KR20180125852A - The heating element for generating the aersol and smoking device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 흡연물품을 가열하여 에어로졸을 발생시키기 위한 가열소자 및 이를 이용한 휴대용 흡연장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heating element for generating an aerosol by heating a smoking article and a portable smoking apparatus using the same.
담배를 직접 연소시키는 권련은 담배의 연소 및 열분해 열화에 의해 생성되는 해로운 연기성분이 발생한다. 이러한 해로운 연기 성분을 감소시키기 위해 가열시키는 흡연 물품이 제시되어 왔다. 가열되는 흡연물품에 있어서, 에어로졸은 에어로졸 형성 기질 또는 재료로 열을 전달하여 발생한다. 흡연 중에 열원으로부터의 열 전달에 의해 에어로졸 형성 기질로부터 방출된 휘발성 화합물은 흡연물품을 통해 흡입된 공기에 혼합되고, 냉각에 따라 응축되어 흡연자에 흡입되는 에어로졸을 형성한다.Cigarette burning directly produces harmful smoke components generated by combustion and pyrolysis degradation of cigarettes. Smoking articles which have been heated to reduce these harmful smoke components have been proposed. In a heated smoking article, an aerosol is generated by transferring heat to an aerosol-forming substrate or material. The volatile compounds released from the aerosol forming substrate by heat transfer from the heat source during smoking are mixed with the air sucked through the smoking article and condensed upon cooling to form an aerosol which is sucked into the smoker.
다수의 선행 문헌들에는 이러한 흡연물품을 가열하여 에어로졸을 발생시키는 흡연장치가 개시되어 있다. 이들 중 에어로졸 형성 기질을 가열하는 가열소자는 블레이트 형태의 절연판에 배치된 발열저항체 패턴이 사용되어 왔다. 블레이드 발열저항체는 흡연물품의 중앙에 삽입하여 주변의 에어로졸 형성 기질을 가열한다. 이때, 발열저항체 패턴은 절연판의 일면에만 배치되고 전체가 일시에 전압이 인가되어 동시에 발열한다. 이때, 발열저항체 패턴이 배치된 절연판의 일면 인접한 에어로졸 형성 기질은 적절하게 가열되어 에어로졸을 발생하나, 이면에 인접한 에어로졸 형성 기질은 절연판이 열을 차단하여 충분한 가열이 되지 않는 문제가 발생한다. 또한, 발열저항체 패턴 전체가 일시에 발열 됨으로써 에어로졸 형성 기질도 전체적으로 가열되기 때문에 일정 시간이 지나면 급격히 맛이 떨어지는 문제가 있다. 단일 흡연물품에 대해 담배 맛을 지속적으로 유지할 수가 없다. A number of prior art documents disclose smoking devices for heating such smoking articles to generate aerosols. Among these heating elements for heating the aerosol forming substrate, heat generating resistor patterns arranged in a plate-shaped insulating plate have been used. The blade heating resistor is inserted at the center of the smoking article to heat the surrounding aerosol forming substrate. At this time, the heat generating resistor pattern is disposed only on one surface of the insulating plate, and the whole of the heat generating resistor pattern is heated at the same time when a voltage is applied. At this time, the aerosol forming substrate adjacent to the one surface of the insulating plate on which the heat generating resistor pattern is disposed is appropriately heated to generate aerosol, but the aerosol forming substrate adjacent to the back surface has a problem that the insulating plate blocks heat and does not sufficiently heat. Further, since the entire heat generating resistor pattern is heated at once, the aerosol forming substrate is also heated as a whole, so that there is a problem that the taste is rapidly deteriorated after a certain period of time. You can not keep tobacco taste constant for single smoking articles.
본 발명은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 흡연물품의 길이방향을 따라 단계적으로 가열하여 흡연자가 흡연시간 동안에 일정한 담배 맛을 느낄 수 있도록 하는 가열소자 및 이를 이용한 흡연장치를 제공함에 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a heating device and a smoking device using the same, wherein the smoking article is heated stepwise along the longitudinal direction of the smoking article,
본 명의 다른 목적은 가열소자를 둘러싸는 에어로졸 형성 기질을 균일하게 가열할 수 있는 가열소자 및 이를 이용한 흡연장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a heating element capable of uniformly heating an aerosol forming substrate surrounding a heating element and a smoking device using the same.
상술한 과제를 달성하기 위한 에어로졸 발생용 가열소자가 개시된다. 가열소자는 상기 흡연물품의 길이방향으로 나란히 배치되고, 서로 분리 구동 가능한 복수의 가열영역을 형성하는 제1의 발열저항체 그룹을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면 가열소자가 에어로졸 형성 기질을 길이방향을 따라 다른 타이밍으로 가열할 수 있어 균일한 담배 맛을 내도록 할 수 있다.A heating element for generating an aerosol to achieve the above-described object is disclosed. And the heating element includes a first group of heat generating resistors arranged side by side in the longitudinal direction of the smoking article and forming a plurality of heating regions capable of being driven separately from each other. According to this, the heating element can heat the aerosol-forming substrate at different timings along the length direction, and can provide a uniform taste of tobacco.
상기 제1의 발열저항체 그룹은 절연기판의 일면에 배치될 수 있다.The first heat generating resistor group may be disposed on one surface of the insulating substrate.
상기 절연기판은 이면에 제2의 발열저항체 그룹을 포함함으로써 에어로졸 형성 기질을 전체적으로 균일하게 가열할 수 있다.The insulating substrate may include a second heat generating resistor group on the back surface thereof to uniformly heat the aerosol forming substrate as a whole.
상기 제1의 발열저항체 그룹과 상기 제2의 발열저항체 그룹은 상기 절연기판의 쓰루우홀을 통해 상호 연결됨으로써 넓은 면적에 걸쳐 가열영역을 형설할 수 있다.The first heat generating resistor group and the second heat generating resistor group are connected to each other through the through holes of the insulating substrate, so that the heating area can be formed over a wide area.
에어로졸 발생을 위한 흡연장치가 개시된다. 흡연장치는 상기 흡연물품의 길이방향으로 나란히 배치되고, 서로 분리 구동 가능한 복수의 가열영역을 형성하는 제1의 발열저항체 그룹을 포함하는 가열소자와, 상기 가열소자에 전원을 공급하기 위한 배터리와, 상기 가열소자를 제어하는 위한 전자제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A smoking device for aerosol generation is disclosed. A smoking device includes a heating element including a first group of heating resistors arranged side by side in the longitudinal direction of the smoking article and forming a plurality of heating regions capable of being driven separately from each other, a battery for supplying power to the heating element, And an electronic control unit for controlling the heating element.
상기 전자제어부는 흡연물품의 흡입위치에서 먼 가열영역부터 단계적으로 가열할 수 있다.The electronic control unit can heat stepwise from the heating area far from the suction position of the smoking article.
흡연장치는 데이터를 기록하는 저장매체를 더 포함하며, 상기 전자제어부는 흡연자의 흡연시간 데이터를 상기 저장매체에 기록하며, 상기 기록된 흡연시간 데이터를 기초로 상기 복수의 가열영역의 가열을 제어할 수 있다다The smoking apparatus may further include a storage medium for storing data, wherein the electronic control unit records the smoking time data of the smoker to the storage medium, and controls heating of the plurality of heating areas based on the recorded smoking time data Be able
본 발명에 의하면 흡연 개시 후에 단계적으로 흡연 물품의 길이방향을 따라 단계적으로 에어로졸 형성 기질을 가열함으로써 지속적이고 담배 맛을 느낄 수 있도록 에어로졸을 발생할 수 있다.According to the present invention, an aerosol can be generated so that the aerosol-forming substrate can be continuously heated stepwise along the longitudinal direction of the smoking article stepwise after the initiation of cigarette smoking so that the cigarette flavor can be continuously felt.
또한, 발열저항체를 둘러싸는 에어로졸 형성 기질을 균일하게 가열하는 것이 가능하다. In addition, it is possible to uniformly heat the aerosol forming substrate surrounding the heat generating resistor.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 흡연장치를 나타내는 사시도,
도 2는 도 1의 휴대용 흡연장치의 내부를 나타내는 단면도,
도 3은 도 2의 가열소자를 나타내는 도, 및
도 4는 도 1의 흡연장치가 장착되는 흡연장치 본체의 구성을 나타내는 도이다.1 is a perspective view of a portable smoking device according to an embodiment of the present invention,
Fig. 2 is a sectional view showing the inside of the portable smoking device of Fig. 1,
Fig. 3 is a view showing the heating element of Fig. 2, and Fig.
Fig. 4 is a diagram showing a configuration of a smoking apparatus main body to which the smoking apparatus of Fig. 1 is mounted. Fig.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 흡연장치(100)를 상세히 설명한다.Hereinafter, a
도 1 및 2는 각각 본 발명의 실시예에 따른 흡연장치(100)를 나타내는 사시도 및 단면도이다. 흡연장치(100)는 흡연부(110), 전원부(120) 및 조작버튼부(130)를 포함한다. 흡연부(110)는 단부에 흡연물품(10)을 삽입하는 입구가 배치되어 있다. 흡연부(110)는 내부에 가열소자(140)가 길이방향으로 돌출되어 있다. 흡연부(110)는 가열소자(140)를 제어하는 전자제어부(150)를 포함한다.1 and 2 are a perspective view and a cross-sectional view respectively showing a
흡연물품(10)은 원통 형상으로 에어로졸 형성 기질(12), 냉각부(14) 및 필터(16)를 포함하여 구성된다.The
에어로졸 형성 기질(12)은 고체 또는 고체와 액체 성분의 에어로졸 형성 기질인 것이 바람직하다. 에어로졸 형성기질(12)은 종이 또는 다른 포장재에 의해 감싸진다. 고체 에어로졸 형성 기질은 예를 들면 허브 잎, 담배잎, 담배 리브, 팽화된 담배 및 균질화된 담배 중 하나 이상을 함유하는 분말, 과립, 펠릿, 조각, 스트랜드, 스트립 또는 시트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The
에어로졸 형성 기질(12)은 니코틴을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기질(12)은 담배 또는 에어로졸 형성 재료를 가진 비담배를 포함하는 것이 바람직하다.The
냉각부(14)는 에어로졸 형성 기질(12)의 하류에 위치하여, 가열에 의해 증발된 에어로졸을 냉각한다. 냉각부(14)는 금속 포일, 중합성 재료, 및 실질적으로 비-다공성 페이퍼 또는 판지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 재료의 게더 시트를 포함할 수 있다. 냉각부(14)는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리락트산(PLA), 셀룰로오스 아세테이트(CA), 및 알루미늄 포일로 이루어지는 군으로부터 선택되는 재료의 게더 시트를 포함할 수 있다.The
필터(16)는 흡연자가 흡연을 위에 입에 무는 부분이다. 필터(16)는 냉각부(14)의 하류에 인접하여 위치한다. 필터(14)는 아세테이트 토우로 형성된 필터를 포함할 수 있다.The
도 3에 나타낸 바와 같이, 가열소자(140)는 절연판(141) 상에 3개의 발열저항체(AX, BX, CX)로 구성된 제1의 발열저항체 그룹을 포함한다. 3, the
절연판(141)은 세라믹, 유리, 에폭시, 폴리이미드 등의 재료로 구성된다.The
발열저항체(AX, BX, CX)는 예를 들면 텅스텐과 같은 전압인가에 의한 발열재료로 점착, 인쇄, 코팅 등으로 절연판(141)에 배치된다. The heat generating resistors AX, BX, and CX are disposed on the
발열저항체(AX)는 블레이드형 절연판(141)의 최선단 측에 제1가열영역(142)을 구성한다. 리드선(A)에는 +전압이 인가되고, 리드선(X)에는 -전압이 인가된다. 결과적으로 리드선(A,X) 및 제1가열영역(142)에서 저항에 의해 열이 발생한다. The heat generating resistor AX constitutes a
발열저항체(BX)는 제1가열영역(142)의 다음에 제2가열영역(144)을 구성한다. 선택적으로, 리드선(B)에는 +전압이 인가되고, 리드선(X)에는 -전압이 인가된다. 결과적으로 리드선(B,X) 및 제2가열영역(144)에서 저항에 의해 열이 발생한다. The heat generating resistor BX constitutes the
발열저항체(CX)는 제2가열영역(144) 다음에 제3가열영역(146)을 구성한다. 선택적으로, 리드선(C)에는 +전압이 인가되고, 리드선(X)에는 -전압이 인가된다. 결과적으로 리드선(C,X) 및 제3가열영역(146)에서 저항에 의해 열이 발생한다.The heat generating resistor CX constitutes the
상술한 3개의 발열저항체(AX, BX, CX)는 각 분리 구동가능하며, 동시에 구동하는 것도 가능하다.The three heat generating resistors AX, BX and CX can be separately driven and simultaneously driven.
3개의 발열저항체(AX, BX, CX)는 필터(16)에서 가장 먼 위치의 에어로졸 형성 기질을 가열하기 위해 제3가열영역(146)을 먼저 가열하고, 소정 시간 후에 제2가열영역(144)을 가열하고, 소정 시간 후에 제1 가열영역(142)을 가열함으로써 전체 흡연시간 동안에 항상 새로운 에어로졸 형성 기질을 가열하여 흡연자로 하여금 균일한 맛을 느끼게 할 수 있다. 여기서, 소정 시간의 합은 흡연자가 하나의 흡연물품을 이용하여 흡연하는 시간이 되며, 이는 흡연자가 설정할 수도 있다. 물론, 흡연자의 흡연습관 빅데이터를 통하여 상황, 시간 등에 따라 자동으로 조절되도록 할 수도 있다. 예를 들면, 흡연자가 아침에 일어난 후, 아침 식사후, 오전 근무중, 점심식사후, 오후 근무 중, 저녁 식사후, 잠자기 전 등에 흡연시간 데이터를 축적하여 가장 빈도율이 높은 흡연시간으로 자동 조절하여 발열저항체(AX, BX, CX)를 가열할 수 있다. The three heating resistors AX, BX and CX first heat the
상술한 바와 같이 리드선(A,B,C)에는 +전압이, 리드선(X)에는 -전압이 인가되는 것으로 설명하였지만, 반대로 리드선(A,B,C)에는 -전압이, 리드선(X)에는 +전압이 인가될 수도 있다.The positive voltage is applied to the leads A, B and C and the negative voltage is applied to the lead X as described above. On the other hand, a negative voltage is applied to the lead wires A, B and C, + Voltage may be applied.
또한, 제1의 발열저항체 그룹은 3개의 가열영역(142,144,146)을 포함하는 것으로 설명하였지만, 필요에 따라 2개 또는 4개 이상으로도 구성할 수 있다. Further, although the first heat generating resistor group has been described as including three
절연판(141)은 이면에 제2의 발열저항체 그룹(미도시)을 포함할 수 있다. 제2의 발열저항체 그룹은 제1의 발열저항체 그룹과 동일하게 배치하여 동기적으로 작동할 수 있다. 물론, 제2의 발열저항체 그룹은 제1의 발열저항체 그룹과 다르게 배치하여 비동기적으로 작동할 수도 있다. 제2의 발열저항체 그룹의 각 발열저항체는 제1의 발열저항체 그룹의 각 발열저항체와 절연판(141)을 관통하는 도전쓰루우홀에 의해 연결될 수 있다. 이 경우, 절연판(141)의 각 판면의 면적으로 최대한으로 확보할 수 있어, 가열영역의 면적을 확장할 수 있다.. The insulating
변형실시예로서, 가열소자(140)는 절연판(141)을 생략하고 복수의 발열저항체들 사이를 절연하고, 각 발열저항체가 양면에 노출되는 형태로 구성하는 것도 가능하다. As a modified embodiment, the
도 2에서 전자제어부(150)는 컨트롤러(152)와 저장매체(154)를 포함한다. 컨트롤러(152)는 조작버튼부(130)의 조작에 따라 가열소자(140)를 동작시킨다. 즉 사용자 설정 또는 자동 설정으로 3개의 가열영역(142,144,146)에 대한 가열 타이밍을 제어할 수 있다. 컨트롤러(152)는 제어 IC, 마이컴, CPU 등 소프트웨어 및/또는 하드웨어로 구현된다. 컨트롤러(152)는 흡연자의 시간대별 흡연시간을 저장매체(154)에 저장한 후 가장 빈도 수가 높은 흡연시간에 맞게 3개의 가열영역(142,144,146)을 동작시킬 수 있다.In FIG. 2, the
저장매체(154)는 흡연장치(100)를 구동 제어하는 프로그램, 흡연자의 흡연데이터 등을 저장한다.The
저장매체(154)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.The
전원부(120)는 재충전이 가능한 배터리(160)를 포함한다. 배터리(160)는 소형으로서 리튬 철 인산(LiFePO4) 배터리 화학성분이 사용될 수 있다. 배터리(160)의 전원은 전자제어부(150)를 경우하여 가열소자(140)에 공급된다. 배터리(160)는 충전단자(162)를 통하여 재충전된다. 전원부(120)는 배터리(160)를 충전하기 위한 배터리충전포트(162)를 포함한다.The
조작버튼부(130)는 전자제어부(150)에 연결되어 가열소자(140)를 제어하거나 사용자 설정을 수행할 수 있다. 본 발명의 흡연장치(100)에는 표시하지 않았지만 디스플레이부(미도시)나 LED 등을 더 포함할 수 있다.The
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 흡연장치(100)를 삽입 수용하는 흡연장치 본체(200)를 나타내는 도면이다. 흡연장치 본체(200)는 흡연장치(100)를 삽입 수용하는 흡연장치 수용부(210), 본체제어부(230) 및 본체전원부(240)를 포함한다. 4 is a view showing a smoking apparatus
흡연장치 수용부(210)는 흡연장치(100)를 수용하여 배터리(160)의 전원을 충전하는 본체충전포트(212)를 포함한다.The smoking
본체제어부(230)는 수용된 흡연장치(100)를 제어 및 충전한다. 본체 제어부(230)는 실질적으로 흡연장치(100)의 전자제어부(150)와 유사한 기능을 할 수 있다. 즉, 본체제어부(230)는 흡연장치(100)를 흡연장치 본체(200)에 삽입된 상태에서 조작할 수 있게 한다. 본체제어부(230)는 제어 IC, 마이컴, CPU 등 소프트웨어 및/또는 하드웨어로 구현된다.The main
본체전원부(240)는 외부의 전원으로부터 충전할 수 있다. 본체전원부(240)는 배터리(160)보다 더 큰 용량을 가진다. 즉, 본체전원부(240)는 작은 용량의 배터리(160)를 수용 상태에서 재충전한다. 본체전원부(240)는 각(prismatic)형의 산화 리튬 코발트(LiCoO2) 배터리가 사용될 수 있다.The main body
이상과 같이 본 발명은 한정된 예시적 실시예와 도면을 통해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 예시적 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention as defined by the appended claims. Modifications and modifications are possible.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 예시적 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the exemplary embodiments described, but should be determined by the scope of the appended claims, as well as the appended claims.
10: 흡연 물품
100: 흡연장치
110: 흡연부
120: 전원부
130: 조작버튼부
140: 가열소자
141: 절연판
142,144,146: 가열영역
150: 전자제어부
160: 배터리
200: 흡연장치 본체
210: 흡연장치 수용부
230: 본체제어부
240: 본체전원부10: Smoking articles
100: Smoking device
110: Smoking section
120:
130: Operation button section
140: Heating element
141: insulating plate
142, 144, 146:
150:
160: Battery
200: Smoking device body
210: Smoking device housing part
230: main body control section
240: Main power unit
Claims (7)
상기 흡연물품의 길이방향으로 나란히 배치되고, 서로 분리 구동 가능한 복수의 가열영역을 형성하는 제1의 발열저항체 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열소자.1. A heating element for heating a smoking article to generate an aerosol,
And a first group of heat generating resistors arranged side by side in the longitudinal direction of the smoking article to form a plurality of heating regions which can be driven separately from each other.
상기 제1의 발열저항체 그룹은 절연기판의 일면에 배치되는 것을 특징으로 하는 가열소자.The method according to claim 1,
And the first heat generating resistor group is disposed on one surface of the insulating substrate.
상기 절연기판은 이면에 제2의 발열저항체 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열소자.3. The method of claim 2,
Wherein the insulating substrate comprises a second group of heat generating resistors on the back surface thereof.
상기 제1의 발열저항체 그룹과 상기 제2의 발열저항체 그룹은 상기 절연기판의 쓰루우홀을 통해 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 가열소자.The method of claim 3,
Wherein the first heat generating resistor group and the second heat generating resistor group are interconnected through through holes of the insulating substrate.
청구항 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 가열소자와;
상기 가열소자에 전원을 공급하기 위한 배터리와;
상기 가열소자를 제어하는 위한 전자제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡연장치.In a smoking device,
A heating element according to any one of claims 1 to 4;
A battery for supplying power to the heating element;
And an electronic control unit for controlling the heating element.
상기 전자제어부는 흡연물품의 흡연자 흡입위치에서 먼 가열영역부터 단계적으로 가열하는 것을 특징으로 하는 흡연장치.6. The method of claim 5,
Wherein the electronic control unit heats stepwise from a heating area far from the smoking article suction position of the smoking article.
데이터를 기록하는 저장매체를 더 포함하며,
상기 전자제어부는 흡연자의 흡연시간 데이터를 상기 저장매체에 기록하며, 상기 기록된 흡연시간 데이터를 기초로 상기 복수의 가열영역의 가열을 제어하는 것을 특징으로 하는 흡연장치.The method according to claim 6,
Further comprising a storage medium for recording data,
Wherein the electronic control unit records the smoking time data of the smoker to the storage medium and controls the heating of the plurality of heating areas based on the recorded smoking time data.
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