KR20200137427A - 에어로졸 발생장치의 히터 구조 - Google Patents

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KR20200137427A
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강기윤
이소래
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주식회사 이엠텍
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Abstract

본 발명은 에어로졸 발생장치의 히터 구조에 관한 것이다.
본 발명은 금속 기판; 금속 기판 상에 형성되는 절연층; 절연층 상에 형성되는 발열 패턴; 및 발열 패턴 회로의 양 단에 형성되며, 전원선이 납땜될 수 있는 패드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조를 제공한다.

Description

에어로졸 발생장치의 히터 구조{HEATER STRUCTURE OF AEROSOL GENERATOR}
본 발명은 에어로졸 발생장치의 히터 구조에 관한 것이다.
에어로졸 발생장치 내에 히터를 삽입하여 에어로졸 발생 기재를 기화시킴으로써 사용자가 흡입이 용이하도록 만들어주는 에어로졸 발생장치가 다수 개발되고 있다.
도 1 및 2는 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 히터를 도시한 도면이다. 도 1 및 2에서, 히터는 전기 절연 기질(501)을 포함한다. 전기 절연 기질의 제1 부분(509) 상에서, 전기 전도성 트랙(503)이 존재한다. 전기 전도성 트랙(503)은 커넥션(505)을 통해서 파워 서플라이(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 전기 절연 기질의 제2 부분(511) 상에서, 열적 절연 반사 허니콤 구조(507)가 전기 절연 기질상에 형성된다. 도 2의 히터는 왼쪽에서부터 오른쪽으로 튜브 내로 말아지도록 설계되어, 전기 전도성 트랙을 갖는 전기 절연 기질의 부분(509)은 내부에 존재하고, 열적 절연 허니콤 구조(507)를 갖는 전기 절연 기질의 부분(511)은 외부에 존재한다. 결과적인 히터가 도 2에서 개략적으로 도시된다. 이후, 허니콤 구조는 히터를 열적으로 절연하는데 이용될 수 있고, 바람직하게는 금속이다. 도 2에서 도시된 히터는 함께 사용된 전기적으로 가열되는 흡연 시스템의 외부로부터 히터를 절연하기 위해서 외부에서 열적 절연 반사 허니콤 구조(507)를 가지고 외부 히터로서 이용될 수 있다. 이것은 열 손실을 감소시키고 또한 사용자의 손을 화상으로부터 보호한다.
그러나, 종래의 히터 구조는 전기 절연 기질(501)에 전기 전도성 트랙(503)을 인쇄하여 튜브로 말은 다음 튜브 내에 에어로졸 발생 기재를 삽입하여 가열하는 것으로, 전기 절연 기질(501)은 일반적으로 열 전도율이 높지 않아 전기 전도성 트랙(503)이 형성된 곳과 형성되지 않은 곳 사이의 온도 편차가 크다는 단점이 있다.
또는 기구물(미도시) 상에 전기 전도성 트랙(503)이 인쇄된 전기 절연 기질(501)을 감아서 사용하는 경우, 기구물(미도시)과 전기 전도성 트랙(503) 사이의 이격 때문에 승온 속도가 더디다는 단점이 있다.
대한민국특허공개공보 10-2017-0021361
본 발명은 금속 기판 상에 발열패턴을 인쇄하여 열 전도를 높일 수 있는 에어로졸 발생장치의 히터 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 금속 기판; 금속 기판 상에 형성되는 절연층; 절연층 상에 형성되는 발열 패턴; 및 발열 패턴 회로의 양 단에 형성되며, 전원선이 납땜될 수 있는 패드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 에어로졸 발생 기재를 수용할 수 있는 구조물;을 더 포함하며, 발열 패턴이 형성된 금속 기판은 구조물에 고정되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 금속 기판은 구조물에 고정될 때 연성 재질의 고분자 재료에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 온도를 측정할 수 있는 온도 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 온도 센서는 발열 패턴 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 온도 센서는 발열 패턴을 피해 형성되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 파이프의 표면에 형성되며 온도를 감지하는 센서 패턴 및 센서 패턴 회로의 양 단에 형성되며, 전원선이 납땜될 수 있는 패드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 절연층 상에 형성된 발열 패턴을 덮는 절연재질의 커버층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조를 제공한다.
본 발명이 제공하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조는 필름이 아닌 금속 기판 상에 발열 패턴을 형성함으로써 열 전도도를 높이고, 온도 분포를 고르게 할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 히터의 전개도를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 히터를 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터의 전개도를 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 도 3에서 A-A'을 따라 절단한 단면도,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 설치 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터의 전개도를 개략적으로 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터의 전개도를 개략적으로 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터의 단면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터의 전개도를 개략적으로 도시한 도면, 도 4는 도 3에서 A-A'을 따라 절단한 단면도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생장치는 금속 기판(100) 상에 발열 패턴(210)이 형성된다. 금속 기판(100)은 두께 1mm 이하인 것이 바람직하며, 원하는 형태로 굽히거나 휘어 에어로졸 발생장치의 다른 부품에 고정할 수 있다.
금속 기판(100)으로는 열전도도가 높으며 부식에 강한 금속으로, Al, SUS, Au, Ag, W 등의 금속으로 제조할 수 있으며, 금속 기판(100) 상에 절연층(120)을 코팅하거나, 인쇄하여 절연한 다음 발열 패턴(210)과 패드부(220)를 형성할 수 있다.
절연층(120)은 세라믹을 포함하는 고분자 물질로, 절연 페이스트가 도포되어 경화된 후 두께는 10~60um인 것이 바람직하다. 절연층(120)의 두께가 얇을수록 승온속도 빠르다는 장점이 있으나, 너무 얇은 두께이면 전류가 통할 수 있으므로, 10~60um인 것이 적절하다.
발열 패턴(210)은 금속 소재로는, Cu, Kanthal, Inconel, SUS, Cu alloy, Ru, Pt, Ru, Ag/Pd, 비금속 소재로는 CNT, CNT/binder가 이용될 수 있다. 발열 패턴(210)의 두께는 10~60um에, 저항은 0.5~1.5Ω인 것이 바람직하다. 발열 패턴(210)은 파이프(100) 상에 그라비아 코팅, 스크린 인쇄, 에칭, 스프레이 코팅 등의 방법에 의해 형성될 수 있다. 또한 발열 패턴(210) 소재의 TCR 범위는100~4000ppm/deg C인 것이 바람직하다.
한편, 절연층(120) 상에 발열 패턴(210)을 형성하고, 배터리(300)와 연결하는 전원선이 납땜될 수 있는 패드부(220)가 발열 패턴(210)의 양 단부에 형성된다. 발열 패턴(210)의 양 단에 패드부(220)를 형성함으로써, 전원선의 연결이 더욱 용이해진다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 설치 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 발열 패턴(210)과 패드부(220)가 형성된 금속 기판(100)을 에어로졸 발생장치의 구조물(A)에 고정할 수 있다. 에어로졸 발생장치의 구조물(A)은 에어로졸 발생 기재(미도시)를 수용할 수 있는 중공이 형성된 파이프나, 혹은 에어로졸 발생 기재(미도시)로 효과적으로 열을 전달할 수 있는 형태의 기구부이다. 금속 기판(100)을 에어로졸 발생장치의 구조물(A)에 고정할 때, 접착제를 이용할 수도 있으나, 연성 재질의 고분자 재료에 의해 고정될 수 있다. 즉, 열수축 튜브와 같이, 열에 강한 고분자 재질을 금속 기판(100) 위에 덮어씌우고 열을 가함으로써, 금속 기판(100)이 구조물(A)에 밀착되어 고정되도록 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터의 전개도를 개략적으로 도시한 도면이다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 구조는, 발열 패턴(210)의 발열을 제어할 수 있도록, 히터의 온도를 감지할 수 있는 센서(300)를 발열 패턴(210) 상에 설치할 수 있다. 센서(300)로는 thermocouple, thermistor가 사용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터의 전개도를 개략적으로 도시한 도면이다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 구조와 동일하나, 히터의 온도를 감지할 수 있는 센서(300)가 발열 패턴(210)이 아니라 기판(100) 상에 설치된다는 점에서 제3 실시예와 상이하다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터의 단면도이다. 본 발명의 제5 실시예에 따른 에어로졸 발생장치는 금속 기판(100) 상에 발열 패턴(210)이 형성된다. 금속 기판(100)은 두께 1mm 이하인 것이 바람직하며, 원하는 형태로 굽히거나 휘어 에어로졸 발생장치의 다른 부품에 고정할 수 있다.
금속 기판(100)으로는 열전도도가 높으며 부식에 강한 금속으로, Al, SUS, Au, Ag, W 등의 금속으로 제조할 수 있으며, 금속 기판(100) 상에 절연층(120)을 코팅하거나 인쇄하여 절연한 다음, 발열 패턴(210)과 패드부(220)를 형성할 수 있다.
절연층(120)은 세라믹을 포함하는 고분자 물질로, 절연 페이스트가 도포되어 경화된 후 두께는 10~60um인 것이 바람직하다. 절연층(120)의 두께가 얇을수록 승온속도 빠르다는 장점이 있으나, 너무 얇은 두께이면 전류가 통할 수 있으므로, 10~60um인 것이 적절하다.
발열 패턴(210)은 금속 소재로는, Cu, Kanthal, Inconel, SUS, Cu alloy, Ru, Pt, Ru, Ag/Pd, 비금속 소재로는 CNT, CNT/binder가 이용될 수 있다. 발열 패턴(210)의 두께는 10~60um에, 저항은 0.5~1.5Ω인 것이 바람직하다. 발열 패턴(210)은 파이프(100) 상에 그라비아 코팅, 스크린 인쇄, 에칭, 스프레이 코팅 등의 방법에 의해 형성될 수 있다. 또한 발열 패턴(210) 소재의 TCR 범위는100~4000ppm/deg C인 것이 바람직하다.
한편, 절연층(120) 상에 발열 패턴(210)을 형성하고, 배터리(300)와 연결하는 전원선이 납땜될 수 있는 패드부(220)가 발열 패턴(210)의 양 단부에 형성된다. 발열 패턴(210)의 양 단에 패드부(220)를 형성함으로써, 전원선의 연결이 더욱 용이해진다.
이후, 발열 패턴(210)을 보호하기 위해, 발열 패턴(210)을 덮는 커버층(130)을 형성할 수 있다. 커버층(130)은 절연층(120)과 같은 절연 재질로 제조되어, 발열 패턴(210) 사이를 절연하며, 패드부(220)는 덮지 않고 노출을 유지한다.

Claims (8)

  1. 금속 기판;
    금속 기판 상에 형성되는 절연층;
    절연층 상에 형성되는 발열 패턴;
    발열 패턴 회로의 양 단에 형성되며, 전원선이 납땜될 수 있는 패드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    에어로졸 발생 기재를 수용할 수 있는 구조물;을 더 포함하며,
    발열 패턴이 형성된 금속 기판은 구조물에 고정되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    금속 기판은 구조물에 고정될 때 연성 재질의 고분자 재료에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    온도를 측정할 수 있는 온도 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조.
  5. 제4항에 있어서,
    온도 센서는 발열 패턴 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조.
  6. 제3항에 있어서,
    온도 센서는 발열 패턴을 피해 형성되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조.
  7. 제1항에 있어서,
    파이프의 표면에 형성되며 온도를 감지하는 센서 패턴; 및
    센서 패턴 회로의 양 단에 형성되며, 전원선이 납땜될 수 있는 패드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조.
  8. 제1항에 있어서,
    절연층 상에 형성된 발열 패턴을 덮는 절연재질의 커버층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조.


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KR20230130849A (ko) 2022-03-04 2023-09-12 주식회사 이엠텍 에어로졸 발생장치용 히터

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170021361A (ko) 2009-10-29 2017-02-27 필립모리스 프로덕츠 에스.에이. 향상된 히터를 전기적으로 가열되는 흡연 시스템

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