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KR102562948B1 - 평평한 인덕터 코일을 구비한 에어로졸 발생 장치 - Google Patents

평평한 인덕터 코일을 구비한 에어로졸 발생 장치 Download PDF

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KR102562948B1
KR102562948B1 KR1020207006266A KR20207006266A KR102562948B1 KR 102562948 B1 KR102562948 B1 KR 102562948B1 KR 1020207006266 A KR1020207006266 A KR 1020207006266A KR 20207006266 A KR20207006266 A KR 20207006266A KR 102562948 B1 KR102562948 B1 KR 102562948B1
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KR
South Korea
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aerosol
inductor coil
chamber
generating device
planar portion
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KR1020207006266A
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미셸 베산트
제롬 크리스티안 코우어밧
토니 리벨
안드레아스 마이클 로솔
엔리코 스투라
Original Assignee
필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Publication date
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Abstract

에어로졸 발생 물품(14)을 챔버(18) 내에 삽입하기 위한 개방 말단(20) 및 개방 말단(20)에 대향하는 폐쇄 말단(22)을 갖는 챔버(18)를 정의하고 있는 하우징(16)을 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치(12)가 제공되어 있다. 에어로졸 발생 장치(12)는 또한 챔버(18)의 폐쇄 말단(22)에 배치되어 있는 평평한 나선형 인덕터 코일(26) 및 폐쇄 말단(22)에서 챔버(18) 내에 위치하고 있는 서셉터 요소(24)를 포함하고 있다. 에어로졸 발생 장치(12)는 또한 평평한 나선형 인덕터 코일(26)에 연결되어 있고 평평한 나선형 인덕터 코일(26)에 교류 전류를 제공해서, 사용 시에, 평평한 나선형 인덕터 코일(26)이 교류 자기장을 발생시켜 서셉터 요소(24)를 유도 가열하고 이에 의해 챔버(18) 내에 수용된 에어로졸 발생 물품(14)의 적어도 일부분을 가열하도록 구성되어 있는, 전력 공급부(32) 및 제어부(30)를 포함하고 있다.

Description

평평한 인덕터 코일을 구비한 에어로졸 발생 장치
본 발명은 평평한 나선형 인덕터 코일 및 서셉터 요소를 갖는 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다. 본 발명은 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 물품을 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다.
전기 히터를 갖는 에어로졸 발생 장치가 담배 플러그와 같은 에어로졸 형성 기재를 가열하는데 사용되는 다수의 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템이, 당 업계에 제안되어 있다. 그러한 에어로졸 발생 시스템의 하나의 목표는 종래의 궐련에서 담배의 연소와 열분해 감성(degradation)으로 인해 생성된 유형의 공지의 유해한 연기 성분을 감소시키는 것이다. 통상적으로, 에어로졸 발생 기재는 에어로졸 발생 장치의 챔버 또는 공동 내로 삽입되는 에어로졸 발생 물품의 일부로서 제공된다. 몇몇 공지된 시스템에서, 에어로졸 형성 기재를 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 성분을 방출하는 것이 가능한 온도까지 가열하기 위해서, 가열 블레이드와 같은 저항성 가열 요소가 물품이 에어로졸 발생 장치에 수용될 때 에어로졸 형성 기재 내에 또는 그 주위에 삽입된다. 다른 에어로졸 발생 시스템에서, 저항성 가열 요소보다는 유도 히터가 사용된다. 유도 히터는 통상적으로 에어로졸 발생 장치의 부분을 형성하고 있는 인덕터 및 에어로졸 발생 장치 내부에 고정되어 있으며 에어로졸 형성 기재에 열적으로 근접하게 되도록 배열되어 있는 전기 전도성 서셉터 요소를 포함하고 있다. 사용하는 동안, 인덕터는 변동 전자기장을 발생시켜 서셉터 요소에서 와전류 및 이력 손실을 발생시키고, 서셉터 요소가 가열되게 함으로써, 에어로졸 형성 기재를 가열시킨다.
유도 가열 시스템은 2개의 구성요소, 즉 인덕터 및 서셉터 요소를 필요로 한다. 이는 에어로졸 발생 장치의 제조 및 조립에 복잡성을 추가할 수 있고 저항성 히터를 포함하고 있는 장치와 비교할 때 에어로졸 발생 장치의 크기를 증가시킬 수 있다.
공지된 시스템들이 가진 이러한 문제점들을 완화시키거나 극복하는 유도 가열 시스템을 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 에어로졸 발생 물품을 챔버 내로 삽입하기 위한 개방 말단 및 개방 말단에 대향하는 폐쇄 말단을 갖는 챔버를 정의하고 있는 하우징을 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있다. 에어로졸 발생 장치는 또한 챔버의 폐쇄 말단에 배치되어 있는 평평한 나선형 인덕터 코일 및 폐쇄 말단에서 챔버 내에 위치된 서셉터 요소를 포함하고 있다. 에어로졸 발생 장치는 또한 평평한 나선형 인덕터 코일에 연결되어 있고 평평한 나선형 인덕터 코일에 교류 전류를 제공하도록 구성되어 있어서, 사용 시에, 평평한 나선형 인덕터 코일이 교류 자기장을 생성하여 서셉터 요소를 유도 가열하고 이에 의해 챔버 내에 수용된 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분을 가열하도록 구성되어 있는, 전력 공급부 및 제어부를 포함하고 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이 “평평한 나선형 코일(flat spiral coil)”은 일반적으로 평면형 코일인 코일을 의미하며, 이때 코일의 권선 축이 코일이 놓이는 표면에 법선이다. 바람직하게는, 평평한 나선형 코일은 그것이 평평한 유클리드 평면에 놓여 있다는 점에서 평면형이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “길이방향”은 에어로졸 발생 장치의 또는 에어로졸 발생 물품의 주축을 따르는 방향을 설명하는 데 사용되며, 용어 '가로방향'은 길이방향에 수직인 방향을 설명하는 데 사용된다. 챔버를 지칭할 때, 용어 ‘길이방향’은 에어로졸 발생 물품이 챔버 내에 삽입되는 방향을 지칭하고 용어 ‘가로방향’은 에어로졸 발생 물품이 챔버 내로 삽입되는 방향에 수직인 방향을 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "폭"은 에어로졸 발생 장치의 또는 에어로졸 발생 물품의 구성요소의, 그의 길이를 따른 특정 위치에서의 가로방향으로의 주요 치수를 의미한다. 용어 "두께"는 에어로졸 발생 장치의 또는 에어로졸 발생 물품의 구성요소의, 폭에 수직인 가로방향으로의, 치수를 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “에어로졸 형성 기재”는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물들을 방출할 수 있는 기재에 관한 것이다. 이러한 휘발성 화합물들은 에어로졸 형성 기재를 가열함으로써 방출될 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 물품의 일부이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “에어로졸 발생 물품”은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 기재를 포함하는 물품을 지칭한다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품은 시스템의 근위 말단 또는 사용자측 말단의 마우스피스 상에서 흡인하거나 퍼핑하는 사용자에 의해 직접 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키는 물품일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 일회용일 수 있다. 담배를 포함하는 에어로졸 형성 기재를 포함하는 물품은 담배 스틱(tobacco stick)으로 지칭된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “에어로졸 발생 장치”는 에어로졸 발생 물품과 상호 작용하여 에어로졸을 발생시키는 장치를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 시스템"은 본원에서 추가로 설명되고 예시된 바와 같은 에어로졸 발생 장치와 함께 본원에서 추가로 설명되고 예시된 바와 같은 에어로졸 발생 물품의 조합을 지칭한다. 에어로졸 발생 시스템에서, 상기 에어로졸 발생 물품 및 상기 에어로졸 발생 장치는 협력해서 호흡가능한 에어로졸을 발생시킨다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “세장형”은 그의 폭과 두께 모두보다 긴 길이, 예를 들어 2배만큼 긴 길이를 갖는 구성요소를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, “서셉터 요소”는 가변 자기장(changing magnetic field)으로 된 때에 가열되는 전기 전도성 요소를 의미한다. 이는 서셉터 요소 내에 유도된 와전류(eddy current), 이력 손실(hysteresis loss), 또는 와전류와 이력 손실 둘 다의 결과일 수 있다. 서셉터 요소는 에어로졸 발생 장치의 챔버에 수용되어 있는 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재와 열적 접촉하거나 열적으로 근접하여 위치하고 있다. 이러한 방식으로, 에어로졸 형성 기재는 사용하는 동안에 서셉터 요소에 의해 가열되어 에어로졸이 형성된다.
유리하게, 에어로졸 발생 장치의 일부로서 인덕터 코일 및 서셉터 요소를 제공하는 것은 간단하고, 저렴하며, 견고한 에어로졸 발생 물품을 구성하는 것을 가능하게 할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 통상적으로 일회용이며 그들이 작동하는 에어로졸 발생 장치보다 훨씬 더 많은 수로 생산된다. 따라서, 물품의 비용을 감축하면, 더 고가의 장치가 필요한 경우이더라도, 제조사 및 소비자 모두에게 상당한 비용 절감으로 이어질 수 있다.
유리하게는, 저항 가열보다는 유도 가열의 사용은 저항성 히터와 연관된 전력 손실, 특히 저항성 히터와 전력 공급부 사이의 연결부에서의 접촉 저항으로 인한 손실을 이유로 개선된 에너지 변환을 제공할 수 있다.
유리하게는, 평평한 나선형 인덕터 코일을 사용하면 견고하고 제조 비용이 저렴한 단순한 디자인을 갖는 컴팩트 에어로졸 발생 장치 디자인을 가능하게 한다. 평평한 나선형 코일을 사용하면 또한 장치와 카트리지 간의 단순한 경계면을 가능하게 해서, 단순하고 저가의 카트리지 디자인을 가능하게 한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "상류" 및 "하류"는 기류의 일반적인 방향을 지칭한다. 즉, 일반적으로, 공기는 상류 말단으로부터 하류 말단으로 유동한다. 기류는 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 장치의 일부분을 통할 수 있다. 기류는 에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 물품의 일부분을 통할 수 있다. 챔버의 폐쇄 말단은 상류 말단일 수 있다. 챔버의 개방 말단은 하류 말단일 수 있다.
바람직하게는, 하우징은 챔버의 폐쇄 말단과 개방 말단 사이에서 연장되어 있는 길이방향 축을 정의하고 있으며, 여기서 평평한 나선형 인덕터 코일은 길이방향 축에 직교하는 평면 내에 놓여 있다. 유리하게는, 이는 인덕터 코일 및 에어로졸 발생 장치 중 하나 또는 둘 다의 제조 및 조립을 더 단순화할 수 있다.
하우징은 챔버의 폐쇄 말단을 형성하고 있는 챔버 말단 벽면을 정의할 수 있으며, 여기서 평평한 나선형 인덕터 코일은 챔버 말단 벽면에 배치되어 있다. 유리하게는, 챔버 말단 벽면은 평평한 나선형 인덕터 코일을 챔버에 대해 원하는 위치 및 배향으로 지지하고 있다. 유리하게는, 평평한 나선형 인덕터 코일을 챔버 말단 벽면 상에 위치시키는 것은 서셉터 요소에 가까운 인덕터 코일의 위치 설정을 용이하게 할 수 있다.
바람직하게, 챔버 말단 벽면은 챔버의 폐쇄 말단을 정의하고 있는 제1 표면 및 대향하는 제2 표면을 포함하고 있다.
평평한 나선형 인덕터 코일은 챔버 내의 말단 벽면의 제1 표면 상에 배치될 수 있다. 유리하게는, 이러한 배열은 평평한 나선형 인덕터 코일과 서셉터 요소 사이의 간격을 최소화하거나 제거할 수 있다. 유리하게는, 이는 사용하는 동안 서셉터 요소의 가열을 최대화할 수 있다.
평평한 나선형 인덕터 코일은 말단 벽면의 제2 표면 상에 배치될 수도 있다. 유리하게는, 이러한 배열은 평평한 나선형 인덕터 코일을 챔버 외부에 위치시킨다. 즉, 챔버 말단 벽면은 평평한 나선형 인덕터 코일과 챔버 사이에 위치하고 있다. 유리하게는, 이는 평평한 나선형 인덕터 코일을 챔버 내에 발생된 에어로졸에 노출시키는 것을 제거할 수 있다. 유리하게는, 이는 인덕터 코일 상에 형성하는 증착물 및 인덕터 코일의 부식 중 하나 또는 모두를 제거한다.
바람직하게는, 하우징은 전력 공급부, 제어부 및 평평한 나선형 인덕터 코일이 위치하고 있는 공동을 정의하고 있고, 여기서 상기 말단 벽면의 제2 표면은 상기 공동의 제1 말단을 정의하고 있다. 유리하게는, 이러한 배열은 전력 공급부 및 제어부와 인덕터 코일의 전기 연결을 용이하게 한다. 유리하게는, 이러한 배열은 에어로졸 발생 장치의 제조 및 조립을 단순화할 수 있다. 제어부, 전력 공급부 및 인덕터 코일은 서로 전기적으로 연결될 수 있고 전자기기 패키지로서 하우징 내에 삽입될 수 있다.
바람직하게는, 서셉터 요소는 폐쇄 말단에서 챔버 내에 배치되어 있는 평면 부분을 포함하고 있으며, 여기서 평면 부분은 평평한 나선형 인덕터 코일과 평행한 평면 내에서 연장되어 있다. 유리하게는, 이러한 배열은 평평한 나선형 인덕터 코일에 의한 서셉터 요소의 가열을 최적화한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 “평행한” 및 “실질적으로 평행한”은 ±10도 이내, 바람직하게는 ±5도 이내를 의미한다.
평면 부분은 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 평면 부분은 챔버의 단면 형상과 동일한 형상을 가질 수 있다. 평면 부분은 평평한 나선형 인덕터 코일의 전체 형상과 동일한 형상을 가질 수도 있다. 평면 부분은 실질적으로 원형 형상을 가질 수 있다.
서셉터 요소는 평면 부분의 제1 측면과 평면 부분의 제2 측면 사이에서 평면 부분을 통해 연장되어 있는 적어도 하나의 기류 천공을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 기류 천공은 복수의 기류 천공을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 복수의 기류 천공은 서로 균등하게 이격되어 있다. 바람직하게는, 복수의 기류 천공은 평면 부분을 가로질러 대칭적으로 분포되어 있다.
유리하게는, 평면 부분을 통해 연장되어 있는 적어도 하나의 기류 천공을 제공하면 에어로졸 발생 장치를 통해 흐르는 공기의 가열을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 기류 장치에 진입하는 공기는 챔버 내에 수용된 에어로졸 발생 물품을 가로질러 또는 이를 통해 흐르기 전에 평면 부분에 의해 가열될 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 하우징을 통해 연장되어 있는 적어도 하나의 기류 유입구를 포함하고 있으며, 여기서 적어도 하나의 기류 유입구는 평면 부분의 제1 측면과 유체 연통하고 있다. 바람직하게는, 평면 부분의 제1 측면은 평면 부분의 제2 측면보다 챔버의 폐쇄 말단에 더 가깝게 위치하고 있다. 바람직하게는, 평면 부분의 제1 측면은 챔버의 폐쇄 말단과 대면하고 있다. 바람직하게는, 평면 부분의 제2 측면은 에어로졸 발생 물품이 챔버 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품과 인접하게 또는 접촉하여 위치된다. 바람직하게는, 평면 부분의 제2 측면은 챔버의 개방 말단과 대면하고 있다.
평면 부분은 디스크 형상일 수 있다. 평면 부분을 통해 연장되어 있는 하나 이상의 기류 천공 각각은 디스크 형상의 평면 부분을 통해 연장되어 있는 구멍일 수 있다.
평면 부분은 중앙 허브(hub) 및 중앙 허브로부터 반경방향으로 외측으로 연장되어 있는 복수의 핀(fin)을 포함할 수 있다. 중앙 허브와 복수의 핀은 평평한 나선형 인덕터 코일과 평행한 평면으로 연장되어 있다. 인접한 핀들 사이의 각 공간은 평면 부분을 통해 연장되어 있는 하나 이상의 기류 천공 중 하나를 형성할 수 있다.
서셉터 요소가 평면 부분을 포함하고 있는 본원에서 설명된 구현예들 중 어느 하나에서, 서셉터 요소는 평면 부분으로부터 챔버 내로 연장되어 있는 적어도 하나의 세장형 부분을 포함할 수 있다. 유리하게는, 적어도 하나의 세장형 부분은 평면 부분으로부터 챔버 내에 수용된 에어로졸 발생 물품으로의 열 전달을 용이하게 할 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 세장형 부분은 에어로졸 발생 물품이 챔버 내에 삽입될 때 에어로졸 발생 물품을 천공하도록 구성되어 있다. 유리하게는, 에어로졸 발생 물품을 천공하는 것은 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재 내부에 적어도 하나의 세장형 부분을 위치시킬 수 있다. 유리하게는, 이는 평면 부분으로부터 에어로졸 형성 기재로의 열 전달을 용이하게 할 수 있다.
적어도 하나의 세장형 부분은 평면 부분으로부터 연장되어 있는 복수의 세장형 부분을 포함할 수 있다. 유리하게는, 이는 평면 부분으로부터 에어로졸 발생 물품으로의 열 전달을 더 용이하게 할 수 있다. 유리하게는, 복수의 세장형 부분은 에어로졸 발생 물품의 더욱 균일한 가열을 용이하게 할 수 있다.
바람직하게는, 복수의 세장형 부분은 서로 실질적으로 평행하다. 유리하게는, 이는 에어로졸 발생 물품이 챔버 내에 삽입될 때 복수의 세장형 부분을 에어로졸 발생 물품 내로 삽입하는 것을 용이하게 한다.
바람직하게는, 적어도 하나의 세장형 부분은 평면 부분에 직교한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 세장형 부분은 본원에서 전술한 바와 같이, 하우징에 의해 정의되어 있는 길이방향 축과 평행하다. 유리하게는, 이는 에어로졸 발생 물품이 챔버 내에 삽입될 때 적어도 하나의 세장형 부분을 에어로졸 발생 물품 내로 삽입하는 것을 용이하게 한다.
적어도 하나의 세장형 부분은 평면 부분으로부터, 바람직하게는 평면 부분에 대해 직교하여 챔버 내로 연장되어 있다. 따라서, 평평한 나선형 인덕터 코일에 의한 적어도 하나의 평면 부분의 유도 가열은 최소일 수도 있다. 적어도 하나의 세장형 부분을 가열하기 위한 일차 기구는 평면 부분이 평평한 나선형 인덕터 코일에 의해 가열될 때 평면 부분으로부터의 전도성 열 전달일 수도 있다.
서셉터 요소가 평면 부분을 포함하고 있는 본원에서 설명된 구현예들 중 어느 하나에서, 서셉터 요소는 평면 부분의 주변부로부터 연장되어 있는 슬리브 부분을 포함할 수 있으며, 여기서 슬리브 부분은 슬리브 부분 내에 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분을 수용하기 위해 챔버의 적어도 일부분 주위에 배치되어 있다. 유리하게는, 슬리브 부분은 평면 부분으로부터 챔버 내에 수용된 에어로졸 발생 물품으로 열 전달을 용이하게 할 수 있다.
슬리브 부분은 평면 부분으로부터 연장되어 있고 챔버의 적어도 일부분 주위에 배치되어 있다. 따라서, 평평한 나선형 인덕터 코일에 의한 슬리브 부분의 유도 가열은 최소일 수도 있다. 슬리브 부분을 가열하기 위한 일차 기구는 평면 부분이 평평한 나선형 인덕터 코일에 의해 가열될 때 평면 부분으로부터의 전도성 열 전달일 수도 있다.
본원에 설명된 구현예들 중 어느 하나에서, 평평한 나선형 인덕터 코일은 제1 평평한 나선형 인덕터 코일일 수도 있고, 에어로졸 발생 장치는 제2 평평한 나선형 인덕터 코일을 더 포함할 수도 있다. 서셉터 요소가 평면 부분을 포함하고 있는 구현예들에서, 바람직하게는 제1 평평한 나선형 인덕터 코일, 제2 평평한 나선형 인덕터 코일 및 서셉터 요소의 평면 부분은 서로 평행하다. 바람직하게는, 평면 부분은 제1 평평한 나선형 인덕터 코일과 제2 평평한 나선형 인덕터 코일 사이에 위치하고 있다. 유리하게는, 제1 및 제2 평평한 나선형 인덕터 코일을 제공하면 서셉터 요소의 유도 가열을 증가시킬 수 있다.
서셉터 요소의 평면 부분은 제1 평면 부분일 수 있고 서셉터 요소는 제1 평면 부분과 분리된 제2 평면 부분을 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제2 평면 부분은 상기 제2 평평한 나선형 인덕터 코일과 평행한 평면 내에서 연장되어 있고, 여기서 상기 제2 평평한 나선형 인덕터 코일은 상기 제1 평면 부분과 상기 제2 평면 부분 사이에 위치하고 있다. 유리하게는, 제1 및 제2 인덕터 코일 및 제1 및 제2 평면 부분을 제공하면 챔버 내에 수용된 에어로졸 발생 물품의 가열을 증가시킬 수 있다. 유리하게는, 다수의 인덕터 코일을 제공하면 단일 인덕터 코일에 공급되는 전류의 증가를 필요로 하지 않고 가열을 증가시킬 수 있다. 유리하게는, 이는 더 작은 인덕터 코일의 사용을 용이하게 할 수 있으며, 이는 보다 컴팩트한 배열을 용이하게 할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 2개 초과의 평평한 나선형 인덕터 코일을 포함할 수 있다. 서셉터 요소는 각각 서로 분리되어 있는 2개 초과의 평면 부분을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치가 다수의 평평한 나선형 인덕터 코일 및 다수의 평면 부분을 포함하고 있는 구현예들에서, 바람직하게는 평평한 나선형 인덕터 및 평면 부분은 교번하는 패턴으로 배열되어 있다. 즉, 바람직하게는 2개의 평평한 나선형 인덕터 코일이 서로 인접하게 위치되어 있지 않고, 바람직하게는 2개의 평면 부분이 서로 인접하여 위치되어 있지 않다. 바람직하게는, 평평한 나선형 인덕터 코일 및 평면 부분은 하우징의 길이방향 축을 따라 교번하는 방식으로 배열되어 있다. 바람직하게는, 평평한 나선형 인덕터 코일 및 평면 부분은 모두 실질적으로 서로 평행하다. 바람직하게는, 각각의 평평한 나선형 인덕터 코일과 각각의 평면 부분은 하우징의 길이방향 축에 실질적으로 직교한다.
본원에 설명된 구현예들 중 어느 하나에서, 에어로졸 발생 장치는 챔버의 적어도 일부분 주위에 배치되어 있는 추가 인덕터 코일을 더 포함할 수 있으며, 여기서 전력 공급부 및 제어부는 추가 인덕터 코일에 연결되어 있고 추가 인덕터 코일에 교류 전류를 제공하도록 구성되어 있다. 바람직하게는, 추가 인덕터 코일은 나선형으로 권선된 인덕터 코일이다.
유리하게는, 추가 인덕터 코일은 서셉터 요소의 추가적인 유도 가열을 제공할 수 있다. 추가 인덕터 코일은 서셉터 요소가 적어도 하나의 세장형 부분과 슬리브 부분 중 하나 또는 둘 다를 포함하고 있는 구현예들에서 특히 유리할 수도 있다. 유리하게는, 추가 인덕터 코일은 적어도 하나의 세장형 부분과 슬리브 부분 중 하나 또는 둘 다의 유도 가열을 제공할 수 있다. 본원에서 설명하는 바와 같이, 추가 인덕터 코일 없이, 적어도 하나의 세장형 부분 및 슬리브 부분에 대한 일차 가열 기구는 평면 부분으로부터의 전도성 열 전달일 수 있다. 유리하게는, 추가 인덕터 코일을 포함하고 있는 구현예들에서, 적어도 하나의 세장형 부분과 슬리브 부분에 대한 일차 가열 기구는 추가 인덕터 코일에 의한 유도 가열일 수도 있다.
본원에 설명된 구현예들 중 어느 하나에서, 서셉터 요소는 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화하기에 충분한 온도로 유도 가열될 수 있는 임의의 물질로 형성될 수 있다. 서셉터 요소 용으로 적합한 재료는 그라파이트, 몰리브덴, 실리콘 카바이드, 스테인레스 스틸, 니오븀 및 알루미늄을 포함한다. 바람직한 서셉터 요소는 금속 또는 탄소를 포함한다. 바람직한 서셉터 요소는 강자성 재료, 예를 들어 페라이트 철, 강자성 합금, 예컨대 강자성 강 또는 스테인리스 강, 강자성 입자, 및 페라이트를 포함하거나 이로 이루어져 있다. 적합한 서셉터 요소는 알루미늄이거나 이를 포함할 수 있다. 서셉터 요소는 바람직하게는 5% 초과, 바람직하게는 20% 초과, 더욱 바람직하게는 50% 초과 또는 90% 초과의 강자성 또는 상자성 재료를 포함하고 있다. 바람직한 서셉터 요소는 250℃를 초과하는 온도로 가열될 수 있다.
서셉터 요소는 금속층이 비금속 코어 상에 배치되어 있는 비금속 코어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 서셉터 요소는 세라믹 코어 또는 기재의 외부 표면 상에 형성된 하나 이상의 금속 트랙을 포함할 수 있다.
서셉터 요소는 보호성 외부층, 예를 들어 보호성 세라믹층 또는 보호성 유리층을 가질 수 있다. 보호성 외부층은 서셉터 요소를 캡슐화할 수 있다. 서셉터 요소는 서셉터 재료의 코어 상에 형성된, 유리, 세라믹, 또는 불활성 금속에 의해 형성된 보호성 코팅층을 포함할 수 있다.
서셉터 요소는 임의의 적절한 단면을 가질 수 있다. 예를 들어, 서셉터 요소는 정사각형, 타원형, 직사각형, 삼각형, 오각형, 육각형 또는 유사한 단면 형상을 가질 수 있다. 서셉터 요소는, 특히 서셉터 요소가 단지 하나 이상의 평면 부분을 포함하고 있는 구현예들에서, 평면형 또는 평평한 단면 형상을 가질 수 있다.
서셉터 요소는 고형, 중공 또는 다공성일 수 있다. 바람직하게는, 서셉터 요소는 고형이다.
서셉터 요소가 하나 이상의 평면 부분을 포함하고 있는 구현예들에서, 바람직하게는 각각의 평면 부분은 약 10μm 내지 약 200μm, 보다 바람직하게는 약 15μm 내지 약 100μm, 가장 바람직하게는 약 12μm 내지 약 25μm의 두께를 갖는다. 각각의 평면 부분의 두께는 챔버의 폐쇄 말단과 개방 말단 사이의 방향으로 측정된다. 각각의 평면 부분이 제1 측면 및 제2 측면을 포함하고 있는 구현예들에서, 각각의 평면 부분의 두께는 제1 측면과 제2 측면 사이에서 측정된다. 바람직하게는, 각각의 평면 부분은 약 3mm 내지 약 12mm, 더욱 바람직하게는 약 4mm 내지 약 10mm, 더욱 바람직하게는 약 5mm 내지 약 8mm의 폭 또는 직경을 갖는다. 각각의 평면 부분의 폭 또는 직경은 그의 두께에 직교한다.
서셉터 요소가 하나 이상의 세장형 부분을 포함하고 있는 구현예들에서, 바람직하게는 각각의 세장형 부분은 핀(pin), 로드(rod), 블레이드 또는 플레이트 형태이다. 바람직하게는, 각각의 세장형 부분은 약 5mm 내지 약 15mm, 예를 들면 약 6mm 내지 약 12mm, 또는 약 8mm 내지 약 10mm의 길이를 갖는다. 각각의 세장형 부분은 바람직하게는 약 1mm 내지 약 8mm, 보다 바람직하게는 약 3mm 내지 약 5mm의 폭을 갖는다. 각각의 세장형 부분은 약 0.01mm 내지 약 2mm의 두께를 가질 수 있다. 각각의 세장형 부분이 일정한 단면, 예를 들어 원형 단면을 가지고 있는 경우, 약 1mm 내지 약 5mm의 바람직한 폭 또는 직경을 갖는다.
서셉터 요소가 슬리브 부분을 포함하고 있는 구현예들에서, 바람직하게는 슬리브 부분은 약 5mm 내지 약 15mm, 예를 들면 약 6mm 내지 약 12mm, 또는 약 8mm 내지 약 10mm의 길이를 갖는다. 슬리브 부분은 약 0.01mm 내지 약 2mm의 두께를 가질 수 있다.
서셉터 요소가 평면 부분 및 세장형 부분과 슬리브 부분 중 적어도 하나를 포함하고 있는 구현예들에서, 평면 부분, 세장형 부분 및 슬리브 부분은 동일한 재료로 형성될 수 있다. 평면 부분 및 적어도 하나의 세장형 부분과 슬리브 부분 중 적어도 하나는 단일 부위로서 일체로 형성될 수 있다.
평면 부분, 적어도 하나의 세장형 부분과 슬리브 부분 중 적어도 2개는 상이한 물질로 형성될 수 있다. 평면 부분, 적어도 하나의 세장형 부분과 슬리브 부분 중 적어도 2개는 개별적으로 형성되어 서로 연결될 수 있다. 평면 부분, 적어도 하나의 세장형 부분과 슬리브 부분 중 적어도 2개는 억지 끼워맞춤, 용접 및 접착제 중 적어도 하나에 의해 서로 연결될 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 휴대용이다. 에어로졸 발생 장치는 통상의 엽궐련 또는 궐련과 비슷한 크기를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 대략 30mm 내지 대략 150mm의 총 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 대략 5mm 내지 대략 30mm의 외경을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 장치 하우징은 세장형일 수 있다. 하우징은 임의의 적합한 물질 또는 물질의 조합을 포함할 수 있다. 적합한 물질의 예는 금속, 합금, 플라스틱 또는 이들 물질 중 하나 이상을 포함하고 있는 복합 물질, 또는 식품이나 약제학적 적용에 적합한 열가소성 수지, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에틸렌을 포함하고 있다. 물질은 가볍고 비취성(non-brittle)인 것이 바람직하다.
하우징은 마우스피스를 포함할 수 있다. 마우스피스는 적어도 하나의 공기 유입구 및 적어도 하나의 공기 유출구를 포함할 수 있다. 마우스피스는 하나 초과의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 공기 유입구 중 하나 이상은 에어로졸이 사용자에게 전달되기 전에 에어로졸의 온도를 감소시킬 수 있고, 에어로졸이 사용자에게 전달되기 전에 에어로졸의 농도를 감소시킬 수 있다.
대안적으로, 마우스피스는 에어로졸 발생 물품의 일부로서 제공될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "마우스피스(mouthpiece)"는 에어로졸 발생 장치의 일부로서, 하우징의 챔버에 수용된 에어로졸 발생 물품으로부터 에어로졸 발생 장치에 의해 생성된 에어로졸이 직접 흡입되도록 사용자의 입 안에 놓이는 부분을 지칭한다.
에어로졸 발생 장치는 장치를 활성화시키는 사용자 인터페이스, 예를 들어, 장치의 또는 에어로졸 형성 기재의 상태를 나타내는 디스플레이 또는 장치의 가열을 개시하는 버튼을 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 전력 공급부를 포함할 수 있다. 전력 공급부는 재충전 가능 리튬 이온 배터리와 같은 배터리일 수 있다. 대안적으로, 전력 공급부는 커패시터와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다. 전력 공급부는 재충전을 필요로 할 수 있다. 전력 공급부는 한 번 이상의 장치 사용을 위해 충분한 에너지의 저장을 허용하는 용량을 가질 수 있다. 예를 들면, 전력 공급부는 통상의 궐련을 흡연하는 데 걸리는 통상적인 시간에 상응하는 약 6분의 기간 동안, 또는 6분의 여러 배의 기간 동안 연속적으로 에어로졸을 발생시키기에 충분한 용량을 가질 수 있다. 다른 예에서, 전력 공급부는 미리 결정된 수의 퍼프 또는 개별적인 활성화를 허용하기에 충분한 용량을 가질 수 있다.
전력 공급부는 DC 전력 공급부일 수 있다. 한 구현예에서, 전력 공급부는 약 2.5 볼트 내지 약 4.5 볼트 범위의 DC 공급 전압 및 약 1 암페어 내지 약 10 암페어 범위의 DC 공급 전류 (약 2.5 와트 내지 약 45 와트 범위의 DC 공급 전력에 대응함)를 갖는 DC 전력 공급부다.
전력 공급부는 고 주파수에서 작동하도록 구성되어 있을 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “고 주파수 발진 전류”는 약 500 kHz 내지 약 30 MHz의 주파수를 갖는 발진 전류를 의미한다. 고 주파수 발진 전류는 약 1 MHz 내지 약 30 MHz, 바람직하게는 약 1 MHz 내지 약 10 MHz 및 더 바람직하게는 약 5 MHz 내지 약 8 MHz의 주파수를 가질 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 각각의 인덕터 코일 및 전력 공급부에 연결되어 있는 제어부를 포함하고 있다. 제어부는 전력 공급부로부터 각각의 인덕터 코일로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있다. 제어부는 프로그래밍가능한 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 또는 주문형 반도체(ASIC)나 제어를 제공할 수 있는 다른 전기 회로일 수 있는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 제어부는 전자 구성요소들을 더 포함할 수도 있다. 제어부는 인덕터 코일에 대한 전류 공급을 조절하도록 구성될 수 있다. 전류는 에어로졸 발생 장치의 활성화 후에 인덕터 코일에 연속적으로 공급될 수도 있거나, 또는 예를 들면 퍼프마다를 기준으로 간헐적으로 공급될 수도 있다. 제어부는 유리하게는 클래스-D 또는 클래스-E 전력 증폭기를 포함할 수 있는 DC/AC 인버터를 포함할 수도 있다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있다. 본원에서 설명된 구현예 중 어느 것에 따라, 상기 에어로졸 발생 시스템은 본 발명의 제1 측면에 따른 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있다. 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 형성 기재를 가지고 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하도록 구성되어 있는 에어로졸 발생 물품을 또한 포함하고 있다.
상기 에어로졸 형성 기재는 니코틴을 포함할 수 있다. 니코틴 함유 에어로졸 형성 기재는 니코틴 염 매트릭스일 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 식물계 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 가열 시에 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는, 휘발성 담배 향미 화합물을 포함하는 담배 함유 물질을 포함할 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 형성 기재는 비-담배 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 균질화 식물계 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 균질화 담배 물질을 포함할 수 있다. 균질화 담배 물질은 미립자 담배를 응집하여 형성된 것일 수 있다. 특히 바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 균질화 담배 재료의 주름진 권축 시트를 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘권축된 시트’는 복수의 실질적으로 평행한 리지(ridge) 또는 물결주름을 갖는 시트를 가리킨다.
에어로졸 형성 기재는 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성제는, 사용 시, 조밀하고 안정적인 에어로졸의 형성을 용이하게 하고 시스템의 작동 온도에서 열적 감성에 대하여 실질적으로 저항하는 임의의 적절한 공지된 화합물 또는 화합물의 혼합물이다. 적합한 에어로졸 형성제는 당업계에 잘 공지되어 있으며, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트(dimethyl dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(dimethyl tetradecanedioate)와 같은, 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 바람직한 에어로졸 형성제는 다가 알코올 또는 그의 혼합물, 예컨대 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올이다. 에어로졸 형성제는 바람직하게는 글리세린이다. 균질화된 담배 물질은, 존재하는 경우, 건조 중량 기준으로 5중량% 이상, 바람직하게는, 건조 중량 기준으로 5중량% 내지 30중량%의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 향미제와 같은 다른 첨가제 및 성분을 포함할 수 있다.
상기 구현예들 중 어느 하나에서, 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 장치의 챔버는 물품이 에어로졸 발생 장치의 챔버 내에 부분적으로 수용되도록 배열될 수 있다. 에어로졸 발생 장치의 챔버 및 에어로졸 발생 물품은 물품이 에어로졸 발생 장치의 챔버 내에 완전히 수용되도록 배열될 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 형상이 실질적으로 원통형일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 실질적으로 세장형일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 길이 및 이 길이에 실질적으로 수직인 둘레를 가질 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성 기재를 함유하는 에어로졸 형성 세그먼트로서 제공될 수 있다. 에어로졸 형성 세그먼트는 형상이 실질적으로 원통형일 수 있다. 에어로졸 형성 세그먼트는 실질적으로 세장형일 수 있다. 에어로졸 형성 세그먼트는 길이 및 그 길이에 실질적으로 수직인 둘레를 가질 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 대략 30mm 내지 대략 100mm의 총 길이를 가질 수 있다. 한 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 대략 45mm의 총 길이를 가지고 있다. 에어로졸 발생 물품은 대략 5mm 내지 대략 12mm의 외경을 가질 수 있다. 한 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 대략 7.2mm의 외부 직경을 가질 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 약 7mm 내지 약 15mm의 길이를 갖는 에어로졸 형성 세그먼트로서 제공될 수 있다. 한 구현예에서, 에어로졸 형성 세그먼트는 약 10mm의 길이를 가질 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 형성 세그먼트는 약 12mm의 길이를 가질 수 있다.
에어로졸 발생 세그먼트는 바람직하게는 에어로졸 발생 물품의 외경과 대략 동등한 외경을 갖는다. 에어로졸 형성 세그먼트의 외경은 약 5mm 내지 약 12mm일 수 있다. 한 구현예에서, 에어로졸 형성 세그먼트는 약 7.2mm의 외경을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 필터 플러그를 포함할 수 있다. 필터 플러그는 에어로졸 발생 물품의 하류 말단에 위치될 수 있다. 필터 플러그는 셀룰로오스 아세테이트 필터 플러그일 수 있다. 필터 플러그는 한 구현예에서 길이가 대략 7mm이지만, 대략 5mm 내지 대략 10mm의 길이를 가질 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 래퍼를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재와 필터 플러그 사이의 분리부를 포함할 수 있다. 분리부는 대략 18mm일 수 있으나, 대략 5mm 내지 대략 25mm 범위 내일 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시의 목적으로 더 설명될 것이며, 여기서:
도 1는 본 발명의 한 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 사시도를 보여주고 있으며;
도 2는 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치 내로 삽입되어 있는 도 1의 에어로졸 발생 시스템을 보여주고 있으며;
도 3은 도 2의 에어로졸 발생 장치의 인덕터 코일의 사시도를 보여주고 있으며;
도 4는 도 2의 에어로졸 발생 장치의 유도 조립체의 사시도를 보여주고 있으며;
도 5는 대안적인 도 2의 에어로졸 발생 장치용 유도 조립체의 사시도를 보여주고 있으며;
도 6은 추가 대안적인 도 2의 에어로졸 발생 장치용 유도 조립체의 사시도를 보여주고 있으며;
도 7은 또 다른 대안적인 도 2의 에어로졸 발생 장치용 유도 조립체의 사시도를 보여주고 있으며;
도 8은 또 다른 대안적인 도 2의 에어로졸 발생 장치용 유도 조립체의 사시도를 보여주고 있으며;
도 9는 또 다른 대안적인 도 2의 에어로졸 발생 장치용 유도 조립체의 사시도를 보여주고 있으며;
도 10은 또 다른 대안적인 도 2의 에어로졸 발생 장치용 유도 조립체의 사시도를 보여주고 있으며;
도 11은 또 다른 대안적인 도 2의 에어로졸 발생 장치용 유도 조립체의 사시도를 보여주고 있으며;
도 12는 또 다른 대안적인 도 2의 에어로졸 발생 장치용 유도 조립체의 사시도를 보여주고 있으며; 그리고
도 13은 또 다른 대안적인 도 2의 에어로졸 발생 장치용 유도 조립체의 단면도를 보여주고 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 한 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템(10)을 보여주고 있다. 에어로졸 발생 시스템(10)은 에어로졸 발생 장치(12) 및 에어로졸 발생 물품(14)을 포함하고 있다.
에어로졸 발생 장치(12)는 에어로졸 발생 물품(14)의 일부분을 수용하기 위한 챔버(18)를 정의하고 있는 하우징(16)을 포함하고 있다. 도 1에서 챔버(18)를 정의하고 있는 하우징(16)의 일부분은 챔버(18) 내에 배치되어 있는 에어로졸 발생 장치(12)의 구성요소를 예시하기 위해 반투명한 것으로 도시되어 있다. 그러나, 챔버(18)를 정의하고 있는 하우징(16)의 부분은 불투명한 물질을 포함할 수도 있음을 이해할 것이다. 챔버(18)는 에어로졸 발생 물품(14)이 챔버(18) 내에 삽입되는 개방 말단(20) 및 개방 말단(20)에 대향하는 폐쇄 말단(22)을 포함하고 있다.
에어로졸 발생 장치(12)는 또한 챔버(18)의 폐쇄 말단(22)에 배치되어 있는 유도 조립체(23)를 포함하고 있으며, 유도 조립체(23)는 서셉터 요소(24) 및 인덕터 코일(26)을 포함하고 있다. 도 3에 더욱 명확하게 도시된 바와 같이, 인덕터 코일(26)은 평평한 나선형 인덕터 코일이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 서셉터 요소(24)는 평평한 나선형 인덕터 코일(26) 위에 놓여 있는 평면 부분(27) 및 평면 부분(27)으로부터 연장되어 있는 세장형 부분(29)을 포함하고 있다.
에어로졸 발생 장치(12)는 또한 나선형 인덕터 코일(26)에 연결되어 있는 제어부(30) 및 평평한 전력 공급부(32)를 포함하고 있다. 제어부(30)는 교류 자기장을 발생시키기 위해 전력 공급부(32)로부터 평평한 나선형 인덕터 코일(26)로 교류 전류를 제공하도록 구성되어 있으며, 이는 서셉터 요소(24)의 평면 부분(27)을 유도 가열한다. 서셉터 요소(24)의 세장형 부분(29)의 일차 가열 기구는 평면 부분(27)으로부터의 전도성 열 전달이다.
에어로졸 발생 물품(14)은 담배 플러그의 형태인 에어로졸 형성 기재(34), 중공 아세테이트 관(36), 중합체 필터(38), 마우스피스(40) 및 외부 래퍼(42)를 포함하고 있다. 사용하는 동안, 에어로졸 발생 물품(14)의 일부분은 챔버(18) 내에 삽입되고, 서셉터 요소(24)의 세장형 부분(29)이 에어로졸 형성 기재(34) 내로 삽입된다. 제어부(30)는 에어로졸 형성 기재(34)를 가열하여 에어로졸을 발생시키는, 서셉터(24)를 유도 가열하기 위해 평평한 나선형 인덕터 코일(26)에 교류 전류를 제공한다. 에어로졸 발생 장치(12)는 하우징(16)을 통해 연장되어 있고 에어로졸 발생 장치(12)의 외부와 폐쇄 말단(22)에 인접한 챔버(18) 사이에 유체 연통을 제공하고 있는 공기 유입구(44)를 포함하고 있다. 사용하는 동안, 사용자는 에어로졸 발생 물품(14)의 마우스피스(40)를 흡인하여 공기 유입구(44)를 경유하여 챔버(18) 내로 기류를 흡인한다. 그런 다음, 기류가 에어로졸 형성 기재(34) 내로 흐르고, 이 지점에서 에어로졸이 기류 내에 연행된다. 이어서, 기류 및 에어로졸은 사용자에게 전달하기 위해 중공 아세테이트 관(36), 중합체 필터(38) 및 마우스피스(40)를 통해 흐른다.
도 5 내지 도 13은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 에어로졸 발생 장치(12)와 함께 사용될 수 있는 대안적인 구성을 갖는 여러가지 유도 조립체를 보여주고 있다. 도 5 내지 도 13에 도시된 유도 조립체 중 어느 하나를 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치의 사용과 작동은 도 1 및 도 2의 에어로졸 발생 장치(12)를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일하다. 대안적인 유도 조립체에 대한 다음의 설명에서, 유사한 참조 번호는 유사한 부분을 나타내는데 사용된다.
도 5는 도 4에 도시된 유도 조립체(23)와 실질적으로 동일하며, 동일한 서셉터 요소(24) 및 평평한 나선형 인덕터 코일(26)을 포함하고 있는 유도 조립체(123)를 보여주고 있다. 유도 조립체(123)는 서셉터 요소(24)의 세장형 부분(29) 둘레에 연장되어 있는 나선형 인덕터 코일(131)을 추가적으로 포함하고 있다. 에어로졸 발생 장치(12)에 조립될 때, 나선형 인덕터 코일(131)은 챔버(18) 둘레에 배치되어 있어서 에어로졸 발생 물품(14)이 챔버(18) 내에 삽입될 때 에어로졸 발생 물품(14)이 나선형 인덕터 코일(131) 내에 수용된다. 사용하는 동안, 제어부(30)는 평평한 나선형 인덕터 코일(26) 및 나선형 인덕터 코일(131)에 교류 전류를 제공하여, 서셉터 요소(24)의 평면 부분(27) 및 세장형 부분(29)을 각각 유도 가열한다.
도 6은 도 4에 도시된 유도 조립체(23)와 실질적으로 동일하며, 동일한 서셉터 요소(24) 및 평평한 나선형 인덕터 코일(26)을 포함하고 있는 유도 조립체(223)를 보여주고 있다. 평평한 나선형 인덕터 코일(26)은 제1 평평한 나선형 인덕터 코일(26)이며 유도 조립체(223)는 제2 평평한 나선형 인덕터 코일(233)을 추가적으로 포함하고 있다. 제1 및 제2 평평한 나선형 인덕터 코일(26, 233)은 서셉터 요소(24)의 평면 부분(27)이 제1 및 제2 평평한 나선형 인덕터 코일(26, 233) 사이에 위치되도록 배열되어 있다. 사용하는 동안, 제어부(30)는 제1 및 제2 평평한 나선형 인덕터 코일(26, 233)에 교류 전류를 제공하여 서셉터 요소(24)의 평면 부분(27)을 유도 가열한다. 2개의 인덕터 코일을 제공하면 도 4에 도시된 유도 조립체(23)와 비교할 때 평면 부분(27)의 유도 가열을 증가시킨다.
도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 유도 조립체들(123, 223)의 조합인 유도 조립체(323)를 보여주고 있다. 즉, 유도 조립체(323)는 제1 및 제2 평평한 나선형 인덕터 코일(26, 233) 및 나선형 인덕터 코일(131)을 포함하고 있다.
도 8은 서셉터 요소(424)가 평면 부분(427)만을 포함하고 있는 유도 조립체(423)를 보여주고 있다. 평면 부분(427)은 평면 부분(427)을 통해 연장되어 있는 복수의 기류 천공(435)을 포함하고 있다. 사용하는 동안, 공기 유입구(44)로부터의 기류는 복수의 기류 천공(435)을 통해 흘러서, 에어로졸 발생 물품(14)의 에어로졸 형성 기재(34)에 들어가기 전에 기류를 예열한다.
도 9는 도 8에 도시된 유도 조립체(423)와 실질적으로 동일하며, 동일한 서셉터 요소(424) 및 평평한 나선형 인덕터 코일(26)을 포함하고 있는 유도 조립체(523)를 보여주고 있다. 평평한 나선형 인덕터 코일(26)은 제1 평평한 나선형 인덕터 코일(26)이고, 유도 조립체(523)는 제2 평평한 나선형 인덕터 코일(233)을 추가적으로 포함하고 있다. 제1 및 제2 평평한 나선형 인덕터 코일(26, 233)은 서셉터 요소(424)의 평면 부분(427)이 제1 및 제2 평평한 나선형 인덕터 코일(26, 233) 사이에 위치되도록 배열되어 있다. 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 2개의 평평한 나선형 인덕터 코일을 제공하면 서셉터 요소(424)의 평면 부분(427)의 유도 가열을 증가시킨다.
도 10은 도 9에 도시된 유도 조립체(523)와 유사한 유도 조립체(623)를 보여주고 있다. 평면 부분(427)은 제1 평면 부분(427)이고, 서셉터 요소(624)는 제1 평면 부분(427)과 동일한 제2 평면 부분(627)을 더 포함하고 있다. 제2 평평한 인덕터 코일(233)은 제1 평면 및 제2 평면 부분(427, 627) 사이에 위치하고 있다. 유도 조립체(623)는 또한 제2 평면 부분(627) 위에 놓여 있는 제3 평평한 나선형 인덕터 코일(633)을 포함하고 있다. 제2 평면 부분(627)과 제3 평평한 나선형 인덕터 코일(633)의 추가는 사용하는 동안에 에어로졸 형성 기재(34)의 가열을 증가시킨다.
도 11은 도 8에 도시된 유도 조립체(423)와 유사하며 평평한 나선형 인덕터 코일(26) 및 평면 부분(727)만을 포함하고 있는 서셉터 요소(724)를 포함하고 있는 유도 조립체(723)를 보여주고 있다. 평면 부분(727)은 중앙 허브(737) 및 중앙 허브(737)로부터 반경방향으로 외측으로 연장되어 있는 복수의 핀(fin, 739)을 포함하고 있다. 인접한 핀(739) 사이의 공간은 평면 부분(727)을 통해 연장되어 있는 복수의 기류 천공(735)을 형성한다. 사용하는 동안, 공기 유입구(44)로부터의 기류는 복수의 기류 천공(735)을 통해 흘러서, 에어로졸 발생 물품(14)의 에어로졸 형성 기재(34)에 들어가기 전에 기류를 예열한다.
도 12는 도 11에 도시된 유도 조립체(723)와 실질적으로 동일하며, 동일한 서셉터 요소(724) 및 평평한 나선형 인덕터 코일(26)을 포함하고 있는 유도 조립체(823)를 보여주고 있다. 평평한 나선형 인덕터 코일(26)은 제1 평평한 나선형 인덕터 코일(26)이고 유도 조립체(823)는 제2 평평한 나선형 인덕터 코일(833)을 추가적으로 포함하고 있다. 제1 및 제2 평평한 나선형 인덕터 코일(26, 833)은 서셉터 요소(724)의 평면 부분(727)이 제1 및 제2 평평한 나선형 인덕터 코일(26, 833) 사이에 위치하도록 배열되어 있다. 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 2개의 평평한 나선형 인덕터 코일을 제공하면 서셉터 요소(724)의 평면 부분(727)의 유도 가열을 증가시킨다.
도 13은 도 5에 도시된 유도 조립체(123)와 실질적으로 동일한 유도 조립체(923)를 보여주고 있다. 유도 조립체(923)의 서셉터 요소(924)는 평면 부분(27)으로부터 연장되어 있고 나선형 인덕터 코일(131) 내에 배치되어 있는 슬리브 부분(941)을 추가로 포함하고 있다. 사용하는 동안, 제어부(30)는 평평한 나선형 인덕터 코일(26)에 교류 전류를 제공하여 평면 부분(27)을 유도 가열하고 나선형 인덕터 코일(131)에 교류 전류를 제공하여 세장형 부분(29) 및 슬리브 부분(941)을 유도 가열한다.

Claims (15)

  1. 에어로졸 발생 장치로서,
    에어로졸 발생 물품을 챔버 내에 삽입하기 위한 개방 말단 및 상기 개방 말단에 대향하는 폐쇄 말단을 갖는 챔버를 정의하고 있는 하우징;
    상기 챔버의 폐쇄 말단에 배치되어 있는 평평한 나선형 인덕터 코일;
    상기 폐쇄 말단에서 상기 챔버 내에 위치하고 있는 서셉터 요소; 및
    상기 평평한 나선형 인덕터 코일에 연결되어 있고 상기 평평한 나선형 인덕터 코일에 교류 전류를 제공해서, 사용 시에, 상기 평평한 나선형 인덕터 코일이 교류 자기장을 발생시켜 상기 서셉터 요소를 유도 가열함으로써 상기 챔버 내에 수용된 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분을 가열하도록 구성되어 있는, 전력 공급부 및 제어부;를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 상기 챔버의 상기 폐쇄 말단과 상기 개방 말단 사이에서 연장되어 있는 길이방향 축을 정의하고 있으며, 상기 평평한 나선형 인덕터 코일은 상기 길이방향 축에 직교하는 평면 내에 놓여 있는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 상기 챔버의 폐쇄 말단을 형성하고 있는 챔버 말단 벽면을 정의하고 있고, 상기 평평한 나선형 인덕터 코일은 상기 챔버 말단 벽면 상에 배치되어 있는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 챔버 말단 벽면은 상기 챔버의 폐쇄 말단을 정의하고 있는 제1 표면 및 상기 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 포함하고, 상기 평평한 나선형 인덕터 코일은 상기 챔버 내의 말단 벽면의 제1 표면 상에 배치되어 있는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 챔버 말단 벽면은 상기 챔버의 폐쇄 말단을 정의하고 있는 제1 표면 및 상기 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 포함하고, 상기 평평한 나선형 인덕터 코일은 상기 말단 벽면의 제2 표면 상에 배치되어 있는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 하우징은 상기 전력 공급부, 상기 제어부 및 상기 평평한 나선형 인덕터 코일이 위치하고 있는 공동을 정의하고 있고, 상기 말단 벽면의 제2 표면은 상기 공동의 제1 말단을 정의하고 있는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 서셉터 요소는 상기 폐쇄 말단에서 상기 챔버 내에 배치되어 있는 평면 부분을 포함하고, 상기 평면 부분은 상기 평평한 나선형 인덕터 코일과 평행한 평면 내에서 연장되어 있는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 서셉터 요소는 상기 평면 부분의 제1 측면과 상기 평면 부분의 제2 측면 사이에서 상기 평면 부분을 통해 연장되어 있는 적어도 하나의 기류 천공을 포함하는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 평면 부분은 중앙 허브 및 상기 중앙 허브로부터 반경방향으로 외측으로 연장되어 있는 복수의 핀을 포함하는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 서셉터 요소는 상기 평면 부분으로부터 상기 챔버 내로 연장되어 있는 적어도 하나의 세장형 부분을 포함하는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 서셉터 요소는 상기 평면 부분의 주변부로부터 연장되어 있는 슬리브 부분을 포함하고, 상기 슬리브 부분은 상기 슬리브 부분 내에 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분을 수용하기 위해 상기 챔버의 적어도 일부분 주위에 배치되어 있는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 평평한 나선형 인덕터 코일은 제1 평평한 나선형 인덕터 코일이고, 상기 에어로졸 발생 장치는 제2 평평한 나선형 인덕터 코일을 더 포함하고, 상기 제1 평평한 나선형 인덕터 코일, 상기 제2 평평한 나선형 인덕터 코일 및 상기 서셉터 요소의 평면 부분은 서로 평행하고, 상기 평면 부분은 상기 제1 평평한 나선형 인덕터 코일과 상기 제2 평평한 나선형 인덕터 코일 사이에 위치하고 있는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 평면 부분은 제1 평면 부분이고 상기 서셉터 요소는 상기 제1 평면 부분과 별개인 제2 평면 부분을 더 포함하고, 상기 제2 평면 부분은 상기 제2 평평한 나선형 인덕터 코일과 평행한 평면 내에서 연장되어 있고, 상기 제2 평평한 나선형 인덕터 코일은 상기 제1 평면 부분과 상기 제2 평면 부분 사이에 위치하고 있는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 챔버의 적어도 일부분 주위에 배치되어 있는 추가 인덕터 코일을 더 포함하고, 상기 전력 공급부 및 상기 제어부는 상기 추가 인덕터 코일에 연결되어 있고 상기 추가 인덕터 코일에 교류 전류를 제공하도록 구성되어 있는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생 장치, 및 에어로졸 형성 기재를 가지고 상기 에어로졸 발생 장치와 사용하도록 구성되어 있는 에어로졸 발생 물품을 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
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