KR102646570B1 - 가열 방식의 흡입기 및 이를 위한 히터 - Google Patents

가열 방식의 흡입기 및 이를 위한 히터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가열 방식의 흡입기 및 이를 위한 히터에 관한 것이고, 구체적으로 모듈 구조로 이루어지면서 열전달 효율이 향상된 가열 방식의 흡입기 및 이를 위한 히터에 관한 것이다. 가열 방식의 흡입기 및 이를 위한 히터는 흡입 성분을 기체 또는 에어로졸 형태의 흡입 가능한 상태로 만드는 히터 모듈(11); 히터 모듈(11)과 분리 가능하도록 결합되는 작동 제어 모듈(12); 및 작동 제어 모듈(12)과 분리 가능하도록 결합되는 전력 공급 수단(13)을 포함하고, 상기 히터 모듈(11)과 작동 제어 모듈(12) 사이의 결합은 자성에 의하여 이루어진다.

Description

가열 방식의 흡입기 및 이를 위한 히터{A Heating Type of a Inhaling Device and a Heater for the Same}
본 발명은 가열 방식의 흡입기 및 이를 위한 히터에 관한 것이고, 구체적으로 모듈 구조로 이루어지면서 열전달 효율이 향상된 가열 방식의 흡입기 및 이를 위한 히터에 관한 것이다.
다양한 구조를 가지는 기호용 또는 의료용 흡입 수단이 공지되어 있고, 각각의 흡입 수단은 흡입 성분을 흡입 가능한 상태로 변환시키면서 적절한 흡입 경로를 통하여 이동되는 구조를 가진다. 금연 수단 또는 기호 수단으로 흡입 수단이 사용될 수 있고, 흡입 수단은 흡입 성분을 인체 내로 흡입 가능한 상태로 변환시킬 필요가 있고, 예를 들어 흡입 성분을 가열시켜 기체 또는 에어로졸 형태로 만들 수 있다. 이와 같은 구조를 가지는 공지 기술로 배터리에 의하여 작동되는 전자담배가 이 분야에서 개시되어 있다.
특허공개번호 제10-2016-0114743호는 에어로졸 형성 기질을 내부적으로 가열하기 위한 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질에 삽입하기에 적합한 가열 조립체에 대하여 개시한다. 특허공개번호 제10-2017-0121149호는 무화기가 배터리 로드에 상대적으로 회전하지 않도록 방지하는 전자담배에 대하여 개시한다.
흡입 수단은 사용 과정에서 유해 물질을 발생시키지 않으면서 이와 동시에 외부로부터 유입 성분이 흡입 성분에 유입되지 않도록 하는 구조를 가질 필요가 있다. 그러나 선행기술은 이와 같은 구조를 가지는 흡입기에 대하여 개시하지 않는다.
선행기술 1: 특허공개번호 제10-2016-0114743호(2016년10월05일 공개) 에어로졸 발생시스템을 위한 가열 조립체 선행기술 2: 특허공개번호 제10-2017-0121149호(2017년11월01일 공개) 전자담배
본 발명의 목적은 모듈 구조로 이루어져 분리 및 결합 편의성이 향상되면서 가열 효율성이 향상된 가열 방식의 흡입기 및 이를 위한 히터를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 가열 방식의 흡입기 및 이를 위한 히터는 흡입 성분을 기체 또는 에어로졸 형태의 흡입 가능한 상태로 만드는 히터 모듈; 히터 모듈과 분리 가능하도록 결합되는 작동 제어 모듈; 및 작동 제어 모듈과 분리 가능하도록 결합되는 전력 공급 수단을 포함하고, 상기 히터 모듈과 작동 제어 모듈 사이의 결합은 자성에 의하여 이루어진다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 열을 발생시키는 열원; 열원으로부터 발생된 열을 전달하는 열전달 수단; 및 열전달 수단에 의하여 전달되는 열을 정해진 대상으로 방출하는 방출 수단을 포함하고, 상기 열전달 수단은 히트파이프가 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 열전달 수단에 결합되는 액체 성분의 이송이 가능한 액체 이송 수단을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 열전달 수단은 중심에 배치되는 1 전극 및 1 전극과 서로 다른 전위를 가지면서 1 전극의 양쪽으로 배치되는 2 전극으로 이루어진다.
본 발명에 따른 흡입기는 액체 형태의 흡입 성분을 기체 또는 에어로졸 형태로 만드는 전자담배 및 고체 형태의 태우지 않는 담배를 기체 또는 에어로졸 형태로 만드는 가열 방식의 전자담배를 비롯하여 다양한 흡입용 기기에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가열 방식의 흡입기의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 다양한 구조의 흡입기에 적용될 수 있는 본 발명에 따른 히터의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 히터의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 가열 방식의 흡입기의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 가열 방식의 흡입기는 흡입 성분을 기체 또는 에어로졸 형태의 흡입 가능한 상태로 만드는 히터 모듈(11); 히터 모듈(11)과 분리 가능하도록 결합되는 작동 제어 모듈(12); 및 작동 제어 모듈(12)과 분리 가능하도록 결합되는 전력 공급 수단(13)을 포함하고, 상기 히터 모듈(11)과 작동 제어 모듈(12) 사이의 결합은 자성에 의하여 이루어진다.
흡입기는 액체 형태를 흡입 가능한 상태로 만들어 흡입 경로를 통하여 입과 같은 인체 유입 통로로 유도하는 액상 전자담배 및 궐련 방식으로 니코틴을 포함하거나 또는 니코틴을 포함하지 않는 고체 형태를 찌는 방식으로 가열(heat-not-burn)하는 궐련형 전자담배를 포함한다. 또한 흡입기는 니코틴을 포함하거나 또는 포함하지 않는 다양한 형태의 액체 또는 기체를 흡입 가능한 상태로 만드는 기기를 포함한다. 예를 들어 커피 성분 또는 이와 유사한 성분을 가열하여 흡입 가능한 상태로 만드는 기기를 포함한다. 추가로 흡입기는 액상 또는 고체 상태가 혼합된 흡입 성분을 가열하여 흡입 가능한 상태로 만드는 기기를 포함할 수 있다.
히터 모듈(11)은 액체 또는 고체 상태의 흡입 성분을 가열하여 기체 또는 에어로졸 형태로 만드는 기능을 가질 수 있고, 열을 발생시키거나 또는 전달하는 히터(111); 히터(111)를 고정하는 히터 고정 블록(112); 히터 고정 블록(112)과 일체로 형성되거나 또는 분리 가능하도록 결합되는 1 결합 블록(113)을 포함한다. 히터(111)는 사각 판 형상, 니들 형상, 실린더 형상 또는 이들이 결합된 형상과 같이 다양한 형상이 될 수 있고, 예를 들어 전기저항에 의하여 열을 발생시키는 전기 저항체를 포함할 수 있다. 전기 저항체는 니크롬, 텅스텐 또는 이와 유사한 다양한 종류의 금속이 될 수 있고, 열을 발생시키면서 이와 동시에 열을 전달하는 기능을 가질 수 있다.
히터 고정 블록(112)은 히터(111)의 한쪽 끝을 고정시키면서 내부에 전기 배선이 배치되거나, 열을 전달할 수 있는 수단을 가질 수 있다. 히터 고정 블록(112)은 절연 소재로 만들어질 수 있고, 히터(111)는 히터 고정 블록(112)에 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 히터 고정 블록(112)에 1 결합 블록(113)이 결합될 수 있고, 1 결합 블록(113)은 히터 고정 블록(112)과 분리 가능한 구조로 만들어질 수 있다. 그리고 1 결합 블록(113)의 아래쪽에 1 고정 탭(113a)이 형성될 수 있다.
히터(111); 히터 고정 블록(112); 및 1 결합 블록(113)은 하나의 독립된 모듈 구조를 형성할 수 있고, 각각 서로 분리 가능한 구조로 결합되거나 일체로 형성될 수 있고, 히터 모듈(11)은 작동 제어 모듈(12)과 분리 가능하도록 결합될 수 있다.
작동 제어 모듈(12)은 히터 모듈(11)의 작동을 제어하는 기능을 가질 수 있고, 1 결합 블록(113)과 결합되는 1 체결 블록(122); 1 체결 블록(122)과 결합되는 전자 제어 수단(121); 전자 제어 수단(121)을 고정시키는 2 고정 블록(124); 및 2 고정 블록(124)과 분리 가능하도록 결합되는 2 결합 블록(125)으로 이루어질 수 있다.
1 체결 블록(122)에 1 결합 블록(113)의 적어도 아래쪽 부분이 수용되는 1 수용 홈(123)이 형성될 수 있고, 1 수용 홈(123)의 내부에 1 고정 탭(113a)이 삽입되어 고정되는 1 고정 홀(123a)이 형성될 수 있다. 1 결합 블록(113)과 1 체결 블록(122)은 자성에 의하여 결합이 될 수 있고, 자성에 의한 결합은 1 결합 블록(113) 또는 1 체결 블록(122)의 적어도 하나가 자성체가 되는 것에 의하여 이루어질 수 있다. 1 결합 블록(113)과 1 체결 블록(122)이 자성에 의하여 결합된 상태에서 1 고정 탭(113a)과 1 고정 홀(123a)은 회전과 같은 이동을 방지하면서 정해진 위치에 서로 결합이 되도록 하는 기능을 가질 수 있다.
전자 제어 수단(121)은 예를 들어 마이크로프로세서가 배치된 회로기판 또는 전자 칩과 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않고 다양한 형태의 전자 부품 또는 전자 소자를 포함하는 히터(111), 배터리(131) 또는 다른 기기의 작동을 제어하는 전자 기기가 될 수 있다. 2 고정 블록(124)은 전자 제어 수단(121)을 고정시키는 기능을 가질 수 있고, 2 결합 블록(125)과 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 2 결합 블록(125)에 2 수용 홈(126)이 형성될 수 있고, 2 수용 홈(126)에 1 고정 홀(123a)과 유사한 2 고정 홀(126a)이 형성될 수 있다.
2 결합 블록(125)에 전력 공급 수단(13)이 결합될 수 있고, 전력 공급 수단(13)은 예를 들어 배터리(131); 및 배터리(131)의 한쪽 끝에 결합된 2 체결 블록(132)에 2 고정 탭(133)이 형성될 수 있다. 2 결합 블록(125)과 2 체결 블록(132)은 자성에 의하여 결합될 수 있고, 2 고정 홀(126a)과 2 고정 탭(133)은 2 결합 블록(125)과 2 체결 블록(132)이 안정적으로 결합되도록 한다. 이와 같이 흡입기는 작동 제어 모듈(12)을 기준으로 히터 모듈(11)과 전력 공급 수단(13)이 분리 가능하도록 결합되면서 적어도 하나의 결합이 자성에 의하여 이루어지도록 한다.
작동 제어 모듈(12); 작동 제어 모듈(12); 및 전력 공급 수단(13)은 케이스(14) 및 덮개(15)의 내부에 수용될 수 있다. 덮개(15)는 케이스(14)에 분리 가능하도록 결합될 수 있고, 케이스(14) 또는 덮개(15)에 전자 표시 스크린(16)이 배치되어 전자 제어 수단(121)과 전기적으로 연결될 수 있다. 전자 표시 스크린(16)은 흡입 횟수, 배터리 충전 수단, 작동 온도 또는 흡입량 또는 흡입 속도와 같은 것을 표시할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 흡입기는 외부 전자기기와 무선 통신으로 연결될 수 있고, 연결 설정 상태가 전자 표시 스크린(16)에 표시될 수 있다.
흡입기는 다양한 구조로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 2는 다양한 구조의 흡입기에 적용될 수 있는 본 발명에 따른 히터의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 흡입기용 히터는 열을 발생시키는 열원(21); 열원(21)으로부터 발생된 열을 전달하는 열전달 수단(22); 및 열전달 수단(22)에 의하여 전달되는 열을 정해진 대상으로 방출하는 방출 수단(23)을 포함하고, 상기 열전달 수단(22)은 히트파이프가 된다.
열원(21)은 전자식 또는 다른 방식으로 열을 발생시킬 수 있고, 예를 들어 전기 저항에 의하여 열을 발생시키거나, 열의 생성이 가능한 연소 방식으로 열을 발생시킬 수 있다. 열원에서 발생된 열은 열전달 수단(22)을 통하여 위쪽 또는 다른 방향으로 전달될 수 있다. 예를 들어 열전달 수단(22)은 히트파이프와 유사한 구조가 될 수 있고, 전체적으로 튜브 또는 관 형상이 될 수 있다. 열전달 수단(22)은 열원에 의하여 기화되어 방출 수단(23)의 방향으로 이동하는 열전달 성분; 열전달 수단(22)의 위쪽에 액체 상태로 된 열전달 성분을 열원(21)의 방향으로 이동시키는 이동 매체(wicks)와 같은 것을 포함할 수 있다. 열전달 성분이 응축이 되면서 발생되는 열이 방출 수단(23)을 통하여 흡입 성분으로 전달될 수 있다. 방출 수단(23)은 열전달 수단(22)의 위쪽에 덮개 형상으로 결합되거나, 코팅 층을 형성할 수 있고, 예를 들어 열전도율이 높은 금속 성분을 포함할 수 있다.
열전달 수단(22)은 다양한 구조로 만들어질 수 있고, 예를 들어 다수 개의 분지 전달 수단(221, 222)으로 이루어질 수 있다. 분지 전달 수단(221, 222)의 아래쪽에 각각 분지 열원(211, 212)이 배치되고, 열전달 성분은 위쪽 방향(A1, A2)으로 이동되어 위쪽에서 액체 상태로 응축될 수 있다. 그리고 두 개의 분지 전달 수단(221, 222)의 사이에 형성된 이동 매체(wicks)를 따라 아래쪽으로 이동될 수 있다. 분지 전달 수단(221, 222)과 이동 매체는 판 형상의 방출 수단(23)의 내부에 배치될 수 있고, 방출 수단(23)은 열을 외부로 방출시킬 수 있는 적절한 소재 또는 구조로 만들어질 수 있다.
히터는 액체 이송 수단(26)과 결합될 수 있고, 예를 들어 니크롬선과 같은 전기 저항체 또는 히트파이프 구조의 열전달 수단(25)의 외부에 액체 이송 수단(26)이 결합될 수 있다. 액체 이송 수단(26)은 예를 들어 모세관 현상에 의하여 액체를 이송시키는 적어도 하나의 섬유 가닥 또는 다수 개의 관통 기공이 형성된 금속 모세관이 될 수 있다. 액체 이송 수단(26)은 전기 저항체 또는 열전달 수단(25)을 감싸는 형태로 결합될 수 있고, 예를 들어 나선 형상으로 열전달 수단(25)에 결합될 수 있다. 대안으로 적어도 하나의 액체 이송 수단(261, 262)이 히터 또는 열전달 수단(25)과 일체로 결합될 수 있다. 구체적으로 히터 또는 열전달 수단(25)에 액체 이송 수단(261, 262)이 결합되는 홈이 형성될 수 있고, 섬유 또는 모세관이 홈에 배치되어 열전달 수단(25)과 일체로 결합될 수 있다. 이와 같은 구조에서 액체 이송 수단(261, 262)을 따라 이송되는 액체가 흡입 성분으로 열을 방출시키는 기능을 가질 수 있고, 구체적으로 액체가 전기 저항체 또는 열전달 수단(25)의 열에 의하여 기체 형태로 변화되어 흡입 성분에 열을 전달할 수 있다.
히터 또는 열전달 수단(25)은 다양한 구조로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 히터의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 열전달 수단은 전기 저항체와 결합될 수 있고, 구체적으로 열전달 수단(22)은 중심에 배치되는 1 전극(31) 및 1 전극(31)과 서로 다른 전위를 가지면서 1 전극(31)의 양쪽으로 배치되는 2 전극(321, 322)으로 이루어질 수 있다.
히터 또는 열전달 수단을 형성하는 1 전극(31)과 2 전극(321, 322)은 서로 다른 전위차를 가지는 전기 저항체가 될 수 있다. 구체적으로 1 전극(31)은 중앙에 판형 또는 이와 유사한 형상으로 배치되고, 1 전극(31)은 전체적으로 동일 또는 유사한 전위를 가질 수 있다. 그리고 1 전극(31)의 양쪽으로 선형으로 배치되는 2 전극(321, 322)은 양쪽 끝이 서로 다른 전위를 가질 수 있고, 각각의 2 전극(321, 322)의 위쪽 끝은 1 전극(31)의 위쪽 끝과 전도성 연결 유닛(33)에 의하여 연결될 수 있다. 2 전극(321, 322)은 절연체에 의하여 전기적으로 절연되어 1 전극(31)의 양쪽에 결합될 수 있고, 전도성 연결 유닛(33)은 실질적으로 1 전극(31)과 동일 또는 유사한 전위를 가질 수 있다. 이와 같은 구조에서 2 전극 유닛(321, 322)을 흐르는 전류에 의하여 열이 발생되어 흡입 성분으로 전달될 수 있다.
히터 또는 열전달 수단은 바늘 형상, 봉 형상 또는 실린더 형상의 고정 유닛(372)에 고정될 수 있다. 고정 유닛(372)은 절연 소재로 만들어질 수 있고, 중심선을 따라 전체적으로 동일 또는 유사한 전위가 유지되는 1 전극(31)이 배치될 수 있다. 그리고 고정 유닛(372)의 둘레 면을 따라 다수 개의 2 분지 전극(323, 324)이 배치될 수 있고, 1 전극(31)과 2 분지 전극(323, 324)의 위쪽 끝은 전도성 결합 유닛(36)에 의하여 전기적으로 서로 연결될 수 있다. 고정 유닛(372), 1 전극(31) 및 2 분지 전극(323, 324)은 결합 블록(35)에 아래쪽 부분이 고정될 수 있다. 이와 같은 구조에서 흡입 성분으로 전달되는 열은 2 분지 전극(323, 324)에 의하여 발생될 수 있다.
판 형상, 니들 형상 또는 실린더 형상이 되는 히터 또는 열전달 수단의 외부 둘레 면에 적어도 하나의 방열 핀(38_1 내지 38_N)이 형성될 수 있다. 방열 핀(38_1 내지 38_N)은 히터 또는 열전달 수단의 외부 둘레 면으로부터 외부로 돌출되는 핀 형상을 가질 수 있고, 아래쪽 방향으로 연장되는 구조를 가질 수 있다. 방열 핀(38_1 내지 38_N)에 의하여 2 전극(321, 322) 또는 2 분지 전극(323, 234)으로부터 발생되는 열이 빠른 속도로 흡입 성분으로 전달될 수 있다. 또한 도 3에 제시된 실시 예에 도 2에서 설명된 액체 이송 수단이 적절한 형태로 결합될 수 있다.
히터 또는 열전달 수단은 다양한 구조로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 흡입기는 액체 형태의 흡입 성분을 기체 또는 에어로졸 형태로 만드는 전자담배 및 고체 형태의 태우지 않는 담배를 기체 또는 에어로졸 형태로 만드는 가열 방식의 가열 방식의 전자담배를 비롯하여 다양한 흡입용 기기에 적용될 수 있다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 히터 모듈 12: 작동 제어 모듈
13: 전력 공급 수단 14: 케이스
15: 덮개 16: 전자 표시 스크린
21: 열원 22: 열전달 수단
23: 방출 수단 25: 열전달 수단
26: 액체 이송 수단 31: 1 전극
33: 전도성 연결 유닛 35: 결합 블록
36: 전도성 결합 유닛 38_1 내지 38_N: 방열 핀
111: 히터 112: 히터 고정 블록
113: 1 결합 블록 113a: 1 고정 탭
121: 전자 제어 수단 122: 1 체결 블록
123: 1 수용 홈 123a: 1 고정 홀
124: 2 고정 블록 125: 2 결합 블록
126: 2 수용 홈 126a: 2 고정 홀
131: 배터리 132: 2 체결 블록
133: 2 고정 탭 211, 212: 분지 열원
221, 222: 분지 전달 수단 261, 262: 액체 이송 수단
321, 322: 2 전극 323, 324: 2 분지 전극
372: 고정 유닛

Claims (4)

  1. 흡입 성분을 기체 또는 에어로졸 형태의 흡입 가능한 상태로 만드는 히터 모듈(11);
    히터 모듈(11)과 분리 가능하도록 결합되는 작동 제어 모듈(12); 및
    작동 제어 모듈(12)과 분리 가능하도록 결합되는 전력 공급 수단(13)을 포함하고,
    히터 모듈(11)은 열을 발생시키거나 또는 전달하는 히터(111); 히터(111)를 고정하는 히터 고정 블록(112); 히터 고정 블록(112)과 일체로 형성되거나 또는 분리 가능하도록 결합되는 1 결합 블록(113); 및 1 결합 블록(113)의 아래쪽에 형성된 1 고정 탭(113a)을 포함하고,
    작동 제어 모듈(12)은 1 결합 블록(113)과 결합되는 1 체결 블록(122); 1 체결 블록(122)과 결합되는 전자 제어 수단(121); 전자 제어 수단(121)을 고정시키는 2 고정 블록(124); 및 2 고정 블록(124)과 분리 가능하도록 결합되는 2 결합 블록(125)으로 이루어지고,
    1 체결 블록(122)에 1 결합 블록(113)의 적어도 아래쪽 부분이 수용되는 1 수용 홈(123)이 형성되고, 1 수용 홈(123)의 내부에 1 고정 탭(113a)이 삽입되어 고정되는 1 고정 홀(123a)이 형성되고, 1 결합 블록(113)과 1 체결 블록(122)이 자성에 의하여 결합이 되도록 1 결합 블록(113) 또는 1 체결 블록(122)의 적어도 하나가 자성체가 되고,
    2 결합 블록(125)에 2 수용 홈(126) 및 2 고정 홀(126a)이 형성되고,
    2 결합 블록(125)에 결합되는 전력 공급 수단(13)은 배터리(131); 배터리(131)의 한쪽 끝에 결합되고 2 수용 홈(126)에 수용되는 2 체결 블록(132); 및 2 결합 블록(125)에 형성된 2 고정 홀(126a)에 결합되는 2 고정 탭(133)을 포함하고, 2 결합 블록(125)과 2 체결 블록(132)은 자성에 의하여 결합되는 것을 특징으로 하는 가열 방식의 흡입기.
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