KR20200045008A - 흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치 - Google Patents

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KR20200045008A
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두안 에이 카우프만
앤드류 피. 윌크
토마스 피. 블랜디노
제임스 제이. 프라터
레이몬드 제이. 로비
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브리티시 아메리칸 토바코 (인베스트먼츠) 리미티드
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Abstract

흡연 가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해 흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치(100, 200, 300)가 또한 개시된다. 장치(100, 200, 300)는 물품(1, 2, 3)을 수용하기 위한 가열 구역(110), 및 가열 구역(110)을 관통하는 가변 자기장을 생성하기 위한 자기장 생성기(120)를 포함한다. 물품(1, 2, 3)은 흡연 가능 재료(10) 및 흡연 가능 재료(10)를 가열하기 위해 가변 자기장으로 관통됨으로써 가열가능한 가열 재료(20)를 포함한다. 자기장 생성기(120)는 자기 투과 가능 코어(150) 및 코일(140)을 포함한다. 코어(150)는 자기 투과 가능 제1 부분(155) 및 제1 부분(155)으로부터 연장하는 자기 투과 가능 제1 및 제2 아암들(151, 152)을 포함한다. 코일(140)은 코어(150)의 제1 부분(155) 주위에서 권선된다. 코어(150)의 제1 및 제2 아암들(151, 152)은 가열 구역(110)의 상이한 측들 상에 있다.

Description

흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치{APPARATUS FOR HEATING SMOKABLE MATERIAL}
본 발명은 흡연 가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해, 흡연 가능 재료, 예컨대 담배를 가열하기 위한 장치 및 이러한 장치 및 이러한 흡연 가능 재료를 포함하는 물품들을 포함하고 그리고 이러한 장치와 함께 사용하기 위한 시스템들에 관한 것이다.
시가레트들(cigarettes), 시가들(cigars) 등과 같은 흡연 물품들(smoking articles)은 담배 연기(tobacco smoke)를 만들기 위해서 사용 중에 담배를 연소시킨다. 연소 없이 화합물들을 방출하는 제품들을 생성함으로써, 이러한 물품들에 대한 대안들을 제공하기 위한 시도들이 이루어진다. 이러한 제품들의 예들은 이른바 "가열하지 않고 연소하는(heat not burn)" 제품들 또는 담배 가열 디바이스들 또는 재료를 가열시키지만 연소시키지 않음으로써 화합물들을 방출시키는 제품들이다. 이 재료는 예컨대, 담배 또는 다른 비담배 제품들(non-tobacco products)일 수 있으며, 이는 니코틴을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.
본 발명의 제1 양태는 흡연 가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해 흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치를 제공하며, 이 장치는:
물품을 수용하기 위한 가열 구역─물품은 흡연 가능 재료 및 상기 흡연 가능 재료를 가열하기 위해 가변 자기장으로 관통됨으로써 가열가능한 가열 재료를 포함함─; 및
가열 구역을 관통하는 가변 자기장을 생성하기 위한 자기장 생성기를 포함하며,
자기장 생성기는 자기 투과 가능 코어(magnetically permeable core) 및 코일(coil)을 포함하며,
코어는 자기 투과 가능 제1 부분 및 제1 부분으로부터 연장하는 자기 투과 가능 제1 및 제 2 아암들을 포함하며, 코일은 코어의 제1 부분 주위에서 권선되며, 그리고 코어의 제1 및 제2 아암들은 가열 구역의 상이한 측들 상에 있다.
예시적인 일 실시예에서, 코어의 제1 및 제2 아암들은 가열 구역의 상이한 측들 상에 각각의 자유 단부들을 가진다.
예시적인 일 실시예에서, 코어의 제1 및 제2 아암들은 가열 구역의 반대편 측들 상에 있다.
예시적인 일 실시예에서, 코어의 제1 및 제2 아암들은 가열 구역의 반대편 측들 상에 각각의 자유 단부들을 가진다.
예시적인 일 실시예에서, 코어의 제1 및 제2 아암들의 각각의 자유 단부들은 가열 구역을 통해 서로를 향한다.
예시적인 일 실시예에서, 가열 구역은 세장형이며, 그리고 코어의 제1 및 제2 아암들 각각은 가열 구역의 길이 방향 축에 평행한 방향으로 세장형이다.
예시적인 일 실시예에서, 코어의 제1 및 제2 아암들은 코어의 제1 부분의 반대편 단부들로부터 연장한다.
예시적인 일 실시예에서, 코어는 제1 부분으로부터 연장하는 제3 및 제4 아암들을 포함하며, 그리고 코어의 제3 및 제4 아암들은 가열 구역의 반대편 측들 상에 있다.
예시적인 일 실시예에서, 코어의 제1 및 제3 아암들은 코어의 제1 부분의 제1 단부로부터 연장하며, 그리고, 코어의 제2 및 제4 아암들은 코어의 제1 부분의 반대편의 제2 단부로부터 연장한다.
예시적인 일 실시예에서, 제1, 제2, 제3 및 제4 아암들은 코어의 제1 부분을 코어의 제2 부분에 연결하며, 그리고 코어의 제2 부분은 코어의 제1 부분으로부터 가열 구역의 반대편 측 상에 있다.
예시적인 일 실시예에서, 자기장 생성기는 코어의 제2 부분 둘레에 권선되는 제2 코일을 포함한다.
예시적인 일 실시예에서, 가열 구역은, 물품이 가열 구역 내로 삽입가능한 개방된 제1 단부, 제1 단부 반대편에 있는 제2 단부, 및 제1 및 제2 단부들을 연결시키는 하나 또는 그 초과의 측들을 가지며; 그리고
코어의 제1 아암은 가열 구역의 측, 또는 측들 중 하나의 측에 있으며, 그리고 코어의 제2 아암은 가열 구역의 제2 단부에 있다.
예시적인 일 실시예에서, 코어의 제1 및 제2 아암들은 각각의 자유 단부들을 가지며; 그리고
코어의 제1 아암의 자유 단부는 가열 구역의 측, 또는 측들 중 하나의 측에 있으며, 그리고 코어의 제2 아암의 자유 단부는 가열 구역의 제2 단부에 있다.
예시적인 일 실시예에서, 코어의 제1 및 제2 아암들의 각각의 자유 단부들은 가열 구역을 향한다.
예시적인 일 실시예에서, 자기장 생성기는 자기 투과 가능 제2 코어를 포함하며; 그리고
제2 코어는 자기 투과 가능 제1 부분 및 제1 부분으로부터 연장하는 자기 투과 가능 제1 및 제 2 아암들을 포함하며, 제2 코일은 제2 코어의 제1 부분 주위에서 권선되며, 그리고 제2 코어의 제1 및 제2 아암들은 가열 구역을 향하는 각각의 자유 단부들을 가진다.
예시적인 일 실시예에서, 코어는 페라이트(ferrite)를 포함하거나, 페라이트로 구성된다.
예시적인 일 실시예에서, 코어의 제1 부분은 코어의 제1 및 제2 아암들 각각과 통합된다.
예시적인 일 실시예에서, 가열 구역은 장치의 오목부이다. 예시적인 일 실시예에서, 가열 구역은 코어의 오목부이다.
예시적인 일 실시예에서, 코어는 페라이트를 포함하거나, 페라이트로 구성된다.
예시적인 일 실시예에서, 코어는 비전기-전도성 재료에 의해 서로 절연된, 전기-전도 재료의 복수의 층들을 포함할 수 있다.
예시적인 일 실시예에서, 코일은 가열 구역의 길이 방향 축에 대해 수직인 축을 따라 연장한다.
예시적인 일 실시예에서, 코일은 가열 구역의 길이 방향 축에 대해 평행한 축을 따라 연장한다.
예시적인 일 실시예에서, 장치는 흡연 가능 재료를 연소하지 않고 흡연 가능 재료의 적어도 하나의 컴포넌트를 휘발시키도록 흡연 가능 재료를 가열하기 위한 것이다.
본 발명의 제2 양태는 시스템을 제공하며, 이 시스템은:
흡연 가능 재료 및 가열기를 포함하는 물품─가열기는 흡연 가능 재료를 가열하기 위해 가변 자기장으로 관통됨으로써 가열가능한 가열 재료를 포함함─; 그리고
흡연 가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해 흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치를 포함하며,
이 장치는:
물품을 수용하기 위한 가열 구역; 및
물품이 가열 구역에 있을 때 가열기를 관통하는 가변 자기장을 생성하기 위한 자기장 생성기를 포함하며,
자기장 생성기는 자기 투과 가능 코어 및 코일을 포함하며,
여기서, 코어는 자기 투과 가능 제1 부분 및 제1 부분으로부터 연장하는 자기 투과 가능 제1 및 제2 아암들을 포함하며, 코일은 코어의 제1 부분 주위에서 권선되며, 그리고 코어의 제1 및 제2 아암들은 가열 구역의 상이한 측들 상에 있다.
예시적인 일 실시예에서, 자기장 생성기는 자기 투과 가능 제2 코어 및 제2 코일을 포함하며; 그리고
제2 코어는 자기 투과 가능 제1 부분 및 제1 부분으로부터 연장하는 자기 투과 가능 제1 및 제 2 아암들을 포함하며, 제2 코일은 제2 코어의 제1 부분 주위에서 권선되며, 그리고 제2 코어의 제1 및 제2 아암들은 가열 구역을 향하는 각각의 자유 단부들을 가진다.
예시적인 일 실시예에서, 물품은 흡연 가능 재료를 가열하기 위해 가변 자기장으로 관통됨으로써 가열가능한 가열 재료를 포함하는 제2 가열기를 포함하며, 제2 코어의 제1 및 제2 아암들의 각각의 자유 단부들은, 물품이 가열 구역에 있을 때, 제2 가열기를 향한다.
예시적인 일 실시예에서, 물품의 흡연 가능 재료는 가열기와 제2 가열기 사이에 위치된다.
예시적인 일 실시예에서, 흡연 가능 재료는 담배 및/또는 하나 또는 그 초과의 습윤제들(humectants)을 포함한다.
예시적인 일 실시예에서, 가열 재료는 전기-전도성 재료, 자기 재료, 및 자기 전기 전도성 재료로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 그 초과의 재료들을 포함한다.
예시적인 일 실시예에서, 가열 재료는 금속 또는 금속 합금을 포함한다.
예시적인 일 실시예에서, 가열 재료는 알루미늄, 금, 철, 니켈, 코발트, 전도성 탄소, 흑연, 저탄소강(plain-carbon steel), 스테인리스 강, 페라이트계 스테인리스 강, 구리 및 청동으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 그 초과의 재료들을 포함한다.
예시적인 일 실시예에서, 시스템의 물품은 본 발명의 제1 양태의 물품이다. 시스템의 물품은 본 발명의 제1 양태의 물품의 각각의 예시적인 실시예들에서 나타나는 바와 같이 위에서 논의된 특징들 중 하나 또는 그 초과의 특징을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 단지 예로써, 첨부 도면들을 참조하여 이제 설명될 것이다.
도 1은 흡연 가능 재료의 적어도 하나의 컴포넌트를 휘발시키기 위해서 흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치의 자기장 생성기의 일 예의 개략도를 도시한다.
도 2는 하나의 시스템의 일 예의 개략적 사시도를 도시하며, 이 시스템은 흡연 가능 재료의 적어도 하나의 컴포넌트를 휘발시키기 위해서 흡연 가능 재료를 가열하기 위한 흡연 가능 재료 및 장치를 포함하는 물품을 포함한다.
도 3은 다른 시스템의 일 예의 개략적 사시도를 도시하며, 이 시스템은 흡연 가능 재료, 및 흡연 가능 재료의 적어도 하나의 컴포넌트를 휘발시키기 위해서 흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치를 포함하는 물품을 포함한다.
도 4는 다른 시스템의 일 예의 개략적인 부분 단면도를 도시하며, 이 시스템은 흡연 가능 재료, 및 흡연 가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치를 포함하는 하나의 물품을 포함한다.
본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "흡연 가능 재료"는 전형적으로, 증기 또는 에어로졸의 형태로 가열시 휘발되는 성분들을 제공하는 재료들을 포함한다. "흡연 가능 재료"는 비-담배-포함 재료 또는 담배-포함 재료일 수 있다. "흡연 가능 재료"는 예컨대, 담배 그 자체, 담배 유도체들(tobacco derivatives), 팽화 담배(expanded tobacco), 재구성 담배(reconstituted tobacco), 담배 추출물(tobacco extract), 균질화된 담배(homogenised tobacco) 또는 담배 대용품들(tobacco substitutes) 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 흡연 가능 재료는 분쇄 담배(ground tobacco), 컷래그 담배(cut rag tobacco), 압출 담배(extruded tobacco), 재구성된 담배, 재구성된 흡연 가능 재료, 액체, 겔, 겔화 시이트, 파우더 또는 응집물들 등의 형태일 수 있다. "흡연 가능 재료"는 또한, 제품에 따라 니코틴을 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수 있는 다른 비-담배 제품들을 포함할 수 있다. “흡연 가능 재료”는 하나 또는 그 초과의 습윤제들(humectants), 예컨대 글리세롤 또는 프로필렌 글리콜을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “가열 재료” 또는 “가열기 재료”는 가변 자기장으로 관통됨으로써 가열가능한 재료를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "향(flavour)" 및 "가향제(flavourant)"는, 지역적 규제들(local regulations)이 허용한다면, 성인 구매자들을 위해 제품에 소망하는 맛(taste) 또는 향기(aroma)를 생성하는데 사용될 수 있는 재료들을 지칭한다. 이들은 추출물들(예컨대, 감초, 수국, 일본 흰 껍질 목련 잎(Japanese white bark magnolia leaf), 카모마일(chamomile), 호로파(fenugreek), 정향(clove), 멘톨(menthol), 일본 민트(Japanese mint), 아니스열매(aniseed), 시나몬(cinnamon), 허브(herb), 윈터그린(wintergreen), 체리(cherry), 베리(berry), 복숭아, 사과, 드람뷔(drambuie), 버번(bourbon), 스카치(scotch), 위스키(whiskey), 스피아민트(spearmint), 페퍼민트(peppermint), 라벤더(lavender), 카다몬(cardamom), 샐러리(celery), 카스카라야(cascarilla), 육두구(nutmeg), 샌달우드(sandalwood), 베르가못(bergamot), 제라늄(geranium), 허니 에센스(honey essence), 로즈 오일(rose oil), 바닐라(vanilla), 레몬 오일(lemon oil), 오렌지 오일(orange oil), 카시아(cassia), 캐러웨이(caraway), 코냑(cognac), 자스민(jasmine), 일랑-일랑(ylang-ylang), 세이지(sage), 회향(fennel), 피망, 생강, 아니스, 고수, 커피, 또는 멘타속(genus Mentha)의 임의의 종들로부터의 민트 오일), 향 증강제들(flavour enhancers), 쓴맛 수용체 부위 차단제들(bitterness receptor site blockers), 감각 수용체 부위 활성화제(sensorial receptor site activators) 또는 자극제들(stimulators), 설탕들 및/또는 설탕 대용품들(예컨대, 수크랄로스(sucralose), 아세설팜 칼륨(acesulfame potassium), 아스파탐(aspartame), 사카린(saccharine), 사이클라메이트들(cyclamates), 락토오스(lactose), 수크로스(sucrose), 글루코스(glucose), 프룩토스(fructose) 소르비톨(sorbitol) 또는 만니톨(mannitol)) 및 차콜(charcoal), 엽록소, 미네랄들, 식물성 또는 호흡 촉진제들과 같은 기타 첨가제들을 포함한다. 이들은 모조, 합성 또는 천연 구성성분들 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 이들은 임의의 적합한 형태, 예를 들어 오일, 액체, 겔, 파우더 등일 수 있다.
유도 가열은, 전기-전도성 물체가 가변 자기장으로 물체를 관통함으로써 가열되는 프로세스이다. 프로세스는 유도의 패러데이의 법칙 및 옴의 법칙에 의해 설명된다. 유도 히터는 전자석 및 전자석으로 통해 가변 전류, 예컨대 교류를 통과하기 위한 디바이스를 포함할 수 있다. 전자석 및 가열될 물체가, 전자석에 의해 발생되는 결과적인 가변 자기장이 물체를 관통하도록 적합하게 상대적으로 포지셔닝될 때, 하나 또는 그 초과의 와전류들은 물체 내에서 생성된다. 물체는 전류들의 흐름에 대해 저항을 가진다. 따라서, 이러한 와전류들이 물체에서 발생될 때, 물체의 전기 저항에 대한 이들의 흐름은 물체가 가열되는 것을 유발시킨다. 이러한 프로세스는 줄, 옴, 또는 저항 가열이라 불린다. 유도 가열될 수 있는 물체는 서셉터(susceptor)로서 공지되어 있다.
서셉터가 폐쇄 회로의 형태일 때, 사용 중의 서셉터와 전자석 사이의 자기 커플링이 보강되며, 이는 더 많은 또는 개선된 줄 가열을 초래하는 것이 발견되었다.
자기 이력 가열(magnetic hysteresis heating)은, 자기 재료로 제조되는 물체가 가변 자기장으로 물체를 관통함으로써 가열되는 프로세스이다. 자기 재료는 많은 원자-스케일(atomic-scale) 자석들 또는 자기 쌍극자들(dipoles)을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 자기장이 이러한 재료를 관통할 때, 자기 쌍극자들은 자기장과 정렬한다. 따라서, 예를 들어 전자석에 의해 발생되는 바와 같은 가변 자기장, 예컨대 교번 자기장이 자기 재료를 관통할 때, 자기 쌍극자들의 배향은 변화하여 인가되는 자기장과 함께 변한다. 이러한 자기 쌍극자 재배향은 열이 자기 재료에서 생성되는 것을 유발시킨다.
물체가 전기-전도성이 있을 뿐만 아니라 자성이 있을 때, 가변 자기장으로 물체를 관통하는 것은 물체에서 줄 가열뿐만 아니라 자기 이력 가열을 유발시킬 수 있다. 더욱이, 자기 재료의 사용은 자기장을 강화시킬 수 있으며, 이는 줄 가열을 심화시킬 수 있다.
위의 프로세스들 각각에서, 열이 물체 자체 내부에서 생성됨에 따라, 열 전도에 의한 외부 열원 대신에, 물체에서의 신속한 온도 상승 및 더 균일한 열 분포가, 특히 적합한 물체 재료 및 기하학적 형상의 선택, 적합한 가변 자기장 정도, 그리고 물체에 대한 배향을 통해 성취될 수 있다. 더욱이, 유도 가열 및 자기 이력 가열이 가변 자기장의 소스와 물체 사이에 제공될 물리적 연결을 요구하지 않음에 따라, 설계 자유도 및 가열 프로파일에 대한 제어가 보다 클 수 있으며, 그리고 비용은 더 낮을 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라, 흡연 가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해 흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치의 자기장 생성기(120)의 일 예의 개략도가 도시된다. 도 1에서 도시되는 자기장 생성기(120)는 도 2 내지 도 4 각각을 참조하여 아래에서 설명되는 각각의 장치들(100, 200, 300)에 포함된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 장치(100, 200, 300)는 도 1에서 도시되는 자기장 생성기와 상이한 자기장 생성기를 포함할 수 있다.
이러한 실시예에서, 자기장 생성기(120)는 전력 소스(130), 코일(140), 자기장 투과 코어(150), 코일(140)을 통해 교류와 같은 가변 전류를 통과시키기 위한 디바이스(160), 제어기(170), 제어기(170)의 사용자 작동을 위한 사용자 인터페이스(180), 및 온도 센서(190)를 포함한다.
이러한 실시예에서, 전력 소스(130)는 재충전가능한 배터리이다. 다른 실시예들에서, 전력 소스(130)는 재충전가능한 배터리와 다른 것, 예컨대 재충전불가능한 배터리, 커패시터, 배터리-커패시터 하이브리드, 또는 메인스(mains) 전기 공급부에 대한 연결부일 수 있다.
코일(140)은 임의의 적합한 형태를 취할 수 있다. 이러한 실시예에서, 코일(140)은 구리와 같은 전기-전도성 재료의 나선형 코일이다. 코일(140)은 자기 투과 코어(150)의 일부분 주위에 권선되거나 래핑된다.
이러한 자기 투과 코어(150)는 사용시에 코일(140)에 의해 발생된 자속을 집중시키고, 보다 강력한 자기장을 형성한다. 게다가, 자기 투과 코어(150)는 그 의도된 목표로 자속을 지향시키는 것을 도울 수 있다. 아래에 논의되는 실시예들에서의 의도된 목표는 물품(1, 2, 3)의 가열기(20, 22)이다. 가열기(20, 22)는 가변 자기장으로 관통됨으로써 가열가능한 가열 재료를 포함한다. 이러한 가열 재료들의 예들이 아래에 논의된다. 아래에서 설명된 실시예들에서, 가열기(20, 22)는 물품(1, 2, 3)의 흡연 가능 재료(10)를 가열하기 위한 것이다. 일부 실시예들에서, 코일(140)은 자기 투과 코어(150)의 단지 일부분(즉, 모두가 아님) 주위에 권선될 수 있다.
자기 투과 코어(150)는 바람직하게는, 높은 자기 투과율 및 낮은 전기 전도율을 가진다. 자기 투과 코어는 사용시에 자기 투과 코어(150)에서 와전류들의 생성을 방지하며, 이는 자기 투과 코어(150)가 사용시에 가열되어지는 것을 방지하는 것을 돕는다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본원에서 설명되는 각각의 실시예들에서, 자기 투과 코어(150)는 페라이트(ferrite)를 포함하거나 페라이트로 구성된다. 페라이트는, 예를 들어, 니켈 및/또는 아연 및/또는 망간과 조합된 산화철을 포함할 수 있다. 페라이트는 낮은 항자기성(low coercivity)을 가지고, “연질 페라이트”로 간주될 수 있거나, 높은 항자기성을 가지고 “경질 페라이트”로 간주될 수 있다. 사용가능한 연질 페라이트들의 예는 화학식 MnaZn(1-a)Fe2O4를 갖는 망간-아연 페라이트 및 화학식 NiaZn(1-a)Fe2O4를 갖는 니켈-아연 페라이트이다. 그러나, 이러한 실시예들에 대한 각각의 변경들에서, 자기 투과 코어(150)는 상이한 재료 또는 재료들로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 자기 투과 코어(150)는 비전기-전도성 재료에 의해 서로 절연된, 전기-전도 재료의 복수의 층들을 포함할 수 있다. 자기 투과 코어(150)는 비전기-전도성 재료에 의해 서로 절연된, 전기-전도성 재료의 수십개, 또는 심지어 수백개의 층들을 가질 수 있다.
이러한 실시예에서, 가변 전류를 코일(140)을 통해 통과시키기 위한 디바이스(160)는 전력 소스(130)와 코일(140) 사이에 전기 연결된다. 이러한 실시예에서, 제어기(170)는 또한, 전력 소스(130)에 전기 연결되고, 디바이스(160)를 제어하기 위해 디바이스(160)에 통신식으로 연결된다. 보다 상세하게는, 이러한 실시예에서, 제어기(170)는 전력 소스(130)로부터 코일(140)로의 전력의 공급을 제어하도록 디바이스(160)를 제어하기 위한 것이다. 이러한 실시예들에서, 제어기(170)는 PCB(printed circuit board) 상의 IC(integrated circuit)와 같은 IC를 포함한다. 다른 실시예들에서, 제어기(170)는 상이한 형태를 취할 수 있다. 일부 실시예에들에서, 장치는 디바이스(160) 및 제어기(170)를 포함하는 단일 전기 또는 전자 컴포넌트를 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 제어기(170)는 사용자 인터페이스(180)의 사용자 작동에 의해 작동된다. 사용자 인터페이스(180)는 자기장 생성기(120)가 포함되는 장치(100, 200, 300)의 외부에 위치될 수 있다. 사용자 인터페이스(180)는 누름 버튼, 토글 스위치(toggle switch), 다이얼(dial), 터치스크린(touchscreen) 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 사용자 인터페이스(180)는 멀리 있을 수 있고, 블루투스를 통해서와 같이 무선으로 장치의 나머지에 연결될 수 있다.
이러한 실시예에서 , 사용자에 의한 사용자 인터페이스(180)의 작동은, 제어기(170)가 디바이스(160)로 하여금 코일(140)을 통해 교류 전류가 통과하는 것을 유발시키도록 유발시키는 것을 가능하게 해서, 코일(140)이 교번 자기장을 생성하는 것을 유발시킨다. 도 2 내지 도 4를 참조하여 아래에서 설명되는 실시예들에서, 물품들(1, 2, 3)이 가열 구역(110)에 위치될 때, 물품(1, 2, 3)의 코일(140) 및 가열기(20)는, 코일(140)에 의해 제조되는 교류 자기장이 물품(1, 2, 3)의 가열기(20)의 가열 재료를 관통하도록, 적합하게 상대적으로 포지셔닝된다. 본원에서 더 설명되는 바와 같이, 자기 관통 코어(150)는, 자기장이 물품(1, 2, 3)의 가열기(20)의 가열 재료를 관통하도록, 자기장을 지향하는 것을 돕는다. 물품(1, 2, 3)의 가열기(20)의 가열 재료가 전기 전도성 재료일 때, 이는 가열 재료에 하나 또는 그 초과의 와전류들의 생성을 유발시킬 수 있다. 가열 재료의 전기 저항에 대한 가열 재료에서의 와전류들의 흐름은 가열 재료가 줄 가열에 의해 가열되는 것을 유발시킨다. 위에서 언급된 바와 같이, 가열 재료가 자기 재료로 제조되는 경우, 가열 재료의 자기 쌍극자들의 배향은 인가된 가변 자기장에 의해 변하며, 이는 열이 가열 재료에서 생성되는 것을 유발시킨다.
이러한 실시예에서, 온도 센서(190)는 사용시에 가열 구역(110)의 온도를 감지하는 것이다. 온도 센서(190)는 제어기(170)에 통신식으로 연결되어서, 제어기(170)는 가열 구역(110)의 온도를 모니터링할 수 있다. 일부 실시예들에서, 온도 센서(190)는 가열 구역(110) 또는 물품(1, 2, 3)의 광학 온도 측정을 취하도록 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 물품(1, 2, 3)은 물품(1, 2, 3)의 온도를 검출하기 위한 온도 검출기, 예컨대 RTD(resistance temperature detector)를 포함할 수 있다. 물품(1, 2, 3)은 온도 검출기에 연결되는, 예컨대 전기 연결되는 하나 또는 그 초과의 단자들을 더 포함할 수 있다. 단자(들)은, 물품(1, 2, 3)이 가열 구역(111)에 있을 때, 자기장 생성기의 온도 모니터와의 연결, 예컨대 전기 연결할 수 있다. 제어기(170)는 온도 모니터를 포함할 수 있다. 따라서, 장치(100)의 온도 모니터는 장치(100, 200, 300)와 물품(1, 2, 3)을 사용하는 동안 물품(1, 2, 3)의 온도를 결정할 수 있다.
일부 실시예들에서, 물품(1, 2, 3)의 가열기(20)의 가열 재료가 적합한 저항을 가지는 경우라면, 온도에서의 변화에 대한 가열 재료의 응답은 물품(1, 2, 3) 내측의 온도에 관한 정보를 제공하는 데 충분할 수 있다. 그 후, 온도 센서(190)는 가열 재료를 분석하기 위한 프로브(probe)를 포함할 수 있다.
온도 센서(190) 또는 온도 검출기로부터 수신된 하나 또는 그 초과의 신호들에 기초하여, 가열 구역(110)의 온도가 미리 정해진 온도 범위 내에 유지되는 것을 보장하기 위해, 제어기(170)는, 필요에 따라 디바이스(160)가 코일(140)을 통해 통과되는 가변 또는 교류 전류의 특성을 조절하는 것을 유발시킬 수 있다. 특성은 예를 들어, 진폭 또는 주파수일 수 있다. 미리 정해진 온도 범위 내에서, 사용시, 가열 구역(110)에 위치되는 물품(1, 2, 3) 내의 흡연 가능 재료(10)는 흡연 가능 재료(10)를 연소시키지 않으면서 흡연 가능 재료(10)의 적어도 하나의 성분을 휘발시키는 데 충분히 가열될 수 있다. 따라서, 제어기(170), 및 전체적으로는 장치(100, 200, 300)는, 흡연 가능 재료(10)를 연소시키지 않으면서 흡연 가능 재료(10)의 적어도 하나의 컴포넌트를 휘발시키도록 흡연 가능 재료(10)를 가열하게 배치된다. 일부 실시예들에서, 온도 범위는 약 50℃ 내지 약 300℃, 예컨대 약 50℃ 내지 약 250℃, 약 50℃ 내지 약 150℃, 약 50℃ 내지 약 120℃, 약 50℃ 내지 약 100℃, 약 50℃ 내지 약 80℃, 또는 약 60℃ 내지 약 70℃이다. 일부 실시예들에서, 온도 범위는 약 170℃ 내지 약 220℃이다. 다른 실시예들에서, 온도 범위는 이러한 범위와 다른 것일 수 있다.
일부 실시예들에서, 온도 센서(190)는 생략될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템의 일 예의 개략적인 사시도가 도시된다. 시스템(1000)은 흡연 가능 재료(10)를 포함하는 물품(1), 및 흡연 가능 재료(10)의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해 흡연 가능 재료(10)를 가열시키기 위한 장치(100)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 장치(100)는 흡연 가능 재료(10)를 연소함 없이 흡연 가능 재료(10)의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해 흡연 가능 재료(10)를 가열하기 위한 것이다.
이러한 실시예에서, 시스템(1000)의 물품(1)은 가열 재료를 포함하는 히터(20)를 포함한다. 가열 재료는 가변 자기장으로 관통됨으로써 가열가능하다. 가열기(20)는 흡연 가능 재료(10) 내에 있다. 다른 실시예들에서, 흡연 가능 재료(10)는 가열기(20)의 일 측 상에만 있을 수 있다. 물품(1)은 또한, 흡연 가능 재료(10) 및 가열기(20)의 상대적인 포지션들을 유지하는 것을 돕기 위해 흡연 가능 재료(10) 및 가열기(20)를 에워싸는 커버(30)를 포함한다. 커버(30)는 커버(30)의 외부로부터 커버(30)의 내부를 단열시킬 수 있다. 커버(30)는 코어(150)로부터 가열기(20)를 전기적으로 절연시킬 수 있다. 커버(30)는 종이, 카드, 플라스틱 재료 등과 같은 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있다. 다른 실시예들에서, 커버(30)는 상이한 형태를 취할 수 있거나, 생략될 수 있다.
이러한 실시예에서, 물품(1)은 세장형이고, 물품(1)의 길이 방향 축에 대해 수직한 평면에서 실질적으로 원형 횡단면을 갖는 원통형이다. 그러나, 다른 실시예들에서, 물품(1)은 원과 다른 횡단면을 가질 수 있고, 그리고/또는 세장형이지 않을 수 있고, 그리고/또는 원통형이지 않을 수 있다. 물품(1)은 시가레트의 비율과 유사한 비율들을 가질 수 있다.
이러한 실시예에서, 장치(100)는 물품(1)을 수용하기 위한 가열 구역(110), 및 도 1에서 개략적으로 도시되는 자기장 생성기(120)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 가열 구역(110)은 장치(100)의 오목부이다. 더욱이, 이러한 실시예에서, 가열 구역(110)은 코어(150)의 오목부이다. 더 구체적으로는, 이러한 실시예에서, 오목부(110)는 세장형이고, 길이 방향 축(A-A)을 가진다. 게다가, 도 2에서 명백하게 도시되지 않지만, 이러한 실시예에서, 오목부(110)는 오목부(110)의 길이 방향 축(A-A)에 대해 수직한 평면에 실질적으로 원형 횡단면을 갖는 원통형이다. 다른 실시예들에서, 가열 구역(110)은 원형과 다른 횡단면을 가질 수 있고, 그리고/또는 세장형이 아니고, 그리고/또는 원통형이 아니다. 이러한 실시예에서, 물품(1) 및 오목부(110)는, 물품(1)은 오목부(110)에서 꼭맞게 끼워맞춤(snug fit)이도록 상대적으로 치수가 정해진다.
이러한 실시예에서, 자기장 생성기(120)의 코어(150)는 자기 투과 가능 제1 부분(155), 자기 투과 가능 제1 아암(151), 및 자기 투과 가능 제2 아암(152)을 포함한다. 제1 아암(151)은 코어(150)의 제1 부분(155)의 제1 단부(155a)로부터 연장하며, 그리고 제2 아암(152)은 코어(150)의 제1 부분(155)의 제2 단부(155b)로부터 연장한다. 제1 부분(155)의 제2 단부(155b)는 제1 부분(155)의 제1 단부(155a)로부터 반대편에 있다.
이러한 실시예에서, 코어(150)의 제1 및 제2 아암들(151, 152)은 가열 구역(110)의 반대편 측들 상에 있다. 더 구체적으로는, 이러한 실시예에서, 코어(150)의 제1 및 제2 아암들(151, 152)은 가열 구역(110)의 반대편 측들 상에 각각의 자유 단부들(151a, 152b)을 가진다. 코어(150)의 제1 및 제2 아암들(151, 152)의 각각의 자유 단부들(151a, 152a)은 가열 구역(110)을 통해 서로를 향한다. 게다가, 이러한 실시예에서, 코어(150)의 제1 및 제2 아암들(151, 152) 각각은 가열 구역(110)의 길이 방향 축선(A-A)에 평행한 방향으로 세장형이다.
이러한 실시예에서, 가열 구역(110)의 길이 방향 축(A-A)에 대해 수직한 평면에 있는 코어(150)의 제1 및 제2 아암들(151, 152) 각각의 횡단면 형상은 실질적으로 L-형상이다. 다른 실시예들에서, 횡단면 형상은, 45도 아치형이거나 굽힘되는 것 같은 L 형상과 다를 수 있다. 이러한 실시예에서, 코어(150)의 각각의 제1 및 제2 아암들(151, 152)은 실질적으로 90도로 코어(150)의 제1 부분(155)과 만난다. 다른 실시예들에서, 이러한 각도는 90도와 다를 수 있으며, 예컨대 10도 내지 170도, 30도 내지 150도, 45도 내지 135도, 또는 60도 내지 120도이다.
이러한 실시예에서, 코일(140)은 코어(150)의 제1 부분(155) 주위에 권선된다. 이러한 실시예에서, 코일(140)은 코어(150)의 제1 및 제2 아암들(151, 152) 주위에 권선되지 않는다. 이러한 실시예에서, 코일(140)은 가열 구역(110)의 길이 방향 축(A-A)에 대해 수직인 축을 따라 일반적으로 연장한다. 코일(140)에 의해 에워싸인 체적은 코어(150)의 제1 부분(155)을 포함하고, 가열 구역(110)이 없다. 즉, 코일(140)은 가열 구역(110)을 에워싸지 않는다. 이에 따라, 코일(140)의 일부 부분들은 코어(150)의 제1 부분(155)과 가열 구역(110) 사이에 위치되며, 그리고 코어(150)의 제1 부분(155)은 코일(140)의 일부 다른 부분들과 가열 구역(110) 사이에 위치된다.
장치(100) 및 물품(1)은, 위치되는 물품(1)이 가열 구역(110)에 있을 때, 도 2에서 도시되는 바와 같이, 자기장 생성기(120)에 의해 생성되는 가변 자기장이 물품(1)의 가열기(20)를 관통하도록 상대적으로 치수가 정해진다. 코어(150)의 기하학적 형상 및 가열 구역(110)에 대해 코어(150)의 포지션, 및 사용 시의 물품(1)은 가열기(20)의 이러한 관통에 영향을 주도록 자기장을 지향시키는 것을 돕는다. 가열기(20)의 이러한 관통은 화살표들(M)에 의해 도 2에서 지시된다. 도 2의 화살표들(M)은 자기장의 순간적인 자기력선(magnetic field line)을 나타낸다. 자기력선이 코어(150)의 제1 부분(155)을 통해, 코어(150)의 제1 아암(151)을 통해 제1 아암(151)의 자유 단부(151a)로, 제1 아암(151)의 자유 단부(151a)로부터 가열기(20)로, 가열기(20)를 통해, 가열기(20)로부터 코어(150)의 제2 아암(152)의 자유 단부(152a)로, 그리고 제2 아암(152)을 통해 코어(150)의 제1 부분(155)으로 연장하는 경로를 따르는 것을 볼 수 있다. 가변 자기장이 교류 자기장이라면, 자기력선의 방향은 반복적으로 역전될 것이지만, 여전히 이러한 경로 상에 실질적으로 놓인다.
제1 및 제2 아암들(151, 152)의 자유 단부들(151a, 152a)이 물품(1)의 가열기(20)에 대해 더 가까울수록, 가열기(20)를 통해 지향될 자기장의 비율은 더 커진다. 일부 실시예들에서, 코어(150)의 제1 및 제2 아암들(151, 152)의 자유 단부들(151a, 152a)은 심지어, 물품(1)이 가열 구역(110)에 위치될 때, 물품(1)에 접촉할 수 있다. 더욱이, 제1 및 제2 아암들(151, 152)의 각각의 자유 단부들(151a, 152a)의 표면적이 더 작을수록, 사용시에 이 자유 단부들을 통해 통과하는 자기장의 밀도(concentration)가 더 커진다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 자유 단부들(151a, 152a)은 볼록할 수 있고, 제1 및 제2 아암들(151, 152)의 각각 테이퍼진 부분들의 에지들일 수 있거나, 리지들 또는 럼프들과 같은 하나 또는 그 초과의 표면 특징들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 물품(1)의 가열기(20), 또는 이의 에지들은 이를 통해 통과하는 자기장을 집중시키도록 적합하게 성형될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 시스템의 일 예의 개략적인 사시도가 도시된다. 시스템(2000)은 흡연 가능 재료(10)를 포함하는 물품(2), 및 흡연 가능 재료(10)의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해 흡연 가능 재료(10)를 가열시키기 위한 장치(200)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 장치(200)는 흡연 가능 재료(10)를 연소함 없이 흡연 가능 재료(10)의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해 흡연 가능 재료(10)를 가열하기 위한 것이다.
이러한 실시예에서, 물품(2)은, 비록 도 3에서 90도로 회전되지만, 도 2의 시스템(1000)의 물품(1)과 동일하며, 그러므로 다시 상세히 설명되지 않을 것이다. 별도의 각각의 실시예들을 형성하기 위해, 도 2의 물품(1)에 대한 본원에서 설명된 가능한 변형들 중 임의의 변형이 도 3의 물품(2)에 대해 이루어질 수 있다.
이러한 실시예에서, 장치(200)는 물품(2)을 수용하기 위한 가열 구역(110), 및 도 1에서 개략적으로 도시되는 자기장 생성기(120)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 가열 구역(110)는 장치(200)의 오목부이다. 더욱이, 이러한 실시예에서, 가열 구역(110)는 코어(150)의 오목부이다. 더 구체적으로는, 이러한 실시예에서, 오목부(110)는 세장형이고, 길이 방향 축(A-A)을 가진다. 게다가, 도 3에서 명백하게 도시되지 않지만, 이러한 실시예에서, 오목부(110)는 오목부(110)의 길이 방향 축(A-A)에 대해 수직한 평면에 실질적으로 원형 횡단면을 갖는 원통형이다. 다른 실시예들에서, 가열 구역(110)은 원형과 다른 횡단면을 가질 수 있고, 그리고/또는 세장형이 아니고, 그리고/또는 원통형이 아니다. 이러한 실시예에서, 물품(2) 및 오목부(110)는, 물품(2)은 오목부(110)에서 꼭맞게 끼워맞춤(snug fit)이도록 상대적으로 치수가 정해진다.
이러한 실시예에서, 자기장 생성기(120)의 코어(150)는 자기 투과 가능 제1 부분(155), 자기 투과 가능 제1 아암(151), 자기 투과 가능 제2 아암(152), 자기 투과 가능 제3 아암(153) 및 자기 투과 가능 제4 아암(154)을 포함한다. 제1 및 제3 아암들(151, 153)은 코어(150)의 제1 부분(155)의 제1 단부(155a)로부터 연장하며, 그리고 제2 및 제4 아암들(152, 154)은 코어(150)의 제1 부분(155)의 제2 단부(155b)로부터 연장한다. 제1 부분(155)의 제2 단부(155b)는 제1 부분(155)의 제1 단부(155a)로부터 반대편에 있다.
이러한 실시예에서, 코어(150)의 제1 및 제4 아암들(151, 154)은 가열 구역(110)의 제1 측 상에 있으며, 그리고 제2 및 제3 아암들(152, 153)은 가열 구역(110)의 제2 측 상에 있다. 가역 구역(110)의 제1 측은 가열 구역(110)의 제2 측에 대해 반대편에 있다. 제1 아암(151)은 가열 구역(110)을 통해 제3 아암(153)을 향하며, 그리고 제4 아암(154)은 가열 구역(110)을 통해 제2 아암(152)을 향한다. 따라서, 코어(150)의 제1 및 제2 아암들(151, 152)은 가열 구역(110)의 반대편의 측들 상에 있으며, 그리고 코어(150)의 제3 및 제4 아암들(153, 154)은 가열 구역(110)의 반대편 측들 상에 있다. 따라서, 가열 구역(110)의 부분들은 효과적으로 제1 및 제3 아암들(151, 153) 사이에 그리고 제2 및 제4 아암들(152, 154) 사이에 위치된다. 이러한 실시예에서, 코어(150)의 제1 부분(155)은 가열 구역(110)의 길이 방향 축선(A-A)에 평행한 방향으로 세장형이다. 게다가, 이러한 실시예에서, 코어(150)의 제1, 제2, 제3, 및 제4 아암들(151, 152, 153, 154) 각각은 가열 구역(110)의 길이 방향 축선(A-A)에 대해 수직한 방향으로 세장형이다.
이러한 실시예에서, 가열 구역(110)의 길이 방향 축(A-A)에 대해 수직한 평면에 있는 코어(150)의 제1 및 제3 아암들(151, 153)의 조합 횡단면 형상은 실질적으로 C-형상이다. 유사하게, 이러한 실시예에서, 가열 구역(110)의 길이 방향 축(A-A)에 대해 수직한 평면에 있는 코어(150)의 제2 및 제4 아암들(152, 154)의 조합의 횡단면 형상은 실질적으로 C-형상이다. 다른 실시예들에서, 이러한 횡단면 형상들은 C-형상과 다른 것일 수 있다. 이러한 실시예에서, 코어(150)의 각각의 제1, 제2, 제3, 및 제4 아암들(151, 152, 153, 154)은 실질적으로 90도로 코어(150)의 제1 부분(155)과 만난다. 다른 실시예들에서, 이러한 각도는 90도와 다를 수 있으며, 예컨대 10도 내지 170도, 30도 내지 150도, 45도 내지 135도, 또는 60도 내지 120도이다.
이러한 실시예에서, 코일(140)은 코어(150)의 제1 부분(155) 주위에 권선된다. 이러한 실시예에서, 코일(140)은 코어(150)의 제1 및 제2 아암들(151, 152) 주위에 권선되지 않는다. 이러한 실시예에서, 코일(140)은 가열 구역(110)의 길이 방향 축(A-A)에 대해 평행한 축을 따라 일반적으로 연장한다. 코일(140)에 의해 에워싸인 체적은 코어(150)의 제1 부분(155)을 포함하고, 가열 구역(110)이 없다. 즉, 코일(140)은 가열 구역(110)을 에워싸지 않는다. 이에 따라, 코일(140)의 일부 부분들은 코어(150)의 제1 부분(155)과 가열 구역(110) 사이에 위치되며, 그리고 코어(150)의 제1 부분(155)은 코일(140)의 일부 다른 부분들과 가열 구역(110) 사이에 위치된다.
장치(200) 및 물품(2)은, 위치되는 물품(2)이 가열 구역(110)에 있을 때, 도 3에서 도시되는 바와 같이, 자기장 생성기(120)에 의해 생성되는 가변 자기장이 물품(2)의 가열기(20)를 관통하도록 상대적으로 치수가 정해진다. 코어(150)의 기하학적 형상 및 가열 구역(110)에 대해 코어(150)의 포지션, 및 사용 시의 물품(2)은 가열기(20)의 이러한 관통에 영향을 주도록 자기장을 지향시키는 것을 돕는다. 가열기(20)의 이러한 관통은 화살표들(M)에 의해 도 3에서 지시된다. 도 3의 화살표들(M)은 자기장의 수개의 순간적인 자기력선들을 나타낸다. 자기력선들이 코어(150)의 제1 부분(155)을 통해, 코어(150)의 제1 또는 제3 아암(151, 153)을 통해 가열기(20)로, 가열기(20)를 통해, 가열기(20)로부터 코어(150)의 제2 또는 제4 아암(152, 154)으로, 그리고 제2 또는 제4 아암(152, 154)을 통해 코어(150)의 제1 부분(155)으로 연장하는 경로를 따르는 것을 볼 수 있다. 가변 자기장이 교류 자기장이라면, 자기력선들의 방향은 반복적으로 역전될 것이지만, 여전히 이러한 경로들 상에 실질적으로 놓인다.
코어(150)의 아암들(151, 152, 153, 154)이 물품(2)의 가열기(20)에 대해 더 가까울수록, 가열기(20)를 통해 지향될 자기장의 비율은 더 커진다. 일부 실시예들에서, 코어(150)의 아암들(151, 152, 153, 154) 중 일부 또는 모두는 심지어, 물품(2)이 가열 구역(110)에 위치될 때, 물품(2)에 접촉할 수 있다.
도 3의 실시예에 대한 변경에서, 코어(150)의 아암들(151, 152, 153, 154)은 코어(150)의 제1 부분(155)을 코어(150)의 제2 부분에 연결시킬 수 있다. 코어의 제2 부분은 코어(150)의 제1 부분(155)으로부터 가열 구역(110)의 반대편 측 상에 있을 수 있다. 즉, 아암들(151, 152, 153, 154)은 예시된 바와 같이 각각의 자유 단부들을 가질 수 없지만, 대신에 모두가 코어(150)의 제1 부분(155)과 유사한 코어(150)의 일부분에 의해 서로 결합될 수 있다. 코어(150)는 가열 구역(110)의 길이 방향 축에 평행한 평면에 대해 대칭일 수 있다. 이러한 일 실시예에서, 코어(150)의 제1 및 제2 부분들 및 코어(150)의 제1 및 제3 아암들(151, 153)은 제1 윈도우 그리고 코어(150)의 제1 및 제2 부분들을 규정할 것이며, 그리고 코어(150)의 제2 및 제4 아암들(152, 154)은 제2 윈도우를 규정할 것이다. 가열 구역(110)의 길이 방향 축은 윈도우들 중 하나 또는 양자 모두를 통해 연장할 수 있다. 더욱이, 가열 구역(110)은 윈도우들 각각을 통해 연장할 것이거나, 윈도우들을 통해 접근가능할 것이다. 자기장 생성기는 코어의 제2 부분 둘레에 권선되는 제2 코일을 포함할 수 있다. 이러한 구성에서, 제1 세트의 자기력선들은 도 3에서 도시되는 경로들을 따를 수 있으며, 그리고 제2 세트의 자기력선들은 제1 부분(155) 대신에 코어(150)의 제2 부분을 통해, 아암들(151, 152, 153, 154) 및 물품(2)의 가열기(20)를 통해 연장하는 경로들을 따를 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 시스템의 일 예의 개략적인 사시도가 도시된다. 시스템(3000)은 흡연 가능 재료(10)를 포함하는 물품(3), 및 흡연 가능 재료(10)의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해 흡연 가능 재료(10)를 가열시키기 위한 장치(300)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 장치(300)는 흡연 가능 재료(10)를 연소함 없이 흡연 가능 재료(10)의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해 흡연 가능 재료(10)를 가열하기 위한 것이다.
이러한 실시예에서, 시스템(3000)의 물품(3)은 대량의 흡연 가능 재료(10), 제1 가열기(20), 제2 가열기(22) 및 커버(30)를 포함한다.
각각의 제1 및 제2 가열기들(20, 22)은 가변 자기장으로 관통됨으로써 가열가능한 가열 재료를 포함한다. 이러한 실시예에서, 제1 가열기(20)는 로드의 형태이며, 그리고 제2 가열기(22)는 제1 가열기(20)의 일부분을 둘러싸는 튜브의 형태이다. 이러한 실시예에서, 제1 가열기(20)는 흡연 가능 재료(10) 내에 있으며, 그리고 제2 가열기(22)는 흡연 가능 재료(10)를 둘러싼다. 따라서, 흡연 가능 재료(10)는 제1 및 제2 가열기들(20, 22) 사이에 위치된다. 다른 실시예들에서, 제1 및 제2 가열기들(20, 22)은 예시되는 것과 상이한 형태들을 취할 수 있다. 그러나, 제1 가열기(20)가, 이러한 실시예에서의 경우인 바와 같이, 제2 가열기(22)와의 접촉하지 않는 것이 바람직하다.
물품(3)의 커버(30)는 또한, 흡연 가능 재료(10) 및 가열기들(20, 22)의 상대적인 포지션들을 유지하는 것을 돕기 위해 흡연 가능 재료(10) 및 제1 및 제2 가열기들(20, 22)을 에워싼다. 커버(30)는 종이, 카드, 플라스틱 재료 등과 같은 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있다. 다른 실시예들에서, 커버(30)는 상이한 형태를 취할 수 있거나, 생략될 수 있다.
이러한 실시예에서, 물품(3)은 세장형이고, 물품(3)의 길이 방향 축에 대해 수직한 평면에서 실질적으로 원형 횡단면을 갖는 원통형이다. 그러나, 다른 실시예들에서, 물품(3)은 원과 다른 횡단면을 가질 수 있고, 그리고/또는 세장형이지 않을 수 있고, 그리고/또는 원통형이지 않을 수 있다. 물품(3)은 시가레트의 비율과 유사한 비율들을 가질 수 있다.
이러한 실시예에서, 장치(300)는 물품(3)을 수용하기 위한 가열 구역(110), 및 자기장 생성기를 포함한다. 자기장 생성기는, 더 상세히 아래에 설명되는 바와 같이, 제2 자기 투과 코어(250) 및 제2 코어(250) 주위에서 권선되는 제2 코일(240)뿐만 아니라 도 1에서 개략적으로 도시되는 자기장 생성기(120)의 컴포넌트들 모두를 포함한다. 디바이스(160)는 제2 코일(240)을 통해 가변 전류를 통과시키기 위한 것이다. 디바이스(160)는 전력 소스(130)와 제2 코어(240) 사이에 전기적으로 연결된다. 디바이스(160)와 제2 코일(240) 사이의 전기 연결은 디바이스(160)와 제1 코일(140) 사이의 전기 연결에 병렬로 또는 직렬일 수 있다.
디바이스(160)는, 제1 및 제2 코일들(140, 240)의 하나를 통해 가변 전류를 통과시키는 것과 독립적으로, 제1 및 제2 코일들(140, 240) 중 다른 하나를 통해 가변 전류를 통과시키도록 제어기(170)에 의해 제어가능할 수 있다. 예를 들어, 제어기(170)는, 전류가 시간의 제1 기간 동안 제1 코일(140)을 통해 통과되는 것을 유발시킬 수 있으며, 그리고 그 후, 전류가 시간의 제2 기간 동안 제2 코일(240)을 통해 통과되는 것을 유발시킬 수 있다. 시간의 제2 기간은 시간의 제1 기간의 만료시 시작할 수 있다. 이러한 작용들은 물품(3)의 흡연 가능 재료(10)의 점진적인 가열에 영향을 줄 수 있다.
이러한 실시예에서, 가열 구역(110)는 장치(300)의 오목부이다. 더 구체적으로는, 이러한 실시예에서, 오목부(110)는, 물품(3)이 오목부(110) 내로 삽입가능한 개방된 제1 단부(111), 제1 단부(111) 반대편에 있는 제2 단부(112), 및 제1 및 제2 단부들(111, 112)을 연결시키는 하나 또는 그 초과의 측들을 가진다. 오목부(110)는 세장형이고, 길이 방향 축(A-A)을 가진다. 게다가, 도 4에서 명백하게 도시되지 않지만, 이러한 실시예에서, 오목부(110)는 오목부(110)의 길이 방향 축(A-A)에 대해 수직한 평면에 실질적으로 원형 횡단면을 갖는 원통형이다. 다른 실시예들에서, 가열 구역(110)은 원형과 다른 횡단면을 가질 수 있고, 그리고/또는 세장형이 아니고, 그리고/또는 원통형이 아니다. 이러한 실시예에서, 물품(3) 및 오목부(110)는, 물품(3)은 오목부(110)에서 꼭맞게 끼워맞춤(snug fit)이도록 상대적으로 치수가 정해진다.
이러한 실시예에서, 자기장 생성기(120)의 제1 코어(150)는 자기 투과 가능 제1 부분(155), 자기 투과 가능 제1 아암(151), 및 자기 투과 가능 제2 아암(152)을 포함한다. 제1 아암(151)은 제1 코어(150)의 제1 부분(155)의 제1 단부(155a)로부터 연장하며, 그리고 제2 아암(152)은 제1 코어(150)의 제1 부분(155)의 제2 단부(155b)로부터 연장한다. 제1 부분(155)의 제2 단부(155b)는 제1 부분(155)의 제1 단부(155a)로부터 반대편에 있다.
이러한 실시예에서, 제1 코어(150)의 제1 및 제2 아암들(151, 152)은 가열 구역(110)의 상이한 측들 상에 있다. 더 구체적으로는, 이러한 실시예에서, 제1 코어(150)의 제1 및 제2 아암들(151, 152)은 가열 구역(110)의 상이한 측들 상에 각각의 자유 단부들(151a, 152b)을 가진다. 이러한 실시예에서, 제1 코어(150)의 제1 아암(151)은 오목부(110)의 측, 또는 측들 중 하나의 측에 있으며, 그리고 제1 코어(150)의 제2 아암(152)은 오목부(110)의 제2 단부(112)에 있다. 더 구체적으로, 제1 아암(151)의 자유 단부(151a)는 오목부(110)의 측, 또는 측들 중 하나의 측에 있으며, 그리고 제2 아암(152)의 자유 단부(152a)는 오목부(110)의 제2 단부(112)에 있다. 이러한 실시예에서, 가열 구역(110)의 길이 방향 축(A-A)은 제2 아암(152)의 자유 단부(152a)를 통해 통과한다. 제1 코어(150)의 제1 및 제2 아암들(151, 152)의 각각의 자유 단부들(151a, 152a)은 가열 구역(110)을 향한다. 이러한 배열은, 일부 자기력선들(M1)이 제1 코어(150)로부터 그리고 제1 가열기(20) 내로 연장하고 제1 경로를 따르는 반면, 다른 자기력선들(M2)이 제2 코어(250)로부터 제2 가열기(22) 내로 연장하는 제2 경로를 따르는 것을 제공하는 것을 돕는다. 즉, 오목부(110)의 제2 단부(112)에서의 제2 아암(152)을 포지셔닝함으로써, 자속은 제1 코어(150)로부터 제2 가열기(22) 내로 보다는 오히려 제1 가열기(20) 내로 흐르도록 촉진된다.
이러한 실시예에서, 가열 구역(110)의 길이 방향 축(A-A)에 대해 평행한 제1 코어(150)의 제1 아암(151)의 횡단면 형상은 실질적으로 L-형상이다. 다른 실시예들에서, 횡단면 형상은, 45도 아치형이거나 굽힘되는 것 같은 L 형상과 다를 수 있다. 추가적으로, 이러한 실시예에서, 가열 구역(110)의 길이 방향 축(A-A)에 대해 평행한 제1 코어(150)의 제2 아암(152)의 횡단면 형상은 실질적으로 C-형상이다. 다른 실시예들에서, 횡단면 형상은 C-형상과 다른 것일 수 있다.
이러한 실시예에서, 코일(140)은 제1 코어(150)의 제1 부분(155) 주위에 권선된다. 이러한 실시예에서, 코일(140)은 제1 코어(150)의 제1 및 제2 아암들(151, 152) 주위에 권선되지 않는다. 이러한 실시예에서, 코일(140)은 가열 구역(110)의 길이 방향 축(A-A)에 대해 평행한 축을 따라 일반적으로 연장한다. 코일(140)에 의해 에워싸인 체적은 제1 코어(150)의 제1 부분(155)을 포함하고, 가열 구역(110)이 없다. 즉, 코일(140)은 가열 구역(110)을 에워싸지 않는다. 이에 따라, 코일(140)의 일부 부분들은 제1 코어(150)의 제1 부분(155)과 가열 구역(110) 사이에 위치되며, 그리고 제1 코어(150)의 제1 부분(155)은 코일(140)의 일부 다른 부분들과 가열 구역(110) 사이에 위치된다.
장치(300) 및 물품(3)은, 물품(3)이 가열 구역(110)에 위치될 때, 도 4에서 도시되는 바와 같이, 자기장 생성기(120)의 제1 코일(140)에 의해 생성되는 가변 자기장이 물품(3)의 제1 가열기(20)를 관통하도록 상대적으로 치수가 정해진다. 제1 코어(150)의 기하학적 형상 및 가열 구역(110)에 대해 제1 코어(150)의 포지션, 및 사용 시의 물품(3)은 제1 가열기(20)의 이러한 관통에 영향을 주도록 자기장을 지향시키는 것을 돕는다. 제1 가열기(20)의 이러한 관통은 화살표들(M1)에 의해 도 4에서 지시된다. 도 4의 화살표들(M1)은 자기장의 순간적인 자기력선을 나타낸다. 자기력선들이 제1 코어(150)의 제1 부분(155)을 통해, 제1 코어(150)의 제1 아암(151)을 통해 제1 가열기(20)로, 제1 가열기(20)를 통해, 제1 가열기(20)로부터 제1 코어(150)의 제2 아암(152)으로, 그리고 제2 아암(152)을 통해 제1 코어(150)의 제1 부분(155)으로 연장하는 경로를 따르는 것을 볼 수 있다. 가변 자기장이 교류 자기장이라면, 자기력선의 방향은 반복적으로 역전될 것이지만, 여전히 이러한 경로 상에 실질적으로 놓인다.
자기 투과 가능 제2 코어(250)는 자기 투과 가능 제1 부분(255), 자기 투과 가능 제1 아암(251), 및 자기 투과 가능 제2 아암(252)을 포함한다. 제1 아암(251)은 제2 코어(250)의 제1 부분(255)의 제1 단부(255a)로부터 연장하며, 그리고 제2 아암(252)은 제2 코어(250)의 제1 부분(255)의 제2 단부(255b)로부터 연장한다. 제1 부분(255)의 제2 단부(255b)는 제1 부분(255)의 제1 단부(255a)로부터 반대편에 있다.
이러한 실시예에서, 제2 코어(250)의 제1 및 제2 아암들(251, 252)은 가열 구역(110)의 동일한 측들 상에 있다. 다른 실시예들에서, 제2 코어(250)의 제1 및 제2 아암들(251, 252)은 반대편 측들과 같은, 가열 구역(110)의 상이한 측들 상에 있을 수 있다. 더욱이, 제2 코어(250)의 제1 및 제2 아암들(251, 252)은 가열 구역(110)을 향하는 각각의 자유 단부들(251a, 252a)을 가진다.
이러한 실시예에서, 가열 구역(110)의 길이 방향 축(A-A)에 대해 평행한 제2 코어(250)의 제1 및 제2 아암들(251, 252) 각각의 횡단면 형상은 실질적으로 L-형상이다. 다른 실시예들에서, 횡단면 형상은, 45도 아치형이거나 굽힘되는 것 같은 L 형상과 다를 수 있다.
이러한 실시예에서, 제2 코일(240)은 제2 코어(250)의 제1 부분(255) 주위에 권선된다. 이러한 실시예에서, 제2 코일(240)은 제2 코어(250)의 제1 및 제2 아암들(251, 252) 주위에 권선되지 않는다. 이러한 실시예에서, 제2 코일(240)은 가열 구역(110)의 길이 방향 축(A-A)에 대해 평행한 축을 따라 일반적으로 연장한다. 코일(240)에 의해 에워싸인 체적은 제2 코어(250)의 제1 부분(255)을 포함하고, 가열 구역(110)이 없다. 즉, 제2 코일(240)은 가열 구역(110)을 에워싸지 않는다. 이에 따라, 제2 코일(240)의 일부 부분들은 제2 코어(250)의 제1 부분(255)과 가열 구역(110) 사이에 위치되며, 그리고 제2 코어(250)의 제1 부분(255)은 제2 코일(240)의 일부 다른 부분들과 가열 구역(110) 사이에 위치된다.
장치(300) 및 물품(3)은, 물품(3)이 가열 구역(110)에 위치될 때, 도 4에서 도시되는 바와 같이, 제2 코일(240)에 의해 생성되는 가변 자기장이 물품(3)의 제2 가열기(22)를 관통하도록 상대적으로 치수가 정해진다. 제2 코어(250)의 기하학적 형상 및 가열 구역(110)에 대해 제2 코어(250)의 포지션, 및 사용 시의 물품(3)은 제2 가열기(22)의 이러한 관통에 영향을 주도록 자기장을 지향시키는 것을 돕는다. 제2 가열기(22)의 이러한 관통은 화살표들(M2)에 의해 도 4에서 지시된다. 도 4의 화살표들(M2)은 자기장의 순간적인 자기력선을 나타낸다. 자기력선들이 제2 코어(250)의 제1 부분(255)을 통해, 제2 코어(250)의 제1 아암(251)을 통해 제2 가열기(22)로, 제2 가열기(22)를 통해, 제2 가열기(22)로부터 제2 코어(250)의 제2 아암(252)으로, 그리고 제2 아암(252)을 통해 제2 코어(250)의 제1 부분(255)으로 연장하는 경로를 따르는 것을 볼 수 있다. 가변 자기장이 교류 자기장이라면, 자기력선의 방향은 반복적으로 역전될 것이지만, 여전히 이러한 경로 상에 실질적으로 놓인다.
제1 및 제2 코어들(150, 250)의 아암들(151, 152, 251, 252)이 물품(3)의 제1 및 제2 가열기(20, 22)에 대해 더 가까울수록, 제1 및 제2 가열기들(20, 22)을 통해 지향될 자기장들의 비율은 더 커진다. 일부 실시예들에서, 코어(150, 250)의 아암들(151, 152, 251, 252) 중 일부 또는 모두는 심지어, 물품(3)이 가열 구역(110)에 위치될 때, 물품(3)에 접촉할 수 있다. 더욱이, 아암들(151, 152, 251, 252)의 각각의 자유 단부들(151a, 152a, 251a, 252a)의 표면적이 더 작을수록, 사용시에 이 자유 단부들을 통해 통과하는 자기장의 밀도가 더 커진다. 자유 단부들(151a, 152a, 251a, 252a)은 위에서 논의된 형태들 중 임의의 형태를 취할 수 있다.
각각의 전술된 실시예들에서, 제1 또는 제2 코어(150, 250)의 제1 부분(155, 255)은 코어(150, 250)의 제1 및 제2 아암들(151, 152)의 각각과 함께 통합되거나 일체이다. 그러나, 일부 실시예들에서, 제1 또는 제2 코어(150, 250)의 제1 부분(155)은 코어(150, 250)의 제1 및 제2 아암들(151, 152) 중 하나 또는 양자 모두와 함께 통합되지 않거나, 체결될 수 있다.
도 1 내지 도 4에서, 제1 및 제2 코일들(140, 240)은 수개의 윈딩들(winding)만을 가지는 것으로 도시된다. 그러나, 실제로는, 각각의 제1 및 제2 코일들(140, 240)은 수십개 또는 수백개의 윈딩들을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 4에서, 가열 구역(110)은 오목부(110)이다. 다른 실시예들에서, 가열 구역(110)은 선반, 표면 또는 프로젝션(projection)과 같은 오목부와 다른 것일 수 있으며, 그리고 물품(1, 2, 3)과 협동하기 위하여 물품(1, 2, 3)과의 기계적 정합(mechanical mating)을 필요로 할 수 있다. 오목부(110)는 코어(들)(150, 250) 및 다른, 더 적거나 비-자기 투과 가능 재료, 예컨대 장치(100, 200, 300)의 하우징의 조합에 의해 규정될 수 있다. 하우징은, 예를 들어 플라스틱 재료로 제조될 수 있다.
일부 실시예들에서, 자기장 생성기(120)의 코일(140, 240)의 임피던스는 물품(1, 2, 3)에서 가열기(20, 22)의 임피던스와 동일하거나, 실질적으로 동일하다. 물품(1, 2, 3)의 가열기(20, 22)의 임피던스가 대신에 코일(140, 240)의 임피던스보다 더 낮았다면, 사용 시에 가열기(20, 22)에 걸쳐 생성되는 전압은, 임피던스들이 일치될 때, 가열기(20, 22)에 걸쳐 생성될 수 있는 전압보다 더 낮을 수 있다. 대안적으로, 물품(1, 2, 3)의 가열기(20, 22)의 임피던스가 대신에 코일(140, 240)의 임피던스보다 더 높았다면, 사용 시에 가열기(20, 22)에서 생성되는 전류는, 임피던스들이 일치될 때, 가열기(20, 22)에서 생성될 수 있는 전류보다 더 낮을 수 있다. 임피던스들을 일치하는 것은, 사용시에 가열될 때, 물품(1, 2, 3)의 가열기(20, 22)에 의해 생성되는 가열 전력을 최대화하기 위해 전압 및 전류의 균형을 맞추는 것을 도울 수 있다.
위에서 논의된 각각의 실시예들에서, 가열기(20, 22)의 가열 재료는 알루미늄이다. 그러나, 다른 실시예들에서, 가열 재료는 전기-전도성 재료, 자기 재료, 및 자기 전기-전도성 재료로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 그 초과의 재료들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가열 재료는 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가열 재료는 알루미늄, 금, 철, 니켈, 코발트, 전도성 탄소, 흑연, 저탄소강, 스테인리스 강, 페라이트계 스테인리스 강, 구리 및 청동으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 그 초과의 재료들을 포함할 수 있다. 다른 가열 재료(들)은 다른 실시예들에서 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가열 재료는 자성이 있을 수 있다. 자기 전기-전도성 재료가 가열 재료로서 사용될 때, 사용 시 자기의 전기 전도성 재료와 장치의 전자석 사이의 자기 커플링이 보강될 수 있는 것이 또한 발견되어 있다. 자기 이력 가열을 잠재적으로 가능하게 하는 것 이외에도, 이는 가열 재료의 더 크거나 개선된 줄 가열, 그리고 이에 따라 흡연 가능 재료(20)의 더 크거나 개선된 가열을 초래할 수 있다.
도 2 내지 도 4에서 도시되는 각각의 물품들(1, 2, 3)에서, 가열기(20, 22)의 가열 재료는 흡연 가능 재료(10)와 접촉한다. 따라서, 가열 재료가 변화하는 자기장으로의 관통에 의해 가열될 때, 열은 가열 재료로부터 흡연 가능 재료(10)로 직접적으로 전달될 수 있다. 다른 실시예들에서, 가열 재료는 흡연 가능 재료(10)와 접촉하지 않은 상태로 유지될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 물품(1, 2, 3)은 가열 재료가 없고 그리고 흡연 가능 재료(10)로부터 가열 재료를 이격시키는 열-전도성 배리어(thermally-conductive barrier)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 열-전도성 배리어는 가열 재료 상의 코팅(coating)일 수 있다. 이러한 배리어의 제공은 가열 물질에서 고온 지점들을 완화시키기 위해 열을 분산시키는 것을 돕기에 유리할 수 있다.
위에서 논의된 실시예의 각각에서, 가열 재료는, 자기 쌍극자들의 유도된 전류 및/또는 유도된 재배향의 대부분이 발생하는 외부 구역인 스킨(skin) 깊이를 가질 수 있다. 가열 재료를 포함하는 컴포넌트가 상대적으로 작은 두께를 가지는 것을 제공함으로써, 더 큰 비율의 가열 재료는 컴포넌트의 다른 치수들과 비교하여 상대적으로 큰 깊이 또는 두께를 가지는 컴포넌트의 가열 재료와 비교하여 주어진 변화하는 자기장에 의해 가열가능할 수 있다. 따라서, 재료의 더 효율적인 사용이 달성된다. 그 결과, 비용들이 감소된다.
일부 실시예들에서, 가열 재료를 포함하는 컴포넌트는 그 안에 불연속부들 또는 홀들을 포함할 수 있다. 이러한 불연속부들 또는 홀들은, 흡연 가능 재료(10)의 상이한 구역들이 사용시 가열되는 정도를 제어하기 위해 열 브레이크들로서 작용할 수 있다. 그 안에 있는 불연속부들 또는 홀들을 갖는 가열 재료의 영역들은 불연속부들 또는 홀들 없는 영역들보다 더 적은 정도로 가열될 수 있다. 이는 흡연 가능 재료(10)의 점진적인 가열, 그리고 이에 따라 달성될 증기의 점진적인 생성을 도울 수 있다. 이러한 불연속부들 또는 홀들은, 다른 한편으로, 사용시에 복합 와전류들의 생성을 최적화하는 데 사용될 수 있다.
전술된 실시예들 각각에서, 흡연 가능 재료(10)는 담배를 포함한다. 그러나, 이들 실시예들의 각각에 대한 각각의 변형들에서, 흡연 가능 재료(10)는 담배로 구성될 수 있고, 실질적으로 전체적으로 담배로 구성될 수 있고, 담배 및 담배와 다른 흡연 가능 재료를 포함할 수 있고, 담배와 다른 흡연 가능 재료를 포함할 수 있거나, 담배가 없을 수 있다. 일부 실시예들에서, 흡연 가능 재료(10)는 증기 또는 에어로졸 형성제 또는 보습제, 예컨대 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 트라이아세틴 또는 디에틸렌 글리콜을 포함할 수 있다.
각각의 전술된 실시예들에서, 물품(1, 2, 3)은 소모성 물품이다. 일단 물품(1, 2, 3)의 흡연 가능 재료(10)의 휘발가능한 성분(들)의 전부 또는 실질적으로 전부가 소비되어 있다면, 사용자는 장치(100, 200, 300)로부터 물품(1, 2, 3)을 제거할 수 있고, 물품(1, 2, 3)을 폐기할 수 있다. 사용자는, 후속하여 물품들(1, 2, 3) 중 다른 물품과 함께 장치(100, 200, 300)를 재사용할 수 있다. 그러나, 다른 각각의 실시예들에서, 물품(1, 2, 3)은 소모성이 아닐 수 있고, 그리고 일단 흡연 가능 재료(20)의 휘발가능한 성분(들)이 소비되어 있다면, 장치(100, 200, 300) 및 물품(1, 2, 3)은 함께 폐기될 수 있다.
일부 실시예들에서, 장치(100, 200, 300)가 판매되고, 공급되거나 달리 장치(100, 200, 300)가 사용가능한 물품(1, 2, 3)으로부터 별도로 제공된다. 그러나, 일부 실시예들에서, 장치(100, 200, 300) 및 물품들(1, 2, 3) 중 하나 그 초과의 물품은 시스템(1000, 2000, 3000), 예컨대 키트(kit) 또는 조립체로서, 가능하게는 부가의 컴포넌트들, 예컨대 세정 가정용 도구들과 함께 제공될 수 있다.
어떤 실시예들에서, 장치(100, 200, 300)는 가변 자기장으로의 침투에 의해 가열가능한 가열 재료를 포함하는 가열기를 포함할 수 있다. 코어(들)은 장치(100, 200, 300)의 가열기를 통해 자속의 흐름을 촉진하도록 성형될 수 있다. 장치(100, 200, 300)의 이러한 가열기는, 예를 들어, 가열 구역(110)을 규정하는 튜브형 가열기를 포함할 수 있다. 이러한 일부 실시예들에서, 물품(1, 2, 3)은 가열 재료가 없을 수 있으며, 그리고 흡연 가능 재료는 장치(100, 200, 300)의 가열기로부터 전달되는 열에 의해 가열될 수 있다.
본 발명은 본원에서 논의된 물품들 중 어느 하나의 물품을 포함하는 시스템 및 본원에서 논의된 장치들 중 임의의 하나의 장치에서 구현화될 수 있으며, 여기서 장치 자체는, 자기장 생성기에 의해 생성되는 가변 자기장으로 관통에 의한 가열을 위해, 서셉터에서와 같은 가열 재료를 가진다. 장치의 가열 재료에서 생성된 열은, 물품이 가열 구역에 있을 때, 그 내부의 가열가능한 재료를 가열하거나, 추가적으로 가열하기 위해 물품으로 전달될 수 있다.
다양한 이슈들을 해결하고 기술을 진보시키기 위해서, 본 개시의 전체는 청구되는 본 발명이 실시될 수 있고, 흡연 가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록 흡연 가능 재료를 가열하기 위한 우수한 장치, 및 이러한 장치들과 함께 사용하기 위한 이러한 장치 및 물품들을 포함하는 우수한 시스템들을 제공하는 예시 및 다양한 예시적 실시예들을 통해 나타낸다. 개시의 장점들 및 특징들은 단지 실시예들의 대표적인 샘플이며, 총망라하지 않으며, 그리고/또는 배타적이지 않다. 이들은 단지 이해를 돕고, 그리고 청구되며 이와 달리 개시된 특징들을 교시하도록 제시된다. 장점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들 및/또는 본 개시의 다른 양태들이 특허청구범위에 의해 정의된 대로 본 개시에 대한 제한들로 또는 특허청구범위의 등가물에 대한 제한들로 간주되어서는 안되며 그리고 다른 실시예들이 활용될 수 있고 변형들이 본 개시의 범주 및/또는 사상으로부터 벗어남 없이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 수 있다. 다양한 실시예들이 개시된 요소들, 컴포넌트들, 특징들, 부품들, 단계들, 수단들, 등의 다양한 조합을 적합하게 포함할 수 있고, 구성될 수 있거나, 본질적으로 구성될 수 있다. 본 개시내용은 현재 청구되지는 않지만, 추후에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함할 수 있다.

Claims (25)

  1. 흡연 가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해, 흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치로서, 상기 장치는:
    물품을 수용하기 위한 가열 구역─상기 물품은 흡연 가능 재료 및 상기 흡연 가능 재료를 가열하기 위해 가변 자기장으로 관통됨으로써 가열가능한 가열 재료를 포함함─; 및
    상기 가열 구역을 관통하는 가변 자기장을 생성하기 위한 자기장 생성기를 포함하며,
    상기 자기장 생성기는 자기 투과 가능 코어(magnetically permeable core) 및 코일(coil)을 포함하며,
    상기 코어는 자기 투과 가능 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 연장하는 자기 투과 가능 제1 및 제 2 아암들을 포함하며, 상기 코일은 상기 코어의 제1 부분 주위에서 권선되며, 그리고 상기 코어의 제1 및 제2 아암들은 상기 가열 구역의 상이한 측들 상에 있는,
    흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 코어의 제1 및 제2 아암들은 상기 가열 구역의 상이한 측들 상에 각각의 자유 단부들을 가지는,
    흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 코어의 제1 및 제2 아암들은 상기 가열 구역의 반대편 측들 상에 있는,
    흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 코어의 제1 및 제2 아암들은 상기 가열 구역의 반대편 측들 상에 각각의 자유 단부들을 가지는,
    흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 코어의 제1 및 제2 아암들의 각각의 자유 단부들은 상기 가열 구역을 통해 서로를 향하는,
    흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 가열 구역은 세장형이며, 그리고 상기 코어의 제1 및 제2 아암들 각각은 상기 가열 구역의 길이 방향 축에 평행한 방향으로 세장형인,
    흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 코어의 제1 및 제2 아암들은 상기 코어의 제1 부분의 반대편 단부들로부터 연장하는,
    흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치.
  8. 제3 항에 있어서,
    상기 코어는 상기 제1 부분으로부터 연장하는 제3 및 제4 아암들을 포함하며, 그리고 상기 코어의 제3 및 제4 아암들은 상기 가열 구역의 반대편 측들 상에 있는,
    흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 코어의 제1 및 제3 아암들은 상기 코어의 제1 부분의 제1 단부로부터 연장하며, 그리고, 상기 코어의 제2 및 제4 아암들은 상기 코어의 제1 부분의 반대편의 제2 단부로부터 연장하는,
    흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4 아암들은 상기 코어의 제1 부분을 상기 코어의 제2 부분에 연결하며, 그리고 상기 코어의 제2 부분은 상기 코어의 제1 부분으로부터 상기 가열 구역의 반대편 측 상에 있는,
    흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 가열 구역은, 상기 물품이 상기 가열 구역 내로 삽입가능한 개방된 제1 단부, 상기 제1 단부 반대편에 있는 제2 단부, 및 상기 제1 및 제2 단부들을 연결시키는 하나 또는 그 초과의 측들을 가지며,
    상기 코어의 제1 아암은 상기 가열 구역의 측, 또는 측들 중 하나의 측에 있으며, 그리고 상기 코어의 제2 아암은 상기 가열 구역의 제2 단부에 있는,
    흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 코어의 제1 및 제2 아암들은 각각의 자유 단부들을 가지며, 그리고
    상기 코어의 제1 아암의 자유 단부는 상기 가열 구역의 측, 또는 측들 중 하나의 측에 있으며, 그리고 상기 코어의 제2 아암의 자유 단부는 상기 가열 구역의 제2 단부에 있는,
    흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 코어의 제1 및 제2 아암들의 각각의 자유 단부들은 상기 가열 구역을 향하는,
    흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 자기장 생성기는 자기 투과 가능 제2 코어 및 제2 코일을 포함하며; 그리고
    상기 제2 코어는 자기 투과 가능 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 연장하는 자기 투과 가능 제1 및 제 2 아암들을 포함하며, 상기 제2 코일은 상기 제2 코어의 제1 부분 주위에서 권선되며, 그리고 상기 제2 코어의 제1 및 제2 아암들은 상기 가열 구역을 향하는 각각의 자유 단부들을 가지는,
    흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 코어는 페라이트(ferrite)를 포함하거나, 페라이트로 구성되는,
    흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 코어의 제1 부분은 상기 코어의 제1 및 제2 아암들 각각과 통합되는,
    흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 가열 구역은 상기 장치의 오목부 또는 상기 코어의 오목부인,
    흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치.
  18. 시스템(system)으로서,
    흡연 가능 재료 및 가열기를 포함하는 물품─상기 가열기는 상기 흡연 가능 재료를 가열하기 위해 가변 자기장으로 관통됨으로써 가열가능한 가열 재료를 포함함─; 그리고
    상기 흡연 가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해 상기 흡연 가능 재료를 가열하기 위한 장치를 포함하며,
    상기 장치는:
    상기 물품을 수용하기 위한 가열 구역; 및
    상기 물품이 상기 가열 구역에 있을 때 상기 가열기를 관통하는 가변 자기장을 생성하기 위한 자기장 생성기를 포함하며,
    상기 자기장 생성기는 자기 투과 가능 코어 및 코일을 포함하며,
    상기 코어는 자기 투과 가능 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 연장하는 자기 투과 가능 제1 및 제 2 아암들을 포함하며, 상기 코일은 상기 코어의 제1 부분 주위에서 권선되며, 그리고 상기 코어의 제1 및 제2 아암들은 상기 가열 구역의 상이한 측들 상에 있는,
    시스템.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 자기장 생성기는 자기 투과 가능 제2 코어 및 제2 코일을 포함하며; 그리고
    상기 제2 코어는 자기 투과 가능 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 연장하는 자기 투과 가능 제1 및 제 2 아암들을 포함하며, 상기 제2 코일은 상기 제2 코어의 제1 부분 주위에서 권선되며, 그리고 상기 제2 코어의 제1 및 제2 아암들은 상기 가열 구역을 향하는 각각의 자유 단부들을 가지는,
    시스템.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 물품은 상기 흡연 가능 재료를 가열하기 위해 가변 자기장으로 관통됨으로써 가열가능한 가열 재료를 포함하는 제2 가열기를 포함하며, 상기 제2 코어의 제1 및 제2 아암들의 각각의 자유 단부들은, 상기 물품이 상기 가열 구역에 있을 때, 상기 제2 가열기를 향하는,
    시스템.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 물품의 흡연 가능 재료는 상기 가열기와 제2 가열기 사이에 위치되는,
    시스템.
  22. 제18 항에 있어서,
    상기 흡연 가능 재료는 담배 및/또는 하나 또는 그 초과의 습윤제들(humectants)을 포함하는,
    시스템.
  23. 제18 항에 있어서,
    상기 가열 재료는 전기-전도성 재료, 자기(magnetic) 재료, 및 자기 전기-전도성 재료로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 그 초과의 재료들을 포함하는,
    시스템.
  24. 제18 항에 있어서,
    상기 가열 재료는 금속 또는 금속 합금을 포함하는,
    시스템.
  25. 제18 항에 있어서,
    상기 가열 재료는 알루미늄, 금, 철, 니켈, 코발트, 전도성 탄소, 흑연, 저탄소강(plain-carbon steel), 스테인리스 강, 페라이트계 스테인리스 강, 구리 및 청동으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 그 초과의 재료들을 포함하는,
    시스템.
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