WO2021215673A1 - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

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WO2021215673A1
WO2021215673A1 PCT/KR2021/003415 KR2021003415W WO2021215673A1 WO 2021215673 A1 WO2021215673 A1 WO 2021215673A1 KR 2021003415 W KR2021003415 W KR 2021003415W WO 2021215673 A1 WO2021215673 A1 WO 2021215673A1
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WO
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heating unit
cigarette
generating device
heating
aerosol generating
Prior art date
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PCT/KR2021/003415
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English (en)
French (fr)
Inventor
박인수
정은미
Original Assignee
주식회사 케이티앤지
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Priority to US17/420,277 priority patent/US20230189890A1/en
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    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/105—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor
    • H05B6/108—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor for heating a fluid
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    • A24F40/20—Devices using solid inhalable precursors

Definitions

  • the embodiments relate to an aerosol-generating device, and more particularly, to an aerosol-generating device comprising a heater structure capable of heating the inside, outside and one end of the cigarette.
  • the structure of the heater for heating the cigarette can be largely divided into an internal heating method and an external heating method.
  • the internal heating type heater uses a heater inserted into the cigarette to heat the inside of the cigarette so that heat moves from the inside of the cigarette to the outside, and the external heating type heater heats the outside of the cigarette so that heat moves from the outside to the inside of the cigarette do.
  • the internal heating type heater structure in which the heater is inserted into the cigarette heats the inside of the cigarette to a high temperature, so carbonization of a part of the cigarette adjacent to the heater occurs due to the high temperature, which causes off-flavor Problems may exist.
  • the external heating type heater structure needs to heat a large area, there is a problem in that the preheating time of the heater is long at the initial stage of operation of the aerosol generating device.
  • embodiments provide an aerosol generating device capable of heating a cigarette using a heater structure capable of heating the exterior, interior and one end of the cigarette.
  • the aerosol generating device is disposed inside the receiving part and the receiving part for accommodating at least a portion of the cigarette, and comprises a heater for heating the cigarette, the heater comprising: , A first heating unit disposed along the periphery of the interior of the accommodating unit, a second heating unit disposed under the accommodating unit, and a third heating unit extending along the longitudinal direction of the cigarette from the lower portion of the accommodating unit, the first heating unit;
  • the second heating unit and the third heating unit may be thermally connected to each other.
  • the aerosol generating device may include a heater structure capable of heating the outside and the inside of the cigarette to shorten the initial preheating time of the heater required to heat the cigarette.
  • the aerosol generating device can provide an excellent taste and atomization amount to the user by heating the outside, the inside and one end of the cigarette, and reduce the consumption of the amount of power required to heat the heater.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example in which a cigarette is inserted into an aerosol generating device.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a cigarette.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example in which a cigarette is inserted into the aerosol generating device according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example in which a cigarette is inserted into an aerosol generating device according to another embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view of a heater of the aerosol generating device shown in FIG. 4 .
  • FIG. 6 is a view showing a cross-section of the heater shown in FIG. 5 .
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example in which a cigarette is inserted into an aerosol generating device according to another embodiment.
  • the aerosol-generating device includes a accommodating part accommodating at least a portion of the cigarette, and a heater disposed inside the accommodating part, and heating the cigarette, wherein the heater is a first disposed along the perimeter of the accommodating part
  • a heating unit, a second heating unit disposed under the receiving unit, and a third heating unit extending along the longitudinal direction of the cigarette from the lower portion of the receiving unit, the first heating unit, the second heating unit, and the third heating unit thermally with each other can be connected
  • first heating unit and the second heating unit may be disposed to contact each other, and the second heating unit and the third heating unit may be disposed to contact each other.
  • the first heating unit surrounds at least a portion of the outer surface of the cigarette to heat the outer surface of the cigarette, and the second heating unit is in contact with one end of the cigarette to heat one end of the cigarette, and the third heating The blow can be inserted into the cigarette to heat the interior of the cigarette.
  • the first heating unit may be concavely curved toward the third heating unit.
  • first heating unit may be heated to a first temperature
  • second heating unit may be heated to a second temperature that is less than or equal to the first temperature
  • third heating unit may be heated to a third temperature that is less than or equal to the second temperature
  • the first heating unit includes a material having a first thermal conductivity
  • the second heating unit includes a material having a second thermal conductivity lower than the first thermal conductivity
  • the third heating unit includes a material having a third thermal conductivity lower than the second thermal conductivity.
  • the cigarette may include; a medium comprising an aerosol-generating material, and the length of the first heating unit may be 0.3 to 1 times the length of the medium.
  • the heater further includes; a fourth heating unit disposed inside the receiving unit and thermally connected to the first heating unit, and the first heating unit is heated by the fourth heating unit to transfer heat to the second heating unit, The second heating unit may transfer heat to the third heating unit.
  • the fourth heating unit may cover at least a portion of the inner surface of the receiving unit, and may be disposed to be spaced apart from the first heating unit by a predetermined distance.
  • the length of the fourth heating unit may be 0.5 to 1 times the length of the first heating unit.
  • the receiving unit is disposed on the outside of the receiving unit, and an induction coil for generating an alternating magnetic field; further comprising, the first heating unit and the third heating unit generate heat by being applied with the alternating magnetic field, and the second heating unit is the first heating unit and the third heating unit It can receive heat from wealth.
  • the “longitudinal direction” of a component may be a direction in which the component extends along one axis of the component, wherein one axis of the component extends longer than the other axis transverse to the one axis. It can mean the direction
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example in which a cigarette is inserted into an aerosol generating device.
  • the aerosol generating device includes a battery 110 , a control unit 120 , and a heater 200 .
  • the cigarette 300 may be inserted into the inner space of the aerosol generating device 1000 .
  • the aerosol generating device 1000 illustrated in FIG. 1 includes components related to the present embodiment. Accordingly, it can be understood by those of ordinary skill in the art related to the present embodiment that other general-purpose components other than those shown in FIG. 1 may be further included in the aerosol generating device 1000 .
  • FIG. 1 illustrates that the battery 110, the controller 120, and the heater 200 are arranged in a line, but is not limited thereto.
  • the arrangement of the battery 110 , the controller 120 , and the heater 200 may be changed.
  • the aerosol generating device 1000 heats the heater 200 .
  • the temperature of the aerosol generating material in the cigarette 300 is increased by the heated heater 200 , and thus an aerosol may be generated.
  • the generated aerosol is delivered to the user through the filter rod 320 of the cigarette 300 .
  • the aerosol generating device 1000 may heat the heater 200 .
  • the battery 110 supplies power used to operate the aerosol generating device 1000 .
  • the battery 110 may supply power to the heater 200 to be heated, and may supply power required for the controller 120 to operate.
  • the battery 110 may supply power required to operate a display, a sensor, a motor, etc. installed in the aerosol generating device 1000 .
  • the controller 120 controls the overall operation of the aerosol generating device 1000 . Specifically, the controller 120 controls the operation of the battery 110 and the heater 200 as well as other components included in the aerosol generating device 1000 . In addition, the controller 120 may determine whether the aerosol generating device 1000 is in an operable state by checking the state of each of the components of the aerosol generating device 1000 .
  • the controller 120 includes at least one processor.
  • the processor may be implemented as an array of a plurality of logic gates, or may be implemented as a combination of a general-purpose microprocessor and a memory in which a program executable in the microprocessor is stored.
  • a general-purpose microprocessor and a memory in which a program executable in the microprocessor is stored.
  • the present embodiment may be implemented in other types of hardware.
  • the heater 200 is heated by power supplied from the battery 110 .
  • the heater 200 may be located inside the cigarette.
  • the heated heater 200 may raise the temperature of the aerosol generating material in the cigarette.
  • the heater 200 may be an electrically resistive heater.
  • the heater 200 may include an electrically conductive track, and the heater 200 may be heated as current flows through the electrically conductive track.
  • the heater 200 is not limited to the above-described example, and may be applicable without limitation as long as it can be heated to a desired temperature.
  • the desired temperature may be preset in the aerosol generating device 1000 or may be set to a desired temperature by the user.
  • the heater 200 may be an induction heating type heater.
  • the heater 200 may include an electrically conductive coil for heating the cigarette in an induction heating method, and the cigarette may include a susceptor capable of being heated by the induction heating type heater.
  • the heater 200 is disposed to be inserted into the cigarette 300, but is not limited thereto.
  • the heater 200 may include a tubular heating element, a plate-type heating element, a needle-type heating element, or a rod-type heating element, and may be heated inside or outside the cigarette 300 depending on the shape of the heating element. can be heated.
  • a plurality of heaters 200 may be disposed in the aerosol generating device 1000 .
  • the plurality of heaters 200 may be disposed to be inserted into the cigarette 300 , or may be disposed outside the cigarette 300 .
  • some of the plurality of heaters 200 may be disposed to be inserted into the cigarette 300 , and the rest may be disposed outside the cigarette 300 .
  • the shape of the heater 200 is not limited to the shape shown in FIG. 1 , and may be manufactured in various shapes.
  • the aerosol generating device 1000 may further include general-purpose components in addition to the battery 110 , the controller 120 , and the heater 200 .
  • the aerosol generating device 1000 may include a display capable of outputting visual information and/or a motor for outputting tactile information.
  • the aerosol generating device 1000 may include at least one sensor (a puff detection sensor, a temperature sensor, a cigarette insertion detection sensor, etc.).
  • the aerosol generating device 1000 may be manufactured to have a structure in which external air may be introduced or internal gas may flow out even in a state in which the cigarette 300 is inserted.
  • the aerosol generating device 1000 may constitute a system together with a separate cradle.
  • the cradle may be used to charge the battery 110 of the aerosol generating device 1000 .
  • the heater 200 may be heated in a state in which the cradle and the aerosol generating device 1000 are coupled.
  • the cigarette 300 may be similar to a general combustion cigarette.
  • the cigarette 300 may be divided into a first portion including an aerosol generating material and a second portion including a filter and the like.
  • the second portion of the cigarette 300 may also include an aerosol generating material.
  • an aerosol-generating material made in the form of granules or capsules may be inserted into the second part.
  • the entire first part may be inserted into the aerosol generating device 1000 , and the second part may be exposed to the outside.
  • only a part of the first part may be inserted into the aerosol generating device 1000 , or parts of the first part and the second part may be inserted.
  • the user may inhale the aerosol with the second part in the mouth. At this time, the aerosol is generated by passing the outside air through the first part, and the generated aerosol passes through the second part and is delivered to the user's mouth.
  • external air may be introduced through at least one air passage formed in the aerosol generating device 1000 .
  • the opening and closing of the air passage and/or the size of the air passage formed in the aerosol generating device 1000 may be adjusted by the user. Accordingly, the amount of atomization, the feeling of smoking, and the like can be adjusted by the user.
  • external air may be introduced into the cigarette 300 through at least one hole formed on the surface of the cigarette 300 .
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a cigarette.
  • the cigarette 300 includes a medium 310 and a filter rod 320 .
  • the first part described above with reference to FIG. 1 includes the medium part 310
  • the second part includes the filter rod 320 .
  • the filter rod 320 is shown as a single segment, but is not limited thereto.
  • the filter rod 320 may be composed of a plurality of segments.
  • the filter rod 320 may include a first segment for cooling the aerosol and a second segment for filtering certain components contained in the aerosol.
  • the filter rod 320 may further include at least one segment that performs another function.
  • the cigarette 300 may be wrapped by at least one wrapper 340 . At least one hole through which external air flows or internal gas flows may be formed in the wrapper 340 . As an example, the cigarette 300 may be wrapped by one wrapper 340 . As another example, the cigarette 300 may be overlapped by two or more wrappers 340 . For example, the medium portion 310 may be packaged by the first wrapper, and the filter rod 320 may be packaged by the second wrapper. Then, the medium portion 310 and the filter rod 320 wrapped by an individual wrapper may be combined, and the entire cigarette 300 may be repackaged by the third wrapper. If each of the medium portion 310 or the filter rod 320 is composed of a plurality of segments, each segment may be wrapped by an individual wrapper. In addition, the entire cigarette 300 in which segments wrapped by individual wrappers are combined may be repackaged by another wrapper.
  • the medium portion 310 includes an aerosol generating material.
  • the aerosol generating material may include, but is not limited to, at least one of glycerin, propylene glycol, ethylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol and oleyl alcohol.
  • the medium 310 may contain other additive substances such as flavoring agents, wetting agents and/or organic acids.
  • a flavoring liquid such as menthol or a moisturizing agent may be added to the medium portion 310 by being sprayed onto the medium portion 310 .
  • the medium 310 may be manufactured in various ways.
  • the medium part 310 may be manufactured as a sheet or as a strand.
  • the medium 310 may be made of cut filler from which the tobacco sheet is chopped.
  • the medium portion 310 may be surrounded by a heat-conducting material.
  • the heat-conducting material may be, but is not limited to, a metal foil such as aluminum foil.
  • the heat-conducting material surrounding the medium portion 310 may improve the thermal conductivity applied to the tobacco rod by evenly distributing the heat transferred to the medium portion 310, thereby improving the tobacco taste.
  • the heat-conducting material surrounding the medium portion 310 may function as a susceptor heated by an induction heating type heater. At this time, although not shown in the drawings, the medium portion may further include an additional susceptor in addition to the heat-conducting material surrounding the outside.
  • the filter rod 320 may be a cellulose acetate filter.
  • the shape of the filter rod 320 is not limited.
  • the filter rod 320 may be a cylindrical rod, or a tubular rod including a hollow therein.
  • the filter rod 320 may be a recess type rod. If the filter rod 320 is composed of a plurality of segments, at least one of the plurality of segments may be manufactured in a different shape.
  • the filter rod 320 may be manufactured to generate flavor.
  • the flavoring solution may be sprayed onto the filter rod 320 , and a separate fiber coated with the flavoring solution may be inserted into the filter rod 320 .
  • the filter rod 320 may include at least one capsule 330 .
  • the capsule 330 may perform a function of generating flavor or may perform a function of generating an aerosol.
  • the capsule 330 may have a structure in which a liquid containing a fragrance is wrapped with a film.
  • the capsule 330 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 may be made of pure polylactic acid alone, but is not limited thereto.
  • the cooling segment may be made of a cellulose acetate filter perforated with a plurality of holes.
  • the cooling segment is not limited to the above-described example, and as long as the aerosol can perform the function of cooling, it may be applicable without limitation.
  • FIG 3 is a schematic diagram illustrating an example in which the cigarette 300 is inserted into the aerosol generating device 1000 according to an embodiment.
  • the aerosol generating device 1000 may include a receiving part 260 for accommodating at least a portion of the cigarette 300 and a heater 200 for heating the cigarette 300 .
  • the heater 200 may include a first heating unit 210 , a second heating unit 220 , and a third heating unit 230 .
  • the heating unit included in the heater 200 may refer to a component that heats the cigarette 300 by generating heat.
  • the heating unit included in the heater 200 may heat the cigarette 300 by being electrically connected to the battery 110 to generate heat, but is not limited thereto, and heat from another heating unit included in the heater 200 is not limited thereto.
  • the cigarette 300 can be heated by receiving and generating heat.
  • the first heating unit 210 may be disposed along the inner circumference of the receiving unit 260 .
  • the first heating unit 210 is illustrated as being spaced apart from the inner surface of the receiving unit 260 by a predetermined distance, but the first heating unit 210 is placed in contact with the inner surface of the receiving unit 260 . can be placed.
  • the first heating unit 210 may be concavely curved toward the third heating unit 230 . That is, the first heating unit 210 may be curved concavely toward the third heating unit 230 to surround the third heating unit 230 . As the first heating unit 210 is curved, it is possible to efficiently heat the outer surface of the cigarette 300 by wrapping the outer surface of the cigarette 300 when the cigarette 300 is inserted.
  • the second heating unit 220 may be disposed under the receiving unit 260 .
  • the lower part of the accommodating part 260 means a part of the accommodating part 260 toward which one end of the cigarette 300 inserted into the accommodating part 260 faces.
  • the second heating unit 220 may be disposed to contact the lower surface of the receiving unit 260 as shown in FIG. 3 , but may be disposed to be spaced apart from the lower surface by a predetermined distance. Also, the second heating unit 220 may be disposed to cover a partial surface of the lower portion of the receiving unit 260 .
  • the shape of the second heating unit 220 may be a plate shape or a disk shape having a hollow, but is not limited thereto and may be modified into various shapes for heating one end of the cigarette.
  • the third heating unit 230 may be disposed to extend from the lower portion of the accommodating unit 260 in the longitudinal direction of the cigarette 300 .
  • the third heating unit 230 may be disposed to extend along the longitudinal direction of the cigarette 300 from one surface of the second heating unit 220 .
  • the shape of the third heating unit 230 may be elongated (eg, rod-shaped, needle-shaped, blade-shaped) or cylindrical, but is not limited thereto and may be modified into various shapes for heating the inside of the cigarette.
  • the first heating unit 210 , the second heating unit 220 , and the third heating unit 230 may be thermally connected to each other.
  • Thermal connection means that heat of one component of the heater 200 may be transferred to another component of the heater 200 through conduction, convection, and radiation.
  • first heating unit 210 and the second heating unit 220 may be disposed to contact each other, and the second heating unit 220 and the third heating unit 230 may be disposed to contact each other.
  • heat is conducted between the first heating unit 210 , the second heating unit 220 , and the third heating unit 230 to move.
  • each component of the heater 200 may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the aerosol generating device 1000 may provide a heater 200 structure capable of simultaneously heating the inside, the outside, and one end of the cigarette 300 .
  • a preheating time eg, a time to reach a set temperature
  • the amount of aerosol generated during the operation of the heater is relatively reduced in the latter half of the operation compared to the amount of aerosol generated at the beginning of the operation of the heater.
  • At least a portion of the cigarette 300 may be inserted into the receiving portion 260 of the aerosol generating device 1000 .
  • the third heating unit 230 may be inserted into the cigarette 300 .
  • the first heating unit 210 may surround at least a portion of the outer surface of the cigarette 300
  • the second heating unit 220 may be in contact with one end of the cigarette 300 .
  • the first heating unit 210 heats the outer surface of the cigarette 300
  • the second heating unit 220 heats one end of the cigarette 300
  • the third heating unit ( 230 may simultaneously heat the inside of the cigarette 300 .
  • the aerosol generating device 1000 may heat the cigarette 300 to a uniform temperature distribution by using the components of the heater 200 described above.
  • the control unit 120 of the aerosol generating device 100 heats the first heating unit 210 to a first temperature, and heats the second heating unit 220 to a second temperature that is less than or equal to the first temperature. and the third heating unit 230 may be heated to a third temperature that is less than or equal to the second temperature.
  • the first heating unit 210 for heating the outer surface of the cigarette 300 is heated rather than the temperature at which the third heating unit 230 for heating the inside of the cigarette is heated.
  • the heater 200 may be heated so that the temperature is relatively high.
  • the first temperature may be 260 °C to 290 °C
  • the second temperature may be 250 °C to 280 °C
  • the third temperature may be 240 °C to 270 °C.
  • the optimal heating temperature of the cigarette 300 may vary depending on the type of material constituting the cigarette 300, composition ratio, and the like.
  • the material of the first heating unit 210 , the second heating unit 220 , and the third heating unit 230 may include ceramics, CNTs, metal materials having thermal conductivity, and the like.
  • the first heating unit 210 , the second heating unit 220 , and the third heating unit 230 may be manufactured to include the same material, but is not limited thereto.
  • the first heating unit 210 includes a material having a first thermal conductivity
  • the second heating unit 220 is a material having a second thermal conductivity lower than the first thermal conductivity.
  • the third heating unit 230 may include a material having a third thermal conductivity lower than the second thermal conductivity.
  • the length of the first heating unit 210 may be 0.3 to 1 times the length of the medium unit 310 .
  • the flavor provided to the user may vary according to a ratio between the length of the first heating unit 210 and the length of the medium unit 310 .
  • the above-described length refers to the length of the first heating unit 210 in a direction parallel to the longitudinal direction of the cigarette 300 .
  • the length of the first heating unit 210 is 0.5 times the length of the medium unit 310, the inside, outside, and one end of the cigarette 300 are evenly heated while providing excellent flavor and atomization to the user. can provide
  • the aerosol generating device 1000 can simultaneously heat the inside, outside, and one end of the cigarette 300 to provide an excellent flavor and atomization amount to the user.
  • the heater 200 does not need to be heated beyond the required temperature, carbonization of the cigarette 300 may occur to prevent odors or the output of the battery 110 being wasted.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example in which a cigarette is inserted into the aerosol generating device according to another embodiment
  • the heater 200 of the aerosol generating apparatus 1000 may further include a fourth heating unit 240 .
  • the fourth heating unit 240 may be electrically connected to the battery 110 . Also, the fourth heating unit 240 may be disposed to cover at least a portion of an inner surface of the receiving unit 260 .
  • FIG. 5 is a perspective view of a heater of the aerosol generating device shown in FIG. 4 .
  • the fourth heating unit 240 may be thermally connected to the first heating unit 210 .
  • the fourth heating unit 240 may be disposed to be spaced apart from the first heating unit 210 by a predetermined distance while covering at least a portion of an inner surface of the receiving unit 260 ( FIG. 4 ).
  • the fourth heating unit 240 may be manufactured in the form of a film having an electrically resistive pattern.
  • the material of the fourth heating unit 240 may include CNT, ceramic, etc., but is not limited thereto.
  • the length of the fourth heating unit 240 may be 0.5 to 1 times the length of the first heating unit 210 .
  • the above-described length refers to the lengths of the first heating unit 210 and the fourth heating unit 240 in a direction parallel to the longitudinal direction of the cigarette 300 .
  • the length of the fourth heating unit 240 may be one time the length of the first heating unit 210 . That is, when the length of the fourth heating unit 240 is the same as the length of the first heating unit 210 , the fourth heating unit 240 may intensively heat only the first heating unit 210 .
  • FIG. 6 is a view showing a cross-section of the heater shown in FIG. 5 .
  • the first heating unit 210 and the second heating unit 220 may contact each other, and the second heating unit 220 and the third heating unit 230 may contact each other. At this time, heat may be transferred between the first heating unit 210 , the second heating unit 220 , and the third heating unit 230 in a conductive manner. Accordingly, the first heating unit 210 , the second heating unit 220 , and the third heating unit 230 described above may each serve as a heat conductor with respect to each other.
  • the fourth heating unit 240 may heat the first heating unit 210 .
  • the fourth heating unit 240 is spaced apart from the first heating unit 210 by a predetermined distance, so that heat from the fourth heating unit 240 may move to the first heating unit 210 in a convection manner.
  • the second heating unit 220 may be heated by receiving heat from the first heating unit 210 .
  • the third heating unit 230 may be heated by receiving heat from the second heating unit 220 .
  • the heat of the fourth heating unit 240 may be sequentially transferred to the first heating unit 210 , the second heating unit 220 , and the third heating unit 230 .
  • the aerosol generating device 1000 heats the fourth heating unit 240 to heat the entire heater 200, each of the first heating unit 210, the second heating unit 220 and the third It is possible to save power consumption of the battery 110 rather than heating the heating unit 230 separately.
  • the fourth heating unit 240 may be heated to 270° C. to 300° C. in the process of preheating the heater 200 at the initial stage of operation of the aerosol generating device 1000 . After the heater 200 is preheated, the temperature of the fourth heating unit 240 may be maintained at 200°C to 250°C.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example in which a cigarette is inserted into an aerosol generating device according to another embodiment.
  • the aerosol generating device 1000 may further include an induction coil 250 .
  • the induction coil 250 is illustrated as being disposed outside the accommodating part 260 , it is not limited thereto and may be disposed inside the accommodating part 260 .
  • the induction coil 250 may be an electrically conductive coil that generates an alternating magnetic field by power supplied from the battery 110 .
  • the induction coil 250 may be disposed to surround at least a portion of the receiving part 260 .
  • the aerosol generating device 1000 may supply power to the induction coil 250 so that the induction coil 250 generates an alternating magnetic field. have.
  • the first heating unit 210 may include a susceptor heated by an alternating magnetic field.
  • the first heating unit 210 may include a material different from that of the second heating unit 220 and the third heating unit 230 .
  • the susceptor of the first heating unit 210 is heated by an alternating magnetic field generated from the induction coil 250 and may include metal or carbon.
  • the susceptor may include at least one selected from ferrite, a ferromagnetic alloy, stainless steel, aluminum, or a combination thereof.
  • the susceptor is a ceramic, nickel, such as graphite, molybdenum, silicon carbide, niobium, nickel alloy, metal film, zirconia (zirconia), etc. At least one selected from a transition metal such as (Ni) or cobalt (Co), a metalloid such as boron (B) or phosphorus (P), or a combination thereof may be included.
  • a transition metal such as (Ni) or cobalt (Co)
  • a metalloid such as boron (B) or phosphorus (P), or a combination thereof
  • the susceptor is not limited to the above-described example, and as long as it can be heated to a desired temperature as an alternating magnetic field is applied, the susceptor may be applied without limitation.
  • the first heating unit 210 may be heated by applying an alternating magnetic field generated by the induction coil 250 .
  • the second heating unit 220 may be heated by receiving heat from the first heating unit 210 .
  • the third heating unit 230 may be heated by receiving heat from the second heating unit 220 . That is, the heat of the first heating unit 210 may be sequentially transferred to the second heating unit 220 and the third heating unit 230 .
  • the aerosol generating device 1000 by heating the first heating unit 210 that is a susceptor by the induction coil 250, the remaining second heating unit 220 and the third heating unit By heating the unit 230 , power consumption of the battery 110 may be saved.
  • the aerosol generating device 1000 further includes an induction coil 250 for generating an alternating magnetic field, and the first heating unit 210 and the third heating unit 230 are heated by the alternating magnetic field. It may include a susceptor.
  • the first heating unit 210 and the third heating unit 230 may generate heat by receiving an alternating magnetic field.
  • the second heating unit 220 may receive heat from the first heating unit 210 and the third heating unit 230 . That is, heat from the first heating unit 210 and the third heating unit 230 may be transferred to the second heating unit 220 .
  • the second heating unit By heating 220 , power consumption of the battery 110 can be saved, and an aerosol can be rapidly generated at the beginning of the operation of the heater 200 .

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Abstract

실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 궐련의 적어도 일부를 수용하는 수용부 및 수용부의 내부에 배치되며, 궐련을 가열하는 히터를 포함하고, 히터는, 수용부의 내부의 둘레를 따라 배치되는 제1 가열부, 수용부의 하부에 배치되는 제2 가열부 및 수용부의 하부로부터 궐련의 길이방향을 따라 연장되는 제3 가열부를 포함하고, 제1 가열부, 제2 가열부 및 제3 가열부는 서로 열적으로 연결될 수 있다.

Description

에어로졸 생성 장치
실시예들은 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 궐련의 내부, 외부 및 일 단부를 가열할 수 있는 히터 구조를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
궐련을 가열하는 히터의 구조는 크게 내부 가열 방식, 외부 가열 방식으로 나뉠 수 있다. 내부 가열 방식 히터는 궐련에 삽입되는 히터를 이용하여 궐련의 내부를 가열하여 열이 궐련의 내부에서 외부로 이동하고, 외부 가열 방식 히터는 궐련의 외부를 가열하여 열이 궐련의 외부에서 내부로 이동한다.
에어로졸 생성 장치의 히터 중, 히터가 궐련에 삽입되는 내부 가열식 히터 구조는 궐련의 내부를 고온으로 가열하기 때문에 높은 온도에 의해 히터에 인접한 궐련의 일부에 대한 탄화가 발생하고, 이로 인해 이취가 발생하는 문제점이 존재할 수 있다. 또한 외부 가열식 히터 구조는 넓은 면적을 가열해야 하기 때문에 에어로졸 생성 장치의 작동 초기에 히터의 예열 시간이 길다는 문제가 있다.
상술한 문제점들을 해결하기 위하여, 실시예들은 궐련의 외부, 내부 및 일 단부를 가열할 수 있는 히터 구조를 사용하여 궐련을 가열할 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공한다.
실시예들을 통해 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제들을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는, 궐련의 적어도 일부를 수용하는 수용부 및 수용부의 내부에 배치되며, 궐련을 가열하는 히터를 포함하고, 히터는, 수용부의 내부의 둘레를 따라 배치되는 제1 가열부, 수용부의 하부에 배치되는 제2 가열부 및 수용부의 하부로부터 궐련의 길이방향을 따라 연장되는 제3 가열부를 포함하고, 제1 가열부, 제2 가열부 및 제3 가열부는 서로 열적으로 연결될 수 있다.
실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치는 궐련의 외부 및 내부를 가열할 수 있는 히터 구조를 포함하여 궐련을 가열하기 위해 필요한 히터의 초기 예열 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치는 궐련의 외부, 내부 및 일 단부를 가열하여 사용자에게 우수한 끽미 및 무화량을 제공하고, 히터를 가열하는 데 필요한 전력량의 소모를 줄일 수 있다.
실시예들에 의한 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 일 예를 도시한 개략도이다.
도 4는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 일 예를 도시한 개략도이다.
도 5는 도 4에 도시된 에어로졸 생성 장치의 히터의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 히터의 단면을 도시한 도면이다.
도 7은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 일 예를 도시한 개략도이다.
일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는, 궐련의 적어도 일부를 수용하는 수용부 및 수용부의 내부에 배치되며, 궐련을 가열하는 히터를 포함하고, 히터는, 수용부의 내부의 둘레를 따라 배치되는 제1 가열부, 수용부의 하부에 배치되는 제2 가열부 및 수용부의 하부로부터 궐련의 길이방향을 따라 연장되는 제3 가열부를 포함하고, 제1 가열부, 제2 가열부 및 제3 가열부는 서로 열적으로 연결될 수 있다.
또한 제1 가열부와 제2 가열부는 서로 접하도록 배치되고, 제2 가열부와 제3 가열부는 서로 접하도록 배치될 수 있다.
또한 궐련이 수용부에 삽입되었을 때, 제1 가열부는 궐련의 외면의 적어도 일부를 둘러싸 궐련의 외면을 가열하고, 제2 가열부는 궐련의 일 단부와 접하여 궐련의 일 단부를 가열하고, 제3 가열부는 궐련에 삽입되어 궐련의 내부를 가열할 수 있다.
또한 제1 가열부는 제3 가열부를 향하여 오목하게 만곡될 수 있다.
또한 제1 가열부는 제1 온도로 가열되고, 제2 가열부는 제1 온도 이하인 제2 온도로 가열되고, 제3 가열부는 제2 온도 이하인 제3 온도로 가열될 수 있다.
또한 제1 가열부는 제1 열전도율을 가진 소재를 포함하고, 제2 가열부는 제1 열전도율보다 낮은 제2 열전도율을 가진 소재를 포함하고, 제3 가열부는 제2 열전도율보다 낮은 제3 열전도율을 가진 소재를 포함할 수 있다.
또한 궐련은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 매질부;를 포함하고, 제1 가열부의 길이는 매질부의 길이의 0.3 내지 1배일 수 있다.
또한 히터는 수용부의 내부에 배치되며 제1 가열부와 열적으로 연결되는 제4 가열부;를 더 포함하고, 제1 가열부는 제4 가열부에 의해 가열되어 제2 가열부에 열을 전달하고, 제2 가열부는 제3 가열부에 열을 전달할 수 있다.
또한 제4 가열부는 수용부의 내면의 적어도 일부를 덮으며, 제1 가열부와 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다.
또한 제4 가열부의 길이는 제1 가열부의 길이의 0.5 내지 1배일 수 있다.
또한 수용부의 외부에 배치되고, 교류 자기장을 발생시키는 유도 코일;을 더 포함하고, 제1 가열부는 교류 자기장을 인가 받아 발열하고, 제2 가열부는 제1 가열부로부터 열을 전달받고, 제3 가열부는 제2 가열부로부터 열을 전달 받을 수 있다.
또한 수용부의 외부에 배치되고, 교류 자기장을 발생시키는 유도 코일;을 더 포함하고, 제1 가열부 및 제3 가열부는 교류 자기장을 인가 받아 발열하고, 제2 가열부는 제1 가열부 및 제3 가열부로부터 열을 전달받을 수 있다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 '제 1' 또는 '제 2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다.
명세서 전체에서 구성 요소의“길이 방향”은 구성 요소가 구성 요소의 일 방향 축을 따라 연장하는 방향일 수 있으며, 이때 구성 요소의 일 방향 축은 일 방향 축을 가로지르는 타 방향 축보다 구성 요소가 더 길게 연장하는 방향을 의미할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 일 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치는 배터리(110), 제어부(120) 및 히터(200)를 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부 공간에는 궐련(300)이 삽입될 수 있다.
도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치(1000)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(1000)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
도 1에는 배터리(110), 제어부(120) 및 히터(200)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(1000)의 설계에 따라, 배터리(110), 제어부(120) 및 히터(200)의 배치는 변경될 수 있다.
궐련(300)이 에어로졸 생성 장치(1000)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(1000)는 히터(200)를 가열한다. 궐련(300) 내의 에어로졸 생성 물질은 가열된 히터(200)에 의하여 온도가 상승하고, 이에 따라 에어로졸이 생성될 수 있다. 생성된 에어로졸은 궐련(300)의 필터 로드(320)를 통하여 사용자에게 전달된다.
필요에 따라, 궐련(300)이 에어로졸 생성 장치(1000)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성 장치(1000)는 히터(200)를 가열할 수 있다.
배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(1000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(110)는 히터(200)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(120)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(1000)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어부(120)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(120)는 배터리(110) 및 히터(200)뿐 만 아니라 에어로졸 생성 장치(1000)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(120)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(1000)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(120)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
히터(200)는 배터리(110)로부터 공급된 전력에 의하여 가열된다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성 장치(1000)에 삽입되면, 히터(200)는 궐련의 내부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(200)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(200)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(200)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(200)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(200)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(1000)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(200)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(200)에는 궐련을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다.
도 1에는 히터(200)가 궐련(300)의 내부에 삽입되도록 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 히터(200)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 궐련(300)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(1000)에는 히터(200)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(200)들은 궐련(300)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(300)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(200)들 중 일부는 궐련(300)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(300)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(200)의 형상은 도 1에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
한편, 에어로졸 생성 장치(1000)는 배터리(110), 제어부(120) 및 히터(200) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1000)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1000)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(1000)는 궐련(300)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1000)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(1000)의 배터리(110)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(1000)가 결합된 상태에서 히터(200)가 가열될 수도 있다.
궐련(300)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(300)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분과 필터 등을 포함하는 제 2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(300)의 제 2 부분에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제 2 부분에 삽입될 수도 있다.
에어로졸 생성 장치(1000)의 내부에는 제 1 부분 전체가 삽입되고, 제 2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부에 제 1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제 1 부분 및 제 2 부분의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제 2 부분을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제 1 부분을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제 2 부분을 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.
일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 생성 장치(1000)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1000)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 궐련(300)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(300)의 내부로 유입될 수도 있다.
이하, 도 2를 참조하여, 궐련(300)의 일 예에 대하여 설명한다.
도 2는 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 궐련(300)은 매질부(310) 및 필터 로드(320)를 포함한다. 도 1을 참조하여 상술한 제 1 부분은 매질부(310)를 포함하고, 제 2 부분은 필터 로드(320)를 포함한다.
도 2에는 필터 로드(320)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(320)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(320)는 에어로졸을 냉각하는 제 1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제 2 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(320)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.
궐련(300)은 적어도 하나의 래퍼(340)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(340)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 궐련(300)은 하나의 래퍼(340)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 궐련(300)은 2 이상의 래퍼(340)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 래퍼에 의하여 매질부(310)가 포장되고, 제 2 래퍼에 의하여 필터 로드(320)가 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 매질부(310) 및 필터 로드(320)가 결합되고, 제 3 래퍼에 의하여 궐련(300) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 매질부(310) 또는 필터 로드(320) 각각이 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 개별 래퍼에 의하여 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 세그먼트들이 결합된 궐련(300) 전체가 다른 래퍼에 의하여 재포장될 수 있다.
매질부(310)는 에어로졸 생성 물질을 포함한다. 예를 들어, 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. 또한, 매질부(310)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 매질부(310)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 매질부(310)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
매질부(310)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 매질부(310)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 매질부(310)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 매질부(310)는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 매질부(310)를 둘러싸는 열 전도 물질은 매질부(310)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 매질부(310)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 매질부는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.
필터 로드(320)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(320)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(320)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(320)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(320)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
필터 로드(320)는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 필터 로드(320)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터 로드(320)의 내부에 삽입될 수도 있다.
또한, 필터 로드(320)에는 적어도 하나의 캡슐(330)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(330)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(330)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(330)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
만약, 필터 로드(320)에 에어로졸을 냉각하는 세그먼트가 포함될 경우, 냉각 세그먼트는 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 냉각 세그먼트는 순수한 폴리락트산 만으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 냉각 세그먼트는 복수의 구멍들이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 그러나, 냉각 세그먼트는 상술한 예에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행할 수 있다면, 제한 없이 해당될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)에 궐련(300)이 삽입된 일 예를 도시한 개략도이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 궐련(300)의 적어도 일부를 수용하는 수용부(260) 및 상기 궐련(300)을 가열하는 히터(200)를 포함할 수 있다. 히터(200)는 제1 가열부(210), 제2 가열부(220) 및 제3 가열부(230)를 포함할 수 있다.
히터(200)에 포함된 가열부는 발열함으로써 궐련(300)을 가열하는 구성요소를 의미할 수 있다. 예를 들어, 히터(200)에 포함된 가열부는 배터리(110)와 전기적으로 연결되어 발열함으로써 궐련(300)을 가열할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 히터(200)에 포함된 다른 가열부로부터 열을 전달받아 발열함으로써 궐련(300)을 가열할 수 있다.
제1 가열부(210)는 수용부(260)의 내부의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 도 3에는 제1 가열부(210)가 수용부(260)의 내부면과 소정거리 이격되어 배치된 것으로 도시되어 있으나, 제1 가열부(210)는 수용부(260)의 내부면과 접하도록 배치될 수 있다.
제1 가열부(210)는 제3 가열부(230)를 향하여 오목하게 만곡될 수 있다. 즉, 제1 가열부(210)는 제3 가열부(230)를 향하여 오목하게 만곡되어 제3 가열부(230)를 포위하는 형상일 수 있다. 제1 가열부(210)가 만곡됨에 따라, 궐련(300)이 삽입되었을 때 궐련(300)의 외부면을 감싸 궐련(300)의 외부면을 효율적으로 가열할 수 있다.
제2 가열부(220)는 수용부(260)의 하부에 배치될 수 있다. 수용부(260)의 하부는 수용부(260)에 궐련(300)이 삽입되었을 경우, 수용부(260)에 삽입된 궐련(300)의 일 단부가 향하는 수용부(260)의 일부를 의미할 수 있다.
제2 가열부(220)는 도 3에 도시된 것과 같이 수용부(260)의 하부면에 접하도록 배치될 수 있으나, 하부면과 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 제2 가열부(220)는 수용부(260)의 하부의 일부면을 덮도록 배치될 수 있다.
제2 가열부(220)의 형상은 판상형 또는 중공을 가진 디스크형일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 궐련의 일 단부를 가열하기 위한 다양한 형상으로 변형이 가능하다.
제3 가열부(230)는 수용부(260)의 하부로부터 궐련(300)의 길이방향을 따라 연장하여 배치될 수 있다. 제3 가열부(230)는 제2 가열부(220)의 일면으로부터 궐련(300)의 길이방향을 따라 연장하도록 배치될 수 있다.
제3 가열부(230)의 형상은 세장형(예를 들어, 봉형, 침형, 블레이드형)이거나, 원통형일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 궐련의 내부를 가열하기 위한 다양한 형상으로 변형이 가능하다.
제1 가열부(210), 제2 가열부(220) 및 제3 가열부(230)는 서로 열적으로 연결될 수 있다. 열적으로 연결되는 것은 히터(200)의 일 구성요소의 열이 전도, 대류, 복사를 거쳐 히터(200)의 다른 구성요소로 전달될 수 있음을 의미한다.
예를 들어, 제1 가열부(210)와 제2 가열부(220)가 서로 접하도록 배치되고, 제2 가열부(220)와 제3 가열부(230)가 서로 접하도록 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 가열부(210), 제2 가열부(220) 및 제3 가열부(230) 사이에 서로의 열이 전도되어 이동할 수 있다. 또한 열이 대류 또는 복사를 통하여 전달되는 경우에는 히터(200)의 각 구성요소가 소정거리 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 궐련(300)의 내부, 외부 및 일 단부를 동시에 가열할 수 있는 히터(200)구조를 제공할 수 있다.
반면, 일 비교예에 따른 내부가열 방식 히터의 경우, 히터가 궐련(300)의 내부를 가열하여 열이 궐련의 내부에서 외부로 이동하기 때문에 궐련(300)의 외부에 열을 전달하기 위하여 궐련(300)의 내부를 고온으로 가열하여야 한다. 이에 따라 궐련에 삽입된 히터에 의하여 궐련(300)의 내부가 탄화되고, 히터의 예열시간이 길어지는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 다른 비교예에 따른 외부가열 방식 히터의 경우, 궐련(300)의 외부를 가열하여 열이 궐련(300)의 외부에서 내부로 이동하기 때문에 궐련(300)의 내부에 열을 전달하기 위하여 넓은 면적을 가열하여야 한다.
이 경우 가열 대상 면적이 넓어 히터의 작동 초기에 히터의 예열 시간(예를 들어, 설정 온도 도달 시간)이 증가할 수 있다. 또한, 히터 작동 초반부의 에어로졸 생성량에 비해서 작동 중, 후반의 생성량이 상대적으로 줄어드는 문제점이 발생할 수 있다.
궐련(300)의 적어도 일부는 에어로졸 생성 장치(1000)의 수용부(260)에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 궐련(300)이 수용부(260)에 수용되면, 제3 가열부(230)는 궐련(300)에 삽입될 수 있다. 또한, 제1 가열부(210)는 궐련(300)의 외면의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있으며, 제2 가열부(220)는 궐련(300)의 일 단부와 접할 수 있다.
히터(200)가 작동되면, 제1 가열부(210)는 궐련(300)의 외면을 가열하고, 제2 가열부(220)는 궐련(300)의 일 단부를 가열하며, 제3 가열부(230)는 궐련(300)의 내부를 동시에 가열할 수 있다.
일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 상술한 히터(200)의 구성요소를 이용하여 궐련(300)을 균일한 온도 분포로 가열할 수 있다.
일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)의 제어부(120)는, 제1 가열부(210)를 제1 온도로 가열시키고, 제2 가열부(220)를 제1 온도 이하인 제2 온도로 가열시키고, 제3 가열부(230)를 제2 온도 이하인 제3 온도로 가열시킬 수 있다.
궐련(300)을 균일한 온도로 가열하기 위해서, 궐련의 내부를 가열하는 제3 가열부(230)가 가열되는 온도보다 궐련(300)의 외면을 가열하는 제1 가열부(210)가 가열되는 온도가 상대적으로 높도록 히터(200)를 가열시킬 수 있다.
예를 들어, 히터(200)의 작동 초기의 예열과정에서, 제1 온도는 260℃ 내지 290℃, 제2 온도는 250℃ 내지 280℃, 제3 온도는 240℃ 내지 270℃일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 히터(200)가 예열된 이후, 제1 가열부(210), 제2 가열부(220) 및 제3 가열부(230)의 온도는 200℃ 내지 250℃를 유지할 수 있다.
다만, 궐련(300)의 최적 가열 온도는 궐련(300)을 구성하는 물질의 종류, 조성비 등에 의하여 달라질 수 있다.
제1 가열부(210), 제2 가열부(220) 및 제3 가열부(230)의 소재는 세라믹, CNT, 열전도성을 가진 금속 물질등을 포함할 수 있다. 제1 가열부(210), 제2 가열부(220) 및 제3 가열부(230)는 서로 같은 소재를 포함하도록 제작될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 궐련(300)을 고르게 가열하기 위하여 제1 가열부(210)는 제1 열전도율을 가진 소재를 포함하고, 제2 가열부(220)는 제1 열전도율 보다 낮은 제2 열전도율을 가진 소재를 포함할 수 있다. 또한, 제3 가열부(230)는 제2 열전도율보다 낮은 제3 열전도율을 가진 소재를 포함할 수 있다.
제1 가열부(210)의 길이는 매질부(310)의 길이의 0.3 내지 1배 일 수 있다. 제1 가열부(210)의 길이와 매질부(310)의 길이 사이의 비율에 따라 사용자에게 제공되는 풍미가 달라질 수 있다. 상술한 길이는 궐련(300)의 길이 방향과 나란한 방향의 제1 가열부(210)의 길이를 의미한다.
예를 들어, 제1 가열부(210)의 길이가 매질부(310)의 길이의 0.5배인 경우, 궐련(300)의 내부, 외부, 일 단부가 고르게 가열되는 동시에 사용자에게 우수한 풍미 및 무화량을 제공할 수 있다.
이와 같이, 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 궐련(300)의 내부, 외부, 일 단부를 동시에 가열할 수 있어 사용자에게 우수한 풍미 및 무화량을 제공할 수 있다. 또한, 필요 온도 이상으로 히터(200)가 가열될 필요가 없기 때문에 궐련(300)의 탄화가 발생하여 이취가 발생하거나, 배터리(110)의 출력이 낭비되는 문제점을 방지할 수 있다.
도 3에 도시된 일 실시예의 구성 요소에 대한 동일한 도면 부호는 이하에서 실질적으로 동일한 구성요소를 의미할 수 있으며, 일 실시예에 대한 구성 요소는 다른 실시예들에도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 일 예를 도시한 개략도이고,
도 4를 참조하면, 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)의 히터(200)는 제4 가열부(240)를 더 포함할 수 있다. 제4 가열부(240)는 배터리(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제4 가열부(240)는 수용부(260)의 내면의 적어도 일부를 덮도록 배치될 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 에어로졸 생성 장치의 히터의 사시도이다.
도 5를 참조하면, 제4 가열부(240)는 제1 가열부(210)와 열적으로 연결될 수 있다. 제4 가열부(240)는 수용부(260:도 4)의 내면의 적어도 일부를 덮으면서, 제1 가열부(210)와 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다.
제4 가열부(240)는 전기 저항성 패턴을 구비한 필름(film)형상으로 제작될 수 있다. 제4 가열부(240)의 소재는 CNT, 세라믹등을 포함할 수 있으나, 상술한 바에 의하여 제한되지 않는다.
제4 가열부(240)의 길이는 제1 가열부(210)의 길이의 0.5 내지 1배일 수 있다. 상술한 길이는 궐련(300)의 길이 방향과 나란한 방향의 제1 가열부(210) 및 제4 가열부(240)의 길이를 의미한다.
예를 들어, 제4 가열부(240)의 길이는 제1 가열부(210)의 길이의 1배 일 수 있다. 즉, 제4 가열부(240) 의 길이가 제1 가열부(210)의 길이와 같은 경우, 제4 가열부(240)는 제1 가열부(210)만을 집중적으로 가열할 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 히터의 단면을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 제1 가열부(210)와 제2 가열부(220)가 서로 접하고, 제2 가열부(220)와 제3 가열부(230)가 서로 접할 수 있다. 이 때, 제1 가열부(210), 제2 가열부(220) 및 제3 가열부(230) 사이에서 열이 전도방식으로 이동할 수 있다. 따라서, 상술한 제1 가열부(210), 제2 가열부(220) 및 제3 가열부(230)는 각각 서로에 대하여 열 전도체 역할을 할 수 있다.
제4 가열부(240)는 제1 가열부(210)를 가열할 수 있다. 제4 가열부(240)는 제 1 가열부(210)와 소정거리 이격되어, 제4 가열부(240)의 열이 대류방식으로 제1 가열부(210)로 이동할 수 있다.
제2 가열부(220)는 제1 가열부(210)로부터 열을 전달받아 가열될 수 있다. 또한, 제3 가열부(230)는 제2 가열부(220)로부터 열을 전달받아 가열될 수 있다. 그 결과 제4 가열부(240)의 열이 제1 가열부(210), 제2 가열부(220) 및 제3 가열부(230)의 순서로 차례대로 전달될 수 있다.
실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 제4 가열부(240)를 가열하여 전체 히터(200)를 가열함으로써, 각각의 제1 가열부(210), 제2 가열부(220) 및 제3 가열부(230)를 따로 가열하는 것보다 배터리(110)의 전력 소모를 절약할 수 있다.
제4 가열부(240)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 작동 초기에 히터(200)를 예열하는 과정에서 270℃ 내지 300℃로 가열될 수 있다. 히터(200)가 예열된 이후에 제4 가열부(240)의 온도는 200℃ 내지 250℃를 유지할 수 있다.
도 7은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 일 예를 도시한 개략도이다.
도 7을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1000)는 유도 코일(250)을 더 포함할 수 있다. 유도 코일(250)은 수용부(260)의 외부에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 수용부(260)의 내부에 배치될 수 있다.
유도 코일(250)은 배터리(110)로부터 공급된 전력에 의해 교류 자기장을 발생시키는 전기 전도성 코일일 수 있다. 유도 코일(250)은 수용부(260)의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
궐련(300)이 에어로졸 생성 장치(1000)의 수용부(260)에 수용되면, 에어로졸 생성 장치(1000)는 유도 코일(250)이 교류 자기장을 발생시키도록 유도 코일(250)에 전력을 공급할 수 있다.
제1 가열부(210)는 교류 자기장에 의해 가열되는 서셉터(susceptor) 를 포함할 수 있다. 이 때, 제1 가열부(210)는 제2 가열부(220) 및 제3 가열부(230)와 서로 다른 소재를 포함할 수 있다.
제1 가열부(210)의 서셉터는 유도 코일(250)로부터 발생되는 교류 자기장에 의해 가열되며, 금속 또는 탄소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 서셉터는 페라이트(ferrite), 강자성 합금(ferromagnetic alloy), 스테인리스강(stainless steel) 및 알루미늄(aluminum) 또는 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 서셉터는 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 및 붕소(B)나 인(P)과 같은 준금속 또는 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 그러나, 서셉터는 전술한 예에 한정되지 않으며, 교류 자기장이 인가됨에 따라 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다.
제1 가열부(210)는 유도 코일(250)에 의해 생성된 교류 자기장이 인가 되어 발열될 수 있다. 제2 가열부(220)는 제1 가열부(210)로부터 열을 전달 받아 가열될 수 있다. 또한, 제3 가열부(230) 는 제2 가열부(220)로부터 열을 전달 받아 가열될 수 있다. 즉, 제1 가열부(210)의 열이 제2 가열부(220) 및 제3 가열부(230)의 순서로 차례대로 전달될 수 있다.
상술한 바와 같이 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 유도 코일(250)에 의해 서셉터인 제1 가열부(210)를 가열함으로써, 나머지 제2 가열부(220) 및 제3 가열부(230)를 가열하여 배터리(110)의 전력 소모를 절약할 수 있다.
또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 교류 자기장을 발생시키는 유도 코일(250)을 더 포함하고, 제1 가열부(210) 및 제3 가열부(230)는 교류 자기장에 의해 가열되는 서셉터(susceptor) 를 포함할 수 있다.
제1 가열부(210) 및 제3 가열부(230)는 교류 자기장을 인가 받아 발열할 수 있다. 제2 가열부(220)는 제1 가열부(210) 및 제3 가열부(230)로부터 열을 전달받을 수 있다. 즉, 제1 가열부(210) 및 제3 가열부(230)의 열이 제2 가열부(220)로 전달될 수 있다.
상술한 바와 같이 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 유도 코일(250)에 의해 서셉터인 제1 가열부(210) 및 제3 가열부(230)를 가열함으로써, 제2 가열부(220)를 가열하여 배터리(110)의 전력 소모를 절약하고, 히터(200) 작동 초반부에 신속하게 에어로졸을 생성시킬 수 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 궐련의 적어도 일부를 수용하는 수용부; 및
    상기 수용부의 내부에 배치되며, 상기 궐련을 가열하는 히터;를 포함하고,
    상기 히터는,
    상기 수용부의 내부의 둘레를 따라 배치되는 제1 가열부;
    상기 수용부의 하부에 배치되는 제2 가열부; 및
    상기 수용부의 하부로부터 상기 궐련의 길이방향을 따라 연장하는 제3 가열부;를 포함하고,
    상기 제1 가열부, 상기 제2 가열부 및 상기 제3 가열부는 서로 열적으로 연결되는, 에어로졸 생성 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가열부와 상기 제2 가열부는 서로 접하도록 배치되고,
    상기 제2 가열부와 상기 제3 가열부는 서로 접하도록 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 궐련이 상기 수용부에 삽입되었을 때,
    상기 제1 가열부는 상기 궐련의 외면의 적어도 일부를 둘러싸 상기 궐련의 외면을 가열하고,
    상기 제2 가열부는 상기 궐련의 일 단부와 접하여 상기 궐련의 일 단부를 가열하고,
    상기 제3 가열부는 상기 궐련에 삽입되어 상기 궐련의 내부를 가열하는, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가열부는 상기 제3 가열부를 향하여 오목하게 만곡된, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가열부는 제1 온도로 가열되고,
    상기 제2 가열부는 상기 제1 온도 이하인 제2 온도로 가열되고,
    상기 제3 가열부는 상기 제2 온도 이하인 제3 온도로 가열되는, 에어로졸 생성 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가열부는 제1 열전도율을 가진 소재를 포함하고,
    상기 제2 가열부는 상기 제1 열전도율보다 낮은 제2 열전도율을 가진 소재를 포함하고,
    상기 제3 가열부는 상기 제2 열전도율보다 낮은 제3 열전도율을 가진 소재를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 궐련은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 매질부;를 포함하고,
    상기 제1 가열부의 길이는 상기 매질부의 길이의 0.3 내지 1배인, 에어로졸 생성 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 히터는 상기 수용부의 내부에 배치되며 상기 제1 가열부와 열적으로 연결되는 제4 가열부;를 더 포함하고,
    상기 제1 가열부는 상기 제4 가열부에 의해 가열되어 상기 제2 가열부에 열을 전달하고,
    상기 제2 가열부는 상기 제3 가열부에 열을 전달하는, 에어로졸 생성 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제4 가열부는 상기 수용부의 내면의 적어도 일부를 덮으며, 상기 제1 가열부와 소정 거리 이격되어 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제4 가열부의 길이는 상기 제1 가열부의 길이의 0.5 내지 1배인, 에어로졸 생성 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 수용부의 외부에 배치되고, 교류 자기장을 발생시키는 유도 코일;을 더 포함하고,
    상기 제1 가열부는 상기 교류 자기장을 인가 받아 발열하고,
    상기 제2 가열부는 상기 제1 가열부로부터 열을 전달받고,
    상기 제3 가열부는 상기 제2 가열부로부터 열을 전달 받는, 에어로졸 생성 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 수용부의 외부에 배치되고, 교류 자기장을 발생시키는 유도 코일;을 더 포함하고,
    상기 제1 가열부 및 상기 제3 가열부는 상기 교류 자기장을 인가 받아 발열하고,
    상기 제2 가열부는 상기 제1 가열부 및 상기 제3 가열부로부터 열을 전달받는, 에어로졸 생성 장치.
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