KR20240089022A - 에어로졸 발생 디바이스용 가열 조립체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에어로졸 발생 디바이스용 가열 조립체에 관한 것이며, 가열 조립체는 제1 기재 층을 포함할 수 있고, 제1 기재 층은 전기적으로 절연된 기재 층일 수 있다. 가열 조립체는 가열 요소를 추가로 포함할 수 있다. 가열 요소는 제1 기재 층 상에 배열될 수 있다. 가열 조립체는 제2 기재 층을 추가로 포함할 수 있고, 제2 기재 층은 전기적으로 절연된 기재 층일 수 있다. 제2 기재 층은 가열 요소 및 제1 기재 층을 커버하도록 배열될 수 있다. 가열 조립체는 온도 센서를 추가로 포함할 수 있다. 온도 센서는 제2 기재 층 상에 배열될 수 있다. 가열 조립체는 온도 센서와 접촉하기 위한 적어도 2개의 전기 접촉부를 추가로 포함할 수 있다. 온도 센서와 접촉하는 전기 접촉부의 접촉 표면은 십자 형상일 수 있다.
Description
본 발명은 에어로졸 발생 디바이스용 가열 조립체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 에어로졸 발생 디바이스 및 가열 조립체를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
흡입 가능한 증기를 발생시키기 위한 에어로졸 발생 디바이스를 제공하는 것이 공지되어 있다. 이러한 디바이스는 에어로졸 형성 기재를 태우지 않고, 에어로졸 형성 기재의 하나 이상의 구성요소가 휘발되는 온도까지 에어로졸 형성 기재를 가열할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 물품의 일부로서 제공될 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 디바이스의 가열 챔버와 같은 공동 내로 에어로졸 발생 물품을 삽입하기 위해 로드 형상을 가질 수 있다. 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 디바이스의 가열 챔버 내로 삽입되면, 가열 조립체는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 가열 챔버 내에 또는 그 주위에 배열될 수 있다.
신뢰성이 개선된 에어로졸 발생 디바이스용 가열 조립체를 갖는 것이 바람직할 것이다. 제조 품질이 개선된 에어로졸 발생 디바이스용 가열 조립체를 갖는 것이 바람직할 것이다. 제조 동안 견고성이 개선된 에어로졸 발생 디바이스용 가열 조립체를 갖는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 에어로졸 발생 디바이스용 가열 조립체가 제공되고, 가열 조립체는 제1 기재 층을 포함할 수 있고, 제1 기재 층은 전기적으로 절연된 기재 층일 수 있다. 가열 조립체는 가열 요소를 추가로 포함할 수 있다. 가열 요소는 제1 기재 층 상에 배열될 수 있다. 가열 조립체는 제2 기재 층을 추가로 포함할 수 있고, 제2 기재 층은 전기적으로 절연된 기재 층일 수 있다. 제2 기재 층은 가열 요소 및 제1 기재 층을 커버하도록 배열될 수 있다. 가열 조립체는 온도 센서를 추가로 포함할 수 있다. 온도 센서는 제2 기재 층 상에 배열될 수 있다. 가열 조립체는 온도 센서와 접촉하기 위한 적어도 2개의 전기 접촉부를 추가로 포함할 수 있다. 온도 센서와 접촉하는 전기 접촉부의 접촉 표면은 십자 형상일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 에어로졸 발생 디바이스용 가열 조립체가 제공되고, 가열 조립체는 제1 기재 층을 포함하고, 제1 기재 층은 전기적으로 절연된 기재 층이다. 가열 조립체는 가열 요소를 추가로 포함할 수 있다. 가열 요소는 제1 기재 층 상에 배열된다. 가열 조립체는 제2 기재 층을 추가로 포함하고, 제2 기재 층은 전기적으로 절연된 기재 층일 수 있다. 제2 기재 층은 가열 요소 및 제1 기재 층을 커버하도록 배열된다. 가열 조립체는 온도 센서를 추가로 포함할 수 있다. 온도 센서는 제2 기재 층 상에 배열된다. 가열 조립체는 온도 센서와 접촉하기 위한 적어도 2개의 전기 접촉부를 추가로 포함한다. 온도 센서와 접촉하는 전기 접촉부의 접촉 표면은 십자 형상이다.
온도 센서와 접촉하는 전기 접촉부의 십자 형상 접촉 표면은 온도 센서와 전기 접촉부 사이에서 전기 접촉부의 기계적 안정성을 개선한다. 특히, 가열 조립체의 작동 동안, 가열 조립체의 하나 이상의 요소는 열팽창을 거칠 수 있다. 따라서, 온도 센서와 전기 접촉부 사이의 확고한 접촉이 필요할 수 있다. 이는 십자 형상 접촉 표면에 의해 용이해진다. 임의의 이론에 얽매이지 않고, 십자 형상 접촉 표면은 접촉 표면의 2차원 평면의 2차원에서 기계적 안정성을 증가시키는 것으로 여겨진다.
온도 센서와 접촉하는 전기 접촉부의 십자 형상 접촉 표면은, 바람직하게는 온도 센서의 전기 접촉부 각각이 제1 전도성 세장형 구성요소 및 상기 제1 전도성 세장형 구성요소에 대해 횡방향으로 배열된 제2 전도성 세장형 구성요소를 포함한다는 것을 의미한다. 제1 전도성 세장형 구성요소는 각각의 전기 접촉부의 중심에서 제2 전도성 세장형 구성요소와 교차할 수 있다. 제1 전도성 세장형 구성요소의 중심 부분은 제2 전도성 세장형 구성요소의 중심 부분과 교차할 수 있다. 제1 전도성 세장형 구성요소의 길이방향 축은 제2 전도성 세장형 구성요소의 길이방향 축에 대해 수직일 수 있다. 제1 전도성 요소 구성요소의 길이방향 축을 따라 측정된 제1 전도성 세장형 구성요소의 길이는 제1 전도성 세장형 구성요소의 폭보다 클 수 있다. 길이는 폭보다 2배, 바람직하게는 3배, 보다 바람직하게는 4배, 가장 바람직하게는 5배 더 클 수 있다. 유사하게, 제2 전도성 요소 구성요소의 길이방향 축을 따라 측정된 제2 전도성 세장형 구성요소의 길이는 제2 전도성 세장형 구성요소의 폭보다 클 수 있다. 길이는 폭보다 2배, 바람직하게는 3배, 보다 바람직하게는 4배, 가장 바람직하게는 5배 더 클 수 있다.
용어 '커버링' 또는 '커버'는 제1 층이 제2 층과 실질적으로 동일한 표면 크기를 갖고, 그에 따라 제1 층과 대면하는 제2 층의 표면적이 제1 층에 의해 실질적으로 중첩되는 방식으로 제1 층이 제2 층 상에 배치될 수 있음을 의미할 수 있다. 제1 층이 제2 층을 커버하도록 배열되는 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, 보다 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 기재 층과 제2 기재 층 사이에 개재될 수 있다. 가열 요소는 제1 기재 층의 표면의 일부만을 커버할 수 있다. 제2 기재 층이 제1 기재 층 및 가열 요소 상에 배치될 때, 제2 기재 층은 바람직하게는 가열 요소를 커버하고, 가열 요소가 배열되고 가열 요소에 의해 커버되지 않는 제1 기재 층의 표면의 나머지 부분을 커버한다.
가열 조립체는 제3 기재 층을 추가로 포함할 수 있고, 제3 기재 층은 전기적으로 절연된 기재 층일 수 있다. 제3 기재 층은 온도 센서를 적어도 부분적으로 커버하고 제2 기재 층을 커버하도록 배열될 수 있다.
유사하게, 온도 센서는 제2 기재 층과 제3 기재 층 사이에 개재될 수 있다. 온도 센서는 제2 기재 층의 표면의 일부만을 커버할 수 있다. 제3 기재 층이 제2 기재 층 및 온도 센서 상에 배치될 때, 제3 기재 층은 바람직하게는 온도 센서를 커버하고, 온도 센서가 배열되고 온도 센서에 의해 커버되지 않는 제2 기재 층의 표면의 나머지 부분을 커버한다.
최종 가열 조립체에서, 가열 요소 및 온도 센서는 바람직하게는 제2 기재 층의 대향 표면 상에 배열된다. 따라서, 가열 요소는 제2 기재 층을 매개로 하여 온도 센서로부터 전기적으로 절연된다.
가열 요소는 제1 기재 층 및 제2 기재 층에 의해 보호된다.
온도 센서는 제2 기재 층 및 제3 기재 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 트랙은 전기 저항성 가열 트랙일 수 있다. 가열 요소는 가열 트랙과 전기적으로 접촉하기 위한 전기 접촉부를 포함할 수 있다. 전기 접촉부는 임의의 공지된 수단에 의해, 예시적으로는 납땜 또는 용접에 의해 가열 트랙에 부착될 수 있다. 제1 전기 접촉부는 가열 트랙의 제1 단부에 부착될 수 있고, 제2 전기 접촉부는 가열 트랙의 제2 단부에 부착될 수 있다. 가열 트랙의 제1 단부는 가열 트랙의 근위 단부일 수 있고, 가열 트랙의 제2 단부는 가열 트랙의 원위 단부일 수 있거나, 그 반대의 경우에도 마찬가지이다.
가열 트랙은 스테인리스 강으로 제조될 수 있다. 가열 트랙은 약 50 μm 두께로 스테인리스 강으로 제조될 수 있다. 가열 트랙은 바람직하게는 약 25 μm 두께로 스테인리스 강으로 제조될 수 있다. 가열 트랙은 약 50.8 μm 두께로 인코넬로 제조될 수 있다. 가열 트랙은 약 25.4 μm 두께로 인코넬로 제조될 수 있다. 가열 트랙은 약 35 μm 두께로 구리로 제조될 수 있다. 가열 트랙은 약 25 μm 두께로 콘스탄탄으로 제조될 수 있다. 가열 트랙은 약 12 μm 두께로 니켈로 제조될 수 있다. 가열 트랙은 약 25 μm 두께로 황동으로 제조될 수 있다.
가열 요소, 바람직하게는 가열 트랙은 제1 기재 층 상에 프린트될 수 있다. 가열 트랙은 기재 층 상에 포토-프린트(photo-print)될 수 있다. 가열 트랙은 기재 층 상에 화학적으로 에칭될 수 있다.
용어 '가열 트랙'은 단일 가열 트랙을 포함한다. 가열 요소 또는 가열 트랙은 제1 기재 층 상에 프린트될 수 있다.
가열 트랙은 제1 기재 층 상의 중심에 배열될 수 있다. 가열 트랙은 구부러진 형상을 가질 수 있다. 가열 트랙은 만곡 형상을 가질 수 있다. 가열 트랙은 지그재그 형상을 가질 수 있다. 이 가열 트랙은 권선 형상을 가질 수 있다.
가열 조립체는 튜브로 롤링될 수 있다. 가열 트랙은 기재 층이 튜브형 형상으로 롤링되기 전에 편평할 수 있다. 가열 트랙 또는 가열 요소는 가요성일 수 있다. 가열 트랙 또는 가열 요소는, 기재 층이 튜브형 형상으로 롤링되는 경우에 기재 층의 튜브형 형상에 합치될 수 있다.
제3 기재 층은 적어도 2개의 개구를 포함할 수 있다. 2개의 개구는 온도 센서의 전기 접촉부가 제3 기재 층을 통해 접촉할 수 있도록 제공된다.
2개의 개구는 2개의 접촉부가 제3 기재 층에 의해 커버되지 않도록 정렬될 수 있다. 2개의 개구는 제3 기재 층의 대향 단부에 인접하게 배열될 수 있다. 2개의 개구는 온도 센서 상의 전기 접촉부의 배치에 대응할 수 있다.
2개의 개구 이외에, 추가 개구가 제3 기재 층에 제공될 수 있다. 제3 개구는 제3 기재 층 내의 중심에 배열될 수 있다. 이러한 제3 개구는 이 영역에서 제3 기재 층의 기계적 강도를 증가시킬 수 있다. 특히, 제3 기재 층의 중간에서 개구는 온도 센서의 전기 접촉부와 접촉하는 전기 와이어의 고정을 강화할 수 있는데, 이는 전기 와이어가 이 영역에서 제2 기재 층의 하부 접착제 층과 접촉하기 때문이다.
온도 센서의 전기 접촉부는 임의의 공지된 수단에 의해, 예시적으로는 납땜 또는 용접에 의해 온도 센서에 부착될 수 있다. 제1 전기 접촉부는 온도 센서의 제1 단부에 부착될 수 있고, 제2 전기 접촉부는 온도 센서의 제2 단부에 부착될 수 있다. 온도 센서의 제1 단부는 온도 센서의 근위 단부일 수 있고, 온도 센서의 제2 단부는 온도 센서의 원위 단부일 수 있거나, 그 반대의 경우에도 마찬가지이다.
온도 센서는 온도 센서 트랙을 포함할 수 있다.
가열 조립체는 기재 층이 주위에 래핑되거나(wrapped) 롤링될 수 있는 튜브, 바람직하게는 금속 튜브를 포함할 수 있다. 금속 튜브는 스테인리스 강 튜브가 바람직하다. 대안적으로, 튜브는 세라믹 튜브일 수 있다. 튜브는 가열 조립체의 튜브형 형상을 정의할 수 있다. 튜브의 외경은 가열 조립체의 압연 후에 제1 기재 층의 내경에 대응할 수 있다.
가열 조립체는 가열 조립체의 튜브형 형상에 의해 합치되는 가열 챔버를 추가로 포함할 수 있다. 가열 요소 및 온도 센서와 함께 기재 층은, 가열 챔버를 형성하는 튜브에 합치되도록 롤링될 수 있다. 이러한 구성에서, 제1 기재 층은 튜브와 대면하는 내층을 형성할 수 있고, 제3 기재 층은 외층일 수 있다. 제1 기재 층은 가열 조립체의 최내측 층을 형성하는 금속 튜브에 인접할 수 있다.
튜브는 스테인리스 강으로 제조될 수 있다. 튜브는 10 mm 내지 35 mm, 바람직하게는 12 mm 내지 30 mm, 바람직하게는 13 mm 내지 22 mm의 길이를 가질 수 있다. 튜브는 중공형 튜브일 수 있다. 중공형 튜브는 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 기재 층의 길이는 튜브의 원주 이하일 수 있다. 제1 기재 층은 튜브 주위를 완전히 래핑할 수 있다. 제1 기재 층은 제1 기재 층이 튜브 주위에 래핑된 후에 튜브의 표면이 제1 기재 층에 의해 커버되도록 튜브 주위를 한 번 래핑할 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 기재 층에 부착될 수 있다. 온도 센서는 제2 기재 층 상에 포토-프린트될 수 있다. 화학적 에칭은 가열 요소의 가열 트랙 및 온도 센서 트랙 중 하나 또는 그 둘 모두를 형성하기 위해 활용될 수 있다. 후속하여, 온도 센서의 접촉부는 제3 기재 층 내의 개구를 통해 온도 센서 트랙 상에 용접될 수 있다.
온도 센서는, 가열 조립체가 롤 업될(rolled up) 때, 온도 센서가 제1 기재 층의 중심에 대응하는 영역에 위치할 수 있도록 제2 기재 층 상에 위치할 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 기재 층의 중심에 배열될 수 있다. 온도 센서는 가열 요소로부터 제2 기재 층의 두께만큼만 이격되어 가열 요소에 바로 인접하게 배열될 수 있다.
다음의 추가 층 중 하나 이상이 제공될 수 있다:
제1 접착제 층이 제1 기재 층과 가열 요소 사이에 제공될 수 있고,
제2 접착제 층이 가열 요소와 제2 기재 층 사이에 제공될 수 있고,
제3 접착제 층이 제2 접착제 층과 온도 센서 사이에 제공될 수 있고,
제4 접착제 층이 온도 센서와 제3 기재 층 사이에 제공될 수 있음.
제1 접착제 층은 제1 기재 층과 가열 요소 사이의 부착을 용이하게 할 수 있다. 제1 접착제 층은 가열 요소에 의해 커버되지 않은 제1 기재 층의 영역에서 제1 기재 층과 제2 기재 층 사이의 부착을 추가로 용이하게 할 수 있다. 제2 접착제 층은 가열 요소와 제2 기재 층 사이의 부착을 용이하게 할 수 있다. 제3 접착제 층은 제2 기재 층과 온도 센서 사이의 부착을 용이하게 할 수 있다. 제3 접착제 층은 온도 센서에 의해 커버되지 않은 제3 접착제 층의 영역에서 제2 기재 층과 제3 기재 층 사이의 부착을 추가로 용이하게 할 수 있다. 제4 접착제 층은 온도 센서와 제3 기재 층 사이의 부착을 용이하게 할 수 있다.
접착제 층 중 하나 이상은 2 μm 내지 10 μm, 바람직하게는 3 μm 내지 7 μm, 보다 바람직하게는 약 5 μm의 두께를 가질 수 있다.
접착제 층 중 하나 이상은 실리콘 기반 접착제 층일 수 있다. 접착제 층은 PEEK 기반 접착제 및 아크릴 접착제 중 하나 또는 그 둘 모두를 포함할 수 있다.
제1 기재 층, 제2 기재 층 및 제3 기재 층 중 하나 이상은 폴리아미드 또는 폴리이미드 필름을 포함할 수 있다. 기재 층 중 임의의 것은 폴리이미드 또는 폴리아미드로 제조될 수 있다. 기재 층은 220℃ 내지 320℃, 바람직하게는 240℃ 내지 300℃, 바람직하게는 약 280℃를 견디도록 구성될 수 있다. 기재 층 중 임의의 것은 Pyralux로 제조될 수 있다.
열 수축 층은 가열 조립체 주위에 배열될 수 있다.
열 수축 층은, 가열 조립체가 튜브형 형상으로 롤링될 때 가열 조립체 주위에 배열될 수 있다. 열 수축 층은 가열될 때 수축하도록 구성될 수 있다. 열 수축 층은 가열 조립체를 함께 단단히 유지할 수 있다. 열 수축 층은 균일한 내향 압력을 가열 조립체에 인가하도록 구성될 수 있다. 열 수축 층은 튜브 및 제1 기재 층 중 하나 또는 그 둘 모두와 제2 기재 층과 제3 기재 층 사이의 접촉을 개선할 수 있다. 열 수축 층은 가열 조립체의 대부분의 또는 모든 구성요소를 함께 단단히 유지할 수 있다. 열 수축 층은 본원에서 설명된 접착제 층 또는 글루 층을 교체하기 위해 이용될 수 있다. 대안적으로는, 본원에서 설명된 접착제 층 또는 글루 층 이외에 열 수축 층이 이용될 수 있다.
열 수축 층의 두께는 100 μm 내지 300 μm, 바람직하게는 약 180 μm일 수 있다.
열 수축 층은 PEEK로 제조될 수 있다. 열 수축 층은 테플론 및 PTFE 중 하나 이상으로 제조되거나 이를 포함할 수 있다.
기재 층 중 하나 이상은 10 μm 내지 50 μm, 바람직하게는 20 μm 내지 30 μm, 보다 바람직하게는 약 25 μm의 두께를 가질 수 있다.
가열 요소는 바람직하게는 스테인리스 강으로 제조될 경우에, 20 μm 내지 60 μm, 바람직하게는 30 μm 내지 50 μm, 보다 바람직하게는 약 40 μm의 두께를 가질 수 있다. 가열 트랙은 바람직하게는 스테인리스 강으로 제조될 경우에, 20 μm 내지 60 μm, 바람직하게는 30 μm 내지 50 μm, 보다 바람직하게는 약 40 μm의 두께를 가질 수 있다.
열 수축 층을 둘러싸는 단열 층이 제공될 수 있다. 단열 층은 바람직하게는 에어로겔로 제조된다.
본 발명은 또한 본원에서 설명된 바와 같은 가열 조립체를 포함하는 에어로졸 발생 디바이스에 관한 것이다.
에어로졸 발생 디바이스는 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동을 포함할 수 있다. 가열 조립체는 공동을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 배열될 수 있다.
공동의 측벽은 본원에서 설명된 튜브, 바람직하게는 스테인리스 강 튜브로 형성될 수 있다. 가열 조립체는 스테인리스 강 튜브 상에 장착될 수 있거나, 튜브는 가열 조립체의 일부일 수 있고 하우징 또는 에어로졸 발생 디바이스의 내측 프레임 내에 장착될 수 있다.
본 발명은 또한 에어로졸 발생 디바이스용 가열 조립체를 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 방법은 다음 단계 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
제1 기재 층을 제공하는 단계로서, 제1 기재 층은 전기적으로 절연된 기재 층인, 단계,
제1 기재 층 상에 가열 요소를 배열하는 단계,
가열 요소 및 제1 기재 층을 커버하는 제2 기재 층을 배열하는 단계로서, 제2 기재 층은 전기적으로 절연된 기재 층인, 단계,
제2 기재 층 상에 온도 센서를 배열하는 단계,
온도 센서를 적어도 2개의 전기 접촉부와 전기적으로 접촉시키는 단계로서, 온도 센서와 접촉하는 전기 접촉부의 접촉 표면이 십자 형상인, 단계.
본 발명은 또한 에어로졸 발생 디바이스용 가열 조립체를 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 방법은 다음 단계를 포함할 수 있다:
제1 기재 층을 제공하는 단계로서, 제1 기재 층은 전기적으로 절연된 기재 층인, 단계,
제1 기재 층 상에 가열 요소를 배열하는 단계,
가열 요소 및 제1 기재 층을 커버하는 제2 기재 층을 배열하는 단계로서, 제2 기재 층은 전기적으로 절연된 기재 층인, 단계,
제2 기재 층 상에 온도 센서를 배열하는 단계,
온도 센서를 적어도 2개의 전기 접촉부와 전기적으로 접촉시키는 단계로서, 온도 센서와 접촉하는 전기 접촉부의 접촉 표면이 십자 형상인, 단계.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '상류' 및 '하류'는 에어로졸 발생 디바이스를 통해 이의 사용 동안 공기가 유동하는 방향과 관련하여 에어로졸 발생 디바이스의 구성요소, 또는 구성요소의 일부의 상대 위치를 설명하는 데 사용된다. 본 발명에 따른 에어로졸 발생 디바이스는 사용 시, 에어로졸이 디바이스를 빠져나가는 근위 단부를 포함한다. 에어로졸 발생 디바이스의 근위 단부는 마우스 단부 또는 하류 단부로도 지칭될 수 있다. 마우스 단부는 원위 단부의 하류에 있다. 에어로졸 발생 물품의 원위 단부는 상류 단부로도 지칭될 수 있다. 에어로졸 발생 디바이스의 구성요소 또는 구성요소의 일부는, 에어로졸 발생 디바이스의 기류 경로에 대한 상대 위치에 기초하여, 서로의 상류 또는 하류에 있는 것으로 설명될 수 있다.
본 개시내용의 모든 양태에서, 가열 요소는 전기 저항성 재료를 포함할 수 있다. 적합한 전기 저항성 재료는 도핑된 세라믹과 같은 반도체, (예를 들어, 몰리브덴 디실리사이드와 같은) 전기 "전도성" 세라믹, 탄소, 흑연, 금속, 금속 합금 및 세라믹 재료 및 금속성 재료로 제조된 복합 재료를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 이러한 복합 재료는 도핑된 또는 도핑되지 않은 세라믹을 포함할 수 있다.
설명된 바와 같이, 본 개시내용의 임의의 양태에서, 가열 요소는 외부 가열 요소를 포함할 수 있으며, 여기서 "외부"는 에어로졸 형성 기재를 지칭한다. 외부 가열 요소는 임의의 적합한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 외부 가열 요소는 폴리이미드와 같은 유전체 기재 상의 하나 이상의 가요성 가열 포일 또는 가열 트랙의 형태를 취할 수 있다. 유전체 기재는 기재 층이다. 가요성 가열 포일 또는 가열 트랙은 가열 챔버의 주연부에 합치되도록 형상화될 수 있다. 대안적으로, 외부 가열 요소는 금속성 그리드 또는 그리드들, 가요성 인쇄 회로 기판, 성형 상호연결 디바이스(molded interconnect device; MID), 세라믹 히터, 가요성 탄소 섬유 히터의 형태를 취할 수 있거나, 적합한 형상의 기재 층 상에 플라즈마 기상 증착과 같은 코팅 기법을 사용하여 형성될 수 있다. 또한 외부 가열 요소는 온도와 비저항 간의 정의된 관계를 갖는 금속을 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 예시적인 디바이스에서, 금속은 제1 기재 층과 제2 기재 층 사이의 트랙으로서 형성될 수 있다. 이러한 방식으로 형성된 외부 가열 요소는 작동 동안 외부 가열 요소를 가열하는 것뿐만 아니라 그의 온도를 모니터링하는 데 사용될 수 있다.
가열 요소는 유리하게는 전도에 의해 에어로졸 형성 기재를 가열한다. 대안적으로, 내부 또는 외부 가열 요소로부터의 열은 열 전도성 요소에 의해 기재에 전도될 수 있다.
작동 동안, 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 디바이스 내에 완전히 포함될 수 있다. 그러한 경우, 사용자는 에어로졸 발생 디바이스의 마우스피스 상에서 퍼핑할 수 있다. 대안적으로, 작동 동안 에어로졸 형성 기재를 포함하는 흡연 물품은 에어로졸 발생 디바이스 내에 부분적으로 포함될 수 있다. 그러한 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 자기장이 침투하면, 열을 발생시킬 수 있는 재료이다. 본 발명에 따르면, 서셉터는 전기 전도성 또는 자성, 또는 전기 전도성 및 자성 둘 모두일 수 있다. 하나의 또는 몇몇 유도 코일에 의해 발생된 교번 자기장은 서셉터를 가열하고, 이는 이어서 에어로졸이 형성되도록 열을 에어로졸 형성 기재에 전달한다. 열 전달은 주로 열의 전도에 의해 이루어질 수 있다. 이러한 열 전달은 서셉터가 에어로졸 형성 기재와 밀착하여 열 접촉하는 경우에 가장 양호하다. 유도 가열 요소가 이용되는 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. 본원에서 설명된 가열 트랙은 서셉터로서 구성될 수 있다. 서셉터는 제1 기재 층과 제2 기재 층 사이에 배열될 수 있다. 제1 기재 층은 유도 코일에 의해 둘러싸일 수 있다. 서셉터뿐만 아니라 유도 코일은 가열 조립체의 일부일 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 디바이스는 가열 요소 및 가열 조립체 중 하나 또는 둘 모두에 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급부를 포함한다. 전력 공급부는 바람직하게는 전원을 포함한다. 바람직하게는, 전원은 리튬 이온 배터리와 같은 배터리이다. 대안으로서, 전원은 커패시터와 같은 또 다른 형태의 전하 저장 디바이스일 수 있다. 전원은 재충전을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 전원은 약 6분의 기간 동안, 또는 6분의 배수의 기간 동안 에어로졸을 연속적으로 발생시키는 것을 가능하게 하기에 충분한 용량을 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 전원은 미리 결정된 퍼프의 수 또는 가열 조립체의 개별 활성화를 가능하게 하기에 충분한 용량을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 디바이스는 제어 전자기기를 포함할 수 있다. 제어 전자기기는 마이크로컨트롤러를 포함할 수 있다. 마이크로컨트롤러는 바람직하게는 프로그래밍 가능한 마이크로컨트롤러일 수 있다. 전기 회로는 추가 전자 구성요소를 포함할 수 있다. 전기 회로는 가열 조립체로의 전력 공급을 조절하도록 구성될 수 있다. 전력은 시스템이 활성화된 후 연속적으로 가열 조립체에 공급될 수 있거나 간헐적으로, 예컨대 퍼핑할 때마다 공급될 수 있다. 전력은 전류의 펄스 형태로 가열 조립체에 공급될 수 있다.
제어 전자기기는 인쇄 회로 기판을 포함할 수 있다. 제어 전자기기는 인쇄 회로 기판으로서 구성될 수 있다.
온도 센서는 제어 전자기기와 전기적으로 연결될 수 있다. 유사하게, 온도 센서와 제어 전자기기 사이의 전기적 연결부의 길이는 온도 센서와 제어 전자기기 사이의 거리보다 길 수 있다. 이는 에어로졸 발생 디바이스의 작동 동안 접촉부의 열팽창으로 인한 온도 센서와 제어 전자기기 사이의 전기 접촉부에 대한 유해한 영향을 방지하는 유익한 효과를 가질 수 있다. 전기적 연결부는 바람직하게는 전기 와이어로서 구성된다.
유사하게, 가열 요소와 제어 전자기기 사이의 전기적 연결부의 길이는 가열 요소와 제어 전자기기 사이의 거리보다 길 수 있다. 이는 에어로졸 발생 디바이스의 작동 동안 접촉부의 열팽창으로 인한 가열 요소와 제어 전자기기 사이의 전기 접촉부에 대한 유해한 영향을 방지하는 유익한 효과를 가질 수 있다. 전기적 연결부는 바람직하게는 전기 와이어로서 구성된다.
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. 가열 또는 연소의 대안으로서, 일부 경우에 휘발성 화합물은 화학 반응에 의해 또는 초음파와 같은 기계적 자극에 의해 방출될 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 고체 또는 액체일 수 있거나, 고체 및 액체 구성요소 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 디바이스"는 에어로졸 형성 기재와 상호작용하여 에어로졸을 발생시키는 디바이스를 지칭한다. 에어로졸 발생 디바이스는 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 형성 기재를 포함하는 카트리지 중 하나 또는 둘 모두와 상호작용할 수 있다. 일부 예에서, 에어로졸 발생 디바이스는 에어로졸 형성 기재를 가열하여 기재로부터 휘발성 화합물의 방출을 용이하게 할 수 있다. 전기 작동식 에어로졸 발생 디바이스는, 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸을 형성하는 전기 히터와 같은 분무기를 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 시스템"은, 에어로졸 발생 디바이스와 에어로졸 형성 기재의 조합을 지칭한다. 에어로졸 형성 기재가 에어로졸 발생 물품의 일부를 형성하는 경우, 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 1은 가열 조립체를 도시하고;
도 2는 가열 조립체를 구성하는 층을 도시하고;
도 3은 제3 절연 층을 포함하는 가열 조립체를 구성하는 층을 도시하고;
도 4는 온도 센서의 접촉부에 관한 세부 사항을 도시한다.
도 1은 가열 조립체를 도시하고;
도 2는 가열 조립체를 구성하는 층을 도시하고;
도 3은 제3 절연 층을 포함하는 가열 조립체를 구성하는 층을 도시하고;
도 4는 온도 센서의 접촉부에 관한 세부 사항을 도시한다.
도 1은 가열 조립체(10)를 도시한다. 가열 조립체(10)는 스테인리스 강 튜브(12)를 포함한다. 스테인리스 강 튜브(12)는 가열 조립체(10)의 내층을 형성한다. 스테인리스 강 튜브(12)는 튜브형이다. 스테인리스 강 튜브(12)는, 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 형성 기재를 가열하고 흡입 가능한 에어로졸을 생성하기 위해 가열 챔버(14) 내에 배치될 수 있도록 가열 챔버(14)를 형성한다.
도 1은 제1 기재 층(16)을 추가로 도시한다. 제1 기재 층(16)의 위에는 가열 트랙의 형태의 가열 요소(18)가 배열된다. 가열 요소(18)의 전기 히터 접촉부(20) 또한 도 1에 나타나 있다. 제1 기재 층(16) 상에는 제1 기재 층(16)과 가열 요소(18) 사이의 부착을 위해 제1 접착제 층(22)이 배열된다. 추가로, 가열 요소(18)로 커버되지 않은 제1 기재 층(16)의 표면적은 제1 접착제 층(22)을 매개로 하여 제2 기재 층(24)에 부착될 수 있다.
도 1은 제2 기재 층(24)을 추가로 도시한다. 제2 기재 층(24) 상에는 제2 접착제 층(26)이 배열된다. 제2 접착제 층(26)은 제2 기재 층(24)과 온도 센서(28) 사이의 부착을 가능하게 하는 기능을 갖는다. 제2 접착제 층(26)은 제2 기재 층(24)과 온도 센서(28)의 센서 접촉부(30) 사이의 부착을 추가로 용이하게 한다. 마지막으로, 제2 접착제 층(26)은 제2 기재 층(24)과 제3 기재 층(38) 사이의 부착을 용이하게 한다. 제3 기재 층(38)은 도 3을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 온도 센서(28) 위에 배열된다. 제3 기재 층(38)은 도 1에 도시되지 않는다. 마지막으로, 열 수축 층(32)이 가열 조립체(10) 위에 배치된다. 열 수축 층(32)의 가열은 가열 조립체(10)의 모든 구성요소의 단단한 유지를 용이하게 한다.
도 2는 가열 조립체(10)의 층을 보다 상세하게 도시한다. 내층은 스테인리스 강 튜브(12)에 의해 형성된다. 튜브 접착제 층(34)은 스테인리스 강 튜브(12)를 제1 기재 층(16)과 연결하는 데 활용된다. 다음 층으로서, 가열 요소(18)는 제1 접착제 층(22)이 아니라 제1 기재 층(16) 상에 배열된다. 가열 요소(18)와 제2 기재 층(24) 사이에는 히터 접착제 층(36)이 배열된다. 마지막으로, 온도 센서(28)는 제2 접착제 층(26)을 매개로 하여 제2 기재 층(24) 상에 배열된다.
도 2는 모든 층의 바람직한 두께를 추가로 도시한다.
도 3은 센서 접착제 층(40)을 매개로 하여 온도 센서(28) 위에 제3 기재 층(38)을 추가로 배치하는 것을 도시한다. 제3 기재 층(38)에서는, 센서 접촉부(30)가 제3 기재 층(38)을 통해 접촉할 수 있도록 적어도 2개의 개구(42)가 제공된다. 도 3은 모든 층의 바람직한 두께를 추가로 도시한다.
도 4는 센서 접촉부(30)의 특정 구성을 도시한다. 특히, 센서 접촉부(30)와 온도 센서(28) 사이의 접촉 표면이 도 4에 도시되어 있다. 개별적인 센서 접촉부(28)의 접촉 표면은 십자 형상이다. 이는 온도 센서와 센서 접촉부 사이의 전기 접촉부가 개선되도록 이들 접촉 표면의 기계적 강도를 개선한다.
센서 접촉부(30)의 접촉 표면의 십자 형상을 생성하기 위해, 각각의 개별적인 센서 접촉부(30)에는 세장형인 제1 전도성 요소 구성요소(44)가 제공된다. 이 제1 전도성 요소 구성요소(44)에 대해 횡방향으로, 제2 전도성 요소 구성요소(46)가 제공된다. 제2 전도성 요소 구성요소(46)는 또한 세장형이다. 제1 전도성 요소 구성요소(44)는 제2 전도성 요소 구성요소(46)와 교차하여 개별적인 센서 접촉부(30)의 십자 형상을 생성한다.
Claims (15)
- 에어로졸 발생 디바이스용 가열 조립체로서, 상기 가열 조립체는,
전기적으로 절연된 기재 층인 제1 기재 층,
상기 제1 기재 층 상에 배열된 가열 요소,
전기적으로 절연된 기재 층이고, 상기 가열 요소 및 상기 제1 기재 층을 커버하도록 배열된 제2 기재 층,
상기 제2 기재 층 상에 배열된 온도 센서,
상기 온도 센서와 접촉하기 위한 적어도 2개의 전기 접촉부를 포함하고,
상기 온도 센서와 접촉하는 상기 전기 접촉부의 접촉 표면은 십자 형상인, 가열 조립체. - 제1항에 있어서, 상기 가열 조립체는 제3 기재 층을 추가로 포함하고, 상기 제3 기재 층은 전기적으로 절연된 기재 층이며, 상기 제3 기재 층은 상기 온도 센서를 적어도 부분적으로 커버하고 상기 제2 기재 층을 커버하도록 배열되는, 가열 조립체.
- 제2항에 있어서, 상기 제3 기재 층은 적어도 2개의 개구를 포함하는, 가열 조립체.
- 제3항에 있어서, 상기 2개의 개구는 상기 2개의 접촉부가 상기 제3 기재 층에 의해 커버되지 않도록 정렬되는, 가열 조립체.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 요소는 저항성 히터인, 가열 조립체.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 요소는 가열 트랙을 포함하고, 바람직하게는 상기 가열 요소는 가열 트랙인, 가열 조립체.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 요소는 상기 제1 기재 층 상에 프린트되는, 가열 조립체.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 조립체는 튜브로 롤링되는, 가열 조립체.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 열 수축 층이 상기 가열 조립체 주위에 배열되고, 상기 열 수축 층은 바람직하게는 PEEK로 제조되는, 가열 조립체.
- 제8항 또는 제9항에 있어서,
- 제1 접착제 층이 상기 제1 기재 층과 상기 가열 요소 사이에 제공되는 것,
- 제2 접착제 층이 상기 가열 요소와 상기 제2 기재 층 사이에 제공되는 것,
- 제3 접착제 층이 상기 제2 접착제 층과 상기 온도 센서 사이에 제공되는 것, 및
- 제4 접착제 층이 상기 온도 센서와 상기 제3 기재 층 사이에 제공되는 것 중 하나 이상인, 가열 조립체. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 기재 층, 상기 제2 기재 층 및 상기 제3 기재 층 중 하나 이상은 폴리아미드 필름을 포함하는, 가열 조립체.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 가열 조립체를 포함하는 에어로졸 발생 디바이스.
- 제12항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 디바이스는 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동을 포함하고, 상기 가열 조립체는 상기 공동을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 배열되는, 에어로졸 발생 디바이스.
- 제13항에 있어서, 상기 공동의 측벽이 스테인리스 강 튜브로 형성되고, 상기 가열 조립체는 상기 스테인리스 강 튜브 상에 장착되는, 에어로졸 발생 디바이스.
- 에어로졸 발생 디바이스용 가열 조립체를 제조하기 위한 방법으로서,
제1 기재 층을 제공하는 단계로서, 상기 제1 기재 층은 전기적으로 절연된 기재 층인, 단계,
상기 제1 기재 층 상에 가열 요소를 배열하는 단계,
상기 가열 요소 및 상기 제1 기재 층을 커버하는 제2 기재 층을 배열하는 단계로서, 상기 제2 기재 층은 전기적으로 절연된 기재 층인, 단계,
상기 제2 기재 층 상에 온도 센서를 배열하는 단계,
상기 온도 센서를 적어도 2개의 전기 접촉부와 전기적으로 접촉시키는 단계로서, 상기 온도 센서와 접촉하는 상기 전기 접촉부의 접촉 표면이 십자 형상인, 단계를 포함하는 방법.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/CN2021/126197 WO2023070285A1 (en) | 2021-10-25 | 2021-10-25 | Heating assembly for aerosol-generating device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020247013475A KR20240089022A (ko) | 2021-10-25 | 2021-10-25 | 에어로졸 발생 디바이스용 가열 조립체 |
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| KR101983367B1 (ko) * | 2017-09-13 | 2019-05-29 | 전자부품연구원 | 인쇄형 온도 센서를 이용한 전기 가열식 흡연 장치 |
-
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