KR20220020982A - 증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소 - Google Patents
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Abstract
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소(70)는, 다공성 세라믹 재료의 세장형 로드(80)―로드는 제1 단부면(86), 제2 단부면(88), 및 제1 단부면(86)과 제2 단부면(88) 사이에서 연장되고 로드의 길이를 한정하는 하나 이상의 측면들(90)을 가짐―; 및 로드의 길이의 적어도 일부에 걸쳐 적어도 하나의 측면(90)에 도포되는 금속 코팅(92)을 포함한다.
Description
본 개시는 증기 제공 시스템(vapour provision system)을 위한 다공성 요소(porous element)와, 그러한 다공성 요소를 포함하는 에어로졸 소스(aerosol source), 카토마이저(cartomiser) 또는 카트리지(cartridge), 및 증기 제공 시스템에 관한 것이다.
증발된 액체들을 통해 니코틴(nicotine)을 전달하는 e-시가렛들(e-cigarettes) 및 다른 전자 니코틴 전달 시스템들과 같은 많은 전자 증기 제공 시스템들은 2 개의 메인 구성요소들 또는 섹션들, 즉 카트리지 또는 카토마이저 섹션 및 제어 유닛(배터리 섹션(battery section))으로 형성된다. 카토마이저는 일반적으로 액체의 저장소(reservoir) 및 액체를 증발시키기 위한 무화기(atomiser)를 포함한다. 이들 부품들은 통칭하여 에어로졸 소스로 지칭될 수 있다. 무화기는 일반적으로 다공성 또는 위킹(wicking)과 가열의 기능들을 조합하여, 저장소로부터 액체가 가열 및 증발되는 위치로 액체를 이송한다. 예를 들어, 무화기는 저항(줄(Joule)) 가열을 위한 코일(coil) 또는 다른 형상으로 형성된 저항 와이어(resistive wire) 또는 유도 가열을 위한 서셉터(susceptor)일 수 있는 전기 히터(electrical heater), 및 히터에 근접하여 있고 저장소로부터 액체를 흡수하여 히터로 운반하는, 모세관 또는 위킹 능력을 갖는 섬유 심지(fibrous wick)와 같은 다공성 요소로서 구현될 수 있다. 제어 유닛은 일반적으로 시스템을 작동시키기 위한 전력을 공급하기 위한 배터리를 포함한다. 배터리로부터의 전력은 히터를 활성화시키도록 전달되며, 히터는 저장소로부터 전달되는 소량의 액체를 가열하여 증발시킨다. 다음에, 증발된 액체는 사용자에 의해 흡입된다.
무화기로서 사용하기에 적합한 요소들에 대한 대안적인 설계들이 관심사이다.
본원에 설명된 일부 실시예들의 제1 양태에 따르면, 증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소가 제공되며, 다공성 요소는, 다공성 세라믹 재료의 세장형 로드―로드는 제1 단부면, 제2 단부면, 및 제1 단부면과 제2 단부면 사이에서 연장되고 로드의 길이를 한정하는 하나 이상의 측면들을 가짐―; 및 로드의 길이의 적어도 일부에 걸쳐 적어도 하나의 측면에 도포되는 금속 코팅을 포함한다.
본원에 설명된 일부 실시예들의 제2 양태에 따르면, 제1 양태에 따른 다공성 요소, 및 증발을 위해 다공성 요소에 전달될 에어로졸화 가능한 기재 재료를 유지하기 위한 저장소를 포함하는 증기 제공 시스템을 위한 에어로졸 소스가 제공된다.
본원에 설명된 일부 실시예들의 제3 양태에 따르면, 제1 양태에 따른 다공성 요소, 또는 제2 양태에 따른 에어로졸 소스를 포함하는 증기 제공 시스템을 위한 카토마이저가 제공된다.
본원에 설명된 일부 실시예들의 제4 양태에 따르면, 제1 양태에 따른 다공성 요소, 제2 양태에 따른 에어로졸 소스, 또는 제3 양태에 따른 카토마이저를 포함하는 증기 제공 시스템이 제공된다.
특정 실시예들의 이들 및 다른 양태들이 첨부된 독립 청구항들 및 종속 청구항들에 기재되어 있다. 종속 청구항들의 특징들은 청구항들에 명시적으로 기재된 것 이외의 조합들로 서로 그리고 독립 청구항들의 특징들과 조합될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 본원에 설명된 접근법은 하기에 기재된 것과 같은 특정 실시예들에 제한되지 않고, 본원에 제시된 특징들의 임의의 적절한 조합들을 포함하고 고려한다. 예를 들어, 다공성 요소, 또는 다공성 요소를 포함하는 에어로졸 소스, 카토마이저 또는 증기 제공 시스템은 후술하는 다양한 특징들 중 어느 하나 이상을 적절하게 포함하는 본원에 설명된 접근법들에 따라 제공될 수 있다.
이제, 본 발명의 다양한 실시예들이 하기의 도면들을 참조하여 단지 예로서 상세하게 설명될 것이다:
도 1은 카토마이저 및 제어 유닛을 포함하는 예시적인 e-시가렛을 통한 단면을 도시하고;
도 2는 본 개시의 양태들이 구현될 수 있는 예시적인 카토마이저의 외부 사시 분해도를 도시하고;
도 3은 조립된 배열에서 도 2의 카토마이저의 부분 절개 사시도를 도시하고;
도 4는 본 개시의 양태들이 구현될 수 있는 다른 예시적인 카토마이저의 단순화된 개략적인 단면도를 도시하고;
도 5는 본 개시의 양태들이 구현될 수 있는, 유도 가열을 이용하는 제1 예시적인 증기 제공 시스템의 매우 개략적인 단면도를 도시하고;
도 6은 본 개시의 양태들이 구현될 수 있는, 유도 가열을 이용하는 제2 예시적인 증기 제공 시스템의 매우 개략적인 단면도를 도시하고;
도 7은 본 개시의 양태들에 따른 다공성 요소에 포함되기에 적합한 예시적인 세장형 로드의 개략적인 측면도를 도시하고;
도 8은 본 개시의 양태들에 따른 다공성 요소에 포함되기에 적합한 다른 예시적인 세장형 로드의 측면 사시도를 도시하고;
도 9는 본 개시의 양태들에 따른 다공성 요소에 포함되기에 적합한 다른 예시적인 세장형 로드의 측면 사시도를 도시하고;
도 10은 본 개시의 양태들에 따른 예시적인 다공성 요소의 측면 사시도를 도시하고;
도 11은 본 개시의 양태들에 따른 다른 예시적인 다공성 요소의 측면 사시도를 도시하고;
도 12는 다공성 요소를 따른 길이 포지션에 대한 두께의 플롯으로서, 본 개시의 양태들에 따른 다공성 요소의 금속 코팅의 제1 예시적인 두께 프로파일을 도시하고;
도 13은 다공성 요소를 따른 길이 포지션에 대한 두께의 플롯으로서, 본 개시의 양태들에 따른 다공성 요소의 금속 코팅의 제2 예시적인 두께 프로파일을 도시하고;
도 14는 본 개시의 대안적인 양태들에 따른 다공성 요소를 포함하는 예시적인 에어로졸 소스의 개략적인 측면도를 도시하고;
도 15는 본 개시의 대안적인 양태들에 따른 다공성 요소를 포함하는 다른 예시적인 에어로졸 소스의 개략적인 측면도를 도시하고;
도 16a는 본 개시의 대안적인 양태에 따른 다른 예시적인 다공성 요소의 개략적인 측면도를 도시하며;
도 16b는 도 16a의 다공성 요소의 금속 코팅의 두께 프로파일을 도시한다.
도 1은 카토마이저 및 제어 유닛을 포함하는 예시적인 e-시가렛을 통한 단면을 도시하고;
도 2는 본 개시의 양태들이 구현될 수 있는 예시적인 카토마이저의 외부 사시 분해도를 도시하고;
도 3은 조립된 배열에서 도 2의 카토마이저의 부분 절개 사시도를 도시하고;
도 4는 본 개시의 양태들이 구현될 수 있는 다른 예시적인 카토마이저의 단순화된 개략적인 단면도를 도시하고;
도 5는 본 개시의 양태들이 구현될 수 있는, 유도 가열을 이용하는 제1 예시적인 증기 제공 시스템의 매우 개략적인 단면도를 도시하고;
도 6은 본 개시의 양태들이 구현될 수 있는, 유도 가열을 이용하는 제2 예시적인 증기 제공 시스템의 매우 개략적인 단면도를 도시하고;
도 7은 본 개시의 양태들에 따른 다공성 요소에 포함되기에 적합한 예시적인 세장형 로드의 개략적인 측면도를 도시하고;
도 8은 본 개시의 양태들에 따른 다공성 요소에 포함되기에 적합한 다른 예시적인 세장형 로드의 측면 사시도를 도시하고;
도 9는 본 개시의 양태들에 따른 다공성 요소에 포함되기에 적합한 다른 예시적인 세장형 로드의 측면 사시도를 도시하고;
도 10은 본 개시의 양태들에 따른 예시적인 다공성 요소의 측면 사시도를 도시하고;
도 11은 본 개시의 양태들에 따른 다른 예시적인 다공성 요소의 측면 사시도를 도시하고;
도 12는 다공성 요소를 따른 길이 포지션에 대한 두께의 플롯으로서, 본 개시의 양태들에 따른 다공성 요소의 금속 코팅의 제1 예시적인 두께 프로파일을 도시하고;
도 13은 다공성 요소를 따른 길이 포지션에 대한 두께의 플롯으로서, 본 개시의 양태들에 따른 다공성 요소의 금속 코팅의 제2 예시적인 두께 프로파일을 도시하고;
도 14는 본 개시의 대안적인 양태들에 따른 다공성 요소를 포함하는 예시적인 에어로졸 소스의 개략적인 측면도를 도시하고;
도 15는 본 개시의 대안적인 양태들에 따른 다공성 요소를 포함하는 다른 예시적인 에어로졸 소스의 개략적인 측면도를 도시하고;
도 16a는 본 개시의 대안적인 양태에 따른 다른 예시적인 다공성 요소의 개략적인 측면도를 도시하며;
도 16b는 도 16a의 다공성 요소의 금속 코팅의 두께 프로파일을 도시한다.
특정 예들 및 실시예들의 양태들 및 특징들이 본원에서 논의/설명된다. 특정 예들 및 실시예들의 일부 양태들 및 특징들은 통상적으로 구현될 수 있으며, 이들은 간결화를 위해 상세하게 논의/설명되지 않는다. 따라서, 상세하게 설명되지 않는, 본원에서 논의되는 장치 및 방법들의 양태들 및 특징들은 그러한 양태들 및 특징들을 구현하기 위한 임의의 통상적인 기술들에 따라 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
전술한 바와 같이, 본 개시는 전자 시가렛들과 같은 전자 에어로졸 또는 증기 제공 시스템들에 관한 것이다(그러나, 이에 제한되지 않음). 하기의 설명 전체에 걸쳐서, 용어들 "e-시가렛" 및 "전자 시가렛"이 때때로 사용될 수 있지만; 이들 용어들은 에어로졸(증기) 공급 시스템 또는 디바이스와 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 시스템들은 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는 액체 또는 겔 형태의 기재의 증발에 의해 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키도록 의도된다. 추가적으로, 하이브리드 시스템들은 액체 또는 겔 기재와 함께 또한 가열되는 고체 기재를 포함할 수 있다. 고체 기재는 예를 들어 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는 담배 또는 다른 비담배 제품들일 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "에어로졸화 가능한 기재 재료(aerosolisable substrate material)"는 열의 인가 또는 일부 다른 수단들을 통해 에어로졸을 형성할 수 있는 기재 재료들을 지칭하도록 의도된다. 용어 "에어로졸"은 "증기"와 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "구성요소"는, 가능하게는 외부 하우징(exterior housing) 또는 벽 내에, 몇몇의 보다 작은 부품들 또는 요소들을 포함하는 전자 시가렛 또는 유사한 디바이스의 부품(part), 섹션(section), 유닛(unit), 모듈(module), 조립체 또는 유사물을 지칭하는 데 사용된다. 전자 시가렛은 하나 이상의 그러한 구성요소들로 형성되거나 만들어질 수 있으며, 구성요소들은 제거 가능하고 분리 가능하게 서로 연결 가능할 수 있거나, 제조 동안에 영구적으로 함께 결합되어 전체 전자 시가렛을 한정할 수 있다. 본 개시는, 서로 분리 가능하게 연결될 수 있고, 예를 들어 액체 또는 다른 에어로졸화 가능한 기재 재료를 유지하는 에어로졸화 가능한 기재 재료 보유 구성요소(카트리지, 카토마이저 또는 소모품)로서 구성된 2 개의 구성요소들, 및 기재 재료로부터 증기를 발생시키기 위한 요소를 작동시키도록 전력을 제공하기 위한 배터리를 갖는 제어 유닛을 포함하는 시스템들에 적용 가능하다(그러나, 이에 제한되지 않음). 구체적인 예를 제공하기 위해, 본 개시에서, 카토마이저는 에어로졸화 가능한 기재 재료 보유 부분 또는 구성요소의 일 예로서 설명되지만, 본 개시는 이와 관련하여 제한되지 않고, 에어로졸화 가능한 기재 재료 보유 부분 또는 구성요소의 임의의 구성에 적용 가능하다. 또한, 그러한 구성요소는 예들에 포함된 것들보다 많거나 적은 부품들을 포함할 수 있다.
본 개시는 특히 시스템에 포함되는 저장소, 탱크, 용기 또는 다른 리셉터클(receptacle) 내에 유지되는 액체 또는 겔 형태의 에어로졸화 가능한 기재 재료를 이용하는 증기 제공 시스템들 및 그 구성요소들에 관한 것이다. 증기/에어로졸 발생을 위해 기재 재료를 제공할 목적으로 저장소로부터 기재 재료를 전달하기 위한 배열체가 포함된다. 용어들 "액체", "겔", "유체", "소스 액체", "소스 겔", "소스 유체" 등은 본 개시의 예들에 따라 저장 및 전달될 수 있는 형태를 갖는 에어로졸화 가능한 기재 재료를 지칭하도록 "에어로졸화 가능한 기재 재료" 및 "기재 재료"와 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
도 1은 전형적인 시스템의 다양한 부품들 사이의 관계를 나타내고 일반적인 작동 원리들을 설명하기 위한 목적으로 제시되는 e-시가렛(10)과 같은 일반적인 예시적 에어로졸/증기 제공 시스템의 매우 개략적인 다이어그램(축척되지 있지 않음)이다. e-시가렛(10)은 본 예에서는 파선으로 표시된 종축을 따라 연장되는 대체로 세장형 형상을 가지며, 2 개의 주요 구성요소들, 즉 제어 또는 전력 구성요소, 섹션 또는 유닛(20), 및 에어로졸화 가능한 기재 재료를 보유하고 증기 발생 구성요소로 작동하는 카트리지 조립체 또는 섹션(30)(때때로 카토마이저 또는 클리어로마이저(clearomiser)로 지칭됨)을 포함한다.
카토마이저(30)는, 예를 들어 니코틴을 보유하는, 에어로졸이 생성될 액체 또는 겔과 같은 제제를 포함하는 소스 액체 또는 다른 에어로졸 가능한 기재 재료를 보유하는 저장소(3)를 포함한다. 일 예로서, 소스 액체는 약 1% 내지 3%의 니코틴 및 50%의 글리세롤(glycerol)을 포함할 수 있으며, 나머지는 거의 동일한 정도의 물 및 프로필렌 글리콜(propylene glycol)을 포함하고, 가능하게는 향료들(flavourings)과 같은 다른 성분들을 또한 포함한다. 예컨대 향료를 전달하기 위해, 니코틴이 없는 소스 액체가 또한 사용될 수 있다. 액체로부터 발생된 증기가 통과되는 다른 향미 요소 또는 담배의 일부와 같은 고체 기재(도시되지 않음)가 또한 포함될 수 있다. 저장소(3)는 소스 액체가 탱크의 범위 내에서 자유롭게 이동 및 유동하도록 소스 액체가 저장될 수 있는 용기 또는 리셉터클인 저장 탱크의 형태를 갖는다. 소모성 카토마이저의 경우, 저장소(3)는 소스 액체가 소비된 후에 폐기될 수 있도록 제조 동안 충전한 후에 밀봉될 수 있고, 그렇지 않으면, 새로운 소스 액체가 사용자에 의해 추가될 수 있는 입구 포트(inlet port) 또는 다른 개구를 가질 수 있다. 카토마이저(30)는 또한, 가열에 의한 소스 액체의 증발에 의해 에어로졸을 발생시키기 위해 저장소 탱크(3)의 외부에 위치된 전동식 가열 요소 또는 히터(4)를 포함한다. 심지 또는 다른 다공성 요소(6)와 같은 액체 이송 또는 전달 배열체(액체 이송 요소)가 저장소(3)로부터 히터(4)로 소스 액체를 전달하도록 제공될 수 있다. 심지(6)는, 소스 액체를 흡수하고 히터(4)에 인접하거나 그와 접촉하는 심지(6)의 다른 부분들에 위킹 또는 모세관 작용에 의해 소스 액체를 전달할 수 있도록, 저장소(3) 내부에 위치되거나 다른 방식으로 저장소(3) 내의 액체와 유체 연통하는 하나 이상의 부분들을 가질 수 있다. 이에 의해, 이러한 액체는 가열되고 증발되어, 심지(6)에 의해 히터(4)로 이송하기 위해 저장소로부터 새로운 액체 소스로 대체된다. 따라서, 심지는 저장소로부터 히터로 액체를 전달하거나 이송하는, 저장소(3)와 히터(4) 사이의 브리지(bridge), 경로 또는 도관으로서 생각될 수 있다. 도관, 액체 도관, 액체 이송 경로, 액체 전달 경로, 액체 이송 메커니즘 또는 요소 및 액체 전달 메커니즘 또는 요소를 포함하는 용어들은 모두 심지 또는 대응하는 구성요소 또는 구조물을 지칭하도록 본원에서 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
히터와 심지(또는 유사물) 조합은 때때로 무화기 또는 무화기 조립체로 지칭되고, 그 소스 액체를 갖는 저장소 및 무화기는 통칭하여 에어로졸 소스로 지칭될 수 있다. 다른 전문용어는 액체 전달 조립체 또는 액체 이송 조립체를 포함할 수 있으며, 본 명세서에서, 이들 용어들은 증기 발생 요소(증기 발생기)와, 증기/에어로졸 발생을 위해 저장소로부터 얻어진 액체를 증기 발생기로 전달하거나 이송하는 위킹 또는 유사한 구성요소 또는 구조물(액체 이송 요소)을 지칭하도록 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다. 부품들이 도 1의 매우 개략적인 도면과 비교하여 상이하게 배열될 수 있는 다양한 설계들이 가능하다. 예를 들어, 심지(6)는 히터(4)와 완전히 별개인 요소일 수 있거나, 히터(4)는 다공성이며 위킹 기능의 적어도 일부를 직접 수행할 수 있도록 구성될 수 있다(예를 들어, 금속 메시(metallic mesh)). 전기 또는 전자 디바이스에서, 증기 발생 요소는 옴(ohmic)/저항(줄) 가열 또는 유도 가열에 의해 작동하는 전기 가열 요소일 수 있다. 따라서, 일반적으로, 무화기는, 그것에 전달된 소스 액체로부터 증기를 발생시킬 수 있는 증기 발생 또는 증발 요소의 기능을 구현하는 하나 이상의 요소들, 및 위킹 작용/모세관력에 의해 저장소 또는 유사한 액체 저장소로부터 증기 발생기로 액체를 전달하거나 이송할 수 있는 액체 이송 또는 전달 요소인 것으로 간주될 수 있다. 무화기는 전형적으로 증기 발생 시스템의 카토마이저 구성요소 내에 수용된다. 일부 설계들에서, 액체는 별개의 위킹 또는 모세관 요소가 필요 없이 저장소로부터 증기 발생기 상으로 직접 분배될 수 있다. 본 개시의 실시예들은 본원의 예들 및 설명과 일치하는 모든 또는 임의의 그러한 구성들에 적용 가능하다.
도 1로 돌아가면, 카토마이저(30)는 또한 사용자가 무화기(4)에 의해 발생된 에어로졸을 흡입할 수 있는 개구 또는 공기 출구를 갖는 마우스피스(mouthpiece) 또는 마우스피스 부분(35)을 포함한다.
전력 구성요소 또는 제어 유닛(20)은, 특히 히터(4)를 작동시키기 위해, e-시가렛(10)의 전기 구성요소들에 전력을 제공하기 위한 전지 또는 배터리(5)(이후에, 배터리로 지칭되며, 재충전식일 수 있음)를 포함한다. 추가적으로, 일반적으로 e-시가렛을 제어하기 위한 인쇄 회로 기판 및/또는 다른 전자기기 또는 회로와 같은 제어기(28)가 있다. 제어 전자기기/회로(28)는, 증기가 요구되는 경우, 예를 들어 시스템(10)에 대한 흡입을 검출하는 공기 압력 센서 또는 공기 유동 센서(도시되지 않음)로부터의 신호에 응답하여, 배터리(5)로부터의 전력을 사용하여 히터(4)를 작동시키고, 흡입 동안에, 제어 유닛(20)의 벽에 있는 하나 이상의 공기 입구들(26)을 통해 공기가 진입한다. 가열 요소(4)가 작동되는 경우, 가열 요소(4)는 액체 전달 요소(6)에 의해 저장소(3)로부터 전달된 소스 액체를 증발시켜서 에어로졸을 발생시키고, 다음에 이것은 마우스피스(35)의 개구를 통해 사용자에 의해 흡입된다. 에어로졸은, 사용자가 마우스피스(35)에 대해 흡입할 때, 에어로졸 소스에 대한 공기 입구(26)를 공기 출구에 연결하는 하나 이상의 공기 채널들(도시되지 않음)을 따라 에어로졸 소스로부터 마우스피스(35)로 운반된다.
제어 유닛(전력 섹션)(20) 및 카토마이저(카트리지 조립체)(30)는, 도 1에서 실선 화살표들로 표시된 바와 같이, 종축에 평행한 방향으로 분리함으로써 서로 분해 가능한 별개의 연결 가능한 부품들이다. 구성요소들(20, 30)은, 디바이스(10)가 사용 중일 때, 전력 섹션(20)과 카트리지 조립체(30) 사이의 기계적 연결, 및 일부 경우들에서 전기적 연결을 제공하는 협력 결합 요소들(21, 31)(예를 들어, 스크루(screw) 또는 베이어닛 끼워맞춤부(bayonet fitting))에 의해 함께 결합된다. 히터(4)가 옴 가열에 의해 작동하는 경우 전기적 연결이 요구되며, 그에 따라 히터(4)가 배터리(5)에 연결되는 경우 전류가 히터(4)에 흐를 수 있다. 유도 가열을 사용하는 시스템들에서, 전력을 필요로 하는 부품들이 카토마이저(30)에 위치되지 않는 경우 전기적 연결이 생략될 수 있다. 유도 워크 코일(induction work coil)은 전력 섹션(20)에 수용되고 배터리(5)로부터 전력을 공급받을 수 있으며, 카토마이저(30)와 전력 섹션(20)은 연결될 때 히터의 재료에 전류 흐름을 생성할 목적으로 코일에 의해 발생된 자속에 대한 히터(4)의 적절한 노출이 있도록 형상화될 수 있다. 유도 가열 배열체들이 하기에서 추가로 논의된다. 도 1의 설계는 단지 예시적인 배열이며, 다양한 부품들 및 특징부들이 전력 섹션(20)과 카트리지 조립체 섹션(30) 사이에 상이하게 분포될 수 있고, 다른 구성요소들 및 요소들이 포함될 수 있다. 2 개의 섹션들은 도 1에서와 같이 종방향 구성으로 단부끼리 함께 연결될 수 있거나, 나란한 병렬 배열과 같은 다른 구성으로 함께 연결될 수 있다. 시스템은 대체로 원통형일 수 있거나 아닐 수도 있으며, 그리고/또는 대체로 종방향 형상을 가질 수 있거나 아닐 수도 있다. 어느 한쪽 또는 양쪽 섹션들 또는 구성요소들은 고갈된 경우(예를 들어, 저장소가 비거나, 배터리가 방전된 경우) 폐기되고 교체되도록 의도될 수 있거나, 저장소를 리필(refill)하거나 배터리를 재충전하는 것과 같은 동작들에 의해 다수 사용들이 가능해지도록 의도될 수 있다. 다른 예들에서, 시스템(10)은 제어 유닛(20) 및 카토마이저(30)의 부품들이 단일 하우징에 포함되고 분리될 수 없다는 점에서 일체형일 수 있다. 본 개시의 실시예들 및 예들은 당업자가 인식하는 이들 구성들 및 다른 구성들 중 어느 구성에도 적용 가능하다.
도 2는 본 개시의 일 예에 따른 카토마이저를 형성하도록 조립될 수 있는 부품들의 외부 사시도를 도시한다. 카토마이저(40)는 적절하게 형상화되는 경우 함께 밀어넣어지거나 가압됨으로써 조립될 수 있는 단지 4 개의 부품들을 포함한다. 따라서, 제조는 매우 단순하고 간단하게 이루어질 수 있다.
제1 부품은 에어로졸화 가능한 기재 재료(이하, 간략화를 위해 액체로 지칭됨)를 유지하기 위한 저장소를 한정하는 하우징(42)이다. 하우징(42)은 본 예에서는 원형 단면을 갖는 대체로 관형 형상을 가지며, 저장소 및 다른 물품들의 다양한 부품들을 한정하도록 형상화된 벽 또는 벽들을 포함한다. 원통형 외부 측벽(44)은 그 하단부에 있어서 저장소를 액체로 충전할 수 있는 개구(46)에서 개방되고, 이 개구에는 후술하는 바와 같이 부품들이 결합될 수 있다. 이것은 저장소의 외부 또는 외부 용적부(external volume) 또는 치수를 한정한다. 저장소 외부에 위치되거나 놓이는 요소들 또는 부품들에 대한 본원에서의 언급은 부품이 이러한 외벽(44)에 의해 경계지어지거나 한정된 영역의 외부 또는 부분적으로 외부에 있다는 것을 나타내도록 의도된다.
원통형 내벽(48)은 외부 측벽(44) 내에 동심으로 배열된다. 이러한 배열은 외벽(44)과 내벽(48) 사이에 환형 용적부(50)를 한정하며, 환형 용적부(50)는 액체를 유지하기 위한 리셉터클, 공동(cavity), 보이드(void) 또는 유사물, 다시 말해서 저장소이다. 외벽(44) 및 내벽(48)은 저장소 용적부(50)의 상부 에지를 폐쇄하기 위해 (예를 들어, 상부 벽에 의해 또는 서로를 향해 테이퍼지는 벽들에 의해) 함께 연결된다. 내벽(48)은 그 하단부에 있어서 개구(52)에서 개방되고, 상단부에서도 개방되어 있다. 내벽에 의해 경계지어진 관형 내부 공간은 조립된 시스템에서 사용자에 의한 흡입을 위해 발생된 에어로졸을 무화기로부터 시스템의 마우스피스 출구로 운반하는 공기 유동 통로 또는 채널(54)이다. 내벽(48)의 상단부에 있는 개구(56)는 사용자의 입에 편안하게 수용되도록 구성된 마우스피스 출구일 수 있거나, 개구(56)를 마우스피스 출구에 연결하는 채널을 갖는 별도의 마우스피스 부분이 하우징(42) 상에 또는 그 주위에 결합될 수 있다.
하우징(42)은, 예를 들어 사출 성형에 의해, 성형된 플라스틱 재료로 형성될 수 있다. 도 2의 예에서, 하우징(42)은 투명한 재료로 형성되고; 이것은 사용자가 저장소(44) 내의 액체의 레벨 또는 양을 관찰할 수 있게 한다. 하우징은 대안적으로 불투명하거나, 액체 레벨을 볼 수 있는 투명한 창을 갖고서 불투명할 수 있다. 플라스틱 재료는 일부 예들에서 강성일 수 있다.
카토마이저(40)의 제2 부품은, 본 예에서 또한 원형 단면을 갖고 하우징(42)의 하단부와 결합하도록 형상화 및 구성된 유동 지향 부재(flow directing member)(60)이다. 유동 지향 부재(60)는 사실상 마개이고, 복수의 기능들을 제공하도록 구성된다. 하우징(42)의 하단부 내로 삽입될 때, 유동 지향 부재(60)는 개구(46)와 결합하여 저장소 용적부(50)를 폐쇄 및 밀봉하고, 개구(52)와 결합하여 저장소 용적부(50)로부터 공기 유동 통로(54)를 밀봉한다. 추가적으로, 유동 지향 부재(60)는 액체 유동을 위해 유동 지향 부재(60)를 관통하는 적어도 하나의 채널을 가지며, 채널은 저장소 용적부(50)로부터 저장소 외부의 공간으로 액체를 운반하고, 이 공간은 액체를 가열함으로써 증기/에어로졸이 발생되는 에어로졸 챔버로서 작용한다. 또한, 유동 지향 부재(60)는 에어로졸 유동을 위해 유동 지향 부재(60)를 관통하는 적어도 하나의 다른 채널을 가지며, 다른 채널은 발생된 에어로졸을 에어로졸 챔버 공간으로부터 하우징(42) 내의 공기 유동 통로(54)로 운반하여, 에어로졸이 흡입을 위해 마우스피스 개구로 전달되게 한다.
또한, 유동 지향 부재(60)는 마찰 끼워맞춤(friction fit)을 통해 하우징(46)과 용이하게 결합될 수 있도록 실리콘과 같은 가요성 탄성 재료로 제조될 수 있다. 추가적으로, 유동 지향 부재는 하우징(42)과 결합하는 상부면 또는 상부면들(64)과 반대측에 있는 하부면(62) 상에 소켓 또는 유사한 형상의 형성물(formation)(도시되지 않음)을 갖는다. 소켓은 카토마이저(40)의 제3 부품인 무화기(70)를 수용 및 지지한다.
무화기(70)는 그 기다란 길이에 대해 반대측에 배치된 제1 단부(72) 및 제2 단부(74)를 갖는 세장형 형상을 갖는다. 조립된 카토마이저에서, 무화기는 저장소 하우징(42)을 향하는 방향으로 유동 지향 부재(60)의 소켓 내로 밀어넣어지는 제1 단부(72)에서 장착된다. 따라서, 제1 단부(72)는 유동 지향 부재(60)에 의해 지지되고, 무화기(70)는, 실질적으로 하우징(42)의 동심 형상 부분에 의해 한정된 종축을 따라, 저장소로부터 길이방향 외측으로 연장된다. 무화기(70)의 제2 단부(74)는 장착되지 않고, 자유롭게 남겨진다. 따라서, 무화기(70)는 저장소의 외부 경계들로부터 외측으로 연장되는 캔틸레버 방식(cantilevered manner)으로 지지된다. 무화기(70)는 위킹 기능 및 가열 기능을 수행하여 에어로졸을 발생시키며, 유도성 서셉터로서 작용하도록 구성된 전기 저항 히터 부분, 및 저장소로부터 히터 부근으로 액체를 위킹하도록 구성된 다공성 부분을 포함한다. 무화기(70)의 예들은 하기에서 보다 상세하게 설명된다.
카토마이저(40)의 제4 부품은 인클로저(enclosure) 또는 슈라우드(shroud)(80)이다. 그리고 또, 이것은 본 예에서는 원형 단면을 갖는다. 인클로저(80)는 중앙 중공 공간 또는 보이드(82)를 한정하기 위해 선택적인 베이스 벽에 의해 폐쇄된 원통형 측벽(81)을 포함한다. 개구(86) 주위의 측벽(81)의 상부 림(84)은 유동 지향 부재(60) 상의 상보적인 형상의 부품들과의 인클로저(80)의 결합을 가능하게 하도록 형상화되고, 그에 따라 인클로저(80)는 무화기(70)가 유동 지향 부재(60) 상의 소켓 내로 끼워맞춰지면 유동 지향 부재(60)에 결합될 수 있다. 따라서, 유동 지향 부재(60)는 중앙 공간(82)을 폐쇄하기 위한 커버로서 작용하고, 이러한 공간(82)은 무화기(70)가 배치되는 에어로졸 챔버를 생성한다. 개구(86)는 유동 지향 부재(60) 내의 액체 유동 채널 및 에어로졸 유동 채널과의 연통을 허용하여, 액체가 무화기로 전달될 수 있고 발생된 에어로졸이 에어로졸 챔버로부터 제거될 수 있게 한다. 에어로졸 챔버를 통한 공기의 유동이 무화기(70) 위를 통과하고 증기를 수집하여, 이 증기를 공기 유동에 동반시켜서 에어로졸을 형성할 수 있게 하기 위해, 인클로저(80)의 벽 또는 벽들(81)은 사용자가 카토마이저의 마우스피스 개구를 통해 흡입할 때 에어로졸 챔버 내로 공기가 흡인될 수 있게 하는 하나 이상의 개구들 또는 천공들을 갖는다.
인클로저(80)는, 예컨대 사출 성형에 의해, 플라스틱 재료로 형성될 수 있다. 인클로저(80)는 강성 재료로 형성될 수 있으며, 그러면 2 개의 부품들을 함께 밀어넣거나 가압함으로써 유동 지향 부재와 쉽게 결합될 수 있다.
상기에 언급된 바와 같이, 유동 지향 부재는 가요성 탄성 재료로 제조될 수 있고, 그에 결합된 부품들, 즉 하우징(42), 무화기(70) 및 인클로저(80)를 마찰 끼워맞춤에 의해 유지할 수 있다. 이들 부품들이 더 강성일 수 있기 때문에, 이러한 다른 부품들에 대해 가압될 때 다소 변형될 수 있게 하는 유동 지향 부재의 가요성은 부품들의 제조된 크기의 임의의 사소한 오차들을 수용한다. 이러한 방식으로, 유동 지향 부품은 모든 부품들의 제조 허용오차들을 흡수하는 한편, 카토마이저(40)를 형성하기 위한 부품들 전체의 양질 조립을 여전히 가능하게 할 수 있다. 따라서, 하우징(42), 무화기(70) 및 인클로저(80)를 제조하기 위한 제조 요건들이 다소 완화되어 제조 비용들을 절감할 수 있다.
도 3은 조립된 구성에서 도 1의 카토마이저의 절개 사시도를 도시한다. 명확화를 위해, 유동 지향 부재(60)는 음영 처리되어 있다. 저장소 공간(50)과 공기 유동 통로(54) 둘 모두를 밀봉하기 위해, 유동 지향 부재(60)는 저장소 하우징(42)의 내벽(48)의 하부 에지에 의해 한정된 개구(52) 주위에 결합하도록, 그리고 하우징(42)의 외벽(44)의 하부 에지에 의해 한정된 개구(46) 내에 동심으로 외측에서 결합하도록, 그 상부면들이 어떻게 형상화되는지를 알 수 있다.
유동 지향 부재(60)는 액체(L)가 저장소 용적부(50)로부터 유동 지향 부재를 통해 유동 지향 부재(60) 아래의 공간 또는 용적부(65) 내로 유동하는 것을 허용하는 액체 유동 채널(63)을 갖는다. 또한, 에어로졸 및 공기(A)가 공간(65)으로부터 유동 지향 부재(60)를 통해 공기 유동 통로(54)로 유동하는 것을 허용하는 에어로졸 유동 채널(66)이 있다.
인클로저(80)는, 저장소 하우징(42)에 따른 저장소 용적부(50)의 외부 치수들의 실질적으로 외부에 에어로졸 챔버(82)를 생성하기 위해, 유동 지향 부재(60)의 하부면에서 대응하는 형상의 부품들과 결합하도록 그 상부 림이 형상화된다. 본 예에서, 인클로저(80)는 유동 지향 부재(60)에 근접한 그 상단부에 개공(aperture)(87)을 갖는다. 이것은 액체 유동 채널(63) 및 에어로졸 유동 채널(66)이 연통하는 공간(65)과 일치하고, 따라서 유동 지향 부재(60)의 채널들을 통해 액체가 에어로졸 챔버(82)에 진입하고 에어로졸이 에어로졸 챔버(82)를 빠져나갈 수 있게 한다.
본 예에서, 개공(87)은 또한 무화기(70)의 지지된 제 1 단부(72)를 장착하기 위한 소켓으로서 작용한다(도 2의 설명에서, 무화기 소켓이 유동 지향 부재에 형성된 것으로 언급되었음을 상기하고; 어떠한 옵션도 사용될 수 있음). 따라서, 액체 유동 채널(63)을 통해 도달하는 액체는 흡수 및 위킹을 위해 무화기(70)의 제1 단부(72)에 직접 공급되고, 공기/에어로졸은 무화기(70) 위로 그리고 무화기(70)를 지나서 흡인되어 에어로졸 유동 채널(66)에 진입할 수 있다. 무화기(70)의 제2 단부(74)는 저장 공간(50)으로부터 멀리 떨어져 있고, 에어로졸 챔버(82) 내에 지지되지 않는다. 따라서, 무화기(70)는 캔틸레버식 배열로 지지된다.
무화기(70)는 무화기(70)의 위킹 구성요소로서 작용하는 다공성 로드형 요소(porous rod-shaped element)로 형성된다. 본 예에서, 로드는 원통형이다. 제2 단부(74)에 근접하고 에어로졸 챔버(82)에 위치된 무화기의 적어도 하부 부분의 하나 이상의 표면들에는 금속 코팅(도 3에 도시되지 않음)이 도포된다. 이것은, 유도 가열을 위한 서셉터가 됨으로써, 무화기(70)의 히터 구성요소로서 작용한다. 공간(65)에 도달한 액체는 무화기(70)의 다공성 재료의 흡수력(absorbency)에 의해 수집되고, 히터 구성요소까지 하향으로 운반된다. 유도를 통한 가열은 하기에서 추가로 설명된다.
도 2 및 도 3의 예는 조립된 카토마이저의 종방향 치수에 직교하는 평면에서 실질적으로 원형 대칭을 갖는 부품들을 갖는다. 따라서, 부품들은 함께 결합되는 평면들에서 어떠한 요구 배향도 없으며, 이는 제조의 용이성을 제공할 수 있다. 부품들은 종방향 치수의 축을 중심으로 어떠한 배향으로든 함께 조립될 수 있으며, 그래서 조립 전에 부품들을 특정 배향으로 배치할 필요가 없다. 그러나, 이것은 필수적인 것은 아니며, 부품들이 대안적으로 형상화될 수 있다.
도 4는, 이전과 같이, 저장소 하우징, 유동 지향 부재, 무화기 및 인클로저를 포함하는 다른 예시적인 조립된 카토마이저를 통한 단면도를 도시한다. 그렇지만, 본 예에서는, 카토마이저(40)의 종축과 직교하는 평면에서, 부품들의 적어도 일부는 원형 형상 대신에 타원형 형상을 가지며, 타원의 장축 및 단축을 따라 대칭이 되도록 배열되어 있다. 특징부들은 장축의 양측 및 단축의 양측에 반영된다. 이것은 조립을 위해 부품들이 종축을 중심으로 180°만큼 서로 회전되는 2 개의 배향들 중 어느 하나를 가질 수 있다는 것을 의미한다. 그리고 또, 대칭이 아닌 부품들을 포함하는 시스템에 비해 조립이 단순화된다.
본 예에서, 인클로저(80)는 또한, 인클로저의 종방향 횡단 축을 따라 상이한 지점들에서 가변 단면을 갖도록 형성된 측벽(81), 및 베이스 벽(83)을 포함하며, 측벽(81) 및 베이스 벽(83)은 에어로졸 챔버(82)를 생성하는 공간을 한정한다. 인클로저는, 그 상단부를 향해, 유동 지향 부재(60)를 수용할 공간을 제공하기 위해 큰 단면으로 확장된다. 인클로저(80)의 큰 단면 부분은 대체로 타원형 단면(도 4의 (B) 참조)을 갖는 한편, 인클로저의 좁은 단면 부분은 대체로 원형 단면(도 4의 (C) 참조)을 갖는다. 상부 개구(86) 주위의 인클로저의 상부 림(84)은 저장소 하우징(42)에 대한 대응하는 형상화(shaping)에 의해 결합하도록 형상화된다. 이러한 형상화 및 결합은 도 4에 단순화된 형태로 도시되어 있으며; 실제로는, 적정한 기밀 및 액밀 결합부를 제공하기 위해 보다 복잡할 가능성이 있다. 인클로저(80)는, 사용자의 흡입 동안에 공기가 에어로졸 챔버에 진입할 수 있게 하기 위해, 본 경우에 베이스 벽(83)에 적어도 하나의 개구(85)를 갖는다.
저장소 하우징(42)은 도 2 및 도 3의 예와 비교하여 상이하게 형상화된다. 외벽(44)은 2 개의 내벽(48)에 의해 3 개의 영역들로 분할된 내부 공간을 한정한다. 영역들은 나란히 배열된다. 2 개의 내벽들(48) 사이의 중앙 영역은 액체를 유지하기 위한 저장소 용적부(50)이다. 이러한 영역은 하우징의 상부 벽에 의해 상부가 폐쇄된다. 저장소 용적부의 베이스에 있는 개구(46)는 액체가 저장소(50)로부터 에어로졸 챔버(82)로 전달될 수 있게 한다. 외벽(44)과 내벽(48) 사이의 2 개의 측면 영역들은 공기 유동 통로들(54)이다. 각각은 그 하단부에 에어로졸이 진입하는 개구(52)를 가지며, 그 상단부에 마우스피스 개구(56)를 갖는다(이전과 같이, 별도의 마우스피스 부분이 저장소 하우징(42) 외부에 추가될 수 있음).
유동 지향 부재(60)(명확화를 위해 음영 처리됨)는 저장소 용적부(50) 및 공기 유동 통로(54)를 폐쇄/밀봉하기 위해 하우징(42)의 개구들(46 및 52)과 결합하는 형상화 부분들을 통해 하우징(42)의 하부 에지 내로 결합된다. 유동 지향 부재(60)는 액체(L)를 저장소로부터 에어로졸 챔버(82)로 이송하기 위해 저장소 용적부 개구(46)와 정렬된 단일의 중앙에 배치된 액체 유동 채널(63)을 갖는다. 또한, 에어로졸 챔버(82)에 있는 입구로부터 공기 유동 통로(54)로의 출구로 각각 연장되는 2 개의 에어로졸 유동 채널(66)이 있으며, 이에 의해 구멍(83)을 통해 에어로졸 챔버에 진입하고 에어로졸 챔버(82) 내의 증기를 수집하는 공기는 마우스피스 출구들(56)로 향하는 공기 유동 통로(54) 내로 유동한다.
무화기(70)는 유동 지향 구성요소(60)의 액체 유동 채널(63) 내로의 제1 단부(72)의 삽입에 의해 장착된다. 따라서, 본 예에서, 액체 유동 채널(63)은 무화기(70)의 캔틸레버식 장착을 위한 소켓으로서 작용한다. 따라서, 무화기(70)의 제1 단부(72)에는 저장소(50)로부터 액체 유동 채널(60)로 진입하는 액체가 직접 공급되고, 액체는 무화기(70)의 다공성 특성들을 통해 흡수되고 무화기 길이를 따라 흡인되어 에어로졸 챔버(82) 내에 위치된 무화기(70)의 히터 부분(도시되지 않음)에 의해 가열된다.
도 4의 (A), (B) 및 (C)는 카토마이저(40)의 종축을 따라 대응하는 포지션들에서 카토마이저(40)를 통한 횡단면들을 도시한다.
본 개시의 양태들은 전류의 통과를 위해 가열 요소에 대한 전기적 연결들이 이루어지도록 요구되는 저항 가열을 통해 가열 양태가 구현되는 무화기와 관련되지만, 카토마이저의 설계는 유도 가열의 사용과 특히 관련이 있다. 이것은 전형적으로 금속으로 제조된 전기 전도성 물품이 열을 발생하는 물품에 흐르는 와전류들을 통해 전자기 유도에 의해 가열되는 프로세스이다. 유도 코일(워크 코일)은 발진기의 고주파 교류가 통과될 때 전자석으로 작동하며; 이것은 자기장을 생성한다. 전도성 물품이 자기장의 자속에 배치되는 경우, 자기장은 물품을 관통하여 전기 와전류들을 유도한다. 이들 와전류들은 물품으로 흐르고, 전류의 직접 공급에 의해 저항성 전기 가열 요소에서 열이 생성되는 것과 동일한 방식으로 줄 가열을 통해 물품의 전기 저항에 대한 전류 흐름에 따라 열을 발생시킨다. 유도 가열의 매력적인 특징은 전도성 물품에 대한 전기적 연결이 필요하지 않다는 것이며; 대신에 요구사항은 물품이 차지하는 영역에 충분한 자속 밀도가 생성되는 것이다. 액체 부근에서 열 발생이 필요한 증기 제공 시스템들의 맥락에서, 액체와 전류의 보다 효과적인 분리가 실행될 수 있으므로 이것은 유익하다. 다른 전동식 물품들이 카토마이저 내에 배치되지 않는다고 가정하면, 카토마이저와 그 전력 섹션 사이에 어떠한 전기적 연결도 필요하지 않으며, 보다 효과적인 액체 배리어(barrier)가 카토마이저 벽에 의해 제공되어, 누출 가능성을 감소시킬 수 있다.
유도 가열은 전술한 바와 같이 전기 전도성 물품의 직접적인 가열에 효과적이지만, 비전도성 물품들을 간접적으로 가열하는 데 사용될 수도 있다. 증기 제공 시스템에서는, 증발을 유발하기 위해 무화기의 다공성 위킹 부분에 있는 액체에 열을 제공할 필요가 있다. 유도를 통한 간접적인 가열의 경우, 전기 전도성 물품은 가열이 요구되는 물품에 인접하거나 그와 접촉하여, 그리고 워크 코일과 가열될 물품 사이에 배치된다. 워크 코일은 유도 가열에 의해 전도성 물품을 직접 가열하고, 열은 열 복사 또는 열 전도에 의해 비전도성 물품으로 전달된다. 이러한 배열에서, 전도성 물품은 서셉터라고 한다. 따라서, 무화기에서, 가열 구성요소는 무화기의 다공성 부분에 열 에너지를 전달하기 위한 유도 서셉터로서 사용되는 전기 전도성 재료(전형적으로 본원의 예들에서와 같은 금속)에 의해 제공될 수 있다.
도 5는 본 개시의 예들에 따른 카토마이저(40) 및 유도 가열을 위해 구성된 전력 구성요소(20)를 포함하는 증기 제공 시스템의 매우 단순화된 개략도를 도시한다. 카토마이저(40)는 도 2, 도 3 및 도 4의 예들에 도시된 것과 같을 수 있고(그렇지만, 다른 배열들이 배제되지는 않음), 단지 단순화를 위해 개략적으로 도시되어 있다. 카토마이저(40)는 가열 기능이 서셉터(도시되지 않음)에 의해 제공되도록 유도 가열에 의해 가열이 달성되는 무화기(70)를 포함한다. 무화기(70)는 인클로저(80)에 의해 둘러싸인 카토마이저(40)의 하부 부분에 위치되고, 인클로저(80)는 에어로졸 챔버를 한정할 뿐만 아니라, 캔틸레버식 장착으로 인해 손상에 취약할 수 있는 무화기(70)에 대한 소정 정도의 보호를 제공하도록 작용한다. 그러나, 무화기(70)의 캔틸레버식 장착은 효과적인 유도 가열을 가능하게 하며, 이는 무화기(70)가 코일(90)의 내부 공간 내로 삽입될 수 있고, 특히 저장소가 워크 코일(90)의 내부 공간으로부터 떨어져서 위치결정되기 때문이다. 따라서, 전력 구성요소(20)는 카토마이저(40)가 사용을 위해 (예를 들어, 마찰 끼워맞춤, 클리핑 작용(clipping action), 스크루 나사 또는 자기 캐치(magnetic catch)를 통해) 전력 구성요소에 결합될 때 카토마이저(40)의 인클로저(80)가 수용되는 리세스(recess)(22)를 포함한다. 유도 워크 코일(90)은 리세스(22)를 둘러싸도록 전력 구성요소(20)에 위치되며, 코일(90)은 코일의 개별 턴들(turns)이 연장되는 종축, 및 실질적으로 서셉터의 길이와 일치하는 길이를 가지며, 그에 따라 카토마이저(40)와 전력 구성요소(20)가 결합될 때 코일(90)과 서셉터가 중첩된다. 다른 구현예들에서, 코일의 길이는 서셉터의 길이와 실질적으로 일치하지 않을 수 있으며, 예를 들어 서셉터의 길이는 코일의 길이보다 짧을 수 있거나, 서셉터의 길이는 코일의 길이보다 길 수 있다. 이러한 방식으로, 서셉터는 코일(90)에 의해 발생된 자기장 내에 위치된다. 주변 코일로부터 서셉터의 분리가 최소화되도록 물품들이 위치되는 경우, 서셉터가 받는 자속은 더 높고, 가열 효과는 더 효율적이게 된다. 그러나, 분리는 인클로저(80)에 의해 형성된 에어로졸 챔버의 폭에 의해 적어도 부분적으로 설정되며, 에어로졸 챔버의 폭은 무화기 위로의 적절한 공기 유동을 허용하고 액적 포획을 회피하도록 크기설정될 필요가 있다. 따라서, 다양한 물품들의 크기 및 포지션을 결정할 때 이들 2 가지 요건들이 서로 균형을 이룰 필요가 있다.
전력 구성요소(20)는 적절한 AC 주파수로 코일(90)에 전력을 공급하기 위한 전력 공급용 배터리(5)를 포함한다. 또한, 증기 발생이 필요할 때 전력 공급을 제어하고, 가능하게는 여기서는 더 이상 고려되지 않는 증기 제공 시스템에 대한 다른 제어 기능들을 제공하기 위해 제어기(28)가 포함된다. 전력 구성요소는 또한, 도시되지 않고 본 논의와 관련이 없는 다른 부품들을 포함할 수 있다.
도 5의 예는 전력 구성요소(20)와 카토마이저(40)가 펜-유사 형상을 달성하도록 단부끼리 연결되어 있는 선형으로 배열된 시스템이다.
도 6은 대안적인 설계의 단순화된 개략도를 도시하며, 카토마이저(40)는 상자와 보다 유사한 배열을 위해 마우스피스를 제공하고, 배터리(5)는 카토마이저(40)의 일 측부에 전력 구성요소(20) 내에 배치되어 있다. 다른 배열들이 또한 가능하다.
무화기(70)는 다공성 재료의 세장형 로드 형상 부분(또한, 본원에서는 "세장형 로드")에 의해 한정된 형상 및 크기를 갖는 다공성 요소의 형태를 가지며, 여기서 다공성 재료는 세라믹 재료이다.
도 7은 예시적인 세장형 로드(80)의 개략적인 측면도를 도시한다. 용어들 "세장형 로드 형상" 및 "세장형 로드"는 로드(80)가 종축에 직교하는 방향들에서 로드(80)의 치수들보다 크거나 상당히 큰 로드(80)의 길이 치수를 규정하는 거리로 중심 종축(AR)을 따라 연장되는 3차원 형상을 갖는다는 것을 시사하도록 의도된다. 다시 말해서, 로드(80)의 횡방향 치수들(형상에 따라 폭, 너비, 깊이, 직경 또는 장축/단축일 수 있음)은 로드(80)의 길이보다 작다. 예를 들어, 길이(LR) 및 폭(WR)(길이에 따라 일정한 값, 또는 횡방향 치수들이 길이에 따라 변하거나 로드의 횡방향 단면이 원형이 아닌 경우 평균 값일 수 있음)은 LR:WR = 2:1 내지 6:1의 범위, 예를 들어 3:1 또는 5:1의 비율을 가질 수 있다. 예를 들어, 길이는 폭에 비해 너무 길지 않도록 선택될 수 있으며, 이는 도 2 내지 도 6에서와 같이 무화기가 캔틸레버식인 구성들 또는 액체가 로드의 일 단부에 공급되는 다른 배열들에서 액체가 로드의 하부 부분에 도달하는 것을 억제할 수 있기 때문이다. 또한, 그러한 구성들에서, 폭은 과도하지 않아야 하며, 이는 카토마이저 및 인클로저의 전체 치수를 증가시키고 대응적으로 워크 코일의 치수들도 증가시키기 때문이다. 일 예에서, 로드의 길이는 12 ㎜이고 폭은 3 ㎜여서, 비율 LR:WR = 4:1을 제공한다. 도 7의 예는 폭이 종축(AR)을 따른 포지션에 따라 변하지 않는다는 점에서 일정한 폭(WR)을 갖는 것으로 도시되지만, 이것이 필수적인 것은 아니다.
도 8은 원통형 형태 및 따라서 원형 횡단면을 갖는 예시적인 세장형 로드(80)의 측면 사시도이다. 세장형 로드(80)의 형상은 그 외부 표면에 의해 한정되며; 이것은 단면 형상에 관계없이 적용 가능하다. 로드(80)는 로드(80)의 제1 단부(82)에 있는 제1 단부 표면 또는 단부면(86), 및 로드(80)의 제2 단부(84)에 있는 대향하는 제2 단부 표면 또는 단부면(88)을 갖는다. 단부면들(86, 88)은 원형이다. 전형적으로, 제1 단부면(86) 및 제2 단부면(88)은 편평하고, 로드(80)의 종축(AR)에 실질적으로 수직인 평면들에 놓일 것이지만, 이들 특징들은 필수적인 것은 아니다. 단부면들(86, 88) 중 하나 이상은 만곡되거나, 다른 방식으로 예컨대 오목하거나 볼록하게 형상화될 수 있다. 이들은 종축(AR)에 대해 비스듬하게 놓일 수 있고, 2 개의 단부면들(86, 88)은 서로 평행할 수 있거나 평행하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 제1 단부에서 지지체에 의해 캔틸레버식으로 장착되도록 의도된 로드에서, 로드 재료의 다공성 구조물 내로의 액체의 침투를 개선하도록 저장소로부터 로드의 중앙 또는 코어 영역 내로 유입 액체의 유동을 지향시키기 위해 제1 단부면은 오목하거나, 내측으로 형성된 함몰부 또는 다른 표면 특징부를 가질 수 있다.
하나 이상의 측벽들, 측면 표면들 또는 측면들(90)은 제1 및 제2 단부면들(86, 88) 사이에서 연장된다. 원통형 로드(80)의 도 8의 예에서, 로드(80)의 둘레부 주위로 연속적으로 연장되는 단 하나의 만곡된 측면(90)이 있다. 원통형 로드는 효율적인 유도 가열에 유용할 수 있으며, 이는 유도 가열이 균일하도록 로드가 모든 측면들에서 코일로부터 균일하게 이격되도록 원통형 워크 코일 내부에 동축으로 위치결정될 수 있기 때문이다. 그러나, 다른 형상들이 배제되지는 않는다. 예를 들어, 단면 형상(즉, 단면 형상이 변하지 않는 경우 단부면들(86, 88)의 형상이기도 한, 종축에 직교하는 평면에서의 로드의 형상)은 타원형일 수 있고, 이는 또한 단 하나의 연속적이고 만곡된 측면을 제공한다. 대안적으로, 로드는 삼각형, 정사각형, 직사각형, 오각형, 육각형 또는 보다 높은 차수들의 다각형을 포함하는 단부면들 및 단면을 갖는 각 기둥을 포함할 수 있다. 다각형은 규칙적이거나 불규칙적일 수 있다.
도 9는 육각형 횡단면을 갖는 예시적인 세장형 로드의 측면 사시도를 도시한다. 따라서, 로드(80)는 로드(80)의 둘레부 주위에 서로 인접한 6 개의 측면들(90)을 갖는다. 유사하게, 삼각 기둥 로드는 3 개의 인접한 측면들을 갖고, 정사각 기둥 또는 직사각 기둥은 4 개의 인접한 측면들을 갖고, 오각 기둥은 5 개의 인접한 측면을 갖는 등등일 것이다.
이하에서, 다공성 요소 무화기가 단순화를 위해 원통형 로드의 예의 맥락에서 보다 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 모든 특징들은 로드의 다른 형상들에 동일하게 적용 가능하다. 따라서, 원통형 로드가 하나의 측벽만을 갖는 경우, 이것은 다수의 측면들을 갖는 로드들에도 적용되는 것으로 이해되어야 하며, 그에 따라 "측면"에 대한 언급은 "측면들"을 포함하고 임의의 로드는 적어도 하나의 측면 또는 하나 이상의 측면들을 갖는다.
다공성 요소의 제2 특징은 세장형 로드의 외부 표면의 일부에 걸쳐 도포되는 금속 코팅이다. 특히, 금속 코팅은 측면(들)의 적어도 일부 또는 측면들 중 적어도 하나에 도포된다.
제1 예로서, 유도 가열을 위한 서셉터로서 작용하기 위한 금속 코팅이 도포된다. 따라서, 다공성 요소가 작동하는 유도 워크 코일 내부에 배치되는 경우, 온도 상승이 금속 내에서 실행되고, 이는 증기 발생을 위해 로드 재료의 다공성 구조물에 유지된 액체에 대한 열 에너지의 전달을 허용한다.
도 10은 예시적인 다공성 요소의 측면 사시도를 도시한다. 다공성 요소(본 경우에, 가열 요소와 함께 다공성/위킹 요소를 포함하기 때문에 무화기(70)인 것으로 간주될 수 있음)는 다공성 세라믹의 원통 세장형 로드(80) 및 금속 코팅(92)을 포함한다. 금속 코팅(92)은 제2 단부면(88)으로부터 로드(80)의 제2 단부(84) 위로 연장되지만 로드(80)의 제1 단부(82) 이전에 정지되는 측벽(90)의 길이의 부분에 대해 로드(80)의 측벽(90) 주위로 연속적으로 도포된다. 따라서, 제1 단부(82)는 금속 코팅(92)에 의해 덮이지 않는다. 이러한 배열은 다공성 요소(70)가 그 제1 단부에서 도 2 내지 도 6의 예들에서와 같이 캔틸레버 방식으로 장착될 때 금속 코팅에 의해 제공된 서셉터가 도 5 및 도 6에서와 같이 유도 워크 코일로 둘러싸이도록 적절하게 위치결정되도록 설계된다. 로드(80)의 종방향 치수를 따른 금속 코팅(92)의 길이(LM)는 전술한 바와 같이 워크 코일의 길이와 실질적으로 일치될 수 있거나, 상이할 수 있다. 금속 코팅 없이 로드의 제1 단부(82)를 남겨두는 목적은 제1 단부(82) 부근에서 로드(80)의 재료의 가열을 감소, 제한 또는 회피하는 것이다. 이것은 로드(80)의 제1 단부 표면(86)과 접촉하는 카토마이저의 저장소에 저장된 액체에 대한 열 에너지의 전달을 감소시킨다. 또한, 이것은 다공성 요소의 제1 단부가 삽입되는 유동 지향 부재(60)와 같은 다공성 요소(70)를 지지하는 데 사용되는 구성요소에 대한 임의의 원치 않는 온도 상승의 영향들을 감소시킨다. 지지 요소는 열 저항 특성들을 감소시킬 수 있으며, 그래서 지지 요소에 대한 재료의 선택이 폭넓어진다.
제1 단부(80)에서 코팅되지 않은 부분의 길이(LU)는, 로드의 전체 길이(LR)의 비율로서, 10% 내지 50%, 예를 들어 10% 내지 30% 또는 20% 내지 30% 또는 10% 내지 20%의 범위에 있을 수 있다.
금속 코팅으로부터 다공성 세라믹으로의 효율적인 열 전달을 제공하기 위해, 금속 코팅은, 종방향으로 연속적으로 연장되는 것에 부가하여, 로드(80)의 둘레 표면 주위로 연속적으로 연장되고, 즉 하나 이상의 측면들(90) 모두 주위로 연속적으로 연장될 수 있다. 이것은 서셉터에 대한 최대 표면적, 및 따라서 최대 가열 효과를 제공한다. 그러나, 이것은 필수적인 것은 아니며, 금속 코팅은 둘레부 주위로 불연속적일 수 있고, 그리고/또는 길이를 따라 불연속적일 수 있으며, 예를 들어 줄무늬로 도포된다. 이것은 예를 들어 맞춤형 가열 프로파일을 제공하는 데 사용될 수 있다.
또한, 금속 코팅(92)은 로드(80)의 전체 길이에 걸쳐 (연속적으로 또는 불연속적으로) 하나 이상의 측면들(90)에 도포될 수 있으며, 그에 따라 로드(80)의 제1 단부(82)는 금속의 커버를 가지며 코팅되지 않는다. 로드(80)의 제1 단부(82)를 유지하는 임의의 지지 요소는 유도 워크 코일의 자기장 내부에 있는 금속 코팅의 부분(따라서, 서셉터로서 작동 가능함)으로부터 워크 코일 외부에 있고 지지 요소와 접촉하는 금속 코팅의 부분으로의 열 전도에 의해 발생하는 온도 상승을 견딜 수 있어야 한다.
도 10의 예에서, 로드(80)의 제1 단부면(86)은 금속 층(92)으로 코팅되지 않는다는 점에 주목하자. 이것은 저장소로부터의 액체의 진입을 허용하기 위한 것이다. 단부면(86)의 부분적인 금속 코팅은 배제되지 않지만, 다공성 세라믹에 의한 액체 흡수율을 감소시키며, 그래서 바람직하지 않은 것으로 간주될 수 있다. 다른 경우들에서, 이것은 액체 흡수율을 감소시키기 위해 의도적으로 사용될 수 있다. 로드(80)가 지지되거나 유지되는 방식에 따라, 측면들(90)의 일부도 저장소 내의 액체와 접촉할 수 있고, 그래서 액체 흡수에도 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 금속 코팅은 내부에 하나 이상의 갭들(gaps), 개구들, 천공들 또는 개공들을 가질 수 있다. 갭들은 제1 단부면(86) 위의 금속 코팅의 경우에 액체 흡수를 제어할 수 있거나, 열 전도를 제어할 수 있다.
도 11은 금속 코팅(92)이 제1 단부(82)로부터 제2 단부(84)까지 로드(80)의 측면(90)의 전체 길이에 걸쳐 연장되는 다공성 요소(70)의 측면 사시도를 도시한다. 금속 코팅(92)의 구멍들 또는 창들(94)의 열(row)은 금속 코팅(92)의 서셉터 부분(제2 단부(84)에 근접하고, 또한 로드(80)의 길이의 중앙 부분을 지나감)으로부터 로드(80)가 유지 및 지지되는 제1 단부(82)의 부분까지의 열 전달을 감소시키기 위해 제1 단부(82)에 근접한 둘레부 주위에 링으로 배열된다. 또한, 구멍들(94)은 액체가 다공성 세라믹 내로 흡수되는 속도를 조정하기 위해 제1 단부면(86) 위에 도포되는 금속 코팅에 제공된다. 금속 층의 구멍들, 개구들 또는 다른 불연속부들의 다른 배열들이 배제되지는 않는다.
또한, 금속 층의 개구들은 다공성 세라믹으로부터 증기의 배출을 용이하게 하기 위해 금속 층의 범위에 걸쳐 보다 전체적으로 제공될 수 있다. 그러나, 이것이 필수적인 것은 아니다. 하기에서 추가로 논의되는 바와 같이, 서셉터로서 사용하기에 적절한 금속의 두께에 대해, 그리고 하기에서 또한 추가로 논의되는 금속을 도포하는 방법들을 사용하면, 연속적인 것으로 의도된 금속 층, 다시 말해서 명시적으로 설계된 어떠한 개구들도 갖지 않는 금속 층의 경우에도 증기가 다공성 세라믹으로부터 배출될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이에 대한 메커니즘은 잘 이해되지 않지만, 미시적 스케일에서, 금속 층에는, 아마도 표면 형상 및 다공성 세라믹의 특징들로 인해, 증기의 통과를 허용하기에 충분한 고유한 불연속부들이 형성될 가능성이 있다.
임의의 구성에서, 제2 단부면(88)은 금속 코팅을 구비할 수 있거나, 코팅되지 않을 수 있다. 코팅은 서셉터 기능에 기여할 필요는 없으며; 충분한 가열이 측면 또는 측면들 상의 금속만으로 얻어질 수 있다. 그러나, 코팅은 다공성 세라믹 재료 내에 액체를 유지하는 것을 돕는 데 유용할 수 있다. 금속 층의 이러한 양태는 하기에 추가로 논의된다.
서셉터로서의 효과적인 사용을 위해, 로드 길이의 적어도 일부에 걸쳐 하나 이상의 측면들에 도포된 금속 코팅은 1 ㎛ 이상의 두께, 바람직하게는 5 ㎛ 이상의 두께를 갖는다. 일반적으로, 두께는 약 20 ㎛을 초과하지 않아야 한다. 따라서, 서셉터 금속 층은 5 ㎛ 내지 20 ㎛, 예를 들어 5 ㎛ 내지 15 ㎛, 또는 7 ㎛ 내지 15 ㎛, 또는 10 ㎛ 내지 15 ㎛, 또는 7 ㎛ 내지 12 ㎛, 또는 9 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위의 두께를 갖는다. 보다 두꺼운 코팅은 유도에 의한 가열을 위한 금속의 보다 큰 부피 및 따라서 보다 큰 질량을 제공하며, 그에 따라 보다 많은 열 에너지가 다공성 세라믹에 흡수된 액체를 증발시키도록 전달될 수 있다. 그러나, 교번 자기장을 발생시키기 위해 유도 워크 코일에 인가되도록 의도된 교류의 주파수를 적절하게 선택함으로써 금속의 상이한 두께들에 의해 유사한 양의 가열이 달성될 수 있다. 보다 두꺼운 금속 층에 사용되는 보다 낮은 주파수보다 높은 주파수가 보다 얇은 금속 층에서 동일한 정도의 가열을 달성할 수 있다. 따라서, 필요한 금속의 양을 감소시키기 위해 보다 높은 유도 주파수가 선택될 수 있다. 일 예로서, 9 ㎛ 내지 10 ㎛의 두께를 갖는 금속 층이 2 MHz 내지 3 MHz 범위의 유도 주파수와 함께 사용하기에 실용적인 것으로 밝혀졌다.
모든 위치들에서 실질적으로 동일한 강도 및 주파수의 교번 자기장을 발생시키기 위해 단일 고정 주파수로 작동하는 간단한 유도 워크 코일로부터 무화기의 길이에 걸쳐 가변 가열 프로파일을 제공하기 위해 가열 효과와 금속 층의 두께 사이의 관계가 사용될 수 있다. 다시 말해서, 워크 코일 내의 금속 층의 모든 부분들은 동일한 자기장을 경험한다. 그러한 환경에서, 측면(들) 상의 금속 층이 상이한 포지션들에서 상이한 두께를 갖는 경우, 무화기의 상이한 부분들에서 상이한 온도들이 달성될 수 있다. 이것은 로드의 중간 부분 및 지지되지 않은 제2 단부 부분과 같이 가장 필요한 영역 또는 구역에 가열 효과를 집중시키고, 예를 들어 지지된 제1 단부에서 가열을 감소시키거나 최소화하는 데 사용될 수 있다.
실제로, 유도 워크 코일의 자기장은 코일의 단부들에서 그리고 단부들로 갈수록 더 약한 경향이 있으며, 그래서 두께 프로파일 및 대응하는 가열 프로파일이 이러한 효과를 확장시키거나 증폭시키는 데 사용될 수 있고, 유도 코일의 중앙 부분에서의 보다 높은 자기장 강도와 일치하도록 보다 두꺼운 금속 층이 무화기의 중앙 또는 중간 부분 위에 사용된다. 반대로, 보다 약한 자기장을 보상하기 위해 보다 두꺼운 금속 층이 사용될 수 있다. 예를 들어, 코일의 단부가 무화기의 지지되지 않은 단부와 정렬되거나 그 부근에 있는 경우, 자기장 강도가 더 적을 수 있는 곳에 보다 많은 가열을 가능하게 하기 위해 로드의 제2 단부 위에 보다 두꺼운 금속 층이 도포될 수 있다.
도 12는 금속 코팅에 대한 가변 두께 프로파일의 제1 예를 도시한다. 수직 축은 제2 단부에서 0으로부터 시작하는 로드의 길이(LR)를 따르는 포지션을 나타내며, 그에 따라 LR의 보다 높은 값들은 제1 단부, 즉 저장소로부터 액체를 수용하고 지지되도록 의도된 무화기의 단부에 보다 근접한 포지션들에 대응한다. 제2 단부는 길이 부분(L2)이고, 제1 단부는 길이 부분(L1)이며, 무화기의 중간 부분은 중앙 길이 부분(LC)이다. 수평 축은 금속 코팅의 두께(t) 및 이에 상응하는 온도 또는 가열 효과(T)를 나타내며, 온도 또는 가열 효과(T)는 금속의 양이 많을수록 더 커진다.
프로파일은 제1 단부 및 제2 단부에 대해 작은 t 값(얇은 금속 코팅)을 갖고, 중간 부분에 대해 보다 큰 t 값(보다 두꺼운 금속 코팅)을 갖는다. 따라서, 무화기의 중간 부분에서 가열이 더 커질 것이다. 제1 단부에 대한 가열 감소는 무화기가 장착된 지지 요소 및/또는 저장소에 저장된 액체에 대한 열 전달을 감소시키거나 최소화시킬 수 있다. 예를 들어 저장소로부터 멀리 떨어진 다공성 세라믹의 이러한 부분에 도달하는 액체의 양이 상대적으로 작아서 제2 단부로부터의 증기 발생이 적은 경우, 제2 단부에 대한 가열을 감소시키는 것이 적절할 수 있다. 프로파일은 대안적으로 도 12에서 점선으로 나타낸 바와 같이, 제1 단부에 대해 0의 t 값을 가질 수 있다. 이것은 도 10의 예에서와 같이 제1 단부가 금속으로 코팅되어 있지 않다는 것을 나타낸다. 다른 대안예에서, t는 제1 단부 및 제2 단부에 대해 상이한 값들을 가질 수 있고, 둘 모두 중앙 영역에서의 보다 두꺼운 금속 층의 두께보다 작다.
도 13은 금속 코팅에 대한 가변 두께 프로파일의 제2 예를 도시한다. 이러한 프로파일은 무화기 지지 요소 및 저장소로의 열 전달을 최소화하기 위해 제1 단부에 대해 작은(또는 0) t 값을 갖고, 중간 부분과 제2 단부에 대해 유도 워크 코일에 의해 제공된 자기장과 일치하는 보다 큰 t 값을 갖는다.
이들 예시적인 프로파일들은 LR에 대한 t의 부드러운 변화를 갖는다. 그러나, 이것이 요건은 아니며, 프로파일은 대신에 상이한 t 값들 사이에서 단계적일 수 있다. 다른 프로파일 형상들이 배제되지는 않는다. 일반적으로, 금속 층은 로드를 따른 길이에 따라 또한 변하는 유도 가열 조건들 하에서 가열 또는 온도 프로파일을 생성하기 위해 로드를 따른 길이에 따라 변하는 두께 프로파일을 갖는다.
프로파일 내에서, 두께(t)는 최대값(tmax)과 최소값(tmin) 사이에서 변한다. t 값은 상기에서 논의된 범위들, 예컨대 5 ㎛ 내지 20 ㎛ 내에서 변할 수 있으며; 이것은 서셉터로서 의도된 금속 층의 부분 또는 부분들에 특히 적용 가능하다. 전형적으로, 이것은 제2 단부 및 중앙 부분, 또는 주로 중앙 부분이다. 도 12와 관련하여 언급된 바와 같이, 프로파일은 tmin이 0인 길이들, 다시 말해서 금속 코팅이 도포되지 않고, 서셉터 기능이 제공되지 않는 길이들을 포함할 수 있다. 이것은 특히 제1 단부의 맥락에서 관련이 있다.
이에 대한 대안으로서, 금속 코팅은 0보다 큰 값 tmin을 갖도록 일부 영역들에 도포될 수 있지만, 교번 자기장 내에서 약간 또는 최소 가열이 달성된다는 점에서 인식 가능하거나 가치있는 서셉터 기능을 제공하기에는 불충분할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 5 ㎛ 미만의 두께 값들이 이용될 수 있다. 예를 들어, tmin은 약 1 ㎛, 또는 약 2 ㎛, 또는 약 3 ㎛, 또는 약 0.5 ㎛일 수 있다.
이러한 보다 적은 양의 금속 코팅의 기능은 캡슐화 효과를 제공하여 다공성 세라믹으로부터 액체가 외측으로 누출되는 것을 감소시키거나 방지하는 것이다. 이것은 증기 발생을 위해 무화기 내에 액체를 유지하고 액체가 에어로졸 챔버 내로 자유롭게 배출되는 것을 감소시키는 데 도움이 된다. 금속 코팅은 다공성 세라믹 로드의 외부 표면을 밀봉하는 효과를 가져서 세라믹의 기공들이 폐쇄되고 액체가 외측으로 배출될 수 없게 하거나, 적어도 그렇게 하는 것을 억제한다(그렇지만, 상기에서 언급된 바와 같이, 증기는 배출될 수 있음). 또한, 금속 코팅은 소수성 특성을 가져서 액체가 로드의 표면의 바로 근처로부터 멀리 밀려나가게 하는 것으로 관찰되었다.
따라서, 측면 또는 측면들 상의 금속 코팅의 일부 부분들은 캡슐화 층(encapsulating layer)을 제공하는 메인 목적을 위해 5 ㎛ 미만의 두께를 가질 수 있고, 측면 또는 측면들 상의 금속 코팅의 일부 부분들은 서셉터로서 작용하는 메인 목적을 위해 5 ㎛ 이상, 예컨대 5 ㎛ 내지 20 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다.
또한 이와 관련하여, 제2 단부면에는 캡슐화 효과를 제공하기에 적합한 두께, 즉 5 ㎛ 미만의 금속 코팅이 제공될 수 있다. 이것은 액체가 제2 단부면을 통해 외부로 누출되는 것을 억제하고, 그렇지 않으면, 전술한 예들과 같은 증기 제공 시스템이 전형적이고 통상적인 수직 배향으로 유지되는 경우 로드의 제2 단부가 캔틸레버식 무화기의 가장 낮은 부분이 될 것이기 때문에 중력의 영향에 의해 누출이 촉진될 수 있다.
캡슐화 층의 경우, 열 전도를 억제하고 증기 배출을 촉진하는 것과 같은 목적을 위해 금속 코팅에는 개공들 또는 개구들이 제공될 수 있다. 로드에 유지된 액체의 표면 장력 효과들이 개공들을 통한 액체의 외측 유동을 억제하도록 크기설정되는 것과 같이 개공들이 작은 경우, 개공들의 존재가 캡슐화 효과에 해롭지 않아야 한다.
본원에 개시된 다공성 요소가 지금까지 캔틸레버 방식으로 장착되는 무화기로서 사용되는 것으로 설명되었지만, 이것은 필수적인 것은 아니며, 다공성 요소는 다른 배열들에서, 서셉터로서 작용하고 선택적으로 누출을 제어하기 위한 일부 캡슐화를 제공하기 위해 다공성 세라믹 로드의 관련 표면 영역들 위에 배치된 금속 층과 함께 장착되도록 구성될 수 있다.
일부 예들에서, 금속 층은 서셉터로서 작용하도록 의도되지 않고 다공성 세라믹 재료의 로드는 히터가 세라믹 재료에 의해 흡수된 액체에 열을 공급하도록 로드에 근접하게 위치된 별도의 구성요소인 무화기를 위한 다공성 위킹 구성요소로서 작용하도록 의도된다는 점에서, 다공성 요소는 그 자체를 무화기로서 사용하도록 의도되지 않는다. 그러한 경우에, 다공성 세라믹 로드의 하나 이상의 면들에 도포된 금속 코팅은 모든 지점들에서 5 ㎛ 미만의 두께를 갖는 단지 얇은 층이다. 그러나, 두께는 로드 표면의 포지션에 따라 달라질 수 있으며, 예컨대 중력 하에서 액체의 하향 이동에 의해 촉진되는 누출을 방해하기 위해 다공성 요소가 증기 제공 시스템에 설치될 때 대체로 하부에 있는 영역들에서 더 두껍다. 이러한 방식으로 구성된 금속 층은 다공성 요소가 가열될 때 세라믹 재료로부터 용이한 증기 배출을 허용하면서 전술한 감소된 누출, 캡슐화 효과를 제공한다. 그러나, 다공성 세라믹 로드의 일부 부분은 액체가 진입할 수 있게 하도록 노출된 상태로 유지되어야 한다. 이것은 하나 또는 모든 단부면들 또는 단부 부분들과 같은 보다 큰 코팅되지 않은 영역의 형태일 수 있고, 그리고/또는 코팅된 영역 내의 보다 작은 개공들 또는 개구들의 형태일 수 있다.
도 14는 이러한 방식으로 구성된 다공성 요소를 포함하는 증기 제공 시스템을 위한 예시적인 에어로졸 소스의 개략도를 도시한다. 에어로졸 소스는 증발될 액체(102)를 보유하는 환형 저장소(101)를 포함한다. 환형 저장소(101) 내의 중앙 공간은 증기를 수집하고 사용자 흡입을 위한 에어로졸을 공기 유동 채널의 출구(도시되지 않음)로 전달하기 위해 공기(A)를 통과시키기 위한 전체 증기 제공 시스템을 관통하는 공기 유동 채널 내에 증기 발생을 위한 에어로졸 챔버(103)를 한정한다. 코일 형상의 금속 와이어로 형성된 저항성 전기 가열 요소(105)의 권선들 내에 배치된 위킹 요소(104)를 포함하는 무화기가 제공된다. 위킹 요소(104)는 공기 유동 채널을 가로질러 횡방향으로 배치되고, 2 개의 단부들 각각이 저장소(101)의 내벽(106)에 있는 개구들을 통해 돌출되어 있다. 위킹 요소(104)는 본원에 설명된 바와 같이 측면 표면(들) 상에 금속 코팅(108)을 갖는 다공성 세라믹의 로드(107)를 포함하는 다공성 요소이다. 금속 코팅(108)은 로드(107)의 중앙 부분에만 도포되고, 로드(107)의 양 단부 부분들 및 단부면들은 코팅되지 않는다. 따라서, 이들 단부 부분들은 저장소 내부로부터 액체를 흡수할 수 있고, 액체는 다음에 모세관 작용에 의해 다공성 구조물을 통해 가열 요소(105) 부근으로 흡인된다. 전류는 가열 요소(105)를 통해 흐를 때, 열이 다공성 세라믹 내의 액체에 전달되어 증발을 유발하도록 가열한다. 증기는 금속 코팅(108)을 통해 배출되어 공기 유동 채널을 따른 공기 유동에 의해 픽업될 수 있다. 금속 코팅은 위킹 요소(104)로부터 에어로졸 챔버(103) 내로 액체가 자유롭게 배출될 가능성을 감소시키기 위해 캡슐화 층으로서 작용한다. 따라서, 금속 코팅은 5 ㎛ 미만, 예컨대 1 ㎛ 또는 0.5 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
도 14 구성은 단지 하나의 예일 뿐이며, 누출 감소를 위해 금속 코팅들이 제공된 다공성 세라믹 위킹 요소들이 다른 무화기 배열들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 코일 형상 또는 전도성 와이어와 다르게 구성된 전기 가열 요소들 또는 히터들이 사용되거나, 위킹 요소의 외부에 배치되거나, 위킹 요소 내부에 내장될 수 있다. 위킹 요소 및 저장소는 또한 액체가 위킹 요소에 의해 흡수되도록 상이한 공간 구성으로 배열될 수 있다.
대안으로서, 금속 코팅이 저항성 가열 요소로서 직접 사용될 수 있다. 두께가 얇을수록 보다 높은 전기 저항을 제공하므로 저항 가열이 더 효과적이기 때문에, 이것은 캡슐화 목적들을 위한 얇은 금속 층과 호환된다. 또한, 금속 코팅의 전체 영역은, 예를 들어 세라믹 로드의 폭을 선택하고 코팅된 영역의 길이를 선택함으로써, 저항을 조정하도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 금속 두께는 약 10 ㎛ 이하일 수 있고, 유용하게는 5 ㎛ 미만 또는 1 ㎛ 이하와 같이 더 얇을 수 있다. 일부 상황들에서, 전기 저항을 증대시키기 위해 보다 얇은 금속 코팅이 가장 적절한 것으로 고려될 수 있다. 코팅되지 않은 부분들은 액체의 진입을 허용하도록 세라믹 로드의 단부 또는 각 단부에 제공될 수 있다. 이것은, 예를 들어 다공성 요소의 단부들이 환형 저장소 내로 연장되는 도 14에서와 같은 배열에 의해 이루어질 수 있다.
도 15는 에어로졸 발생의 목적으로, 가열 요소로서 작동하도록 구성된 금속 층을 갖는 다공성 요소를 포함하는 증기 제공 시스템을 위한 예시적인 에어로졸 소스의 개략도를 도시한다. 도 14의 예에서와 같이, 다공성(위킹) 요소(104)는 본원에 설명된 바와 같이 측면 표면들 상에 금속 코팅(108)을 갖는 다공성 세라믹의 로드(107)를 포함한다. 금속 코팅(108)은 로드(107)의 중앙 부분에만 도포되고, 로드(107)의 양 단부 부분들은 코팅되지 않는다. 로드(107)는 증기를 수집하고 사용자 흡입을 위한 에어로졸을 전달하기 위한 에어로졸 챔버(103)를 통한 공기(A)의 유동 방향에 대해 횡방향으로, 에어로졸 챔버(103)를 가로질러 종축이 배열되도록 그 단부들에서 지지된다. 단지 예시적인 구성으로서, 로드(107)의 코팅되지 않은 각 단부 부분을 유지하는 지지체 또는 장착부(112)가 제공되는 한편, 코팅되지 않은 각 단부 부분은 유사하게 액체 공급 장착부(114)에 의해 위로부터 유지된다. 장착부들(112, 114)은 예를 들어 그들 사이에서 단부 부분들을 클램핑할 수 있거나, 유지를 위해 로드(107)의 단부 부분이 삽입되는 구멍을 갖는 일체형 구성요소로서 구성될 수 있다. 액체 공급 장착부들(114) 각각은 일 단부에서 액체 또는 다른 에어로졸 형성 기재(예를 들어, 저장소, 도시되지 않음)의 소스와 연결되고 액체 공급 장착부(114)를 관통하는 액체 공급 채널(116)을 가지며, 제2 단부에서 액체 출구(115)를 통해 코팅되지 않은 로드 단부 부분들에 개방된다. 이러한 방식으로, 액체(L)는 다공성 로드 재료로 전달될 수 있고, 여기서 흡수되고, 위킹 또는 모세관 작용에 의해 금속 코팅(108)에 인접한 로드(107)의 중앙 부분으로 운반된다.
금속 코팅(109)이 가열 요소로서 작동할 수 있게 하기 위해, 각각의 에지(다시 말해서, 로드(107)의 길이에 대해 이격되어 있음)에 또는 그 근처에는, 배터리(도시되지 않음)와 같은 전력 공급장치에 (직접적으로 또는 간접적으로) 연결된 전도성 리드(conductive lead) 또는 와이어(110)를 (예컨대, 납땜 연결에 의해) 고정하는 전기 접점 또는 연결부(109)가 제공된다. 이러한 배열은 로드(107)에 유지된 액체를 증발시킬 목적으로 열이 발생되도록 전류가 저항성 금속 코팅(109)을 통해 흐를 수 있게 한다. 본 예에서, 리드(110)는 에어로졸 챔버(103) 내부로 연장되지만, 대안적으로 에어로졸 챔버 외부(장착부들(112)에 의해 형성된 경계 외부)에 위치결정될 수 있거나, 예를 들어 장착부들(112) 내부의 도관들 내에 위치될 수 있다.
도 14 및 도 15의 배열들은 단지 예들일 뿐이며, 다양한 특징들이 당업자에게 명백한 바와 같이 상이하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 14의 와이어 코일 히터는 도 15의 액체 공급 배열과 함께 사용될 수 있거나, 도 15에 도시된 저항 히터로서 직접적인 금속 코팅의 사용은 도 14의 환형 저장소와 함께 사용될 수 있다. 다른 액체 저장 및 유동 구성들, 및 금속 코팅에 전류를 직접 공급하기 위한 다른 배열들도 가능하며, 배제되지는 않는다. 또한, 직접 및 간접적인 저항 가열 모두에 대해, 금속 코팅은 도 14 및 도 15의 중앙 부분 배열과 다르게 다공성 로드 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 14 및 도 15에 도시된 코팅되지 않은 전체 단부들 대신에, 액체의 진입을 위해 보다 적은 코팅되지 않은 영역 또는 코팅에 작은 개공들을 포함하는 영역이 제공될 수 있다.
도 16a는 저항성 전기 가열 요소로서 사용하기 위한 금속 코팅으로 구성된 다공성 요소의 다른 예의 개략도를 도시한다. 다공성 요소는 이전과 같이 다공성 세라믹의 로드(107)를 포함한다. 중앙 부분의 길이(LC)에 걸쳐, 로드(107)에는, 전형적으로 10 ㎛ 이하의 두께를 갖고 전류가 그것을 통해 흐를 때 저항성 전기 가열 요소로서 작동하도록 의도된 금속 코팅(108)이 제공된다. 전류 경로 길이를 증가시키고 로드 길이의 많은 부분을 따라 가열을 생성하기 위해, 경로는 로드(107)를 따라 길이방향으로 연장되도록 배열되며; 이것은 로드의 2 개의 대향 단부들에서 외부 전기 연결들이 이루어질 수 있게 함으로써 가능해진다. 로드(107)의 2 개의 단부 부분들에는, 로드(107)의 제1 단부(82)에서 길이(L1)에 걸쳐, 그리고 로드(107)의 제2 단부(84)에서 유사하거나 동일한 길이(L2)에 걸쳐, 증가된 두께의 금속 코팅(108A)이 제공된다. 증가된 두께는 금속 코팅의 중앙 부분을 도포하는 데 사용되는 것과 동일한 방법(예를 들어, 증착 기술, 하기에서 보다 상세하게 논의됨)에 의해 제조될 수 있다. 대안적으로, 중앙 부분에 대한 원하는 두께에 대응하는 실질적으로 균일한 두께의 금속 코팅이 로드(107)의 전체 길이의 전부 또는 대부분에 걸쳐 도포될 수 있고, 상이한 기술이 단부 부분들(82, 84)의 코팅의 두께를 증가시키는 데 이용될 수 있다. 단부 부분의 코팅에 상이한 금속이 사용될 수 있거나, 전체에 걸쳐 동일한 금속이 사용될 수 있다.
증가된 두께의 이들 영역들은 중앙의 보다 얇은 금속 코팅을 위한 전기 접점들로서 의도되며, 중앙 금속 코팅을 가로질러 전기적 연결이 보다 용이하게 이루어질 수 있게 한다. 예를 들어, 와이어 또는 리드와의 납땜 결합은 보다 두꺼운 금속 층 상에 제조하기에 더 용이할 수 있다. 대안적으로, 로드는 물리적 결합이 필요하지 않도록 보다 두꺼운 금속 부분들의 일부가 전도성 접점들과 접촉하게 하는 방식으로 증기 제공 시스템에 장착될 수 있다. 이것은 예를 들어 사용자가 필요한 경우에 로드를 교체할 수 있게 한다. 접점들은 예를 들어 로드의 두껍게 코팅된 부분들과 밀접하게 접촉하도록 금속 클립들 및/또는 바이어스 요소들(biased elements)을 이용하는, 퓨즈(fuse) 또는 원통형 배터리를 위한 장착 방식으로 구성될 수 있다.
도 16b는 로드를 따른 길이(LR)에 따라 변하는 금속 코팅(108)의 두께(t)의 그래프를 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 단부 부분들(L1 및 L2)은 높은 전기 저항 및 따라서 효율적인 전기 가열을 제공하고, 또한 내부 세라믹 재료로부터 증기의 배출을 허용하도록 얇은 중앙 부분(LC)보다 훨씬 더 두꺼운 금속 코팅 두께를 갖는다. 본 예에서, 두께 프로파일은 보다 두꺼운 부분과 보다 얇은 부분 사이에서 단계적 변화들로 구성되지만, 이것은 필수적인 것은 아니며, 코팅된 다공성 요소를 제조하는 데 이용되는 금속 코팅 기술에 보다 적합하다면, 보다 점진적인 변화가 사용될 수 있다.
도 16a의 예와 같은 배열 내에서, 액체가 외부 소스로부터 세라믹 재료 내로 흡수될 수 있게 하도록 하나 이상의 코팅되지 않은 영역들을 남겨둘 필요가 있다. 편리하게는, 로드(107)의 단부면들(86, 88)은 코팅 없이 남겨질 수 있다. 대안적으로, 보다 두꺼운 단부 부분들(전기 접점 부분들) 또는 보다 얇은 중앙 부분(전기 히터 부분)에서 액체의 진입을 위해 금속 코팅에 하나 이상의 갭들이 남겨질 수 있다.
금속 층은 전술한 범위들에 따른 층 두께로 금속들을 증착할 수 있는 다양한 증착 기술들 중 임의의 기술에 의해 다공성 세라믹의 표면에 도포될 수 있다. 적합한 기술들의 예들은 물리 기상 증착 기술들, 화학 기상 증착 기술들 및 스퍼터링(sputtering) 기술들을 포함한다. 두께의 변화들, 코팅되지 않은 영역들 및 표면들, 및 구멍들/개공들/갭들은 마스킹(masking) 및 포토리소그래피(photolithography) 기술들과 같은 알려진 방법들을 사용하여 달성될 수 있다. 당업자는 언급된 기술들 및 다른 기술들, 예컨대 임의의 적합한 적층 기술을 포함하여, 다공성 세라믹 재료의 일부분의 표면의 일부 또는 전부에 일정 또는 가변 두께의 금속의 마이크로미터 스케일 두께를 도포하기 위한 적절한 방법들을 알고 있을 것이다.
금속 코팅에는 다양한 금속들이 사용될 수 있다. 유용한 예는 니켈과 크롬(및 선택적으로 철과 같은 다른 원소들)의 합금들의 선택 중 임의의 것인 니크롬(nichrome)이다. 이것은 비교적 비활성인 금속 재료이고, 그래서 증기를 오염시킬 수 있는 열화 또는 상호작용 없이 증기 발생 시스템의 액체 및 증기에 대한 노출에 잘 견딜 수 있다. 예를 들어, 80:20 비율의 니켈-크롬 합금이 사용될 수 있다. 다른 예들은 코발트, 니켈 및 금을 포함한다. 그러나, 금속 코팅은 이들 재료들에 제한되지 않으며, 원소 금속들 및 합금을 포함하여 다른 금속들을 포함할 수 있다.
다공성 세라믹으로서 다양한 재료들이 사용될 수 있다. 예들은 알루미나(alumina), 근청석(cordierite), 멀라이트(mullite) 및 탄화규소를 포함한다. 알루미나는 특히 화학적으로 중성인 재료이므로 적합하다. 그러나, 다공성 세라믹은 이들 재료들에 제한되지 않으며, 다른 재료들이 대신에 사용될 수 있다.
결론적으로, 다양한 쟁점들을 해결하고 당해 기술을 진전시키기 위하여, 본 개시는, 청구된 발명(들)이 실시될 수 있는 다양한 실시예들을 예시로서 보여준다. 본 개시의 장점들 및 특징들은 단지 실시예들의 대표적인 샘플이고, 여기에만 국한되고 그리고/또는 배타적인 것은 아니다. 이러한 장점들 및 특징들은 청구된 발명(들)을 이해하고 교시하는 것을 돕기 위해 단지 제시된다. 본 개시의 장점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들, 및/또는 다른 양태들은 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 개시에 대한 제한들로서, 또는 청구범위의 균등물들에 대한 제한들로서 고려되지 않아야 하고, 청구범위의 범위로부터 이탈하지 않으면서 다른 실시예들이 활용될 수 있고, 변형들이 행해질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 다양한 실시예들은 본원에 구체적으로 설명된 것들 이외의, 개시된 요소들, 구성요소들, 특징들, 부분들, 단계들, 수단들 등의 다양한 조합들을 적절하게 포함할 수 있거나, 이들로 구성되거나 이들을 필수적 요소로 하여 구성(consist essentially of)될 수 있다. 본 개시는 현재 청구되지 않지만 추후에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함할 수 있다.
Claims (28)
- 증기 제공 시스템(vapour provision system)을 위한 다공성 요소(porous element)로서,
다공성 세라믹 재료의 세장형 로드(elongate rod) ― 상기 로드는 제1 단부면, 제2 단부면, 및 상기 제1 단부면과 상기 제2 단부면 사이에서 연장되고 상기 로드의 길이를 한정하는 하나 이상의 측면들을 가짐 ―; 및
상기 로드의 길이의 적어도 일부에 걸쳐 적어도 하나의 측면에 도포되는 금속 코팅(coating of metal)을 포함하는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제1 항에 있어서,
상기 금속 코팅은 상기 하나 이상의 측면들의 모든 측면에 도포되는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제2 항에 있어서,
상기 금속 코팅은 상기 하나 이상의 측면들 주위로 연속적으로 연장되는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로드의 코팅되지 않은 단부 부분을 제공하기 위해, 상기 제1 단부면에 인접한 상기 하나 이상의 측면들 각각의 일부분은 금속 코팅을 갖지 않는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제4 항에 있어서,
상기 코팅되지 않은 단부 부분은 상기 로드의 길이의 10% 내지 50%를 차지하는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 코팅은 실질적으로 상기 제2 단부면까지 상기 하나 이상의 측면들에 도포되는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 코팅은 또한 상기 제2 단부면에도 도포되는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 측면들은 단일 측면을 포함하며, 상기 로드는 원형 또는 타원형 원통체인,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 코팅은 스퍼터링(sputtering), 화학 기상 증착 또는 물리 기상 증착에 의해 도포되는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속은 니켈, 금, 코발트 또는 니켈 크롬 합금을 포함하는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 코팅은 1 ㎛ 내지 50 ㎛ 범위의 두께를 갖는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제11 항에 있어서,
상기 금속 코팅의 적어도 일부는 액체 누출을 억제하기 위한 캡슐화 층(encapsulating layer)을 상기 로드 상에 제공하도록 5 ㎛ 미만의 두께를 갖는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제11 항 또는 제12 항에 있어서,
상기 금속 코팅의 적어도 일부는 유도 가열에 의해 상기 세장형 로드를 가열하기 위한 서셉터(susceptor)를 제공하도록 5 ㎛ 이상의 두께를 갖는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제13 항에 있어서,
상기 금속 코팅은 5 ㎛ 내지 20 ㎛ 범위의 두께를 갖는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 코팅은 상기 로드의 길이를 따른 포지션에 따라 변하는 두께를 갖는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제15 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 측면 상의 금속 코팅은 상기 제1 단부면 근처에서 제1 두께를 갖고, 상기 제2 단부면 근처에서 상기 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 갖는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제15 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 측면 상의 금속 코팅은 상기 제1 단부면 근처에서 제1 두께를 갖고, 상기 제2 단부면 근처에서 제2 두께를 갖고, 상기 적어도 하나의 측면의 중간 부분에서 상기 제1 두께 및 상기 제2 두께보다 두꺼운 제3 두께를 갖는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제16 항 또는 제17 항에 있어서,
상기 금속 코팅의 보다 두꺼운 두께는 5 ㎛ 내지 20 ㎛의 범위에 있는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제16 항 또는 제17 항에 있어서,
상기 금속 코팅의 적어도 제1 두께는 5 ㎛ 미만인,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 코팅은 유도 가열에 의해 상기 세장형 로드를 가열하기 위한 서셉터로서 작동 가능하고, 공간적으로 일정한 교류 주파수로 작동 가능한 유도 워크 코일(induction work coil)과 함께 사용되는 경우에 상기 로드의 길이를 따라 변하는 가열 프로파일을 제공하도록 구성되는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제11 항에 있어서,
상기 금속 코팅이 상기 세장형 로드를 가열하기 위한 저항성 전기 히터로서 작동 가능하도록 전류가 상기 금속 코팅을 통해 흐를 수 있게 하는 상기 금속 코팅을 위한 전기 접점들을 더 포함하는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제21 항에 있어서,
상기 전기 접점들은 상기 세장형 로드의 단부 부분들에서 또는 단부 부분들을 향해 보다 두꺼운 두께의 금속 코팅들을 포함하며, 상기 세장형 로드의 중간 부분 위의 금속 코팅은 상기 저항성 전기 히터로서 작동 가능하도록 상기 보다 두꺼운 두께보다 얇은 두께를 갖는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제21 항 또는 제22 항에 있어서,
상기 저항성 전기 히터로서 작동 가능한 상기 금속 코팅은 10 ㎛ 이하의 두께를 갖는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 제1 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 코팅에는 상기 세장형 로드가 코팅되지 않은 하나 이상의 개공들(apertures)이 제공되는,
증기 제공 시스템을 위한 다공성 요소. - 증기 제공 시스템을 위한 에어로졸 소스(aerosol source)로서,
제1 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 따른 다공성 요소, 및 증발을 위해 상기 다공성 요소에 전달될 에어로졸화 가능한 기재 재료를 유지하기 위한 저장소(reservoir)를 포함하는,
증기 제공 시스템을 위한 에어로졸 소스. - 증기 제공 시스템을 위한 카토마이저(cartomiser)로서,
제1 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 따른 다공성 요소, 또는 제25 항에 따른 에어로졸 소스를 포함하는,
증기 제공 시스템을 위한 카토마이저. - 증기 제공 시스템으로서,
제1 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 따른 다공성 요소, 제25 항에 따른 에어로졸 소스, 또는 제26 항에 따른 카토마이저, 및 전력원(electrical power source)을 포함하는,
증기 제공 시스템. - 제27 항에 있어서,
상기 전력원이 가열 요소로서 상기 금속 코팅의 작동을 가능하게 하기 위해 전력을 제공하도록 구성되는,
증기 제공 시스템.
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