JP2020014463A - 炙り式喫煙具及び真空断熱型の加熱ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】熱が逃げやすく、断熱構造が複雑化するという従来技術における欠点に対し、炙り式喫煙具及び真空断熱型の加熱ユニットを提供する。【解決手段】加熱ユニットは外管１２及び内管１１を含む。外管は内管の外側に覆設され、外管の両端部が内管の外壁面に固定接続される。また、外管の内壁面と内管の間には真空領域１３が形成されている。内管は、内管と、内管の表面に設けられて通電後に発熱する加熱回路１４を含む。内管における加熱回路の軸方向の位置は、真空領域が存在する軸方向の区間内に位置する。加熱部材の内管は加熱には直接関係せず、内管から外部への放熱速度を低下させられるため、熱があまりにも急速に外部へ拡散されるとの事態を回避できる。また、内管は加熱には直接関係しないため、外管と内管の間に専用の断熱構造を設ける必要がない。よって、外管と内管との固定方式を簡略化でき、加熱及び断熱部分のサイズがよりコンパクトとなる。【選択図】図２

Description

本発明はタバコの代替品分野に関し、より具体的には、炙り式喫煙具及び真空断熱型の加熱ユニットに関する。

低温タバコには断熱方式として真空断熱管が常用されており、一般的に、従来技術は加熱管と真空断熱管を個別に設けることで実現されている。しかし、加熱管が高温部材であることから、加熱管と真空断熱管の相対的な固定を維持するためには、その他の耐高温且つ熱伝導係数の低い材料で固定する必要があり、通常は耐高温のプラスチックが用いられる。

個別に設けられる加熱管と真空断熱管には、次のような弊害が存在する。

１．加熱管は高温部材であるため、その他の耐高温且つ熱伝導係数の低い材料で固定する必要があり、通常は耐高温のプラスチックが用いられる。しかし、これらの材料は非常に高価であり、全体のコストが著しく高騰する。

２．加熱管の固定部材は熱を加熱管から導出するため、断熱問題が複雑化する。真空管は加熱管周囲の断熱についてしか解決することができず、上下の断熱については別の薄壁部材によって実現せねばならない。また、相対的に劣悪な上部の固定部材については、更に専用の放熱設計を講じる必要がある。

３．個別に設計されることから、周囲の断熱についてしか解決できず、上下両方向から逃げる熱が多くなるため、全体としての熱効率が非常に低くなる。

４．個別の２つの部材はより大きなサイズが必要なことがあり、全体のサイズがかなり大型化してしまう。

５．２つの部材自体がいずれも高コストのため、全体としての費用負担が非常に大きくなる。

本発明は、上述した熱が逃げやすく、断熱構造が複雑化するという従来技術における欠点に対し、炙り式喫煙具及び真空断熱型の加熱ユニットを提供することを解決すべき技術的課題とする。

本発明は、技術的課題を解決するために以下の技術方案を用いる。

外管及び内管を含む真空断熱型の加熱ユニットを構成する。

前記外管は前記内管の外側に覆設され、前記外管の両端部が前記内管の外壁面に固定接続され、前記外管の内壁面と前記内管の間に真空領域が形成され、前記内管は、管状の基材と、前記管状の基材の表面に形成されて通電後に発熱する加熱回路を含み、前記管状の基材における前記加熱回路の軸方向の位置は、前記真空領域が存在する軸方向の区間内に位置する。

好ましくは、前記加熱回路は、セグメント別に設置されており、且つ、セグメントごとにリード線とそれぞれ電気的に接続され、各セグメントの前記加熱回路は前記管状の基材の軸方向に分布しており、及び／又は、各セグメントの前記加熱回路は前記管状の基材の周方向に分布している。

好ましくは、前記加熱回路は、印刷により前記管状の基材に形成される。

好ましくは、前記内管のうち前記外管から伸出する外壁面には、前記加熱回路に電気的に接続されるリード線が設けられている。

好ましくは、前記管状の基材は、ステンレス、チタン合金、ニッケル基合金及びジルコニア、セラミックスのいずれかを含む低熱伝導材料である。

好ましくは、前記外管の両端と前記内管は、真空溶接により接続固定される。

好ましくは、前記加熱回路は前記管状の基材の内側に位置し、前記リード線は、前記管状の基材の側壁を貫通して前記加熱回路に電気的に接続される。

好ましくは、前記内管はロールすることで形成される。

好ましくは、前記管状の基材にはセラミックス材質を用い、前記管状の基材の内側には、セラミックスを隔離して相転移及び高温イオン化を防止するよう介在層が設けられており、前記加熱回路は前記介在層の外側に位置している。

好ましくは、前記介在層はガラス層である。

好ましくは、前記加熱回路は前記管状の基材の外側に位置し、且つ、前記加熱回路は前記真空領域内に位置する。

好ましくは、前記内管の外側面には、前記リード線と前記加熱回路の間に接続される配線が更に設けられており、前記配線を前記外管と前記内管との間の溶接材料から絶縁するよう、前記配線は絶縁層により被覆されている。

炙り式喫煙具であって、前記真空断熱型の加熱ユニットを含む。

本発明の炙り式喫煙具及び真空断熱型の加熱ユニットを実施することで、以下の有益な効果が得られる。

加熱ユニットの管状の基材は加熱には直接関係せず、内管から外部への放熱速度を低下させられるため、熱があまりにも急速に外部へ拡散されるとの事態を回避できる。また、管状の基材は加熱には直接関係しないため、外管と内管の間に専用の断熱構造を設ける必要がない。よって、外管と内管との固定方式を簡略化でき、加熱及び断熱部分のサイズがよりコンパクトとなる。これにより、部品がいっそう少なくて済み、構造設計がシンプルとなるため、製品体積が縮小されてより携帯しやすくなる。

以下に、図面と実施例を組み合わせて本発明につき更に説明する。

図１は、本発明の第１実施例における加熱ユニットの組立構造を示す図である。 図２は、図１の加熱ユニットの断面構造を示す図である。 図３は、図２のＡ部分の拡大図である。 図４は、本発明の第２実施例における加熱ユニットの組立構造を示す図である。 図５は、図４の加熱ユニットの分解構造を示す図である。 図６は、図４の加熱ユニットの断面構造を示す図である。 図７は、図６のＢ部分の拡大図である。

本発明の技術的特徴、目的及び効果をより明確に理解すべく、図面を参照しながら本発明の具体的実施形態について詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、本発明の好ましい実施例における炙り式喫煙具は加熱ユニット１を含む。加熱ユニット１は、外管１１と内管１２を含む。

外管１１は内管１２の外側に覆設され、外管１１の両端部が内管１２の外壁面に固定接続される。また、外管１１の内壁面と内管１２の間には真空領域１３が形成されている。真空領域１３は断熱効果を発揮可能なため、内管１２の熱が外部に拡散するとの事態が防止される。

内管１２は、管状の基材１９と、管状の基材１９の表面に形成されて通電後に発熱する加熱回路１４を含む。内管１２における加熱回路１４の軸方向の位置は、真空領域１３が存在する軸方向の区間内に位置する。

加熱回路１４は通電すると熱を発生し、内管１２に挿入された低温タバコを炙り加熱できる。管状の基材１９は加熱には直接関係せず、内管１２から外部への放熱速度を低下させられるため、熱があまりにも急速に外部へ拡散されるとの事態を回避できる。また、管状の基材１９は加熱には直接関係しないため、外管１１と内管１２の間に専用の断熱構造を設ける必要がない。よって、外管１１と内管１２との固定方式を簡略化でき、加熱及び断熱部分のサイズがよりコンパクトとなる。これにより、部品がいっそう少なくて済み、構造設計がシンプルとなるため、製品体積が縮小されてより携帯しやすくなる。

内部の管状の基材１９には低熱伝導材料を使用すればよいため、製品コストが低下するとともに、熱伝導係数が低くなる。管状の基材１９の材質としては、ステンレス、チタン合金、ニッケル基合金及びジルコニア、セラミックスのいずれかを含めばよい。加熱ユニット１は外部への放熱が少なく、他の部材との接触箇所における温度が低いため、断熱設計がシンプルとなる。

内管１２の加熱回路１４はセグメント別に設置されており、且つ、セグメントごとにリード線１５とそれぞれ電気的に接続されている。各セグメントの加熱回路１４は管状の基材１９の軸方向に分布してもよいし、管状の基材１９の周方向に分布してもよい。また、軸方向と周方向の双方に加熱回路１４を分布させてもよい。加熱回路１４をセグメント別に設置することでセグメントごとの加熱が可能となるため、被加熱物は一度に加熱が完了するのではなく、セグメントごとに順に加熱される。

好ましくは、加熱回路１４は、印刷により管状の基材１９に形成される。これにより、生産効率が向上し、コストが削減される。その他の実施例において、加熱回路１４は内管１２に接着又は溶接又は嵌設してもよい。

加熱回路１４を外部電源に接続しやすいよう、内管１２のうち外管１１から伸出する外壁面には、加熱回路１４に電気的に接続されるリード線１５が設けられている。これにより、リード線１５を介して外部電源に接続し、加熱回路１４に電気を供給することが可能となる。また、セグメント別に加熱効果を制御できるよう、加熱回路１４の各セグメントは個別に電源に接続可能とする。

外管１１の両端と内管１２は、真空環境下で真空溶接により接続固定される。これにより、外管１１と内管１２との組み立て工程を簡略化可能であるとともに、溶接位置において内管１２から外部への放熱を考慮せずともよい。

図１〜図３の組み合わせに示すように、一部の実施例では、加熱回路１４が管状の基材１９の内側に位置し、リード線１５が内管１２の外側に位置している。リード線１５は内管１２の側壁を貫通して加熱回路１４に電気的に接続される。

好ましくは、内管１２はロールすることで形成する。加熱回路１４を形成した後に、管状の基材１９とともにロールすることで、加熱回路１４を内管１２内に位置させればよい。

本実施例において、管状の基材１９にはセラミックス材質を使用する。管状の基材１９の内側には絶縁及び断熱のための介在層が設けられており、加熱回路１４は介在層の外側に設けられる。通常、介在層はガラス層であり、内管１２におけるセラミックス層の相転移に伴うセラミックス層のサイズ変化や、高温イオン化によるセラミックス材料の超伝導化を防止する。セラミックス材質の管状の基材１９は、外部への放熱速度を低下させられるため、低温タバコに対する加熱効果が向上する。また、その他の実施例において、管状の基材１９には上述したその他の材質を用いてもよい。

図４〜図７の組み合わせに示すように、他の実施例において、加熱回路１４は管状の基材１９の外側に位置しており、且つ、加熱回路１４は真空領域１３内に位置している。この場合、管状の基材１９は直に筒状に形成し、筒状とした管状の基材１９の外側に加熱回路１４を設けてもよいし、管状の基材１９をロールすることで形成し、加熱回路１４をロール前又はロール後に管状の基材１９に設けてもよい。加熱回路１４が内管１２の内側に設けられるか外側に設けられるかに関わらず、いずれの場合も管状の基材１９の材質は同じとすればよい。

加熱回路１４は真空領域１３から引き出さない限り、リード線１５に接続されて通電することができない。そのため、内管１２の外側面には、リード線１５と加熱回路１４の間に接続される配線１６が更に設けられている。配線１６は絶縁層１７により被覆されているため、配線１６を外管１１と内管１２との間の溶接材料１８から絶縁することができ、溶接材料１８との短絡が回避される。

なお、上記の各技術的特徴は、制限を受けることなく任意に組み合わせて使用することができる。

以上は本発明の実施例にすぎず、これにより本発明の請求の範囲は制限されない。本発明の明細書及び図面の内容により実施される等価の構造又は等価のフローの変更、或いは、その他関連の技術分野における直接的且つ間接的な運用は、いずれも同様の理由で本発明による保護の範囲に含まれる。

Claims (13)

1. 外管（１１）及び内管（１２）を含む真空断熱型の加熱ユニット（１）において、
   前記外管（１１）は前記内管（１２）の外側に覆設され、前記外管（１１）の両端部が前記内管（１２）の外壁面に固定接続され、前記外管（１１）の内壁面と前記内管（１２）の間に真空領域（１３）が形成され、
   前記内管（１２）は、管状の基材（１９）と、前記管状の基材（１９）の表面に形成されて通電後に発熱する加熱回路（１４）を含み、前記管状の基材（１９）における前記加熱回路（１４）の軸方向の位置は、前記真空領域（１３）が存在する軸方向の区間内に位置することを特徴とする加熱ユニット。
2. 前記加熱回路（１４）は、セグメント別に設置されており、且つ、セグメントごとにリード線（１５）とそれぞれ電気的に接続され、各セグメントの前記加熱回路（１４）は前記管状の基材（１９）の軸方向に分布しており、及び／又は、各セグメントの前記加熱回路（１４）は前記管状の基材（１９）の周方向に分布していることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱型の加熱ユニット（１）。
3. 前記加熱回路（１４）は、印刷により前記管状の基材（１９）に形成されることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱型の加熱ユニット（１）。
4. 前記内管（１２）のうち前記外管（１１）から伸出する外壁面には、前記加熱回路（１４）に電気的に接続されるリード線（１５）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱型の加熱ユニット（１）。
5. 前記管状の基材（１９）は、ステンレス、チタン合金、ニッケル基合金及びジルコニア、セラミックスのいずれかを含む低熱伝導材料であることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱型の加熱ユニット（１）。
6. 前記外管（１１）の両端と前記内管（１２）は、真空溶接により接続固定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の真空断熱型の加熱ユニット（１）。
7. 前記加熱回路（１４）は前記管状の基材（１９）の内側に位置し、前記内管（１２）のうち前記外管（１１）から伸出する外壁面には、前記加熱回路（１４）に電気的に接続されるリード線（１５）が設けられており、前記リード線（１５）は前記管状の基材（１９）の側壁を貫通して前記加熱回路（１４）に電気的に接続されることを特徴とする請求項６に記載の真空断熱型の加熱ユニット（１）。
8. 前記内管（１２）は、ロールすることで形成されることを特徴とする請求項７に記載の真空断熱型の加熱ユニット（１）。
9. 前記管状の基材（１９）にはセラミックス材質を用い、前記管状の基材（１９）の内側には、セラミックスを隔離して相転移及び高温イオン化を防止するよう介在層が設けられており、前記加熱回路（１４）は前記介在層の外側に位置していることを特徴とする請求項８に記載の真空断熱型の加熱ユニット（１）。
10. 前記介在層は、ガラス層であることを特徴とする請求項９に記載の真空断熱型の加熱ユニット（１）。
11. 前記加熱回路（１４）は前記管状の基材（１９）の外側に位置し、且つ、前記加熱回路（１４）は前記真空領域（１３）内に位置することを特徴とする請求項６に記載の真空断熱型の加熱ユニット（１）。
12. 前記内管（１２）のうち前記外管（１１）から伸出する外壁面には、前記加熱回路（１４）に電気的に接続されるリード線（１５）が設けられており、前記内管（１２）の外側面には、前記リード線（１５）と前記加熱回路（１４）の間に接続される配線（１６）が更に設けられており、前記配線（１６）を前記外管（１１）と前記内管（１２）との間の溶接材料（１８）から絶縁するよう、前記配線（１６）は絶縁層（１７）により被覆されていることを特徴とする請求項１１に記載の真空断熱型の加熱ユニット（１）。
13. 請求項１〜１２のいずれかに記載の真空断熱型の加熱ユニット（１）を含むことを特徴とする炙り式喫煙具。