KR102548133B1 - 공동을 갖는 히터 조립체 - Google Patents

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KR102548133B1
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스제 치에크 아우
장-뤽 프린겔리
초우 키안 예
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Abstract

에어로졸 발생 장치(102)용 히터 조립체(10)가 제공되며, 히터 조립체(10)는 부싱(12)을 포함하고, 부싱(12)은 부싱(12)의 제1 단부(22)에서 애퍼처(20)를 정의하고 제2 단부(26)에서 공동(24)을 정의한다. 히터 조립체(10)는 또한 부싱(12)의 제1 단부(22)로부터 연장되는 세장형 전기 히터(14)를 포함하며, 세장형 전기 히터(14)의 일부는 애퍼처(20)를 통과하여 공동(24) 내로 연장된다

Description

공동을 갖는 히터 조립체
본 발명은 에어로졸 발생 장치용 히터 조립체에 관한 것으로, 히터 조립체는 공동을 갖는다. 본 발명은 또한 히터 조립체를 포함하는 에어로졸 발생 장치, 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템, 에어로졸을 발생시키는 방법, 및 히터 조립체를 조립하는 방법에 관한 것이다.
일 유형의 에어로졸 발생 시스템은 전동식 흡연 시스템이다. 공지된 핸드헬드 전동식 흡연 시스템은, 일반적으로 배터리를 포함하는 에어로졸 발생 장치, 제어 전자 장치, 및 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하도록 특정하게 설계된 흡연 물품을 가열하기 위한 전기 히터를 포함한다. 일부 실시예에서, 흡연 물품은 담배 플러그와 같은 에어로졸 형성 기재의 플러그를 포함하고, 흡연 물품이 에어로졸 발생 장치 내에 삽입될 때 에어로졸 발생 장치 내에 수용된 히터가 에어로졸 형성 기재 내에 삽입된다.
전동식 흡연 시스템용 에어로졸 발생 물품은 일반적으로 높은 액체 함량을 나타내어 가열될 때 에어로졸의 발생을 용이하게 한다. 사용하는 동안에, 에어로졸 발생 물품으로부터의 액체는 에어로졸 발생 물품으로부터의 직접 전달을 통하거나 에어로졸 발생 장치 내의 에어로졸의 응축의 결과로서 에어로졸 발생 장치 내에서 수집될 수 있다. 사용하는 동안에 에어로졸 발생 장치 내에 수집되는 액체는 에어로졸 발생 장치의 내부로 누출되어 에어로졸 발생 장치 내의 전기 소자를 열화시키거나 고장을 일으킬 수 있다.
사용하는 동안에 에어로졸 발생 장치 내로 액체가 누출될 가능성을 감소시키거나 제거하는 에어로졸 발생 장치용 히터 조립체를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 에어로졸 발생 장치용 히터 조립체가 제공되며, 히터 조립체는 부싱을 포함하고, 부싱은 부싱의 제1 단부에서 애퍼처를 정의하고 제2 단부에서 공동을 정의한다. 히터 조립체는 또한 부싱의 제1 단부로부터 연장되는 세장형 전기 히터를 포함하되, 세장형 전기 히터의 일부는 애퍼처를 통과하여 공동 내로 연장된다.
유리하게는, 부싱을 포함하는 히터 조립체를 제공하면 에어로졸 발생 장치의 하우징 내에 세장형 전기 히터를 설치하는 것이 용이해진다. 즉, 부싱은 에어로졸 발생 장치의 하우징 내에 끼워맞춤될 수 있는 크기 및 형상을 가질 수 있다.
유리하게는, 세장형 전기 히터의 일부가 관통해 연장되는 애퍼처는 부싱에 대해 세장형 전기 히터의 포지셔닝을 용이하게 할 수 있다. 유리하게는, 이는 히터 조립체가 에어로졸 발생 장치의 하우징 내에 설치될 때 세장형 전기 히터의 정확한 포지셔닝 및 배향을 용이하게 한다.
유리하게는, 세장형 전기 히터의 일부가 그 안으로 연장되는 공동은 세장형 전기 히터와 부싱 사이의 밀봉을 용이하게 한다. 즉, 공동은 밀봉 재료로 충진되어 세장형 전기 히터와 부싱 사이에서 히터 조립체를 통해 액체가 누출될 위험을 감소시키거나 제거할 수 있다.
바람직하게는, 히터 조립체는 공동 내에 위치된 포팅 화합물(potting compound)을 추가로 포함한다. 유리하게는, 포팅 화합물은 세장형 전기 히터와 부싱 사이에서 밀봉을 제공한다. 유리하게는, 포팅 화합물은 사용하는 동안에 세장형 전기 히터가 일반적으로 가열되어 도달하는 상승된 온도에서 밀봉을 유지할 수 있다.
바람직하게는, 포팅 화합물은 공동을 실질적으로 충진한다. 유리하게는, 포팅 화합물로 공동을 실질적으로 충진하는 것은 포팅 화합물에 의해 형성된 밀봉의 강도를 최대화할 수 있다.
바람직하게는, 포팅 화합물은 열경화성 폴리머, 에폭시 수지, 실리콘 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함한다. 유리하게는, 이들 포팅 화합물은 사용하는 동안에 세장형 전기 히터가 일반적으로 가열되어 도달하는 상승된 온도에서 안정적으로 유지된다. 유리하게는, 이들 포팅 화합물은 액체 형태로 공동 내에 증착된 다음, 예를 들어 건조 또는 경화에 의해 굳어질 수 있다. 유리하게는, 이는 세장형 전기 히터와 부싱 사이의 공간 내로 포팅 화합물의 유입을 용이하게 하여 포팅 화합물에 의해 제공되는 밀봉을 최적화한다.
바람직하게는, 포팅 화합물은 적어도 하나의 실리콘을 포함한다. 유리하게는, 실리콘은 경화 후에 어느 정도의 탄성을 유지하며, 이는 부싱과 세장형 전기 히터 사이에서 강력한 밀봉을 용이하게 한다.
포팅 화합물은 중성 경화 실리콘을 포함할 수 있다. 중성 경화 실리콘은 아세톡시 실리콘과 같은 다른 실리콘과 비교했을 때, 경화 후 증가된 탄성을 나타낼 수 있다. 유리하게는, 증가된 탄성은 포팅 화합물에 의해 제공되는 밀봉의 신뢰성을 개선할 수 있다.
포팅 화합물은 아세톡시 실리콘을 포함할 수 있다. 아세톡시 실리콘은 일반적으로 중성 경화 실리콘과 비교했을 때 감소된 경화 시간을 나타낸다. 유리하게는, 감소된 경화 시간은 히터 조립체의 제조를 용이하게 한다.
애퍼처를 통과하여 연장되는 세장형 전기 히터의 일부는 억지 끼워맞춤(interference fit)에 의해 애퍼처 내에 수용될 수 있다. 즉, 애퍼처의 내부 단면 치수는 애퍼처를 통과하여 연장되는 세장형 전기 히터의 부분의 외부 단면 치수와 실질적으로 동일할 수 있다.
유리하게는, 억지 끼워맞춤에 의해 세장형 전기 히터가 부싱에 고정될 수 있다. 유리하게는, 이는 히터 조립체가 포팅 화합물을 포함하는 구현예에서 탄성 포팅 화합물의 사용을 용이하게 할 수 있다. 즉, 억지 끼워맞춤의 경우 세장형 전기 히터를 부싱에 고정시키기 위한 포팅 화합물이 필요 없을 수 있다.
유리하게는, 억지 끼워맞춤은 세장형 전기 히터와 부싱 간의 상대 이동을 방지할 수 있다.
바람직하게는, 부싱은 부싱의 제1 단부 또는 부싱의 제2 단부 중 어느 하나의 둘레로 연장되는 제1 플랜지를 포함한다. 유리하게는, 제1 플랜지는 부싱 및 에어로졸 발생 장치의 하우징 사이에서 밀봉과 맞물려 부싱 및 에어로졸 발생 장치의 하우징 사이에서 액체 누출을 감소시키거나 방지한다.
바람직하게는, 제1 플랜지는 부싱의 제1 단부 둘레로 연장된다. 유리하게, 이는 히터 조립체가 에어로졸 발생 장치의 하우징에 의해 정의된 장치 공동 내로 삽입될 때 제1 플랜지 및 밀봉 간의 맞물림을 용이하게 할 수 있다. 즉, 히터 조립체의 제2 단부가 장치 공동 내로 삽입되어 부싱의 제1 단부와 대향하는 제1 플랜지의 면이 밀봉과 맞물릴 수 있다.
바람직하게는, 제1 플랜지는 부싱의 제1 단부 둘레로 연장되고, 부싱은 부싱의 제2 단부 둘레로 연장되는 제2 플랜지를 추가로 포함하며, 제1 플랜지와 제2 플랜지 사이에는 환형 홈이 형성된다. 유리하게는, 환형 홈은 부싱의 외부와 에어로졸 발생 장치의 하우징의 내부 사이에서 밀봉을 용이하게 하는 개스킷을 수용할 수 있다.
바람직하게는, 히터 조립체는 환형 홈 내에 위치된 환형 개스킷을 포함한다. 환형 개스킷은 O링일 수 있다. 바람직하게는, 환형 개스킷은 탄성 재료로 형성된다. 바람직하게는, 환형 개스킷은 엘라스토머 재료로 형성된다. 환형 개스킷은 고무를 포함할 수 있다.
부싱은 실질적으로 원통형일 수 있다. 유리하게는, 실질적으로 원통형인 부싱은 에어로졸 발생 장치의 하우징에 의해 형성된 장치 공동 내로 히터 조립체를 삽입하는 것을 용이하게 할 수 있다.
부싱은 애퍼처가 형성되는 제1 단부면, 공동이 형성되는 제2 단부면, 및 제1 단부면과 상기 제2 단부면 사이에서 연장되는 실질적으로 원통형인 표면을 포함할 수 있다.
부싱이 환형 홈을 포함하는 구현예에서, 바람직하게는 환형 홈은 실질적으로 원통형인 표면에 형성된다. 즉, 환형 홈의 어느 한 측면 상의 실질적으로 원통형인 표면의 제1 및 제2 단부는, 각각 제1 및 제2 플랜지를 형성한다.
바람직하게는, 히터 조립체는 부싱의 제2 단부에 위치된 적어도 하나의 전기 접촉부를 추가로 포함하고, 적어도 하나의 전기 접촉부는 세장형 전기 히터에 전기적으로 연결된다. 유리하게는, 적어도 하나의 전기 접촉부는 에어로졸 발생 장치의 전력 공급부 및 제어 전자 장치 중 적어도 하나에 세장형 전기 히터가 전기 연결 되는 것을 용이하게 한다.
바람직하게는, 적어도 하나의 전기 접촉부는 적어도 2개의 전기 접촉부를 포함한다.
바람직하게는, 부싱은 부싱의 에지 상에 위치된 적어도 하나의 절개부를 포함한다. 유리하게는, 적어도 하나의 절개부는 히터 조립체를 포함하는 에어로졸 발생 장치를 조립하는 동안에 에어로졸 발생 장치의 하우징에 대해 히터 조립체의 배향을 정확하게 하는 것을 용이하게 할 수 있다. 즉, 적어도 하나의 절개부는 에어로졸 발생 장치의 하우징에 의해 형성된 적어도 하나의 돌출부와 결합할 수 있다.
부싱이 제1 플랜지를 포함하는 구현예에서, 적어도 하나의 절개부는 제1 플랜지 상에 제공될 수 있다.
부싱이 제1 플랜지 및 제2 플랜지를 포함하는 구현예에서, 적어도 하나의 절개부는 제1 플랜지, 제2 플랜지, 또는 제1 플랜지 및 제2 플랜지 상에 제공될 수 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 절개부는 제2 플랜지 상에 제공된 적어도 하나의 절개부를 포함한다.
부싱은 임의의 적합한 재료 또는 재료의 조합으로 형성될 수 있다. 적합한 재료는, 알루미늄, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리이미드, 예컨대 Kapton®, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 불화 에틸렌 프로필렌(FEP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리옥시메틸렌(POM), 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 비닐 수지, 액정 폴리머(LCP), 및 흑연 또는 유리 섬유를 갖는 LCP와 같은 개질된 LCP를 포함하되, 이에 형성되지는 않는다.
부싱은 단일 부품으로서 형성될 수 있다. 부싱은 함께 고정된 적어도 두 개의 부품으로 형성될 수 있다. 부싱은 제2 부품에 고정된 제1 부품을 포함할 수 있다. 제1 부품은 접착제, 용접, 및 억지 끼워맞춤 중 적어도 하나에 의해 제2 부품에 고정될 수 있다.
애퍼처의 제1 부분은 부싱의 제1 부품에 의해 형성될 수 있고, 애퍼처의 제2 부분은 부싱의 제2 부품에 의해 형성될 수 있다. 공동의 제1 부분은 부싱의 제1 부품에 의해 형성될 수 있고, 공동의 제2 부분은 부싱의 제2 부품에 의해 형성될 수 있다.
유리하게는, 부싱이 제2 부품에 고정된 제1 부품으로부터 형성되는 구현예는 히터 조립체의 조립을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 세장형 전기 히터는 부싱의 제1 부품이 부싱의 제2 부품에 고정될 때 부싱의 제1 부품과 부싱의 제2 부품 사이에 위치될 수 있다. 애퍼처를 통과하여 연장되는 세장형 전기 히터의 부분이 억지 끼워맞춤에 의해 애퍼처 내에 수용되는 구현예에서, 히터 조립체를 조립하는 이 방법은 세장형 전기 히터를 손상시키지 않으면서 억지 끼워맞춤을 최적화할 수 있다. 즉, 부싱의 2부품 조립체는 세장형 전기 히터가 단일 부품 부싱으로 형성된 애퍼처를 통과하여 삽입되는 구현예에 비해 세장형 전기 히터에 대한 손상을 감소시키거나 제거할 수 있다.
바람직하게는, 세장형 전기 히터는 부싱의 제1 단부로부터 연장되는 가열부를 포함한다. 바람직하게는, 가열부는 에어로졸 발생 물품 내로 삽입되도록 구성된다. 가열부는 부싱의 제1 단부로부터 원위의 가열부의 단부에 테이퍼부를 포함할 수 있다. 가열부는 핀의 형태일 수 있다. 가열부는 블레이드의 형태일 수 있다. 가열부는 원추 형태일 수 있다.
세장형 전기 히터는 저항성 히터일 수 있다. 세장형 전기 히터는 전기 절연 기재 및 전기 절연 기재 상에 제공된 저항 가열체를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 전기 절연 기재는 최대 약 700℃, 더 바람직하게는 약 800℃의 작동 온도에서 작동 가능하다. 추가적으로 또는 대안적으로, 사용하는 동안에 저항 가열체의 작동 온도는 약 250℃, 더 바람직하게는 약 300℃일 수 있다.
전기 절연 기재는 지르코니아 또는 알루미나와 같은 세라믹 재료일 수 있다. 바람직하게는, 전기 절연 기재는 약 2 W/m?K 이하의 열 전도율을 갖는다.
전기 절연 기재는 저항 가열체가 위치되는 편평한 표면, 및 에어로졸 발생 물품 내로 세장형 전기 히터가 삽입되도록 구성된 테이퍼진 단부를 포함할 수 있다.
저항 가열체를 형성하기 위한 적합한 재료는 도핑된 세라믹, 전기 “전도성” 세라믹(예를 들어, 이규화 몰리브덴과 같은), 탄소, 흑연, 금속, 금속 합금 및 세라믹 재료와 금속 재료로 제조된 복합 재료와 같은 반도체를 포함하되, 이에 형성되지 않는다. 이러한 복합 재료는 도핑된 세라믹 또는 도핑되지 않은 세라믹을 포함할 수 있다. 적합한 도핑된 세라믹의 예는 도핑된 실리콘 카바이드를 포함한다. 적합한 금속의 예는 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨 및 백금족의 금속을 포함한다. 적합한 금속 합금의 예는 스테인리스 스틸, 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티타늄-, 지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브덴-, 탄탈륨-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨-, 망간-, 및 철-함유 합금, 및 니켈, 철, 코발트, 스테인리스 스틸, Timetal® 기반 초함금 및 철-망간-알루미늄계 합금을 포함한다.
일부 구현예에서, 저항 가열체는 스테인리스 스틸과 같은 전기 저항 재료의 하나 이상의 스탬핑부를 포함한다. 대안적으로, 저항 가열체는 가열 와이어 또는 필라멘트, 예를 들어, Ni-Cr(니켈-크롬), 백금, 텅스텐 또는 합금 와이어를 포함할 수 있다.
히터 조립체가 적어도 하나의 전기 접촉부를 포함하는 구현예에서, 바람직하게는 저항 가열체는 적어도 하나의 전기 접촉부에 전기적으로 연결된다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 본원에서 설명된 구현예 중 어느 것에 따라, 본 발명의 제1 양태에 따른 히터 조립체를 포함하는 에어로졸 발생 장치가 제공된다. 에어로졸 발생 장치 및 히터 조립체는 본 발명의 제1 양태와 관련하여 설명된 임의의 선택적 또는 바람직한 특징을 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동을 정의하는 하우징을 포함한다. 히터 조립체는 장치 공동의 상류 단부에서 하우징 내에 위치되고, 세장형 전기 히터는 부싱의 제1 단부로부터 장치 공동 내로 연장된다. 에어로졸 발생 장치는, 전력 공급부, 및 전력 공급부로부터 전기 히터로의 전력 공급을 제어하기 위한 제어기를 또한 포함한다.
바람직하게는, 전력 공급부 및 제어 전자 장치는 부싱의 제2 단부의 상류에 위치된다. 즉, 바람직하게는, 전력 공급부 및 제어 전자 장치는 히터 조립체에 의해 장치 공동으로부터 분리된다.
히터 조립체가 포팅 화합물을 포함하는 구현예에서, 유리하게는 포팅 화합물은 히터 조립체를 통해 장치 공동으로부터 제어 전자 장치 및 전력 공급부를 향하여 액체가 누출되는 것을 감소시키거나 방지한다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 부싱과 하우징 사이에 위치된 개스킷을 포함한다. 개스킷은 히터 조립체의 일부를 형성할 수 있다. 개스킷은 본원에 기술된 바와 같이 부싱 상의 환형 홈 내에 위치될 수 있다. 유리하게는, 개스킷은 히터 조립체의 외부 둘레의 장치 공동으로부터 제어 전자 장치 및 전력 공급부를 향하여 액체가 누출되는 것을 감소시키거나 방지한다.
전력 공급부는 DC 전압원일 수 있다. 바람직한 구현예에서, 전력 공급부는 배터리이다. 예를 들어, 전력 공급부는 니켈-금속 수화물 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 또는 리튬계 배터리, 예를 들어 리튬-코발트, 리튬-철-인산염 또는 리튬-폴리머 배터리일 수 있다. 전력 공급부는 대안적으로 커패시터와 같은 또 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다. 전력 공급부는 재충전이 필요할 수 있고, 하나 이상의 에어로졸 발생 물품을 갖는 에어로졸 발생 장치를 사용하기 위해 충분한 에너지를 저장할 수 있는 용량을 가질 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 적어도 하나의 공기 유입구를 포함한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 공기 유입구는 장치 공동의 상류 단부와 유체 연통한다.
에어로졸 발생 장치는 소비자가 퍼프를 행하는 것을 나타내는 기류를 검출하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 기류 센서는 전자기계 장치일 수 있다. 기류 센서는 기계 장치, 광학 장치, 광학-기계 장치 및 미소 전자기계 시스템(MEMS) 기반 센서 중 임의의 것일 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 소비자가 퍼프를 시작하도록 수동 작동식 스위치를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서는 세장형 전기 히터의 온도 또는 장치 공동 내에 수용된 에어로졸 발생 물품의 온도를 검출할 수 있다. 온도 센서는 서미스터(thermistor)일 수 있다. 온도 센서는 세장형 전기 히터의 비저항(resistivity)을 측정하고 측정된 비저항을 온도에 대한 비저항의 교정된 곡선과 비교함으로써 세장형 가열체의 온도를 도출하도록 구성된 회로를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 세장형 전기 히터가 활성화될 때를 표시하기 위한 표시기를 포함한다. 표시기는 세장형 전기 히터가 활성화될 때 활성화된 광을 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 외부 플러그 또는 소켓 및 적어도 하나의 외부 전기 접촉부 중 적어도 하나를 포함할 수 있어 에어로졸 발생 장치가 또 다른 전기 장치에 연결되는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치는 USB 플러그 또는 USB 소켓을 포함하여 에어로졸 발생 장치를 또 다른 USB 지원 장치에 연결시킬 수 있다. 예를 들어, USB 플러그 또는 소켓은 에어로졸 발생 장치를 USB 충전 장치에 연결시켜 에어로졸 발생 장치 내에 재충전 가능한 전력 공급부를 충전할 수 있다. 추가적으로, 또는 대안적으로, USB 플러그 또는 소켓은 에어로졸 발생 장치로의 또는 에어로졸 발생 장치로부터의, 또는 양방향으로의 데이터의 전송을 지원할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 에어로졸 발생 장치는 새로운 에어로졸 발생 물품에 대한 새로운 가열 프로파일과 같은 데이터를 장치에 전송하도록 컴퓨터에 연결될 수 있다.
에어로졸 발생 장치가 USB 플러그 또는 소켓을 포함하는 이들 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는, 사용하지 않을 때 USB 플러그 또는 소켓을 덮는 착탈식 커버를 추가로 포함할 수 있다. USB 플러그 또는 소켓이 USB 플러그인 구현예에서, USB 플러그는 추가적으로 또는 대안적으로 장치 내에서 선택적으로 회수될 수 있다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 본원에 기술된 임의의 구현예에 따라 본 발명의 제2 양태에 따른 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 제공된다. 에어로졸 발생 시스템은 또한 장치 공동 내에 수용되는 에어로졸 발생 물품을 포함한다.
에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재를 포함한다.
에어로졸 형성 기재는 담배의 플러그를 포함할 수 있다. 담배 플러그는 담배 잎, 담배 리브 조각, 재생 담배, 균질화 담배, 압출 담배, 및 팽화 담배 중 하나 이상을 함유하는, 분말, 과립, 펠렛, 슈레드, 스파게티, 스트립, 또는 시트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 선택적으로, 담배 플러그는 담배 플러그의 가열 시 방출되는 추가 담배 또는 비담배 휘발성 향미 화합물을 함유할 수 있다. 선택적으로, 담배 플러그는, 또한, 예를 들어, 추가 담배 또는 비담배 휘발성 향미 화합물을 포함하는 캡슐을 함유할 수 있다. 이러한 캡슐은 담배 플러그가 가열되는 동안 녹을 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 이러한 캡슐은 담배 플러그가 가열되기 전, 가열되는 도중, 또는 가열된 후에 분쇄될 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 대략 30 mm 내지 대략 100 mm의 총 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 대략 5 mm 내지 대략 13 mm의 외경을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 담배 플러그의 하류에 위치된 마우스피스를 포함할 수 있다. 마우스피스는 에어로졸 발생 물품의 하류 단부에 위치될 수 있다. 마우스피스는 셀룰로스 아세테이트 필터 플러그일 수 있다. 바람직하게는, 마우스피스는 길이가 대략 7 mm이지만, 대략 5 mm 내지 대략 10 mm의 길이를 가질 수 있다.
담배 플러그는 대략 10 mm의 길이를 가질 수 있다.
담배 플러그의 직경은 대략 5 mm 내지 대략 12 mm일 수 있다.
바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 대략 40 mm 내지 대략 50 mm의 총 길이를 갖는다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 물품은 대략 45 mm의 총 길이를 갖는다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 물품은 대략 7.2 mm의 외경을 갖는다.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 에어로졸을 발생시키기 위한 방법이 제공된다. 본원에서 설명된 구현예 중 어느 것에 따라, 상기 방법은 본 발명의 제2 양태에 따른 에어로졸 발생 장치를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 에어로졸 발생 물품을 제공하는 단계를 포함한다. 에어로졸 발생 물품은 본 발명의 제3 양태와 관련하여 설명된 임의의 선택적이거나 바람직한 특징을 포함할 수 있다. 상기 방법은 에어로졸 발생 물품을 장치 공동 내로 삽입하는 단계 및 세장형 전기 히터를 사용하여 에어로졸 발생 물품을 가열하는 단계를 또한 포함한다.
에어로졸 발생 물품을 제공하는 단계는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 단계 전 또는 후에 수행될 수 있다. 에어로졸 발생 장치를 제공하는 단계 및 에어로졸 발생 물품을 제공하는 단계는 하나의 단계로서 함께 수행될 수 있다.
본 발명의 제5 양태에 따르면, 에어로졸 발생 장치용 히터 조립체를 조립하기 위한 방법이 제공된다. 바람직하게는, 본원에서 설명된 임의의 구현예에 따르면, 히터 조립체는 본 발명의 제1 양태에 따른 히터 조립체이다. 상기 방법은 세장형 전기 히터를 제공하는 단계 및 세장형 전기 히터의 일부 둘레에 부싱을 형성하는 단계를 포함한다. 부싱은 부싱의 제1 단부에서 애퍼처 및 부싱의 제2 단부에서 공동을 정의하고, 부싱 내의 세장형 전기 히터의 일부는 애퍼처를 통과하여 공동 내로 연장되며, 세장형 전기 히터는 부싱의 상기 제1 단부로부터 연장된다.
바람직하게는, 부싱을 형성하는 단계는 세장형 전기 히터의 일부를 몰드 내로 삽입하는 단계, 부싱 재료를 몰드 내로 주입하고 몰드 내에 위치된 세장형 전기 히터의 일부 둘레에 주입하는 단계, 및 부싱 재료를 굳혀 부싱을 형성하는 단계를 포함한다. 굳히기 단계는 부싱 재료를 냉각시키는 단계, 건조시키는 단계, 및 경화시키는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 굳히기 단계는 부싱 재료를 경화시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 부싱 재료는 수지이다.
부싱은 본 발명의 제1 양태와 관련하여 본원에 설명된 임의의 부싱 재료로 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 방법은 공동 내에 포팅 화합물을 증착시키고 포팅 화합물을 굳히는 단계를 추가로 포함한다. 포팅 화합물을 굳히는 단계는 포팅 화합물을 건조시키는 단계 및 경화시키는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 포팅 화합물을 굳히는 단계는 열, 자외선, 적외선, 및 물과 수증기 중 적어도 하나와 같은 수분 중 적어도 하나에 포팅 화합물을 노출시키는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 포팅 화합물을 증착시키는 단계는 액체 포팅 화합물을 공동 내로 증착시키는 단계를 포함한다. 액체 포팅 화합물을 증착시키는 단계는, 액체 포팅 화합물을 공동 내로 붓거나, 주입하거나 유동시키는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 포팅 화합물을 굳히는 단계는 액체 포팅 화합물을 고형화시키는 단계를 포함한다.
포팅 화합물은 본 발명의 제1 양태에 관하여 본원에서 설명된 임의의 포팅 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 제6 양태에 따르면, 에어로졸 발생 장치용 히터 조립체를 조립하기 위한 방법이 제공된다. 바람직하게는, 본원에서 설명된 임의의 구현예에 따르면, 히터 조립체는 본 발명의 제1 양태에 따른 히터 조립체이다. 상기 방법은 부싱의 제1 단부에서 애퍼처를 정의하고 부싱의 제2 단부에서 공동을 정의하는 부싱을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 세장형 전기 히터를 제공하는 단계, 및 부싱 내에 세장형 전기 히터의 일부를 위치시키는 단계를 포함하며 켜서 전기 히터의 부분이 애퍼처와 공동 내로 연장되고, 세장형 전기 히터가 부싱의 제1 단부로부터 연장되도록 하는 단계를 또한 포함한다.
세장형 전기 히터를 제공하는 단계는 부싱을 제공하는 단계 전이나 후에 수행될 수 있다. 부싱을 제공하는 단계 및 세장형 전기 히터를 제공하는 단계는 하나의 단계로서 함께 수행될 수 있다.
바람직하게는, 상기 방법은 공동 내에 포팅 화합물을 증착시키고 포팅 화합물을 굳히는 단계를 추가로 포함한다. 포팅 화합물을 굳히는 단계는 포팅 화합물을 건조시키는 단계 및 경화시키는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 포팅 화합물을 굳히는 단계는 열, 자외선, 적외선, 및 물과 수증기 중 적어도 하나와 같은 수분, 중 적어도 하나에 포팅 화합물을 노출시키는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 포팅 화합물을 증착시키는 단계는 액체 포팅 화합물을 공동 내로 증착시키는 단계를 포함한다. 액체 포팅 화합물을 증착시키는 단계는 액체 포팅 화합물을 공동 내로 붓거나, 주입하거나 유동시키는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 포팅 화합물을 굳히는 단계는 액체 포팅 화합물을 고형화시키는 단계를 포함한다.
포팅 화합물은 본 발명의 제1 양태에 관하여 본원에서 설명된 임의의 포팅 화합물을 포함할 수 있다.
부싱을 제공하는 단계는 단일 부품 부싱을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
부싱을 제공하는 단계는 부싱의 제1 부품 및 부싱의 제2 부품을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 부싱을 제공하는 단계는 부싱의 제2 부품에 부싱의 제1 부품을 고정시켜 부싱을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 제1 부품을 제2 부품에 고정하는 단계는 제1 부품을 제2 부품에 부착하는 단계, 제1 부품을 제2 부품에 용접하는 단계, 및 억지 끼워맞춤에 의해 제1 부품을 제2 부품에 고정하는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
세장형 전기 히터의 일부를 부싱 내에 위치시키는 단계는, 부싱의 제1 부품을 부싱의 제2 부품에 고정시키는 단계 전에 부싱의 제1 부품과 부싱의 제2 부품 사이에 세장형 전기 히터의 일부를 위치시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 이제 첨부 도면을 참조하여 단지 예기의 목적으로 더 설명될 것이며, 여기서:
도 1은 본 발명의 구현예에 따른 히터 조립체의 사시도를 나타내고;
도 2는 개스킷을 추가한 도 1에 따른 히터 조립체의 단면도를 나타내고;
도 3은 도 1의 히터 조립체를 포함하는 에어로졸 발생 시스템을 나타내고;
도 4는 본 발명의 구현예에 따른 에어로졸을 발생시키는 방법을 나타내며;
도 5는 본 발명의 구현예에 따른 히터 조립체의 조립 방법을 나타낸다.
도 1 및 2는 본 발명의 구현예에 따른 히터 조립체(10)를 도시한다. 히터 조립체(10)는 부싱(12) 및 세장형 전기 히터(14)를 포함한다.
부싱(12)은 억지 끼워맞춤에 의해 함께 고정된 제1 부품(16) 및 제2 부품(18)을 포함한다. 부싱(12)은 부싱(12)의 제1 단부(22)에서 애퍼처(20)를 정의하고 부싱(12)의 제2 단부(26)에서 공동(24)을 정의한다. 세장형 전기 히터(14)의 일부는 애퍼처(20) 및 공동(24)을 통과하여 연장된다. 공동(24)은 포팅 재료(28)로 충진되어 부싱(12)과 세장형 전기 히터(14) 간의 공동(24) 내에 밀봉을 형성한다. 포팅 재료(28)는 공동(24)을 나타내기 위해 도 1에서 생략된다.
부싱(12)은 부싱(12)의 제1 단부(22)에서 제1 플랜지(30)를 포함하고 부싱(12)의 제2 단부(26)에서 제2 플랜지(32)를 포함한다. 환형 홈(34)은 제1 및 제2 플랜지(30, 32) 사이에 형성된다. 절개부(36)가 제2 플랜지(34)에 형성된다.
부싱(12)은 환형 홈(34) 내에 위치된 O링의 형태인 개스킷(38)을 또한 포함한다. 개스킷(38)은 환형 홈(34)을 나타내기 위해 도 1에서 생략된다.
세장형 전기 히터(14)는 전기 절연 기재(40) 및 전기 절연 기재(40) 상에 제공된 저항 가열체(42)를 포함한다. 세장형 전기 히터(14)는 또한, 저항 가열체(42)와 히터 조립체(10)를 포함하는 에어로졸 발생 장치의 제어 전자 장치 간에 전기적 연결을 제공하기 위한 2개의 전기 접촉부(44)를 포함한다.
히터 조립체(10)는 부싱(12)의 제2 단부(26)로부터 연장되는 2개의 핀(45)을 포함하여 히터 조립체(10)를 포함하는 에어로졸 발생 장치 내의 히터 조립체(10)의 기계적 연결을 용이하게 한다.
도 3은 에어로졸 발생 장치(102) 및 에어로졸 발생 물품(104)을 포함하는 에어로졸 발생 시스템(100)의 단면도를 나타낸다.
에어로졸 발생 장치(102)는 하우징(106) 및 하우징(106) 내에 위치된 히터 조립체(10)를 포함한다. 개스킷(38)은 부싱(12)과 하우징(106)의 내부 표면 사이에 밀봉을 형성한다. 하우징(106)은 부싱(12)의 절개부(36) 내에 수용되어 하우징(106) 내의 히터 조립체(10)의 정확한 배향을 보장하는 돌출부(108)를 포함한다.
하우징(106)은 에어로졸 발생 물품(104)을 수용하기 위한 장치 공동(110)을 정의하고, 세장형 전기 히터(14)는 부싱(12)의 제1 단부(22)로부터 장치 공동(110) 내로 연장된다. 제어기(112) 및 전력 공급부(114)는 히터 조립체(10)와 하우징(106)의 폐쇄 단부(116) 사이의 하우징(106) 내에 위치된다.
에어로졸 발생 물품(104)은 담배 플러그의 형태인 에어로졸 형성 기재(118), 중공 아세테이트 관(120), 폴리머 필터(122), 마우스피스(124) 및 외부 래퍼(126)를 포함한다. 에어로졸 발생 물품(104)이 에어로졸 발생 장치(102)의 장치 공동(110) 내에 수용될 때, 히터 조립체(10)의 세장형 전기 히터(14)는 에어로졸 형성 기재(118) 내에 수용된다.
에어로졸 발생 시스템(100)이 사용되는 동안에, 제어기(112)는 전력 공급부(114)로부터 세장형 전기 히터(14)로의 전력 공급을 제어하여 에어로졸 형성 기재(118)를 가열시키고 마우스피스(124)를 통과하여 사용자에게 전달하기 위한 에어로졸을 형성한다. 포팅 재료(28) 및 개스킷(38)은, 에어로졸 형성 기재(118)로부터 제어기(112)와 전력 공급부(114)를 포함하는 하우징(106)의 일부 내로 액체가 누출되는 것을 실질적으로 방지한다.
도 4는 본 발명의 구현예에 따른 에어로졸을 발생시키는 방법(200)을 나타낸다. 상기 방법은 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 물품을 제공하는 단계(202 및 204)를 각각 포함한다. 에어로졸 발생 장치는 본 발명에 따른 히터 조립체를 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치는 도 3에 나타낸 에어로졸 발생 장치(102)일 수 있다. 유사하게는, 에어로졸 발생 물품은 도 3에 나타낸 에어로졸 발생 물품(104)일 수 있다.
단계(206)에서, 에어로졸 발생 물품(104)은 에어로졸 발생 장치(102)의 장치 공동(110)내로 삽입된다. 단계(208)에서, 에어로졸 발생 물품(104)은 에어로졸 발생 장치(102)의 히터 조립체(10)의 세장형 전기 히터(14)를 사용하여 가열된다.
도 5는 본 발명의 구현예에 따른 히터 조립체의 조립 방법(300)을 나타낸다. 히터 조립체는 도 1 및 2에 도시된 히터 조립체(10)일 수 있다. 방법(300)은 세장형 전기 히터(14)를 제공하는 단계(302)를 포함한다.
단계(304)에서 세장형 전기 히터(14)의 일부가 몰드 내로 삽입된다. 단계(306)에서, 수지를 포함하는 부싱 재료가 몰드 내로 주입되고 몰드 내에 위치된 세장형 전기 히터(14)의 일부 둘레로 주입된다. 단계 308에서, 부싱 재료는 굳어져 부싱(12)을 형성한다. 굳히기 단계는 수지를 경화시키는 단계를 포함한다. 단계(308)에서 형성된 부싱(12)은, 애퍼처(20) 및 공동(24)을 포함하며, 세장형 전기 히터(14)의 일부는 애퍼처(20)를 통과하여 부싱(12)의 공동(24) 내로 연장되고, 세장형 전기 히터(14)는 부싱(12)의 제1 단부(22)로부터 연장된다.
단계(310)에서, 포팅 화합물(28)이 공동(24) 내에 증착되고, 단계(312)에서 포팅 화합물이 굳는다. 굳히기 단계는 포팅 화합물(28)을 건조시키는 단계 및 경화시키는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

Claims (15)

  1. 에어로졸 발생 장치용 히터 조립체로서, 상기 히터 조립체는:
    부싱의 제1 단부에 애퍼처를 정의하고 부싱의 제2 단부에 공동을 정의하는 부싱;
    상기 공동 내에 위치된 포팅 화합물(potting compound); 및
    상기 부싱의 제1 단부로부터 연장되는 세장형 전기 히터;
    를 포함하되, 상기 세장형 전기 히터의 일부는 상기 애퍼처를 통과하여 상기 공동 내로 연장되는, 히터 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 포팅 화합물은 열경화성 폴리머, 에폭시 수지, 실리콘 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는, 히터 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 포팅 화합물은 상기 공동을 충진하는, 히터 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 애퍼처를 통과하여 연장되는 상기 세장형 전기 히터의 일부는 억지 끼워맞춤(interference fit)에 의해 상기 애퍼처 내에 수용되는, 히터 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 부싱은 상기 부싱의 상기 제1 단부 또는 상기 부싱의 상기 제2 단부 중 어느 하나의 둘레로 연장되는 제1 플랜지를 포함하는, 히터 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 플랜지는 상기 부싱의 제1 단부 둘레로 연장되고, 상기 부싱은 상기 부싱의 제2 단부 둘레로 연장되는 제2 플랜지 및 상기 제1 플랜지와 상기 제2 플랜지 사이에 형성된 환형 홈을 추가로 포함하는, 히터 조립체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 히터 조립체는 상기 환형 홈 내에 위치된 환형 개스킷을 포함하는, 히터 조립체.
  8. 제6항에 있어서, 상기 부싱은 상기 애퍼처가 형성되는 제1 단부면, 상기 공동이 형성되는 제2 단부면, 및 상기 제1 단부면과 상기 제2 단부면 사이에서 연장되는 원통형 표면을 포함하는, 히터 조립체.
  9. 제8항에 있어서, 상기 환형 홈은 상기 원통형 표면 내에 형성되는, 히터 조립체.
  10. 에어로졸 발생 장치로서:
    에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 장치 공동을 정의하는 하우징;
    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 히터 조립체로서, 상기 히터 조립체는 상기 장치 공동의 상류 단부에서 상기 하우징 내에 위치되며, 상기 세장형 전기 히터는 상기 부싱의 상기 제1 단부로부터 상기 장치 공동 내로 연장되는 히터 조립체;
    전력 공급부; 및
    상기 전력 공급부로부터 상기 세장형 전기 히터로의 전력 공급을 제어하기 위한 제어기;
    를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
  11. 에어로졸 발생 시스템으로서:
    제10항에 따른 에어로졸 발생 장치; 및
    상기 장치 공동 내에 수용된 에어로졸 발생 물품을 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  12. 에어로졸을 발생시키는 방법으로서, 상기 방법은:
    제10항에 따른 에어로졸 발생 장치를 제공하는 단계;
    에어로졸 발생 물품을 제공하는 단계;
    상기 에어로졸 발생 물품을 상기 장치 공동 내로 삽입하는 단계; 및
    상기 세장형 전기 히터를 사용하여 상기 에어로졸 발생 물품을 가열하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  13. 에어로졸 발생 장치용 히터 조립체를 조립하는 방법으로서, 상기 방법은:
    세장형 전기 히터를 제공하는 단계;
    상기 세장형 전기 히터의 일부 둘레에 부싱을 형성하는 단계로서, 상기 부싱은 상기 부싱의 제1 단부에서 애퍼처를 정의하고 상기 부싱의 제2 단부에서 공동을 정의하고, 상기 부싱 내의 상기 세장형 전기 히터의 일부는 상기 애퍼처를 통과하여 상기 공동 내로 연장되며, 상기 세장형 전기 히터는 상기 부싱의 제1 단부로부터 연장되는, 단계;
    상기 공동 내에 포팅 화합물을 증착시키는 단계; 및
    상기 포팅 화합물을 굳히는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
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