KR20230151054A - 에어로졸 제공 디바이스 - Google Patents

에어로졸 제공 디바이스 Download PDF

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KR20230151054A
KR20230151054A KR1020237035893A KR20237035893A KR20230151054A KR 20230151054 A KR20230151054 A KR 20230151054A KR 1020237035893 A KR1020237035893 A KR 1020237035893A KR 20237035893 A KR20237035893 A KR 20237035893A KR 20230151054 A KR20230151054 A KR 20230151054A
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inductor coil
wire
aerosol
susceptor
aerosol delivery
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KR1020237035893A
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토마스 폴 블란디노
미첼 토르센
Original Assignee
니코벤처스 트레이딩 리미티드
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Abstract

에어로졸 제공 디바이스는 서셉터 어레인지먼트를 가열하기 위한 가변 자기장을 발생시키도록 구성되는 인덕터 코일을 포함한다. 인덕터 코일은 나선형이고, 리츠 와이어로 형성되며, 그리고 약 25 내지 약 350개의 와이어 스트랜드들을 포함한다.

Description

에어로졸 제공 디바이스{AEROSOL PROVISION DEVICE}
본 발명은 에어로졸 제공 디바이스에 관한 것이다.
시가레트들(cigarettes), 시가들(cigars) 등과 같은 흡연 물품들은 사용 동안에 담배를 태워서 담배 연기를 생성한다. 태우지 않고 화합물들을 방출하는 제품들을 생성함으로써, 담배를 태우는 이런 물품들에 대한 대안들을 제공하려는 시도들이 있었다. 그러한 제품들의 예들은 재료를 태우지 않고 가열함으로써 화합물들을 방출하는 가열 디바이스들이다. 재료는, 예컨대, 니코틴(nicotine)을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는, 담배 또는 다른 비-담배 제품들일 수 있다.
본 개시내용의 제1 양상에 따라, 에어로졸 제공 디바이스가 제공되고, 그 에어로졸 제공 디바이스는:
서셉터 어레인지먼트를 가열하기 위한 가변 자기장을 발생시키도록 구성되는 인덕터 코일을 포함하고,
여기서 인덕터 코일은 나선형이며, 그리고 타원형 단면을 가지면서 약 25 내지 약 350개의 와이어 스트랜드(wire strand)들을 포함하는 리츠 와이어(litz wire)로 형성된다.
본 개시내용의 다른 양상에 따라, 에어로졸 제공 디바이스가 제공되고, 그 에어로졸 제공 디바이스는:
에어로졸 발생 재료를 가열하기 위해 가변 자기장의 침투에 의해 가열가능한 서셉터 어레인지먼트; 및
서셉터 어레인지먼트를 가열하기 위한 가변 자기장을 발생시키도록 구성되는 인덕터 코일을 포함하고,
여기서 인덕터 코일은 나선형이며, 그리고 타원형 단면을 가지면서 약 25 내지 약 350개의 와이어 스트랜드들을 포함하는 리츠 와이어로 형성된다.
본 개시내용의 추가 양상에 따라, 에어로졸 제공 디바이스가 제공되고, 그 에어로졸 제공 디바이스는:
서셉터 어레인지먼트를 가열하기 위한 가변 자기장을 발생시키도록 구성되는 인덕터 코일을 포함하고,
여기서 인덕터 코일은 나선형이며, 그리고 직사각형 단면을 가지면서 약 25 내지 약 350개의 와이어 스트랜드들을 포함하는 리츠 와이어로 형성된다.
본 개시내용의 다른 양상에 따라, 에어로졸 제공 디바이스가 제공되고, 그 에어로졸 제공 디바이스는:
에어로졸 발생 재료를 가열하기 위해 가변 자기장의 침투에 의해 가열가능한 서셉터 어레인지먼트; 및
서셉터 어레인지먼트를 가열하기 위한 가변 자기장을 발생시키도록 구성되는 인덕터 코일을 포함하고,
여기서 인덕터 코일은 나선형이며, 그리고 직사각형 단면을 가지면서 약 25 내지 약 350개의 와이어 스트랜드들을 포함하는 리츠 와이어로 형성된다.
본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 첨부 도면들을 참조하여 단지 예로서 제공되는 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 다음의 설명으로부터 자명해질 것이다.
도 1은 에어로졸 제공 디바이스의 예의 정면도를 도시한다.
도 2는 외부 커버가 제거된, 도 1의 에어로졸 제공 디바이스의 정면도를 도시한다.
도 3은 도 1의 에어로졸 제공 디바이스의 단면도를 도시한다.
도 4는 도 2의 에어로졸 제공 디바이스의 분해도를 도시한다.
도 5a는 에어로졸 제공 디바이스 내의 가열 조립체의 단면도를 도시한다.
도 5b는 도 5a의 가열 조립체의 일부의 확대도를 도시한다.
도 6은 절연 부재 둘레에 감겨진 제1 및 제2 인덕터 코일들을 도시한다.
도 7은 제1 인덕터 코일을 도시한다.
도 8은 제2 인덕터 코일을 도시한다.
도 9는 리츠 와이어의 단면의 개략적인 표현을 도시한다.
도 10은 인덕터 코일의 평면도의 개략적인 표현을 도시한다.
도 11은 제1 및 제2 인덕터 코일들, 서셉터 및 절연 부재의 단면의 개략적인 표현을 도시한다.
도 12는 다른 예에 따라, 절연 부재 둘레에 감겨진 제1 및 제2 인덕터 코일들을 도시한다.
도 13은 다른 예에 따라, 제1 인덕터 코일을 도시한다.
도 14는 다른 예에 따라, 제2 인덕터 코일을 도시한다.
도 15는 다른 예에 따라, 리츠 와이어의 단면의 개략적인 표현을 도시한다.
도 16은 다른 예에 따라, 인덕터 코일의 평면도의 개략적인 표현을 도시한다.
도 17은 다른 예에 따라, 제1 및 제2 인덕터 코일들, 서셉터 및 절연 부재의 단면의 개략적인 표현을 도시한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “에어로졸 발생 재료”는 통상적으로 에어로졸의 형태로, 가열 시에 휘발되는 성분들을 제공하는 재료들을 포함한다. 에어로졸 발생 재료는 임의의 담배-함유 재료를 포함하고, 그리고 예컨대, 담배, 담배 파생품들, 팽화 담배, 재생 담배 또는 담배 대용품들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 재료는 또한 다른 비-담배 제품들을 포함할 수 있는데, 제품에 따라 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있다. 에어로졸 발생 재료는, 예컨대, 고체, 액체, 겔, 왁스 등의 형태일 수 있다. 에어로졸 발생 재료는 또한, 예컨대, 재료들의 조합 또는 블렌드일 수 있다. 에어로졸 발생 재료는 또한 "흡연가능 재료"로도 알려질 수 있다.
통상적으로 에어로졸 발생 재료를 태우거나 또는 연소시키지 않고도 흡입될 수 있는 에어로졸을 형성하기 위하여, 에어로졸 발생 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해 에어로졸 발생 재료를 가열하는 장치가 알려져 있다. 그러한 장치는 "에어로졸 발생 디바이스", "에어로졸 제공 디바이스", "비연소식 가열 디바이스(heat-not-burn device)", "담배 가열 제품 디바이스" 또는 "담배 가열 디바이스" 등으로 종종 설명된다. 유사하게, 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는, 액체 형태의 에어로졸 발생 재료를 통상적으로 기화시키는 소위 전자 시가레트 디바이스들이 또한 있다. 에어로졸 발생 재료는 장치에 삽입될 수 있는 막대, 카트리지 또는 카세트 등의 형태이거나 이들의 일부로서 제공될 수 있다. 에어로졸 발생 재료를 가열하여 기화시키기 위한 히터가 장치의 "영구적(permanent)" 부분으로서 제공될 수 있다.
에어로졸 제공 디바이스는 가열하기 위한 에어로졸 발생 재료를 포함하는 물품을 수용할 수 있다. 이런 맥락에서 "물품"은, 사용 중에 에어로졸 발생 재료를 포함하거나 보유하고 그 에어로졸 발생 재료를 기화시키기 위해 가열되는 컴포넌트, 및 선택적으로는 사용 중인 다른 컴포넌트이다. 사용자는 물품이 에어로졸을 생성하기 위해 가열되기 전에 그 물품을 에어로졸 제공 디바이스에 삽입할 수 있고, 이어서 사용자는 그 에어로졸을 흡입한다. 물품은, 예컨대, 그 물품을 수용하도록 사이즈가 정해지는 디바이스의 가열 챔버 내에 배치되도록 구성되는 미리 결정된 또는 특정 사이즈를 가질 수 있다.
본 개시내용의 제1 양상은 서셉터에 침투하여 가열하기 위한 가변 자기장을 발생시키도록 구성되는 적어도 하나의 인덕터 코일을 정의한다. 본원에서 더 상세히 논의될 바와 같이, 서셉터(서셉터 어레인지먼트로도 알려짐)는 가변 자기장들에 의해 가열가능한 전기 전도성 물체이다. 에어로졸 발생 재료를 포함하는 물품이 서셉터 내에 수용되거나, 서셉터 근처에 또는 그것과 접촉하게 배열될 수 있다. 일단 가열되면, 서셉터는 에어로졸을 방출하는 에어로졸 발생 재료에 열을 전달한다. 일 예에서, 서셉터는 리셉터클을 정의하고, 서셉터는 에어로졸 발생 재료를 수용한다.
제1 양상에서, 인덕터 코일은 나선형이며, 그리고 복수의 와이어 스트랜드를 포함하는, 타원형 단면을 갖는 리츠 와이어로 형성된다. 리츠 와이어는 교류를 운반하기 위해 사용되는 복수의 와이어 스트랜드들을 포함하는 와이어이다. 리츠 와이어는 전도체에서의 표피 효과 손실을 감소시키기 위해 사용되고, 함께 꼬아지거나 엮어지는 복수의 개별 절연 와이어들을 포함한다. 이 권취들의 결과로, 각각의 스트랜드가 전도체 외부에 있게 되는 전체 길이의 비율이 동일하게 된다. 이것은, 전류를 와이어 스트랜드들에 동일하게 분배하여 와이어에서의 저항을 감소시키는 효과를 갖는다. 일부 예들에서, 리츠 와이어는 와이어 스트랜드들의 여러 개의 묶음들을 포함하고, 여기서 각각의 묶음의 와이어 스트랜드들은 함께 꼬아진다. 이어서, 와이어들의 묶음들은 유사한 방식으로 함께 꼬아지거나 엮어진다.
본 개시내용에서, 인덕터 코일의 리츠 와이어는 약 25 내지 약 350개의 와이어 스트랜드들을 갖는다. 타원형 단면 및 이런 많은 와이어 스트랜드들을 갖는 리츠 와이어로 형성된 인덕터 코일은 에어로졸 제공 디바이스에서 사용되는 서셉터를 가열하는데 적합하다는 것이 확인되었다. 그 인덕터 코일은 또한 성능과 비용 간의 양호한 균형을 제공한다.
바람직하게, 인덕터 코일의 리츠 와이어는 약 60 내지 약 150개의 와이어 스트랜드들을 갖는다. 리츠 와이어는 약 100 내지 약 130개의 와이어 스트랜드들, 또는 약 110 내지 약 120개의 와이어 스트랜드들을 포함한다.
일 예에서, 인덕터 코일의 리츠 와이어는 약 115개의 와이어 스트랜드들을 갖는다. 그러한 리츠 와이어는 에어로졸 제공 디바이스에서 사용되는 서셉터를 가열하기에 특히 효과적이다.
다른 예에서, 인덕터 코일의 리츠 와이어는 약 50 내지 약 100개의 와이어 스트랜드들, 이를테면 약 60 내지 약 90개의 와이어 스트랜드들, 또는 약 70 내지 약 80개의 와이어 스트랜드들을 갖는다. 일 예에서, 인덕터 코일의 리츠 와이어는 약 75개의 와이어 스트랜드들을 갖는다.
리츠 와이어들은 와이어 스트랜드들의 적어도 4개의 묶음들을 포함한다. 바람직하게, 리츠 와이어는 5개의 묶음들을 포함한다. 위에서 간략히 언급된 바와 같이, 각각의 묶음은 복수의 와이어 스트랜드들을 포함하고, 각각의 묶음의 와이어 스트랜드들은 함께 꼬아진다. 와이어들의 묶음들은 유사한 방식으로 함께 꼬아지고/엮어질 수 있다. 묶음들 모두의 와이어 스트랜드들은 리츠 와이어의 와이어 스트랜드들의 총 수로 합산된다. 각각의 묶음에는 동일한 수의 와이어 스트랜드들이 있을 수 있다. 와이어 스트랜드들이 리츠 와이어로 함께 묶음화되고 이어서 추가로 엮이어 묶음으로 꼬아질 때, 각각의 와이어가 묶음의 에지에서 보내는 시간 비율이 더 균일할 수 있다.
리츠 와이어 내의 와이어 스트랜드들 각각은 직경을 갖는다. 예컨대, 와이어 스트랜드들은 약 0.05mm 내지 약 0.2mm의 직경을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 직경은 34AWG(0.16mm) 내지 40AWG(0.0799mm)이며, 여기서 AWG는 American Wire Gauge이다. 다른 예에서, 와이어 스트랜드들은 36AWG(0.127mm) 내지 39AWG(0.0897mm)의 직경을 갖는다. 다른 예에서, 와이어 스트랜드들은 37AWG(0.113mm) 내지 38AWG(0.101mm)의 직경을 갖는다.
바람직하게, 와이어 스트랜드들은 38AWG(0.101mm), 이를테면 약 0.1mm의 직경을 갖는다. 위에서 명시된 수의 와이어 스트랜드들 및 이런 치수들을 갖는 리츠 와이어는 에어로졸 제공 디바이스의 작고 가벼움을 보장하는 것과 효과적인 가열, 더 낮은 비용 및 낮은 저항 간의 양호한 균형을 제공한다는 것이 확인되었다.
리츠 와이어는 약 300mm 내지 약 450mm의 길이를 가질 수 있다. 예컨대, 리츠 와이어는 약 300mm 내지 약 350mm, 이를테면 약 310mm 내지 약 320mm의 길이를 가질 수 있다. 대안적으로, 리츠 와이어는 약 350mm 내지 약 450mm, 이를테면 약 390mm 내지 약 410mm의 길이를 가질 수 있다. 리츠 와이어의 길이는 코일이 풀렸을 때의 길이이다. 특정 어레인지먼트에서, 리츠 와이어는 약 315mm 또는 약 400mm의 길이를 갖는다. 이런 길이들은 서셉터의 효과적인 가열을 제공하기에 적합하다는 것이 확인되었다.
인덕터 코일은 약 15mm 내지 약 35mm의 길이를 가질 수 있다. 길이는 코일로 형성된 나선의 축을 따라 측정된다. 예컨대, 길이는 약 15mm 내지 약 25mm, 또는 약 25mm 내지 약 35mm일 수 있다. 바람직하게, 인덕터 코일은 약 20mm 또는 약 27mm의 길이를 갖는다.
인덕터 코일은 약 5 내지 9개의 턴(turn)들을 가질 수 있다. 턴은 축을 중심으로 한 번의 완전한 회전이다. 예컨대, 인덕터 코일은 약 6 내지 7개의 턴들, 이를테면 6.75개의 턴들, 또는 약 8 내지 9개의 턴들, 이를테면 8.75개의 턴들을 가질 수 있다. 이런 많은 턴들을 갖는 인덕터 코일들은 서셉터를 가열하기 위한 효과적인 자기장을 제공할 수 있다.
인덕터 코일은 특정 피치를 갖도록 (나선형으로) 권취된 리츠 와이어를 포함할 수 있다. 피치는 하나의 완전한 권취에 대한 인덕터 코일의 길이(디바이스/서셉터의 종축을 따라 측정됨)이다. 더 짧은 피치는 더 강한 자기장을 유도할 수 있다. 반대로, 더 긴 피치는 더 약한 자기장을 유도할 수 있다.
일 어레인지먼트에서, 피치는 약 2mm 내지 약 4mm, 또는 약 2mm 내지 약 3mm 이다. 예컨대, 피치는 약 2.5mm 내지 약 3mm일 수 있다. 바람직하게, 피치는 약 2.8mm 또는 약 2.9mm, 이를테면 약 2.81mm 또는 약 2.88mm이다. 이런 특정 피치들은 서셉터 및 그에 따른 에어로졸 발생 재료의 효과적인 가열을 제공한다는 것이 확인되었다.
배터리는 인덕터 코일들에 전력을 공급할 수 있다. 배터리는 약 2.9V 내지 4.16V의 전압을 가질 수 있고, 그리고 약 18Amps의 피크 전류를 공급할 수 있다.
일 예에서, 인덕터 코일의 내경은 약 10-14mm이고 외경은 약 12-16mm이다. 특정 예에서, 인덕터 코일의 내경은 약 12-13mm이고 외경은 약 14-15mm이다. 바람직하게, 코일의 내경은 약 12mm이고 외경은 약 14.6mm이다. 나선형 인덕터 코일의 내경은, (단면에서 볼 때) 그 인덕터 코일의 중심을 통과하고 끝점들이 그 인덕터 코일의 내주에 있는 임의의 직선 세그먼트이다. 나선형 인덕터 코일의 외경은, (단면에서 볼 때) 그 인덕터 코일의 중심을 통과하고 끝점들이 그 인덕터 코일의 외주에 있는 임의의 직선 세그먼트이다. 이런 치수들은, 소형 외부 사이즈를 유지하면서 서셉터 어레인지먼트의 효과적인 가열을 제공할 수 있다.
인덕터 코일은 연속적인 턴들 간에 갭들을 포함할 수 있고, 각각의 갭은 약 1.4mm 내지 약 1.6mm, 이를테면 약 1.5mm 내지 약 1.6mm의 길이를 가질 수 있다. 바람직하게, 갭은 약 1.5mm 또는 1.6mm, 이를테면 약 1.51mm 또는 1.58mm이다. 이런 치수들은 서셉터를 가열하기에 적합한 강도의 자기장을 제공한다. 갭 길이는 디바이스/서셉터/인덕터 코일의 종축에 평행한 방향으로 측정된다. 갭은 코일의 와이어가 존재하지 않는 부분이다(즉, 연속적인 턴들 사이에 공간이 있음).
인덕터 코일은 약 1g 내지 약 2.5g의 질량을 가질 수 있다. 특정 어레인지먼트에서, 인덕터 코일은 약 1.3g 내지 1.6g, 이를테면 1.4g, 또는 약 2g 내지 약 2.2g, 이를테면 2.1g의 질량을 갖는다.
언급된 바와 같이, 리츠 와이어는 타원형 단면을 갖는다. 특정 예에서, 리츠 와이어는 원형 단면을 갖는다. 그러므로, 리츠 와이어는 약 1mm 내지 약 1.5mm 또는 약 1.2mm 내지 약 1.4mm의 직경을 가질 수 있다. 바람직하게, 리츠 와이어는 약 1.3mm의 직경을 갖는다.
리츠 와이어가 원형 단면을 갖지 않는 예들에서, 타원의 장축은 서셉터/코일의 종축에 평행할 수 있다. 장축은 약 1mm 내지 약 1.5mm의 길이를 가질 수 있다. 단축은 장축의 길이보다 더 짧은 길이를 갖는다. 단축은 약 1mm 내지 약 1.5mm의 길이를 가질 수 있다.
일부 예들에서, 사용 중에, 인덕터 코일은 약 240℃ 내지 약 300℃, 이를테면 약 250℃ 내지 약 280℃의 온도로 서셉터를 가열하도록 구성된다.
인덕터 코일은 서셉터의 외부 표면으로부터 약 3mm 내지 약 4mm의 거리만큼 떨어져 위치될 수 있다. 따라서, 인덕터 코일의 내부 표면과 서셉터의 외부 표면은 이 거리만큼 이격될 수 있다. 그 거리는 방사상 거리일 수 있다. 이 범위 내의 거리들은, 서셉터가 효율적인 가열을 허용하기 위해 인덕터 코일에 방사상으로 가까이 있는 것과 인덕터 코일 및 절연 부재의 향상된 절연을 위해 방사상으로 멀리 있는 것 간의 양호한 균형을 나타낸다는 것이 확인되었다.
다른 예에서, 인덕터 코일은 서셉터의 외부 표면으로부터 약 2.5mm 초과의 거리만큼 떨어져 위치될 수 있다.
다른 예에서, 인덕터 코일은 서셉터의 외부 표면으로부터 약 3mm 내지 약 3.5mm의 거리만큼 떨어져 위치될 수 있다. 추가 예에서, 인덕터 코일은 서셉터의 외부 표면으로부터 약 3mm 내지 약 3.25mm, 예컨대 바람직하게는 약 3.25mm의 거리만큼 떨어져 위치될 수 있다. 다른 예에서, 인덕터 코일은 서셉터의 외부 표면으로부터 약 3.2mm 초과의 거리만큼 떨어져 위치될 수 있다. 추가 예에서, 인덕터 코일은 서셉터의 외부 표면으로부터 약 3.5mm 미만 또는 약 3.3mm 미만의 거리만큼 떨어져 위치될 수 있다. 이런 거리들은, 서셉터가 효율적인 가열을 허용하기 위해 인덕터 코일에 방사상으로 가까이 있는 것과 유도 코일 및 절연 부재의 향상된 절연을 위해 방사상으로 멀리 있는 것 간의 균형을 제공한다는 것이 확인되었다.
일부 예들에서, 복수의 와이어 스트랜드들 각각은 결합가능 코팅부를 포함한다. 결합가능 코팅부는, 각각의 와이어 스트랜드를 둘러싸고 활성화(이를테면, 가열을 통해)될 수 있는 코팅부이고, 그럼으로써 리츠 와이어 내의 스트랜드들은 하나 이상의 이웃 스트랜드들에 결합된다. 결합가능 코팅부는 리츠 와이어가 지지 부재 상에 인덕터 코일의 형상으로 형성되게 허용하고, 결합가능 코팅부가 활성화된 이후에, 인덕터 코일은 자신의 형상을 유지할 것이다. 그러므로, 결합가능 코팅부는 인덕터 코일의 형상을 "설정"한다. 일부 예들에서, 결합가능 코팅부는 전도성 코어를 둘러싸는 전기 절연 층이다. 그러나, 결합가능 코팅부와 절연체는 또한 별개의 층들일 수 있고, 결합가능 코팅부는 절연 층을 둘러싼다. 일 예에서, 리츠 와이어의 전도성 코어는 구리를 포함한다.
특정 예에서, 에어로졸 제공 디바이스는 서셉터 어레인지먼트를 포함한다. 다른 예들에서, 에어로졸 발생 재료를 포함하는 물품은 서셉터 어레인지먼트를 포함한다.
서셉터 어레인지먼트는 에어로졸 발생 재료가 서셉터 내에 수용되도록 허용하기 위해서 중공 형태 및/또는 실질적으로 관형일 수 있고, 그럼으로써 서셉터가 에어로졸 발생 재료를 둘러싼다.
바람직하게, 디바이스는 비연소식 가열 디바이스로도 알려진 담배 가열 디바이스이다.
추가 양상에서, 인덕터 코일은 나선형이며, 그리고 복수의 와이어 스트랜드들을 포함하는, 직사각형 단면을 갖는 리츠 와이어로 형성된다. 이 양상에서, 인덕터 코일의 리츠 와이어는 약 25 내지 약 350개의 와이어 스트랜드들을 갖는다. 또한, 직사각형 단면 및 이런 많은 와이어 스트랜드들을 갖는 리츠 와이어로 형성된 인덕터 코일은 에어로졸 제공 디바이스에서 사용되는 서셉터를 가열하는데 적합하다는 것이 확인되었다. 그 인덕터 코일은 또한 성능과 비용 간의 양호한 균형을 제공한다.
바람직하게, 인덕터 코일의 리츠 와이어는 약 60 내지 약 150개의 와이어 스트랜드들을 갖는다. 더욱 더 바람직하게, 리츠 와이어는 약 100 내지 약 130개의 와이어 스트랜드들, 또는 약 110 내지 약 120개의 와이어 스트랜드들을 포함한다. 가장 바람직하게, 인덕터 코일의 리츠 와이어는 약 115개의 와이어 스트랜드들을 갖는다. 그러한 리츠 와이어는 에어로졸 제공 디바이스에서 사용되는 서셉터를 가열하기에 특히 효과적이다. 리츠 와이어는 와이어 스트랜드들의 적어도 4개의 묶음들을 포함할 수 있다.
리츠 와이어는 와이어 스트랜드들의 적어도 4개의 묶음들을 포함할 수 있다. 바람직하게, 리츠 와이어는 5개의 묶음들을 포함한다. 각각의 묶음에는 동일한 수의 와이어 스트랜드들이 있을 수 있다.
리츠 와이어 내의 와이어 스트랜드들 각각은 직경을 갖는다. 예컨대, 와이어 스트랜드들은 약 0.05mm 내지 약 0.2mm의 직경을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 직경은 34AWG(0.16mm) 내지 40AWG(0.0799mm)이며, 여기서 AWG는 American Wire Gauge이다. 다른 예에서, 와이어 스트랜드들은 36AWG(0.127mm) 내지 39AWG(0.0897mm)의 직경을 갖는다. 다른 예에서, 와이어 스트랜드들은 37AWG(0.113mm) 내지 38AWG(0.101mm)의 직경을 갖는다.
바람직하게, 와이어 스트랜드들은 38AWG(0.101mm), 이를테면 약 0.1mm의 직경을 갖는다. 위에서 명시된 수의 와이어 스트랜드들 및 이런 치수들을 갖는 리츠 와이어는 에어로졸 제공 디바이스의 작고 가벼움을 보장하는 것과 효과적인 가열, 더 낮은 비용 및 낮은 저항 간의 양호한 균형을 제공한다는 것이 확인되었다.
리츠 와이어는 약 250mm 내지 약 450mm의 길이를 가질 수 있다. 예컨대, 리츠 와이어는 약 250mm 내지 약 300mm, 이를테면 약 280mm 내지 약 290mm의 길이를 가질 수 있다. 대안적으로, 리츠 와이어는 약 400mm 내지 약 450mm, 이를테면 약 410mm 내지 약 420mm의 길이를 가질 수 있다. 리츠 와이어의 길이는 코일이 풀렸을 때의 길이이다. 특정 어레인지먼트에서, 리츠 와이어는 약 285mm 또는 약 420mm의 길이를 갖는다. 이런 길이들은 서셉터의 효과적인 가열을 제공하기에 적합하다는 것이 확인되었다.
인덕터 코일은 약 15mm 내지 약 35mm의 길이를 가질 수 있다. 길이는 코일로 형성된 나선의 축을 따라 측정된다. 예컨대, 길이는 약 15mm 내지 약 25mm, 또는 약 25mm 내지 약 35mm일 수 있다. 바람직하게, 인덕터 코일은 약 20mm 또는 약 30mm의 길이를 갖는다.
인덕터 코일은 약 5 내지 9개의 턴들을 가질 수 있다. 턴은 축을 중심으로 한 번의 완전한 회전이다. 예컨대, 인덕터 코일은 약 5 내지 6개의 턴들, 이를테면 5.75개의 턴들, 또는 약 8 내지 9개의 턴들, 이를테면 8.75개의 턴들을 가질 수 있다. 이런 많은 턴들을 갖는 인덕터 코일들은 서셉터를 가열하기 위한 효과적인 자기장을 제공한다.
일 어레인지먼트에서, 피치는 약 2mm 내지 약 4mm, 또는 약 2.5mm 내지 약 3.5mm 이다. 예컨대, 피치는 약 3mm 내지 약 3.5mm일 수 있다. 바람직하게, 피치는 약 3.1mm 또는 약 3.2mm이다. 이런 특정 피치들은 서셉터 및 그에 따른 에어로졸 발생 재료의 효과적인 가열을 제공한다는 것이 확인되었다.
일 예에서, 인덕터 코일의 내경은 약 10-14mm이고 외경은 약 12-16mm이다. 특정 예에서, 인덕터 코일의 내경은 약 12-13mm이고 외경은 약 14-15mm이다. 바람직하게, 코일의 내경은 약 12mm이고 외경은 약 14.3mm이다. 이런 치수들은, 소형 외부 사이즈를 유지하면서 서셉터 어레인지먼트의 효과적인 가열을 제공할 수 있다.
인덕터 코일은 연속적인 턴들 간에 갭들을 포함할 수 있고, 각각의 갭은 약 0.9mm 내지 1mm의 길이를 가질 수 있다. 이런 치수들은 서셉터를 가열하기에 적합한 강도의 자기장을 제공한다.
인덕터 코일은 약 2g 내지 약 4g의 질량을 가질 수 있다. 특정 어레인지먼트에서, 인덕터 코일은 약 2.2g 내지 2.6g, 이를테면 2.4g, 또는 약 3.3g 내지 약 3.6g, 이를테면 3.5g의 질량을 갖는다.
언급된 바와 같이, 이 예에서의 리츠 와이어는 직사각형 단면을 갖는다. 직사각형은 두 개의 짧은 변들과 두 개의 긴 변들을 가질 수 있고, 여기서 직사각형의 변들의 치수들은 직사각형 단면의 면적을 정의한다. 다른 예들은 4개의 실질적으로 동일한 변들을 갖는 일반적으로 정사각형 단면을 가질 수 있다. 단면적은 약 1.5mm2 내지 약 3mm2일 수 있다. 바람직한 예에서, 단면적은 약 2mm2 내지 약 3mm2, 또는 약 2.2mm2 내지 약 2.6mm2이다. 바람직하게, 단면적은 약 2.4mm2 내지 약 2.5mm2이다.
직사각형 단면이 2개의 짧은 변들 및 2개의 긴 변들을 갖는 예들에서, 짧은 변들은 약 0.9mm 내지 약 1.4mm의 치수를 가질 수 있고, 긴 변들은 약 1.9mm 내지 약 2.4mm의 치수를 가질 수 있다. 대안적으로, 짧은 변들은 약 1mm 내지 약 1.2mm의 치수를 가질 수 있고, 긴 변들은 약 2.1mm 내지 약 2.3mm의 치수를 가질 수 있다. 바람직하게, 짧은 변들은 약 1.1mm(±0.1mm)의 치수를 갖고, 긴 변들은 약 2.2mm(±0.1mm)의 치수를 갖는다. 그러한 예에서, 단면적은 약 2.42mm2이다.
특정 예에서, 에어로졸 제공 디바이스는 서셉터 어레인지먼트를 포함한다. 다른 예들에서, 에어로졸 발생 재료를 포함하는 물품은 서셉터 어레인지먼트를 포함한다.
에어로졸 제공 디바이스 및/또는 와이어 스트랜드들의 다른 특징들은 제1 양상에서와 동일할 수 있다.
도 1은 에어로졸 발생 매질/재료로부터 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 제공 디바이스(100)의 예를 도시한다. 대략적으로, 디바이스(100)는 에어로졸 발생 매질을 포함하는 교체가능 물품(110)을 가열하여 디바이스(100)의 사용자에 의해 흡입되는 에어로졸 또는 다른 흡입가능 매질을 발생시키기 위해 사용될 수 있다.
디바이스(100)는, 디바이스(100)의 다양한 컴포넌트들을 둘러싸고 수용하는 하우징(102)(외부 커버의 형태)을 포함한다. 디바이스(100)는 일 단부에 개구(104)를 가지며, 물품(110)이 가열 조립체에 의한 가열을 위해서 그 개구(104)를 통해 삽입될 수 있다. 사용 중에, 물품(110)은 가열 조립체에 완전히 또는 부분적으로 삽입될 수 있고, 여기서 그 물품(110)은 가열 조립체의 하나 이상의 컴포넌트들에 의해 가열될 수 있다.
이 예의 디바이스(100)는 덮개(108)를 포함하는 제1 단부 부재(106)를 포함하고, 그 덮개(108)는 물품(110)이 제자리에 없을 경우 개구(104)를 폐쇄하도록 제1 단부 부재(106)에 대해 이동가능하다. 도 1에서, 덮개(108)는 열린 구성으로 도시되어 있지만, 덮개(108)는 닫힌 구성으로 이동할 수 있다. 예컨대, 사용자는 덮개(108)로 하여금 화살표 "A"의 방향으로 미끄러지도록 할 수 있다.
디바이스(100)는 또한, 눌려질 경우 디바이스(100)를 동작시키는 사용자-조작가능 제어 엘리먼트(112), 이를테면 버튼 또는 스위치를 포함할 수 있다. 예컨대, 사용자는 스위치(112)를 동작시킴으로써 디바이스(100)를 켤 수 있다.
디바이스(100)는 또한, 디바이스(100)의 배터리를 충전하기 위한 케이블을 수용할 수 있는 전기 컴포넌트, 이를테면 소켓/포트(114)를 포함할 수 있다. 예컨대, 소켓(114)은 충전 포트, 이를테면 USB 충전 포트일 수 있다.
도 2는 외부 커버(102)가 제거되고 물품(110)이 존재하지 않는, 도 1의 디바이스(100)를 묘사한다. 디바이스(100)는 종축(134)을 정의한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 단부 부재(106)는 디바이스(100)의 일 단부에 배열되고 제2 단부 부재(116)는 디바이스(100)의 반대쪽 단부에 배열된다. 제1 및 제2 단부 부재들(106, 116)은 함께 디바이스(100)의 단부 표면들을 적어도 부분적으로 정의한다. 예컨대, 제2 단부 부재(116)의 하단 표면은 디바이스(100)의 하단 표면을 적어도 부분적으로 정의한다. 외부 커버(102)의 에지들은 또한 단부 표면들의 일부를 정의할 수 있다. 이 예에서, 덮개(108)는 또한 디바이스(100)의 상단 표면의 일부를 정의한다.
개구(104)에 가장 가까운 디바이스의 단부는 사용 중에 사용자의 입에 가장 가깝기 때문에 디바이스(100)의 근위 단부(또는 마우스 단부)로 알려질 수 있다. 사용 중에, 사용자는 물품(110)을 개구(104)에 삽입하고, 에어로졸 발생 재료의 가열을 시작하기 위해 사용자 제어부(112)를 조작하고, 디바이스에서 발생된 에어로졸을 흡인한다. 이것은 에어로졸로 하여금 유로를 따라 디바이스(100)의 근위 단부를 향해서 디바이스(100)를 통해 흐르도록 한다.
개구(104)로부터 가장 멀리 떨어져 있는 디바이스의 다른 단부는 사용 중에 사용자의 입으로부터 가장 멀리 떨어져 있는 단부이기 때문에 디바이스(100)의 원위 단부로 알려질 수 있다. 사용자가 디바이스에서 발생된 에어로졸을 흡인함에 따라, 에어로졸은 디바이스(100)의 원위 단부로부터 멀어지게 흐른다.
디바이스(100)는 전원(118)을 추가로 포함한다. 전원(118)은, 예컨대, 배터리, 이를테면 재충전가능 배터리 또는 비-재충전가능 배터리일 수 있다. 적합한 배터리들의 예들은, 예컨대, 리튬 배터리(이를테면, 리튬-이온 배터리), 니켈 배터리(이를테면, 니켈-카드뮴 배터리), 및 알카라인 배터리를 포함한다. 배터리는 에어로졸 발생 재료를 가열하기 위해서 제어기(미도시)의 제어 하에 필요할 때 전기 전력을 공급하도록 가열 조립체에 전기적으로 결합된다. 이 예에서, 배터리는 배터리(118)를 제자리에 유지하는 중앙 지지체(120)에 연결된다.
디바이스는 적어도 하나의 전자 모듈(122)을 더 포함한다. 전자 모듈(122)은, 예컨대, PCB(printed circuit board)를 포함할 수 있다. PCB(122)는 적어도 하나의 제어기, 이를테면 프로세서, 및 메모리를 지원할 수 있다. PCB(122)는 또한 디바이스(100)의 다양한 전자 컴포넌트들을 전기적으로 서로 연결시키기 위해 하나 이상의 전기 트랙들을 포함할 수 있다. 예컨대, 전력이 디바이스(100) 전체에 걸쳐 분배될 수 있도록, 배터리 단자들이 PCB(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 소켓(114)이 또한 전기 트랙들을 통해 배터리에 전기적으로 결합될 수 있다.
예시적인 디바이스(100)에서, 가열 조립체는 유도 가열 조립체이며, 유도 가열 프로세스를 통해 물품(110)의 에어로졸 발생 재료를 가열하기 위한 다양한 컴포넌트들을 포함한다. 유도 가열은 전자기 유도에 의해 전기 전도성 물체(이를테면, 서셉터)를 가열하는 프로세스이다. 유도 가열 조립체는 유도 엘리먼트, 예컨대, 하나 이상의 인덕터 코일들, 및 그 유도 엘리먼트를 통해 교류 전류와 같은 가변 전류를 전달하기 위한 디바이스를 포함할 수 있다. 유도 엘리먼트의 가변 전류는 가변 자기장을 생성한다. 가변 자기장은 유도 엘리먼트에 대해 적절하게 위치된 서셉터에 침투하고, 서셉터 내부에서 와전류들을 발생시킨다. 서셉터는 와전류들에 대한 전기 저항을 갖고, 그로 인해서 이 저항에 대한 와전류들의 흐름이 서셉터로 하여금 줄 가열(Joule heating)에 의해 가열되도록 한다. 서셉터가 강자성 재료, 이를테면 철, 니켈 또는 코발트를 포함하는 경우들에서, 열은 또한 서셉터에서의 자기 히스테리시스 손실들에 의해서, 즉, 가변 자기장을 갖는 자기 쌍극자들의 정렬의 결과로 자기 재료에서의 자기 쌍극자들의 다양한 배향에 의해서 생성될 수 있다. 유도 가열에서는, 예컨대 전도에 의한 가열에 비해, 서셉터 내부에서 열이 발생되어 급속 가열이 허용된다. 더욱이, 유도 히터와 서셉터 간의 어떤 물리적 접촉도 필요하지 않아 구성 및 응용의 개선된 자유가 허용된다.
예시적인 디바이스(100)의 유도 가열 조립체는 서셉터 어레인지먼트(132)(본원에서 "서셉터"로 지칭됨), 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)을 포함한다. 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 전기 전도성 재료로 만들어진다. 이 예에서, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 나선형 인덕터 코일들(124, 126)을 제공하기 위해 나선형 형태로 권취되는 리츠 와이어/케이블로 만들어진다. 리츠 와이어는, 개별적으로 절연되고 단일 와이어를 형성하기 위해 함께 꼬아지는 복수의 개별 와이어들을 포함한다. 리츠 와이어들은 전도체에서의 표피 효과 손실들을 감소시키도록 설계된다. 디바이스(100)의 예에서, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 직사각형 단면을 갖는 구리 리츠 와이어로 만들어진다. 다른 예들에서, 리츠 와이어는 타원형과 같은 다른 형상의 단면을 가질 수 있다.
제1 인덕터 코일(124)은 서셉터(132)의 제1 섹션을 가열하기 위한 제1 가변 자기장을 발생시키도록 구성되고, 제2 인덕터 코일(126)은 서셉터(132)의 제2 섹션을 가열하기 위한 제2 가변 자기장을 발생시키도록 구성된다. 이 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 디바이스(100)의 종축(134)을 따른 방향으로 제2 인덕터 코일(126)에 인접한다(즉, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 겹치지 않음). 서셉터 어레인지먼트(132)는 단일 서셉터, 또는 2개 이상의 별개의 서셉터들을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)의 단부들(130)은 PCB(122)에 연결될 수 있다.
제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은, 일부 예들에서, 서로 상이한 적어도 하나의 특성을 가질 수 있다는 것이 인지될 것이다. 예컨대, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 적어도 하나의 특성을 가질 수 있다. 더 상세하게, 일 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 인덕턴스 값을 가질 수 있다. 도 2에서, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은, 제1 인덕터 코일(124)이 제2 인덕터 코일(126)보다 서셉터(132)의 더 작은 섹션에 권취되도록, 상이한 길이들을 갖는다. 따라서, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 수의 턴들을 포함할 수 있다(개별 턴들 간의 간격이 실질적으로 동일하다고 가정함). 또 다른 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 재료로 만들어질 수 있다. 일부 예들에서, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 실질적으로 동일할 수 있다.
이 예에서, 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)은 반대 방향들로 권취된다. 이것은, 인덕터 코일들이 상이한 시간들에 활성화될 때, 유용할 수 있다. 예컨대, 초기에는, 제1 인덕터 코일(124)이 물품(110)의 제1 섹션/부분을 가열하도록 동작하고 있을 수 있고, 나중에는, 제2 인덕터 코일(126)이 물품(110)의 제2 섹션/부분을 가열하도록 동작하고 있을 수 있다. 코일을 반대 방향들로 권취하는 것은, 특정 타입의 제어 회로와 함께 사용될 때 비활성 코일에서 유도되는 전류를 감소시키는데 도움을 준다. 도 2에서, 제1 인덕터 코일(124)은 우측 나선이고 제2 인덕터 코일(126)은 좌측 나선이다. 그러나, 다른 실시예에서는, 인덕터 코일들(124, 126)은 동일한 방향으로 권취될 수 있거나, 제1 인덕터 코일(124)은 좌측 나선일 수 있고 제2 인덕터 코일(126)은 우측 나선일 수 있다.
이 예의 서셉터(132)는 중공 형태이고, 따라서 에어로졸 발생 재료가 수용되는 리셉터클을 정의한다. 예컨대, 물품(110)은 서셉터(132)에 삽입될 수 있다. 이 예에서, 서셉터(132)는 원형 단면을 갖는 관형이다.
도 2의 디바이스(100)는, 일반적으로 관형이고 서셉터(132)를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있는 절연 부재(128)를 더 포함한다. 절연 부재(128)는 임의의 절연 재료, 이를테면 예컨대 플라스틱으로 구성될 수 있다. 이 특정 예에서, 절연 부재는 PEEK(polyether ether ketone)로 구성된다. 절연 부재(128)는 서셉터(132)에서 발생된 열로부터 디바이스(100)의 다양한 컴포넌트들을 절연시키데 도움을 줄 수 있다.
절연 부재(128)는 또한 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)을 완전히 또는 부분적으로 지지할 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 절연 부재(128) 둘레에 위치되고, 절연 부재(128)의 방사상 외측 표면과 접촉한다. 일부 예들에서, 절연 부재(128)는 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)과 접하지 않는다. 예컨대, 절연 부재(128)의 외부 표면과 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)의 내부 표면 간에 작은 갭이 존재할 수 있다.
특정 예에서, 서셉터(132), 절연 부재(128), 및 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 서셉터(132)의 중앙 종축을 동축으로 한다.
도 3은 부분 단면으로 디바이스(100)의 측면도를 도시한다. 외부 커버(102)가 이 예에서 존재한다. 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)의 직사각형 단면 형상이 더 명확하게 보인다.
디바이스(100)는 서셉터(132)를 제자리에 유지하기 위해 서셉터(132)의 일 단부와 맞물리는 지지체(136)를 더 포함한다. 지지체(136)는 제2 단부 부재(116)에 연결된다.
디바이스는 또한 제어 엘리먼트(112) 내에 연관된 제2 인쇄 회로 기판(138)을 포함할 수 있다.
디바이스(100)는 디바이스(100)의 원위 단부를 향해 배열된, 제2 덮개/캡(140) 및 스프링(142)을 더 포함한다. 스프링(142)은 서셉터(132)로의 접근을 제공하기 위해서 제2 덮개(140)가 열리도록 허용한다. 사용자는 서셉터(132) 및/또는 지지체(136)를 청소하기 위해 제2 덮개(140)를 열 수 있다.
디바이스(100)는 그 디바이스의 개구(104)를 향해 서셉터(132)의 근위 단부로부터 멀리 연장하는 확장 챔버(144)를 더 포함한다. 디바이스(100) 내에 수용될 때 물품(110)에 접하여 이를 유지하기 위한 유지 클립(146)이 확장 챔버(144) 내에 적어도 부분적으로 위치된다. 확장 챔버(144)는 단부 부재(106)에 연결된다.
도 4는 외부 커버(102)가 생략된, 도 1의 디바이스(100)의 분해도이다.
도 5a는 도 1의 디바이스(100)의 일부의 단면도를 묘사한다. 도 5b는 도 5a의 영역의 확대도를 묘사한다. 도 5a 및 5b는 서셉터(132) 내에 수용된 물품(110)을 도시하고, 여기서 물품(110)의 치수는 물품(110)의 외부 표면이 서셉터(132)의 내부 표면에 접하도록 이루어진다. 이것은 가열이 가장 효율적이도록 보장한다. 이 예의 물품(110)은 에어로졸 발생 재료(110a)를 포함한다. 에어로졸 발생 재료(110a)는 서셉터(132) 내에 위치된다. 물품(110)은 또한 필터, 포장 재료들 및/또는 냉각 구조와 같은 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
도 5b는, 서셉터(132)의 외부 표면이 서셉터(132)의 종축(158)에 수직인 방향으로 측정되는 거리(150)만큼 인덕터 코일들(124, 126)의 내부 표면으로부터 이격된 것을 도시한다. 일 특정 예에서, 거리(150)는 약 3mm 내지 4mm, 약 3-3.5mm, 또는 약 3.25mm이다.
도 5b는, 절연 부재(128)의 외부 표면이 서셉터(132)의 종축(158)에 수직인 방향으로 측정되는 거리(152)만큼 인덕터 코일들(124, 126)의 내부 표면으로부터 이격된 것을 추가로 도시한다. 일 특정 예에서, 거리(152)는 약 0.05mm이다. 다른 예에서, 거리(152)는 실질적으로 0mm이고, 그럼으로써 인덕터 코일들(124, 126)이 절연 부재(128)에 접하고 접촉하게 된다.
일 예에서, 서셉터(132)는 약 0.025mm 내지 1mm, 또는 약 0.05mm의 벽 두께(154)를 갖는다.
일 예에서, 서셉터(132)는 약 40mm 내지 60mm, 약 40-45mm, 또는 약 44.5mm의 길이를 갖는다.
일 예에서, 절연 부재(128)는 약 0.25mm 내지 2mm, 0.25 내지 1mm, 또는 약 0.5mm의 벽 두께(156)를 갖는다.
도 6은 디바이스(100)의 가열 조립체를 묘사한다. 위에서 간략히 언급된 바와 같이, 가열 조립체는 축(158)(디바이스(100)의 종축(134)에 또한 평행함)을 따른 방향으로 서로 인접하게 배열되는 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)을 포함한다. 사용 중에, 제1 인덕터 코일(124)은 초기에 동작된다. 이것은 서셉터(132)의 제1 섹션(즉, 제1 인덕터 코일(124)에 의해 둘러싸인 서셉터(132)의 섹션)으로 하여금 가열되도록 하고, 이것은 결국 에어로졸 발생 재료의 제1 부분을 가열한다. 나중에, 제1 인덕터 코일(124)은 스위치 오프될 수 있고, 제2 인덕터 코일(126)이 동작될 수 있다. 이것은 서셉터(132)의 제2 섹션(즉, 제2 인덕터 코일(126)에 의해 둘러싸인 서셉터(132)의 섹션)으로 하여금 가열되도록 하고, 이것은 결국 에어로졸 발생 재료의 제2 부분을 가열한다. 제2 인덕터 코일(126)은 제1 인덕터 코일(124)이 동작되고 있는 동안 스위치 온될 수 있고, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)이 계속 동작하는 동안 스위치 오프될 수 있다. 대안적으로, 제2 인덕터 코일(126)이 스위치 온되기 전에, 제1 인덕터 코일(124)이 스위치 오프될 수 있다. 제어기는 각각의 인덕터 코일이 동작/통전되는 시기를 제어할 수 있다.
일부 예들에서, 제1 인덕터 코일(124)의 길이(202)는 제2 인덕터 코일(126)의 길이(204)보다 더 짧다. 각각의 인덕터 코일의 길이는 인덕터 코일들(124, 126)의 축에 평행한 방향으로 측정된다. 제1의 더 짧은 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)보다 디바이스(100)의 마우스 단부(근위 단부)에 더 가까이 배열될 수 있다. 에어로졸 발생 재료가 가열될 때, 에어로졸이 방출된다. 사용자가 흡입할 때, 에어로졸은 화살표(206) 방향으로 디바이스(100)의 마우스 단부를 향해 흡인된다. 에어로졸은 개구/마우스피스(104)를 통해 디바이스(100)를 빠져나가고, 사용자에 의해 흡입된다. 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)보다 개구(104)에 더 가까이 배열된다.
이 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 약 20mm의 길이(202)를 갖고, 제2 인덕터 코일(126)은 약 30mm의 길이(204)를 갖는다. 제1 인덕터 코일(124)을 형성하기 위해 나선형으로 권취되는 제1 와이어는 약 285mm의 권취되지 않은 길이를 갖는다. 제2 인덕터 코일(126)을 형성하기 위해 나선형으로 권취되는 제2 와이어는 약 420mm의 권취되지 않은 길이를 갖는다.
각각의 인덕터 코일(124, 126)은 복수의 와이어 스트랜드들을 포함하는 리츠 와이어로 형성된다. 예컨대, 각각의 리츠 와이어에는 약 25 내지 약 350개의 와이어 스트랜드들이 있을 수 있다. 본 예에서, 각각의 리츠 와이어에는 약 115개의 와이어 스트랜드들이 있다. 일부 예들에서, 와이어 스트랜드들은 2개 이상의 묶음들로 그룹화되고, 여기서 각각의 묶음은 모든 묶음들의 와이어 스트랜드들이 와이어 스트랜드들의 총 수로 합산되도록 다수의 와이어 스트랜드들을 포함한다. 본 예에서는, 23개의 와이어 스트랜드들로 이루어진 5개의 묶음들이 있다.
와이어 스트랜드들 각각은 직경을 갖는다. 예컨대, 직경은 약 0.05mm 내지 약 0.2mm일 수 있다. 일부 예들에서, 직경은 34AWG(0.16mm) 내지 40AWG(0.0799mm)이며, 여기서 AWG는 American Wire Gauge이다. 이 예에서, 와이어 스트랜드들 각각은 38AWG(0.101mm)의 직경을 갖는다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 인덕터 코일(124)의 리츠 와이어는 축(158) 둘레에 약 5.75번 감기고, 제2 인덕터 코일(126)의 리츠 와이어는 축(158) 둘레에 약 8.75번 감긴다. 리츠 와이어들은, 전체 턴이 완료되기 전에 리츠 와이어의 일부 단부들이 절연 부재(128)의 표면으로부터 멀리 구부러지기 때문에, 전체 수의 턴들을 형성하지 않는다.
도 7은 제1 인덕터 코일(124)의 확대도를 도시한다. 도 8은 제2 인덕터 코일(126)의 확대도를 도시한다. 이 예에서, 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)은 상이한 피치들을 갖는다. 제1 인덕터 코일(124)은 제1 피치(210)를 갖고, 제2 인덕터 코일은 제2 피치(212)를 갖는다. 피치는 하나의 완전한 권취에 대한 인덕터 코일의 길이(디바이스의 종축(134)을 따라 또는 서셉터의 종축(158)을 따라 측정됨)이다. 이 예에서, 제1 피치는 제2 피치보다 더 작고, 더 구체적으로, 제1 피치(210)는 약 3.1mm이고 제2 피치(212)는 약 3.2mm이다. 다른 예에서, 피치들은 각각의 인덕터 코일에 대해 동일하거나, 또는 제2 피치가 제1 피치보다 더 작다.
도 7은 약 5.75개의 턴들을 갖는 제1 인덕터 코일(124)을 묘사하며, 여기서 하나의 턴은 축(158)을 중심으로 한 번의 완전한 회전이다. 각각의 연속적인 턴 간에는 갭(214)이 있다. 이 예에서, 갭(214)의 길이는 약 0.9mm이다. 유사하게, 도 8은 약 8.75개의 턴들을 갖는 제2 인덕터 코일(126)을 묘사한다. 각각의 연속적인 턴 간에는 갭(216)이 있다. 이 예에서, 갭(216)의 길이는 약 1mm이다. 갭 사이즈는 인덕터 코일/축(158)을 따라 리츠 와이어의 직경과 피치 간의 차이와 같다.
이 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 약 2.4g의 질량을 갖고, 제2 인덕터 코일(126)은 약 3.5g의 질량을 갖는다.
도 9는 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126) 중 어느 하나를 형성하는 리츠 와이어의 단면의 개략적인 표현이다. 도시된 바와 같이, 리츠 와이어는 직사각형 단면을 갖는다(리츠 와이어를 형성하는 개별 와이어들은 명확성을 위해 도시되지 않음). 단면의 더 짧은 변은 치수(218)를 갖고 단면의 더 긴 변은 치수(220)를 갖는다. 이 예에서, 짧은 변은 약 1.1mm의 치수(218)를 갖고, 긴 변은 약 2.2mm의 치수(220)를 갖는다. 그러므로, 총 단면적은 약 2.42mm2이다. 도 5b 및 도 6의 어레인지먼트에서, 긴 변은 원하는 자기장 강도를 달성하기 위해 서셉터(132)의 종축(158)에 수직으로 배열된다.
도 10은 인덕터 코일들(124, 126) 중 어느 하나의 평면도의 개략적인 표현이다. 이 예에서, 인덕터 코일(124, 126)은 서셉터(132)의 종축(158)과 동축으로 배열된다(서셉터(132)가 명확성을 위해 묘사되지 않았지만).
도 10은 외경(222) 및 내경(228)을 갖는 인덕터 코일(124, 126)을 도시한다. 외경(222)은 약 12mm 내지 약 16mm일 수 있고 내경(228)은 약 10mm 내지 약 14mm일 수 있다. 이 특정 예에서, 내경(228)은 길이가 약 12mm이고, 외경(222)은 길이가 약 14.3mm이다.
도 11은 가열 조립체의 단면의 다른 개략적인 표현이다. 도 11은 거리(304)만큼 서셉터(232)로부터 떨어져 위치되는 인덕터 코일들(124, 126)의 외주/외부 표면을 묘사한다. 따라서, 제1 및 제2 인덕터 코일들은 실질적으로 동일한 외경(306)을 갖는다. 도 11은 또한 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 226)의 내경(308)을 실질적으로 동일한 것으로서 묘사한다.
인덕터 코일들(124, 226)의 "외주"는 종축(158)에 수직인 방향으로 서셉터(132)의 외부 표면(132a)으로부터 가장 멀리 떨어져 위치되는 인덕터 코일의 에지이다.
도시된 바와 같이, 인덕터 코일들(124, 126)의 내부 표면들은 서셉터(132)의 외부 표면(132a)으로부터 거리(310)만큼 떨어져 위치된다. 거리는 약 3mm 내지 약 4mm, 이를테면 약 3.25mm일 수 있다.
도 12는 디바이스(100)에서 사용하기 위한 다른 가열 조립체를 묘사한다. 이 예에서, 인덕터 코일들을 형성하는 직사각형 단면의 리츠 와이어들은 원형 단면을 갖는 리츠 와이어를 포함하는 인덕터 코일들로 교체되었다. 디바이스(100)의 다른 특징들은 실질적으로 동일하다.
가열 조립체는 서셉터(132)에 의해 정의된 종축(158)(디바이스(100)의 종축(134)에 또한 평행함)을 따른 방향으로 서로 인접하게 배열되는 제1 인덕터 코일(224) 및 제2 인덕터 코일(226)을 포함한다. 사용 중에, 제1 인덕터 코일(224)은 초기에 동작된다. 이것은 서셉터(132)의 제1 섹션(즉, 제1 인덕터 코일(224)에 의해 둘러싸인 서셉터(132)의 섹션)으로 하여금 가열되도록 하고, 이것은 결국 에어로졸 발생 재료의 제1 부분을 가열한다. 나중에, 제1 인덕터 코일(224)은 스위치 오프될 수 있고, 제2 인덕터 코일(226)이 동작될 수 있다. 이것은 서셉터(132)의 제2 섹션(즉, 제2 인덕터 코일(226)에 의해 둘러싸인 서셉터(132)의 섹션)으로 하여금 가열되도록 하고, 이것은 결국 에어로졸 발생 재료의 제2 부분을 가열한다. 제2 인덕터 코일(226)은 제1 인덕터 코일(224)이 동작되고 있는 동안 스위치 온될 수 있고, 제1 인덕터 코일(224)은 제2 인덕터 코일(226)이 계속 동작하는 동안 스위치 오프될 수 있다. 대안적으로, 제2 인덕터 코일(226)이 스위치 온되기 전에, 제1 인덕터 코일(224)이 스위치 오프될 수 있다. 제어기는 각각의 인덕터 코일이 동작/통전되는 시기를 제어할 수 있다.
일부 예들에서, 제1 인덕터 코일(224)의 길이(402)는 제2 인덕터 코일(226)의 길이(404)보다 더 짧다. 각각의 인덕터 코일의 길이는 인덕터 코일들(224, 226)에 의해 정의된 축에 평행한 방향으로 측정된다. 제1의 더 짧은 인덕터 코일(224)은 제2 인덕터 코일(226)보다 디바이스(100)의 마우스 단부(근위 단부)에 더 가까이 배열될 수 있다. 에어로졸 발생 재료가 가열될 때, 에어로졸이 방출된다. 사용자가 흡입할 때, 에어로졸은 화살표(406) 방향으로 디바이스(100)의 마우스 단부를 향해 흡인된다. 에어로졸은 개구/마우스피스(104)를 통해 디바이스(100)를 빠져나가고, 사용자에 의해 흡입된다. 제1 인덕터 코일(224)은 제2 인덕터 코일(226)보다 개구(104)에 더 가까이 배열된다.
이 예에서, 제1 인덕터 코일(224)은 약 20mm의 길이(402)를 갖고, 제2 인덕터 코일(226)은 약 27mm의 길이(404)를 갖는다. 제1 인덕터 코일(224)을 형성하기 위해 나선형으로 권취되는 제1 와이어는 약 315mm의 권취되지 않은 길이를 갖는다. 제2 인덕터 코일(226)을 형성하기 위해 나선형으로 권취되는 제2 와이어는 약 400mm의 권취되지 않은 길이를 갖는다.
각각의 인덕터 코일(224, 226)은 복수의 와이어 스트랜드들을 포함하는 리츠 와이어로 형성된다. 예컨대, 각각의 리츠 와이어에는 약 25 내지 약 350개의 와이어 스트랜드들이 있을 수 있다. 본 예에서, 각각의 리츠 와이어에는 약 115개의 와이어 스트랜드들이 있다. 일부 예들에서, 와이어 스트랜드들은 2개 이상의 묶음들로 그룹화되고, 여기서 각각의 묶음은 모든 묶음들의 와이어 스트랜드들이 와이어 스트랜드들의 총 수로 합산되도록 다수의 와이어 스트랜드들을 포함한다. 본 예에서는, 23개의 와이어 스트랜드들로 이루어진 5개의 묶음들이 있다.
와이어 스트랜드들 각각은 직경을 갖는다. 예컨대, 직경은 약 0.05mm 내지 약 0.2mm일 수 있다. 일부 예들에서, 직경은 34AWG(0.16mm) 내지 40AWG(0.0799mm)이며, 여기서 AWG는 American Wire Gauge이다. 이 예에서, 와이어 스트랜드들 각각은 38AWG(0.101mm)의 직경을 갖는다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제1 인덕터 코일(224)의 리츠 와이어는 축(158)에 약 6.75번 감기고, 제2 인덕터 코일(226)의 리츠 와이어는 축(158)에 약 8.75번 감긴다. 리츠 와이어들은, 전체 턴이 완료되기 전에 리츠 와이어의 일부 단부들이 절연 부재(128)의 표면으로부터 멀리 구부러지기 때문에, 전체 수의 턴들을 형성하지 않는다.
도 13은 제1 인덕터 코일(224)의 확대도를 도시한다. 도 14는 제2 인덕터 코일(226)의 확대도를 도시한다. 이 예에서, 제1 인덕터 코일(224) 및 제2 인덕터 코일(226)은 상이한 피치들을 갖는다. 제1 인덕터 코일(224)은 제1 피치(410)를 갖고, 제2 인덕터 코일은 제2 피치(412)를 갖는다. 피치는 하나의 완전한 권취에 대한 인덕터 코일의 길이(디바이스의 종축(134)을 따라 또는 서셉터의 종축(158)을 따라 측정됨)이다. 이 예에서, 제1 피치는 제2 피치보다 더 작고, 더 구체적으로, 제1 피치(410)는 약 2.81mm이고 제2 피치(412)는 약 2.88mm이다. 다른 예에서, 피치들은 각각의 인덕터 코일에 대해 동일하거나, 또는 제2 피치가 제1 피치보다 더 작다.
도 13은 약 6.75개의 턴들을 갖는 제1 인덕터 코일(224)을 묘사하며, 여기서 하나의 턴은 축(158)을 중심으로 한 번의 완전한 회전이다. 각각의 연속적인 턴 간에는 갭(414)이 있다. 이 예에서, 갭(414)의 길이는 약 1.51mm이다. 유사하게, 도 14는 약 8.75개의 턴들을 갖는 제2 인덕터 코일(226)을 묘사한다. 각각의 연속적인 턴 간에는 갭(416)이 있다. 이 예에서, 갭(416)의 길이는 약 1.58mm이다. 갭 사이즈는 리츠 와이어의 직경과 피치 간의 차이와 같다. 따라서, 이 예에서, 리츠 와이어는 약 1.3mm의 직경을 갖는다.
이 예에서, 제1 인덕터 코일(224)은 약 1.4g의 질량을 갖고, 제2 인덕터 코일(226)은 약 2.1g의 질량을 갖는다.
도 15는 제1 및 제2 인덕터 코일들(224, 226) 중 어느 하나를 형성하는 리츠 와이어의 단면의 개략적인 표현이다. 도시된 바와 같이, 리츠 와이어는 원형 단면을 갖는다(리츠 와이어를 형성하는 개별 와이어들은 명확성을 위해 도시되지 않음). 리츠 와이어는 약 1mm 내지 약 1.5mm일 수 있는 직경(418)을 갖는다. 이 예에서, 직경은 약 1.3mm이다.
도 16은 인덕터 코일들(224, 226) 중 어느 하나의 평면도의 개략적인 표현이다. 이 예에서, 인덕터 코일(224, 226)은 서셉터(132)의 종축(158)과 동축으로 배열된다(서셉터(132)가 명확성을 위해 묘사되지 않았지만).
도 16은 외경(422) 및 내경(428)을 갖는 인덕터 코일(224, 226)을 도시한다. 외경(422)은 약 12mm 내지 약 16mm일 수 있고 내경(428)은 약 10mm 내지 약 14mm일 수 있다. 이 특정 예에서, 내경(428)은 길이가 약 12mm이고, 외경(422)은 길이가 약 14.6mm이다.
도 17은 가열 조립체의 단면의 다른 개략적인 표현이다. 도 17은 거리(504)만큼 서셉터(232)로부터 떨어져 위치되는 인덕터 코일들(224, 226)의 외주/외부 표면을 묘사한다. 따라서, 제1 및 제2 인덕터 코일들은 실질적으로 동일한 외경(506)을 갖는다. 도 17은 또한 제1 및 제2 인덕터 코일들(224, 226)의 내경(508)을 실질적으로 동일한 것으로서 묘사한다.
인덕터 코일들(224, 226)의 "외주"는 종축(158)에 수직인 방향으로 서셉터(132)의 외부 표면(132a)으로부터 가장 멀리 떨어져 위치되는 인덕터 코일의 에지이다.
도시된 바와 같이, 인덕터 코일들(224, 226)의 내부 표면들은 서셉터(132)의 외부 표면(132a)으로부터 거리(510)만큼 떨어져 위치된다. 거리는 약 3mm 내지 약 4mm, 이를테면 약 3.25mm일 수 있다.
위의 실시예들은 본 발명의 예시적인 예들로서 이해되어야 한다. 본 발명의 추가 실시예들이 예상된다. 임의의 일 실시예와 관련하여 설명된 임의의 특징은 단독으로 또는 설명된 다른 특징들과 조합하여 사용될 수 있고, 또한 실시예들 중 임의의 다른 것의 하나 이상의 특징들, 또는 실시예들 중 임의의 다른 것들의 임의의 조합과 조합하여 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 게다가, 첨부된 청구항들에서 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 위에서 설명되지 않은 등가물 및 수정들이 이용될 수도 있다.

Claims (32)

  1. 에어로졸 제공 디바이스로서,
    서셉터 어레인지먼트를 가열하기 위한 가변 자기장을 발생시키도록 구성되는 인덕터 코일을 포함하고,
    상기 인덕터 코일은 나선형이며, 그리고 타원형 단면을 가지면서 약 25 내지 약 350개의 와이어 스트랜드(wire strand)들을 포함하는 리츠 와이어(litz wire)로 형성되는, 에어로졸 제공 디바이스.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 리츠 와이어는 약 60 내지 약 150개의 와이어 스트랜드들을 포함하는, 에어로졸 제공 디바이스.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 리츠 와이어는 약 100 내지 약 130개의 와이어 스트랜드들을 포함하는, 에어로졸 제공 디바이스.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 리츠 와이어는 약 115개의 와이어 스트랜드들을 포함하는, 에어로졸 제공 디바이스.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리츠 와이어는 와이어 스트랜드들의 적어도 4개의 묶음들을 포함하는, 에어로졸 제공 디바이스.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 적어도 4개의 묶음들 각각에는 동일한 수의 와이어 스트랜드들이 있는, 에어로졸 제공 디바이스.
  7. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 와이어 스트랜드들은 약 0.05mm 내지 약 0.2mm의 직경을 갖는, 에어로졸 제공 디바이스.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 와이어 스트랜드들은 약 0.1mm의 직경을 갖는, 에어로졸 제공 디바이스.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리츠 와이어는 약 300mm 내지 약 450mm의 길이를 갖는, 에어로졸 제공 디바이스.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인덕터 코일은 약 6 내지 9개의 턴(turn)들을 갖는, 에어로졸 제공 디바이스.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인덕터 코일은 연속적인 턴들 간에 갭(gap)들을 포함하고, 각각의 갭은 약 1.4mm 내지 약 1.6mm의 길이를 갖는, 에어로졸 제공 디바이스.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인덕터 코일은 약 1g 내지 약 2.5g의 질량을 갖는, 에어로졸 제공 디바이스.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리츠 와이어는 원형 단면을 갖는, 에어로졸 제공 디바이스.
  14. 제14 항에 있어서,
    상기 리츠 와이어는 약 1mm 내지 약 1.5mm의 직경을 갖는, 에어로졸 제공 디바이스.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 리츠 와이어는 약 1.2mm 내지 약 1.4mm의 직경을 갖는, 에어로졸 제공 디바이스.
  16. 제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터 어레인지먼트를 더 포함하고,
    상기 서셉터 어레인지먼트는 에어로졸 발생 재료를 가열하기 위해 상기 가변 자기장의 침투에 의해 가열가능한, 에어로졸 제공 디바이스.
  17. 에어로졸 제공 시스템으로서,
    제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 제공 디바이스; 및
    에어로졸 발생 재료를 포함하는 물품을 포함하는, 에어로졸 제공 시스템.
  18. 에어로졸 제공 디바이스로서,
    서셉터 어레인지먼트를 가열하기 위한 가변 자기장을 발생시키도록 구성되는 인덕터 코일을 포함하고,
    상기 인덕터 코일은 나선형이며, 그리고 직사각형 단면을 가지면서 약 25 내지 약 350개의 와이어 스트랜드들을 포함하는 리츠 와이어로 형성되는, 에어로졸 제공 디바이스.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 리츠 와이어는 약 60 내지 약 150개의 와이어 스트랜드들을 포함하는, 에어로졸 제공 디바이스.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 리츠 와이어는 약 100 내지 약 130개의 와이어 스트랜드들을 포함하는, 에어로졸 제공 디바이스.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 리츠 와이어는 약 115개의 와이어 스트랜드들을 포함하는, 에어로졸 제공 디바이스.
  22. 제18 항 내지 제21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리츠 와이어는 와이어 스트랜드들의 적어도 4개의 묶음들을 포함하는, 에어로졸 제공 디바이스.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 적어도 4개의 묶음들 각각에는 동일한 수의 와이어 스트랜드들이 있는, 에어로졸 제공 디바이스.
  24. 제18 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 와이어 스트랜드들은 약 0.05mm 내지 약 0.2mm의 직경을 갖는, 에어로졸 제공 디바이스.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 와이어 스트랜드들은 약 0.1mm의 직경을 갖는, 에어로졸 제공 디바이스.
  26. 제18 항 내지 제25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리츠 와이어는 약 250mm 내지 약 450mm의 길이를 갖는, 에어로졸 제공 디바이스.
  27. 제18 항 내지 제26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인덕터 코일은 약 5 내지 9개의 턴들을 갖는, 에어로졸 제공 디바이스.
  28. 제18 항 내지 제27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인덕터 코일은 연속적인 턴들 간에 갭들을 포함하고, 각각의 갭은 약 0.9mm 내지 약 1mm의 길이를 갖는, 에어로졸 제공 디바이스.
  29. 제18 항 내지 제28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인덕터 코일은 약 2g 내지 약 4g의 질량을 갖는, 에어로졸 제공 디바이스.
  30. 제18 항 내지 제29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리츠 와이어는 약 1.5mm2 내지 약 3mm2의 단면적을 갖는, 에어로졸 제공 디바이스.
  31. 제18 항 내지 제30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터 어레인지먼트를 더 포함하고,
    상기 서셉터 어레인지먼트는 에어로졸 발생 재료를 가열하기 위해 상기 가변 자기장의 침투에 의해 가열가능한, 에어로졸 제공 디바이스.
  32. 에어로졸 제공 시스템으로서,
    제18 항 내지 제31 항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 제공 디바이스; 및
    에어로졸 발생 재료를 포함하는 물품을 포함하는, 에어로졸 제공 시스템.
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