KR20190012157A - 에어로졸 발생 시스템용 유체 투과성 히터 조립체 및 유체 투과성 히터 조립체용 평평한 전기 전도성 필라멘트 배열 - Google Patents

Abstract

에어로졸 발생 시스템용 유체 투과성 히터 조립체용의 전기 전도성 평평한 필라멘트 배열 및 에어로졸 발생 시스템용 히터 조립체. 평평한 필라멘트 배열은 중심 부분(3) 및 2개의 측면 부분(2, 4)을 포함하며, 2개의 측면 부분(2, 4)은 중심 부분(3)의 대향 측면 상에 배열된다. 중심 부분(3)은 필라멘트 배열의 가열 영역을 정의하고 측면 부분(2, 4)은 필라멘트 배열의 전기 접촉 영역을 정의한다. 중심 부분(3) 및 2개의 측면 부분(2, 4)은 복수의 개구부를 각각 포함하며, 각각의 복수의 개구부 중심 부분(3)의 개방 면적 및 2개의 측면 부분(2, 4) 각각의 개방 면적을 정의한다. 중심 부분(3)의 개방 면적을 포함하는 중심 부분(3)의 전체 면적의 백분율은 측면 부분(2, 4)의 개방 면적을 포함하는 측면 부분(2, 4) 중 하나의 전체 면적의 백분율보다 더 크다.

Description

에어로졸 발생 시스템용 유체 투과성 히터 조립체 및 유체 투과성 히터 조립체용 평평한 전기 전도성 필라멘트 배열

본 발명은, 에어로졸 발생 시스템용 유체 투과성 히터 조립체 및 그러한 유체 투과성 히터 조립체용 전기 전도성 평평한 필라멘트 배열에 관한 것이다.

대응하는 히터의 성능을 개선할 수 있는 유체 투과성 히터 및 그러한 유체 투과성 히터용 필라멘트 배열을 갖는 것이 바람직할 것이다. 특히, 최적화된 접촉 및 가열 성능을 갖는 히터 조립체 및 필라멘트 배열을 갖는 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 에어로졸 발생 시스템용 유체 투과성 히터 조립체, 바람직하게는 본 발명에 따라 본원에 정의된 바와 같은 히터 조립체용의 전기 전도성 평평한 필라멘트 배열이 제공된다. 평평한 필라멘트 배열은 중심 부분 및 2개의 측면 부분을 포함하며, 2개의 측면 부분은 중심 부분의 대향 측면 상에 배열된다. 중심 부분은 필라멘트 배열의 가열 영역을 정의하고 측면 부분은 필라멘트 배열의 전기 접촉 영역을 정의한다. 중심 부분 및 2개의 측면 부분 각각은 복수의 개구부를 포함하며, 각각의 복수의 개구부는 중심 부분의 개방 면적 및 2개의 측면 부분 각각의 개방 면적을 정의한다. 중심 부분의 개방 면적을 포함하는 중심 부분의 전체 면적의 백분율은 측면 부분의 개방 면적을 포함하는 측면 부분 중 하나의 전체 면적의 백분율보다 더 크다.

중심 부분의 개방 면적을 포함하는 중심 부분의 전체 면적의 백분율은 측면 부분의 개방 면적을 포함하는 측면 부분 각각의 전체 면적의 백분율보다 더 클 수 있다. 중심 부분의 개방 면적을 포함하는 중심 부분의 전체 면적의 백분율은 측면 부분의 개방 면적을 포함하는 측면 부분 둘 모두의 전체 면적의 백분율보다 더 클 수 있다.

중심 부분의 개방 면적을 포함하는 중심 부분의 전체 면적의 백분율 대 측면 부분의 개방 면적을 포함하는 2개의 측면 부분 중 하나의 전체 면적의 백분율의 비율은 1.1과 30 사이일 수 있다. 중심 부분의 개방 면적을 포함하는 중심 부분의 전체 면적의 백분율 대 측면 부분의 개방 면적을 포함하는 2개의 측면 부분 중 하나의 전체 면적의 백분율의 비율은 2와 28 사이, 예를 들어 2와 15 사이 또는 15와 28 사이일 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 에어로졸 발생 시스템용 유체 투과성 히터 조립체, 바람직하게는 본 발명에 따르고 본원에 정의된 바와 같은 히터 조립체용의 전기 전도성 평평한 필라멘트 배열이 제공된다. 평평한 필라멘트 배열은 중심 부분 및 2개의 측면 부분을 포함하며, 2개의 측면 부분은 중심 부분의 대향 측면 상에 배열된다. 중심 부분은 필라멘트 배열의 가열 영역을 정의하고 측면 부분은 필라멘트 배열의 전기 접촉 영역을 정의한다. 중심 부분 및 2개의 측면 부분 각각은 복수의 개구부를 포함하며, 각각의 복수의 개구부는 중심 부분의 개방 면적 및 2개의 측면 부분 각각의 개방 면적을 정의한다. 중심 부분 내의 개방 면적 대 2개의 측면 부분 중 하나의 개방 면적의 비율은 1.1과 30 사이이다. 바람직하게는, 중심 부분의 개방 면적 대 2개의 측면 부분 중 하나의 개방 면적의 비율은 2와 28 사이, 예를 들어 2와 15 또는 15와 28 사이이다.

중심 부분 내의 개방 면적은 중심 부분의 전체 면적의 약 40　퍼센트와 약 90　퍼센트 사이일 수 있다. 바람직하게는, 중심 부분 내의 개방 면적은 약 50　퍼센트와 약 80　퍼센트 사이, 보다 바람직하게는 약 50과 약 70　퍼센트 사이이다.

2개의 측면 부분 각각의 개방 면적은 제로보다 더 크고 2개의 측면 부분의 전체 면적 각각의 약 3　퍼센트보다 더 크고 약 40　퍼센트보다 더 작을 수 있다. 바람직하게는, 측면 부분 각각 내의 개방 면적은 약 5　퍼센트보다 더 크고 약 35　퍼센트보다 더 작으며, 보다 바람직하게는 약 20　퍼센트보다 더 작고, 예를 들어 2개의 측면 부분 각각 내의 개방 면적은 약 5　퍼센트와 약 15　퍼센트 사이이다.

필라멘트 배열의 중심 부분은 필라멘트 배열의 크기의 약 20　퍼센트를 통해 연장되고 이를 포함하는 것으로 정의되지만 필라멘트 배열의 크기의 약 60　퍼센트까지 연장될 수 있다. 측면 부분은 필라멘트 배열의 크기의 약 20　퍼센트를 통해 연장되거나 이를 포함하는 것으로 정의되지만 필라멘트 배열의 크기의 약 40　퍼센트까지 연장될 수 있다. 따라서, 예를 들어 약 65　퍼센트 내지 약 85　퍼센트의 큰 개방 면적을 갖는 필라멘트 배열의 가열 영역에 대응하는 중심 부분은 필라멘트 배열의 크기의 약 20　퍼센트까지 감소될 수 있다. 필라멘트 배열의 나머지 크기는 예를 들어 각각 약 5　퍼센트와 약 10　퍼센트 사이의 개방 면적을 갖는 측면 부분일 수 있고, 가열이 전혀 발생하지 않거나 가열이 거의 발생하지 않는다. 필라멘트 배열의 나머지 크기는 또한 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이 측면 부분 및 측면 부분과 중심 부분 사이에 배열되는 천이 부분일 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 에어로졸 발생 시스템용 유체 투과성 히터 조립체가 제공된다. 유체 투과성 히터 조립체는 전기 전도성 평평한 필라멘트 배열, 및 평평한 필라멘트 배열과 전기적으로 접촉하는 제1 접촉 지점 및 제2 접촉 지점을 포함한다. 길이방향 축은 제1 접촉 지점과 제2 접촉 지점 사이에 정의된다. 히터 조립체에서, 중심 표면(Sc)은 길이방향 축에 수직으로 놓이는 2개의 라인 사이에 연장되고 길이방향 축 상에 배열되는 2개의 지점에서 길이방향 축을 교차하는 히터 조립체의 면적이며, 2개의 지점 중 하나는 40　퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치되고 2개의 지점 중 다른 하나는 제1 및 제2 접촉 지점 사이의 거리의 60　퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치된다. 제1 측면 표면(S1)은 길이방향 축에 수직으로 놓이는 2개의 라인 사이에 연장되고 제1 접촉 지점 및 길이방향 축 상에 배열되고 제1 및 제2 접촉 지점 사이의 거리의 20 퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치되는 지점에서 길이방향 축을 교차하는 히터 조립체의 면적이다. 제2 측면 표면(S2)은 길이방향 축에 수직으로 놓이는 2개의 라인 사이에 있고 제2 접촉 지점 및 길이방향 축 상에 배열되고 제1 및 제2 접촉 지점 사이의 거리의 80 퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치되는 지점에서 길이방향 축을 교차하는 히터 조립체의 면적이다.

중심 표면(Sc)은 개방 면적(ScOA)을 정의하는 복수의 개구부를 포함하고, 제1 측면 표면(S1)은 개방 면적(S1OA)을 정의하는 복수의 개구부를 포함하고, 제2 측면 표면(S2)은 개방 면적(S2OA)을 정의하는 복수의 개구부를 포함한다.

중심 표면의 개방 면적을 포함하는 중심 표면의 전체 면적의 백분율은 제1 측면 표면의 개방 면적을 포함하는 제1 측면 표면의 전체 면적의 백분율보다 더 크고 중심 표면의 개방 면적을 포함하는 중심 표면의 전체 면적의 백분율은 제2 측면의 개방 면적을 포함하는 제2 측면 표면의 전체 면적의 백분율보다 더 크다.

중심 표면의 개방 면적을 포함하는 중심 표면의 전체 면적의 백분율 대 제1 측면 표면의 개방 면적을 포함하는 중심 표면의 전체 면적의 백분율의 비율(ScOA/S1OA)은 1.1과 30 사이일 수 있고, 중심 표면의 개방 면적을 포함하는 중심 표면의 전체 면적의 백분율 대 제2 측면 표면의 개방 면적을 포함하는 제2 측면 표면의 전체 면적의 백분율의 비율(ScOA/S2OA)은 1.1과 30 사이일 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 에어로졸 발생 시스템용 유체 투과성 히터 조립체가 제공된다. 유체 투과성 히터 조립체는 전기 전도성 평평한 필라멘트 배열, 및 평평한 필라멘트 배열과 전기적으로 접촉하는 제1 접촉 지점 및 제2 접촉 지점을 포함한다. 길이방향 축은 제1 접촉 지점과 제2 접촉 지점 사이에 정의된다. 히터 조립체에서, 중심 표면(Sc)은 길이방향 축에 수직으로 놓이는 2개의 라인 사이에 연장되고 길이방향 축 상에 배열되는 2개의 지점에서 길이방향 축을 교차하는 히터 조립체의 면적이며, 2개의 지점 중 하나는 40　퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치되고 2개의 지점 중 다른 하나는 제1 및 제2 접촉 지점 사이의 거리의 60　퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치된다. 제1 측면 표면(S1)은 길이방향 축에 수직으로 놓이는 2개의 라인 사이에 연장되고 제1 접촉 지점 및 길이방향 축 상에 배열되고 제1 및 제2 접촉 지점 사이의 거리의 20 퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치되는 지점에서 길이방향 축을 교차하는 히터 조립체의 면적이다. 제2 측면 표면(S2)은 길이방향 축에 수직으로 놓이는 2개의 라인 사이에 있고 제2 접촉 지점 및 길이방향 축 상에 배열되고 제1 및 제2 접촉 지점 사이의 거리의 80 퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치되는 지점에서 길이방향 축을 교차하는 히터 조립체의 면적이다.

중심 표면(Sc)은 개방 면적(ScOA)을 정의하는 복수의 개구부를 포함하고, 제1 측면 표면(S1)은 개방 면적(S1OA)을 정의하는 복수의 개구부를 포함하고, 제2 측면 표면(S2)은 개방 면적(S2OA)을 정의하는 복수의 개구부를 포함한다. 중심 표면의 개방 면적 대 제1 측면 표면의 개방 면적의 비율(ScOA/S1OA)은 1.1과 30 사이이고, 중심 표면의 개방 면적 대 제2 측면 표면의 개방 면적의 비율(ScOA/S2OA)은 1.1과 30 사이이다. 바람직하게는, 중심 표면 대 제1 측면 표면 또는 대 제2 측면 표면의 개방 면적의 비율(ScOA/S1OA, 또는 ScOA/S2OA)은 2와 28 사이다, 예를 들어 2와 15 사이 또는 15와 28 사이이다.

중심 표면의 개방 면적(ScOA)은 중심 표면의 전체 면적의 약 40　퍼센트와 약 90　퍼센트 사이일 수 있다. 바람직하게는, 중심 표면 내의 개방 면적은 약 50　퍼센트와 약 80　퍼센트 사이, 보다 바람직하게는 약 50과 약 70　퍼센트 사이이다.

히터 조립체는 필라멘트 배열에 대해 길이방향 축의 길이를 따라 일정 폭을 가질 수 있다. 히터 조립체는 길이방향 축의 길이를 따라 가변 폭을 가질 수 있다. 이러한 경우에, 개방 면적을 산출하는 목적을 위해, 히터 조립체는 길이방향 축에 가장 떨어져 있는 필라멘트 배열의 지점을 통과하는 길이방향 축과 평행한 2개의 라인 사이의 직사각형 영역인 것으로 간주된다. 이것에 의해, 히터 조립체의 더 좁은 부분 내의 필라멘트 배열의 부재는 개방 면적으로 간주된다.

대체로 "약"이라는 용어가 본원 전체에 걸쳐 특정한 값에 관하여 사용될 때마다, "약"이라는 용어 다음에 오는 값이 기술적 고려 사항들 때문에 정확하게 그 특정한 값일 필요는 없다는 의미로 이해해야 한다. 그러나, 특정한 값과 관련하여 사용되는 "약"이라는 용어는, "약"이라는 용어 다음에 오는 특정한 값을 항상 포함하는 것이며 또한 명시적으로 개시하는 것으로 이해해야 한다.

2개의 측면 표면 각각에서의 개방 면적(S1OA, S2OA)은 제로보다 더 크고 2개의 측면 표면의 전체 면적 각각의 약 3 퍼센트보다 더 크고 약 40　퍼센트보다 더 작을 수 있다. 바람직하게는, 측면 표면 각각 내의 개방 면적은 약 5　퍼센트보다 더 크고 약 35　퍼센트보다 더 작으며, 보다 바람직하게는 약 20　퍼센트보다 더 작고, 예를 들어 2개의 측면 표면 각각 내의 개방 면적은 약 5　퍼센트와 약 15　퍼센트 사이이다.

가열의 대부분은 2개의 접촉 지점 사이의 히터 조립체의 중심 표면에서 발생할 수 있다. 가열은 측면 표면에서 거의 발생하지 않을 수 있다.

그러나, 가열 영역 및 측면 또는 접촉 영역의 이러한 가변성의 크기는 너무 많이 변화시키는 것 없이, 특히 가열 영역을 확대하는 것 없이, 히터 조립체의 크기, 특히 히터 조립체의 필라멘트 배열을 변화시키는 것, 특히 이를 확대할 수 있다. 이것은 과도한 요구를 에어로졸 발생 장치의 전력 시스템에 부과하지 않기 위해 요구되거나 소망될 수 있다.

중심 표면의 개방 면적은 제공되고 액체가 히터 조립체의 중심 표면 내에 통과하도록 요구되고, 가열되고 가열된 필라멘트 배열에 의해 증발될 수 있다.

중심 표면의 개방 면적은 복수의 개구부에 의해 형성된다. 복수의 개구부는 바람직하게는 개구부에 침투하고 유체의 직접적이고 효율적인 가열을 허용하기 위해 유체에 최적화되는 크기 및 분포를 갖는다.

측면 표면 내의 복수의 개구부의 형태인 개방 면적은 히터 조립체의 성능에 유익할 수 있음이 발견되었다. 각각의 측면 표면의 개방 면적은 중심 표면의 개방 면적보다 더 작다. 그러나, 측면 표면의 개방 면적은 또한 예를 들어, 약 3　퍼센트의 최소 값, 및 측면 표면의 전체 면적의 약 40 퍼센트보다 더 작은 값을 가질 수 있다.

상기 정의된 범위에서 중심 표면의 개방 면적과 측면 표면의 개방 면적 사이의 개방 면적 비율을 제공하는 것은 히터 조립체에서 필라멘트 배열을 저항 가열하고 접촉하는 것을 고려하여 히터 조립체의 성능을 최적화하는 것으로 발견되었다.

측면 표면이 히터 내의 필라멘트 배열의 접촉 부분으로 사용되는, 측면 표면 내의 작거나 적은 개방 면적은 예를 들어, 낮은 밀도를 갖는 메쉬, 예를 들어, 필라멘트 배열의 중심 부분에 바람직한 유사한 메쉬와 비교하여, 이러한 측면 표면의 전기 접촉에 긍적으로 영향을 미칠 수 있다.

게다가, 측면 표면 내의 복수의 개구부는 히터 조립체로부터 액체의 누출을 제한할 수 있다. 통상적으로, 액체는 액체 저장 저수조, 예를 들어 탱크 시스템 또는 카트리지로부터 히터 조립체로 공급된다. 액체는 액체가 가열되고 증발될 수 있는 중심 표면 내의 복수의 개구부에 침투한다.

액체는 예를 들어 모세관력을 통해, 히터의 방사상 외부로 필라멘트 배열의 히터 기재와 측면 부분 사이를 통과하는 경향이 있다. 이러한 효과는 선행 기술 필라멘트 배열에서와 같이 접촉부로서 포일을 사용할 때 실질적일 수 있다.

측면 표면에 복수의 개구부를 제공함으로써, 액체는 개구부로 진입하고 따라 측면 표면에서 유지될 것이다.

본 발명에 따른 히터 조립체에서, 누출이 방지되거나 감소될 수 있다.

중심 표면 대 측면 표면에서 개방 면적의 특정 비율을 갖는 것 및 특히 2개의 측면 표면에서 제한된 개방 면적을 갖는 것은 중심 표면으로부터 측면 표면으로의 열의 소산을 제한하는 추가 이득을 갖는다. 이것에 의해, 열은 증발이 발생하는 히터 조립체의 중심에서 유지될 수 있다. 히터 또는 각각의 에어로졸 발생 장치의 전체 전력 소비가 제한될 수 있다. 게다가, 히터 조립체의 측면 표면 내의 임의의 가능하게 존재하는 오버몰딩 재료는 열에 영향을 덜 받는다.

히터 조립체는 길이방향 축에 수직으로 놓이는 2개의 라인 사이에 연장되고 길이방향 축 상에 배열되는 2개의 지점에서 길이방향 축을 교차하는 히터 조립체의 면적인 제1 천이 표면을 더 포함할 수 있으며, 2개의 지점 중 하나는 약 20　퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치되고 2개의 지점 중 다른 하나는 제1 및 제2 접촉 지점 사이의 거리의 약 40　퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치된다. 히터는 길이방향 축에 수직으로 놓이는 2개의 라인 사이에 연장되고 길이방향 축 상에 배열되는 2개의 지점에서 길이방향 축을 교차하는 히터 조립체의 면적인 제2 천이 표면을 더 포함할 수 있으며, 2개의 지점 중 하나는 약 60　퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치되고 2개의 지점 중 다른 하나는 제1 및 제2 접촉 지점 사이의 거리의 약 80　퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치된다. 제1 천이 표면은 개방 면적(T1OA)을 정의하는 복수의 개구부를 포함하고, 제2 천이 표면은 개방 면적(T2OA)을 정의하는 복수의 개구부를 포함한다.

제1 천이 표면의 개방 면적을 포함하는 제1 천이 표면의 전체 면적의 백분율 대 제1 측면 표면의 개방 면적을 포함하는 제1 측면 표면의 전체 면적의 백분율의 비율(T1OA/S1OA)은 1과 30 사이일 수 있고, 제2 천이 표면의 개방 면적을 포함하는 제2 천이 표면의 전체 면적의 백분율 대 제2 측면 표면의 개방 면적을 포함하는 제2 측면 표면의 전체 면적의 백분율의 비율(T2OA/S2OA)은 1과 30 사이일 수 있다.

제1 천이 표면의 개방 면적 대 제1 측면 표면의 개방 면적의 비율(T1OA/S1OA)은 1과 30 사이일 수 있고, 제2 천이 표면의 개방 면적 대 제2 측면 표면의 개방 면적의 비율(T2OA/S2OA)은 1과 30 사이일 수 있다. 바람직하게는, 제1 천이 표면 대 제1 표면 또는 제2 천이 표면 대 제2 표면의 개방 면적의 비율(T1OA/S1OA 또는 T2OA/S2OA)은 2와 28 사이, 예를 들어 2와 15 사이 또는 15와 28 사이이다.

천이 표면은 2개의 측면 표면 각각과 중심 표면 사이에 배열될 수 있다. 각각의 천이 표면은 개방 면적, 예를 들어 경사도를 포함할 수 있으며, 범위가 측면 표면의 개방 면적에서 중심 표면의 개방 면적까지 이를 수 있다. 천이 표면의 제공에 의해, 예를 들어 메쉬 필라멘트의 메쉬 밀도에서의 경사도에 의해 실현되는, 예를 들어 개방 면적에서의 경사도의 제공에 의해, 메쉬를 통한 전력 분포 또는 전기 저항의 부드러운 천이 및 히터 조립체에서의 각각의 저항 가열이 달성될 수 있다.

천이 표면은 작은 개방 면적을 포함할 수 있으며, 천이 표면의 개방 면적의 양은 중심 표면의 것보다 측면 표면의 개방 면적에 더 가깝다. 따라서, 메쉬 배열에서, 천이 표면은 측면 표면의 메쉬 밀도에 가까운 높은 메쉬 밀도를 포함할 수 있다. 그러한 천이 표면에서, 가열이 거의 발생하지 않고 가열이 중심 표면에 집중된다.

가열 영역을 확대하기 위해, 천이 표면은 중심 표면의 개발 면적과 유사하거나 동일한 큰 개방 면적을 포함할 수 있다.

제1 및 제2 천이 표면은 히터 조립체의 2개의 접촉 지점 사이의 필라멘트 배열의 크기 약 20 퍼센트를 통해 각각 연장될 수 있다.

본 발명에 따른 히터 조립체에서, 중심 저항(Rc)은 길이방향 축을 따르는 중심 표면의 전기 저항이고, 제1 저항(R1)은 길이방향 축을 따르는 제1 측면 표면의 전기 저항이고, 제2 저항(R2)은 길이방향 축을 따르는 제2 측면 표면의 전기 저항이다. 중심 저항 대 제1 저항의 비율(Rc/R1)은 2와 400 사이일 수 있고, 중심 저항 대 제2 저항의 비율(Rc/R2)은 2와 400 사이일 수 있다.

바람직하게는, 중심 저항 대 제1 저항의 비율(Rc/R1)은 2와 300, 보다 바람직하게는 40과 200 사이이다.

바람직하게는, 중심 저항 대 제2 저항의 비율(Rc/R2)은 2와 300 사이, 보다 바람직하게는 40과 200 사이이다. 히터 조립체는 제1 접촉 지점과 제2 접촉 지점 사이의 전기 저항에 대응하는 전체 저항(Rt)을 포함한다.

바람직하게는, 중심 저항 대 전체 저항의 비율(Rc/Rt)은 적어도 0.3 또는 0.4 바람직하게는 0.5 또는 0.6 또는 0.7에 대응한다.

바람직하게는, 제1 저항 대 전체 저항의 비율(R1/Rt)은 0.005와 0.125 사이, 바람직하게는 0.01보다 위, 보다 바람직하게는 0.01과 0.1 사이, 훨씬 더 바람직하게는 0.05와 0.1 사이이다.

바람직하게는, 제2 저항 대 전체 저항의 비율(R2/Rt)은 0.005와 0.125 사이, 바람직하게는 0.01보다 위, 보다 바람직하게는 0.01과 0.1 사이, 훨씬 더 바람직하게는 0.05와 0.1 사이이다.

바람직하게는, 중심 저항(Rc)은 제1 및 제2 접촉 지점 사이의 히터 조립체의 전체 전기 저항의 적어도 50　퍼센트에 대응한다. 바람직하게는, 제1 및 제2 저항 각각은 전체 전기 저항의 약 13　퍼센트의 최대치에 대응하고 전체 전기 저항(Rt)의 약 0.5　퍼센트의 최소치에 대응한다.

중심 저항은 전체 저항(Rt)의 약 99　퍼센트까지에 대응할 수 있다. 바람직하게는, 중심 저항은 전체 저항(Rt)의 약 80　퍼센트 내지 약 98　퍼센트, 보다 바람직하게는 약 90 퍼센트 내지 약 95　퍼센트에 대응한다. 필라멘트 배열의 하나의 선택된 부분 내의 그러한 높은 전기 저항은 이러한 가열 영역에서의 필라멘트의 목표된 가열 및 증발되는 에어로졸 형성 유체의 효율적인 증발을 허용한다.

상대적으로 낮은 제1 및 제2 저항(R1, R2)을 포함하는 제1 및 제2 접촉 지점 사이의 영역은 히터 조립체의 전기 접촉 영역을 정의한다. 접촉 영역은 필라멘트 배열의 접촉 영역을 통해 흐르는 전류를 열로 변환하지 않거나, 실질적으로 변환하지 않도록 디자인된다. 상대적으로 높은 중심 저항을 포함하는 제1 및 제2 접촉 지점 사이의 중심 영역은 히터 조립체의 가열 영역을 정의한다.

상기 정의된 범위에서의 중심 저항과 제1 및 제2 저항 사이의 전기 저항, 특히, 전체 전기 저항 각각의 약 13 퍼센트의 최대치에 대응하고 동시에 전체 전기 저항의 약 0.5　퍼센트의 최소치에 대응하는 제1 및 제2 접촉 지점에 가까운 낮은 전기 저항의 비율은 히터 조립체의 성능에 유익한 것으로 발견되었다.

접촉 지점에 가까운 낮은 전기 저항은 바람직하게는 가열 영역의 전기 저항보다 훨씬 더 작다. 접촉 지점에 가까운 전기 저항은 또한 정의된 최소치를 가질 수 있다.

접촉 지점에 가까운 낮은 전기 저항은 예를 들어, 낮은 메쉬 밀도를 갖는 메쉬, 예를 들어 필라멘트 배열의 가열 영역에 바람직한 유사한 메쉬를 포함하는 필라멘트 배열을 포함하는 히터 조립체와 비교하여 히터 조립체의 전기 접촉부에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다. 게다가, 낮은 전기 저항은 가열이 소망되는 보다 중심 가열 영역에 가열 전류의 양호한 운송을 제공한다. 다른 한편, 중심 저항 대 제1 및 제2 저항의 특정 비율, 특히 최소 전기 저항을 접촉 영역에서 갖는 것은 가열 영역으로부터 접촉 영역으로의 열의 소산을 제한하는 이득을 갖는다. 이것에 의해, 열은 증발이 발생하는 히터 조립체의 중심 부분 또는 중심 표면에서 유지될 수 있다. 히터 또는 각각의 에어로졸 발생 장치의 전체 전력 소비가 제한될 수 있다. 게다가, 접촉 영역 내의 임의의 가능한 현재 오버몰딩 재료, 통상적으로 폴리머 재료는 열에 영향을 덜 받는다.

본 발명에 따른 히터 조립체는 약 0.5　Ohm와 약 4　Ohm 사이, 보다 바람직하게는 약 0.8　Ohm과 약 3　Ohm 사이, 훨씬 더 바람직하게는 약 약 2.5　Ohm의 전체 저항(Rt)을 가질 수 있다.

바람직하게는, 중심 표면의 중심 저항(Rc)은 약 0.5 Ohm보다 더 높으며, 보다 바람직하게는 약 1　Ohm보다 더 높으며, 훨씬 더 바람직하게는 약 2 Ohm이다.

바람직하게는, 제1 측면 표면의 제1 저항(R1)은 약 100　mOhm보다 더 낮으며, 보다 바람직하게는 약 50　mOhm보다 더 낮고, 예를 들어 제1 저항은 약 5 mOhm과 약 25　mOhm 사이이다. 바람직하게는, 제1 저항은 약 3　mOhm보다 더 높으며, 보다 바람직하게는 약 5　mOhm보다 더 높다.

바람직하게는, 제2 측면 표면의 제2 저항(R2)은 약 100　mOhm보다 더 낮으며, 보다 바람직하게는 약 50　mOhm보다 더 낮고, 예를 들어 저항은 약 5 mOhm과 약 25　mOhm 사이이다. 바람직하게는, 제2 저항은 약 3　mOhm보다 더 높으며, 보다 바람직하게는 약 5　mOhm보다 더 높다.

전기 전도성 평평한 필라멘트 배열의 일부 구현예에서, 필라멘트 배열의 중심 부분은 히터 조립체의 중심 표면과 동일할 수 있다. 필라멘트 배열의 측면 부분은 히터 조립체의 측면 표면과 동일할 수 있다. 그러나, 필라멘트 배열 상의 접촉 지점의 위치에 따라, 접촉 지점 사이의 거리는 필라멘트 배열의 전체 길이방향 연장부 또는 길이보다 더 작다.

접촉 지점 사이의 거리는 필라멘트 배열의 전체 길이와 동등할 수 있다. 통상적으로, 2개의 접촉 지점 사이의 거리는 필라멘트 배열의 전체 길이보다 더 짧다. 바람직하게는, 접촉 지점을 넘어 길이방향으로 연장되는 필라멘트 배열의 나머지 부분의 사양은 측면 표면의 사양과 동등하거나 유사하고 본원에 설명된 바와 같이, 특히 저항 및 개방 면적에 관한 것이다.

필라멘트 배열의 측면 부분의 개방 면적은 중심 부분의 개방 면적보다 각각 더 작다. 그러나, 측면 부분의 개방 면적은 또한 약 3　퍼센트의 최소 값 및 측면 부분의 전체 면적의 약 40　퍼센트보다 더 작은 값을 갖는다.

복수의 개구부의 형태인 개방 면적, 가열 영역 내의 개방 면적 대 접촉 영역 내의 개방 면적의 비율에 관한 필라멘트 배열의 장점은 본 발명에 따른 히터 조립체에 관해 이미 설명되었다.

측면 부분에 복수의 개구부를 제공함으로써, 또한 접촉 부분의 오버몰딩이 용이하게 된다. 오버몰딩은 통상적으로, 예를 들어 얇은 접촉 포일 또는 느슨한 메쉬를 사용할 때, 접촉 부분의 안정 목적을 위해 사용된다. 측면 부분 또는 측면 부분의 적어도 일부는 예를 들어 내열성 폴리머로 오버몰딩될 수 있다. 오버몰딩은 개별 필라멘트의 변위, 또는 필라멘트 에지의 올풀림을 방지할 수 있다. 측면 부분의 오버몰딩에 의해 측면 부분의 안정성이 향상될 수 있다. 이것은 히터 조립체를 조립할 때 필라멘트 배열의 장착을 용이하게 할 수 있다. 그것은 또한 필라멘트 배열의 형태 및 형상을 유지하는 것을 용이하게 할 수 있다. 따라서, 필라멘트 배열을 사용하는 히터의 재현성 및 신뢰성이 개선될 수 있다.

오버몰딩 재료는 본 발명에 따른 유체 투과성 히터에서의 사용에 적합한 임의의 재료일 수 있다. 오버몰딩 재료는 예를 들어 고온(약 섭씨 300도의 초과)에 견딜 수 있는 재료, 예를 들어 폴리이미드 또는 열가소성수지 예컨대 폴리에텔에텔케톤(PEEK)일 수 있다.

본 발명의 필라멘트 배열에서, 오버몰딩 재료는 측면 부분 내의 개구부에 침투할 수 있다. 개구부는 예를 들어, 필라멘트 배열에 마이크로채널을 형성할 수 있다. 따라서, 필라멘트 배열의 재료와 오버몰딩 재료 사이의 연결이 향상될 수 있다. 낮은 값의 개방 면적, 특히 작은 크기의 개구부는 오버몰딩 재료가 측면 부분에서 유지되고 흐르지 않는 것을 부가적으로 지원할 수 있다.

본 발명에 따른 필라멘트 배열에서, 누출은 또한 오버몰딩된 측면 부분에 의해 방지되거나 감소될 수 있다. 오버몰딩된 측면 부분의 표면이 평평하지 않은 것으로 인해, 표면 불규칙성은 액체 유지의 역할을 할 수 있다.

'평평한' 필라멘트 배열 또는 히터 조립체라는 용어는 실질적으로 2차원 위상 매니폴드의 형태로 된 필라멘트 배열 또는 평평한 히터 조립체를 가리키도록 명세서 전체에 걸쳐 사용되고 있다. 따라서, 평평한 필라멘트 배열 및 평평한 히터 조립체는 제3 차원보다는 표면을 따라 실질적으로 더 많이 2차원으로 연장되어 있다. 특히, 평평한 필라멘트 배열의 표면 내에서 2차원 방향으로의 치수는 그 표면에 법선 방향인 3차원 방향으로의 치수보다 적어도 5 배 더 크다. 평평한 필라멘트 배열 및 평평한 히터 조립체의 일 예는 2개의 실질적으로 평행한 가상 표면 사이의 구조이고, 이러한 2개의 가상 표면 간의 거리는 표면 내의 연장부보다 실질적으로 더 작다. 일부 바람직한 구현예에서, 평평한 필라멘트 배열 및 평평한 히터 조립체는 평면이다. 다른 구현예에서, 평평한 필라멘트 배열 및 평평한 히터 조립체는 하나 이상의 치수를 따라 휘어져, 예를 들어, 돔 형상 또는 브리지 형상을 형성하고 있다.

평평한 필라멘트 배열은 바람직하게는 평평한 가열 요소에 사용되며, 평평한 가열 요소는 제조 동안 쉽게 취급될 수 있고 견고한 구조를 제공한다.

'필라멘트'라는 용어는, 두 개의 전기 접촉부 사이에 배열된 전기적 경로를 가리키도록 명세서 전체에 걸쳐 사용되고 있다. 필라멘트는, 임의로 분기되어 여러 개의 경로 또는 필라멘트로 각각 분기되거나, 여러 전기적 경로로부터 하나의 경로로 수렴될 수 있다. 필라멘트는 원형, 정사각형, 납작한 형상, 또는 임의의 다른 형태의 단면을 가질 수 있다. 필라멘트는 직선형 또는 곡선형으로 배열될 수 있다.

'필라멘트 배열'이라는 용어는, 하나의 필라멘트 또는 바람직하게는는 복수의 필라멘트의 배열을 가리키도록 명세서 전체에 걸쳐 사용되고 있다. 필라멘트 배열은, 예를 들어, 서로 평행하게 배열된 필라멘트들의 어레이일 수 있다. 바람직하게는, 필라멘트들은 메쉬를 형성할 수 있다. 메쉬는 직물 또는 부직포일 수 있다. 바람직하게는, 필라멘트 배열은 약 0.5 마이크로미터와 약 500 마이크로미터 사이의 두께를 갖는다. 필라멘트 배열은 예를 들어, 평행형 또는 십자형 전기 전도성 필라멘트의 배열 형태일 수 있다. 필라멘트는 예를 들어 측면 부분에서 또는 중심 표면 및 측면 표면 각각에서 뿐만 아니라 중심 부분에서 필라멘트 또는 개구부를 정의하게 에칭되는, 전기 전도성 포일, 예를 들어, 스테인리스 스틸 포일로 형성되는, 전기 접촉부와 일체로 형성될 수 있다.

필라멘트 배열의 중심 부분은 필라멘트 배열의 2개의 측면 부분 사이에 항상 배열된다. 바람직하게는, 중심 부분은 2개의 측면 부분 사이의 중간에 배열된다. 예를 들어 직사각형 형상 필라멘트 배열과 같은 가로 연장부보다 더 큰 길이방향 연장부를 갖는 필라멘트 배열에서, 중심 부분은 또한 길이방향 또는 직사각형 형상을 갖는다. 그 다음, 2개의 측면 부분은 중심 부분의 2개의 대향 측면에 인접하여 배열되고 중심 부분에 의해 서로 분리될 수 있다. 예를 들어, 더 원형 형상 필라멘트 배열에서, 2개의 측면 부분은 중심으로 배열된 중심 부분 및 중심으로 배열된 중심 부분으로부터 원형 형상 필라멘트 배열의 주위로 연장되는 갭에 의해 서로 분리될 수 있다.

필라멘트 배열의 중심 부분 내의 개방 면적의 비율 또는 개방 면적의 값은 원하는 증발 결과에 따라, 또는 예를 들어, 히터 조립체 또는 히터 조립체가 사용되는 에어로졸 발생 장치의 파라미터에 따라 정의되고 선택될 수 있다. 예를 들어, 중심 부분 내의 개방 면적의 값, 또는 중심 부분 내의 복수의 개구부 중 개구부의 수, 크기 및 배열은 증발되는 액체(점도, 증발 온도, 증발된 물질의 양 등)에 따라 선택될 수 있다.

필라멘트 배열의 2개의 측면 부분 내의 개방 면적의 비율 또는 개방 면적의 값은 필라멘트 배열을 통한 가열 체제에 따라 또는 필라멘트 배열을 히터 기재에 접촉시키거나 히터 조립체를 접촉시키는 방식에 따라 선택될 수 있다. 2개의 측면 부분 내의 개방 면적의 값은 또한 예를 들어, 사용된 오버몰딩 재료(흐름 속도, 오버몰딩 동안의 온도 등)에 따라 선택될 수 있다.

측면 부분 내의 복수의 개구부는 2개의 측면 부분 각각을 통해 균일하게 그리고 규칙적으로 배열될 수 있다.

측면 부분 내의 복수의 개구부는 측면 부분 각각을 통해 불규칙적으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 더 많거나 또는 더 큰 개구부는 에지 영역에 제공될 수 있고 더 작거나 또는 더 적은 개구부는 측면 부분의 중심 영역에 제공될 수 있다.

2개의 측면 부분 내의 개구부의 양 및 분포는 중심 부분에 대해 동일하거나 대칭일 수 있다. 그러나, 2개의 측면 부분 내의 개구부의 양 및 분포는 2개의 측면 부분에서 상이할 수 있다. 인가된 전압을 고려하는 필라멘트 배열의 배열로 인해(측면 부분은 접지 또는 전압에 연결됨), 약간 상이한 국부 가열이 있을 수 있다. 측면 부분 내의 개구부의 상이한 양, 예를 들어, 상이한 와이어 밀도는 가열의 차이 및 따라서 필라멘트 배열을 통한 평형 온도 변화를 균등하게 나누기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 필라멘트 배열의 전체 가열 영역을 통한 일관된 가열이 지지될 수 있다.

히터 조립체의 중심 표면 내의 개방 면적의 비율 또는 개방 면적의 값은 원하는 증발 결과에 따라, 또는, 예를 들어, 히터 조립체 또는 히터 조립체가 사용되는 에어로졸 발생 장치의 파라미터에 따라 정의되고 선택될 수 있다. 예를 들어, 중심 표면 내의 개방 면적의 값, 또는 중심 표면 내의 복수의 개구부 중 개구부의 수, 크기 및 배열은 증발되는 액체(점도, 증발 온도, 증발된 물질의 양 등)에 따라 선택될 수 있다.

히터 조립체의 2개의 측면 표면 내의 개방 면적의 비율 또는 개방 면적의 값은 필라멘트 배열을 통한 가열 체제에 따라 또는 필라멘트 배열을 히터 기재에 접촉시키거나 히터 조립체에 접촉하는 방식에 따라 선택될 수 있다. 2개의 측면 표면 내의 개방 면적의 값은 또한 예를 들어, 사용된 오버몰딩 재료(흐름 속도, 오버몰딩 동안의 온도 등)에 따라 선택될 수 있다.

측면 표면 내의 복수의 개구부는 2개의 측면 표면 각각을 통해 균일하게 그리고 규칙적으로 배열될 수 있다.

측면 표면 내의 복수의 개구부는 측면 표면 각각을 통해 불규칙적으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 더 많거나 또는 더 큰 개구부는 에지 영역에 제공될 수 있고 더 작거나 또는 더 적은 개구부는 측면 표면의 중심 영역에 제공될 수 있다.

2개의 측면 표면 내의 개구부의 양 및 분포는 중심 표면에 대해 동일하거나 대칭일 수 있다. 그러나, 2개의 측면 표면 내의 개구부의 양 및 분포는 2개의 측면 표면에서 상이할 수 있다. 개구부의 상이한 양 또는, 예를 들어 측면 표면 내의 상이한 와이어 밀도는 중심 표면에서의 가열의 차이 및 따라서 전체 히터 표면을 통한 평형 온도 변화를 균등하게 나누기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 적어도 필라멘트 배열의 중심 표면을 통한 일관된 가열이 지지될 수 있다.

평평한 필라멘트 배열에서, 천이 부분은 2개의 측면 부분 각각과 중심 부분 사이에 배열될 수 있다. 각각의 천이 부분은 개방 면적, 예를 들어 경사도를 정의하는 복수의 개구부를 포함하며, 범위가 측면 부분의 개방 면적에서 중심 부분의 개방 면적까지 이른다. 천이 부분에 걸친 개방 면적의 분포는 측면 부분과 중심 부분 사이에 차이가 있을 수 있다. 천이 부분의 제공에 의해, 예를 들어 예를 들어 메쉬 필라멘트의 메쉬 밀도에서의 경사도에 의해 실현되는 예를 들어 개방 면적에서의 경사도의 제공에 의해, 메쉬를 통한 전력 분포 또는 전기 저항의 부드러운 천이 및 각각의 가열이 달성될 수 있다.

천이 부분은 크기, 개방 면적 및 물리 특성에서 히터 조립체의 천이 표면에 대응할 수 있다.

필라멘트 배열의 측면 부분으로부터 측면 부분으로 연장되는 방향이 필라멘트 배열의 길이방향으로 정의되고, 천이 부분이 2개의 측면 부분과 중심 부분 사이에 각각 배열되면, 천이 부분의 연장부는 길이방향을 따라 필라멘트 배열의 전체 길이방향 연장부의 약 20 퍼센트이다.

평평한 필라멘트 배열 및 히터 조립체는 또한 히터 조립체 또는 필라멘트 배열의 길이방향 축 또는 길이방향 각각에 대한 중심 부분 또는 중심 표면, 측면 부분 또는 측면 표면, 및 천이 부분 또는 천이 표면 중 하나 또는 모두에서, 예를 들어 개구부의 수 또는 크기와 같은 개방 면적의 변화를 포함할 수 있다.

필라멘트 배열은 예를 들어, 2개의 측면 부분 중 하나로부터 중심 부분을 통해 2개의 측면 부분 중 다른 하나로 연장되는 중심 길이방향 영역을 포함할 수 있다. 히터 조립체는 예를 들어, 2개의 측면 표면 중 하나로부터 천이 표면, 중심 표면, 제2 천이 표면을 통해 2개의 측면 부분 중 다른 하나로 연장되는 중심 길이방향 영역을 포함할 수 있다. 그 점에서, 개방 면적을 포함하는 중심 길이방향 영역 내측의 중심 부분의 전체 면적의 백분율은 개방 면적을 포함하는 중심 길이방향 영역 외측의 중심 부분의 전체 면적의 백분율 미만일 수 있다. 그 점에서, 중심 길이방향 영역 내의 개방 면적은 중심 길이방향 영역 외측의 개방 면적보다 더 작을 수 있다. 예를 들어, 더 많거나 또는 더 큰 개구부는 중심 길이방향 영역에서보다 필라멘트 배열을 따라 에지 영역에 배열될 수 있다. 예를 들어, 메쉬 밀도는 필라멘트 배열을 따라 측방 길이방향 영역에서보다 중심 길이방향 영역에서 더 높을 수 있다. 이것에 의해, 전력 분포는 중심 부분 또는 중심 표면의 중심 영역 상으로 집중될 수 있다. 그러한 특정 전력 분포는 예를 들어, 평평한 필라멘트 배열에 의해 실현될 수 있으며, 필라멘트 배열의 길이방향에서 더 많은 필라멘트는 중심 길이방향 영역 외측보다 중심 길이방향 영역에 배열된다.

평평한 필라멘트 배열은 예를 들어, 천공 시트일 수 있다. 천공 시트의 중심 부분은 복수의 개구부에 의해 서로 분리되고 이격되는 복수의 히터 필라멘트를 포함할 수 있다. 천공 시트의 측면 부분은 복수의 개구부를 각각 포함한다.

개구부는 예를 들어, 화학 에칭 또는 레이저 처리에 의해 제조될 수 있다.

평평한 필라멘트 배열은 예를 들어, 메쉬 배열일 수 있으며, 중심 부분의 메쉬 및 제1 및 제2 측면 부분의 메쉬는 메쉬 밀도를 각각 포함한다. 중심 부분 내의 메쉬 밀도는 제1 및 제2 측면 부분 각각 내의 메쉬 밀도보다 더 낮다. 메쉬의 필라멘트 사이의 간극은 중심 부분의 개방 면적 및 2개의 측면 부분 각각의 개방 면적을 정의한다.

메쉬 배열은 메쉬의 상이한 부분을 제조하기 위해 상이한 위빙 모드를 위빙 적용함으로써 제조될 수 있다. 이것에 의해, 메쉬의 단일 스트립 또는 연속 밴드는 측면 부분 및 중심 부분에서 또는 중심 표면 및 2개의 측면 표면에서 상이한 밀도 메쉬를 갖는 것으로 제조될 수 있다. 메쉬의 연속적으로 제조된 밴드는 메쉬의 적절한 크기 스트립의 절단될 수 있다.

필라멘트 배열은 신뢰성 있고 반복가능한 방식으로, 낮은 비용으로 제조될 수 있다. 필라멘트 배열은 개별 필라멘트 배열 부분의 조립체를 필요로 하지 않는 하나의 제조 단계에서 제조될 수 있다.

메쉬 배열에서, 메쉬 밀도 구배는 제1 부분과 중심 부분 사이 그리고 중심 부분과 제2 측면 부분 사이에 위치될 수 있다. 이러한 메쉬 경사도는 중심 부분과 측면 부분 사이의 천이 부분을 표현한다.

메쉬는 직물 메쉬일 수 있다. 중심 부분 및 중심 표면의 메쉬는 중심 부분 또는 중심 표면의 메쉬의 날실 애퍼처와 동일한 크기를 갖는 씨실 애퍼처를 포함할 수 있다. 이것에 의해, 중심 부분 및 중심 표면에서 규칙적인 정사각형 형상 개구부를 갖는 메쉬가 제조될 수 있다.

2개의 측면 부분 및 측면 표면의 메쉬는 제로보다 더 큰 씨실 애퍼처를 포함하고 날실 애퍼처를 포함하지 않을 수 있다. 이것에 의해, 측면 부분 및 측면 표면의 메쉬 내의 매우 작고, 규칙적으로 배열된 개구부가 제조될 수 있다.

바람직하게는, 필라멘트 배열의 위빙 방향에서, 동일한 수의 (날실) 필라멘트는 필라멘트 배열의 전체 길이를 따라 나란히 배열된다. 이러한 구현예에서, 연속 날실 필라멘트는 바람직하게는 적어도 제1 측면 표면으로부터 제2 측면 표면으로, 그리고 보다 바람직하게는 전체 배열을 따라 하나의 측면 부분으로부터 중심 부분을 통해 제2 측면 부분으로 연장된다. 이러한 방법에 의해, 메쉬 배열이 제조될 수 있으며, 2개의 측면 부분 내의 날실 애퍼처는 중심 부분의 날실 애퍼처와 동등하거나 2개의 측면 표면 내의 날실 애퍼처는 중심 표면의 날실 애퍼처와 동등하다.

바람직하게는, 필라멘트 배열은 메쉬 배열이다.

필라멘트 배열의 필라멘트에 대해, 필라멘트 배열를 제조하고 가열하는데 적합한 임의의 전기 전도성 재료가 사용될 수 있다.

필라멘트 배열에 대한 바람직한 재료는 금속 합금를 포함하는 금속, 및 탄소 섬유이다. 탄소 섬유는 필라멘트의 저항을 변화시키기 위해 금속 또는 다른 캐리어 재료에 추가될 수 있다.

필라멘트 직경은 약 8　마이크로미터와 약 50　마이크로미터 사이, 바람직하게는 약 10　마이크로미터와 약 30　마이크로미터 사이, 보다 바람직하게는 약 12　마이크로미터와 약 20　마이크로미터 사이, 예를 들어 약 16　마이크로미터의 범위에 있을 수 있다.

메쉬로 제조되는 측면 부분은 압축될 수 있다. 이것에 의해, 메쉬의 개별 필라멘트 및 따라서 필라멘트 배열의 측면 부분의 개별 필라멘트 사이의 전기 접촉이 개선될 수 있다.

중심 부분 또는 중심 표면 내의 개구부의 크기는 예를 들어, 약 25 마이크로미터와 약 75 마이크로미터 사이의 길이 및 폭 또는 직경, 예를 들어 약 60과 약 80 마이크로미터 사이의 길이 및 폭 또는 직경을 가질 수 있다.

측면 부분 또는 측면 표면 내의 개구부의 크기는 예를 들어, 약 0.5 마이크로미터와 약 75 마이크로미터 사이의 길이 및 폭을 가질 수 있다. 바람직하게는, 측면 부분 및 측면 표면 내의 개구부의 크기는 예를 들어, 길이가 약 0.5 마이크로미터에 비해 감소할 때 약 75 마이크로미터까지의 폭을 갖는다. 바람직하게는, 측면 부분 및 측면 표면 내의 개구부의 크기는 약 5 마이크로미터와 약 50 마이크로미터 사이의 직경 또는 대응하는 개구부 면적을 갖는다.

평평한 필라멘트 배열의 중심 부분은 예를 들어, 약 5　mm² 와 약 35　mm² 사이의 범위, 예를 들어 약 10　mm² 와 약 30　mm² 사이의 범위, 예를 들어 약 25　mm²의 크기를 가질 수 있다. 바람직하게는, 중심 부분은 정사각형, 바람직하게는 실질적으로 정사각형 형태, 예를 들어 약 5x5　mm²를 갖는다. 열 소산은 약 동일한 길이 및 폭을 갖는 부분에서 낮게 유지될 수 있다.

히터 조립체의 중심 표면은 예를 들어, 약 5　mm² 와 약 35　mm² 사이의 범위, 예를 들어 약 10　mm² 와 약 30　mm² 사이의 범위, 예를 들어 약 25　mm²의 크기를 가질 수 있다. 바람직하게는, 중심 표면은 직사각형, 바람직하게는 실질적으로 정사각형 형태, 예를 들어 약 5x5　mm²를 갖는다. 열 소산은 약 동일한 길이 및 폭을 갖는 표면에서 낮게 유지될 수 있다.

본 출원 전반에 걸쳐, 값이 언급될 때마다, 값이 명시적으로 개시되는 것으로 이해되어야 할 것이다. 그러나, 기술적 고려로 인해 값이 정확하게 특정 값일 필요가 없는 것으로도 이해되어야 할 것이다.

필라멘트 배열의 측면 부분은 예를 들어, 약 3　mm² 내지 약 15　mm² 사이의 범위, 예를 들어 약 5　mm² 내지 약 10　mm² 사이의 범위, 예를 들어 약 5　mm² 또는 약 10　mm²의 크기를 가질 수 있다.

히터 조립체의 측면 표면은 예를 들어, 약 3　mm² 내지 약 15　mm² 사이의 범위, 예를 들어 약 5　mm² 내지 약 10　mm² 사이의 범위, 예를 들어 약 5　mm² 또는 약 10　mm²의 크기를 가질 수 있다.

바람직하게는, 측면 부분 및 측면 표면은 스트립, 예를 들어 약 5x(1-2)　mm²의 직사각형 스트립의 형태를 갖는다.

접촉 부분 또는 측면 부분 및 측면 표면의 크기 각각은 히터 조립체를 전력 공급부에 연결하기 위해 사용되는 커넥터와의 양호한 접촉, 예를 들어 포고 핀(pogo pin)과의 접촉을 제공하기 위해 적응될 수 있다.

중심 부분 내의 복수의 개구부 중 다수의 개구부는 예를 들어, mm² 당 약 5와 약 100 개구부 사이, 바람직하게는 mm² 당 약 15와 약 70 개구부 사이, 예를 들어 mm² 당 약 40 개구부의 범위에 있을 수 있다.

중심 표면 내의 복수의 개구부 중 다수의 개구부는 예를 들어, mm² 당 약 5와 약 100 개구부 사이, 바람직하게는 mm² 당 약 15와 약 70 개구부 사이, 예를 들어 mm² 당 약 40 개구부의 범위에 있을 수 있다.

측면 부분 내의 복수의 개구부 중 다수의 개구부는 예를 들어, mm² 당 약 20과 약 400 개구부 사이, 바람직하게는 mm² 당 약 50과 약 350 개구부 사이, 예를 들어 mm² 당 약 300 내지 약 350 개구부의 범위에 있을 수 있다.

측면 표면 내의 복수의 개구부 중 다수의 개구부는 예를 들어, mm² 당 약 20과 약 400 개구부 사이, 바람직하게는 mm² 당 약 50 및 약 350 개구부 사이, 예를 들어 mm² 약 300 내지 약 350 개구부의 범위에 있을 수 있다.

필라멘트 배열은 사전 처리될 수 있다. 사전 처리는 화학적 또는 물리적 사전 처리, 예를 들어, 필라멘트 표면의 표면 특성을 변경하는 것일 수 있다. 예를 들어, 필라멘트 표면은 바람직하게는 중심 부분 또는 중심 표면에서만 필라멘트의 습윤성을 향상시키기 위해 처리될 수 있다. 증가된 습윤성은 통상적으로 전자 증발 장치에 사용되는 액체, 소위 전자담배 액상(e-liquid)에 특히 유리한 것으로 발견되었다. 전자담배 액상은 통상적으로 글리세롤 또는 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함한다. 액체는 향미제 또는 니코틴을 부가적으로 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 가열된 필라멘트 배열에 의해 증발되는 에어로졸 형성 액체는 적어도 하나의 에어로졸 형성제 및 액체 첨가제를 포함한다.

에어로졸 형성 액체는 물을 포함할 수 있다.

액체 첨가제는 액체 향미료 또는 액체 자극 물질 중 임의의 하나 또는 그 조합일 수 있다. 액체 향미제는, 예를 들어 담배 향미료, 담배 추출물, 과일 향미료 또는 커피 향미료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 액체 첨가제는, 예를 들어 바닐라, 캐러멜 및 코코아와 같은 달콤한 액체, 약초 액체, 매운 액체, 또는 예를 들어 카페인, 타우린, 니코틴 또는 식품 업계에서 사용하기 위하여 알려진 다른 자극제를 함유하는 자극성 액체일 수 있다.

평평한 필라멘트 배열은 약 0.5　Ohm과 약 4　Ohm 사이, 보다 바람직하게는 약 0.8　Ohm과 약 3　Ohm 사이, 훨씬 더 바람직하게는 약 2.5　Ohm의 전체 전기 저항을 가질 수 있다.

바람직하게는, 중심 부분의 전기 저항은 약 0.5 Ohm보다 더 높으며, 보다 바람직하게는 1　Ohm보다 더 높으며, 훨씬 더 바람직하게는 약 2 Ohm이다.

바람직하게는, 제1 및 제2 측면 부분 각각의 전기 저항은 약 100　mOhm보다 더 낮으며, 보다 바람직하게는 약 50　mOhm보다 더 낮고, 예를 들어 저항은 약 5　mOhm과 약 25　mOhm 사이이다. 바람직하게는, 제1 및 제2 측면 부분 각각의 전기 저항은 약 3　mOhm보다 더 높으며, 보다 바람직하게는 약 5　mOhm보다 더 높다.

전체 필라멘트 배열을 통한 개방 구조로 인해, 필라멘트 배열의 저항은 예를 들어, 선행 기술 메쉬 필라멘트와 상이하며, 전체 필라멘트 배열를 통해 동일한 메쉬 밀도를 가진 균일한 메쉬는 히터 조립체에 장착되거나 필라멘트 배열은 접촉부로서 2개의 측면 금속 판을 가진 메쉬로 구성된다. 측면 부분 내의 정의된 개방 면적으로 인해, 필라멘트 배열을 통한 저항은 조립체 및 필라멘트 배열을 포함하는 히터 조립체의 사용을 고려할 뿐만 아니라 필라멘트 배열의 접촉 및 가열을 고려하여 최적화될 수 있다.

본 발명에 따른 필라멘트 배열은 저항을 특징으로 할 수 있다. 접촉 영역 내의 저항은 접촉부로서 금속 판을 사용할 때보다 더 높지만 예를 들어, 중심 가열 부분을 위해 사용된 메쉬 밀도에 따라, 가열 영역에서 동일하거나 더 높을 수 있다.

유리하게, 에어로졸 발생 시스템용 유체 투과성 히터 조립체는 기재를 통해 개구부를 포함하는 기재를 포함한다. 본 발명에 따르고 본원에 설명되는 바와 같은 전기 전도성 평평한 필라멘트 배열은 기재 내의 개구부를 통해 연장된다. 히터 조립체는 평평한 필라멘트 배열을 가재에 부착하는 화스너를 더 포함한다.

화스너는 자체로 전기 전도성일 수 있고, 필라멘트 배열을 통해 가열 전류를 제공하기 위한 전기 접촉부로 역할을 한다.

화스너는 화학 또는 기계 화스너일 수 있다. 필라멘트 배열은 예를 들어, 본딩 또는 접착에 의해 기재에 부착될 수 있다.

바람직하게는, 화스너는 클램프, 나사 또는 폼 로킹 파수너와 같은 기계 화스너이다. 필라멘트 배열을 히터 기재에 클램핑하기 위한 클램프 및 클램프를 사용하는 평평한 히터 조립체는 국제 특허 공개 WO2015/117701에 상세히 설명되었다. 이러한 국제 특허 공개 WO2015/117701에 대한 참조가 여기에 이루어지고 그 안에 사용되고 설명되는 히터 조립체 및 클램프에 관한 내용은 본원에 통합된다.

화스너는 상술된 화스너 중 하나 또는 조합일 수 있다.

바람직하게는, 히터 조립체는 평평한 히터 조립체, 바람직하게는 저항 가열가능 유체 침투성 평평한 히터 조립체이다.

본 발명에 따르면, 또한 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있다. 시스템은, 에어로졸 발생 장치 및 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 카트리지를 포함하고 있다. 시스템은 본 발명에 따르고 본원에 설명된 바와 같은 유체 투과성 히터 조립체 또는 본 발명에 따른 평평한 필라멘트 배열을 포함하고 본원에 설명된 바와 같이 액체 에어로졸 형성 기재를 가열하는 유체 투과성 히터 조립체를 더 포함한다.

카트리지는 개구부를 갖는 하우징을 포함하며, 히터 조립체는 카트리지의 하우징의 개구부를 가로질러 연장된다. 에어로졸 발생 장치는 카트리지를 수용하는 공동을 정의하는 본체, 전력원, 및 필라멘트 배열을 가열하는 히터 조립체에 전력원을 연결시키기 위한 전기 접촉부를 포함한다.

바람직하게는, 카트리지는 적어도 에어로졸 형성제 및 액체 첨가제를 포함하는 액체를 포함한다.

에어로졸 발생 시스템의 특징 및 이점은 본 발명에 따른 필라멘트 배열에 관해 그리고 본 발명에 따른 히터 조립체에 관해 설명되었다.

본 발명은 다음의 도면에 의해 예시되는 구현예와 관련하여 추가로 설명되며, 여기서:
도 1은 메쉬 배열의 개략도이다;
도 1a 는 도 1의 메쉬 배열의 다른 개략도이다;
도 2는 메쉬 배열을 가진 히터 조립체의 분해도이다;
도 3은 도 2의 조립된 메쉬 히터 조립체를 도시한다;
도 4는 메쉬 배열을 가진 히터 기재를 도시한다;
도 5는 도 4의 확대도이다;
도 6은 메쉬 배열의 천이 및 접촉 부분의 확대도를 도시한다;
도 7은 메쉬 히터의 주석 도금 접촉 부분을 도시한다;
도 8은 메쉬 배열의 다른 구현예의 개략도이다;
도 9는 필라멘트 배열, 예를 들어 도 1의 필라멘트 배열 상의 2개의 접촉 지점 사이의 히터 조립체의 메쉬 밀도의 개략도이다;
도 9a 는 예를 들어 도 1의 필라멘트 배열의 메쉬 밀도의 개략도이다;
도　10 은 히터 조립체를 통한 저항 분포의 개략도이다.

도 1에서, 저항 가열가능한 평평한 유체 투과성 히터용 메쉬 배열(1)이 도시된다. 메쉬 배열은 길이(101)(Lf)를 갖는 직사각형 형상을 갖고 제1 측면 부분(2), 중심 부분(3) 및 제2 측면 부분(4)을 포함한다. 제1 및 제2 측면 부분(2, 4)은 중심 부분(3)의 대향 측면 상에 배열된다. 중심 부분은 메쉬 배열의 주요 가열 영역이도록 디자인된다. 도 1에서, 메쉬 필라멘트의 3개의 부분은 직사각형 형상을 갖고 2개의 측면 부분(2, 4)은 동일한 크기를 갖는다.

제1 및 제2 측면 부분(2, 4)을 정의하는 메쉬는 중심 부분(3)을 정의하는 메쉬보다 더 높은 밀도를 갖는다. 바람직하게는, 측면 부분의 메쉬의 밀도는 동일하다. 측면 부분의 메쉬는 바람직하게는 제1 및 제2 측면 부분 각각의 전체 면적의 20 퍼센트 미만의 메쉬의 필라멘트 사이의 간극의 합에 의해 형성되는 개방 면적을 갖는다. 따라서, 제1 및 제2 측면 부분(2, 4)에서, 개방 면적은 약 5　mm² 의 제1 및 제2 측면 부분 각각의 전체 크기에서, 각각 바람직하게는 약 최대 1　mm²이다.

측면 또는 접촉 부분은 예를 들어 접촉 지점(28, 48)에 의해 표시되는 바와 같은 하나의 스폿에서, 포고 핀에 의해 각각 접촉될 수 있다. 접촉 지점(28, 48)을 통해 전압이 인가된다. 측면 부분(2, 4) 사이에서 흐르는 전류는 높은 중심 저항에 따라 중심 부분(3)에서 메쉬 필라멘트의 저항 가여을 야기한다.

도 1a에서, 도 1에서와 같은 동일한 메쉬 배열(1)이 도시된다. 히터 조립체에 배열되고 접촉 지점(28, 48)에 접촉될 때, 필라멘트 배열의 면적은 제1 접촉 지점(28)과 제2 접촉 지점(48) 사이의 거리의 20 퍼센트를 통해 각각 연장되는 히터 표면을 정의한다.

길이방향 축(100)은 제1 및 제2 접촉 지점(28, 48) 사이에 정의되며, 그 길이방향 축은 필라멘트 배열(1)의 중심 길이방향 축에 대응한다. 길이방향 축(100)을 따라 히터 표면의 저항이 측정된다(아래에서 추가로 참조).

제1 표면(11)은 제1 접촉 지점(28)으로부터 제1 및 제2 접촉 지점(28, 48) 사이의 거리의 20 퍼센트를 통해 길이방향 축을 따라 제2 접촉 지점의 방향으로 연장된다.

제1 천이 표면(12)은 길이방향 축을 따라 제1 및 제2 접촉 지점(28, 48) 사이의 거리의 20　퍼센트와 40 퍼센트 사이에 연장된다.

중심 표면(13)은 길이방향 축을 따라 제1 및 제2 접촉 지점(28, 48) 사이의 거리의 40　퍼센트와 60 퍼센트 사이에 연장된다.

제2 천이 표면(14)은 길이방향 축을 따라 제1 및 제2 접촉 지점(28, 48) 사이의 거리의 60　퍼센트와 80 퍼센트 사이에 연장된다.

제2 측면 표면(15)은 제1 접촉 지점으로부터 제2 접촉 지점의 방향으로 카운팅되는 길이방향 축을 따라 제1 및 제2 접촉 지점(28, 48) 사이의 거리의 80　퍼센트와 100 퍼센트 사이에 연장된다.

중심 표면(13)은 전체 표면을 통해 낮은 메쉬 밀도를 포함한다.

제1 및 제2 측면 표면(11, 15)은 전체 표면을 통해 높은 메쉬 밀도를 포함한다.

제1 및 제2 천이 표면(12, 14)은 높은 메쉬 밀도를 가진 부분 및 낮은 메쉬 밀도를 가진 부분을 포함한다.

도 2 및 도 3 은 메쉬 배열을 가진 평평한 유체 침투성 히터 조립체의 셋업의 일 예를 개략적으로 도시한다. 도 2에서의 히터의 분해도에서, 전기 절연 기재(50), 메쉬 배열(1)의 형태인 히터 요소 및 필라멘트 배열 및 2개의 금속 시트(6)가 도시된다. 금속 시트는 예를 들어, 메쉬 배열(1)의 측면 부분(20)과, 커넥터, 예를 들어 접촉 핀의 전기 접촉을 변경하기 위해, 주석 시트일 수 있다.

기재(50)는 원형 디스크의 형태를 갖고, 중심에 배열된 개구부(51)를 포함하고 있다. 기재는 기재에서 서로 대향하여 대각선으로 배열되는 2개의 보어 홀(52)을 포함한다. 보어 홀(52)은 예를 들어 에어로졸 발생 장치에서 히터 조립체를 위치 결정하고 장착하는 역할을 할 수 있다.

메쉬 배열(1)은 중심 부분(3) 및 도 2 및 도 3에 도시된 구현예에서 2개의 PEEK 오버몰딩된 측면 부분(20)을 포함한다. 메쉬 배열은 정사각형 형태의 중심에 배열된 개구부(51)을 통해 그리고 기재(50)를 통해 배열된다. 메쉬 배열의 전체 중심 부분(3)은 개구부(51)를 통해 놓여 있게 된다. 2개의 측면 부분(20), 특히 PEEK로 오버몰딩되고 주석 도금된(금속 시트(6)로 커버된) 측면 부분의 그러한 부분은 기재(50) 상에 놓여 있게 된다.

중심 부분(3)의 메쉬의 폭은 중심 부분(3)의 측방 측면 둘 모두 상에서 개구부(51)의 개방 부분(511)이 형성되도록 개구부(51)의 폭보다 더 작다. 개방 부분은 메쉬에 의해 커버되지 않는다. 측면 부분의 주석 도금 밀집한 메쉬는 메쉬 자체보다 더 평면의 접촉 면적(24)을 형성한다. 접촉 면적(24)은 히터 조립체의 기재(50)의 상단 표면과 평행하게 배열된다. 접촉 면적(24)은 예를 들어 배터리로부터 전기 커넥터에 의해 히터 조립체와 접촉하기 위한 것이다.

도 3은 조립된 상태에서 도 2의 히터 조립체를 도시한다. 메쉬 배열(1)은 기계 수단에 의해 또는 예를 들어 접착제 의해 기재(50)에 부착될 수 있다.

도 4는 메쉬 배열(1)이 부착된 히터 기재(50)를 도시한다. 메쉬 배열은 히터 조립체의 접촉 면적(24) 내의 높은 밀도 메쉬 및 히터 조립체의 가열 영역을 정의하는 것 사이 내의 낮은 밀도 메쉬를 가진 메쉬의 직사각형 스트립이다.

이것은 도 4의 상세의 확대도인 도 5에서 더 잘 보여질 수 있다. 메쉬 배열의 중심 부분의 낮은 밀도 메쉬는 마이크로미터 범위, 예를 들어 70　마이크로미터의 직사각형 간극(30)을 갖는다. 16　마이크로미터의 필라멘트의 와이어 직경의 경우, 중심 부분의 개방 면적은 중심 부분의 전체 면적의 약 75　퍼센트를 커버한다.

메쉬 배열의 측면 부분(2)의 높은 밀도 메쉬는 약 0.1　마이크로미터 x 5　마이크로미터의 작은 간극(21)을 갖는다. 16　마이크로미터의 필라멘트 직경의 경우, 측면 부분의 개방 면적은 측면 부분 각각의 전체 면적의 약 3　퍼센트를 커버한다.

메쉬 배열은 상이한 위빙 모드에 의해 하나의 피스로 생산되었다.

위빙 방향에서의 필라멘트의 양은 전체 필라멘트 배열을 통해 동일하다. 위빙 방향은 필라멘트 배열의 날실 방향에 대응하며, 그 날실 방향은 메쉬 배열의 주요 전류 흐름 방향에 대응한다. 그러나, 씨실 방향(날실 방향에 수직임)에서의 필라멘트의 위빙 밀도는 측면 부분(2)에서 향상된다. 씨실 방향에서의 필라멘트 사이의 거리는 측면 부분(2, 4)에서 제로까지 감소될 수 있다.

측면 부분(2)과 중심 부분(3) 사이의 어떤 천이 부분도 도 4 및 도 5의 메쉬에 존재하지 않는다. 생산 모드에 따라, 천이 부분은 메쉬 밀도에서 밀도 구배를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 그러한 밀도 구배는 중심 부분의 메쉬의 낮은 밀도로부터 측면 부분의 메쉬의 더 높은 밀도로 원활하게 변화되고 그 역도 또한 마찬가지이다.

도 6에서, 중심 부분(3)과 압축된 측면 부분(22) 사이의 작은 천이 부분(32)이 도시된다.

측면 부분(22) 내의 더 높은 밀도 메쉬는 메쉬의 개별 필라멘트 사이에서 전기 접촉을 개선하기 위해 압축되었다. 날실 필라멘트(35) 사이의 필라멘트 대 필라멘트 거리는 약 25　마이크로미터 내지 75　마이크로미터, 도 6에서 약 70　마이크로미터이다. 씨실 필라멘트(36)의 필라멘트 대 필라멘트 거리는 제로이다. 측면 부분 내의 개방 면적은 위빙을 통한 필라멘트 배열의 제조에 의해 발생된다.

측면 부분(22)의 전기 접촉부를 개선하기 위해, 압축된 측면 부분(22)의 최외각 부분은 도 7에서 보여질 수 있는 바와 같이 주석 도금된다(61).

도 8은 제1 측면 부분(2), 중간 중심 부분(3) 및 대향 제2 측면 부분(4)을 갖는 메쉬 배열(1)을 도시한다. 2개의 측면 부분(2, 4) 내의 메쉬 밀도는 중심 부분(3) 내의 메쉬 밀도보다 더 높다. 메쉬 배열(1)은 메쉬 배열(1)의 길이방향 중심 축을 따라 배열되는 길이방향 중심 부분(38)을 포함한다. 이러한 길이방향 중심 부분(38) 내의 메쉬 밀도는 메쉬 배열의 측방 측면 영역(37)에서의 외측보다 더 높다. 길이방향 중심 부분(38)은 메쉬 배열(1)의 전체 폭의 약 50% 내지 60%의 폭을 갖는다.

중심 부분의 중심 영역(33) 내의 더 높은 메쉬 밀도는 이러한 영역에서 높은 전력 밀도를 초래하고 주요 가열 구역을 중심 부분(3)의 이러한 중심 영역(33)에 집중시킨다. 메쉬 배열의 상이한 영역의 상이한 메쉬 밀도로 인해, 가장 높은 전력 밀도는 중심 부분(3)의 중간 또는 중심 영역(33)에 있다. 중심 부분(3) 내의 측방 영역(37)의 더 낮은 밀도 면적은 비교적 높은 저항을 갖는다. 중심 부분(3)의 폭을 통한 전력 밀도 곡선은 라인(85)으로 도시된다.

측면 부분(2, 4)은 비교적 낮은 저항을 가진 높은 밀도 메쉬 접촉 패드를 형성한다. 전기 접촉부는 바람직하게는 측면 부분(2, 4)의 중심에 있으며, 전기 저항은 측면 부분에서 가장 낮다.

도면에 도시된 예는 통상적으로 동일한 크기 및 동일한 메쉬 밀도 또는 밀도 분포를 가진 대칭 측면 부분을 갖는다. 그러한 구현예는 히터 조립체의 제조 및 대칭 배열을 단순화한다. 그러나, 비대칭 메쉬 배열 부분 및 메쉬 경사도는 메쉬 필라멘트에서 원하는 전력 분포 레짐을 달성하기 위해 용이하게 제공될 수 있다.

도 9에서, 예를 들어 도 1a의 메쉬 배열을 포함하는 히터 조립체에 대한 개방 면적 분포가 도시된다. 수직 축(O[%])은 필라멘트 배열의 상이한 표면에서 개방 면적을 표시한다. 수평 축(L[%])은 제1 접촉 지점으로부터 제2 접촉 지점으로 길이방향 축(100) 상의 위치를 표시한다.

제1 표면(11)에서, 개방 면적(S1OA)은 5　퍼센트로 표시된 도 9에서, 낮다. 중심 표면(13)에서, 개방 면적(ScOA)은 60　퍼센트로 표시된 도 9에서, 높다. 제2 표면(15)에서, 개방 면적(S2OA)은 제1 표면(11)에서와 같이 5 퍼센트로 표시된 도 9에서, 또한 낮다.

제1 천이 표면(12)에서, 개방 면적은 천이 표면(12)의 길이를 통해 변화된다. 처음에, 천이 표면(T1OA)의 개방 면적은 제1 표면(S1OA)의 개방 면적과 동일하다. 그 다음, 제1 천이 표면(T1OA)의 개방 면적은 중심 표면(ScOA)의 개방 면적만큼 높다.

중심 표면(13)과 제2 표면(15) 사이에 배열되는 제2 천이 표면(14)은 중심 표면(13)에 대한 제1 천이 표면(12)과 대칭이다. 제2 천이 표면(14)에서, 개방 면적(T2OA)은 또한 천이 표면(14)의 길이를 통해 변화된다. 처음에, 제2 천이 표면(T2OA)의 개방 면적은 중심 표면(ScOA)의 개방 면적과 동일하다. 그 다음, 제2 천이 표면의 개방 면적은 제2 측면 표면(S2OA)의 개방 면적만큼 높다.

필라멘트 배열은 필라멘트 배열의 길이방향 축(100)을 따라 20 퍼센트를 통해 각각 연장되는 2개의 표면(11, 15), 2개의 천이 표면(12, 14) 및 중심 표면(13)을 갖는 것으로 정의된다.

도 9a에서, 필라멘트 배열, 예를 들어 도 1의 메쉬 배열의 개방 면적 분포가 도시된다. 수직 축은 필라멘트 배열의 상이한 부분에서 개방 면적을 표시한다. 수평 축(Lf[%])은 필라멘트 배열의 길이(Lf)를 따라 길이방향 축 상의 위치를 표시한다.

제1 측면 부분(2)에서, 개방 면적(P1OA)은 5　퍼센트로 표시된 도 9에서, 낮다. 중심 부분(3)에서, 개방 면적(PcOA)은 60　퍼센트로 표시된 도 9에서, 높다. 제2 측면 부분(4)에서, 개방 면적(P2OA)은 제1 측면 부분(2)에서와 같이 5　퍼센트로 표시된 도 9에서, 또한 낮다.

필라멘트 배열은 2개의 측면 부분(2, 4) 및 중심 부분(3)을 갖는 것으로 정의된다. 측면 부분은 필라멘트 배열의 크기의 약 25 퍼센트를 통해 각각 연장되고 중심 부분은 필라멘트 배열의 크기의 약 50　퍼센트까지 연장된다.

도 10에서, 위치 0%에서의 제1 접촉 지점과 위치 100%에서의 제2 접촉 지점 사이의 히터 조립체의 길이방향 축(100)을 따르는 저항 분포의 일 예의 개략도가 도시된다. 수직 축은 히터 조립체의 저항(R)을 히터 조립체의 전체 저항(Rt)까지 표시한다. 수평 축(L[%])은 제1 접촉 지점으로부터 제2 접촉 지점으로의 길이방향 축 상의 위치를 표시한다.

도 10의 예에서, 히터 조립체는 0에서의 제1 접촉 지점에서 시작하는 길이방향 축을 따라 제2 접촉 지점의 방향으로 20 퍼센트를 통해 존재하는 제1 저항(R1)을 포함한다. 제1 천이 저항(R1tp)은 길이방향 축을 따라 20　퍼센트와 40　퍼센트 사이에 존재한다. 중심 저항(Rc)은 40　퍼센트와 60　퍼센트 사이에서 길이방향 축을 따라 그리고 제1 접촉 지점 후에 존재한다. 제2 천이 저항(R2tp)은 60　퍼센트와 80　퍼센트 사이의 지점으로부터 길이방향 축을 따라 제1 접촉 지점 후에 존재한다. 제2 저항은 80　퍼센트로부터 100　퍼센트로, 즉, 히터 조립체의 마지막 20 퍼센트를 통해 길이방향 축을 따라 제1 및 제2 접촉 지점 사이에 존재한다.

히터 조립체는 제1 및 제2 접촉 지점에서 접촉되고 전류는 히터 조립체의 필라멘트 배열을 통해 흐르도록 허용된다.

제1 저항(R1)은 전체 저항(Rt)의 13 퍼센트까지의 최대치이고 전체 저항(Rt)의 0.5 퍼센트만큼 낮을 수 있다.

제1 및 제2 천이 저항(R1tp, R2tp)은 히터 조립체의 천이 표면에서 광범위한 가열을 방지하기 위해 중심 저항보다 각각 더 높지 않다. 통상적으로, 제1 및 제2 천이 저항(R1tp, R2tp)은 제1 저항(R1)과 중심 저항(Rc) 또는 중심 저항(Rc)과 제2 저항(R2) 각각 사이에서의 값을 갖는다. 중심 저항(Rc)은 히터 조립체의 전체 저항(Rt)의 약 50 퍼센트이다. 바람직하게는, 중심 저항(Rc)은 전체 저항(Rt)의 50 퍼센트보다 더 많고. 제2 저항은 전체 저항(Rt)의 13 퍼센트의 최대치까지이고 전체 저항(Rt)의 0.5 퍼센트만큼 낮을 수 있다.

제1 및 제2 저항(R1, R2), 제1 및 제2 천이 저항(R1tp, R2tp) 및 중심 저항(Rc)은 합계해서 히터 조립체의 전체 저항(Rt)이 된다.

저항 분포로부터 분명해지는 바와 같이, 필라멘트 배열의 측면 부분은 예를 들어 더 작거나 더 크고, 더 많고 더 작거나 더 적거나 더 큰 개구부를 갖고, 더 작고 더 높은 메쉬 밀도를 갖거나 더 크고 더 낮은 메쉬 밀도를 가질 수 있어, 히터 조립체의 표면에서 동일하거나 구체적 저항 체제를 모두 달성한다. 그러한 변화는 필라멘트 배열 및 히터 조립체의 적용에서 더 많은 유연성을 허용한다. 예를 들어, 그것은 필라멘트 배열 및 히터 조립체를 에어로졸화되는 다양한 액체, 예를 들어 더 많거나 더 적은 점성 유체에 적응시킬 수 있다.

필라멘트 배열은 필라멘트 배열을 포함하는 히터를 가열하기 위해 이용가능한 더 많거나 더 적은 전력을 에어로졸 발생 장치에 또는 상이한 크기 히터에 용이하게 적용될 수 있다.

Claims (17)

1. 에어로졸 발생 시스템용 유체 투과성 히터 조립체용의 전기 전도성 평평한 필라멘트 배열로서, 상기 평평한 필라멘트 배열은:
   중심 부분 및 2개의 측면 부분을 포함하며, 상기 2개의 측면 부분은 상기 중심 부분의 대향 측면 상에 배열되고, 상기 중심 부분은 상기 필라멘트 배열의 가열 영역을 정의하고 상기 측면 부분은 상기 필라멘트 배열의 전기 접촉 영역을 정의하고;
   상기 중심 부분 및 상기 2개의 측면 부분 각각은 복수의 개구부를 포함하며, 상기 중심 면적의 복수의 개구부는 상기 중심 부분의 개방 면적을 정의하고 각각의 측면 부분의 복수의 개구부는 상기 측면 부분의 개방 면적을 정의하고;
   상기 중심 부분의 개방 면적을 포함하는 중심 부분의 전체 면적의 백분율은 상기 측면 부분의 개방 면적을 포함하는 측면 부분 중 하나의 전체 면적의 백분율보다 더 큰, 평평한 필라멘트 배열.
2. 제1항에 있어서, 상기 중심 부분의 개방 면적을 포함하는 중심 부분의 전체 면적의 백분율 대 상기 측면 부분의 개방 면적을 포함하는 2개의 측면 부분 중 하나의 전체 면적의 백분율의 비율은 1.1과 30 사이인, 평평한 필라멘트 배열.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중심 부분의 개방 면적은 상기 중심 부분의 전체 면적의 40　퍼센트와 90　퍼센트 사이이고;
   상기 2개의 측면 부분 각각 내의 개방 면적은 상기 2개의 측면 부분의 전체 면적 각각의 3 퍼센트보다 더 크고 40 퍼센트보다 더 작은, 평평한 필라멘트 배열.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 천이 부분은 상기 2개의 측면 부분 각각과 상기 중심 부분 사이에 배열되며, 각각의 천이 부분은 개방 면적을 정의하는 복수의 개구부를 포함하고, 상기 천이 부분에 걸친 개방 면적의 분포는 상기 측면 부분과 상기 중심 부분 사이에서 변화되는, 평평한 필라멘트 배열.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2개의 측면 부분 중 하나로부터 상기 중심 부분을 통해 상기 2개의 측면 부분 중 다른 하나로 연장되는 중심 길이방향 영역을 포함하며, 개방 면적을 포함하는 중심 길이방향 영역 내측의 중심 부분의 전체 면적의 백분율은 개방 면적을 포함하는 중심 길이방향 영역 외측의 중심 부분의 전체 면적의 백분율 미만인, 평평한 필라멘트 배열.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필라멘트 배열은 메쉬 배열이며, 상기 중심 부분이 메쉬 및 상기 제1 및 제2 측면 부분의 메쉬는 메쉬 밀도를 각각 포함하고, 상기 중심 부분 내의 메쉬 밀도는 상기 제1 및 제2 측면 부분 각각 내의 메쉬 밀도보다 더 낮은, 평평한 필라멘트 배열.
7. 제6항에 있어서, 메쉬 밀도 구배는 상기 제1 측면 부분과 상기 중심 부분 사이 그리고 상기 중심 부분과 상기 제2 측면 부분 사이에 위치되는, 평평한 필라멘트 배열.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 메쉬는 직물이고 상기 필라멘트 배열의 위빙 방향에서 일정한 수의 필라멘트는 상기 필라멘트 배열의 전체 길이를 따라 나란히 배열되는, 평평한 필라멘트 배열.
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2개의 측면 부분 중 하나로부터 상기 중심 부분을 통해 상기 2개의 측면 부분 중 다른 하나로 연장되는 중심 길이방향 영역을 포함하며, 상기 메쉬는 직물이고 상기 필라멘트 배열의 위빙 방향에서 더 많은 필라멘트는 상기 중심 길이방향 영역 외측보다 상기 중심 길이방향 영역에 배열되는, 평평한 필라멘트 배열.
10. 에어로졸 발생 시스템용 유체 투과성 히터 조립체로서, 상기 유체 투과성 히터 조립체는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 전기 전도성 평평한 필라멘트 배열, 및
    상기 평평한 필라멘트 배열과 전기적으로 접촉하는 제1 접촉 지점 및 제2 접촉 지점을 포함하며, 길이방향 축은 상기 제1 접촉 지점과 상기 제2 접촉 지점 사이에 정의되고,
    중심 표면(Sc)은 상기 길이방향 축에 수직으로 놓이는 2개의 라인 사이에 연장되고 상기 길이방향 축 상에 배열되는 2개의 지점에서 상기 길이방향 축을 교차하는 히터 조립체의 면적이며, 상기 2개의 지점 중 하나는 40　퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치되고 2개의 지점 중 다른 하나는 상기 제1 및 상기 제2 접촉 지점 사이의 거리의 60　퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치되고;
    제1 측면 표면(S1)은 상기 길이방향 축에 수직으로 놓이는 2개의 라인 사이에 연장되고 상기 제1 접촉 지점 및 상기 길이방향 축 상에 배열되고 상기 제1 및 상기 제2 접촉 지점 사이의 거리의 20 퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치되는 지점에서 상기 길이방향 축을 교차하는 히터 조립체의 면적이고;
    제2 측면 표면(S2)은 상기 길이방향 축에 수직으로 놓이는 2개의 라인 사이에 있고 상기 제2 접촉 지점 및 상기 길이방향 축 상에 배열되고 상기 제1 및 상기 제2 접촉 지점 사이의 거리의 80 퍼센트와 동일한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치되는 지점에서 상기 길이방향 축을 교차하는 히터 조립체의 면적이고;
    상기 중심 표면(Sc)은 개방 면적(ScOA)을 정의하는 복수의 개구부를 포함하고, 상기 제1 측면 표면(S1)은 개방 면적(S1OA)을 정의하는 복수의 개구부를 포함하고, 상기 제2 측면 표면(S2)은 개방 면적(S2OA)을 정의하는 복수의 개구부를 포함하고, 그리고
    상기 중심 표면의 개방 면적을 포함하는 중심 표면의 전체 면적의 백분율은 상기 제1 측면 표면의 개방 면적을 포함하는 제1 측면 표면의 전체 면적의 백분율보다 더 크며,
    상기 중심 표면의 개방 면적을 포함하는 중심 표면의 전체 면적의 백분율은 상기 제2 측면 표면의 개방 면적을 포함하는 제2 측면 표면의 전체 면적의 백분율보다 더 큰, 유체 투과성 히터 조립체.
11. 제10항에 있어서, 상기 중심 표면의 개방 면적을 포함하는 중심 표면의 전체 면적의 백분율 대 상기 제1 측면 표면의 개방 면적을 포함하는 중심 표면의 전체 면적의 백분율의 비율(ScOA/S1OA)은 1.1과 30 사이이고, 상기 중심 표면의 개방 면적을 포함하는 중심 표면의 전체 면적의 백분율 대 상기 제2 측면 표면의 개방 면적을 포함하는 제2 측면 표면의 전체 면적의 백분율의 비율(ScOA/S2OA)은 1.1과 30 사이인, 히터 조립체.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 중심 표면의 개방 면적(ScOA)은 상기 중심 표면의 전체 면적의 40　퍼센트와 90　퍼센트 사이이고;
    상기 2개의 측면 표면 각각 내의 개방 면적(S1OA, S2OA)은 상기 2개의 측면 표면의 전체 면적 각각의 3 퍼센트보다 더 크고 40 퍼센트보다 더 작은, 히터 조립체.
13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 길이방향 축에 수직으로 놓이는 2개의 라인 사이에 연장되고 상기 길이방향 축 상에 배열되는 2개의 지점에서 상기 길이방향 축을 교차하는 히터 조립체의 면적인 제1 천이 표면으로서, 상기 2개의 지점 중 하나는 20　퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치되고 상기 2개의 지점 중 다른 하나는 상기 제1 및 상기 제2 접촉 지점 사이의 거리의 40　퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치되는 제1 천이 표면; 및
    상기 길이방향 축에 수직으로 놓이는 2개의 라인 사이에 연장되고 상기 길이방향 축 상에 배열되는 2개의 지점에서 상기 길이방향 축을 교차하는 히터 조립체의 면적인 제2 천이 표면으로서, 상기 2개의 지점 중 하나는 60　퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치되고 상기 2개의 지점 중 다른 하나는 상기 제1 및 상기 제2 접촉 지점 사이의 거리의 80　퍼센트와 동등한 제1 접촉 지점에서 거리를 두고 위치되는 제2 천이 표면을 더 포함하고,
    상기 제1 천이 표면은 개방 면적(T1OA)을 정의하는 복수의 개구부를 포함하고, 상기 제2 천이 표면은 개방 면적(T2OA)을 정의하는 복수의 개구부를 포함하고,
    상기 제1 천이 표면의 개방 면적을 포함하는 제1 천이 표면의 전체 면적의 백분율 대 상기 제1 측면 표면의 개방 면적을 포함하는 제1 측면 표면의 전체 면적의 백분율의 비율(T1OA/S1OA)은 1과 30 사이이고,
    상기 제2 천이 표면의 개방 면적을 포함하는 제2 천이 표면의 전체 면적의 백분율 대 상기 제2 측면 표면의 개방 면적을 포함하는 제2 측면 표면의 전체 면적의 백분율의 비율(T2OA/S2OA)은 1과 30 사이인, 히터 조립체.
14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 중심 저항(Rc)은 상기 길이방향 축을 따른 중심 표면의 전기 저항이며, 제1 저항(R1)은 상기 길이방향 축을 따른 제1 측면 표면의 전기 저항이고, 제2 저항(R2)은 상기 길이방향 축을 따르는 제2 측면 표면의 전기 저항이고;
    상기 중심 저항 대 상기 제1 저항의 비율(Rc/R1)은 2와 400 사이이고, 상기 중심 저항 대 상기 제2 저항의 비율(Rc/R2)은 2와 400 사이인, 히터 조립체.
15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 접촉 지점과 상기 제2 접촉 지점 사이의 전기 저항에 대응하는 전체 저항(Rt)은 0.5　Ohm과 4　Ohm 사이이고, 상기 중심 저항(Rc)은 0.5　Ohm보다 더 높고, 상기 제1 저항(R1) 및 상기 제2 저항(R2)은 100　mOhm보다 각각 더 낮은, 히터 조립체.
16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 기재를 통해 개구부를 포함하는 기재를 포함하며;
    상기 전기 전도성 평평한 필라멘트 배열은 상기 기재 내의 개구부를 통해 연장되고; 그리고
    화스너는 상기 평평한 필라멘트 배열을 상기 기재에 부착하는, 히터 조립체.
17. 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템으로서:
    에어로졸 발생 장치 및 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하는 카트리지;
    제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 유체 투과성 히터 조립체 또는
    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 평평한 필라멘트 배열을 포함하는 유체 투과성 히터 조립체를 포함하며,
    상기 카트리지는 개구부를 갖는 하우징을 포함하며, 상기 히터 조립체는 상기 카트리지의 하우징의 개구부에 걸쳐 연장되고,
    상기 에어로졸 발생 장치는 상기 카트리지를 수용하는 공동을 정의하는 본체, 전기 전력원, 및 상기 전기 전력원을 상기 히터 조립체에 연결시키기 위한 전기 접촉부를 포함하는, 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템.

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