KR20240089020A - 에어로졸 발생 장치용 가열 조립체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에어로졸 발생 장치용 가열 조립체에 관한 것이다. 가열 조립체는 제1 기판 층을 포함할 수 있으며, 제1 기판 층은 전기 절연 기판 층이다. 가열 조립체는 가열 요소를 더 포함할 수 있으며, 가열 요소는 제1 기판 층 상에 배열되어 있다. 가열 조립체는 제2 기판 층을 더 포함할 수 있고, 제2 기판 층은 전기 절연 기판 층일 수 있다. 제2 기판 층은 가열 요소와 제1 기판 층을 덮도록 배열될 수 있다. 가열 조립체는 온도 센서를 추가로 포함할 수 있다. 온도 센서는 제2 기판 층 상에 배열될 수 있다. 가열 조립체는 제3 기판 층을 더 포함할 수 있고, 제3 기판 층은 전기 절연 기판 층일 수 있다. 제3 기판 층은 온도 센서를 적어도 부분적으로 덮고 제2 기판 층을 덮도록 배열될 수 있다.
Description
본 발명은 에어로졸 발생 장치용 가열 조립체에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 에어로졸 발생 장치 및 가열 조립체를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
흡입 가능한 증기를 발생시키기 위한 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이 공지되어 있다. 이러한 장치는 에어로졸 형성 기재를 태우지 않고, 에어로졸 형성 기재의 하나 이상의 구성요소가 휘발되는 온도로 에어로졸 형성 기재를 가열할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 물품의 일부로서 제공될 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 장치의, 가열 챔버와 같은, 공동 내로 에어로졸 발생 물품의 삽입을 위한 로드 형상을 가질 수 있다. 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치의 가열 챔버 내로 삽입되면, 가열 조립체는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 가열 챔버 내에 또는 그 주위에 배열될 수 있다.
개선된 신뢰성을 갖는 에어로졸 발생 장치용 가열 조립체를 갖는 것이 바람직할 것이다. 개선된 제조 품질을 갖는 에어로졸 발생 장치용 가열 조립체를 갖는 것이 바람직할 것이다. 제조 동안 개선된 견고성을 갖는 에어로졸 발생 장치용 가열 조립체를 갖는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 구현예에 따라, 에어로졸 발생 장치용 가열 조립체가 제공된다. 가열 조립체는 제1 기판 층을 포함할 수 있으며, 제1 기판 층은 전기 절연 기판 층이다. 가열 조립체는 가열 요소를 더 포함할 수 있으며, 가열 요소는 제1 기판 층 상에 배열되어 있다. 가열 조립체는 제2 기판 층을 더 포함할 수 있고, 제2 기판 층은 전기 절연 기판 층일 수 있다. 제2 기판 층은 가열 요소와 제1 기판 층을 덮도록 배열될 수 있다. 가열 조립체는 온도 센서를 추가로 포함할 수 있다. 온도 센서는 제2 기판 층 상에 배열될 수 있다. 가열 조립체는 제3 기판 층을 더 포함할 수 있고, 제3 기판 층은 전기 절연 기판 층일 수 있다. 제3 기판 층은 온도 센서를 적어도 부분적으로 덮고 제2 기판 층을 덮도록 배열될 수 있다.
본 발명의 구현예에 따라, 에어로졸 발생 장치용 가열 조립체가 제공된다. 가열 조립체는 제1 기판 층을 포함하며, 제1 기판 층은 전기 절연 기판 층이다. 가열 조립체는 가열 요소를 더 포함하며, 상기 가열 요소는 제1 기판 층 상에 배열되어 있다. 가열 조립체는 제2 기판 층을 더 포함하며, 제2 기판 층은 전기 절연 기판 층이다. 제2 기판 층은 가열 요소와 제1 기판 층을 덮도록 배열되어 있다. 가열 조립체는 온도 센서를 추가로 포함하고 있다. 온도 센서는 제2 기판 층 상에 배열되어 있다. 가열 조립체는 제3 기판 층을 더 포함할 수 있으며, 제3 기판 층은 전기 절연 기판 층이다. 제3 기판 층은 온도 센서를 적어도 부분적으로 덮고 제2 기판 층을 덮도록 배열될 수 있다.
온도 센서의 상단에 제3 기판 층을 제공함으로써, 제조가 더 용이해진다. 특히, 이전에는 온도 센서가 제2 기판 층의 접착제 층 상에 배치되는 것이 문제가 되었다. 본원에서 논의된 층 중 어느 하나 사이의 접착, 특히 온도 센서와 제2 기판 층 사이의 접착은 압력 및 고온(핫 멜트 프레스)의 인가에 기초하여 조립 공정에 의해 생성될 수 있다. 가압은 결국 접착제 층 상에 배열되어 있는 온도 센서 상에 인가되어 있다. 문제점은, 접착제 층이 제2 기판 층의 표면 상에 균일하게 도포되고 온도 센서가 제한된 영역만을 차지하여, 가압 표면이 접착제 층과 접촉하게 되어 조립 공정 동안 상당한 어려움을 생성한다는 것이다.
제안된 해결책은 가압 표면과 접착제 층 사이의 접촉을 회피하도록 온도 센서의 상단에 제3 기판 층을 적용하는 것이다. 제3 기판 층은 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이 온도 센서 트랙의 전기 접촉부가 여전히 온도 센서에 연결될 수 있게 하는 하나 이상의 개구부를 가질 수 있다.
용어 '덮는(covering)' 또는 '덮다(cover)'는 제1 층을 향하는 제2 층의 표면적이 제1 층에 의해 실질적으로 중첩되어 있는 방식으로 제1 층이 제2 층 상에 배치될 수 있도록 제1 층이 제2 층과 실질적으로 동일한 표면 크기를 가짐을 의미할 수 있다. 제1 층이 제2 층을 덮도록 배열되어 있는 경우, 제1 층의 표면 크기는 제2 층의 표면적의 적어도 90%일 수 있고, 바람직하게는 제1 층의 표면 크기는 제2 층의 표면적의 적어도 80%일 수 있고, 더 바람직하게는 제1 층의 표면 크기는 제2 층의 표면적의 적어도 70%일 수 있고, 가장 바람직하게는 제1 층의 표면 크기는 제2 층의 표면적의 적어도 60%일 수 있다.
가열 요소는 제1 기판 층과 제2 기판 층 사이에 끼워질 수 있다. 가열 요소는 제1 기판 층의 표면의 일부분만을 덮을 수 있다. 제2 기판 층이 제1 기판 층 및 가열 요소 상에 배치되어 있을 때, 제2 기판 층은 바람직하게는 가열 요소를 덮고 가열 요소가 배열되어 있고 가열 요소에 의해 덮이지 않는 제1 기판 층의 표면의 나머지를 덮는다.
유사하게, 온도 센서는 제2 기판 층과 제3 기판 층 사이에 끼워질 수 있다. 온도 센서는 기판 층의 제2 부분의 외부 표면 상에 배열될 수 있다. 제3 기판 층이 제2 기판 층 및 온도 센서 상에 배치될 때, 제3 기판 층은 바람직하게는 온도 센서를 덮고 온도 센서가 배열되고 온도 센서에 의해 덮이지 않는 제2 기판 층의 표면의 나머지를 덮는다.
최종 가열 조립체에서, 가열 요소 및 온도 센서는 바람직하게는 제2 기판 층의 대향 표면 상에 배열되어 있다. 따라서, 가열 요소는 제2 기판 층을 통해 온도 센서로부터 전기적으로 격리되어 있다.
가열 요소는 제1 기판 층 및 제2 기판 층에 의해 보호된다.
온도 센서는 제2 기판 층 및 제3 기판 층에 의해 보호된다.
가열 요소는 저항성 히터일 수 있다. 가열 요소는 가열 트랙을 포함할 수 있다. 가열 요소는 가열 트랙일 수 있다. 가열 트랙은 열을 발생시키도록 구성될 수 있다. 가열 요소는 전기 저항 가열 트랙일 수 있다. 가열 요소는 가열 트랙과 전기적으로 접촉하기 위한 전기 접촉부를 포함할 수 있다. 전기 접촉부는 임의의 공지된 수단에 의해, 예를 들어 납땜 또는 용접에 의해 가열 트랙에 부착될 수 있다. 제1 전기 접촉부는 가열 트랙의 제1 말단에 부착될 수 있고, 제2 전기 접촉부는 가열 트랙의 제2 말단에 부착될 수 있다. 가열 트랙의 제1 말단은 가열 트랙의 근위 말단일 수 있고, 가열 트랙의 제2 말단은 가열 트랙의 원위 말단일 수 있거나, 그 반대일 수 있다.
가열 트랙은 스테인리스 스틸로 제조될 수 있다. 가열 트랙은 약 50 μm 두께로 스테인리스 스틸로 제조될 수 있다. 가열 트랙은 바람직하게는 약 25 μm 두께로 스테인리스 스틸로 제조될 수 있다. 가열 트랙은 약 50.8 μm 두께로 인코넬로부터 제조될 수 있다. 가열 트랙은 약 25.4 μm 두께로 인코넬로부터 제조될 수 있다. 가열 트랙은 약 35 μm 두께로 구리로부터 제조될 수 있다. 가열 트랙은 약 25 μm 두께로 콘스탄탄으로부터 제조될 수 있다. 가열 트랙은 약 12 μm 두께로 니켈로부터 제조될 수 있다. 가열 트랙은 약 25 μm 두께로 황동으로부터 제조될 수 있다.
가열 요소, 바람직하게는 가열 트랙은 제1 기판 층 상에 인쇄될 수 있다. 가열 트랙은 기판 층 상에 포토-인쇄될 수 있다. 가열 트랙은 기판 층 상에 화학적으로 에칭될 수 있다.
용어 '가열 트랙'은 단일 가열 트랙을 포함한다. 가열 요소 또는 가열 트랙은 제1 기판 층 상에 인쇄될 수 있다.
가열 트랙은 제1 기판 층 상 중앙에 배열될 수 있다. 가열 트랙은 구부러진 형상을 가질 수 있다. 가열 트랙은 만곡 형상을 가질 수 있다. 가열 트랙은 지그재그 형상을 가질 수 있다. 이러한 가열 트랙은 권선 형상을 가질 수 있다.
가열 조립체는 튜브 내로 롤링될 수 있다. 가열 트랙은 기판 층이 튜브 형상으로 롤링되기 전에 평평할 수 있다. 가열 트랙 또는 가열 요소는 가요성일 수 있다. 가열 트랙 또는 가열 요소는, 기판 층이 튜브 형상으로 롤링되는 경우에 기판 층의 튜브 형상에 순응할 수 있다.
제3 기판 층은 적어도 2개의 개구부를 포함할 수 있다. 2개의 개구부는 온도 센서의 전기 접촉부가 제3 기판 층을 통해 접촉될 수 있도록 제공되어 있다.
2개의 개구부는 온도 센서의 2개의 접촉부가 제3 기판 층에 의해 덮이지 않도록 정렬될 수 있다. 2개의 개구부는 제3 기판 층의 대향 말단에 인접하게 배열될 수 있다. 2개의 개구부는 온도 센서 상의 전기 접촉부의 배치에 대응할 수 있다.
2개의 개구부 이외에, 추가 개구부가 제3 기판 층에 제공될 수 있다. 제3 개구부는 제3 기판 층에서 중앙에 배열될 수 있다. 이러한 제3 개구부는 이 영역에서 제3 기판 층의 기계적 강도를 증가시킬 수 있다. 특히, 제3 기판 층의 중간에 있는 개구부는, 전기 와이어가 이 영역에서 제2 기판 층의 하부 접착제 층과 접촉하게 되기 때문에, 온도 센서의 전기 접촉부와 접촉하는 전기 와이어의 고정을 강화할 수 있다.
온도 센서의 전기 접촉부는 임의의 공지된 수단에 의해, 예를 들어 납땜 또는 용접에 의해 온도 센서에 부착될 수 있다. 제1 전기 접촉부는 온도 센서의 제1 말단에 부착될 수 있고, 제2 전기 접촉부는 온도 센서의 제2 말단에 부착될 수 있다. 온도 센서의 제1 말단은 온도 센서의 근위 말단일 수 있고, 온도 센서의 제2 말단은 온도 센서의 원위 말단일 수 있거나 그 반대일 수 있다.
온도 센서는 온도 센서 트랙을 포함할 수 있다.
가열 조립체는 튜브, 바람직하게는 금속 튜브를 포함할 수 있으며, 그 주위에 기판 층이 포장되거나 롤링될 수 있다. 금속 튜브는 바람직하게는 스테인리스 스틸 튜브이다. 대안적으로, 튜브는 세라믹 튜브일 수 있다. 튜브는, 가열 조립체의 튜브 형상을 정의할 수 있다. 튜브의 외경은, 기판 층의 롤링 후에 제1 기판 층의 내경에 대응할 수 있다.
가열 조립체는 가열 조립체의 튜브 형상에 의해 순응된 가열 챔버를 더 포함할 수 있다. 가열 요소 및 온도 센서와 함께 기판 층은 가열 챔버를 형성하는 튜브를 맞추기 위해 롤링될 수 있다. 이러한 구성에서, 제1 기판 층은 튜브와 대면하는 내부 층을 형성할 수 있고, 제3 기판 층은 외부 층일 수 있다. 제1 기판 층은 가열 조립체의 최내층을 형성하는 금속 튜브에 인접할 수 있다.
튜브는 스테인리스 스틸로 제조될 수 있다. 튜브 길이는 10 mm 내지 35 mm, 바람직하게는 12 mm 내지 30 mm, 바람직하게는 13 mm 내지 22 mm일 수 있다. 튜브는 중공관일 수 있다. 중공관은 4 mm 내지 9 mm, 바람직하게는 5 mm 내지 6 mm 또는 6.8 mm 내지 7.5 mm, 바람직하게는 약 5.35 mm 또는 약 7.3 mm의 내경을 가질 수 있다. 튜브는 70 μm 내지 110 μm, 바람직하게는 80 μm 내지 100 μm, 바람직하게는 약 90 μm의 두께를 가질 수 있다. 튜브는 원통형 단면을 가질 수 있다. 튜브는 원형 단면을 가질 수 있다.
제1 기판 층의 길이는, 튜브의 원주 이하일 수 있다. 제1 기판 층은 튜브 주위를 완전히 포장할 수 있다. 제1 기판 층이 튜브 주위에 포장된 후에 튜브의 표면이 제1 기판 층에 의해 덮이도록 제1 기판 층은 튜브 주위를 한 번 포장할 수 있다.
가열 챔버의 튜브는 70 μm 내지 110 μm, 바람직하게는 80 μm 내지 100 μm, 바람직하게는 약 90 μm의 두께를 가질 수 있다.
온도 센서는 NTC, Pt100 또는 바람직하게는 Pt1000 온도 센서일 수 있다. 온도 센서는 접착제 층에 의해 제2 기판 층에 부착될 수 있다. 온도 센서는 제2 기판 층 상에 광-인쇄될 수 있다. 화학적 에칭은 가열 요소의 가열 트랙 및 온도 센서 트랙 중 하나 또는 둘 모두를 형성하기 위해 이용될 수 있다. 후속하여, 온도 센서의 접촉부는 제3 기판 층 내의 개구부를 통해 온도 센서 트랙 상에 용접될 수 있다.
온도 센서는, 가열 조립체가 롤링되는 경우에 온도 센서가 제1 기판 층의 중심에 대응하는 영역에 위치될 수 있도록, 제2 기판 층 상에 위치될 수 있다. 이러한 방식으로 온도 센서를 위치시킴으로써, 가열 요소는, 온도 센서가 가열 요소의 가장 뜨거운 부분에 인접하게 위치하도록, 온도 센서를 맵핑할 수 있다. 온도 센서에 인접한 가장 뜨거운 부분은, 제1 기재 층의 중심일 수 있다. 가열 요소는 제1 기판 층의 중앙에 배열될 수 있다. 온도 센서는, 제2 기판 층의 두께만큼만 가열 요소로부터 이격되어 가열 요소에 바로 인접하여 배열될 수 있다.
다음의 추가 층 중 하나 이상이 제공될 수 있다:
제1 접착제 층이 상기 제1 기판 층과 상기 가열 요소 사이에 제공될 수 있음,
제2 접착제 층이 상기 가열 요소와 상기 제2 기판 층 사이에 제공될 수 있음,
제3 접착제 층이 상기 제2 접착제 층과 상기 온도 센서 사이에 제공될 수 있음,
제4 접착제 층이 상기 온도 센서와 상기 제3 기판 층 사이에 제공될 수 있음.
제1 접착제 층은 제1 기판 층과 가열 요소 사이의 부착을 용이하게 할 수 있다. 제1 접착제 층은 가열 요소에 의해 덮이지 않은 제1 기판 층의 영역에서 제1 기판 층과 제2 기판 층 사이의 부착을 더욱 용이하게 할 수 있다. 제2 접착제 층은 가열 요소와 제2 기판 층 사이의 부착을 용이하게 할 수 있다. 제3 접착제 층은 제2 기판 층과 온도 센서 사이의 부착을 용이하게 할 수 있다. 제3 접착제 층은 온도 센서에 의해 덮이지 않은 제3 접착제 층의 영역에서 제2 기판 층과 제3 기판 층 사이의 부착을 더욱 용이하게 할 수 있다. 제4 접착제 층은 온도 센서와 제3 기판 층 사이의 부착을 용이하게 할 수 있다.
접착제 층 중 하나 이상은 2μm 내지 10μm, 바람직하게는 3μm 내지 7μm, 보다 바람직하게는 약 5μm의 두께를 가질 수 있다.
접착제 층 중 하나 이상은 실리콘 기반 접착제 층일 수 있다. 접착제 층은 PEEK 기반 접착제 및/또는 아크릴 접착제를 포함할 수 있다.
제1 기판 층, 제2 기판 층 및 제3 기판 층 중 하나 이상은 폴리아미드 또는 폴리이미드 막을 포함할 수 있다. 기판 층 중 어느 하나는 폴리이미드 또는 폴리아미드로 제조될 수 있다. 기판 층은 220°C 내지 320°C, 바람직하게는 240°C 내지 300°C, 바람직하게는 약 280°C를 견디도록 구성될 수 있다. 기판 층 중 어느 하나는 Pyralux로 제조될 수 있다.
열 수축 층은 가열 조립체 주위에 배열될 수 있다.
열 수축 층은, 가열 조립체가 튜브 형상으로 롤링될 경우에 가열 조립체 주위에 배열될 수 있다. 열 수축 층은, 가열 시 수축하도록 구성될 수 있다. 열 수축 층은, 가열 조립체를 함께 단단히 유지시킬 수 있다. 열 수축 층은 균일한 내측 압력을 가열 조립체에 인가하도록 구성될 수 있다. 열 수축 층은, 튜브 및 제1 기판 층 및 제2 기판 층 및 제3 기판 층 중 하나 또는 둘 사이의 접촉을 개선할 수 있다. 열 수축 층은, 가열 조립체의 대부분의 또는 모든 구성 요소를 함께 단단히 유지할 수 있다. 열 수축 층은 본 명세서에 설명된 접착제 층 또는 글루 층을 대체하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 열 수축 층은 본원에서 설명된 접착제 층 또는 글루 층에 추가적으로 사용될 수 있다.
열 수축 층의 두께는 100 μm 내지 300 μm, 바람직하게는 약 180 μm일 수 있다.
열 수축 층은 PEEK으로 제조될 수 있다. 열 수축 층은 테플론 및 PTFE 중 하나 이상으로 만들어지거나 이를 포함할 수 있다.
기판 층의 하나 이상은 10μm 내지 50μm, 바람직하게는 20μm 내지 30μm, 보다 바람직하게는 약 25μm의 두께를 가질 수 있다.
가열 요소는, 바람직하게 스테인리스 스틸로 제조될 경우에 20μm 내지 60μm, 바람직하게는 30μm 내지 50μm, 보다 바람직하게는 약 40μm의 두께를 가질 수 있다. 가열 트랙은, 바람직하게 스테인리스 스틸로 제조될 경우에 20μm 내지 60μm, 바람직하게는 30μm 내지 50μm, 보다 바람직하게는 약 40μm의 두께를 가질 수 있다.
열 수축 층을 둘러싸는 열 절연 층이 제공될 수 있다. 열 절연 층은 바람직하게는 에어로젤로 만들어진다.
본 발명은 추가로 본원에서 설명된 바와 같은 가열 조립체를 포함하는 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다.
에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동을 포함할 수 있다. 가열 조립체는 공동을 적어도 부분적으로 둘러싸서 배열될 수 있다.
공동의 측벽면은 본원에 설명된 튜브, 바람직하게는 스테인리스 스틸 튜브로 형성될 수 있다. 가열 조립체는 스테인리스 스틸 튜브 상에 장착될 수 있거나, 튜브는 가열 조립체의 일부일 수 있고 에어로졸 발생 장치의 하우징 또는 내부 프레임 내에 장착될 수 있다.
본 발명은 또한, 에어로졸 발생 장치용 가열 조립체를 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 다음 단계 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
제1 기판 층을 제공하는 단계로서, 상기 제1 기판 층은 전기 절연 기판 층인, 단계,
상기 제1 기판 층 상에 가열 요소를 배열하는 단계,
상기 가열 요소 및 상기 제1 기판 층을 덮는 제2 기판 층을 배열하는 단계로서, 상기 제2 기판 층은 전기 절연 기판 층인, 단계,
상기 제2 기판 층 상에 온도 센서를 배열하는 단계,
상기 온도 센서를 적어도 부분적으로 덮고 상기 제2 기판 층을 덮는 제3 기판 층을 배열하는 단계로서, 상기 제3 기판 층은 전기 절연 기판 층인, 단계.
본 발명은 또한, 에어로졸 발생 장치용 가열 조립체를 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 다음 단계를 포함한다:
제1 기판 층을 제공하는 단계로서, 상기 제1 기판 층은 전기 절연 기판 층인, 단계,
상기 제1 기판 층 상에 가열 요소를 배열하는 단계,
상기 가열 요소 및 상기 제1 기판 층을 덮는 제2 기판 층을 배열하는 단계로서, 상기 제2 기판 층은 전기 절연 기판 층인, 단계,
상기 제2 기판 층 상에 온도 센서를 배열하는 단계,
상기 온도 센서를 적어도 부분적으로 덮고 상기 제2 기판 층을 덮는 제3 기판 층을 배열하는 단계로서, 상기 제3 기판 층은 전기 절연 기판 층인, 단계.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '상류' 및 '하류'는 에어로졸 발생 장치를 통해 이의 사용 동안 공기가 흐르는 방향과 관련하여 에어로졸 발생 장치의 구성 요소, 또는 구성 요소의 일부분의 상대적인 위치를 설명하는 데 사용된다. 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치는 사용 시, 에어로졸이 장치를 빠져나가는 근위 말단을 포함한다. 에어로졸 발생 장치의 근위 말단은 또한 마우스 말단 또는 하류 말단으로서 지칭될 수 있다. 마우스 말단은 원위 말단의 하류에 있다. 에어로졸 발생 물품의 원위 말단은 상류 말단으로서 지칭될 수도 있다. 에어로졸 발생 장치의 구성 요소 또는 구성 요소의 부분은, 에어로졸 발생 장치의기류 경로에 대해 상대적인 위치에 기초하여, 서로의 상류 또는 하류에 있는 것으로 설명될 수 있다.
본 발명의 모든 양태에서, 가열 요소는 전기 저항성 재료를 포함할 수 있다. 적합한 전기 저항성 재료는 도핑된 세라믹과 같은 반도체, 전기 "전도성" 세라믹(예를 들어, 몰리브덴 디실리사이드 등), 탄소, 흑연, 금속, 금속 합금, 및 세라믹 재료 및 금속 재료로 이루어진 복합 재료를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 이러한 복합 재료는 도핑된 세라믹 또는 도핑되지 않은 세라믹을 포함할 수 있다.
설명된 바와 같이, 본 개시의 임의의 양태에서, 가열 요소는 외부 가열 요소를 포함할 수 있으며, 여기서 "외부"는 에어로졸 형성 기재를 지칭한다. 외부 가열 요소는 임의의 적절한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 외부 가열 요소는, 폴리이미드 같은 유전체 기판 상의 하나 이상의 가요성 가열 포일의 형태를 취할 수 있다. 유전체 기판은 기판 층이다. 가요성 가열 포일 또는 가열 트랙은 가열 챔버의 둘레에 맞추도록 순응될 수 있다. 대안적으로, 외부 가열 요소는 금속 그리드 또는 그리드들, 가요성 인쇄 회로 기판, 몰딩식 상호연결 장치(MID), 세라믹 히터, 가요성 탄소 섬유 히터의 형태를 취할 수 있거나, 적합한 형상의 기판 층 상에 플라즈마 기상 증착과 같은 코팅 기술을 사용해 형성될 수 있다. 또한 외부 가열 요소는 온도와 비저항 간의 정의된 관계를 갖는 금속을 이용해 형성될 수 있다. 이러한 예시적인 장치에서, 금속은 제1 기판 층과 제2 기판 층 사이의 트랙으로서 형성될 수 있다. 이러한 방식으로 형성된 외부 가열 요소는 작동 중에 외부 가열 요소를 가열하는 것, 및 외부 가열 요소의 온도를 모니터링하는 것 둘 모두에 사용될 수 있다.
가열 요소는, 유리하게 전도에 의해 에어로졸 형성 기재를 가열한다. 대안적으로, 내부 또는 외부 가열 요소 중 어느 하나로부터의 열은 열 전도성 요소에 의해 기재에 전도될 수 있다.
작동하는 동안에, 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 장치 내에 완전히 함유될 수 있다. 이 경우, 사용자는 에어로졸 발생 장치의 마우스피스 상에서 퍼핑할 수 있다. 대안적으로, 동작 중 상기 에어로졸 형성 기재를 함유하는 흡연 물품은 상기 에어로졸 발생 장치 내에 부분적으로 함유될 수 있다. 이 경우, 사용자는 흡연 물품을 직접 퍼핑할 수 있다.
가열 요소는 유도 가열 요소로서 구성될 수 있다. 유도 가열 요소는 유도 코일 및 서셉터를 포함할 수 있다. 일반적으로, 서셉터는 교번 자기장에 의해 침투될 때, 열을 발생시킬 수 있는 재료이다. 본 발명에 따르면, 서셉터는 전기 전도성 또는 자성, 또는 전기 전도성 및 자성 모두일 수 있다. 하나 또는 여러 개의 유도 코일에 의해 발생된 교번 자기장은 서셉터를 가열하고, 이는 이어서 에어로졸이 형성되도록 열을 에어로졸 형성 기재에 전달한다. 열 전달은 주로 열의 전도에 의한 것일 수 있다. 서셉터가 에어로졸 형성 기재와 밀착 열 접촉하면, 이러한 열 전달이 가장 양호하다. 유도 가열 요소가 사용되는 경우에, 유도 가열 요소는 본원에서 설명된 바와 같은 외부 히터로서 구성될 수 있다. 유도 가열 요소가 외부 가열 요소로서 구성되는 경우, 서셉터 요소는 바람직하게는, 가열 챔버를 적어도 부분적으로 둘러싸는 원통형 서셉터로서 구성된다. 본원에 설명된 가열 트랙은 서셉터로서 구성될 수 있다. 서셉터는 제1 기판 층과 제2 기판 층 사이에 배열될 수 있다. 기판 층의 제2 부분은 유도 코일에 의해 둘러싸일 수 있다. 서셉터뿐만 아니라 유도 코일은 가열 조립체의 일부일 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는, 가열 요소 및/또는 가열 조립체에 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급부를 포함한다. 전력 공급부는 바람직하게는 전력 공급원을 포함하고 있다. 바람직하게는, 전력 공급원은 리튬 이온 배터리와 같은 배터리이다. 대안으로서, 전력 공급원은 커패시터와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다. 전력 공급원은 재충전을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 전력 공급원은 약 6분의 기간 동안, 또는 6분의 배수의 기간 동안 에어로졸을 연속적으로 발생시키기에 충분한 용량을 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 전력 공급원은 소정 횟수의 퍼핑 또는 가열 조립체의 별개 활성화를 허용하기에 충분한 용량을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 제어 전자기기를 포함할 수 있다. 제어 전자 장치는 마이크로컨트롤러를 포함할 수 있다. 마이크로컨트롤러는 바람직하게는 프로그래밍 가능한 마이크로컨트롤러일 수 있다. 전기 회로는 추가 전자 부품을 포함할 수 있다. 전기 회로는 가열 조립체로의 전력 공급을 조절하도록 구성될 수 있다. 전력은 시스템이 활성화된 후 가열 조립체에 연속적으로 공급되거나, 간헐적으로, 예컨대 퍼핑할 때 마다 공급될 수 있다. 전력은 전류의 펄스 형태로 가열 조립체에 공급될 수 있다.
제어 전자기기는 인쇄 회로 기판을 포함할 수 있다. 제어 전자기기는 인쇄 회로 기판(PCB)으로서 구성될 수 있다.
온도 센서는 제어 전자기기와 전기적으로 연결될 수 있다. 온도 센서와 제어 전자기기 사이의 전기 연결부의 길이는 온도 센서와 제어 전자기기 사이의 거리보다 더 길 수 있다. 이는 에어로졸 발생 장치의 작동 중에 접촉부의 열 팽창으로 인해 온도 센서와 제어 전자기기 사이의 전기 접촉부에 대한 유해한 효과를 방지하는 유익한 효과를 가질 수 있다. 전기 연결부는 바람직하게는 전기 와이어로서 구성되어 있다.
유사하게, 가열 요소와 제어 전자기기 사이의 전기 연결부의 길이는 가열 요소와 제어 전자기기 사이의 거리보다 더 길 수 있다. 이는 에어로졸 발생 장치의 작동 동안 접촉부의 열 팽창으로 인해 가열 요소와 제어 전자기기 사이의 전기 접촉부에 대한 유해한 효과를 방지하는 유익한 효과를 가질 수 있다. 전기 연결부는 바람직하게는 전기 와이어로서 구성되어 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. 가열이나 연소의 대안으로서, 일부 경우에 휘발성 화합물은 화학 반응에 의하거나 초음파와 같은 기계적 자극에 의해 방출될 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 고체 또는 액체일 수 있거나, 고체 성분 및 액체 성분 둘 모두를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 물품의 일부일 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 물품"은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 기재를 포함하는 물품을 지칭한다. 에어로졸 발생 물품은 일회용일 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 장치"는 에어로졸 형성 기재와 상호작용하여 에어로졸을 발생시키는 장치를 지칭한다. 에어로졸 발생 디바이스는, 에어로졸 형성 기재를 포함한 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 형성 기재를 포함한 카트리지 중 하나 또는 둘 모두와 상호작용할 수 있다. 일부 예에서, 에어로졸 발생 장치는, 에어로졸 형성 기재를 가열하여 기재로부터 휘발성 화합물의 방출을 용이하게 할 수 있다. 전기 작동식 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸을 형성하는 전기 히터와 같은 분무기를 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 시스템"은, 에어로졸 발생 장치와 에어로졸 형성 기재의 조합을 지칭한다. 에어로졸 형성 기재가 에어로졸 발생 물품의 일부를 형성할 때, 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 디바이스와 에어로졸 발생 물품의 조합을 지칭한다. 에어로졸 발생 시스템에서, 에어로졸 형성 기재와 에어로졸 발생 디바이스는 협력하여 에어로졸을 발생시킨다.
일 구현예와 관련하여 설명된 특징은 본 발명의 다른 구현예에 동등하게 적용될 수 있다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 추가로 설명될 것이다.
도 1 은 가열 조립체를 보여주고 있고;
도 2 는 가열 조립체를 구성하는 층을 보여주고 있고;
도 3 은 제3 절연 층을 포함하는 가열 조립체를 구성하는 층을 보여주고 있고; 그리고
도 4 는 가열 조립체 및 특히 전기 연결부의 상이한 사시도를 보여주고 있다.
도 1 은 가열 조립체를 보여주고 있고;
도 2 는 가열 조립체를 구성하는 층을 보여주고 있고;
도 3 은 제3 절연 층을 포함하는 가열 조립체를 구성하는 층을 보여주고 있고; 그리고
도 4 는 가열 조립체 및 특히 전기 연결부의 상이한 사시도를 보여주고 있다.
도 1은 가열 조립체(10)를 보여주고 있다. 가열 조립체(10)는 스테인리스 스틸 튜브(12)를 포함한다. 스테인리스 스틸 튜브(12)는 가열 조립체(10)의 내부 층을 형성한다. 스테인리스 스틸 튜브(12)는 관형이다. 스테인리스 스틸 튜브(12)는 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품이 가열 챔버(14) 내에 배치되어 에어로졸 형성 기재를 가열하고 흡입 가능한 에어로졸을 생성할 수 있도록 가열 챔버(14)를 형성한다.
도 1은 제1 기판 층(16)을 추가로 나타낸다. 제1 기판 층(16)의 상단에, 가열 트랙 형태의 가열 요소(18)가 배열되어 있다. 가열 요소(18)의 전기 히터 접촉부(20)는 또한 도 1에 표시되어 있다. 제1 기판 층(16) 상에, 제1 접착제 층(22)이 제1 기판 층(16)과 가열 요소(18) 사이의 부착을 위해 배열되어 있다. 추가적으로, 가열 요소(18)로 덮이지 않은 제1 기판 층(16)의 표면적은 제1 접착제 층(22)을 통해 제2 기판 층(24)에 부착될 수 있다.
도 1은 제2 기판 층(24)을 추가로 나타낸다. 제2 기판 층(24) 상에, 제2 접착제 층(26)이 배열되어 있다. 제2 접착제 층(26)은 제2 기판 층(24)과 온도 센서(28) 사이의 부착을 가능하게 하는 기능을 갖는다. 제2 접착제 층(26)은 제2 기판 층(24)과 온도 센서(28)의 센서 접촉부(30) 사이의 부착을 더욱 용이하게 한다. 마지막으로, 제2 접착제 층(26)은 제2 기판 층(24)과 제3 기판 층(38) 사이의 부착을 용이하게 한다. 제3 기판 층(38)은 도 3을 참조하여 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이 온도 센서(28) 위에 배열되어 있다. 제3 기판 층(38)은 도 1에 도시되지 않는다. 마지막으로, 열 수축 층(32)이 가열 조립체(10) 위에 배치되어 있다. 열 수축 층(32)의 가열은 가열 조립체(10)의 모든 구성 요소의 확실한 유지를 용이하게 한다.
도 2는 가열 조립체(10)의 층을 보다 상세하게 나타낸다. 내부 층은 스테인리스 스틸 튜브(12)에 의해 형성된다. 튜브 접착제 층(34)은 스테인리스 스틸 튜브(12)를 제1 기판 층(16)과 연결하기 위해 사용된다. 다음 층으로서, 가열 요소(18)는 제1 기판 층(16) 대 제1 접착제 층(22) 상에 배열되어 있다. 가열 요소(18)와 제2 기판 층(24) 사이에는 히터 접착제 층(36)이 배열되어 있다. 마지막으로, 온도 센서(28)는 제2 접착제 층(26)을 통해 제2 기판 층(24) 상에 배열되어 있다.
도 2는 모든 층의 바람직한 두께를 추가로 나타낸다.
도 3은 센서 접착제 층(40)을 통해 온도 센서(28) 위에 제3 기판 층(38)을 추가 배치하는 것을 보여주고 있다. 제3 기판 층(38)에는, 센서 접촉부(30)가 제3 기판 층(38)을 통해 접촉할 수 있도록 적어도 2개의 개구부(42)가 제공되어 있다. 도 3은 모든 층의 바람직한 두께를 추가로 나타낸다.
도 4는 가열 조립체(10)가 관형 형상으로 롤링되기 전에 상단으로부터 본 가열 조립체(10)의 상이한 사시도를 보여주고 있다.
가열 요소(18)의 가열 트랙은 도 4에 도시되어 있다. 가열 요소(18)로 전기 에너지를 공급할 수 있도록 2개의 히터 접촉부(20)가 제공되어 있다. 또한, 온도 센서(28)와 전기적으로 접촉하기 위한 2개의 센서 접촉부(30)가 제공되어 있다. 센서 접촉부(30)를 통해 온도 센서(28)와 접촉할 수 있게 하는 제3 기판 층(38) 내의 개구부는 도 4에 표시되어 있다. 또한, 도 4는 온도 센서(28)의 연결부들의 기계적 강도를 증가시키기 위해 제3 기판 층(38)의 중간에 있는 제3 개구부를 나타내며, 이는 접촉부가 이러한 개구부를 통해 센서 접착제 층(40)과 접촉할 수 있기 때문이다.
Claims (15)
- 에어로졸 발생 장치용 가열 조립체로서, 상기 가열 조립체는:
제1 기판 층으로서, 상기 제1 기판 층은 전기 절연 기판 층인, 상기 제1 기판 층,
가열 요소로서, 상기 가열 요소는 상기 제1 기판 층 상에 배열되어 있는, 상기 가열 요소,
제2 기판 층으로서, 상기 제2 기판 층은 전기 절연 기판 층이고, 상기 제2 기판 층은 상기 가열 요소 및 상기 제1 기판 층을 덮도록 배열되어 있는, 상기 제2 기판 층,
온도 센서로서, 상기 온도 센서는 상기 제2 기판 층 상에 배열되어 있는, 상기 온도 센서,
제3 기판 층을 포함하되, 상기 제3 기판 층은 전기 절연 기판 층이고, 상기 제3 기판 층은 상기 온도 센서를 적어도 부분적으로 덮고 상기 제2 기판 층을 덮도록 배열되어 있는, 가열 조립체. - 제1항에 있어서, 상기 가열 요소는 저항성 히터인, 가열 조립체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가열 요소는 가열 트랙을 포함하고, 바람직하게는 상기 가열 요소는 가열 트랙인, 가열 조립체.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 요소는 상기 제1 기판 층 상에 인쇄되는, 가열 조립체.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 조립체는 튜브로 롤링되는, 가열 조립체.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 온도 센서는 2개의 접촉부를 포함하는, 가열 조립체.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 기판 층은 적어도 2개의 개구부를 포함하는, 가열 조립체.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2개의 개구부는 상기 2개의 접촉부가 상기 제3 기판 층에 의해 덮이지 않도록 정렬되어 있는, 가열 조립체.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 열 수축 층은 상기 가열 조립체 주위에 배열되어 있고, 상기 열 수축 층은 바람직하게는 PEEK로 제조되는, 가열 조립체.
- 제1항 내지 제9항 중 하나 이상의 항에 있어서,
- 제1 접착제 층이 상기 제1 기판 층과 상기 가열 요소 사이에 제공되어 있음,
- 제2 접착제 층이 상기 가열 요소와 상기 제2 기판 층 사이에 제공되어 있음,
- 제3 접착제 층이 상기 제2 접착제 층과 상기 온도 센서 사이에 제공되어 있음,
- 제4 접착제 층이 상기 온도 센서와 상기 제3 기판 층 사이에 제공되어 있음 중 하나 이상인, 가열 조립체. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 기판 층, 상기 제2 기판 층 및 상기 제3 기판 층 중 하나 이상은 폴리아미드 막을 포함하는, 가열 조립체.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 상기 가열 조립체를 포함하는 에어로졸 발생 장치.
- 제12항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동을 포함하고, 상기 가열 조립체는 상기 공동을 적어도 부분적으로 둘러싸서 배열되어 있는, 에어로졸 발생 장치.
- 제13항에 있어서, 상기 공동의 측벽면은 스테인리스 스틸 튜브로 형성되고, 상기 가열 조립체는 상기 스테인리스 스틸 튜브 상에 장착되어 있는, 에어로졸 발생 장치.
- 에어로졸 발생 장치용 가열 조립체를 제조하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
제1 기판 층을 제공하는 단계로서, 상기 제1 기판 층은 전기 절연 기판 층인, 단계,
상기 제1 기판 층 상에 가열 요소를 배열하는 단계,
상기 가열 요소 및 상기 제1 기판 층을 덮는 제2 기판 층을 배열하는 단계로서, 상기 제2 기판 층은 전기 절연 기판 층인, 단계,
상기 제2 기판 층 상에 온도 센서를 배열하는 단계,
상기 온도 센서를 적어도 부분적으로 덮고 상기 제2 기판 층을 덮는 제3 기판 층을 배열하는 단계를 포함하되, 상기 제3 기판 층은 전기 절연 기판 층인, 방법.
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