KR20210075113A - 에어로졸 생성 디바이스 및 에어로졸 생성 디바이스를 위한 가열 챔버 - Google Patents

에어로졸 생성 디바이스 및 에어로졸 생성 디바이스를 위한 가열 챔버 Download PDF

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KR20210075113A
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토니 리벨
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제이티 인터내셔널 소시에떼 아노님
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Abstract

에어로졸 생성 디바이스(100)는 에어로졸 기재(128)를 포함하는 기재 캐리어(114)를 수용하기 위한 가열 챔버(108)를 갖는다. 가열 챔버(108)는 개방된 제1 단부(110)를 가진 관형 측벽(126)을 포함하고, 관형 측벽(126)은 가열 챔버(108)의 내부 용적을 획정한다. 가열 챔버(108)와 직접적으로 접촉하고 측벽(126)의 외부면의 일부를 덮는 금속성 층(144)이 제공된다.

Description

에어로졸 생성 디바이스 및 에어로졸 생성 디바이스를 위한 가열 챔버
본 개시내용은 에어로졸 생성 디바이스 및 에어로졸 생성 디바이스를 위한 가열 챔버에 관한 것이다. 본 개시내용은 특히 자납형 및 저온일 수 있는, 휴대용 에어로졸 생성 디바이스에 적용 가능하다. 이러한 디바이스는 담배 또는 다른 적합한 물질을 전도, 대류 및/또는 복사에 의해 태우기보다는 가열하여 흡입용 에어로졸을 생성할 수 있다.
종래의 담배 제품, 예컨대, 시가렛, 시가, 시가릴로 및 말음 담배의 금연을 희망하는 습관성 흡연자를 돕기 위한 보조 기구로서, 감소된 위험 또는 변형된 위험의 디바이스(또는 기화기로서 알려짐)의 인기와 사용이 지난 몇년 동안 빠르게 성장해 왔다. 종래의 담배 제품에서 담배를 태우는 것과는 대조적으로, 에어로졸성 물질을 가열하거나 또는 가온시키는 다양한 디바이스 및 시스템이 이용 가능하다.
일반적으로 이용 가능한 감소된 위험 또는 변형된 위험의 디바이스는 가열 기재 에어로졸 생성 디바이스 또는 태우지 않고 가열하는 디바이스이다. 이 유형의 디바이스는 일반적으로 촉촉한 잎 담배 또는 다른 적합한 에어로졸성 물질을 포함하는 에어로졸 기재를 일반적으로 150℃ 내지 300℃ 범위 내 온도로 가열함으로써 에어로졸 또는 증기를 생성한다. 에어로졸 기재를 가열하지만, 에어로졸 기재를 연소하거나 또는 태우지 않으면 사용자가 찾는 컴포넌트를 포함하는 에어로졸이 방출되지만 연소하고 태울 때 발생하는 독성 및 발암성 부산물은 방출되지 않는다. 또한, 담배 또는 다른 에어로졸성 물질을 가열함으로써 생성되는 에어로졸은 일반적으로 사용자에게 불쾌할 수 있는, 연소 및 태움으로부터 발생하는 타거나 또는 씁쓸한 맛을 포함하지 않고 따라서 기재는 사용자에게 더 구미에 맞는 연기 및/또는 증기를 생성하기 위해 이러한 물질에 일반적으로 첨가되는 설탕 및 다른 첨가제를 필요로 하지 않는다.
일반적으로 에어로졸 기재를 신속하게 가열하는 것 그리고 에어로졸 기재를 에어로졸이 에어로졸 기재로부터 방출될 수 있는 온도로 유지하는 것이 바람직하다. 에어로졸 기재를 통과하는 공기 흐름이 있을 때 에어로졸이 오직 에어로졸 기재로부터 방출될 것이고 사용자에게 전달될 것임이 분명하다.
이 유형의 에어로졸 생성 디바이스는 휴대용 디바이스이므로 에너지 소비는 중요한 설계 고려사항이다. 본 발명은 기존의 디바이스의 문제를 해결하고 개선된 에어로졸 생성 디바이스 및 에어로졸 생성 디바이스를 위한 가열 챔버를 제공하는 것을 목표로 한다.
본 개시내용의 제1 양상에 따르면, 에어로졸 생성 디바이스를 위한 가열 챔버가 제공되되, 가열 챔버는: 개방된 제1 단부를 가진 관형 측벽으로서, 가열 챔버의 내부 용적을 획정하는, 관형 측벽; 및 가열 챔버와 직접적으로 접촉하고 측벽의 외부면의 일부를 덮는 금속성 층을 포함한다.
임의로, 금속성 층은 전기도금된 층이다.
임의로, 관형 측벽은 제1 두께를 갖고 금속성 층은 제1 두께보다 더 작은 제2 두께를 갖는다.
임의로, 금속성 층은 10 ㎛ 내지 50 ㎛, 바람직하게는 10 ㎛ 내지 30 ㎛, 바람직하게는 약 20 ㎛의 두께를 갖는다.
임의로, 금속성 층은 적어도 150 W/mK의 열 전도율을 가진 금속을 포함하고, 바람직하게는 금속성 층은 구리이다.
임의로, 관형 측벽은 50 W/mK 이하의 열 전도율을 가진 금속을 포함하고, 바람직하게는 관형 측벽은 스테인리스 강이다.
임의로, 관형 측벽은 90 ㎛ 이하의 두께를 갖는다.
임의로, 개방된 제1 단부와 인접한 관형 측벽의 외부면 상의 부분은 금속성 층에 의해 덮이지 않는다.
임의로, 관형 측벽은 개방된 제1 단부의 맞은편의 제2 단부를 더 포함하고, 제2 단부와 인접한 측벽의 외부면 상의 부분은 금속성 층에 의해 덮이지 않는다.
임의로, 관형 측벽은 개방된 제1 단부의 맞은편의 관형 벽의 제2 단부에 연결된 기저부를 더 포함한다.
임의로, 관형 측벽은 관형 측벽의 내부면으로부터 내향으로 연장되는 적어도 하나의 돌출부를 더 포함한다.
임의로, 내부면 상의 상기(또는 각각의) 돌출부에 대응하는 관형 측벽의 외부면의 부분은 금속성 층에 의해 덮인다.
임의로, 가열 챔버는 금속성 층 상에 적어도 부분적으로 위치된 가열기를 더 포함한다.
임의로, 가열기는 금속성 층 상에 전부 위치된다.
본 개시내용의 제2 양상에 따르면, 에어로졸 생성 디바이스가 제공되되, 에어로졸 생성 디바이스는: 전력원; 디바이스에 고정된 위에서 설명된 가열 챔버; 열을 가열 챔버에 공급하도록 배열된 가열기로서, 내부 용적과 반대 방향으로 향하는 관형 측벽의 표면의 금속성 층 상에 위치되는, 가열기; 및 전력원으로부터 가열기로의 전력의 공급을 제어하도록 배열된 제어 회로망을 포함한다.
임의로, 가열 챔버는 에어로졸 생성 디바이스로부터 제거 가능하다.
도 1은 본 개시내용의 제1 실시형태에 따른 에어로졸 생성 디바이스의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 에어로졸 생성 디바이스의 측면으로부터의 개략적인 단면도이다.
도 2(a)는 도 2에 도시된 라인(X-X)을 따른, 도 1의 에어로졸 생성 디바이스의 상단부로부터의 개략적인 단면도이다.
도 3은 에어로졸 기재의 기재 캐리어가 에어로졸 생성 디바이스에 로딩되는 것을 도시하는, 도 1의 에어로졸 생성 디바이스의 개략적인 사시도이다.
도 4는 에어로졸 기재의 기재 캐리어가 에어로졸 생성 디바이스에 로딩되는 것을 도시하는, 도 1의 에어로졸 생성 디바이스의 측면으로부터의 개략적인 단면도이다.
도 5는 에어로졸 기재의 기재 캐리어가 에어로졸 생성 디바이스에 로딩되는 것을 도시하는, 도 1의 에어로졸 생성 디바이스의 개략적인 사시도이다.
도 6은 에어로졸 기재의 기재 캐리어가 에어로졸 생성 디바이스에 로딩되는 것을 도시하는, 도 1의 에어로졸 생성 디바이스의 측면으로부터의 개략적인 단면도이다.
도 6(a)는 가열 챔버 내 돌출부와 기재 캐리어 간의 상호 작용 및 공기 흐름 경로의 대응하는 효과를 강조하는, 도 6의 일부의 상세한 단면도이다.
도 7은 가열 챔버로부터 분리된 가열기의 평면도이다.
도 8은 대안적인 공기 흐름 배열을 가진 본 개시내용의 제2 실시형태에 따른 에어로졸 생성 디바이스의 측면으로부터의 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 개시내용의 제3 실시형태에 따른 가열 챔버의 개략적인 사시도이다.
도 10은 본 개시내용의 제4 실시형태에 따른 가열 챔버의 개략적인 사시도이다.
도 11은 제5 실시형태에 따른 마스킹하고 도금하는 단계의 일부로서 가열 챔버의 개략적인 단면도이다.
도 12는 제5 실시형태에 따른 마스킹하고 도금하는 단계의 일부로서 가열 챔버의 개략적인 사시도이다.
제1 실시형태
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 개시내용의 제1 실시형태에 따르면, 에어로졸 생성 디바이스(100)는 에어로졸 생성 디바이스(100)의 다양한 컴포넌트를 수용하는 외부 케이싱(102)을 포함한다. 제1 실시형태에서, 외부 케이싱(102)은 관형이다. 더 구체적으로, 외부 케이싱은 원통형이다. 외부 케이싱(102)이 관형 또는 원통형 형상을 가질 필요는 없지만, 외부 케이싱이 본 명세서에서 제시되는 다양한 실시형태에서 설명되는 컴포넌트와 끼워맞춰지도록 크기 설정되기만 하면 임의의 형상을 가질 수 있다는 것에 유의한다. 외부 케이싱(102)은 임의의 적합한 물질, 또는 실제로 물질의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속의 내부층은 플라스틱의 외부층에 의해 둘러싸일 수 있다. 이것은 사용자가 외부 케이싱(102)을 쉽게 잡게 한다. 에어로졸 생성 디바이스(100)에서 누출되는 모든 열은 금속층에 의해 외부 케이싱(102) 주위에 분산되므로 핫스폿을 방지하고, 반면에 플라스틱층은 외부 케이싱(102)의 촉감을 부드럽게 한다. 또한, 플라스틱층은 금속층이 손상되거나 또는 긁히는 것을 방지하는 것을 도울 수 있어서, 에어로졸 생성 디바이스(100)의 장기적 외관을 개선한다.
도 1 내지 도 6의 각각의 하단부를 향하여 도시된, 에어로졸 생성 디바이스(100)의 제1 단부(104)는 에어로졸 생성 디바이스(100)의 하단, 기저 또는 하부 단부로서 편의성을 위해 설명된다. 도 1 내지 도 6의 각각의 상단부를 향하여 도시된, 에어로졸 생성 디바이스(100)의 제2 단부(106)는 에어로졸 생성 디바이스(100)의 상단 또는 상부 단부로서 설명된다. 제1 실시형태에서, 제1 단부(104)는 외부 케이싱(102)의 하부 단부이다. 사용 동안, 사용자는 일반적으로 제1 단부(104)를 사용자의 입에 대하여 하향으로 그리고/또는 원위 위치로 그리고 제2 단부(106)를 사용자의 입에 대하여 상향으로 그리고/또는 근위 위치로 에어로졸 생성 디바이스(100)를 지향시킨다.
도시된 바와 같이, 에어로졸 생성 디바이스(100)는 외부 케이싱(102)의 내부 부분과의 죔쇠 끼워맞춤에 의해 제2 단부(106)에서 제자리에 한 쌍의 와셔(107a, 107b)(도 1, 도 3 및 도 5에서 상부 와셔(107a)만이 보임)를 고정시킨다. 일부 실시형태에서, 외부 케이싱(102)은 와셔(107a, 107b)를 제자리에 고정시키기 위해 에어로졸 생성 디바이스(100)의 제2 단부(106)에서 와셔 중 상부 와셔(107a) 주위에 크림핑되거나 또는 벤딩된다. 와셔 중 다른 와셔(107b)(즉, 에어로졸 생성 디바이스(100)의 제2 단부(106)로부터 가장 먼 와셔)가 외부 케이싱(102)의 숄더(shoulder) 또는 환형 리지(annular ridge)(109)에서 지지되어, 하부 와셔(107b)가 에어로졸 생성 디바이스(100)의 제2 단부(106)로부터 미리 결정된 거리 초과로 놓이는 것을 방지한다. 와셔(107a, 107b)는 열 절연 물질로 형성된다. 이 실시형태에서, 열 절연 물질은 의료용 디바이스에서 사용하기에 적합하고, 예를 들어, 폴리에테르 에테르 케톤(polyether ether ketone: PEEK)이다.
에어로졸 생성 디바이스(100)는 에어로졸 생성 디바이스(100)의 제2 단부(106)를 향하여 위치된 가열 챔버(108)를 갖는다. 가열 챔버(108)는 에어로졸 생성 디바이스(100)의 제2 단부(106)를 향하여 개방된다. 즉, 가열 챔버(108)는 에어로졸 생성 디바이스(100)의 제2 단부(106)를 향하여 제1 개방 단부(110)를 갖는다. 가열 챔버(108)는 와셔(107a, 107b)의 중심 구멍을 통해 끼워맞춰짐으로써 외부 케이싱(102)의 내부면으로부터 이격되게 고정된다. 이 배열은 가열 챔버(108)를 외부 케이싱(102)과 대략 동축 배열로 고정시킨다. 가열 챔버(108)는 한 쌍의 와셔(107a, 107b) 사이에서 파지되는, 가열 챔버(108)의 개방 단부(110)에 위치된, 가열 챔버(108)의 플랜지(138)에 의해 매달린다. 이것은 가열 챔버(108)로부터 외부 케이싱(102)으로의 열의 전도가 일반적으로 와셔(107a, 107b)를 통과하고, 이에 의해 와셔(107a, 107b)의 열 절연 특성에 의해 제한된다는 것을 의미한다. 가열 챔버(108)를 다른 방식으로 둘러싸는 공극이 존재하기 때문에, 와셔(107a, 107b)를 통한 것이 아닌 가열 챔버(108)로부터 외부 케이싱(102)으로의 열의 전달이 또한 감소된다. 예시된 실시형태에서, 플랜지(138)가 가열 챔버(108)의 측벽(126)으로부터 외향으로 대략 1 ㎜의 거리만큼 연장되어, 환형 구조를 형성한다.
가열 챔버(108)의 열 절연을 더 증가시키기 위해, 가열 챔버(108)는 또한 절연체에 의해 둘러싸인다. 일부 실시형태에서, 절연체는 다공성 또는 발포 물질, 예컨대, 탈지면이다. 예시된 실시형태에서, 절연체는 이중 벽 관(154) 및 기저부(156)를 포함하는 절연 컵의 형태인 절연 부재(152)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 절연 부재(152)는 공동부를 둘러싸는 한 쌍의 중첩된 컵을 포함할 수 있다. 이중 벽 관(154)의 벽 사이에 획정된 공동부(158)는 열 절연 물질, 예를 들어, 섬유, 발포체, 젤 또는 기체(예를 들어, 저압에서)로 충전될 수 있다. 일부 경우에, 공동부(158)는 진공을 포함할 수 있다. 유리하게는, 진공은 높은 열 절연을 달성하기 위해 매우 적은 두께를 필요로 하고 공동부(158)를 둘러싸는 이중 벽 관(154)의 벽은 최소한 100 ㎛ 두께일 수 있고, 총 두께(2개의 벽과 벽 사이의 공동부(158))는 1 ㎜만큼 낮아질 수 있다. 기저부(156)는 절연 물질, 예컨대, 실리콘이다. 실리콘은 유연하기 때문에, 가열기(124)를 위한 전기 연결부(150)는 기저부(156)를 통과할 수 있고, 이는 전기 연결부(150) 주위에 밀봉부를 형성한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 에어로졸 생성 디바이스(100)는 위에서 상세히 설명된 바와 같이 외부 케이싱(102), 가열 챔버(108), 및 절연 부재(152)를 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 6은 절연 부재(152)를 제자리에 고정시키기 위해 절연 측벽(154)의 외향으로 향하는 표면과 외부 케이싱(102)의 내부면 사이에 위치된 탄력적으로 변형 가능한 부재(160)를 도시한다. 탄력적으로 변형 가능한 부재(160)는 충분한 마찰을 제공하여 죔쇠 끼워맞춤을 생성해서 절연 부재(152)를 제자리에 유지시킬 수 있다. 탄력적으로 변형 가능한 부재(160)는 개스킷 또는 O자 링, 절연 측벽(154)의 외향으로 향하는 표면 및 외부 케이싱(102)의 내부면과 일치하는 물질의 다른 폐루프일 수 있다. 탄력적으로 변형 가능한 부재(160)는 열 절연 물질, 예컨대, 실리콘으로 형성될 수 있다. 이것은 절연 부재(152)와 외부 케이싱(102) 사이에 추가의 절연을 제공할 수 있다. 따라서 이것은 외부 케이싱(102)으로 전달되는 열을 감소시킬 수 있어서, 사용 시 사용자가 외부 케이싱(102)을 편안하게 잡을 수 있다. 탄력적으로 변형 가능한 물질은 압축될 수 있고 변형될 수 있지만, 이전의 형상, 예를 들어, 탄성 또는 고무 물질로 되돌아간다.
이 배열에 대한 대안으로서, 절연 부재(152)는 절연 부재(152)와 외부 케이싱(102) 사이에서 이어지는 버팀대에 의해 지지될 수 있다. 버팀대가 증가된 강도를 보장할 수 있어서 가열 챔버(108)가 외부 케이싱(102) 내부에서 중심에 위치되거나 또는 가열 챔버가 설정된 위치에 위치된다. 이것은 열이 외부 케이싱(102) 전반에 걸쳐 고르게 분산되어, 핫스폿이 발달되지 못하도록 설계될 수 있다.
추가의 대안으로서, 가열 챔버(108)는 가열 챔버(108)의 개방 단부(110)에서 측벽(126)과 맞물리게 하기 위한 외부 케이싱(102)의 맞물림 부분에 의해 에어로졸 생성 디바이스(100)에 고정될 수 있다. 개방 단부(110)가 차가운 공기의 가장 큰 흐름에 노출되고, 따라서 가장 빠르게 냉각되기 때문에, 개방 단부(110) 근방의 외부 케이싱(102)에 가열 챔버(108)를 부착하는 것은 열을 환경으로 신속하게 소산시키고, 안전한 끼워맞춤을 보장하게 할 수 있다.
일부 실시형태에서, 가열 챔버(108)는 에어로졸 생성 디바이스(100)로부터 제거 가능하다는 것에 유의한다. 따라서 가열 챔버(108)는 쉽게 세척될 수 있거나 또는 교체될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 가열기(124) 및 전기 연결부(150)는 제거 가능하지 않을 수 있고, 절연 부재(152) 내에서 제자리에 남아 있을 수 있다.
제1 실시형태에서, 가열 챔버(108)의 기저부(112)가 폐쇄된다. 즉, 가열 챔버(108)는 컵 형상이다. 다른 실시형태에서, 가열 챔버(108)의 기저부(112)는 하나 이상의 구멍을 갖거나 또는 천공되고, 가열 챔버(108)가 일반적으로 컵 형상이지만 기저부(112)에서 폐쇄되지 않는다. 또 다른 실시형태에서, 기저부(112)가 폐쇄되지만, 측벽(126)은 기저부(112)와 인접한 구역에서, 예를 들어, 가열기(124)(또는 금속성 층(144))와 기저부(112) 사이에서 하나 이상의 구멍을 갖거나 또는 천공된다. 가열 챔버(108)는 또한 기저부(112)와 개방 단부(110) 사이에 측벽(126)을 갖는다. 측벽(126)과 기저부(112)는 서로 연결된다. 제1 실시형태에서, 측벽(126)은 관형이다. 더 구체적으로, 측벽은 원통형이다. 그러나, 다른 실시형태에서, 측벽(126)은 다른 적합한 형상, 예컨대, 타원형 또는 다각형 단면을 가진 관을 갖는다. 보통, 단면은 가열 챔버(108)의 길이에 걸쳐 일반적으로 균일하지만(돌출부(140)를 고려하지 않음), 다른 실시형태에서, 단면은 변화될 수 있고, 예를 들어, 단면의 크기가 하나의 단부를 향하여 감소될 수 있어서 관형 형상이 테이퍼지거나 또는 절두 원추형이다.
예시된 실시형태에서, 가열 챔버(108)는 일원화되고, 즉, 측벽(126)과 기저부(112)는 예를 들어, 딥 드로잉 공정에 의해, 물질의 단일 피스로 형성된다. 이것은 더 강한 전반적인 가열 챔버(108)를 발생시킬 수 있다. 다른 예는 별개의 피스로서 형성되고 이어서 측벽(126)에 부착되는 기저부(112) 및/또는 플랜지(138)를 가질 수 있다. 이것은 결국 플랜지(138) 및/또는 기저부(112)가 상이한 물질로부터 측벽(126)을 이루는 물질로 형성되게 할 수 있다. 측벽(126) 자체는 얇은 벽으로 배열된다. 일반적으로, 측벽(126)은 100 ㎛ 미만의 두께, 예를 들어, 약 90 ㎛ 두께, 또는 심지어 약 80 ㎛ 두께를 갖는다. 일부 경우에, 측벽(126)이 약 50 ㎛ 두께를 갖는 것이 가능할 수 있지만, 두께가 감소됨에 따라, 제작 공정의 고장률이 증가된다. 전반적으로, 50 ㎛ 내지 100 ㎛의 범위가 보통 적절하고, 70 ㎛ 내지 90 ㎛의 범위가 최적이다. 제작 허용 오차가 약 ±10 ㎛이지만, 제공된 매개변수는 약 ±5 ㎛까지 정확한 것으로 의도된다.
측벽(126)이 위에서 규정된 만큼 얇지만, 가열 챔버(108)의 열 특성은 현저히 변화한다. 측벽(126)이 매우 얇기 때문에 측벽(126)을 통한 열의 전달은 무시해도 될 정도의 저항을 보이고, 측벽(126)을 따른(즉, 중심축과 평행하거나 또는 측벽(126)의 둘레 주위의) 추가의 열 전달은 전도가 발생할 수 있는 작은 채널을 가지므로, 가열 챔버(108)의 외부면에 위치되는, 가열기(124)에 의해 생성된 열은 개방 단부에서 측벽(126)으로부터 방사상 외향 방향으로 가열기(124)에 가깝게 국부화되지만, 가열 챔버(108)의 내부면의 가열을 신속하게 발생시킨다. 또한, 얇은 측벽(126)이 가열 챔버(108)의 열용량을 감소시키는 것을 돕고, 이는 더 적은 에너지가 측벽(126)을 가열할 때 사용되기 때문에, 결국 에어로졸 생성 디바이스(100)의 전체 효율을 개선시킨다.
가열 챔버(108), 구체적으로, 가열 챔버(108)의 측벽(126)은 50 W/mK 이하의 열 전도율을 가진 물질을 포함한다. 제1 실시형태에서, 가열 챔버(108)는 금속, 바람직하게는 스테인리스 강이다. 스테인리스 강은 약 15 W/mK 내지 40 W/mK의 열 전도율을 갖고, 정확한 값은 특정 합금에 의존적이다. 추가의 예로서, 이 용도를 위해 적절한, 300 시리즈의 스테인리스 강은 약 16 W/mK의 열 전도율을 갖는다. 적합한 예는 304, 316 및 321 스테인리스 강을 포함하고, 이는 의료 용도를 위해 승인되었고, 강하며 본 명세서에서 설명된 열의 국부화를 허용하기 위해 충분히 낮은 열 전도율을 갖는다.
설명된 레벨의 열 전도율을 가진 물질은 더 높은 열 전도율을 가진 물질과 비교하여 열이 적용되는 구역으로부터 멀리 전도되기 위한 열의 능력을 감소시킨다. 예를 들어, 열은 가열기(124)와 인접하게 국부화된다. 열이 에어로졸 생성 디바이스(100)의 다른 부품으로 이동하는 것이 방지되기 때문에, 가열 효율은 가열되는 것으로 의도되는 에어로졸 생성 디바이스(100)의 이 부품만이 실제로 가열되고 가열되는 것으로 의도되지 않은 부품이 가열되지 않는 것을 보장함으로써 개선된다.
금속이 강하고 가단성이 있으며 성형하거나 또는 형성하기가 용이하기 때문에, 금속은 적합한 물질이다. 또한 금속의 열 특성은 금속에 따라 매우 다양하며, 필요한 경우 신중하게 합금화함으로써 조정될 수 있다. 이 적용에서, "금속"은 원소(즉, 순수) 금속뿐만 아니라 수개의 금속 또는 다른 원소, 예를 들어, 탄소의 합금을 나타낸다.
따라서, 측벽(126)을 형성하는 바람직한 열 특성을 가진 물질의 선택과 함께, 얇은 측벽(126)을 가진 가열 챔버(108)의 구성은 열이 측벽(126)을 통해 에어로졸 기재(128)로 효율적으로 전도될 수 있는 것을 보장한다. 유리하게는, 이것은 또한 온도를 환경으로부터 에어로졸이 에어로졸 기재(128)로부터 방출될 수 있을 때의 온도로 상승시키는데 걸리는 시간이 가열기의 초기 작동 후 감소되는 것을 발생시킨다.
가열 챔버(108)는 딥 드로잉에 의해 형성된다. 이것은 가열 챔버(108)를 형성하기 위한 효과적인 방법이고 매우 얇은 측벽(126)을 제공하도록 사용될 수 있다. 딥 드로잉 공정은 시트 금속 블랭크를 펀치 도구로 눌러서 시트 금속 블랭크를 성형 다이로 강제로 넣는 것을 수반한다. 점진적으로 더 작은 펀치 도구와 다이를 사용함으로써, 하나의 단부에서 기저부를 갖고 관에 걸친 거리보다 더 깊은 관을 가진 관형 구조체가 형성된다(이것은 용어 "딥 드로잉"을 초래하는, 넓다기보다는 상대적으로 긴 관이다). 이 방식으로 형성되기 때문에, 이 방식으로 형성된 관의 측벽은 원래의 시트 금속과 동일한 두께를 갖는다. 유사하게, 이 방식으로 형성된 기저부는 초기의 시트 금속 블랭크와 동일한 두께를 갖는다. 플랜지는 관형 벽의 반대편의 단부에서 기저부로 외향으로 연장되는 원래의 시트 금속 블랭크의 림을 남김으로써(즉, 관과 기저부를 형성하는 데 필요한 것보다 블랭크에 더 많은 물질을 갖는 것으로 시작함) 관의 단부에서 형성될 수 있다. 대안적으로, 플랜지는 절단, 벤딩, 롤링, 스웨이징 등 중 하나 이상을 수반하는 별개의 단계에서 나중에 형성될 수 있다.
설명된 바와 같이, 제1 실시형태의 관형 측벽(126)은 기저부(112)보다 더 얇다. 이것은 관형 측벽(126)을 먼저 딥 드로잉하고, 후속하여 이 벽을 아이어닝함으로써 달성될 수 있다. 아이어닝은 관형 측벽(126)을 가열하고 관형 측벽을 드로잉하는 것을 나타내고, 관형 측벽은 이 공정에서 얇아진다. 이 방식으로, 관형 측벽(126)은 본 명세서에서 설명된 치수로 제작될 수 있다.
얇은 측벽(126)은 깨지기 쉬울 수 있다. 이것은 측벽(126)에 부가적인 구조적 지지부를 제공함으로써 그리고 측벽(126)을 관형, 그리고 바람직하게는 원통형 형상으로 형성함으로써 완화될 수 있다. 일부 경우에, 부가적인 구조적 지지부가 별개의 특징부로서 제공되지만, 플랜지(138) 및 기저부(112)가 또한 어느 정도의 구조적 지지를 제공한다는 것에 유의해야 한다. 기저부(112)를 먼저 고려하면, 단부 둘 다에서 개방되는 관이 일반적으로 찌그러지기 쉬운 반면에, 본 개시내용의 가열 챔버(108)에 기저부(112)를 제공하는 것이 지지를 추가한다는 것에 유의한다. 예시된 실시형태에서, 기저부(112)는 측벽(126)보다, 예를 들어, 측벽(126)보다 2 내지 10배 더 두껍다는 것에 유의한다. 일부 경우에, 이것은 200 ㎛ 내지 500 ㎛ 두께, 예를 들어, 대략 400 ㎛ 두께를 가진 기저부(112)를 발생시킬 수 있다. 기저부(112)는 또한 기재 캐리어(114)가 에어로졸 생성 디바이스(100)에 너무 멀리 삽입되는 것을 방지하는 추가의 목적을 갖는다. 기저부(112)의 증가된 두께는 기재 캐리어(114)를 삽입할 때 사용자가 부주의하게 너무 많은 힘을 사용하는 경우에 가열 챔버(108)에 대한 손상이 발생하는 것을 방지하는 것을 돕는다. 유사하게, 사용자가 가열 챔버(108)를 세척할 때, 사용자는 일반적으로 물체, 예컨대, 세장형 브러시를 가열 챔버(108)의 개방 단부(110)를 통해 삽입할 수 있다. 이것은 세장형 물체가 측벽(126)보다는 기저부(112)에 도달하기 때문에, 사용자가 가열 챔버(108)의 기저부(112)에 대해 더 강한 힘을 가할 가능성이 있음을 의미한다. 따라서 측벽(126)에 대한 기저부(112)의 두께는 세척 동안 가열 챔버(108)의 손상을 방지하는 데 도움이 될 수 있다. 다른 실시형태에서, 기저부(112)는 측벽(126)과 동일한 두께를 갖고, 이는 위에서 제시된 유리한 효과 중 일부 효과를 제공한다.
플랜지(138)는 측벽(126)으로부터 외향으로 연장되고 가열 챔버(108)의 개방 단부(110)에서 측벽(126)의 림 주위에서 전부 연장되는 환형 형상을 갖는다. 플랜지(138)는 측벽(126)의 벤딩 및 전단력에 저항한다. 예를 들어, 측벽(126)에 의해 획정된 관의 횡방향 변형은 플랜지(138)가 버클하는 것을 필요로 할 것이다. 플랜지(138)가 측벽(126)으로부터 대략 수직으로 연장되는 것으로 도시되지만, 플랜지(138)는 측벽(126)으로부터 비스듬히 연장될 수 있어서, 예를 들어, 측벽(126)으로 깔때기 형상을 만들면서, 여전히 위에서 설명된 유리한 특징을 유지한다는 것에 유의한다. 일부 실시형태에서, 플랜지(138)는 환형이라기 보다는, 측벽(126)의 림 주위의 길의 일부에만 위치된다. 예시된 실시형태에서, 플랜지(138)는 측벽(126)과 동일한 두께를 갖지만, 다른 실시형태에서, 플랜지(138)는 변형에 대한 저항을 개선하기 위해 측벽(126)보다 더 두껍다. 에어로졸 생성 디바이스(100)가 전반적으로 튼튼하지만 효율적인 상태를 유지하기 위해, 강도를 위한 특정 부품의 증가된 두께는 도입된 증가된 열용량에 대해 가중치를 부여한다.
복수의 돌출부(140)가 측벽(126)의 내부면에 형성된다. 측벽(126)의 주변 주위의, 돌출부(140)의 폭은 측벽(126)의 중심축과 평행한(대략 기저부(112)로부터 가열 챔버(108)의 개방 단부(110)로의 방향으로) 돌출부의 길이에 비해 작다. 이 예에서, 4개의 돌출부(140)가 있다. 4개는 보통 다음의 논의로부터 분명해질 바와 같이, 기재 캐리어(114)를 가열 챔버(108) 내 중심 위치에 고정시키기 위한 돌출부(140)의 적합한 수이다. 일부 실시형태에서, 3개의 돌출부가 충분할 수 있고, 예를 들어, 측벽(126)의 둘레 주위에서 약 120도의 간격으로 (고르게) 이격될 수 있다. 돌출부(140)는 다양한 목적을 갖고 돌출부(140)의 정확한 형태(그리고 측벽(126)의 외부면의 대응하는 만입부(indentation))는 원하는 효과에 기초하여 선택된다. 임의의 경우에, 돌출부(140)는 기재 캐리어(114)를 향하여 연장되고 기재 캐리어와 맞물리므로, 때때로 맞물림 구성요소로서 지칭된다. 실제로, 용어 "돌출부"와 "맞물림 구성요소"는 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용된다. 유사하게, 돌출부(140)가 외부로부터 측벽(126)을 누름으로써, 예를 들어, 하이드로포밍 또는 누름 등에 의해 제공되는 경우에, 용어 "만입부"는 또한 용어 "돌출부" 및 "맞물림 구성요소"와 상호 교환 가능하게 사용된다. 측벽(126)을 만입시킴으로써 돌출부(140)를 형성하는 것은 돌출부가 측벽(126)과 일원화되므로 열 흐름에 최소 영향을 준다는 장점을 갖는다. 또한, 추가의 구성요소가 가열 챔버(108)의 측벽(126)의 내부면에 추가되는 경우와 같이, 돌출부(140)는 임의의 열용량을 부가하지 않는다. 실제로, 측벽(126)을 만입시킴으로써 돌출부(140)를 형성하는 결과로서, 측벽(126)의 두께는 돌출부가 제공되는 곳에도, 원주 및/또는 축 방향에서 실질적으로 일정하게 유지된다. 마지막으로, 설명된 바와 같이 측벽을 만입하는 것은 측벽(126)까지 횡방향으로 연장되는 부분을 도입함으로써 측벽(126)의 강도를 증가시켜서, 측벽(126)의 벤딩에 대한 저항을 제공한다.
가열 챔버(108)는 기재 캐리어(114)를 수용하도록 배열된다. 일반적으로, 기재 캐리어는 흡입용 에어로졸을 생성하기 위해 가열 가능한, 에어로졸 기재(128), 예컨대, 담배 또는 또 다른 적합한 에어로졸성 물질을 포함한다. 제1 실시형태에서, 가열 챔버(108)는 예를 들어, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, "소모품"으로서 또한 알려진, 기재 캐리어(114)의 형태인 에어로졸 기재(128)의 단일 서빙을 수용하도록 치수 설정된다. 그러나, 이것은 필수적이지 않고, 다른 실시형태에서, 가열 챔버(108)는 다른 형태의 에어로졸 기재(128), 예컨대, 느슨한 담배 또는 다른 방식으로 포장된 담배를 수용하도록 배열된다.
에어로졸 생성 디바이스(100)는 기재 캐리어(114)의 외부층(132)에 대해 맞물리는 돌출부(140)의 표면으로부터 열을 전도함으로써 그리고 측벽(126)의 내부면과 기재 캐리어(114)의 외부면 사이의 공극 내 공기를 가열함으로써 작동한다. 즉, 사용자가 에어로졸 생성 디바이스(100)를 빨 때(아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같음) 가열된 공기가 에어로졸 기재(128)를 통해 인출되기 때문에 에어로졸 기재(128)의 대류성 가열이 존재한다. 폭 및 높이(즉, 각각의 돌출부(140)가 가열 챔버(128)로 연장되는 거리)가 열을 공기로 운반하는 측벽(126)의 표면적을 증가시키므로, 에어로졸 생성 디바이스(100)가 유효 온도에 신속하게 도달하게 한다.
측벽(126)의 내부면의 돌출부(140)가 기재 캐리어(114)를 향하여 연장되고 돌출부가 가열 챔버(108) 내로 삽입될 때(예를 들어, 도 6을 참조) 실제로 기재 캐리어와 접촉한다. 이것은 에어로졸 기재(128)가 기재 캐리어(114)의 외부층(132)을 통해, 또한 전도에 의해 가열되는 것을 발생시킨다.
열을 에어로졸 기재(128)로 전도하기 위해, 돌출부(140)의 표면(145)이 기재 캐리어(114)의 외부층(132)과 서로 맞물려야 한다는 것이 분명할 것이다. 그러나, 제작 허용 오차는 기재 캐리어(114)의 직경의 작은 변동을 발생시킬 수 있다. 또한, 기재 캐리어에 수용되는 에어로졸 기재(128) 및 기재 캐리어(114)의 외부층(132)의 상대적으로 부드럽고 압축 가능한 특성에 기인하여, 기재 캐리어(114)에 대한 임의의 손상 또는 거친 조작은 직경이 감소되는 것 또는 외부층(132)이 돌출부(140)의 표면(145)과 서로 맞물리도록 의도되는 구역의 계란형 또는 타원형 단면으로의 형상의 변화를 발생시킬 수 있다. 따라서, 기재 캐리어(114)의 직경의 임의의 변동은 기재 캐리어(114)의 외부층(132)과 돌출부(140)의 표면(145) 사이의 감소된 열적 맞물림을 발생시킬 수 있고, 이는 돌출부(140)의 표면(145)으로부터 기재 캐리어(114)의 외부층(132)을 통해 에어로졸 기재(128)로의 열 전도에 해롭게 영향을 준다. 제작 허용 오차 또는 손상에 기인한 기재 캐리어(114)의 직경의 임의의 변동의 효과를 완화시키기 위해, 돌출부(140)가 바람직하게는 가열 챔버(108)로 충분히 멀리 연장되도록 치수 설정되어 기재 캐리어(114)의 압축을 유발하고 이에 의해 돌출부(140)의 표면(145)과 기재 캐리어(114)의 외부층(132) 간의 죔쇠 끼워맞춤을 보장한다. 이 기재 캐리어(114)의 외부층(132)의 압축은 또한 기재 캐리어(114)의 외부층(132)의 길이방향 표시를 유발할 수 있고 기재 캐리어(114)가 사용되었다는 시각적 표시를 제공할 수 있다.
도 6(a)는 가열 챔버(108) 및 기재 캐리어(114)의 확대도를 도시한다. 보이는 바와 같이, 화살표(B)는 위에서 설명된 대류성 가열을 제공하는 공기 흐름 경로를 예시한다. 위에서 언급된 바와 같이, 가열 챔버(108)는 컵 형상일 수 있고, 밀봉되고 밀폐된 기저부(112)를 가지며, 이는 밀봉되고 밀폐된 기저부(112)를 통한 공기 흐름이 가능하지 않기 때문에 기재 캐리어의 제1 단부(134)에 진입하기 위해 공기가 기재 캐리어(114)의 측면 아래로 흘러야 한다는 것을 의미한다. 위에서 언급된 바와 같이, 돌출부(140)가 충분한 거리만큼 가열 챔버(108)로 연장되어 기재 캐리어(114)의 외부면과 적어도 접촉하고, 일반적으로 적어도 어느 정도의 기재 캐리어의 압축을 유발한다. 결과적으로, 도 6(a)의 단면도가 도면의 좌측 및 우측에서 돌출부(140)를 통해 절단되기 때문에, 도면의 평면에서 가열 챔버(108)를 따라 공극이 완전히 없다. 대신에, 공기 흐름 경로(화살표(B))가 돌출부(140)의 구역에서 파선으로서 도시되고, 이는 공기 흐름 경로가 돌출부(140)의 앞과 뒤에 위치된다는 것을 나타낸다. 실제로, 도 2(a)와의 비교는 공기 흐름 경로가 4개의 돌출부(140) 사이의 4개의 동일하게 이격된 갭 구역을 차지한다는 것을 나타낸다. 물론, 일부 상황에서 공기 흐름 경로가 돌출부 사이의 갭에 존재한다는 일반적인 관점이 적용되는 경우에, 4개의 돌출부(140)보다 더 많거나 또는 더 적은 돌출부가 존재할 것이다.
기재 캐리어(114)가 가열 챔버(108)에 삽입될 때 돌출부(140)를 지나 강제되는 것에 의해 유발되는 기재 캐리어(114)의 외부면의 변형이 도 6(a)에서 또한 강조된다. 위에서 언급된 바와 같이, 돌출부(140)가 가열 챔버로 연장되는 거리는 유리하게는 임의의 기재 캐리어(114)의 압축을 유발하도록 충분히 멀게 선택될 수 있다. 가열 동안 이(때때로 영구적인) 변형은 기재 캐리어(114)의 외부층(132)의 변형이 기재 캐리어(114)의 제1 단부(134)의 근방에 에어로졸 기재(128)의 더 밀집한 구역을 생성한다는 점에서 안정성을 기재 캐리어(114)에 제공하는 것을 도울 수 있다. 또한, 기재 캐리어(114)의 결과적으로 발생된 윤곽이 있는 외부면은 기재 캐리어(114)의 제1 단부(134)의 근방의 에어로졸 기재(128)의 더 밀집한 구역의 에지에 대한 파지 효과를 제공한다. 종합적으로, 이것은 임의의 느슨한 에어로졸 기재가 기재 캐리어(114)의 제1 단부(134)로부터 떨어질 가능성을 감소시키고, 이는 가열 챔버(108)의 더러워짐을 발생시킬 것이다. 이것은 위에서 설명된 바와 같이, 에어로졸 기재(128)를 가열하는 것이 에어로졸 기재를 수축하게 하여, 느슨한 에어로졸 기재(128)가 기재 캐리어(114)의 제1 단부(134)로부터 떨어질 가능성을 증가시킬 수 있기 때문에 유용한 효과이다. 이 원하지 않은 효과는 설명된 변형 효과에 의해 완화된다.
돌출부(140)가 기재 캐리어(114)와 접촉하는 것(접촉은 에어로졸 기재의 대류성 가열, 압축 및 변형을 유발하기 위해 필수적임)을 확실히 하기 위해, 돌출부(140); 가열 챔버(108); 및 기재 캐리어(114)의 각각의 제작 허용 오차가 고려된다. 예를 들어, 가열 챔버(108)의 내경이 7.6 ± 0.1 ㎜일 수 있고, 기재 캐리어(114)는 7.0 ± 0.1 ㎜의 외경을 가질 수 있고 돌출부(140)는 ± 0.1 ㎜의 제작 허용 오차를 가질 수 있다. 이 예에서, 기재 캐리어(114)가 가열 챔버(108) 내 중심에 장착된다고(즉, 기재 캐리어(114)의 외부 주위에 균일한 갭을 남김) 가정하면, 각각의 돌출부(140)가 기재 캐리어(114)와 접촉하기 위해 걸쳐야 하는 갭은 0.2 ㎜ 내지 0.4 ㎜ 범위이다. 즉, 각각의 돌출부(140)가 반경 거리에 걸치기 때문에, 이 예에 대한 가장 낮은 가능한 값은 가장 작은 가능한 가열 챔버(108) 직경과 가장 큰 가능한 기재 캐리어(114) 직경 간의 차의 절반이거나 또는 [(7.6 - 0.1) - (7.0 + 0.1)]/2 = 0.2 ㎜이다. 이 예에 대한 범위의 상부 단부는 (유사한 이유로) 가장 큰 가능한 가열 챔버(108) 직경과 가장 작은 가능한 기재 캐리어(114) 직경 간의 차의 절반이거나 또는 [(7.6 + 0.1) - (7.0 - 0.1)]/2 = 0.4 ㎜이다. 돌출부(140)가 기재 캐리어와 확실히 접촉하는 것을 보장하기 위해, 돌출부가 각각 이 예에서 적어도 0.4 ㎜만큼 가열 챔버로 연장되는 것이 분명하다. 그러나, 이것은 돌출부(140)의 제작 허용 오차를 고려하지 않는다. 0.4 ㎜의 돌출부가 목표될 때, 실제로 생성되는 범위는 0.4 ± 0.1 ㎜이거나 또는 0.3 ㎜ 내지 0.5 ㎜로 변경된다. 이들 중 일부는 가열 챔버(108)와 기재 캐리어(114) 사이의 최대 가능한 갭에 걸치지 않을 것이다. 따라서, 이 예의 돌출부(140)가 0.5 ㎜의 공칭 돌출 거리를 갖게 생성되어야 해서, 0.4 ㎜ 내지 0.6 ㎜의 다양한 값을 발생시킨다. 이것은 돌출부(140)가 기재 캐리어와 항상 접촉하는 것을 보장하는 데 충분하다.
일반적으로, 가열 챔버(108)의 내경을 D ± δD로, 기재 캐리어(114)의 외경을 d ± δd로 그리고 돌출부(140)가 가열 챔버(108)로 연장되는 거리를 L ± δL로 쓴다면, 돌출부(140)가 가열 챔버로 연장되도록 의도되는 거리는 다음과 같이 선택되어야 한다:
Figure pct00001
|δD|는 가열 챔버(108)의 내경의 제작 허용 오차의 크기를 나타내고, |δd|는 기재 캐리어(114)의 외경의 제작 허용 오차의 크기를 나타내고 |δL|은 돌출부(140)가 가열 챔버(108)로 연장되는 거리의 제작 허용 오차의 크기를 나타낸다. 의심의 여지를 없애기 위해, 가열 챔버(108)의 내경이 D ± δD = 7.6 ± 0.1 ㎜인 경우에, |δD| = 0.1 ㎜이다.
게다가, 제작 허용 오차는 기재 캐리어(114) 내 에어로졸 기재(128)의 밀도의 작은 변동을 발생시킬 수 있다. 이러한 에어로졸 기재(128)의 밀도의 변동은 단일 기재 캐리어(114) 내에서 축방향으로 그리고 방사상으로 또는 동일한 배치에서 제작된 상이한 기재 캐리어(114) 사이에서 존재할 수 있다. 따라서, 특정 기재 캐리어(114) 내 에어로졸 기재(128) 내의 열의 비교적 균일한 전도를 보장하기 위해, 에어로졸 기재(128)의 밀도가 또한 비교적 일관된 것이 중요하다는 것이 또한 분명할 것이다. 에어로졸 기재(128)의 밀도의 임의의 일관성 없음의 효과를 완화시키기 위해, 돌출부(140)가 가열 챔버(108)로 충분히 멀리 연장되도록 치수 설정될 수 있어서 기재 캐리어(114) 내 에어로졸 기재(128)의 압축을 유발하고, 이는 공극을 제거함으로써 에어로졸 기재(128)를 통한 열 전도를 개선시킬 수 있다. 예시된 실시형태에서, 가열 챔버(108)로 약 0.4 ㎜만큼 연장되는 돌출부(140)가 적절하다. 다른 예에서, 돌출부(140)가 가열 챔버(108)로 연장되는 거리는 가열 챔버(108)에 걸친 거리의 백분율로서 규정될 수 있다. 예를 들어, 돌출부(140)는 가열 챔버(108)에 걸친 거리의 3% 내지 7%, 예를 들어, 약 5%의 거리만큼 연장될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 가열 챔버(108) 내 돌출부(140)에 의해 둘러싸인 제한된 직경은 6.0 ㎜ 내지 6.8 ㎜, 더 바람직하게는 6.2 ㎜ 내지 6.5 ㎜, 그리고 특히 6.2 ㎜ (±0.5 ㎜)이다. 복수의 돌출부(140)의 각각은 0.2 ㎜ 내지 0.8 ㎜, 그리고 가장 바람직하게는 0.2 ㎜ 내지 0.4 ㎜의 반경 거리에 걸친다.
돌출부/만입부(140)에 관하여, 폭은 측벽(126)의 주변 주위의 거리에 대응한다. 유사하게, 이들의 길이 방향이 이것에 대해 횡방향으로 이어져서, 대략 기저부(112)로부터 가열 챔버(108)의 개방 단부로, 또는 플랜지(138)로 이어지고, 이들의 높이는 돌출부가 측벽(126)으로부터 연장되는 거리에 대응한다. 인접한 돌출부(140), 측벽(126) 및 외부층(132) 사이의 공간에서 기재 캐리어(114)가 공기 흐름을 위해 이용 가능한 영역을 획정한다는 것에 유의할 것이다. 이것은 인접한 돌출부(140) 사이의 거리 및/또는 돌출부(140)의 높이(즉, 돌출부(140)가 가열 챔버(108)로 연장되는 거리)가 더 작을수록, 사용자가 에어로졸 생성 디바이스(100)를 통해 공기를 인출하도록(증가된 인출 저항으로서 알려짐) 빠는 것이 더 어려워지는 효과를 갖는다. (돌출부(140)가 기재 캐리어(114)의 외부층(132)을 터치한다고 가정하면) 이것이 측벽(126)과 기재 캐리어(114) 사이의 공기 흐름 채널의 감소를 규정하는 돌출부(140)의 폭이라는 것이 분명할 것이다. 역으로(다시 돌출부(140)가 기재 캐리어(114)의 외부층(132)을 터치한다는 가정하에), 돌출부(140)의 높이를 증가시키는 것은 에어로졸 기재의 더 많은 압축을 발생시키고, 이는 에어로졸 기재(128) 내 공극을 제거하고 또한 인출 저항을 증가시킨다. 이 2개의 매개변수는 너무 낮지 않거나 또는 너무 높지 않은, 만족스러운 인출 저항을 제공하도록 조정될 수 있다. 가열 챔버(108)가 또한 측벽(126)과 기재 캐리어(114) 사이의 공기 흐름 채널을 증가시키기 위해 더 크게 제작될 수 있지만, 갭이 너무 클 때 가열기(124)가 비효과적으로 되기 시작하기 전에 이것에 대한 실질적인 제한을 둔다. 일반적으로, 기재 캐리어(114)의 외부면 주위의 0.2 ㎜ 내지 0.4 ㎜ 또는 0.2 ㎜ 내지 0.3 ㎜의 갭이 우수한 절충안이고, 이는 돌출부(140)의 치수를 변경함으로써 허용 가능한 값 내의 인출 저항의 미세 조정을 허용한다. 기재 캐리어(114)의 외부 주위의 공극은 또한 돌출부(140)의 수를 변화시킴으로써 변경될 수 있다. 돌출부(140)의 임의의 수(상향에서 1개로부터)는 본 명세서에서 제시된 장점 중 적어도 일부의 장점(가열 영역의 증가, 압축의 제공, 에어로졸 기재(128)의 전도성 가열의 제공, 공극의 조정 등)을 제공한다. 4개는 가열 챔버(108)와의 중심(즉, 동축) 정렬로 기재 캐리어(114)를 확실하게 고정시키는 가장 적은 수이다. 또 다른 가능한 설계에서, 서로로부터 120도로 분산되는 오직 3개의 돌출부가 존재한다. 4개보다 더 적은 돌출부(140)를 가진 설계는 기재 캐리어(114)가 돌출부(140) 중 2개의 돌출부 사이의 측벽(126)의 부분에 대해 가압되는 상황을 허용하려는 경향이 있다. 분명히 제한된 공간에 대해, 매우 큰 수(예를 들어, 30개 이상)의 돌출부를 제공하는 것은 대류성 가열을 제공하는 에어로졸 생성 디바이스의 능력을 크게 감소시키는, 기재 캐리어(114)의 외부면과 측벽(126)의 내부면 사이의 공기 흐름 경로를 완전히 폐쇄할 수 있는, 돌출부 사이에 갭이 거의 또는 전혀 없는 상황으로의 경향이 있다. 그러나, 공기 흐름 채널을 획정하기 위한 기저부(112)의 중심에 구멍을 제공할 가능성과 함께, 이러한 설계가 여전히 사용될 수 있다. 보통 돌출부(140)가 측벽(126)의 주변 주위에서 고르게 이격되고, 이는 일정한 압축 및 가열을 제공하는 것을 도울 수 있지만, 일부 변형은 목적하는 정확한 효과에 따라, 비대칭 배치를 가질 수 있다.
돌출부(140)의 크기 및 수가 또한 전도성 가열과 대류성 가열 간의 균형이 조정되게 하는 것이 분명할 것이다. 기재 캐리어(114)와 접촉하는 돌출부(140)의 폭(돌출부(140)가 측벽(126)의 주변 주위에서 연장되는 거리)을 증가시킴으로써, 공기 흐름 채널(도 6 및 도 6(a)에서 화살표(B))로서 역할을 하는 측면(126)의 이용 가능한 주변이 감소되므로, 에어로졸 생성 디바이스(100)에 의해 제공되는 대류성 가열을 감소시킨다. 그러나, 더 넓은 돌출부(140)가 주변의 더 큰 부분에 걸쳐 기재 캐리어(114)와 접촉하기 때문에, 그래서 에어로졸 생성 디바이스(100)에 의해 제공되는 전도성 가열을 증가시킨다. 대류를 위한 측벽(126)의 이용 가능한 주변이 감소되고 반면에 돌출부(140)와 기재 캐리어(114) 사이의 총 접촉 표면적을 증가시킴으로써 전도성 채널을 증가시킨다는 점에서 더 많은 돌출부(140)가 부가되는 경우에 유사한 효과가 보인다. 돌출부(140)의 길이를 증가시키는 것이 또한 가열기(124)에 의해 가열되는 가열 챔버(108) 내 공기의 용적을 감소시키고 대류성 가열을 감소시키고 반면에, 돌출부(140)와 기재 캐리어 사이의 접촉 표면적을 증가시키고 전도성 가열을 증가시킨다는 것에 유의한다. 각각의 돌출부(140)가 가열 챔버(108)로 연장되는 거리를 증가시키는 것은 대류성 가열을 상당히 감소시키는 일 없이 전도성 가열을 개선시키는 것을 도울 수 있다. 따라서, 에어로졸 생성 디바이스(100)는 위에서 설명된 바와 같이, 돌출부(140)의 수 및 크기를 변경함으로써 전도성 가열 유형과 대류성 가열 유형의 균형을 유지하기 위해 설계될 수 있다. 비교적 낮은 열 전도율 물질(예를 들어, 스테인리스 강)의 사용 및 비교적 얇은 측벽(126)에 기인한 열 국부화 효과는 가열되는 측벽(126)의 부분이 대략 돌출부(140)의 위치에 대응할 수 있기 때문에 전도성 가열이 열을 기재 캐리어(114)로 그리고 후속하여 에어로졸 기재(128)로 전달하는 적절한 수단임을 보장하고, 이는 생성된 열이 돌출부(140)에 의해 기재 캐리어(114)로 전도되지만, 기재 캐리어로부터 멀리 전도되지 않음을 의미한다. 가열되지만 돌출부(140)에 대응하지 않는 위치에서, 측면(126)의 가열은 위에서 설명된 대류성 가열을 발생시킨다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 돌출부(140)는 세장형이고, 즉, 돌출부는 돌출부의 폭보다 더 큰 길이로 연장된다. 일부 경우에, 돌출부(140)는 돌출부의 폭의 5배, 10배 또는 심지어 25배인 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 위에서 언급된 바와 같이, 돌출부(140)는 가열 챔버(108)로 0.4 ㎜만큼 연장될 수 있고, 하나의 예에서 또한 0.5 ㎜ 너비 및 12 ㎜ 길이를 가질 수 있다. 이 치수는 30 ㎜ 내지 40 ㎜의 길이의 가열 챔버(108)에 대해 적합하다. 이 예에서, 돌출부(140)는 예에서 돌출부가 가열 챔버(108)보다 더 짧다는 것을 고려하기 때문에, 가열 챔버(108)의 전체 길이로 연장되지 않는다. 따라서 돌출부(140) 각각은 상단 에지(142a) 및 하단 에지(142b)를 갖는다. 상단 에지(142a)는 가열 챔버(108)의 개방 단부(110)와 가장 가깝게 그리고 또한 플랜지(138)와 가장 가깝게 위치된 돌출부(140)의 부분이다. 하단 에지(142b)는 기저부(112)와 가장 가깝게 위치된 돌출부(140)의 단부이다. 상단 에지(142a) 위에서(상단 에지(142a)보다 개방 단부와 더 가까이에서) 그리고 하단 에지(142b) 아래에서(하단 에지(142b)보다 기저부(112)와 더 가까이에서) 측벽(126)이 돌출부(140)를 갖지 않고, 즉, 측벽(126)이 이 부분에서 변형되지 않거나 또는 만입되지 않는다는 것이 보일 수 있다. 일부 예에서, 돌출부(140)가 더 길고 측벽(126)의 상단부 및/또는 하단부로 완전히 연장되어, 다음 중 하나 또는 둘 다가 적용된다: 상단 에지(142a)가 가열 챔버(108)(또는 플랜지(138))의 개방 단부(110)와 정렬함; 그리고 하단 에지(142b)가 기저부(112)와 정렬함. 실제로, 이러한 경우에, 상단 에지(142a) 및/또는 하단 에지(142b)가 심지어 없을 수 있다.
돌출부(140)가 가열 챔버(108)의 길이를 따라(예를 들어, 기저부(112)로부터 플랜지(138)로) 완전히 연장되지 않는 것이 유리할 수 있다. 상부 단부에서, 아래에서 설명될 바와 같이, 돌출부(140)의 상단 에지(142a)는 이들이 기재 캐리어(114)를 에어로졸 생성 디바이스(100)로 너무 멀리 삽입하지 않는 것을 보장하도록 사용자를 위한 표시기로서 사용될 수 있다. 그러나, 에어로졸 기재(128)를 포함하는 기재 캐리어(114)의 구역뿐만 아니라 다른 구역을 가열하는 것이 유용할 수 있다. 이것은 일단 에어로졸이 생성된다면, 에어로졸의 온도를 높게(상온보다 더 높지만, 사용자가 데일 만큼 높지 않게) 유지하여 결국 사용자의 경험을 감소시킬 재응축을 방지하는 것이 이롭기 때문이다. 따라서, 가열 챔버(108)의 효과적인 가열 구역은 에어로졸 기재(128)의 예상 위치를 지나(즉, 가열 챔버(108)보다 더 높게, 개방 단부와 더 가깝게) 연장된다. 이것은 가열 챔버(108)가 돌출부(140)의 상부 에지(142a)보다 더 높게 연장되는 것 또는 동등하게 돌출부(140)가 가열 챔버(108)의 개방 단부까지 완전히 연장되지 않는 것을 의미한다. 유사하게, 가열 챔버(108)에 삽입되는 기재 캐리어(114)의 단부(134)에서 에어로졸 기재(128)의 압축은 에어로졸 기재(128)가 기재 캐리어(114)로부터 떨어지는 것 및 가열 챔버(108)의 더러워짐 중 일부를 초래할 수 있다. 따라서 기재 캐리어(114)의 단부(134)의 예상 위치보다 기저부(112)로부터 더 멀리 위치된 돌출부(140)의 하부 에지(142b)를 갖는 것이 유리할 수 있다.
일부 실시형태에서, 돌출부(140)는 세장형이 아니고, 대략 돌출부의 길이와 동일한 폭을 갖는다. 예를 들어, 폭은 길이가 높은 만큼 넓을 수 있거나(예를 들어, 반경 방향에서 볼 때 정사각형 또는 원형 프로파일을 가짐) 또는 길이는 폭이 넓은 한 2 내지 5배일 수 있다. 돌출부(140)가 제공하는 중심 효과는 돌출부(140)가 세장형이 아닐 때에도 달성될 수 있다는 것에 유의한다. 일부 예에서, 돌출부(140)의 다수의 세트, 예를 들어, 가열 챔버(108)의 개방 단부와 가까운 상부 세트 및 기저부(112)와 가깝게 위치된, 상부 세트로부터 이격된 하부 세트가 있을 수 있다. 이것은 동일한 거리에 걸쳐 돌출부(140)의 단일 세트에 의해 도입된 인출 저항을 감소시키면서 기재 캐리어(114)가 동축 배열로 유지되는 것을 보장하는 것을 도울 수 있다. 돌출부(140)의 2개의 세트는 실질적으로 동일할 수 있거나 또는 이들은 길이 또는 폭 또는 측벽(126) 주위에 배열된 돌출부(140)의 수 또는 배치가 다를 수 있다.
측면도에서, 돌출부(140)는 사다리꼴 프로파일을 가진 것으로 도시된다. 돌출부(140)의 길이를 따른 프로파일, 예를 들어, 돌출부(140)의 중간 길이방향 단면이 거의 사다리꼴이라는 것을 의미한다. 즉, 상부 에지(142a)가 대략 평면이고 테이퍼져서 가열 챔버(108)의 개방 단부(110)와 가까운 측벽(126)과 합쳐진다. 즉, 상부 에지(142a)는 비스듬한 형상의 프로파일을 갖는다. 유사하게, 돌출부(140)가 대략 평면이고 테이퍼져서 가열 챔버(108)의 기저부(112)와 가까운 측벽(126)과 합쳐지는 하부 부분(142b)을 갖는다. 즉, 하부 에지(142b)는 비스듬한 형상의 프로파일을 갖는다. 다른 실시형태에서, 상부 및/또는 하부 에지(142a, 142b)가 측벽(126)을 향하여 테이퍼지지 않지만 대신에 측벽(126)으로부터 대략 90도의 각으로 연장된다. 또 다른 실시형태에서, 상부 및/또는 하부 에지(142a, 142b)는 곡선 또는 둥근 형상을 갖는다. 상부 및 하부 에지(142a, 142b)의 가교(bridging)는 기재 캐리어(114)와 접촉하고/하거나 기재 캐리어를 압축시키는 대략 평면의 구역이다. 평면의 접촉 부분은 일정한 압축 및 전도성 가열을 제공하는 것을 도울 수 있다. 대신에, 다른 예에서, 평면의 부분은 예를 들어, 다각형 또는 곡선의 프로파일(예를 들어, 원형의 단면)을 가진, 기재 캐리어(128)와 접촉하도록 외향으로 휘는 곡선의 부분일 수 있다.
돌출부(140)가 상부 에지(142a)를 갖는 경우에, 돌출부(140)는 또한 기재 캐리어(114)의 과삽입을 방지하는 역할을 한다. 도 4 및 도 6에서 가장 분명히 도시된 바와 같이, 기재 캐리어(114)는 에어로졸 기재(128)의 경계에서 기재 캐리어(114)를 따라 도중에 종결되는, 에어로졸 기재(128)를 포함하는 하부 부분을 갖는다. 에어로졸 기재(128)는 일반적으로 기재 캐리어(114)의 다른 구역(130)보다 더 압축 가능하다. 따라서, 기재 캐리어(114)를 삽입하는 사용자는 기재 캐리어(114)의 다른 구역(130)의 감소된 압축률에 기인하여, 돌출부(140)의 상부 에지(142a)가 에어로졸 기재(128)의 경계와 정렬될 때 저항의 증가를 느낀다. 이것을 달성하기 위해, 기재 캐리어(114)가 접촉하는 기저부(112)의 부분(들)은 에어로졸 기재(128)가 차지하는 기재 캐리어(114)의 길이와 동일한 거리만큼 돌출부(140)의 상단 에지(142a)로부터 이격되어야 한다. 일부 예에서, 에어로졸 기재(128)가 기재 캐리어(114)의 약 20 ㎜를 차지하므로, 기재 캐리어가 가열 챔버(108)에 삽입될 때 기재 캐리어(114)가 터치하는 기저부의 부분과 돌출부(140)의 상단 에지(142a) 사이의 간격이 또한 약 20 ㎜이다.
도시된 바와 같이, 기저부(112)는 또한 플랫폼(148)을 포함한다. 플랫폼(148)은 기저부(112)를 아래로부터 (예를 들어, 가열 챔버(108)의 형성의 일부로서, 하이드로포밍, 기계적 압력에 의해) 가압하여 만입부를 기저부(112)의 외부면(하부면)에 남기고 플랫폼(148)을 기저부(112)의 내부면(가열 챔버(108) 내부의 상부면)에 남기는 단일 단차에 의해 형성된다. 플랫폼(148)이 이러한 방식으로, 예를 들어, 대응하는 만입부를 갖게 형성되는 경우에, 이 용어는 상호 교환 가능하게 사용된다. 다른 경우에, 플랫폼(148)은 별도로 기저부(112)에 부착되는 별개의 피스로부터 또는 기저부(112)의 부분을 밀링 아웃하여 플랫폼(148)을 남김으로써 형성될 수 있고; 어느 경우든, 대응하는 만입부가 필요하지 않다. 이 후자의 경우는 이들이 기저부(112)의 변형에 의존적이지 않기 때문에, 달성될 수 있는 플랫폼(148)의 형상의 더 많은 다양성을 제공할 수 있고, 이는 (편리한 방식이지만 )형상을 선택할 수 있는 복잡성을 제한한다. 도시된 형상이 대략 원형이지만, 이 유형 중 하나 이상의 유형의 다수의 형상을 포함하는, 다각형 형상, 곡선의 형상을 포함하지만 이들로 제한되지 않는, 본 명세서에서 상세히 제시된 원하는 효과를 달성하는 매우 다양한 형상이 물론 있다. 실제로, 중심에 위치된 플랫폼(148)으로서 도시되지만, 일부 경우에, 예를 들어, 가열 챔버(108)의 에지에서, 중심으로부터 이격된 하나 이상의 플랫폼 구성요소가 있을 수 있다. 일반적으로, 플랫폼(148) 대략 평탄한 상단부를 갖지만, 반구형 플랫폼 또는 상단부에 둥근 돔 형상을 가진 플랫폼이 또한 구상된다.
위에서 언급된 바와 같이, 기재 캐리어(114)가 터치하는 기저부(112)의 부분과 돌출부(140)의 상단 에지(142a) 사이의 거리는 에어로졸 기재(128)의 길이와 일치하여 이들이 기재 캐리어(114)를 에어로졸 생성 디바이스(100)에 이들이 할 수 있는 한 멀리 삽입한다는 표시를 사용자에게 제공하도록 신중하게 선택될 수 있다. 플랫폼(148)이 기저부(112)에 없는 경우에, 이것은 단순히 기저부(112)로부터 돌출부(140)의 상단 에지(142a)으로의 거리가 에어로졸 기재(128)의 길이와 일치해야 한다는 것을 의미한다. 플랫폼(148)이 존재하는 경우에, 에어로졸 기재(128)의 길이는 돌출부(140)의 상단 에지(142a)와 플랫폼(148)의 최상부 부분(즉, 일부 예에서 가열 챔버(108)의 개방 단부(110)와 가장 가까운 부분) 사이의 거리에 대응해야 한다. 추가의 또 다른 예에서, 돌출부(140)의 상단 에지(142a)와 플랫폼(148)의 최상부 부분 사이의 거리는 에어로졸 기재(128)의 길이보다 약간 더 짧다. 이것은 기재 캐리어(114)의 팁(134)이 플랫폼(148)의 최상부 부분을 지나 약간 연장해야 해서, 기재 캐리어(114)의 단부(134)에서 에어로졸 기재(128)의 압축을 유발한다는 것을 의미한다. 실제로, 이 압축 효과는 심지어 돌출부(140)가 측벽(126)의 내부면에 없는 예에서 발생할 수 있다. 이 압축은 기재 캐리어(114)의 단부(134)의 에어로졸 기재(128)가 가열 챔버(108)에 떨어지는 것을 방지하여, 복잡하고 어려운 과업일 수 있는, 가열 챔버(108)의 세척의 필요성을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 또한, 압축은 기재 캐리어(114)의 단부(134)를 압축시켜서, 에어로졸 기재(128)가 기재 캐리어(114)로부터 떨어질 가능성을 증가시킬 경향에 기인하여, 측벽(126)으로부터 연장되는 돌출부(140)를 사용하여 이 구역을 압축시키는 데 부적절한 경우에 위에서 설명된 효과를 완화시키는 것을 돕는다.
플랫폼(148)은 또한 기재 캐리어(114)의 팁(134)으로의 공기 흐름 경로를 방해하는 일 없이 기재 캐리어(114)로부터 떨어지는 모든 에어로졸 기재(128)를 수집할 수 있는 구역을 제공한다. 예를 들어, 플랫폼(148)은 열 챔버(108)의 하부 단부(즉, 기저부(112)와 가장 가까운 부분)를 플랫폼(148)을 형성하는 상승된 부분과 기저부(112)의 나머지를 형성하는 하강된 부분으로 분할한다. 하강된 부분이 기재 캐리어(114)로부터 떨어지는 에어로졸 기재(128)의 느슨한 부분을 수용할 수 있고, 반면에 공기는 여전히 에어로졸 기재(128)의 이러한 느슨한 부분에 걸쳐 기재 캐리어(114)의 단부로 흐를 수 있다. 플랫폼(148)은 이 효과를 달성하기 위해 기저부(112)의 나머지보다 약 1 ㎜ 더 높을 수 있다. 플랫폼(148)이 기재 캐리어(114)의 직경보다 더 작은 직경을 가질 수 있어서 플랫폼은 공기가 에어로졸 기재(128)를 통해 흐르는 것을 방지하지 못한다. 바람직하게는, 플랫폼(148)은 0.5 ㎜ 내지 0.2 ㎜, 가장 바람직하게는 0.45 ㎜ 내지 0.35 ㎜, 예컨대, 0.4 ㎜ (±0.03 ㎜)의 직경을 갖는다.
에어로졸 생성 디바이스(100)는 사용자 작동 가능한 버튼(116)을 갖는다. 제1 실시형태에서, 사용자-작동 가능한 버튼(116)은 케이싱(102)의 측벽(118)에 위치된다. 사용자-작동 가능한 버튼(116)은 예를 들어, 사용자-작동 가능한 버튼(116)을 누름으로써 사용자-작동 가능한 버튼(116)을 작동시킬 때, 에어로졸 생성 디바이스(100)가 활성화되어 에어로졸 기재(128)를 가열해서 흡입용 에어로졸을 생성하도록 배열된다. 일부 실시형태에서, 사용자-작동 가능한 버튼(116)은 또한 사용자가 에어로졸 생성 디바이스(100)의 다른 기능을 활성화시키고/시키거나 에어로졸 생성 디바이스(100)의 상태를 나타내기 위해 조명하게 하도록 배열된다. 다른 예에서, 별개의 등 또는 등들(예를 들어, 하나 이상의 LED 또는 다른 적합한 광원)은 에어로졸 생성 디바이스(100)의 상태를 나타내도록 제공될 수 있다. 이러한 맥락에서, 상태는: 배터리 잔량, 가열기 상태(예를 들어, 온, 오프, 오류 등), 디바이스 상태(예를 들어, 빨 준비가 되었는지 여부) 또는 다른 상태 표시, 예를 들어, 오류 모드, 전원 공급이 고갈될 때까지 소비되거나 또는 남아있는 퍼프 수 또는 전체 기재 캐리어(114)의 표시 등 중 하나 이상을 의미할 수 있다.
제1 실시형태에서, 에어로졸 생성 디바이스(100)는 전기적으로 전력 공급받는다. 즉, 에어로졸 생성 디바이스는 전력을 사용하여 에어로졸 기재(128)를 가열하도록 배열된다. 이 목적을 위해, 에어로졸 생성 디바이스(100)는 전력원(120), 예를 들어, 배터리를 갖는다. 전력원(120)은 제어 회로망(122)에 결합된다. 제어 회로망(122)은 결국 가열기(124)에 결합된다. 사용자-작동 가능한 버튼(116)은 제어 회로망(122)을 통한 가열기(124)에 대한 전력원(120)의 결합 및 결합 해제를 유발하도록 배열된다. 이 실시형태에서, 전력원(120)은 에어로졸 생성 디바이스(100)의 제1 단부(104)를 향하여 위치된다. 이것은 전력원(120)이 에어로졸 생성 디바이스(100)의 제2 단부(106)를 향하여 위치되는 가열기(124)로부터 이격되게 한다. 다른 실시형태에서, 가열 챔버(108)는 다른 방식으로, 예를 들어, 가연성 기체를 태움으로써 가열된다.
가열기(124)는 가열 챔버(108)의 외부면에 부착된다. 가열기(124)는 측벽(126)의 외부면과 접촉하게 자체 제공되는 금속성 층(144)에 제공된다. 금속성 층(144)은 측벽(126)의 외부면의 형상과 일치하는, 가열 챔버(108) 주위의 밴드를 형성한다. 금속성 층(144)의 중심에 장착된 가열기(124)가 도시되고, 금속성 층(144)은 가열기(124)를 넘어 상향으로 그리고 하향으로 등거리로 연장된다. 도시된 바와 같이, 가열기(124)가 금속성 층(144) 상에 전부 위치되어 금속성 층(144)은 가열기(124)가 차지하는 영역보다 더 큰 영역을 덮는다. 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같은 가열기(124)는 기저부(112)와 개방 단부(110) 사이의, 가열 챔버(108)의 중간 부분에 부착되고, 금속성 층(114)에서 덮인 외부면의 영역에 부착된다. 다른 실시형태에서, 가열기(124)가 가열 챔버(108)의 다른 부분에 부착될 수 있거나 또는 가열 챔버(108)의 측벽(126) 내에 포함될 수 있고, 가열 챔버(108)의 외부가 금속성 층(144)을 포함하는 것이 필수적이지 않음에 유의한다.
가열기(124)는 도 7에 도시된 바와 같이 가열 구성요소(164), 전기 연결 트랙(150) 및 백킹 필름(166)을 포함한다. 가열 구성요소(164)는 전류가 가열 구성요소(164)를 통과할 때 가열 구성요소(164)가 뜨거워지고 온도를 증가시키도록 구성된다. 가열 구성요소(164)는 가열 구성요소가 날카로운 코너를 포함하지 않도록 성형된다. 날카로운 코너는 가열기(124)에 핫스폿을 유도할 수 있거나 또는 퓨즈 포인트를 생성할 수 있다. 가열 구성요소(164)는 또한 균일한 폭을 갖고, 서로 가깝게 이어지는 구성요소(164)의 부분은 대략 등거리로 이격되어 유지된다. 도 7의 가열 구성요소(164)는 위의 기준을 준수하면서 가능한 많은 영역을 덮는, 가열기(124)의 영역에 걸쳐 사형 경로를 각각 취한 2개의 저항 경로(164a, 164b)를 도시한다. 이 경로(164a, 164b)는 도 7에서 서로 전기적으로 병렬로 배열된다. 다른 수의 경로, 예를 들어, 3개의 경로, 1개의 경로 또는 수많은 경로가 사용될 수 있다는 것에 유의한다. 경로(164a, 164b)는 이것이 합선을 생성하기 때문에 교차되지 않는다. 가열 구성요소(164)는 필요한 가열 레벨을 위해 정확한 전력 밀도를 생성하도록 저항을 갖게 구성된다. 일부 예에서, 가열 구성요소(164)는 0.4 Ω 내지 2.0 Ω, 그리고 특히 유리하게는 0.5 Ω 내지 1.5 Ω, 그리고 더 구체적으로 0.6 Ω 내지 0.7 Ω의 저항을 갖는다.
전기 연결 트랙(150)이 가열기(124)의 부분으로서 도시되지만, 일부 실시형태에서 와이어 또는 다른 연결 구성요소로 대체될 수 있다. 전기 연결부(150)는 전력을 가열 구성요소(164)에 제공하고, 전력원(120)을 가진 회로를 형성하도록 사용된다. 가열 구성요소(164)로부터 아래로 수직으로 연장되는 전기 연결 트랙(150)이 도시된다. 가열기(124)가 제자리에 있다면, 전기 연결부(150)는 가열 챔버(108)의 기저부(112)를 지나 절연 부재(152)의 기저부(156)를 통해 연장되어 제어 회로망(122)과 연결된다.
백킹 필름(166)은 가열 구성요소(164)가 부착되는 단일 시트일 수 있거나 또는 2개의 시트(166a, 166b) 사이에 가열 구성요소를 개재한 엔빌로프를 형성할 수 있다. 일부 실시형태에서 백킹 필름(166)은 폴리이미드로 형성된다. 일부 실시형태에서 백킹 필름(166)의 두께는 가열기(124)의 열용량을 감소시키기 위해 최소화된다. 예를 들어, 백킹 필름(166)의 두께는 50 ㎛, 또는 40 ㎛, 또는 25 ㎛일 수 있다.
가열 구성요소(164)는 측벽(108)에 부착된다. 도 7에서, 가열 구성요소(164)는 가열기(124)의 크기를 신중하게 선택함으로써, 가열 챔버(108) 주위를 1회 랩핑(wrap)하도록 구성된다. 이것은 가열기(124)에 의해 생성된 열이 가열기(124)에 의해 덮인 표면 주위에 대략 고르게 분산되는 것을 보장한다. 일부 예에서 1회 완전히 랩핑하는 대신 가열기(124)가 가열 챔버(108) 주위를 여러 번 랩핑할 수 있다는 것에 유의한다.
가열기(124)의 높이가 대략 14 ㎜ 내지 15 ㎜인 것에 또한 유의한다. 가열기(124)의 둘레(또는 가열 챔버(108)에 적용되기 전의 가열기의 길이)는 대략 24 ㎜ 내지 25 ㎜이다. 가열 구성요소(164)의 높이는 14 ㎜ 미만일 수 있다. 이것은 가열 구성요소(164)가 가열 구성요소(164) 주위의 경계와 함께, 가열기(124)의 백킹 필름(166) 내에 완전히 배치되게 한다. 따라서 일부 실시형태에서 가열기(124)에 의해 덮인 면적은 대략 3.75㎠일 수 있다.
가열기(124)가 사용하는 전력은 이 실시형태에서 전지(또는 배터리)의 형태인 전력원(120)에 의해 제공된다. 전력원(120)이 제공하는 전압은 조절된 전압 또는 승압 전압이다. 예를 들어, 전력원(120)은 2.8 V 내지 4.2 V의 범위 내 전압을 생성하도록 구성될 수 있다. 하나의 예에서, 전력원(120)은 3.7 V의 전압을 생성하도록 구성된다. 하나의 실시형태에서 가열 구성요소(164)의 예시적인 저항이 0.6 Ω이고, 예시적인 전압이 3.7 V라면, 이것은 가열 구성요소(164)에서 대략 30 W의 전력 출력을 발생시킬 것이다. 예시적인 저항 및 전압에 기초하여, 전력 출력이 15 W 내지 50 W일 수 있다는 것에 유의한다. 전력원(120)을 형성하는 전지는 재충전 가능한 전지일 수 있거나 또는 대안적으로 일회용 전지(120)일 수 있다. 전력원은 일반적으로 전력원이 20개 이상의 열 사이클을 제공할 수 있도록 구성된다. 이것은 20개의 기재 캐리어(114)의 전체 패킷이 에어로졸 생성 디바이스(100)의 단일 충전 시 사용자에 의해 사용되게 한다. 전지는 리튬 이온 전지 또는 임의의 다른 유형의 상업적으로 입수 가능한 전지일 수 있다. 전지는 예를 들어, 18650 전지 또는 18350 전지일 수 있다. 전지가 18350 전지라면, 에어로졸 생성 디바이스(100)는 12개의 열 사이클 또는 실제로 20개의 열 사이클을 위한 충분한 전하를 저장하여 사용자가 12개 또는 심지어 20개의 기재 캐리어(114)를 소비하게 하도록 구성될 수 있다.
가열기(124)에 대한 하나의 중요한 값은 가열기가 생성하는 단위 면적당 전력이다. 이것은 얼마나 많은 열이 가열기(124)에 의해 가열기와 접촉하는 영역(이 경우에 가열 챔버(108))으로 제공될 수 있는지의 척도이다. 설명된 예에 대해, 이것은 4 W/㎠ 내지 13.5 W/㎠의 범위이다. 가열기는 일반적으로 설계에 따라, 2 W/㎠ 내지 10 W/㎠의 최대 전력 밀도에 대해 등급이 지정된다. 따라서 이 실시형태 중 일부 실시형태에 대해, 구리 또는 다른 전도성 금속층(144)이 가열 챔버(108) 상에 제공될 수 있어서 열을 가열기(124)로부터 효율적으로 전도하고 가열기(124)에 대한 손상 가능성을 감소시킨다.
가열기(124)가 전달하는 전력은 일부 실시형태에서 일정할 수 있고, 다른 실시형태에서 일정하지 않을 수 있다. 예를 들어, 가열기(124)는 듀티 사이클을 통해 또는 더 구체적으로 펄스 폭 변조 사이클로 가변 전력을 제공할 수 있다. 이것은 전력이 펄스로 전달되게 하고 가열기(124)에 의한 시평균 전력 출력이 간단히 "온" 시간 대 "오프" 시간의 비를 선택함으로써 쉽게 제어되게 한다. 가열기(124)에 의한 전력 출력의 레벨은 또한 부가적인 제어 수단, 예컨대, 전류 또는 전압 조작에 의해 제어될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 에어로졸 생성 디바이스(100)는 가열기(124)의 온도 또는 가열기(124)를 둘러싸는 환경을 검출하기 위한 온도 센서(170)를 갖는다. 온도 센서(170)는 예를 들어, 서미스터, 열전대, 또는 임의의 다른 온도계일 수 있다. 서미스터는 예를 들어, 전압계에 연결된 저항성 물질을 캡슐화하고 전압계를 통해 흐르는 알려진 전류를 가진 유리 구슬로 형성될 수 있다. 따라서, 유리의 온도가 변화될 때, 저항성 물질의 저항이 예측 가능한 방식으로 변화되고, 이러한 온도는 일정한 전류(일정한 전압 모드가 또한 가능함)에서 구슬에 걸친 전압 강하로부터 확인될 수 있다. 일부 실시형태에서, 온도 센서(170)는 가열 챔버(108)의 표면 상에, 예를 들어, 가열 챔버(108)의 외부면에 형성된 만입부에 배치된다. 만입부는 예를 들어, 돌출부(140)의 부분으로서, 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 만입부와 같은 것일 수 있거나 또는 만입부는 온도 센서(170)를 고정시키기 위해 특별히 제공되는 만입부일 수 있다. 예시된 실시형태에서, 온도 센서(170)는 가열기(124)의 백킹층(166) 상에 제공된다. 다른 실시형태에서, 온도 센서(170)는 온도가 가열 구성요소(164)의 저항의 변화를 모니터링함으로써 검출된다는 점에서, 가열기(124)의 가열 구성요소(164)와 일체형이다.
제1 실시형태의 에어로졸 생성 디바이스(100)에서, 에어로졸 생성 디바이스(100)의 개시 후 제1 퍼프에 대한 시간은 중요한 매개변수이다. 에어로졸 생성 디바이스(100)의 사용자는 에어로졸 생성 디바이스(100)를 개시시키는 것과 기재 캐리어(128)로부터 에어로졸을 흡입하는 것 사이의 최소 지연 시간으로, 가능한 한 빨리 기재 캐리어(128)로부터 에어로졸을 흡입하기 시작하는 것이 바람직하다는 것을 알게 될 것이다. 따라서, 제1 가열 단계 동안, 전력원(120)은 예를 들어, 듀티 사이클을 항상 온 상태로 설정함으로써 또는 전압과 전류의 곱을 최대 가능한 값으로 조작함으로써 가열기(124)에 이용 가능한 전력의 100%를 제공한다. 이것은 30초의 기간 동안, 또는 더 바람직하게는 20초의 기간 동안, 또는 온도 센서(170)가 240℃에 대응하는 판독을 제공할 때까지 임의의 기간 동안일 수 있다. 일반적으로 기재 캐리어(114)는 180℃에서 최적으로 작동할 수 있지만, 그럼에도 불구하고 사용자가 기재 캐리어(114)로부터 가능한 한 빨리 에어로졸을 추출할 수 있도록 온도 센서(170)를 가열하여 이 온도를 초과하는 것이 유리할 수 있다. 그 이유는 에어로졸 기재(128)가 에어로졸 기재(128)를 통한 따뜻한 공기의 대류에 의해 그리고 돌출부(140)와 기재 캐리어(114)의 외부면 사이의 전도에 의해 어느 정도 가열되기 때문에 에어로졸 기재(128)의 온도가 일반적으로 온도 센서(170)에 의해 검출되는 온도보다 뒤떨어지기(즉, 그보다 낮기) 때문이다. 대조적으로, 온도 센서(170)는 가열기(124)와 우수한 열 접촉을 유지하므로, 에어로졸 기재(128)의 온도가 아니라 가열기(124)의 온도에 가까운 온도를 측정한다. 에어로졸 기재(128)의 온도를 정확하게 측정하는 것이 실제로 어려울 수 있으므로 가열 사이클은 상이한 가열 프로파일 및 가열기 온도가 시도되는 경우 종종 경험적으로 결정되고 에어로졸 기재(128)에 의해 생성되는 에어로졸은 그 온도에서 형성되는 상이한 에어로졸 성분에 대해 모니터링된다. 최적의 사이클은 에어로졸을 가능한 한 빨리 제공하지만 에어로졸 기재(128)의 과열로 인한 연소 생성물의 생성을 방지한다.
온도 센서(170)가 검출하는 온도는 예를 들어, 피드백 루프를 형성함으로써, 전지(120)에 의해 전달되는 전력의 레벨을 설정하도록 사용될 수 있고, 온도 센서(170)가 검출하는 온도는 가열기 전력 공급 사이클을 제어하도록 사용된다. 아래에서 설명되는 가열 사이클은 사용자가 단일 기재 캐리어(114)를 소비하길 원하는 경우에 대한 것일 수 있다.
제1 실시형태에서, 가열기(124)는 가열 챔버(108) 주위에서 연장된다. 즉, 가열기(124)는 가열 챔버(108)를 둘러싼다. 더 상세하게, 가열기(124)는 가열 챔버(108)의 기저부(112) 주위가 아닌 가열 챔버(108)의 측벽(126) 주위에서 연장된다. 가열기(124)는 가열 챔버(108)의 전체 측벽(126)에 걸쳐 연장되지 않는다. 오히려, 가열기는 측벽(126) 주위에서 완전히, 하지만 오직 측벽(126)의 길이의 부분에 걸쳐 연장되고, 이 맥락에서 길이는 기저부(112)로부터 가열 챔버(108)의 개방 단부(110)까지이다. 다른 실시형태에서, 가열기(124)는 측벽(126)의 전체 길이에 걸쳐 연장된다. 또 다른 실시형태에서, 가열기(124)는 갭에 의해 분리된 2개의 가열 부분을 포함하고, 덮이지 않은 가열 챔버(108)의 중심 부분, 예를 들어, 기저부(112)와 가열 챔버(108)의 개방 단부(110) 사이의 중간의 측벽(126)의 부분을 남긴다. 다른 실시형태에서, 가열 챔버(108)가 컵 형상이기 때문에, 가열기(110)가 마찬가지로 컵 형상이고, 예를 들어, 가열기는 가열 챔버(108)의 기저부(112) 주위에서 완전히 연장된다. 또 다른 실시형태에서, 가열기(124)는 가열 챔버(108)에 가장 근접하게 분산된 다수의 가열 구성요소(164)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 가열 구성요소(164) 사이에 공간이 있고; 다른 실시형태에서, 가열 구성요소는 서로 중첩된다. 일부 실시형태에서 가열 구성요소(164)는 가열 챔버(108) 또는 측벽(126)의 둘레 주위에서, 예를 들어, 횡방향으로 이격될 수 있고, 다른 실시형태에서 가열 구성요소(164)는 가열 챔버(108) 또는 측벽(126)의 길이를 따라, 예를 들어, 길이방향으로 이격될 수 있다. 제1 실시형태의 가열기(124)가 가열 챔버(108)의 외부면에, 가열 챔버(108)의 외부에 제공된다는 것이 이해될 것이다. 가열 챔버(108)와 우수하게 열 접촉하는 가열기(124)가 제공되어, 가열기(124)와 가열 챔버(108) 간의 우수한 열 전달을 허용한다.
금속성 층(144)은 구리 또는 높은 열 전도율의 임의의 다른 물질(예를 들어, 금속 또는 합금), 예를 들어, 금 또는 은으로 형성될 수 있다. 이 맥락에서, 높은 열 전도율은 150 W/mK 이상의 열 전도율을 가진 금속 또는 합금을 나타낼 수 있다. 금속성 층(144)은 임의의 적합한 방법, 예를 들어, 전기도금에 의해 적용될 수 있다. 층(144)을 적용하기 위한 다른 방법은 금속성 테이프를 가열 챔버(108)에 붙이는 것, 화학적 기상 증착, 물리적 기상 증착 등을 포함한다. 전기도금이 층(144)을 적용하기 위한 편리한 방법이지만, 전기도금은 층(144)이 적용되는 부분이 전기적으로 전도성일 것을 요구한다. 이것은 다른 증착 방법과는 다르고, 이 다른 방법은 가열 챔버(108)가 유용한 열 특성을 가질 수 있는, 세라믹과 같은, 전기 비전도성 물질로 형성될 가능성을 열어둔다. 또한, 층이 금속성으로 설명되는 경우에, 이것은 보통 "금속 또는 합금으로 형성됨"을 의미하는 것으로 간주되어야 하는 반면, 이 맥락에서, 층은 비교적 높은 열 전도율 물질(>150 W/mK)을 나타낸다. 금속성 층(144)이 측벽(126) 상에 전기도금되는 경우에, 먼저 "스트라이크층"을 형성하여 전기도금된 층이 외부면에 부착되는 것을 보장하는 것이 필수적일 수 있다. 예를 들어, 금속성 층(144)이 구리이고 측벽(126)이 스테인리스 강인 경우에, 니켈 스트라이크층은 우수한 부착을 보장하도록 종종 사용된다. 전기도금된 층과 증착된 층은 금속성 층(144)과 측벽(126)의 물질 간에 직접적인 접촉이 있어서, 2개의 구성요소 간의 열 전도율을 개선시킨다는 장점을 갖는다.
방법이 금속성 층(144)을 형성하도록 사용되든, 층(144)의 두께는 보통 측벽(126)의 두께보다 다소 더 얇다. 예를 들어, 금속성 층의 두께의 범위는 10 ㎛ 내지 50 ㎛, 또는 10 ㎛ 내지 30 ㎛, 예를 들어, 약 20 ㎛일 수 있다. 스트라이크층이 사용되는 경우에, 이것은 금속성 층(144)보다 훨씬 더 얇고, 예를 들어, 10 ㎛ 또는 심지어 5 ㎛이다. 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 금속성 층(144)의 목적은 가열기(124)가 차지하는 영역보다 더 큰 영역에 걸쳐 가열기(124)가 생성하는 열을 분산시키는 것이다. 일단 이 효과가 만족스럽게 달성된다면, 이것이 단지 열용량을 증가시키고 에어로졸 생성 디바이스(100)의 효율을 감소시키기 때문에 금속성 층(144)을 더 두껍게 만드는 것에는 별 이득이 없다.
금속성 층(144)이 오직 측벽(126)의 외부면의 부분에 걸쳐 연장된다는 것이 도 1 내지 도 6에서 분명할 것이다. 이것은 가열 챔버(108)의 열용량을 감소시킬 뿐만 아니라 가열 구역의 한정을 허용한다. 대략적으로, 금속성 층(144)이 측벽(126)보다 더 높은 열 전도율을 가지므로, 가열기(124)가 생성하는 열이 금속성 층(144)에 의해 덮인 영역에 걸쳐 신속하게 확산되지만, 측벽(126)이 얇고 금속성 층(144)보다 비교적 더 낮은 열 전도율을 갖는 것에 기인하여, 열은 금속성 층(144)에 의해 덮인 측벽(126)의 구역에서 비교적 국부화되게 남아 있다. 선택적 전기도금은 적합한 테이프(예를 들어, 폴리에스테르 또는 폴리이미드) 또는 실리콘 고무 주형으로 가열 챔버(108)의 부분을 마스킹함으로써 달성된다. 다른 도금 방법은 상이한 테이프 또는 마스킹 방법을 적절하게 사용할 수 있다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 금속성 층(144)은 돌출부/만입부(140)가 연장되는 가열 챔버(108)의 전체 길이와 중첩된다. 이것은 돌출부(140)가 금속성 층(144)의 열적으로 전도성 효과에 의해 가열되고, 이는 결국 돌출부(140)가 위에서 설명된 전도성 가열을 제공하는 것을 의미한다. 금속성 층(144)의 범위가 가열 구역의 범위에 대략 대응하므로, 금속성 층을 가열 챔버(108)의 상단부 및 하단부까지(즉, 개방 단부 및 기저부(112)와 가장 가깝게) 연장하는 것이 종종 불필요하다. 위에서 언급된 바와 같이, 가열되는 기재 캐리어(114)의 구역은 에어로졸 기재(128)의 경계에서 약간 위쪽에서 시작하여 기재 캐리어(114)의 단부(134)를 향하여 연장되지만, 많은 경우에 기재 캐리어(114)의 단부(134)를 포함하지 않는다. 위에서 언급된 바와 같이, 금속성 층(144)은 가열기(124)가 생성하는 열이 가열기(124) 자체가 차지하는 영역보다 더 큰 영역에 걸쳐 확산되는 효과를 갖는다. 이것은 생성된 열이 더 큰 영역에 걸쳐 확산되기 때문에, 가열기(124)가 차지하는 표면적 및 정격 W/㎠에 기초하는 공칭적인 경우보다 더 많은 전력이 가열기(124)에 제공될 수 있으므로, 가열기(124)의 유효 면적이 가열기(124)가 실제로 차지하는 표면적보다 더 크다는 것을 의미한다.
가열 구역이 금속성 층(144)에 의해 덮이는 측벽(126)의 부분에 의해 획정될 수 있기 때문에, 가열 챔버(108)의 외부의 가열기(124)의 정확한 배치는 덜 중요하다. 예를 들어, 가열기(124)를 측벽(126)의 상단부 또는 하단부로부터 특정 거리에 정렬해야 하는 것 대신에, 금속성 층(144)이 매우 특정한 구역에 대신 형성될 수 있고, 가열기(124)가 위에서 설명된 바와 같이, 금속성 층(144) 구역 또는 가열 구역에 걸쳐 열을 확산시키는 금속성 층(144)의 상단부 위에 배치된다. 가열기(124)를 정확하게 정렬시키는 것보다 전기도금 또는 증착을 위한 마스킹 공정을 표준화하는 것이 종종 더 간단하다.
유사하게, 측벽(126)을 만입시킴으로써 형성되는 돌출부(140)가 있는 경우에, 만입부는 가열 챔버(108) 주위에 랩핑된 가열기(124)와 접촉하지 않는 측벽(126)의 부분을 나타내고; 대신에 가열기(124)가 만입부에 걸쳐 가교되어, 갭을 남기는 경향이 있다. 심지어 가열기(124)와 직접적으로 접촉하지 않는 측벽(126)의 부분이 금속성 층(144)을 통한 전도에 의해 가열기(124)로부터 열을 수용하기 때문에 금속성 층(144)은 이 효과를 완화시키는 것을 도울 수 있다. 일부 경우에, 가열기 구성요소(164)는 예를 들어, 만입부를 따라 이어지는 것이 아니라 만입부를 교차하도록 가열 구성요소(164)를 배열함으로써, 가열기 구성요소(164)와 측벽(126)의 외부면 간의 중첩을 최소화하도록 배열될 수 있다. 다른 경우에, 가열기(124)는 만입부 위에 가로놓인 가열기(124)의 부분이 가열기 구성요소(164) 사이의 갭이도록 측벽(126)의 외부면 상에 배치된다. 만입부 위에 가로놓인 가열기(124)의 효과를 완화시키기 위한 방법이 선택되든, 금속성 층(144)은 열을 만입부로 전도함으로써 이 효과를 완화시킨다. 또한, 금속성 층(144)이 부가적인 두께를 측벽(126)의 만입된 구역에 제공하여, 부가적인 구조적 지지를 이 구역에 제공한다. 실제로, 금속성 층(126)이 제공하는 부가적인 두께는 금속성 층(144)에 의해 덮인 모든 부분의 얇은 측벽(126)을 강화시킨다.
금속성 층(144)은 만입부가 외부면 측벽(126)에 형성되어 가열 챔버(108)로 연장되는 돌출부(140)를 제공하는 단계 전에 또는 후에 형성될 수 있다. 일단 금속성 층(144)이 형성된다면 어닐링과 같은 단계가 금속성 층(144)을 손상시키려는 경향이 있고, 측벽(126)을 스탬핑하여 돌출부(140)를 형성하는 것이 금속성 층(144)과 결합한 측벽(126)의 증가된 두께에 기인하여 더 어렵게 되기 때문에 금속성 층 전에 만입부를 형성하는 것이 선호된다. 그러나, 금속성 층(144)이 측벽(126) 상에 형성되기 전에 만입부가 형성되는 경우에, 금속성 층이 만입부로 연장되는 방식으로 금속성 층이 측벽(126)의 외부면을 마스킹하는 것이 어렵기 때문에 금속성 층이 만입부를 넘어(즉, 위로 그리고 아래로) 연장되도록 금속성 층(144)을 형성하는 것이 훨씬 더 쉽다. 마스킹과 측벽(126) 사이의 임의의 갭은 금속성 층(144)이 마스킹 아래에 증착되는 것을 발생시킬 수 있다.
열적으로 절연성 층(146)이 가열기(124) 주위에 랩핑된다. 이 층(146)이 장력하에 있으므로, 압축력을 가열기(124)에 제공하여, 가열기(124)를 측벽(126)의 외부면에 대해 타이트하게 고정시킨다. 유리하게는, 이 열적으로 절연성 층(146)은 열 수축 물질이다. 이것은 열적으로 절연성 층(146)이 가열 챔버 주위에서(가열기(124), 금속성 층(144) 등 위에서) 타이트하게 랩핑되고 이어서 가열되게 한다. 가열 시 열적으로 절연성 층(146)은 가열 챔버(108)의 측벽(126)의 외부면에 대해 타이트하게 가열기(124)를 수축시키고 가압한다. 이것은 가열기(124)와 측벽(126) 사이의 모든 공극을 제거하고 가열기(124)가 측벽과 매우 우수하게 열 접촉하도록 유지한다. 가열기(124)가 생성하는 열이 측벽(후속하여 에어로졸 기재(128))의 가열을 발생시키고 가열 공기를 낭비하지 않거나 또는 다른 방식으로 누출되지 않기 때문에 이것은 결국 우수한 효율을 보장한다.
바람직한 실시형태는 오직 1차원으로 수축하는, 열 수축 물질, 예를 들어, 처리된 폴리이미드 테이프를 사용한다. 예를 들어, 폴리이미드 테이프 예에서, 테이프는 오직 길이 방향으로 수축하도록 구성될 수 있다. 이것은 테이프가 가열 챔버(108) 및 가열기(124) 주위에서 랩핑될 수 있고 가열 시 측벽(126)에 대해 가열기(124)를 수축시키고 가압한다는 것을 의미한다. 열적으로 절연성 층(146)이 길이 방향으로 수축하기 때문에, 이 방식으로 생성된 힘은 균일하고 내향으로 향한다. 테이프가 횡(폭) 방향으로 수축한다면 이것은 가열기(124) 또는 테이프 자체의 러플링(ruffling)을 유발할 수 있다. 이것은 결국 갭을 도입할 것이고, 에어로졸 생성 디바이스(100)의 효율을 감소시킬 것이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 기재 캐리어(114)는 외부층(132)에서 랩핑된 에어로졸 수집 구역(130)과 함께 에어로졸 기재(128)의 미리-포장된 양을 포함한다. 에어로졸 기재(128)는 기재 캐리어(114)의 제1 단부(134)를 향하여 위치된다. 에어로졸 기재(128)는 외부층(132) 내 기재 캐리어(114)의 전체 폭에 걸쳐 연장된다. 이들은 또한 기재 캐리어(114)를 따라 도중에 서로 접촉하여, 경계에서 만난다. 전반적으로, 기재 캐리어(114)는 일반적으로 원통형이다. 도 1 및 도 2에서, 기재 캐리어(114)가 없는 에어로졸 생성 디바이스(100)가 도시된다. 도 3 및 도 4에서, 에어로졸 생성 디바이스(100) 위에 있지만, 에어로졸 생성 디바이스(100)에 로딩되지 않은 기재 캐리어(114)가 도시된다. 도 5 및 도 6에서, 에어로졸 생성 디바이스(100)에 로딩된 기재 캐리어(114)가 도시된다.
사용자가 에어로졸 생성 디바이스(100)를 사용하길 원할 때, 사용자는 먼저 기재 캐리어(114)를 에어로졸 생성 디바이스(100)에 로딩한다. 이것은 기재 캐리어(114)를 가열 챔버(108)에 삽입하는 것을 수반한다. 기재 캐리어(114)는 에어로졸 기재(128)가 위치되는, 기재 캐리어(114)의 제1 단부(134)가 가열 챔버(108)에 진입하도록 지향된 가열 챔버(108)에 삽입된다. 기재 캐리어(114)는 기재 캐리어(114)의 제1 단부(134)가 가열 챔버(108)의 기저부(112)로부터 내향으로 연장되는 플랫폼(148)에 기댈 때까지, 즉, 기재 캐리어(114)가 가열 챔버(108)로 더 멀리 삽입될 수 없을 때까지 가열 챔버(108)에 삽입된다. 도시된 실시형태에서, 위에서 설명된 바와 같이, 기재 캐리어(114)가 에어로졸 생성 디바이스(100)에 충분히 멀리 삽입되었다는 것을 사용자에게 알리는 기재 캐리어(114)의 덜 압축 가능한 인접한 구역 및 에어로졸 기재(128)의 경계와 돌출부(140)의 상부 에지(142a) 간의 상호 작용으로부터의 부가적인 효과가 있다. 기재 캐리어가 갈 수 있는 한 기재 캐리어(114)가 가열 챔버(108)에 삽입될 때, 기재 캐리어(114)의 길이의 일부만이 가열 챔버(108) 내부에 있다는 것이 도 3 및 도 4에서 보일 것이다. 기재 캐리어(114)의 길이의 나머지는 가열 챔버(108)로부터 돌출된다. 기재 캐리어(114)의 길이의 나머지의 적어도 일부는 또한 에어로졸 생성 디바이스(100)의 제2 단부(106)로부터 돌출된다. 제1 실시형태에서, 기재 캐리어(114)의 길이의 나머지의 전부는 에어로졸 생성 디바이스(100)의 제2 단부(106)로부터 돌출된다. 즉, 가열 챔버(108)의 개방 단부(110)는 에어로졸 생성 디바이스(100)의 제2 단부(106)와 일치한다. 다른 실시형태에서, 기재 캐리어(114)의 어떤 것 또는 실질적으로 어떤 것도 에어로졸 생성 디바이스(100)로부터 돌출되지 않도록 기재 캐리어(114)의 전부 또는 실질적으로 전부가 에어로졸 생성 디바이스(100)에 수용될 수 있다.
기재 캐리어(114)가 가열 챔버(108)에 삽입된다면, 기재 캐리어(114) 내 에어로졸 기재(128)는 가열 챔버(108) 내에 적어도 부분적으로 배열된다. 제1 실시형태에서, 에어로졸 기재(128)는 가열 챔버(108) 내에 전부 있다. 실제로, 기재 캐리어(114) 내 에어로졸 기재(128)의 미리-포장된 양은 기저부(112)로부터 가열 챔버(108)의 개방 단부(110)까지의 가열 챔버(108)의 내부 높이와 대략(또는 심지어 정확히) 같은 거리만큼 기재 캐리어(114)의 제1 단부(134)로부터 기재 캐리어(114)를 따라 연장되도록 배열된다. 이것은 가열 챔버(108) 내부의, 가열 챔버(108)의 측벽(126)의 길이와 사실상 동일하다.
기재 캐리어(114)가 에어로졸 생성 디바이스(100)에 로딩된다면, 사용자는 사용자-작동 가능한 버튼(116)을 사용하여 에어로졸 생성 디바이스(100)를 온 상태로 전환한다. 이것은 전력원(120)으로부터의 전력이 제어 회로망(122)을 통해(그리고 제어 회로망의 제어하에서) 가열기(124)에 공급되게 한다. 가열기(124)는 열이 돌출부(140)를 통해 에어로졸 기재(128)로 전도되게 하여, 에어로졸 기재가 증기를 방출하기 시작할 수 있는 온도로 에어로졸 기재(128)를 가열한다. 일단 증기가 방출되기 시작할 수 있는 온도로 가열된다면, 사용자는 기재 캐리어(114)의 제2 단부(136)를 통해 증기를 빨아들임으로써 증기를 흡입할 수 있다. 즉, 증기가 가열 챔버(108) 내 기재 캐리어(114)의 제1 단부(134)에 위치된 에어로졸 기재(128)로부터 생성되고 기재 캐리어(114)의 길이를 따라, 기재 캐리어(114) 내 증기 수집 구역(130)을 통해, 증기가 사용자의 입에 진입하는, 기재 캐리어의 제2 단부(136)로 인출된다. 이 증기 흐름은 도 6에서 화살표(A)로 예시된다.
사용자가 도 6의 화살표(A)의 방향으로 증기를 빨아들일 때, 증기가 가열 챔버(108) 내 에어로졸 기재(128)의 부근으로부터 흐른다는 것이 이해될 것이다. 이 행동은 에어로졸 생성 디바이스(100)를 둘러싸는 환경으로부터 (도 6에서, 그리고 더 상세하게 도 6(a)에서 화살표(B)로 나타낸 흐름 경로를 통해) 가열 챔버(108)로 주위 공기를 인출한다. 이어서 이 주위 공기는 가열기(124)에 의해 가열되고 주위 공기가 결국 에어로졸 기재(128)를 가열하여 에어로졸의 생성을 유발한다. 더 구체적으로, 제1 실시형태에서, 공기는 가열 챔버(108)의 측벽(126)과 기재 캐리어(114)의 외부층(132) 사이에 제공된 공간을 통해 가열 챔버(108)에 진입한다. 이 목적을 위해, 기재 캐리어(114)의 외경은 가열 챔버(108)의 내경 미만이다. 더 구체적으로, 제1 실시형태에서, 가열 챔버(108)는 10 ㎜ 이하, 바람직하게는 8 ㎜ 이하 그리고 가장 바람직하게는 대략 7.6 ㎜의 내경(돌출부가 제공되지 않는 경우, 예를 들어, 돌출부(140)의 부재 시)을 갖는다. 이것은 기재 캐리어(114)가 대략 7.0 ㎜(±0.1 ㎜)의 직경을 갖게 한다(기재 캐리어가 돌출부(140)에 의해 압축되지 않는 경우). 이것은 21 ㎜ 내지 22 ㎜, 또는 더 바람직하게는 21.75 ㎜의 외부 둘레에 대응한다. 즉, 기재 캐리어(114)와 가열 챔버(108)의 측벽(126) 사이의 공간은 가장 바람직하게는 대략 0.1 ㎜이다. 다른 변형에서, 공간은 적어도 0.2 ㎜, 그리고 일부 예에서 최대 0.3 ㎜이다. 도 6의 화살표(B)는 공기가 가열 챔버(108)로 인출되는 방향을 예시한다.
사용자가 사용자-작동 가능한 버튼(116)을 작동시킴으로써 에어로졸 생성 디바이스(100)를 활성화시킬 때, 에어로졸 생성 디바이스(100)는 에어로졸 기재(128)의 부분의 기화를 유발하는 데 충분한 온도로 에어로졸 기재(128)를 가열한다. 더 상세하게, 제어 회로망(122)이 전력원(120)으로부터의 전력을 가열기(124)에 공급하여 에어로졸 기재(128)를 제1 온도로 가열한다. 에어로졸 기재(128)가 제1 온도에 도달할 때, 에어로졸 기재(128)의 성분이 기화하기 시작하고, 즉, 에어로졸 기재가 증기를 생성한다. 일단 증기가 생성된다면, 사용자는 기재 캐리어(114)의 제2 단부(136)를 통해 증기를 흡입할 수 있다. 일부 시나리오에서, 사용자는 에어로졸 생성 디바이스(100)가 에어로졸 기재(128)를 제1 온도로 가열하고 에어로졸 기재(128)가 증기를 생성하기 시작하는 데 특정한 양의 시간이 걸린다는 것을 알 수 있다. 이것은 사용자가 증기를 흡입하기 시작할 때를 스스로 판단할 수 있다는 것을 의미한다. 다른 시나리오에서, 에어로졸 생성 디바이스(100)는 증기가 흡입을 위해 이용 가능하다는 표시를 사용자에게 발행하도록 배열된다. 실제로, 제1 실시형태에서, 제어 회로망(122)은 에어로졸 기재(128)가 초기의 시간 기간 동안 제1 온도에 있을 때 사용자 작동 가능한 버튼(116)이 조명하게 한다. 다른 실시형태에서, 표시는 또 다른 표시기에 의해, 예컨대, 가청음을 생성함으로써 또는 진동기가 진동하게 함으로써 제공된다. 유사하게, 다른 실시형태에서, 표시는 에어로졸 생성 디바이스(100)가 활성화된 것으로부터 고정된 시간 기간 후, 가열기(124)가 작동 온도에 도달하자마자 또는 일부 다른 이벤트 후 제공된다.
사용자는 에어로졸 기재(128)가 증기를 계속해서 생성할 수 있는 내내, 예를 들어, 에어로졸 기재(128)가 적합한 증기로 기화하기 위해 남겨진 기화 가능한 성분을 갖고 있는 내내 증기를 계속해서 흡입할 수 있다. 제어 회로망(122)은 가열기(124)에 공급된 전력을 조정하여 에어로졸 기재(128)의 온도가 문턱값 레벨을 초과하지 않는 것을 보장한다. 구체적으로, 에어로졸 기재(128)의 구성에 의존적인 특정 온도에서, 에어로졸 기재(128)가 태워지기 시작할 것이다. 이것은 바람직한 효과가 아니고 이 온도 이상의 온도가 방지된다. 이것을 돕기 위해, 온도 센서(미도시)를 구비한 에어로졸 생성 디바이스(100)가 제공된다. 제어 회로망(122)은 온도 센서로부터 에어로졸 기재(128)의 온도 표시를 수용하고 이 표시를 사용하여 가열기(124)에 공급되는 전력을 제어하도록 배열된다. 예를 들어, 하나의 시나리오에서, 제어 회로망(122)은 가열기 또는 챔버가 제1 온도에 도달할 때까지 초기의 시간 기간 동안 최대 전력을 가열기(124)에 제공한다. 후속하여, 일단 에어로졸 기재(128)가 제1 온도에 도달했다면, 제어 회로망(122)은 에어로졸 기재(128)가 제1 온도보다 더 낮은 제2 온도에 도달할 때까지 제2 시간 기간 동안 전력을 가열기(124)에 공급하는 것을 중단한다. 후속하여, 일단 가열기(124)가 제2 온도에 도달했다면, 제어 회로망(122)은 가열기(124)가 다시 제1 온도에 도달할 때까지 제3 시간 기간 동안 전력을 가열기(124)에 공급하기 시작한다. 이것은 에어로졸 기재(128)가 소비되거나(즉, 가열에 의해 생성될 수 있는 모든 에어로졸이 이미 생성되었음) 또는 사용자가 에어로졸 생성 디바이스(100)의 사용을 중단할 때까지 계속될 수 있다. 또 다른 시나리오에서, 일단 제1 온도에 도달되었다면, 제어 회로망(122)은 가열기(124)에 공급되는 전력을 감소시켜서 에어로졸 기재(128)를 제1 온도로 유지하지만 에어로졸 기재(128)의 온도를 증가시키지 않는다.
사용자에 의한 단일 흡입은 일반적으로 "퍼프"로 불린다. 일부 시나리오에서, 시가렛 흡연 경험을 모방하는 것이 바람직하고, 이는 에어로졸 생성 디바이스(100)가 일반적으로 10 내지 15회의 퍼프를 제공하도록 충분한 에어로졸 기재(128)를 보유할 수 있다는 것을 의미한다.
일부 실시형태에서, 제어 회로망(122)은 퍼프를 계수하고 사용자가 10 내지 15회의 퍼프를 행한 후 가열기(124)를 스위치 오프하도록 구성된다. 퍼프 계수는 다양한 상이한 방식 중 하나의 방식으로 수행된다. 일부 실시형태에서, 제어 회로망(122)은 신선하고, 차가운 공기가 온도 센서(170)를 지나 흘러서, 온도 센서에 의해 검출되는 냉각을 유발하기 때문에, 온도가 퍼프 동안 감소될 때를 결정한다. 다른 실시형태에서, 공기 흐름은 흐름 검출기를 사용하여 직접적으로 검출된다. 다른 적합한 방법이 당업자에게 분명할 것이다. 다른 실시형태에서, 제어 회로망은 부가적으로 또는 대안적으로 제1 퍼프 이후로 미리 결정된 시간량이 경과된 후 가열기(124)를 스위치 오프한다. 이것은 전력 소비를 감소시키고, 퍼프 계수기가 미리 결정된 수의 퍼프가 행해졌다는 것을 정확하게 기록하는 데 실패하는 경우에 스위치 오프하기 위한 백업을 제공하는 것을 도울 수 있다.
일부 예에서, 제어 회로망(122)은 미리 결정된 시간량이 완료되는 데 걸리는, 미리 결정된 가열 사이클을 가열기가 따르도록 가열기(124)에 전력 공급하기 위해 구성된다. 일단 사이클이 완료된다면, 가열기(124)는 완전히 스위치 오프된다. 일부 경우에, 이 사이클은 가열기(124)와 온도 센서(미도시) 간의 피드백 루프를 사용할 수 있다. 예를 들어, 가열 사이클은 가열기(124)(또는, 더 정확하게 온도 센서)가 가열되거나 또는 냉각되게 하는 일련의 온도에 의해 매개변수화될 수 있다. 이러한 가열 사이클의 지속기간 및 온도는 에어로졸 기재(128)의 온도를 최적화하기 위해 경험적으로 결정될 수 있다. 이것은 예를 들어, 에어로졸 기재(128)의 외부층이 코어에 대해 상이한 온도에 있을 경우에, 에어로졸 기재 온도의 직접적인 측정이 비현실적이거나 또는 호도할 수 있으므로 필수적일 수 있다.
다음의 예에서, 제1 퍼프의 시간은 20초이다. 이 포인트 후, 가열기(124)에 공급되는 전력 레벨이 100%로부터 감소되어 온도는 약 20초의 기간 동안 대략 240℃로 일정하게 유지된다. 이어서 가열기(124)에 공급되는 전력이 더 감소될 수 있어서 온도 센서(170)가 기록하는 온도는 대략 200℃를 판독한다. 이 온도는 대략 60초 동안 유지될 수 있다. 이어서 전력 레벨이 더 감소될 수 있어서 온도 센서(170)가 측정하는 온도는 기재 캐리어(114)의 작동 온도로 감소되고, 작동 온도는 본 경우에 대략 180℃이다. 이 온도는 140초 동안 유지될 수 있다. 이 시간 간격은 기재 캐리어(114)가 사용될 수 있는 시간의 길이에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 기재 캐리어(114)는 설정된 시간 기간 후 에어로졸을 생산하는 것을 중단할 수 있고, 따라서 온도가 180℃로 설정되는 시간 기간은 가열 사이클이 이 지속기간 동안 지속되게 할 수 있다. 이 포인트 후, 가열기(124)에 공급되는 전력은 0으로 감소될 수 있다. 가열기(124)가 스위치 오프된 경우에도, 가열기(124)가 온 상태에 있는 동안 생성된 에어로졸 또는 증기는 여전히 사용자가 빠는 것에 의해 에어로졸 생성 디바이스(100)로부터 인출될 수 있다. 따라서, 가열기(124)가 턴 오프된 경우에도, 에어로졸 흡입 세션 종료에 대비하여 가열기(124)가 이미 턴 오프되었음에도 불구하고, 켜진 채로 있는 시각적 표시기에 의해 이러한 상황이 사용자에게 알려질 수 있다. 일부 실시형태에서, 이 설정된 기간은 20초일 수 있다. 가열 사이클의 총 시간 지속기간은 일부 실시형태에서 대략 4분일 수 있다.
위의 예시적인 열 사이클은 사용자에 의한 기재 캐리어(114)의 사용에 의해 변경될 수 있다. 사용자가 기재 캐리어(114)로부터 에어로졸을 추출할 때, 사용자의 숨은 가열 챔버(108)의 개방 단부를 통해, 가열 챔버(108)의 기저부(112)를 향하여, 가열기(124)를 지나 아래로 흐르는 차가운 공기를 촉진한다. 이어서 공기는 기재 캐리어(114)의 팁(134)을 통해 기재 캐리어(114)에 진입할 수 있다. 가열 챔버(108)의 공동부로의 차가운 공기의 진입은 차가운 공기가 이전에 존재하였던 뜨거운 공기를 대체하기 때문에 온도 센서(170)가 측정하는 온도를 감소시킨다. 온도가 감소되었다는 것을 온도 센서(170)가 감지할 때, 이것은 전지에 의해 가열기에 공급되는 전력을 증가시켜서 온도 센서(170)를 기재 캐리어(114)의 작동 온도로 다시 가열하도록 사용될 수 있다. 이것은 최대 양의 전력을 가열기(124)에 공급함으로써 또는 대안적으로 온도 센서(170)가 일정한 온도를 판독하는 것을 유지하는 데 필요한 양보다 더 큰 양의 전력을 공급함으로써 달성될 수 있다.
전력원(120)은 적어도 단일 기재 캐리어(114) 내 에어로졸 기재(128)를 제1 온도까지 증가시키고 에어로졸 기재를 제1 온도로 유지하여 적어도 10 내지 15회의 퍼프를 위한 충분한 증기를 제공하는 데 충분하다. 더 일반적으로, 시가렛 흡연의 경험을 모방하는 것과 비슷하게, 전력 공급원(120)이 보통 10회 또는 심지어 20회 이 사이클을 반복(에어로졸 기재(128)를 제1 온도까지 증가시키고, 제1 온도 및 10 내지 15회의 퍼프를 위한 증기 생성을 유지)하는 데 충분하여, 전력 공급원(120)을 교체하거나 또는 재충전할 필요가 있기 전에 시가렛의 패킷을 흡연하는 사용자의 경험을 모방한다.
일반적으로, 에어로졸 생성 디바이스(100)의 효율은 가열기(124)가 생성하는 가능한 많은 열이 에어로졸 기재(128)의 가열을 발생시킬 때 개선된다. 이를 위해서, 에어로졸 생성 디바이스(100)는 보통 에어로졸 생성 디바이스(100)의 다른 부분으로의 열 흐름을 감소시키면서 열을 에어로졸 기재(128)에 제어된 방식으로 제공하도록 구성된다. 특히, 사용자가 잡는 에어로졸 생성 디바이스(100)의 부분으로의 열 흐름이 최소로 유지되어, 이 부분을 차갑게 유지하고 예를 들어, 본 명세서에서 더 상세하게 설명된 바와 같은 절연체에 의해, 잡기 편안하게 유지한다.
제1 실시형태에 따르면, 에어로졸 생성 디바이스(100)를 위한 가열 챔버(108)가 제공되고, 가열 챔버(108)가 개방 단부(110), 기저부(112) 및 개방 단부(110)와 기저부(112) 사이의 측벽(126)을 포함하고, 측벽(126)이 제1 두께를 갖고 기저부(112)가 제1 두께 초과의 제2 두께를 갖는다는 것이 도 1 내지 도 6과 첨부된 설명으로부터 이해될 수 있다. 측벽(126)의 감소된 두께는 가열 챔버(108)를 원하는 온도로 가열하는 데 더 적은 에너지를 필요로 하기 때문에, 에어로졸 생성 디바이스(100)의 전력 소비를 감소시키는 것을 도울 수 있다.
제2 실시형태
제2 실시형태가 이제 도 8을 참조하여 설명된다. 제2 실시형태의 에어로졸 생성 디바이스(100)는 아래에 설명된 것을 제외하고 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 제1 실시형태의 에어로졸 생성 디바이스(100)와 동일하고, 동일한 참조 부호는 유사한 특징부를 나타내도록 사용된다. 제2 실시형태의 에어로졸 생성 디바이스(100)는 공기가 제1 실시형태의 사용과 상이한 사용 동안 가열 챔버(108)로 인출되게 하기 위한 배열을 갖는다.
더 상세하게, 도 8을 참조하면, 채널(113)이 가열 챔버(108)의 기저부(112)에 제공된다. 채널(113)은 기저부(112)의 중앙에 위치된다. 채널은 에어로졸 생성 디바이스(100)의 외부 케이싱(102)의 외부의 환경과 유체 연통하도록, 기저부(112)를 통해 연장된다. 더 구체적으로, 채널(113)은 외부 케이싱(102) 내 유입부(137)와 유체 연통한다.
유입부(137)는 외부 케이싱(102)을 통해 연장된다. 유입부는 에어로졸 생성 디바이스(100)의 제1 단부(104)와 제2 단부(106) 사이에, 외부 케이싱(102)의 길이를 따라 도중에 위치된다. 제2 실시형태에서, 외부 케이싱은 제어 회로망(122)에 가장 근접하게 그리고 외부 케이싱(102) 내 유입부(137)와 가열 챔버(108)의 기저부(112) 내 채널(113) 사이에 공동(139)을 획정한다. 공동(139)이 유입부(137)와 채널(113) 사이에 유체 연통을 제공하여 공기가 외부 케이싱(102)의 외부의 환경으로부터 유입부(137), 공동(139) 및 채널(113)을 통해 가열 챔버(108)로 지나갈 수 있다.
사용 동안, 증기가 기재 캐리어(114)의 제2 단부(136)에서 사용자에 의해 흡입될 때, 공기는 에어로졸 생성 디바이스(100)를 둘러싸는 환경으로부터 가열 챔버(108)로 인출된다. 더 구체적으로, 공기는 화살표(C)의 방향으로 유입부(137)를 통해 공동(139)으로 지나간다. 공동(139)으로부터, 공기는 화살표(D)의 방향으로 채널(113)을 통해 가열 챔버(108)로 지나간다. 이것은 처음에 증기, 그리고 이어서 공기와 혼합된 증기가 기재 캐리어(114)의 제2 단부(136)에서 사용자에 의한 흡입을 위해 화살표(D)의 방향으로 기재 캐리어(114)를 통해 인출되게 한다. 공기는 일반적으로 공기가 가열 챔버(108)에 진입할 때 가열되어 공기가 열을 대류에 의해 에어로졸 기재(128)로 전달하는 것을 돕는다.
가열 챔버(108)를 통한 공기 흐름 경로가 제2 실시형태에서 일반적으로 선형이고, 즉, 경로가 가열 챔버(108)의 기저부(112)로부터 가열 챔버(108)의 개방 단부(110)로 대략 직선으로 연장된다는 것이 이해될 것이다. 제2 실시형태의 배열은 가열 챔버(108)의 측벽(126)과 기재 캐리어 사이의 갭이 감소되게 한다. 실제로, 제2 실시형태에서, 가열 챔버(108)의 직경은 7.6 ㎜ 미만이고, 7.0 ㎜ 직경의 기재 캐리어(114)와 가열 챔버(108)의 측벽(126) 사이의 공간은 1 ㎜ 미만이다.
제2 실시형태의 변형에서, 유입부(137)는 상이하게 위치된다. 하나의 특정 실시형태에서, 유입부(137)는 에어로졸 생성 디바이스(100)의 제1 단부(104)에 위치된다. 이것은 전체 에어로졸 생성 디바이스(100)를 통한 공기의 통로가 대략 선형이게 하고, 예를 들어, 공기는 사용 동안 사용자에 대해 일반적으로 원위로 지향되는, 제1 단부(104)에서 에어로졸 생성 디바이스(100)에 진입하고, 에어로졸 생성 디바이스(100) 내 에어로졸 기재(128)를 통해(또는 걸쳐, 지나서 등) 그리고 사용 동안 사용자에 대해 일반적으로 근위로 지향되는, 기재 캐리어(114)의 제2 단부(136)에서 사용자의 입으로, 예를 들어, 사용자의 입 내로 흐른다.
제3 실시형태
제3 실시형태가 이제 도 9를 참조하여 설명된다. 제3 실시형태의 가열 챔버(108)는 아래에 설명된 것을 제외하고 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 제1 실시형태의 가열 챔버(108)와 동일하고, 동일한 참조 부호는 유사한 특징부를 나타내도록 사용된다. 제3 실시형태의 가열 챔버(108)가 아래에서 설명된 것을 제외하고 제2 실시형태의 가열 챔버(108)에 대응하는 것이 또한 가능하고, 예를 들어, 채널(113)이 가열 챔버(108)의 기저부(112)에 제공되고, 이것은 본 개시내용의 추가의 실시형태를 형성한다.
가열 챔버(108)는 가열 챔버(108)의 내부 용적 내 돌출부 또는 맞물림 구성요소(140)의 세트에 대응하는, 관형 벽(126)의 외부면 상의 만입부의 세트를 갖는다. 제3 실시형태의 맞물림 구성요소(140)에 대응하는 측벽(126)의 외부면 상의 만입부의 각각이 측벽에 걸쳐 랩핑된 가열기(124)를 가져서 가열 구성요소(164)의 일부가 만입부와 중첩한다.
가열기(124)는 가열 챔버(108) 주위에 사형 방식으로 직조된 가열 구성요소(164)가 있다는 점에서, 도 7에 도시된 가열기와 유사하다. 가열 구성요소(164)의 부분 사이의 수직 갭은 관형 벽(126)의 외부면 상의 만입부와 정렬된다. 수직 갭을 만입부와 정렬시킴으로써, 만입부와 중첩하는 가열 구성요소(164)는 가능한 한 적게 된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 가열기(124)가 만입부와 중첩하는 곳에 공기 갭이 있고 이는 가열기(124)의 일부에서 발생된 열이 가열 챔버(108)로 직접적으로 전도되지 않는다는 것을 의미하고, 이는 가열기(124)의 일부의 과열의 위험이 있다. 저항 경로(164a, 164b) 사이에 갭을 제공해야 하기 때문에, 이 갭을 만입부와 중첩시켜서 이 효과를 완화시키는 것이 유리하다. 도 9에 도시된 가열 챔버(108)가 4중 회전 대칭을 갖기 때문에, 가열 구성요소(164)는 4중 반복 특성을 가져야 한다. 가열기(124)의 후방 부분이 도 9에서 보이지 않지만, 패턴이 계속되어서 가열 구성요소(164)의 수평 부분이 만입부와 중첩하고, 반면에 수직 부분이 만입부 사이에 위치된다는 것이 이해되어야 한다. 물론, 위에서 설명된 방식으로 상이한 수의 만입부와 정렬되기 위한 가열기(124)의 다른 설계가 제공될 수 있다.
이 방식으로 가열 구성요소(164)를 정렬시키는 것이 과열을 방지하기 위해 유리하지만, 원하지 않은 효과가 가열기(124)와 측벽(126) 사이에 금속성 층(도 9에 미도시)을 제공함으로써 완화될 수 있다. 이 금속성 층(144)은 비교적 높은 열 전도율을 가지므로, 열을 가열 구성요소(164) 바로 아래에 국부화되게 남기기보다는, 열을 확산시킨다. 대체로, 가열 구성요소(164)가 약간 오정렬되고 도 9에 도시된 것보다 더 많이 만입부와 중첩되는 경우에, 금속성 층(144)이 열을 가열기(124)로부터 멀리 효과적으로 확산시킴으로써 이 효과를 완화시키므로, 임의의 주어진 영역을 과열로부터 방지한다. 또한, 금속성 층(144)은 이것이 만입부에서 충전될 때, 가열 챔버(108)와 접촉하지 않는 가열기(124)의 영역의 크기를 감소시키는 경향이 있다.
도 7에 대하여 위에서 설명된 방식으로, 만입부에 끼워맞춰질 수 있는 온도 센서가 도 9에 도시되지 않는다. 이것은 만입부의 측면이 온도 센서(170)의 측면과 접촉할 때, 온도 센서(170)를 그렇지 않은 경우보다 측벽(126)의 외부면의 더 큰 부분과 밀접하게 둔다. 또한, 온도 센서(170)를 만입부에 위치시키는 것은 온도 센서(170)가 가열 챔버(108)로부터 외향으로 돌출되는 것을 방지하는 것을 도울 수 있어서, 온도 센서(170)를 보호한다. 온도 센서(170)가 만입부에 딱 맞게 끼워맞춰지기 위해서, 일부 예에서, 만입부는 적어도 구역에서 확대되거나, 또는 상이한 형상을 형성한다. 다른 예에서, 기재 캐리어(114)와 접촉하기 위해 만입부와는 별개인 맞춤형 만입부가 형성될 수 있다. 별개의 만입부를 제공하는 것은 만입부의 형상 및 위치가 온도 센서(170)에 들어맞도록 선택되게 한다. 일부 예에서, 온도 센서(170)는 가열기(124)의 구역이 저항 트랙(164a, 164b)에 의해 둘러싸이길 요구하지 않는다. 대신에, 온도 센서(170)는 대체로 직사각형 가열기(124) 구역의 외부에 배치될 수 있다.
제4 실시형태
제4 실시형태가 이제 도 10을 참조하여 설명된다. 제4 실시형태의 가열 챔버(108)는 아래에 설명된 것을 제외하고 도 9를 참조하여 설명된 제8 실시형태의 가열 챔버(108)와 동일하고, 동일한 참조 부호는 유사한 특징부를 나타내도록 사용된다. 제4 실시형태의 가열 챔버(108)가 아래에서 설명된 것을 제외하고 제2 실시형태의 가열 챔버(108)에 대응하는 것이 또한 가능하고, 예를 들어, 채널(113)이 가열 챔버(108)의 기저부(112)에 제공되고, 이것은 본 개시내용의 추가의 실시형태를 형성한다.
가열 챔버(108)는 가열 챔버(108)의 내부 용적 내 돌출부 또는 맞물림 구성요소(140)의 세트에 대응하는, 관형 벽(126)의 외부면 상의 만입부의 세트를 갖는다. 제4 실시형태의 맞물림 구성요소(140)에 대응하는 측벽(126)의 외부면 상의 만입부의 각각이 측벽(126)에 걸쳐 랩핑된 가열기(124)를 가져서 가열 구성요소(164)의 일부가 만입부와 중첩한다. 금속성 층(144)은 가열기(124)와 측벽(126) 사이에 위치된다.
위에서 언급된 바와 같이, 금속성 층(144)은 금속성 층(144)이 측벽(126)의 외부면과 접촉하는 구역에 걸쳐 가열기(124)에 의해 발생되는 열을 확산시키는 것을 돕는다. 도 10의 배열에서, 돌출부(140)는 가열기(124)가 연장되는 것보다 가열 챔버(108)의 더 긴 길이를 따라 연장된다. 측벽(126)의 비교적 낮은 열 전도율을 고려하면, 이것은 (금속성 층(144)의 부재 시) 열이 가열기(124)의 구역에 국부화되고, 돌출부(140)의 상부 범위와 하부 범위로 신속하게 확산되지 못한다는 것을 의미할 것이다. 제4 실시형태에서, 금속성 층(144)이 돌출부(140)의 길이보다 더 긴 가열 챔버(108)의 길이만큼 연장되어 금속성 층은 적어도 돌출부(140)에 대응하는 가열 챔버(108)의 부분의 전체 길이를 완전히 덮는다. 가열 챔버(108)의 후방 부분이 도시되지 않지만, 금속성 층(144)은 또한 측벽(126)의 전체 주변부 주위에서 연장된다. 금속성 층(144)이 대략 가열기(124)의 온도로 신속하게 가열되는 "가열 구역"을 획정한다는 것이 이해될 것이다. "가열 구역"에 없는 가열 챔버(108)의 부분은 측벽(126)의 낮은 열 컨덕턴스에 기인하여 가열기(124)로부터 더 적은 열을 수용하고, 이는 금속성 층(144)의 범위가 가열 챔버(108)의 특정 부분으로 열을 지향시키도록 선택될 수 있고, 반면에 다른 부분이 가열되지 않는다는 것을 의미한다. 이것은 실제로 열을 수용하도록 의도되고, 이에 의해 효율을 개선시키는, 디바이스의 오직 이 부분에 대한 발열량을 제한하는 매우 효과적인 방식을 제공한다.
제5 실시형태
제5 실시형태가 이제 도 11 및 도 12를 참조하여 설명된다. 도 11은 제5 실시형태에 따른 마스킹하고 도금하는 단계의 일부로서 가열 챔버의 개략적인 단면도이고 도 12는 제5 실시형태에 따른 마스킹하고 도금하는 단계의 일부로서 가열 챔버의 개략적인 사시도이다. 제5 실시형태의 가열 챔버(108)가 아래에서 설명된 것을 제외하고 제2 실시형태의 가열 챔버(108)에 대응하는 것이 또한 가능하고, 예를 들어, 채널(113)이 가열 챔버(108)의 기저부(112)에 제공되고, 이것은 본 개시내용의 추가의 실시형태를 형성한다.
대체로, 제5(그리고 추가의) 실시형태는 관형 벽(126)의 오직 일부 상에 금속성 층(예를 들어, 도 10의 금속성 층(144))을 생성하도록 취해지는 단계에 관한 것이다. 이 선택적인 도금은 도금 단계가 도금될 것으로 의도되지 않는 부분에서 도금을 발생시키지 않는 것을 보장하도록 가열 챔버(108)의 부분을 마스킹함으로써 달성된다. 이 실시형태가 전기도금에 초점을 맞추지만, 증착 방법이 또한 선택적인 코팅 효과를 달성하기 위해 마스킹을 사용할 수 있다는 것에 유의한다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상부(174a) 및 하부(174b) 마스킹 주형이 제공되고 가열 챔버(108)에 걸쳐 끼워맞춰진다. 주형(174)이 가요성이 있을 수 있거나 또는 유연할 수 있으므로 주형이 예를 들어, 플랜지(138)(이것이 존재하는 예에서)에 걸쳐 변형될 수 있지만, 복원력이 있어서 주형은 가열 챔버(108) 주위에 타이트한 밀봉부를 여전히 형성한다. 주형(174)은 기저부(112)가 하부 마스킹 주형(174b)의 내부면과 접촉하고 플랜지(138)(또는 가열 챔버(108)의 상부 림)가 상부 마스킹 주형(174a)의 내부면과 접촉하는 것을 보장함으로써 기저부(112)로부터 일정한 거리에서 시작하고 상부 단부(예를 들어, 가열 챔버(108)의 플랜지(138) 또는 개방 단부(110)가 존재하는 경우)로부터 일정한 거리에서 끝나는 금속성 층(144)을 제공하도록 설계될 수 있다.
상부 마스킹 주형(174a)은 스프링 전극(176)을 위한 피드스루(feedthrough)를 갖는다. 이것은 금속성 층이 전기도금에 의해 증착된다면 필요한 만큼, 가열 챔버(108)가 전류원에 연결되게 한다. 전극(176)이 스프링에 대해 외향으로 편향되어서, 일단 전극이 가열 챔버(108)의 내부에 공급된다면, 전극은 측벽(126)에 대해 가압되고 스프링 전극(176)과 측벽(126) 사이에 전기 연결을 제공한다.
전기도금 예에서, 마스킹 주형(174)은 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 가열 챔버(108)의 외부에 끼워맞춰진다. 이어서 전체 장치가 적합한 전해질 용액에 배치되고 전류가 하나의 전극으로서 도금될 금속의 희생 전극 및 다른 전극(스프링 전극(176)을 통함)으로서 가열 챔버(108)를 사용하여 용액을 통과한다. 대체로, 주어진 전류로 전해액에서 소비되는 시간량은 증착된 층의 두께를 결정한다. 적합한 시간이 지난 후, 가열 챔버(108)는 주형(174)이 제거되기 전에, 제거되고 헹궈지는 등하여, 선택적으로 도금된 층을 남긴다. 도금 단계는 하나 이상의 가열 챔버(108)가 마스킹 주형(174)과 끼워맞춰지고 전류가 스프링 전극(176)에 공급되는 동안 전해액 용액에 미리 결정된 기간 동안 담궈지는 배치 공정(batch process)으로서 수행될 수 있다. 미리 결정된 시간이 경과되었을 때, 하나 이상의 가열 챔버(108)의 각각이 전해액으로부터 제거되고 원하는 두께의 금속성 층(144)이 가열 챔버(108)의 외부면의 마스킹되지 않은 구역에 증착된다. 다른 예에서, 공정은 일련의 가열 챔버(108)가 마스킹 주형(174)과 끼워맞춰지고 전류가 스프링 전극(176)에 공급되는 동안 전해액의 저장소를 통해 드래깅(drag)되는 경우에 계속된다. 드래깅 단계는 저장소의 하나의 단부로부터 다른 단부로 지나가도록 각각의 가열 챔버(108)에 대해 미리 결정된 시간을 취하도록 배열되고, 이 때 가열 챔버(108)는 전해액으로부터 상승되고 원하는 두께의 금속성 층(144)이 가열 챔버(108)의 외부면의 마스킹되지 않은 구역에 증착된다.
일부 경우에, 예를 들어, 스테인리스 강 상에 구리를 전기도금하면, 니켈 스트라이크층이 먼저 증착되어, 접착을 개선시킨다. 이것은 구리 도금 단계에서 나중에 사용되는 것과 동일한 마스킹 주형(174)을 사용하여 행해질 수 있다.
정의 및 대안적인 실시형태
상이한 실시형태의 많은 특징이 서로 호환 가능하다는 것이 위의 설명으로부터 이해될 것이다. 본 개시내용은 구체적으로 언급되지 않은 방식으로 함께 결합된 상이한 실시형태로부터의 특징을 포함하는 추가의 실시형태로 확장된다. 예를 들어, 제3 실시형태 내지 제5 실시형태는 도 1 내지 도 6에 도시된 플랫폼(148)을 갖지 않는다. 이 플랫폼(148)이 제3 실시형태 내지 제5 실시형태에 포함될 수 있어서, 이 도면에 대해서 설명된 플랫폼(148)의 이득을 제공한다.
도 9 및 도 10은 에어로졸 생성 디바이스(100)로부터 분리된 가열 챔버(108)를 도시한다. 이것은 가열 챔버(108)의 설계에 대해 설명된 유리한 특징이 에어로졸 흡입 디바이스(100)의 다른 특징과는 관계없다는 것을 강조하는 것이다. 특히, 가열 챔버(108)가 많은 용도를 찾지만, 이 모든 용도가 본 명세서에서 설명된 증기 흡입 디바이스(100)와 관련된 것은 아니다. 이러한 설계는 가열기(124)에 의해 생성된 열이 가열기(124)로부터 멀리 이동되고 더 큰 영역에 걸쳐 확산되는 것으로부터 이득을 얻을 수 있다. 이러한 용도는 유리하게는 본 명세서에서 설명된 가열 챔버와 함께 제공된다.
용어 "가열기"는 에어로졸 기재(128)로부터 에어로졸을 형성하는 데 충분한 열 에너지를 출력하기 위한 임의의 디바이스를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 가열기(124)로부터 에어로졸 기재(128)로의 열 에너지의 전달은 전도, 대류, 복사 또는 이 수단의 임의의 조합일 수 있다. 비제한적인 예로서, 전도성 가열기는 에어로졸 기재(128)와 직접적으로 접촉할 수 있고 에어로졸 기재를 가압할 수 있거나, 또는 전도성 가열기는 전도, 대류, 및/또는 복사에 의해 에어로졸 기재(128)의 가열을 자체 유발하는 별개의 컴포넌트와 접촉할 수 있다. 대류성 가열은 결과적으로 열 에너지를 (직접적으로 또는 간접적으로) 에어로졸 기재로 전달하는 액체 또는 기체를 가열하는 것을 포함할 수 있다.
복사성 가열은 자외선, 가시광선, 적외선, 마이크로파 또는 전자기 스펙트럼의 무선 부분의 전자기 방사선을 방출함으로써 에너지를 에어로졸 기재(128)로 전달하는 것을 포함하지만 이로 제한되지 않는다. 이 방식으로 방출된 방사선은 에어로졸 기재(128)에 의해 직접적으로 흡수되어 가열을 유발할 수 있거나, 또는 방사선은 상이한 파장 또는 스펙트럼 가중치를 가진 방사선이 재방출되는 것을 발생시키는 형광성 물질 또는 발열체와 같은 또 다른 물질에 의해 흡수될 수 있다. 일부 경우에, 방사선은 전도, 대류 및/또는 복사의 임의의 조합에 의해 열을 에어로졸 기재(128)로 전달하는 물질에 의해 흡수될 수 있다.
가열기는 전기적으로 전력 공급받을 수 있고, 연소에 의해 또는 임의의 다른 적합한 수단에 의해 전력 공급받을 수 있다. 전기적으로 전력 공급받은 가열기는 저항성 트랙 구성요소(임의로, 절연성 패키징을 포함함), 유도 가열 시스템(예를 들어, 전자석 및 고주파수 발진기를 포함함) 등을 포함할 수 있다. 가열기(128)가 에어로졸 기재(128)의 외부 주위에 배열될 수 있고, 가열기가 에어로졸 기재(128)를 어느 정도 또는 완전히 관통할 수 있거나 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
용어 "온도 센서"는 에어로졸 생성 디바이스(100)의 부분의 절대 또는 상대 온도를 결정할 수 있는 구성요소를 설명하도록 사용된다. 이것은 열전대, 열전대열, 서미스터 등을 포함할 수 있다. 온도 센서는 또 다른 컴포넌트의 부분으로서 제공될 수 있거나, 또는 온도 센서는 별개의 컴포넌트일 수 있다. 일부 예에서, 1개 초과의 온도 센서가 제공될 수 있어서, 예를 들어, 에어로졸 생성 디바이스(100)의 상이한 부분의 가열을 모니터링하여, 예를 들어, 열 프로파일을 결정한다.
제어 회로망(122)은 전부 에어로졸 생성 디바이스(100)가 턴 온되게 작동시키도록 단일 사용자 작동 가능한 버튼(116)을 갖는 것으로 도시된다. 이것은 제어를 간단하게 유지하고 사용자가 에어로졸 생성 디바이스(100)를 오용하거나 또는 에어로졸 생성 디바이스(100)를 정확하게 제어하는 데 실패할 가능성을 감소시킨다. 그러나, 일부 경우에, 사용자가 이용 가능한 입력 제어는 이것보다 더 복잡할 수 있고, 예를 들어, 온도를 예를 들어, 미리 설정된 한계 내에서 제어하여, 증기의 풍미 균형을 변화시키거나, 또는 예를 들어, 전력 절약 모드 또는 신속한 가열 모드를 전환시킨다.
위에서 설명된 실시형태를 참조하여, 에어로졸 기재(128)는 일부 경우에 풍미를 더하거나 또는 더 부드러운 또는 그렇지 않으면 더 즐거운 경험을 만들기 위한 부가적인 성분을 가진, 예를 들어, 건조되거나 또는 경화된 형태의 담배를 포함한다. 일부 예에서, 에어로졸 기재(128), 예컨대, 담배는 기화제로 처리될 수 있다. 기화제는 에어로졸 기재로부터 증기의 생성을 개선할 수 있다. 기화제는 예를 들어, 폴리올, 예컨대, 글리세롤 또는 글리콜, 예컨대, 프로필렌 글리콜을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 에어로졸 기재는 담배 또는 심지어 니코틴이 없을 수 있지만, 대신에 풍미, 휘발성, 부드러움 개선 및/또는 다른 즐거운 효과를 위해 자연적으로 또는 인공적으로 파생된 성분을 포함할 수 있다. 에어로졸 기재(128)는 파쇄, 펠릿화, 분말, 과립, 스트립 또는 시트 형태의 고체 또는 페이스트 유형의 물질, 임의로, 이들의 조합으로 제공될 수 있다. 동일하게, 에어로졸 기재(128)는 액체 또는 젤일 수 있다. 실제로, 일부 예는 고체와 액체/젤 부분 둘 다를 포함할 수 있다.
결과적으로, 에어로졸 생성 디바이스(100)는 "가열식 담배 디바이스", "태우지 않고 가열하는 담배 디바이스", "담배 제품을 기화시키기 위한 디바이스" 등으로서 동일하게 지칭될 수 있고, 이것은 이 효과를 달성하는 데 적합한 디바이스로서 해석된다. 본 명세서에서 개시된 특징은 임의의 에어로졸 기재를 기화시키도록 설계되는 디바이스에 동일하게 적용 가능하다.
에어로졸 생성 디바이스(100)의 실시형태는 에어로졸 기재(128)를 미리-포장된 기재 캐리어(114)에 수용하도록 배열되는 것으로 설명된다. 기재 캐리어(114)는 에어로졸 기재가 적합한 방식으로 배열되는 관형 구역을 가진 시가렛과 대략 비슷할 수 있다. 필터, 증기 수집 구역, 냉각 구역, 및 다른 구조체가 또한 일부 설계에 포함될 수 있다. 종이 또는 다른 가요성 평면의 물질, 예컨대, 포일의 외부층이 또한 제공될 수 있어서, 예를 들어, 에어로졸 기재를 제자리에 고정시켜서, 시가렛과의 비슷함 등을 조성한다.
본 명세서에서 사용될 때, 용어 "유체"는 액체, 페이스트, 젤, 분말 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는, 흐를 수 있는 유형의 비고체 물질을 일반적으로 설명하는 것으로 해석해야 한다. 따라서 "유동화 물질"은 본질적으로 유체이거나 또는 유체로서 거동하도록 변형된 물질로 해석되어야 한다. 유동화는 분말화, 용매 내 용해, 겔화, 두껍게 하기, 얇게 하기 등을 포함할 수 있지만 이들로 제한되지 않는다.
본 명세서에서 사용될 때, 용어 "휘발성"은 고체 또는 액체 상태로부터 기체 상태로 쉽게 변할 수 있는 물질을 의미한다. 비제한적인 예로서, 휘발성 물질은 주위 압력에서 실온에 가까운 비등 온도 또는 승화 온도를 가진 물질일 수 있다. 따라서 "휘발시키다(volatilize)" 또는 "휘발시키다(volatilise)"는 (물질을) 휘발성이 되게 하고/하거나 증발시키거나 또는 증기로 분산되게 한다는 의미로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용될 때, 용어 "증기(vapour)"(또는 "증기(vapor)")는: (i) 충분한 정도의 열의 작용에 의해 액체가 자연적으로 변환되는 형태; 또는 (ii) 대기 중에 부유하고 증기/연기 구름으로 보이는 액체/수분 입자; 또는 (iii) 기체처럼 공간을 채우고 있지만, 임계 온도 미만에 있고, 압력만으로 액화될 수 있는 유체를 의미한다.
이 정의와 일관되게, 용어 "기화시키다(vaporise)"(또는 "증기화시키다(vaporize)")는: (i) 증기로 변화되거나 또는 증기로 변화되는 것을 유발하는 것; 및 (ii) 입자가 물리적 상태를(즉, 액체 또는 고체로부터 기체 상태로) 변화시키는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용될 때, 용어 "원자화시키다(atomise)"(또는 "원자화시키다(atomize)")는: (i) (물질, 특히 액체를) 매우 작은 입자 또는 액적으로 바꾸는 것; 및 (ii) 입자가 원자화 이전과 동일한 물리적 상태(액체 또는 고체)를 유지하는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용될 때, 용어 "에어로졸"은 미스트, 안개 또는 연기와 같은, 공기 또는 기체에서 분산된 입자 시스템을 의미할 것이다. 따라서 용어 "에어로졸화하다(aerosolise)" 또는 "에어로졸화하다(aerosolize)"는 에어로졸로 만들고/만들거나 에어로졸로 분산시키는 것을 의미한다. 에어로졸/에어로졸화의 의미는 위에서 정의된 바와 같은 휘발화, 원자화 및 기화 각각과 일치한다는 점에 유의한다. 의심의 여지를 없애기 위해, 에어로졸은 원자화된, 휘발화된 또는 기화된 입자를 포함하는 미스트 또는 액적을 일관되게 설명하기 위해 사용된다. 에어로졸은 또한 원자화된, 휘발화된 또는 기화된 입자의 임의의 조합을 포함하는 미스트 또는 액적을 포함한다.

Claims (15)

  1. 에어로졸 생성 디바이스(100)를 위한 가열 챔버(108)로서,
    개방된 제1 단부(110)를 가진 관형 측벽(126)으로서, 상기 가열 챔버(108)의 내부 용적을 획정하는, 상기 관형 측벽(126); 및
    상기 가열 챔버와 직접적으로 접촉하고 상기 측벽(126)의 외부면의 일부를 덮는 금속성 층(144)을 포함하는, 가열 챔버(108).
  2. 제1항에 있어서, 상기 금속성 층(144)은 전기도금된 층인, 가열 챔버(108).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 관형 측벽(126)은 제1 두께를 갖고 상기 금속성 층(144)은 상기 제1 두께보다 더 작은 제2 두께를 갖는, 가열 챔버(108).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속성 층(144)은 10 ㎛ 내지 50 ㎛, 바람직하게는 10 ㎛ 내지 30 ㎛, 바람직하게는 약 20 ㎛의 두께를 갖는, 가열 챔버(108).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속성 층(144)은 적어도 150 W/mK의 열 전도율을 가진 금속을 포함하고, 바람직하게는 상기 금속성 층(144)은 구리인, 가열 챔버(108).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관형 측벽(126)은 50 W/mK 이하의 열 전도율을 가진 금속을 포함하고, 바람직하게는 상기 관형 측벽(126)은 스테인리스 강인, 가열 챔버(108).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관형 측벽(126)은 90 ㎛ 이하의 두께를 갖는, 가열 챔버(108).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개방 단부와 인접한 상기 관형 측벽(126)의 상기 외부면 상의 부분은 상기 금속성 층(144)에 의해 덮이지 않는, 가열 챔버(108).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관형 측벽(126)은 상기 개방된 제1 단부(110)의 맞은편의 제2 단부를 더 포함하고, 상기 제2 단부와 인접한 상기 관형 측벽(126)의 상기 외부면 상의 상기 부분은 상기 금속성 층(144)에 의해 덮이지 않는, 가열 챔버(108).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관형 측벽(126)은 상기 개방된 제1 단부(110)의 맞은편의 상기 관형 측벽(126)의 제2 단부에 연결된 기저부를 더 포함하는, 가열 챔버(108).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관형 측벽(126)은 상기 관형 측벽(126)의 내부면으로부터 방사상 내향으로 연장되는 복수의 돌출부(140)를 더 포함하는, 가열 챔버(108).
  12. 제11항에 있어서, 상기 내부면 상의 상기 복수의 돌출부(140) 중 적어도 하나의 돌출부에 대응하는 상기 관형 측벽(126)의 상기 외부면의 상기 부분은 상기 금속성 층(144)에 의해 덮이는, 가열 챔버(108).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속성 층(144) 상에 적어도 부분적으로 위치된 가열기(124)를 더 포함하되, 바람직하게는 상기 가열기(124)는 상기 금속성 층(144) 상에 전부 위치되는, 가열 챔버(108).
  14. 에어로졸 생성 디바이스(100)로서,
    전력원(120);
    상기 디바이스에 고정된 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 가열 챔버(108);
    열을 상기 가열 챔버(108)에 공급하도록 배열된 가열기(124)로서, 상기 내부 용적과 반대 방향으로 향하는 상기 관형 측벽(126)의 표면의 상기 금속성 층(144) 상에 위치되는, 상기 가열기(124); 및
    상기 전력원(120)으로부터 상기 가열기(124)로의 전력의 공급을 제어하도록 배열된 제어 회로망(122)을 포함하는, 에어로졸 생성 디바이스(100).
  15. 제14항에 있어서, 상기 가열 챔버(108)는 상기 디바이스(100)로부터 제거 가능한, 에어로졸 생성 디바이스(100).
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