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KR20180117606A - 피드백 장치를 포함하는 에어로졸 발생 장치 - Google Patents

피드백 장치를 포함하는 에어로졸 발생 장치 Download PDF

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KR20180117606A
KR20180117606A KR1020187022712A KR20187022712A KR20180117606A KR 20180117606 A KR20180117606 A KR 20180117606A KR 1020187022712 A KR1020187022712 A KR 1020187022712A KR 20187022712 A KR20187022712 A KR 20187022712A KR 20180117606 A KR20180117606 A KR 20180117606A
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South Korea
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electrical
aerosol
electrical connection
winding
haptic feedback
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KR1020187022712A
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도미니크 베르나우어
Original Assignee
필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Publication date
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Abstract

에어로졸 형성 기재(42)를 가열하기 위한 전기 히터(24), 적어도 하나의 전력 공급부(18), 햅틱 피드백 장치(20), 및 제어기(22)를 포함하는 에어로졸 발생 장치(12)가 제공된다. 햅틱 피드백 장치(20)는 제1 전기 코일(60), 제2 전기 코일(64) 및 제1 및 제2 전기 코일(60, 64) 내에서 이동하도록 구성된 자석(68)을 포함한다. 제어기(22)는 적어도 하나의 전력 공급부(18)로부터 전기 히터(24) 및 햅틱 피드백 장치(20)로의 전기 에너지의 공급을 제어하도록 구성되며, 상기 제어기(22)는 제1 및 제2 전기 코일(60, 64) 내에서 자석(68)의 왕복 운동을 유도하기 위해 적어도 하나의 전력 공급부(18)로부터 제1 전기 코일(60) 및 제2 전기 코일(64)로의 전기 에너지의 공급을 교번시키도록 구성된다.

Description

피드백 장치를 포함하는 에어로졸 발생 장치
본 발명은 햅틱 피드백 장치(haptic feedback device)를 포함하는 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 전기 작동식 흡연 장치로서 특정 용도를 발견한다.
에어로졸 발생 시스템의 하나의 유형은 전기 작동식 흡연 시스템이다. 공지된 핸드헬드 전기 작동식 흡연 시스템은, 통상적으로 배터리를 포함하는 에어로졸 발생 장치, 제어 전자 기기, 및 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하도록 특별히 설계된 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위한 전기 히터를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 에어로졸 발생 물품은 담배 로드 또는 담배 플러그와 같은 에어로졸 발생 기재를 포함하며, 에어로졸 발생 장치 내에 함유된 히터는, 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치 내에 삽입될 때 에어로졸 발생 기재 내에 또는 그 주위에 삽입된다. 대안의 전기 작동식 흡연 시스템에서, 에어로졸 발생 물품은 느슨한 담배와 같은 에어로졸 발생 기재를 함유하는 캡슐을 포함할 수 있다.
통상적으로, 에어로졸 발생 장치에는 사용자에게 피드백을 제공하기 위한 피드백 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치는 가열 사이클의 시작 및 종료를 사용자에게 표시하는 피드백 장치를 포함할 수 있다. 따라서, 공지된 에어로졸 발생 장치와 비교할 때 개선된 피드백 장치를 갖는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 히터, 적어도 하나의 전력 공급부, 햅틱 피드백 장치, 및 제어기를 포함하는 에어로졸 발생 장치가 제공된다. 햅틱 피드백 장치는 제1 전기 코일, 제2 전기 코일 및 제1 및 제2 전기 코일 내에서 이동하도록 구성된 자석을 포함한다. 제어기는 적어도 하나의 전력 공급부로부터 전기 히터 및 햅틱 피드백 장치로의 전기 에너지의 공급을 제어하도록 구성되며, 제어기는 제1 및 제2 전기 코일 내의 자석의 왕복 운동을 유도하기 위해 적어도 하나의 전력 공급부로부터 제1 전기 코일 및 제2 전기 코일로의 전기 에너지의 공급을 교번(alternate)시키도록 구성된다.
전기 에너지가 제1 및 제2 전기 코일 각각에 공급될 때마다, 자기장이 발생되고, 자기장은 자석과 상호 작용한다. 제1 및 제2 전기 코일이 교번적으로 통전되도록 전기 에너지의 공급을 교번시키는 것은 제1 및 제2 전기 코일 사이에서, 발생된 자기장을 교번시킨다. 제1 및 제2 전기 코일 사이에서 발생된 자기장을 교번시키는 것은 에어로졸 발생 장치가 제1 전기 코일에 의해 발생된 자기장이 제2 전기 코일에 의해 발생된 자기장과 대향하도록 구성될 때 제1 및 제2 전기 코일 내의 자석의 왕복 운동을 초래한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치의 햅틱 피드백 장치는 공지된 에어로졸 발생 물품에 사용되는 공지된 햅틱 피드백 장치에 걸쳐 많은 이점을 제공한다. 예를 들어, 다수의 공지된 에어로졸 발생 장치는 비대칭 질량이 브러시 직류(DC) 모터에 의해 구동되는 편심 회전 질량체(eccentric rotating mass) 모터를 포함하는 햅틱 피드백 장치를 사용한다. 시간이 지남에 따라, 편심 회전 질량체 모터에서 브러시에 의해 제공되는 전기 기계적 커플링이 고장날 수 있다. 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치의 햅틱 피드백 장치는 전기 기계적 정류(commutation)의 필요성을 제거함으로써 이러한 문제를 극복한다.
다수의 대안의 에어로졸 발생 장치는 교류(AC)가 전자기 코일을 여기시키는 선형 공진 액추에이터를 포함하는 햅틱 피드백 장치를 사용하며, 이는 차례로 스프링 상에 장착된 자기 매스를 구동시킨다. 시간이 지남에 따라, 스프링이 고장날 수 있다. 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치의 햅틱 피드백 장치는 이러한 기계적 구성 요소의 필요성을 제거함으로써 이러한 문제를 극복한다. 즉, 자석은 스프링이 이러한 왕복 운동을 제공할 필요없이 제1 및 제2 전기 코일 내에서 자유롭게 왕복 운동하도록 구성될 수 있다.
선형 공진 액추에이터를 구동하기 위한 AC의 요건은 AC 전력 공급부 또는 인버터와 조합된 DC 전력 공급부를 필요로 하며, 이 둘 모두는 선형 공진 액추에이터 피드백 장치를 포함하는 공지된 에어로졸 발생 장치의 복잡성을 증가시킨다. 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치의 햅틱 피드백 장치는 본 발명에 따른 햅틱 피드백 장치가 제1 및 제2 전기 코일 사이에서 교번되는 DC 전력 공급부만을 사용하여 구현될 수 있기 때문에 이러한 문제를 극복한다.
선형 공진 액추에이터는 자석 및 스프링 조합의 공진 주파수와 매칭되는 주파수에서 작동하는 AC 전력 공급부로 전자기 코일을 구동함으로써 기능한다. 따라서, 선형 공진 액추에이터 피드백 장치를 포함하는 공지된 에어로졸 발생 장치는 선형 공진 액추에이터를 단일 주파수에서만 작동시키도록 구성된다. 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치의 햅틱 피드백 장치는 본 발명에 따른 햅틱 피드백 장치가 햅틱 피드백 효과를 생성하기 위해 기계적 공진에 의존하지 않음으로써 이러한 문제를 극복한다. 이와 같이, 본 발명에 따른 햅틱 피드백 장치는 보다 넓은 범위의 주파수에서 작동될 수 있다.
바람직하게는, 제1 전기 코일 및 제2 전기 코일은 각각 비자성 전기 전도체로 형성된다. 비자성 전기 전도체로부터 각각의 제1 전기 코일 및 제2 전기 코일을 형성하는 것은 각각의 제1 전기 코일 및 제2 전기 코일 각각을 형성하는 재료와 자석 사이의 임의의 자기적 상호작용을 제거함으로써 제1 전기 코일 및 제2 전기 코일 내에서의 자석의 이동을 용이하게 할 수 있다. 바람직하게는, 제1 전기 코일 및 제2 전기 코일은 각각 구리로 형성된다.
제1 전기 코일은 제1 전기 권선을 포함할 수 있고 제2 전기 코일은 제1 전기 권선으로부터 분리된 제2 전기 권선을 포함할 수 있다.
햅틱 피드백 장치는 제1 전기 권선의 제1 단부에서의 제1 전기 연결부, 제1 전기 권선의 제2 단부에서의 제2 전기 연결부, 제2 전기식 권선의 제2 단부에서의 제3 전기 연결부, 및 제2 전기 권선의 제1 단부에서의 제4 전기 연결부를 더 포함할 수 있다. 제1 및 제2 전기 권선의 각각의 단부에 전기 연결부를 제공하는 것은 에어로졸 발생 장치 내의 다른 전기 회로에 대한 햅틱 피드백 장치의 전기 연결을 용이하게 한다.
바람직하게는, 제2 전기 연결부와 제4 전기 연결부는 공통 전기 연결부에 의해 서로 연결된다. 즉, 햅틱 피드백 장치는 바람직하게 제1 전기 권선의 제2 단부 및 제2 전기 권선의 제1 단부에 연결된 공통 전기 연결부를 포함한다. 공통 전기 연결부를 제공하는 것은 에어로졸 발생 장치 내의 다른 전기 회로에 대한 햅틱 피드백 장치의 전기 연결을 단순화할 수 있다.
햅틱 피드백 장치는 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 공통 전기 권선을 포함할 수 있으며, 제1 전기 코일은 제1 단부와 공통 전기 권선의 중간 부분 사이에서 연장되는 공통 전기 권선의 제1 부분을 포함하며, 그리고 제2 전기 코일은 공통 전기 권선의 중간 부분과 제2 단부 사이에서 연장되는 공통 전기 권선의 제2 부분을 포함한다. 공통 전기 권선으로부터 제1 및 제2 전기 코일을 형성하는 것은 햅틱 피드백 장치의 제조를 단순화할 수 있다.
햅틱 피드백 장치는 공통 전기 권선의 제1 단부에서의 제1 전기 연결부, 공통 전기 권선의 중간 부분에서의 공통 전기 연결부, 및 공통 전기 권선의 제2 단부에서의 제3 전기 연결부를 더 포함할 수 있다. 제1, 공통 및 제3 전기 연결부를 제공하는 것은 에어로졸 발생 장치 내의 다른 전기 회로에 대한 햅틱 피드백 장치의 전기 연결을 용이하게 할 수 있다. 제1 및 제2 전기 코일 모두에 공통인 공통 전기 연결부를 제공하는 것은 에어로졸 발생 장치 내의 다른 전기 회로에 대한 햅틱 피드백 장치의 전기 연결을 단순화할 수 있다.
적어도 하나의 전력 공급부는 DC 전력 공급부를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 논의된 바와 같이, DC 전력 공급부를 사용하는 것은 에어로졸 발생 장치의 구성 및 작동을 유리하게 단순화할 수 있다. 바람직하게는, 제어기는 제1 및 제2 전기 코일 내의 자석의 왕복 운동을 유도하기 위해 제1 전기 코일과 제2 전기 코일 사이에서 DC 전력 공급부로부터의 전기 에너지의 공급을 교번시키도록 구성된다.
DC 전력 공급부는 제1 단말 및 제2 단말을 포함하는 것이 바람직하다. 햅틱 피드백 장치가 제1 전기 연결부, 공통 전기 연결부 및 제3 전기 연결부를 포함하는 본원에 기술된 이러한 구현예에서, 장치는 바람직하게 제1 단말과 공통 전기 연결부 사이에 전기 연결부를 제공하도록 구성된다. 제1 단말과 공통 전기 연결부 사이에 전기 연결부를 제공하는 것은 에어로졸 발생 장치의 구성 및 작동을 단순화할 수 있다. 예를 들어, DC 전력 공급부의 제1 단말은 공통 전기 연결부에 연결된 채로 유지될 수 있는 반면, 제어기는 DC 전력 공급부로부터 제1 및 제2 전기 코일로의 전기 에너지의 공급을 교번시킨다.
DC 전력 공급부의 제1 단말은 햅틱 피드백 장치의 공통 전기 연결부에 영구적으로 연결될 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 DC 전력 공급부의 제1 단말 및 공통 전기 연결부에 연결된 공통 전기 스위치를 포함할 수 있으며, 제어기는 햅틱 피드백 장치가 활성화될 때 공통 전기 스위치를 단락하도록 구성된다. 공통 전기 스위치는 바람직하게 전력 반도체 장치이다.
제어기는 제1 및 제2 전기 코일 내의 자석의 왕복 운동을 유도하기 위해 제1 전기 연결부 및 제3 전기 연결부 각각에 대해 DC 전력 공급부의 제2 단말의 전기 연결을 교번시키도록 구성될 수 있다. 제1 및 제3 전기 연결부의 각각에 대해 제2 단말의 전기 연결을 교번시키는 것은 DC 전력 공급부로부터 제1 및 제2 전기 코일 각각으로의 전기 에너지의 공급을 교번시키기 위한 간단하고 편리한 배열을 제공할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 DC 전력 공급부 및 제1 전기 연결부의 제1 단말에 연결된 제1 전기 스위치, 및 DC 전력 공급부의 제1 단말 및 제3 전기 연결부에 연결된 제2 전기 스위치를 포함할 수 있고, 제어기는 제1 및 제2 전기 스위치를 교번적으로 단락 및 개방하여, DC 전력 공급부로부터 제1 및 제2 전기 코일로의 전기 에너지의 공급을 교번시키도록 구성된다. 각각의 제1 및 제2 전기 스위치는 바람직하게 전력 반도체 장치이다.
바람직한 구현예에서, 적어도 하나의 전력 공급부는 배터리이다. 예를 들면, 적어도 하나의 전력 공급부는 니켈-금속 수소 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 또는 리튬계 배터리, 예를 들면 리튬-코발트, 리튬-철-인산염 또는 리튬-폴리머 배터리일 수 있다. 적어도 하나의 전력 공급부는 대안적으로 커패시터와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다. 적어도 하나의 전력 공급부는 재충전을 필요로 할 수 있고, 하나 이상의 에어로졸 형성 기재를 갖는 에어로졸 발생 장치의 사용에 충분한 에너지를 저장할 수 있는 용량을 가질 수 있다.
제어기는 적어도 약 20 Hz, 보다 바람직하게는 적어도 약 50 Hz, 보다 바람직하게는 적어도 약 75 Hz, 보다 바람직하게는 적어도 약 100 Hz 의 주파수에서 적어도 하나의 전력 공급부로부터 제1 전기 코일 및 제2 전기 코일로의 전기 에너지의 공급을 교번시키도록 구성되는 것이 바람직하다. 제어기는 약 250 Hz 미만, 보다 바람직하게는 약 200 Hz 미만의 주파수에서 적어도 하나의 전력 공급부로부터 제1 전기 코일 및 제2 전기 코일로의 전기 에너지의 공급을 교번시키도록 구성되는 것이 바람직하다. 바람직하게, 제어기는 약 20 Hz 내지 약 250 Hz, 보다 바람직하게는 약 50 Hz 내지 약 200 Hz의 주파수에서 적어도 하나의 전력 공급부로부터 제1 전기 코일과 제2 전기 코일로의 전기 에너지의 공급을 교번시키도록 구성된다.
제어기는 진폭 변조에 따라 적어도 하나의 전력 공급부로부터 제1 및 제2 전기 코일 각각으로의 전기 에너지의 공급을 변화시켜, 자석이 제1 및 제2 전기 코일 내에서 왕복 운동하는 거리가 진폭 변조에 비례하여 변하도록 구성될 수 있다.
제어기는 적어도 하나의 전력 공급부로부터의 전기 에너지의 공급이 주파수 변조에 따라 제1 및 제2 전기 코일 사이에서 교번되는 주파수를 변화시켜, 자석이 제1 및 제2 코일 내에서 왕복 운동하는 주파수가 주파수 변조에 비례하여 변하도록 구성될 수 있다.
자석은 임의의 적합한 자성체로 형성될 수 있다. 자석은 철, 니켈 및 네오디뮴 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 자석은 네오디뮴을 포함한다. 가장 바람직하게는, 자석은 네오디뮴, 철 및 붕소의 합금을 포함한다.
자석은 제1 및 제2 전기 코일에서 제1 방향을 따라 이동하도록 구성될 수 있으며, 자석은 제1 방향으로 적어도 약 1 밀리미터, 바람직하게는 약 2 밀리미터의 길이를 가진다. 자석은 약 5 밀리미터 미만, 바람직하게는 약 4 밀리미터 미만의 제1 방향의 길이를 가질 수 있다. 자석은 약 1 밀리미터 내지 약 5 밀리미터, 바람직하게는 약 2 밀리미터 내지 약 4 밀리미터의 제1 방향의 길이를 가질 수 있다.
자석은 적어도 약 30 밀리그램, 바람직하게는 적어도 약 40 밀리그램의 질량을 가질 수 있다. 자석은 약 70 밀리그램 미만, 바람직하게는 약 60 밀리그램 미만의 질량을 가질 수 있다. 바람직하게는, 자석은 약 50 밀리그램의 질량을 가진다.
적어도 하나의 전기 히터는 저항성 히터 및 유도성 히터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
바람직하게, 에어로졸 발생 장치는 휴대용이다. 에어로졸 발생 장치는 통상의 엽궐련 또는 궐련에 비교할만한 크기를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 약 30 mm 내지 약 150 mm의 총 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 약 5 mm 내지 약 30 mm의 외부 직경을 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 양태에 따르면, 전술한 구현예 중 어느 하나에 따른, 본 발명의 제1 양태에 따른 에어로졸 형성 기재 및 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 제공된다.
전기 히터는 에어로졸 형성 기재를 간접적으로 가열할 수 있다. 전기 히터는 유도성 히터일 수 있으며, 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 형성 기재와 열적 연통하는 서셉터를 더 포함할 수 있다. 사용 중에, 서셉터는 유도성 히터에 의해 가열되고 에어로졸 형성 기재는 서셉터에 의해 가열된다. 서셉터는 전도성 열 전달, 대류열 전달, 방사열 전달 및 이들의 조합 중 적어도 하나에 의해 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성될 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 장치와 결합되어 에어로졸 발생 시스템을 형성하는 에어로졸 발생 카트리지의 일부를 형성할 수 있다. 에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 카트리지는 일회용일 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 장치의 일부를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 액체 저장부 및 액체 저장부 내에 저장된 액체 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 액체 저장부는 에어로졸 발생 물품, 에어로졸 발생 카트리지 또는 에어로졸 발생 장치의 일부를 형성할 수 있다.
사용 중에, 전기 히터는 액체 에어졸 형성 기재의 작은 부분을 증발시키기 위해 액체 에어로졸 형성 기재의 작은 부분을 가열한다. 액체 에어로졸 형성 기재는 바람직하게는 가열 시 액체로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 포함하는 담배 함유 재료를 포함한다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 액체 에어로졸 형성 기재는 비-담배 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 물, 용매, 에탄올, 식물 추출물, 및 천연 또는 인공 향미를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 액체 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제를 더 포함한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 '에어로졸 형성제'는 사용 시에, 에어로졸의 형성을 용이하게 하는, 임의의 적합한 공지된 화합물 또는 화합물의 혼합물을 설명하는 데 사용된다. 적절한 에어로졸 형성제는 에어로졸 발생 물품의 작동 온도에서 열적 감성에 실질적으로 내성이 있다. 적절한 에어로졸 형성제의 예는 글리세린 및 프로필렌 글리콜이다.
에어로졸 발생 시스템은 액체 저장부와 연통하는 모세관 심지를 더 포함할 수 있다. 모세관 심지는 액체 저장부 내의 액체 에어로졸 형성 기재와 접촉하도록 배열된다. 사용 중에, 액체 에어로졸 형성 기재는 모세관 작용에 의해 모세관 심지를 따라서 액체 저장부로부터 전달되며, 전기 히터에 의해 가열된다. 전기 히터가 유도성 히터를 포함하는 구현예에서, 에어로졸 발생 시스템은 서셉터를 더 포함할 수 있다. 사용 중에, 유도성 히터는 서셉터를 가열하고 액체 에어로졸 형성 기재는 모세관 심지를 통해 액체 저장부로부터 서셉터로 전달된다.
에어로졸 형성 기재는 액체 니코틴 공급원을 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 고체 에어로졸 형성 기재일 수 있다. 바람직하게는, 고체 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 카트리지의 일부를 형성할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 가열 시에 상기 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 비-담배 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는, 담배 함유 재료와 비-담배 함유 재료를 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 적합한 에어로졸 형성제는: 프로필렌 글리콜, 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, 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 같은 다가 알코올 또는 그들의 혼합물이며, 가장 바람직하게는 글리세린이다.
에어로졸 형성 기재는 단일의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 형성 기재는 2개 이상의 에어로졸 형성제의 조합을 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 건조 중량 기준으로 5% 초과의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 건조 중량 기준으로 대략 5% 내지 대략 30%의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 건조 중량 기준으로 대략 20%의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 니코틴 공급원을 포함하는 제1 에어로졸 형성 기재 및 산 공급원을 포함하는 제2 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제1 및 제2 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 카트리지의 일부를 형성한다. 사용 시, 전기 히터는 제1 및 제2 에어로졸 형성 기재를 가열하여 니코틴 및 산을 휘발시켜 니코틴 및 산이 기상에서 함께 반응되어서 니코틴 염 입자의 에어로졸을 형성하게 된다.
니코틴 공급원은 니코틴, 니코틴 염기, 니코틴 염, 예컨대 니코틴-HCl, 니코틴-타르트레이트 또는 니코틴-디타르트레이트, 또는 니코틴 유도체 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
니코틴 공급원은 천연 니코틴 또는 합성 니코틴을 포함할 수 있다.
니코틴 공급원은, 순수 니코틴, 수성 용매 또는 비수성 용매 중의 니코틴 용액, 또는 액체 담배 추출물을 포함할 수 있다.
니코틴 공급원은 전해질 형성 화합물을 더 포함할 수 있다. 전해질 형성 화합물은 알칼리 금속 수산화물, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 금속 염, 알칼리 토금속 산화물, 알칼리 토금속 수산화물, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
예를 들어, 니코틴 공급원은, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 산화리튬, 산화바륨, 염화칼륨, 염화나트륨, 탄산나트륨, 구연산나트륨, 황산암모늄, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 전해질 형성 화합물을 포함할 수 있다.
특정 구현예에서, 니코틴 공급원은 니코틴, 니코틴 염기, 니코틴 염 또는 니코틴 유도체의 수용액 및 전해질 형성 화합물을 포함할 수 있다.
니코틴 공급원은 천연 향미제, 인공 향미제 및 항산화제를 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 성분을 더 포함할 수 있다.
산 공급원은 유기산 또는 무기산을 포함할 수 있다. 바람직하게, 산 공급원은, 유기산을 포함하고, 더 바람직하게는 카르복실산, 가장 바람직하게는 젖산 또는 알파-케토(alpha-keto)산이나 2-옥소산(2-oxo acid)을 포함한다.
유리하게는, 산 공급원은 젖산, 3-메틸-2-옥소펜타논산, 피루브산, 2-옥소펜타논산, 4-메틸-2-옥소펜타논산, 3-메틸-2-옥소부타논산, 2-옥소옥타논산, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 산을 포함한다. 바람직하게는, 산 공급원은 젖산 또는 피루브산을 포함한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시의 목적으로 더 설명될 것이며, 첨부 도면 중:
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템을 도시하고;
도 2는 본 발명에 따른 햅틱 피드백 장치의 제1 구현예를 도시하며; 그리고
도 3은 본 발명에 따른 햅틱 피드백 장치의 제2 구현예를 도시한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템(10)을 도시한다. 에어로졸 발생 시스템(10)은 내부 구획부(16)를 정의하는 하우징(14)을 포함하는 에어로졸 발생 장치(12)를 포함한다.
에어로졸 발생 장치(12)는 전력 공급부(18), 햅틱 피드백 장치(20), 제어기(22) 및 전기 히터(24)를 포함하고, 모두는 내부 구획부(16) 내에 위치된다. 사용 시, 제어기(22)는 전력 공급부(18)로부터 햅틱 피드백 장치(20) 및 전기 히터(24)로의 전력의 공급을 제어한다. 전기 히터(24)는 환형의 유도성 히터이다.
에어로졸 발생 시스템(10)은 사용 중에 에어로졸 발생 장치(12)의 공동(34) 내에 수용된 에어로졸 발생 물품(40)을 더 포함한다. 에어로졸 발생 물품(40)은 에어로졸 형성 기재(42), 중공형 아세테이트 튜브(44), 중합체 필터(46), 마우스피스(48) 및 외부 래퍼(50)를 포함한다. 에어로졸 형성 기재(42)는 담배의 플러그 내에 분산된 서셉터를 포함하며, 마우스피스(48)는 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 플러그를 포함한다.
사용 중에, 제어기(22)는 전력 공급부(18)로부터 전기 히터(24)로 전류를 공급해서 에어로졸 형성 기재(42) 내의 서셉터를 유도 가열한다. 서셉터가 가열됨에 따라, 에어로졸 형성 기재(42) 내의 담배는 가열되고, 사용자에게 전달하기 위해 휘발성 화합물이 담배로부터 방출된다. 제어기(22)는 또한 전력 공급부(18)로부터 햅틱 피드백 장치(20)로 전류를 공급하여 사용자에게 가열 사이클의 시작 및 종료를 표시하는 햅틱 피드백을 제공한다.
도 2는 햅틱 피드백 장치(20)의 구성을 보다 상세하게 도시한다. 햅틱 피드백 장치(20)는 제1 전기 권선(62)으로 형성된 제1 전기 코일(60) 및 별도의 제2 전기 권선(66)으로 형성된 제2 전기 코일(64)을 포함한다. 명료성을 위해, 제2 전기 권선(66)은 점선으로 나타낸다. 제1 및 제2 전기 코일(60, 64)은 서로 축방향 정렬로 배열되고 자석(68)은 제1 및 제2 전기 코일(60, 64) 내에 위치된다. 햅틱 피드백 장치(20)는 제1 전기 권선(62)의 제1 단부에서의 제1 전기 연결부(70), 제1 전기 권선(62)의 제2 단부에서의 제2 전기 연결부(72), 제2 전기 권선(66)의 제2 단부에서의 제3 전기 연결부(74), 및 제2 전기 권선(66)의 제1 단부에서의 제4 전기 연결부(76)를 더 포함한다. 공통 전기 연결부(78)는 제2 및 제4 전기 연결부(72, 76)를 서로 전기적으로 연결한다. 햅틱 피드백 장치(20)의 작동 중에, 제어기(22)는 전력 공급부(18)의 제1 단말을 공통 전기 연결부(78)에 전기적으로 연결하고, 제1 및 제3 전기 연결부(70, 74) 사이에서 전력 공급부(18)의 제2 단말의 연결을 교번시킨다. 제1 및 제3 전기 연결부(70, 74) 사이에서 전력 공급부(18)의 제2 단말의 연결을 교번하는 것은 전력 공급부(18)로부터 제1 및 제2 전기 코일(60, 64)로의 전기 에너지의 공급을 교번하여, 제1 및 제2 전기 코일(60, 64) 각각에서 자기장을 교번적으로 발생시킨다. 교번적으로 발생된 자기장은 서로 대향하므로, 따라서 제1 방향(80)을 따라 그리고 제1 및 제2 전기 코일(60, 64) 내에서 자석(68)의 왕복 운동을 유도한다.
도 3은 햅틱 피드백 장치의 다른 배열을 도시한다. 도 3에 도시된 대안의 햅틱 피드백 장치(200)는 도 2를 참조하여 기술된 햅틱 피드백 장치(20)와 유사하며, 동일한 참조 번호가 동일한 부분을 지칭하기 위해 사용된다. 제1 및 제2 전기 코일(60, 64)이 별도의 전기 권선으로 형성되는 대신에, 도 3에 도시된 햅틱 피드백 장치(200)는 공통 전기 권선(262)을 포함한다. 제1 전기 연결부(70)는 공통 전기 권선(262)의 제1 단부에 제공되고 제3 전기 연결부(74)는 공통 전기 권선(262)의 제2 단부에 제공된다. 공통 전기 연결부(78)는 공통 전기 권선(262)의 중간 지점(201)에서 공통 전기 권선(262)에 직접 연결된다. 제1 전기 코일(60)은 공통 전기 권선(262)의 제1 단부와 공통 전기 권선(262)의 중간 지점(201) 사이에 공통 전기 권선(262)의 제1 부분을 포함한다. 제2 전기 코일(64)은 공통 전기 권선(262)의 중간 지점(201)과 공통 전기 권선(262)의 제2 단부 사이에 공통 전기 권선(262)의 제2 부분을 포함한다. 도 3에 도시된 햅틱 피드백 장치(200)의 작동은 도 2를 참조하여 기술된 햅틱 피드백 장치(20)의 작동과 동일하다.

Claims (15)

  1. 에어로졸 발생 장치로서:
    에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 히터;
    적어도 하나의 전력 공급부;
    제1 전기 코일, 제2 전기 코일 및 제1 및 제2 전기 코일 내에서 이동하도록 구성된 자석을 포함하는 햅틱 피드백 장치; 및
    적어도 하나의 전력 공급부로부터 전기 히터 및 햅틱 피드백 장치로의 전기 에너지의 공급을 제어하도록 구성된 제어기를 포함하며, 그리고 상기 제어기는 제1 및 제2 전기 코일 내의 자석의 왕복 운동을 유도하기 위해 적어도 하나의 전력 공급부로부터 제1 전기 코일 및 제2 전기 코일로의 전기 에너지의 공급을 교번시키도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 전기 코일은 제1 전기 권선을 포함하고, 제2 전기 코일은 제1 전기 권선으로부터 분리된 제2 전기 권선을 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 햅틱 피드백 장치는:
    제1 전기 권선의 제1 단부에서의 제1 전기 연결부;
    상기 제1 전기 권선의 제2 단부에서의 제2 전기 연결부;
    상기 제2 전기 권선의 제2 단부에서의 제3 전기 연결부; 및
    제2 전기 권선의 제1 단부에서의 제4 전기 연결부를 더 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 전기 연결부 및 제4 전기 연결부는 공통 전기 연결부에 의해 서로 연결되는, 에어로졸 발생 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 햅틱 피드백 장치는 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 공통 전기 권선을 포함하고, 상기 제1 전기 코일은 공통 전기 권선의 제1 단부와 중간 부분 사이에서 연장되는 공통 전기 권선의 제1 부분을 포함하며, 그리고 상기 제2 전기 코일은 공통 전기 권선의 중간 부분과 제2 단부 사이에서 연장되는 공통 전기 권선의 제2 부분을 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 햅틱 피드백 장치는:
    공통 전기 권선의 제1 단부에서의 제1 전기 연결부;
    공통 전기 권선의 중간 부분에서의 공통 전기 연결부; 및
    공통 전기 권선의 제2 단부에서의 제3 전기 연결부를 더 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
  7. 제4항 또는 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전력 공급부는 제1 단말 및 제2 단말을 갖는 DC 전력 공급부를 포함하며, 그리고 상기 장치는 제1 단말과 공통 전기 연결부 사이에 전기적 연결을 제공하도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어기는 제1 및 제2 전기 코일 내의 자석의 왕복 운동을 유도하기 위해 제1 전기 연결부 및 제3 전기 연결부 각각에 대한 제2 단말의 전기 연결을 교번시키도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 20 Hz 내지 250 Hz의 주파수에서 적어도 하나의 전력 공급부로부터 제1 전기 코일과 제2 전기 코일로의 전기 에너지의 공급을 교번시키도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석은 철, 니켈, 및 네오디뮴 중 적어도 하나를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석은 제1 및 제2 전기 코일 내의 제1 방향을 따라 이동하도록 구성되며, 그리고 상기 자석은 제1 방향으로 1 밀리미터 내지 5 밀리미터의 길이를 가지는, 에어로졸 발생 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석은 30 밀리그램 내지 70 밀리그램의 질량을 가지는, 에어로졸 발생 장치.
  13. 에어로졸 발생 시스템으로서:
    에어로졸 형성 기재; 및
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생 장치를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 에어로졸 형성 기재는 액체 니코틴 공급원을 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
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