KR102417444B1 - 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터 및 이를 포함하는 궐련형 전자담배 - Google Patents

궐련형 전자담배용 원통형 발열히터 및 이를 포함하는 궐련형 전자담배 Download PDF

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Abstract

궐련형 전자담배용 원통형 발열히터가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터는 지지체; 열을 발생시킬 수 있도록 상기 지지체의 일면에 패턴 형성되는 전극패턴; 및 절연성을 갖추고 상기 전극패턴을 덮는 보호층;을 포함하고, 소정의 길이를 갖는 궐련의 일부가 내부로 삽입될 수 있도록 일정길이를 갖는 중공형으로 형성된다.

Description

궐련형 전자담배용 원통형 발열히터 및 이를 포함하는 궐련형 전자담배{Cylinder type heater for electronic cigarette}
본 발명은 전자담배용 발열히터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 궐련형 전자담배에 효율적인 적용이 가능한 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터에 관한 것이다.
전자담배는 니코틴이 함유된 잎담배(leaf tobacco)의 가공물(processed material)이나 추출물(extract), 무니코틴 액체물질(nicotine-free liquid material) 등을 함유한 저장소(storage), 가열 또는 기화 장치, 그리고 배터리(battery)를 포함한다. 전자담배의 내부에 저장되어 있는 잎담배 가공물, 잎담배 추출물, 무니코틴 액체물질 등을 가열 또는 기화시켜 에어로졸(aerosol)을 생성한 후, 생성된 에어로졸을 사용자가 전자담배의 흡입구(intake)를 통해 흡입할 수 있다. 사용자가 전자담배를 손에 쥐고, 입으로 흡입구를 흡입하는 경우, 전자담배 내부에서 에어로졸이 생성되어 흡입구를 통해 입으로 배출됨으로써, 사용자는 실제 담배의 흡연과 유사한 느낌을 받을 수 있다.
그러나, 종래의 전자담배는 니코틴 원액과 액상을 별도로 구매해 섞는 액상형 방식으로, 니코틴 원액을 구입해 잘못된 용도로 사용되는가 하면 폭파사고 등 사회적 물의를 일으킨 사례가 많아 적극적인 관리가 절실한 상황이다.
이를 해결하기 위하여, 종래의 전자담배와는 달리 담뱃잎으로 만들어진 고체형 스틱을 삽입해 가열하는 방식의 궐련형 전자담배가 제안되었다. 이러한 궐련형 전자담배는 발열히터를 통해 내부로 삽입된 고체형 스틱을 가열함으로써 형성된 증기를 흡입하는 방식으로, 기존 담배와 비슷한 맛을 느낄 수 있는 장점이 있다.
그러나, 종래의 궐련형 전자담배는 고체형 스틱을 가열하기 위한 발열히터가 판상의 형태로 구현되어 고체형 스틱에 일부가 침투하는 방식이다. 이에 따라, 고체형 스틱을 전체적으로 균일하게 가열하는 것이 어려운 문제가 있다.
KR 10-1667124 B1
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 내부로 삽입된 궐련의 가열면적을 넓히고 균등하게 가열할 수 있는 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터 및 궐련형 전자담배를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 소정의 길이를 갖는 궐련의 일부가 내부로 삽입되는 것으로서, 지지체; 열을 발생시킬 수 있도록 상기 지지체의 일면에 패턴 형성되는 전극패턴; 및 절연성을 갖추고 상기 전극패턴을 덮는 보호층;을 포함하고, 상기 지지체는 내부로 삽입된 궐련의 외부 둘레면이 상기 전극패턴에서 발생되는 열에 의해 전체적으로 가열될 수 있도록 일정길이를 갖는 중공의 원통형으로 형성되는 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터를 제공한다.
일례로, 상기 지지체는 내열성 및 절연성을 갖는 필름부재일 수 있다.
다른 예로써, 상기 지지체는, 금속시트 및 상기 전극패턴과 금속시트를 절연시킬 수 있도록 상기 전극패턴과 금속시트 사이에 개재되는 절연층을 포함할 수 있다.
이때, 상기 절연층은 상기 보호층과 동일한 재질로 이루어질 수 있고, 상기 전극패턴과 대응되는 영역에 국부적으로 형성되거나 상기 금속시트의 일면 전체에 형성될 수 있으며, 상기 보호층보다 상대적으로 얇은 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 금속시트는 상기 궐련이 삽입되는 중공부의 내면을 구성할 수 있다.
또한, 상기 보호층은 내열성 및 열경화성을 갖는 수지로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 전극패턴은 도전성 페이스트를 통해 상기 지지체의 일면에 패턴형성된 인쇄패턴이거나 도전성부재가 소정의 패턴을 갖도록 형성되어 상기 지지체의 일면에 부착된 것일 수 있다.
한편, 상술한 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터는 궐련형 전자담배로 구현될 수 있다.
본 발명에 의하면, 발열히터가 원통형으로 구성됨으로써 내부로 삽입된 궐련의 가열면적을 넓혀줄 수 있으며 균등한 가열이 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터를 나타낸 도면,
도 2는 도 1에서 적층체가 판상에서 원통형으로 변경된 상태를 개념적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터를 구현하기 위한 적층체의 세부구성을 나타낸 도면,
도 4는 도 3에서 지지체의 일부가 절개된 상태를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터를 구현하기 위한 적층체의 세부구성을 나타낸 도면,
도 6은 도 5에서 지지체의 일부가 절개된 상태를 나타낸 도면,
도 7은 도 5의 변형예를 나타낸 도면,
도 8은 도 7에서 보호층의 일부가 절개된 상태를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명에 따른 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터에 적용될 수 있는 다양한 형태의 전극패턴을 나타낸 도면, 그리고,
도 10은 본 발명에 따른 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터가 궐련형 전자담배에 적용된 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터(100,200,200')는 도 10에 도시된 바와 같이 궐련형 전자담배의 본체(20)측에 설치될 수 있으며, 고체형 스틱형태로 이루어진 궐련(10)이 삽입되는 경우 사용자가 상기 궐련(10)으로부터 형성된 증기를 흡입할 수 있도록 궐련(10)의 삽입된 부분을 가열할 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터(100,200,200')는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 궐련(10)의 일부가 내부로 삽입될 수 있도록 중공의 원통형으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 중공 측으로 삽입된 궐련(10)은 상기 원통형 발열히터(100,200,200')의 발열시 상기 궐련(10)의 둘레방향에 대하여 전체적으로 가열이 이루어질 수 있음으로써 가열면적이 넓어짐과 동시에 전체적으로 균등한 가열이 이루어질 수 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터(100,200,200')는 도 2에 도시된 바와 같이 소정의 면적을 판상 형태로 적층체를 제조한 후 일단부가 타단부 측에 접하거나 근접하도록 말아서 중공형의 원통형태로 형성할 수 있다.
이때, 상기 적층체는 도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이 지지체(110,210), 전극패턴(120) 및 보호층(130)을 포함할 수 있으며, 상기 적층체가 원통형으로 구현되는 경우 상기 지지체(110,210)가 중공부의 내면을 형성할 수 있다.
상기 지지체(110,210)는 일면에 배치되는 상기 전극패턴(120)을 지지하기 위한 것으로 소정 면적을 갖는 판상의 형태일 수 있다. 더불어, 상기 지지체(110,210)는 상기 전극패턴(120)의 발열시 100℃ 이상의 고온에 견딜 수 있도록 내열성을 갖는 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 전극패턴(120)의 쇼트를 방지할 수 있도록 절연성을 가질 수 있다.
일례로, 상기 지지체(110)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 내열성 및 절연성을 갖는 필름부재일 수 있으며, 상기 필름부재는 가요성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 구체적인 일례로써, 상기 필름부재는 PI(폴리이미드)나 PAI(폴리아미드이미드)와 같은 절연성을 갖는 열경화성 내열성 수지일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 공지의 절연성을 갖는 열경화성 내열성 수지가 모두 적용될 수 있다.
즉, 상기 지지체(110)가 절연성을 가짐으로써 일면에 상기 전극패턴(120)이 직접 형성되더라도 원활한 작동이 이루어질 수 있으며, 내열성을 통해 상기 전극패턴(120)에서 열이 발생되더라도 형태가 유지될 수 있다. 더불어, 상기 지지체(110,210)가 가요성을 가짐으로써 발열 히터를 원통형으로 구현할 수 있다.
다른 예로써, 상기 지지체(210)는 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 판상의 금속시트(211)와 상기 금속시트(211)의 일면에 형성되는 절연층(212)을 포함하는 형태일 수 있다. 여기서, 상기 금속시트(211)는 열전도도가 우수한 금속재질로 형성될 수 있으며, 상기 절연층(212)은 내열성 및 열경화성을 갖는 수지로 이루어진 코팅층일 수 있다. 일례로, 상기 절연층(212)은 액상의 폴리이미드 또는 폴리아미드이미드로 이루어진 코팅층일 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 전극패턴(120)은 상기 절연층(212)의 일면에 적층되는 형태로 형성됨으로써 상기 금속시트(211)와의 전기적인 절연이 유지될 수 있다. 또한, 상기 지지체(210)가 금속시트(211)를 포함함으로써 전원인가시 상기 전극패턴(120)에서 발생된 열이 상기 금속시트(211) 측으로 이동한 후 금속시트(211)를 통해 빠르게 분산될 수 있다. 이를 통해, 본 실시예의 지지체(210)는 전원인가시 상기 전극패턴(120)과 대응되는 국부적인 위치에 열이 집중되는 것이 방지되고 금속시트(211)의 전체면적에서 열이 발생할 수 있으므로 전체면적에서 균일하게 발열될 수 있다. 더불어, 상기 지지체(210)가 금속시트(211)를 포함함으로써 원통형의 형상이 유지될 수 있다.
이때, 상기 절연층(212)은 상기 금속시트(211)의 일면을 덮도록 형성될 수도 있고(도 5 및 도 6 참조), 상기 전극패턴(120)과 대응되는 위치에 상기 전극패턴(120)과 동일한 패턴으로 국부적으로 형성될 수도 있다(도 7 및 도 8 참조).
또한, 상기 절연층(212)은 상기 보호층(130)과 서로 다른 재질로 이루어질 수도 있으나, 상기 보호층(130)과의 접합력을 향상시킬 수 있도록 서로 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
더불어, 상기 절연층(212)은 상기 전극패턴(120)에서 발생된 열이 상기 금속시트(211) 측으로 원활하게 이동할 수 있도록 상기 보호층(130)보다 상대적으로 얇은 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 궐련(10)의 일부가 발열히터(200,200')의 내부로 삽입된 경우 상기 전극패턴(120)으로부터 발생된 열은 원통형으로 형성되는 발열히터(200,200')의 내부면을 구성하는 금속시트(211)를 통해 상기 궐련(10) 측으로 방출됨으로써 상기 궐련(10)이 원활하게 가열될 수 있다.
상기 전극패턴(120)은 전원인가시 열을 발생시키는 발열체의 역할을 수행하는 것으로, 상기 지지체(110,210)의 일면에 패턴형성될 수 있다.
이때, 상기 전극패턴(120)은 도전성 페이스트를 통해 형성된 인쇄패턴일 수도 있고, 에칭이나 타발과 같은 형상가공을 통해 패턴형성된 도전성부재가 부착된 형태일 수도 있다. 일례로, 상기 도전성 페이스트는 Ag페이스트일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 통상적으로 사용되는 전극재료 중 전원인가시 요구되는 발열온도에 맞게 적절하게 선택된 공지의 전극재료가 모두 사용될 수 있음을 밝혀둔다.
이와 같은 전극패턴(120)은 양단부 측에 다른 부품과의 전기적인 연결을 위한 터미널단자(121,122)가 각각 형성될 수 있으며, 두 개의 터미널단자(121,122)를 연결하는 패턴부(123)가 상기 지지체(110,210)의 전체면적에 대하여 골고루 배치되도록 지그재그 방식으로 절곡된 형태일 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터(100,200,200')는 면상의 히터로 구현될 수 있다.
그러나, 상기 전극패턴(120)의 형상을 이에 한정하는 것은 아니며, 도 9에 도시된 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 설계조건에 따라 적절한 형상으로 변경될 수 있으며, 직렬 또는 병렬 방식으로 형성될 수도 있고 직,병렬이 혼합된 형태로 형성될 수도 있다.
상기 보호층(130)은 상기 전극패턴(120)이 외부로 노출되는 것을 방지함과 아울러 상기 전극패턴(120)이 다른 부품과 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 절연성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 더불어, 상기 보호층(130)은 상기 전극패턴(120)으로부터 발생된 열에 의해 파괴되는 것을 방지할 수 있도록 내열성 및 열경화성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 보호층(130)은 절연성, 열경화성 및 내열성을 갖는 수지로 이루어져 상기 지지체(110,210)의 일면에 소정의 두께로 도포되는 코팅층일 수 있다. 이에 따라, 상기 전극패턴(120)은 상기 보호층(130)을 통해 외부로의 노출이 차단될 수 있다.
구체적인 일례로서, 상기 보호층(130)은 액상의 폴리이미드 또는 폴리아미드이미드로 이루어진 코팅층일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 절연성, 열경화성 및 내열성을 갖는 재질이라면 공지의 모든 재질이 사용될 수 있음을 밝혀둔다.
더불어, 상기 보호층(130)은 상술한 바와 같이 상기 지지체(210)가 절연층(212)을 포함하는 경우, 상기 절연층(212)과의 접합력을 향상시킬 수 있도록 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100,200,200' : 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터
110,210 : 지지체
211 : 금속시트
212 : 절연층
120 : 전극패턴
121,122 : 터미널단자
123 : 패턴부
130 : 보호층

Claims (12)

  1. 소정의 길이를 갖는 궐련의 일부가 내부로 삽입되는 궐련형 전자담배용 발열히터로서,
    지지체;
    열을 발생시킬 수 있도록 상기 지지체의 일면에 패턴 형성되는 전극패턴; 및
    절연성을 갖추고 상기 전극패턴을 덮는 보호층;을 포함하고,
    상기 지지체는 내부로 삽입된 궐련의 외부 둘레면이 상기 전극패턴에서 발생되는 열에 의해 전체적으로 가열될 수 있도록 일정길이를 갖는 중공의 원통형으로 형성되고,
    상기 지지체는, 금속시트 및 상기 전극패턴과 상기 금속시트를 절연시킬 수 있도록 상기 전극패턴과 상기 금속시트 사이에 개재되는 절연층을 포함하고,
    상기 금속시트는 상기 궐련의 외부 둘레면에 접촉하는 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터는,
    상기 지지체, 전극패턴 및 보호층을 포함하는 판상의 적층체가 일방향으로 말려 중공의 원통형으로 형성된 것인 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 지지체는 내열성 및 절연성을 갖는 필름부재인 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 절연층은 상기 보호층과 동일한 재질로 이루어진 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 절연층은 상기 전극패턴과 대응되는 영역에 국부적으로 형성되거나 상기 금속시트의 일면 전체에 형성되는 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 절연층은 상기 보호층보다 상대적으로 얇은 두께를 갖도록 형성되는 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 금속시트는 상기 궐련이 삽입되는 중공부의 내면을 구성하는 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 보호층은 내열성 및 열경화성을 갖는 수지로 이루어진 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 전극패턴은 도전성 페이스트를 통해 상기 지지체의 일면에 패턴형성된 인쇄패턴이거나 도전성부재가 소정의 패턴을 갖도록 형성되어 상기 지지체의 일면에 부착되는 것인 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 전극패턴은 양단부 측에 다른 부품과의 전기적인 연결을 위한 두 개의 터미널단자와 상기 두 개의 터미널단자를 연결하는 패턴부를 포함하며,
    상기 패턴부는 상기 지지체의 전체면적에 대하여 배치될 수 있도록 지그재그 방식으로 절곡되는 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터.
  12. 제 1항 내지 제 3항 또는 제 5항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 기재된 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터를 포함하는 궐련형 전자담배.
KR1020170045480A 2017-04-07 2017-04-07 궐련형 전자담배용 원통형 발열히터 및 이를 포함하는 궐련형 전자담배 KR102417444B1 (ko)

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