KR20220133237A - 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 카트리지 및 상기 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 시스템 - Google Patents
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Abstract
에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 카트리지가 제공된다. 카트리지는 30% 내지 65%의 다공성을 갖는 다공성 세라믹 몸체(302)를 포함한다. 카트리지는 또한 다공성 세라믹 몸체와 체결되는 메시 히터(304)를 포함하며, 메시 히터는 복수의 애퍼처를 포함하고, 각각의 애퍼처는 50 μm 내지 200 μm의 치수를 갖는다. 메시 히터는 와이어 및 섬유의 네트워크를 포함하는 하이브리드 메시 히터이며, 섬유는 와이어와 상이한 재료 조성을 갖는다. 상기 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 또한 제공된다.
Description
본 발명은 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 카트리지에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다.
일 유형의 에어로졸 발생 시스템은 전기 작동식 흡연 시스템이다. 배터리 및 제어 전자기기를 포함하는 에어로졸 발생 장치, 및 에어로졸 형성 기재의 공급부 및 전기 작동식 기화기를 포함하는 카트리지부로 이루어진 핸드헬드 전기 작동식 흡연 시스템이 공지되어 있다. 에어로졸 형성 기재의 공급부와 기화기 모두를 포함하는 카트리지는 때로는 "카토마이저(cartomizer)"로 지칭된다. 기화기는 일반적으로 액체 에어로졸 형성 기재에 젖은 세장형의 심지(elongate wick) 둘레로 권취된 히터 와이어의 코일을 포함하고 있다. 카트리지부는 통상적으로 에어로졸 형성 기재의 공급부 및 전기 작동식 기화기뿐만 아니라, 사용 중에 사용자가 에어로졸을 입 속으로 흡인하기 위해 빨아들이는 마우스피스도 포함한다.
그러나, 이들 카트리지는 제조하기에 비교적 고가일 수 있다. 이는 심지와 코일 조립체를 제조하는 것이 어려울 수 있기 때문이다. 또한, 히터 와이어의 코일과 장치부로부터 전류가 전달되는 전기 접촉부 사이의 전기 접촉부는 제조 동안 정교하게 취급되어야 한다. 게다가, 이러한 카트리지는, 이송 동안 취약한 심지와 코일 조립체를 보호하도록 마우스피스 부분을 포함한다. 완전하고 강건한 마우스피스를 각각의 카트리지에 포함시키는 것은 각각의 카트리지가 높은 재료 비용을 갖는 것을 의미한다.
간단하고 제조 비용이 저렴하고 견고한 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 카트리지를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 공지된 카트리지보다 더 효율적인 에어로졸 발생을 제공할 수 있는 카트리지를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 이러한 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 개시에 따르면, 카트리지가 제공된다. 카트리지는 에어로졸 발생 시스템에 사용하는 데 적합할 수 있다. 카트리지는 다공성 세라믹 몸체를 포함할 수 있다. 다공성 세라믹 몸체는 30% 내지 65%의 다공성을 가질 수 있다. 카트리지는 메시 히터를 포함할 수 있다. 메시 히터는 다공성 세라믹 몸체와 체결될 수 있다. 메시 히터는 복수의 애퍼처를 포함할 수 있다. 애퍼처는 50 μm 내지 200 μm의 치수를 각각 가질 수 있다.
본 개시의 제1 구현예에 따르면, 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 카트리지가 제공된다. 카트리지는 30% 내지 65%의 다공성을 갖는 다공성 세라믹 몸체를 포함한다. 카트리지는 다공성 세라믹 몸체와 체결된 메시 히터를 포함한다. 메시 히터는 복수의 애퍼처를 포함하며, 각각의 애퍼처는 50 μm 내지 200 μm의 치수를 갖는다.
본 개시의 제2 구현예에 따르면, 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 카트리지가 제공된다. 카트리지는 다공성 세라믹 몸체 및 다공성 세라믹 몸체와 체결된 메시 히터를 포함한다. 메시 히터는 와이어 및 섬유의 네트워크를 포함하는 하이브리드 메시 히터이며, 섬유는 와이어와 상이한 재료 조성을 갖는다.
제2 구현예의 카트리지에서, 다공성 세라믹 몸체는 30% 내지 65%의 다공성을 가질 수 있다. 메시 히터는 복수의 애퍼처를 포함할 수 있다. 애퍼처는 50 μm 내지 200 μm의 치수를 각각 가질 수 있다.
카트리지와 관련하여 후술하는 특징은 제1 구현예의 카트리지 및 제2 구현예의 카트리지에 적용 가능하다.
사용 시, 메시 히터는 액체 에어로졸 형성 기재를 가열할 수 있다. 메시 히터는 액체 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸, 또는 후속하여 에어로졸을 형성하는 증기를 형성할 수 있다. 유리하게는, 메시 히터는 효율적인 에어로졸 발생을 제공할 수 있다.
다공성 세라믹 몸체의 다공성은 다공성 세라믹 몸체가 액체 에어로졸 형성 기재를 유지하는 것을 허용할 수 있다. 다공성 세라믹 몸체는 적어도 0.05, 0.1, 0.2, 0.5 또는 1 ml의 액체 에어로졸 형성 기재를 유지할 수 있거나, 이를 유지하도록 구성될 수 있다.
각각의 애퍼처는 50 μm 내지 200 μm의 치수를 갖는다. 액체 에어로졸 형성 기재는 메시 히터의 애퍼처 내로 흡인될 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 다공성 세라믹 몸체로부터 메시 히터의 애퍼처 내로 흡인될 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 모세관 작용 또는 위킹에 의해 메시 히터의 애퍼처 내로 흡인될 수 있다. 유리하게는, 이는 예를 들어, 다공성 세라믹 몸체로부터 메시 히터의 애퍼처 내로의 액체 에어로졸 형성 기재의 이송을 개선할 수 있다.
메시 히터는 고체 재료, 예를 들어 와이어에 의해 결합된 애퍼처의 배열을 포함할 수 있다. 메시 히터의 각각의 애퍼처는 모세관 채널로서 작용하므로, 애퍼처 내로 액체 에어로졸 형성 기재를 흡인할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 모세관 작용 또는 위킹에 의해 애퍼처 내로 흡인될 수 있다. 따라서, 메시 히터의 각각의 애퍼처는 액체 에어로졸 형성 기재에 의해 실질적으로 완전히 점유될 수 있다. 예를 들어, 더 큰 애퍼처가 존재하면, 그렇지 않은 경우가 있을 수 있다. 더 큰 애퍼처가 존재하면, 액체 에어로졸 형성 기재는 각각의 애퍼처를 결합하는 고체 재료 상에 얇은 층만을 형성할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재에 의한 애퍼처의 실질적으로 완전한 점유는 본 발명에서 에어로졸 발생의 개선된 효율에 기여한다.
유리하게는, 본 발명자들은 30% 내지 65%의 다공성을 갖는 다공성 세라믹 몸체 및 50 μm 내지 200 μm의 치수를 각각 갖는 메시 히터 내의 애퍼처가 다공성 세라믹 몸체를 통해 메시 히터의 애퍼처 내로 액체 에어로졸 형성 기재의 특히 효율적인 이송, 및 메시 히터에 의한 가열 시 특히 효율적인 에어로졸 발생을 허용하는 것을 발견하였다. 이론에 얽매이지 않는 범위에서, 30% 내지 65%의 다공성을 갖는 다공성 세라믹 몸체와 50 μm 내지 200 μm의 치수를 갖는 메시 히터 내의 애퍼처 사이에 일정 정도의 시너지가 있는 것으로 생각되며, 이는 액체 에어로졸 형성 기재의 이러한 효율적인 이송을 제공한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸"은 가스 내의 고체 입자, 또는 액적의 분산, 또는 고체 입자와 액적의 조합을 지칭한다. 에어로졸은 가시적일 수 있고 또는 비가시적일 수 있다. 에어로졸은 실온에서 통상 액체 또는 고체인 물질의 증기뿐만 아니라, 고체 입자, 또는 액적, 또는 고체 입자와 액적의 조합을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 형성 기재"는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재를 지칭한다. 휘발성 화합물은 에어로졸 형성 기재를 가열하거나 연소시킴으로써 방출될 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 니코틴을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 식물계 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 균질화된 식물계 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 담배 함유 재료는 휘발성 담배 향미 화합물을 함유할 수 있다. 이들 화합물은 가열 시에 에어로졸 형성 기재로부터 방출될 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 균질화 담배 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 향미제와 같은 다른 첨가제 및 성분을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "애퍼처의 치수"는 애퍼처의 2개의 대향하는 표면 사이에서 측정된 치수를 지칭한다. 따라서, 애퍼처가 와이어에 의해 결합되는 경우, 예를 들어 애퍼처의 치수는 와이어의 두께를 포함하지 않는다. 치수는 애퍼처의 단면의 중심을 통과할 수 있다. 예를 들어, 애퍼처가 실질적으로 정사각형 단면을 갖는 경우, 애퍼처의 치수는 정사각형의 측면 길이일 수 있다. 애퍼처가 실질적으로 원형 단면을 갖는 경우, 애퍼처의 치수는 원의 직경일 수 있다. 애퍼처가 실질적으로 직사각형 단면을 갖는 경우, 애퍼처의 치수는 직사각형의 더 긴 측면 길이, 또는 더 짧은 측면 길이일 수 있다. 애퍼처가 불규칙 단면을 갖는 경우, 애퍼처의 치수는 평균 개구 치수일 수 있다. 본원에서 지칭되는 애퍼처의 치수는 현미경을 사용하여 측정되었지만, 임의의 적합한 방법이 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "다공성"은 신체의 접근 가능한 기공 또는 빈 공간의 부피를 신체의 총 부피로 나눈 백분율로 표현되는 측정치를 지칭한다. 본원에서 지칭되는 다공성은 수은 침입 다공성 측정법에 의해 측정되었다.
상이한 형상 및 크기의 기공은 다공성 세라믹 몸체 내에 존재할 수 있다. 기공 크기 분포는 주어진 지점에서 기공 내부에 끼워질 수 있는 가장 큰 구의 직경의 통계적 분포로서 정의된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "평균 기공 크기"는 이러한 기공 크기 분포의 평균을 지칭한다. 본원에서 지칭되는 기공 크기는 수은 침입 다공성 측정법을 사용하여 획득되었다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "메시 히터"는 가열될 수 있는 고체 재료의 배열을 포함하는 히터를 지칭한다. 고체 재료는 이를 통해 연장되는 복수의 애퍼처를 갖도록 배열된다. 메시 히터는, 예를 들어 와이어의 네트워크, 또는 천공된 시트를 포함할 수 있다. 메시 히터는 임의의 적합한 방법에 의해 가열될 수 있다. 예를 들어, 메시 히터 또는 이의 일부는 저항 또는 유도 가열될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "모세관 작용"은 중력과 같은 외력의 보조 없이 또는 심지어 이에 반대하여 좁은 공간에서 액체가 흐르는 능력을 지칭한다. 모세관 작용 또는 위킹의 효과는 얇은 튜브 및 다공성 재료 내의 액체의 드로잉 업에서 볼 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "벌크 액체 에어로졸 형성 기재 이동 방향"은 액체 에어로졸 형성 기재의 순 이동 방향을 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "평면"은 실질적으로 2차원을 의미하는 데 사용된다. 평면 구성요소는 제1 방향 및 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장될 수 있고, 제1 및 제2 방향에 수직인 제3 방향보다 적어도 2, 5, 또는 10배 더 연장될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "편평한"은 실질적으로 2차원 표면형태 매니폴드를 지칭하기 위해 사용된다. 따라서, 편평한 메시 히터는 3차원보다 실질적으로 더 많은 표면을 따라 2차원으로 연장될 수 있다. 표면 내의 2차원의 편평한 메시 히터의 치수는 표면에 수직한 3차원에서보다 적어도 2, 5, 또는 10 배일 수 있다. 실질적으로 편평한 메시 히터의 일 예는 2개의 실질적으로 평행 표면 사이의 구조이며, 이러한 2개의 가상 표면 사이의 거리는 표면들 내의 연장부보다 실질적으로 작다. 일부 구현예에서, 실질적으로 편평한 메시 히터는 평면이다. 다른 구현예에서, 실질적으로 편평한 메시 히터는 하나 이상의 치수를 따라 만곡되며, 예를 들어, 돔 형상 또는 브리지 형상을 형성한다. 구현예에서, 실질적으로 편평한 메시 히터는 다공성 세라믹 몸체의 표면과 체결될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "히터 조립체"는 카트리지의 메시 히터 및 다공성 세라믹 몸체를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "평균"은 달리 명시되지 않는 한 비가중 수 평균을 지칭한다. 따라서, 5개의 와이어의 "평균" 직경은 5개의 와이어의 직경의 합의 1/5과 동일할 것이다.
다공성 세라믹 몸체는 30% 내지 65%의 다공성을 갖는다. 다공성 세라믹 몸체는 60%, 55%, 50%, 또는 45% 미만의 다공성을 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 다공성 세라믹 몸체는 35%, 40%, 또는 45% 초과의 다공성을 가질 수 있다. 예를 들어, 다공성 세라믹 몸체는 30% 내지 60%, 또는 30% 내지 55%, 또는 30% 내지 50%, 또는 35% 내지 65%, 또는 35% 내지 60%, 또는 35% 내지 55%, 또는 35% 내지 50%, 또는 40% 내지 65%, 또는 40% 내지 60%, 또는 40% 내지 55%의 다공성을 가질 수 있다.
다공성 세라믹 몸체는 사용 시 메시 히터에 주어진 흐름 속도의 액체 에어로졸 형성 기재를 공급하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 다공성 세라믹 몸체는 사용 시 메시 히터에 초당 적어도 0.2, 0.5 또는 1 μl의 액체 에어로졸 형성 기재를 공급하도록 구성될 수 있다. 다공성 세라믹 몸체는 사용 시 메시 히터에 초당 3, 5, 또는 10 μl 미만의 액체 에어로졸 형성 기재를 공급하도록 구성될 수 있다. 다공성 세라믹 몸체는 사용 시 메시 히터에 초당 1 내지 3 μl의 액체 에어로졸 형성 기재를 공급하도록 구성될 수 있다.
용어 "다공성 세라믹 몸체"는 세라믹 구성요소의 일부 또는 전체를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 용어 다공성 세라믹 몸체는 액체 에어로졸 형성 기재가 유지되거나 메시 히터로 이송되는 세라믹 구성요소의 일부분만을 지칭할 수 있다.
메시 히터의 애퍼처는 50 내지 150 μm, 또는 50 내지 100 μm, 또는 60 내지 80 μm, 또는 약 70 μm의 치수를 각각 가질 수 있다.
사용 시, 액체 에어로졸 형성 기재는 다공성 세라믹 몸체로부터 메시 히터의 애퍼처 내로 흡인될 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 모세관 작용에 의해 매쉬 히터의 애퍼처 내로 흡인될 수 있다.
메시 히터는 실질적으로 편평할 수 있다. 메시 히터는 실질적으로 평면일 수 있다. 유리하게는, 편평한 또는 평면 메시 히터는 제조 동안 쉽게 취급될 수 있고, 견고한 히터 조립체 구성을 제공할 수 있다.
사용 시, 벌크 액체 에어로졸 형성 기재 이동 방향은 메시 히터의 평면에 실질적으로 수직일 수 있다. 이는 유리하게는 메시 히터의 애퍼처 내로의 액체 에어로졸 형성 기재의 이송을 개선할 수 있다.
메시 히터의 일부 또는 전부는 다공성 세라믹 몸체의 제1 표면에 실질적으로 평행할 수 있다. 유리하게는, 이는 다공성 세라믹 몸체 내의 기공으로부터, 예를 들어 다공성 세라믹 몸체의 제1 표면 내의 기공 개구로부터 메시 히터의 애퍼처 내로 액체 에어로졸 형성 기재의 이송을 개선할 수 있다.
메시 히터, 또는 이의 일부는 다공성 세라믹 몸체 또는 다공성 세라믹 몸체의 제1 표면에 인접하고, 고정되고(fix), 안착되고(secure), 체결되고, 이에 부착될 수 있다. 예를 들어, 메시 히터 또는 이의 일부는 다공성 세라믹 몸체에 매립될 수 있다. 메시 히터, 또는 이의 일부가 다공성 세라믹 몸체에 매립되는 경우, 제1 표면은 다공성 세라믹 몸체의 외부 표면이 아닐 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "체결되는"은 다음에 대해 고정되거나, 안착되거나(secure), 부착되거나, 접착되는 것을 의미하는 데 사용될 수 있다.
메시 히터는 다공성 세라믹 몸체와 가역적으로 체결될 수 있다. 메시 히터를 다공성 세라믹 몸체와 체결하고, 다공성 세라믹 몸체로부터 메시 히터를 체결 해제하는 것이 가능할 수 있다. 대안적으로, 메시 히터는 메시 히터와 비가역적으로 체결될 수 있다.
다공성 세라믹 몸체와 체결될 때, 메시 히터의 위치는 고정될 수 있다. 다공성 세라믹 몸체와 체결될 때, 메시 히터는 다공성 세라믹 몸체에 인접하거나 이와 접촉할 수 있다.
메시 히터는 다공성 세라믹 몸체에 부착될 수 있다. 메시 히터는 임의의 적합한 수단에 의해 다공성 세라믹 몸체에 부착될 수 있다. 메시 히터는 하나 이상의 솔더 포인트, 클립 또는 볼트와 같은 하나 이상의 기계 파스너, 및 세라믹의 커버링 층 중 하나 이상에 의해 다공성 세라믹 몸체에 부착될 수 있다. 메시 히터는 다공성 세라믹 몸체에 매립될 수 있다.
다공성 세라믹 몸체는 제1 표면에 실질적으로 대향하는 제2 표면을 포함할 수 있다. 사용 시, 액체 에어로졸 형성 기재는 다공성 세라믹 몸체를 통해 제2 표면으로부터 제1 표면으로 이동할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 모세관 작용에 의해 다공성 세라믹 몸체를 이동할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 다공성 세라믹 몸체 또는 메시 히터를 지나거나, 이를 가로지르거나, 이 주위의 기류는 다공성 세라믹 몸체에 국부적인 압력 구배를 야기할 수 있으며, 이는 다공성 세라믹 몸체를 통한 액체 에어로졸 형성 기재의 이동을 돕는다.
다공성 세라믹 몸체는 액체 에어로졸 형성 기재를 흡수하거나 흡수하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 다공성 세라믹 몸체는 적어도 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 또는 0.5 ml의 액체 에어로졸 형성 기재를 흡수하거나 이를 흡수하도록 구성될 수 있다.
카트리지는 액체 에어로졸 형성 기재를 저장하기 위한 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소는 액체 에어로졸 형성 기재를 저장할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소는 다공성 세라믹 몸체, 예를 들어 다공성 세라믹 몸체의 제2 표면과 유체 연통할 수 있다.
액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소는 액체 에어로졸 형성 기재의 저장소 또는 탱크를 포함할 수 있다. 다공성 세라믹 몸체는 액체 에어로졸 형성 기재의 저장소와 유체 연통하거나 이와 접촉할 수 있다.
액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소는 액체 에어로졸 형성 기재로 침지된 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소는 액체를 다공성 세라믹 몸체로 전달하도록 위치될 수 있다.
액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소는 섬유상 또는 스펀지 구조를 가질 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소는 모세관 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소는 모세관 다발을 포함할 수 있다. 예를 들어, 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소는 복수의 섬유 또는 스레드 또는 미세 보어 튜브 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 섬유, 스레드 또는 튜브는 액체를 다공성 세라믹 몸체로 운반하도록 일반적으로 정렬될 수 있다.
액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소는 스펀지 유사 또는 발포체 유사 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소의 구조는 액체가 모세관 작용에 의해 이송될 수 있는 복수의 작은 보어 또는 튜브를 형성할 수 있다.
액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소는 임의의 적합한 재료 또는 재료의 조합을 포함할 수 있다. 적합한 재료의 예는 스펀지 또는 발포체 재료, 섬유 또는 소성된 분말 형태의 세라믹계 또는 그래파이트계 재료, 발포된 금속 또는 플라스틱 재료, 예를 들어 셀룰로스 아세테이트, 폴리에스테르, 또는 결합된 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 테릴렌 또는 폴리프로필렌 섬유, 나일론 섬유 또는 세라믹과 같은 방사되거나 압출된 섬유로 만들어진 섬유상 재료이다. 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소는 상이한 액체 물리적 특성으로 사용되도록 임의의 적합한 모세관 현상(capillarity) 및 다공성을 가질 수 있다.
카트리지는 액체 에어로졸 형성 기재로 침지될 수 있는 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소를 포함할 수 있고, 다. 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소는 다공성 세라믹 몸체와 접촉할 수 있다. 다공성 세라믹 몸체는 제1 부분을 포함할 수 있다. 다공성 세라믹 몸체의 제1 부분은 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소와 메시 히터 사이에 위치될 수 있다. 다공성 세라믹 몸체의 제1 부분은 제1 표면 및 제2 표면을 포함할 수 있다. 제2 표면은 제1 표면에 대향할 수 있다. 메시 히터는 제1 표면과 체결될 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소는 제2 표면과 접촉할 수 있다. 메시 히터는 금속, 예를 들어 강 예컨대 스테인리스 스틸을 포함할 수 있다.
메시 히터의 면적은 50, 40, 또는 30 mm2 미만일 수 있다. 이는 메시 히터가 핸드헬드 시스템에 통합되는 것을 허용할 수 있다.
메시 히터는 와이어의 네트워크를 포함할 수 있다. 와이어는 상호 직조될 수 있다. 메시 히터는 직조 또는 부직포 와이어 메시를 포함할 수 있다. 와이어는 전기 전도성일 수 있다.
와이어는 단일 평면에 놓일 수 있다. 메시 히터는 평면일 수 있다. 평면 히터 히터는 제조 동안 쉽게 취급될 수 있고 견고한 구성을 제공한다.
애퍼처는 와이어에 의해 결합되어 정의될 수 있다. 와이어는 실질적으로 원형, 정사각형, 직사각형, 육각형 또는 불규칙 단면을 가질 수 있다.
와이어는 개별적으로 형성되고 함께 편직될 수 있다. 와이어는 포일과 같은 시트 재료를 에칭함으로써 형성될 수 있다. 이는 메시 히터가 평행한 와이어의 어레이를 포함할 때 특히 유리할 수 있다. 대안적으로, 와이어는, 예를 들어 스테인리스 스틸과 같은 전기 전도성 호일로부터 스탬핑될 수 있다.
메시 히터, 또는 와이어는 적합한 전기적 및 기계적 특성을 갖는 임의의 재료를 포함하거나 이로 형성될 수 있다. 적합한 재료는: 도핑된 세라믹, 전기 "전도성" 세라믹(예를 들어, 몰리브덴 디실리사이드와 같은), 탄소, 그래파이트, 금속, 금속 합금, 및 세라믹 재료와 금속 재료로 만든 복합 재료와 같은 반도체를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 이러한 복합 재료는 도핑된 세라믹 또는 도핑되지 않은 세라믹을 포함할 수 있다. 적합한 도핑된 세라믹의 예는 도핑된 탄화규소를 포함한다. 적합한 금속의 예는 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨 및 백금족의 금속을 포함하고 있다. 적합한 금속 합금의 예는 스테인리스 스틸, 콘스탄탄(Constantan), 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티타늄-, 지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브데넘-, 탄탈륨-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨-, 망간-, 및 철-함유 합금, 및 니켈, 철, 코발트, 스테인리스강-계 초합금, Ti금속®, 철-알루미늄계 합금, 및 철-망간-알루미늄계 합금을 포함하고 있다. Ti금속®은 티타늄 메탈 코포레이션(Titanium Metals Corporation)의 등록 상표이다. 와이어는 하나 이상의 전기 절연체로 코팅될 수 있다. 메시 히터 또는 와이어를 위한 바람직한 재료는 304, 316, 304L, 316L 스테인리스 스틸, 및 그래파이트일 수 있다. 추가적으로, 메시 히터 또는 와이어는 상기 재료의 조합을 포함할 수 있다. 재료의 조합은 메시 히터의 저항의 제어를 개선하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 높은 저항률을 갖는 재료는 낮은 저항률을 갖는 재료와 조합될 수 있다. 재료 중 하나가, 예를 들어 가격, 가공성(machinability), 또는 기타 물리적 및 화학적 파라미터와 같은 다른 관점에서 더 유익한 경우, 이는 유리할 수 있다.
메시 히터는 제1 재료로 제조된 적어도 하나의 와이어 및 제1 재료와 상이한 제2 재료로 제조된 적어도 하나의 와이어를 포함할 수 있다. 이는 전기적 또는 기계적 이유로 유리할 수 있다. 예를 들어, 와이어 중 하나 이상은 철 알루미늄 합금과 같은, 온도에 따라 상당히 변화하는 저항을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 이는 와이어의 저항의 측정이 온도 또는 온도 변화를 결정하는데 사용되는 것을 허용한다. 이는, 퍼프 검출 시스템에서 사용될 수 있으며 히터 온도를 원하는 온도 범위 내에서 유지하도록 그 히터 온도를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 갑작스러운 온도 변화는 또한 시스템에 대한 사용자 퍼프로부터 기인하는 메시 히터를 지나는 기류의 변화를 검출하는 수단으로서 사용될 수 있다.
메시 히터는 와이어 메시로 형성되는 2개 이상의 유형의 와이어를 포함할 수 있다. 2개의 유형의 와이어는 상이한 저항률을 가질 수 있다. 더 높은 저항률을 갖는 와이어, 예를 들어 니켈 크롬 합금으로 제조된 와이어는 전류 흐름 방향으로 배향될 수 있다. 더 낮은 저항률을 갖는 와이어는 더 높은 저항률을 갖는 와이어에 실질적으로 수직으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 저 저항성 와이어는 스테인리스 스틸 와이어일 수 있다. 유리하게, 비교적 저가의 저 저항성 와이어는 전기 저항이 높은 와이어를 위한 지지부를 형성한다. 또한, 높은 전기 저항을 갖는 와이어는 통상적으로 스테인리스 스틸 와이어보다 덜 가단성이고, 따라서 얇은 와이어로 쉽게 제조될 수 없다.
대안적으로, 메시 히터는 탄소 섬유사를 포함할 수 있다. 유리하게는, 탄소 섬유사는 통상적으로 금속 메시보다 더 가요성이다.
와이어는 적어도 10, 16, 17, 또는 30 μm의 평균 직경을 가질 수 있다. 와이어는 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 또는 30 μm 미만의 평균 직경을 가질 수 있다. 바람직하게는, 와이어는 15 내지 30 μm, 또는 15 내지 20 μm, 예를 들어 약 16 또는 17 μm의 평균 직경을 가질 수 있다.
와이어는 각각 적어도 10, 16, 17, 또는 30 μm의 최소 두께를 가질 수 있다. 와이어는 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 또는 30 μm 미만의 최소 두께를 각각 가질 수 있다.
메시 히터는 하이브리드 메시 히터일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "하이브리드 메시 히터"는 적어도 하나의 와이어 및 적어도 하나의 섬유를 포함하는 메시 히터를 지칭하는 데 사용된다. 메시 히터는 와이어 및 섬유의 네트워크를 포함할 수 있다. 전술한 와이어의 특징 및 특성은 하이브리드 메시 히터 내의 와이어에 동일하게 적용 가능하다.
섬유는 와이어와 상이한 재료 조성을 가질 수 있다. 와이어 및 섬유는 상호 직조될 수 있다. 따라서, 메시 히터는 직조 와이어 및 섬유 메시를 포함할 수 있다. 섬유는 와이어의 평균 직경의 80% 내지 120%의 평균 직경을 가질 수 있다. 와이어 및 섬유는 실질적으로 동일한 평균 직경을 가질 수 있다.
와이어는 섬유에 실질적으로 수직일 수 있다.
섬유는 적어도 10, 16, 17, 또는 30 μm의 평균 직경을 가질 수 있다. 섬유는 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 또는 30 μm 미만의 평균 직경을 가질 수 있다. 바람직하게는, 섬유는 15 내지 30 μm, 또는 15 내지 20 μm, 예를 들어 약 16 또는 17 μm의 평균 직경을 가질 수 있다. 섬유는 유리 섬유를 포함할 수 있다. 섬유는 레이온 섬유를 포함할 수 있다.
섬유는 적어도 10, 16, 17, 또는 30 μm의 최소 두께를 각각 가질 수 있다. 섬유는 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 또는 30 μm 미만의 최소 두께를 각각 가질 수 있다.
메시 히터의 두께는 적어도 30, 40 또는 48 μm일 수 있다. 메시 히터가 와이어, 또는 와이어와 섬유를 포함하는 경우, 메시 히터의 두께는 와이어 또는 섬유의 평균 직경의 약 3배일 수 있다. 예를 들어, 메시 히터의 두께는 와이어 또는 섬유의 평균 직경의 2.5 내지 3.5 배일 수 있다. 메시 히터의 두께는 300, 250, 200, 150, 또는 100 μm 미만일 수 있다. 메시 히터의 두께는 45 내지 100, 또는 45 내지 80, 또는 45 내지 60 μm일 수 있다.
메시 히터는 시트를 포함할 수 있다. 시트는 금속일 수 있다. 시트는 스테인리스 스틸과 같은 금속을 포함할 수 있다. 시트는 복수의 애퍼처를 포함할 수 있다. 시트는 천공될 수 있다. 복수의 애퍼처는 시트 내에 천공을 포함할 수 있다. 시트는 가열 트랙을 포함할 수 있거나, 가열 트랙은 시트 상에 증착될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "가열 트랙"은 사용 시 가열되도록 구성되는 재료의 트랙, 경로, 또는 섹션을 지칭하는 데 사용된다. 예를 들어, 사용 시, 전류는 가열 트랙을 저항 가열하기 위해 가열 트랙을 통과할 수 있다. 이 경우에, 가열 트랙은 전기 전도성 재료를 포함할 수 있다. 대안적으로, 가열 트랙은 서셉터 재료를 포함할 수 있고, 사용 시, 가열 트랙은 유도 가열될 수 있다.
메시 히터는 실질적으로 메시 히터의 면의 전체에 걸쳐, 다공성 세라믹 몸체, 또는 다공성 세라믹 몸체의 제1 표면과 체결될 수 있다. 메시 히터는 다공성 세라믹 몸체 또는 다공성 세라믹 몸체의 제1 표면과 접촉할 수 있다. 메시 히터는 실질적으로 메시 히터의 면의 전체에 걸쳐, 다공성 세라믹 몸체, 또는 다공성 세라믹 몸체의 제1 표면과 접촉할 수 있다. 메시 히터는 다공성 세라믹 몸체, 또는 다공성 세라믹 몸체의 제1 표면과 체결될 수 있어, 다공성 세라믹 몸체와 메시 히터 사이에는 어떠한 지점에서도 500, 300, 100, 75, 50, 또는 25 μm 초과의 간격이 없다. 메시 히터의 모든 지점은 다공성 세라믹 몸체 상의 또는 다공성 세라믹 몸체의 제1 표면 상의 적어도 하나의 지점의 500, 300, 100, 75, 50, 또는 25 μm 내일 수 있다. 유리하게는, 메시 히터와 다공성 세라믹 몸체 사이의 임의의 간격을 최소화하는 것은 다공성 세라믹 몸체로부터 메시 히터의 애퍼처 내로 액체 에어로졸 형성 기재의 이송을 개선할 수 있다.
다공성 세라믹 몸체는 비교적 낮은 선형 열팽창 계수, 예를 들어 30, 20, 또는 10 x 10-6 m / (m K) 미만인 25℃에서의 선형 열 팽창 계수를 갖는 재료를 포함할 수 있다. 유리하게는, 더 낮은 열팽창 계수는 다공성 세라믹 몸체가 메시 히터에 의해 가열될 때 다공성 세라믹 몸체로부터의 입자가 몸체로부터 분리될 위험을 감소시킬 수 있다. 메시 히터가 다공성 세라믹 몸체와 접촉하는 경우, 이러한 위험은 메시 히터와 다공성 세라믹 몸체 사이의 접촉 지점에서 특히 높을 수 있다.
다공성 세라믹 몸체는 메시 히터의 재료의 25℃에서 선형 열팽창 계수의 30% 내지 300%인 25℃에서 선형 열 팽창 계수를 갖는 재료를 포함할 수 있다. 유리하게는, 이는 다공성 세라믹 몸체가 메시 히터에 의해 가열될 때 다공성 세라믹 몸체로부터의 입자가 몸체로부터 분리될 위험을 감소시킬 수 있다.
다공성 세라믹 몸체는 스테아타이트, 알루미나 및 지르코니아 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 유리하게는, 이들 재료는 화학적으로 안정하고 비교적 낮은 열팽창 계수를 갖는다.
다공성 세라믹 몸체는 40, 30, 20, 10, 또는 8 μm 미만의 평균 기공 크기를 갖는 기공을 포함할 수 있다. 다공성 세라믹 몸체는 2.5, 5, 10, 또는 20 μm 초과의 평균 기공 크기를 갖는 기공을 포함할 수 있다. 다공성 세라믹 몸체는 2.5 내지 40 μm, 또는 2.5 내지 30 μm, 또는 2.5 내지 20 μm, 또는 2.5 내지 10 μm, 또는 2.5 내지 8 μm, 또는 5 내지 40 μm, 또는 5 내지 30 μm, 또는 5 내지 20 μm, 또는 5 내지 10 μm, 또는 10 내지 40 μm, 또는 10 내지 30 μm, 또는 10 내지 20 μm, 또는 20 내지 40 μm, 또는 20 내지 30 μm, 또는 30 내지 40 μm의 평균 기공 크기를 갖는 기공을 포함할 수 있다.
바람직한 다공성 세라믹 몸체는 30% 내지 60%의 다공성을 갖고, 5 내지 30 μm의 평균 기공 크기를 갖는 기공을 가질 수 있다. 특히 바람직한 다공성 세라믹 몸체는 40% 내지 60%의 다공성을 갖고, 5 내지 10 μm의 평균 기공 크기를 갖는 기공을 가질 수 있다. 다른 특히 바람직한 다공성 세라믹 몸체는 30% 내지 40%의 다공성을 갖고, 20 내지 30 μm의 평균 기공 크기를 갖는 기공을 가질 수 있다.
다공성 세라믹 몸체는 제1 부분 및 돌출부를 포함할 수 있다. 돌출부는 제1 부분의 주변부에 위치될 수 있다. 돌출부는 실질적으로 제1 부분의 주변부의 전체 주위로 연장될 수 있다. 돌출부는 제1 부분의 표면으로부터 실질적으로 수직으로 연장될 수 있다. 유리하게는, 돌출부는 다공성 세라믹 몸체가 파손 없이 제조 및 조립 동안 더 큰 힘을 견디는 것을 허용할 수 있다.
제1 부분은 길이, 길이에 수직인 폭, 및 길이와 폭에 수직인 두께를 포함할 수 있다. 길이 및 폭은 두께의 적어도 2배, 3배, 또는 5배일 수 있다.
제1 부분은 실질적으로 원형 횡단면을 가질 수 있다. 제1 부분은 직경 및 두께를 가질 수 있다. 직경은 두께의 적어도 2배, 3배, 또는 5배일 수 있다.
제1 부분은 적어도 1, 1.5, 2, 또는 2.5 mm의 두께를 가질 수 있다. 유리하게는, 더 큰 두께는 다공성 세라믹 몸체의 제1 부분의 강도를 개선할 수 있다. 제1 부분은 6, 5, 또는 4 mm 미만의 두께를 가질 수 있다. 유리하게는, 더 작은 두께는 제1 부분의 위킹 능력을 개선하므로, 제1 부분을 통한 액체 에어로졸 형성 기재의 이송을 개선할 수 있다. 따라서, 제1 부분은 1 내지 6 mm, 또는 1 내지 5 mm, 또는 1.5 내지 5 mm, 또는 1.5 내지 4 mm의 두께를 가질 수 있다.
돌출부는 적어도 1, 1.5, 2, 또는 2.5 mm의 폭을 가질 수 있다. 돌출부는 6, 5, 또는 4 mm 미만의 폭을 가질 수 있다. 따라서, 돌출부는 1 내지 6 mm, 또는 1 내지 5 mm, 또는 1.5 내지 5 mm, 또는 1.5 내지 4 mm의 폭을 가질 수 있다. 돌출부의 폭은 제1 부분의 두께의 50% 내지 150%일 수 있다.
다공성 세라믹 몸체의 제1 부분은 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소와 메시 히터 사이에 위치될 수 있다. 다공성 세라믹 몸체의 제1 부분은 제1 표면 및 제2 표면을 포함할 수 있다. 제2 표면은 제1 표면에 대향할 수 있다. 메시 히터는 제1 표면과 체결될 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소는 제2 표면과 접촉할 수 있다. 돌출부는 제2 표면으로부터 연장될 수 있다. 돌출부는 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소를 둘러쌀 수 있다.
다공성 세라믹 몸체는 이를 통해 연장되는 채널을 포함할 수 있다. 다공성 세라믹 몸체의 제1 부분은 채널을 포함할 수 있다. 채널은 제1 부분을 통해 연장될 수 있다. 채널은 실질적으로 제1 부분의 두께 방향으로 연장될 수 있다. 메시 히터는 실질적으로 평평하거나 평면일 수 있고 채널은 메시 히터의 평면에 실질적으로 수직으로 연장될 수 있다. 채널은 적어도 300, 400 또는 500 μm의 직경을 가질 수 있다. 채널은 800, 700, 또는 600 μm 미만의 직경을 가질 수 있다. 유리하게는, 채널은 다공성 세라믹 몸체의 다공성을 증가시킬 수 있다. 이는 다공성 세라믹 몸체가 더 많은 액체 에어로졸 형성 기재를 유지하는 것을 허용할 수 있다. 또한, 채널은 다공성 세라믹 몸체의 위킹 능력을 개선할 수 있다. 따라서, 채널은 다공성 세라믹 몸체를 통한 액체 에어로졸 형성 기재의 이송을 개선할 수 있다.
메시 히터는 솔더 포인트 또는 다수의 솔더 포인트에 의해 다공성 세라믹 몸체에 부착될 수 있다. 솔더 포인트 또는 솔더 포인트들은 또는 주석을 포함할 수 있다.
메시 히터는 다공성 세라믹 몸체와 메시 히터 사이에 금속의 세그먼트, 또는 다수의 세그먼트를 제공하고(예를 들어, 금속의 세그먼트(들)를 다공성 세라믹 몸체에 도포하거나, 금속으로 메시 히터를 코딩하고); 다공성 세라믹 몸체와 채결된 메시 히터를 위치시키고; 선택적으로 메시 히터 및 다공성 세라믹 몸체를 서로를 향해 강제하는 동안, 금속의 세그먼트(들)를 용융시키고; 금속의 세그먼트(들)를 고형화함으로써 다공성 세라믹 몸체에 부착될 수 있다. 금속의 세그먼트(들)가 고형화됨에 따라, 금속의 세그먼트(들)는 다공성 세라믹 몸체를 메시 히터에 접착한다.
메시 히터는 메시 히터와 다공성 세라믹 몸체 사이에 금속의 세그먼트, 또는 다수의 세그먼트를 제공하고(예를 들어, 금속의 세그먼트(들)를 다공성 세라믹 몸체에 도포하거나, 금속으로 메시 히터를 코팅하고); 선택적으로 금속의 세그먼트(들)를 가열하는 동안, 메시 히터 및 다공성 세라믹 몸체를 서로를 향해 강제함으로써, 다공성 세라믹 몸체에 부착될 수 있다. 금속의 세그먼트(들)는 다공성 세라믹 몸체를 메시 히터에 접착시킬 수 있다.
금속의 다수의 세그먼트가 사용되는 경우, 이들 세그먼트는 메시 히터의 평면에서 간격을 두며, 예를 들어 이격될 수 있다. 세그먼트 중 하나 이상은 다공성 세라믹 몸체 또는 메시 히터 상의 금속의 블롭 또는 부분일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 따라서, 다공성 세라믹 몸체 상에 또는 메시 히터 상에 또는 다공성 세라믹 몸체 및 메시 히터 둘 모두 상에 금속의 다수의 이격된 블롭 또는 일부가 있을 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같이 메시 히터를 다공성 세라믹 몸체에 부착함으로써, 카트리지는 다공성 세라믹 몸체와 메시 히터 사이에 금속의 세그먼트를 포함할 수 있다. 금속의 세그먼트는 은 또는 주석을 포함할 수 있다. 그러나, 카트리지는 다른 이유로 다공성 세라믹 몸체와 메시 히터 사이의 금속의 세그먼트를 포함할 수 있음을 주목해야 한다.
금속의 세그먼트는 다공성 세라믹 몸체를 메시 히터에 접착할 수 있다. 금속의 세그먼트는 은 또는 주석을 포함할 수 있다.
메시 히터, 또는 이의 일부는 전체 또는 부분 금속 코팅을 포함할 수 있다. 금속 코팅은 주석 또는 은을 포함할 수 있다. 이는 금속의 세그먼트(들)가 금속으로 메시 히터를 코팅함으로써 도포되는 경우 사실일 수 있다.
메시 히터는 다공성 세라믹 몸체와 체결된 메시 히터를 위치시키고; 메시 히터의 적어도 일부가 다공성 세라믹 몸체와 제2 세라믹의 커버층 사이에 있도록 제2 세라믹의 커버층을 메시 히터 상에 증착함으로써 다공성 세라믹 몸체에 부착될 수 있다. 이어서, 다공성 세라믹 몸체, 또는 제2 세라믹의 커버링 층, 또는 다공성 세라믹 몸체와 제2 세라믹의 커버링 층 둘 모두가 소결될 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 다공성 세라믹 몸체, 또는 제2 세라믹의 커버링 층, 또는 다공성 세라믹 몸체 및 제2 세라믹의 커버링 층 둘 모두는 제2 세라믹의 커버링 층이 메시 히터 상에 증착되기 전에 소결될 수 있다.
다공성 세라믹 몸체의 특징 및 특성은 또한 제2 세라믹의 커버링 층에 적용될 수 있다. 예를 들어, 재료, 재료 특성, 기공 크기, 및 다공성과 관련된 특징 및 특성은 제2 세라믹의 커버링 층에 모두 적용될 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같이 메시 히터를 다공성 세라믹 몸체에 부착함으로써, 메시 히터는 다공성 세라믹 몸체와 제2 세라믹의 커버층 사이에 위치될 수 있다. 그러나, 카트리지는 다른 이유로 제2 세라믹의 커버링 층을 포함할 수 있음을 주목해야 한다.
제2 세라믹의 커버링 층은 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 다공성 세라믹 몸체는 또한 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 따라서, 다공성 세라믹 몸체 및 제2 세라믹의 커버링 층 둘 모두는 알루미나, 스테아타이트, 및 지르코니아 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제2 세라믹의 커버링 층은 5000, 1000, 500, 또는 200 μm 미만의 두께를 가질 수 있다. 제2 세라믹의 커버링 층은 적어도 10, 100, 500, 또는 1000 μm의 두께를 가질 수 있다. 따라서, 제2 세라믹의 커버링 층은 500 내지 5000 μm, 예를 들어 1000 내지 2000 μm의 두께를 가질 수 있다.
제2 세라믹의 커버링 층은 메시 히터와 접촉할 수 있다. 제2 세라믹의 커버링 층은 다공성 세라믹 몸체와 접촉할 수 있다. 메시 히터는 제2 세라믹의 커버링 층에 의해 다공성 세라믹 몸체에 부착될 수 있다.
제2 세라믹의 커버링 층은 메시 히터의 표면의 80% 미만, 또는 65%, 또는 50% 미만을 덮을 수 있다. 이는 메시 히터의 표면의 더 큰 부분을 덮는 제2 세라믹의 커버링 층과 비교하여 에어로졸의 발생을 개선할 수 있다.
카트리지는 공기 유입구를 가질 수 있다. 카트리지는 공기 배출구를 포함할 수 있다. 공기 유입구는 공기 배출구와 유체 연통할 수 있다. 메시 히터는 공기 유입구의 하류에 배치될 수 있다. 메시 히터는 공기 배출구의 상류에 배치될 수 있다.
카트리지는 마우스피스를 포함할 수 있다. 마우스피스는 공기 배출구일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 사용 시, 카트리지가 에어로졸 발생 장치와 결합될 때, 사용자는 카트리지의 마우스피스를 퍼핑할 수 있다. 이는 공기가 공기 유입구를 통해 흐른 다음, 메시 히터를 가로지르거나, 넘거나, 지나가거나, 통하고, 이어서 공기 배출구를 통해 흐르게 할 수 있다.
카트리지는 메시 히터에 전기적으로 연결된 제1 및 제2 전기 접촉부를 포함할 수 있다. 전기 접촉부는 주석, 은, 금, 구리, 알루미늄, 스테인리스 스틸과 같은 강, 인 청동, 안티몬과 합금된 주석, 지르코늄과 합금된 주석, 비스무트와 합금된 주석, 또는 유기산에 대한 내성을 개선하는 다른 것과 합금된 주석 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
전기 접촉부는 메시 히터의 와이어에 직접 고정될 수 있다. 전기 접촉부는 와이어와 다공성 세라믹 몸체 사이에 위치될 수 있다. 예를 들어, 접촉부는 다공성 세라믹 몸체에 도금되거나 그렇지 않으면 부착되는 주석 또는 은으로 형성될 수 있다. 접촉부는 다공성 세라믹 몸체보다 와이어와 더 쉽게 접합될 수 있다. 전기 접촉부는 와이어와 일체형일 수 있다. 예를 들어, 메시 히터는 2개의 전기 접촉부 사이에 복수의 와이어를 제공하기 위해 전기 전도성 시트를 에칭함으로써 형성될 수 있다.
전기 접촉부는 카트리지가 장치와 결합될 때 에어로졸 발생 장치 상의 대응하는 전기 접촉부와 전기적 연결을 형성하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 제3 구현예에 따르면, 에어로졸 발생 장치 및 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 제공된다. 카트리지는 제1 구현예에 따른 카트리지일 수 있다. 카트리지는 제2 구현예에 따른 카트리지일 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 장치와 결합되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치는 카트리지에 결합되고 카트리지로부터 분리되도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 스냅-끼워맞춤 연결, 대응하는 나사 스레드 또는 임의의 다른 적합한 수단을 통해 카트리지에 결합되고 카트리지로부터 분리되도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 카트리지의 적어도 일부분을 수용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치는 카트리지의 적어도 일부분을 수용하도록 구성된 챔버를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 공기 유입구를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 공기 배출구를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치의 공기 배출구는 카트리지의 공기 유입구와 유체 연통할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 배터리와 같은 전력 공급부를 포함할 수 있다. 카트리지가 장치와 결합될 때, 전력 공급부는 예를 들어, 메시 히터를 저항 가열하기 위해, 메시 히터에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다.
전력 공급부는 장치의 제1 및 제2 전기 접촉부에 전기적으로 연결될 수 있다. 이들 제1 및 제2 전기 접촉부는 카트리지가 장치와 결합될 때 카트리지 상의 대응하는 전기 접촉부와 전기적 연결을 형성하도록 구성될 수 있다. 메시 히터는 저항 가열되도록 구성될 수 있다. 메시 히터는 카트리지 상의 전기 접촉부에 연결된 와이어 또는 전기 저항성 트랙일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 와이어 또는 트랙은 전력 공급부가 와이어 또는 트랙을 통해 전류를 통과함에 따라 가열될 수 있다. 따라서, 카트리지가 에어로졸 발생 장치와 결합될 때, 에어로졸 발생 장치 내의 전력 공급부는 메시 히터에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 즉, 전력 공급부는 메시 히터, 또는 메시 히터의 와이어 또는 트랙을 통해 전류를 통과시키고, 메시 히터를 저항 가열 가능할 수 있다.
카트리지 또는 에어로졸 발생 장치는 인덕터, 예를 들어 유도 코일을 포함할 수 있다. 메시 히터는 서셉터 재료일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다.
전력 공급부는 인덕터가 변동 전자기장을 발생시키도록 인덕터를 통해 전류를 통과하도록 구성될 수 있다. 이는 결국 서셉터 재료에 와전류 및 히스테리시스 손실을 발생시킬 수 있다. 이는 서셉터 재료가 가열되게 할 수 있다. 따라서, 전력 공급부 및 인덕터는 메시 히터를 유도 가열하도록 구성될 수 있다.
서셉터 재료는 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키기에 충분한 온도까지 유도 가열될 수 있는 임의의 재료일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 바람직한 서셉터 재료는 100, 150, 200 또는 250℃를 초과하는 온도까지 가열될 수 있다. 바람직한 서셉터 재료는 금속 또는 탄소를 포함할 수 있다. 바람직한 서셉터 재료는 강자성 재료, 예를 들어 페라이트 철, 또는 강자성 철 또는 스테인리스 스틸을 포함할 수 있다. 적합한 서셉터 요소는 알루미늄이거나 이를 포함할 수 있다. 바람직한 서셉터 재료는 400 시리즈 스테인레스 강, 예를 들어 410 등급, 또는 420 등급 또는 430 등급 스테인리스 스틸을 포함하거나 이로 형성될 수 있다. 상이한 재료는 유사한 값의 주파수 및 자계 강도를 갖는 전자기장 내에 위치될 경우 상이한 양의 에너지를 소실한다. 따라서, 재료 유형 및 크기와 같은 서셉터 재료의 파라미터는 공지된 전자기장 내의 원하는 전력 소실을 제공하도록 변경될 수 있다.
인덕터는 유도 코일일 수 있다. 유도 코일은 카트리지 내에 위치될 수 있다. 유도 코일은 메시 히터 주위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 유도 코일은 메시 히터 주위로 나선형일 수 있다. 인덕터는 카트리지 상의 전기 접촉부에 전기적으로 연결될 수 있다. 카트리지가 에어로졸 발생 장치와 결합될 때, 이들 전기 접촉부는 장치 내의 전력 공급부에 전기적으로 연결되는 장치 상의 대응하는 전기 접촉부에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 카트리지가 장치와 결합될 때, 장치의 전력 공급부는 인덕터를 통해 전류를 통과시켜 변동 전자기장을 발생시키고 그것에 의해 메시 히터의 서셉터 재료를 가열하도록 구성될 수 있다.
유도 코일과 같은 인덕터는 에어로졸 발생 장치 내에 위치될 수 있다. 인덕터는 전력 공급부에 전기적으로 연결될 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 카트리지의 적어도 일부분을 수용하기 위한 챔버를 포함할 수 있다. 유도 코일은 이 챔버의 적어도 일부 주위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 유도 코일은 챔버의 적어도 일부 주위에서 나선형일 수 있다. 이와 같이, 카트리지, 또는 이의 일부가 챔버 내에 수용될 때, 유도 코일은 메시 히터 주위에 배치되거나 메시 히터 주위에 나선형으로 배치될 수 있다. 따라서, 카트리지가 장치와 결합될 때, 장치의 전력 공급부는 인덕터를 통해 전류를 통과시켜 변동 전자기장을 발생시키고 그것에 의해 메시 히터의 서셉터 재료를 가열하도록 구성될 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 컨트롤러를 포함할 수 있다. 컨트롤러는 전력 공급부로부터 전력의 공급을 제어하도록 구성될 수 있다. 따라서, 컨트롤러는 메시 히터의 가열을 제어할 수 있다.
아래에 비제한적인 실시예의 비-포괄적인 목록이 제공되어 있다. 이 예는 조항에 제시되어 있다. 이들 실시예의 임의의 하나 이상의 특징부는 본원에 설명된 다른 실시예, 구현예, 또는 양태의 임의의 하나 이상의 특징부와 조합될 수 있다.
A. 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 카트리지로서,
30% 내지 65%의 다공성을 갖는 다공성 세라믹 몸체; 및
상기 다공성 세라믹 몸체와 체결되는 메시 히터를 포함하며, 상기 메시 히터는 복수의 애퍼처를 포함하고, 각각의 애퍼처는 50 μm 내지 200 μm의 치수를 각각 갖는, 카트리지.
B. 조항 A에 있어서, 사용 시, 액체 에어로졸 형성 기재는 다공성 세라믹 몸체로부터 메시 히터의 애퍼처 내로 흡인되는, 카트리지.
C. 조항 A 또는 B에 있어서, 사용 시, 액체 에어로졸 형성 기재는 모세관 작용에 의해 메시 히터의 애퍼처 내로 흡인되는, 카트리지.
D. 임의의 선행하는 조항에 있어서, 메시 히터는 실질적으로 편평하거나 실질적으로 평면인, 카트리지.
E. 조항 D에 있어서, 사용 시, 벌크 액체 에어로졸 형성 기재 이동 방향은 메시 히터의 평면에 실질적으로 수직인, 카트리지.
F. 임의의 선행하는 조항에 있어서, 메시 히터, 또는 이의 일부는 다공성 세라믹 몸체의 제1 표면에 실질적으로 평행한, 카트리지.
G. 조항 F에 있어서, 메시 히터는 다공성 세라믹 몸체의 제1 표면에 부착되는, 카트리지.
H. 조항 F 또는 G에 있어서, 다공성 세라믹 몸체는 제1 표면에 실질적으로 대향하는 제2 표면을 포함하는, 카트리지.
I. 조항 H에 있어서, 사용 시, 액체 에어로졸 형성 기재는 제2 표면으로부터 제1 표면으로의 방향으로, 예를 들어 제2 표면으로부터 제1 표면으로 이동하는, 카트리지.
J. 임의의 선행하는 조항에 있어서, 카트리지는 액체 에어로졸 형성 기재를 저장하기 위한 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소를 포함하는, 카트리지.
K. 조항 J에 있어서, 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소는 다공성 세라믹 몸체와 유체 연통하는, 카트리지.
L. 조항 H 또는 I에 있어서, 카트리지는 액체 에어로졸 형성 기재를 저장하기 위한 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소를 포함하고, 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소는 다공성 세라믹 몸체의 제2 표면과 유체 연통하는, 카트리지.
M. 임의의 선행하는 조항에 있어서, 메시 히터는 금속을 포함하는, 카트리지.
N. 조항 M에 있어서, 메시 히터는 강을 포함하는, 카트리지.
O. 임의의 선행하는 조항에 있어서, 메시 히터는 와이어의 네트워크를 포함하는, 카트리지.
P. 조항 O에 있어서, 메시 히터는 직조 와이어 메시를 포함하는, 카트리지.
Q. 임의의 선행하는 조항에 있어서, 메시 히터는 와이어 및 섬유의 네트워크를 포함하는 하이브리드 메시 히터이고, 섬유는 와이어와 상이한 재료 조성을 갖는, 카트리지.
R. 조항 Q에 있어서, 와이어는 금속을 포함하는, 카트리지.
S. 조항 R에 있어서, 와이어는 강을 포함하는, 카트리지.
T. 조항 Q 내지 S 중 어느 하나에 있어서, 와이어는 섬유에 실질적으로 수직인, 카트리지.
U. 조항 Q 내지 T 중 어느 하나에 있어서, 메시 히터는 직조 와이어 및 섬유 메시를 포함하는, 카트리지.
V. 조항 Q 내지 U 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 와이어의 평균 직경의 80% 내지 120%의 평균 직경을 갖는, 카트리지.
W. 조항 Q 내지 V 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 적어도 10 μm의 평균 직경을 갖는, 카트리지.
X. 조항 Q 내지 W 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 100 μm 미만의 평균 직경을 갖는, 카트리지.
Y. 조항 Q 내지 X 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 유리 섬유인, 카트리지.
Z. 조항 Q 내지 X 중 어느 하나에 있어서, 섬유는 레이온 섬유인, 카트리지.
AA. 조항 O 내지 Z 중 어느 하나에 있어서, 와이어는 적어도 10 μm의 평균 직경을 갖는, 카트리지.
AB. 조항 O 내지 AA 중 어느 하나에 있어서, 와이어는 100 μm 미만의 평균 직경을 갖는, 카트리지.
AC. 조항 A 내지 N 중 어느 하나에 있어서, 메시 히터는 시트를 포함하는, 카트리지.
AD. 조항 AC에 있어서, 시트는 금속인, 카트리지.
AE. 조항 AC 또는 AD에 있어서, 시트는 복수의 애퍼처를 포함하는, 카트리지.
AF. 조항 AC 내지 AE 중 어느 하나에 있어서, 시트는 천공되는, 카트리지.
AG. 조항 AC 내지 AF 중 어느 하나에 있어서, 시트는 그 위에 증착된 가열 트랙을 포함하는, 카트리지.
AH. 임의의 선행하는 조항에 있어서, 메시 히터는 실질적으로 편평하거나 실질적으로 평면이고, 메시 히터의 두께는 30 μm 초과인, 카트리지.
AI. 임의의 선행하는 조항에 있어서, 메시 히터는 실질적으로 메시 히터의 면의 전체에 걸쳐 다공성 세라믹 몸체와 체결되는, 카트리지.
AJ. 조항 AI에 있어서, 메시 히터는 실질적으로 메시 히터의 면의 전체에 걸쳐 다공성 세라믹 몸체와 접촉하는, 카트리지.
AK. 임의의 선행하는 조항에 있어서, 다공성 세라믹 몸체는 스테아타이트, 알루미나 및 지르코니아 중 하나 이상을 포함하는, 카트리지.
AL. 임의의 선행하는 조항에 있어서, 다공성 세라믹 몸체는 2.5 μm 내지 40 μm의 평균 기공 크기를 갖는 기공을 포함하는, 카트리지.
AM. 임의의 선행하는 조항에 있어서, 다공성 세라믹 몸체는 제1 부분 및 돌출부를 포함하는, 카트리지.
AN. 조항 AM에 있어서, 돌출부는 제1 부분의 주변부에 위치되는, 카트리지.
AO. 조항 AN에 있어서, 돌출부는 실질적으로 제1 부분의 주변부의 전체 주위로 연장되는, 카트리지.
AP. 조항 AM 내지 AO 중 어느 하나에 있어서, 돌출부는 실질적으로 제1 부분의 표면으로부터 수직으로 연장되는, 카트리지.
AQ. 조항 AM 내지 AP 중 어느 하나에 있어서, 제1 부분은 길이, 길이에 수직인 폭, 및 길이 및 폭에 수직인 두께를 포함하고, 길이 및 폭은 두께의 적어도 2배인, 카트리지.
AR. 조항 AM 내지 AP 중 어느 하나에 있어서, 제1 부분은 실질적으로 원형 단면을 갖는, 카트리지.
AS. 조항 AR에 있어서, 제1 부분은 직경 및 두께를 갖고, 직경은 두께의 적어도 2배인, 카트리지.
AT. 조항 AM 내지 AS 중 어느 하나에 있어서, 제1 부분은 적어도 1.5 mm의 두께를 갖는, 카트리지.
AU. 조항 AM 내지 AT 중 어느 하나에 있어서, 제1 부분은 6 mm 미만의 두께를 갖는, 카트리지.
AV. 조항 AM 내지 AU 중 어느 하나에 있어서, 돌출부는 적어도 1.5 mm의 폭을 갖는, 카트리지.
AW. 조항 AM 내지 AV 중 어느 하나에 있어서, 돌출부는 6 mm 미만의 폭을 갖는, 카트리지.
AX. 임의의 선행하는 조항에 있어서, 다공성 세라믹 몸체는 이를 통해 연장되는 채널을 포함하는, 카트리지.
AY. 조항 AM 내지 AW 중 어느 하나에 있어서, 다공성 세라믹 몸체의 제1 부분은 이를 통해 연장되는 채널을 포함하는, 카트리지.
AZ. 조항 AY에 있어서, 채널은 제1 부분의 두께 방향으로 실질적으로 연장되는, 카트리지.
BA. 조항 AX, AY 또는 AZ에 있어서, 메시 히터는 실질적으로 평평하거나 실질적으로 평면이고, 채널은 메시 히터의 평면에 실질적으로 수직으로 연장되는, 카트리지.
BB. 조항 AX 내지 BA 중 어느 하나에 있어서, 채널은 적어도 300 μm의 직경을 갖는, 카트리지.
BC. 조항 AX 내지 BB 중 어느 하나에 있어서, 채널은 800 μm 미만의 직경을 갖는, 카트리지.
BD. 임의의 선행하는 조항에 있어서, 메시 히터는 솔더 포인트에 의해 다공성 세라믹 몸체에 부착되는, 카트리지.
BE. 조항 BD에 있어서, 솔더 포인트는 은 또는 주석을 포함하는, 카트리지.
BF. 임의의 선행하는 조항에 있어서, 다공성 세라믹 몸체와 메시 히터 사이에 위치된 금속의 세그먼트를 포함하는, 카트리지.
BG. 조항 BF에 있어서, 메시 히터는 금속의 세그먼트에 의해 다공성 세라믹 몸체에 부착되는, 카트리지.
BH. 조항 BF 또는 BG에 있어서, 금속의 세그먼트는 은 또는 주석을 포함하는, 카트리지.
BI. 임의의 선행하는 조항에 있어서, 메시 히터는 다공성 세라믹 몸체와 제2 세라믹의 커버링 층 사이에 위치되는, 카트리지.
BJ. 조항 BI에 있어서, 제2 세라믹의 커버링 층은 세라믹 재료를 포함하고, 다공성 세라믹 몸체는 세라믹 재료를 포함하는, 카트리지.
BK. 조항 BI 또는 BJ에 있어서, 제2 세라믹의 커버링 층은 5000 μm 미만의 두께를 갖는, 카트리지.
BL. 조항 BI, BJ 또는 BK에 있어서, 제2 세라믹의 커버링 층은 적어도 10 μm의 두께를 갖는, 카트리지.
BM. 조항 BI 내지 BL 중 어느 하나에 있어서, 제2 세라믹의 커버링 층은 메시 히터의 표면의 80% 미만을 덮는, 카트리지.
BN. 조항 BI 내지 BM 중 어느 하나에 있어서, 제2 세라믹의 커버링 층은 메시 히터와 접촉하는, 카트리지.
BO. 조항 BI 내지 BN 중 어느 하나에 있어서, 메시 히터는 제2 세라믹의 커버링 층에 의해 다공성 세라믹 몸체에 부착되는, 카트리지.
BP. 임의의 선행하는 조항에 있어서, 카트리지는 메시 히터에 전기적으로 연결된 전기 접촉부를 포함하는, 카트리지.
BQ. 조항 BP에 있어서, 전기 접촉부는 주석, 은, 금, 구리, 알루미늄, 스테인리스 스틸과 같은 강, 인 청동, 안티몬과 합금된 주석, 지르코늄과 합금된 주석, 비스무트와 합금된 주석, 또는 유기산에 대한 내성을 개선하는 다른 구성요소와 합금된 주석을 포함하는, 카트리지.
BR. 에어로졸 발생 시스템으로서, 에어로졸 발생 장치 및 임의의 선행하는 조항에 따른 카트리지를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
BS. 조항 BR에 있어서, 에어로졸 발생 장치는 카트리지와 결합되도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
BT. 조항 BR 또는 BS에 있어서, 에어로졸 발생 장치는 메시 히터를 저항 가열하기 위해 메시 히터에 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급부를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
BU. 조항 BR 또는 BS에 있어서, 에어로졸 발생 장치는 전력 공급부를 포함하고, 카트리지 또는 에어로졸 발생 장치는 인덕터를 포함하고, 전력 공급부 및 인덕터는 메시 히터를 유도 가열하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
이제, 실시예가 도면을 참조하여 추가로 설명될 것이다.
도 1은 제1 히터 조립체를 갖는 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 시스템의 단면도를 도시한다.
도 2는 제1 히터 조립체를 포함하는 카트리지의 단면도를 도시한다.
도 3은 제1 히터 조립체의 사시도를 도시한다.
도 4는 제1 히터 조립체의 단면도를 도시한다.
도 5는 제2 히터 조립체의 사시도를 도시한다.
도 6은 제2 히터 조립체의 단면도를 도시한다.
도 7은 제3 히터 조립체의 사시도를 도시한다.
도 8은 제3 히터 조립체의 단면도를 도시하며;
도 9는 제3 히터 조립체를 갖는 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 시스템의 단면도를 도시한다.
도 1은 제1 히터 조립체를 갖는 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 시스템의 단면도를 도시한다.
도 2는 제1 히터 조립체를 포함하는 카트리지의 단면도를 도시한다.
도 3은 제1 히터 조립체의 사시도를 도시한다.
도 4는 제1 히터 조립체의 단면도를 도시한다.
도 5는 제2 히터 조립체의 사시도를 도시한다.
도 6은 제2 히터 조립체의 단면도를 도시한다.
도 7은 제3 히터 조립체의 사시도를 도시한다.
도 8은 제3 히터 조립체의 단면도를 도시하며;
도 9는 제3 히터 조립체를 갖는 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 시스템의 단면도를 도시한다.
도 1은 에어로졸 발생 시스템(100)의 단면도를 도시한다. 에어로졸 발생 시스템(100)은 에어로졸 발생 장치(150) 및 카트리지(200)를 포함한다. 이 예에서, 에어로졸 발생 시스템(100)은 전기 작동식 흡연 시스템이다.
에어로졸 발생 장치(150)는 휴대용이며, 종래의 엽궐련 또는 궐련에 필적할만한 크기를 갖는다. 장치(150)는 리튬 철 인산염 배터리와 같은 배터리(152), 및 배터리(152)에 전기적으로 연결된 컨트롤러(154)를 포함한다. 장치(150)는 또한 배터리(152)에 전기적으로 연결되는 2개의 전기 접촉부(156, 158)를 포함한다. 이러한 전기적 연결은 와이어드 연결이고 도 1에 도시되지 않는다.
카트리지(200)는 공기 유입구(202), 공기 배출구(204), 및 제1 히터 조립체(300)를 포함한다. 공기 유입구(202)는 공기 배출구(204)와 유체 연통한다. 히터 조립체(300)는 공기 유입구(202)의 하류 및 공기 배출구(204)의 상류에 위치된다. 히터 조립체(300)는 다공성 세라믹 몸체(302), 및 다공성 세라믹 몸체(302)와 체결된 실질적으로 평면 메시 히터(304)를 포함한다.
메시 히터(304)는 스테인리스 스틸 와이어(306) 및 유리 섬유(308)를 포함하는 하이브리드 메시를 포함한다. 스테인리스 스틸 와이어(306)는 유리 섬유(308)와 상호 직조되고, 유리 섬유에 실질적으로 수직이다. 따라서, 메시 히터(304)는 직조 하이브리드 메시를 포함한다. 메시 히터(304)는 2개의 솔더 포인트(310, 312)에 의해 다공성 세라믹 몸체(302)에 부착된다. 이 예에서, 솔더 포인트(310, 312)는 주석으로 형성되지만, 은 또는 다른 적합한 재료가 사용될 수 있다. 이들 솔더 포인트(310, 312) 각각은 카트리지 상의 전기 접촉부(214, 216)에 전기적으로 연결된다. 이러한 전기적 연결은 와이어드 연결이고 도 1에 도시되지 않는다. 이러한 전기적 연결을 통해, 스테인리스 스틸 와이어(306)는 전기 접촉부(214, 216)에 전기적으로 연결된다.
다공성 세라믹 몸체(302)는 다수의 기공을 포함한다. 액체 에어로졸 형성 기재는 다공성 세라믹 몸체(302)의 기공 내에 유지된다.
도 1에서, 에어로졸 발생 장치(150)는 카트리지(200)와 결합된다. 이 예에서, 카트리지(200)는 에어로졸 발생 장치(150) 상의 대응하는 애퍼처(160, 162)와 스냅 끼워맞춤 연결을 형성하는 돌출부(206, 208)를 통해 에어로졸 발생 장치(150)와 결합된다.
카트리지(200)는 다공성 세라믹 몸체(302)와 유체 연통하는 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소(288)를 추가적으로 포함한다. 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소(288)는 다공성 세라믹 몸체(302)의 제1 부분(320)과 접촉한다. 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소(1008)는 접착제로 다공성 세라믹 몸체(302)에 접착될 수 있거나, 마찰에 의해 제자리에 유지될 수 있거나, 다른 적합한 수단에 의해 제자리에 유지될 수 있다. 이 예에서 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소(288)는 섬유성 또는 스펀지 구조를 갖는 모세관 재료이지만, 다른 구현예에서 액체 에어로졸 형성 기재의 저장소 또는 탱크가 사용될 수 있다. 모세관 재료는 폴리에스테르로 형성되지만, 임의의 적합한 재료가 사용될 수 있다. 모세관 재료는 에어로졸 형성 기재로 침지된다. 따라서, 도 1에서, 에어로졸 형성 기재는 다공성 세라믹 몸체(302)의 기공 내에 그리고 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소(288) 내에 저장된다.
사용 시, 사용자는 카트리지(200)의 공기 배출구(204)를 퍼핑한다. 동시에, 사용자는 에어로졸 발생 장치(150) 상의 버튼(도시되지 않음)을 누른다. 이 버튼을 누르는 것은 컨트롤러(154)에 신호를 송신하며, 이는 전력이 배터리(152)로부터 장치의 전기 접촉부(156, 158) 및 카트리지의 전기 접촉부(214, 216)를 통해 메시 히터(302)로 공급되는 것을 초래한다. 이는 전류가 메시 히터(304)의 스테인리스 스틸 와이어(306)를 통해 흐르게 하며, 그것에 의해 스테인리스 스틸 와이어(306)를 저항 가열하고 전체적으로 메시 히터(304)가 가열되게 한다. 다른 예에서, 기류 센서, 또는 압력 센서는 카트리지(200) 내에 위치되고 컨트롤러(154)에 전기적으로 연결된다. 기류 센서, 또는 압력 센서는 사용자가 카트리지(200)의 공기 배출구(204)를 퍼핑하고 있음을 검출하고 컨트롤러(154)에 신호를 송신하여 메시 히터(304)에 전력을 제공한다. 따라서, 이들 예에서, 사용자가 메시 히터(304)를 가열하기 위해 버튼을 누를 필요는 없다. 다공성 세라믹 몸체(302)의 기공 내에 유지된 액체 에어로졸 형성 기재는 모세관 작용에 의해 메시 히터(304)의 애퍼처 내로 흡인된다. 메시 히터(304)는 이러한 액체 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸 형성 기재를 기화시킨다.
액체 에어로졸 형성 기재가 다공성 세라믹 몸체(302)로부터 메시 히터(304)의 애퍼처 내로 흡인되고 기화됨에 따라, 액체 에어로졸 형성 기재는 또한 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소(288)로부터 다공성 세라믹 몸체(302) 내로 흡인된다. 따라서, 사용자는 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소(288)가 존재하지 않는 경우보다 더 많은 에어로졸을 발생 가능할 수 있다.
사용자가 카트리지(200)의 공기 배출구(204)를 퍼핑함에 따라, 공기가 공기 유입구(202) 내로 흡인된다. 이어서, 이러한 공기는 히터 조립체(300) 주위로 그리고 공기 배출구(204)를 향해 이동한다. 이러한 공기 흐름은 메시 히터(304)에 의한 액체 에어로졸 형성 기재의 가열에 의해 형성된 증기를 비말동반한다. 이어서, 이러한 비말동반된 증기는 냉각되고 응축되어 에어로졸을 형성한다. 이어서, 이 에어로졸은 공기 배출구(204)를 통해 사용자에게 전달된다.
도 2는 히터 조립체(300)의 제1 예를 포함하는 카트리지(200)의 단면도를 도시한다. 도 2에서, 카트리지(200)는 에어로졸 발생 장치(150)와 더 이상 결합되지 않는다.
도 3 및 도 4는 제1 히터 조립체(300)의 사시도 및 단면도를 각각 도시한다. 도 3은 또한 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소(288)을 도시한다. 히터 조립체(300)는 다공성 세라믹 몸체(302) 및 메시 히터(304)를 포함한다. 메시 히터(304)는 실질적으로 메시 히터(304)의 면의 전체에 걸쳐 다공성 세라믹 몸체(302)와 접촉한다.
메시 히터(304)의 스테인리스 스틸 와이어(306) 및 유리 섬유(308)는 상호 직조된다. 따라서, 메시 히터(304)는 직조 하이브리드 메시를 포함한다. 메시 히터(304)의 스테인리스 스틸 와이어(306) 및 유리 섬유(308)는 약 17 μm의 직경을 갖는다. 메시 히터(304)의 두께는 대략 51 μm이다. 도 3에서, 메시 히터의 애퍼처(309)가 보일 수 있다. 이들 애퍼처(309)는 약 70 μm의 치수를 각각 갖는다. 이 예에서, 애퍼처(309)는 실질적으로 정사각형 단면을 갖고, 치수는 정사각형 단면의 측면의 길이와 동일하다.
다공성 세라믹 몸체(302)는 전적으로 알루미나로 형성된다. 다공성 세라믹 몸체(302)는 2.5 μm 내지 40 μm의 기공 크기를 갖는 기공을 포함한다. 평균 기공 크기는 약 10 μm이다. 다공성 세라믹 몸체(302)의 다공성은 약 40%이다.
다공성 세라믹 몸체(302)는 제1 부분(320) 및 돌출부(322)를 포함한다. 제1 부분(320)은 실질적으로 원형 단면을 갖는다. 이러한 원형 단면은 약 15 mm의 직경을 갖는다. 제1 부분(320)은 약 2 mm의 두께를 갖는다.
돌출부(322)는 실질적으로 환형 또는 고리형 단면을 갖는다. 돌출부(322)는 제1 부분(320)의 주변부에 위치되고 실질적으로 제1 부분(320)의 주변부의 전체 주위로 연장된다. 돌출부(322)는 제1 부분(320)의 표면으로부터 실질적으로 수직으로 약 10 mm 연장된다. 돌출부(322)는 약 2 mm의 폭을 갖는다. 실질적으로 환형 돌출부의 폭은 환형부의 외부 반경과 내부 반경 사이의 차이이다.
다공성 세라믹 몸체(302)의 제1 부분(320)은 이를 통해 연장되는 채널(314)을 포함한다. 채널(314)은 실질적으로 제1 부분(320)의 두께 방향으로 연장된다. 이와 같이, 채널(314)은 메시 히터(304)의 평면에 실질적으로 수직으로 연장된다. 채널(314)은 약 500 μm의 직경을 갖는다.
도 5 및 도 6은 제2 히터 조립체(500)의 사시도 및 단면도를 각각 도시한다. 도 5는 또한 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소(288)을 도시한다.
제2 히터 조립체(500)는 다공성 세라믹 몸체(502), 및 메시 히터(504)를 포함한다. 다공성 세라믹 몸체(502)는 제1 히터 조립체(300)의 다공성 세라믹 몸체(302)와 동일하다.
메시 히터(504)는 스테인리스 스틸 와이어(506) 및 레이온 섬유(508)를 포함하는 하이브리드 메시를 포함한다. 스테인리스 스틸 와이어(506)는 레이온 섬유(508)와 상호 직조되고, 이에 실질적으로 수직이다. 메시 히터(504)는 다공성 세라믹 몸체(502)와 체결된다. 구체적으로, 메시 히터(504)는 다공성 세라믹 몸체(502)에 부착된다. 메시 히터(504)를 다공성 세라믹 몸체(502)에 부착하기 위해, 금속의 2개의 세그먼트(510, 512)는 다공성 세라믹 몸체(502)에 도포된다. 이 예에서, 금속의 세그먼트(510, 512)는 주석으로 형성되지만, 은 또는 다른 적합한 재료가 사용될 수 있다. 이어서, 메시 히터(504)는 금속의 세그먼트(510, 512)가 다공성 세라믹 몸체(502)와 메시 히터(504) 사이에 있도록 위치된다. 이어서, 메시 히터(504)는 다공성 세라믹 몸체(502)를 향해 금속의 세그먼트(510, 512) 내로 가압된다. 금속의 세그먼트(510, 512)는 다공성 세라믹 몸체(502)를 메시 히터(504)에 접착한다. 일부 예에서, 금속의 세그먼트는 메시 히터 상에 코팅된다. 일부 예에서, 열은 메시 히터를 다공성 세라믹 몸체를 향해 강제하는 것과 동시에 인가된다.
제2 히터 조립체(500)는 또한 2개의 전극(511, 513)을 포함한다. 이들 전극은 주석으로 형성되고, 메시 히터(504)의 수개의 스테인리스 스틸 와이어(506) 및 레이온 섬유(508)와 접촉한다. 제2 히터 조립체(500)가 도 1 및 도 2에 도시된 카트리지(200) 내의 제1 히터 조립체(300)를 대체할 때, 전극(511, 513)은 카트리지(200) 상의 전기 접촉부(214, 216)에 각각 전기적으로 연결된다. 이러한 전기적 연결는 와이어드 연결이고 도 1 또는 도 2에 도시되지 않는다. 스테인리스 스틸 와이어(506)는 이러한 전기적 연결을 통해 전기 접촉부(214, 216)에 전기적으로 연결된다.
메시 히터(504)의 스테인리스 스틸 와이어(506) 및 레이온 섬유(508)는 약 17 μm의 직경을 갖는다. 메시 히터(504)의 두께는 대략 51 μm이다. 도 5에서, 메시 히터의 애퍼처(509)가 보일 수 있다. 이들 애퍼처는 약 70 μm의 치수를 각각 갖는다. 이 예에서, 애퍼처(509)는 실질적으로 정사각형 단면을 갖고, 치수는 정사각형 단면의 측면의 길이와 동일하다.
메시 히터(504)는 실질적으로 메시 히터(504)의 면의 전체에 걸쳐 다공성 세라믹 몸체(502)와 접촉한다. 사용 시, 다공성 세라믹 몸체(502)의 기공 내에 유지된 액체 에어로졸 형성 기재는 메시 히터(504)의 애퍼처(509) 내로 흡인된다.
사용 시, 제2 히터 조립체(500)는 제1 히터 조립체(300)와 거의 동일한 방식으로 기능한다. 제2 히터 조립체(500)는 도 1의 에어로졸 발생 시스템에 도시된 제1 히터 조립체(300)를 대체할 수 있다. 이러한 경우에, 사용 시, 시스템(100)은 동일한 방식으로 기능하지만 전력은 주석 전극(511, 513)을 통해(제1 히터 조립체(300)의 솔더 포인트(310, 312)를 통하지 않고) 제2 히터 조립체(500)의 메시 히터(504)에 공급된다.
도 7 및 도 8은 제3 히터 조립체(700)의 사시도 및 단면도를 도시한다. 도 7은 또한 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소(1008)를 도시한다.
제3 히터 조립체(700)는 다공성 세라믹 몸체(702), 및 메시 히터(704)를 포함한다. 다공성 세라믹 몸체(702)는 제1 히터 조립체(302)의 다공성 세라믹 몸체와 동일하다.
메시 히터(704)는 스테인리스 스틸 천공 플레이트(706)를 포함한다. 메시 히터(704)의 플레이트(706)의 스테인리스 스틸은 유효 서셉터 재료이다. 따라서, 플레이트(706)는 서셉터로서 작용한다.
플레이트(706)를 다공성 세라믹 몸체(702)에 부착하기 위해, 플레이트(706)는 다공성 세라믹 몸체(702)와 접촉하여 배치된다. 이어서, 세라믹 페이스트의 커버링 층(708)은 플레이트(706) 위에 도포된다. 페이스트의 일부는 플레이트(706) 상에 위치되고, 페이스트의 일부는 다공성 세라믹 몸체(702) 상에 위치된다. 다공성 세라믹 몸체(702)에 도포된 페이스트는 플레이트(706)의 주변을 지나 도포되거나, 플레이트(706)의 애퍼처(709)를 통해 도포되거나, 이 예에서와 같이, 둘 모두 도포될 수 있다. 플레이트(706)의 적어도 일부분은 커버링 층(708)과 다공성 세라믹 몸체(702) 사이에 위치된다. 이어서, 커버링 층(708)이 소결된다. 다공성 세라믹 몸체(702)는 동시에 소결된다. 이 예에서, 커버링 층(708)은 다공성 세라믹 몸체(702)의 알루미나와 동일한 알루미나로 형성된다. 커버링 층(708)은 다공성 세라믹 몸체(702)를 플레이트(706)에 접착한다.
플레이트(706) 내의 천공은 실질적으로 원형 단면을 갖는 애퍼처(709)를 형성한다. 도 7에서, 메시 히터(704)의 애퍼처(709)가 보일 수 있다. 이들 애퍼처는 약 75 μm의 치수를 각각 갖는다. 이 예에서, 애퍼처(709)는 실질적으로 원형 단면을 갖고, 치수는 원형 단면의 직경과 동일하다.
메시 히터(704)는 실질적으로 메시 히터(704)의 면의 전체에 걸쳐 다공성 세라믹 몸체(702)와 접촉한다.
도 9는 에어로졸 발생 시스템(900)의 단면도를 도시한다. 에어로졸 발생 시스템(900)은 에어로졸 발생 장치(950) 및 제3 히터 조립체(700)를 갖는 카트리지(1000)를 포함한다. 이 예에서, 에어로졸 발생 시스템(900)은 전기 작동식 흡연 시스템이다.
에어로졸 발생 장치(950)는 휴대용이고, 종래의 엽궐련 또는 궐련에 필적할만한 크기를 갖는다. 장치(950)는 리튬 철 인산염 배터리와 같은 배터리(952), 및 배터리(952)에 전기적으로 연결된 컨트롤러(954)를 포함한다. 장치(950)는 또한 배터리(952)에 전기적으로 연결된 유도 코일(956)을 포함한다. 장치(950)는 또한 공기 유입구(958) 및 공기 유입구(958)와 유체 연통하는 공기 배출구(960)를 포함한다.
카트리지(1000)는 공기 유입구(1002), 공기 배출구(1004), 및 제3 히터 조립체(700)를 포함한다. 공기 유입구(1002)는 공기 배출구(1004)와 유체 연통한다. 히터 조립체(700)는 공기 유입구(1002)의 하류 및 공기 배출구(1004)의 상류에 위치된다. 카트리지(1000)가 에어로졸 발생 장치(950)와 결합될 때, 도 9에 도시된 바와 같이, 장치(950)의 공기 배출구(960)는 카트리지(1000)의 공기 유입구(1002)에 인접한다. 따라서, 사용 시, 사용자가 카트리지(1000)의 공기 배출구(1004)를 퍼프할 때, 공기는 장치(950)의 공기 유입구(958)를 통해 흐른 다음 장치(950)의 공기 배출구(960)를 통해 흐른 다음, 카트리지(1000)의 공기 유입구(1002)를 통해 흐른 다음, 히터 조립체(700)를 지나서, 이어서 카트리지(1000)의 공기 배출구(1004)를 통해 흐른다.
도 9에서, 카트리지(1000)는 카트리지(1000)의 나사 스레드(1006)를 에어로졸 발생 장치(950)의 대응하는 나사 스레드(962)와 결합시킴으로써 에어로졸 발생 장치(950)와 결합된다.
카트리지(1000)는 다공성 세라믹 몸체(702)와 유체 연통하는 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소(1008)를 추가적으로 포함한다. 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소(1008)는 다공성 세라믹 몸체(702)의 제1 부분(720)과 접촉한다. 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소(1008)는 접착제로 다공성 세라믹 몸체(702)에 접착될 수 있거나, 마찰에 의해 제자리에 유지될 수 있거나, 다른 적합한 수단에 의해 제자리에 유지될 수 있다. 이 예에서 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소(1008)는 섬유성 또는 스펀지 구조를 갖는 모세관 재료이다. 모세관 재료는 폴리에스테르로 형성되지만, 임의의 적합한 재료가 사용될 수 있다. 모세관 재료는 에어로졸 형성 기재로 침지된다. 따라서, 도 9에서, 에어로졸 형성 기재는 다공성 세라믹 몸체(702)의 기공 내에 그리고 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소(1008) 내에 저장된다.
사용 시, 사용자는 카트리지(1000)의 공기 배출구(1004)를 퍼핑한다. 동시에, 사용자는 에어로졸 발생 장치(950) 상의 버튼(도시되지 않음)을 누른다. 이 버튼을 누르는 것은 컨트롤러(954)에 신호를 송신하며, 이는 배터리(952)가 고주파 전류를 유도 코일(956)에 공급하는 것을 초래한다. 이는 유도 코일로 하여금 변동 전자기장을 생성하게 한다. 메시 히터(704)는 이 필드 내에 위치된다. 따라서, 이러한 변동 전자기장은 카트리지(1000)에서 서셉터 가열 요소로서 작용하는, 스테인리스 스틸 플레이트(706)에서 와전류 및 히스테리시스 손실을 발생시킨다. 따라서, 플레이트(706)는 유도 가열된다. 다른 예에서, 기류 센서, 또는 압력 센서는 장치(950) 내에 위치되고 컨트롤러(954)에 전기적으로 연결된다. 기류 센서, 또는 압력 센서는 사용자가 카트리지(1000)의 공기 배출구(1004)를 퍼핑하고 있음을 검출하고 컨트롤러(954)에 신호를 송신하여 메시 히터(704)에 전력을 제공한다. 따라서, 이들 예에서, 사용자가 메시 히터(704)를 가열하기 위해 버튼을 누를 필요는 없다. 다공성 세라믹 몸체(702)의 기공 내에 유지된 액체 에어로졸 형성 기재는 모세관 작용에 의해 메시 히터(704)의 플레이트(706)의 애퍼처 내로 흡인된다. 메시 히터(704)는 이러한 액체 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸 형성 기재를 기화시킨다.
사용자가 카트리지(1000)의 공기 배출구(1004)를 퍼핑함에 따라, 공기는 장치(950)의 공기 유입구(958) 내로, 이어서 장치(950)의 공기 배출구(960)를 통해, 이어서 카트리지(1000)의 공기 유입구(1002)를 통해 흡인된다. 이어서, 이러한 공기는 히터 조립체(700) 주위를 지나 공기 배출구(1004)를 향해 이동한다. 이러한 공기 흐름은 메시 히터(704)에 의한 액체 에어로졸 형성 기재의 가열에 의해 형성된 증기를 비말동반한다. 이어서, 이러한 비말동반된 증기는 냉각되고 응축되어 에어로졸을 형성한다. 이어서, 이 에어로졸은 공기 배출구(1004)를 통해 사용자에게 전달된다.
액체 에어로졸 형성 기재가 다공성 세라믹 몸체(702)로부터 메시 히터(704)의 애퍼처(709) 내로 흡인되고 기화됨에 따라, 액체 에어로졸 형성 기재는 또한 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소(1008)로부터 다공성 세라믹 몸체(702) 내로 흡인된다. 따라서, 사용자는 액체 에어로졸 형성 기재 저장 구성요소(1008)가 존재하지 않는 경우보다 더 많은 에어로졸을 발생 가능할 수 있다.
본 설명 및 첨부된 청구범위의 목적을 위해, 달리 표시된 경우를 제외하고, 양, 수량, 백분율 등을 표현하는 모든 수는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수정된 것으로 이해되어야 한다. 또한, 모든 범위는 개시된 최대 및 최소 지점을 포함하고, 본원에서 구체적으로 열거될 수 있거나 열거되지 않을 수 있는 임의의 중간 범위를 그 안에 포함한다. 따라서, 이러한 맥락에서, 수 A는 A의 A ± 10%로 이해된다.
Claims (15)
- 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 카트리지로서,
30% 내지 65%의 다공성을 갖는 다공성 세라믹 몸체; 및
상기 다공성 세라믹 몸체와 체결되는 메시 히터를 포함하며, 상기 메시 히터는 복수의 애퍼처를 포함하고, 각각의 애퍼처는 50 μm 내지 200 μm의 치수를 갖고,
상기 메시 히터는 와이어 및 섬유의 네트워크를 포함하는 하이브리드 메시 히터고, 상기 섬유는 상기 와이어와 상이한 재료 조성을 갖는, 카트리지. - 제1항에 있어서, 사용 시, 액체 에어로졸 형성 기재가 모세관 작용에 의해 상기 다공성 세라믹 몸체로부터 상기 메시 히터의 애퍼처 내로 흡인되는, 카트리지.
- 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유는 유리 섬유 및 레이온 섬유 중 하나 또는 둘 다를 포함하는, 카트리지.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메시 히터는 실질적으로 상기 메시 히터의 면의 전체에 걸쳐 상기 다공성 세라믹 몸체와 체결되는, 카트리지.
- 제4항에 있어서, 상기 메시 히터는 실질적으로 상기 메시 히터의 면의 전체에 걸쳐 상기 다공성 세라믹 몸체와 접촉하는, 카트리지.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다공성 세라믹 몸체는 2.5 μm 내지 40 μm의 평균 기공 크기를 갖는 기공을 포함하는, 카트리지.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다공성 세라믹 몸체는 제1 부분 및 돌출부를 포함하는, 카트리지.
- 제7항에 있어서, 상기 돌출부는 상기 제1 부분의 주변부에 위치되고 실질적으로 상기 제1 부분의 주변부의 전체 주위로 연장되는, 카트리지.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다공성 세라믹 몸체는 이를 통해 연장되는 채널을 포함하며, 상기 채널은 300 μm 내지 800 μm의 직경을 갖는, 카트리지.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다공성 세라믹 몸체와 상기 메시 히터 사이에 위치된 금속의 세그먼트를 포함하는, 카트리지.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메시 히터는 상기 다공성 세라믹 몸체와 제2 세라믹의 커버링 층 사이에 위치되는, 카트리지.
- 제11항에 있어서, 상기 메시 히터는 상기 제2 세라믹의 커버링 층에 의해 상기 다공성 세라믹 몸체에 부착되는, 카트리지.
- 에어로졸 발생 시스템으로서, 에어로졸 발생 장치 및 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 카트리지를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제13항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 메시 히터를 저항 가열하기 위해 상기 메시 히터에 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급부를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제13항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는 전력 공급부를 포함하고, 상기 카트리지 또는 상기 에어로졸 발생 장치는 인덕터를 포함하고, 상기 전력 공급부 및 상기 인덕터는 상기 메시 히터를 유도 가열하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |