KR102661729B1 - 발열 모듈 및 연기 발생 기기 - Google Patents
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Abstract
본원은 발열 모듈 및 연기 발생 기기를 제공한다. 발열 모듈에서, 가열 어셈블리는 지지 부재 및 적어도 일부가 상기 지지 부재에 설치되는 발열선을 포함하고; 하우징은 상기 가열 어셈블리의 외주 측에 씌움 설치되며; 상기 지지 부재의 외부 표면에는 그루브가 설치되고, 상기 발열선은 상기 그루브 내에 권취되는 발열 본체를 포함한다. 본원은 발열선을 지지 부재에 설치하여 발열 어셈블리를 형성하고, 발열 어셈블리를 발열원으로 사용하여 하우징을 가열함으로써 전체 발열 모듈의 발열 균일성을 향상시킨다.
Description
본원은 연기 발생 기기 기술에 관한 것으로, 특히 발열 모듈 및 연기 발생 기기에 관한 것이다.
기존의 발열 모듈은 일반적으로 하우징 및 하우징 내에 설치된 발열선을 포함하는데, 해당 구조의 발열 어셈블리는 간단한 반면 사용 과정에서 발열이 불균일하여 가열된 제품의 품질이 저하된다.
본원의 실시예는 기존 발열 모듈의 사용 과정에서 발열이 불균일한 기술적 과제를 해결하기 위해 발열 모듈 및 연기 발생 기기를 제공한다.
본원의 실시예는 발열 모듈로서,
지지 부재 및 적어도 일부가 상기 지지 부재에 설치되는 발열선을 포함하는 가열 어셈블리; 및
상기 가열 어셈블리의 외주 측에 씌움 설치되는 하우징을 포함하고,
상기 지지 부재의 외부 표면에는 그루브가 설치되며, 상기 발열선은 상기 그루브 내에 권취되는 발열 본체를 포함하는 발열 모듈을 제공한다.
본원의 실시예에 따른 발열 모듈에서, 상기 지지 부재는 지지 본체 및 상기 지지 본체의 외부 표면에 설치되는 절연층을 포함한다.
본원의 실시예에 따른 발열 모듈에서, 상기 지지 본체의 열전도율은 80 W/mK보다 크거나 같다.
본원의 실시예에 따른 발열 모듈에서, 상기 지지 본체의 재질은 금속 또는 도핑된 세라믹을 포함한 세라믹 중 하나이고, 상기 금속 표면을 절연처리하며, 상기 절연층의 재질은 상기 지지 본체에 형성된 금속 산화물을 포함한다.
본원의 실시예에 따른 발열 모듈에서, 상기 지지 본체의 재질은 금, 은, 구리, 철, 알루미늄, 합금 또는 도핑된 세라믹을 포함한 세라믹 중 하나이고, 상기 절연층의 재질은 알루미나 세라믹 및 지르코니아 중 하나를 포함한다.
본원의 실시예에 따른 발열 모듈에서, 발열 모듈은 상기 가열 어셈블리와 상기 하우징 사이에 충진되는 열전도성 접착제를 더 포함한다.
본원의 실시예에 따른 발열 모듈에서, 상기 열전도성 접착제는 세라믹계 또는 유리 에나멜계 무기 접착제로부터 선택된다.
본원의 실시예에 따른 발열 모듈에서, 상기 발열선은 상기 발열 본체에 연결되는 핀 및 상기 핀의 외주에 커버되는 도전층을 더 포함하고; 상기 도전층의 저항율은 상기 핀의 저항율보다 낮다.
본원의 실시예에 따른 발열 모듈에서, 상기 핀과 상기 발열 본체의 재질은 상이하고, 상기 핀의 저항율은 상기 발열선의 저항율보다 낮다.
본원의 실시예에 따른 발열 모듈에서, 상기 도전층의 재질은 은, 구리 및 금 중 하나 또는 둘 이상의 조합으로부터 선택된다.
본원의 실시예에 따른 발열 모듈에서, 상기 그루브는 제1 그루브, 제2 그루브 및 제3 그루브를 포함하고, 상기 제2 그루브는 상기 제1 그루브의 일단에 연결되며, 상기 제3 그루브는 상기 제1 그루브의 타단에 연결되고;
상기 제1 그루브는 상기 지지 부재의 최상부에 설치되며, 상기 제2 그루브 및 상기 제3 그루브는 각각 상기 지지 부재의 최상부로부터 상기 지지 부재의 바닥부로 권취되도록 설치되고, 상기 제2 그루브 및 상기 제3 그루브는 이격되게 설치되며;
상기 발열 본체는 제1 발열 구간, 제2 발열 구간 및 제3 발열 구간을 포함하고, 상기 제2 발열 구간은 상기 제1 발열 구간의 일단에 연결되며, 상기 제3 발열 구간은 상기 제1 발열 구간의 타단에 연결되고;
상기 제1 발열 구간은 상기 제1 그루브 내에 설치되며, 상기 제2 발열 구간은 상기 제2 그루브 내에 설치되고, 상기 제3 발열 구간은 상기 제3 그루브 내에 설치된다.
본원은 또한 연기 발생 기기에 관한 것으로, 상기 연기 발생 기기는 상술한 발열 모듈을 포함한다.
본원의 발열 모듈 및 연기 발생 기기는 발열선을 지지 부재에 설치하여 발열 어셈블리를 형성하고, 발열 어셈블리를 발열원으로 사용하여 하우징을 가열함으로써 전체 발열 모듈의 발열 균일성을 향상시킨다, 이 밖에, 열전도성 접착제를 사용하여 발열 모듈과 하우징 사이의 틈새를 충진함으로써 발열 모듈이 하우징에 균일하게 열을 전달하며 나아가 전체 발열 모듈의 발열 균일성을 향상시킬 수 있다.
본원의 실시예 또는 종래 기술의 기술적 해결수단을 보다 명확하게 설명하기 위해 아래 실시예에 필요한 도면을 간단히 설명한다. 아래 설명에서 도면은 본원의 일부 실시예일 뿐이며 당업자는 진보성 창출에 힘 쓸 필요 없이 이러한 도면으로부터 다른 도면을 얻을 수 있다.
도 1은 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 구조 모식도이다.
도 2는 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 단면 구조 모식도이다.
도 3은 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 분해 구조 모식도이다.
도 4는 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 하우징의 구조 모식도이다.
도 5는 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 가열 어셈블리의 구조 모식도이다.
도 6은 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 발열 어셈블리의 분해 구조 모식도이다.
도 7은 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 지지 부재의 단면 구조 모식도이다.
도 8은 배경 기술에 따른 발열 모듈의 발열 효과도이다.
도 9a는 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 발열 효과도에서 지지 부재의 온도 모식도이다.
도 9b는 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 발열 효과도에서 하우징의 온도 모식도이다.
도 10은 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 가열 어셈블리의 다른 구조의 분해 모식도이다.
도 11은 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 가열 어셈블리의 또 다른 구조의 분해 모식도이다.
부호의 설명: 도 8 내지 도 9b에서, +는 해당 발열 모듈에서의 위치를 표시하고; P0-P13는 번호를 표시한다.
도 1은 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 구조 모식도이다.
도 2는 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 단면 구조 모식도이다.
도 3은 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 분해 구조 모식도이다.
도 4는 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 하우징의 구조 모식도이다.
도 5는 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 가열 어셈블리의 구조 모식도이다.
도 6은 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 발열 어셈블리의 분해 구조 모식도이다.
도 7은 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 지지 부재의 단면 구조 모식도이다.
도 8은 배경 기술에 따른 발열 모듈의 발열 효과도이다.
도 9a는 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 발열 효과도에서 지지 부재의 온도 모식도이다.
도 9b는 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 발열 효과도에서 하우징의 온도 모식도이다.
도 10은 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 가열 어셈블리의 다른 구조의 분해 모식도이다.
도 11은 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 가열 어셈블리의 또 다른 구조의 분해 모식도이다.
부호의 설명: 도 8 내지 도 9b에서, +는 해당 발열 모듈에서의 위치를 표시하고; P0-P13는 번호를 표시한다.
이하, 본원의 실시예의 도면을 참조하여 본원의 실시예의 기술적 해결수단을 명확하고 완전하게 설명한다. 설명되는 실시예는 본원의 실시예의 일부일 뿐 전체 실시예가 아님은 자명한 것이며, 당업자가 본원의 실시예에 기반하여 진보성 창출에 힘 쓸 필요 없이 획득한 다른 모든 실시예는 모두 본원의 보호 범위 내에 속한다.
본원의 설명에서, "중심", "세로", "가로", "길이", "폭", "두께", "위", "아래", "앞", "뒤", "왼쪽", "오른쪽", "수직", "수평", "꼭대기", "바닥", "내부", "외부", "시계 방향", "반시계 방향" 등 용어가 지시하는 방향 또는 위치 관계는 도면에 도시된 방향 또는 위치 관계를 기반으로 하며 본원을 용이하게 설명하고 설명을 단순화하기 위한 것일 뿐, 언급된 장치 또는 소자가 특정 방향을 가져야 하며 특정 방향으로 구성 및 작동되어야 함을 나타내거나 암시하지 않음에 유의해야 한다. 따라서 본원에 대해 한정하는 것으로 이해해서는 안된다. 이 밖에, 용어 "제1", "제2"는 설명의 목적으로만 사용될 뿐 상대적인 중요성을 나타내거나 암시하거나 지시된 기술특징의 수를 암시적으로 나타내는 것으로 이해해서는 안된다. 따라서 "제1", "제2"로 한정된 특징은 하나 또는 복수의 상기 특징을 명시 또는 암시적으로 포함할 수 있다. 본원의 설명에서, "복수"는 특별히 한정되지 않는 한 둘 또는 둘 이상을 의미한다.
본원의 설명에서, 용어 "장착", "서로 연결" 및 "연결"은 달리 규정되고 한정되지 않는 한 광범위하게 이해되어야 함에 유의해야 한다. 예를 들어 고정 연결 또는 탈착 가능한 연결 또는 일체로 연결 가능하고; 기계적으로 연결되거나 전기적으로 연결되거나 서로 통신 할 수 있으며; 직접 연결되거나 중간 매체를 통해 간접적으로 연결될 수 있고, 두 소자 내부의 연통이거나 두 소자의 상호 작용 관계일 수 있는 바, 당업자는 구체적인 상황에 따라 본원에서 상기 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본원에서, 달리 규정되고 한정되지 않는 한, 제1 특징은 제 2 특징의 "위" 또는 "아래"에 직접 접촉되는 제 1 및 제 2 특징을 포함 할 수 있거나, 직접적인 접촉이 아니라 그들 사이의 다른 특징을 통해 접촉되는 제1 및 제2 특징을 포함할 수 있다. 또한, 제 1 특징이 제2 특징의 "위", "상측" 및 "상부면"에 놓이는 것은 제 1 특징이 제 2 특징 바로 위 및 경사진 상측에 놓이는 것을 포함하거나, 단순히 제 1 특징의 수평 높이가 제 2 특징보다 높다는 것을 의미한다. 제1 특징이 제2 특징의 "아래", "하측" 및 "하부면"에 놓이는 것은 제1 특징이 제2 특징의 바로 아래 및 경사진 하측에 놓이는 것을 포함하거나, 단순히 제1 특징의 수평 높이가 제2 특징보다 낮음을 의미한다.
아래 개시는 본원의 상이한 구조를 구현하기 위한 많은 상이한 실시형태 또는 예를 제공한다. 본원의 개시를 단순화하기 위해, 아래에 특정 예의 부재 및 설치가 설명되나 이들은 예일 뿐 본원을 한정하기 위한 것이 아님은 물론이다. 이 밖에, 본원은 상이한 예에서 참조 번호 및/또는 참조 문자를 반복 할 수 있으며, 이러한 반복은 단순화 및 명확성을 위한 것이며 그 자체는 논의된 다양한 실시형태 및/또는 설치 사이의 관계를 지시하지 않는다. 이 밖에, 본원은 다양한 특정 공정 및 재료의 예를 제공하나 당업자는 다른 공정의 적용 및/또는 다른 재료의 사용을 의식할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 도 1은 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 구조 모식도이고; 도 2는 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 단면 구조 모식도이며; 도 3은 본원의 실시예에 따른 발열 모듈의 분해 구조 모식도이다.
본 실시예는 가열 어셈블리(10a), 하우징(10b), 열전도성 접착제(10c) 및 고정 부재(10d)를 포함하는 발열 모듈(100)을 제공한다.
상기 가열 어셈블리(10a)는 지지 부재(11) 및 적어도 일부가 상기 지지 부재(11)에 설치되는 발열선(12)을 포함한다.
상기 하우징(10b)은 상기 가열 어셈블리(10a)의 외주 측에 씌움 설치된다. 상기 열전도성 접착제(10c)는 상기 가열 어셈블리(10a)와 상기 하우징(10b) 사이에 충진된다.
하우징(10b)은 고정 부재(10d)에 삽입 결합되고, 고정 부재(10d)는 가열 어셈블리(10a) 및 열전도성 접착제(10c)가 장착된 하우징(10b)을 연기 발생 기기 내부에 고정한다. 연기 발생 기기는 전자 담배 또는 비 전자 담배일 수 있으며, 본 실시예는 전자 담배에 사용되는 것으로 예를 들어 설명하였으나 이에 한정되지 않는다.
본 실시예의 발열 모듈(100)은 발열선(12)을 지지 부재(11)에 설치하여 발열 어셈블리(10a)를 형성하고, 발열 어셈블리(10a)를 발열원으로 사용하여 하우징(10b)을 가열함으로써 전체 발열 모듈(100)의 발열 균일성을 향상시키며; 이 밖에, 열전도성 접착제(10c)를 사용하여 발열 모듈(100)과 하우징(10b) 사이의 틈새를 충진함으로써 발열 모듈(100)이 하우징(10b)에 균일하게 열을 전달하며 나아가 전체 발열 모듈(100)의 발열 균일성을 향상시킬 수 있다.
본원의 실시예에 따른 발열 모듈(100)에서, 상기 열전도성 접착제(10c)는 세라믹계 또는 유리 에나멜계 무기 접착제로부터 선택된다. 무기 접착제는 발열 어셈블리(10a)와 하우징(10b) 사이의 간극을 충진시킨다. 열전도성 접착제(10c)는 발열 어셈블리(10a)에서 방출되는 열을 하우징(10b)에 신속하게 전달하여 공기 전도로 인한 열전도 속도가 느리고 열전도 균일성이 낮은 문제점을 방지할 수 있으며, 아울러 물과 산소가 발열 모듈(100)의 내부로 유입되어 발열선(12)을 침식시키는 것을 방지할 수도 있다.
본 실시예의 발열 모듈(100)이 연기 발생 기기에 적용되는 경우, 열전도성 접착제(10c)는 고온 내성을 갖는 무기 접착제여야 한다.
이 밖에, 열전도성 접착제(10c)는 열전도성 접착제(10c) 내에 기포가 없도록, 진공 탈포 공정 또는 진동 방식에 의해 충진되거나 두 가지 방식을 조합하여 적용함으로써 열전도 효율을 향상시킨다.
도 4를 참조하면, 상기 하우징(10b)에서, 하우징(10b)의 재질은 세라믹 재료를 포함하나 이에 한정되지 않는다. 하우징(10b)은 순차적으로 연결된 원추부(141), 원기둥부(142) 및 베이스(143)를 포함하고, 원기둥부(142)는 원호 구조를 적용하여 베이스(143)의 트랜지션에 연결된다. 하우징(10b)은 일체로 성형된 구조이므로 이는 하우징(10b)의 안정성을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 하우징(10b)은 편평한 형상의 검체부 및 상기 검체부에 연결된 베이스를 포함한다. 물론, 하우징(10b)은 다른 구조일 수도 있으며 여기서는 더 이상 설명하지 않는다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 발열 어셈블리(10a)에서, 상기 지지 부재(11)의 외부 표면에는 그루브(13)가 설치되고, 상기 발열선(12)의 일부는 상기 그루브(13) 내에 설치된다.
지지 부재(11)의 외부 표면에 그루브(13)를 설치하고, 발열선(12)을 그루브(13) 내에 설치함으로써 한편으로는 발열선(12)을 위치 제한하는 역할을 수행하여 발열선이 장착 과정에서 이동되는 것을 방지하고, 다른 한편으로, 발열선(12)과 지지 부재(11)의 접촉 면적을 증가시키고 나아가 지지 부재(11)의 발열 효율을 향상시키기 위해, 그루브(13)의 형상은 발열선(12)의 형상과 매칭되며 서로 합지된다. 또한, 발열 어셈블리(10a)의 조립 과정에서, 그루브(13)는 가이드 역할을 수행하는 바, 즉 자동 권선기를 적용하여 발열선(12)의 선재를 그루브(13)를 따라 그루브(13) 내에 권취하므로 구조가 간단하고 빠르며 제조 과정의 효율을 향상시키는 동시에 발열선(12) 코일 사이의 단락이 방지된다.
선택 가능하게, 지지 부재(11)는 유사 원기둥형일 수 있고; 구체적으로, 최상부가 원추대 형상이고, 하부가 원기둥형일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 원추대 형상과 같이 지지 부재(11)에서 상기 지지 부재(11)의 최상부로부터 상기 지지 부재(11)의 바닥부로의 방향에서 상기 지지 부재(11)의 면적이 증가되고; 발열 어셈블리(10a)는 하우징(10b) 내에 삽입 설치되므로 이러한 설치는 발열선(12)이 지지 부재(11)의 바닥부로의 이동을 추가로 방지할 수 있다. 즉, 발열선(12)의 이동을 방지한다.
본 실시예에 따른 발열 모듈(100)에서, 도 7을 참조하면, 상기 지지 부재(11)는 지지 본체(111) 및 상기 지지 본체(111)의 외부 표면에 설치되는 절연층(112)을 포함한다. 절연층(112)의 설치는 발열선(12)의 단락을 방지한다.
본 실시예에서, 절연층(112)과 지지 본체(111)의 재료는 상이하다.
일부 실시예에서, 절연층(112)과 지지 본체(111)의 재료는 동일할 수도 있는데, 구체적으로 지지 본체(111)와 절연층(112)은 세라믹과 같이 일체로 성형된 절연 재료로 제조된다.
선택 가능하게, 상기 지지 본체(111)의 열전도율은 60 W/mK(와트/미터도)보다 크거나 같다. 지지 본체(111)는 열전도율이 높은 재료를 적용하여 발열선(12)에 발생된 열이 지지 부재(11)로 빠르고 균일하게 전달되고 나아가 발열 어셈블리(10a) 전체가 빠르고 균일하게 발열되어 열전도성 접착제(10c)를 균일하게 통과하여 하우징(10b)에 전달됨으로써 최종적으로 하우징(10b) 각 부분의 온도가 일치해진다.
바람직하게, 전체 발열 어셈블리(10a)의 발열 균일성을 더욱 향상시키도록 지지 본체(111)의 열전도율은 80 W/mK(와트/미터도)보다 크거나 같다. 예를 들어, 지지 본체(111)의 열전도율은 90W/mK, 100W/mK, 110W/mK 또는 120W/mK 등일 수 있다.
선택 가능하게, 상기 지지 본체(111)의 재질은 금속이나 SIC(탄화규소), 그래핀 등 재료와 같이 금속에 한정되지 않으며, 상기 절연층(112)의 재질은 상기 지지 본체에 형성된 금속 산화물이나 고온 내성을 갖는 무기 재료와 같이 금속 산화물에 한정되지 않는다.
나아가, 상기 지지 본체(111)의 재질은 금, 은, 구리, 철, 알루미늄, 합금, 또는 도핑된 세라믹을 포함한 세라믹 중 하나이고, 상기 절연층(112)의 재질은 알루미나 세라믹, 지르코니아 중 하나를 포함한다. 예를 들어, 상기 지지 본체(111)의 재질은 알루미늄이고, 상기 절연층(112)의 재질은 상기 지지 본체(111)에 형성된 지르코니아를 포함한다. 즉, 치밀한 지르코니아 박막층(절연층(112))을 형성하도록 지지 본체(111)의 표면에 대해 양극 산화 절연 처리를 수행한다. 여기서 한편으로는 지르코니아 박막의 치밀성은 경도가 높고 전류의 흐름을 방지하는 기능을 구비하여 발열선(12) 코일의 단락을 방지하고; 다른 한편으로, 알루미늄으로 제조된 지지 본체(111)는 열전도율이 높아 빠른 열 전달에 용이하며, 또한 알루미늄으로 제조된 지지 본체(111)의 표면에 직접 산화 처리를 수행하여 절연층(112)을 형성함으로써 제조 효율을 향상시킨다.
물론, 본 실시예에서, 지지 본체(111)는 다른 재료일 수도 있으며 여기서는 더 이상 설명하지 않는다.
본 실시예에 따른 발열 모듈(100)에서, 도 6을 참조하면, 상기 발열선(12)은 발열 본체(121), 핀(122) 및 도전층(123)을 포함하고, 상기 핀(122)은 상기 발열 본체(121)에 연결되며, 상기 도전층(123)은 상기 핀(122)의 외주에 커버된다.
상기 발열 본체(121)는 상기 지지 부재(11)의 외부 표면에 권취되고 또한 상기 그루브(13) 내에 설치된다. 발열 본체(121)를 권취 방식으로 그루브(13) 내에 설치함으로써 발열 본체(121)와 지지 부재(11)의 접촉 면적을 증가시키고 나아가 지지 부재(11)의 발열 효율을 향상시킨다.
선택 가능하게, 발열 모듈(100)의 발열 균일성이 향상되도록, 발열 본체(121)는 나사 형태로 지지 부재(11)에 권취된다.
선택 가능하게, 발열 모듈(100)의 발열 균일성이 향상되도록, 발열 본체(121)는 상기 지지 부재(11)에 균일하게 권취되며; 물론 발열 본체(121)는 상기 지지 부재(11)에 불균일하게 권취될 수도 있다.
이 밖에, 본 실시예의 발열 어셈블리(10a)에서, 도전층(123)의 저항율은 상기 핀(122)의 저항율보다 낮다.
현재 대부분의 발열선은 펄스 폭 변조(PWM) 방식을 적용하여 전력이 공급되므로 PWM 은 고주파 교류 전류로 간주될 수 있으며, 대부분의 전류는 발열선의 "스킨" 부분 즉 발열선 외부 표면의 얇은 층에 집중되어 발열선 표면에 가까울 수록 전류 밀도가 크다. 따라서 발열선(12)의 핀(122) 표면에 저항율이 낮은 단일층 재질을 형성하여 발열선(12)의 핀 구간(핀(122)과 도전층(123)은 결합됨) 표면의 저항값이 극히 작아져 핀 구간에서 발생되는 열이 크게 감소된다.
또한, TCR 온도 제어는 발열선 전체 부분(핀 구간 + 발열 본체(121))의 저항을 감지하므로 핀 구간의 저항을 감소시킴으로써 발열 본체(121)의 저항 비율이 증가되어 온도 제어가 더욱 정확해지고 발열선의 실제 상황을 보다 잘 반영할 수 있다.
선택 가능하게, 상기 도전층(123)의 재질은 은, 구리 및 금 중 하나 또는 둘 이상의 조합으로부터 선택되나 이에 한정되지 않는다. 이 밖에, 도전층(123)은 전기 도금, 증착 또는 원자 증착 방식에 의해 상기 핀(122)에 형성될 수 있다.
이 밖에, 온도 제어의 정확도를 보다 향상시키기 위해, 본 실시예의 발열 본체(121) 및 핀(122)의 재질은 상이하고, 핀(122)의 저항율은 발열 본체(121)의 저항율보다 낮으며, 발열 본체(121) 및 핀(122)은 용접에 의해 설치된다.
일부 실시예에서, 발열 본체(121) 및 핀(122)은 일체로 성형된 구조일 수도 있으며 양자의 재료는 동일한 니켈, 철-니켈 합금 또는 기타 전도성 재료일 수 있다.
구체적으로, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 발열 어셈블리(10a)에서, 상기 그루브(13)는 제1 그루브(131), 제2 그루브(132) 및 제3 그루브(133)를 포함하고, 상기 제2 그루브(132)는 상기 제1 그루브(131)의 일단에 연결되며, 상기 제3 그루브(133)는 상기 제1 그루브(131)의 타단에 연결된다.
상기 제1 그루브(131)는 상기 지지 부재(11)의 최상부에 설치되며, 상기 제2 그루브(132) 및 상기 제3 그루브(133)는 각각 상기 지지 부재(11)의 최상부로부터 상기 지지 부재(11)의 바닥부로 권취되도록 설치되고, 상기 제2 그루브(132) 및 상기 제3 그루브(133)는 이격되게 설치된다.
상기 발열 본체(121)는 제1 발열 구간(1211), 제2 발열 구간(1212) 및 제3 발열 구간(1213)을 포함하고, 상기 제2 발열 구간(1212)은 상기 제1 발열 구간(1211)의 일단에 연결되며, 상기 제3 발열 구간(1213)은 상기 제1 발열 구간(1211)의 타단에 연결된다.
상기 제1 발열 구간(1211)은 상기 제1 그루브(131) 내에 설치되며, 상기 제2 발열 구간(1212)은 상기 제2 그루브(132) 내에 설치되고, 상기 제3 발열 구간(1213)은 상기 제3 그루브(133) 내에 설치된다.
여기서, 지지 부재(11)의 최상부에 제1 그루브(131)를 설치하고, 발열 본체(121)의 제1 발열 구간(1211)을 제1 그루브(131) 내에 설치하여 발열선(12)의 구체적인 위치를 결정하는 기능을 수행한다. 즉, 발열 어셈블리(10a) 조립 과정에서 발열선(12)이 수평면에서 변위되는 것을 방지한다.
선택 가능하게, 제1 그루브(131)는 발열선(12)이 지지 부재(11)의 중심 위치에 한정되어 발열 어셈블리(10a)의 발열 균일성이 향상되도록 지지 부재(11) 최상부의 중심선 위치에 설치된다.
상기 중심선은 지지 부재(11)를 균일하게 2등분하는 선임을 유의해야 한다. 예를 들어, 지지 부재(11)가 원기둥형이고, 그 최상부의 최상면이 원형이면, 해당 최상면의 직경 연결선은 상기 중심선이며; 지지 부재(11)가 프리즘 형상이고, 그 최상부의 최상면이 직사각형이면, 해당 최상면의 중심선 또는 대각선은 상기 중심선이다.
요약하면, 본 실시예의 발열 모듈(100)은 발열선 본체(121)를 지지 부재(11)의 그루브(13) 내에 권취하고, 열전도성 접착제(10c)를 적용하여 하우징(10b)과 발열 어셈블리(10a)를 충진함으로써 발열 모듈(100)의 발열 균일성을 향상시킨다.
구체적으로, 도 8을 참조하면, 도 8은 배경 기술에 따른 발열 모듈의 발열 효과도이다. 도 8로부터 종래 기술의 발열 모듈 내부 임의의 두 위치의 최소 온도차는 12.92 섭씨도(℃)이고, 최대 온도차는 148.75 섭씨도(℃), 즉 발열 모듈의 발열이 불균일함을 알 수 있다.
반면, 본 실시예의 발열 모듈(100)에서, 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 도 9a에서, 발열 모듈(100)의 지지 부재(11) 임의의 두 위치의 최대 온도차는 2.65 섭씨도(℃)이고; 도 9b에서, 발열 모듈(100)의 하우징(10b) 임의의 두 위치의 최대 온도차는 1.87 섭씨도(℃)이므로 도 8에 비해, 본 발열 모듈(100)의 발열 효과는 도 8에 비해 현저히 균일하다.
도 8, 도 9a 및 도 9b는 동일한 실험 환경에서 테스트한 효과도임에 유의해야 한다.
일부 실시예에서, 도 10을 참조하면, 본 실시예의 발열 어셈블리(10a)와 비교하여, 발열 어셈블리(20a)의 차이점은 지지 부재(21)의 최상부에 그루브가 설치되지 않는다는 것이다. 즉, 지지 부재(21)의 주변측에 제1 그루브(231) 및 제2 그루브(232)가 설치되고, 제1 그루브(231) 및 제2 그루브(232)는 각각 상기 지지 부재(21)의 최상부로부터 상기 지지 부재(21)의 바닥부로 권취되도록 설치되며, 상기 제1 그루브(231) 및 상기 제2 그루브(232)는 이격되게 설치된다.
발열선(22)은 발열 본체(221), 발열 본체(221)에 연결되는 핀(222) 및 상기 핀(222)을 커버하는 도전층(미도시)을 포함한다.
상기 발열 본체(221)는 제1 발열 구간(2211), 제2 발열 구간(2212) 및 제3 발열 구간(2213)을 포함하고, 상기 제2 발열 구간(2212)은 상기 제1 발열 구간(2211)의 일단에 연결되며, 상기 제3 발열 구간(1213)은 상기 제1 발열 구간(2211)의 타단에 연결된다.
상기 제1 발열 구간(2211)은 지지 부재(21)의 최상부에 돌출되게 설치되고, 상기 제2 발열 구간(2212)은 제1 그루브(231) 내에 설치되며, 제3 발열 구간(2213)은 제2 그루브(232) 내에 설치된다.
발열선(12)의 권취 방식은 전술한 실시예의 기타 방식, 예를 들어, 전술한 이중 나사 권취 방식의 단일 나사 권취 방식과 다를 수 있다. 도 11을 참조하면, 발열 어셈블리(30a)는 지지 부재(31) 및 지지 부재(31)에 권취된 발열선(32)을 포함하고, 발열선(32)은 발열 본체(321), 발열 본체(321)에 연결되는 핀(322) 및 상기 핀(322)을 커버하는 도전층(미도시)을 포함한다.
지지 부재(31)는 이를 관통하는 관통홀(311)을 구비하고, 상기 관통홀(311)의 깊이 방향은 지지 부재(31)의 연장 방향이다.
지지 부재(31)의 주변 벽에는 나선형 그루브(33)가 설치되고, 발열 본체(321)는 상기 그루브(33) 내에 권취되며, 발열선(32)의 하나의 핀(322)은 발열 본체(321)의 일단에 연결되고 상기 관통홀(311)로 인입되어 지지 부재(31)로 연장되며; 발열선(32)의 다른 핀(322)도 발열 본체(321)의 타단에 연결되어 상기 지지 부재(31)를 초과한다.
본원은 또한 연기 발생 기기에 관한 것으로, 상기 연기 발생 기기는 상기 임의의 실시예에 따른 발열 모듈을 포함한다.
본원의 발열 모듈 및 연기 발생 기기는 발열선을 지지 부재에 설치하여 발열 어셈블리를 형성하고, 발열 어셈블리를 발열원으로 사용하여 하우징을 가열함으로써 전체 발열 모듈의 발열 균일성을 향상시킨다, 이 밖에, 열전도성 접착제를 사용하여 발열 모듈과 하우징 사이의 틈새를 충진함으로써 발열 모듈이 하우징에 균일하게 열을 전달하며 나아가 전체 발열 모듈의 발열 균일성을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본원의 실시예에 의해 제공되는 발열 모듈 및 연기 발생 기기를 자세히 설명하였다. 본 명세서에는 구체적인 특정 예를 사용하여 본원의 원리와 실시형태를 설명하였으나 상기 실시예에 대한 설명은 본원의 기술적 해결수단 및 그 핵심 사상에 대한 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 당업자는 전술한 실시예들에 기재된 기술적 해결수단을 수정하거나 그 중 일부 기술적 특징을 균등하게 대체할 수 있으며 이러한 수정 또는 대체는 해당 기술적 해결수단의 본질을 본원의 실시예들의 기술적 해결수단의 범위로부터 이탈시키지 않음을 이해해야 한다.
Claims (12)
- 발열 모듈로서,
지지 부재 및 적어도 일부가 상기 지지 부재에 설치되는 발열선을 포함하는 가열 어셈블리; 및
상기 가열 어셈블리의 외주 측에 씌움 설치되는 하우징을 포함하고,
상기 지지 부재의 외부 표면에는 그루브가 설치되며, 상기 발열선은 상기 그루브 내에 권취되는 발열 본체를 포함하고,
상기 그루브는 제1 그루브, 제2 그루브 및 제3 그루브를 포함하고, 상기 제2 그루브는 상기 제1 그루브의 일단에 연결되며, 상기 제3 그루브는 상기 제1 그루브의 타단에 연결되고;
상기 제1 그루브는 상기 지지 부재의 최상부에 설치되며, 상기 제2 그루브 및 상기 제3 그루브는 각각 상기 지지 부재의 최상부로부터 상기 지지 부재의 바닥부로 권취되도록 설치되고, 상기 제2 그루브 및 상기 제3 그루브는 이격되게 설치되며;
상기 발열 본체는 제1 발열 구간, 제2 발열 구간 및 제3 발열 구간을 포함하고, 상기 제2 발열 구간은 상기 제1 발열 구간의 일단에 연결되며, 상기 제3 발열 구간은 상기 제1 발열 구간의 타단에 연결되고;
상기 제1 발열 구간은 상기 제1 그루브 내에 설치되며, 상기 제2 발열 구간은 상기 제2 그루브 내에 설치되고, 상기 제3 발열 구간은 상기 제3 그루브 내에 설치되는 것을 특징으로 하는
발열 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 지지 부재는 지지 본체 및 상기 지지 본체의 외부 표면에 설치되는 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는
발열 모듈. - 제2항에 있어서,
상기 지지 본체의 열전도율은 80 W/mK보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는
발열 모듈. - 제3항에 있어서,
상기 지지 본체의 재질은 금속 또는 도핑된 세라믹을 포함한 세라믹 중 하나이고, 상기 금속 표면을 절연처리하며, 상기 절연층의 재질은 상기 지지 본체에 형성된 금속 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는
발열 모듈. - 제4항에 있어서,
상기 지지 본체의 재질은 금, 은, 구리, 철, 알루미늄, 합금 또는 도핑된 세라믹을 포함한 세라믹 중 하나이고, 상기 절연층의 재질은 알루미나 세라믹 및 지르코니아 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
발열 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 발열 모듈은 상기 가열 어셈블리와 상기 하우징 사이에 충진되는 열전도성 접착제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
발열 모듈. - 제6항에 있어서,
상기 열전도성 접착제는 세라믹계 또는 유리 에나멜계 무기 접착제로부터 선택되는 것을 특징으로 하는
발열 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 발열선은 상기 발열 본체에 연결되는 핀 및 상기 핀의 외주에 커버되는 도전층을 더 포함하고; 상기 도전층의 저항율은 상기 핀의 저항율보다 낮은 것을 특징으로 하는
발열 모듈. - 제8항에 있어서,
상기 핀과 상기 발열 본체의 재질은 상이하고, 상기 핀의 저항율은 상기 발열선의 저항율보다 낮은 것을 특징으로 하는
발열 모듈. - 제8항에 있어서,
상기 도전층의 재질은 은, 구리 및 금 중 하나 또는 둘 이상의 조합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는
발열 모듈. - 삭제
- 연기 발생 기기로서,
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 발열 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는
연기 발생 기기.
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