KR20210134344A - 에어로졸 발생 디바이스 히터 엘리먼트 제조 - Google Patents
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Abstract
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법이 설명된다. 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 심리스 중공 튜브를 포함하고, 상기 방법은 심리스 중공 튜브를 형성하도록 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계를 포함하며, 심리스 중공 튜브는 변형된 벽을 가지며, 심리스 중공 튜브의 변형된 벽은 중공 튜브의 벽보다 얇다.
Description
[0001]
본 발명은 에어로졸 발생 시스템(aerosol generation system), 및 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(aerosol generation system heater element)의 제조에 관한 것이다.
[0002]
시가렛들(cigarettes), 시가들(cigars) 등과 같은 흡연 물품들은 사용 동안에 담배(tobacco)를 태워서 담배 연기를 생성한다. 태우지 않고 화합물들을 방출하는 제품들을 생성함으로써, 담배를 태우는 이들 물품들에 대한 대안들을 제공하려는 시도들이 있었다.
[0003]
그러한 물품들의 예들에는 재료를 태우지 않고 가열함으로써 화합물들을 방출하는 가열 디바이스들(heating devices)이 있다. 이 재료는, 예를 들어 니코틴(nicotine)을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는 담배 또는 다른 비-담배 제품들(non-tobacco products)일 수 있다. 담배 또는 비-담배 제품들을 가열함으로써, 담배 또는 비-담배 제품들의 적어도 하나의 성분을 휘발시켜서, 전형적으로 담배 또는 비-담배 제품들을 태우거나 연소시키지 않고 흡입될 수 있는 에어로졸을 형성할 수 있다.
[0004]
담배 또는 비-담배 제품들을 가열하는 가열 디바이스는 '비연소 가열(heat-not-burn)' 장치 또는 '담배 가열 제품(tobacco heating product)'(THP) 또는 '담배 가열 디바이스(tobacco heating device)' 또는 그 유사물로서 설명될 수 있다. 담배 또는 비-담배 제품들의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 다양한 배열체들이 시도되어 왔다.
[0005]
본 발명의 제1 양태는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법을 제공하며, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 심리스 중공 튜브를 포함하고, 상기 방법은 심리스 중공 튜브를 형성하도록 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계를 포함하며, 심리스 중공 튜브는 변형된 벽을 가지며, 심리스 중공 튜브의 변형된 벽은 중공 튜브의 벽보다 얇다.
[0006]
일 실시예에서, 중공 튜브의 벽은 제1 단면 내부 둘레를 가지며, 심리스 중공 튜브의 변형된 벽은 제1 단면 내부 둘레와 적어도 동일한 길이인 제2 단면 내부 둘레를 갖는다.
[0007]
일 실시예에서, 심리스 중공 튜브의 변형된 벽은 제1 단면 내부 둘레보다 긴 제2 단면 내부 둘레를 갖는다.
[0008]
일 실시예에서, 심리스 중공 튜브는 실질적으로 원형 단면을 갖는다.
[0009]
일 실시예에서, 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계는 중공 튜브의 제1 단면 내부 둘레를 확장시키도록 중공 튜브를 하이드로포밍하는 단계를 포함한다.
[0010]
일 실시예에서, 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계는 맨드릴 상에서 중공 튜브를 스웨이징하는 단계를 포함한다.
[0011]
일 실시예에서, 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계는 다이를 통해 중공 튜브를 드로잉함으로써 중공 튜브를 스웨이징하는 단계를 포함한다.
[0012]
일 실시예에서, 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계는 중공 튜브를 회전 스웨이징하는 단계를 포함한다.
[0013]
일 실시예에서, 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계는 적어도 하나의 아이어닝 다이를 통해 중공 튜브의 벽을 아이어닝하는 단계를 포함한다.
[0014]
일 실시예에서, 중공 튜브는 시트 재료의 블랭크를 딥 드로잉함으로써 형성된다.
[0015]
일 실시예에서, 중공 튜브는 금속 재료를 포함한다.
[0016]
일 실시예에서, 금속 재료는 철, 철 합금들, 스테인리스강, 연강, 몰리브덴, 탄화규소, 알루미늄, 알루미늄 합금들, 금, 구리, 백동 합금들, 철-크롬-알루미늄 합금들, 니켈 알루미나이드 합금들 중 적어도 하나로부터 선택된다.
[0017]
본 발명의 제2 양태는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법을 제공하며, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 심리스 중공 튜브를 포함하고, 상기 방법은 중공 튜브형 기재의 내부면 상에 금속 층을 코팅하는 단계를 포함한다.
[0018]
일 실시예에서, 상기 방법은 중공 튜브형 기재를 압출하는 단계를 포함한다.
[0019]
일 실시예에서, 중공 튜브형 기재는 세라믹 재료를 포함한다.
[0020]
일 실시예에서, 중공 튜브형 기재는 중공 튜브형 기재의 내부면과 중공 튜브형 기재의 외부면 사이에 공기 채널들을 포함한다.
[0021]
일 실시예에서, 중공 튜브형 기재는 원형 단면을 갖는 원통형 튜브이다.
[0022]
일 실시예에서, 코팅하는 단계는 중공 튜브형 기재의 내부면 상에 금속 층을 전기도금하는 단계를 포함한다.
[0023]
일 실시예에서, 코팅하는 단계는 중공 튜브형 기재의 내부면 상에 금속 층을 물리적 기상 증착하는 단계를 포함한다.
[0024]
일 실시예에서, 코팅하는 단계는 중공 튜브형 기재의 내부면 상에 금속 층을 화학적 기상 증착하는 단계를 포함한다.
[0025]
일 실시예에서, 코팅하는 단계는 중공 튜브형 기재의 내부면 상에 금속 층을 열 분무하는 단계를 포함한다.
[0026]
일 실시예에서, 금속 층은 철, 철 합금들, 스테인리스강, 연강, 몰리브덴, 탄화규소, 알루미늄, 알루미늄 합금들, 금, 구리, 백동 합금들, 철-크롬-알루미늄 합금들, 니켈 알루미나이드 합금들 중 적어도 하나로부터 선택된 금속 재료를 포함한다.
[0027]
본 발명의 제3 양태는 본 발명의 제1 양태에 따른 방법에 의해 제조되거나, 본 발명의 제2 양태에 따른 방법에 의해 제조되는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제공한다.
[0028]
본 발명의 제4 양태는 심리스 중공 튜브를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제공하며, 심리스 중공 튜브는 약 100 ㎛ 이하의 벽 두께를 갖는다.
[0029]
일 실시예에서, 심리스 중공 튜브는 금속 재료를 포함하며, 금속 재료는 철, 철 합금들, 스테인리스강, 연강, 몰리브덴, 탄화규소, 알루미늄, 알루미늄 합금들, 금, 구리, 백동 합금들, 철-크롬-알루미늄 합금들, 니켈 알루미나이드 합금들 중 적어도 하나로부터 선택된다.
[0030]
본 발명의 제5 양태는 심리스 중공 튜브를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제공하며, 심리스 중공 튜브는 중공 튜브형 기재의 내부면 상에 코팅된 금속 층을 포함한다.
[0031]
일 실시예에서, 금속 층은 약 100 ㎛ 이하의 두께를 갖는다.
[0032]
일 실시예에서, 금속 층은 철, 철 합금들, 스테인리스강, 연강, 몰리브덴, 탄화규소, 알루미늄, 알루미늄 합금들, 금, 구리, 백동 합금들, 철-크롬-알루미늄 합금들, 니켈 알루미나이드 합금들 중 적어도 하나로부터 선택된 금속 재료를 포함한다.
[0033]
본 발명의 제6 양태는 본 발명의 제3, 제4 또는 제5 양태들에 따른 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 포함하는 에어로졸 발생 디바이스를 제공하며, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 에어로졸 형성 소모품을 수용하기 위한 리셉터클을 적어도 부분적으로 한정한다.
[0034]
일 실시예에서, 에어로졸 발생 디바이스는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 가열을 유발하기 위한 시스템을 포함한다.
[0035]
본 발명의 제7 양태는 본 발명의 제6 양태에 따른 에어로졸 발생 디바이스 및 적어도 하나의 에어로졸 형성 소모품을 포함하는 에어로졸 발생 시스템을 제공하며, 적어도 하나의 에어로졸 형성 소모품은 리셉터클 내에 수용 가능하도록 형상화되고 크기설정된다.
[0036]
본 발명의 제8 양태는 에어로졸화 가능한 재료, 및 본 발명의 제3, 제4 또는 제5 양태들에 따른 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 포함하는 에어로졸 형성 소모품을 제공한다.
[0037]
일 실시예에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 에어로졸화 가능한 재료를 적어도 부분적으로 지지한다.
[0038]
본 발명의 제9 양태는 에어로졸 발생 디바이스를 제공하며, 에어로졸 발생 디바이스는 리셉터클을 포함하며, 리셉터클은 본 발명의 제8 양태에 따른 에어로졸 형성 소모품을 수용하도록 구성되고, 에어로졸 발생 디바이스는 에어로졸 형성 소모품의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 가열을 유발하기 위한 시스템을 포함한다.
[0039]
본 발명의 제10 양태는 본 발명의 제9 양태에 따른 에어로졸 발생 디바이스, 및 본 발명의 제8 양태에 따른 적어도 하나의 에어로졸 형성 소모품을 포함한다.
[0040]
본 발명의 제11 양태는 에어로졸 발생 시스템을 제공하며, 에어로졸 발생 시스템은, 에어로졸 형성 소모품; 본 발명의 제3, 제4 또는 제5 양태에 따른 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트; 및 에어로졸 형성 소모품을 수용하도록 구성된 리셉터클 및 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 가열을 유발하기 위한 시스템을 포함하는 에어로졸 발생 디바이스를 포함한다.
[0041]
추가 특징들 및 이점들은 첨부 도면들을 참조하여 설명되는 특정 예들의 하기의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
[0042]
이제, 특정 예들이 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이다:
[0043] 도 1은 에어로졸 발생 시스템의 일 예를 개략적으로 도시하고;
[0044] 도 2는 에어로졸 형성 소모품 및 에어로졸 발생 디바이스의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 일 예를 개략적으로 도시하고;
[0045] 도 3은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트 및 에어로졸화 가능한 재료를 포함하는 에어로졸 형성 소모품의 일 예를 개략적으로 도시하고;
[0046] 도 4는 에어로졸 발생 시스템의 일 예를 개략적으로 도시하고;
[0047] 도 5는 에어로졸 발생 시스템의 일 예를 개략적으로 도시하고;
[0048] 도 6은 에어로졸 발생 시스템의 일 예를 개략적으로 도시하고;
[0049] 도 7a 및 도 7b는 각각 중공 튜브와, 심리스 중공 튜브를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 일 예를 개략적으로 도시하고;
[0050] 도 8은 다이를 통해 드로잉되는 프로세스에서 중공 튜브를 개략적으로 도시하고;
[0051] 도 9는 중공 튜브의 회전 스웨이징 프로세스를 개략적으로 도시하고;
[0052] 도 10은 하이드로포밍을 받고 있는 중공 튜브를 개략적으로 도시하고;
[0053] 도 11은 아이어닝 다이를 통해 펀칭되는 중공 튜브를 개략적으로 도시하며;
[0054] 도 12는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 예를 개략적으로 도시한다.
[0043] 도 1은 에어로졸 발생 시스템의 일 예를 개략적으로 도시하고;
[0044] 도 2는 에어로졸 형성 소모품 및 에어로졸 발생 디바이스의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 일 예를 개략적으로 도시하고;
[0045] 도 3은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트 및 에어로졸화 가능한 재료를 포함하는 에어로졸 형성 소모품의 일 예를 개략적으로 도시하고;
[0046] 도 4는 에어로졸 발생 시스템의 일 예를 개략적으로 도시하고;
[0047] 도 5는 에어로졸 발생 시스템의 일 예를 개략적으로 도시하고;
[0048] 도 6은 에어로졸 발생 시스템의 일 예를 개략적으로 도시하고;
[0049] 도 7a 및 도 7b는 각각 중공 튜브와, 심리스 중공 튜브를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 일 예를 개략적으로 도시하고;
[0050] 도 8은 다이를 통해 드로잉되는 프로세스에서 중공 튜브를 개략적으로 도시하고;
[0051] 도 9는 중공 튜브의 회전 스웨이징 프로세스를 개략적으로 도시하고;
[0052] 도 10은 하이드로포밍을 받고 있는 중공 튜브를 개략적으로 도시하고;
[0053] 도 11은 아이어닝 다이를 통해 펀칭되는 중공 튜브를 개략적으로 도시하며;
[0054] 도 12는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 예를 개략적으로 도시한다.
[0055]
적어도 하나의 성분이 휘발되는 담배 및/또는 비-담배 제품들은 에어로졸화 가능한 재료(들)로서 설명될 수 있다. '에어로졸화 가능한 재료(aerosolisable material)'는 에어로졸을 발생시킬 수 있는 임의의 적합한 재료이다. 특정 예들에서, 에어로졸화 가능한 재료로부터 발생된 에어로졸은 에어로졸화 가능한 재료에 열을 인가함으로써 발생될 수 있다.
[0056]
특정 예들에서, 에어로졸화 가능한 재료는 고체일 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸화 가능한 재료는 발포체(foam)를 포함할 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸화 가능한 재료는 겔(gel)을 포함할 수 있다.
[0057]
특정 예들에서, 에어로졸화 가능한 재료는 담배 재료일 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸화 가능한 재료는 니코틴 소스(nicotine source)를 보유할 수 있고, 담배 재료를 보유하지 않을 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸화 가능한 재료는 담배 재료 및 별도의 니코틴 소스를 보유할 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸화 가능한 재료는 니코틴 소스를 보유하지 않을 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸화 가능한 재료는 향미(flavour)를 보유할 수 있다.
[0058]
에어로졸화 가능한 재료가 겔을 포함하는 예들에서, 겔은 니코틴 소스를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 겔은 담배 재료를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 겔은 담배 재료 및 별도의 니코틴 소스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 겔은 추가적으로 분말 담배 및/또는 니코틴 및/또는 담배 추출물(tobacco extract)을 포함할 수 있다.
[0059]
에어로졸화 가능한 재료가 겔을 포함하는 특정 예들에서, 겔은 겔화제(gelling agent)를 포함할 수 있다. 겔화제는 하이드로콜로이드(hydrocolloid)를 포함할 수 있다. 에어로졸화 가능한 재료가 겔을 포함하는 특정 예들에서, 겔은 하이드로겔(hydrogel)을 포함할 수 있다. 겔은 추가적으로 용매를 포함할 수 있다.
[0060]
특정 예들에서, 에어로졸이 에어로졸화 가능한 재료를 가열하여 발생되는 경우, 에어로졸화 가능한 재료는 약 50℃ 내지 약 250℃ 또는 300℃의 온도들로 가열될 수 있다.
[0061]
일반적으로, 증기는 임계 온도보다 낮은 온도에서 기체 상인 물질이라는 점에 주목할 수 있으며, 이는 예를 들어 증기가 온도를 감소시키지 않고 그 압력을 증가시킴으로써 액체로 응축될 수 있다는 것을 의미한다. 한편, 일반적으로, 에어로졸은 공기 또는 다른 기체 내의 미세한 고체 입자들 또는 액체 방울들의 콜로이드(colloid)이다. 콜로이드는 미시적으로 분산된 불용성 입자들이 다른 물질 전체에 걸쳐 현탁된 물질이다.
[0062]
편의상의 이유로, 본원에 사용된 바와 같이, 용어 '에어로졸(aerosol)'은 에어로졸, 증기, 또는 에어로졸과 증기의 조합을 의미하는 것으로 간주되어야 한다.
[0063]
본원에 사용된 바와 같이, 용어 '에어로졸화 가능한 재료'는, 특정 예들에서, 에어로졸의 발생을 촉진하는 작용제를 지칭하는 '에어로졸 발생제(aerosol generating agent)'를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸화 가능한 재료가 겔을 포함하는 경우, 겔은 에어로졸 발생제를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생제는 초기 증발, 및/또는 흡입 가능한 고체 및/또는 액체 에어로졸로의 기체의 응축을 촉진함으로써 에어로졸의 발생을 촉진할 수 있다.
[0064]
적합한 에어로졸 발생제들은 폴리올(polyol), 예컨대 소르비톨(sorbitol), 글리세롤(glycerol), 및 프로필렌 글리콜(propylene glycol) 또는 트리에틸렌 글리콜(triethylene glycol)과 같은 글리콜들; 비-폴리올(non-polyol), 예컨대 일가 알코올들, 고비점 탄화수소들(high boiling point hydrocarbons), 산들(acids), 예컨대 락트산(lactic acid), 글리세롤 유도체들, 에스테르들, 예컨대 디아세틴(diacetin), 트리아세틴(triacetin), 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트(triethylene glycol diacetate), 트리에틸 시트레이트(triethyl citrate) 또는 에틸 미리스테이트(ethyl myristate) 및 이소프로필 미리스테이트(isopropyl myristate)를 포함하는 미리스테이트들(myristates), 및 지방족 카르복실산 에스테르들(aliphatic carboxylic acid esters), 예컨대 메틸 스테아레이트(methyl stearate), 디메틸 도데칸디오에이트(dimethyl dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(dimethyl tetradecanedioate)를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 에어로졸 발생제는 적합하게는 멘톨(menthol)을 용해하지 않는 조성을 가질 수 있다. 에어로졸 발생제는 적합하게는 글리세롤을 포함하거나, 글리세롤로 본질적으로 구성되거나, 또는 글리세롤로 구성될 수 있다.
[0065]
본원에 사용된 바와 같이, 용어 '에어로졸화 가능한 재료'는, 특정 예들에서, '향미', 즉 발생된 에어로졸에 향미를 추가하는 재료를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 '향미'는, 지역 규제들(local regulations)이 허용하는 경우, 성인 소비자들을 위해 제품에 원하는 맛 또는 향기를 생성하는 데 사용될 수 있는 재료들을 지칭한다.
[0066]
용어 '향미'는, 추출물들(예컨대, 감초, 수국, 일본 흰 껍질 목련 잎(Japanese white bark magnolia leaf), 카모마일(chamomile), 호로파(fenugreek), 정향(clove), 멘톨(menthol), 일본 민트(Japanese mint), 아니스열매(aniseed), 시나몬(cinnamon), 허브(herb), 윈터그린(wintergreen), 체리(cherry), 베리(berry), 복숭아, 사과, 드람뷔(Drambuie), 버번(bourbon), 스카치(scotch), 위스키(whiskey), 스피아민트(spearmint), 페퍼민트(peppermint), 라벤더(lavender), 카다몬(cardamom), 셀러리(celery), 카스카라야(cascarilla), 육두구(nutmeg), 샌달우드(sandalwood), 베르가못(bergamot), 제라늄(geranium), 허니 에센스(honey essence), 로즈 오일(rose oil), 바닐라(vanilla), 레몬 오일(lemon oil), 오렌지 오일(orange oil), 카시아(cassia), 캐러웨이(caraway), 코냑(cognac), 자스민(jasmine), 일랑-일랑(ylang-ylang), 세이지(sage), 회향(fennel), 피망, 생강, 아니스(anise), 고수(coriander), 커피, 또는 멘타 속(genus Mentha)의 임의의 종들로부터의 민트 오일), 향미 증강제들(flavour enhancers), 쓴맛 수용체 부위 차단제들(bitterness receptor site blockers), 감각 수용체 부위 활성화제들(sensorial receptor site activators) 또는 자극제들(stimulators), 당류 및/또는 당 대용물들(예컨대, 수크랄로스(sucralose), 아세설팜 칼륨(acesulfame potassium), 아스파탐(aspartame), 사카린(saccharine), 사이클라메이트들(cyclamates), 락토오스(lactose), 수크로스(sucrose), 글루코스(glucose), 프룩토스(fructose), 소르비톨(sorbitol) 또는 만니톨(mannitol)), 및 목탄(charcoal), 엽록소, 미네랄들, 식물생약들(botanicals) 또는 호흡 청정제들(breath freshening agents)과 같은 다른 첨가제들을 포함할 수 있다. 이들은 인조, 합성 또는 천연 성분들 또는 이들의 블렌드들일 수 있다. 이들은 임의의 적합한 형태, 예를 들어 오일, 액체 또는 분말일 수 있다. 향미는 적합하게는 하나 이상의 박하-향미들, 적합하게는 멘타 속의 임의의 종들로부터의 민트 오일을 포함할 수 있다. 향미는 적합하게는 멘톨을 포함하거나, 멘톨로 본질적으로 구성되거나, 또는 멘톨로 구성될 수 있다.
[0067]
본원에 사용된 바와 같이, 용어 '담배 재료'는 담배 또는 그 파생품들을 포함하는 임의의 재료를 지칭한다. 용어 '담배 재료'는 담배, 담배 파생품들(tobacco derivatives), 팽화 담배(expanded tobacco), 재생 담배(reconstituted tobacco) 또는 담배 대용품들(tobacco substitutes) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 담배 재료는 분쇄 담배(ground tobacco), 담배 섬유, 썰은 담배(cut tobacco), 압출 담배(extruded tobacco), 담배 줄기, 재생 담배 및/또는 담배 추출물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
[0068]
담배 재료를 생산하는 데 사용되는 담배는 버지니아(Virginia) 및/또는 벌리(Burley) 및/또는 오리엔탈(Oriental)을 포함하여, 단일 그레이드들(grades) 또는 블렌드들(blends), 컷 래그(cut rag) 또는 전체 잎과 같은 임의의 적합한 담배일 수 있다. 그것은 또한, 담배 입자, '미립자(fines)' 또는 가루(dust), 팽화 담배, 줄기들, 팽화 줄기들, 및 절단 압연 줄기들과 같은 다른 가공된 줄기 재료들일 수도 있다. 담배 재료는 분쇄 담배 또는 재생 담배 재료일 수 있다. 재생 담배 재료는 담배 섬유들을 포함할 수 있고, 캐스팅, 담배 추출물의 역첨가에 의한 포드리니어(Fourdrinier)-기반 제지 유형 접근법, 또는 압출에 의해 형성될 수 있다.
[0069]
전술한 특징들 및 특성들 중 임의의 것 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 에어로졸화 가능한 재료는 소모성 물품(consumable article)으로서 제공될 수 있다. 소모성 물품은 에어로졸을 발생시킬 수 있는 에어로졸화 가능한 재료를 포함하는 에어로졸 형성 소모품으로서 설명될 수 있다. 일부 예들에서, 에어로졸 형성 소모품은 에어로졸화 가능한 재료에 부가하여, 다른 재료들 및 성분들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 소모품은 에어로졸화 가능한 재료가 지지되는 기재(substrate)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 소모품은 사용자가 에어로졸 형성 소모품의 에어로졸화 가능한 재료와 접촉하지 않고 에어로졸 형성 소모품을 핸들링하게 하는 핸들링 특징부(handling feature)를 포함할 수 있다.
[0070]
도 1은 에어로졸 형성 소모품(100)으로부터 에어로졸을 발생시키기 위한 예시적인 에어로졸 발생 시스템(1)을 개략적으로 도시한다. 에어로졸 형성 소모품은 에어로졸 발생 시스템(1)의 에어로졸 발생 디바이스(10) 내에 수용 가능할 수 있다. 도 1은 에어로졸 발생 시스템(1)을 통한 단면인 것으로 간주될 수 있다. 에어로졸 형성 소모품(100)은 전술한 바와 같은 에어로졸화 가능한 재료를 포함하는 에어로졸 형성 소모품의 일 예일 수 있다.
[0071]
에어로졸 발생 디바이스(10)는 디바이스(10)의 다양한 구성요소들을 지지 및 유지하기 위한 하우징(12)을 포함할 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸 발생 디바이스(10)는 디바이스(10)의 사용자가 디바이스(10)에 의해 발생된 에어로졸을 흡입할 수 있는 마우스피스(mouthpiece)(20)를 포함할 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸 발생 디바이스(10)는 사용자가 디바이스(10)에 의해 발생된 에어로졸을 흡입할 때 공기를 흡인하는 공기 입구(30)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 예에서, 사용자가 흡입할 때, 공기가 화살표(A) 방향으로 흡인될 수 있고, 사용자는 화살표(B) 방향으로 에어로졸을 흡입할 수 있다. 다른 예들에서, 에어로졸 발생 디바이스(10)는 마우스피스를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 디바이스(10)의 사용자는 에어로졸 형성 소모품(100) 자체로부터 디바이스(10)에 의해 발생된 에어로졸을 흡입할 수 있다.
[0072]
에어로졸 발생 디바이스(10)는 리셉터클(receptacle)(40)을 포함할 수 있다. 리셉터클(40)은 사용 시에, 전술한 예들과 같은 에어로졸 형성 소모품(100)을 수용하도록 구성될 수 있다. 리셉터클(40)은 에어로졸 형성 소모품(100)을 수용하기 위한 개구를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 소모품(100)은 리셉터클(40) 내에 끼워맞춰지도록 형상화될 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸 형성 소모품(100)은 리셉터클(40)의 내부 형상에 대응하는 로드(rod), 또는 스틱(stick), 또는 포드(pod)일 수 있다. 리셉터클(40)은 사용자가 마우스피스(20) 상을 흡입할 때 공기가 공기 입구(30)로부터 리셉터클(40)을 통해 마우스피스(20) 밖으로 통과할 수 있게 하도록 구성될 수 있다. 사용자가 흡입할 때, 리셉터클(40)을 통과한 공기는 사용자의 입에 들어가기 전에 에어로졸 형성 소모품(100)으로부터 임의의 발생된 에어로졸을 수집할 수 있다.
[0073]
에어로졸 발생 시스템(1)은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 시스템(1)은 복수의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트들(200)을 포함할 수 있다.
[0074]
특정 예들에서, 에어로졸 발생 디바이스(10)는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 소모품(100)을 디바이스(10) 내에 수용하는 리셉터클(40)의 적어도 일부를 한정할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 소모품(100)을 수용하는 리셉터클(40)의 벽의 일부를 한정할 수 있다. 일부 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 리셉터클(40) 벽의 보다 큰 부분을 형성할 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템(1)이 복수의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트들(200)을 포함하는 경우, 리셉터클(40)은 복수의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트들(200)에 의해 적어도 부분적으로 한정될 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템(1)이 복수의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트들(200)을 포함하는 경우, 복수의 리셉터클들(40)이 제공될 수 있다.
[0075]
도 2는 소모품(100)을 디바이스(10) 내에 수용하는 리셉터클(40)의 적어도 일부를 한정하는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 일 예를 도시한다. 본 경우에, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(40)는 에어로졸 형성 소모품(100)을 수용하는 가열 챔버(50)를 적어도 부분적으로 한정한다. 따라서, 가열 챔버는 에어로졸 형성 소모품(100) 내에 보유된 에어로졸화 가능한 재료를 적어도 부분적으로 둘러싸서, 사용 시에, 에어로졸화 가능한 재료가 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)에 의해 가열되게 한다. 에어로졸 형성 소모품(100)은 화살표(C) 방향으로 가열 챔버(50) 내로 삽입될 수 있다. 도 2에 도시된 예에서, 에어로졸 형성 소모품(100)은 세장형 원통체의 형태를 취하고, 예를 들어 로드로 지칭될 수 있다. 상기에 언급된 바와 같이, 에어로졸 형성 소모품(100)은 임의의 적합한 형태를 취할 수 있다.
[0076]
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)가 에어로졸 발생 디바이스(10)의 일부이고 리셉터클(40)을 적어도 부분적으로 한정하는 예들에서, 가열 챔버(50) 및 리셉터클(40)은 적어도 부분적으로 에어로졸 발생 디바이스(10)의 공통 특징부들일 수 있다고 이해될 것이다. 다시 말해서, 가열 챔버(50)는 에어로졸 형성 소모품(100)을 디바이스(10) 내에 수용하는 리셉터클(40)의 일부를 한정할 수 있다.
[0077]
특정 예들에서, 에어로졸 형성 소모품(100)은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 포함할 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료를 지지할 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 에어로졸화 가능한 재료를 지지하는, 상기에 언급된 기재와 같은 기재일 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 에어로졸화 가능한 재료를 부분적으로 지지할 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸 형성 소모품(100)은 에어로졸화 가능한 재료를 지지하는 다른 또는 추가 기재(들)를 포함할 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료를 적어도 부분적으로 래핑(wrapping)하거나 에워쌀 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 소모품(100)은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200) 내부에 삽입되고 이에 의해 에어로졸 형성 소모품(100)과 같은 로드 또는 스틱을 형성하는 담배를 포함할 수 있다.
[0078]
일부 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료와 접촉하지 않고 에어로졸 형성 소모품(100)을 핸들링할 때 사용자를 도울 수 있다. 일부 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 에어로졸 형성 소모품(100)의 외부 래퍼(external wrapper), 벽 또는 케이싱(casing)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 일부 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료의 적어도 일부를 에워싸고, 다른 래퍼에 의해 래핑될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 종이 래퍼 등에 의해 래핑될 수 있다. 예를 들어, 종이 래퍼는, 예를 들어 소모품의 특정 향미 또는 가열 프로파일 특성들과 같은 에어로졸 형성 소모품(100)의 특성들을 표시하도록 마킹될 수 있다.
[0079]
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200) 및 에어로졸화 가능한 재료(101)를 포함하는 에어로졸 형성 소모품(100)의 일 예가 도 3에 도시되어 있다. 본 경우에, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 에어로졸화 가능한 재료(101)를 부분적으로 래핑한다. 에어로졸화 가능한 재료(101)는 예를 들어 전술한 바와 같은 담배일 수 있다. 본 경우에, 에어로졸 형성 소모품(100)은 세장형 원통체의 형태를 취하고, 예를 들어 로드로 지칭될 수 있다. 상기에 언급된 바와 같이, 에어로졸 형성 소모품(100)은 임의의 적합한 형태를 취할 수 있다.
[0080]
특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템(1)이 복수의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트들(200)을 포함하는 경우, 에어로졸 형성 소모품(100)은 복수의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트들(200)을 포함할 수 있다. 그러한 예들에서, 복수의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트들(200)은 임의의 적합한 배열로 배열될 수 있다. 일부 예들에서, 복수의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트들(200)은 에어로졸화 가능한 재료 또는 에어로졸화 가능한 재료의 개별 세그먼트들을 지지하는 복수의 기재들을 한정할 수 있다. 예를 들어, 복수의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트들(200)은 동심으로 배열될 수 있다. 다른 예들에서, 복수의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트들(200)은 에어로졸 형성 소모품(100)의 길이를 따라 연속적으로 배열될 수 있다.
[0081]
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(들)(200)는 하기에서 추가로 설명되는 바와 같이 심리스 중공 튜브(seamless hollow tube)를 포함할 수 있다. 도 1에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 도시된 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 중공 튜브 형상을 통한 단면으로 개략적으로 도시되어 있다.
[0082]
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(들)(200)는, 에어로졸 발생 시스템(1)이 사용중일 때, 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료의 적어도 일부를 가열하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 형성 소모품(100)의 적어도 일부를 가열함으로써, 그 내부에 보유된 에어로졸화 가능한 재료가 가열되고, 이에 의해 에어로졸화 가능한 재료로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 활성화는 사용자가 디바이스(10)를 통해 공기를 흡입하는 것에 의해, 또는 다른 수단, 예를 들어 스위치에 의해 트리거(trigger)될 수 있다.
[0083]
특정 예들에서, 리셉터클(40)은 덮개(lid)(60)를 포함할 수 있다. 덮개(60)는 폐쇄 가능한 덮개일 수 있다. 덮개(60)는, 폐쇄 시에, 디바이스(10) 내의 에어로졸 형성 소모품(100)을 에워쌀 수 있다. 덮개(60)는, 폐쇄 시에, 리셉터클(40)을 에워싸서, 사용자에 의해 공기 입구(30)로부터 마우스피스(20)로 공기가 흡인되는 밀폐된 통로를 형성할 수 있다. 덮개(60)는, 폐쇄 시에, 에어로졸 형성 소모품(100)으로부터 발생된 에어로졸이 빠져나가서 마우스피스(20)를 통해 흡인될 수 있게 하도록 구성될 수 있다.
[0084]
디바이스(10)는 도 1에 도시되지 않은 다른 구성품을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 디바이스(10)는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 시스템을 포함할 수 있다. 특정 예들에서, 디바이스(10)는 디바이스(10)에 전기 에너지를 제공하기 위한, 예를 들어 배터리일 수 있는 전원을 유지하는 전력 유닛을 가질 수 있다. 디바이스(10)는 디바이스(10) 내의 다른 구성요소들에 전기 에너지를 전도하기 위해 전원에 연결된 전기 회로를 가질 수 있다. 특정 예들에서, 회로는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 시스템에 전원을 연결할 수 있다.
[0085]
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료를 태우지 않고 가열하도록 구성될 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료에 열을 전도함으로써 에어로졸화 가능한 재료를 가열할 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료에 열을 복사함으로써 에어로졸화 가능한 재료를 가열할 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료에 열을 대류함으로써 에어로졸화 가능한 재료를 가열할 수 있다.
[0086]
특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 금속 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 금속 재료, 금속간 재료, 또는 준금속을 포함할 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 금속 및 비금속 재료들의 혼합물로 제조될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 금속 재료와 세라믹 재료의 혼합물로 제조될 수 있다.
[0087]
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)가 금속 재료를 포함하는 예들에서, 금속 재료는 임의의 적합한 금속 재료, 예를 들지만 이에 제한되지 않는 하기 중 적어도 하나일 수 있다: 철, 스테인리스강과 같은 철 합금들, 연강, 몰리브덴, 탄화규소, 알루미늄, 알루미늄 합금들, 금, 구리, 백동 합금들, 철-크롬-알루미늄 합금들, 니켈 알루미나이드 합금들.
[0088]
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)가 세라믹 재료를 포함하는 예들에서, 세라믹 재료는 임의의 적합한 세라믹 재료, 예를 들지만 이에 제한되지 않는 하기 중 적어도 하나일 수 있다: 알루미나(alumina), 지르코니아(zirconia), 이트리아(yttria), 탄산칼슘 및 황산칼슘.
[0089]
사용 시에, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 시스템은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)가 가열되게, 즉 온도가 상승되게 할 수 있다. 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열은 임의의 적합한 가열 배열체에 의해 수행될 수 있다.
[0090]
특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 가열하기 위한 시스템은 전도에 의해 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 가열하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 열원은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)와 접촉하여 배치되고, 디바이스(10)가 사용중일 때 활성화될 수 있다.
[0091]
특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 가열하기 위한 시스템은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 가열하기 위한 유도 가열 시스템을 포함할 수 있다.
[0092]
유도 가열은 전자기 유도에 의해 전기 전도성 물체를 가열하는 프로세스이다. 그러면, 전기 전도성 물체가 다른 엘리먼트 또는 아이템(item)을 가열하는 데 사용되는 경우, 전기 전도성 물체는 '서셉터(susceptor)'로 불릴 수 있다. 서셉터 재료는 임의의 적합한 서셉터 재료, 예를 들어 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)에 대해 상기에 식별된 금속 재료들(이에 제한되지 않음) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 따라서, 특정 예들에서, 본원에 사용된 바와 같이, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 유도 가열에 의해 가열되어 결국 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료를 가열할 수 있다는 점에서 '서셉터'일 수 있다. 결국, 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료의 가열은, 예를 들어 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)로부터 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료로 열을 전도하거나 복사함으로써 주로 실행될 수 있다.
[0093]
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 서셉터로서 배열함으로써, 특정 예들에서 실질적으로 비전도성일 수 있는 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료의 효과적인 가열을 제공할 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 서셉터로서 배열함으로써, 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료로 지향되는 열의 열 패턴이 제어될 수 있게 할 수 있다.
[0094]
유도 가열 시스템은 전자석과, 교류 전류와 같은 가변 전류를 전자석을 통해 통과시키기 위한 디바이스를 포함할 수 있다. 전자석의 가변 전류는 가변 자기장을 생성한다. 가변 자기장은 전자석에 대해 적절하게 위치결정된 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 관통하여, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200) 내부에 와전류들을 발생시킨다. 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 와전류들에 대한 전기 저항을 가지며, 따라서 이러한 저항에 대항하는 와전류들의 흐름은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)가 줄 가열(Joule heating)에 의해 가열되게 한다. 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)가 철, 니켈 또는 코발트와 같은 강자성 재료를 포함하는 경우, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)에서의 자기 히스테리시스 손실들(magnetic hysteresis losses)에 의해, 즉 자기 재료 내의 자기 쌍극자들의 가변 자기장과의 정렬의 결과로서의 가변 배향에 의해 열이 또한 발생될 수 있다.
[0095]
유도 가열은, 예를 들어 전도에 의한 가열과 비교하여, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)(서셉터) 내부에서 열이 발생하기 때문에 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 신속한 가열을 허용할 수 있다. 또한, 유도 가열 시스템과 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200) 사이에 어떠한 물리적 접촉도 필요하지 않아서, 에어로졸 발생 시스템(1)의 구성, 적용 및 신뢰성의 자유도를 향상시킨다.
[0096]
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 시스템이 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 가열하기 위한 유도 가열 시스템(70)을 포함하는 에어로졸 발생 시스템(1)의 일 예가 도 4에 도시되어 있다. 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 시스템이 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 가열하기 위한 유도 가열 시스템(70)을 포함하는 에어로졸 발생 시스템(1)의 다른 예가 도 5에 도시되어 있다.
[0097]
도 4 및 도 5는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 시스템의 특정 예들을 도시한다. 편의 및 명확화를 위해, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 시스템은 임의의 다른 도면들에는 도시되어 있지 않다.
[0098]
도 1에 도시된 에어로졸 발생 시스템(1)과 같이, 도 4 및 도 5에 도시된 에어로졸 발생 디바이스들(10)은 마우스피스(20) 및 공기 입구(30)를 포함한다. 공기 입구(30)는 또한 리셉터클(40)에 대한 사용자 접근을 커버하는 덮개(60)로서의 역할을 하며, 사용자가 에어로졸 형성 소모품(100)을 에어로졸 발생 디바이스(10) 내로 삽입할 수 있게 할 수 있다. 특정 예들에서, 공기 입구/덮개는 디바이스(10)에 존재하지 않을 수 있고, 공기는 디바이스(10)의 개방 단부를 통해 흡인될 수 있다.
[0099]
도 4에 도시된 예시적인 에어로졸 발생 시스템(1)에서, 그리고 전술한 바와 같이, 에어로졸 발생 디바이스(10)는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 포함한다. 도 4의 예에서, 가열 챔버(50)는 에어로졸 형성 소모품(100)이 가열 챔버(50) 내로 삽입될 수 있게 하도록 일 단부가 개방된 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)에 의해 한정된다.
[0100]
도 5에 도시된 예시적인 에어로졸 발생 시스템(1)에서, 그리고 전술한 바와 같이, 에어로졸 형성 소모품(100)은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 포함한다. 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 사용 시에, 리셉터클의 접근 지점을 통해 에어로졸 형성 소모품(100)과 함께 디바이스(10)의 리셉터클(40) 내로 삽입된다.
[0101]
도 1에 도시된 에어로졸 발생 시스템(1)과 같이, 도 4 및 도 5에 도시된 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 하기에서 추가로 설명되는 바와 같이 심리스 중공 튜브를 포함할 수 있다.
[0102]
도 4에서, 유도 가열 시스템(70)은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200) 주위에 권취된 유도 코일을 포함한다는 것을 알 수 있다. 도 5에서, 유도 가열 시스템(70)은 에어로졸 형성 소모품(100)이 에어로졸 발생 디바이스(10)의 리셉터클(40) 내에 수용되면 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200) 주위를 래핑하는 유도 코일을 포함한다.
[0103]
유도 코일은 코일의 장축, 즉 코일의 나선축을 통한 단면으로서 도 4 및 도 5에 개략적으로 도시되어 있다. 단면은 또한 도시된 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 중공 튜브 형상을 통해 절취된다.
[0104]
유도 코일이 교류로 통전되는 경우, 생성된 가변 자기장은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 가열하고, 이에 의해 리셉터클(40) 내로 삽입된 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료를 가열한다.
[0105]
특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 시스템은 전기 저항성 히터로서 배열된 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 포함할 수 있다. 따라서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 시스템은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 전원에 연결하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 사용 시에, 전원으로부터의 전류는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 통과하여 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 줄 가열을 유발할 수 있다. 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 전기 전도체를 형성하는 임의의 적합한 재료, 예를 들어 전술한 바와 같은 금속 재료일 수 있다. 일 예에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 시스템은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 통과하는 전류, 및 따라서 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)에 의해 발생된 열의 양을 제어할 수 있는 제어기를 포함할 수 있다.
[0106]
특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 시스템은 열 복사 가열 시스템을 포함할 수 있다. 일 예에서, 열 복사 가열 시스템은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)에 열 에너지를 복사하는 열 램프(heat lamp)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 복사 가열 시스템은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)에 지향된 적외선 광원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 복사 가열 시스템은 LED들 또는 레이저들과 같은 복사 열원을 포함할 수 있다.
[0107]
특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 시스템은 화학 가열 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 시스템은 사용 시에 열을 생성하도록 발열 반응을 겪는 화학적 열원을 포함할 수 있다.
[0108]
에어로졸 발생 시스템(1)이 복수의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트들(200)을 포함하는 경우, 각각의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)에는, 특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 각각의 시스템이 제공될 수 있다. 다른 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 시스템은 하나 초과의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 가열할 수 있다. 예를 들어, 복수의 히터 엘리먼트들(200)이 예를 들어 본원에 설명된 바와 같이 선형으로 또는 동심으로 배열되는 경우, 예를 들어 가열 시에 모든 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트들(200)을 둘러싸는 유도 가열 코일과 같은 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 단일 시스템이 제공될 수 있다.
[0109]
상기에서 이미 간략하게 언급된 바와 같이, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 심리스 중공 튜브를 포함할 수 있다. 심리스 중공 튜브는 심(seam)을 갖지 않는 중공 튜브이며, 심은 중공 튜브를 형성하는 재료에 있어서의 마크 및/또는 왜곡부(distortion)이고, 중공 튜브들을 생성하는 데 사용될 수 있는 특정 제조 기술들로부터 기인할 수 있다. 그러한 심은 예를 들어 중공 튜브를 따라 길이방향으로 연장될 수 있다. 이러한 심들은 중공 튜브에 대한 물리적 왜곡부들로 인해 바람직하지 않을 수 있다. 물리적 왜곡부들은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)가 에어로졸화 가능한 재료에 열을 전달하는 효과를 감소시킬 수 있다. 심들은 또한 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200) 전체에 걸쳐 불균일한 열 프로파일 패턴을 야기하여 에어로졸화 가능한 재료의 불균일한 가열 및/또는 불량한 가열을 유발할 수 있기 때문에 바람직하지 않을 수 있다. 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 후술하는 예시적인 방법들에 따라 제조될 수 있다.
[0110]
상기에 언급된 도 2 및 도 3은 심리스 중공 튜브를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 예들을 도시한다. 도 2 및 도 3에 도시된 특정 예들에서, 심리스 중공 튜브는 심리스 중공 튜브가 심리스 중공 튜브의 길이를 따라 실질적으로 원통형이 되도록 실질적으로 원형 단면을 갖는다. 다른 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 예들에서, 심리스 중공 튜브의 단면은, 예를 들어 임의의 적합한 형상의 세장형 중공 튜브를 형성하기 위해, 실질적으로 정사각형, 직사각형, 원추형 또는 타원형, 또는 임의의 적합한 형상일 수 있다.
[0111]
도 2에 도시된 예의 경우에, 가열 챔버(50)는 심리스 중공 튜브(200)의 내부 용적부(internal volume)에 의해 한정된다. 본 경우에, 심리스 중공 튜브의 원형 단면으로 인해, 가열 챔버(50)는 형상이 실질적으로 원통형이고, 따라서 적합한 크기의 실질적으로 원통형인 에어로졸 형성 소모품(100)을 내부에 수용할 수 있다. 상기에 언급된 바와 같이, 에어로졸 형성 소모품(100)은 화살표(C) 방향으로 가열 챔버(50) 내로 삽입될 수 있다. 다른 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 예들에서, 심리스 중공 튜브의 단면이 다른 적합한 형상을 취하는 경우, 심리스 중공 튜브에 의해 한정된 가열 챔버(50)는 적합한 크기 및 형상의 에어로졸 형성 소모품(100)을 내부에 수용할 수 있다.
[0112]
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)가 도 2에서와 같이 에어로졸 발생 디바이스(10)의 구성요소인 경우에, 에어로졸 형성 소모품(100)이 초기에 가열 챔버(50) 내로 삽입될 때 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)와 에어로졸 형성 소모품(100) 사이에 간극이 제공될 수 있다. 이것은 에어로졸 발생 디바이스(10)의 사용자에 의한 에어로졸 형성 소모품(100)의 용이한 삽입 및 추출을 허용할 수 있다.
[0113]
에어로졸 형성 소모품(100)이 리셉터클(40) 내에 수용된 후에, 그리고 에어로졸 발생 시스템(1)의 작동 동안에, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 시스템은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)가 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료를 가열하도록 작동될 수 있다. 그러면, 사용자는 리셉터클(40)에서 발생된 에어로졸을 흡입할 수 있다.
[0114]
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 시스템은 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료의 온도가 사전결정된 초기 온도에 도달할 때 비활성화될 수 있다. 특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 시스템은 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료를 사전결정된 작동 온도로 유지하면서 에어로졸을 발생시키도록 필요에 따라 활성화 및 비활성화될 수 있다. 다른 예들에서, 히터 엘리먼트(200)의 가열을 유발하기 위한 시스템의 전력 레벨은 에어로졸 형성 소모품(100)의 에어로졸화 가능한 재료를 사전결정된 작동 온도로 유지하면서 에어로졸을 발생시키도록 필요에 따라 변경될 수 있다. 사전결정된 작동 온도는 예를 들어 사전결정된 초기 온도와 동일하거나 상이할 수 있다. 특정 예들에서, 사전결정된 작동 온도는 사용자가 에어로졸을 흡입함에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 사전결정된 작동 온도는 에어로졸의 단일 흡입 전체에 걸쳐 변경되거나, 여러 흡입들에 걸쳐 변경될 수 있다. 특정 예들에서, 사전결정된 작동 온도는 에어로졸 형성 소모품이 소모됨에 따라 변경될 수 있다.
[0115]
에어로졸 형성 소모품의 에어로졸화 가능한 재료의 온도 및/또는 에어로졸 형성 소모품(100)으로 전달된 열을 모니터링하기 위해 에어로졸 발생 디바이스(10)에는 온도 및/또는 열 전달 센서가 제공될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서 모니터는 리셉터클(40) 내부에 설치될 수 있다.
[0116]
상기에서 논의된 바와 같이, 특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 복수의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트들(200) 중 하나일 수 있다. 도 6은 2개의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트들(200)이 제공되는 예시적인 에어로졸 발생 디바이스(10)를 도시한다. 다른 예들에서, 임의의 적합한 수의 히터 엘리먼트들(200)이 제공될 수 있다.
[0117]
도 6의 예에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트들(200)은 세장형 에어로졸 형성 소모품(100)이 각각의 히터 엘리먼트들(200)에 의해 적어도 부분적으로 한정된 리셉터클(40) 내에 수용될 수 있도록 에어로졸 발생 디바이스(10)에 직렬로 배열된다. 본원에 설명된 예들과 같은 복수의 히터 엘리먼트들은 에어로졸 발생 디바이스에 다른 방식들로 배열될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 복수의 히터 엘리먼트들은 반경방향 어레이로 배열되고, 대응하는 복수의 에어로졸 형성 소모품들을 수용하도록 구성된다.
[0118]
도 6에 도시된 예에서, 히터 엘리먼트들(200)은 에어로졸 형성 소모품(100)의 상이한 부분들이 독립적으로 온도가 제어될 수 있도록 서로 독립적으로 작동될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 소모품(100)의 일 부분은 에어로졸 형성 소모품(100)의 다른 부분보다 먼저 가열될 수 있으며, 그에 따라 제1 부분이 사용자에 의해 제2 부분보다 먼저 소비되게 한다. 다른 예에서, 에어로졸 형성 소모품(100)은 디바이스(10)의 사용자에 의해 가열 및 소비될 때 그 길이에 대해 사전결정된 온도 프로파일로 유지될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 소모품(100)의 일 부분은 에어로졸 형성 소모품(100)의 다른 부분보다 높은 온도로 유지될 수 있다. 이것은, 예를 들어 향미 에어로졸이 에어로졸 형성 소모품(100)의 일 부분으로부터 방출될 수 있게 하는 반면, 니코틴 함유 에어로졸은 에어로졸 형성 소모품(100)의 다른 부분으로부터 방출될 수 있다.
[0119]
도 6은 히터 엘리먼트들(200)이 에어로졸 발생 디바이스(10)의 구성요소들인 예를 도시한다. 그러나, 다른 예들에서, 히터 엘리먼트들(200)은 전술한 바와 같이 에어로졸 형성 소모품(100)의 구성요소들일 수 있고, 도 6과 관련하여 본원에 설명된 것과 동일한 방식으로 활성화될 수 있다.
[0120]
이제, 심리스 중공 튜브를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 예시적인 특정 방법들이 설명될 것이다. 상기 방법들은 예를 들어, 전술한 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 예(들) 중 임의의 것을 제조하는 데 이용될 수 있다.
[0121]
본 출원인은, 특정 예들에서, 약 100 ㎛ 미만의 벽 두께를 갖는 심리스 중공 튜브들이 본원에 설명된 방법들을 사용하여 형성될 수 있다는 것을 발견했다. 본 출원인은 또한, 특정 예들에서, 중공 튜브형 기재의 내부면 상에 코팅되는 두께가 약 100 ㎛ 미만인 금속 층을 갖는 심리스 중공 튜브들이 본원에 설명된 방법들을 사용하여 형성될 수 있다는 것을 발견했다. 특정 예들에서, 본 출원인은 이러한 두께의 얇은 벽들 또는 층들이 우수한 가열 성능을 제공한다는 것을 발견했다. 예를 들어, 그러한 얇은 벽들 또는 층들을 사용하는 유도 가열은 매우 효율적이고, 신속한 가열 및/또는 열 방산 응답 시간들을 갖는 것으로 밝혀졌다. 본 출원인은 알루미늄 또는 알루미늄 합금들로 제조된 이러한 두께의 벽들 또는 층들이 우수한 가열 성능을 제공한다는 것을 발견했다.
[0122]
특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 약 100 ㎛ 이하의 벽 두께를 갖는 심리스 중공 튜브를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 심리스 중공 튜브는 금속 재료를 포함하고, 약 100 ㎛ 미만의 벽 두께를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 후술하는 방법(들)에 따라 중공 튜브로부터 형성될 수 있다.
[0123]
따라서, 심리스 중공 튜브를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트가 제공될 수 있으며, 심리스 중공 튜브는 약 100 ㎛ 미만의 벽 두께를 갖는다. 특정 예들에서, 벽 두께는 100 ㎛ 미만일 수 있다. 특정 예들에서, 심리스 중공 튜브는 금속 재료를 포함할 수 있다. 금속 재료는 철, 철 합금들, 스테인리스강, 연강, 몰리브덴, 탄화규소, 알루미늄, 알루미늄 합금들, 금, 구리, 백동 합금들, 철-크롬-알루미늄 합금들, 니켈 알루미나이드 합금들 중 적어도 하나로부터 선택될 수 있다.
[0124]
특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 중공 튜브형 기재를 포함하는 심리스 중공 튜브를 포함할 수 있으며, 중공 튜브형 기재의 내부면 상에는 금속 층이 코팅되어 있다. 특정 예들에서, 금속 층은 약 100 ㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 후술하는 방법(들)에 따라 중공 튜브형 기재 상에 금속 층을 코팅함으로써 형성될 수 있다.
[0125]
따라서, 심리스 중공 튜브를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트가 제공될 수 있으며, 심리스 중공 튜브는 중공 튜브형 기재의 내부면 상에 코팅된 금속 층을 포함한다. 특정 예들에서, 금속 층은 약 100 ㎛ 미만의 두께를 가질 수 있다. 특정 예들에서, 금속 층은 금속 재료를 포함할 수 있다. 금속 재료는 철, 철 합금들, 스테인리스강, 연강, 몰리브덴, 탄화규소, 알루미늄, 알루미늄 합금들, 금, 구리, 백동 합금들, 철-크롬-알루미늄 합금들, 니켈 알루미나이드 합금들 중 적어도 하나로부터 선택될 수 있다.
[0126]
본원에 설명된 예(들)에 따른, 그리고/또는 본원에 설명된 예시적인 방법(들)에 따라 제조된 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 제공될 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 디바이스를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 디바이스는 에어로졸 형성 소모품을 수용하도록 구성된 리셉터클을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 디바이스는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 가열을 유발하기 위한 시스템을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 적어도 하나의 에어로졸 형성 소모품을 포함할 수 있다.
[0127]
에어로졸 발생 디바이스는 본원에 설명된 예(들)에 따라 이루어질 수도 있다. 에어로졸 형성 소모품은 본원에 설명된 예(들)에 따라 이루어질 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트, 에어로졸 발생 디바이스, 및 하나 이상의 에어로졸 형성 소모품들을 포함하는 부품들의 키트(kit)로서 제공될 수 있다.
[0128]
본원에 설명된 예(들)에 따른, 그리고/또는 본원에 설명된 예시적인 방법(들)에 따라 제조된 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 포함하는 에어로졸 발생 디바이스가 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 그러한 에어로졸 발생 디바이스의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 에어로졸 형성 소모품을 수용하기 위한 리셉터클을 적어도 부분적으로 한정할 수 있다. 다른 예들에서, 그러한 에어로졸 발생 디바이스의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 에어로졸 형성 소모품을 수용하기 위한 리셉터클 또는 그 일부를 한정하지 않을 수도 있다. 에어로졸 발생 디바이스는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 가열을 유발하기 위한 시스템을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 디바이스는 본원에 설명된 예들 중 임의의 것에 따라 제공될 수 있으며, 따라서 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트 및 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 가열을 유발하기 위한 시스템에 부가하여, 에어로졸 발생 디바이스의 기능에 필요한 다른 구성품을 포함한다.
[0129]
에어로졸 발생 디바이스는 에어로졸 발생 디바이스와 함께 사용하기 위한 적어도 하나의 에어로졸 형성 소모품을 보유하는 에어로졸 발생 시스템으로서 사용자에게 제공될 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 디바이스, 및 에어로졸 발생 디바이스와 함께 사용하기 위한 하나의 에어로졸 형성 소모품 또는 복수의 유사한 에어로졸 형성 소모품들을 포함하는 부품들의 키트로서 제공될 수 있다. 적어도 하나의 에어로졸 형성 소모품은 에어로졸 발생 디바이스의 리셉터클 내에 수용 가능하도록 형상화되고 크기설정될 수 있다. 에어로졸 형성 소모품은 본원에 설명된 예(들)에 따라 이루어질 수 있다.
[0130]
본원에 설명된 예(들)에 따른, 그리고/또는 본원에 설명된 예시적인 방법(들)에 따라 제조된 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 포함하는 에어로졸 형성 소모품이 제공될 수 있다. 에어로졸 형성 소모품은 에어로졸화 가능한 재료를 포함할 수 있다. 그러한 에어로졸 형성 소모품의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 에어로졸 형성 소모품의 에어로졸화 가능한 재료를 적어도 부분적으로 지지할 수 있다. 에어로졸 형성 소모품은 본원에 설명된 예(들)에 따라 이루어질 수 있다.
[0131]
에어로졸 형성 소모품을 수용하도록 구성된 리셉터클을 포함하는 에어로졸 발생 디바이스가 제공될 수 있다. 에어로졸 발생 디바이스는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 가열을 유발하기 위한 시스템을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 디바이스는 본원에 설명된 예들 중 임의의 것에 따라 제공될 수 있으며, 따라서 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 가열을 유발하기 위한 시스템에 부가하여, 에어로졸 발생 디바이스의 기능에 필요한 다른 구성품을 포함한다.
[0132]
에어로졸 형성 소모품 및 에어로졸 발생 디바이스는 에어로졸 발생 시스템으로서 사용자에게 제공될 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 디바이스와 함께 사용하기 위한 복수의 유사한 에어로졸 형성 소모품들을 포함하는 부품들의 키트로서 제공될 수 있다. 적어도 하나의 에어로졸 형성 소모품은 에어로졸 발생 디바이스의 리셉터클 내에 수용 가능하도록 형상화되고 크기설정될 수 있다.
[0133]
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법은 심리스 중공 튜브를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 형성하도록 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계를 포함할 수 있으며, 심리스 중공 튜브의 변형된 벽은 중공 튜브의 벽보다 얇다.
[0134]
특정 예들에서, 중공 튜브는 전술한 바와 같은 금속 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 금속 층은 금속 재료, 금속간 재료, 또는 준금속을 포함할 수 있다.
[0135]
심리스 중공 튜브의 보다 얇은 변형된 벽을 형성하도록 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계는 변형될 때 벽의 단면적을 감소시키는 단계를 포함할 수 있다. 변형시키는 단계는 심리스 중공 튜브를 형성하도록 벽을 소성 변형시키는 단계를 포함할 수 있다.
[0136]
비교적 얇은 벽의 중공 튜브를 제공함으로써, 보다 두꺼운 벽의 중공 튜브에 비해 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 가열하는 데 필요한 에너지를 감소시킨다. 따라서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 사전결정된 작동 온도까지 가져가는 데 보다 적은 시간이 요구된다. 더욱이, 가열할 질량이 적기 때문에, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 또한 요구되는 작동 온도의 변화에 보다 민감하게 응답한다.
[0137]
이미 중공인 비교적 두꺼운 벽의 튜브의 벽을 변형함으로써, 심이 없는 비교적 얇은 벽의 중공 튜브의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트가 형성될 수 있다. 심리스 중공 튜브를 형성하는 중공 튜브 자체는 벽이 변형되기 전에 심이 없을 수 있다.
[0138]
얇은 벽의 튜브를 형성하는 다른 방법들은, 예를 들어 말려진 시트의 2개의 인접한 에지들을 결합하여 튜브를 형성하는 것에 의존한다. 예를 들어, 2개의 인접한 에지들은 결합부를 형성하도록 함께 용접될 수 있다. 그러나, 이러한 방식으로 형성된 얇은 벽의 튜브는 형상이 규칙적이지 않으며, 이는 튜브를 형성하는 재료의 시트도 비교적 얇아야 하므로, 결합 프로세스가 결합부 근처의 재료에 왜곡부들을 야기하기 때문이다. 중공 튜브는 왜곡된 형태를 가지기 때문에, 중공 튜브 내에 수용된 임의의 에어로졸 형성 소모품은 중공 튜브의 내부면과 불규칙하게 접촉할 수 있다. 에어로졸 형성 소모품과 중공 튜브의 내부면 사이의 거리의 가변성은 에어로졸 형성 소모품의 에어로졸화 가능한 재료에 걸쳐 불균일한 가열 분포를 초래한다. 따라서, 에어로졸 형성 소모품을 가열하는 프로세스는 비효율적이고, 이에 의해 에어로졸 발생 디바이스의 작동 효율을 감소시킬 것이다.
[0139]
예를 들어, 에지 결합 프로세스에 의해 원통형의 얇은 벽 중공 튜브를 생성하고자 하는 경우에, 중공 튜브를 생성하는 데 사용되는 얇은 재료 시트의 결합된 에지들 근처의 국부적인 왜곡 때문에 생성된 튜브는 단면이 완전한 원형이 아닐 것이다. 따라서, 소모품을 형성하는 에어로졸화 가능한 재료의 원통형 부분은 그러한 중공 튜브의 왜곡된 원통형 벽과 불규칙하게 접촉하고, 에어로졸화 가능한 재료의 임의의 가열은 불균일할 것이다.
[0140]
심리스 중공 튜브의 변형된 벽에는 심이 없기 때문에, 심리스 중공 튜브는 전술한 어떠한 왜곡부들도 없이 원하는 형상으로 생성될 수 있다.
[0141]
얇은 벽의 심리스 중공 튜브는 두꺼운 벽의 중공 튜브에 비해 벽이 얇다. 순전히 예를 들면, 중공 튜브의 벽은 심리스 중공 튜브의 벽보다 1배 내지 3배 더 두꺼울 수 있다. 일부 예들에서, 중공 튜브의 벽은 심리스 중공 튜브의 벽보다 1배 내지 1.3 배 더 두꺼울 수 있다.
[0142]
비교적 두꺼운 벽의 중공 튜브들은 신속하고 저렴하며 간단하게 생성할 수 있다. 예를 들어, 두꺼운 벽의 중공 튜브들은 임의의 적합한 형상의 바 스톡(bar stock), 예를 들어 원형 바 스톡에 구멍을 드릴링(drilling)하거나 보링(boring)하는 것을 통해 생성될 수 있다. 비교적 두꺼운 벽의 중공 튜브는 또한 예를 들어 압출 프로세스에 의해 생성될 수 있다.
[0143]
특정 예들에서, 중공 튜브의 벽의 단면 내부 둘레는 중공 튜브의 벽이 변형될 때 유지될 수 있다. 벽의 단면 내부 둘레는 벽 변형 프로세스 동안에 유지되기 때문에, 생성된 심리스 중공 튜브의 변형된 벽은 중공 튜브의 벽과 동일한 단면 내부 둘레를 가질 수 있다. 하기에서 추가로 논의되는 바와 같이, 다른 예시적인 방법들에서, 중공 튜브의 벽이 변형됨에 따라, 중공 튜브의 벽의 단면 내부 둘레가 길어질 수 있다.
[0144]
따라서, 심리스 중공 튜브를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조할 때, 중공 튜브의 벽은 제1 단면 내부 둘레를 가질 수 있고, 심리스 중공 튜브의 변형된 벽은 적어도 제1 단면 내부 둘레와 동일한 길이를 갖는 제2 단면 내부 둘레를 가질 수 있다.
[0145]
도 7a 및 도 7b는 심리스 중공 튜브(202)를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 일 예를 도시하며, 심리스 중공 튜브(202)의 변형된 벽은 심리스 중공 튜브(202)를 생성한 중공 튜브(300)의 벽과 동일한 단면 내부 둘레를 갖는다.
[0146]
도 7a는 중공 튜브(300)의 벽을 변형하기 전의 중공 튜브(300)를 통한 단면을 도시한다. 중공 튜브(300)는 두께(t1) 및 제1 단면 내부 둘레(L1)를 갖는 벽을 갖는다. 도 7b는 중공 튜브(300)로부터 생성된 심리스 중공 튜브(202)를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 통한 단면을 도시한다. 심리스 중공 튜브(202)는 두께(t2) 및 제2 단면 내부 둘레(L2)를 갖는 변형된 벽을 갖는다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 예에서, 제2 단면 내부 둘레(L2)는 제1 단면 내부 둘레(L1)와 동일한 길이이다.
[0147]
도 7b는 또한 심리스 중공 튜브(202)가 심리스 중공 튜브(202)의 길이를 따라 실질적으로 원통형이 되도록 심리스 중공 튜브(202)가 실질적으로 원형 단면을 갖는 예시적인 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)를 도시한다. 특정 예들에서, 심리스 중공 튜브(202)는 중공 튜브(300)가 도 7a에 도시된 예와 같이 중공 튜브(300)의 길이를 따라 실질적으로 원통형이 되도록 실질적으로 원형 단면을 갖는 중공 튜브(300)로부터 생성될 수 있다. 다른 예들에서, 심리스 중공 튜브(202)는 실질적으로 원형 단면을 갖지 않는 중공 튜브로부터 생성될 수 있다.
[0148]
따라서, 중공 튜브 및 심리스 중공 튜브 모두가 실질적으로 원형 단면을 갖는 예에서, 중공 튜브의 벽의 단면 내부 둘레는 벽이 변형될 때 유지될 수 있으므로, 생성된 심리스 중공 튜브의 변형된 벽은 중공 튜브의 벽과 동일한 단면 내부 둘레를 가질 수 있다. 결과적으로, 생성된 심리스 중공 튜브의 내경은 중공 튜브와 동일한 내경을 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 심리스 중공 튜브의 변형된 벽은 상기에서 논의된 바와 같이, 보다 얇은 벽의 심리스 중공 튜브의 이점들을 제공하면서 중공 튜브의 원형 단면을 유지한다.
[0149]
따라서, 심리스 중공 튜브를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조할 때, 중공 튜브의 벽은 제1 단면 내부 원주를 가질 수 있고, 심리스 중공 튜브의 변형된 벽은 제1 단면 내부 원주와 적어도 동일한 길이인 제2 단면 내부 원주를 가질 수 있다.
[0150]
도 7a 및 도 7b에 도시된 예와 관련하여, 중공 튜브(300) 및 심리스 중공 튜브(202)의 단면들은 원형이며, 단면 내부 둘레(L2)가 단면 내부 둘레(L1)와 동일한 길이이기 때문에, 심리스 중공 튜브(202)의 변형된 벽은 중공 튜브(300)의 벽의 제1 단면 내부 원주와 동일한 길이인 제2 단면 내부 원주를 갖는다.
[0151]
특정 예들에서, 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계는 심리스 중공 튜브를 형성하도록 중공 튜브를 스웨이징(swaging)하는 단계를 포함할 수 있다. 중공 튜브를 스웨이징하는 단계는 중공 튜브를 열간 또는 냉간 성형하는 단계를 포함할 수 있다.
[0152]
특정 예들에서, 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계는 맨드릴(mandrel) 상에서 중공 튜브를 스웨이징하는 단계를 포함할 수 있다. 맨드릴 상에서 중공 튜브를 스웨이징함으로써, 맨드릴 위로 및/또는 맨드릴에 대해 힘을 가할 때 중공 튜브의 벽을 신장시킬 수 있다. 맨드릴 상에서 중공 튜브를 스웨이징함으로써, 변형될 때 벽의 단면적을 감소시킬 수 있다. 맨드릴은 벽이 변형되기 전에 중공 튜브 내부에 배치될 수 있다. 중공 튜브는 벽이 변형되기 전에 맨드릴 위로 슬라이딩될 수 있다.
[0153]
특정 예들에서, 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계는 중공 튜브를 다이(die)를 통해 드로잉(drawing)함으로써 중공 튜브를 스웨이징하는 단계를 포함할 수 있다. 드로잉은 다이를 통해 중공 튜브를 밀거나 당기는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 맨드릴은 중공 튜브 내부에 배치될 수 있고, 다음에 중공 튜브는 다이를 통해 그리고 맨드릴 위로 드로잉될 수 있으며, 그에 따라 맨드릴은 심리스 중공 튜브의 내부 치수들을 한정하고, 다이는 심리스 중공 튜브의 외부 치수들을 한정한다.
[0154]
예를 들어, 전술한 바와 같은 원형 단면 심리스 중공 튜브의 경우에, 맨드릴은 심리스 중공 튜브의 단면 내부 원주를 한정할 수 있고, 다이는 심리스 중공 튜브의 단면 외부 원주를 한정할 수 있다.
[0155]
다이를 통해 그리고 맨드릴 위로 드로잉되는 프로세스에 있어서의 중공 튜브의 일 예가 도 8에 도시되어 있다. 맨드릴(400)은 중공 튜브(300) 내부에 배치된다. 맨드릴은 심리스 중공 튜브(202)의 내부 치수들을 한정할 수 있다. 다이(450)는 중공 튜브(300)를 둘러싸고, 중공 튜브(300)가 다이(450)를 통해 드로잉될 때 통과하는 스로트(throat)(452)를 갖는다. 중공 튜브(300)는 화살표(F) 방향으로 다이(450)를 통해 드로잉된다. 맨드릴(300)과 함께, 스로트(452)는 심리스 중공 튜브(202)의 벽 두께를 한정한다.
[0156]
특정 예들에서, 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계는 중공 튜브를 회전 스웨이징함으로써 중공 튜브를 스웨이징하는 단계를 포함할 수 있다. 그러한 예들에서, 중공 튜브는 맨드릴 위에 장착되거나 슬라이딩될 수 있다. 다음에, 스웨이징 도구는 중공 튜브의 외부면에 대해 힘을 가하여 맨드릴에 대해 중공 튜브의 벽을 압착하고, 이에 의해 중공 튜브의 벽을 얇게 하여 심리스 중공 튜브를 형성할 수 있다. 특정 예들에서, 맨드릴 및/또는 스웨이징 도구는 중공 튜브가 스웨이징 프로세스 동안에 스웨이징 도구에 대해 회전하도록 회전할 수 있다. 스웨이징 도구는 예를 들어, 심리스 중공 튜브를 생성하도록 맨드릴 상의 중공 튜브에 압력을 인가하기 위해 맨드릴에 대해 반경방향 내측 및 외측으로 이동하는 셰이핑 다이일 수 있다.
[0157]
도 9는 중공 튜브(300)를 회전 스웨이징하는 회전 스웨이징 프로세스의 일 예를 도시한다. 중공 튜브(300)는 맨드릴(500) 상에 장착된다. 스웨이징 프로세스 동안, 맨드릴은 화살표(R)로 표시된 바와 같이 회전할 수 있다. 맨드릴은 임의의 방향으로 회전할 수 있다. 4 개의 셰이핑 다이들(shaping dies)(550)이 맨드릴(500) 주위에 배열된다. 스웨이징 프로세스 동안, 셰이핑 다이들은 중공 튜브(300)의 표면에 압력을 인가하도록 반경방향 내측 및 외측으로 이동하고, 이에 의해 중공 튜브(300)의 벽을 변형하고 얇게 하여 심리스 중공 튜브를 형성할 수 있다. 예를 들어, 셰이핑 다이들(550)은 화살표(F)로 표시된 바와 같이 이동할 수 있다. 다른 예들에서, 셰이핑 다이들(550)은 중공 튜브(300)에 대해 회전할 수 있다. 임의의 적합한 수의 셰이핑 다이들(550)이 제공될 수 있으며, 예를 들어 2개 또는 4 개의 셰이핑 다이들(550)이 중공 튜브를 회전시키도록 배열된다.
[0158]
상기에서 간략하게 논의된 바와 같이, 특정 예들에서, 중공 튜브의 벽이 변형됨에 따라 중공 튜브의 벽의 단면 내부 둘레가 길어질 수 있다. 따라서, 심리스 중공 튜브를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조할 때, 심리스 중공 튜브의 변형된 벽은 중공 튜브의 벽의 제1 단면 내부 둘레보다 긴 제2 단면 내부 둘레를 가질 수 있다.
[0159]
중공 튜브 및 심리스 중공 튜브 모두가 실질적으로 원형 단면을 갖는 예들에서, 심리스 중공 튜브의 변형된 벽은 중공 튜브의 벽의 제1 단면 내부 원주보다 긴 제2 단면 내부 원주를 가질 수 있다.
[0160]
특정 예들에서, 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계는 심리스 중공 튜브를 형성하도록 중공 튜브를 내부적으로 스웨이징하는 단계를 포함할 수 있다. 중공 튜브를 내부적으로 스웨이징하는 단계는 중공 튜브의 열간 또는 냉간 성형하는 단계를 포함할 수 있다. 내부 스웨이징은 중공 튜브의 벽을 변형시키기 위해 중공 튜브 내부에서 팽창하거나 회전하는 도구의 사용을 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 내부 스웨이징은 중공 튜브를 확장시켜서 중공 튜브의 벽을 변형시키기 위한 가요성 도구의 사용을 포함할 수 있다. 예를 들어, 중공 튜브의 벽은 팽창식 도구를 사용하여 확장될 수 있다. 특정 예들에서, 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계는 심리스 중공 튜브의 변형된 벽의 보다 긴 제2 단면 내부 둘레를 생성하기 위해 중공 튜브의 벽의 제1 단면 내부 둘레를 확장시키도록 중공 튜브를 하이드로포밍(hydroforming)하는 단계를 포함할 수 있다. 하이드로포밍은 중공 튜브의 벽을 신장시키고, 이에 의해 중공 튜브의 벽을 길게 하고 심리스 중공 튜브의 보다 길고 보다 얇은 변형된 벽을 형성한다. 하이드로포밍은 또한 심리스 중공 튜브를 생성하도록 벽이 변형되고 얇아짐에 따라 중공 튜브의 내부 용적부를 증대시키거나 확장시킨다. 벽을 변형시키기 위해 중공 튜브를 하이드로포밍하는 단계는 임의의 적합한 형상의 중공 튜브에 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
[0161]
도 10은 하이드로포밍을 받고 있는 중공 튜브(300)의 단면을 개략적으로 도시한다. 특정 예들에서, 중공 튜브(300)는 심리스 중공 튜브의 원하는 외부 치수들을 한정하는 다이에 배치될 수 있다. 중공 튜브(300)의 개방 단부들은 플러그들(plugs)에 의해 밀봉될 수 있다. 다음에, 유압 유체는 중공 튜브(300)의 내부 내로 펌핑되고, 중공 튜브의 벽이 다이에 대해 확장되도록 가압될 수 있다. 유압 유체는 예를 들어 수성 유체일 수 있다. 수성 유체는 예를 들어 윤활제들을 보유할 수 있다.
[0162]
중공 튜브의 벽은 가압된 유압 유체의 압력 하에서 소성 변형되고, 주변 다이에 의해 설정된 원하는 최종 치수들로 확장된다. 도 10에서, 화살표(F)는 심리스 중공 튜브를 형성하도록 확장됨에 따라 중공 튜브(300)의 벽에 가해지는 압력의 방향을 표시한다. 중공 튜브(300)가 유압 유체의 압력 하에서 확장됨에 따라, 중공 튜브(300)의 벽의 제1 단면 내부 둘레는 도 10의 화살표(L) 방향으로 길어진다.
[0163]
특정 예들에서, 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계는 적어도 하나의 아이어닝 다이(ironing die)를 통해 중공 튜브의 벽을 아이어닝하는 단계를 포함할 수 있다. 중공 튜브의 벽을 아이어닝하는 단계는 중공 튜브의 벽을 균일하게 얇게 하여 심리스 중공 튜브의 변형된 벽을 형성할 수 있다. 중공 튜브가 아이어닝 다이를 통과할 때, 벽이 얇아지고 심리스 중공 튜브의 변형된 벽을 형성함에 따라 중공 튜브의 길이가 신장된다.
[0164]
도 11은 중공 튜브(300)의 벽이 아이어닝 다이(650)를 통해 아이어닝되는 예를 도시한다. 중공 튜브는 펀치(punch)(600)에 의해 화살표(F) 방향으로 가압하고, 펀치(600)는 중공 튜브를 아이어닝 다이(650)의 개구(652)를 통해 강제한다. 아이어닝 다이(650)의 개구(652)는 심리스 중공 튜브(202)의 원하는 외부 형상에 대응하는 표면(654)을 포함한다. 개구(652)는 가공 이전의 중공 튜브(300)의 외부 치수들보다 작은 내부 치수들을 가질 수 있다. 개구(652)의 내부 치수들 및 펀치(600)의 외부 치수들은 중공 튜브(300)의 벽이 아이어닝 다이(650)의 개구(652)를 통해 강제될 때 압착되도록 배열되고, 이에 의해 벽이 얇아지고 중공 튜브가 길어져서 심리스 중공 튜브(202)를 형성할 수 있다.
[0165]
특정 예들에서, 전술한 바와 같이 중공 튜브(300)가 중공 튜브(300)의 길이를 따라 실질적으로 원통형이 되도록 중공 튜브(300)가 실질적으로 원형 단면을 갖는 경우, 아이어닝 다이(650)의 개구(652)는 대응하는 원형 단면을 가질 수 있다. 다른 예들에서, 중공 튜브(300) 및 심리스 중공 튜브(202)는 다른 적합한 형상을 취하는 경우, 아이어닝 다이(650)의 개구(652)는 적절한 해당 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다.
[0166]
도 11에 도시된 예와 같은 특정 예들에서, 중공 튜브(300)는 중공 튜브(300)에 아이어닝력(ironing force)을 인가할 때 펀치(600)를 돕는 폐쇄 단부(302)를 포함할 수 있다. 따라서, 일부 경우들에서, 중공 튜브(300)는 도 11에 도시된 바와 같이 컵의 형태를 취할 수 있다.
[0167]
특정 예들에서, 중공 튜브(300)는 복수의 아이어닝 다이들을 통해 연속적으로 아이어닝될 수 있으며, 각각의 연속적인 아이어닝 다이는 중공 튜브(300)의 벽을 점진적으로 얇게 하고 중공 튜브(300)를 길게 한다. 다수의 아이어닝 다이들을 통해 중공 튜브(300)를 점진적으로 아이어닝함으로써, 금속 재료가 신장되면서 가공 동안에 중공 튜브(300)의 벽을 인열하거나 다른 식으로 손상시킬 위험이 감소되게 할 수 있다.
[0168]
일부 예들에서, 아이어닝 프로세스에 이어서 생성된 심리스 중공 튜브(202)로부터 과잉 재료를 제거하는 것이 필요할 수 있다. 예를 들어, 심리스 중공 튜브(202)의 단부들은 심리스 중공 튜브(202)의 원하는 최종 치수들로 트리밍(trimming)될 수 있다. 특정 예들에서, 중공 튜브(300)가 도 11에 도시된 바와 같이 폐쇄 단부(302)를 포함하는 경우, 폐쇄 단부(302)는 중공 튜브의 아이어닝에 이어서 형성된 심리스 중공 튜브(202)로부터 전단될 수 있다.
[0169]
특정 예들에서, 도 11에 도시된 예와 같은 중공 튜브(300)는 시트 재료의 블랭크(blank)를 딥 드로잉(deep drawing)함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 편평한 블랭크가 금속 시트로부터 펀칭된 후에 딥 드로잉되어 컵을 형성할 수 있다.
[0170]
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법은 심리스 중공 튜브를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 형성하기 위해 중공 튜브형 기재의 내부면 상에 금속 층을 코팅하는 단계를 포함할 수 있다.
[0171]
금속 층은 전술한 바와 같은 금속 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 금속 층은 금속 재료, 금속간 재료, 또는 준금속을 포함할 수 있다.
[0172]
중공 튜브형 기재를 사용함으로써, 심리스 중공 튜브에 구조적 안정성 및 강성을 제공하면서, 금속 층의 두께가 정확하게 제어될 수 있게 한다. 중공 튜브형 기재에 의해 제공되는 구조적 안정성은 얇은 금속 층이 형성될 수 있게 한다.
[0173]
중공 튜브형 기재의 내부면에 금속 층을 제공함으로써, 금속 층이 중공 튜브형 기재 상에 얇게 퇴적될 수 있기 때문에 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 가열하는 데 필요한 에너지가 감소될 수 있게 한다. 따라서, 원형 바 스톡에 구멍을 드릴링함으로써 제조된 튜브와 같은 비교적 두꺼운 벽의 튜브로 제조된 히터 엘리먼트와 비교하여, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 사전결정된 작동 온도까지 가져가는 데 보다 적은 시간이 요구된다. 더욱이, 가열할 질량이 적기 때문에, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 또한 요구되는 작동 온도의 변화에 보다 민감하게 응답한다.
[0174]
금속 층이 튜브형 기재 상에 코팅되기 때문에, 심이 없는 튜브형 금속 층을 갖는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트가 형성될 수 있다. 상기에서 논의된 바와 같이, 히터 엘리먼트로서 사용될 수 있는 얇은 벽의 튜브 형상을 형성하는 다른 방법들은 시트 재료들을 결합하는 것에 의존하고, 결합 프로세스들은 결합부 근처의 재료에 왜곡부들을 야기한다. 튜브형 금속 층에는 심이 없기 때문에, 심리스 중공 튜브는 전술한 어떠한 왜곡부들도 없이 원하는 형상으로 생성될 수 있다.
[0175]
도 12는 설명된 코팅 방법에 의해 제조된 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)의 일 예를 도시한다. 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(200)는 심리스 중공 튜브(202)를 포함한다. 심리스 중공 튜브(202)는 중공 튜브형 기재(260)의 내부면(262) 상에 퇴적된 금속 층(250)을 포함한다. 도 9에 도시된 예에서, 중공 튜브형 기재(260)는 중공 튜브형 기재(260)가 중공 튜브형 기재(260)의 길이를 따라 실질적으로 원통형이 되도록 원형 단면을 갖는다. 따라서, 금속 층(250) 및 심리스 중공 튜브(202)는 또한 원형 단면을 가지며, 심리스 중공 튜브(202)의 길이를 따라 실질적으로 원통형이다. 다른 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 예들에서, 중공 튜브형 기재의 단면은, 예를 들어 임의의 적합한 심리스 중공 튜브를 형성하기 위해, 실질적으로 정사각형, 직사각형 또는 타원형, 또는 임의의 적합한 형상일 수 있다.
[0176]
중공 튜브형 기재는 요구되는 금속 층의 코팅을 지지할 수 있고 요구되는 작동 온도에서 구조적으로 건전한 상태를 유지할 수 있는 임의의 적합한 재료일 수 있다.
[0177]
특정 예들에서, 중공 튜브형 기재는 세라믹 재료로 형성될 수 있다. 세라믹 재료는 전술한 바와 같은 세라믹 재료들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 중공 튜브형 기재는 알루미나, 지르코니아, 이트리아, 탄산칼슘 및 황산칼슘 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
[0178]
특정 예들에서, 중공 튜브형 기재는 세라믹 슬러리(ceramic slurry)를 사용하여 생성될 수 있다. 세라믹 슬러리는 원하는 형상으로 형성된 후에, 경화 및 건조되도록 방치될 수 있다. 세라믹 슬러리는 세라믹 슬러리를 주조 또는 성형함으로써 원하는 형상으로 형성될 수 있다. 다음에, 세라믹 슬러리는 세라믹을 경질 및 강성이 되게 하도록 소성되고, 이에 의해 세라믹 재료를 포함하는 중공 튜브형 기재를 형성할 수 있다.
[0179]
특정 예들에서, 중공 튜브형 기재는 소결, 압력의 인가, 또는 다공성 세라믹을 형성하기 위한 임의의 다른 기술에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 중공 튜브형 기재는 등압 프레싱, 플라스틱 성형(예를 들어, 지거링(jiggering), 압출 또는 사출 성형)을 통해 또는 주조에 의해 제조될 수 있다.
[0180]
일부 예들에서, 중공 튜브형 기재는 세라믹 분말을 소결함으로써 제조될 수 있다. 세라믹 분말은 분말이 소결되기 전에 중공 튜브형 기재의 최종 형상으로 프레싱되거나 성형될 수 있다.
[0181]
특정 예들에서, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법은 중공 튜브형 기재를 압출하는 단계를 포함할 수 있다. 중공 튜브형 기재는 임의의 적합한 재료로부터 압출될 수 있다.
[0182]
특정 예들에서, 중공 튜브형 기재는 상기에서 본원에 설명된 임의의 세라믹 재료들로부터 압출될 수 있다. 예를 들어, 중공 튜브형 기재는 세라믹 슬러리를 튜브 형상으로 압출함으로써 형성될 수 있다. 다음에, 압출된 세라믹 슬러리는 중공 튜브형 기재의 원하는 형상으로 세라믹을 경질 및 강성이 되게 하도록 소성될 수 있다.
[0183]
특정 예들에서, 중공 튜브형 기재에는 중공 튜브형 기재의 내부면과 중공 튜브형 기재의 외부면 사이에 공기 채널들(air channels)이 제공될 수 있다. 공기 채널들은 심리스 중공 튜브의 금속 층을 단열하고, 이에 의해 중공 튜브형 기재를 통해 손실되는 열 에너지가 작동 중에 감소될 것이기 때문에, 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 효율을 증가시킬 수 있다.
[0184]
중공 튜브형 기재가 세라믹 재료로 형성되는 예들에서, 세라믹 재료는 중공 튜브형 기재의 내부면과 중공 튜브형 기재의 외부면 사이에 공기 채널들을 형성하도록 다공성일 수 있다. 세라믹 재료의 필요한 다공성은 중공 튜브형 기재를 형성하도록 세라믹 분말을 소결함으로써 제공될 수 있다.
[0185]
금속 층을 중공 튜브형 기재에 부착하는 임의의 적합한 코팅 방법에 의해 금속 층이 중공 튜브형 기재 상에 코팅될 수 있다.
[0186]
특정 예들에서, 중공 튜브형 기재의 코팅은 예를 들어 금속 층을 원자 단위 또는 분자 단위로 코팅하는 것을 포함할 수 있다. 특정 예들에서, 금속 층은 금속 층의 금속 재료를 중공 튜브형 기재 상에 퇴적함으로써 중공 튜브형 기재에 코팅될 수 있다.
[0187]
특정 예들에서, 금속 층의 퇴적은 중공 튜브형 기재의 내부면 상에 금속 층을 전기도금하는 것을 포함할 수 있다.
[0188]
특정 예들에서, 금속 층의 퇴적은 중공 튜브형 기재의 내부면 상에의 금속 층의 물리적 기상 증착을 포함할 수 있다.
[0189]
특정 예들에서, 금속 층의 퇴적은 중공 튜브형 기재의 내부면 상에의 금속 층의 화학적 기상 증착을 포함할 수 있다.
[0190]
특정 예들에서, 금속 층의 퇴적은 중공 튜브형 기재의 표면 상에 금속 층을 열 분무하는 것을 포함할 수 있다.
[0191]
본원에 설명된 다양한 실시예들은 단지 청구된 특징들을 이해 및 교시하는 것을 돕기 위해 제시된다. 이들 실시예들은 단지 실시예들의 대표적인 샘플로서 제공되고, 여기에만 국한되지 않고 그리고/또는 배타적인 것은 아니다. 본원에 설명된 장점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들, 및/또는 다른 양태들은 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 범위에 대한 제한들, 또는 청구항들의 균등물들에 대한 제한들로서 고려되지 않아야 하고, 청구된 발명의 범위로부터 이탈하지 않으면서 다른 실시예들이 활용될 수 있고, 변형들이 행해질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 다양한 실시예들은 본원에 구체적으로 설명된 것들 이외의, 개시된 엘리먼트들, 구성요소들, 특징들, 부분들, 단계들, 수단들 등의 적절한 조합들을 적절하게 포함할 수 있거나, 이들로 구성될 수 있거나, 이들로 본질적으로 구성될 수 있다. 또한, 본 개시는 현재 청구되지 않지만 추후에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함할 수 있다.
Claims (36)
- 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트(aerosol generation system heater element)를 제조하는 방법으로서,
상기 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 심리스 중공 튜브(seamless hollow tube)를 포함하고,
상기 방법은:
상기 심리스 중공 튜브를 형성하도록 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계를 포함하며,
상기 심리스 중공 튜브는 변형된 벽을 가지며,
상기 심리스 중공 튜브의 변형된 벽은 상기 중공 튜브의 벽보다 얇은,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 중공 튜브의 벽은 제1 단면 내부 둘레를 가지며, 상기 심리스 중공 튜브의 변형된 벽은 상기 제1 단면 내부 둘레와 적어도 동일한 길이인 제2 단면 내부 둘레를 갖는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 심리스 중공 튜브의 변형된 벽은 상기 제1 단면 내부 둘레보다 긴 제2 단면 내부 둘레를 갖는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 심리스 중공 튜브는 실질적으로 원형 단면을 갖는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계는 상기 중공 튜브의 제1 단면 내부 둘레를 확장시키도록 상기 중공 튜브를 하이드로포밍(hydroforming)하는 단계를 포함하는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계는 맨드릴(mandrel) 상에서 상기 중공 튜브를 스웨이징(swaging)하는 단계를 포함하는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제6 항에 있어서,
상기 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계는 다이(die)를 통해 상기 중공 튜브를 드로잉(drawing)함으로써 상기 중공 튜브를 스웨이징하는 단계를 포함하는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제6 항에 있어서,
상기 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계는 상기 중공 튜브를 회전 스웨이징하는 단계를 포함하는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중공 튜브의 벽을 변형시키는 단계는 적어도 하나의 아이어닝 다이(ironing die)를 통해 상기 중공 튜브의 벽을 아이어닝하는 단계를 포함하는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제9 항에 있어서,
상기 중공 튜브는 시트 재료의 블랭크(blank)를 딥 드로잉(deep drawing)함으로써 형성되는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중공 튜브는 금속 재료를 포함하는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제11 항에 있어서,
상기 금속 재료는: 철, 철 합금들, 스테인리스강, 연강, 몰리브덴, 탄화규소, 알루미늄, 알루미늄 합금들, 금, 구리, 백동 합금들, 철-크롬-알루미늄 합금들, 니켈 알루미나이드 합금들 중 적어도 하나로부터 선택되는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법으로서,
상기 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 심리스 중공 튜브를 포함하고,
상기 방법은:
중공 튜브형 기재(hollow tubular substrate)의 내부면 상에 금속 층을 코팅하는 단계를 포함하는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 방법은 상기 중공 튜브형 기재를 압출하는 단계를 포함하는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제13 항 또는 제14 항에 있어서,
상기 중공 튜브형 기재는 세라믹 재료를 포함하는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제13 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중공 튜브형 기재는 상기 중공 튜브형 기재의 내부면과 상기 중공 튜브형 기재의 외부면 사이에 공기 채널들(air channels)을 포함하는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제13 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중공 튜브형 기재는 원형 단면을 갖는 원통형 튜브인,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제13 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅하는 단계는 상기 중공 튜브형 기재의 내부면 상에 상기 금속 층을 전기도금하는 단계를 포함하는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제13 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅하는 단계는 상기 중공 튜브형 기재의 내부면 상에 상기 금속 층을 물리적 기상 증착하는 단계를 포함하는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제13 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅하는 단계는 상기 중공 튜브형 기재의 내부면 상에 상기 금속 층을 화학적 기상 증착하는 단계를 포함하는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제13 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅하는 단계는 상기 중공 튜브형 기재의 내부면 상에 상기 금속 층을 열 분무하는 단계를 포함하는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제13 항 내지 제21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 층은: 철, 철 합금들, 스테인리스강, 연강, 몰리브덴, 탄화규소, 알루미늄, 알루미늄 합금들, 금, 구리, 백동 합금들, 철-크롬-알루미늄 합금들, 니켈 알루미나이드 합금들 중 적어도 하나로부터 선택된 금속 재료를 포함하는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 제조하는 방법. - 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조되거나, 제13 항 내지 제22 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조되는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트. - 심리스 중공 튜브를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트로서,
상기 심리스 중공 튜브는 약 100 ㎛ 이하의 벽 두께를 갖는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트. - 제24 항에 있어서,
상기 심리스 중공 튜브는: 금속 재료를 포함하며, 상기 금속 재료는: 철, 철 합금들, 스테인리스강, 연강, 몰리브덴, 탄화규소, 알루미늄, 알루미늄 합금들, 금, 구리, 백동 합금들, 철-크롬-알루미늄 합금들, 니켈 알루미나이드 합금들 중 적어도 하나로부터 선택되는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트. - 심리스 중공 튜브를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트로서,
상기 심리스 중공 튜브는 중공 튜브형 기재의 내부면 상에 코팅된 금속 층을 포함하는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트. - 제26 항에 있어서,
상기 금속 층은 약 100 ㎛ 이하의 두께를 갖는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트. - 제26 항 또는 제27 항에 있어서,
상기 금속 층은: 철, 철 합금들, 스테인리스강, 연강, 몰리브덴, 탄화규소, 알루미늄, 알루미늄 합금들, 금, 구리, 백동 합금들, 철-크롬-알루미늄 합금들, 니켈 알루미나이드 합금들 중 적어도 하나로부터 선택된 금속 재료를 포함하는,
에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트. - 제23 항 내지 제28 항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 포함하는 에어로졸 발생 디바이스(aerosol generation device)로서,
상기 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 에어로졸 형성 소모품을 수용하기 위한 리셉터클(receptacle)을 적어도 부분적으로 한정하는,
에어로졸 발생 디바이스. - 제29 항에 있어서,
상기 에어로졸 발생 디바이스는 상기 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 가열을 유발하기 위한 시스템을 포함하는,
에어로졸 발생 디바이스. - 제29 항 또는 제30 항에 따른 에어로졸 발생 디바이스 및 적어도 하나의 에어로졸 형성 소모품을 포함하는 에어로졸 발생 시스템(aerosol generation system)으로서,
상기 적어도 하나의 에어로졸 형성 소모품은 상기 리셉터클 내에 수용 가능하도록 형상화되고 크기설정되는,
에어로졸 발생 시스템. - 에어로졸 형성 소모품으로서,
에어로졸화 가능한 재료(aerosolisable material), 및 제23 항 내지 제28 항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트를 포함하는,
에어로졸 형성 소모품. - 제32 항에 있어서,
상기 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트는 상기 에어로졸화 가능한 재료를 적어도 부분적으로 지지하는,
에어로졸 형성 소모품. - 에어로졸 발생 디바이스로서,
리셉터클을 포함하며,
상기 리셉터클은 제32 항 또는 제33 항에 따른 에어로졸 형성 소모품을 수용하도록 구성되고,
상기 에어로졸 발생 디바이스는 상기 에어로졸 형성 소모품의 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 가열을 유발하기 위한 시스템을 포함하는,
에어로졸 발생 디바이스. - 에어로졸 발생 시스템으로서,
제34 항에 따른 에어로졸 발생 디바이스, 및 제32 항 또는 제33 항에 따른 적어도 하나의 에어로졸 형성 소모품을 포함하는,
에어로졸 발생 시스템. - 에어로졸 발생 시스템으로서,
에어로졸 형성 소모품;
제23 항 내지 제28 항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트; 및
상기 에어로졸 형성 소모품을 수용하도록 구성된 리셉터클 및 상기 에어로졸 발생 시스템 히터 엘리먼트의 가열을 유발하기 위한 시스템을 포함하는 에어로졸 발생 디바이스를 포함하는,
에어로졸 발생 시스템.
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