KR20240060649A - 워밍 요소를 포함하는 에어로졸 제공 디바이스 - Google Patents

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KR20240060649A
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니코벤처스 트레이딩 리미티드
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Abstract

에어로졸(aerosol) 생성 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 제공 디바이스(102)가 개시된다. 에어로졸 제공 디바이스(102)는 페라이트(ferritic) 재료를 포함하는 워밍(warming) 요소(200)를 갖는 적어도 하나의 챔버(chamber), 에어로졸 생성 재료를 포함하는 평면 에어로졸 생성 물품(101)을 수용하도록 배열된 수용 구역(225), 및 에어로졸 생성 재료로부터 에어로졸이 발생되게 하도록 배열된 적어도 하나의 에어로졸 생성기(120)를 포함한다. 수용 구역(225)은 적어도 하나의 에어로졸 생성기(120)와 적어도 하나의 워밍 요소(200) 사이에 위치(locate)된다.

Description

워밍 요소를 포함하는 에어로졸 제공 디바이스
본 발명은 에어로졸 제공 디바이스, 에어로졸 생성 시스템, 및 에어로졸을 생성하는 방법에 관한 것이다.
전자 시가렛(cigarette)들(e-시가렛들)과 같은 전자 에어로졸 생성 시스템들은 일반적으로 예를 들어 열 기화를 통해 에어로졸이 발생되는, 전형적으로 니코틴을 포함하는 제형을 포함하는 소스(source) 액체의 저장소를 포함한다. 따라서, 에어로졸 제공 시스템을 위한 에어로졸 소스는 예를 들어 위킹(wicking) 또는 모세관 작용을 통해 저장소로부터 소스 액체를 받도록 배열된 가열 요소를 갖는 가열기(heater)를 포함할 수 있다. 사용자가 디바이스 상을 흡입하는 동안, 사용자가 흡입하기 위한 에어로졸을 생성하기 위해 가열 요소 부근에서 소스 액체를 기화시키기 위해 전기 전력이 가열 요소에 공급된다. 이러한 디바이스들에는 일반적으로 시스템의 마우스피스(mouthpiece) 단부에서 멀리 위치(locate)된 하나 이상의 공기 입구 홀(hole)들이 제공된다. 사용자가 시스템의 마우스피스 단부에 연결된 마우스피스를 빨면, 공기가 입구 홀들을 통해 에어로졸 소스를 지나 흡인된다. 에어로졸 소스와 마우스피스의 개구부 사이를 연결하는 흐름 경로가 있어, 에어로졸 소스를 지나 흡인된 공기가 흐름 경로를 따라 마우스피스 개구부로 계속 이동하면서, 에어로졸 소스로부터의 에어로졸의 일부를 함께 운반한다. 에어로졸을 운반하는 공기는 사용자가 흡입하기 위해 마우스피스 개구부를 통해 에어로졸 제공 시스템을 빠져나간다.
다른 에어로졸 제공 디바이스들은 담배 또는 담배 유도체와 같은 고체 재료에서 에어로졸을 생성한다. 이러한 디바이스들은, 고체 담배 재료를 기화 온도까지 가열하여 에어로졸을 생성한 후 사용자에 의해 흡입된다는 점에서, 위에서 설명한 액체 기반 시스템들과 대체로 유사한 방식으로 작동한다.
대부분의 에어로졸 제공 디바이스들에서, 사용자들은 퍼프별로 일관된 전달을 통해, 각각의 퍼프가 동일한 맛을 내고 및/또는 동일한 원하는 효과를 제공하고자 추구한다. 그러나, 위에서 설명한 디바이스들이 항상 일관된 전달을 제공할 수 있는 것은 아니다.
에어로졸의 개선된 전달을 제공하고 및/또는 사용자에게 개선된 감각 경험을 제공하는 에어로졸 제공 디바이스를 제공하는 것이 바람직하다.
양태에 따르면, 에어로졸 생성 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 제공 디바이스가 제공되고,
에어로졸 제공 디바이스는,
페라이트(ferritic) 재료를 포함하는 워밍(warming) 요소를 갖는 적어도 하나의 챔버(chamber);
에어로졸 생성 재료를 포함하는 평면 에어로졸 생성 물품을 수용하도록 배열된 수용 구역; 및
에어로졸 생성 재료로부터 에어로졸이 발생되게 하도록 배열된 적어도 하나의 에어로졸 생성기를 포함하고,
여기서 수용 구역은 적어도 하나의 에어로졸 생성기와 적어도 하나의 워밍 요소 사이에 위치된다.
다양한 실시예들에 따르면, 평면 에어로졸 생성 물품으로부터 발생된 에어로졸이 가열 챔버 내에서 응축될 가능성을 방지하거나 적어도 실질적으로 감소시키기 위해 워밍 요소가 제공된다. 에어로졸 생성 물품은 서셉터(susceptor)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 서셉터는 알루미늄을 포함할 수 있다. 다른 실시예들은, 서셉터가 알루미늄 합금을 포함하는 것을 고려한다. 선택적으로, 워밍 요소와 서셉터는 사용 시 4 mm 미만 이격될 수 있다. 워밍 요소는 사용 세션(session) 동안 예를 들어 60 내지 150 ℃의 온도로 가열될 수 있는 페라이트 재료의 플레이트(plate) 또는 표면을 포함할 수 있다. 워밍 요소는 에어로졸 생성기 또는 가열기를 포함할 수 있는 하나 이상의 유도 코일(coil)들에 의해 생성된 시간 변화 자기장을 수용함으로써 워밍될 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 워밍 요소는, 에어로졸 생성기 또는 가열기와 분리되고 구별되는 하나 이상의 저항 가열기들 및/또는 하나 이상의 유도 가열기들을 포함할 수 있는 워밍 유닛에 의해 가열될 수 있다. 워밍 요소(200)는 두께가 25 ㎛ 미만일 수 있는 얇은 플레이트, 코팅, 또는 포일(foil)을 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물품이 평면 에어로졸 생성 물품을 포함하는 것이 본질적인 것은 아니며, 수용 구역이 비-평면 에어로졸 생성 물품을 수용하도록 배열되는 실시예들이 고려된다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물품은 곡선형, 주름진 또는 원통형 기판을 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물품이 원통형이거나 또는 원형 또는 다각형 단면적을 갖는 실시예들이 고려된다.
다양한 실시예들에 따르면, 에어로졸 제공 디바이스는 수용 구역의 벽들 및/또는 에어로졸 제공 디바이스 내의 다른 곳에서 형성되는 응축물을 감소시키거나 실질적으로 방지하는 데 도움이 되는 워밍 요소를 포함하는 에어로졸 제공 디바이스가 제공된다.
다양한 실시예들에 따르면, 에어로졸 생성 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 제공 디바이스가 제공되며, 에어로졸 제공 디바이스는 워밍 요소를 갖는 적어도 하나의 챔버를 포함한다. 워밍 요소는 페라이트 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 제공 디바이스는 에어로졸 생성 재료를 포함하는 에어로졸 생성 물품을 수용하도록 배열된 수용 구역을 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물품은 평면 에어로졸 생성 물품을 포함할 수 있다. 에어로졸 제공 디바이스는 에어로졸 생성 재료로부터 에어로졸이 발생되게 하도록 배열된 적어도 하나의 에어로졸 생성기를 더 포함할 수 있다. 수용 구역은 적어도 하나의 에어로졸 생성기와 적어도 하나의 워밍 요소 사이에 위치될 수 있다.
선택적으로, 에어로졸 생성기는 하나 이상의 제1 인덕터(inductor)들을 포함한다.
선택적으로, 하나 이상의 제1 인덕터들 중 적어도 하나는 실질적으로 평면 인덕터 코일을 포함한다.
선택적으로, 하나 이상의 제1 인덕터들은 또한 챔버 내의 응축의 형성을 감소시키기 위해 워밍 요소를 워밍하도록 배열된다.
선택적으로, 에어로졸 생성기는 하나 이상의 제1 저항 가열기들을 포함한다.
선택적으로, 에어로졸 생성기는 사용 세션 동안 60 내지 150 ℃ 범위의 온도로 워밍 요소를 워밍하도록 배열될 수 있다. 실시예에 따르면, 에어로졸 생성기는 워밍 요소를 60-70 ℃, 70-80 ℃, 80-90 ℃, 90-100 ℃, 100-110 ℃, 110-120 ℃, 120-130 ℃, 130-140 ℃ 또는 140-150 ℃ 범위의 온도로 워밍하도록 배열될 수 있다.
선택적으로, 에어로졸 제공 디바이스는 챔버 내의 응축의 형성을 감소시키기 위해 워밍 요소를 워밍하도록 배열된 워밍 유닛을 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 워밍 유닛은 하나 이상의 제2 인덕터들을 포함한다.
선택적으로, 워밍 유닛은 하나 이상의 2차 저항 가열기들을 포함한다.
선택적으로, 페라이트 재료는 코팅 또는 포일을 포함한다.
선택적으로, 페라이트 재료는 두께가 25 ㎛ 미만이다. 다양한 실시예들에 따르면, 페라이트 재료는 두께가 5 ㎛ 미만, 5-10 ㎛, 10-15 ㎛, 15-20 ㎛ 또는 20-25 ㎛일 수 있다.
선택적으로, 페라이트 재료는, (i) 100-200 μ/μ0; (ii) 200-300 μ/μ0; (iii) 300-400 μ/μ0; (iv) 400-500 μ/μ0; (v) 500-600 μ/μ0; (vi) 600-700 μ/μ0; (vii) 700-800 μ/μ0; (viii) 800-900 μ/μ0; (ix) 900-1000 μ/μ0; (x) 1000-1100 μ/μ0; (xi) 1100-1200 μ/μ0; (xii) 1200-1300 μ/μ0; (xiii) 1300-1400 μ/μ0; (xiv) 1400-1500 μ/μ0; (xv) 1500-1600 μ/μ0; (xvi) 1600-1700 μ/μ0; (xvii) 1700-1800 μ/μ0; (xviii) 1800-1900 μ/μ0; (xix) 1900-2000 μ/μ0; (xx) > 2000 μ/μ0 범위에서 선택된 비투자율을 가질 수 있다.
선택적으로, 워밍 요소는 평면이다. 대안적으로, 워밍 요소는 곡선형, 오목한, 볼록한 또는 돔(dome) 형상일 수 있다.
선택적으로, 에어로졸 제공 디바이스는 복수의 에어로졸 생성기들을 포함하며, 여기서 적어도 일부 또는 각각의 에어로졸 생성기는 평면 에어로졸 생성 물품의 상이한 부분으로부터 에어로졸이 발생되게 하도록 배열된다.
선택적으로, 에어로졸 제공 디바이스는 복수의 챔버들을 포함하며, 여기서 적어도 일부 또는 각각의 챔버는 평면 에어로졸 생성 물품의 상이한 부분으로부터 발생된 에어로졸을 수용하도록 배열된다.
선택적으로, 적어도 일부 또는 각각의 챔버는 페라이트 재료를 포함하는 워밍 요소를 포함한다.
선택적으로, 에어로졸 제공 디바이스는 사용 세션 동안 적어도 하나의 에어로졸 생성기에 대해 평면 에어로졸 생성 물품을 이동, 병진이동 또는 회전하도록 배열된다.
다른 양태에 따르면, 다음을 포함하는 에어로졸 생성 시스템이 제공된다:
위에서 설명한 에어로졸 제공 디바이스; 및
에어로졸 생성 재료 및 서셉터를 포함하는 평면 에어로졸 생성 물품.
선택적으로, 서셉터는 금속 포일을 포함한다. 다른 실시예들은, 서셉터가 기판 상에 금속 코팅을 포함하는 것을 고려한다.
선택적으로, 서셉터는 알루미늄을 포함한다. 다른 실시예들은, 서셉터가 알루미늄 합금을 포함하는 것을 고려한다.
특히, 서셉터는 기판 상의 알루미늄 포일 또는 알루미늄 코팅을 포함할 수 있다. 기판은 평면 에어로졸 생성 물품에 어느 정도의 강성을 제공할 수 있다.
선택적으로, 서셉터는 비투자율 1.0 μ/μ0를 갖거나, 또는 서셉터는, (i) < 100 μ/μ0; (ii) 100-200 μ/μ0; (iii) 200-300 μ/μ0; (iv) 300-400 μ/μ0; (v) 400-500 μ/μ0; (vi) 500-600 μ/μ0; (vii) 600-700 μ/μ0; (viii) 700-800 μ/μ0; (ix) 800-900 μ/μ0; (x) 900-1000 μ/μ0; (xi) 1000-1100 μ/μ0; (xii) 1100-1200 μ/μ0; (xiii) 1200-1300 μ/μ0; (xiv) 1300-1400 μ/μ0; (xv) 1400-1500 μ/μ0; (xvi) 1500-1600 μ/μ0; (xvii) 1600-1700 μ/μ0; (xviii) 1700-1800 μ/μ0; (xix) 1800-1900 μ/μ0; (xx) 1900-2000 μ/μ0; 및 (xxi) > 2000 μ/μ0 으로 이루어진 그룹에서 선택된 비투자율을 갖는다.
선택적으로, 서셉터는 두께가 10 ㎛ 미만일 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 서셉터는 두께 < 1 ㎛, 1-2 ㎛, 2-3 ㎛, 3-4 ㎛, 4-5 ㎛, 5-6 ㎛, 6-7 ㎛, 7-8 ㎛, 8-9 ㎛ 또는 9-10 ㎛를 가질 수 있다. 서셉터가 복수의 층들을 포함할 수 있고 총 두께가 10 ㎛를 초과할 수 있는 다른 실시예들이 고려된다.
선택적으로, 워밍 요소와 서셉터는 4 mm 미만 이격될 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시예들에 따르면, 워밍 요소와 서셉터 사이의 간격은 1 mm 미만, 1-2 mm, 2-3 mm 또는 3-4 mm일 수 있다.
선택적으로, 에어로졸 생성기는 사용 세션 동안 200-400 ℃ 범위의 온도로 서셉터 및/또는 에어로졸 생성 재료를 가열하도록 배열된다. 다양한 실시예들에 따르면, 에어로졸 생성기는 사용 세션 동안 200-220 ℃, 220-240 ℃, 240-260 ℃, 260-280 ℃, 280-300 ℃, 300-320 ℃, 320-340 ℃, 340-360 ℃, 360-380 ℃ 또는 380-400 ℃ 범위의 온도로 서셉터를 가열하도록 배열된다. 다양한 실시예들에 따르면, 에어로졸 생성기는 사용 세션 동안 에어로졸 생성 재료를 200-220 ℃, 220-240 ℃, 240-260 ℃, 260-280 ℃, 280-300 ℃, 300-320 ℃, 320-340 ℃, 340-360 ℃, 360-380 ℃ 또는 380-400 ℃ 범위의 온도에 가열하도록 배열된다.
선택적으로, 페라이트 재료는 투자율(μ1)을 갖고, 서셉터는 투자율(μ2)을 가지며, 여기서 μ1/μ2 비율이 < 100, 100-500, 500-1000, 1000-1500, 1500-2000, 2000-2500, 2500-3000, 3000-3500, 3500-4000, 4000-4500, 4500-5000 또는 > 5000 이다.
선택적으로, 에어로졸 생성기는 서셉터의 평면 표면과 평행한 평면에서 제1 표면적(A1)을 갖는 하나 이상의 유도 코일들을 포함하고, 여기서 워밍 요소는 서셉터의 평면 표면과 평행한 평면에서 제2 표면적(A2)을 가지며, 여기서 A2/A1 비율은 (i) 0.7-0.8; (ii) 0.8-0.9; (iii) 0.9-1.0; (iv) 1.0-1.1; (v) 1.1-1.2; 및 (vi) 1.2-1.3 범위 내에 있다.
다른 양태에 따르면, 다음을 포함하는 에어로졸을 생성하는 방법이 제공된다:
위에서 설명한 에어로졸 제공 디바이스를 제공하는 단계; 및
에어로졸 생성 재료와 서셉터를 포함하는 평면 에어로졸 생성 물품을 에어로졸 제공 디바이스 내로 도입하는 단계.
에어로졸 생성 물품이 반드시 평면 에어로졸 생성 물품을 포함하지 않을 수도 있는 다른 실시예들이 고려된다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물품이 곡선형, 주름진 또는 비-평면 기판을 포함할 수 있는 실시예들이 고려된다.
다른 양태에 따르면, 에어로졸 생성 재료로부터 에어로졸을 생성시키기 위한 에어로졸 제공 디바이스가 제공되며,
에어로졸 제공 디바이스는,
페라이트 재료를 포함하는 워밍 요소를 갖는 적어도 하나의 챔버;
에어로졸 생성 재료를 포함하는 에어로졸 생성 물품을 수용하도록 배열된 수용 구역; 및
에어로졸 생성 재료로부터 에어로졸이 발생되게 하도록 배열된 적어도 하나의 에어로졸 생성기를 포함한다.
선택적으로, 수용 구역은 적어도 하나의 에어로졸 생성기와 적어도 하나의 워밍 요소 사이에 위치된다.
선택적으로, 수용 구역은 에어로졸 생성 재료를 포함하는 평면 에어로졸 생성 물품을 수용하도록 배열된다.
다른 양태에 따르면, 다음을 포함하는 에어로졸 생성 시스템이 제공된다:
위에서 설명한 에어로졸 제공 디바이스; 및
에어로졸 생성 재료와 서셉터를 포함하는 에어로졸 생성 물품.
다른 양태에 따르면, 다음을 포함하는 에어로졸을 생성하는 방법이 제공된다:
위에서 설명한 에어로졸 제공 디바이스를 제공하는 단계; 및
에어로졸 생성 재료와 서셉터를 포함하는 에어로졸 생성 물품을 에어로졸 제공 디바이스 내로 도입하는 단계.
이 방법은 에어로졸 제공 디바이스를 활성화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 1은 에어로졸 제공 디바이스의 일부의 개략적인 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 에어로졸 제공 디바이스의 일부의 개략적인 단면도이다.
도 3은 실시예에 따른 에어로졸 제공 디바이스의 일부의 개략적인 단면도이다.
도 4는 에어로졸 생성 재료의 부분들을 포함하는 둥근 기판의 개략적인 하향식 도면이다.
도 5는 에어로졸 제공 디바이스의 일부에 대한 개략적인 하향식 도면으로서, 상부에 제공된 에어로졸 생성 재료의 부분들이 에어로졸 제공 디바이스의 수용 구역에 수용된 기판, 및 기판 아래에 배열될 수 있는 가열 요소들을 포함하는 에어로졸 생성기 또는 가열기를 도시한다.
도 6은 실시예에 따른 에어로졸 생성 물품의 일부의 개략적인 평면도이다.
도 7a는 평면 에어로졸 생성 물품과 결합되어 실시예에 따른 에어로졸 제공 디바이스를 포함하는 에어로졸 제공 시스템의 개략적인 표현의 단면도의 예로서, 여기서 에어로졸 제공 디바이스는 복수의 실질적으로 평면인 인덕터 코일들을 포함하고, 평면 에어로졸 생성 물품은 복수의 에어로졸 생성 재료 부분들 및 대응하는 서셉터 부분들을 포함하며, 도 7b는 평면 에어로졸 생성 물품의 평면도를 도시하고, 도 7c는 평면 에어로졸 생성 물품의 단부도를 도시하고, 도 7d는 평면 에어로졸 생성 물품의 측면도를 도시하고, 도 7e는 실시예에 따른 에어로졸 제공 디바이스의 가열 요소들의 단면 하향식 도면을 도시한다.
도 8a는 사다리꼴 형상을 갖는 실질적으로 평면인 인덕터 코일의 예를 도시하고, 도 8b는 전체적인 사다리꼴 형상을 갖는 실질적으로 평면인 다층 인덕터 코일의 또 다른 예를 도시한다.
도 9는, 에어로졸 제공 디바이스가 챔버를 포함하고 에어로졸 제공 디바이스의 수용 구역에 평면 에어로졸 생성 물품이 위치되며 워밍 요소가 수용 구역에 인접하여 위치되어 챔버 내의 응축의 형성을 감소시키도록 배열되는 실시예에 따른 에어로졸 제공 디바이스를 도시한다.
도 10은 실시예에 따른 디스크 형상의 평면 에어로졸 생성 물품, 및 내부에 일체형으로 제공된 워밍 요소를 갖는 챔버를 구비한 에어로졸 제공 디바이스의 일부의 이미지를 도시한다.
도 11은 실시예에 따른 인덕터 코일에 의해 생성된 시간 변화 자기장에 의해 가열된 알루미늄 서셉터(상부 트레이스)와 스테인리스강 워밍 요소(하부 트레이스)의 시간의 함수로서의 온도를 예시하는 실험 결과들을 도시한다.
본 발명은 다양한 수정들 및 대안적인 형태들이 가능하지만, 특정 실시예들이 도면들에 예시적으로 도시되어 있으며 여기에 상세히 설명되어 있다. 그러나, 도면들 및 특정 실시예들에 대한 상세한 설명은 본 발명을 개시된 특정 형태들로 한정하도록 의도되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 오히려, 본 발명은 첨부된 청구항들에 정의된 바와 같이 본 발명의 범위 내에 속하는 모든 수정들, 균등물들 및 대안들을 커버한다.
특정 예들 및 실시예들의 양태들 및 특징들이 본 명세서에서 논의/설명된다. 특정 예들 및 실시예들의 일부 양태들 및 특징들은 통상적으로 구현될 수 있으며, 간결성을 위해 상세히 논의/설명되지 않는다. 따라서, 상세히 설명되지 않지만 본 명세서에 논의되는 장치들 및 방법들의 양태들 및 특징들은 그러한 양태들 및 특징들을 구현하기 위한 임의의 종래의 기술들에 따라 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 개시내용은 에어로졸 제공 시스템들에 관한 것으로서, 이 에어로졸 제공 시스템들은 e-시가렛들과 같은 에어로졸 제공 시스템들이라고도 할 수 있다. 이하의 설명 전체에 걸쳐, "e-시가렛" 또는 "전자 시가렛"이라는 용어가 때때로 사용될 수 있지만, 이 용어는 에어로졸 제공 시스템/디바이스 및 전자 에어로졸 제공 시스템/디바이스와 상호 교환적으로 사용될 수 있음을 이해하게 될 것이다. 또한, 본 기술 분야에서 흔히 사용되는 바와 같이, "에어로졸" 및 "증기"라는 용어들, 및 "기화시키다", "휘발시키다" 및 "에어로졸화하다"와 같은 관련 용어들은 일반적으로 상호 교환적으로 사용될 수 있다.
도 1은 에어로졸 제공 디바이스(100)의 일부의 개략적인 도면을 예시한다. 에어로졸 제공 디바이스(100)는 에어로졸 제공 디바이스(100)의 챔버(190) 내에 배열된 에어로졸 생성 물품(101)을 갖는다. 에어로졸 제공 디바이스(100)는 에어로졸 생성 물품(101)을 수용하도록 배열되는 수용 구역(225)을 포함한다. 에어로졸 생성 물품(101)은 기판(110) 상에 제공될 수 있는 에어로졸 생성 재료(114)를 포함한다.
다양한 실시예들에 따르면, 에어로졸 생성 재료(114)는 기판(110)을 형성하기 위해 지지체 상에 또는 지지체 내에 존재할 수 있다. 지지체(또는 기판(110))는 예를 들어 종이, 카드(card), 페이퍼보드(paperboard), 카드보드(cardboard), 재생 재료, 플라스틱 재료, 세라믹 재료, 복합 재료, 유리, 금속, 또는 금속 합금일 수 있거나 도는 이들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 지지체는 서셉터를 포함한다. 일부 실시예들에서, 서셉터는 에어로졸 생성 재료(114) 내에 매립된다. 일부 대안적인 실시예들에서, 서셉터는 에어로졸 생성 재료(114)의 한쪽 또는 양쪽 측면 상에 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 서셉터(112)가 기판(110) 상에 제공될 수 있다. 서셉터(112)는 알루미늄 포일을 포함할 수 있다. 그러나, 기판(110) 상에 서셉터가 제공되지 않는 다른 실시예들이 고려된다. 그러나, 알루미늄 이외의 재료로 제조된 서셉터가 기판(110) 상에 제공되는 또 다른 실시예들이 고려된다. 다양한 실시예들에 따르면, 기판(110)은 종이 또는 카드를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 재료(114)는 알루미늄 포일을 포함할 수 있는 서셉터(112) 상에 배열될 수 있다. 에어로졸 제공 디바이스(100)와 에어로졸 생성 물품(101)의 조합은 에어로졸 제공 시스템을 형성한다.
에어로졸 생성 재료(114)는 서셉터(112) 상에 복수의 도즈(dose)들 또는 부분들로 배열될 수 있거나, 또는 보다 일반적으로 기판(110) 상에 배열될 수 있다. 기판(110)의 하부 표면은 매끄럽거나 또는 거칠 수 있다. 서셉터(112)(제공되는 경우) 및/또는 에어로졸 생성 재료(114) 및/또는 기판(110)의 상부 표면은 매끄럽거나 또는 거칠 수 있다.
에어로졸 제공 디바이스(100)는, 에어로졸 생성 재료(114)를 가열하고 선택적으로 또한 기판(110) 상에 배열될 수 있는 서셉터(112)를 가열하기 위한 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)를 갖는다. 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는, 에어로졸 생성 재료(114)로부터 에어로졸을 생성시키기 위해 배터리(도시되지 않음)와 같은 전력 소스로부터 에어로졸 생성 재료(114)로 에너지를 전달하는 에어로졸 제공 디바이스(100)의 요소이다. 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는, 서셉터(112)와 상호작용하여 서셉터(112)가 가열되게 하고 가열된 서셉터(112)의 부분과 접촉하는 에어로졸 생성 재료(114)로부터 에어로졸을 생성시키는 시간 변화 자기장을 생성하도록 배열될 수 있는 하나 이상의 인덕터 코일들을 포함할 수 있다.
에어로졸 제공 디바이스(100)는 기판(110) 및 특히 에어로졸 생성 재료(114)의 부분들(또는, 일부 경우들에서, 도즈들)을 이동시키도록 배열된 이동 기구(130)를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 재료(114)의 부분들은 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)에 대해 회전 가능하게 이동 가능하여, 에어로졸 생성 재료(114)의 부분들이, 이 경우에는 개별적으로, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)에 제시되도록 할 수 있다. 에어로졸 제공 디바이스(100)는, 에어로졸 생성 재료(114)의 적어도 하나의 도즈가 기판(110)의 후면(116)에 대해 각도(θ)로 축(A)을 중심으로 회전되도록 배열된다. 본 구현에서 기판(110)은 실질적으로 평평하거나 평면인 기판(110)을 포함하며, 부분적으로 또는 전체적으로 종이 또는 카드로 형성될 수 있다.
도 1에 도시된 기판(110)은 알루미늄 포일을 포함할 수 있는 서셉터(112) 상에 제공된 에어로졸 생성 재료(114)의 5 개의 도즈들(또는 부분들)을 갖는다. 그러나, 다른 실시예에 따르면, 기판(110)은 에어로졸 생성 재료(114)의 더 많은 또는 더 적은 도즈들을 가질 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 기판(110)은 도 1에 도시된 바와 같이 에어로졸 생성 재료(114)의 도즈들을 개별적인 도즈들로 배열할 수 있다. 다른 예들에서, 도즈들은 디스크 형태일 수 있으며, 이는 기판(110)의 원주 방향으로 연속적이거나 불연속적일 수 있다. 또 다른 예들에서, 도즈들은 고리, 링 또는 임의의 다른 형상의 형태일 수 있다. 기판(110)은 축(A)에 대해 기판(110)의 상부 표면에서 회전 대칭적인 도즈들 분포를 가질 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 도즈들의 대칭적인 분포는, 원하는 경우, (회전 대칭적인 분포 내에서) 동등하게 포지셔닝(position)된 도즈들이 축(A)에 대한 회전 시 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)로부터 동등한 가열 프로파일을 수용할 수 있게 한다.
다양한 실시예들에 따르면, 기판(110)은 적층 구조를 가질 수 있고, 복수의 재료들로 제조될 수 있다. 일 예에서, 기판(110)은 열 전도성 재료, 유도성 재료, 투과성 재료 또는 불투과성 재료 중 적어도 하나로부터 형성된 층을 가질 수 있다.
서셉터 층(112)은 시간 변화 자기장에 의해 가열되도록 배열된 금속 요소를 포함할 수 있다. 이러한 구현들에서, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 유도 코일을 포함할 수 있으며, 이 유도 코일은, 에너지가 공급되면, 기판(110) 상에 제공되는 금속 요소 내에서 가열을 일으킨다. 가열의 정도는 금속 요소와 유도 코일 사이의 거리에 의해 영향을 받을 수 있다.
에어로졸 생성 물품(101)이 에어로졸 생성 재료(114)가 제공되는 금속 요소(서셉터로서 작용함)를 포함하고, 금속 요소와 에어로졸 생성 재료(114)의 조합이 충분히 강성이어서 기판(110)(예를 들어, 종이 또는 카드)이 제공되지 않도록 하는 실시예들도 또한 고려된다.
에어로졸 형성 재료(114)는 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)로부터 에어로졸 형성 재료(114)까지의 거리가 0.010 mm, 0.015 mm, 0.017 mm, 0.020 mm, 0.023 mm, 0.025 mm, 0.05 mm, 0.075 mm, 0.1 mm, 내지 약 4 mm, 3.5 mm, 3 mm, 2.5 mm, 2.0 mm, 1.5 mm, 1.0 mm, 0.5 mm 또는 0.3 mm의 범위 내에 있도록 서셉터 층(112) 상에 배치될 수 있다. 일부 경우들에서, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)와, 기판(110) 상에 제공되는 에어로졸 형성 재료(114) 사이의 최소 간격은 적어도 약 10 ㎛, 15 ㎛, 17 ㎛, 20 ㎛, 23 ㎛, 25 ㎛, 50 ㎛, 75 ㎛ 또는 0.1 mm일 수 있다.
에어로졸 제공 디바이스(100)는 에어로졸 생성 재료(114)로부터 발생된 에어로졸을 수용하도록 배열된 복수의 챔버들 또는 구역들을 가질 수 있으며, 이들 챔버들 또는 구역들은 서로 분리될 수 있거나 분리되지 않을 수 있다. 에어로졸 제공 디바이스(100)는 에어로졸 생성기 또는 가열기(120) 및/또는 이동 기구(130)에 전력을 공급하기 위한 전력 소스를 포함하는 전력 챔버(도시되지 않음)를 가질 수 있다. 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 유도 가열기 또는 전기 저항 가열기 중 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 예들에서, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 화학적으로 활성화된 가열기를 포함할 수 있으며, 이는 발열 반응들 등을 통해 작동할 수도 있고 또는 그렇지 않을 수도 있다.
실시예에 따르면, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 유도 가열 시스템의 일부일 수 있으며, 여기서 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 구리 와이어 코일과 같은 유도 가열을 위한 에너지 소스이고, 기판(110)은 서셉터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서셉터는 알루미늄 포일 시트 등일 수 있다.
에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)의 주변 환경에 열 에너지, 열을 제공할 수 있다. 기판(110)의 적어도 일부 부분이 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)의 효과 영역 내에 있다. 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)의 효과 영역은, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)가 품목에 열을 제공할 수 있는 영역이다.
도 1에 도시된 배열은 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)에 대해 복수의 에어로졸 생성 재료(114) 도즈들을 인덱싱(index)(또는 이동)하여 작동할 수 있으며, 복수의 에어로졸 생성 재료(114) 부분들을 가열하기 위해 단 하나의 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)만이 필요하다는 이점이 있다. 예를 들어, 도 1의 배열에서 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 각각 별도의 제어 기구를 필요로 하는 복수의 가열기들과는 대조적으로 단 하나의 제어 기구만을 필요로 한다. 따라서, 이러한 배열은 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)의 작동 및 제어와 관련하여 비용 및 제어 복잡성을 감소시킬 수 있다.
에어로졸 제공 디바이스(100)의 형상은 시가렛 형상(즉, 다른 2 개의 차원보다 하나의 차원이 더 긴 형상)이거나 또는 다른 형상들일 수 있다. 예에서, 에어로졸 제공 디바이스(100)는 예를 들어 컴팩트 디스크 플레이어 등과 같이, 다른 하나의 차원보다 2 개의 차원들에서 더 긴 형상을 가질 수 있다. 대안적으로, 이 형상은 기판(110), 에어로졸 생성기 또는 가열기(120), 에어로졸 생성 물품(101) 및 이동 기구(130)를 적합하게 수용할 수 있는 임의의 형상일 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 에어로졸 제공 디바이스(100)의 단면도를 예시한 것으로서, 도 1에 도시된 것과 유사하며, 에어로졸 생성 재료의 특정 개별화된 도즈들(114A, 114B, 114C) 및 워밍 요소(200)를 포함하는 추가적인 특징들을 갖는다. 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 가열 로케이션(location)(140)으로 지칭되는 기판(110)과 관련된 특정 영향 구역을 갖는다. 가열 로케이션(140)은 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)의 바로 위에 위치될 수 있다. 가열 로케이션(140)은 에어로졸 생성 재료(114)의 도즈들이 이동 기구(130)에 의해 이동되어 에어로졸을 형성하는 구역이다. 이러한 가열 로케이션(140)으로의 도즈들의 이동은 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)에 의해 에어로졸 생성 재료의 도즈(114A, 114B, 114C, 114D)가 가열되기 전에 발생할 수 있다. 도 2에 도시된 예에서, 에어로졸 생성 재료의 도즈(114C)가 가열 구역(140)으로 이동되었다. 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 가열 구역(140)에서 도즈(114C)를 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있다. 반대로, 가열 로케이션(140)에 위치되지 않는 도즈들(114A, 114B)은 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)에 의해 가열되지 않도록 가열 로케이션(140)으로부터 충분히 멀리 떨어져 위치된다.
에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 도즈(114C)가 가열 구역(140)으로 이동된 후에 활성화될 수 있다. 이러한 배열은 기판(110)의 이동 페이즈(phase)들 동안 에너지가 보존된다는 장점이 있다. 이는 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)에 대한 전력 소스(도시되지 않음)의 수명의 길이 및 에어로졸 생성기 또는 가열기(120) 자체의 수명의 길이를 통해, 에어로졸 제공 디바이스(110)의 더 긴 작동 수명으로 이어진다.
다른 예에서, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 도즈(114C)가 가열 구역(140)으로 이동되기 전에 활성화될 수 있다. 이러한 배열은, 도즈(114C)가 가열 구역(140)에 도착한 후 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)가 에어로졸 생성 재료의 에어로졸화를 유도하기에 적합한 온도에 도달하기 위한 웜업(warm up) 기간이 필요하지 않다는 장점이 있다. 이와 같이, 에어로졸 제공 디바이스(100) 상을 흡입하는 사용자에게 에어로졸의 전달이 보다 신속하게 발생하므로, 에어로졸 제공 디바이스(100)의 사용자 경험이 개선된다. 이러한 배열에서, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 도즈(114C)가 가열 구역(140)으로 이동되기 전에 에어로졸 생성 재료를 에어로졸화하기에 적합한 작동 온도에 도달할 수 있거나, 또는 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 도즈(114C)가 가열 구역(140)으로 이동되기 전에 예열 온도(즉, 주변 온도와 작동 온도 사이의 온도)에 도달하고 이후 도즈(114C)가 가열 구역(140)으로 이동된 후에 작동 온도까지 상승될 수 있다.
도 2를 계속 참조하면, 에어로졸 제공 디바이스(100)는 도즈들(114A, 114B, 114C, 114D)의 이동을 가능하게 하기 위한 이동 기구(130)를 갖는다. 도 2에 도시된 예의 이동 기구(130)는 연결 요소(132)를 포함하며, 연결 요소(132)에 의해 기판(110)에 연결되도록 배열된다. 이동 기구(130)는 볼 베어링과 같이, 기판(110)이 주위로 회전할 수 있는 회전 요소를 포함할 수 있다. 예에서, 기판(110)은 이동 기구(130)의 베어링 상에 포지셔닝되며, 사용자 또는 에어로졸 제공 디바이스(100) 내에 포함된 회전 시스템(예컨대, 모터 및 샤프트)에 의해 회전될 수 있다. 이동 기구(130)는 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이 기판(110)의 실질적으로 중앙에 배열될 수도 있고, 또는 대안적으로 기판(110)에 대해 상이한 상대적 포지션에 배열될 수도 있다. 이동 기구(130)를 중앙에 위치하면, 이동 기구(130)의 결과로서 기판(110)이 그 주위로 회전할 수 있는 기판(110)의 중심을 관통하는 명확한 중심 축(A)(도 1 참조)의 이점이 제공된다. 기판(110)에 대한 이동 기구(130)의 로케이션은 대안적으로 또는 추가적으로 기판(110)에 연결된 이동 기구(130)의 부분 상에 기판(110)의 균형을 맞추고자 하는 요망에 의해 부분적으로 결정될 수 있다. 연결 요소(132)를 생략할 수 있는 이러한 배열은, 스트럿(strut)들 또는 가이드들과 같이, 에어로졸 제공 디바이스(100) 내에서 기판(110)의 균형을 맞추기 위한 추가적인 구조들이 필요하지 않다는 이점이 있다.
대안적으로, 이동 기구(130)가 기판(110)에 대한 임의의 포지션에 위치될 수 있도록 추가적인 구조들이 사용될 수 있다. (기판(110)이 그 주위로 회전할 수 있는) 축(A)이 기판(110)의 중심 축으로부터 중심을 벗어나는 임의의 이러한 배열이 가능하지만, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)의 포지셔닝과 함께 기판(110) 상의 에어로졸 생성 재료의 도즈들의 지능적인 배열을 필요로 할 수도 있다. 추가적인 구조들은 에어로졸 제공 디바이스(100)의 하우징의 측면들로부터 돌출될 수 있으며, 기판(110)의 움직임을 허용하면서, 기판(110)을 제 위치에 고정하는 데 도움을 줄 수 있다.
이동 기구(130) 및 연결 요소(132)는 베어링 주위의 모터에 의해 구동되는 회전 가능한 샤프트, 및 기판(110)과 연결되도록 배열된 스프로킷팅(sprocketing) 및/또는 키잉(keying) 기구의 형태를 취할 수 있다. 이 경우, 모터는 회전 가능한 샤프트(132)를 구동하는 데 사용되며, 이동 기구(130)의 베어링은 샤프트를 지지하고 샤프트(132)의 회전 이동을 용이하게 한다. 기판(110)과 연결 요소(132)는 기판(110)을 연결 요소(132)에 연결할 수 있는 키잉 및 정렬 특징 조합으로 제공될 수 있다. 대안적으로, 이동 기구(130)을 이동시키는 힘은 예를 들어, 기판(110)을 수동으로 이동시킴으로써 사용자에 의해 공급될 수 있다. 이러한 수동 이동은 기판(110)을 회전시키거나 또는 기판(110)을 당기는 등의 방법으로 이루어질 수 있다. 따라서, 에어로졸 제공 디바이스(100)는 사용자가 기판(110)을 물리적으로 접촉하여 이동할 수 있도록 기판(110)의 적어도 일부를 노출시킬 수 있는데, 예를 들어, 기판(110)의 원주 에지의 일부를 노출시키는 개구부가 제공될 수 있다. 이동 기구(130)에 의해 제공되는 이동은 회전 이동으로 제한되지 않는다. 다른 것들 중에서도, 선형 이동 및 진동 이동이 또한 제공될 수 있다. 이러한 이동들을 제공하기 위한 배열들은 잘 알려져 있다. 기판(110)은 이동 기구(130)을 통해 가변적이거나 일관된 회전 속도로 회전될 수 있다. 기판(110)이 일관되게 회전하여 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)에 신선한 에어로졸 형성 재료를 제공하기 때문에, 일관된 이동은 사용자에게 실질적으로 일관된 레벨의 에어로졸 생성을 제공한다. 에어로졸이 발생되는 속도는 가열기의 온도와 같은 다른 파라미터들 외에도, 기판(100)의 회전 속도에 따라 달라질 수 있다.
대안적으로, 기판(110)은 이동 기구(130)을 통해 가변 회전 속도로 회전될 수 있다. 이 예에서, 에어로졸 제공 디바이스(100)는 더 큰 또는 더 작은 회전 속도를 사용하여 사용자가 원하는 대로 더 많은 또는 더 적은 양들의 에어로졸을 제공할 수 있다. 변하는 회전 속도들의 사용은 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)의 가변 가열 프로파일과 함께 사용될 수 있다. 이동 기구(130)는 또한 기판(110)이 불연속적인 방식으로 이동하도록 인덱싱된 이동을 제공할 수도 있다. 즉, 기판(110)은 미리 설정된 각도 포지션들로 이동하도록 배열된다. 인덱싱된 포지션당 기판(110)이 이동하는 양은 기판(110)이 회전하는 동안(즉, 360 도에 걸쳐) 일정하거나 또는 가변적일 수 있다.
도 2는 또한 공기 입구(201) 및 에어로졸 출구(202)와 함께 가열 로케이션(140) 위에 배열된 워밍 요소(200)를 도시한다. 에어로졸 제공 디바이스(100)는 워밍 요소(200)가 제공되는 챔버(190)를 포함한다. 에어로졸 생성 물품(101)은 에어로졸 제공 디바이스(100) 내의 수용 구역(225) 내에서 수용된다. 수용 구역(225)은 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)와 워밍 요소(200) 사이에 위치된다. 에어로졸 출구(202)는 사용자가 흡입할 수 있도록 에어로졸이 흐를 수 있는 출구를 제공한다. 에어로졸 출구(202)는 에어로졸 제공 디바이스(100) 내에서 발생된 에어로졸이 에어로졸 제공 디바이스(100)를 빠져나갈 수 있도록 허용한다. 이러한 방식으로, 에어로졸 출구(202) 상에서 흡입하는 사용자는 에어로졸 생성 재료의 도즈들(114A, 114B, 114C)의 가열에 의해 발생된 에어로졸을 흡입할 수 있다. 출구(202)는 사용자가 흡입하기에 편리한 마우스피스 등의 형태일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120), 가열 로케이션(140) 및 에어로졸 출구(202) 사이에 실질적으로 배열되어, 에어로졸 제공 디바이스(100)는 흐름 경로(160)를 구비한다. 흐름 경로(160)는, 가열된 도즈들로부터 형성된, 에어로졸 제공 디바이스(100)에서 발생된 에어로졸이 에어로졸 제공 디바이스(100)를 빠져나가기 위해 흐르는 경로이다. 흐름 경로(160)(즉, 가열되는 도즈와 출구(202) 사이의 거리)는 상대적으로 짧을 수 있으므로, 에어로졸이 그렇지 않으면 응축될 수 있는 에어로졸 제공 디바이스(100)의 내부의 면적이 감소될 수 있다. 이는 에어로졸 제공 디바이스(100)의 기능의 전반적인 청결도를 개선시켜, 에어로졸 제공 디바이스(100)가 세정되어야 하는 빈도를 감소시킨다.
아래에서 보다 상세히 논의되는 바와 같이, 워밍 요소(200)는 도즈들로부터 발생되는 에어로졸이 챔버(190) 내에서 응축될 가능성을 방지하거나 적어도 실질적으로 감소시키기 위해 제공된다. 워밍 요소(200)는 사용 세션 동안 예를 들어 60 내지 150 ℃의 온도로 가열될 수 있는 페라이트 재료의 플레이트 또는 표면을 포함할 수 있다. 워밍 요소(200)는 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)를 포함할 수 있는 하나 이상의 유도 코일들에 의해 생성된 시간 변화 자기장을 수용함으로써 워밍될 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 워밍 요소(200)는 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)와 분리되고 구별되는 하나 이상의 저항 가열기들 및/또는 하나 이상의 유도 가열기들을 포함할 수 있는 워밍 유닛(도시되지 않음)에 의해 가열될 수 있다. 워밍 요소(200)는 두께가 25 ㎛ 미만일 수 있는 얇은 플레이트, 코팅 또는 포일을 포함할 수 있다.
에어로졸이 에어로졸 제공 디바이스(100)로부터 상대적으로 짧은 흐름 경로를 따라 더 적은 개수의 컴포넌트들을 통과하기 때문에, 에어로졸 응축의 영향을 받는 컴포넌트들의 개수가 줄어들 수 있으므로, 컴포넌트들의 교체 빈도가 더 줄어든다. 이는 에어로졸 제공 디바이스(100)의 유지보수 비용을 절감하고, 전체 에어로졸 제공 디바이스(100)의 수명을 늘릴 수 있다.
도 2에서 에어로졸 출구(202)는 에어로졸 제공 디바이스(100)의 중앙으로부터 오프셋된 것으로 도시되어 있지만, 일부 구현들에서, 에어로졸 출구(202)는 더 중앙에 있을 수 있다. 또 다른 구현들에서, 에어로졸 출구(202)는 가열되는 도즈 및/또는 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)와 넓게 정렬되어 포지셔닝될 수 있다(예를 들어, 출구의 중심 축은 도즈에 대한 법선과 정렬될 수 있음). 이는 흐름 경로(160)를 더 감소시킬 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 고정될 수 있고, 기판(110)은 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)에 대해 회전되는 등 이동될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 이동 가능할 수 있다.
도 3을 참조하여, 다양한 실시예들에 따른 에어로졸 제공 디바이스(100)가 도시되는데, 여기서 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)로부터 에어로졸 생성 재료로의 열 전달을 개선하기 위해 기판(110)에 대해 이동될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 특정 도즈가 가열 로케이션(140)으로 이동되거나 또는 이동됨에 따라 기판(110)을 향해 또는 기판으로부터 멀어지게 이동될 수 있다. 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)를 가열될 도즈 쪽으로 이동하면 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)와 기판(110) 사이의 분리가 감소된다. 에어로졸 제공 디바이스(100)는 챔버(190), 및 에어로졸 생성 물품(101)을 수용하기 위한 수용 구역(225)을 포함한다. 수용 구역(225)은 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)와 워밍 요소(200) 사이에 배열된다.
에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 유도 가열기(즉, RF 발생기)를 포함할 수 있으며, 유도 가열은 RF 발생기와 서셉터를 포함하는 기판(110) 사이의 거리를 감소시킴으로써 개선될 수 있다. 서셉터는 두께가 10 ㎛ 미만인 얇은 알루미늄 포일을 포함할 수 있다.
에어로졸 생성기 또는 가열기(120)가 저항 가열기를 포함하는 경우, 저항 가열기(120)와 에어로졸 생성 재료 사이에 에어 재킷(air jacket)이 존재하며, 이 에어 재킷은 달리 저항 가열기(120)로부터 열 에너지를 흡수하여 에어로졸 생성 재료에 제공되는 열 에너지를 감소시킬 수 있다. 대신에, 에어 재킷을 감소시킴으로써, 저항 가열기(120)는 가열 로케이션(140)의 에어로졸 생성 재료에 열 에너지를 보다 효율적으로 전달한다. 도 3의 예에서, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 기판(110)을 향해 또는 기판으로부터 선형적으로 이동할 수 있다.
예에서, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 특정 도즈의 에어로졸 생성 재료의 가열을 최적화하기 위해 기판(110)의 후면과 접촉하도록 이동될 수 있다. 하나의 특정 도즈가 가열된 후, 새로운 도즈가 가열 로케이션(140)으로 이동될 수 있도록 도즈들이 이동(예를 들어, 회전)될 수 있다. 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)가 기판(110)과 접촉하는 경우들에서, 새로운 특정 도즈를 가열 로케이션(140)으로 이동시키기 위해, 도즈들을 이동하기 전에, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)가 사용 세션 동안 항상 기판(110)의 후면에 밀착된 상태로 유지될 경우 그렇지 않으면 도즈들의 이동 중에 발생할 마찰을 방지하기 위해 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 기판(110)으로부터 멀리 (또는 접촉하지 않도록) 이동될 수 있다.
그러나, 기판(110)이 사용 세션 전체에 걸쳐 유도 또는 저항 가열기를 포함할 수 있는 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)와 접촉한 상태로 유지되는 실시예들도 또한 고려된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 회전축(A)과 기판(110)의 하부 표면 사이의 각도(θ)는 실질적으로 수직이다. 다른 예들에서, 각도(θ)는 적어도 5 °, 적어도 10 °, 적어도 15 °, 적어도 20 °, 적어도 25 °, 적어도 30 °, 적어도 35 °, 적어도 40 °, 적어도 45 °, 적어도 50 °, 적어도 55 °, 적어도 60 °, 적어도 65 °, 적어도 70 °, 적어도 75 °, 적어도 80 °, 또는 적어도 85 °일 수 있다.
도 2를 참조하여, 에어로졸 제공 디바이스(100)는 이동 기구(130)에 의해 제공되는 이동을 모니터링 및/또는 제어하기 위한 제어기(172)를 포함할 수 있다. 제어기(172)는 에어로졸 생성 재료(114A, 114B, 114C)의 도즈들이 가열 로케이션(140)으로 제어 가능하게 이동되도록 도즈들의 이동을 제어할 수 있다. 또한, 제어기(172)는 에어로졸 제공 디바이스(100)에 남아 있는 실행 가능한 도즈들의 개수를 사용자에게 알려줄 수 있다. 예에서, 에어로졸 제공 디바이스(100)는 제어기(172)(예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같음) 및 선택적으로 검출기(174)를 포함하는 움직임 모니터링 시스템(170)을 가질 수 있다.
모니터링 시스템(170)은 에어로졸 제공 디바이스(100) 내의 움직임을 모니터링할 수 있다. 또한, 모니터링 시스템(170)은 움직임 정보를 검출하기 위한 검출기(174)를 포함할 수 있다. 모니터링 시스템(170)은 기판(110)의 움직임 및/또는 에어로졸 생성 재료(114A, 114B, 114C)의 도즈들을 모니터링하여 발생한 이동을 기록함으로써, 동일한 특정 도즈가 가열 로케이션(140)으로 두 번 이동하지 않도록 방지한다. 이는 "사용된" 도즈의 재가열로 인해 원치 않는 에어로졸이 형성되는 것을 방지한다. 검출기(174)는 에어로졸 제공 디바이스(100) 내에 남아 있는 "미사용" 도즈들의 개수와 관련된 정보를 사용자에게 전달하여, 에어로졸 제공 디바이스(100) 내의 복수의 도즈들을 교체할 시기를 사용자에게 알릴 수 있다. 또한, 검출기(174)는 기판(110) 또는 도즈들 또는 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)의 이동을 관찰하여 이동 기구(130)의 기능에 대한 피드백을 제공할 수 있으므로, 이동 기구(130)(또는 임의의 연관된 요소, 예를 들어 연결 요소(132))가 오작동하는 경우 사용자에게 알릴 수 있다.
제어기(172)는 공간 요구 사항을 감소시키기 위해 마이크로제어기를 포함할 수 있다. 검출기(174)는 예를 들어 기판(110)의 회전들의 개수, 및 가열 로케이션(140)으로 이동된 기판(110)의 로케이션들에 대한 정보를 제공하기 위한 브레이크 빔 센서, 브러시 시스템, 속도 추적기 등일 수 있다. 이러한 정보는 에어로졸 제공 디바이스의 기능에 대한 정기적인 점검들을 가능하게 할 수 있도록 사용자 또는 진단 요소(도시되지 않음)에 전달될 수 있다. 움직임 모니터링 시스템(170)은 간단한 전기 연결과 같은 유선 연결 또는 블루투스 등과 같은 무선을 포함하는 임의의 다른 연결에 의해 이동 기구(130)에 연결될 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 에어로졸 제공 디바이스(100)의 일부의 단면도를 예시한다. 도 3은 에어로졸 제공 디바이스(100) 내에 수용되는 에어로졸 생성 물품(101)의 일부를 형성하는 기판(110), 에어로졸 생성기 또는 가열기(120), 에어로졸 출구(202) 및 흐름 경로(160)를 포함하는 에어로졸 제공 디바이스(100)의 일부의 확대도를 도시한다. 기판(110)은 회전되어 기판(110)의 상이한 부분들이 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)에 순차적으로 인접하도록 포지셔닝될 수 있다. 에어로졸 제공 디바이스(100)는 챔버(190), 및 에어로졸 생성 물품(101)을 수용하기 위한 수용 구역(225)을 포함한다. 수용 구역(225)은 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)와 워밍 요소(200) 사이에 배열된다.
흐름 경로(160)를 따라 에어로졸이 이동하는 일반적인 방향(B)은 화살표(B)로 도시된다. 기판(110)의 표면의 평면과 생성된 에어로졸의 흐름 경로(160)의 방향 사이의 차이는 각도(Φ)로 표시된다. 각도(Φ)는 에어로졸 생성기 또는 가열기(120) 및 에어로졸 출구(202)의 상대적인 로케이션들에 의해 어느 정도 제어될 수 있다. 도시된 예에서, 가열 로케이션(140)은 에어로졸 출구(202)와 에어로졸 생성기 또는 가열기(120) 사이에 실질적으로 배열된다. 에어로졸 출구(202)는 에어로졸 생성기 또는 가열기(120) 및 가열 로케이션(140)과 실질적으로 정렬되도록 배열되어, 각도(Φ)가 실질적으로 90 °일 수 있다. 다른 예들에서, 각도(Φ)는 적어도 5 °, 적어도 10 °, 적어도 15 °, 적어도 20 °, 적어도 25 °, 적어도 30 °, 적어도 35 °, 적어도 40 °, 적어도 45 °, 적어도 50 °, 적어도 55 °, 적어도 60 °, 적어도 65 °, 적어도 70 °, 적어도 75 °, 적어도 80 °, 적어도 85 °일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 워밍 요소(200)가 기판(110)과 에어로졸 출구(202) 사이에 제공된다. 워밍 요소(200)는 기판(110)의 표면에 대해 각도(α)로 경사될 수 있는 평면 표면을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 각도(α)는 < 10 °, 10-20 °, 20-30 °, 30-40 °, 40-50 °, 50-60 °, 60-70 °, 70-80 ° 또는 80-90 °일 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 워밍 요소(200)는 곡선형일 수 있다. 예를 들어, 워밍 요소(200)는 볼록한 또는 오목한 형상을 가질 수 있다. 워밍 요소(200)는 하나 이상의 변곡점들을 가질 수 있다.
도 3에 도시된 배열은 에어로졸이 취하는 흐름 경로(160)를 단순화하여, 에어로졸이 에어로졸 제공 디바이스(100) 내에 머무는 시간의 양을 감소시킨다. 따라서, 이러한 배열은 에어로졸이 잠재적으로 응축될 수 있는 에어로졸 제공 디바이스(100)의 내부의 면적, 및 응축될 수 있는 시간을 감소시킨다. 따라서, 이는 디바이스 내부 에어로졸 응축과 연관된 임의의 문제들의 영향을 감소시킬 수 있다.
또한, 아래에서 보다 상세히 논의되는 바와 같이, 챔버(190) 내에서 에어로졸 응축을 실질적으로 감소시키거나 방지하기 위해 워밍 요소(200)가 제공된다. 워밍 요소(200)는 사용 세션 동안 예를 들어 60-150 ℃의 온도로 가열될 수 있는 페라이트 재료의 플레이트를 포함할 수 있다. 워밍 요소(200)는 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)를 포함할 수 있는 하나 이상의 유도 코일들에 의해 생성된 시간 변화 자기장을 수용함으로써 워밍될 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 워밍 요소(200)는 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)와 분리되고 구별되는 하나 이상의 저항 가열기들 및/또는 하나 이상의 유도 가열기들을 포함할 수 있는 워밍 유닛(도시되지 않음)에 의해 가열될 수 있다. 워밍 요소(200)는 두께가 25 ㎛ 미만일 수 있는 얇은 플레이트, 코팅 또는 포일을 포함할 수 있다.
기판(110) 및/또는 복수의 에어로졸 생성 재료 도즈들은 실질적으로 다수의 형상들의 형태일 수 있다. 실시예에 따르면, 기판(110)은 원형 디스크 또는 링의 형태일 수 있다. 기판(110)은 에어로졸 제공 디바이스(100)에 설치될 때는 이러한 형상들을 취할 수 있고, 에어로졸 제공 디바이스(100)에 설치되지 않을 때는 동일한 또는 상이한 형상일 수 있다. 즉, 기판(110)은 에어로졸 제공 디바이스(100)에 설치될 때 초기 형상과는 상이한 특정 형상을 취하도록 변형될 수 있다. 기판(110)은 기판(110)이 이동 기구와 정렬된 후 이동 기구에 연결될 수 있도록 하기 위한 정렬 기구 또는 키잉 기구를 가질 수 있다. 일부 구현들에서, 정렬 기구 또는 키잉 기구는 예를 들어 어느 정도의 대칭성이 없는 형상을 가짐으로써 기판(110)이 이동 기구와 하나의 배향으로만 정렬될 수 있도록 배열된다.
다양한 실시예들에 따르면, 에어로졸 생성 재료는 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)를 지나서 이동될 수 있다. 이러한 이동은 도 2에 도시된 바와 같이 이동 기구(130)에 의해 제공될 수 있다. 이동 기구(130)는 에어로졸 생성 재료의 도즈들의 인덱싱된 움직임을 가능하게 하도록 배열된 인덱싱 시스템(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 인덱싱 시스템은 해당 특정 도즈로부터 에어로졸을 생성하기 전에 특정 도즈를 단계적으로 가열 로케이션(140)으로 이동시킨 다음, 에어로졸을 생성한 후에 가열 로케이션(140)으로부터 이동시킨다. 인덱싱 시스템은 하나의 도즈를 가열 로케이션(140)으로 보다 정밀하게 이동시킨 다음, 그 도즈를 다른 도즈로 대체할 수 있게 할 수 있다. 인덱싱 시스템은, 기판(110) 상에 배열되거나 기판의 일부를 형성하는 스프로킷팅 및/또는 키잉 기구에 의해 제공될 수 있다. 대안적인 예들에서, 제네바(Geneva) 휠 및 캠 조합을 사용하여 에어로졸 생성 재료의 도즈들의 인덱싱된 움직임을 제공할 수 있다.
인덱싱 시스템은 인접한 도즈들의 에어로졸 생성 재료를 차례로 가열 로케이션(140)으로 이동하도록 배열될 수 있다. 이러한 배열의 장점은 인덱싱 시스템의 구성 및 작동이 간단하다는 것이다. 인접한 도즈들이 차례로 가열되는 배열에서는, 제1 도즈를 가열하는 동안 제2 도즈와의 근접성에 의해 전달되는 열 에너지로 인해 제2 도즈를 가열함으로써 에너지를 절약할 수 있다. 이는 차례로, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)의 총 부하를 감소시켜, 에어로졸 제공 디바이스(100)의 수명을 증가시킬 수 있다.
대안적으로, 인덱싱 시스템은 인접하지 않은 에어로졸 생성 재료의 도즈들만을 가열 로케이션(140)으로 차례로 이동하도록 배열될 수 있다. 이렇게 하면, 지나치게 높은 레벨들의 간접 열(이전 도즈를 가열하는 동안 도즈에 간접적으로 전달되는 열)에 이어 직접 열(해당 동일한 도즈를 가열하는 동안 도즈에 제공되는 열)로 인해 임의의 특정 도즈가 과열될 위험 없이 고밀도의 도즈들이 기판(110) 상에 배열될 수 있게 한다. 각각의 도즈에는 규정된 양의 니코틴 및/또는 에어로졸 형성 성분들이 포함될 수 있으며, 잘못된 시간에 에너지를 공급하면 해당 도즈의 니코틴 및/또는 에어로졸 형성 성분들이 의도한 것보다 이른 시간에 방출될 수 있다. 대안적으로, 니코틴 및/또는 에어로졸 형성 성분들이 방출된 후 사용된 도즈들이 재가열되어, 도즈의 다른 성분들이 가열될 수 있다. 그러나, 설명된 배열은 과열을 방지하기 위해 특정 도즈들에 대해 시간 또는 가열 전력의 변동들을 제공하는 정교한 가열 제어 시스템에 대한 임의의 필요성을 제거한다.
인덱싱 시스템은 위에서 설명한 기술들을 사용하여 모니터링 시스템(170)에 의해 관찰될 수 있다. 이는 인덱싱 시스템의 기능에 대한 점검들을 가능하게 하여, 시스템이 예상대로 작동하는지 확인할 수 있다. 상술한 배열들 중 임의의 배열에서, 모니터링 시스템(170)은 임의의 특정 도즈의 과열을 방지하도록 도움을 주는 데 사용될 수 있다.
이동 기구(130) 및 모니터링 시스템(170)은 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)와 함께 작동하여, 도즈의 과열을 방지하기 위해 도즈들의 인덱싱된 이동들 및 임의의 특정 도즈에 대한 가열 기간들이 조정되도록 보장할 수 있다. 이동 기구(130)는 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)에 일정 시간 기간 동안 하나의 도즈의 에어로졸 생성 재료를 제공하고, 상이한 시간 기간 동안 다른 도즈의 에어로졸 생성 재료를 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)에 제공하도록 배열될 수 있다. 이는 상이한 도즈들에 상이한 가열 레벨들을 제공하기 위한 것일 수 있다. 이는 위에서 언급한 바와 같이 선형 인덱싱의 경우 과열을 방지하는 데 유리할 수 있다. 이는 또한 에어로졸 생성 재료의 하나의 도즈가 다른 도즈와 상이한 구조 또는 물질로 되어 있어 에어로졸을 생성하기 위해 상이한 가열 기간들이 필요한 경우에도 유리할 수 있다.
이동 기구(130) 및 모니터링 시스템(170)은 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)와 함께 작동하여, 도즈들(114)의 인덱싱된 이동들 및 임의의 특정 도즈(114)에 대한 가열기 출력 레벨들이 조정되도록 보장할 수 있다. 이는 상이한 도즈들에 대해 상이한 가열 레벨들을 제공하기 위한 것일 수 있다. 이는 선형 인덱싱 또는 고밀도 도즈 제공의 경우 과열을 방지하는 데 유리할 수 있다. 예를 들어, 가열기 출력 레벨은 제1 도즈에 대해서는 높게 설정하고 제2 도즈에 대해서는 덜 높게 설정할 수 있다. 이는 제1 도즈를 가열하는 동안 제2 도즈가 어느 정도 레벨의 간접 열을 받았을 것이므로, 제2 도즈에서는 에어로졸을 제공하기 위해 더 적은 직접 가열(가열기의 전력 레벨을 낮춤으로써 달성됨)이 필요하기 때문에 유리하다. 이는 또한 에어로졸 생성 재료의 하나의 도즈가 다른 도즈와 구조 또는 물질이 상이하여, 에어로졸을 생성하는 데 상이한 가열기 출력 레벨들이 필요한 경우에도 유리할 수 있다.
에어로졸 생성 재료는 예를 들어 가열되거나, 조사되거나, 또는 임의의 다른 방식으로 에너지가 공급될 때 에어로졸을 생성할 수 있는 재료이다. 에어로졸 생성 재료는 예를 들어 고체, 액체 또는 반고체(예를 들어, 겔)의 형태일 수 있으며, 활성 물질 및/또는 향미제들을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.
에어로졸 생성 재료는 하나 이상의 활성 물질들 및/또는 향미들, 하나 이상의 에어로졸 포머(former) 재료들, 및 선택적으로 하나 이상의 다른 기능성 재료를 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 재료는 겔화제와 같은 바인더(binder), 및 에어로졸 포머를 포함할 수 있다. 선택적으로, 전달될 물질 및/또는 필러(filler)가 존재할 수도 있다. 선택적으로, 물과 같은 용매도 존재하며, 에어로졸 생성 재료의 하나 이상의 다른 성분들은 용매에 용해될 수 있거나 용해되지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 생성 재료에는 식물성 재료가 실질적으로 없다. 특히, 일부 실시예들에서, 에어로졸 생성 재료에는 실질적으로 담배가 없다.
에어로졸 생성 재료는 에어로졸 생성 필름(film)을 포함하거나 에어로졸 생성 필름의 형태일 수 있다. 에어로졸 생성 필름은 겔화제와 같은 바인더, 및 에어로졸 포머를 포함할 수 있다. 선택적으로, 전달될 물질 및/또는 필러가 존재할 수도 있다. 에어로졸 생성 필름에는 식물성 재료가 실질적으로 없다. 특히, 일부 실시예들에서, 에어로졸 생성 재료에는 실질적으로 담배가 없다. 에어로졸 생성 필름은 약 0.015 mm 내지 약 1 mm의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 두께는 약 0.05 mm, 0.1 mm 또는 0.15 mm 내지 약 0.5 mm 또는 0.3 mm의 범위일 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 하나 초과의 필름을 포함할 수 있으며, 본 명세서에 설명된 두께는 이들 필름들의 총 두께를 지칭할 수 있다. 에어로졸 생성 필름은 연속적일 수 있다. 예를 들어, 필름은 연속적인 시트 재료를 포함하거나 연속적인 시트 재료일 수 있다. 시트는 래퍼(wrapper)의 형태일 수 있고, 시트는 모아져서 모아진 시트를 형성하거나 또는 파쇄되어 파쇄된 시트를 형성할 수 있다. 파쇄된 시트는 에어로졸 생성 재료의 하나 이상의 스트랜드(strand)들 또는 스트립(strip)들을 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 필름은 불연속적일 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 필름은 점들, 스트라이프(stripe)들 또는 선들과 같은 에어로졸 생성 재료의 하나 이상의 개별적인 부분들 또는 구역들을 포함할 수 있으며, 이는 지지체 상에 지지될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 지지체는 평면 또는 비-평면일 수 있다. 에어로졸 생성 필름은 겔화제와 같은 바인더와, 물과 같은 용매, 에어로졸 포머 및 전달될 하나 이상의 물질들과 같은 하나 이상의 다른 성분들을 결합하여 슬러리를 형성한 다음 슬러리를 가열하여 용매의 적어도 일부를 휘발시켜 에어로졸 생성 필름을 형성함으로써 형성될 수 있다. 슬러리는 용매의 적어도 약 60 w%, 70 w%, 80 w%, 85 w% 또는 90 w%를 제거하기 위해 가열될 수 있다.
일부 경우들에서, 에어로졸 생성 재료는 겔화제 1-50 wt%를 포함할 수 있으며, 여기서 이러한 중량들은 건조 중량 기준으로 계산된다. 적절하게는, 에어로졸 생성 재료는 겔화제 약 1 wt%, 5 wt%, 10 wt%, 15 wt%, 20 wt% 또는 25 wt% 내지 약 50 wt%, 45 wt%, 40 wt%, 35 wt%, 30 wt% 또는 27 wt%(모두 건조 중량 기준으로 계산됨)까지 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 재료는 5-40 wt%, 10-30 wt% 또는 15-27 wt%의 겔화제를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 에어로졸 생성 재료는 담배 추출물을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 에어로졸 생성 재료는 담배 추출물 5 내지 60 wt%(건조 중량 기준으로 계산됨)를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 에어로졸 생성 재료는 약 5 wt%, 10 wt%, 15 wt%, 20 wt% 또는 25 wt% 내지 약 55 wt%, 50 wt%, 45 wt% 또는 40 wt%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 담배 추출물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 재료는 담배 추출물 5-60 wt%, 10-55 wt% 또는 25-55 wt%를 포함할 수 있다. 담배 추출물은 에어로졸 생성 재료가 니코틴 1 wt%, 1.5 wt%, 2 wt% 또는 2.5 wt% 내지 약 6 wt%, 5 wt%, 4.5 wt% 또는 4 wt%(건조 중량 기준으로 계산됨)를 포함하는 농도로 니코틴을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 담배 추출물에서 생성되는 니코틴 이외에 에어로졸 생성 재료에는 니코틴이 없을 수도 있다.
일부 실시예들에서, 에어로졸 생성 재료는 담배 재료를 포함하지 않지만, 니코틴을 포함한다. 이러한 일부 경우들에서, 에어로졸 생성 재료는 니코틴 약 1 wt%, 2 wt%, 3 wt% 또는 4 wt% 내지 약 20 wt%, 15 wt%, 10 wt% 또는 5 wt%(건조 중량 기준으로 계산됨)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 재료는 니코틴 1-20 wt% 또는 2-5 wt%를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 20 wt% 미만, 적합하게는 10 wt% 미만 또는 5 wt% 미만의 필러를 포함할 수 있다. 필러는 탄산칼슘, 펄라이트, 질석, 규조토, 콜로이드 실리카, 산화 마그네슘, 황산 마그네슘, 탄산 마그네슘과 같은 하나 이상의 무기 필러 재료들, 및 분자 체들과 같은 적절한 무기 흡착제들을 포함할 수 있다. 필러는 목재 펄프, 셀룰로오스 및 셀룰로오스 유도체들과 같은 하나 이상의 유기 필러 재료들을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 에어로졸 생성 재료는 필러 1 wt% 미만을 포함하며, 일부 경우들에서는, 필러를 포함하지 않는다. 특히, 일부 경우들에서, 에어로졸 생성 재료는 분필과 같은 탄산칼슘을 포함하지 않는다.
일부 경우들에서, 에어로졸 생성 재료는 겔화제, 에어로졸 생성제, 담배 재료 및/또는 니코틴 소스, 물, 및 선택적으로 향미로 본질적으로 구성되거나, 또는 이들로 구성될 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 당업자가 적절하다고 판단하는 다른 임의의 적합한 에어로졸 생성 재료일 수 있다는 점을 이해해야 한다.
도 4를 참조하면, 둥근 기판(110) 상에 제공되는 에어로졸 생성 재료의 부분들(114A, 114B, 114C, 114D)의 배열의 예가 도시되어 있다. 부분들(114A, 114B, 114C, 114D)은 동심 링들로 배열되며, 기판(110)의 회전 인덱싱을 통해 순서대로 가열되고, 그 후 에어로졸 생성기 또는 가열기의 측면 인덱싱을 통해 동심 링들의 시퀀스에서 다음 링을 가열할 수 있다. 이러한 인덱싱 시퀀스는 에어로졸을 생성하기 위해 각각의 도즈(114A, 114B, 114C, 114D)가 가열될 때까지 반복될 수 있다. 기판(110)에 제공되는 인덱싱은 거리 및/또는 시간에 따라 균일하거나 불균일할 수 있다. 예에서, 가열될 최종 부분(114D)은 기판(110)의 중앙을 향해 배열될 수 있다. 예를 들어, 이 부분(114D)은 흡연 세션에 상쾌한 마무리를 제공하기 위해 멘톨과 같은 향미를 포함하는 부분(114D)일 수 있다. 사용자는 에어로졸 생성 재료의 변하는 배열들을 사용하여 흡연 세션을 개인화할 수 있다.
부분들(114A, 114B, 114C, 114D)은 특히 에어로졸 생성기 또는 가열기의 측면 이동과 함께 회전 대칭을 갖는 배열에 있어야 한다는 제한은 없다는 것을 이해해야 한다. 다양한 실시예들에 따르면, 도즈들(114A, 114B, 114C, 114D)은 에어로졸에 실질적으로 불투과성일 수 있는 기판(110) 상에 배열될 수 있다. 이러한 배열은 에어로졸 생성 재료 도즈들(114A, 114B, 114C, 114D)의 가열로부터 발생된 에어로졸이 에어로졸 생성기 또는 가열기로부터 에어로졸 출구를 향해 흐름 경로를 따라 흐르도록 장려한다. 이는 에어로졸 제공 디바이스 내에서 에어로졸의 응축 가능성을 감소시키고, 따라서, 위에서 언급한 바와 같이, 에어로졸 제공 디바이스의 청결도 및 수명을 모두 증가시킨다. 기판(110)은 종이, 카드보드, 목재 펄프, 플라스틱 또는 세라믹 등과 같은 재료로 형성될 수 있다.
기판(110)은 에어로졸에 대해 불투과성일 수도 있고, 에어로졸 형성 재료가 기판(110)의 기공들 내에 위치될 수 있도록 다공성일 수도 있다. 예에서, 기판(110)은 투과성 및 불투과성 부분들을 모두 가질 수 있다. 투과성 부분들은, 예를 들어 공기가 기판(110)을 통과하여 에어로졸 제공 디바이스(100)의 출구를 향해 흐르도록 허용하기 위해, 에어로졸이 기판(110)을 통과하는 것이 바람직한 부분들에 위치될 수 있다. 불투과성 부분들은 에어로졸 생성기 또는 가열기 쪽으로 에어로졸이 흐르는 것을 방지하는 것이 바람직한 부분들에 위치될 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 에어로졸 제공 디바이스(100)의 일부의 개략적인 하향식 도면을 도시한다. 에어로졸 제공 디바이스(100)의 일부는 에어로졸 제공 디바이스(100)의 수용 구역에 수용되는, 에어로졸 생성 재료의 부분들이 제공되는 기판(110), 및 기판(110) 아래에 배열될 수 있는 가열 요소들(120A, 120B, 120C)을 포함하는 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)를 도시한다. 기판(110)은 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 생성 재료의 부분들을 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)에 대해 이동시키기 위해 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)에 대해 이동될 수 있다.
에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 복수의 가열 요소들(120A, 120B, 120C)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 복수의 가열 요소들을 갖는 하나의 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)가 아닌, 복수의 개별 가열기들(120A, 120B, 120C)이 제공될 수도 있다.
에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 기판(110)에 열을 제공하기 위해 전력 소스에 의해 활성화될 수 있다. 사용 시, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)의 가열 요소들(120A, 120B, 120C)은 동시에 활성화되지 않을 수 있다. 예에서, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)의 가열 요소들(120A, 120B, 120C)은 개별적으로 활성화될 수 있다. 가열 요소들(120A, 120B, 120C)은 순차적으로 활성화될 수 있다. 구체적인 예에서, 가열 요소들(120A, 120B, 120C)은 제1 가열 요소(120A), 그 후 제2 가열 요소(120B), 그 후 제3 가열 요소(120C)의 순서로 차례로 활성화될 수 있다. 도 5에 도시된 예에서, 제1 가열 요소(120A)는 기판(110)에 대해 가장 중앙에 배열되고, 제2 가열 요소(120B)는 제1 가열 요소(120A)와 제3 가열 요소(120C) 사이에 배열되고, 제3 가열 요소(120C)는 기판(110)의 외측 에지 쪽으로 배열된다.
예에서, 제1 가열 요소(120A)는 제1 가열 요소(120A)에 근접한 기판(110)의 일부를 가열하기 위해 활성화된다. 이어서, 제2 가열 요소(120B)는 제2 가열 요소(120B)에 근위적인 기판(110)의 상이한 부분을 가열하기 위해 활성화된다. 이어서, 제3 가열 요소(120C)가 활성화되어 제3 가열 요소(120C)에 근위적인 기판(110)의 다른 상이한 부분을 가열한다. 가열 요소들(120A, 120B, 120C)의 활성화 순서는 에어로졸의 원하는 출력에 따라 달라질 수 있다. 가열 요소들(120A, 120B, 120C)의 활성화는 기판(110) 상의 에어로졸 생성 재료의 배열에 따라 제어될 수 있다.
도 5에 도시된 특정 예에서, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는 둥근 베이스를 가질 수 있는 삼각형 형상의 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)를 포함할 수 있다. 베이스는 둥글 필요는 없지만, 기판(110)의 양호한 커버리지를 제공할 수 있도록 형상화될 수 있다. 적절한 크기의 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)는, 기판(110) 주변의 환경을 과도하게 가열하여 에너지를 낭비하지 않으면서 기판(110) 상의 에어로졸 생성 재료가 가열될 수 있도록 보장하면서, 양호한 커버리지를 제공한다. 이와 같이, 기판(110)과 에어로졸 생성기 또는 가열기(120) 형상들의 상이한 배열들이 예상될 수 있다. 가열 요소들(120A, 120B, 120C)은 삼각형 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)의 상이한 반경 방향 포지션들에 제공될 수 있다.
예에서, 제1 가열 요소(120A)는 제1 퍼프에 대해 활성화되고, 제2 가열 요소(120B)는 제2 퍼프에 대해 활성화되고, 제3 가열 요소(120C)는 제3 퍼프에 대해 활성화된다. 최종 가열 요소가 활성화된 후(이러한 3 개의 가열 요소 예에서는, 이는 제3 가열 요소(120C)임), 기판(110)은 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)로 상대적으로 이동하여, 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)에 신선한 에어로졸 생성 재료를 제공할 수 있다.
가열 요소들(120A, 120B, 120C)은 형상들 또는 크기들이 상이할 수 있다. 가열 요소들(120A, 120B, 120C)은 동일한 영역 또는 상이한 영역을 차지할 수 있다. 이는, 예를 들어, 평면도에서 볼 때, 가열 요소들(120A, 120B, 120C)이 기판(110)의 비교적 유사한 영역을 커버할 수 있다는 것을 의미한다. (도시된 바와 같이) 연속 디스크의 유사한 영역을 커버하는 가열 요소들은 퍼프당 생성되는 유사한 에어로졸 체적을 제공하여, 사용자에게 더 나은 일관성을 제공할 수 있다.
에어로졸 생성기 또는 가열기(120)에 대한 기판(110)의 상대적인 이동은 단계적(예를 들어, 인덱싱된) 이동일 수 있다. 이동은 고정된 양일 수 있고, 각각의 가열 세션 후에 발생할 수 있으며, 여기서 세션은 가열 요소들(120A, 120B, 120C) 각각의 활성화이다. 이러한 방식으로, 에어로졸을 생성하기 위한 가열을 위해 에어로졸 생성기 또는 가열기(120)에 신선한 에어로졸 생성 재료가 제공될 수 있다. 이러한 배열은 에어로졸 생성 재료의 일부가 두 번 가열되어 과열 또는 태움으로 인한 바람직하지 않은 화합물들을 생성할 가능성을 감소시킨다.
도 6은 중앙 원형 컷아웃(cut-out), 구멍 또는 홀(600)을 갖는 환형 형상을 갖는 기판(110)을 포함하는 실시예에 따른 에어로졸 생성 물품(101)을 도시한다. 에어로졸 생성 물품(101)은 예를 들어, 원형 코일의 와이어를 포함하는 RF 발생기를 갖는 유도 가열기를 포함할 수 있는 에어로졸 생성기 또는 가열기를 포함할 수 있는 에어로졸 제공 디바이스의 수용 구역 내에서 수용될 수 있다. RF 발생기는 인덕터 코일이라고도 한다. 와이어는 리츠(RTM) 와이어를 포함할 수 있다. 기판(110)은, 그 위에 얇은 알루미늄 포일 또는 다른 금속 요소가 제공되어 서셉터로서 역할을 하는, RF 발생기를 향하는 백킹(backing) 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 알루미늄 포일 또는 다른 금속 요소 상에 균일하게 제공될 수 있다. 에어로졸 생성기 또는 가열기는 기판(110)과 밀접하게 접촉하도록 배치되어, 기판(110)에 원형 가열 구역(601)이 효과적으로 형성되도록 한다. 기판(110)은 에어로졸 생성기 또는 가열기에 대해 회전되어, 단일 기판(110)으로부터 다수의 에어로졸 퍼프들이 생성되도록 할 수 있다.
도 7a는 다른 실시예에 따른 에어로졸 제공 시스템(300)의 개략적인 표현을 통한 단면도를 도시한다. 에어로졸 제공 시스템(300)은 2 개의 주요 컴포넌트들, 즉, 에어로졸 제공 디바이스(203) 및 에어로졸 제공 디바이스(203) 내에 수용되는 에어로졸 생성 물품(204)을 포함한다.
에어로졸 제공 디바이스(203)는 외부 하우징(221), 전력 소스(222), 제어 회로부(223), 하나 이상의 에어로졸 생성기들 또는 가열 요소들(224a), 에어로졸 생성 물품(204)을 수용하기 위한 수용 구역(225), 마우스피스 단부(226), 공기 입구(227), 공기 출구(228), 터치 감지 패널(229), 흡입 센서(230) 및 사용 종료 표시기(231)를 포함한다. 수용 구역(225)은 하나 이상의 에어로졸 생성기들 또는 가열 요소들(인덕터 코일들(224a)을 포함할 수 있음) 및 워밍 요소(200) 사이에 위치된다.
수용 구역(225)은, 에어로졸 생성 물품(204)이 수용되고 선택적으로 수용 구역(225)에 고정될 수 있도록 크기가 정해진다. 도시되지는 않았지만, 에어로졸 제공 디바이스(203)는 사용자가 에어로졸 생성 물품(204)을 수용 구역(225)으로 삽입하고 및/또는 이로부터 제거할 수 있도록 수용 구역(225)으로의 접근을 허용하기 위해 외부 하우징(221)의 힌지 도어 또는 제거 가능한 부분을 포함할 수 있다.
외부 하우징(221)의 힌지 도어 또는 제거 가능한 부분은 또한 폐쇄되어 있을 때 에어로졸 생성 물품(204)을 수용 구역(225) 내에 유지하도록 작용할 수 있다. 에어로졸 생성 물품(204)이 소진되거나 또는 사용자가 단순히 상이한 에어로졸 생성 물품(204)으로 전환하고자 원할 때, 에어로졸 생성 물품(204)은 에어로졸 제공 디바이스(203)에서 제거될 수 있고, 대체 에어로졸 생성 물품(204)이 그 자리에 수용 구역(225)에 포지셔닝될 수 있다.
대안적으로, 에어로졸 제공 디바이스(203)는, 수용 구역(225)과 연통하고 이를 통해 에어로졸 생성 물품(204)이 수용 구역(225)에 삽입될 수 있는 영구적인 개구부를 포함할 수 있다. 이러한 구현들에서, 에어로졸 제공 디바이스(203)의 수용 구역(225) 내에 에어로졸 생성 물품(204)을 유지하기 위한 유지 기구가 제공될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 하우징(221)의 부분의 적어도 일부가 안쪽을 향하여 수용 구역(225)을 부분적으로 정의할 수 있으며, 이 부분은 워밍 요소(200)를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 그리고 도 7a에서 점선들 및 음영 구역으로 표시된 바와 같이, 에어로졸 생성 컴포넌트들(224)로부터 가장 멀리 떨어진 수용 구역(225)의 부분의 실질적으로 전체가 워밍 요소(200)로 형성되어, 사용 시, 에어로졸 생성 물품(204)이 하나 이상의 에어로졸 생성기들 또는 가열 요소들(224A)과 워밍 요소(200) 사이에 포지셔닝될 수 있다. 이상 및 이하 모두에 더 상세히 설명된 바와 같이, 워밍 요소(200)는 수용 구역(225)의 벽들 및 에어로졸 제공 디바이스(203) 내의 다른 곳에서 형성되는 응축물을 감소시키거나 실질적으로 방지하는 데 도움이 된다.
워밍 요소(200)는 사용 세션 동안 예를 들어 60 내지 150 ℃의 온도로 가열될 수 있는 페라이트 재료를 포함할 수 있다. 워밍 요소(200)는 하나 이상의 유도 코일들(224a)에 의해 생성된 시간 변화 자기장과 상호 작용하여 워밍될 수 있으며, 여기서 하나 이상의 유도 코일들(224a)은 하나 이상의 에어로졸 생성기들 또는 가열 요소들의 일부를 형성한다.
대안적인 실시예들에서, 워밍 요소(200)는 하나 이상의 저항 가열기들 및/또는 하나 이상의 유도 가열기들을 포함할 수 있는 워밍 유닛(도시되지 않음)에 의해 가열될 수 있다. 워밍 유닛(도시되지 않음)은 워밍 요소(200)에 매우 근접하여 위치될 수 있고, 유도 코일들(224a) 또는 보다 일반적으로 하나 이상의 에어로졸 생성기들 또는 가열 요소들(224a)보다 워밍 요소(200)에 더 근접하여 위치될 수 있다. 워밍 요소(200)는 두께가 25 ㎛ 미만일 수 있다.
외부 하우징(221)은 전력 소스(222), 제어 회로부(223), 하나 이상의 에어로졸 생성기들 또는 가열 요소들(224a), 수용 구역(225) 및 흡입 센서(230)가 외부 하우징(221) 내에 위치되도록 배열될 수 있다. 외부 하우징(221)은 또한 공기 입구(227) 및 공기 출구(228)를 정의한다. 터치 감지 패널(229) 및 사용 종료 표시기는 외부 하우징(221)의 외부에 위치된다. 전력 소스(222)은 에어로졸 제공 디바이스(203)에 작동 전력을 제공하도록 구성된다. 전력 소스(222)는 배터리와 같은 임의의 적합한 전력 소스일 수 있다. 예를 들어, 전력 소스(222)는 리튬 이온 배터리와 같은 충전식 배터리를 포함할 수 있다. 전력 소스(222)는 제거 가능하거나 또는 에어로졸 제공 디바이스(203)의 통합된 부분을 형성할 수 있다. 일부 구현들에서, 전력 소스(222)는 USB 포트(도시되지 않음)와 같은 연관된 연결 포트를 통해 또는 적절한 무선 수신기(도시되지 않음)를 통해 디바이스(203)를 외부 전력 공급기(예를 들어, 주 전원)에 연결함으로써 재충전될 수 있다.
에어로졸 생성 물품(204)은 캐리어 컴포넌트 또는 기판(242), 에어로졸 생성 재료(244) 및 서셉터 요소들(244b)을 포함할 수 있다.
도 7b는 에어로졸 생성 물품(204)의 하향식 도면이고, 도 7c는 에어로졸 생성 물품(204)의 종 방향 (길이) 축을 따른 단부도이며, 도 7d는 에어로졸 생성 물품(204)의 폭 축을 따른 측면도이다.
도 7a 내지 도 7d는 흡입용 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 생성 재료(244)을 가열하기 위해 유도를 사용하는 에어로졸 제공 시스템(300)을 나타낸다. 그러나, 위에서 논의한 바와 같이, 에어로졸 제공 시스템(300)은 그 대신에 또는 추가적으로 에어로졸 생성 재료(244)를 가열하기 위해 저항 가열을 사용할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 도 7a에서 224a로 표시된 컴포넌트들은 저항 가열 요소들을 포함할 수 있다.
설명된 구현에서, 에어로졸 생성 컴포넌트(224)는 2 개의 부분들, 즉, 에어로졸 제공 디바이스(203)에 위치되는 인덕터 코일들(224a)과 같은 하나 이상의 유도 가열 요소들 및 에어로졸 생성 물품(204)에 위치되는 하나 이상의 서셉터들(224b)로 형성될 수 있다. 하나 이상의 인덕터 코일들(224a)은 원형의 와이어 코일일 필요는 없다. 예를 들어, 실시예들에서, 유도 가열 요소들은 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다: (i) 평평한 나선형 코일 ― 여기서 나선형 코일은 원형 또는 타원형 나선, 정사각형 또는 직사각형 나선, 사다리꼴 나선, 또는 삼각형 나선을 포함함 ― ; (ii) 코일의 후속 전체 또는 부분 턴들이 인접한 층들에 제공되는 다층 유도 배열 ― 선택적으로 여기서 제1 층이 제2 층으로부터 제1 방향으로 이격되고 제3 층이 제2 층으로부터 반대 방향으로 이격되어 제1 층에 또는 제1 층에 근접하여 존재함으로써 다층 유도 배열이 엇갈린 구조를 형성함 ― ; 또는 (iii) 규칙적인 헬릭스(helix) 또는 원추형 인덕터 코일과 같은 3차원 인덕터 코일 ― 선택적으로 변하는 헬리컬 피치를 가짐 ― .
도 7c 및 도 7d에 도시된 바와 같이, 캐리어 컴포넌트 또는 기판(242)은 하나 이상의 서셉터들(224b)을 포함할 수 있으며, 이 서셉터는 캐리어 컴포넌트 또는 기판(242)의 표면 상에 배치된 에어로졸 생성 재료(244)의 개별 부분들과 크기 및 로케이션이 일치할 수 있다. 즉, 서셉터들(224b)은 에어로졸 생성 재료(244)의 개별 부분들과 유사한 폭 및 길이를 갖는다.
서셉터들은 캐리어 컴포넌트 또는 기판(242)에 매립된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 다른 구현들에서, 서셉터들(224b)은 캐리어 컴포넌트 또는 기판(242)의 표면 상에 배치될 수 있다. 다른 구현(도시되지 않음)에서, 서셉터는 캐리어 컴포넌트 또는 기판(242)을 실질적으로 커버하는 층으로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 서셉터는 금속 포일을 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 서셉터는 알루미늄 포일을 포함할 수 있다.
에어로졸 제공 디바이스(203)는 도 7a에 개략적으로 도시된 바와 같이 하나 이상의 인덕터 코일들(224a)을 포함할 수 있다. 인덕터 코일들(224a)은 수용 구역(225)에 인접하여 도시되고, 주어진 코일이 감겨지는 회전축이 수용 구역(225)으로 연장되고(예를 들어, 도 7a에 표시된 바와 같이 z-축과 평행함) 에어로졸 생성 물품(204)의 캐리어 컴포넌트 또는 기판(242)의 평면에 넓게 수직이 되도록 배열된 일반적으로 평면 코일들을 포함할 수 있다. 정확한 권선들은 도 7a에 도시되어 있지 않으며, 임의의 적합한 유도 코일이 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 이해되는 바와 같이, 워밍 요소(200)는 에어로졸 생성 물품(204)의 일부로서 제공되는 서셉터(들)(224b)에 의해 흡수되지 않은 변하는 자속의 일부(인덕터 코일들(224a)에 의해 생성됨)에 의해 침투되도록 구성될 수 있다. 실시예에 따르면, 워밍 요소(200)는 하나 이상의 인덕터 코일들(224a)에 의해 생성된 시간 변화 자속의 < 10 %, 10-20 %, 20-30 %, 30-40 %, 40-50 %, 50-60 %, 60-70 %, 70-80 %, 80-90 % 또는 > 90 %에 의해 침투될 수 있다.
도 7e는 에어로졸 제공 디바이스(203)의 단면 하향식 도면으로서, 에어로졸 생성기들 또는 가열 요소들(224a-f)의 배열을 보다 상세하게 도시한 것이다. 에어로졸 생성기들 또는 가열 요소들(224a-f)은, 에어로졸 생성 물품(204)이 수용 구역(225)에 수용될 때, 각각의 에어로졸 생성기 또는 가열 요소(224a-f)가 에어로졸 생성 재료(244a-f)의 대응하는 개별 부분과 정렬되도록 배열된다. 따라서, 이 예에서, 6 개의 에어로졸 생성기들 또는 가열 요소들(224a-f)은 도 7a 내지 도 7d에 도시된 바와 같이 에어로졸 생성 재료(244a-f)의 6 개의 개별 부분들의 2 x 3 어레이의 배열에 대체로 대응하는 2 x 3 어레이로 배열되어 있다. 그러나, 위에서 논의한 바와 같이, 에어로졸 생성기들 또는 가열 요소들(224a-f)의 개수는 상이한 구현들에서 상이할 수 있으며, 예를 들어, 8 개, 10 개, 12 개, 14 개 등의 에어로졸 생성기들 또는 가열 요소들(224a-f)이 제공될 수 있다. 일부 구현들에서, 에어로졸 생성기들 또는 가열 요소들(224a-f)의 개수는 6 개보다 크거나 같지만 20 개보다 크지 않을 수 있다. 에어로졸 생성기들 또는 가열 요소들(224a-f) 각각은 에어로졸 생성 재료(244a-f)의 대응하는 부분을 가열하기 위해 개별적으로 활성화될 수 있다.
일부 실시예들에서, 각각의 인덕터 코일(224a)은 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 그리고 이하에서 보다 상세히 설명될 바와 같이, 일반적으로 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 도 8a 및 도 8b는 실질적으로 평면 또는 평평한 인덕터 코일의 2 개의 상이한 예들을 도시한다.
도 8a는 사다리꼴 형상의 인덕터 배열(1000)을 도시한다. 사다리꼴 형상의 인덕터 배열은 구리 트랙을 포함할 수 있는 전기 전도성 트랙(1001)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 전기 전도성 트랙(1001)은 실질적으로 사다리꼴 형상의 인덕터 코일을 형성할 수 있으며, 여기서 실질적으로 사다리꼴 형상은 제1 각진 측면(1002), 제2 각진 측면(1003), 긴 측면(1004) 및 짧은 측면(1005)을 포함한다. 짧은 측면(1005)은 긴 측면(1004)보다 길이가 짧다.
도 8b를 참조하면, 적층 인덕터 배열(90)을 포함하는 실질적으로 평면인 인덕터 코일의 실시예가 도시되어 있으며, 여기서 적층 인덕터 배열(90)은 제1 층(91) 및 제2 층(92)을 포함하는 2-층 바이필러(bifilar) 코일 인덕터 배열(90)을 포함한다. 도 9b의 적층 인덕터 배열(90)은 사다리꼴 형상의 인덕터 배열로 도시되어 있다. 그러나, 적층 인덕터 배열이 예를 들어 원형, 정사각형, 직사각형 등과 같은 상이한 형상들을 가질 수 있는 다른 실시예들이 고려된다.
다른 실시예들이 고려되는데, 여기서 적층 인덕터 배열(90)은 불규칙한 형상을 가질 수 있다. 적층 인덕터 배열은 하나 이상의 제1 전기 전도성 와이어들 또는 트랙들(91a)을 포함할 수 있는 제1 층(91), 및 하나 이상의 제2 전기 전도성 와이어들 또는 트랙들(92a)을 포함할 수 있는 제2 층(92)을 포함할 수 있다. 제1 전기 전도성 와이어들 또는 트랙들(91a) 및 제2 전기 전도성 와이어들 또는 트랙들(92a)은 동심원이며 실질적으로 중첩될 수 있다. 하나 이상의 전기 전도성 연결 부분들(93)은, 제1 층(91)에 제공된 제1 전기 전도성 와이어들 또는 트랙들(91a) 중 하나 이상을 제2 층(92)에 제공된 하나 이상의 제2 전기 전도성 와이어들 또는 트랙들(92a)에 전기적으로 연결하도록 제공될 수 있다.
적층 인덕터 배열(90)은 PCB 형식으로 형성될 수 있으며, 여기서 수직 평면은 인덕터 요소들의 층들을 적층하는 데 사용될 수 있다. 또한, 구리 트랙들의 폭에 대한 구리 트랙들의 높이 측면에서 종횡비가 낮기 때문에 컴팩트한 인덕터 배열을 얻을 수 있다. 와이어들 또는 트랙들을 수평이 아닌 수직으로 결합하면 와이어들의 상호 결합 또는 용량성 연결이 더 향상되는 동시에, 와이어들 간의 임의의 위상 이동을 최소화하는 것으로 밝혀졌다.
이해할 수 있는 바와 같이, 유도 가열은, 전기 전도성 물체(서셉터라고 함)가 변하는 자기장으로 이 물체를 침투시켜 가열되는 프로세스이다. 이 프로세스는 패러데이의 유도 법칙 및 옴의 법칙으로 설명된다. 유도 가열기는 전자석, 및 교류와 같은 변하는 전기 전류를 전자석을 통해 통과시키기 위한 디바이스를 포함할 수 있다. 전자석 및 가열 대상 물체가 적절하게 상대적으로 포지셔닝되어, 전자석에 의해 생성된 결과적인 변하는 자기장이 물체를 침투하면, 물체 내부에 하나 이상의 와전류들이 생성된다. 물체는 전기 전류들의 흐름에 대한 저항을 갖는다. 따라서, 물체에서 이러한 와전류들이 생성되면, 물체의 전기 저항에 반하는 흐름으로 인해 물체가 가열된다. 이러한 프로세스를 줄(Joule), 오믹(ohmic) 또는 저항 가열이라고 한다.
서셉터는 교류 자기장과 같은 변하는 자기장의 침투에 의해 가열될 수 있는 재료이다. 서셉터는 전기 전도성 재료일 수 있으므로, 변하는 자기장이 침투하면 가열 재료의 유도 가열을 일으킬 수 있다. 가열 재료는 자성 재료일 수 있으므로, 변하는 자기장이 침투하면 가열 재료의 자기 히스테리시스 가열이 발생한다. 서셉터는 전기 전도성 및 자성을 모두 가질 수 있으므로, 서셉터는 두 개의 가열 기구들에 의해 가열될 수 있다. 변하는 자기장을 생성하도록 구성된 디바이스를 여기서는 자기장 발생기라고 한다.
자기 히스테리시스 가열은 자성 재료로 제조된 물체에 변하는 자기장을 침투시켜 물체를 가열하는 프로세스이다. 자성 재료는 많은 원자-스케일 자석들, 또는 자기 쌍극자들을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 자기장이 이러한 재료를 침투하면, 자기 쌍극자들은 자기장과 정렬한다. 따라서, 예를 들어 전자석에서 발생하는 교류 자기장과 같은 변하는 자기장이 자성 재료를 침투하면, 인가된 변하는 자기장에 따라 자기 쌍극자들의 배향이 변한다. 이러한 자기 쌍극자 재-배향은 자성 재료에서 열이 발생되게 한다.
물체가 전기 전도성과 자성을 모두 가지고 있는 경우, 변하는 자기장이 물체에 침투하면 물체에서 줄 가열 및 자기 히스테리시스 가열이 모두 발생할 수 있다. 또한, 자성 재료를 사용하면 자기장이 강화되어, 줄 가열이 강화될 수 있다.
설명된 구현에서, 서셉터들(224b)은 알루미늄 포일로 형성될 수 있지만, 다른 금속 및/또는 전기 전도성 재료들이 다른 구현들에서 사용될 수 있음을 인식해야 한다.
도 9는 에어로졸 생성 물품으로부터 에어로졸이 발생될 구역에 워밍 요소(200)가 제공되는 실시예에 따른 에어로졸 제공 디바이스(100)를 도시한다. 에어로졸 제공 디바이스(100)는 기판(110)을 포함할 수 있는 에어로졸 생성 물품 상에 제공되는 에어로졸 생성 재료로부터 에어로졸을 생성하도록 배열된다. 기판(110)을 포함하는 에어로졸 생성 물품은 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)에 매우 근접하여 위치되는 에어로졸 제공 디바이스(100)의 수용 구역(225)에 수용된다. 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)는 수용 구역(225)의 일 측면 상에 제공되고, 하나 이상의 워밍 요소들(200)은 수용 구역(225)의 다른 측면 상에 제공된다.
에어로졸 제공 디바이스(100)는 복수의 에어로졸 생성기들 또는 가열기들(192)을 포함할 수 있으며, 여기서 적어도 일부 또는 각각의 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)는 에어로졸 생성 물품의 상이한 부분으로부터 에어로졸이 발생되게 하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 재료의 복수의 개별 부분들이 기판(110) 상에 제공될 수 있고, 에어로졸 생성 재료의 각각의 개별 부분은 별도의 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)에 의해 개별적으로 가열될 수 있다.
에어로졸 제공 디바이스(100)는, 하나 이상의 워밍 요소들(200)이 위치되는 하나 이상의 챔버들(190)을 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 복수의 챔버들(190)이 에어로졸 생성 물품을 수용하도록 배열되는 공통 수용 구역(225) 위에 제공될 수 있다. 챔버들(190) 중 일부 또는 각각에는 워밍 요소(190)가 내부에 배치될 수 있다.
워밍 요소(200) 또는 각각의 워밍 요소는 사용 세션 동안 예를 들어 60-150 ℃의 온도로 가열될 수 있는 페라이트 재료를 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 에어로졸 생성기 또는 가열기(192) 또는 각각의 에어로졸 생성기 또는 가열기는 사용 세션 동안 60-70 ℃, 70-80 ℃, 80-90 ℃, 90-100 ℃, 100-110 ℃, 110-120 ℃, 120-130 ℃, 130-140 ℃ 또는 140-150 ℃ 범위의 온도로 워밍 요소(200)를 워밍하도록 배열될 수 있다. 페라이트 재료를 포함하는 워밍 요소(들)(200)는 하나 이상의 인덕터 코일들을 포함할 수 있는 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)에 의해 생성될 수 있는 시간 변화 자기장과 상호 작용하여 워밍될 수 있다.
대안적인 실시예들에서, 하나 이상의 워밍 요소들(200)은 하나 이상의 저항 가열기들 및/또는 하나 이상의 (추가의) 유도 가열기들 중 어느 하나를 포함할 수 있는 워밍 유닛(도시되지 않음)에 의해 가열될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 워밍 요소들(200)은 수용 구역(192)에 인접하여 위치된 에어로졸 생성기 또는 가열기(192) 이외의 다른 저항성 또는 유도성 가열기에 의해 가열될 수 있는 것으로 고려된다. 워밍 요소(200)는 상대적으로 얇을 수 있고, 두께가 25 ㎛ 미만일 수 있다. 예를 들어, 워밍 요소(200)를 형성하는 페라이트 재료는 두께가 < 25 ㎛, < 20 ㎛, < 15 ㎛ 또는 < 10 ㎛일 수 있다.
에어로졸 생성기 또는 가열기(192)는 기판(110) 상에 제공되는 에어로졸 생성 재료의 신속한 가열이 달성될 수 있게 하는 유도 가열기(192)를 포함할 수 있지만, 유도 가열기들은 에어로졸의 흐름에서 제거될 수 있는 것보다 더 빠른 속도로 응축물 형성 물질들을 생성할 수 있기 때문에, 이러한 신속한 가열은 응축물 형성의 위험을 증가시킬 수 있다. 따라서, (에어로졸이 처음에 방출되는 구역에 위치될 수 있는) 하나 이상의 워밍 요소들(200)을 제공하면 챔버(190) 내에서 응축이 형성되는 것을 실질적으로 방지할 수 있다.
에어로졸 제공 디바이스(100)는 에어로졸 생성 재료를 포함하는 에어로졸 생성 물품이 도입되는 수용 구역(225)을 갖는다. 에어로졸 생성 물품은 에어로졸 생성 재료를 포함하는 평면 에어로졸 생성 물품을 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성 물품은 평면 이외의 다른 기하학적 구조를 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 다양한 실시예들에 따르면, 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)는 수용 구역(225)에 인접하여 위치되며, 기판(110) 상에 제공되거나 또는 기판(110)을 포함할 수 있는 에어로졸 생성 재료로부터 에어로졸이 발생되게 하도록 배열된다. 특히, 챔버(190)의 상부 내부 표면(즉, 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)에 의해 정의된 측면의 반대쪽 측면) 상에 응축이 형성되는 것이 특히 문제가 될 수 있다는 것이 인식될 것이다.
수용 구역(225)은 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)와 하나 이상의 워밍 요소들(200) 사이에 위치된다. 즉, 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)는 수용 구역(225)의 일 측면 상에 또는 이에 인접하여 위치되는 반면, 하나 이상의 워밍 요소들(200)은 수용 구역(225)의 다른 측면 상에 또는 이에 인접하여 위치되므로, 어느 지점에서도 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)는 수용 구역(225)보다 하나 이상의 워밍 요소들(200)에 더 가깝지 않게 위치한다.
위에서 논의된 바와 같이, 실시예에 따르면, 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)는 하나 이상의 제1 인덕터들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 제1 인덕터들은 또한 챔버(190) 내의 응축의 형성을 감소시키기 위해 워밍 요소(200)를 워밍하도록 배열된다.
기판(110)은 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)를 포함할 수 있는 하나 이상의 제1 인덕터들에 의해 생성되는 변하는 자기장에 의해 가열되도록 배열되는 금속 요소(즉, 서셉터)를 포함할 수 있다. 서셉터는 금속 포일을 포함할 수 있으며, 특히 서셉터는 알루미늄 포일을 포함할 수 있다.
알루미늄 포일은 상대적으로 낮은 투자율을 가지며, 따라서 (하나 이상의 제1 인덕터들에 의해 생성된) 일부 자속은 기판(110) 상에 제공되는 서셉터를 통과하여 그 너머로 통과한다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)를 형성하는 하나 이상의 인덕터들의 측면과는 다른 수용 구역(225)의 측면 상에 포지셔닝된 하나 이상의 워밍 요소들(200)은 기판(110)의 서셉터에 의해 완전히 흡수되지는 않은 변하는 자속과 상호 작용하도록 배열될 수 있다. 그 결과, 페라이트 재료를 포함하는 하나 이상의 워밍 요소들(200)은 유도 가열을 통해 워밍될 수 있다. 이러한 유도 가열은, 사용 세션 동안 워밍 요소(200)가 가열될 수 있는 방식으로 간주될 수 있다.
워밍 요소(200)가 페라이트 재료(예를 들어, 강자성체 및/또는 강자성 재료)를 포함하는 실시예들에서, 워밍 요소(200)의 유도 가열은 자기 히스테리시스 손실들의 결과로서 추가로 향상될 것이다. 따라서, 워밍 요소(200)는 기판(110)의 서셉터보다 변하는 자기장에 의해 유도 가열에 더 민감할 수 있다. 그러나, 사용 시, 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)를 포함하는 하나 이상의 인덕터들과 워밍 요소(200) 사이에 서셉터의 상대적 포지셔닝으로 인해, 상대적으로 낮은 레벨의 자속이 워밍 요소(200)에 도달하여 침투할 수 있다. 그러나, 워밍 요소(200)는 페라이트 재료를 포함할 수 있기 때문에, 페라이트 재료는 유도 가열되는 것에 상대적으로 높은 감도를 가질 수 있고, 이는 상대적으로 낮은 자속 값들에서도 워밍 요소(200)가 워밍될 수 있게 한다.
하나 이상의 워밍 요소들(200)을 포함할 수 있는 페라이트 재료는 투자율(μ1)을 가질 수 있고, 에어로졸 생성 물품 또는 소모품의 일부로서 제공되는 서셉터(예를 들어, 알루미늄 포일)는 투자율(μ2)을 가질 수 있다. μ1/μ2 비율이 < 100, 100-500, 500-1000, 1000-1500, 1500-2000, 2000-2500, 2500-3000, 3000-3500, 3500-4000, 4000-4500, 4500-5000 또는 > 5000인 실시예들이 고려되는데, 즉, 하나 이상의 워밍 요소들(200)의 일부로서 제공되는 페라이트 재료는 서셉터(예를 들어 알루미늄 포일)보다 상당히 더 높은 투자율을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 페라이트 재료는 다음 범위에서 선택된 비투자율을 가질 수 있다: (i) 100-200 μ/μ0; (ii) 200-300 μ/μ0; (iii) 300-400 μ/μ0; (iv) 400-500 μ/μ0; (v) 500-600 μ/μ0; (vi) 600-700 μ/μ0; (vii) 700-800 μ/μ0; (viii) 800-900 μ/μ0; (ix) 900-1000 μ/μ0; (x) 1000-1100 μ/μ0; (xi) 1100-1200 μ/μ0; (xii) 1200-1300 μ/μ0; (xiii) 1300-1400 μ/μ0; (xiv) 1400-1500 μ/μ0; (xv) 1500-1600 μ/μ0; (xvi) 1600-1700 μ/μ0; (xvii) 1700-1800 μ/μ0; (xviii) 1800-1900 μ/μ0; (xix) 1900-2000 μ/μ0; (xx) > 2000 μ/μ0. 다양한 실시예들에 따르면, 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)는 서셉터의 평면 표면과 평행한 평면에서 제1 표면적(A1)을 갖는 하나 이상의 유도 코일들을 포함할 수 있고, 여기서 워밍 요소(200)는 서셉터의 평면 표면과 평행한 평면에서 제2 표면적(A2)을 갖는, 여기서 A2/A1 비율은: (i) 0.7-0.8; (ii) 0.8-0.9; (iii) 0.9-1.0; (iv) 1.0-1.1; (v) 1.1-1.2; 및 (vi) 1.2-1.3 범위 내에 있다.
에어로졸 생성기 또는 가열기(192)는 사용 세션 동안 200 내지 400 ℃ 범위의 온도로 서셉터 및/또는 에어로졸 생성 재료를 가열하도록 배열될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)는 사용 세션 동안 200-220 ℃, 220-240 ℃, 240-260 ℃, 260-280 ℃, 280-300 ℃, 300-320 ℃, 320-340 ℃, 340-360 ℃, 360-380 ℃ 또는 380-400 ℃ 범위의 온도로 서셉터를 가열하도록 배열될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)는 사용 세션 동안 에어로졸 생성 재료를 200-220 ℃, 220-240 ℃, 240-260 ℃, 260-280 ℃, 280-300 ℃, 300-320 ℃, 320-340 ℃, 340-360 ℃, 360-380 ℃ 또는 380-400 ℃ 범위의 온도에 가열하도록 배열된다.
워밍 요소(200)가 수용 구역(225)에 매우 근접하게 위치될 수 있는 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)에 의한 유도 가열에 의해 가열되는 것은 필수적인 것은 아니다. 예를 들어, 대안적인 실시예들에 따르면, 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)는 하나 이상의 제1 저항 가열기들을 포함할 수 있으며, 이 경우 워밍 요소(200)는 다른 수단에 의해 가열될 수 있다.
일부 실시예들에서, 워밍 요소(200)는 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)로부터의 전도 또는 복사를 통한 열 전달과 결합하여 수용 구역(225) 내의 공기를 가열하는 것으로 예상된다. 수용 구역(225) 내의 공기의 이러한 가열은 수용 구역(225) 내의 응축의 축적을 실질적으로 방지하는 데 도움이 된다. 특정 예들에서, 기판(110)을 포함하는 에어로졸 생성 물품 부근의 공기는 120 ℃보다 크거나 동일한 온도로 가열될 수 있다. 이는 챔버(190) 내에 응축물이 형성될 가능성을 실질적으로 감소시키기에 충분할 수 있다. 다른 실시예들에서, 워밍 요소(200)는 에어로졸 생성 물품 부근의 공기가 150 ℃보다 크거나 동일한 온도, 또는, 다른 경우들에서는, 170 ℃보다 크거나 동일한 온도, 또는, 또 다른 경우들에서는, 200 ℃보다 크거나 동일한 온도로 가열될 수 있도록 더 낮은 또는 더 높은 온도로 워밍될 수 있다.
사용 세션 동안 워밍 요소(200)를 가열하거나 워밍하는 다른 접근 방식들이 고려된다. 예를 들어, 실시예에서, 제1 인덕터들에 의해 워밍 요소(200)가 워밍되는 대신에, 워밍 요소(200)는 대신에 별도의 워밍 유닛(도시되지 않음)에 의해 워밍될 수 있다. 워밍 유닛은 챔버(190) 내의 응축의 형성을 감소시키기 위해 워밍 요소(200)를 워밍하도록 배열된다. 워밍 유닛(200)은 하나 이상의 인덕터들 또는 하나 이상의 저항 가열기들을 포함할 수 있다. 페라이트 재료는 코팅 또는 포일을 포함할 수 있으며, 페라이트 재료는 두께가 25 ㎛ 미만일 수 있다.
워밍 요소(200)는 평면으로 배열될 수 있으며, 챔버(190)의 평면 내부 표면을 포함할 수 있다. 워밍 요소(200)가 곡선형, 오목한, 볼록한 또는 돔 형상일 수 있는 다른 실시예들이 고려된다. 예를 들어, 워밍 요소(200)는 챔버(190)의 곡선형, 오목한, 볼록한 또는 돔 형상의 내부 표면을 포함할 수 있다. 도 9에 도시된 특정 예에서는, 단일 챔버(190)가 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 제공 디바이스(100)가 복수의 개별 챔버들을 포함할 수 있는 다른 실시예들이 고려된다. 예를 들어, 적어도 일부 또는 각각의 챔버는 에어로졸 생성 물품의 상이한 부분으로부터 발생된 에어로졸을 수용하도록 배열될 수 있다. 챔버들(190) 중 적어도 일부 또는 각각은 페라이트 재료를 포함하는 워밍 요소(200)를 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 워밍 요소(200)는 챔버들(190) 각각 내에서 응축의 형성을 방지하기 위해 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 에어로졸 제공 디바이스(100)는 사용 세션 동안 적어도 하나의 에어로졸 생성기 또는 가열기(192)에 대해 에어로졸 생성 물품을 이동, 병진이동 또는 회전하도록 배열될 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 재료 및 서셉터를 포함하는 기판(110) 또는 에어로졸 생성 물품과 결합된 에어로졸 제공 디바이스(100)를 포함하는 에어로졸 생성 시스템이 개시된다. 서셉터는 알루미늄 포일과 같은 금속 포일을 포함할 수 있으며, 서셉터는 1.0 μ/μ0의 비투자율을 가질 수 있다. 서셉터는 비교적 얇을 수 있으며, 두께가 10 ㎛ 미만일 수 있다.
다른 실시예들이 고려되는데, 여기서 서셉터는 알루미늄 이외의 다른 재료를 포함할 수 있다. 특히, 서셉터는 알루미늄보다 더 높은 비투자율을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시예들에 따르면, 서셉터는 다음에서 선택된 비투자율을 가질 수 있다: (i) < 100 μ/μ0; (ii) 100-200 μ/μ0; (iii) 200-300 μ/μ0; (iv) 300-400 μ/μ0; (v) 400-500 μ/μ0; (vi) 500-600 μ/μ0; (vii) 600-700 μ/μ0; (viii) 700-800 μ/μ0; (ix) 800-900 μ/μ0; (x) 900-1000 μ/μ0; (xi) 1000-1100 μ/μ0; (xii) 1100-1200 μ/μ0; (xiii) 1200-1300 μ/μ0; (xiv) 1300-1400 μ/μ0; (xv) 1400-1500 μ/μ0; (xvi) 1500-1600 μ/μ0; (xvii) 1600-1700 μ/μ0; (xviii) 1700-1800 μ/μ0; (xix) 1800-1900 μ/μ0; (xx) 1900-2000 μ/μ0; 및 (xxi) > 2000 μ/μ0.
워밍 요소(200), 및 에어로졸 생성 물품의 일부를 형성하는 서셉터는 서로 비교적 가깝게 위치되도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 워밍 요소(200)의 적어도 일부가 서셉터의 상부 표면으로부터 4 mm 미만 이격될 수 있다. 또한, 페라이트 재료를 포함하는 워밍 요소(200)는 챔버(190)가 비교적 큰 부피를 가지면서도, 챔버(190) 내에서 응축물들의 형성을 감소시키도록 워밍 요소(200)가 충분히 워밍될 수 있게 한다.
다양한 실시예들에 따르면, 하나 이상의 워밍 요소들은 타입 430 스테인리스강을 포함할 수 있는 페라이트 재료를 포함할 수 있다. 타입 430 스테인리스강은 비교적 높은 레벨의 내식성을 나타내는 동시에 성형이 가능하고 상대적으로 연성이 있어, 원하는 형상 또는 프로파일을 갖는 워밍 요소(200)가 비교적 저렴한 비용으로 제조 또는 제작될 수 있게 한다는 점에서, 타입 430 스테인리스강은 특히 유리하다.
다양한 실시예들에 따르면, 페라이트 재료는 우수한 마감 품질을 갖는 비-경화성 일반 크롬 스테인리스강을 포함할 수 있다. 타입 430 또는 등급 430 스테인리스강은 또한 질소 공격에 대한 저항성이 우수하여, 화학 애플리케이션들에 사용하기에 특히 매우 적합하다. 다양한 실시예들에 따르면, 100 내지 1800 μ/μ0 범위의 비투자율(μr)을 갖는 타입 430 스테인리스강 또는 다른 형태들의 스테인리스강과 같은 페라이트 재료가 사용될 수 있다.
보다 일반적으로, 페라이트 재료는 크롬 및 선택적으로 다른 미량 원소들을 포함할 수 있는 강철(즉, 합금)을 포함할 수 있다. 페라이트 재료는 비투자율(μr)을 가질 수 있으며, 이 비투자율은 히스테리시스 곡선으로부터 B/H의 변동으로부터 결정될 수 있으며, 여기서 B는 자속 밀도이고, H는 자기장 강도이다. 페라이트 재료는 비투자율 μr = μ/μ0을 가질 수 있고, 여기서 μ0 = 4π x 10-7 H/m 이다.
에어로졸 제공 디바이스를 제공하는 단계, 및 에어로졸 생성 재료 및 서셉터를 포함하는 기판 또는 에어로졸 생성 물품을 에어로졸 제공 디바이스에 도입하는 단계를 포함하는 에어로졸을 생성하는 방법이 또한 개시된다.
도 10은 워밍 요소(200)가 수용 구역(225)을 갖는 챔버(190)의 상부 영역에 제공되는 실시예에 따른 기판(110) 및 연관된 워밍 요소(200)의 이미지를 도시한다. 워밍 요소(200)는 페라이트 재료를 포함하며, 챔버(190) 내에 응축물이 수집될 위험을 감소시키도록 의도된다. 특히, 에어로졸 제공 디바이스를 통과하는 에어로졸 흐름 경로의 임의의 가열되지 않은 부분들이 존재하지 않도록 방지하는 것이 바람직하다. 특히, 에어로졸이 더 낮은 온도의 구역을 만나면, 에어로졸은 그 구역을 통해 흐를 때 압력 강하를 경험할 수 있다. 이러한 상황들에서, 응축물은, 압력 차이로 인해, 더 차가운 구역들 쪽으로 이동하는 경향이 있을 수 있다. 다양한 실시예들에 따른 워밍 요소(200)는 이러한 현상이 발생하는 것을 실질적으로 방지한다.
다양한 실시예들에 따르면, 챔버(190)의 내부 표면의 적어도 일부는 하나 이상의 워밍 요소들(200)을 통해 사용 세션 동안 효과적으로 워밍 또는 가열될 수 있으므로, 챔버(190) 내에 응축물의 임의의 축적이 제한되거나 실질적으로 방지될 수 있다. 챔버(190) 내에 위치된 워밍 요소(200)의 가열 또는 워밍은 형성되고 있을 수 있는 임의의 응축물이 재증발하도록 유도하여, 챔버(190)로부터 응축물 형성 물질들의 배출을 돕는다. 추가적으로 또는 대안적으로, 챔버(190)의 내부 표면의 이러한 가열은 챔버(190) 내의 공기를 워밍하거나 가열하여, 공기에 의해 유지되는 수분의 양을 증가시키고, 따라서 챔버(190)에서 응축물이 형성될 가능성을 감소시킬 수 있다. 이해되는 바와 같이, 워밍 요소(200)는 챔버(190) 자체의 내부 표면의 일부를 형성하거나 또는 별도의 요소를 포함할 수 있다.
챔버(190)의 내부 표면의 워밍 또는 가열은 제1 경우에 챔버(190)의 내부 표면의 적어도 일부가 응축물의 상당한 재증발을 유발하거나 응축물이 형성되는 것을 방지하기에 충분한 85 ℃보다 크거나 동일한 온도에 도달하는 결과를 발생시킬 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 에어로졸 제공 디바이스는 내부 표면의 적어도 일부에 대해 적어도 90 ℃, 다른 경우들에서는 적어도 95 ℃, 또 다른 경우들에서는 적어도 100 ℃의 온도에 도달하도록 구성될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 이는 응축물이 재증발하도록 촉진하여, 응축물 형성 물질들이 유입 도관으로부터 빠져나가는 것을 도울 수 있다.
전술한 바와 같이, 챔버(190)의 내부 표면의 가열은 해당 구역 내의 공기가 가열되게 하여, 공기에 의해 유지되는 수분의 양을 증가시키고, 따라서 해당 도관에 응축물이 형성될 가능성을 감소시킬 수 있다. 따라서, 챔버(190)의 내부 표면을 가열하면 해당 도관 내의 공기가 120 ℃보다 크거나 동일한 온도로 가열될 수 있게 하며, 이는, 많은 경우들에서, 해당 구역에서 응축물이 형성될 가능성을 실질적으로 감소시키기에 충분할 것이다. 다른 경우들에서는, 공기가 150 ℃보다 크거나 동일한 온도, 또는, 다른 경우들에서는, 170 ℃보다 크거나 동일한 온도, 또는, 또 다른 경우들에서는, 200 ℃보다 크거나 동일한 온도로 가열되도록 에어로졸 제공 디바이스를 구성하는 것이 적절할 수 있다.
도 11은 도 10에 도시된 것들과 유사한 기판(110)과 함께 페라이트 플레이트를 포함하는 워밍 요소(200)를 가열하여 얻어진 실험 결과들을 도시한다. 도 11에 도시된 실험 결과들은 워밍 요소(200)의 온도(하부 트레이스) 및 기판(110) 상에 제공된 알루미늄 포일 서셉터(상부 트레이스)의 온도가 시간의 함수로서 어떻게 변화하는지를 도시한다. 알루미늄 포일 서셉터는 6.5 ㎛ 두께였으며, (104 ㎛ 두께의 종이/카드를 포함하는) 기판(110) 상에 제공되었다. 에어로졸 생성 재료는 알루미늄 포일 서셉터 상에 위치되었다. 워밍 요소(200)는 알루미늄 포일 서셉터의 상부 표면으로부터 1.8 mm에 포지셔닝되었다.
알루미늄 포일 서셉터와 워밍 요소(200)를 모두 가열하거나 워밍하는 데 사용된 인덕터 코일은 LITZ (RTM) 코일을 포함하였다. 하부 트레이스는 인덕터 코일에 처음 에너지가 공급된 후 약 10 초 후에 워밍 요소(200)의 온도 프로파일이 약 130 ℃에서 정점에 도달하는 방법을 도시한다. 상부 트레이스는 알루미늄 포일 서셉터의 온도 프로파일이 시간의 함수로서 어떻게 변화했는지를 도시한다. 에어로졸 제공 디바이스는 알루미늄 포일 서셉터에 대해 원하는 설정 포인트(set-point) 또는 목표 작동 온도인 300 ℃가 설정된 상태에서 작동되었다. 그러나, 알루미늄 포일 서셉터에 매우 근접한 워밍 요소(200)의 존재는 설정 포인트를 약간 낮추는 효과가 있어, 인덕터 코일에 에너지가 공급된 후 약 10 초 후에 알루미늄 포일 서셉터의 최대 온도가 약 280 ℃에서 정점에 도달했다.
위에서 설명한 실시예들은 일부 측면들에서 일부 특정 예시적인 에어로졸 생성 시스템들에 초점을 맞추었지만, 다른 기술들을 사용하는 에어로졸 생성 시스템들에 대해서도 동일한 원리들이 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 즉, 에어로졸 제공 시스템의 다양한 양태들이 기능하는 구체적인 방식은, 본 명세서에 설명된 예들의 기초가 되는 원리들과 직접적으로는 관련이 없다.
에어로졸 제공 시스템은 담배 산업 제품, 예를 들어 불연성 에어로졸 제공 시스템에 사용될 수 있다. 담배 산업 제품은 기질 재료를 태우지는 않고 가열하여 하나 이상의 화합물들을 방출하는 가열 제품을 포함할 수 있다. 기질 재료는 예를 들어 니코틴을 포함하거나 포함하지 않을 수 있는 담배 또는 다른 비-담배 제품들일 수 있는 에어로졸화 가능한 재료를 포함할 수 있다. 가열 디바이스 제품은 담배 가열 제품을 포함할 수 있다. 가열 제품은 전자 디바이스 또는 비-전자 물품을 포함할 수 있다. 담배 산업 제품은 기질 재료들의 조합을 태우지 않고 가열하여 에어로졸을 생성하는 하이브리드 시스템을 포함할 수 있다. 기질 재료들은 예를 들어 니코틴을 포함하거나 포함하지 않을 수 있는 고체, 액체 또는 겔을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하이브리드 시스템은 고체 기질과 결합된 액체 또는 겔 기질을 포함할 수 있다. 고체 기질은 니코틴을 포함하거나 포함하지 않을 수 있는 담배 또는 비-담배 제품을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하이브리드 시스템은 담배 로드(rod) 또는 기질과 결합된 액체 또는 겔 기질을 포함할 수 있다.
다양한 문제들을 해결하고 기술을 발전시키기 위해, 본 개시내용은 다양한 실시예들을 예시를 통해 도시한다. 본 개시내용의 장점들 및 특징들은 실시예들의 대표적인 샘플에 불과하며, 완전한 및/또는 배타적인 것은 아니다. 이들은 청구된 발명(들)의 이해를 돕고 가르치기 위한 목적으로만 제시된다. 본 개시내용의 장점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들, 및/또는 다른 양태들은 청구항들에 의해 정의된 본 개시내용에 대한 제한들 또는 청구항들에 대한 균등물들의 제한들로 간주되어서는 안 되며, 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들이 활용되고 수정들이 행해질 수 있음을 이해해야 한다. 다양한 실시예들은 본 명세서에 구체적으로 설명된 것들 이외의 다른 개시된 요소들, 컴포넌트들, 특징들, 부품들, 단계들, 수단들 등의 다양한 조합들을 적합하게 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 구성될 수 있으며, 따라서 종속 청구항들의 특징들은 청구항들에 명시적으로 기재된 것들 이외의 다른 조합들로 독립 청구항들의 특징들과 결합될 수 있음을 인식하게 될 것이다. 본 개시내용은 현재 청구되지 않았지만 향후 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함할 수 있다.

Claims (27)

  1. 에어로졸(aerosol) 생성 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한, 에어로졸 제공 디바이스로서,
    상기 에어로졸 제공 디바이스는,
    페라이트(ferritic) 재료를 포함하는 워밍(warming) 요소를 갖는 적어도 하나의 챔버(chamber);
    에어로졸 생성 재료를 포함하는 평면 에어로졸 생성 물품을 수용하도록 배열된 수용 구역; 및
    상기 에어로졸 생성 재료로부터 에어로졸이 발생되게 하도록 배열된 적어도 하나의 에어로졸 생성기를 포함하고,
    상기 수용 구역은 상기 적어도 하나의 에어로졸 생성기와 상기 적어도 하나의 워밍 요소 사이에 위치(locate)되는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성기는 하나 이상의 제1 인덕터(inductor)들을 포함하는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 인덕터들은 또한 상기 챔버 내의 응축의 형성을 감소시키기 위해 상기 워밍 요소를 워밍하도록 배열되는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성기는 하나 이상의 제1 저항 가열기(heater)들을 포함하는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성기는 사용 세션(session) 동안 상기 워밍 요소를 60 내지 150 ℃ 범위의 온도로 워밍하도록 배열되는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 챔버 내의 응축의 형성을 감소시키기 위해 상기 워밍 요소를 워밍하도록 배열된 워밍 유닛을 더 포함하는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 워밍 유닛은 하나 이상의 제2 인덕터들을 포함하는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 워밍 유닛은 하나 이상의 제2 저항 가열기들을 포함하는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 페라이트 재료는 코팅 또는 포일(foil)을 포함하는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 페라이트 재료는 두께가 25 ㎛ 미만인,
    에어로졸 제공 디바이스.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 페라이트 재료는, (i) 100-200 μ/μ0; (ii) 200-300 μ/μ0; (iii) 300-400 μ/μ0; (iv) 400-500 μ/μ0; (v) 500-600 μ/μ0; (vi) 600-700 μ/μ0; (vii) 700-800 μ/μ0; (viii) 800-900 μ/μ0; (ix) 900-1000 μ/μ0; (x) 1000-1100 μ/μ0; (xi) 1100-1200 μ/μ0; (xii) 1200-1300 μ/μ0; (xiii) 1300-1400 μ/μ0; (xiv) 1400-1500 μ/μ0; (xv) 1500-1600 μ/μ0; (xvi) 1600-1700 μ/μ0; (xvii) 1700-1800 μ/μ0; (xviii) 1800-1900 μ/μ0; (xix) 1900-2000 μ/μ0; (xx) > 2000 μ/μ0 범위에서 선택된 비투자율을 갖는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 워밍 요소는 평면인,
    에어로졸 제공 디바이스.
  13. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 워밍 요소는 곡선형, 오목한, 볼록한 또는 돔(dome) 형상인,
    에어로졸 제공 디바이스.
  14. 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 제공 디바이스는 복수의 에어로졸 생성기들을 포함하며, 적어도 일부 또는 각각의 에어로졸 생성기는 상기 평면 에어로졸 생성 물품의 상이한 부분으로부터 에어로졸이 발생되게 하도록 배열되는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 에어로졸 제공 디바이스는 복수의 챔버들을 포함하며, 적어도 일부 또는 각각의 챔버는 상기 평면 에어로졸 생성 물품의 상이한 부분으로부터 발생된 에어로졸을 수용하도록 배열되는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  16. 제15 항에 있어서,
    적어도 일부 또는 각각의 챔버는 페라이트 재료를 포함하는 워밍 요소를 포함하는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  17. 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 제공 디바이스는 사용 세션 동안 상기 적어도 하나의 에어로졸 생성기에 대해 상기 평면 에어로졸 생성 물품을 이동, 병진이동 또는 회전하도록 배열되는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  18. 에어로졸 생성 시스템으로서,
    제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 청구된 에어로졸 제공 디바이스; 및
    에어로졸 생성 재료 및 서셉터(susceptor)를 포함하는 평면 에어로졸 생성 물품을 포함하는,
    에어로졸 생성 시스템.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 서셉터는 금속 포일을 포함하는,
    에어로졸 생성 시스템.
  20. 제18 항 또는 제19 항에 있어서,
    상기 서셉터는 알루미늄을 포함하는,
    에어로졸 생성 시스템.
  21. 제18 항, 제19 항 또는 제20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터는 비투자율 1.0 μ/μ0을 갖거나, 또는 상기 서셉터는, (i) < 100 μ/μ0; (ii) 100-200 μ/μ0; (iii) 200-300 μ/μ0; (iv) 300-400 μ/μ0; (v) 400-500 μ/μ0; (vi) 500-600 μ/μ0; (vii) 600-700 μ/μ0; (viii) 700-800 μ/μ0; (ix) 800-900 μ/μ0; (x) 900-1000 μ/μ0; (xi) 1000-1100 μ/μ0; (xii) 1100-1200 μ/μ0; (xiii) 1200-1300 μ/μ0; (xiv) 1300-1400 μ/μ0; (xv) 1400-1500 μ/μ0; (xvi) 1500-1600 μ/μ0; (xvii) 1600-1700 μ/μ0; (xviii) 1700-1800 μ/μ0; (xix) 1800-1900 μ/μ0; (xx) 1900-2000 μ/μ0; 및 (xxi) > 2000 μ/μ0 으로 이루어진 그룹에서 선택된 비투자율을 갖는,
    에어로졸 생성 시스템.
  22. 제18 항 내지 제21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터는 두께가 10 ㎛ 미만인,
    에어로졸 생성 시스템.
  23. 제18 항 내지 제22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 워밍 요소 및 상기 서셉터는 4 mm 미만 이격되는,
    에어로졸 생성 시스템.
  24. 제18 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성기는 사용 세션 동안 200 내지 400 ℃ 범위의 온도로 상기 서셉터 및/또는 상기 에어로졸 생성 재료를 가열하도록 배열되는,
    에어로졸 생성 시스템.
  25. 제18 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 페라이트 재료는 투자율(μ1)을 갖고, 상기 서셉터는 투자율(μ2)을 가지며, μ1/μ2 비율이 < 100, 100-500, 500-1000, 1000-1500, 1500-2000, 2000-2500, 2500-3000, 3000-3500, 3500-4000, 4000-4500, 4500-5000 또는 > 5000 인,
    에어로졸 생성 시스템.
  26. 제18 항 내지 제25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성기는 상기 서셉터의 평면 표면과 평행한 평면에서 제1 표면적(A1)을 갖는 하나 이상의 유도 코일들을 포함하고, 상기 워밍 요소는 상기 서셉터의 평면 표면과 평행한 평면에서 제2 표면적(A2)을 가지며, A2/A1 비율은: (i) 0.7-0.8; (ii) 0.8-0.9; (iii) 0.9-1.0; (iv) 1.0-1.1; (v) 1.1-1.2; 및 (vi) 1.2-1.3 범위 내에 있는,
    에어로졸 생성 시스템.
  27. 에어로졸을 생성하는 방법으로서,
    제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 청구된 에어로졸 제공 디바이스를 제공하는 단계; 및
    에어로졸 생성 재료 및 서셉터를 포함하는 평면 에어로졸 생성 물품을 상기 에어로졸 제공 디바이스 내로 도입하는 단계를 포함하는,
    에어로졸을 생성하는 방법.
KR1020247012192A 2021-10-13 2022-10-13 워밍 요소를 포함하는 에어로졸 제공 디바이스 KR20240060649A (ko)

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