KR20190019864A - 전자담배용 발열체, 기화유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자담배용 발열체와 기화유닛에 관한 것으로서, 탄맛이나 슬러지의 발생을 최소화하고 잦은 교체없이 장시간 사용할 수 있으며, 보다 풍부한 무화량을 제공할 수 있는 전자담배용 발열체 및 기화유닛에 관한 것이다.

Description

전자담배용 발열체, 기화유닛{HEATING ELEMENT, EVAPORATING UNIT FOR ELECTRONIC CIGARETTE}

본 발명은 액상을 흡수하여 흡입 가능하게 기화시키는 전자담배에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 액상을 기화시키는 발열체, 기화유닛에 관한 것이다.

일반적으로 전자담배(ELECTRONIC CIGARETTE)는 니코틴이 소량 함유된 액상의 기화를 통해 증기를 생성함으로써 흡연욕구를 해소시킬 수 있으며, 동시에 타르 등의 유해물질을 배출하지 않아 유해성을 최소화할 수 있으면서 불쾌한 냄새도 나지 않는 장점이 있으며, 상기한 장점들로 인하여 전자담배의 수요가 지속적으로 증가하고 있음과 함께 제품 개발 또한 꾸준히 이루어지고 있다.

이러한 전자담배는 크게 보면, 기화를 위한 전원을 공급하는 배터리와, 액상을 저장하면서 상기 배터리의 전원에 의해 액상을 기화시켜 사용자가 흡입할 수 있게 하는 카토마이져로 구성되며, 상기 카노마이져에는 발열을 통해 저장된 액상을 기화시키는 기화유닛이 포함된다.

그런데, 종래의 기화유닛은 액상을 흡수하는 솜, 부직포 심지의 외부에 전열코일이 감겨진 구조로 이루어져 있어, 심지가 액상에 젖어 있지 않을 때 발열되면 심지가 타면서 유해가스를 사용자가 마실 수 있고, 심지와 코일의 접촉부분에 슬러지가 끼게 되어 탄맛 등의 잡냄새가 많이 나는 문제점이 있다.

또한, 슬러지가 많이 발생하고 심지가 타는 현상에 따라 사용수명이 대략 1주에서 10일 정도로 짧으며, 그에 따라 자주 교체를 해주어야만 하므로 번거로움과 함께 비용부담이 커지는 문제점이 있다.

또한, 심지구조이므로 차지하는 공간에 대비하여 기화면적이 상대적으로 작아 풍부한 무화량을 얻기 어려우며, 심지를 지지하기 위한 구조가 요구되어 구성이 복잡해지는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로서, 본 발명의 목적은 심지구조에 의하지 않고 입체 형상에서 바로 액상을 흡수하여 기화될 수 있도록 함으로써 탄맛이나 슬러지의 발생을 최소화하고 잦은 교체없이 장시간 사용할 수 있으며, 보다 풍부한 무화량을 제공할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 과제해결수단으로서, 입체 형상의 몸체를 가지며, 상기 몸체에는 액상이 흡수되는 다수의 세공(細孔)이 형성된 액흡수부재와, 상기 액흡수부재에 구비되며, 전원인가에 따라 발열하여 흡수된 액상을 기화시키는 전열코일을 포함하는 전자담배용 발열체가 개시된다.

여기서, 상기 액흡수부재의 몸체는 유리재질로 이루어진 통 형상일 수 있으며, 보다 구체적으로는 원통 형상일 수 있다.

또한, 상기 액흡수부재의 몸체는 유리알갱이들이 상호 부착된 다공성 구조로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 몸체에는 상하 양단을 관통하는 중공채널이 내측 중앙에 형성되고, 상기 전열코일은 상기 중공채널 상에 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 과제해결수단으로서, 내부에 수용공간을 가지며, 측면에는 액상이 상기 수용공간으로 유입되는 액유입공이 적어도 하나 이상 형성된 케이스와, 상기 케이스의 하부에 결합되어 수용공간을 밀폐시키는 베이스와, 상기 수용공간에 설치되되, 유리재질로 이루어진 통 형상의 몸체에 다수의 세공이 형성되어 상기 액유입공을 통해 유입된 액상을 흡수하는 액흡수부재와, 전원인가에 따라 발열하여 흡수된 액상을 기화시키는 전열코일로 구성된 발열체를 포함하는 전자담배용 기화유닛이 개시된다.

본 발명에 의하면,

다공성 구조를 갖는 유리재질의 입체 형상 몸체에서 액상을 흡수하여 기화시키므로 탄맛이나 슬러지의 발생을 최소화시킬 수 있고, 발생된 슬러지는 전열코일의 발열을 통해 쉽게 제거할 수 있어 청소가 용이한 장점이 있다.

또한, 장시간 사용이 가능하여 잦은 교체에 따른 불편함이나 비용부담이 최소화되며, 공간 대비 기화면적이 극대화되므로 풍부한 무화량을 얻을 수 있음과 함께, 심지 지지를 위한 구조가 배제되어 구성이 보다 간소화되는 장점이 있다.

아울러, 상기한 바와 같이 구체적으로 명시한 효과 이외에 본 발명의 특징적인 구성으로부터 용이하게 도출되고 기대될 수 있는 특유한 효과 또한 본 발명의 효과에 포함될 수 있음을 첨언한다.

도 1은 본 발명의 전자담배용 발열체를 입체적으로 일 예시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 전자담배용 발열체를 단면으로 일 예시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 액흡수부재의 실물을 일 예시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 액흡수부재의 시험과정을 일 예시한 도면이며,
도 5는 본 발명의 전자담배용 유닛을 입체적으로 일 예시한 도면이고,
도 6은 도 5를 분해하여 일 예시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 첨부된 도면에서의 요소의 형상, 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 축소되거나 과장되어 표현될 수 있음을 유의하여야 한다.

또한, 실시예를 설명하는데 있어서, 만일 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “구비되어”, “형성되어”, “설치되어”, “결합되어”, “고정되어”, “연결되어” 있다고 기재된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 구비, 형성, 설치, 결합, 고정, 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

아울러, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자담배용 발열체를 입체적으로 일 예시한 도면이고, 도 2는 단면으로 일 예시한 도면이며, 도 3은 액흡수부재의 실물을 일 예시한 도면이고, 도 4는 액흡수부재의 시험을 일 예시한 도면이다.

본 발명의 발열체(100)는 액상을 흡수하여 기화시키는 것으로서, 도 1 및 도 2에 일 예시된 것처럼, 액흡수부재(10)와, 전열코일(20)을 포함한다.

먼저, 상기 액흡수부재(10)는 입체 형상의 몸체(11)를 갖는데, 일 예로서 도 1에 예시된 것처럼, 상기 몸체(11)는 일정 높이와 직경을 갖는 원통 형상일 수 있다. 다만, 원통 형상만으로 제한될 필요는 없으며 입체 형상이라면 타원 형상 등 다양한 형상을 가질 수도 있다.

상기 몸체(11)의 내측 중앙에는 상하를 관통하는 중공채널(12)이 형성될 수 있으며, 중공채널(12)의 단면은 원형일 수 있다.

상기한 형상의 몸체(11)는 유리 재질, 즉 이산화규소(SiO₂)로 이루어지며, 또한 미세한 구멍, 즉 세공(13, 細孔)이 다수 형성되어 분포된 다공성 구조로 이루어질 수 있다.

보다 구체적으로, 도 1의 확대부분에 일 예시된 것처럼 상기 몸체(11)는 유리알갱이들(14)이 상호간에 부착된 구성을 가지며, 상기 세공(13)은 상호간에 부착된 유리알갱이들(14)의 사이사이마다 형성되어 분포될 수 있다.

즉, 일정 크기를 갖는 다수의 유리알갱이들(14)이 상호간에 부착 고정됨으로써 고형화된 입체 형상의 몸체(11)를 형성하게 되고, 이렇게 유리알갱이들(14)의 부착에 의해 형성된 입체 형상의 몸체(11)에는 유리알갱이들(14)의 사이사이로 틈새가 있게 되는 바, 이러한 틈새가 곧 세공(13)이 되는 것이다.

여기서, 유리알갱이들(14)의 부착은 유리알갱이들을 압력에 의해 부착하는 압착, 열에 의해 부착하는 융착 중 적어도 어느 하나의 방법에 의해 이루어질 수 있다.

상기한 구성의 액흡수부재(10)에서는, 입체 형상의 몸체(11)가 다수의 세공(13)을 갖는 다공성 구조로 이루어져 있기 때문에, 외부에서 액상이 몸체(11)로 공급되면 모세관 현상에 의해서 세공(13)을 따라 몸체(11)의 내부로 액상의 흡수가 이루어지게 된다.

여기서, 상기 몸체(11)에 형성된 세공(13)의 크기는 0.01 ∼ 1㎜일 수 있는데, 0.01㎜ 보다 작은 경우 액상흡수가 용이하지 않고 1㎜ 보다 큰 경우에는 과도한 양의 액상이 스며들게 되며, 적절한 액상흡수율을 고려할 때 세공(13)의 크기는 0.1 ∼ 0.5㎜가 보다 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 액흡수부재(10)의 흡수효과를 시험하기 위하여 비교시험을 진행하였으며, 그 시험방법은 다음과 같다.

도 4에 일 예시된 것처럼, 본 발명의 액흡수부재 30개와 비교대상의 부직포 30개를 준비하여 각각 별도의 비이커에 담았다.(도 4의 (a)) 그리고 각각의 비이커에 잉크가 희석된 물 20㎖를 부운 후, 1분간 기다렸다.(도 4의 (b)). 이어서 핀셋을 이용하여 각각의 비이커로부터 액흡수부재와 부직포를 꺼낸 후, 각각의 비이커에 남은 물의 잔량을 확인하였다.(도 4의 (c))

상기한 비교시험결과, 액흡수부재가 담긴 비이커의 잔량은 15.1㎖, 부직포가 담겼던 비이커의 잔량은 15.3㎖로 확인되었으며, 따라서 본 발명의 액흡수부재는 1분간 4.9㎖, 부직포는 4.7㎖를 각각 흡수하여, 액흡수부재가 부직포와 비슷하거나 조금더 뛰어난 흡수력을 가짐을 확인할 수 있었다.

다음으로, 상기 전열코일(20)은 전원이 인가되면 발열하는 전열부재이다.

이러한 전열코일(20)은 상기 액흡수부재(10)에 구비되는데, 액흡수부재(10)의 중공채널(12) 상에 상하방향을 따라 코일 형태로 배치될 수 있다.

위와 같은 구성의 발열체(100)는 일 예로서, 전열코일(20)을 금형의 내부에 인서트시킨 상태에서, 고압으로 유리알갱이들을 금형으로 주입하여 성형한 후, 900 ∼ 1,100℃의 열로 소결하는 공정을 통해 제조될 수 있다.

이러한 본 발명의 발열체(100)에서는 공급된 액상이 액흡수부재(10)를 통해 흡수되고, 중공채널(12) 상에 배치된 전열코일(20)이 발열함으로써 흡수된 액상을 기화시키는 작용이 이루어지게 된다.

따라서, 액상이 입체 형상의 액흡수부재(10) 전체에 걸쳐 전열코일(20)에 의해 기화되므로 차지하는 공간대비하여 기화면적이 극대화됨과 함께, 전열코일(20)과의 접촉부분뿐만 아니라 액흡수부재(10)로 전도되는 열에 의해서도 액상의 기화가 가능하므로 전체적인 기화효율이 크게 향상될 수 있으며, 다공성 유리재질로 흡수된 액상이 기화되는 것이므로 종래 심지구조와 비교하여 슬러지, 탄맛의 발생 또한 최소화될 수 있다.

또한, 장시간 사용에 따라 슬러지가 생기는 경우, 종래 솜 심지의 경우에는 액상을 공급하지 않은 상태에서 발열시키면 심지가 타게 되어 문제가 있지만, 본 발명의 경우 액상을 공급하지 않은 상태에서 전열코일(20)을 발열시키면 유리재질인 액흡수부재(10)와 무관하게 슬러지만을 태워 제거할 수 있으므로 청소를 쉽게 할 수 있다.

도 5 내지 도 6에는 본 발명의 전자담배용 기화유닛이 일 예시되어 있는 바, 상기 도면들을 참조하면, 본 발명의 기화유닛은 케이스(200)와, 베이스(300), 및 전술한 발열체(100)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이하 발열체(100)에 대한 중복되는 상세한 설명은 생략한다.

상기 케이스(200)는 내부에 수용공간(210)을 가지며, 측면에는 액상이 상기 수용공간(210)으로 유입되는 액유입공(220)이 적어도 하나 이상 형성된다.

또한, 상기 케이스(200)는 하부가 개방되어 베이스(300)와 착탈 가능하게 나사 체결될 수 있으며, 상부에는 기화된 증기가 배출될 수 있는 증기배출구(230)가 형성된다. 상기 증기배출구(230)는 증기를 드립팁으로 안내하는 도시되지 않은 별도의 증기유도관과 연결이 된다.

상기 베이스(300)는 상기 케이스(200)의 하부에 결합되어 수용공간(210)을 밀폐시킨다.

상기 베이스(300)의 하단에는 도시되지 않은 전자담배의 배터리와 통전되는 단자편(310)이 구비되며, 또한 베이스(300)에는 기화시에 수용공간(210)으로 외기를 유입시키는 외기유입부(320)가 형성된다.

상기 발열체(100)는 상기 수용공간(210)에 설치되며, 액흡수부재(10)와 전열코일(20)로 구성된다.

상기 액흡수부재(10)는 유리재질로 이루어진 입체 형상의 몸체(11)에 다수의 세공(13)이 형성된 다공성 구조를 가지며, 상기 전열코일(20)은 상기 액흡수부재(10)에 코일 형태로 구비되며 베이스(300)의 단자편(310)에 전극이 연결된다.

위와 같은 구성의 기화유닛은 도시되지 않은 액상저장부로부터 상기 액유입공(220)을 통해 액상이 수용공간(210)으로 유입되면, 액흡수부재(10)가 모세관 현상을 통해 유입된 액상을 흡수하게 되며, 전원인가에 따라 전열코일(20)이 발열함으로써 액흡수부재(10)에 흡수된 액상을 기화시킨다. 그리고 기화된 증기는 케이스(200)에 연결된 증기유도관을 통해 드립팁으로 공급됨으로써 사용자에 의해 흡입이 이루어지게 된다.

이러한 본 발명의 기화유닛은 종래와 같은 심지구성이 없이 입체 형상의 액흡수부재(10)가 수용공간을 채우면서 그 내측에 전열코일(20)이 배치되므로 종래 구조에 비하여 상대적으로 간단한 구조로 이루어짐을 알 수 있고, 수용공간의 일부 위치에서 심지 및 코일에 의해 기화가 이루어지는 종래 구성과 달리 수용공간을 전체적으로 차지하는 액흡수부재(10) 및 그에 배치된 전열코일(20)에서 기화가 이루어지므로 공간대비 기화면적이 극대화됨은 물론, 전도열에 의해 액흡수부재(10) 자체에서도 기화가 이루어져 기화효율이 크게 향상됨을 또한 알 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예 및 도면들에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것이라 할 것이다.

첨부된 도면들의 주요부위에 대한 부호를 설명하면 다음과 같다.
100: 발열체 10: 액흡수부재
11: 몸체 12: 중공채널
20: 전열코일 200: 케이스
300: 베이스

Claims (4)

1. 입체 형상의 몸체를 가지며, 상기 몸체에는 액상이 흡수되는 다수의 세공(細孔)이 형성된 액흡수부재;
   상기 액흡수부재에 구비되며, 전원인가에 따라 발열하여 흡수된 액상을 기화시키는 전열코일;을 포함하는 전자담배용 발열체.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 액흡수부재의 몸체는 유리알갱이들이 상호 부착된 다공성 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자담배용 발열체.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 몸체에는 상하 양단을 관통하는 중공채널이 내측 중앙에 형성되고,
   상기 전열코일은 상기 중공채널 상에 배치되는 전자담배용 발열체.
4. 내부에 수용공간을 가지며, 측면에는 액상이 상기 수용공간으로 유입되는 액유입공이 적어도 하나 이상 형성된 케이스;
   상기 케이스의 하부에 결합되어 수용공간을 밀폐시키는 베이스;
   상기 수용공간에 설치되되, 유리재질로 이루어진 입체 형상의 몸체에 다수의 세공이 형성되어 상기 액유입공을 통해 유입된 액상을 흡수하는 액흡수부재와, 전원인가에 따라 발열하여 흡수된 액상을 기화시키는 전열코일로 구성된 발열체;를 포함하는 전자담배용 기화유닛.

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