WO2020122428A1 - 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치 및 시스템 - Google Patents

유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치 및 시스템 Download PDF

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WO2020122428A1
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WO
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susceptor
cigarette
extractor
coil
accommodation space
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PCT/KR2019/015068
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박상규
이종섭
이승원
이재민
주성호
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주식회사 케이티앤지
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Definitions

  • the present disclosure relates to apparatus and systems for generating aerosols in an induction heating manner. More particularly, the present disclosure relates to apparatus and systems for generating aerosols by heating cigarettes through susceptors and coils.
  • the aerosol-generating device Since the magnetic material generated by the magnetic field is contained inside the cigarette, it may be difficult for the aerosol-generating device to measure the temperature of the magnetic body, and accordingly control of the temperature for heating the cigarette may be difficult. In addition, when the cigarette containing the magnetic material therein is not uniformly produced, aerosol and flavor may be provided differently for each cigarette, which may cause problems. In order to improve the manner in which induction heating is performed through a magnetic material contained in a cigarette, it may be required to change the structure of a device for generating an aerosol by induction heating.
  • Various embodiments are directed to providing apparatus and systems for generating aerosols by induction heating.
  • the technical problem to be achieved by the present disclosure is not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may be inferred from the following embodiments.
  • an apparatus for generating an aerosol by an induction heating method is formed in an elongated structure extending in a longitudinal direction of a cigarette accommodated in the apparatus, and the cigarette Is inserted into at least one susceptor for heating the cigarette; It includes an accommodation space for accommodating the cigarette and an opening opened from one end of the accommodation space to the outside so that the cigarette is accommodated in the accommodation space, and the at least one susceptor at the other end of the accommodation space facing the one end.
  • the extractor is attached or detached from the device with the at least one susceptor; And when the extractor is attached to the device, disposed in the device in a structure wound along the side surface of the extractor in the longitudinal direction, and applying an alternating magnetic field to the at least one susceptor so that the at least one susceptor generates heat. It may include a coil.
  • a system for generating an aerosol in an induction heating method includes a cigarette accommodated in an apparatus for generating an aerosol in an induction heating method; And an elongate structure extending in the longitudinal direction of the cigarette, and inserted into the cigarette to heat the cigarette, at least one susceptor, an accommodation space for accommodating the cigarette, and the cigarette to be accommodated in the accommodation space. It includes an opening that opens to the outside from one end of the receiving space, and the at least one susceptor is disposed at the other end of the receiving space opposite to the one end, and detached or attached from the device together with the at least one susceptor.
  • the extractor when the extractor is attached to the device, is disposed on the device in a structure wound in the longitudinal direction along the side of the extractor, and the alternating magnetic field is applied to the at least one susceptor so that the at least one susceptor generates heat It may include the device including a coil for applying the.
  • the temperature of the susceptor can be measured directly compared to when the susceptor is included in the cigarette, and accordingly The heating temperature can be more precisely controlled.
  • At least one susceptor can be detached from the device together with the extractor, thereby facilitating cleaning of the device and susceptor.
  • contamination of the apparatus with droplets leaking from the cigarette can be prevented by the extractor.
  • FIG. 1 is a view showing elements constituting a system for generating an aerosol in an induction heating method according to some embodiments.
  • FIG. 2 is a view for explaining a cigarette that is heated by an induction heating method according to some embodiments to generate an aerosol.
  • FIG. 3 is a view showing elements constituting a device for generating an aerosol in an induction heating method according to some embodiments.
  • FIG. 4 is a view for explaining at least one susceptor including a heated portion and a non-heated portion according to some embodiments.
  • FIG. 5 is a view for explaining an extractor including at least one through hole in accordance with some embodiments.
  • FIG. 6 is a view for explaining an extractor having two to four susceptors in accordance with some embodiments.
  • FIG. 7 is a view for explaining an extractor including a fixed structure according to some embodiments.
  • FIG. 8 is a view for explaining an apparatus for generating an aerosol further comprising a temperature sensor according to some embodiments.
  • FIG. 9 is a view for explaining an apparatus for generating an aerosol further comprising a power supply unit and a control unit according to some embodiments.
  • An apparatus for generating an aerosol by an induction heating method is formed in an elongated structure extending in a longitudinal direction of a cigarette accommodated in the apparatus, and is inserted into the cigarette to heat the cigarette Susceptor; It includes an accommodation space for accommodating the cigarette and an opening opened from one end of the accommodation space to the outside so that the cigarette is accommodated in the accommodation space, and the at least one susceptor at the other end of the accommodation space facing the one end.
  • the extractor is attached or detached from the device with the at least one susceptor; And when the extractor is attached to the device, disposed in the device in a structure wound along the side surface of the extractor in the longitudinal direction, and applying an alternating magnetic field to the at least one susceptor so that the at least one susceptor generates heat. It may include a coil.
  • the present embodiments relate to an apparatus and a system for generating an aerosol by an induction heating method, and detailed descriptions of the matters well known to those skilled in the art to which the following embodiments belong will be omitted.
  • FIG. 1 is a view showing elements constituting a system for generating an aerosol in an induction heating method according to some embodiments.
  • a system 10 for generating an aerosol in an induction heating method may include an apparatus 100 and a cigarette 200 for generating an aerosol in an induction heating method.
  • the device 100 may include at least one susceptor 110, an extractor 120 and a coil 130.
  • the induction heating method may mean a method of generating heat from a magnetic body by applying an alternating magnetic field whose direction is periodically changed to a magnetic body that is heated by an external magnetic field.
  • the device 100 and the system 10 may generate the aerosol by heating the cigarette 200 in an induction heating method.
  • the apparatus 100 may heat the cigarette 200 by emitting heat energy from the magnetic body in a manner of applying a magnetic field to the magnetic body.
  • the magnetic body that generates heat by an external magnetic field may be a susceptor.
  • the device 100 may include at least one susceptor 110 that generates heat by an external magnetic field.
  • the device 100 may heat the cigarette 200 by applying a magnetic field to the at least one susceptor 110.
  • the device 100 may include a coil 130 that applies a magnetic field to at least one susceptor 110.
  • the device 100 may generate an alternating magnetic field applied to the at least one susceptor 110 by supplying an alternating current to the coil 130.
  • Device 100 may include an extractor 120.
  • the extractor 120 may include an accommodation space accommodating the cigarette 200, and at least one susceptor 110 heating the cigarette 200 accommodated in the extractor 120 is disposed at an inner end of the accommodation space Can be. Accordingly, at least one susceptor 110 can be detached from the device 100 together with the extractor 120.
  • At least one susceptor 110 may be provided in the device 100 instead of being included inside the cigarette 200.
  • at least one susceptor 110 is provided in the device 100 rather than inside the cigarette 200, there may be various advantages. For example, it is not required that the susceptor material is included in the cigarette, so that the aerosol and flavor from the cigarette 200 can be provided more uniformly.
  • the temperature of the at least one susceptor 110 can be measured directly, so that the accuracy of temperature control can be improved.
  • FIG. 2 is a view for explaining a cigarette that is heated by an induction heating method according to some embodiments to generate an aerosol.
  • the cigarette 200 may include a cigarette rod 210 and a filter rod 220.
  • the filter rod 220 is illustrated as being composed of a single region, but is not limited thereto, and the filter rod 220 may be composed of a plurality of segments.
  • the filter rod 220 may include a first segment for cooling the aerosol and a second segment for filtering a specific component included in the aerosol.
  • the filter rod 220 may further include at least one segment that performs other functions.
  • the cigarette 200 may be packaged by at least one wrapper 240.
  • the wrapper 240 may be formed with at least one hole through which external air flows or internal air flows out.
  • the cigarette 200 may be packaged by one wrapper 240.
  • the cigarette 200 may be packaged overlapping by two or more wrappers 240.
  • the cigarette rod 210 may be packaged by the first wrapper, and the filter rod 220 may be packaged by the second wrapper.
  • the cigarette rod 210 and the filter rod 220 packaged by each of the wrappers are combined, and the entire cigarette 200 can be repackaged by a third wrapper.
  • Cigarette rod 210 may include an aerosol-generating material.
  • the aerosol-generating material may include, but is not limited to, glycerin, propylene glycol, ethylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and oleyl alcohol.
  • Cigarette rod 210 may contain other additives, such as flavoring agents, wetting agents and/or organic acids.
  • a flavoring solution such as menthol or moisturizer may be added to the cigarette rod 210 by spraying it.
  • the cigarette rod 210 can be manufactured in various ways.
  • the tobacco rod 210 may be made of a sheet or may be made of strands.
  • the cigarette rod 210 may be made of cut tobacco cut into cuts.
  • Cigarette rod 210 may be surrounded by a heat-conducting material.
  • the heat-conducting material may be a metal foil such as aluminum foil, but is not limited thereto.
  • the heat-conducting material surrounding the tobacco rod 210 can evenly dissipate the heat transferred to the tobacco rod 210, thereby improving the thermal conductivity applied to the tobacco rod 210, thereby generating it from the tobacco rod 210.
  • the aerosol flavor can be improved.
  • the filter rod 220 may be a cellulose acetate filter.
  • the filter rod 220 may be formed in various shapes.
  • the filter rod 220 may be a cylindrical rod, or a tubular rod including a hollow therein.
  • the filter rod 220 may be a recessed rod including a cavity therein.
  • the plurality of segments may be manufactured in different shapes.
  • the filter rod 220 may be manufactured to generate flavor in the filter rod 220.
  • the fragrance liquid may be sprayed on the filter rod 220, and a separate fiber to which the fragrance liquid is applied may be inserted into the filter rod 220.
  • the filter rod 220 may include at least one capsule 230.
  • the capsule 230 may generate flavor or aerosol.
  • the capsule 230 may be formed in a structure surrounding the liquid containing the fragrance with a film.
  • the capsule 230 may have a spherical or cylindrical shape, but is not limited thereto.
  • the cooling segment may be made of a polymer material or a biodegradable polymer material.
  • the cooling segment can be made of pure polylactic acid only.
  • the cooling segment can be made of a cellulose acetate filter comprising a plurality of perforations.
  • the present disclosure is not limited thereto, and the cooling segment may be formed of a structure and a material for cooling the aerosol.
  • FIG. 3 is a view showing elements constituting a device for generating an aerosol in an induction heating method according to some embodiments.
  • an apparatus 100 for generating an aerosol by an induction heating method may include at least one susceptor 110, an extractor 120, and a coil 130.
  • the present invention is not limited thereto, and other general-purpose elements may be further included in the device 100 in addition to the elements illustrated in FIG. 3.
  • the at least one susceptor 110 may be formed in an elongated structure extending in the longitudinal direction of the cigarette 200 accommodated in the device 100.
  • the longitudinal direction may mean the axial direction of the cylindrical shape of the cigarette 200.
  • the at least one susceptor 110 may be extended along a lengthwise direction to a length corresponding to at least a portion of the length of the cigarette 200.
  • At least one susceptor 110 may be inserted into the cigarette 200 to heat the cigarette 200.
  • At least one susceptor 110 may be formed in an elongated structure of a rod shape or a needle shape. As illustrated in FIG. 3, the outer end of the at least one susceptor 110 inserted into the cigarette 200 is implemented in a conical to polygonal shape that becomes narrower toward the end, and at least one susceptor 110 ) May be easily inserted into the cigarette 200.
  • At least one susceptor 110 inserted into the cigarette 200 may be heated by the coil 130 to heat the cigarette 200.
  • the at least one susceptor 110 may include metal or carbon.
  • the at least one susceptor 110 may include at least one of ferrite, ferromagnetic alloy, stainless steel, and aluminum (Al).
  • the at least one susceptor 110 is graphite, molybdenum, silicon carbide, niobium, nickel alloy, metal film, zirconia ) May include at least one of ceramics such as nickel, transition metals such as nickel (Ni) or cobalt (Co), and quasi-metals such as boron (B) or phosphorus (P).
  • the extractor 120 includes an accommodation space 121 for accommodating the cigarette 200 and an opening 122 that is opened outward from one end of the accommodation space 121 so that the cigarette 200 is accommodated in the accommodation space 121. can do. As the cigarette 200 is accommodated in the accommodation space 121, at least one susceptor 110 may be inserted into the cigarette 200.
  • At least one susceptor 110 may be disposed at the other end of the accommodation space 121 facing one end of the accommodation space 121. Specifically, at least one susceptor 110 may be disposed at the other end of the accommodation space 121 corresponding to the bottom surface of the extractor 120. In addition, the at least one susceptor 110 may be disposed at the center of the bottom surface of the extractor 120, and accordingly, the cigarette 200 accommodated in the accommodation space 121 may be evenly heated.
  • Extractor 120 may be detached or attached from device 100.
  • the extractor 120 may be inserted into a space formed in the device 100 and fit.
  • the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the extractor 120 may be included in the same or substantially the same range as the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the space formed in the device 100.
  • At least one susceptor 110 disposed at the other end of the accommodation space 121 may be detached from the device 100 together with the extractor 120 when the extractor 120 is detached.
  • the at least one susceptor 110 is a component provided in the device 100, but is not directly disposed in the device 100, but may be disposed on the extractor 120 included in the device 100.
  • at least one susceptor 110 can also be attached to the device 100 to operate as a configuration of the device 100, and the extractor 120 is the device 100 When detached from the at least one susceptor 110 may also be detached from the device 100.
  • the cigarette 200 can also be detached from the device 100 together with the extractor 120. Before the start of smoking, the cigarette 200 may be accommodated in the device 100 through the extractor 120, and after the end of smoking, the cigarette 200 may be separated from the device 100 by the extractor 120.
  • the extractor 120 may further include a support 123 disposed around one end of the receiving space 121.
  • the support 123 may be a support means that allows the extractor 120 to be inserted into the device 100 only to a specific position. The degree to which the extractor 120 is accommodated inside the apparatus 100 may be limited by the support 123. Further, the support 123 may be a gripping means for a user of the device 100 to detach and attach the extractor 120 from the device 100.
  • the process of cleaning the apparatus 100 may be simplified.
  • the cleaning of at least one susceptor 110 that is inserted into the cigarette 200 and heats the cigarette medium can be performed more quickly.
  • replacement with a replacement product may be performed without disassembling the device 100.
  • the extractor 120 may assist in the maintenance and maintenance of the device 100 in that cleaning and parts replacement of the device 100 may be facilitated. In particular, it may be possible to prevent the accumulation of tobacco residues due to repeated smoking on the device 100, so that the quality of the aerosol provided by the device 100 can be improved.
  • the extractor 120 may be made of a material having heat insulation and heat resistance. At least one susceptor 110 that generates heat to heat the cigarette 200 is disposed in the extractor 120, so that the extractor 120 is made of a material having heat resistance so that the extractor 120 is not deformed or damaged by heat Can be. In addition, the extractor 120 may be made of a material having heat insulation so that excessive heat is not transmitted to the user in the process of smoking through the device 100.
  • the extractor 120 may include at least one material of polypropylene (PP), polyether ether ketone (PEEK), polyethylene (PE), polyimide, sulfone-based resin, fluorine-based resin, and aramid.
  • PP polypropylene
  • PEEK polyether ether ketone
  • PE polyethylene
  • polyimide polyimide
  • sulfone-based resin may include resins such as polyethyl sulfone and polyphenylene sulfide
  • the fluorine-based resin may include polytetrafluoroethylene (Teflon).
  • the coil 130 may be disposed in the device 100 in a structure wound in the longitudinal direction along the side of the extractor 120 when the extractor 120 is attached to the device 100.
  • the coil 130 may be disposed in a position where the side of the extractor 120 is surrounded by the coil 130 when the extractor 120 is accommodated inside the device 100.
  • the coil 130 may extend along a length direction to a length corresponding to at least a portion of the side surface of the extractor 120.
  • the coil 130 extending to a length corresponding to at least a portion of the side surface of the extractor 120 may be disposed at a position and size corresponding to the at least one susceptor 110.
  • the length of the coil 130 may be larger than the length of the at least one susceptor 110, and may be small according to design needs.
  • the coil 130 may be implemented with a solenoid.
  • the coil 130 may be a solenoid wound along the inner wall of a space in which the extractor 120 is accommodated, and the extractor 120 may be accommodated inside the solenoid.
  • the material of the conductor constituting the solenoid may be copper (Cu).
  • the present invention is not limited thereto, and as a material having a low specific resistance and allowing a high current to flow, among silver (Ag), gold (Au), aluminum (Al), tungsten (W), zinc (Zn) and nickel (Ni) Any one or an alloy containing any one may be a material of a conducting wire constituting the solenoid.
  • the coil 130 may apply an alternating magnetic field to the at least one susceptor 110 so that the at least one susceptor 110 generates heat.
  • a magnetic field may be formed in one direction in the longitudinal direction inside the coil 130, and when the current is applied to the coil 130 in a counterclockwise direction, the coil 130 may be The magnetic field may be formed in the other side in the longitudinal direction opposite to one side. Accordingly, an alternating magnetic field periodically changing in direction may be formed inside the coil 130 when an alternating current whose direction is periodically changed is applied to the coil 130, and the coil 130 is disposed inside the coil 130.
  • An alternating magnetic field may be applied to the at least one susceptor 110.
  • the at least one susceptor 110 may generate heat. Specifically, thermal energy may be released from at least one susceptor 110 by vortex and hysteresis hands caused by alternating magnetic fields.
  • the cigarette 200 accommodated in the device 100 may be heated by thermal energy emitted from at least one susceptor 110.
  • FIG. 4 is a view for explaining at least one susceptor including a heated portion and a non-heated portion according to some embodiments.
  • a cigarette 200 accommodated in the device 100 is shown, and an example of a cross-sectional view of the device 100 receiving the cigarette 200 is shown.
  • the at least one susceptor 110 may include a heating portion 111 and a non-heating portion 112.
  • the heating portion 111 may be disposed at a portion where at least one susceptor 110 inserted into the cigarette 200 comes into contact with a cigarette medium portion included in the cigarette 200, and the heating portion 111 may include a coil ( 130).
  • the non-heating portion 112 may be disposed on the remaining portions of the at least one susceptor 110 except for the heating portion 111.
  • the distribution and configuration ratios of the heating portion 111 and the non-heating portion 112 constituting at least one susceptor 110 may be changed.
  • at least one susceptor 110 may be formed in a structure in which a heating portion is disposed between non-heating portions located at both ends.
  • the heating portion 111 may be formed of a ferromagnetic material.
  • the ferromagnetic material may be a material that is magnetized in the direction of the external magnetic field and maintains a magnetic moment even when the external magnetic field disappears.
  • the ferromagnetic material may be any of iron (Fe), nickel (Ni), and cobalt (Co), or an alloy including at least one.
  • the heating portion 111 formed of a ferromagnetic material may generate heat by an alternating magnetic field applied by the coil 130.
  • the temperature of the heating region 111 may be heated to 450° C. or higher by an alternating magnetic field.
  • the heating site 111 may be heated to 200°C or more and 300°C or less.
  • the temperature at which the heating part 111 is heated may be controlled by at least one of the amplitude and frequency of the alternating magnetic field applied by the coil 130, and may also be changed by the configuration of the ferromagnetic material forming the heating part 111. have.
  • the non-heating portion 112 may be formed of a material that is not a ferromagnetic material.
  • the non-heating portion 112 may be formed of at least one of a diamagnetic material and a paramagnetic material.
  • the antimagnetic material may mean a material that is magnetized in the opposite direction to the external magnetic field
  • the paramagnetic material may mean a material that partially magnetizes in the direction of the external magnetic field, but also extinguishes its magnetic moment when the external magnetic field disappears.
  • the antimagnetic material may not be heated, and the paramagnetic material may have a smaller degree of heating compared to the ferromagnetic material.
  • the paramagnetic material may include at least one of aluminum (Al), tin (Sn), platinum (Pt), and iridium (Ir), and the diamagnetic material may include bismuth (Bi), lead (Pb), and mercury (Hg). , Copper (Cu), graphite (C), gold (Au), and silver (Ag).
  • the heating portion 111 may be disposed at a position corresponding to the cigarette medium portion of the cigarette 200. As shown in FIG. 4, the height at which the heating part 111 is formed on at least one susceptor 110 may correspond to the height of the cigarette rod 210 included in the cigarette 200. Accordingly, the heating portion 111 may be disposed at a portion where at least one susceptor 110 inserted into the cigarette 200 comes into contact with the cigarette medium included in the cigarette 200.
  • the coil 130 may be formed to have a size corresponding to the heating portion 111, and may be disposed at a position corresponding to the heating portion 111.
  • the coil 130 may be formed in a structure that is wound in the longitudinal direction along the side of the extractor 120 and extends. Specifically, the height at which the coil 130 extends in the longitudinal direction may correspond to the height at which the heating portion 111 is formed in the at least one susceptor 110.
  • the heating part 111, the tobacco rod 210, and the coil 130 are arranged in a size and position corresponding to each other inside the device 100, the coil 130 heats the heating part 111, and Accordingly, the efficiency at which the heating portion 111 heats the cigarette rod 210 may be increased, and accordingly, the power consumed by the device 100 to generate an aerosol from the cigarette 200 may be reduced.
  • FIG. 5 is a view for explaining an extractor including at least one through hole in accordance with some embodiments.
  • an extractor 120 that includes at least one through hole 124.
  • the at least one through hole 124 may be formed for the purpose of forming an airflow flowing through the inside of the cigarette 200 by introducing outside air into the extractor 120.
  • At least one through hole 124 may be formed on the bottom surface of the extractor 120 and the side surface of the extractor 120. At least one through hole 124 may be formed at a position corresponding to the cigarette rod 210 accommodated in the extractor 120 among the side surfaces of the extractor 120. External air introduced through the at least one through hole 124 may form an airflow flowing through the cigarette rod 210.
  • External air may be introduced into the device 100 through an external air inlet passage formed in the device 100, and external air introduced into the device 100 may be extracted through at least one through hole 124. It may be introduced into the interior of the cigarette 200. In addition, external air may be introduced into the gap between the side of the extractor 120 and the device 100 to be introduced into at least one through hole 124 formed on the side of the extractor 120.
  • the at least one through hole 124 formed in the extractor 120 can not only introduce external air into the extractor 120, but also extractor 120 is detached from the device 100 to extractor 120 and at least one It may be used for the purpose of washing the susceptor 110 of the. Even if tobacco residue accumulates in the extractor 120 by repeated smoking, the tobacco residue can be easily removed from the extractor 120 and the at least one susceptor 110 through at least one through hole 124. Can be.
  • FIG. 6 is a view for explaining an extractor having two to four susceptors in accordance with some embodiments.
  • an extractor 120 having two or more susceptors 110 is illustrated.
  • cross-section 610 an example of a plan view looking down extractor 120 with two susceptors 110 along direction 600 is shown.
  • an example of a top view overlooking the extractor 120 with three susceptors is shown in section 620, overlooking the extractor 120 with four susceptors
  • An example of this plan view is shown in section 630.
  • the extractor 120 may have two to four susceptors 110.
  • the present invention is not limited thereto, and the extractor 120 may include other suitable number of susceptors in addition to two or more or less than four susceptors 110.
  • the cigarette 200 can be heated more uniformly.
  • a single number of susceptors is provided in the extractor 120, a portion close to a single number of susceptors in the cigarette medium included in the cigarette rod 210 is strongly heated, and a portion distant from the single number of susceptors is weakly heated.
  • the tobacco medium may be heated uniformly regardless of the position of the tobacco medium included in the tobacco rod 210.
  • the shape of the at least one susceptor 110 may also be changed. For example, in order to prevent excessive heating, when the number of the at least one susceptor 110 increases, the at least one susceptor 110 is reduced so that the thickness or cross-sectional area of each of the at least one susceptor 110 decreases. Can be designed.
  • FIG. 7 is a view for explaining an extractor including a fixed structure according to some embodiments.
  • the extractor 120 including a fixing structure for fixing the extractor 120 attached to the apparatus 100 to the apparatus 100 are illustrated.
  • the device 100 may also include a structure for fixing the extractor 120 by interacting with the fixed structure of the extractor 120.
  • the extractor 120 may include a fixed structure 125, and correspondingly, the device 100 may include a structure 105.
  • the fixed structure 125 acts as a protrusion or an iron part, and the structure 105 acts as a groove or a recess, so that the extractor 120 can be fixed to the device 100.
  • the fixed structure 125 and the structure 105 may be made of a material having flexibility and elasticity that the extractor 120 can be partially deformed to be detached from the device 100 and then restored back to its original shape. .
  • the extractor 120 may include a fixed structure 126, and correspondingly, the device 100 may include a structure 106. Either of the fixed structure 126 and the structure 126 may be a permanent magnet, and the other of the fixed structure 126 and the structure 126 may be a permanent magnet and a metallic material that exerts an attraction force to each other.
  • the extractor 120 may include a fixed structure 127, and correspondingly, the device 100 may include a structure 107.
  • the fixed structure 127 and the structure 107 may be formed of a structure of bolts and nuts that are coupled to each other by rotating, such as a bottle cap.
  • the fixed structure 127 and the structure 107 may each be screwed, including any one and the other of a spiral groove and a spiral protrusion.
  • the extractor 120 may be supported by the fixed structure, and thus, the extractor 120 may be prevented from being unintentionally separated from the device 100.
  • the fixed structure for fixing the extractor 120 to the device 100 is exemplified as being formed near one end of the extractor 120 in which the support 123 is located, but is not limited thereto, and the fixed structure of the extractor 120 And the structure of device 100 may be formed at any suitable location where extractor 120 and device 100 contact.
  • a separate structure that facilitates the extractor 120 to be detached from the device 100 may be further included in the extractor 120.
  • the extractor 120 is deformed in a direction to be attached to the device 100 so that the extractor 120 is separated from the device 100 in the direction of extraction ) May be included in the extractor 120 as a separating structure to apply a restoring force.
  • FIG. 8 is a view for explaining an apparatus for generating an aerosol further comprising a temperature sensor according to some embodiments.
  • the device 100 may further include a temperature sensor 140 that measures the temperature of at least one susceptor 110.
  • the temperature sensor 140 may directly or indirectly measure the temperature of the at least one susceptor 110.
  • the temperature sensor 140 may be a sensor that is not affected by the magnetic field applied by the coil 130.
  • At least one susceptor 110 penetrates the bottom surface of the extractor 120 so that the temperature of the at least one susceptor 110 can be measured by the temperature sensor 140. It can be implemented in a shape. Accordingly, the temperature sensor 140 may directly contact the at least one susceptor 110 to measure the temperature.
  • the device 100 may further include an electrical contact (not shown) for electrically connecting at least one susceptor 110 attached to the device 100 together with the extractor 120 to the device 100.
  • the temperature sensor 140 can measure the temperature of the electrical contact.
  • the temperature of the at least one susceptor 110 may be measured from the temperature of the electrical contact measured by the temperature sensor 140.
  • the electrical contact between the at least one susceptor 110 and the temperature sensor 140 to connect the two may be provided in the device 100, the electrical contact is formed of a material having a high thermal conductivity It can have a temperature corresponding to the temperature of the at least one susceptor 110.
  • the electrical contact may be provided in the extractor 120 instead of the device 100.
  • the electrical contact may be used for checking the state of the at least one susceptor 110. For example, by testing the current through the electrical contact, it can be determined whether at least one susceptor 110 is attached to the device 100.
  • the temperature sensor 140 may include an infrared sensor (not shown) that measures the temperature of the at least one susceptor 110 without contact with the at least one susceptor 110.
  • an infrared sensor not shown
  • a structure for connecting the at least one susceptor 110 and the temperature sensor 140 may not be required, so the design of the device 100 Can be concise.
  • At least one susceptor 110 is provided directly in the device 100 instead of being included in the cigarette 200 since it can be, the temperature of the at least one susceptor 110 can be measured directly. Accordingly, since the temperature of the at least one susceptor 110 can be controlled based on the temperature measured from the temperature sensor 140, the temperature for heating the cigarette 200 can be more precisely controlled, and the cigarette ( 200), the quality at which aerosols are produced may be improved.
  • FIG. 9 is a view for explaining an apparatus for generating an aerosol further comprising a power supply unit and a control unit according to some embodiments.
  • the device 100 may further include a power supply unit 150 and a control unit 160.
  • the power supply unit 150 may supply power to the coil 130
  • the control unit 160 may control power supplied to the coil 130.
  • the power supply unit 150 may include a battery supplying direct current to the device 100 and a conversion unit converting direct current supplied from the battery into alternating current supplied to the coil 130.
  • the converter may include a low-pass filter that performs filtering on DC supplied from the battery and outputs AC supplied to the coil 130.
  • the converter may further include an amplifier for amplifying direct current supplied from the battery.
  • the converter may be a class-D amplifier including an amplifier and a load network constituting a low-pass filter.
  • the coil 130 may be an inductor included in the load network of the class D amplifier.
  • the controller 160 may be implemented as an array of multiple logic gates, or may be implemented as a combination of a general purpose microprocessor and a memory in which a program that can be executed in the microprocessor is stored. Also, the control unit 160 may be composed of a plurality of processing elements.
  • the control unit 160 may control power supplied to the coil 130.
  • the control unit 160 is the power supplied to the coil 130 based on the temperature of at least one susceptor 110 measured from the temperature sensor 140 Can be controlled.
  • the control unit 160 may adjust at least one of the amplitude and frequency of the alternating magnetic field applied to the at least one susceptor 110 by controlling the power supplied to the coil 130.
  • the control unit 160 may control the power supplied to the coil 130 to control the temperature at which the cigarette 200 is heated.
  • the amplitude and frequency of the alternating magnetic field applied to the at least one susceptor 110 may be adjusted by the amplitude and frequency of the alternating current applied to the coil 130.
  • the control unit 160 may adjust the amplitude and frequency of the alternating magnetic field applied to the at least one susceptor 110 by adjusting the amplitude and frequency of the alternating current applied to the coil 130, and the temperature at which the cigarette 200 is heated Can be controlled.
  • the controller 160 may directly control the amplitude and frequency of the alternating current applied to the coil 130, but may also adjust the amplitude and frequency of the alternating current applied to the coil 130 by controlling the direct current supplied from the battery. For example, the controller 160 may perform pulse width modulation on a DC pulse by DC supplied from the battery, and as the DC pulse is modulated before being input to the converter, the controller The frequency of the output AC can be adjusted. In addition, the controller 160 may amplify a DC pulse by DC supplied from a battery through an amplifier, and the amplitude of AC output from the converter may be adjusted as the DC pulse is amplified before being input to the converter. .
  • the control unit 160 may control the power supplied to the coil 130 by comparing the temperature measured from the temperature sensor 140 with a reference temperature. For example, the control unit 160 may calculate an error representing a difference between the reference temperature and the temperature measured from the temperature sensor 140, a component proportional to the error, and a component proportional to the integral value of the error (integral) ) And PID control based on at least one of a derivative proportional to the differential value of the error.
  • At least one susceptor 110 may be provided in the device 100 rather than inside the cigarette 200 so that the temperature of the at least one susceptor 110 is directly measured. Since the control unit 160 can control the temperature at which the cigarette 200 is heated accordingly, the temperature at which the cigarette 200 is heated can be kept constant, and the quality of the aerosol provided from the cigarette 200 This can be improved.

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Abstract

유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치에 있어서, 장치에 수용되는 궐련의 길이 방향으로 연장되는 세장형 구조로 형성되고, 궐련에 삽입되어 궐련을 가열하는 적어도 하나의 서셉터, 궐련을 수용하기 위한 수용 공간 및 수용 공간에 궐련이 수용되도록 수용 공간의 일단에서 외부로 개방되는 개구를 포함하고, 일단에 대향하는 수용 공간의 타단에 적어도 하나의 서셉터가 배치되고, 적어도 하나의 서셉터와 함께 장치로부터 탈착되거나 부착되는 추출기, 및 추출기가 장치에 부착되는 경우 추출기의 측면을 따라 길이 방향으로 권선되는 구조로 장치에 배치되고, 적어도 하나의 서셉터가 발열하도록 적어도 하나의 서셉터에 교번 자기장을 인가하는 코일을 포함하는 장치가 개시된다.

Description

유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치 및 시스템
본 개시는 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치 및 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 개시는 서셉터 및 코일을 통해 궐련을 가열함으로써 에어로졸을 생성하는 장치 및 시스템에 관한 것이다.
근래에 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성하는 방식이 아닌, 궐련 내의 담배 매질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 방식에 대한 수요가 증가하고 있다. 그에 따라, 가열식 궐련 및 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
에어로졸 생성 장치에 수용되는 궐련의 내부 또는 외부에 전기 저항체로 형성되는 히터를 배치하고, 히터에 전력을 공급하여 궐련을 가열하는 방식과는 상이한 가열 방식들이 제안되고 있다. 특히, 외부로부터 자기장을 인가받아 발열하는 자성체를 궐련 내부에 포함시키고, 에어로졸 생성 장치에 구비되는 도선에 전류를 공급하여 궐련에 자기장을 인가하는 방식으로 에어로졸을 생성하는 유도 가열 방식에 대한 연구가 진행되고 있다.
자기장에 의해 발열하는 자성체는 궐련 내부에 포함되므로, 에어로졸 생성 장치가 자성체의 온도를 측정하는 것이 어려울 수 있고, 그에 따라 궐련을 가열하는 온도에 대한 제어가 어려울 수 있다. 또한, 내부에 자성체를 포함하는 궐련이 균일하게 제조되지 못하는 경우 에어로졸 및 향미가 궐련마다 상이하게 제공될 수 있어 문제될 수 있다. 궐련 내부에 포함되는 자성체를 통해 유도 가열이 수행되는 방식을 개선하기 위해서는, 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치의 구조가 변경될 것이 요구될 수 있다.
다양한 실시예들은 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치 및 시스템을 제공하기 위한 것이다. 본 개시가 이루고자 하는 기술적 과제는 전술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 개시의 일 측면에 따른 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치는, 상기 장치에 수용되는 궐련의 길이 방향으로 연장되는 세장형 구조로 형성되고, 상기 궐련에 삽입되어 상기 궐련을 가열하는 적어도 하나의 서셉터; 상기 궐련을 수용하기 위한 수용 공간 및 상기 수용 공간에 상기 궐련이 수용되도록 상기 수용 공간의 일단에서 외부로 개방되는 개구를 포함하고, 상기 일단에 대향하는 상기 수용 공간의 타단에 상기 적어도 하나의 서셉터가 배치되고, 상기 적어도 하나의 서셉터와 함께 상기 장치로부터 탈착되거나 부착되는 추출기; 및 상기 추출기가 상기 장치에 부착되는 경우 상기 추출기의 측면을 따라 상기 길이 방향으로 권선되는 구조로 상기 장치에 배치되고, 상기 적어도 하나의 서셉터가 발열하도록 상기 적어도 하나의 서셉터에 교번 자기장을 인가하는 코일을 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 측면에 따른 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 시스템은, 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치에 수용되는 궐련; 및 상기 궐련의 길이 방향으로 연장되는 세장형 구조로 형성되고, 상기 궐련에 삽입되어 상기 궐련을 가열하는 적어도 하나의 서셉터, 상기 궐련을 수용하기 위한 수용 공간 및 상기 수용 공간에 상기 궐련이 수용되도록 상기 수용 공간의 일단에서 외부로 개방되는 개구를 포함하고, 상기 일단에 대향하는 상기 수용 공간의 타단에 상기 적어도 하나의 서셉터가 배치되고, 상기 적어도 하나의 서셉터와 함께 상기 장치로부터 탈착되거나 부착되는 추출기, 상기 추출기가 상기 장치에 부착되는 경우 상기 추출기의 측면을 따라 상기 길이 방향으로 권선되는 구조로 상기 장치에 배치되고, 상기 적어도 하나의 서셉터가 발열하도록 상기 적어도 하나의 서셉터에 교번 자기장을 인가하는 코일을 포함하는 상기 장치를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치에 적어도 하나의 서셉터가 구비됨에 따라, 궐련 내부에 서셉터가 포함되는 경우 대비 서셉터의 온도가 직접적으로 측정될 수 있고, 그에 따라 궐련을 가열하는 온도가 보다 정교하게 제어될 수 있다.
에어로졸을 생성하는 장치에 추출기가 구비됨에 따라 적어도 하나의 서셉터가 추출기와 함께 장치로부터 탈부착될 수 있고, 그에 따라 장치 및 서셉터의 청소가 용이해질 수 있다. 또한, 궐련으로부터 누액되는 액적에 의해 장치가 오염되는 것이 추출기에 의해 방지될 수 있다.
도 1은 일부 실시예에 따른 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 시스템을 구성하는 요소들을 나타내는 도면이다.
도 2는 일부 실시예에 따른 유도 가열 방식으로 가열되어 에어로졸을 생성하는 궐련을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일부 실시예에 따른 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치를 구성하는 요소들을 나타내는 도면이다.
도 4는 일부 실시예에 따른 가열 부위 및 비가열 부위를 포함하는 적어도 하나의 서셉터를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일부 실시예에 따른 적어도 하나의 통공을 포함하는 추출기를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일부 실시예에 따른 2개 이상 4개 이하의 서셉터들을 구비하는 추출기를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일부 실시예에 따른 고정 구조물을 포함하는 추출기를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일부 실시예에 따른 온도 센서를 더 포함하는 에어로졸을 생성하는 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일부 실시예에 따른 전원부 및 제어부를 더 포함하는 에어로졸을 생성하는 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 개시의 일 측면에 따른 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치는, 상기 장치에 수용되는 궐련의 길이 방향으로 연장되는 세장형 구조로 형성되고, 상기 궐련에 삽입되어 상기 궐련을 가열하는 적어도 하나의 서셉터; 상기 궐련을 수용하기 위한 수용 공간 및 상기 수용 공간에 상기 궐련이 수용되도록 상기 수용 공간의 일단에서 외부로 개방되는 개구를 포함하고, 상기 일단에 대향하는 상기 수용 공간의 타단에 상기 적어도 하나의 서셉터가 배치되고, 상기 적어도 하나의 서셉터와 함께 상기 장치로부터 탈착되거나 부착되는 추출기; 및 상기 추출기가 상기 장치에 부착되는 경우 상기 추출기의 측면을 따라 상기 길이 방향으로 권선되는 구조로 상기 장치에 배치되고, 상기 적어도 하나의 서셉터가 발열하도록 상기 적어도 하나의 서셉터에 교번 자기장을 인가하는 코일을 포함할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 오로지 예시를 위한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 아래의 설명은 실시예들을 구체화하기 위한 것일 뿐 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 상세한 설명 및 실시예로부터 당해 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
본 명세서에서 사용되는 '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수 있고, 또는 추가적인 구성 요소들 또는 단계들이 더 포함될 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 '제 1' 또는 '제 2' 등과 같은 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있으나, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않아야 한다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하기 위한 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들로 선택되었으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당하는 발명의 설명 부분에서 그 의미가 상세하게 기재될 것이다. 따라서, 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 실시예들은 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치 및 시스템에 관한 것으로서 이하의 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서는 자세한 설명을 생략한다.
도 1은 일부 실시예에 따른 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 시스템을 구성하는 요소들을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 시스템(10)은 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치(100) 및 궐련(200)을 포함할 수 있다. 장치(100)는 적어도 하나의 서셉터(110), 추출기(120) 및 코일(130)을 포함할 수 있다.
유도 가열(induction heating) 방식은 외부 자기장에 의해 발열하는 자성체에 주기적으로 방향이 변하는 교번 자기장을 인가하여 자성체로부터 열을 생성하는 방식을 의미할 수 있다. 장치(100) 및 시스템(10)은 유도 가열 방식으로 궐련(200)을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있다.
자성체에 교번 자기장이 인가되는 경우, 자성체에는 와류손(eddy current loss) 및 히스테리시스손(hysteresis loss)에 따른 에너지 손실이 발생할 수 있고, 손실되는 에너지가 열에너지로서 자성체로부터 방출될 수 있다. 자성체에 인가되는 교번 자기장의 진폭 및 주파수가 클수록 자성체로부터 많은 열에너지가 방출될 수 있다. 그에 따라, 장치(100)는 자성체에 자기장을 인가하는 방식으로 자성체로부터 열에너지를 방출시켜 궐련(200)을 가열할 수 있다.
외부 자기장에 의해 발열하는 자성체는 서셉터(susceptor)일 수 있다. 장치(100)는 외부 자기장에 의해 발열하는 적어도 하나의 서셉터(110)를 구비할 수 있다. 장치(100)는 적어도 하나의 서셉터(110)에 자기장을 인가하여 궐련(200)을 가열할 수 있다.
장치(100)는 적어도 하나의 서셉터(110)에 자기장을 인가하는 코일(130)을 포함할 수 있다. 장치(100)는 코일(130)에 교류 전류를 공급하여 적어도 하나의 서셉터(110)에 인가되는 교번 자기장(alternating magnetic field)을 생성할 수 있다.
장치(100)는 추출기(120)를 포함할 수 있다. 추출기(120)는 궐련(200)을 수용하는 수용 공간을 포함할 수 있고, 추출기(120)에 수용되는 궐련(200)을 가열하는 적어도 하나의 서셉터(110)가 수용 공간의 내측 단부에 배치될 수 있다. 그에 따라, 적어도 하나의 서셉터(110)는 추출기(120)와 함께 장치(100)로부터 탈부착될 수 있다.
장치(100) 및 시스템(10)에서는, 적어도 하나의 서셉터(110)가 궐련(200)의 내부에 포함되는 대신 장치(100)에 구비될 수 있다. 적어도 하나의 서셉터(110)가 궐련(200) 내부가 아닌 장치(100)에 구비됨에 따라 다양한 이점이 있을 수 있다. 예를 들면, 궐련에 서셉터 물질이 포함될 것이 요구되지 않고, 그에 따라 궐련(200)으로부터 에어로졸과 향미가 보다 균일하게 제공될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 서셉터(110)의 온도가 직접적으로 측정될 수 있어 온도 제어의 정확도가 향상될 수 있다.
도 2는 일부 실시예에 따른 유도 가열 방식으로 가열되어 에어로졸을 생성하는 궐련을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 궐련(200)은 담배 로드(210) 및 필터 로드(220)를 포함할 수 있다. 도 2에는 필터 로드(220)가 단일 영역으로 구성되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 필터 로드(220)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수 있다. 예를 들면, 필터 로드(220)는 에어로졸을 냉각하는 제1 세그먼트 및 에어로졸에 포함되는 특정 성분을 여과하는 제2 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필터 로드(220)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트가 더 포함될 수도 있다.
궐련(200)은 적어도 하나의 래퍼(240)에 의해 포장될 수 있다. 래퍼(240)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 공기가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로, 궐련(200)은 하나의 래퍼(240)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로, 궐련(200)은 둘 이상의 래퍼들(240)에 의해 중첩적으로 포장될 수도 있다. 구체적으로, 제1 래퍼에 의하여 담배 로드(210)가 포장되고, 제2 래퍼에 의해 필터 로드(220)가 포장될 수 있다. 래퍼들 각각에 의해 포장되는 담배 로드(210) 및 필터 로드(220)가 결합되고, 제3 래퍼에 의하여 궐련(200) 전체가 재포장될 수 있다.
담배 로드(210)는 에어로졸 생성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 에어로졸 생성 물질은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 담배 로드(210)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 담배 로드(210)에는 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이 담배 로드(210)에 분사되어 첨가될 수 있다.
담배 로드(210)는 다양한 방식으로 제작될 수 있다. 예를 들면, 담배 로드(210)는 시트(sheet)로 제작될 수 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또는, 담배 로드(210)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다.
담배 로드(210)는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들면, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 담배 로드(210)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(210)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드(210)에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있고, 그에 따라 담배 로드(210)로부터 생성되는 에어로졸의 풍미가 향상될 수 있다.
필터 로드(220)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 필터 로드(220)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 필터 로드(220)는 원통형 로드일 수 있고, 내부에 중공(hollow)을 포함하는 튜브형 로드일 수 있다. 또는, 필터 로드(220)는 내부에 공동(cavity)을 포함하는 리세스(recess) 형 로드일 수도 있다. 필터 로드(220)가 복수의 세그먼트들로 구성되는 경우, 복수의 세그먼트들은 서로 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
필터 로드(220)는 필터 로드(220)에서 향미가 발생하도록 제작될 수 있다. 예를 들면, 필터 로드(220)에 가향액이 분사될 수 있고, 가향액이 도포되는 별도의 섬유가 필터 로드(220)의 내부에 삽입될 수도 있다.
필터 로드(220)에는 적어도 하나의 캡슐(230)이 포함될 수 있다. 캡슐(230)은 향미를 발생시킬 수 있고, 에어로졸을 발생시킬 수도 있다. 예를 들면, 캡슐(230)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싸는 구조로 형성될 수 있다. 캡슐(230)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
필터 로드(220)에 에어로졸을 냉각하는 냉각 세그먼트가 포함되는 경우, 냉각 세그먼트는 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있다. 예를 들면, 냉각 세그먼트는 순수한 폴리락트산(polylactic acid)만으로 제작될 수 있다. 또는, 냉각 세그먼트는 복수의 천공들을 포함하는 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 냉각 세그먼트는 에어로졸을 냉각하는 구조 및 물질로 구성될 수 있다.
도 3은 일부 실시예에 따른 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치를 구성하는 요소들을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치(100)는 적어도 하나의 서셉터(110), 추출기(120) 및 코일(130)을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 도 3에 도시되는 요소들 외에 다른 범용적인 요소들이 장치(100)에 더 포함될 수 있다.
적어도 하나의 서셉터(110)는 장치(100)에 수용되는 궐련(200)의 길이 방향으로 연장되는 세장형(elongated) 구조로 형성될 수 있다. 길이 방향은 궐련(200)이 갖는 원통 형상의 축 방향을 의미할 수 있다. 적어도 하나의 서셉터(110)는 궐련(200)의 길이의 적어도 일부에 대응되는 길이로 길이 방향에 따라 연장될 수 있다.
적어도 하나의 서셉터(110)는 궐련(200)에 삽입되어 궐련(200)을 가열할 수 있다. 적어도 하나의 서셉터(110)는 세장형 구조의 봉형 또는 침형으로 형성될 수 있다. 도 3에 도시되는 예시와 같이, 궐련(200)에 삽입되는 적어도 하나의 서셉터(110)의 외측 단부가 단부로 갈수록 폭이 좁아지는 원뿔 내지 다각뿔 형상으로 구현되어, 적어도 하나의 서셉터(110)가 궐련(200)에 삽입되는 것이 용이해질 수 있다. 궐련(200)에 삽입되는 적어도 하나의 서셉터(110)는 코일(130)에 의해 발열하여 궐련(200)을 가열할 수 있다.
적어도 하나의 서셉터(110)는 금속 또는 탄소를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 서셉터(110)는 페라이트(ferrite), 강자성 합금(ferromagnetic alloy), 스테인리스강(stainless steel) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 서셉터(110)는 흑연(graphite), 몰리브덴(molybdenum), 실리콘 카바이드(silicon carbide), 니오븀(niobium), 니켈 합금(nickel alloy), 금속 필름(metal film), 지르코니아(zirconia) 등과 같은 세라믹, 니켈(Ni)이나 코발트(Co) 등과 같은 전이 금속, 붕소(B)나 인(P)과 같은 준금속 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
추출기(120)는 궐련(200)을 수용하기 위한 수용 공간(121)및 수용 공간(121)에 궐련(200)이 수용되도록 수용 공간(121)의 일단에서 외부로 개방되는 개구(122)를 포함할 수 있다. 궐련(200)이 수용 공간(121)에 수용되면서 적어도 하나의 서셉터(110)가 궐련(200)에 삽입될 수 있다.
수용 공간(121)의 일단에 대향하는 수용 공간(121)의 타단에 적어도 하나의 서셉터(110)가 배치될 수 있다. 구체적으로, 추출기(120)의 바닥면에 해당하는 수용 공간(121)의 타단에 적어도 하나의 서셉터(110)가 배치될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 서셉터(110)는 추출기(120)의 바닥면의 중심부에 배치될 수 있고, 그에 따라 수용 공간(121)에 수용되는 궐련(200)이 고르게 가열될 수 있다.
추출기(120)는 장치(100)로부터 탈착되거나 부착될 수 있다. 추출기(120)는 장치(100)에 형성되는 공간에 삽입되어 피팅(fitting)될 수 있다. 이를 위해, 추출기(120)의 길이 방향에 직교하는 단면은 장치(100)에 형성되는 공간의 길이 방향에 직교하는 단면 대비 동일하거나, 실질적으로 동일한 범위에서 이에 포함될 수 있다.
수용 공간(121)의 타단에 배치되는 적어도 하나의 서셉터(110)는 추출기(120)가 탈부착되는 경우 추출기(120)와 함께 장치(100)로부터 탈부착될 수 있다. 적어도 하나의 서셉터(110)는 장치(100)에 구비되는 구성이지만, 장치(100)에 직접적으로 배치되는 것은 아니고, 장치(100)에 포함되는 추출기(120) 상에 배치될 수 있다. 추출기(120)가 장치(100)에 부착되는 경우 적어도 하나의 서셉터(110)도 장치(100)에 부착되어 장치(100)의 구성으로서 동작할 수 있고, 추출기(120)가 장치(100)에서 탈착되는 경우 적어도 하나의 서셉터(110)도 장치(100)에서 탈착될 수 있다.
궐련(200) 또한 추출기(120)와 함께 장치(100)로부터 탈부착될 수 있다. 흡연 시작 전에 궐련(200)은 추출기(120)를 통해 장치(100)에 수용될 수 있고, 흡연 종료 후에 궐련(200)은 추출기(120)에 의해 장치(100)로부터 분리될 수 있다.
추출기(120)는 수용 공간(121)의 일단의 둘레에 배치되는 지지체(123)를 더 포함할 수 있다. 지지체(123)는 추출기(120)가 장치(100)에 특정 위치까지만 삽입되도록 하는 지지 수단일 수 있다. 지지체(123)에 의해 추출기(120)가 장치(100) 내부로 수용되는 정도가 제한될 수 있다. 또한, 지지체(123)는 장치(100)의 사용자가 추출기(120)를 장치(100)로부터 탈부착하기 위한 파지 수단일 수 있다.
추출기(120) 및 추출기(120)에 배치되는 적어도 하나의 서셉터(110)가 장치(100)로부터 탈부착됨에 따라 장치(100)를 청소하는 과정이 간편해질 수 있다. 특히, 궐련(200) 내부에 삽입되어 담배 매질을 가열하는 적어도 하나의 서셉터(110)에 대한 청소가 보다 신속하게 수행될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 서셉터(110) 또는 추출기(120)가 수명을 다하거나 파손되는 경우에도 장치(100)에 대한 분해 없이 대체품으로의 교환이 이루어질 수 있다.
장치(100)의 청소 및 부품 교환이 용이해질 수 있다는 점에서, 추출기(120)는 장치(100)의 유지 및 보수에 도움이 될 수 있다. 특히, 반복되는 흡연에 의한 담배 잔여물이 장치(100)에 누적되는 것이 방지될 수 있어, 장치(100)에 의해 제공되는 에어로졸의 품질이 개선될 수 있다.
추출기(120)는 단열성(heat insulation) 및 내열성(heat resistance)을 갖는 소재로 제작될 수 있다. 추출기(120)에는 궐련(200)을 가열하기 위해 발열하는 적어도 하나의 서셉터(110)가 배치되므로, 추출기(120)가 열에 의해 변형되거나 파손되지 않도록 추출기(120)는 내열성을 갖는 소재로 제작될 수 있다. 또한, 장치(100)를 통한 흡연이 수행되는 과정에서 사용자에게 과도한 열기가 전달되지 않도록 추출기(120)는 단열성을 갖는 소재로 제작될 수 있다.
예를 들면, 추출기(120)는 폴리프로필렌(PP), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에틸렌(PE), 폴리이미드, 설폰계 수지, 불소계 수지 및 아라미드 중 적어도 하나의 소재를 포함할 수 있다. 설폰계 수지는 폴리에틸설폰, 폴리페닐렌설파이드와 같은 수지를 포함할 수 있고, 불소계 수지는 폴리테트라플루오로에틸렌(Teflon)을 포함할 수 있다.
코일(130)은 추출기(120)가 장치(100)에 부착되는 경우 추출기(120)의 측면을 따라 길이 방향으로 권선되는 구조로 장치(100)에 배치될 수 있다. 코일(130)은 추출기(120)가 장치(100) 내부에 수용되는 경우 추출기(120)의 측면이 코일(130)에 의해 둘러싸이게 되는 위치에 배치될 수 있다. 코일(130)은 길이 방향을 따라 추출기(120)의 측면의 적어도 일부에 대응되는 길이로 연장될 수 있다.
추출기(120)의 측면의 적어도 일부에 대응되는 길이로 연장되는 코일(130)은 적어도 하나의 서셉터(110)에 대응되는 위치 및 크기로 배치될 수 있다. 또는, 길이 방향으로 연장되는 길이에 관해, 코일(130)의 길이는 적어도 하나의 서셉터(110)의 길이보다 클 수 있고, 설계상의 필요에 따라 작을 수도 있다.
하나의 예시로서, 코일(130)은 솔레노이드(solenoid)로 구현될 수 있다. 코일(130)은 추출기(120)가 수용되는 공간의 내벽을 따라 권선되는 솔레노이드일 수 있고, 솔레노이드의 내부에 추출기(120)가 수용될 수 있다. 솔레노이드를 구성하는 도선의 재질은 구리(Cu)일 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 낮은 비저항값을 가져 높은 전류가 흐르도록 하는 재질로서 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 아연(Zn) 및 니켈(Ni) 중 어느 하나, 또는 어느 하나를 포함하는 합금이 솔레노이드를 구성하는 도선의 재질이 될 수 있다.
코일(130)은 적어도 하나의 서셉터(110)가 발열하도록 적어도 하나의 서셉터(110)에 교번 자기장을 인가할 수 있다. 코일(130)에 전류가 시계 방향으로 인가되는 경우 코일(130) 내부에는 길이 방향의 일방으로 자기장이 형성될 수 있고, 코일(130)에 전류가 반시계 방향으로 인가되는 경우 코일(130) 내부에는 일방에 반대되는 길이 방향의 타방으로 자기장이 형성될 수 있다. 그에 따라, 코일(130)에 주기적으로 방향이 변하는 교류가 인가되는 경우 코일(130) 내부에는 주기적으로 방향이 변하는 교번 자기장이 형성될 수 있고, 코일(130)은 코일(130) 내부에 배치되는 적어도 하나의 서셉터(110)에 교번 자기장을 인가할 수 있다.
적어도 하나의 서셉터(110)에 코일(130)에 의한 교번 자기장이 인가되는 경우 적어도 하나의 서셉터(110)는 발열할 수 있다. 구체적으로, 교번 자기장에 의한 와류손 및 히스테리시스손에 의해 적어도 하나의 서셉터(110)로부터 열에너지가 방출될 수 있다. 적어도 하나의 서셉터(110)로부터 방출되는 열에너지에 의해 장치(100)에 수용되는 궐련(200)이 가열될 수 있다.
도 4는 일부 실시예에 따른 가열 부위 및 비가열 부위를 포함하는 적어도 하나의 서셉터를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 장치(100)에 수용되는 궐련(200)이 도시되어 있고, 궐련(200)을 수용하는 장치(100)에 대한 단면도의 예시가 도시되어 있다.
적어도 하나의 서셉터(110)는 가열 부위(111) 및 비가열 부위(112)를 포함할 수 있다. 가열 부위(111)는 궐련(200)에 삽입되는 적어도 하나의 서셉터(110)가 궐련(200)에 포함되는 담배 매질부에 접촉하는 부위에 배치될 수 있고, 가열 부위(111)는 코일(130)에 의해 발열할 수 있다. 비가열 부위(112)는 적어도 하나의 서셉터(110)에서 가열 부위(111)를 제외한 나머지 부분에 배치될 수 있다.
적어도 하나의 서셉터(110)를 구성하는 가열 부위(111) 및 비가열 부위(112)의 분포 및 구성 비율은 변경될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시되는 예시와는 달리, 적어도 하나의 서셉터(110)는 양 말단에 위치하는 비가열 부위 사이에 가열 부위가 배치되는 구조로 형성될 수도 있다.
가열 부위(111)는 강자성체(ferromagnetic material)로 형성될 수 있다. 강자성체는 외부 자기장의 방향으로 자화되고, 외부 자기장이 사라져도 자기 모멘트(magnetic moment)를 유지하는 물질을 의미할 수 있다. 예를 들면, 강자성체는 철(Fe), 니켈(Ni) 및 코발트(Co) 중 어느 하나, 또는 적어도 하나를 포함하는 합금일 수 있다.
강자성체로 형성되는 가열 부위(111)는 코일(130)에 의해 인가되는 교번 자기장에 의해 발열할 수 있다. 교번 자기장에 의해 가열 부위(111)의 온도는 450 ℃ 이상으로 가열될 수 있다. 또는, 가열 부위(111)는 200 ℃ 이상 300 ℃ 이하로 가열될 수 있다. 가열 부위(111)가 가열되는 온도는 코일(130)에 의해 인가되는 교번 자기장의 진폭 및 주파수 중 적어도 하나에 의해 조절될 수 있고, 가열 부위(111)를 형성하는 강자성체의 구성에 의해서도 변경될 수 있다.
비가열 부위(112)는 강자성체가 아닌 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 비가열 부위(112)는 반자성체(diamagnetic material) 및 상자성체(paramagnetic material) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 반자성체는 외부 자기장과 반대 방향으로 자화되는 물질을 의미할 수 있고, 상자성체는 외부 자기장의 방향으로 일부 자화하지만 외부 자기장의 소멸시 자기 모멘트도 함께 소멸하는 물질을 의미할 수 있다.
코일(130)에 의해 교번 자기장이 인가되는 경우, 반자성체는 가열되지 않을 수 있고, 상자성체는 강자성체 대비 가열되는 정도가 작을 수 있다. 예를 들면, 상자성체는 알루미늄(Al), 주석(Sn), 백금(Pt) 및 이리듐(Ir) 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 반자성체는 비스무스(Bi), 납(Pb), 수은(Hg), 구리(Cu), 흑연(C), 금(Au) 및 은(Ag) 등 전이 금속이 아닌 금속을 포함할 수 있다.
가열 부위(111)는 궐련(200)의 담배 매질부에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 도 4에서와 같이, 적어도 하나의 서셉터(110) 상에서 가열 부위(111)가 형성되는 높이는 궐련(200)에 포함되는 담배 로드(210)의 높이에 대응될 수 있다. 그에 따라, 가열 부위(111)는 궐련(200)에 삽입되는 적어도 하나의 서셉터(110)가 궐련(200)에 포함되는 담배 매질부에 접촉하는 부위에 배치될 수 있다.
코일(130)은 가열 부위(111)에 대응되는 크기로 형성될 수 있고, 가열 부위(111)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 코일(130)은 추출기(120)의 측면을 따라 길이 방향으로 권선되며 연장되는 구조로 형성될 수 있다. 구체적으로, 코일(130)이 길이 방향으로 연장되는 높이는 적어도 하나의 서셉터(110) 내에서 가열 부위(111)가 형성되는 높이에 대응될 수 있다.
장치(100) 내부에서 가열 부위(111), 담배 로드(210) 및 코일(130)이 상호간에 대응되는 크기 및 위치로 배치됨에 따라, 코일(130)이 가열 부위(111)를 가열하고, 그에 따라 가열 부위(111)가 담배 로드(210)를 가열하는 효율이 증대될 수 있고, 그에 따라 장치(100)가 궐련(200)으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 소모되는 전력이 감소할 수 있다.
도 5는 일부 실시예에 따른 적어도 하나의 통공을 포함하는 추출기를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 적어도 하나의 통공(124)을 포함하는 추출기(120)가 도시되어 있다. 적어도 하나의 통공(124)은 추출기(120) 내부에 외부 공기를 도입하여 궐련(200) 내부를 통해 흐르는 기류를 형성하기 위한 목적으로 형성될 수 있다.
적어도 하나의 통공(124)은 추출기(120)의 바닥면 및 추출기(120)의 측면에 형성될 수 있다. 적어도 하나의 통공(124)은 추출기(120)의 측면 중 추출기(120)에 수용되는 담배 로드(210)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 적어도 하나의 통공(124)을 통해 도입되는 외부 공기는 담배 로드(210)를 통해 흐르는 기류를 형성할 수 있다.
외부 공기는 장치(100)에 형성되는 외기 유입 통로를 통해 장치(100) 내부에 유입될 수 있고, 장치(100) 내부에 유입되는 외부 공기는 적어도 하나의 통공(124)을 통해 추출기(120) 내부로 도입되어 궐련(200) 내부로 도입될 수 있다. 또한, 추출기(120)의 측면과 장치(100) 사이의 틈새로 외부 공기가 유입되어 추출기(120)의 측면에 형성되는 적어도 하나의 통공(124)으로 도입될 수도 있다.
추출기(120)에 형성되는 적어도 하나의 통공(124)은 추출기(120) 내부에 외부 공기를 도입할 수 있을 뿐만 아니라, 추출기(120)가 장치(100)로부터 탈착되어 추출기(120) 및 적어도 하나의 서셉터(110)를 세척하는 용도로 활용될 수도 있다. 반복되는 흡연에 의해 추출기(120)에 담배 잔여물이 축적되는 경우에도, 적어도 하나의 통공(124)을 통해 담배 잔여물이 추출기(120) 및 적어도 하나의 서셉터(110)로부터 용이하게 제거될 수 있다.
도 6은 일부 실시예에 따른 2개 이상 4개 이하의 서셉터들을 구비하는 추출기를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 2개 이상 4개 이하의 서셉터들(110)을 구비하는 추출기(120)가 도시되어 있다. 단면(610)을 참조하면, 방향 600을 따라 2개의 서셉터들(110)을 구비하는 추출기(120)를 내려다본 평면도의 예시가 도시되어 있다. 한편, 도 6에 도시되어 있지는 않으나, 3개의 서셉터들을 구비하는 추출기(120)를 내려다본 평면도의 예시가 단면(620)에 도시되어 있고, 4개의 서셉터들을 구비하는 추출기(120)를 내려다본 평면도의 예시가 단면(630)에 도시되어 있다.
단면(610) 내지 단면(630)에서와 같이, 추출기(120)는 2개 내지 4개의 서셉터들(110)을 구비할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 추출기(120)는 2개 이상 4개 이하의 서셉터들(110) 외에도 다른 적절한 개수의 서셉터들을 구비할 수 있다.
추출기(120)에 2개 내지 4개의 서셉터들(110)이 구비됨에 따라, 궐련(200)이 보다 균일하게 가열될 수 있다. 단일 개수의 서셉터가 추출기(120)에 구비되는 경우 담배 로드(210)에 포함되는 담배 매질 중 단일 개수의 서셉터에 가까운 부분은 강하게 가열되고, 단일 개수의 서셉터에 먼 부분은 약하게 가열될 수 있다는 점에 비추어, 추출기(120)에 구비되는 서셉터의 개수가 증가하는 경우, 담배 로드(210)에 포함되는 담배 매질의 위치와는 무관하게 담배 매질이 균일하게 가열될 수 있다.
추출기(120)에 포함되는 적어도 하나의 서셉터(110)의 개수가 변경되는 경우 적어도 하나의 서셉터(110)의 형상 또한 변경될 수 있다. 예를 들면, 과도한 가열을 방지하기 위해, 적어도 하나의 서셉터(110)의 개수가 증가하는 경우 적어도 하나의 서셉터(110) 각각의 굵기 내지 단면적이 감소하도록 적어도 하나의 서셉터(110)가 설계될 수 있다.
도 7은 일부 실시예에 따른 고정 구조물을 포함하는 추출기를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 장치(100)에 부착되는 추출기(120)를 장치(100)에 고정하기 위한 고정 구조물을 포함하는 추출기(120)의 예시들이 도시되어 있다. 추출기(120)가 고정 구조물을 포함하는 경우 장치(100) 역시 추출기(120)의 고정 구조물과 상호작용하여 추출기(120)를 고정하는 구조물을 포함할 수 있다.
일 예로, 추출기(120)는 고정 구조물(125)을 포함할 수 있고, 그에 대응하여 장치(100)는 구조물(105)을 포함할 수 있다. 고정 구조물(125)은 돌기 내지 철부로 작용하고, 구조물(105)은 홈 내지 요부로 작용하여 추출기(120)가 장치(100)에 고정될 수 있다. 고정 구조물(125)은 및 구조물(105)은 추출기(120)가 장치(100)로부터 탈부착되기 위해 일부 변형될 수 있고, 이후 다시 원상으로 회복될 수 있는 유연성 및 탄성을 갖는 재료로 제작될 수 있다.
다른 예로, 추출기(120)는 고정 구조물(126)을 포함할 수 있고, 그에 대응하여 장치(100)는 구조물(106)을 포함할 수 있다. 고정 구조물(126) 및 구조물(126) 중 어느 하나는 영구 자석일 수 있고, 고정 구조물(126) 및 구조물(126) 중 다른 하나는 영구 자석과 상호간에 인력을 작용하는 금속성 물질일 수 있다.
또 다른 예로, 추출기(120)는 고정 구조물(127)을 포함할 수 있고, 그에 대응하여 장치(100)는 구조물(107)을 포함할 수 있다. 고정 구조물(127) 및 구조물(107)은 병마개 등과 같이 상호 회전하여 결합되는 볼트 및 너트의 구조로 형성될 수 있다. 고정 구조물(127) 및 구조물(107)은 각각이 나선형 홈 및 나선형 돌기 중 어느 하나 및 다른 하나를 포함하여 나사결합될 수 있다.
추출기(120)에 고정 구조물이 포함됨에 따라 추출기(120)가 고정 구조물에 의해 지지될 수 있고, 그에 따라 추출기(120)가 의도하지 않게 장치(100)로부터 분리되는 것이 방지될 수 있다.
추출기(120)를 장치(100)에 고정하기 위한 고정 구조물은 지지체(123)가 위치하는 추출기(120)의 일단 근방에 형성되는 것으로 예시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 추출기(120)의 고정 구조물 및 장치(100)의 구조물은 추출기(120) 및 장치(100)가 접촉하는 임의의 적절한 위치에 형성될 수 있다.
추출기(120)를 장치(100)에 고정하기 위한 고정 구조물 외에도, 추출기(120)가 장치(100)로부터 탈착되는 것을 용이하게 하는 분리 구조물이 추출기(120)에 더 포함될 수도 있다. 예를 들면, 추출기(120)가 장치(100)에 부착되는 경우 추출기(120)가 장치(100)에 부착되는 방향으로 변형되어 추출기(120)가 장치(100)로부터 분리되는 방향으로 추출기(120)에 복원력을 가하는 탄성체가 분리 구조물로서 추출기(120)에 포함될 수 있다.
도 8은 일부 실시예에 따른 온도 센서를 더 포함하는 에어로졸을 생성하는 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 장치(100)는 적어도 하나의 서셉터(110)의 온도를 측정하는 온도 센서(140)를 더 포함할 수 있다. 온도 센서(140)는 적어도 하나의 서셉터(110)의 온도를 직접적으로 또는 간접적으로 측정할 수 있다. 온도 센서(140)는 코일(130)에 의해 인가되는 자기장에 영향을 받지 않는 종류의 센서일 수 있다.
도 8에 도시되는 예시와 같이, 적어도 하나의 서셉터(110)의 온도가 온도 센서(140)에 의해 측정될 수 있도록, 적어도 하나의 서셉터(110)는 추출기(120)의 바닥면을 관통하는 형상으로 구현될 수 있다. 그에 따라, 온도 센서(140)는 적어도 하나의 서셉터(110)에 직접 접촉하여 온도를 측정할 수 있다.
다른 예로, 장치(100)는 추출기(120)와 함께 장치(100)에 부착되는 적어도 하나의 서셉터(110)를 장치(100)에 전기적으로 연결하기 위한 전기 접점(미도시)을 더 포함할 수 있고, 온도 센서(140)는 전기 접점의 온도를 측정할 수 있다. 온도 센서(140)에 의해 측정되는 전기 접점의 온도로부터 적어도 하나의 서셉터(110)의 온도가 측정될 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 서셉터(110)와 온도 센서(140) 사이에 배치되어 양자를 연결하는 전기 접점이 장치(100)에 구비될 수 있고, 전기 접점은 높은 열전도성을 갖는 물질로 형성되어 적어도 하나의 서셉터(110)의 온도에 대응되는 온도를 가질 수 있다. 또는, 전기 접점은 장치(100) 대신 추출기(120)에 구비될 수도 있다.
전기 접점이 구비되는 경우, 전기 접점은 적어도 하나의 서셉터(110)의 상태를 확인하는 용도로 활용될 수도 있다. 예를 들면, 전기 접점을 통한 전류 테스트에 의해, 적어도 하나의 서셉터(110)가 장치(100)에 부착되었는지 여부가 확인될 수 있다.
또 다른 예로, 온도 센서(140)는 적어도 하나의 서셉터(110)와의 접촉 없이 적어도 하나의 서셉터(110)의 온도를 측정하는 적외선 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 적외선 센서를 통해 적어도 하나의 서셉터(110)의 온도가 측정되는 경우 적어도 하나의 서셉터(110) 및 온도 센서(140)를 연결하기 위한 구조가 요구되지 않을 수 있어, 장치(100)의 설계가 간결해질 수 있다.
종래의 궐련 내부에 서셉터가 포함되는 구조와는 달리, 본 개시에 따른 장치(100)의 경우 적어도 하나의 서셉터(110)가 궐련(200) 내부에 포함되는 대신 장치(100)에 직접 구비될 수 있으므로, 적어도 하나의 서셉터(110)의 온도가 직접적으로 측정될 수 있다. 그에 따라, 온도 센서(140)로부터 측정되는 온도에 기초하여 적어도 하나의 서셉터(110)의 온도가 제어될 수 있으므로, 궐련(200)을 가열하는 온도가 보다 정교하게 제어될 수 있고, 궐련(200)으로부터 에어로졸이 생성되는 품질이 향상될 수 있다.
도 9는 일부 실시예에 따른 전원부 및 제어부를 더 포함하는 에어로졸을 생성하는 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 장치(100)는 전원부(150) 및 제어부(160)를 더 포함할 수 있다. 전원부(150)는 코일(130)에 전력을 공급할 수 있고, 제어부(160)는 코일(130)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
전원부(150)는 장치(100)에 직류를 공급하는 배터리 및 배터리로부터 공급되는 직류를 코일(130)에 공급되는 교류로 변환하는 변환부를 포함할 수 있다.
변환부는 배터리로부터 공급되는 직류에 대한 필터링을 수행하여 코일(130)에 공급되는 교류를 출력하는 저역 통과 필터(low-pass filter)를 포함할 수 있다. 변환부는 배터리로부터 공급되는 직류를 증폭하기 위한 증폭기(amplifier)를 더 포함할 수도 있다. 예를 들면, 변환부는 증폭기 및 저역 통과 필터를 구성하는 부하 네트워크를 포함하는 D급 증폭기(class-D amplifier)일 수 있다. 변환부가 D급 증폭기인 경우, 코일(130)은 D급 증폭기의 부하 네트워크에 포함되는 인덕터일 수 있다.
제어부(160)는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장되는 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 제어부(160)는 복수 개의 프로세싱 엘리먼트들(processing elements)로 구성될 수도 있다.
제어부(160)는 코일(130)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 온도 센서(140)가 장치(100)에 더 포함되는 경우, 제어부(160)는 온도 센서(140)로부터 측정되는 적어도 하나의 서셉터(110)의 온도에 기초하여 코일(130)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
제어부(160)는 코일(130)에 공급되는 전력을 제어함으로써 적어도 하나의 서셉터(110)에 인가되는 교번 자기장의 진폭 및 주파수 중 적어도 하나를 조정할 수 있다. 적어도 하나의 서셉터(110)에 인가되는 교번 자기장의 진폭 및 주파수 중 적어도 하나가 조정되는 경우 적어도 하나의 서셉터(110)로부터 방출되는 열에너지가 조정될 수 있다. 따라서, 제어부(160)는 코일(130)에 공급되는 전력을 제어하여 궐련(200)이 가열되는 온도를 제어할 수 있다.
적어도 하나의 서셉터(110)에 인가되는 교번 자기장의 진폭 및 주파수는 코일(130)에 인가되는 교류의 진폭 및 주파수에 의해 조정될 수 있다. 제어부(160)는 코일(130)에 인가되는 교류의 진폭 및 주파수를 조정함으로써 적어도 하나의 서셉터(110)에 인가되는 교번 자기장의 진폭 및 주파수를 조정할 수 있고, 궐련(200)이 가열되는 온도를 제어할 수 있다.
제어부(160)는 코일(130)에 인가되는 교류의 진폭 및 주파수를 직접 제어할 수도 있으나, 배터리로부터 공급되는 직류를 제어함으로써 코일(130)에 인가되는 교류의 진폭 및 주파수를 조정할 수도 있다. 예를 들면, 제어부(160)는 배터리로부터 공급되는 직류에 의한 직류 펄스에 대해 펄스 폭 변조(pulse width modulation)를 수행할 수 있고, 직류 펄스가 변환부에 입력되기에 앞서 변조됨에 따라 변환부로부터 출력되는 교류의 주파수가 조정될 수 있다. 또한, 제어부(160)는 증폭기를 통해 배터리로부터 공급되는 직류에 의한 직류 펄스를 증폭할 수 있고, 직류 펄스가 변환부에 입력되기에 앞서 증폭됨에 따라 변환부로부터 출력되는 교류의 진폭이 조정될 수 있다.
제어부(160)는 온도 센서(140)로부터 측정되는 온도와 기준 온도를 비교함으로써 코일(130)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(160)는 기준 온도 및 온도 센서(140)로부터 측정되는 온도 간의 차이를 나타내는 오차를 계산할 수 있고, 오차에 비례하는 성분(proportional), 오차의 적분값에 비례하는 성분(integral) 및 오차의 미분값에 비례하는 성분(derivative) 중 적어도 하나에 기초하는 PID 방식으로 피드백 제어를 수행할 수 있다.
본 개시에 따른 장치(100)에서, 적어도 하나의 서셉터(110)가 궐련(200) 내부가 아닌 장치(100)에 구비될 수 있어 적어도 하나의 서셉터(110)의 온도가 직접적으로 측정될 수 있고, 그에 따라 제어부(160)가 궐련(200)이 가열되는 온도를 제어할 수 있으므로, 궐련(200)이 가열되는 온도가 일정하게 유지될 수 있고, 궐련(200)으로부터 제공되는 에어로졸의 품질이 개선될 수 있다.
이상에서 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

Claims (12)

  1. 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치에 있어서,
    상기 장치에 수용되는 궐련의 길이 방향으로 연장되는 세장형 구조로 형성되고, 상기 궐련에 삽입되어 상기 궐련을 가열하는 적어도 하나의 서셉터;
    상기 궐련을 수용하기 위한 수용 공간 및 상기 수용 공간에 상기 궐련이 수용되도록 상기 수용 공간의 일단에서 외부로 개방되는 개구를 포함하고, 상기 일단에 대향하는 상기 수용 공간의 타단에 상기 적어도 하나의 서셉터가 배치되고, 상기 적어도 하나의 서셉터와 함께 상기 장치로부터 탈착되거나 부착되는 추출기; 및
    상기 추출기가 상기 장치에 부착되는 경우 상기 추출기의 측면을 따라 상기 길이 방향으로 권선되는 구조로 상기 장치에 배치되고, 상기 적어도 하나의 서셉터가 발열하도록 상기 적어도 하나의 서셉터에 교번 자기장을 인가하는 코일을 포함하는, 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 서셉터는,
    상기 궐련에 삽입되는 적어도 하나의 서셉터가 상기 궐련에 포함되는 담배 매질부와 접촉하는 부위에 배치되고, 상기 코일에 의해 발열하는 가열 부위; 및
    상기 가열 부위를 제외한 나머지 부분에 배치되는 비가열 부위를 포함하는, 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 코일은,
    상기 가열 부위에 대응되는 크기로 형성되고, 상기 가열 부위에 대응되는 위치에 배치되는, 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 추출기는,
    상기 추출기 내부에 외부 공기를 도입하여 상기 궐련 내부를 통해 흐르는 기류를 형성하기 위한 적어도 하나의 통공을 포함하는, 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 추출기는,
    단열성(heat insulation) 및 내열성(heat resistance)을 갖는 소재로 제작되는, 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 추출기는,
    2개 이상 4개 이하의 서셉터들을 구비하는, 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 추출기는,
    상기 장치에 부착되는 추출기를 상기 장치에 고정하기 위한 고정 구조물을 포함하는, 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 서셉터의 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함하고,
    상기 온도 센서로부터 측정되는 온도에 기초하여 상기 적어도 하나의 서셉터의 온도가 제어되는, 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 추출기와 함께 상기 장치에 부착되는 적어도 하나의 서셉터를 상기 장치에 전기적으로 연결하기 위한 전기 접점을 더 포함하고,
    상기 온도 센서에 의해 측정되는 상기 전기 접점의 온도로부터 상기 적어도 하나의 서셉터의 온도가 측정되는, 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 온도 센서는,
    상기 적어도 하나의 서셉터와의 접촉 없이 상기 적어도 하나의 서셉터의 온도를 측정하는 적외선 센서를 포함하는, 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 코일에 전력을 공급하는 전원부; 및
    상기 코일에 공급되는 전력을 제어하는 제어부를 더 포함하는, 장치.
  12. 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 시스템에 있어서,
    유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 장치에 수용되는 궐련; 및
    상기 궐련의 길이 방향으로 연장되는 세장형 구조로 형성되고, 상기 궐련에 삽입되어 상기 궐련을 가열하는 적어도 하나의 서셉터,
    상기 궐련을 수용하기 위한 수용 공간 및 상기 수용 공간에 상기 궐련이 수용되도록 상기 수용 공간의 일단에서 외부로 개방되는 개구를 포함하고, 상기 일단에 대향하는 상기 수용 공간의 타단에 상기 적어도 하나의 서셉터가 배치되고, 상기 적어도 하나의 서셉터와 함께 상기 장치로부터 탈착되거나 부착되는 추출기,
    상기 추출기가 상기 장치에 부착되는 경우 상기 추출기의 측면을 따라 상기 길이 방향으로 권선되는 구조로 상기 장치에 배치되고, 상기 적어도 하나의 서셉터가 발열하도록 상기 적어도 하나의 서셉터에 교번 자기장을 인가하는 코일을 포함하는 상기 장치를 포함하는, 시스템.
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