KR20210130741A - 에어로졸 제공 디바이스 - Google Patents

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KR20210130741A
KR20210130741A KR1020217028550A KR20217028550A KR20210130741A KR 20210130741 A KR20210130741 A KR 20210130741A KR 1020217028550 A KR1020217028550 A KR 1020217028550A KR 20217028550 A KR20217028550 A KR 20217028550A KR 20210130741 A KR20210130741 A KR 20210130741A
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KR
South Korea
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heater assembly
section
aerosol
inner cross
susceptor
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KR1020217028550A
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아담 로치
애슐리 존 사예드
미첼 토르센
루크 제임스 워렌
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니코벤처스 트레이딩 리미티드
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Abstract

에어로졸 제공 디바이스는 가변 자기장을 생성하기 위한 적어도 하나의 인덕터 코일, 및 에어로졸 생성 재료를 수용하도록 배열된 서셉터 조립체를 포함하고, 서셉터 조립체는 가변 자기장의 관통에 의해 가열 가능하다. 서셉터 조립체는 서셉터 조립체의 일 단부에 개구를 정의하는 제1 부분을 포함하고, 개구는 제1 내부 단면을 갖는다. 서셉터 조립체는 제1 부분에 인접한 제2 부분을 더 포함하고, 제2 부분은 제2 내부 단면을 갖는다. 제1 내부 단면은 제2 내부 단면보다 더 크다.

Description

에어로졸 제공 디바이스
본 발명은 에어로졸 제공 디바이스, 에어로졸 제공 디바이스를 위한 히터 조립체를 제조하는 방법, 및 히터 조립체에 관한 것이다.
시가렛들(cigarettes), 시가들(cigars) 등과 같은 흡연 물품들은 사용 동안에 담배를 태워서 담배 연기를 생성한다. 태우지 않고 화합물들을 방출하는 제품들을 생성함으로써, 담배를 태우는 이런 물품들에 대한 대안들을 제공하려는 시도들이 있었다. 그러한 제품들의 예들은 재료를 태우지 않고 가열함으로써 화합물들을 방출하는 가열 디바이스들이다. 재료는, 예컨대, 니코틴(nicotine)을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는, 담배 또는 다른 비-담배 제품들일 수 있다.
본 개시내용의 제1 양상에 따라, 에어로졸 제공 디바이스가 제공되고, 디바이스는:
적어도 하나의 코일; 및
에어로졸 생성 재료를 수용하도록 배열된 히터 조립체를 포함하고, 히터 조립체의 적어도 일부는 적어도 하나의 코일에 의해 가열 가능하고, 히터 조립체는:
히터 조립체의 일 단부에 개구를 정의하는 제1 부분 ― 개구는 제1 내부 단면을 가짐 ― ; 및
제2 내부 단면을 갖는, 제1 부분에 인접한 제2 부분을 포함하고, 제1 내부 단면은 제2 내부 단면보다 더 크다.
본 개시내용의 제2 양상에 따라, 에어로졸 제공 디바이스를 위한 히터 조립체를 제조하는 방법이 제공되고, 방법은:
히터 조립체의 길이를 따라 일반적으로 일정한 내부 단면을 갖는 히터 조립체를 제공하는 단계; 및
히터 조립체의 일 단부에서 내부 단면이 일 단부에 인접한 일반적으로 일정한 내부 단면보다 더 크도록, 히터 조립체의 일 단부에서 내부 단면을 증가시키는 단계를 포함한다.
본 개시내용의 제3 양상에 따라, 에어로졸 제공 디바이스를 위한 히터 조립체가 제공되고, 히터 조립체는 에어로졸 생성 재료를 수용하기 위해 중공이고, 히터 조립체는 나팔형 단부를 갖는다.
본 개시내용의 다른 양상에 따라, 에어로졸 제공 디바이스가 제공되고, 디바이스는:
가변 자기장을 생생하기 위한 적어도 하나의 인덕터 코일; 및
에어로졸 생성 재료를 수용하도록 배열된 서셉터 조립체를 포함하고, 서셉터 조립체의 적어도 일부는 가변 자기장의 관통에 의해 가열 가능하고, 그리고 서셉터 조립체는:
서셉터 조립체의 일 단부에 개구를 정의하는 제1 부분 ― 개구는 제1 내부 단면을 가짐 ― ; 및
제2 내부 단면을 갖는, 제1 부분에 인접한 제2 부분을 포함하고, 제1 내부 단면은 제2 내부 단면보다 더 크다.
본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 첨부 도면들을 참조하여 단지 예로서 제공되는 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 다음의 설명으로부터 자명해 질 것이다.
도 1은 에어로졸 제공 디바이스의 예의 정면도를 도시한다.
도 2는 외부 커버가 제거된, 도 1의 에어로졸 제공 디바이스의 정면도를 도시한다.
도 3은 도 1의 에어로졸 제공 디바이스의 단면도를 도시한다.
도 4는 도 2의 에어로졸 제공 디바이스의 분해도를 도시한다.
도 5a는 에어로졸 제공 디바이스 내의 가열 조립체의 단면도를 도시한다.
도 5b는 도 5a의 가열 조립체의 일부의 확대도를 도시한다.
도 6은 에어로졸 제공 디바이스 내에서 사용하기 위한 예시적인 서셉터 조립체의 정면도를 도시한다.
도 7은 도 6의 서셉터 조립체의 상면도의 도식 표현을 도시한다.
도 8은 다른 예시적인 서셉터 조립체의 상면도의 도식 표현을 도시한다.
도 9는 도 6의 서셉터 조립체의 일부의 도식 표현을 도시한다.
도 10은 다른 서셉터 조립체의 일부의 도식 표현을 도시한다.
도 11은 다른 서셉터 조립체의 일부의 도식 표현을 도시한다.
도 12는 나팔형 단부(flared end)를 갖는 서셉터 조립체를 제조하는 방법의 흐름도를 도시한다.
도 13a-13d는 스웨이징(swaging) 프로세스의 도식 표현을 도시한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 생성 재료"는 전형적으로 에어로졸의 형태로, 가열 시에 휘발되는 성분들을 제공하는 재료들을 포함한다. 에어로졸 생성 재료는 임의의 담배-함유 재료를 포함하고, 그리고 예컨대, 담배, 담배 파생품들, 팽화 담배, 재생 담배 또는 담배 대용품들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 또한 다른 비-담배 제품들을 포함할 수 있는데, 제품에 따라 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있다. 에어로졸 생성 재료는, 예컨대, 고체, 액체, 겔, 왁스 등의 형태일 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 또한, 예컨대, 재료들의 조합 또는 블렌드일 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 또한 "흡연 가능한 재료"로 알려질 수 있다.
통상적으로 에어로졸 생성 재료를 태우거나 또는 연소시키지 않고도 흡입될 수 있는 에어로졸을 형성하기 위하여, 에어로졸 생성 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해 에어로졸 생성 재료를 가열하는 장치가 알려졌다. 그러한 장치는 "에어로졸 생성 디바이스", "에어로졸 제공 디바이스", "비연소식 가열 디바이스(heat-not-burn device)", "담배 가열 제품 디바이스" 또는 "담배 가열 디바이스" 등으로 종종 설명된다. 유사하게, 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는, 액체 형태의 에어로졸 생성 재료를 통상적으로 기화시키는 소위 전자 시가레트 디바이스가 또한 있다. 에어로졸 생성 재료는 장치에 삽입될 수 있는 막대, 카트리지 또는 카세트 등의 형태이거나 이들의 일부로서 제공될 수 있다. 에어로졸 생성 재료를 가열하여 기화시키기 위한 히터가 장치의 "영구적(permanent) 부분"으로서 제공될 수 있다.
에어로졸 제공 디바이스는 가열하기 위한 에어로졸 생성 재료를 포함하는 물품을 수용할 수 있다. 이런 맥락에서 "물품"은, 사용 중에 에어로졸 생성 재료를 포함하거나 보유하고 그 에어로졸 생성 재료를 기화시키기 위해 가열되는 컴포넌트, 및 선택적으로는 사용 중인 다른 컴포넌트이다. 사용자는 물품이 에어로졸을 생성하기 위해 가열되기 전에 그 물품을 에어로졸 제공 디바이스에 삽입할 수 있고, 이어서 사용자는 그 에어로졸을 흡입한다. 물품은, 예컨대, 그 물품을 수용하도록 크기가 정해지는 디바이스의 가열 챔버 내에 배치되도록 구성되는 미리 결정된 또는 특정 크기를 가질 수 있다.
본 개시내용의 제1 양상은 에어로졸 생성 재료를 수용하는 히터 조립체를 갖는 에어로졸 제공 디바이스를 정의한다. 예컨대, 히터 조립체는 실질적으로 튜브형(즉, 중공)일 수 있고, 에어로졸 생성 재료를 내부에 수용할 수 있다. 일 예에서, 에어로졸 생성 재료는 본질적으로 튜브형 또는 원통형이고 "담배 스틱"으로 알려져 있을 수 있고, 예컨대, 에어로졸화 가능한 재료는 특정 형상으로 형성된 담배를 포함할 수 있으며, 이는 그런 다음 종이 또는 호일과 같은 하나 이상의 다른 재료들로 코팅 또는 랩핑된다.
히터 조립체의 적어도 일부는 적어도 하나의 코일에 의해 가열된다. 가열된 히터 조립체는 차례로 히터 조립체 내에 위치된 에어로졸 생성 재료를 가열한다. 에어로졸 생성 재료가 가장 효율적으로 가열되는 것을 보장하기 위해, 히터 조립체의 내부 표면이 에어로졸 생성 재료의 외부 표면에 매우 근접하거나 접촉하도록 배열되어야 한다. 그러나, 이러한 어레인지먼트가 사용자가 에어로졸 생성 재료를 삽입하는 것을 어렵게 만들 수 있다는 것이 발견되었다. 게다가, 히터 조립체와 에어로졸 생성 재료 사이의 밀착 특성은 에어로졸 생성 재료 및/또는 삽입 동안 에어로졸 생성 재료를 둘러싸는 하나 이상의 재료들에 손상을 일으킬 수 있다. 예컨대, 사용자는, 에어로졸 생성 재료를 포함하는 물품이 중공 히터 조립체 내로 삽입될 때, 의도하지 않게 물품을 오정렬할 수 있다. 이러한 오정렬은 물품이 히터 조립체의 단부에서 히터 조립체의 에지에 부딪치게(stub) 할 수 있고, 이는 잠재적으로 물품을 찢거나 손상시킬 수 있다.
따라서, 에어로졸 생성 재료가 더 용이하게 삽입되는 것을 허용하기 위해, 히터 조립체는, 가열이 일어나는 히터 조립체의 주요 부분보다 더 넓은 나팔형 단부를 갖는다. 따라서, 나팔형 단부는, 히터 조립체의 주요 부분보다 더 큰 내부 단면 영역을 갖는다. 이것은 히터 조립체의 일 단부에 더 넓은 개구를 형성하고, 이는 사용자가 에어로졸 생성 재료를 더 쉽게 삽입할 수 있도록 한다. 따라서, 히터 조립체는 히터 조립체의 일 단부에 개구를 정의하는 제1 부분 ― 개구는 제1 내부 단면을 가짐 ― , 및 제1 부분에 인접하고 제2 내부 단면을 갖는 제2 부분을 포함하고, 제1 내부 단면은 제2 내부 단면보다 더 크다. 따라서, 제2 부분은 제1 부분보다 개구로부터 떨어져 더 멀리 위치된다. 사용자는 에어로졸 생성 재료를 개구를 통해 히터 조립체에 삽입한다.
특정 예에서, 적어도 하나의 코일은 가변 자기장을 생성하기 위한 적어도 하나의 인덕터 코일을 포함하고, 히터 조립체는 서셉터 조립체이다. 서셉터 조립체의 적어도 일부는 가변 자기장의 관통에 의해 가열 가능하다. 따라서, 에어로졸 제공 디바이스는 유도성 히터를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 내부 단면들은 원형, 정사각형, 직사각형 또는 타원형과 같은 임의의 형상을 가질 수 있다. 제1 및 제2 내부 단면들은, 일부 예들에서, 동일한 형상 또는 상이한 형상을 가질 수 있다. 히터 조립체는, 전체적으로, 종축을 포함할 수 있고, 제1 및 제2 내부 단면들은 종축에 실질적으로 수직인 방향으로 정의된다.
히터 조립체의 제1 및 제2 부분들은 서로 접(abut)할 수 있고, 따라서 직접 인접하거나 연속적이다. 대안적인 구성에서, 제1 및 제2 부분들은 서로 이격될 수 있다.
특정 예에서, 히터 조립체는 약 40mm 내지 약 60mm의 길이 치수(히터 조립체의 종축에 평행한 방향으로 측정됨)를 갖는다. 다른 예에서, 히터 조립체는 약 40mm 내지 약 50mm의 길이 치수를 갖는다. 더 구체적으로, 히터 조립체는 약 44mm 내지 약 45mm의 길이 치수를 가질 수 있다.
제1 및 제2 내부 단면들은 동축일 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 단면들의 기하학적 중심들은 히터 조립체의 종축과 같은 축을 따라 정렬된다. 제2 부분은 자신의 중심을 통해 축을 정의할 수 있고, 제1 부분은 축을 따라 변위되고 축을 중심에 둔다. 그러한 구성은, 사용자가 개구의 특정 에지/측면을 향해 물품을 위치시킬 필요가 없기 때문에, 사용자가 에어로졸 생성 재료를 삽입하는 것을 더 쉽게 할 수 있는 더 균일한 어레인지먼트를 제공한다. 부가적으로, 이러한 어레인지먼트는 에어로졸 생성 재료가 단일 축을 따라 삽입되도록 허용하여, 에어로졸 생성 재료를 포함하는 물품이 삽입될 때 구부러지지 않도록 한다.
제1 및 제2 내부 단면들은 (수학적 의미에서) 유사할 수 있다. 다시 말해서, 제1 및 제2 내부 단면들은 (비록 상이한 크기들을 갖지만) 동일한 형상의 단면을 가질 수 있다. 이러한 구성은, 히터 조립체가 더 쉽게 제조되고, 그리고/또는 에어로졸 생성 재료가 제2 부분으로 이동함에 따라 제2 부분의 내부 표면에 걸리지 않고, 에어로졸 생성 재료가 더 쉽게 삽입되는 것을 허용한다는 것을 의미할 수 있다. 특정 예에서, 에어로졸 생성 재료의 단면은 제1 및 제2 내부 단면들과 동일한 형상을 갖는다.
제1 부분은, 제1 단면으로부터 제2 단면으로 감소하는 내부 단면을 가질 수 있다. 다시 말해서, 개구로부터 제2 부분으로 갈수록, 내부 단면은 히터 조립체의 종축을 따라 다양한 지점들에서 면적과 폭이 감소하고, 그래서 제1 부분의 단면은 제1 부분의 길이(히터 조립체의 종축에 평행한, 개구로부터 멀어지는 방향으로 측정됨)를 따라 점진적으로 더 작아진다. 내부 단면은 일정한 감소를 가져(즉, 히터 조립체의 내부 표면이 일정한 기울기(gradient)를 가짐), 원추형 형상으로 이어질 수 있거나, 변하는 감소를 가져(즉, 히터 조립체의 내부 표면이 가변 기울기를 가짐), 뿔 형상으로 이어질 수 있다. 따라서, 나팔형 제1 부분은 단면이 일정하거나 변하는 감소를 가질 수 있다. 제1 부분은 단조적으로(monotonically) 감소하는 단면을 가질 수 있다.
히터 조립체는 깔때기 형상일 수 있다. 따라서, 제1 부분은 나팔형일 수 있고, 제2 부분은 자신의 길이를 따라 일정한 크기(또는 가변 크기) 단면을 가질 수 있다. 제2 부분이 자신의 길이를 따라 가변 단면을 갖는 예들에서, 그러면 히터 조립체(전체로서)는 나팔형/테이퍼형이라고 말할 수 있다.
제2 부분은 일반적으로 일정한 내부 단면을 가질 수 있다. 따라서, 제2 부분은, 히터 조립체의 종축에 평행한 방향으로 측정된 자신의 길이를 따라 길게 변하지 않는 단면을 가질 수 있다. 따라서, 히터 조립체의 제2 부분은 제2 내부 단면과 동일한 내부 단면을 갖는다. 이러한 구성은 제조하기 더 쉬울 수 있다. 예컨대, 일반적으로 일정한 내부 단면을 갖는 히터 조립체가 초기에 제공될 수 있고, 제조 동안, 일 단부에서 히터 조립체의 둘레는 나팔형 단부를 형성하도록 증가된다.
일부 예에서, 히터 조립체는 일반적으로 일정한 외부 단면을 갖고 그래서 내부 단면만이 히터 조립체의 길이를 따라 크기가 변하도록 한다.
제2 부분은 히터 조립체의 제1 부분으로부터 다른 단부까지 연장될 수 있다. 따라서, 히터 조립체는 제1 부분 및 제2 부분만을 포함하여, 히터 조립체가 일 단부에 제1 부분을 갖고, 제2 부분이 히터 조립체의 제1 부분으로부터 대향/하단부(opposite/bottom end)로 연장되도록 할 수 있다.
히터 조립체는 종축과 같은 축을 정의할 수 있고, 제1 부분은 축을 따라 측정된 약 5mm 미만, 약 4mm 미만, 약 3mm 미만, 또는 약 1mm 미만, 및/또는 약 0.1mm 초과 또는 약 0.5mm 초과, 예컨대, 약 0.1mm 내지 5mm의 길이 치수를 가질 수 있다.
히터 조립체는 종축과 같은 축을 정의할 수 있고, 제1 부분은 축을 따라 측정된 제1 길이 치수를 가질 수 있고, 히터 조립체는 축을 따라 측정된 제2 길이 치수를 가질 수 있고, 제1 길이 치수는 제2 길이 치수의 약 10% 미만, 약 5% 미만 또는 약 1% 미만일 수 있다.
이러한 치수들은, 에어로졸 생성 재료의 용이한 삽입을 허용하는 것과 동시에 히터 조립체가 비교적 컴팩트하고 히터 조립체 내의 열 손실들이 최소화되거나 감소되는 것을 보장하는 것 사이의 균형을 제공한다. 예컨대, 제1 나팔형 부분의 길이가 너무 길면, 이것은 에어로졸 생성 재료가 고르게 가열되지 않는 것을 의미할 수 있거나, 이는 사용 동안 에어로졸 생성 재료를 통한 기류에 영향을 줄 수 있다.
히터 조립체는 종축과 같은 축을 정의할 수 있고, 히터 조립체의 개구에서 히터 조립체의 내부 표면에 대한 접선과 축 사이에 약 50° 내지 약 70°, 또는 약 50° 내지 약 60°의 각도가 이루어진다. 따라서, 제1 부분은 특정 각도만큼 축으로부터 바깥쪽으로 나팔형이 된다. 더 큰 각도는 에어로졸 생성 재료가 더 쉽게 삽입되는 것을 허용할 수 있지만, 사용자가 히터 조립체의 에지에서 재료의 에지를 잡을 가능성이 있기 때문에, 예컨대, 외부 랩핑 층의 손상 또는 찢어짐으로 이어질 수 있다. 이러한 범위들 내의 각도들은, 에어로졸 생성 재료의 용이한 삽입을 허용하는 것과 동시에 히터 조립체가 비교적 컴팩트하고 히터 조립체 내의 열 손실들이 최소화되거나 감소되는 것을 보장하는 것 사이의 양호한 균형을 제공한다. 예컨대, 각도가 너무 크면, 이것은 가열 및 기류에 더 큰 영향을 미칠 수 있다.
히터 조립체는 종축과 같은 축을 정의할 수 있고, 제1 내부 단면은 축에 수직인 방향으로 측정된 약 5mm 초과, 또는 약 6mm 초과, 및/또는 약 10mm 미만, 또는 약 7mm 미만의 최대 치수를 갖는다. 예컨대, 제1 내부 단면은 축에 수직인 방향으로 측정된 약 6mm 내지 약 10mm, 약 6mm 내지 약 7mm, 또는 약 6.5mm의 최대 치수를 가질 수 있다. 이러한 치수들은, 에어로졸 생성 재료의 용이한 삽입을 허용하는 것과 동시에 히터 조립체가 비교적 컴팩트하고 히터 조립체 내의 열 손실들이 최소화되는 것을 보장하는 것 사이의 균형을 제공할 수 있다.
"최대 치수"는 가장 먼 거리만큼 분리된 단면 둘레의 2개의 지점들 사이의 거리이다. 예컨대, 단면이 원형인 예들에서 최대 치수는 직경이고, 단면이 정사각형 또는 직사각형인 예들에서 최대 치수는 대각선의 길이이다.
히터 조립체는 종축과 같은 축을 정의할 수 있고, 제2 내부 단면은 축에 수직인 방향으로 측정된 약 4mm 초과, 또는 약 5mm 초과, 및/또는 약 7mm 미만, 또는 약 6mm 미만의 최대 치수를 갖는다. 예컨대, 제2 내부 단면은 축에 수직인 방향으로 측정된 약 4mm 내지 약 7mm, 약 5mm 내지 약 6mm, 또는 약 5.5mm 내지 약 5.6mm의 최대 치수를 가질 수 있다.
히터 조립체는 종축과 같은 축을 정의할 수 있고, 제1 내부 단면의 둘레는 제2 내부 단면의 둘레보다 축으로부터 약 0.4mm 내지 약 3mm, 약 0.4mm 내지 약 2mm, 약 0.4mm 내지 약 1mm, 또는 약 0.4mm 내지 약 0.5mm 더 멀리 연장된다. 따라서, 제1 내부 단면의 폭은 제2 내부 단면의 폭보다 더 넓다. 폭 치수는 축에 수직인 방향으로 측정된다. 이것은, 에어로졸 생성 재료가 쉽게 삽입될 수 있도록 개구가 충분히 큰 것을 허용할 수 있지만, 예컨대, 가열 효율을 손상시킬 정도로 너무 넓지는 않다. 게다가, 이러한 치수들은 히터가 팽창 챔버와 같은 디바이스의 다른 컴포넌트들과 맞물리는 것을 허용한다.
히터 조립체는 유니터리 구조를 가질 수 있다. 유니터리 구조는, 히터 조립체가 제조하기에 더 쉽고 파손될 가능성이 더 적다는 것을 의미할 수 있다. 그러한 예에서, 히터 조립체는 전기 전도성 재료로 형성된다고 말할 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 부분들은 탄소강과 같은 전기 전도성 재료를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 제2 양상에서, 히터 조립체를 제조하는 방법은 (i) 히터 조립체의 길이를 따라 일반적으로 일정한 내부 단면을 갖는 히터 조립체를 제공하는 단계 및 (ii) 히터 조립체의 일 단부에서 내부 단면이 일 단부에 인접한 일반적으로 일정한 내부 단면보다 더 크도록, 히터 조립체의 일 단부에서 내부 단면을 증가시키는 단계를 포함한다.
히터 조립체의 길이는 히터 조립체의 종축에 평행한 방향으로 측정된다.
히터 조립체의 길이를 따라 일반적으로 일정한 내부 단면을 갖는 히터 조립체를 제공하는 것은 약 4mm 내지 7mm의 폭 치수를 갖는 내부 단면을 갖는 히터 조립체를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 히터 조립체의 일 단부에서 내부 단면을 증가시키는 것은 내부 단면의 폭 치수를 약 1mm 내지 6mm만큼 증가시키는 것을 포함할 수 있다. 위에서 설명한 치수들과 같은 다른 치수들이 또한 사용될 수 있다.
일부 대안적인 예들에서, 히터 조립체는 초기에 자신의 길이를 따라 변하는 내부 단면을 갖고, 방법은 히터 조립체의 일 단부에서 내부 단면을 증가시키는 단계를 포함한다.
내부 단면을 증가시키는 것은 스웨이징을 포함할 수 있다. 스웨이징은 물체를 히터 조립체 내로 삽입하는 것을 포함할 수 있으며, 여기서 물체의 적어도 일부는 히터 조립체의 내부 단면보다 더 큰 외부 단면을 갖는다. 예컨대, 물체가 힘을 인가함으로써 삽입될 수 있으며, 이것은 히터 조립체의 단부가 넓어지게 한다.
히터 조립체의 단부는, 내부 단면을 증가시키기 전에 가열될 수 있다. 열을 인가하는 것은 히터 조립체가 더 가단성(malleable) 있게 만들어, 히터 조립체의 단부를 넓히는 데 필요한 힘을 감소시킬 수 있다.
히터 조립체를 제공하는 것은 유니터리 구조를 갖는 히터 조립체를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 히터 조립체는 압출 또는 드로잉(drawing)에 의해 형성될 수 있다.
본 개시내용의 제3 양상에서, 히터 조립체는 에어로졸 생성 재료를 수용하기 위해 중공일 수 있고, 히터 조립체는 나팔형 단부를 갖는다. 위에 설명된 특징들 및 파라미터들 중 임의의 것이 또한 제3 양상의 히터 조립체에 적용될 수 있다.
일부 예들에서, 히터 조립체의 제1 부분(즉, 나팔형 단부)은 전기 전도성 재료로 제조되지 않으며, 따라서 인덕터 코일(들)로부터의 자기장(들)의 결과로서 유도 가열되지 않는다. 히터 조립체의 제2 부분은 전기 전도성 재료를 포함할 수 있고, 유도 가열된다. 따라서, 히터 조립체는 전기 전도성 재료 및 비전기 전도성 재료의 혼합물을 포함할 수 있다. 제1 부분은, 예컨대, PEEK와 같은 플라스틱 재료를 포함할 수 있다. 제1 부분은 제2 부분에 연결될 수 있거나, 제2 부분에 접할 수 있다. 따라서, 제1 부분은 디바이스의 부분일 수 있고, 물품을 제2 부분으로 안내하기 위해 테이퍼형/나팔형이 된다. 제1 부분은 단열될 수 있어서, 코일에 의해 가열되지 않는다.
언급된 바와 같이, 히터 조립체는 서셉터 조립체로 알려져 있을 수 있다. 서셉터 조립체는 또한 서셉터로 알려져 있을 수 있다.
다른 예에서, 히터 조립체/서셉터는 물품의 직경(즉, 실질적으로 동일한 크기인 직경)보다 더 큰 직경을 갖는다. 예컨대, 히터 조립체의 직경은, 물품의 더 쉬운 삽입을 허용하기 위해 물품의 직경보다 적어도 0.1mm, 또는 적어도 0.5mm, 또는 적어도 1mm 더 클 수 있다. 디바이스는, 히터 조립체 내에서 물품을 제자리에 유지하기 위해, 물품과 맞물릴 수 있는 핀과 같은 고정 부재(securement member)를 포함할 수 있다. 예컨대, 핀은 물품의 원위 단부에 삽입될 수 있다.
위에서 간략하게 언급된 바와 같이, 일부 예들에서, 코일(들)은, 사용 시, 적어도 하나의 전기 전도성 가열 조립체/컴포넌트/엘리먼트(히터 조립체/컴포넌트/엘리먼트로 또한 알려짐)의 가열을 유발하도록 구성되어, 열 에너지가 적어도 하나의 전기 전도성 가열 컴포넌트로부터 에어로졸 생성 재료로 전도 가능하고, 이로써 에어로졸 생성 재료의 가열을 생성한다.
일부 예들에서, 코일(들)이, 사용 중에, 적어도 하나의 가열 조립체/컴포넌트/엘리먼트를 관통하기 위한 가변 자기장을 생성하도록 구성되고, 이로써 적어도 하나의 가열 컴포넌트의 유도 가열 및/또는 자기 히스테리시스 가열을 야기한다. 그러한 어레인지먼트에서, 그 가열 컴포넌트 또는 각각의 가열 컴포넌트는 "서셉터"로 지칭될 수 있다. 사용 중에 적어도 하나의 전기 전도성 가열 컴포넌트를 관통하기 위한 가변 자기장을 생성하고 이로서 적어도 하나의 전기 전도성 가열 컴포넌트의 유도 가열을 야기하도록 구성되는 코일은 "유도 코일" 또는 "인덕터 코일"로 지칭될 수 있다.
디바이스는 가열 컴포넌트(들), 예컨대, 전기 전도성 가열 컴포넌트(들)를 포함할 수 있고, 가열 컴포넌트(들)는 가열 컴포넌트(들)의 그러한 가열을 가능하게 하도록 코일(들)에 대해 적절하게 위치되거나 위치가능할 수 있다. 가열 컴포넌트(들)는 코일(들)에 대해 고정된 위치에 있을 수 있다. 대안적으로, 디바이스 및 이러한 물품 둘 모두는 적어도 하나의 개개의 가열 컴포넌트, 예컨대 적어도 하나의 전기 전도성 가열 컴포넌트를 포함할 수 있고, 코일(들)은 물품이 가열 구역에 있을 때 물품 및 디바이스 각각의 가열 컴포넌트(들)의 가열을 야기할 수 있다.
일부 예들에서, 코일(들)은 나선형이다. 일부 예들에서, 코일(들)은 에어로졸 생성 재료를 수용하도록 구성된 디바이스의 가열 구역의 적어도 일부를 둘러싼다. 일부 예들에서, 코일(들)은 가열 구역의 적어도 일부를 둘러싸는 나선형 코일(들)이다. 가열 구역은 에어로졸 생성 재료를 수용하도록 형상화된 리셉터클일 수 있다.
일부 예들에서, 디바이스는 가열 구역을 적어도 부분적으로 둘러싸는 전기 전도성 가열 컴포넌트를 포함하고, 코일(들)은 전기 전도성 가열 컴포넌트의 적어도 일부를 둘러싸는 나선형 코일(들)이다. 일부 예들에서, 전기 전도성 가열 컴포넌트는 튜브형이다. 일부 예들에서, 코일은 인덕터 코일이다.
도 1은 에어로졸 생성 매질/재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 제공 디바이스(100)의 예를 도시한다. 대략적으로, 디바이스(100)는 에어로졸 생성 매질을 포함하는 교체가능 물품(110)을 가열하여 디바이스(100)의 사용자에 의해 흡입되는 에어로졸 또는 다른 흡입가능 매질을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
디바이스(100)는, 디바이스(100)의 다양한 컴포넌트들을 둘러싸고 수납하는 하우징(102)(외부 커버의 형태)을 포함한다. 디바이스(100)는 일 단부에 개구(104)를 가지며, 물품(110)이 가열 조립체에 의한 가열을 위해서 그 개구(104)를 통해 삽입될 수 있다. 사용 중에, 물품(110)은 가열 조립체에 완전히 또는 부분적으로 삽입될 수 있고, 여기서 그 물품(110)은 가열 조립체의 하나 이상의 컴포넌트들에 의해 가열될 수 있다.
이 예의 디바이스(100)는 덮개(108)를 포함하는 제1 단부 부재(106)를 포함하고, 그 덮개(108)는 물품(110)이 제자리에 없을 경우 개구(104)를 폐쇄하도록 제1 단부 부재(106)에 대해 이동가능하다. 도 1에서, 덮개(108)는 열린 구성으로 도시되어 있지만, 캡(108)은 닫힌 구성으로 이동할 수 있다. 예컨대, 사용자는 덮개(108)로 하여금 화살표 "A"의 방향으로 슬라이딩하도록 할 수 있다.
디바이스(100)는 또한, 눌려질 경우 디바이스(100)를 동작시키는 사용자-조작가능 제어 엘리먼트(112), 이를테면 버튼 또는 스위치를 포함할 수 있다. 예컨대, 사용자는 스위치(112)를 동작시킴으로써 디바이스(100)를 턴 온할 수 있다.
디바이스(100)는 또한, 디바이스(100)의 배터리를 충전하기 위한 케이블을 수용할 수 있는 전기 컴포넌트, 이를테면 소켓/포트(114)를 포함할 수 있다. 예컨대, 소켓(114)은 충전 포트, 이를테면 USB 충전 포트일 수 있다. 일부 예들에서, 소켓(114)은 부가적으로 또는 대안적으로 디바이스(100)와 다른 디바이스, 이를테면, 컴퓨팅 디바이스 사이에서 데이터를 전달하는 데 사용될 수 있다.
도 2는 외부 커버(102)가 제거되고 물품(110)이 존재하지 않는, 도 1의 디바이스(100)를 묘사한다. 디바이스(100)는 종축(134)을 정의한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 단부 부재(106)는 디바이스(100)의 일 단부에 배열되고 제2 단부 부재(116)는 디바이스(100)의 반대쪽 단부에 배열된다. 제1 및 제2 단부 부재들(106, 116)은 함께 디바이스(100)의 단부 표면들을 적어도 부분적으로 정의한다. 예컨대, 제2 단부 부재(116)의 하단 표면은 디바이스(100)의 하단 표면을 적어도 부분적으로 정의한다. 외부 커버(102)의 에지들은 또한 단부 표면들의 일부를 정의할 수 있다. 이 예에서, 덮개(108)는 또한 디바이스(100)의 상단 표면의 일부를 정의한다.
개구(104)에 가장 가까운 디바이스의 단부는 사용 중에 사용자의 입에 가장 가깝기 때문에 디바이스(100)의 근위 단부(또는 마우스 단부)로 알려질 수 있다. 사용 중에, 사용자는 물품(110)을 개구(104)에 삽입하고, 에어로졸 생성 재료의 가열을 시작하기 위해 사용자 제어부(112)를 조작하고, 디바이스에서 생성된 에어로졸을 흡인한다. 이것은 에어로졸로 하여금 유로를 따라 디바이스(100)의 근위 단부를 향해서 디바이스(100)를 통해 흐르도록 한다.
개구(104)로부터 가장 멀리 떨어져 있는 디바이스의 다른 단부는 사용 중에 사용자의 입으로부터 가장 멀리 떨어져 있는 단부이기 때문에 디바이스(100)의 원위 단부로 알려질 수 있다. 사용자가 디바이스에서 생성된 에어로졸을 흡인함에 따라, 에어로졸은 디바이스(100)의 원위 단부로부터 멀어지게 흐른다.
디바이스(100)는 전원(118)을 추가로 포함한다. 전원(118)은, 예컨대, 배터리, 이를테면 재충전가능 배터리 또는 비-재충전가능 배터리일 수 있다. 적절한 배터리들의 예들은, 예컨대, 리튬 배터리(이를테면, 리튬-이온 배터리), 니켈 배터리(예컨대, 니켈-카드뮴 배터리), 및 알카라인 배터리를 포함한다. 배터리는 에어로졸 생성 재료를 가열하기 위해서 제어기(미도시)의 제어 하에 필요할 때 전기 전력을 공급하도록 가열 조립체에 전기적으로 결합된다. 이 예에서, 배터리는 배터리(118)를 제자리에 유지하는 중앙 지지부(120)에 연결된다.
디바이스는 적어도 하나의 전자 모듈(122)을 더 포함한다. 전자 모듈(122)은, 예컨대, PCB(printed circuit board)를 포함할 수 있다. PCB(122)는 적어도 하나의 제어기, 이를테면 프로세서, 및 메모리를 지원할 수 있다. PCB(122)는 또한 디바이스(100)의 다양한 전자 컴포넌트들을 전기적으로 서로 연결시키기 위해 하나 이상의 전기 트랙들을 포함할 수 있다. 예컨대, 전력이 디바이스(100) 전체에 걸쳐 분배될 수 있도록, 배터리 단자들이 PCB(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 소켓(114)이 또한 전기 트랙들을 통해 배터리에 전기적으로 결합될 수 있다.
예시적인 디바이스(100)에서, 가열 조립체는 유도성 가열 조립체이며, 유도성 가열 프로세스를 통해 물품(110)의 에어로졸 생성 재료를 가열하기 위한 다양한 컴포넌트들을 포함한다. 유도 가열은 전자기 유도에 의해 전기 전도성 물체(이를테면, 서셉터)를 가열하는 프로세스이다. 유도 가열 조립체는 유도성 엘리먼트, 예컨대, 하나 이상의 인덕터 코일들, 및 그 유도성 엘리먼트를 통해 교류 전류와 같은 가변 전류를 전달하기 위한 디바이스를 포함할 수 있다. 유도 엘리먼트의 가변 전류는 가변 자기장을 생성한다. 가변 자기장은 유도성 엘리먼트에 대해 적절하게 위치된 서셉터를 관통하고, 서셉터 내부에서 와전류들을 생성한다. 서셉터는 와전류들에 대한 전기 저항을 갖고, 그로 인해서 이 저항에 대한 와전류들의 흐름이 서셉터로 하여금 줄 가열(Joule heating)에 의해 가열되도록 한다. 서셉터가 강자성 재료, 이를테면 철, 니켈 또는 코발트를 포함하는 경우들에서, 열은 또한 서셉터에서의 자기 히스테리시스 손실들에 의해서, 즉, 가변 자기장을 갖는 자기 쌍극자들의 정렬의 결과로 자기 재료에서의 자기 쌍극자들의 다양한 배향에 의해서 생성될 수 있다. 유도성 가열에서는, 예컨대 전도에 의한 가열과 비교하여, 서셉터 내부에서 열이 생성되어 급속 가열이 허용된다. 더욱이, 유도성 히터와 서셉터 간의 어떤 물리적 접촉도 필요하지 않아 구성 및 응용의 개선된 자유가 허용된다.
예시적인 디바이스(100)의 유도 가열 조립체는 서셉터 조립체(132)(본원에서 "서셉터"로 지칭됨), 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)을 포함한다. 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 전기 전도성 재료로 만들어진다. 이 예에서, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 나선형 인덕터 코일들(124, 126)을 제공하기 위해 나선형 형태로 권취되는 리츠 와이어/케이블로 만들어진다. 리츠 와이어는, 개별적으로 절연되고 단일 와이어를 형성하기 위해 함께 꼬여지는 복수의 개별 와이어를 포함한다. 리츠 와이어는 전도체에서의 표피 효과 손실을 감소시키도록 설계된다. 디바이스(100)의 예에서, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 직사각형 단면을 갖는 구리 리츠 와이어로 만들어진다. 다른 예들에서, 리츠 와이어는 원형과 같은 다른 형상의 단면을 가질 수 있다.
제1 인덕터 코일(124)은 서셉터(132)의 제1 섹션을 가열하기 위한 제1 가변 자기장을 생성하도록 구성되고, 제2 인덕터 코일(126)은 서셉터(132)의 제2 섹션을 가열하기 위한 제2 가변 자기장을 생성하도록 구성된다. 이 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 디바이스(100)의 종축(134)을 따른 방향으로 제2 인덕터 코일(126)에 인접한다(즉, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 오버랩하지 않음). 서셉터 조립체(132)는 단일 서셉터, 또는 2개 이상의 별개의 서셉터들을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)의 단부들(130)은 PCB(122)에 연결될 수 있다.
제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은, 일부 예들에서, 서로 상이한 적어도 하나의 특성을 가질 수 있다는 것이 인지될 것이다. 예컨대, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 적어도 하나의 특성을 가질 수 있다. 더 상세하게, 일 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 인덕턴스 값을 가질 수 있다. 도 2에서, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은, 제1 인덕터 코일(124)이 제2 인덕터 코일(126)보다 서셉터(132)의 더 작은 섹션에 권취되도록, 상이한 길이들을 갖는다. 따라서, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 수의 턴들을 포함할 수 있다(개별 턴들 간의 간격이 실질적으로 동일하다고 가정함). 또 다른 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 재료로 만들어질 수 있다. 일부 예들에서, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 실질적으로 동일할 수 있다.
이 예에서, 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)은 반대 방향들로 권취된다. 이것은, 인덕터 코일들이 상이한 시간들에 활성화될 때, 유용할 수 있다. 예컨대, 초기에는, 제1 인덕터 코일(124)이 물품(110)의 제1 섹션을 가열하도록 동작하고 있을 수 있고, 나중에는, 제2 인덕터 코일(126)이 물품(110)의 제2 섹션을 가열하도록 동작하고 있을 수 있다. 코일을 반대 방향들로 권취하는 것은, 특정 타입의 제어 회로와 함께 사용될 때 비활성 코일에서 유도되는 전류를 감소시키는 것을 돕는다. 도 2에서, 제1 인덕터 코일(124)은 우측 나선이고 제2 인덕터 코일(126)은 좌측 나선이다. 그러나, 다른 실시예에서는, 인덕터 코일들(124, 126)은 동일한 방향으로 권취될 수 있거나, 제1 인덕터 코일(124)은 좌측 나선일 수 있고 제2 인덕터 코일(126)은 우측 나선일 수 있다.
이 예의 서셉터(132)는 중공이고, 따라서 에어로졸 생성 재료가 수용되는 리셉터클을 정의한다. 예컨대, 물품(110)은 서셉터(132)에 삽입될 수 있다. 이 예에서, 서셉터(120)는 원형 단면을 갖는 튜브형이다.
도 2의 디바이스(100)는, 일반적으로 튜브형이고 서셉터(132)를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있는 절연 부재(128)를 더 포함한다. 절연 부재(128)는 임의의 절연 재료, 이를테면 예컨대 플라스틱으로 구성될 수 있다. 이 특정 예에서, 절연 부재는 PEEK(polyether ether ketone)로 구성된다. 절연 부재(128)는 서셉터(132)에서 생성된 열로부터 디바이스(100)의 다양한 컴포넌트들을 절연시키는 것을 도울 수 있다.
절연 부재(128)는 또한 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)을 완전히 또는 부분적으로 지지할 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 절연 부재(128) 둘레에 위치되고, 절연 부재(128)의 방사상 외측 표면과 접촉한다. 일부 예들에서, 절연 부재(128)는 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)과 접하지 않는다. 예컨대, 절연 부재(128)의 외부 표면과 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)의 내부 표면 간에 작은 갭이 존재할 수 있다.
특정 예에서, 서셉터(132), 절연 부재(128), 및 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 서셉터(132)의 중앙 종축을 동축으로 한다.
도 3은 부분 단면으로 디바이스(100)의 측면도를 도시한다. 외부 커버(102)가 이 예에서 존재한다. 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)의 직사각형 단면 형상이 더 명확하게 보인다.
디바이스(100)는 서셉터(132)를 제자리에 유지하기 위해 서셉터(132)의 일 단부와 맞물리는 지지부(136)를 더 포함한다. 지지부(136)는 제2 단부 부재(116)에 연결된다.
디바이스는 또한 제어 엘리먼트(112) 내에 연관된 제2 인쇄 회로 기판(138)을 포함할 수 있다.
디바이스(100)는 디바이스(100)의 원위 단부를 향해 배열된, 제2 덮개/캡(140) 및 스프링(142)을 더 포함한다. 스프링(142)은 서셉터(132)로의 접근을 제공하기 위해서 제2 덮개(140)가 열리도록 허용한다. 사용자는 서셉터(132) 및/또는 지지부(136)를 청소하기 위해 제2 덮개(140)를 열 수 있다.
디바이스(100)는 그 디바이스의 개구(104)를 향해 서셉터(132)의 근위 단부로부터 멀리 연장하는 확장 챔버(144)를 더 포함한다. 디바이스(100) 내에 수용될 때 물품(110)에 접하여 이를 유지하기 위한 유지 클립(146)이 확장 챔버(144) 내에 적어도 부분적으로 위치된다. 확장 챔버(144)는 단부 부재(106)에 연결된다.
도 4는 외부 커버(102)가 생략된, 도 1의 디바이스(100)의 분해도이다.
도 5a는 도 1의 디바이스(100)의 일부의 단면도를 묘사한다. 도 5b는 도 5a의 영역의 확대도를 묘사한다. 도 5a 및 5b는 서셉터(132) 내에 수용된 물품(110)을 도시하고, 여기서 물품(110)의 치수는 물품(110)의 외부 표면이 서셉터(132)의 내부 표면에 접하도록 이루어진다. 이것은 가열이 가장 효율적이도록 보장한다. 이 예의 물품(110)은 에어로졸 생성 재료(110a)를 포함한다. 에어로졸 생성 재료(110a)는 서셉터(132) 내에 위치된다. 물품(110)은 또한 필터, 랩핑 재료들 및/또는 냉각 구조와 같은 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
도 5b는, 서셉터(132)의 외부 표면이 서셉터(132)의 종축(158)에 수직인 방향으로 측정되는 거리(150)만큼 인덕터 코일들(124, 126)의 내부 표면으로부터 이격된 것을 도시한다. 일 특정 예에서, 거리(150)는 약 3mm 내지 4mm, 약 3-3.5mm, 또는 약 3.25mm이다.
도 5b는, 절연 부재(128)의 외부 표면이 서셉터(132)의 종축(158)에 수직인 방향으로 측정되는 거리(152)만큼 인덕터 코일들(124, 126)의 내부 표면으로부터 이격된 것을 추가로 도시한다. 일 특정 예에서, 거리(152)는 약 0.05mm이다. 다른 예에서, 거리(152)는 실질적으로 0mm이고, 그럼으로써 인덕터 코일들(124, 126)이 절연 부재(128)와 접하고 접촉하게 된다.
일 예에서, 서셉터(132)는 약 0.025mm 내지 1mm, 또는 약 0.05mm의 벽 두께(154)를 갖는다.
일 예에서, 서셉터(132)는 약 40mm 내지 60mm, 약 40-45mm, 또는 약 44.5mm의 길이를 갖는다.
일 예에서, 절연 부재(128)는 약 0.25mm 내지 2mm, 0.25 내지 1mm, 또는 약 0.5mm의 벽 두께(156)를 갖는다.
도 6은, 이 예에서, 단일 조각의 재료로 구성되고 따라서 유니터리 구조를 갖는 서셉터(132)를 도시한다. 다른 예들에서, 서셉터(132)는 유니터리 구조를 갖지 않을 수 있고, 일부 예들에서, 유도 가열되지 않는 재료들을 포함할 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 서셉터(132)는 중공이고, 가열을 위한 에어로졸 생성 재료를 수용할 수 있다. 에어로졸 생성 재료가 서셉터 내에 수용되는 것을 더 쉽게 하기 위해, 서셉터(132)는 나팔형 단부를 갖는다. 나팔형 단부는, 에어로졸 생성 재료를 수용하는 서셉터(132)의 단부를 향하여 형성된다. 이 예에서, 나팔형 단부는 서셉터(132)의 근위/마우스 단부에 배열된다.
서셉터는 제1 부분(160) 및 제2 부분(162)을 포함하고, 제1 부분(160)은 서셉터(132)의 나팔형 단부를 정의한다. 제1 부분(160)은 길이 치수(164)를 갖고, 제2 부분(162)은 길이 치수(166)를 갖는다. 서셉터(132)는 전체 길이 치수(168)를 갖는다. 이러한 길이 치수들은 서셉터(132)의 종축(172)에 평행한 방향으로 측정된다.
제1 부분(160)은 서셉터(132)의 일 단부에 개구(170)를 형성한다. 이 개구는 둘레를 가지며(도 7에 보다 명확하게 도시됨), 에어로졸 생성 재료가 중공 서셉터(132) 내로 삽입되는 것을 허용한다. 제1 부분(160)은 개구에서 제1 내부 단면을 갖는다. 제2 부분(162)은 제1 부분에 직접 인접하게 배열되고, 제2 내부 단면을 갖는다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 내부 단면은 제2 내부 단면보다 더 크고, 이로써 더 넓은 단부를 갖는 서셉터를 형성한다. 제1 및 제2 내부 단면들은 서셉터(132)의 종축(172)에 수직으로 배열된 평면에서 취해진 단면들이다.
제1 부분(160)은 약 0.1mm 내지 약 5mm의 길이 치수(164)를 가질 수 있고, 서셉터(132)는 약 40mm 내지 약 60mm의 길이 치수(168)를 가질 수 있다. 이 특정 예에서, 제1 부분(160)은 약 2mm의 길이 치수(164)를 갖고, 서셉터(132)는 약 44.5mm의 길이 치수(168)를 갖고, 그래서 제1 부분의 길이(164)가 서셉터의 전체 길이(168)의 5% 미만이 된다. 이러한 치수들은, 서셉터(132)가 에어로졸 생성 재료의 용이한 삽입을 허용하는 것과 동시에, 서셉터(132)가 비교적 컴팩트하고 가열 성능 및 기류에 대한 영향이 감소되는 것을 보장하는 것 사이의 양호한 균형을 제공한다.
이 예에서, 제1 부분(160)은, 개구(170)로부터 제2 부분(162)으로(즉, 축(172)을 따라 측정된 방향으로) 크기가 감소하는 내부 단면을 갖는다. 이와 같이, 제1 부분(160)의 폭은 제1 부분(160)의 길이(164)를 따라 더 좁아진다. 제1 부분(160)은 개구에서 폭 치수(174)를 갖는다. 제1 부분(160)의 폭은 종축(172)에 수직인 방향으로 측정된다. 대조적으로, 제2 부분(162)은 (면적 및 폭 치수의 관점에서) 크기가 일반적으로 일정한 내부 단면을 갖는다. 이와 같이, 제2 부분(162)의 폭(176)은 제2 부분(160)의 전체 길이(166)를 따라 동일하다. 따라서, 서셉터(132)는 전체적으로 깔때기형 형상을 갖는다.
도 7은 도 6의 서셉터의 평면도를 도시한다. 이 예에서, 서셉터(132)는 원통형이고, 제1 및 제2 내부 단면들은 동일한 원형 형상을 갖는다. 제1 부분(160) 및 제2 부분(162)은, 그들의 중간점들이 축(172) 상에 정렬되도록 동축으로 배열된다. 대조적으로, 도 11(아래에서 논의됨)은 제1 및 제2 부분들이 동축이 아닌 서셉터를 도시한다.
언급된 바와 같이, 개구(170), 따라서 제1 내부 단면은 폭 치수(174)를 갖는다. 제2 내부 단면은 폭 치수(176)를 갖는다. 서셉터가 원통형이기 때문에, 이러한 폭 치수들(174, 176)은 제1 및 제2 내부 단면들의 최대 치수들(축(172)에 수직인 방향으로 측정됨)에 대응한다. 다시 말해서, 폭들은 서셉터의 제1 및 제2 부분들의 직경들에 대응한다.
이 예에서, 제1 내부 단면은 약 6.5mm의 최대 치수(174)를 갖고, 제2 내부 단면은 약 5.5mm의 최대 치수(176)를 갖는다. 따라서, 개구(170)에서 제1 내부 단면의 둘레(즉, 외부 에지)는 제2 내부 단면의 둘레보다 축(172)으로부터 약 0.5mm 더 멀리 연장된다. 다른 예들에서, 제1 내부 단면의 둘레는 제2 내부 단면의 둘레보다 축으로부터 약 0.4mm 내지 약 6mm 더 멀리 연장될 수 있다. 제2 부분의 외부 직경은 제2 부분의 내부 직경(176)보다 약 1-2mm 더 클 수 있다. 일 예에서, 서셉터(132)는, 제2 부분의 외부 직경이 약 5.6mm가 되도록 약 0.05mm의 벽 두께를 갖는다.
원통형인 것 대신에, 서셉터가 정사각형 또는 직사각형 단면을 갖는다면, 제1 및 제2 내부 단면들의 최대 치수들은 제1 및 제2 부분들의 폭들에 대응하지 않을 것이다. 도 8은 그러한 예를 도시한다. 대안적인 서셉터의 이러한 상면도에서, 제1 내부 단면은 축(272)에 수직인 방향으로 측정된 최대 치수(274)를 갖고, 제2 내부 단면은 축(272)에 수직인 방향으로 측정된 최대 치수(276)를 갖는다.
도 9는 도 6의 서셉터(132)의 최상부 부분의 도식 표현을 도시한다. 여기서 제1 부분(160)은, 개구로부터 제2 부분(162)으로 감소하는 내부 단면을 갖는다. 이 예에서, 제1 부분(160)의 내부 단면은 제1 단면으로부터 제2 단면으로 변하는 감소를 가지며, 즉, 제1 부분(160)의 내부 표면(182)의 기울기는 제1 부분(160)을 따라 상이한 지점들에서 변한다. 예컨대, 지점 B에서 내부 표면에 대한 접선의 기울기는 지점 C에서 접선의 기울기와 상이하다. 따라서, 제1 섹션(160)은 뿔형 형상을 갖는다.
서셉터의 개구(170)에서 서셉터의 내부 표면(182)에 대한 접선(178)이 도시된다. 종축(172)과 접선(178) 사이에 각도(180)가 이루어진다. 이 특정 예에서, 각도(180)는 약 60°이다.
도 10은 다른 서셉터(332)의 최상부 부분의 도식 표현을 도시한다. 도 9에서와 같이, 제1 부분(360)은 개구(370)로부터 제2 부분(362)으로 감소하는 내부 단면을 갖는다. 이 예에서, 제1 부분(360)의 내부 단면은 제1 단면으로부터 제2 단면으로 일정한 감소를 가지며, 즉, 제1 부분(360)의 내부 표면(382)의 기울기는 상이한 지점들에서 동일하다. 예컨대, 지점 D에서 내부 표면에 대한 접선의 기울기는 지점 E에서 접선의 기울기와 동일하다. 따라서, 제1 섹션(360)은 원뿔형 형상을 가질 수 있다.
이 예에서, 서셉터의 개구에서 서셉터의 내부 표면(382)에 대한 접선(378)이 도시된다. 종축(372)과 접선(378) 사이에 각도(380)가 이루어진다. 이 특정 예에서, 각도(380)는 약 50°이다.
도 11은 다른 서셉터(432)의 최상부 부분의 도식 표현을 도시한다. 도 9 및 도 10에서와 같이, 제1 부분(460)은 개구(470)로부터 제2 부분(462)으로 감소하는 내부 단면을 갖는다. 이 예에서, 제1 부분(460)의 내부 단면은 제1 단면으로부터 제2 단면으로 변하는 감소를 가지며, 즉, 제1 부분(460)의 내부 표면(482)의 기울기는 축(472)을 따른 방향으로 제1 부분(460)을 따라 상이한 지점들에서 변한다. 게다가, 제1 부분(460)의 내부 표면(482)의 기울기는 축(472) 주위의 상이한 지점들에서 변한다. 따라서, 개구(470)에서의 제1 단면은 제2 단면과 동축이 아니다. 대신에, 제1 및 제2 단면들의 중간점들이 축(472)에 정렬되지 않는다.
위에서 설명된 예들 중 임의의 예에서, 제2 부분은 (면적 및 폭 치수의 관점에서) 제2 부분의 길이를 따라 크기가 변하는 내부 단면을 가질 수 있다.
일부 예들(예시되지 않음)에서, 서셉터는 3개 이상의 부분들을 포함할 수 있고, 그래서 제2 부분은 항상 서셉터의 제1 부분으로부터 대향/하단부로 연장되지 않을 수 있다. 예컨대, 서셉터는 또한 서셉터의 다른 단부에 배열된 나팔형 단부를 갖는 제3 부분을 포함할 수 있다. 제3 부분은 제1 및/또는 제2 부분들보다 더 작거나 더 큰 단면을 가질 수 있다. 서셉터의 다른 단부에 배열된 이러한 나팔형 단부는 서셉터가 세정을 위해 더 쉽게 접근되는 것을 허용할 수 있다.
도 12는 에어로졸 제공 디바이스를 위한 서셉터를 제조하는 방법에 대한 흐름도를 도시한다. 방법은, 블록(502)에서, 서셉터의 길이를 따라 일반적으로 일정한 내부 단면을 갖는 서셉터를 제공하는 단계를 포함한다. 그러한 서셉터는, 예컨대, 유니터리 구조를 가질 수 있다.
제1 예에서, 서셉터(132)는, (금속과 같은) 재료 시트를 튜브 내로 롤링하고 솔기(seam)를 따라 서셉터(132)를 밀봉/용접함으로써 초기에 형성된다. 일부 예들에서 시트의 단부들은 밀봉될 때 오버랩된다. 다른 예들에서, 시트의 단부들은 밀봉될 때 오버랩되지 않는다.
제2 예에서, 서셉터(132)는 초기에 딥 드로잉 기법들(deep drawing techniques)에 의해 형성된다. 이 기법은 솔기가 없는(seamless) 서셉터(132)를 제공할 수 있다. 그러나, 위에서 언급된 제1 예는 더 짧은 시간 기간에 서셉터(132)를 생성할 수 있다.
솔기가 없는 서셉터(132)를 형성하는 다른 방법들은, 상대적으로 얇은 중공 튜브를 제공하기 위해 상대적으로 두꺼운 중공 튜브의 벽 두께를 감소시키는 것을 포함한다. 상대적으로 두꺼운 중공 튜브를 변형시킴으로써 벽 두께가 감소될 수 있다. 일 예에서, 벽은 스웨이징 기법들을 사용하여 변형될 수 있다. 일 예에서, 벽은, 중공 튜브의 내부 원주(circumference)가 증가되는 하이드로포밍(hydroforming)을 통해 변형될 수 있다. 고압 유체는 튜브의 내부 표면에 압력을 가할 수 있다. 다른 예에서, 벽은 다림질(ironing)을 통해 변형될 수 있다. 예컨대, 서셉터 튜브의 벽은 2개의 표면들 사이에서 함께 가압될 수 있다.
방법은, 블록(504)에서, 서셉터의 일 단부에서 내부 단면이 일 단부에 인접한 일반적으로 일정한 내부 단면보다 더 크도록, 서셉터의 일 단부에서 내부 단면을 증가시키는 단계를 더 포함한다. 내부 단면을 증가시키는 것은, 예컨대, 스웨이징을 포함할 수 있다.
일부 예시적인 방법들에서, 내부 단면이 증가되기 전에, 서셉터의 단부가 가열될 수 있다.
다른 예시적인 방법들에서, 서셉터는 자신의 길이를 따라 변하는 내부 단면을 가질 수 있고, 방법은 서셉터의 일 단부에서 내부 단면을 증가시키는 단계를 포함한다.
도 13a-13d는 스웨이징 프로세스 동안의 다양한 단계들을 도시한다. 도 13a에 도시된 바와 같이, 일반적으로 일정한 단면(602)을 갖는 서셉터(632)가 제공된다. 이 예에서 서셉터(632)는 중공이고 원통형이고, 그래서 단면(602)은 원형 형상이다. 도 13b는 서셉터(632)의 일 단부에 삽입되는 물체(604)를 도시한다. 물체(606)는, 서셉터(632)의 내부 단면(602)보다 더 큰 외부 단면(608)을 갖는 부분(606)을 갖는다.
도 13c는 한 번 서셉터(632) 내로 삽입된 물체(604)를 도시한다. 물체(604)의 일 단부에 힘(610)이 인가되고, 이는 차례로 물체를 서셉터(632) 내로 더 밀어넣는다. 물체(604)가 서셉터(632)보다 더 큰 단면을 갖는 구역(606)을 갖기 때문에, 이 힘(610)은 서셉터(632)의 단부가 바깥쪽으로 나팔형이 되게 한다. 도 13d는 나팔형 단부(612)를 갖는 서셉터(632)를 도시한다. 여기서, 물체(604)는 서셉터(632)로부터 제거되었다.
위의 실시예들은 본 발명의 예시적인 예들로서 이해되어야 한다. 본 발명의 추가 실시예들이 예상된다. 임의의 일 실시예와 관련하여 설명된 임의의 특징은 단독으로 또는 설명된 다른 특징들과 조합하여 사용될 수 있고, 또한 실시예들 중 임의의 다른 것의 하나 이상의 특징들, 또는 실시예들 중 임의의 다른 것들의 임의의 조합과 조합하여 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 게다가, 첨부된 청구항들에서 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 위에서 설명되지 않은 등가물 및 수정들이 이용될 수도 있다.

Claims (21)

  1. 에어로졸 제공 디바이스로서,
    적어도 하나의 코일; 및
    에어로졸 생성 재료를 수용하도록 배열된 히터 조립체를 포함하고,
    상기 히터 조립체의 적어도 일부는 상기 적어도 하나의 코일에 의해 가열 가능하고,
    상기 히터 조립체는:
    상기 히터 조립체의 일 단부에 개구(opening)를 정의하는 제1 부분 ― 상기 개구는 제1 내부 단면(internal cross section)을 가짐 ― ; 및
    제2 내부 단면을 갖는, 상기 제1 부분에 인접한 제2 부분을 포함하고,
    상기 제1 내부 단면은 상기 제2 내부 단면보다 더 큰,
    에어로졸 제공 디바이스.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 내부 단면 및 상기 제2 내부 단면은 동축(coaxial)인,
    에어로졸 제공 디바이스.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 내부 단면 및 상기 제2 내부 단면은 유사한,
    에어로졸 제공 디바이스.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 부분은, 상기 제1 단면으로부터 상기 제2 단면으로 감소하는 내부 단면을 갖는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 히터 조립체는 깔때기(funnel) 형상인,
    에어로졸 제공 디바이스.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 부분은 일반적으로 일정한 내부 단면을 갖는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 부분은 상기 히터 조립체의 상기 제1 부분으로부터 다른 단부로 연장되는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터 조립체는 축을 정의하고, 상기 제1 부분은 상기 축을 따라 측정된 약 0.1mm 내지 5mm의 길이 치수(length dimension)를 갖는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터 조립체는 축을 정의하고,
    상기 제1 부분은 상기 축을 따라 측정된 제1 길이 치수를 갖고;
    상기 히터 조립체는 상기 축을 따라 측정된 제2 길이 치수를 갖고; 그리고
    상기 제1 길이 치수는 상기 제2 길이 치수의 약 10% 미만인,
    에어로졸 제공 디바이스.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터 조립체는 축을 정의하고, 상기 히터 조립체의 상기 개구에 상기 히터 조립체의 내부 표면에 대한 접선(tangent)과 상기 축 사이에 약 50°내지 약 70°의 각도가 이루어지는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터 조립체는 축을 정의하고, 상기 제1 내부 단면은 상기 축에 수직인 방향으로 측정된 약 6mm 내지 약 10mm의 최대 치수를 갖는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터 조립체는 축을 정의하고, 상기 제2 내부 단면은 상기 축에 수직인 방향으로 측정된 약 4mm 내지 약 7mm의 최대 치수를 갖는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터 조립체는 축을 정의하고, 상기 제1 내부 단면의 둘레(perimeter)는 상기 제2 내부 단면의 둘레보다 상기 축으로부터 약 0.4mm 내지 약 3mm 더 멀리 연장되는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  14. 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터 조립체는 유니터리 구조(unitary construction)를 갖는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 코일은 가변 자기장(varying magnetic field)을 생성하기 위한 적어도 하나의 인덕터 코일을 포함하고;
    상기 히터 조립체는 서셉터 조립체(susceptor assembly)이고; 그리고
    상기 서셉터 조립체의 적어도 일부는 상기 가변 자기장의 관통(penetration)에 의해 가열 가능한,
    에어로졸 제공 디바이스.
  16. 에어로졸 제공 디바이스를 위한 히터 조립체를 제조하는 방법으로서,
    상기 히터 조립체의 길이를 따라 일반적으로 일정한 내부 단면을 갖는 상기 히터 조립체를 제공하는 단계; 및
    상기 히터 조립체의 일 단부에서 내부 단면이 상기 일 단부에 인접한 상기 일반적으로 일정한 내부 단면보다 더 크도록, 상기 히터 조립체의 상기 일 단부에서 상기 내부 단면을 증가시키는 단계를 포함하는,
    에어로졸 제공 디바이스를 위한 히터 조립체를 제조하는 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 내부 단면을 증가시키는 단계 스웨이징(swaging)을 포함하는,
    에어로졸 제공 디바이스를 위한 히터 조립체를 제조하는 방법.
  18. 제16 항 또는 제17 항에 있어서,
    상기 내부 단면을 증가시키기 전에, 상기 히터 조립체의 상기 단부를 가열하는 단계를 더 포함하는,
    에어로졸 제공 디바이스를 위한 히터 조립체를 제조하는 방법.
  19. 제15 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터 조립체를 제공하는 단계는 유니터리 구조를 갖는 히터 조립체를 제공하는 단계를 포함하는,
    에어로졸 제공 디바이스를 위한 히터 조립체를 제조하는 방법.
  20. 에어로졸 제공 디바이스를 위한 히터 조립체로서,
    상기 히터 조립체는 에어로졸 생성 재료를 수용하기 위해 중공(hollow)이고, 상기 히터 조립체는 나팔형 단부(flared end)를 갖는,
    에어로졸 제공 디바이스를 위한 히터 조립체.
  21. 에어로졸 제공 시스템으로서,
    제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 제공 디바이스; 및
    에어로졸 생성 재료를 포함하는 물품을 포함하는,
    에어로졸 제공 시스템.
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