KR20190001807U

KR20190001807U - 비연소 가열식 흡연 장치 및 이의 가열 조립체

Info

Publication number: KR20190001807U
Application number: KR2020187000008U
Authority: KR
Inventors: 지아타이 첸; 시카이 첸
Original assignee: 스미스 테크놀로지 씨오., 엘티디.
Priority date: 2016-11-24
Filing date: 2016-11-24
Publication date: 2019-07-16
Also published as: WO2018094641A1; JP3220829U; KR200495141Y1

Abstract

본 발명은 비연소 가열식 흡연 장치(10) 및 이의 가열 조립체(100)에 관한 것이다. 상기 가열 조립체(100)는 파이프 본체(110), 가열 로드(140) 및 가열 조각(130)을 포함한다. 필터(120)는 상기 파이프 본체(110) 내에 위치하고, 상기 가열 조각(130)은 서로 맞은편에 있는 제 1 말단(131) 및 제 2 말단(132)을 포함한다.

Description

비연소 가열식 흡연 장치 및 이의 가열 조립체

본 발명은 공기 가열 기술에 관한 것으로, 특히 비연소 가열식 흡연 장치 및 이의 가열 조립체에 관한 것이다.

현재, 담배의 유해성이 전 세계적으로 가장 심각한 대중 보건 문제점들 중 하나이다. 수많은 과학적 증거들에 따르면 흡연 및 이차적인 흡연 노출(간접흡연)이 인간 건강을 심각하게 해치는 것으로 나타났다. 세계 보건 기구(WHO)의 통계 자료에 따르면, 전 세계적으로 흡연에 의해 야기된 사망자 수는 매년 600만 명 정도로 높을 수 있으며, 다시 말해 평균 6초 당 1명의 사람이 흡연 관련 질병으로 사망하며, 흡연자들 중 절반은 흡연으로 인해 조기에 사망할 수 있고, 이차적인 흡연 노출에 의해 야기된 비흡연자들의 연간 사망자 수는 대략 60만 명 정도이다.

담배 제품에 대한 인간의 상당한 의존성과 암 및 질병에 의해 직면하게 되는 건강이라는 이중 압박으로 인해, 담배 시장에서 요구되는 것은 흡연자에게 전통적인 담배와 동일한 흥분 및 기쁨을 줄 뿐만 아니라 상기 흡연자의 건강을 유해성으로부터 보호할 수 있는 제품을 제공하는 것이다. 비연소 가열식 담배 제품은 연기를 발생하기 않으면서도 흡연 장치를 통해 담배를 직접 가열하며, 따라서 이는 통상의 궐련에 가까운 만족감을 성취할 수 있을 뿐만 아니라 연소 시에 유해 물질의 생성 및 흡입을 감소시킬 수 있으며, 그 결과 이는 궐련에 대해 교란 효과를 미칠 수 있는 가장 획기적인 제품이다.

일반적으로, 비연소 가열식 기술을 이용한 흡연 장치는 가열 조립체를 포함한다. 상기 통상의 가열 조립체는 직접적인 전도성 가열을 이용하며, 이는 담배를 원자화(atomization)하여 연기를 생성하기 위해 담배 제품과 직접 접촉하여 상기 담배 제품을 연속적으로 가열한다. 그러나 이로 인해 상기 담배 제품의 가열 구역이 불균일하게 될 수 있으며, 상기 가열 조립체에 가까운 담배 제품의 일부가 심각하게 탄화될 수 있는 반면 상기 가열 조립체에서 멀리 있는 담배 제품의 일부가 가열되고 원자화될 수 없다.

따라서 균일한 가열 효과를 제공할 수 있는 비연소 가열식 흡연 장치 및 이의 가열 조립체를 제공하는 것이 요구되고 있다.

가열 조립체는 그 말단에서 공기 유입구를 한정하는 파이프 본체로서, 상기 파이프 본체 내에는 필터가 위치하고, 상기 파이프 본체는 상기 필터에 의해 제 1 챔버 및 제 2 챔버로 분할되어 있는 파이프 본체; 상기 제 2 챔버 내에 수용된 가열 로드(heating rod)로서, 상기 가열 로드와 상기 파이프 본체의 내벽 사이에는 가열 공간이 형성되며, 상기 가열 공간은 그 내부에 나선형 또는 단차형 가이딩 통로(stepped guiding passage)를 형성하는 가열 로드; 및 서로 맞은편에 있는 제 1 및 제 2 말단을 포함하는 가열 조각(heating piece)을 포함하되, 상기 제 2 말단의 크기는 상기 제 1 말단의 크기보다 작고, 상기 제 1 말단은 상기 필터에 연결되고, 상기 제 2 말단은 상기 제 1 챔버에 수용되며, 상기 가열 조각은 제 1 전도성 와이어를 경유하여 상기 제 1 챔버 밖으로 안내된다.

비연소 가열식 흡연 장치는 상술한 가열 조립체를 포함한다.

상기 비연소 가열식 흡연 장치 및 이의 가열 조립체에서, 상기 가열 조각은 상기 제 1 전도성 와이어를 경유하여 상기 제 1 챔버 밖으로 안내되고, 상기 가열 로드 및 가열 조각은 서로에 대해 독립적인 회로에 의해 제어되며, 상기 가열 로드 및 가열 조각은 전원을 켠 이후에 동시에 가열 작동 상태로 전환되고, 상기 가열 조각은 보다 신속하게 가열되어 우선적으로 담배 제품의 원자화 온도에 도달하고, 상기 가열 조각은 담배 제품과 접촉하며, 그 결과 상기 흡연 장치들은 짧은 시간 이내에 이용 가능한 상태로 전환되고; 이어 상기 가열 로드가 가열을 계속하는 동안에 상기 가열 조각은 작동을 중단하며, 따라서 상기 공기 유입구를 경유하여 상기 파이프 본체로 들어가는 차가운 공기는 나선형 또는 단차형 가이딩 통로를 통해 유동한 이후에 충분히 가열될 수 있으며, 상기 가열된 공기는 필터를 통해 제 1 챔버 내로 유동하고, 복사(radiation)에 의해 담배 제품을 연속적이고 균일하게 가열하며, 그 결과 보다 양호하고 신속한 가열 효과를 구현한다.

본 발명의 실시형태에 따른 기술적 해결방안 또는 선행 기술분야에서의 기술적 해결방안을 보다 명확하게 예시하기 위해, 상기 실시형태 또는 선행 기술분야를 설명하기 위한 첨부된 도면은 하기에 간단하게 소개되어 있다. 하기 설명에서 상기 첨부된 도면은 단지 본 발명의 몇몇 실시형태일 뿐이고, 당해 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자라면 임의의 창조의 노력 없이 상기 첨부된 도면으로부터 기타 명백한 변형들을 유추할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태에 따른 가열 조립체의 계략도이고;
도 2는 도 1에 도시된 가열 조립체의 측정면도이고;
도 3은 다른 측면에서 관측한 도 1에 도시된 가열 조립체의 측정면도이고;
도 4는 도 3에 도시된 A-A 라인을 따라 절단한 단면도;
도 5는 도 1에 도시된 가열 조립체의 다른 단면도이고;
도 6은 도 1에 도시된 가열 조립체의 평면도이고;
도 7은 일 실시형태에 따른 필터 및 가열 조각의 계략도이고;
도 8은 도 7에 도시된 필터 및 가열 조각의 평면도이고;
도 9는 도 7에 도시된 필터 및 가열 조각의 측정면도이고;
도 10은 제 2 실시형태에 따른 가열 조립체의 단면도이고;
도 11은 제 3 실시형태에 따른 가열 조립체의 단면도이고;
도 12는 제 4 실시형태에 따른 가열 조립체의 단면도이고;
도 13은 제 5 실시형태에 따른 가열 조립체의 단면도이고;
도 14는 일 실시형태에 따른 파이프 본체와 연결되는 공기 유입관의 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태는 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세하게 개시된다. 그러나 본 발명의 다양한 실시형태는 많은 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본원에 개시된 실시형태에 제한되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 오히려 이들 실시형태들이 나열되어 본 발명의 개시내용은 완전하고 완벽하게 될 것이며, 본 발명의 범주를 당해 기술분야의 숙련자에게 충분히 전달할 것이다.

하나의 성분이 다른 성분에 "고정"된 것으로 지칭되는 경우에 이는 기타 성분에 직접 결합될 수 있거나 개재 성분들이 존재할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 하나의 성분이 다른 성분에 "결합"된 것으로 지칭되는 경우에 이는 직접 결합될 수 있거나 개재 성분들이 또한 존재할 수 있다. 비록 '수직', '수평' 및 '좌우'란 용어 및 유사한 표현들이 다양한 성분을 설명하기 위해 본원에서 사용될 수 있을 지라도 이들 용어들은 예시를 목적으로만 사용되고, 본 발명을 하나의 실시형태에만 제한하기 위해 의도된 것은 아닌 것으로 이해될 것이다.

본원에서 달리 언급하지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 용어(기술적 및 과학적 용어를 포함함)들은 본 발명이 속하는 당해 기술분야에 통상의 기술을 갖는 자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 실시형태를 상세하게 설명할 목적으로만 제공되며, 본 발명을 제한하기 위해 의도된 것을 아닌 것으로 추가로 이해될 것이다. 비록 상기 개개의 실시형태가 차례로 개시되어 있을지라도 상기 개개의 실시형태는 독립되지 않을 것으로 인지되어야 한다. 당해 기술분야의 숙련자라면 본 발명을 판독하는 경우에 상기 개개의 실시형태와 관련이 있는 개개의 기술적 특성들이 서로에 대해 상충되지 않는 한 상기 개개의 실시형태 사이에서 임의적으로 조합될 수 있다는 것을 명백히 인지할 수 있다. 물론, 동일한 실시형태에서 언급된 상기 개개의 기술적 특성들은 서로에 대해 상충되지 않는 한 임의적으로 조합될 수도 있다.

도 1을 참고하면, 일 실시형태에 따른 비연소 가열식 흡연 장치(10)는 궐련과 유사한 만족감을 성취하기 위해 주로 비연소 가열식 기술에 의해 연기를 생성하지 않으면서도 직접 담배 제품(20)을 가열할 수 있고, 상기 담배 제품(20)은 연소 과정에서 유해 물질의 생성 및 흡입을 피하도록 연소되는 것은 아니다. 상기 담배 제품(20)은 판상엽(tobacco sheet), 궐련, 각초(shredded tobacco) 등일 수 있다. 특히 상기 예시된 실시형태에서 상기 비연소 가열식 흡연 장치(10)는 가열 조립체(100) 및 가열 파이프(미도시)를 포함한다. 상기 담배 제품(20)은 도 1에서 화살표로 나타낸 방향을 따라 구성성분(100) 내로 삽입된다.

도 1을 참고하면, 상기 가열 조립체(100)는 가열된 기류를 생성하도록 흡입된 차가운 공기를 가열하기 위해 주로 사용되며, 상기 가열된 기류는 복사(radiation)에 의해 담배 제품(20)을 가열하며, 이때 이러한 가열은 보다 균일하며, 상기 가열 조립체(100)에 가까운 담배 제품(20)의 일부가 탄화되는 반면 상기 가열 조립체(100)에서 멀리 있는 담배 제품(20)의 일부가 불충분하게 가열되는 상황을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 2 내지 도 6을 참고하면, 제 1 실시형태에 따른 가열 조립체(100)는 파이프 본체(110), 필터(120), 가열 조각(130), 가열 로드(140) 및 열선(150)을 포함한다. 특히 상기 예시된 실시형태에서 상기 열선(150)의 양 말단은 각각 전원 또는 배터리(30)에 전기적으로 결합되는 반면, 상기 가열 로드(140)는 전도성 와이어를 경유하여 상기 전원 또는 배터리(30)에 직접 결합되지 않는다. 다시 말해, 상기 가열 로드(140) 자체는 열을 생성하기 위해 전화(electrification)되지 않는 반면, 상기 열선(150)에 의해 열이 생성되어 상기 가열 로드(140)로 전도된다. 명백히, 대안적인 실시형태에서 상기 가열 로드(140)는 전도성 와이어를 경유하여 상기 전원 또는 배터리에 직접 결합될 수 있다.

상기 파이프 본체(110)의 일 말단은 공기 유입구(1231)를 한정하고, 차가운 공기는 흡입 작용에 의해 생성된 인발력(drawing force)에 의해 상기 공기 유입구(1231)를 통해 외부로부터 상기 파이프 본체(110)로 들어간다. 상기 파이프 본체(110)의 다른 말단은 유출구(1111)를 한정하고, 상기 차가운 공기는 가열되어 고온의 기류를 형성하며, 상기 고온의 기류는 방사에 의해 담배 제품(20)을 가열하기 위해 상기 공기 유입구(1111)를 통해 상기 가열 파이프로 들어간다. 특히, 상기 기류는 도 5에서 화살표로 나타낸 방향으로 유동한다.

도 14를 참고하면, 특히 상기 예시된 실시형태에서 상기 가열 조립체(100)는 공기 유입관(200)을 더 포함한다. 상기 공기 유입관(200)은 유입 말단(210) 및 유출 말단(220)을 포함한다. 상기 공기 유입관(200)의 측벽은 밀폐되어 있다. 상기 유출 말단(220)은 상기 공기 유입구(1231)와 연통된다. 흡입 작용이 일어나는 경우에 차가운 공기는 상기 유입 말단(210)을 통해 상기 공기 유입관(200)으로 들어가고 상기 유출 말단(220)으로부터 배출된 후, 상기 공기 유입구(1231)를 통해 상기 파이프 본체(110)로 들어간다. 상기 공기 유입관(200)의 측벽은 밀폐되어 있기 때문에 상기 유입 말단(210)을 통해 유입되는 차가운 공기는 상기 유출 말단(220)을 통해 상기 파이프 본체(110) 내로만 유동할 수 있다. 공기 가이딩 과정 도중에 어떠한 공기도 누출되지 않고, 어떠한 기타 공기도 혼입되지 않으며, 이로 인해 깨끗하고 무공해의 기류 공급원이 보장된다.

상기 유입 말단(210)에는 일방향 기류 센서(230)가 제공되며, 이는 유효 흡입 회수를 기록하기 위해 흡입 작용이 일어날 경우에 기류를 감지하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 일방향 기류 센서(230)는 단일 방향 마이크로폰(unidirectional microphone)일 수 있다.

상기 파이프 본체(110)는 절연성 및 열전도성 물질로 제조될 수 있으며, 따라서 상기 파이프 본체(110) 자체는 열을 생성하지 않지만 상기 열선(150)에 의해 생성된 열을 전도한다. 예를 들어, 상기 파이프 본체(110)는 열전도성 금속, 세라믹 물질 또 기타 매질로 제조될 수 있으며, 상기 파이프 본체(110)는 또한 절연 처리된 얇은 알루미늄 물질 등으로 제조될 수 있다.

도 7 내지 도 9를 참고하면, 상기 필터(120)는 상기 파이프 본체(110) 내에 위치한다. 상기 필터(120)는 상기 파이프 본체(110)를 제 1 챔버(110a) 및 제 2 챔버(110b)로 분할하며, 이들 챔버들은 서로 연통된다. 상기 담배 제품(20)은 상기 제 1 챔버(110a) 내에 수용되며, 이때 상기 제 1 챔버(110a)는 담배 제품(20)을 삽입하고 배치하기 위해 상기 담배 제품(20)의 직경과 유사한 내경을 갖는다. 상기 가열 로드(140) 및 열선(150)은 상기 제 2 챔버(110b) 내에 수용된다. 상기 제 1 챔버(110a)의 높이는 상기 담배 제품(20)의 유효 길이의 2/3이다.

필터링 구멍(121)들은 상기 필터(120) 상에 배치되어 있으며, 이는 담배 제품(20)의 잔류물이 상기 제 2 챔버(110b) 내로 유출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 상기 가열 로드(140)와 파이프 본체(110)의 내벽 사이에는 가열 공간이 형성되고, 상기 가열 공간은 그 내부에 나선형 또는 단차형 가이딩 통로를 형성한다. 상기 제 2 챔버(110b)의 측벽에는 회로핀(112)에 의해 밖으로 안내되는 인쇄 회로(111)가 제공될 수도 있다.

특히 상기 예시된 실시형태에서 상기 가열 조각(130) 및 필터(120)는 일체형으로 형성된다. 따라서 상기 가열 조각(130) 및 필터(120)의 조립 공정은 생략될 수 있고, 상기 조립체는 보다 편리하고 효과적이 된다. 상기 필터(120) 및 파이프 본체(110)는 일체형으로 형성되며, 따라서 상기 필터(120) 및 파이프 본체(110)의 조립 공정은 생략될 수 있고, 상기 조립체는 보다 편리하고 효과적이 된다. 명백히, 대안적인 실시형태에서 상기 가열 조각(130) 및 필터(120)는 별도의 구조체일 수 있다. 상기 필터(120) 및 파이프 본체(110)도 또한 구조체일 수 있다.

상기 가열 조각(130)은 서로 맞은편에 있는 제 1 말단(131) 및 제 2 말단(132)을 더 포함하며, 상기 제 2 말단(132)의 크기는 상기 제 1 말단(131)의 크기보다 작다. 상기 제 1 말단(131)은 상기 필터(120)에 연결되고, 상기 제 2 말단(132)은 상기 제 1 챔버(110a) 내에 수용된다. 특히, 상기 제 2 말단(132)은 날카로운 말단일 수 있으며, 이때 이는 담배 제품(20) 내로 삽입될 수 있다.

상기 파이프 본체(110)의 제 1 챔버(110a) 내로 담배 제품(20)이 장착되는 경우, 상기 가열 조각(130)의 제 2 말단(132)은 상기 담배 제품(20) 내로 삽입된다. 특히 상기 가열 조각(130)이 상기 필터(120)의 중간 부분에 위치하기 때문에 이는 상기 가열 조각(130)의 편향 삽입(deflected insertion)에 의해 야기되는 불균일한 가열을 예방하기 위해 담배 제품(20)의 중간선 내로 삽입될 수 있다.

특히 상기 예시된 실시형태에서 상기 가열 조각(130)의 제 1 말단(131)은 상기 필터(120)를 통과하여 상기 제 2 챔버(110b) 내로 연장된다. 상기 제 2 챔버(110b)내로 연장되는 제 1 말단(131)은 상기 가열 조각(130) 및 가열 로드(140)가 서로에 대해 전기적으로 결합되는 것을 방지하기 위해 상기 가열 로드(140)로부터 특정 거리로 이격되어 있다. 상기 제 2 챔버(110b)내로 연장되는 제 1 말단(131)은 상기 제 2 챔버(110b) 내의 공기를 가열하기 위한 열을 제공할 수 있으며, 따라서 차가운 공기가 충분히 가열된다는 것을 추가로 보장한다. 명백히, 대안적인 실시형태에서 상기 제 1 말단(131)은 상기 필터(120)를 통해 연장될 수 없지만, 상기 필터(120) 상에 일체형으로 형성된다.

상기 가열 조각(130)은 제 1 전도성 와이어(133)를 경유하여 상기 제 1 챔버(110a) 밖으로 안내된다. 상기 가열 조각(130) 및 열선(150)은 서로에 대해 독립적인 회로에 의해 제어된다. 다시 말해, 상기 가열 조각(130) 및 열선(150)의 전화는 서로에 대해 무관하며, 서로에 대해 영향을 미치지 않는다. 예를 들어, 상기 파이프 본체(110)의 측벽은 상기 제 1 전도성 와이어(133)를 상기 제 1 챔버(110a) 밖으로 안내하기 위한 배선 구멍(134)을 한정할 수 있고, 이어 상기 배선 구멍(134)은 공기 누출을 막기 위해 고온 테이프로 밀봉된다.

상기 제 1 챔버(110a) 내에 수용된 가열 조각(130)의 측벽의 일부는 신속한 가열을 목적으로 가열 회로(135)로 인쇄된다. 명백히, 대안적인 실시형태에서 상기 가열 조각(130)의 가열 회로(135)는 생략될 수 있으며, 상기 가열 조각(130)은 신속한 가열 목적을 달성하기 위해 보다 양호한 가열 성능을 갖는 물질로 제조된다.

상기 가열 조각(135)은 세라믹, 지르코니아, 금속 등으로 제조될 수 있다. 상기 가열 조각(130)은 상기 가열 조각(130)의 강도를 확보하고 또한 담배 제품(20) 내로의 삽입을 조장하기 위해 0.35㎜ 내지 0.6㎜ 범위의 두께를 갖는다.

상기 가열 조각(130)은 고온의 기류의 온도를 견디기 위해 고온 브레이징 공정(brazing process)과 같은 브레이징 공정을 통해 상기 제 1 전도성 와이어(133)에 연결된다. 대략적으로, 상기 가열 조각(130)의 표면에 대한 온도 제어 방법은 가열 이후에 상기 가열 회로(135)의 내성 변동률(resistance change rate)을 통해 상기 가열 조각(130)의 표면의 온도를 측정하는 것이다.

특히 상기 예시된 실시형태에서 상기 가열 로드(140)는 상기 파이프 본체(110) 내에 수용된다. 상기 가열 로드(140)는 절연성, 내열성 및 열전도성 물질로 제조될 수 있으며, 따라서 상기 가열 로드(140) 자체는 열을 생성하기 위해 전화되지 않는 반면, 상기 열선(150)에 의해 열이 생성되어 상기 가열 로드(140)로 전도된다. 예를 들어, 상기 가열 로드(140)는 세라믹, 절연 금속 등으로 제조될 수 있다. 상기 가열 로드(140)는 실린더 형태일 수 있다.

특히 상기 예시된 실시형태에서 상기 파이프 본체(110)의 외부 측벽에는 온도 센서(160)가 추가로 제공되며, 상기 온도 센서(160)는 가열 이후에 상기 가열 로드(140)의 온도를 신속하고 정확하게 측정하기 위해 사용된다. 예를 들어, 상기 온도 센서(160)는 NTC 서미스터(thermistor)와 같은 서미스터일 수 있다. 상기 온도 센서(160)는 상기 가열 로드(140)의 온도를 감지한 후, 상기 온도를 제어 시스템(예를 들어, 미세 제어 유닛(microcontroller unit))에 피드백(feedback)하고, 상기 제어 시스템은 상기 가열 로드(140)의 온도가 항상 제어 가능한 범위 내에 있도록 프로그램 명령어에 따라 공급 전류를 연속적으로 조정한다.

특히 상기 예시된 실시형태에서 상기 가열 로드(140)의 외부 측벽은 나선형 홈(141)을 한정하고, 상기 열선(150)은 상기 나선형 홈(141)을 따라 상기 가열 로드(140)의 외부 측벽 둘레를 나선형으로 감고 있다. 나선형 가이딩 통로(11a)는 상기 열선(150), 가열 로드(140)의 외부 측벽, 나선형 홈(141) 및 파이프 본체(110)의 내벽에 의해 협주적으로 형성된다. 상기 나선형 홈(141)의 높이는 상기 가이딩 통로(11a)의 크기를 확보하기 위해 상기 열선(150)의 직경 크기보다 크다. 상기 열선(150)이 상기 나선형 홈(141)을 따라 상기 가열 로드(140)의 외부 측벽 둘레를 나선형으로 감고 있기 때문에 상기 열선(150)은 기류를 직접 가열할 뿐만 아니라 상기 열선(150)에 의해 생성된 열이 상기 가열 로드(140)의 온도를 추가로 증가시킬 수 있고, 상기 가열된 가열 로드(140)는 기류를 가열시킬 수도 있다.

특히 상기 예시된 실시형태에서 상기 가열 로드(140)는 상기 가열 로드(140)의 양 말단을 통해 상기 가열 로드(140)의 축 방향을 따라 연장되는 관통 구멍(142)을 한정한다. 상기 열선(150)의 일 말단(151)은 상기 파이프 본체(110)의 일 말단을 경유하여 상기 파이프 본체(110) 내부로 연장되고, 상기 열선(150)의 다른 말단(152)은 가열 로드(140) 둘레를 감은 후, 상기 관통 구멍(142)을 경유하여 상기 파이프 본체(110)의 말단으로부터 상기 파이프 본체(110) 밖으로 연장된다. 다시 말해, 상기 열선(150)의 일 말단(151) 및 상기 열선(150)의 다른 말단(152)은 상기 파이프 본체(110)의 동일한 말단으로부터 상기 파이프 본체(110) 내부 또는 외부로 연장되며, 따라서 상기 열선(150)이 상기 관통 구멍(142)을 통과하는 경우에 상기 열선(150)은 내부로부터 상기 가열 로드(140)를 가열할 수 있다.

상기 열 로드(140)의 외부 측벽을 감고 있는 열선(150)의 일부는 상기 가열 로드(140)의 외측을 가열하고, 상기 가열 로드(140) 내부에 위치한 상기 관통 구멍(142)을 통해 연장되는 열선(150)의 일부는 상기 가열 로드(140) 내측을 가열하며, 따라서 상기 가열 로드(140)의 내측 및 외측은 동시에 균일하게 가열되며, 이로 인해 상기 가열 로드(140)의 가열 속도가 증가한다. 상기 파이프 본체(110) 밖으로 안내된 이후에 상기 열선(150)의 2개의 측면은 전원 또는 배터리(30)에 전기적으로 결합되어, 전화되는 경우에 열을 발생한다.

상기 필터(120)에 인접한 가열 로드(140)의 일 말단은 이의 측벽 상의 곁구멍(143)을 한정하며, 상기 곁구멍(143)은 상기 관통 구멍(142)과 연통된다. 상기 열선(150)이 상기 가열 로드(140)의 외부 측벽 둘레를 감은 후, 상기 열선(150)의 다른 말단은 상기 곁구멍(143)을 경유하여 상기 관통 구멍(142) 내부로 연장된다.

상기 필터(120)는 열전도성 물질로 제조될 수 있으며, 상기 필터(120)의 물질은 용이한 세정 특성을 더 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 필터(120)는 금속, 스테인레스 강 등으로 제조될 수 있다.

특히 상기 예시된 실시형태에서 상기 제 2 챔버(110b)의 일 말단은 개방된 상태이고, 상기 필터(120)에서 멀리 있는 가열 로드(140)의 일 말단에는 인접판(144)이 제공되고, 상기 관통 구멍(142)은 상기 인접판(144)을 통해 연장된다. 상기 인접판(144)의 외경 크기는 상기 파이프 본체(110)의 내경 크기보다 크고, 상기 인접판(144)은 상기 파이프 본체(110의 말단에 인접해 있다. 상기 공기 유입구(1231)는 상기 인접판(144)의 가장자리 상에 배치된 개구부일 수 있거나, 상기 인접판(144)의 가장자리와 관통 구멍(142) 사이에 배치된 구멍일 수 있다. 도 5에서 화살표로 나타낸 방향은 기류의 방향이다.

대략적으로, 도 5에 도시된 가열 조립체(100)의 조립과정은 하기와 같다:

상기 열선(150)의 일 말단을 상기 공기 유입구(1231) 내로 삽입한 후, 상기 열선(150)은 상기 가열 로드(140)의 외부 측벽 상에 있는 나선형 홈(141) 내로 나선형으로 감기고, 그 이후에 상기 열선(150)의 다른 말단을 상기 관통 구멍(142)을 통해 밖으로 안내한다. 상기 인접판(144)이 상기 파이프 본체(110)의 말단에 인접할 때까지 상기 조립된 열선(150) 및 가열 로드(140)를 상기 제 2 챔버(110b) 내로 삽입한다. 상기 가이딩 통로(11a)는 상기 열선(150), 가열 로드(140)의 외부 측벽, 나선형 홈(141) 및 파이프 본체(110)의 내벽에 의해 협주적으로 형성된다.

도 10을 참고하면, 제 2 실시형태에 따른 가열 조립체(100)에서, 상기 열선(150)은 상기 가열 로드(140)의 외부 측벽 둘레를 나선형으로 감고 있고, 상기 나선형 가이딩 통로(11a)는 상기 열선(150), 가열 로드(140)의 외부 측벽 및 파이프 본체(110)의 내벽에 의해 협주적으로 형성된다. 상기 예시된 실시형태에서, 상기 가열 로드(140)의 외부 측벽 상에 있는 나선형 홈(141)은 생략되며, 이는 상기 가열 로드(140)의 제조 공정의 간소화를 조장한다.

대략적으로, 도 10에 도시된 가열 조립체(100)의 조립과정은 하기와 같다:

상기 열선(150)의 일 말단을 상기 공기 유입구(1231) 내에 삽입한 후, 상기 열선(150)은 상기 가열 로드(140)의 외부 측벽 상을 나선형으로 감은 후, 상기 열선(150)의 다른 말단을 상기 관통 구멍(142)을 경유하여 밖으로 안내한다. 상기 인접판(144)이 상기 파이프 본체(110)에 인접할 때까지 상기 조립된 열선(150) 및 가열 로드(140)를 상기 제 2 챔버(110b) 내부로 삽입한다. 상기 가이딩 통로(11a)는 상기 열선(150), 가열 로드(140)의 외부 측벽 및 파이프 본체(110)의 내벽에 의해 협주적으로 형성된다.

상기 가열 파이프 상에는 담배 제품(20)을 수용하기 위해 수용 구멍이 배치되어 있다. 상기 수용 구멍은 상기 수용 구멍 내로 담배 제품(20)을 배치하기 위해 상기 담배 제품(20)의 직경과 유사한 내경을 갖는다. 상기 가열 파이프는 파이프 본체(110)에 연결된다. 예를 들어, 상기 가열 파이프는 스레딩(threading)에 의해 가열 파이프 본체(110)에 연결될 수 있다. 상기 제 1 챔버(110a)의 내벽에는 암나사가 추가로 제공될 수 있고, 상기 가열 파이프의 외부 측벽에는 수나사가 제공될 수 있으며, 상기 수나사는 상기 암나사와 나사 결합될 수 있다.

요약하면, 상기 예시된 비연소 가열식 흡연 장치(10)의 작업 과정은 하기와 같다:

전원을 켠 이후, 상기 가열 조각(130) 및 열선(150)은 동시에 가열 작동 상태로 전환되고, 상기 가열 조각(130)은 신속하게 가열되어 우선적으로 담배 제품(20)의 원자화 온도에 도달하며, 상기 가열 조각(130)은 상기 담배 제품(20)과 직접 접촉하며, 따라서 상기 흡연 장치(10)들은 짧은 시간 이내에 이용 가능한 상태로 전환되고; 이어 상기 열선(150)이 가열을 계속하는 동안에 상기 가열 조각(130)은 작동을 중단한다. 차가운 공기는 상기 공기 유입구(1231)를 경유하여 외부로부터 상기 제 2 챔버(110b) 내로 들어간다. 상기 차가운 공기는 상기 가이딩 통로(11a)를 따라 상방으로 유동하며, 여기서 상기 가이딩 통로(11a)는 상기 열선(150), 가열 로드(140)의 외부 측벽 및 파이프 본체(110)의 내벽에 의해 협주적으로 형성되거나, 상기 열선(150), 가열 로드(140)의 외부 측벽, 나선형 홈(141) 및 파이프 본체(110)의 내벽에 의해 협주적으로 형성된다. 상기 열선(150)은 상기 가이딩 통로(11a)를 통해 유동하는 차가운 공기를 가열하며, 가열된 공기는 상기 필터(120)를 통해 상기 제 1 챔버(110a)로 들어가며, 연소 없이 상기 파이프 본체(110) 내에 위치한 담배 제품(20)을 가열하고 원자화하기 위해 상기 제 1 챔버(110a)로 들어간다.

상기 비연소 가열식 흡연 장치(10) 및 이의 가열 조립체(100)에 따르면, 가이딩 통로(11a)는 나선형 열선(150), 가열 로드(140)의 외부 측벽 및 파이프 본체(110)의 내벽에 의해 협주적으로 형성되며, 따라서 상기 가이딩 통로(11a)는 또한 나선형이고, 차가운 공기는 공기 유입구(1231)를 경유하여 상기 파이프 본체(110)로 들어간 후, 상기 나선형 가이딩 통로(11a)를 따라 유동하며, 이때 상기 열선(150)이 신속하게 가열될 수 있고 상기 열선(150)이 상기 가이딩 통로(11a) 및 가열 로드(140) 내부의 공기를 가열하기 때문에 차가운 공기와 상기 열선(150) 및 가열 로드(140) 사이의 접촉 시간 및 접촉 면적이 증가하며, 따라서 흡입된 차가운 공기는 충분히 가열될 수 있으며, 담배는 연소 없이 가열되고 원자화되며, 상기 담배 제품(20)의 이용 효율은 50% 이상으로 증가할 수 있으며, 가열 효과는 보다 균일하게 된다. 사용하지 않는 경우, 흡입 작용으로 인해 어떠한 차가운 공기도 상기 가열 조립체(100)로 들어가지 않으며, 따라서 어떠한 가열된 기류도 담배 제품(20)을 가열하지 않으며, 이는 상기 담배 제품(20)의 손실을 효과적으로 감소시키고 유효 흡입 회수의 상대적인 증가를 조장할 수 있다.

상기 가열 조각(130)은 제 1 전도성 와이어(133)를 경유하여 상기 제 1 챔버(110a) 밖으로 안내되고, 상기 가열 로드(140) 및 가열 조각(130)은 서로에 대해 독립적인 회로에 의해 제어되고, 상기 가열 로드(140) 및 가열 조각(130)은 전원을 켠 이후에 동시에 가열 작동 상태로 전환되고, 상기 가열 조각(130)은 보다 신속하게 가열되어 우선적으로 담배 제품(20)의 원자화 온도에 도달하며, 상기 가열 조각(130)은 담배 제품(20)과 접촉하며, 따라서 상기 흡연 장치(10)들은 짧은 시간 이내에 이용 가능한 상태로 전환된다. 이어, 상기 가열 로드(140)가 가열을 계속하는 동안에 상기 가열 조각(130)은 작동을 중단하며, 따라서 상기 공기 유입구(1231)를 경유하여 상기 파이프 본체(110)로 들어가는 차가운 공기는 상기 나선형 또는 단차형 가이딩 통로(11a)를 통해 유동한 이후에 충분히 가열될 수 있으며, 상기 가열된 공기는 상기 필터(120)를 통해 상기 제 1 챔버(110a) 내로 유동하고, 복사에 의해 담배 제품(20)을 연속적이고 균일하게 가열하며, 그 결과 보다 양호하고 신속한 가열 효과를 구현한다.

도 11을 참고하면, 제 3 실시형태에 따른 가열 조립체(100)에서, 상기 가열 로드(140)는 전도성 와이어(500)를 경유하여 상기 전원 또는 배터리(30)에 전기적으로 결합되고, 전화되는 경우에 열을 생성한다. 예를 들어, 상기 가열 로드(140)는 가열 필라멘트 및 내부 서미스터 와이어가 구비된 세라믹 로드일 수 있으며, 상기 가열 필라멘트 및 서미스터는 상기 세라믹 로드와 일체형으로 형성된다. 명백히, 대안적인 실시형태에서 상기 가열 로드(140)는 보다 양호한 가열 성능을 갖는 금속 물질 등으로 형성될 수 있다.

상기 예시된 실시형태에서, 상기 열선(150)은 생략될 수 있으며, 상기 가열 로드(140) 상에 나선형 가이딩 소자(400)가 슬리빙되어 상기 가이딩 통로(11a)가 상기 가이딩 소자(400), 가열 로드의 외부 측벽 및 파이프 본체(110)의 내벽에 의해 협주적으로 형성된다. 상기 공기 유입구(1231)를 통해 차가운 공기가 상기 파이프 본체(110)로 들어간 후, 상기 가이딩 통로(11a)를 따라 유도한다(도 11에서 화살표로 나타낸 방향과 같음). 예를 들어, 상기 가이딩 소자(400)는 부피는 작고 코일은 더 많은 스프링일 수 있으며, 이는 신속하게 가열될 수 있다. 상기 스프링은 내열성 및 열전도성 물질로 제조될 수 있다.

도 12를 참고하면, 제 4 실시형태에 따른 가열 조립체(100)에서, 상기 가열 로드(140)는 전도성 와이어(500)를 경유하여 전원 또는 배터리(30)에 전기적으로 결합되고, 전화되는 경우에 열을 발생한다. 상기 가열 로드(140)의 외부 측벽에는 방사상으로 돌출되는 복수의 볼록한 고리(600)가 제공되며, 상기 복수의 볼록한 고리(600)는 상기 가열 로드(140)의 축 방향을 따라 이격되어 있다.

특히 도 6에 나타낸 실시형태에서, 각각의 볼록한 고리(600)는 노치(notch; 610)를 한정하며, 2개의 인접한 볼록한 고리(600) 상에 있는 노치(610)들은 상기 가열 로드(140)의 서로 다른 측면 상에 위치한다. 예를 들어, 상기 2개의 인접한 볼록한 고리(600) 상에 있는 노치(610)는 상기 가열 로드(140)의 서로 맞은 측면 상에 위치한다. 명백히, 대안적인 실시형태에서 상기 2개의 인접한 볼록한 고리(600) 상에 있는 노치(610)는 서로 인접한 측면 상에 위치할 수 있다. 각각의 볼록한 고리(600)들 사이의 공간은 상기 노치(610)들을 통해 결합되어 단차형 가이딩 통로(11a)를 형성한다.

더욱이, 상기 2개의 인접한 볼록한 고리(600)들 사이의 공간은 상기 볼록한 고리(600) 상에 배치된 개구부에 의해 연결될 수 있다. 상기 공기 유입구(1231)를 통해 차가운 공기가 상기 파이프 본체(110)로 들어간 후, 바닥부에 인접한 2개의 볼록한 고리(600)들 사이의 공간으로부터 상기 노치(610) 또는 개구부를 경유하여 2개의 인접한 볼록한 고리(600) 사이의 공간으로 점진적으로 들어가고, 그 이후에 상부에 인접한 볼록한 고리(600)들 사이의 공간으로 들어간 후, 최종적으로 상기 필터(120)를 통해 상기 제 1 챔버(110a)로 들어가서, 담배 제품(20)을 가열하고 원자화하여 연기를 생성한다(도 12에서 화살표로 나타낸 방향과 같음).

도 13을 참고하면, 제 5 실시형태에 따른 가열 조립체(100)에서 상기 가열 로드(140)는 전도성 와이어(500)를 경유하여 상기 전원 또는 배터리(30)에 전기적으로 결합되고, 전화되는 경우에 열을 생성한다. 상기 나선형 가이딩 홈(141)은 상기 가열 로드(140)의 외부 측벽 상에 직접 배치된다. 상기 공기 유입구(1231)를 통해 차가운 공기가 상기 파이프 본체(110)로 들어가고 상기 가이딩 홈(141)의 경로를 따라 유동하며, 상기 가열 로드(140)는 차가운 공기를 가열한다.

상술한 실시형태들은 단순히 본 발명을 구체적으로 구현한 것이지만, 본 발명의 보호 범주를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 당해 기술분야의 숙련자에 의해 본 발명에 개시된 기술적 범주 내에서 용이하게 이루어진 임의의 변경 또는 치환 모두는 본 발명의 보호 범주 내에 있는 것으로 주지되어야 한다. 따라서 본 발명의 보호 범주는 첨부된 특허청구범위의 보호 범주에 속해야 한다.

Claims

가열 조립체로서,
그 말단에서 공기 유입구를 한정하는 파이프 본체로서, 상기 파이프 본체 내에는 필터가 위치하고, 상기 파이프 본체는 상기 필터에 의해 제 1 챔버 및 제 1 챔버와 연통되는 제 2 챔버로 분할되어 있는 파이프 본체;
상기 제 2 챔버 내에 수용된 가열 로드(heating rod)로서, 상기 가열 로드와 상기 파이프 본체의 내벽 사이에는 가열 공간이 형성되며, 상기 가열 공간은 그 내부에 나선형 또는 단차형 가이딩 통로(stepped guiding passage)를 형성하는 가열 로드; 및
서로 맞은편에 있는 제 1 및 제 2 말단을 포함하는 가열 조각(heating piece)을 포함하되,
상기 제 2 말단의 크기는 상기 제 1 말단의 크기보다 작고, 상기 제 1 말단은 상기 필터에 연결되고, 상기 제 2 말단은 상기 제 1 챔버에 수용되며, 상기 가열 조각은 제 1 전도성 와이어를 경유하여 상기 제 1 챔버 밖으로 안내되는 가열 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 가열 조각 및 필터는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 필터 및 파이프 본체는 일체형으로 형성되거나;
상기 필터 및 파이프 본체는 별도의 구조체인 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 가열 조각의 제 1 말단은 상기 필터를 통과하여 상기 제 2 챔버 내로 연장되는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 챔버 내에 수용된 가열 조각의 측벽의 일부는 가열 회로로 인쇄되는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 가열 조각은 0.35㎜ 내지 0.6㎜ 범위의 두께를 갖고/갖거나;
상기 가열 조각은 세라믹, 지르코니아 또는 금속으로 제조되는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 가열 조각은 브레이징 공정(brazing process)을 통해 상기 제 1 전도성 와이어에 연결되는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
제 1 항에 있어서, 열선을 더 포함하되, 상기 열선은 상기 가열 로드의 외부 측벽 상을 나선형으로 감고 있고, 상기 가이딩 통로는 상기 열선, 가열 로드의 외부 측벽 및 파이프 본체의 내벽에 의해 협주적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
제 8 항에 있어서, 상기 가열 로드의 외부 측벽은 나선형 홈을 한정하고, 상기 열선은 상기 나선형 홈을 따라 상기 가열 로드의 외부 측벽 둘레를 나선형으로 감고 있으며, 상기 가이딩 통로는 상기 열선, 가열 로드의 외부 측벽, 나선형 홈 및 파이프 본체의 내벽에 의해 협주적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
제 9 항에 있어서, 상기 열선의 양 말단은 각각 전원 또는 배터리에 전기적으로 결합되거나,
상기 가열 로드는 전도성 와이어를 경유하여 상기 전원 또는 배터리에 전기적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
제 10 항에 있어서, 상기 가열 로드는 상기 가열 로드의 양 말단을 통해 이의 축 방향을 따라 연장되는 관통 구멍을 한정하고; 상기 열선의 일 말단은 상기 파이프 본체의 일 말단을 경유하여 상기 파이프 본체 내로 연장되며, 상기 열선의 다른 말단은 상기 관통 구멍을 경유하여 상기 파이프 본체의 말단으로부터 상기 파이프 본체 외부로 연장되는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
제 11 항에 있어서, 상기 가열 로드의 일 말단은 이의 측벽 상에 있는 곁구멍(side hole)을 한정하고, 상기 곁구멍은 상기 관통 구멍과 연통되며, 상기 열선의 다른 말단은 상기 곁구멍을 경유하여 상기 관통 구멍 내부로 연장되는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 가열 로드의 외벽은 나선형 가이딩 홈을 한정하고, 상기 가열 로드는 전원 또는 배터리에 전기적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 가열 로드는 전도성 와이어를 경유하여 전원 또는 배터리에 전기적으로 결합하고, 상기 가열 로드 상에는 나선형 가이딩 소자가 슬리빙(sleeving)되며, 상기 가이딩 통로는 상기 가이딩 소자, 가열 로드의 외부 측벽 및 파이프 본체의 내벽에 의해 협주적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 가열 로드는 전도성 와이어를 경유하여 전원 또는 배터리에 전기적으로 결합되고, 상기 가열 로드의 외부 측벽에는 방사상으로 돌출되는 복수의 볼록한 고리가 제공되며, 상기 복수의 볼록한 고리는 상기 가열 로드의 축 방향을 따라 이격되어 있고; 각각의 볼록한 고리는 개구부(opening) 또는 노치(notch)를 한정하며, 2개의 인접한 볼록한 고리 상에 있는 개구부 또는 노치들은 상기 가열 로드의 서로 다른 측면 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
제 1 항에 있어서, 유입 말단 및 유출 말단을 구비한 공기 유입관을 더 포함하되, 상기 공기 유입관의 측벽을 밀폐되어 있고, 상기 유출 말단은 상기 공기 유입구과 연통되며, 상기 유입 말단에는 일방향 기류 센서가 제공되는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 파이프 본체는 절연성 및 열전도성 물질로 제조되고, 상기 파이프 본체의 외부 측벽에는 온도 센서가 제공되는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 파이프 본체의 측벽은 배선 구멍을 한정하고, 상기 제 1 전도성 와이어는 상기 배선 구멍을 경유하여 상기 제 1 챔버 밖으로 안내되며, 상기 배선 구멍은 공기 누출을 막기 위해 테이프(tape)로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 가열 조립체를 포함하는 비연소 가열식 흡연 장치.