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KR102036030B1 - 개선된 온도 분포를 가진 에어로졸 발생 장치 - Google Patents

개선된 온도 분포를 가진 에어로졸 발생 장치 Download PDF

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KR102036030B1
KR102036030B1 KR1020147011516A KR20147011516A KR102036030B1 KR 102036030 B1 KR102036030 B1 KR 102036030B1 KR 1020147011516 A KR1020147011516 A KR 1020147011516A KR 20147011516 A KR20147011516 A KR 20147011516A KR 102036030 B1 KR102036030 B1 KR 102036030B1
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South Korea
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heater
external
forming substrate
substrate
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줄리앙 프로조스
올리비에 그레임
Original Assignee
필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

에어로졸-형성 기질을 수용하고, 기질 내에 위치하는 내부 히터와 기질의 외부에 위치하는 외부 히터 모두를 사용하여 에어로졸-형성 기질을 가열하도록 구성된 에어로-졸 발생 장치를 제공한다. 내부 및 외부 히터를 모두 사용하면 내부 또는 외부 히터 중 하나를 사용할 때 요구되는 온도보다 낮은 온도에서 각각의 히터의 동작을 허용한다. 외부 히터를 내부 히터보다 낮은 온도에서 동작함으로써, 장치의 외부 온도를 수용 가능한 낮은 레벨로 유지하는 한편, 기질은 비교적 균등한 온도 분포를 가지도록 가열될 수 있다.

Description

개선된 온도 분포를 가진 에어로졸 발생 장치{AEROSOL GENERATING DEVICE WITH IMPROVED TEMPERATURE DISTRIBUTION}
본 명세서는 가열된 에어로졸-발생 장치에 관한 것이고 특히 에어로졸-발생 장치 내에 에어로졸-형성 기질(substrate)을 가열하기 위한 가열 장치 및 방법에 관한 것이다.
에어로졸을 생성하기 위하여 에어로졸- 형성 기질이 가열되는 에어로졸- 발생 장치는 당 업계에 공지되어 있다. 주어진 에어로졸- 형성 기질에는 가열될 수 있는 허용 가능한 온도 범위가 있다. 최대 온도를 초과하면, 바람직하지 않은 연소 또는 열분해가 발생할 수 있으므로 최대 온도를 초과하지 않는 것이 중요하다. 그러나, 최저 온도 이하에서는 원하는 에어로졸을 형성하지 않을 것이다. 기질은 기질의 내부 또는 기질의 외부에 위치하는 히터를 사용하여 가열될 수 있다. 내부 히터의 사용은 열이 외부 히터 보다 열 손실이 적게 기질에 효율적으로 제공된다는 장점을 갖는다. 그러나 내부 히터를 사용할 때의 한 가지 문제는 기질 전체에 균등하게 열을 제공하여 최적 온도 범위 내로 전체 기질을 가열하는 것이 어렵다는 것이다.
이는 균등한 온도 분포를 갖도록 또는 적어도 기질 모두가 바람직한 온도 범위 내의 온도를 갖도록 에어로졸-형성 기질을 가열하는 것이 바람직하다.
본 발명은 에어로졸- 형성 기질을 수용하도록 구성되고 기질 내에 위치한 내부 히터와 기질 외부에 위치한 외부 히터 모두를 사용하여 에어로졸-형성 기질을 가열하도록 구성된 에어로-졸 발생 장치에 관한 것이다. 내부와 외부 히터 모두를 사용하면 내부 또는 외부 히터 단독으로 사용할 때 요구되는 것보다 낮은 온도에서 각 히터가 동작하도록 허용한다. 내부 히터보다 더 낮은 온도에서 외부 히터를 동작함으로써, 장치의 외부 온도를 수용할 수 있는 낮은 레벨에 유지하는 한편, 비교적 균등한 온도 분포를 가지도록 가열될 수 있다. 예를 들어, 히터에 높은 온도가 필요한 경우, 위험 또는 불편한 핫스팟(hot spot)이 에어로졸 발생- 장치 작동 중에 발생할 수 있기 때문에, 이것은 손에 쥐는(handheld) 장치에는 중요한 문제이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기질의 내부 또는 기질의 외부에 위치하는 히터를 사용하여 가열될 수 있으며, 내부 히터의 사용은 열이 외부 히터보다 열 손실이 적게 기질에 효율적으로 제공되는 에어로졸-형성 기질(substrate)을 가열하기 위한 가열 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 내부와 외부 히터 모두를 사용하면 내부 또는 외부 히터 단독으로 사용할 때 요구되는 것보다 낮은 온도에서 각 히터가 동작하도록 허용되며, 내부 히터보다 더 낮은 온도에서 외부 히터를 동작함으로써, 장치의 외부 온도를 수용할 수 있는 에어로졸-형성 기질(substrate)을 가열하기 위한 가열 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명 과제의 해결 수단은 에어로-졸 발생 장치에 있어서, 에어로졸-형성 기질을 수용하도록 구성된 기질 수용 캐비티와, 기질 수용 캐비티 내에 위치한 내부 히터와, 기질 수용 캐비티의 주위(perimeter)에 위치한 외부 히터 및 내부 히터 또는 외부 히터 또는 내부 및 외부 히터 모두에 전원 공급을 제어하도록 구성된 콘트롤러로 구성되어, 외부 히터가 내부 히터보다 낮은 온도를 가지도록 구성된 에어로-졸 발생 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 에어로졸-형성 기질을 가열하는 방법에 있어서, 에어로졸-형성 기질의 내부 영역과 접촉할 수 있는 제1 히터를 제공하는 단계와, 기질의 외부 표면과 접촉할 수 있는 제2 히터를 제공하는 단계 및 제1 히터 및 제2 히터의 온도를 제어하도록 구성된 콘트롤러를 제공하는 단계를 구비하여, 제2 히터는 제1 히터의 온도보다 낮음을 특징으로 하는 에어로졸-형성 기질을 가열하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 기질의 내부 또는 기질의 외부에 위치하는 히터를 사용하여 가열될 수 있으며, 내부 히터의 사용은 열이 외부 히터보다 열 손실이 적게 기질에 효율적으로 제공할 수 있는 유리한 효과가 있다.
또한 본 발명은 내부와 외부 히터 모두를 사용하면 내부 또는 외부 히터 단독으로 사용할 때 요구되는 것보다 낮은 온도에서 각 히터가 동작하도록 허용되며, 내부 히터보다 더 낮은 온도에서 외부 히터를 동작함으로써, 장치의 외부 온도를 수용할 수 있는 유리한 효과가 있다.
명세서는 첨부된 도면을 참조하여 단지 예로서, 더 기술될 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 에어로-졸 발생 장치의 기본 요소를 도시하는 개략도이다;
도 2는 일 실시 예에 따른 히터 장치의 개략적인 종단면도이다;도 3a는 도 2의 내부 히터 소자를 나타낸다;
도 3b는 도 2의 내부 및 외부 히터 소자를 보여준다;
도 3c는 지지 구조물을 포함한 도 3b의 장치를 보여준다;
도 4는 도 1에 도시된 형태의 장치에 사용하기 위한 기질 추출기를 도시한다;
도 5는 도 4에 도시된 바와 같이 추출기가 삽입된 도 2의 장치의 개략적인 방사상 단면도이다 ; 및
도 6은 또 다른 실시 예 에 따른 외부 히터 요소는 기질 추출기의 부분인 히터 장치의 개략적 종단면도이다.
본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 살펴본다.
일 실시 예에서, 에어로졸- 발생 장치는: 에어로졸-형성 기질을 수용하도록 구성된 기질을 수용하는 캐비티(=공동, cavity); 기질을 수용하는 캐비티 내에 위치한 내부 히터 ; 기질을 수용하는 캐비티 주위(perimeter)에 위치하는 외부 히터 ; 내부 히터 또는 외부 히터, 또는 내부 히터와 외부 히터 모두에 전력공급을 제어하도록 구성된 제어기를 포함하며, 그래서 외부 히터는 내부 히터보다 낮은 온도를 갖는다. 사용 시, 외부 히터는 온도 에어로졸-형성 기질의 온도보다 낮지만, 주위 온도보다 높은 온도를 가질 수 있다.
본원에서 사용된 '에어로-졸 발생 장치는' 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸-형성 기질과 상호 작용하는 장치에 관한 것이다. 에어로졸-형성 기질은, 예를 들어, 흡연 물품의 부품으로 에어로졸 생성 물품의 일부가 될 수 있다. 에어로졸-발생 장치는 사용자의 입을 통해서 사용자의 폐 속으로 직접 흡입되는 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성 물품의 에어로졸-형성 기질과 상호 작용하는 흡연 장치일 수 있다. 에어로졸 생성 장치는 홀더(holder)일 수 있다.
본원에서 사용된 용어 '에어로졸-형성 기질'은 에어로졸을 형성 할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기질에 관한 것이다. 그러한 휘발성 화합물은 에어로졸-형성 기질을 가열함으로써 방출할 수 있다. 에어로졸-형성 기질은 에어로졸 발생 물품 또는 흡연 물품의 일부가 될 수 있다.
본원에서 사용된 용어 '에어로졸 발생 물품' 및 '흡연 물품'은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸-형성 기질을 포함하는 물품을 일컫는다. 예를 들어, 에어로졸-발생 물품은 사용자의 입을 통해 사용자의 폐로 직접 흡입되는 에어로졸을 생성하는 흡연 물품일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 일회용일 수 있다. 용어 '흡연 물품'은 일반적으로 이하에 사용된다. 흡연 물품은 담배 스틱일 수 있고 또는 담배 스틱을 포함할 수도 있다.
외부 히터는 내부 히터와 함께 캐비티 주위(perimeter)에 실질적으로 균등한 온도 분포를 제공하도록 형상화되고 제어될 수 있다. 실질적으로 균등한 온도 분포는, 공지된 다양한 방법, 예를 들면, 적외선 카메라 프로파일 또는 서모커플(thermocouple)에 의해 결정될 수 있다. 온도 분포를 결정하는 다른 방법은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 명백할 것이다. 외부 히터에 대한 가장 유리한 형상은 내부 히터의 형상뿐만 아니라 에어로졸-형성 기질의 형상에 달려있다. 예를 들어, 외부 히터는 에어로졸-형성 기질의 인접한 그러한 부분들이 내부 히터로부터 가장 멀리 떨어지거나 또는 가장 적은 열을 수용하는 형상으로 만들어지고 위치된다. 특히 내부 히터가 기질 수용 캐비티 내에 대칭으로 또는 중심에 배치될 때, 외부 히터는 유리하게 기질 수용 캐비티 주변에 실질적으로 대칭으로 배치될 수 있다. 외부 히터는 하나 이상의 히팅 요소를 포함할 수 있다. 용어 “외부 히팅 요소”는 에어로졸-형성 기질을 적어도 부분적으로 둘러싸는 외부 히팅 요소를 말한다.
내부 히터는 흡연 물품이 캐비티 내에 수용될 때, 흡연 물품의 에어로졸-형성 기질 속으로 적어도 부분적으로 삽입하기 위하여 블레이드(blade) 형상의 내부 히팅 소자(element)를 포함한다. “내부 히팅 소자"는 에어로졸-형성 기질 속으로 삽입하기에 적합한 히팅 소자이다.
외부 히터는 각각 캐비티 주위에 부분적으로 확장되는 두 개의 히팅 소자를 포함할 수 있다.
콘트롤러는 전원과 외부 및 내부 히터 중 하나 또는 둘과 연결 배열된 전자 회로 형태를 취할 수 있다. 전자 회로는 독립적으로 제어 가능하도록 내부 또는 외부 히터에 대하여 제공되고 또는 내부 또는 외부의 부품을 형성하여, 독립적으로 제어 가능하도록 별도의 히팅 소자에 대하여 제공할 수 있다. 전자 회로는 프로그래밍이 가능하다.
콘트롤러는 100 와 200 ℃사이의 온도를 가지도록 외부 히터를 제어하게 구성할 수 있다. 콘트롤러는 320 와 420 ℃사이의 온도를 가지도록 내부 히터를 제어하게 구성할 수 있다. 하나의 실시 예에서, 콘트롤러는 표면 영역 전체에 대략 375 ℃이고 최대 국부 온도가 420 ℃인 평균 온도를 가지도록 내부 히터를 구성할 것이다.
에어로졸 발생장치는 내부 및 외부 히터를 포함하는 하우징을 더 포함할 수 있다. 하우징은 사용자가 손에 쥐거나 지닐 수 있도록 설계할 수 있다.
외부 히터는 공기 갭 또는 절연 층에 의해 상기 하우징으로부터 이격될 수 있다. 특히, 지지 구조물은 외부 히터 주위에 제공될 수 있고, 지지 구조물은 하나 이상의 리브(rib) 또는 돌출부(projection)을 구비한 내부 표면을 포함하며, 리브 또는 돌출부는 외부 히터와 접촉한다. 지지 구조물은 하우징 내에 수용될 수 있거나 또는 하우징의 일부를 형성할 수 있다. 리브 또는 돌출부 상에 외부 히터를 지지함으로써, 외부 히터로부터 지지 구조물까지 및 하우징까지의 열전도는 상대적으로 적다. 외부 히터는 캐비티의 내부 표면에 형성하거나 또는 내부 표면 상에 위치할 수 있으며, 사용 시, 외부 히터는 에어로졸-형성 기질 또는 외부 포장재 또는 에어로졸-형성 기질의 케이싱과 접촉한다. 외부 히터는 전도에 의해 직접 에어로졸-형성 기질을 가열 할 수 있다.
에어로졸-형성 기질을 수용하기 위한 캐비티에 대하여 참조했지만, 이제 에어로졸-형성 기질은 에어로졸-형성 기질을 포함할 뿐만 아니라 필터와 전송 부분 같은 다른 요소를 포함하는 봉(rod)을 구비한 흡연 물품을 포함하는 요소가 될 수 있음을 본 발명의 기술 분야의 당업자에게는 명백할 것이다. 외부 히터는 하우징, 외부 히터 설계, 및 흡연 물품의 변형을 통해서 기질의 히팅을 허용하는 그러한 방식으로 하우징에 제공될 수 있음이 본 발명 기술 분야의 당업자에게는 명백할 것이다. 지지 구조물은 메쉬(mesh)를 포함하거나 낮은 열 질량을 제공하기 위해 복수의 구멍을 포함 할 수 있다.
외부 히터는 장치의 하우징에 대하여 움직일 수 있도록 슬리브 상에 제공될 수 있다. 에어로졸-형성 기질은 슬리브에 수용될 수 있다. 슬리브는 장치에 및 장치로부터 에어로졸-형성 기질의 삽입 및 추출을 돕도록 사용될 수 있다. 슬리브는 기질 수용을 위하여 제1 위치와 제2 위치 사이에 슬라이딩할 수 있는 슬라이딩 리셉터클(receptacle, 용기)을 포함할 수 있다. 슬라이딩 리셉터클의 제1 위치는 내부 및 외부 히터가 에어로졸을 형성하기 위하여 에어로졸-형성 기질을 가열할 수 있는 동작 위치이다. 슬리브는 슬리브가 제1 위치에 있을 때 외부 히터에 전원을 연결하기 위한 전기 접촉을 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 또 공기 주입구를 더 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 장치는 또한 공기 배출구를 더 포함 할 수 있다. 에어로졸 생성 장치는 원하는 특성을 가지는 에어로졸 형성을 허용할 수 있도록 응축 챔버를 더 포함 할 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 전기적으로 가열된 흡연 시스템일 수 있고 내부 및 외부 전기 히터를 포함할 수 있다.
전기 히터 요소는 전기적으로 저항 물질을 포함할 수 있다. 적당한 전기적인 저항 물질은 다음을 포함하나 그에 제한되지 않는다: 예를 들어, 도핑된 세라믹 같은 반도체, 전기적으로 "전도성(conductive)의" 세라믹(예를 들어, 이황화 몰리브덴), 카본, 그라파이트, 금속, 금속 합금 및 세라믹 및 금속 물질로 만들어진 혼합물질. 그러한 혼합물질은 도핑된 또는 도핑되지 않은 세라믹을 포함할 수 있다. 적당히 도핑된 세라믹의 예는 도핑된 실리콘 카바이트를 포함한다. 적합한 금속은, 예를 들어, 티타늄, 지리코늄, 탄탈늄 및 백금 그룹의 금속을 포함한다. 적당한 금속합금의 예는 스테인레스 스틸, 콘스탄탄, 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티탄늄-, 지리코늄-, 하프늄-, 니오브-, 몰리브덴-, 탄탈-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨-,망간, 금- 및 철-함유 합금, 및 니켈 기반의 슈퍼 합금, 철, 코발트, 스테인리스 스틸, Timetal 및 철-망간-알루미늄기반의 합금 등. 혼합물질에서, 전기 저항성 재료는 선택적으로 절연 재료로 임베디드(embeded), 캡슐화 또는 코팅될 수 있거나 에너지 전달의 동력학 및 요구되는 외부의 물리화학적 특성에 따라 또는 그 역으로 될 수 있다. 선택적으로 전기 히터는 하나 이상의 적외선 히팅 소자, 광 소스, 또는 유도 히팅 소자를 포함할 수 있다.
내부 히터는 임의의 적당한 형상을 취할 수 있다. 예를 들어, 내부 히터는 히팅 블래이드(blade) 형태를 취할 수 있다. 선택적으로, 내부 히터는 다른 전기- 전도성 부분, 또는 전기 저항 금속 튜브를 가진 케이싱 또는 기질의 형상을 취할 수 있다. 선택적으로, 내부 히터는 에어로졸-형성 기질의 중심을 통과하는 하나 이상의 히팅 바늘 또는 봉(rod)일 수 있다. 다른 선택사항(alternatives)들은 히팅 와이어 또는 필라멘트, 예를 들어, Ni-Cr(니켈-크롬), 백금, 금, 은, 텅스텐 또는 합금 와이어 또는 히팅 플레이트를 포함한다. 선택적으로, 내부 히팅 요소는 강성 캐리어 물질 상에 또는 내부에 증착될 수 있다. 이러한 일 실시 예에서, 전기 저항성 히터는 온도와 저항 사이의 정의된 관계를 갖는 금속을 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 예시적인 장치에서, 금속은 세라믹 물질 같은 적절한 절연 물질에 트랙으로 형성되고, 그런 다음, 유리와 같은 다른 절연성 물질로 끼워(sandwiched) 형성할 수 있다. 이러한 방식으로 형성된 히터는 작동 중에 히터의 가열과 히터의 온도 모니터링 모두에 사용될 수 있다.
외부 히터는 임의의 적당한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 외부 히터는 폴리아미드와 같은 절연체(dielectric) 기질 상에 하나 이상의 유연한(flexible) 히팅 호일의 형태를 취할 수 있다. 유연한 히팅 호일은 기질 수용 캐비티의 주변 길이(perimeter)에 맞게 형상화될 수 있다. 선택적으로, 외부 히터는 금속 그리드 또는 그리드, 플렉시블 인쇄 회로 판, 성형된 상호 연결된 장치(MID), 세라믹 히터, 플렉시블 탄소 섬유 형태를 취할 수 있고, 적합한 모양의 기질 상에 플라즈마 증기 증착과 같은 코팅 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 외부 히터는 온도와 저항 사이의 정의된 관계를 갖는 금속을 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 예시적인 장치에서, 금속은 적절한 절연 재료의 두 층 사이의 트랙으로서 형성될 수 있다. 이와 같은 방법으로 형성된 외부 히터는 동작 중에 가열과 외부 히터의 온도 모니터링 둘 다에 사용할 수 있다. 외부 히터는 유도성 히터일 수 있다.
내부 또는 외부 히터는 열을 흡수 및 저장하고 이어서 시간이 지나면 에어로졸-형성 기질에 열을 방출할 수 있는 물질을 포함한 히트 싱크, 또는 열 저장소를 포함할 수 있다. 히터 싱크는 적합한 금속 또는 세라믹 물질과 같은 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 물질은 높은 열용량(민감한 열 저장 물질)을 갖거나 고온 상 변화(high temperature phase change)와 같은 역과정을 통해서 열을 흡수하고 이어서 방출할 수 있는 물질이다.
적절히 민감한 열 저장 물질은 실리카겔, 알루미나, 카본, 유리 매트, 유리 섬유, 광물, 알루미늄, 은이나 납, 및 종이와 같은 셀룰로오스 물질을 포함한다. 역 상 변화(reversible phase change)를 통해서 열을 방출하는 다른 적합한 물질은 파라핀, 아세트산 나트륨, 나프탈렌, 왁스, 산화 폴리에틸렌, 금속, 금속 염, 공융 염의 혼합물 또는 합금을 포함한다. 히터 싱크 또는 열 저장소는 에어로졸-형성 기질과 직접 접촉하며 기질에 직접 저장된 열을 전송할 수 있도록 배치될 수 있다. 선택적으로, 히트 싱크 또는 열 저장소에 저장된 열은 금속 튜브와 같은 열전도체에 의해 에어로졸-형성 기질에 전송될 수 있다.
내부 및 외부 히터는 유리하게 전도에 의해 에어로졸-형성 기질을 가열한다. 히터는 기질 또는 기질이 증착되는 캐리어와 적어도 부분적으로 접촉될 수 있다. 선택적으로, 내부 또는 외부 히터로부터의 열은 열전도성 요소에 의해 기질에 전도될 수 있다.
동작하는 동안, 에어로졸-형성 기질은 완전히 에어로졸-발생 장치 내에 포함될 수 있다. 그 경우, 사용자는 에어로졸-발생 장치의 마우스피스로 퍼프(puff)할 수 있다. 마우스피스는 에어로졸-발생 물품 또는 에어로졸-발생 장치에 의해 생성된 에어로졸을 직접 흡입하기 위해 사용자의 입에 배치된 에어로졸-발생 장치의 일부가 될 수 있다. 에어로졸은 마우스피스를 통해 사용자의 입에 전달된다. 선택적으로, 작동 중에 에어로졸-형성 기질을 포함하는 흡연 물품은 에어로졸 생성 장치 내에 부분적으로 포함될 수 있다. 그 경우, 사용자는 흡연 물품 또는 흡연 물품의 마우스피스로 직접 퍼프할 수 있다.
흡연 물품은 형상에서 있어서 실질적으로 원통형일 수 있다. 흡연 물품은 실질적으로 가늘고 기다랗다. 흡연 물품은 길이와 길이에 실질적으로 수직하는 원주(circumference)를 가질 수 있다. 에어로졸-형성 기질은 형상에 있어서 실질적으로 원통형일 수 있다. 에어로졸-형성 기질은 실질적으로 가늘고 기다랗다. 에어로졸-형성 기질은 또한 길이 및 길이에 실질적으로 수직하는 원주를 가질 수 있다.
흡연 물품은 약 30 ㎜와 약 100mm 사이의 총 길이를 가질 수 있다. 흡연 물품은 약 5mm와 약 12mm 사이의 외부 직경을 가질 수 있다. 흡연 물품은 필터 플러그를 포함할 수 있다. 필터 플러그는 흡연 물품의 다운스트림(=하류, downstream) 단부에 위치할 수 있다. 필터 플러그는 셀룰로오스 아세테이트 필터 플러그일 수 있다. 필터 플러그는 하나의 실시 예에서 길이가 약 7mm 이지만, 약 5 ㎜ 내지 약 10mm 사이의 길이를 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 흡연 물품은 약 45 ㎜의 총 길이를 갖는다. 흡연 물품은 약 7.2 mm 의 외부 직경을 가질 수 있다. 또한, 에어로졸-형성 기질은 약 10mm 의 길이를 가질 수 있다. 선택적으로, 에어로졸-형성 기질은 약 12mm 의 길이를 가질 수 있다. 또한, 에어로졸-형성 기질의 직경은 약 5mm 와 약 12mm 사이 일 수 있다. 흡연 물품은 외부 종이 포장지를 포함할 수 있다. 또한, 흡연 물품은 에어로졸-형성 기질 및 필터 플러그 사이의 분리된 곳(= 틈. separation)을 포함할 수 있다. 분리된 곳(틈)은 약 18mm 가 될 수 있지만, 약 5mm 내지 약 25mm 의 범위에 있을 수 있다.
에어로졸-형성 기질은 고체 에어로졸-형성 기질일 수 있다. 선택적으로, 에어로졸-형성 기질은 고체 및 액체 성분을 모두 포함할 수 있다. 에어로졸-형성 기질은 가열 즉시 기질로부터 방출되는 휘발성 담배 맛 화합물을 함유하는 담배-함유 물질을 포함할 수 있다. 선택적으로, 에어로졸-형성 기질은 비- 담배 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸-형성 기질은 에어로졸 포머(former)를 더 포함할 수 있다. 적합한 에어로졸-포머의 예로는 글리세린 및 프로필렌 글리콜이다.
에어로졸-형성 기질이 고체 에어로졸-형성 기질인 경우, 고체 에어로졸-형성 기질은, 예를 들어, 하나 이상의 다음을 포함하는 분말, 과립, 펠렛, 슈레드(shreds), 스파게티(spaghettis), 스트립 또는 씨트이다: 허브 잎, 담배 잎, 담배 엽맥의 조각, 재생된 담배, 균질화된 담배, 압출 담배 및 익스팬디드(expanded) 담배. 고체 에어로졸-형성 기질은 느슨한 형태일 수도 있고, 적당한 용기 또는 카트리지 내에 제공될 수 있다. 선택적으로, 고체 에어로졸-형성 기질은 기질을 가열하는 즉시 방출되는 추가적인 담배 또는 비-담배 휘발성 맛(향) 화합물을 함유할 수 있다. 고체 에어로졸-형성 기질은 또한, 예를 들어, 추가적인 담배 또는 비-담배 휘발성 맛 화합물을 포함하는 캡슐일 수 있고 그러한 캡슐은 고체 에어로졸-형성 기질을 가열하는 동안 용융될 수 있다.본원에서 사용된 균질화된 담배는 미립자 담배를 뭉침으로써 형성된 물질을 말한다. 균질화된 담배는 시트의 형태일 수 있다. 균질화된 담배 물질은 건조 중량 기준으로 5 % 이상의 에어로졸-포머 내용물(content)을 가질 수 있다. 균질화된 담배 물질은 건조 중량을 기준으로 무게로 5 % 내지 30 % 의 에어로졸 포머 내용물을 가질 수 있다. 균질화된 담배의 시트는 담배 잎 박판 및 담배 잎 줄기 중 하나 또는 모두를 갈거나 빻아 얻는 미립자 담배를 뭉쳐서 형성할 수 있다. 선택적으로, 또는 부가적으로, 균질화된 담배 물질의 시트는, 예를 들어, 담배 먼지, 담배 미분(fines) 및 예를 들어, 처리, 취급 및 선적(shipping) 동안 형성된 다른 미립자 담배 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 균질화된 담배 물질의 시트는 담배 고유의 고착제(binder), 즉 내인성 답배 고착제, 하나 이상의 외부의 고착제, 즉 외인성 담배 고착제 또는 미립자 담배를 뭉치는 것을 돕기 위하여 그것들을 조합한 하나 이상의 고착제(binder)를 포함할 수 있다; 선택적으로, 또는 부가적으로, 균질화된 담배 물질의 시트는 담배 및 비-담배 섬유, 에어로졸 포머, 습윤제, 가소제, 향미제, 충전제, 수성 및 비-수성 용매 및 이들의 조합을 포함하는 다른 첨가제를 포함할 수 있다.
특히 바람직한 실시 예에서, 에어로졸-형성 기질은 균질화된 담배 물질의 수집된 압착 시트를 포함한다. 본원에서 사용되는, 용어 "주름진 시트(crimped sheet)“는 복수의 실질적으로 평행한 마루(ridge) 또는 주름을 가진 시트를 나타낸다. 바람직하게는, 에어로졸-발생 물품은 조립되었을 때, 실질적으로 평행한 마루 또는 주름은 에어로졸-발생 물질의 종축을 따라 또는 평행으로 확장된다. 이것은 유리하게는 에어로졸-형성 기질을 형성하는 균질화된 담배 물질의 압축 시트의 수집(gathering)을 용이하게 한다. 그러나, 에어로졸-발생 물품에 함유하기 위한 균질화된 담배 물질의 주름진 시트는 에어로졸-형성 기질이 조립될 때 에어로졸-발생 물질의 종축에 대해 예각 또는 둔각을 이루도록 배치된 복수의 실질적으로는 평행한 마루 또는 주름을 선택적으로 또는 추가적으로 가질 수 있음을 이해할 것이다. 특정 실시 예에서, 에어로졸-형성 기질은 실질적으로 그것의 전체 표면에 실질적으로 균일하게 짜여진 균질화된 담배 물질의 수집된 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸-형성 기질은 시트의 폭 전체에 실질적으로 균일하게 이격되어 실질적으로 평행한 복수의 마루 또는 주름을 포함하는 균질화된 담배 물질의 수집된 주름진 시트(crimped sheet)를 포함할 수 있다.
선택적으로, 고체 에어로졸-형성 기질은 열적으로 안정한 캐리어 상에 제공되거나 속에 내장될 수 있다. 캐리어는 분말, 과립, 펠렛, 슈레드(shreds), 스파게티, 스트립 또는 시트의 형태를 취할 수 있다. 선택적으로, 캐리어는 그것의 내부 표면에, 또는 그것의 외부 표면에, 또는 그것의 내부와 외부 표면 모두에 증착된 고체 기질의 박막을 가진 관형 캐리어일 수 있다. 이러한 관형 캐리어는, 예를 들어, 씨트, 폼(foam), 겔 또는 슬러리 같은 형태로 캐리어의 표면에 증착할 수 있다. 고체 에어로졸-형성 기질은, 예를 들면, 씨트, 폼(foam), 겔 또는 슬러리의 형태로 캐리어의 표면에 증착될 수 있다. 고체의 에어로졸-형성 기질은 캐리어의 전체 표면에 증착될 수 있고, 또는 선택적으로, 사용 중에 불균일한 맛 전달을 제공하기 위해 일정한 패턴으로 증착될 수 있다.
상기 고체 에어로졸-형성 기질에 대해 참조를 했지만, 다른 형태의 에어로졸-형성 기질도 다른 실시 예에 사용될 수 있다는 것은 본 발명 기술 분야의 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 에어로졸-형성 기질은 액체 에어로졸-형성 기질일 수 있다. 액체 에어로졸-형성 기질이 제공되는 경우에는, 에어로졸-발생 장치는 바람직하게는 액체를 유지하기 위한 수단을 포함한다. 예를 들어, 액체 에어로졸-형성 기질은 콘테이너에 보관될 수 있다. 선택적으로 또는 추가적으로, 액체 에어로졸-형성 기질은 다공질 캐리어 물질에 흡수될 수 있다. 다공성 캐리어 물질은 예를 들면, 발포된(foamed) 금속 또는 플라스틱 물질, 폴리프로필렌, 테릴렌(terylene), 나일론 섬유 또는 세라믹과 같은 임의의 적합한 흡수성의 플러그 또는 본체로 이루어질 수 있다. 액체 에어로졸-형성 기질은 에어로졸-생성 장치의 사용 전에 다공성 캐리어 물질에 보관될 수 있으며, 또는 선택적으로, 액체 에어로졸-형성 기질은 사용 동안 또는 사용하기 직전에 다공성 캐리어 물질 속으로 방출할 수 있다. 예를 들어, 액체 에어로졸-형성 기질은 캡슐로 제공될 수 있다. 캡슐의 쉘(shell)은 바람직하게는 가열 즉시 용융되어 다공성 캐리어 물질 속으로 액체 에어로졸-형성 기질을 방출한다. 캡슐은 선택적으로 액체와 조합한 고체를 포함할 수 있다.
선택적으로, 캐리어는 담배 성분이 혼입되어 있는 부직포 또는 섬유 다발일 수 있다. 부직포 또는 섬유 다발은, 예를 들면, 탄소 섬유, 천연 셀룰로오스 섬유, 또는 셀룰로오스 유도체 섬유를 포함할 수 있다.
에어로졸-발생 장치는 내부 및 외부 히터에 전력을 공급하기 위한 전원을 더 포함할 수 있다. 전원은, 예를 들어, 임의의 적절한 전원, DC 전압원일 수 있다. 일 실시 예에서, 전원은 리튬이온 전지이다. 선택적으로, 전원은 니켈-금속 하이브리드 배터리, 니켈 카드늄 배터리, 또는 예를 들어, 니켈-코발트, 리듐-철-인산염 또는 리듐 폴리머 배터리와 같은 리듐 기반 배터리일 수 있다.
일 실시 예에서, 에어로졸-발생 장치는 사용자가 퍼프(puff)하고 있음을 나타내는 공기 흐름을 검출하는 센세를 더 포함하며, 전기 히터의 동작 또는 전기 히터의 향상된 에너지 관리를 기반으로 퍼프를 가능하게 한다. 센서는 기계적 장치, 전기-기계 장치, 광학 장치, 광학-기계식 장치 및 마이크로 전자-기계 시스템(MEMS) 기반의 센서 중 하나일 수 있다. 그 실시 예에서, 센서는 사용자가 퍼프함을 감지할 때 전기 히터를 활성화하도록 배치된 전원 및 시스템에 접속될 수 있다. 다른 실시 예에서, 시스템은 또한 사용자가 퍼프를 개시하거나 또는 오래-지속하는 흡연 경험을 가능하게 하도록 수동으로 작동 할 수 있는 스위치를 더 포함한다.
에어로졸-발생 장치는 바람직하게는 한 손의 손가락 사이에 쥐기 편안하도록 손에 쥐는(handhold) 에어로졸-발생 장치이다. 에어로졸-발생 장치는 모양에 있어서 실질적으로 원통형일 수 있다. 에어로졸-발생 장치는, 다각형의 단면과 한 쪽 면에 형성된 돌출된 버튼을 가질 수 있다: 이 실시 예에서, 에어로졸-발생 장치의 외부 직경은 한 쪽 평면에서 반대쪽 평면까지 측정된 약 12.7 mm 내지 약 13.65 mm 사이 일 수 있다; 한 쪽 가장자리(edge)에서 반대편 가장자리까지 측정된 약 13.4 mm 내지 약 14.2mm 사이(즉, 에어로졸-발생 장치의 일측면 상의 두 면(two face)의 교차점에서 다른 면의 대응하는 교차점까지); 및 버튼의 상단에서 반대편 바닥의 평면까지 측정된 약 14.2 mm 과 약 15mm 사이이다. 에어로-졸 발생 장치의 길이는 약 70mm 와 120mm 사이에 있을 수 있다.
다른 측면에서는, 다음의 단계를 포함하는 에어로졸-형성 기질의 히팅 방법이 제공된다: 에어로졸-형성 기질의 내부 영역에 제1 히터를 제공하는 단계; 기질의 외부 표면에 또는 근처에 제2 히터를 제공하는 단계; 및 제2 히터가 제1 히터보다 낮은 온도에 있도록 제1 히터 및 제2 히터의 온도를 제어하는 단계를 포함한다.
외부 히터는 125℃ 와 175℃ 사이의 온도를 갖도록 제어될 수 있다. 내부 히터는 200℃ 와 450℃사이의 온도를 갖도록 제어될 수 있다. 사용 시, 외부 히터는 에어로졸-형성 기질보다 낮지만 주위 온도보다 높은 온도를 가질 수 있다.
도 1에서, 전기적으로 가열된 에어로졸 발생 시스템(100)의 실시 형태의 내부가 단순화된 방식으로 도시된다. 특히, 전기적으로 가열된 에어로졸 발생 시스템(100)의 요소는 도 1에 일정 비율로 도시되지는 않는다. 이러한 실시 예를 이해하는데 상관없는 요소는 도 1을 간단하게 하기 위해 생략되었다.
전기적으로 가열된 에어로졸 생성 시스템(100)은 하우징(10) 및 예를 들어, 담배와 같은 에어로졸-형성 기질(2)을 포함한다. 에어로졸-형성 기질(2)은 히터(20)와 열적으로 근접하도록 하우징(10) 내부에 밀어 넣는다. 에어로졸-형성 기질(2)은 서로 다른 온도에서 일정 범위의 휘발성 화합물을 방출할 것이다. 에어로졸-형성 기질(2)으로부터 방출되는 휘발성 화합물의 일부는 오직 히팅 공정을 통해 형성된다. 각각의 휘발성 화합물은 특유의 방출 온도 이상에서 방출될 것이다. 전기적으로 가열된 에어로졸 발생 시스템(100)의 최대 작동 온도를 일부의 휘발성 화합물의 방출 온도 미만이 되도록 제어함으로써, 이러한 연기 성분의 방출 또는 형성을 피할 수 있다.
부가적으로, 하우징(10)은 전기 에너지 공급(40), 예를 들어, 재충전이 가능한 리튬 이온 배터리를 포함한다. 콘트롤러(30)는 히터(20), 전기 에너지 공급(40), 에어로졸-형성 기질 검출기(32) 및 예를 들어 디스플레이와 같은 그래픽 사용자 인터페이스(36)에 연결된다. 콘트롤러(30)는 그 온도를 조절하기 위하여 히터(20)에 공급되는 전력을 제어한다. 일반적으로 에어로졸-형성 기질은 250℃ 내지 450℃ 사이의 온도까지 가열된다.에어로졸-형성 기질 검출기(32)는 히터(20)와 열적으로 근접한 에어로졸-형성 기질(2)의 존재와 정체를 검출할 수 있고 에어로졸-형성 기질(2)의 존재를 콘트롤러(30)에 신호로 알릴 수 있다.
콘트롤러(30)는 사용자 인터페이스(36)를 제어하여, 예를 들어, 배터리 전력, 온도, 에어로졸-형성 기질(2)의 상태, 다른 메시지 또는 이들의 조합 같은 시스템 정보를 표시하도록 한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 히터 장치의 개략적인 단면도이다. 도 2는 기질이 삽입되는 장치의 단지 앞부분만을 도시한다. 하우징은 종단 개방되고 에어로졸-형성 기질(2, 점선으로 표시)이 삽입 될 수 있는 기질 수용 캐비티를 정의한다. 캐비티는 사용자가 퍼프할 수 있는 흡연 물품의 형태로 원통형 기질을 수용하도록 구성된다.
히터는 세 개의 분리된 히터 요소, 내부 히터 소자(22) 및 두 개의 외부 히터 소자(24, 26)를 포함한다. 내부 히터(22)는 베이스(21)에 지지되는 블레이드의 형태이며, 도 3a 에서 더 명확하게 도시되어 있다. 내부 히터 소자(22)는 기질 내부에 수용되도록 구성되어 있다. 도 3b에 더 명확하게 도시된 외부 히터 소자(24, 26)는 흡연 물품의 외부 표면에 가까이 또는 접촉되도록 배치된다. 외부 히터 소자(24, 26)는 활 모양(arcuate)의 단면을 가지고 캐비티의 주위(perimeter)로 연장된다.
외부 히터는 하우징(10) 내의 지지 구조물(50) 내에 장착된다. 지지 구조물은 보다 명확하게 도 3c 에 도시되고 그 안에 형성된 복수의 구멍(54)을 가진 원통형 쉘(52)을 포함한다. 외부 히터 소자(24, 26)는 히터 소자(24, 26)에서 지지 구조물(50)까지 및 하우징(10)까지 전도성 손실을 최소화하기 위해 셸 상에 나선형 내부 리브(rib) 구조물(56)에 지지된다. 캡 구조물(58)은 히터를 위치에 안정되게 고정하기 위해 제공된다.
도 3a는 지지 베이스(21)의 내부 히터 소자(22)를 나타낸다. 내부 히터는 백금 트랙이 증착되어 있는 세라믹 물질로 형성된 블레이드의 형태이다. 히터는 백금 트랙 전체에 전압을 통과시켜 활성화된다. 블레이드는 에어로졸-형성 기질(2)로부터 삽입 및 제거를 쉽게 하기 위한 형태이다.
도 3b는 그 주위에 위치한 외부 히터 소자(24, 26) 및 베이스(21)의 부분을 구비한 도 3a의 내부 히터 소자(22)의 사시도이다. 도 3b에 도시 된 바와 같이, 외부 히터 소자는 기질 수용 캐비티의 주위로 확장되는 커브의 또는 활 모양의(arcuate) 시트로 형성된다. 외부 히터 소자는 사이에 저항 히팅 트랙이 형성되는 플랙셔블(유연한) 폴리아미드 시트로 형성된다. 이러한 유형의 플랙셔블 히터는 미국 우편 번호 55432 미네소타 주 미니애폴리스 시 커머스레인 7300 소재의 Minco에서 구할 수 있다.
도 3b에 도시된 외부 히터 소자는 캐비티의 전체 주위에 연장되지 않지만, 내부 히터 소자(22)의 형상과 일치하도록 위치된다. 외부 히터 소자는 가능한 한 캐비티 내의 온도 분포를 균등하게 제공하기 위하여, 내부 히터 소자로부터 가장 멀리 떨어져 캐비티 주위의 영역을 커버하도록 위치하는 형상으로 구성된다. 그러나, 이것은 또한 캐비티의 전체 주위에 하나 이상의 외부 히터 소자를 제공하고 가능한 가장 균등한 온도 분포를 얻도록 외부 히터 소자의 다른 섹션에 공급되는 전력을 제어함으로써 달성 될 수 있다. 다르게 형성된 내부 히터 소자 또는 소자들을 사용하는 것도 물론 가능하다.
전원에 내부 및 외부 히터 소자의 전기적인 접속은 명확하게 도시되지 않는다. 그러나, 내부 및 외부 히터 소자는 전기적으로 콘트롤러(30) 및 배터리(40)에 연결됨을 분명히 해야 한다.
도 3c는 외부 히터 소자(24, 26)의 주위에 위치하는 지지 구조물(50)과 함께 도 3b의 히터 장치를 도시한다. 지지 구조물은 PEEK 같은 가열 가소물 또는 다른 적합한 온도 저항성 물질로 형성된 원통형 쉘(52)을 포함한다. 구멍(54)은 그것의 질량, 특히 열적 질량을 감소시키기 위하여 쉘을 통해 형성된다. 기술된 쉘(52)은 패턴화된 내부 표면을 가지며, 이 예에서는 열적 접촉을 최소화하면서 외부 히터 소자를 지원하는 내부 나선형 리브(rib)를 가진다. 이것은 도 3c에는 볼 수 없다. 쉘(52)은 베이스(21) 위에 끼운다. 캡(58)은, 또한, 플라스틱 또는 세라믹과 같은 열 저항 물질로 형성되어 지지 구조물을 완성하기 위하여 쉘과 외부 히터 소자(24,26)의 상부에 끼운다. 일반적으로, 바람직하지 못한 휘발성 화합물 방출을 방지하는 충분히 높은 용융/분해(degradation) 온도를 갖는 임의의 재료는 사용될 수 있다.
사용 시 ,내부 히터 소자(22)는 외부 히터 소자보다 더 높은 온도를 갖도록 제어된다. 이 실시 예에서, 내부 히터 소자는 350℃의 최대 온도를 가지도록 제어되고 사용 중 그 최대 온도에 가깝도록 유지된다. 외부 히터 소자(24, 26)는 150℃의 최대 온도를 가지도록 제어되고 사용 중 그 최대 온도에 가깝도록 유지된다.
외부 히터(24, 26)는 활성 절연의 형태를 제공한다. 즉, 그들은 가열된 기질 전체에 열 변화율을 감소시킨다. 사용 시, 에어로졸-형성 기질은 일반적으로 외부 히터 소자보다 훨씬 높은 온도에 도달하지만, 기질 전체에 열 변화율을 감소시킴으로써, 기질의 보다 균등한 히팅을 달성할 수 있고, 내부 히터 소자에 대한 낮은 온도를 사용할 수 있다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 형태의 장치에 사용될 수 있는 추출기 슬리브(60)를 나타낸다. 추출기 슬리브(sleeve)는 장치에 또는 장치로부터 에어로졸-형성 기질을 삽입 및 추출을 돕는다. 추출기 슬리브는 속이 비어있고(hollow)이고 원통형 에어로졸-형성 기질을 보유하고 있다. 추출기 슬리브는 상단부로부터 슬리브 속으로 기질의 삽입과 하단부로부터 기질 내부로 내부 히터(22)의 삽입 모두를 허용하기 위하여 양 단부에 개방되어 있다. 립(lip, 61)은 추출 과정 동안 기질을 유지하도록 추출기 슬리브(60)의 하단부에 형성될 수 있다. 추출기 슬리브는 화살표(66)의 방향으로 기질 수용 캐비티 안으로 삽입되도록 구성되어 있다.
에어로졸-형성 기질은 추출기(64)의 다리(62)와 윈도우(64) 영역에 위치한다. 윈도우(64)는, 외부 히터소자(24, 26)에 대응하도록 형성된다. 윈도우(64)는 단순히 추출기 슬리브의 구멍일 수 있고 또는 알루미늄과 같은 열 전도성 물질로부터 형성될 수 있다.
도 5는 추출기 슬리브가 삽입된 도 2에 도시된 형태의 장치의 개략적인 방사상 단면도이다. 추출기 슬리브의 다리(62)는, 외부 히터 소자(24, 26) 사이의 공간에 위치함을 나타낸다. 또한 외부 히터 소자를 위한 지지 슬리브(52)는 추출기 슬리브의 다리를 수신하기 위해 잘라 낸 부분임을 알 수 있다. 이것은 외부 히터 소자가 사용 시 에어로졸-형성 기질에 접촉 또는 매우 가까이 배치되도록 허용한다.
다른 실시 예에서, 외부 히터는 도 4에 도시된 형태의 추출기 슬리브의 일부로서 형성 될 수 있다. 이는 도 6에 개략적으로 도시되어 있다. 도 6은 에어로졸-형성 기질이 삽입될 수 있는 캐비티를 정의하는 에어로-졸 발생 장치의 하우징(70)을 나타낸다. 캐비티 내에 베이스(71)에서 지지되는 도 3a에 나타낸 바와 같이 블레이드 형태의 내부 히터 (72)가 있다. 추출기 슬리브(73)는 캐비티 내부로 삽입된다. 추출기 슬리브는 한 쪽 단부 에 형성된 유지(retaining) 립(77)을 가진 실질적으로 속이 빈(hollow), 관형 구조물이다. 추출기 슬리브는 원통형 에어로졸-형성 기질(도시되지 않음)을 유지하고 캐비티의 안팎으로 슬라이드될 수 있다. 립(77)은 슬리브(73)가 캐비티에서 제거될(withdrawn ) 때 원통형 에어로졸-형성 기질을 유지한다.
외부 히터 소자(74)는 슬리브(73)의 내부 표면 상에 형성되고 슬리브의 원주 주위에 연장된다. 내부 히터 소자는 추출기 슬리브 상에 형성된 전기 저항성 트랙이고 백금으로 제조될 수 있다. 외부 히터 소자(74)에 전력을 공급하기 위해 전기 접점(75)은 슬리브(73)의 내부 표면에 저항성 트랙과 슬리브(73)의 외부 표면에 접촉 영역 사이에 전기적 연결을 제공하도록 제공된다. 접점(75)은 슬리브(73)가 완전히 삽입된 위치에 있을 때 하우징 접점(76)에 접촉한다. 하우징 접점(76)은 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 에어로-졸 발생 장치 내의 콘트롤러 및 배터리에 전기적으로 접속되어 있다.
이전의 실시 예를 참조하여 설명한 바와 같이, 외부 히터는 하나 또는 복수의 별도의 히터 소자로 형성될 수 있고, 내부 히터 소자 또는 소자들의 형상에 대응하여 형상화되거나 제어될 수 있다.
위에 설명된 실시 예는 기술되었지만 그에 제한하지는 않는다. 위에 검토된 실시 예에 비추어, 상기 바람직한 실시 예와 일치하는 다른 실시 예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

Claims (15)

  1. 에어로졸 발생 장치에 있어서,
    에어로졸-형성 기질을 수용하도록 구성된 기질 수용 캐비티;
    기질 수용 캐비티 내에 위치한 내부 히터;
    기질 수용 캐비티의 주위(perimeter)에 위치한 외부 히터; 및
    내부 히터 또는 외부 히터 또는 내부 및 외부 히터 모두에 전원 공급을 제어하기 위한 콘트롤러로 구성되어, 외부 히터가 내부 히터보다 낮은 온도를 가지도록 구성되며,
    외부 히터는 캐비티의 주위(perimeter)에 각각 부분적으로 확장하는 두 개의 히터 소자를 포함하는 에어로졸 발생 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    외부 히터는 내부 히터와 함께 캐비티의 주위(perimeter)에 균등한(uniform) 온도 분포가 제공되도록 형상화 또는 제어되도록 구성된 에어로졸 발생 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    콘트롤러는 100℃ 내지 200℃ 사이의 온도를 가지도록 외부 히터를 제어하도록 구성된 에어로졸 발생 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    콘트롤러는 320℃ 내지 420℃ 사이의 온도를 가지도록 내부 히터를 제어하도록 구성된 에어로졸 발생 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    외부 히터는 기질 수용 캐비티의 주위에 대칭되게 배치됨을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    외부 히터는 복수의 외부 히터 소자를 포함함을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    두 개의 히터 소자는 각각 활 모양의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    사용 시, 외부 히터는 에어로졸-형성 기질보다 낮지만 주변 온도보다 높은 온도를 가짐을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    에어로졸-발생 장치는 외부 히터 주위에 외부 히터와 접촉하는 하나 이상의 리브 또는 돌출부(projections)를 가진 내부 표면을 포함하는 지지 구조물을 포함함을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    에어로졸-발생 장치의 외부 히터는 캐비티의 내부 표면에 위치하거나 또는 캐비티의 내부 표면을 형성하여, 사용 시, 외부 히터가 에어로졸-형성 기질과 접촉하도록 구성됨을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    외부 히터는 장치의 하우징에 대하여 움직일 수 있는 슬리브에 제공됨을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  12. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    장치는 전기적으로 가열되는 흡연 장치임을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  13. 에어로졸-형성 기질을 가열하는 방법에 있어서,
    에어로졸-형성 기질의 내부 영역과 접촉할 수 있는 제1 히터를 제공하는 단계;
    기질의 외부 표면과 접촉할 수 있는 제2 히터를 제공하는 단계; 및
    제1 히터 및 제2 히터의 온도를 제어하도록 구성된 콘트롤러를 제공하는 단계를 구비하여, 제2 히터는 제1 히터의 온도보다 낮으며,
    제2 히터는 에어로졸-형성 기질을 수용하도록 구성된 기질 수용 캐비티의 주위(perimeter)에 각각 부분적으로 확장하는 두 개의 히터 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸-형성 기질을 가열하는 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    외부 히터가 100℃ 내지 200℃ 사이의 온도를 가지도록 제어함을 특징으로 하는 에어로졸-형성 기질을 가열하는 방법.
  15. 청구항 13 또는 청구항 14에 있어서,
    내부 히터가 320℃ 내지 420℃ 사이의 온도를 가지도록 제어함을 특징으로 하는 에어로졸-형성 기질을 가열하는 방법.
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