KR20230162163A - 에어로졸 생성 시스템을 위한 장치 - Google Patents

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KR20230162163A
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토마스 폴 블랜디노
에드워드 조셉 홀리데이
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니코벤처스 트레이딩 리미티드
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Abstract

에어로졸 생성 시스템을 위한 장치는: 에어로졸 생성 재료를 가열하여 에어로졸을 생성하기 위해 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트(inductive element); 사용시, 유도성 엘리먼트로부터 서셉터 어레인지먼트를 열적으로 절연시키기 위해, 유도성 엘리먼트와 서셉터 어레인지먼트 사이에 위치되는 절연 부재; 사용시 절연 부재에 의해 서셉터 어레인지먼트로부터 절연되는, 시스템 내의 위치에서 온도를 측정하기 위한 온도 센서; 및 제어 어레인지먼트를 포함한다. 제어 어레인지먼트는, 온도 센서에 의해 측정되는 온도를 모니터링하고, 그리고 온도 센서에 의해 측정된 온도에 기반하여, 서셉터 어레인지먼트가 과열되고 있다고 제어 어레인지먼트가 결정하는 경우, 제어 조치(control action)를 취하도록 구성된다.

Description

에어로졸 생성 시스템을 위한 장치{APPARATUS FOR AEROSOL GENERATING SYSTEM}
본 발명은 에어로졸 생성 시스템을 위한 장치에 관한 것이다.
시가렛들(cigarettes), 시가들(cigars) 등과 같은 흡연 물품들은 사용 동안에 담배를 태워서 담배 연기를 생성한다. 태우지 않고 화합물들을 방출하는 제품들을 생성함으로써, 담배를 태우는 이런 물품들에 대한 대안들을 제공하려는 시도들이 있었다. 그러한 제품들의 예들은 재료를 태우지 않고 가열함으로써 화합물들을 방출하는 가열 디바이스들이다. 재료는, 예컨대, 니코틴(nicotine)을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는, 담배 또는 다른 비-담배 제품들일 수 있다.
본 개시내용의 제1 양상에 따르면, 에어로졸 생성 시스템을 위한 장치가 제공되며, 이 장치는: 에어로졸 생성 재료를 가열하여 에어로졸을 생성하기 위해 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트(inductive element); 사용시, 유도성 엘리먼트로부터 서셉터 어레인지먼트를 열적으로 절연시키기 위해, 유도성 엘리먼트와 서셉터 어레인지먼트 사이에 위치되는 절연 부재; 사용시 절연 부재에 의해 서셉터 어레인지먼트로부터 절연되는, 시스템 내의 위치에서 온도를 측정하기 위한 온도 센서; 및 온도 센서에 의해 측정되는 온도를 모니터링하도록 구성된 제어 어레인지먼트를 포함하고, 제어 어레인지먼트는, 온도 센서에 의해 측정된 온도에 기반하여, 서셉터 어레인지먼트가 과열되고 있다고 제어 어레인지먼트가 결정하는 경우, 제어 조치(control action)를 취하도록 구성된다.
제어 어레인지먼트는, 온도 센서에 의해 측정된 온도가 임계 온도 값 이상인지 여부를 결정함으로써, 서셉터 어레인지먼트가 과열되고 있다고 결정하도록 구성될 수 있다.
사용시, 절연 부재는 서셉터 어레인지먼트를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다.
절연 부재는, 사용시 서셉터를 둘러싸는 관형 부재일 수 있다.
절연 부재는 폴리에테르 에테르 케톤으로 제조될 수 있다.
유도성 엘리먼트는 제1 인덕터 코일일 수 있고, 제1 인덕터 코일은 절연 부재를 둘러쌀 수 있다.
온도 센서는, 절연 부재의 외부 표면에서 또는 그 근처에서 온도를 측정하도록 배열될 수 있다.
제1 인덕터 코일은 절연 부재의 반경 방향 외측 표면과 접촉할 수 있고, 절연 부재는 제1 인덕터 코일을 완전히 또는 부분적으로 지지할 수 있다.
유도성 가열 회로는 서셉터 어레인지먼트를 가열하기 위한 제2 인덕터 코일을 포함할 수 있고, 제2 인덕터 코일은 절연 부재를 둘러싸고 그리고 절연 부재의 반경 방향 외측 표면과 접촉할 수 있고, 절연 부재는 제2 인덕터 코일을 완전히 또는 부분적으로 지지할 수 있으며, 그리고 제1 인덕터 코일, 제2 인덕터 코일 및 절연 부재는 사용시 서셉터 어레인지먼트의 중심 종축을 중심으로 서로 동축으로 위치될 수 있다.
미리 결정된 임계 온도 값은 90℃ 내지 180℃ 일 수 있다.
미리 결정된 임계 온도 값은 약 126℃ 일 수 있다.
제어 어레인지먼트가 취하도록 구성된 제어 조치는, 서셉터를 가열하기 위한 유도성 엘리먼트로의 전력의 공급을 감소시킴으로써 또는 유도성 엘리먼트로의 전력의 공급을 막음으로써, 유도성 엘리먼트가 서셉터를 가열하는 것을 중단시키는 것을 포함할 수 있다.
서셉터 어레인지먼트는 제1 가열 구역(heating zone) 및 제2 가열 구역을 포함할 수 있고, 유도성 엘리먼트는 제1 가열 구역을 가열하기 위한 제1 유도성 엘리먼트일 수 있고, 장치는 제2 가열 구역을 가열하기 위한 제2 유도성 엘리먼트를 더 포함할 수 있으며; 그리고 제2 유도성 엘리먼트는 또한, 절연 부재에 의해 서셉터 어레인지먼트로부터 절연될 수 있다.
제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트는, 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 생성 재료를 가열하기 위한 온도들로 제1 가열 구역 및 제2 가열 구역 둘 모두를 동시에 유지하게 동작 가능하도록 구성될 수 있다.
온도 센서는, 절연 부재에 의해 서셉터로부터 절연되는 미리 결정된 위치에 위치될 수 있으며, 이러한 위치는, 에어로졸을 생성하기 위해 시스템을 사용하는 동안, 절연 부재에 의해 서셉터로부터 절연되는, 시스템 내의 복수의 위치들 중에서 잠재적으로 가장 뜨거운(hottest) 위치가 되도록 미리 결정된다.
이러한 미리 결정된 위치는, 에어로졸을 생성하기 위해 시스템을 사용하는 동안, 절연 부재의 표면 상의 가장 뜨거운 위치일 수 있다.
본 개시내용의 제2 양상에 따르면, 본 개시내용의 제1 양상에 따른 장치를 포함하는 에어로졸 생성 디바이스가 제공되며, 이러한 에어로졸 생성 디바이스는 사용시 사용자에 의해 흡입될 에어로졸을 생성하도록 구성된다.
본 개시내용의 제3 양상에 따르면, 제2 양상에 따른 에어로졸 생성 디바이스, 및 사용시 디바이스에 의해 가열되어 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성 재료를 포함하는 물품을 포함하는 에어로졸 생성 시스템이 제공된다.
에어로졸 생성 재료는 담배 재료를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 제4 양상에 따르면, 사용자에 의해 흡입될 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성 시스템을 위한 장치가 제공되며, 이 장치는: 시스템이 에어로졸을 생성하기 위해 사용 중일 때, 에어로졸 생성 재료를 가열하여 에어로졸을 생성하도록 배열된 서셉터 어레인지먼트로부터 유도성 엘리먼트를 절연시키기 위한 절연 부재 － 유도성 엘리먼트는 서셉터 어레인지먼트를 가열하기 위한 것임 －; 및 시스템이 에어로졸을 생성하기 위해 사용 중일 때, 절연 부재에 의해 서셉터 어레인지먼트로부터 절연되는, 시스템 내의 위치에서 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 포함하며, 온도 센서는 시스템 내의 위치에서의 온도의 측정치(measurement)를 제어 어레인지먼트에 제공하도록 구성되어, 서셉터 어레인지먼트가 과열되고 있는지 여부를 제어 어레인지먼트가 결정하도록 허용하고 그리고 서셉터 어레인지먼트가 과열되고 있다고 제어 어레인지먼트가 결정하는 경우, 제어 어레인지먼트가 제어 조치를 취하도록 허용한다.
본 개시내용의 제5 양상에 따르면, 에어로졸 생성 디바이스를 위한 제어 어레인지먼트를 위한 방법이 제공되며, 장치는: 에어로졸 생성 재료를 가열하여 에어로졸을 생성하기 위해 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트; 사용시, 유도성 엘리먼트로부터 서셉터 어레인지먼트를 열적으로 절연시키기 위해, 유도성 엘리먼트와 서셉터 어레인지먼트 사이에 위치되는 절연 부재; 사용시 절연 부재에 의해 서셉터 어레인지먼트로부터 절연되는, 시스템 내의 위치에서 온도를 측정하기 위한 온도 센서; 및 제어 어레인지먼트를 포함하고; 방법은: 온도 센서에 의해 측정되는 온도를 모니터링하는 단계; 및 온도 센서에 의해 측정된 온도에 기반하여, 서셉터 어레인지먼트가 과열되고 있다고 제어 어레인지먼트가 결정하는 경우, 제어 조치를 취하는 단계를 포함한다.
본 개시내용의 다른 양상에 따르면, 에어로졸 생성 시스템을 위한 장치가 제공되며, 이 장치는: 에어로졸 생성 재료를 가열하여 에어로졸을 생성하기 위해 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 하나 이상의 유도성 엘리먼트들; 사용시, 유도성 엘리먼트로부터 서셉터 어레인지먼트를 열적으로 절연시키기 위해, 유도성 엘리먼트와 서셉터 어레인지먼트 사이에 위치되는 절연 부재; 및 제어 어레인지먼트를 포함하고, 제어 어레인지먼트는 유도성 엘리먼트들 중 하나 이상의 유도성 엘리먼트들의 온도를 나타내는 특징(characteristic)을 결정하고, 그리고 결정된 특징에 기반하여, 서셉터 어레인지먼트가 과열되고 있다고 제어 어레인지먼트가 결정하는 경우, 제어 조치를 취하도록 구성된다.
결정된 특징은 유도성 엘리먼트들 중 하나의 유도성 엘리먼트의 전기 저항일 수 있다. 제어 어레인지먼트는, 유도성 엘리먼트들 중 하나의 유도성 엘리먼트의 전기 저항이 미리 결정된 임계치를 초과하는 경우, 서셉터 어레인지먼트가 과열되고 있다고 결정하도록 구성될 수 있다. 장치는 2개의 유도성 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 제어 어레인지먼트는, 2개의 유도성 엘리먼트들 중 어느 하나의 유도성 엘리먼트의 전기 저항이 미리 결정된 임계치를 초과하는 경우, 서셉터 어레인지먼트가 과열되고 있다고 결정하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 유도성 가열 엘리먼트들은 각각 인덕터 코일을 포함할 수 있다. 인덕터 코일들은 리츠(Litz) 와이어로 권취될 수 있다.
본 개시내용의 다른 양상에서, 에어로졸 생성 시스템을 위한 장치가 제공되며, 시스템은, 사용시 에어로졸 생성 재료를 가열하여, 사용자에 의해 흡입되도록 에어로졸 유동 경로를 따라 유동할 에어로졸을 생성하도록 구성되고; 시스템은, 에어로졸 유동 경로 외부에 있는, 시스템 내의 주어진 위치에서 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 포함하며; 그리고 주어진 위치는, 시스템이 에어로졸을 생성하기 위해 사용 중일 때, 에어로졸 유동 경로 외부에 있는, 시스템 내의 가장 뜨거운 위치가 되도록 미리 결정된다.
시스템은: 사용시, 에어로졸 유동 경로 외부에 있는, 시스템 내의 위치들로부터 에어로졸 유동 경로를 열적으로 절연시키는 절연 부재를 포함할 수 있으며; 그리고 주어진 위치는, 시스템이 에어로졸을 생성하기 위해 사용 중일 때, 에어로졸 유동 경로로부터 절연되는 주어진 위치들 중에서 가장 뜨거운 위치가 되도록 미리 결정될 수 있다.
온도 센서가 위치되는 주어진 위치는, 에어로졸 유동 경로 외부에 있으며 그리고 절연 부재에 의해 에어로졸 유동 경로로부터 절연될 수 있는, 시스템 내의 다른 위치들보다 더 높은(hotter) 온도에 도달할 것으로 예상되는, 시스템 내의 위치가 되도록 미리 결정될 수 있다. 예컨대, 미리 결정된 위치는 절연 부재에 의해 서셉터로부터 절연될 수 있으며, 그리고 절연 부재에 의해 서셉터로부터 절연되는, 시스템 내의 복수의 위치들 중에서 잠재적으로 가장 뜨거운 위치인 미리 결정된 위치일 수 있다. 디바이스의 제어 어레인지먼트는, 미리 결정된 값을 초과하는 온도를 온도 센서가 감지하는 경우, 에어로졸 생성 재료를 가열하기 위해 공급되는 전력을 중단시키거나 감소시키는 것과 같은 제어 조치를 취하도록 구성될 수 있다. 주어진 위치는, 에어로졸 유동 경로 외부에 있는, 시스템 내의 위치들에서의 온도들을 결정하기 위한 시스템의 경험적 테스팅을 통해 미리 결정될 수 있다. 주어진 위치는, 시스템의 사용 동안 에어로졸 유동 경로 외부에 있는, 시스템 내의 위치들에서의 예상 온도들을 모델링함으로써 미리 결정될 수 있다. 예들에서, 주어진 위치는, 시스템의 가열 어레인지먼트가 과열되고 있을 때 시스템 내의 다른 위치들과 비교하여 가장 높은(hottest) 온도에 도달할 것으로 예상되는, 에어로졸 유동 경로 외부의 위치로서 미리 결정될 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징들 및 이점들은, 첨부된 도면들을 참조하여 이루어지는, 단지 예로서 주어지는 본 발명의 바람직한 실시예들의 다음 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 에어로졸 생성 디바이스의 예의 정면도를 도시한다.
도 2는 외부 커버가 제거된, 도 1의 에어로졸 생성 디바이스의 정면도를 도시한다.
도 3은 도 1의 에어로졸 생성 디바이스의 단면도를 도시한다.
도 4는 도 2의 에어로졸 생성 디바이스의 분해도를 도시한다.
도 5a는 에어로졸 생성 디바이스 내의 가열 조립체의 단면도를 도시한다.
도 5b는 도 5a의 가열 조립체의 일부의 확대도를 도시한다.
도 6은 외부 커버가 제거된 에어로졸 생성 디바이스의 배면도를 도시한다.
도 7은 예시적인 에어로졸 생성 디바이스를 제어하는 예시적인 방법의 흐름도 표현을 도시한다.
도 8은 에어로졸 생성 디바이스를 위한 예시적인 제어 수단의 양상들의 개략적인 표현을 도시한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 생성 재료"는 통상적으로 에어로졸의 형태로, 가열 시에 휘발되는 성분들을 제공하는 재료들을 포함한다. 에어로졸 생성 재료는 임의의 담배-함유 재료를 포함하고, 그리고 예컨대, 담배, 담배 파생품들, 팽화 담배, 재생 담배 또는 담배 대용품들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 또한, 제품에 따라 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는 다른 비-담배 제품들을 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 재료는, 예컨대, 고체, 액체, 겔, 왁스 등의 형태일 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 또한, 예컨대, 재료들의 조합 또는 블렌드일 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 또한 "흡연가능 재료"로도 알려질 수 있다.
통상적으로 에어로졸 생성 재료를 태우거나 또는 연소시키지 않고도 흡입될 수 있는 에어로졸을 형성하기 위하여, 에어로졸 생성 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해 에어로졸 생성 재료를 가열하는 장치가 알려져있다. 그러한 장치는 "에어로졸 생성 디바이스", "에어로졸 제공 디바이스", "비연소식 가열 디바이스(heat-not-burn device)", "담배 가열 제품 디바이스" 또는 "담배 가열 디바이스" 등으로 종종 설명된다. 유사하게, 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는, 액체 형태의 에어로졸 생성 재료를 통상적으로 기화시키는 소위 전자 시가렛 디바이스가 또한 존재한다. 에어로졸 생성 재료는 장치에 삽입될 수 있는 막대, 카트리지 또는 카세트 등의 형태이거나 이들의 일부로서 제공될 수 있다. 에어로졸 생성 재료를 가열하여 휘발시키기 위한 히터가 장치의 "영구적(permanent) 부분"으로서 제공될 수 있다.
에어로졸 제공 디바이스는 가열하기 위한 에어로졸 생성 재료를 포함하는 물품을 수용할 수 있다. 이런 맥락에서 "물품"은, 사용 중에 에어로졸 생성 재료를 포함하거나 보유하고 그 에어로졸 생성 재료를 휘발시키기 위해 가열되는 컴포넌트, 및 선택적으로는 사용 중인 다른 컴포넌트이다. 사용자는 물품이 에어로졸을 생성하기 위해 가열되기 전에 그 물품을 에어로졸 제공 디바이스에 삽입할 수 있고, 이어서 사용자는 그 에어로졸을 흡입한다. 물품은, 예컨대, 그 물품을 수용하도록 크기가 정해지는 디바이스의 가열 챔버 내에 배치되도록 구성되는 미리 결정된 또는 특정 사이즈를 가질 수 있다.
도 1은 에어로졸 생성 매질/재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 제공 디바이스(100)의 예를 도시한다. 대략적으로, 디바이스(100)는 에어로졸 생성 매질을 포함하는 교체가능 물품(110)을 가열하여 디바이스(100)의 사용자에 의해 흡입되는 에어로졸 또는 다른 흡입가능 매질을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
디바이스(100)는, 디바이스(100)의 다양한 컴포넌트들을 둘러싸고 수용하는 하우징(102)(외부 커버의 형태)을 포함한다. 디바이스(100)는 일 단부에 개구(104)를 가지며, 물품(110)이 가열 조립체에 의한 가열을 위해서 그 개구(104)를 통해 삽입될 수 있다. 사용시, 물품(110)은 가열 조립체에 완전히 또는 부분적으로 삽입될 수 있고, 여기서 그 물품(110)은 가열 조립체의 하나 이상의 컴포넌트들에 의해 가열될 수 있다.
이 예의 디바이스(100)는 덮개(108)를 포함하는 제1 단부 부재(106)를 포함하고, 그 덮개(108)는 물품(110)이 제자리에 없을 경우 개구(104)를 폐쇄하도록 제1 단부 부재(106)에 대해 이동가능하다. 도 1에서, 덮개(108)는 열린 구성으로 도시되어 있지만, 캡(108)은 닫힌 구성으로 이동할 수 있다. 예컨대, 사용자는 덮개(108)로 하여금 화살표 "A"의 방향으로 미끄러지도록 할 수 있다.
디바이스(100)는 또한, 눌려질 경우 디바이스(100)를 동작시키는 사용자-조작가능 제어 엘리먼트(112), 이를테면 버튼 또는 스위치를 포함할 수 있다. 예컨대, 사용자는 스위치(112)를 동작시킴으로써 디바이스(100)를 켤 수 있다.
디바이스(100)는 또한, 디바이스(100)의 배터리를 충전하기 위한 케이블을 수용할 수 있는 전기 컴포넌트, 이를테면 소켓/포트(114)를 포함할 수 있다. 예컨대, 소켓(114)은 충전 포트, 이를테면 USB 충전 포트일 수 있다. 일부 예들에서, 부가적으로 또는 대안적으로, 소켓(114)은 디바이스(100)와 다른 디바이스, 이를테면 컴퓨팅 디바이스 사이에 데이터를 전송하기 위해 사용될 수 있다.
도 2는 외부 커버(102)가 제거된, 도 1의 디바이스(100)를 도시한다. 디바이스(100)는 종축(134)을 정의한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 단부 부재(106)는 디바이스(100)의 일 단부에 배열되고 제2 단부 부재(116)는 디바이스(100)의 반대쪽 단부에 배열된다. 제1 및 제2 단부 부재들(106, 116)은 함께 디바이스(100)의 단부 표면들을 적어도 부분적으로 정의한다. 예컨대, 제2 단부 부재(116)의 하단 표면은 디바이스(100)의 하단 표면을 적어도 부분적으로 정의한다. 외부 커버(102)의 에지들은 또한 단부 표면들의 일부를 정의할 수 있다. 이 예에서, 덮개(108)는 또한 디바이스(100)의 상단 표면의 일부를 정의한다. 도 2는 또한, 제어 엘리먼트(112) 내에 연관된 제2 인쇄 회로 기판(138)을 도시한다.
개구(104)에 가장 가까운 디바이스의 단부는 사용시 사용자의 입에 가장 가깝기 때문에 디바이스(100)의 근위 단부(또는 마우스 단부)로 알려질 수 있다. 사용시, 사용자는 물품(110)을 개구(104)에 삽입하고, 에어로졸 생성 재료의 가열을 시작하기 위해 사용자 제어부(112)를 조작하고, 디바이스에서 생성된 에어로졸을 흡인한다. 이는 에어로졸로 하여금 유동 경로를 따라 디바이스(100)의 근위 단부를 향해서 디바이스(100)를 통해 유동하게 한다.
개구(104)로부터 가장 멀리 떨어져 있는 디바이스의 다른 단부는 사용시 사용자의 입으로부터 가장 멀리 떨어져 있는 단부이기 때문에 디바이스(100)의 원위 단부로 알려질 수 있다. 사용자가 디바이스에서 생성된 에어로졸을 흡인함에 따라, 에어로졸은 디바이스(100)의 원위 단부로부터 멀어지게 유동한다.
디바이스(100)는 전원(118)을 추가로 포함한다. 전원(118)은, 예컨대 배터리, 이를테면, 재충전가능한 배터리 또는 재충전가능하지 않은 배터리일 수 있다. 적절한 배터리들의 예들은, 예컨대, 리튬 배터리(이를테면, 리튬-이온 배터리), 니켈 배터리(예컨대, 니켈-카드뮴 배터리), 및 알카라인 배터리를 포함한다. 배터리는 에어로졸 생성 재료를 가열하기 위해서 제어기(미도시)의 제어 하에 필요할 때 전력을 공급하도록 가열 조립체에 전기적으로 결합된다. 이 예에서, 배터리는 배터리(118)를 제자리에 유지하는 중앙 지지부(120)에 연결된다.
디바이스는 적어도 하나의 전자 모듈(122)을 더 포함한다. 전자 모듈(122)은, 예컨대, PCB(printed circuit board)를 포함할 수 있다. PCB(122)는 적어도 하나의 제어기, 이를테면 프로세서, 및 메모리를 지원할 수 있다. PCB(122)는 또한 디바이스(100)의 다양한 전자 컴포넌트들을 전기적으로 서로 연결시키기 위해 하나 이상의 전기 트랙들을 포함할 수 있다. 예컨대, 전력이 디바이스(100) 전체에 걸쳐 분배될 수 있도록, 배터리 단자들이 PCB(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 소켓(114)이 또한 전기 트랙들을 통해 배터리에 전기적으로 결합될 수 있다.
예시적인 디바이스(100)에서, 가열 조립체는 유도성 가열 조립체이며, 유도성 가열 프로세스를 통해 물품(110)의 에어로졸 생성 재료를 가열하기 위한 다양한 컴포넌트들을 포함한다. 유도 가열은 전자기 유도에 의해 전기 전도성 물체(이를테면, 서셉터)를 가열하는 프로세스이다. 유도 가열 조립체는 유도성 엘리먼트, 예컨대, 하나 이상의 인덕터 코일들, 및 그 유도성 엘리먼트를 통해 교류 전류와 같은 가변 전류를 전달하기 위한 디바이스를 포함할 수 있다. 유도성 엘리먼트의 가변 전류는 가변 자기장을 생성한다. 가변 자기장은 유도성 엘리먼트에 대해 적절하게 포지셔닝된 서셉터를 침투하고, 서셉터 내부에서 와전류들을 발생시킨다. 서셉터는 와전류들에 대한 전기 저항을 갖고, 그로 인해서 이 저항에 대한 와전류들의 흐름이 서셉터로 하여금 줄 가열(Joule heating)에 의해 가열되도록 한다. 서셉터가 강자성 재료, 이를테면 철, 니켈 또는 코발트를 포함하는 경우들에서, 열은 또한 서셉터에서의 자기 히스테리시스 손실들에 의해서, 즉, 가변 자기장과 자기 쌍극자들의 정렬의 결과로 자기 재료에서의 자기 쌍극자들의 다양한 배향에 의해서 발생될 수 있다. 유도성 가열에서는, 예컨대 전도에 의한 가열에 비해, 서셉터 내부에서 열이 발생되어 급속 가열이 허용된다. 더욱이, 유도성 히터와 서셉터 간의 어떤 물리적 접촉도 필요하지 않아 구성 및 응용의 개선된 자유가 허용된다.
예시적인 디바이스(100)의 유도 가열 조립체는 서셉터 어레인지먼트(132)(본원에서 "서셉터"로 지칭됨), 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)을 포함한다. 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 전기 전도성 재료로 만들어진다. 이 예에서, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 나선형 인덕터 코일들(124, 126)을 제공하기 위해 나선형 형태로 권취되는 리츠 와이어/케이블로 만들어진다. 리츠 와이어는, 개별적으로 절연되고 단일 와이어를 형성하기 위해 함께 꼬여지는 복수의 개별 와이어들을 포함한다. 리츠 와이어들은 전도체에서의 표피 효과 손실을 감소시키도록 설계된다. 예시적인 디바이스(100)에서, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 실질적으로 원형 단면을 갖는 구리 리츠 와이어로 만들어진다. 다른 예들에서, 리츠 와이어는 직사각형과 같은 다른 형상의 단면들을 가질 수 있다.
제1 인덕터 코일(124)은 서셉터(132)의 제1 섹션을 가열하기 위한 제1 가변 자기장을 발생시키도록 구성되고, 제2 인덕터 코일(126)은 서셉터(132)의 제2 섹션을 가열하기 위한 제2 가변 자기장을 발생시키도록 구성된다. 여기에서, 서셉터(132)의 제1 섹션은 제1 서셉터 구역(132a)으로 지칭되고, 서셉터(132)의 제2 섹션은 제2 서셉터 구역(132b)으로 지칭된다. 이 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 디바이스(100)의 종축(134)을 따른 방향으로 제2 인덕터 코일(126)에 인접한다(즉, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 겹치지 않음). 이 예에서, 서셉터 어레인지먼트(132)는 2개의 구역들을 포함하는 단일 서셉터를 포함하지만, 다른 예들에서, 서셉터 어레인지먼트(132)는 2개 이상의 개별 서셉터들을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)의 단부들(130)은 PCB(122)에 연결된다.
제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은, 일부 예들에서, 서로 상이한 적어도 하나의 특징을 가질 수 있다는 것이 인지될 것이다. 예컨대, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 적어도 하나의 특징을 가질 수 있다. 더 상세하게, 일 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 인덕턴스 값을 가질 수 있다. 도 2에서, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은, 제1 인덕터 코일(124)이 제2 인덕터 코일(126)보다 서셉터(132)의 더 작은 섹션에 권취되도록, 상이한 길이들을 갖는다. 따라서, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 수의 턴들을 포함할 수 있다(개별 턴들 간의 간격이 실질적으로 동일하다고 가정함). 또 다른 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 재료로 만들어질 수 있다. 일부 예들에서, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 실질적으로 동일할 수 있다.
이 예에서, 인덕터 코일들(124, 126)은 서로 동일한 방향으로 권취된다. 즉, 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126) 둘 모두는 좌측 나선들이다. 다른 예에서, 인덕터 코일들(124, 126) 둘 모두는 우측 나선들일 수 있다. 또 다른 예(미도시)에서, 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)은 반대 방향들로 권취된다. 이는, 인덕터 코일들이 상이한 시간들에 활성화될 때, 유용할 수 있다. 예컨대, 초기에는, 제1 인덕터 코일(124)이 물품(110)의 제1 섹션을 가열하도록 동작하고 있을 수 있고, 나중에는, 제2 인덕터 코일(126)이 물품(110)의 제2 섹션을 가열하도록 동작하고 있을 수 있다. 코일들을 반대 방향들로 권취하는 것은, 특정 타입의 제어 회로와 함께 사용될 때 비활성 코일에서 유도되는 전류를 감소시키는 것을 돕는다. 코일들(124, 126)이 상이한 방향들(미도시)로 권취되는 일 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 우측 나선일 수 있고 그리고 제2 인덕터 코일(126)은 좌측 나선일 수 있다. 다른 그러한 실시예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 좌측 나선일 수 있고 그리고 제2 인덕터 코일(126)은 우측 나선일 수 있다.
이 예의 서셉터(132)는 중공이고, 따라서 에어로졸 생성 재료가 수용되는 리셉터클을 정의한다. 예컨대, 물품(110)은 서셉터(132)에 삽입될 수 있다. 이 예에서, 서셉터(132)는 원형 단면을 갖는 관형이다.
도 2의 디바이스(100)는, 일반적으로 관형이고 서셉터(132)를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있는 절연 부재(128)를 더 포함한다. 절연 부재(128)는 임의의 절연 재료, 이를테면 예컨대 플라스틱 재료로 구성될 수 있다. 이 특정 예에서, 절연 부재는 PEEK(polyether ether ketone)로 구성된다. 절연 부재(128)는 서셉터(132)에서 발생된 열로부터 디바이스(100)의 다양한 컴포넌트들을 절연시키는 것을 도울 수 있다.
절연 부재(128)는 또한 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)을 완전히 또는 부분적으로 지지할 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 절연 부재(128) 둘레에 포지셔닝되고, 절연 부재(128)의 반경 방향 외측 표면과 접촉한다. 일부 예들에서, 절연 부재(128)는 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)과 접하지 않는다. 예컨대, 절연 부재(128)의 외부 표면과 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)의 내부 표면 간에 작은 갭이 존재할 수 있다.
특정 예에서, 서셉터(132), 절연 부재(128), 및 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 서셉터(132)의 중앙 종축을 동축으로 한다.
도 3은 부분 단면으로 디바이스(100)의 측면도를 도시한다. 이 예에서, 외부 커버(102)는 이번에도 존재하지 않는다. 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)의 원형 단면 형상은 도 3에서 더 명확하게 보인다.
디바이스(100)는 서셉터(132)를 제자리에 유지하기 위해 서셉터(132)의 일 단부와 맞물리는 지지부(136)를 더 포함한다. 지지부(136)는 제2 단부 부재(116)에 연결된다.
디바이스(100)는 디바이스(100)의 원위 단부를 향해 배열된, 제2 덮개/캡(140) 및 스프링(142)을 더 포함한다. 스프링(142)은 서셉터(132)로의 접근을 제공하기 위해서 제2 덮개(140)가 열리도록 허용한다. 사용자는, 예컨대, 서셉터(132) 및/또는 지지부(136)를 청소하기 위해 제2 덮개(140)를 열 수 있다.
디바이스(100)는 그 디바이스의 개구(104)를 향해 서셉터(132)의 근위 단부로부터 멀리 연장되는 확장 챔버(144)를 더 포함한다. 디바이스(100) 내에 수용될 때 물품(110)에 접하여 이를 유지하기 위한 유지 클립(146)이 확장 챔버(144) 내에 적어도 부분적으로 위치된다. 확장 챔버(144)는 단부 부재(106)에 연결된다.
도 4는 외부 커버(102)가 이번에도 생략된, 도 1의 디바이스(100)의 분해도이다.
도 5a는 도 1의 디바이스(100)의 일부의 단면도를 묘사한다. 도 5b는 도 5a의 영역의 확대도를 묘사한다. 도 5a 및 5b는 서셉터(132) 내에 수용된 물품(110)을 도시하고, 여기서 물품(110)은, 물품(110)의 외부 표면이 서셉터(132)의 내부 표면에 접하도록 치수가 정해진다. 이는 가열이 가장 효율적이도록 보장한다. 이 예의 물품(110)은 에어로졸 생성 재료(110a)를 포함한다. 에어로졸 생성 재료(110a)는 서셉터(132) 내에 포지셔닝된다. 물품(110)은 또한 필터, 포장 재료들 및/또는 냉각 구조와 같은 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
도 5b는, 서셉터(132)의 외부 표면이 서셉터(132)의 종축(158)에 수직인 방향으로 측정되는 거리(150)만큼 인덕터 코일들(124, 126)의 내부 표면으로부터 이격된 것을 도시한다. 일 특정 예에서, 거리(150)는 약 3mm 내지 4mm, 약 3mm 내지 3.5mm, 또는 약 3.25mm이다.
도 5b는, 절연 부재(128)의 외부 표면이 서셉터(132)의 종축(158)에 수직인 방향으로 측정되는 거리(152)만큼 인덕터 코일들(124, 126)의 내부 표면으로부터 이격된 것을 추가로 도시한다. 일 특정 예에서, 거리(152)는 약 0.05mm이다. 다른 예에서, 거리(152)는 실질적으로 0mm이고, 그럼으로써 인덕터 코일들(124, 126)이 절연 부재(128)와 접하고 접촉하게 된다.
일 예에서, 서셉터(132)는 약 0.025mm 내지 1mm, 또는 약 0.05mm의 벽 두께(154)를 갖는다.
일 예에서, 서셉터(132)는 약 40mm 내지 60mm, 약 40mm 내지 45mm, 또는 약 44.5mm의 길이를 갖는다.
일 예에서, 절연 부재(128)는 약 0.25mm 내지 2mm, 0.25mm 내지 1mm, 또는 약 0.5mm의 벽 두께(156)를 갖는다.
도 6은 디바이스(100)의 배면도를 도시한다. 디바이스(100)는 절연 부재(128)의 외부 표면에 위치된 온도 센서(129)를 포함한다. 이 예에서, 온도 센서(129)는 서미스터(thermistor)이고, 이 서미스터는 PCB(122)에 부착되며, 그리고 절연 부재(128)에서의 온도(Tins)의 측정치들을 PCB(122) 상의 제어 어레인지먼트(아래에서 설명됨)에 제공하도록 구성된다. 이 예에서, 온도 센서(129)는 디바이스(100)의 종축(134)에 대해 제1 인덕터(124) 및 제2 인덕터(126)의 중앙에 포지셔닝되도록 구성된다. 예들에서, 온도 센서(129)의 포지션은 절연 부재(128)의 잠재적인 가장 뜨거운 포인트에 있도록 선택될 수 있다. 이는, 예컨대, 서셉터(132)가 과열되는 동안 절연 부재(128)의 외부 표면 상의 가장 뜨거운 포인트를 측정함으로써, 디바이스(100)의 테스팅을 통해 결정될 수 있다.
절연 부재 온도 센서(129)가, 서셉터(132)가 과열되고 있음을 나타내는 온도(Tins)를 측정하는 경우, 디바이스(100)는, 이를테면 서셉터(132)의 가열을 중단시키거나 또는 서셉터(132)를 가열하기 위해 전원(118)으로부터 공급되는 전력을 감소시키는 것과 같은 제어 조치를 취하도록 구성된다. 온도(Tins)의 값은, 이것이 특정 값에 도달하거나 또는 특정 값을 초과하는 경우, 서셉터(132)가 과열되고 있음을 나타낼 수 있다. 예컨대, 절연 부재 온도 센서(129)가, 미리 결정된 임계 온도 값(Tcut-off) 이상인 온도(Tins)를 측정하는 경우, 디바이스(100)는 서셉터(132)의 가열을 차단하거나 또는 서셉터(132)를 가열하기 위해 공급되는 전력을 감소시키도록 구성될 수 있다. 이는, 서셉터(132)가 과열되고 있다고 디바이스(100)가 결정할 때, 서셉터(132)를 가열하기 위한 전력의 차단 또는 감소를 가능하게 하는 안전 피처(safety feature)가 제공된다는 점에서 유리할 수 있다.
에어로졸 생성 재료(110a)를 가열하여 그로부터 에어로졸을 생성하기 위해 서셉터(132)가 가열되고 있는 동안, 서셉터(132)는 일부 예들에서는 약 250℃의 최대 온도, 또는 일부 예들에서는 약 150℃ 내지 약 350℃의 최대 온도에 도달할 수 있다. 일부 예들에서, 임계 온도(Tcut-off)는, 서셉터(132)가 자신의 최대 온도에 있을 때 절연 부재(128)에서 측정되는 온도(Tins)에 대한 최대 예상 값에 기반하여 결정될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 예시적인 디바이스(100)의 온도 센서(129)는, 절연 부재(128)의 반경 방향 외부 표면에 위치되어 이 위치에서 온도를 측정하는 서미스터이다. 일 예에서, 서셉터(132)가 250℃의 온도로 가열되는 경우, 절연 부재 온도 센서(129)에 의해 측정되는 온도(Tins)는 약 90℃를 초과할 것으로 예상되서는 안된다. 따라서, 일 예에서, 온도 센서(129)가 약 90℃ 초과 또는 약 100℃ 초과의 온도(Tins)를 판독하는 경우, 디바이스(100)는 서셉터(132)를 가열하기 위한 전력을 차단하도록 구성된다.
일부 예들에서, 온도 센서(129)에서 측정되는 예상되는 최대 온도와 임계 차단 온도(threshold cut-off temperature) 사이에는 온도 마진(temperature margin)이 제공될 수 있다. 예컨대, 위의 예에서, 온도 센서(129)에 의해 측정되는 임계 온도(이 온도에서, 디바이스(100)는 서셉터(132)를 가열하기 위한 전력을 차단함)는 약 130℃ 또는 약 126℃로 설정될 수 있어서, 약 90-100℃의 Tins의 예상되는 최대 값보다 약 30-40℃ 더 높은 마진을 제공한다. 따라서, 절연 부재(128)에서의 예상 온도가 단지 조금만 초과되는 경우, 디바이스(100)가 서셉터(132)를 가열하기 위해 공급되는 전력을 차단(또는 다른 방식으로 수정)하지 않도록, 마진이 제공된다.
디바이스(100)의 이러한 안전 피처를 제공하기 위해 사용되는 임계 온도는, 원하는 온도 마진량 및 절연 부재(128)에 의해 도달될 것으로 예상되는 최대 온도에 영향을 미치는 팩터(factor)들에 의존하여 달라질 수 있다. 예컨대, 서셉터(132)가 더 높은 온도들로 가열되는 경우, 또는 절연 부재(128)가 사용시 서셉터(132)에 더 근접하게 위치되는 경우, 임계 온도는 그에 따라 더 높게 설정될 수 있다. 유사하게, 절연 부재(128)가 제조되는 재료 및 두께가, 정상 동작 동안 온도(Tins)의 예상되는 최대 값에 영향을 미칠 수 있다. 온도(Tins)의 최대 값은 또한, 온도 센서(129)의 포지셔닝, 예컨대, 상이한 온도들로 가열되도록 구성될 수 있는 서셉터 구역들(132a, 132b) 중 특정 서셉터 구역으로부터의 온도 센서(129)의 근접성에 의존할 수 있다. 예들에서, 특정 구성에 대한 Tins의 예상되는 최대 값은, 디바이스(100)의 정상 동작 동안 온도 센서(129)에 의해 기록되는 값들을 기록함으로써, 경험적으로 얻어질 수 있다. 그런 다음, 예컨대, 센서(129)에 의해 기록될 예상되는 최대 온도보다 예컨대 20-50℃ 또는 30-40℃ 더 높은 주어진 마진을 제공함으로써, 임계 온도가 그에 따라 설정될 수 있다.
예들에서, 디바이스는, 온도 센서(129)에 의해 측정되는 온도(Tins)에 기반하여 디바이스(100)를 제어하기 위한 제어 어레인지먼트(그것의 일 예(1800)가 하기에서 도 8에 도시됨)를 포함한다. 도 7은 디바이스(100)의 예시적인 제어 어레인지먼트에 의해 수행되는 예시적인 방법(1500)의 흐름도 표현을 도시한다. 블록(1502)에서, 서셉터(132)를 가열하기 위해 전원(118)으로부터 전력이 공급된다. 블록(1504)에서, 절연 부재(128)에서의 온도 센서(129)에 의해 측정되는 온도(Tins)가 결정된다. 블록(1506)에서, 제어 어레인지먼트는 온도 센서(129)에 의해 측정된 온도(Tins)를 임계 값(Tcut-off)(차단 값으로 또한 지칭될 수 있음)과 비교한다. 블록(1506)에서, 온도(Tins)가 임계 값 미만인 것으로 제어 어레인지먼트가 결정하는 경우, 방법은 블록(1502)으로 돌아가며, 디바이스(100)는 서셉터(132)를 가열하기 위한 전력을 계속해서 공급한다. 그러나, 블록(1506)에서, 온도(Tins)가 임계 값(Tcut-off) 이상인 것으로 제어 어레인지먼트가 결정하는 경우, 방법은 블록(1508)으로 진행하며, 그에 의해, 제어 어레인지먼트는 서셉터(132)를 가열하기 위한 전력의 공급을 중단시킨다.
따라서, 제어 어레인지먼트는, 절연 부재 온도 센서(129)에 의해 측정된 온도(Tins)가 미리 결정된 값에 도달할 때, 디바이스(100)가 서셉터(132)를 가열하기 위해 전력을 공급하는 것을 막을 수 있다. 이는, 절연 부재(128)의 온도(Tins)가 너무 높다는 표시가 수신되는 경우 전력의 공급을 차단함으로써 안전 메커니즘을 제공한다. 예를 들어, 이는, 예컨대, 서셉터(132)가 에어로졸을 생성하는 데 요구되는 온도에 도달했을 때 디바이스(100)가 디바이스(100)의 가열 어레인지먼트를 끄지 못함으로 인해 야기되는, 서셉터의 과열을 표시할 수 있다. 다른 예에서, 임계치에 도달하는 온도(Tins)는, 예컨대 절연 부재(128)의 결함으로 인해, 절연 부재(128)가 디바이스(100)의 다른 부분들로부터 서셉터(132)를 적절하게 절연하고 있지 않음을 표시할 수 있다.
도 8은 도 7을 참조하여 설명된 방법을 수행하기 위한 제어 어레인지먼트(1800)의 예시적인 개략적인 표현을 도시한다. 위에서 언급한 바와 같이, 온도 센서(129)는 서미스터이다. 이 예에서, 서미스터(129)는 NXFT15WF104FA2B025 NTC 100k 비드 서미스터(Bead Thermistor)이지만, 다른 예들에서는 다른 타입들의 서미스터가 사용될 수 있다. 서미스터(129)는 제어 어레인지먼트(1800)의 제1 부분(1810)에 연결된다. 서미스터(129)는 PCB(122) 상의 제1 포인트(J15)와 제2 포인트(J16)에 걸쳐 연결된다. 제1 포인트(J15)는 2.5V 신호를 수신하고, 제2 포인트(J16)는 10㏀ 저항기(R29) 및 1㎌ 커패시터(C23)를 통해 접지(GND)에 연결되며, 여기서 저항기(R29) 및 커패시터(C23)는 서로 병렬로 연결된다. 서미스터(129)로부터, 온도 신호(TEMP)가 PCB(122) 상에 제공되며, 온도 신호(TEMP)는 서미스터(129)에 의해 측정된 온도(Tins)를 표시한다. 예들에서, 온도 신호(TEMP)는 또한, 제어 어레인지먼트(1800)의 제1 부분(1810)으로부터 제어기(1001)에 의해 수신되며, 제어기(1001) 또한 PCB(122) 상에 위치된다.
온도 신호(TEMP)는 제어 장치(1800)의 제2 부분(1820)에 제공된다. 제어 어레인지먼트(1800)의 제2 부분(1820)은 비교기(U6)를 포함하며, 비교기(U6)는 온도(Tins)가 차단 값(Tcut-off) 이상인지 여부를 결정하며, 그리고 온도(Tins)가 차단 값(Tcut-off) 이상인 경우, 차단 신호(1805)를 제공한다. 이 예에서, 비교기(U6)는 AZV331 아날로그 비교기이며, 비교기(U6)의 전력 입력 단자와 접지(GND) 사이에 연결된 3.8V 공급부(supply)를 통해 전력을 제공받는다. 온도 신호(TEMP)는 비교기(U6)의 음의 단자에 제공되고, 2.5V 신호는 24.9㏀ 저항기(R44)를 통해 비교기(U6)의 양의 단자에 연결된다. 비교기(U6)의 양의 단자는 또한, 100㏀ 저항기(R45)를 통해 접지(GND)에 연결된다.
이 예에서, 비교기(U6)는, 자신의 음의 입력 상의, 온도 센서(129)로부터의 TEMP 신호로부터의 전압과 자신의 양의 입력 상의 전압을 비교하도록 구성된다. 비교기(U6)가, (제어 어레인지먼트(1800)의 제1 부분(1810)을 통해 서미스터(129)로부터 비롯되는) 온도 신호(TEMP)로부터, 온도(Tins)가 차단 온도(Tcut-off) 이상인 것으로 결정하는 경우, 비교기는 신호(1805)를 전송하여, 디바이스(100)가 서셉터(132)를 가열하기 위해 전력을 공급하는 것을 차단하게 한다. 이 예에서, 신호(1805)가 로우(low)가 될 때, 이는 서셉터(132)를 가열하기 위한 전력의 차단을 야기한다. 일 예에서, 제어 어레인지먼트(1800)의 비교기(U6)에 의해 전송될 때, 신호(1805)는 디바이스(100)로 하여금 인덕터 코일들(124, 126)에 전력을 공급하는 것을 중단시키게 한다. 본 예에서, 비교기(U6)는, 온도 센서(129)에 의해 측정된 온도(Tins)가 126℃의 차단 온도(Tcut-off)를 초과할 때, 서셉터(132)를 가열하기 위한 전력을 차단하기 위해 신호(1805)를 제공하도록 구성된다. 이러한 예시적인 장치(1800)에서의 차단 온도(Tcut-off)는, 저항기들(R29, R44, R45) 중 하나 이상의 저항기들의 값들을 변경함으로써 변경될 수 있다.
예들에서, 제어기(1001)는, 서셉터(132)를 가열하기 위한 인덕터 코일들(124, 126)로의 전력의 공급을 제어하도록 구성된다. 위에서 설명된 바와 같이, 인덕터 코일들(124, 126)은, 각각, 제1 서셉터 구역(132a) 및 제2 서셉터 구역(132b)을 가열하도록 구성된다. 예들에서, 제어기(1001)는, 인덕터들(124, 126) 중 하나만이 임의의 한 순간에 자신의 각각의 서셉터 구역(132a, 132b)을 가열하게 활성화되도록, 인덕터들(124, 126)로의 전력의 공급을 제어하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제어기(1001)는, 예컨대 각각의 구역에 대한 각각의 타겟 온도와 비교함으로써, 어느 한 시점에 어느 서셉터 구역(132a, 132b)이 가열되어야 하는지를 결정하고, 그 구역을 가열하기 위한 각각의 인덕터(124, 126)에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 그러나, 제어기(1001)는, 사용 세션의 어떠한 시점에서, 두 구역들(132a, 132b) 모두의 온도가 증가되어야 한다고 결정할 수 있다. 두 구역들(132a, 132b) 모두를 동시에 가열하는 것이 바람직한, 사용 세션의 그러한 시점에서, 제어기(1001)는 제1 구역(132a)을 가열하는 것과 제2 구역(132b)을 가열하는 것 사이에서, 예컨대 약 64Hz의 주파수로 신속하게 교번하도록 구성될 수 있다. 따라서, 두 구역들(132a, 132b) 모두는, 이들이 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸화 가능한 재료를 가열하도록 하는 온도에 동시에 있을 수 있다. 2개의 인덕터 코일들에 대한 전력의 공급을 교번시키기 위한 그러한 동작 방법은 특히 유도 회로에서 유리할 수 있다. 예들에서, 차단 신호(1805)는, 제어기(1001)에 의한 인덕터들(124, 126)로의 전력 공급의 제어를 오버라이드(override)하기 위해 전송되도록 구성된다. 이 경우, 예컨대, 제어기(1001)가 인덕터들(124, 126) 중 하나 또는 둘 모두를 스위치 오프(switch off)하는 데 실패한다면, 제어 어레인지먼트(1800)는 서셉터(132)의 과열이 검출되는 경우 전원(118)으로부터의 전력을 차단하는 안전 어레인지먼트(safety arrangement)를 제공한다.
또한, 위의 예들에서는 온도 센서(129)가 서미스터를 포함하지만, 다른 예들에서는, 상이한 타입의 감지 어레인지먼트, 이를테면 열전대(thermocouple)가 사용될 수 있다. 유사하게, 온도 감지 어레인지먼트는 하나 초과의 온도 센서를 포함할 수 있으며, 방법은, 온도 감지 어레인지먼트의 어느 하나의 온도 센서가 과열을 표시하는 온도를 검출하는 경우, 전력 공급을 차단하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 예에서, 디바이스(100), 예컨대 제어기(1001)는, 온도 센서(129)를 사용하는 것 이외의 다른 방법에 의해 절연 부재(128)의 온도를 결정하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제어기(1001)는 인덕터 코일들(124, 126) 중 하나 또는 둘 모두의 전기 저항을 모니터링하도록 구성될 수 있다. 제어기(1001)는, 예컨대, 온도에 따른 코일들(124, 126)의 저항의 미리 결정된 변동에 기반하여, 이러한 전기 저항의 변동들을 사용하여 절연 부재(128)의 온도를 결정할 수 있다. 절연 부재(128)에 대한 이러한 결정된 온도가 임계 값에 도달하거나 또는 임계 값을 초과하는 경우, 디바이스(100)는, 예컨대 이전의 예들을 참조하여 설명된 바와 같이, 서셉터(132)를 가열하기 위한 전력의 공급을 차단할 수 있다. 예컨대, 인덕터 코일들(124, 126)의 결정된 온도는, 절연 부재(128)의 외부 표면에서의 위치를 표시하는 것으로 고려될 수 있고, 그에 따라, 서셉터(132)의 과열이 발생하고 있다는 표시를 제공할 수 있다.
위의 예들은, 절연 부재 상에 위치된 온도 감지 어레인지먼트에 기반하여 서셉터의 과열이 표시될 때 전력의 차단을 제공하는 방법들을 설명하였다. 그러나, 본원에서 설명되는 예시적인 방법들은, 예들에서, 가열된 서셉터로부터 절연 부재에 의해 분리될 수 있는, 디바이스 상의 또는 디바이스 내의 다른 포지션에 위치된 온도 센서와 함께 사용될 수 있다는 것을 또한 이해해야 한다. 예컨대, 본원에서 설명되는 방법에서 사용하기 위한 온도 센서는, 사용시 디바이스에 의해 생성되는 에어로졸의 공기 유동 경로를 벗어나는, 디바이스 내의 포지션에 위치될 수 있지만, 서셉터가 과열되는 경우 가장 뜨거워질 것으로 예상되는 위치에 위치될 수 있다. 즉, 디바이스 상의 또는 디바이스 내의 다른 포지션에 있는 그러한 온도 감지 어레인지먼트는, 자신의 측정된 온도를 임계 값과 비교함으로써, 과열이 발생되고 있음을 결정하는 데 사용될 수 있다.
유사하게, 본원에서의 예들이 유도성 가열에 의해 서셉터를 가열하는 디바이스와 관련하여 설명되었지만, 본원에서 설명된 방법들은 또한, 다른 수단에 의해, 이를테면 저항성 가열 엘리먼트 또는 다른 가열 어레인지먼트의 사용에 의해 에어로졸을 가열하는 에어로졸 생성 디바이스에 적용될 수 있다. 예컨대, 온도 센서는, 디바이스의 에어로졸 유동 경로 외부에 있지만 디바이스의 사용 동안 가장 높은 온도에 도달할 것으로 예상되는 위치에 위치될 수 있다. 예컨대, 온도 센서의 위치는, 에어로졸 유동 경로 외부의, 디바이스 내의 위치로서 미리 결정될 수 있으며, 이는 디바이스의 사용 동안 에어로졸 유동 경로 외부의, 디바이스 내의 다른 위치들과 비교하여 가장 높은 온도에 도달할 것으로 예상된다. 온도 센서의 위치는, 가열 어레인지먼트, 예컨대 서셉터가 과열되기 시작하거나 또는 미리 결정된 임계 온도에 도달할 때 디바이스 내의 어느 위치가 디바이스 내의 다른 위치들과 비교하여 가장 높은 온도에 있을 것으로 예상되는 지에 기반하여, 미리 결정될 수 있다. 예들에서, 본원에서 설명되는 바와 같이, 온도 센서는, 에어로졸 유동 경로로부터 절연되는, 디바이스 내의 위치에 있을 수 있으며, 그리고 절연 부재에 의해 가열 어레인지먼트로부터 열적으로 절연될 수 있다. 또한, 본원에서의 예들은, 2개의 가열 구역들을 가열하기 위한 전력의 공급을 신속하게 교번시킴으로써, 상기 구역들의 온도가 증가 또는 유지될 수 있는 어레인지먼트를 설명하였지만, 다른 예들에서는, 2개 이상의 가열 엘리먼트들이 동시에 전력을 받을 수 있다. 예컨대, 본원에서 설명되는 방법들을 이용하는 에어로졸 생성 시스템은, 각각의 가열 구역들을 동시에 가열하도록 구성될 수 있는 2개 이상의 가열 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
위의 실시예들은 본 발명의 예시적인 예들로서 이해되어야 한다. 본 발명의 추가적 실시예들이 인식된다. 임의의 일 실시예와 관련하여 설명된 임의의 특징은 단독으로 또는 설명된 다른 특징들과 조합하여 사용될 수 있고, 또한 임의의 다른 실시예들의 하나 이상의 특징들 또는 임의의 다른 실시예들의 임의의 조합과 함께 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 전술되지 않은 균등물들 및 수정들이 또한 이용될 수 있다.

Claims (21)

  1. 에어로졸 생성 시스템을 위한 장치로서,
    에어로졸 생성 재료를 가열하여 에어로졸을 생성하기 위해 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트(inductive element);
    사용시, 상기 유도성 엘리먼트로부터 상기 서셉터 어레인지먼트를 열적으로 절연시키기 위해, 상기 유도성 엘리먼트와 상기 서셉터 어레인지먼트 사이에 위치되는 절연 부재;
    사용시 상기 절연 부재에 의해 상기 서셉터 어레인지먼트로부터 절연되는, 상기 시스템 내의 위치에서 온도를 측정하기 위한 온도 센서; 및
    상기 온도 센서에 의해 측정되는 온도를 모니터링하도록 구성된 제어 어레인지먼트를 포함하고,
    상기 제어 어레인지먼트는, 상기 온도 센서에 의해 측정된 온도에 기반하여, 상기 서셉터 어레인지먼트가 과열되고 있다고 상기 제어 어레인지먼트가 결정하는 경우, 제어 조치(control action)를 취하도록 구성되는,
    에어로졸 생성 시스템을 위한 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제어 어레인지먼트는, 상기 온도 센서에 의해 측정된 온도가 임계 온도 값 이상인지 여부를 결정함으로써, 상기 서셉터 어레인지먼트가 과열되고 있다고 결정하도록 구성되는,
    에어로졸 생성 시스템을 위한 장치.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    사용시 상기 절연 부재는 상기 서셉터 어레인지먼트를 적어도 부분적으로 둘러싸는,
    에어로졸 생성 시스템을 위한 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 절연 부재는, 사용시 상기 서셉터를 둘러싸는 관형 부재인,
    에어로졸 생성 시스템을 위한 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 온도 센서는, 상기 절연 부재의 외부 표면에서 또는 상기 절연 부재의 외부 표면 근처에서 온도를 측정하도록 배열되는,
    에어로졸 생성 시스템을 위한 장치.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 부재는 폴리에테르 에테르 케톤(polyether ether ketone)으로 제조되는,
    에어로졸 생성 시스템을 위한 장치.
  7. 제3 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유도성 엘리먼트는 제1 인덕터 코일이고, 상기 제1 인덕터 코일은 상기 절연 부재를 둘러싸는,
    에어로졸 생성 시스템을 위한 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 인덕터 코일은 상기 절연 부재의 반경 방향 외측 표면과 접촉하고, 상기 절연 부재는 상기 제1 인덕터 코일을 완전히 또는 부분적으로 지지하는,
    에어로졸 생성 시스템을 위한 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    유도성 가열 회로는 상기 서셉터 어레인지먼트를 가열하기 위한 제2 인덕터 코일을 포함하고, 상기 제2 인덕터 코일은 상기 절연 부재를 둘러싸고 그리고 상기 절연 부재의 반경 방향 외측 표면과 접촉하고, 상기 절연 부재는 상기 제2 인덕터 코일을 완전히 또는 부분적으로 지지하며, 그리고 상기 제1 인덕터 코일, 상기 제2 인덕터 코일 및 상기 절연 부재는 사용시 상기 서셉터 어레인지먼트의 중심 종축을 중심으로 서로 동축으로 위치되는,
    에어로졸 생성 시스템을 위한 장치.
  10. 제2 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    미리 결정된 임계 온도 값은 90℃ 내지 180℃인,
    에어로졸 생성 시스템을 위한 장치.
  11. 제2 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 임계 온도 값은 약 126℃인,
    에어로졸 생성 시스템을 위한 장치.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어기가 취하도록 구성된 상기 제어 조치는, 상기 서셉터를 가열하기 위한 상기 유도성 엘리먼트로의 전력의 공급을 감소시킴으로써 또는 상기 유도성 엘리먼트로의 전력의 공급을 막음으로써, 상기 유도성 엘리먼트가 상기 서셉터를 가열하는 것을 중단시키는 것을 포함하는,
    에어로졸 생성 시스템을 위한 장치.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터 어레인지먼트는 제1 가열 구역(heating zone) 및 제2 가열 구역을 포함하고, 상기 유도성 엘리먼트는 상기 제1 가열 구역을 가열하기 위한 제1 유도성 엘리먼트이고, 상기 장치는 상기 제2 가열 구역을 가열하기 위한 제2 유도성 엘리먼트를 더 포함하며; 그리고 상기 제2 유도성 엘리먼트는 상기 절연 부재에 의해 상기 서셉터 어레인지먼트로부터 절연되는,
    에어로졸 생성 시스템을 위한 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 유도성 엘리먼트 및 상기 제2 유도성 엘리먼트는, 에어로졸을 생성하기 위해 상기 에어로졸 생성 재료를 가열하기 위한 온도들로 상기 제1 가열 구역 및 상기 제2 가열 구역 둘 모두를 동시에 유지하게 동작 가능하도록 구성되는,
    에어로졸 생성 시스템을 위한 장치.
  15. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 센서는, 상기 절연 부재에 의해 상기 서셉터로부터 절연되는 미리 결정된 위치에 위치되며, 상기 위치는, 에어로졸을 생성하기 위해 상기 시스템을 사용하는 동안, 상기 절연 부재에 의해 상기 서셉터로부터 절연되는, 상기 시스템 내의 복수의 위치들 중에서 잠재적으로 가장 뜨거운(hottest) 위치가 되도록 미리 결정되는,
    에어로졸 생성 시스템을 위한 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    제5 항에 종속되는 경우,
    상기 미리 결정된 위치는, 에어로졸을 생성하기 위해 상기 시스템을 사용하는 동안, 상기 절연 부재의 표면 상의 가장 뜨거운 위치인,
    에어로졸 생성 시스템을 위한 장치.
  17. 제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 따른 장치를 포함하는 에어로졸 생성 디바이스로서,
    상기 에어로졸 생성 디바이스는 사용시 사용자에 의해 흡입될 에어로졸을 생성하도록 구성되는,
    에어로졸 생성 디바이스.
  18. 에어로졸 생성 시스템으로서,
    제17 항에 따른 에어로졸 생성 디바이스, 및
    사용시 상기 디바이스에 의해 가열되어 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성 재료를 포함하는 물품을 포함하는,
    에어로졸 생성 시스템.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 재료는 담배 재료를 포함하는,
    에어로졸 생성 시스템.
  20. 사용자에 의해 흡입될 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성 시스템을 위한 장치로서,
    상기 시스템이 에어로졸을 생성하기 위해 사용 중일 때, 에어로졸 생성 재료를 가열하여 에어로졸을 생성하도록 배열된 서셉터 어레인지먼트로부터 유도성 엘리먼트를 절연시키기 위한 절연 부재 － 상기 유도성 엘리먼트는 상기 서셉터 어레인지먼트를 가열하기 위한 것임 －; 및
    상기 시스템이 에어로졸을 생성하기 위해 사용 중일 때, 상기 절연 부재에 의해 상기 서셉터 어레인지먼트로부터 절연되는, 상기 시스템 내의 위치에서 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 포함하며,
    상기 온도 센서는 상기 시스템 내의 위치에서의 온도의 측정치(measurement)를 제어 어레인지먼트에 제공하도록 구성되어, 상기 서셉터 어레인지먼트가 과열되고 있는지 여부를 상기 제어 어레인지먼트가 결정하도록 허용하고 그리고 상기 서셉터 어레인지먼트가 과열되고 있다고 상기 제어 어레인지먼트가 결정하는 경우, 상기 제어 어레인지먼트가 제어 조치를 취하도록 허용하는,
    사용자에 의해 흡입될 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성 시스템을 위한 장치.
  21. 에어로졸 생성 디바이스를 위한 제어 어레인지먼트를 위한 방법으로서,
    장치는:
    에어로졸 생성 재료를 가열하여 에어로졸을 생성하기 위해 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트;
    사용시, 상기 유도성 엘리먼트로부터 상기 서셉터 어레인지먼트를 열적으로 절연시키기 위해, 상기 유도성 엘리먼트와 상기 서셉터 어레인지먼트 사이에 위치되는 절연 부재;
    사용시 상기 절연 부재에 의해 상기 서셉터 어레인지먼트로부터 절연되는, 시스템 내의 위치에서 온도를 측정하기 위한 온도 센서; 및
    제어 어레인지먼트를 포함하고;
    상기 방법은:
    상기 온도 센서에 의해 측정되는 온도를 모니터링하는 단계; 및
    상기 온도 센서에 의해 측정된 온도에 기반하여, 상기 서셉터 어레인지먼트가 과열되고 있다고 상기 제어 어레인지먼트가 결정하는 경우, 제어 조치를 취하는 단계를 포함하는,
    에어로졸 생성 디바이스를 위한 제어 어레인지먼트를 위한 방법.
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