KR20220044158A - 궐련 전단에서 유도 가열되는 발연 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신규한 궐련 흡연 도구 분야에 관련된 것으로, 특히 궐련 전단에서 유도 가열되는 발연 장치에 관한 것이다. 상기 발연 장치는 중공 가열컵(2), 발열체(5), 유도 코일(4)을 포함한다. 여기에서 상기 중공 가열컵(2)은 상부 중공 구조, 하부 중공 구조 및 이 둘 사이의 배플판을 포함하고, 발열체(5)는 상기 하부 중공 구조 내에 설치되고, 외부는 유도 코일(4)로 둘러싸여 있다. 상기 발열체(5)의 재질은 강자성 금속으로 공기가 관통되는 구조를 구비한다. 본 발명은 궐련 전단에서 유도 가열되는 발연 장치를 처음으로 설계하였다. 발열체의 내부 및/또는 표면은 복수개의 기류 채널을 구비/형성하고, 이의 표면에 흐르는 공기를 신속하게 충분히 가열함으로써, 이전에 궐련을 전기로 가열할 때 가열이 불균일한 점 및 탄소로 가열되는 궐련은 쉽게 연소되고 제어하기 쉽지 않으며, 향기 성분이 부족하고, 흡입감이 좋지 않은 문제점을 효과적으로 해결할 수 있다.

Description

궐련 전단에서 유도 가열되는 발연 장치

본 발명은 신규한 궐련 흡연 도구 분야에 관련된 것으로, 특히 궐련 전단에서 유도 가열되는 발연 장치에 관한 것이다.

사람들이 건강에 대한 인식이 제고되면서 연소가 아닌 가열식 궐련은 기존의 연소 흡입식 궐련보다 위험성이 비교적 적기 때문에 흡연자들 사이에서 점점 더 많은 인기를 얻고 있다. 현재 비연소 가열식 궐련의 가열 방식은 접촉식 전기 가열, 비접촉식 전기 가열, 탄소 가열 등을 포함한다.

접촉식 전기 가열은 궐련에 직접 접촉하여 연기를 획득하는 방식을 의미하며, 전기가 통하여 가열되는 관, 침 또는 판 등 각종 형식의 가열 기구를 사용하여 궐련 또는 각연초와 직접 접촉되고, 궐련의 발화점보다 낮은 온도에서 궐련 또는 연초에 직접 접촉되어 로스팅되면, 연초에서 향을 내는 성분과 발연 성분이 휘발되어 흡연자가 연초를 흡입할 때 만족감을 충족시킬 수 있다.

위에서 언급한 궐련 또는 각연초를 가열하는 방법은 다음과 같은 문제점을 초래한다.

첫째, 궐련 또는 각연초와 직접 접촉되는 각연초가 충분히 로스팅되면, 발열체와 거리가 먼 각연초는 충분히 로스팅되지 않아, 궐련 둘레의 횡단면에 로스팅 효과가 불균일하게 생성된다.

둘째, 가열 기구 자체의 부피가 작아 열용량이 높지 않다. 흡연자는 흡연하기 전에 가열 대기 시간을 기다려야 한다. 이는 발열 소자와 각연초가 직접 접촉되기 때문에 발열체에서 멀리 떨어진 연초 부분의 가열 효과를 보장하기 위해 일반적으로 발열 소자 표면의 온도를 최적 가열 온도보다 10~20℃ 높게 설정하여 가열이 충분히 이루어지도록 한다. 하지만 이 때문에 발열 소자와 접촉되는 연초가 여러번 가열된 후 로스팅된 연초 물질이 발열 소자에 달라붙어, 이후에 궐련을 흡입할 때 냄새가 나거나 가열이 어렵다는 문제점이 발생한다.

종래 탄소로 가열되는 궐련은 연초 전단에 부착된 탄소봉을 이용하여 점화된 후, 탄소봉에 흐르는 공기를 신속하게 가열한다. 이러한 열기는 흡연자의 흡입 감압 작용 하에서, 궐련단의 각연초 부분을 지속적으로 통과하여 각연초를 로스팅 가열함으로써, 각연초 부분을 연소하지 않고 가열할 수 있다. 따라서 이러한 가열 방식을 통해 연초 향기를 얻을 수 있음은 물론, 점화로 인해 타르와 니코틴 등 유해 물질이 대량으로 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 탄소 가열식 궐련은 종래의 일반적인 궐련보다 유해성이 낮은 특징을 지니지만, 이 궐련의 전단에는 탄소봉이 부착되므로, 궐련 제조에 있어 난이도가 증가되어 생산 효율성에 영향을 줄 수 있고, 또한, 소비자가 탄소봉을 점화하는 데 비교적 긴 시간이 필요하여 점화가 용이하지 않고, 탄소봉이 연소될 때 냄새 등이 발생할 수 있다. 또한 마찬가지로 탄소봉을 점화한 후 제어하기가 어렵고, 흡연하지 않을 경우에도 각연초 부분이 로스팅된다. 탄소봉의 말단 또한 각연초와 직접 접촉되거나 상대적으로 가깝기 때문에 탄소봉을 연소시키는 말단에서도 소량의 잔여 각연초가 직접 로스팅거나, 심지어 임계 연소지점까지 도달하는 문제점이 발생한다.

종래 비접촉식 전기 가열 방식은 공기를 담아 전기 가열된 흡연 도구를 이용한 것으로, 링형의 금속 발열체, 평층 금속 발열체 또는 결합식 평층 금속 발열체를 통해 직접 전기를 통해 가열하는 방식이고, 표면에 흐르는 공기를 가열한 후 궐련에 로스팅 기법으로 전체 방향을 입체적으로 가열시킨다.

하지만 상기 비접촉식 전기 가열 방식은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 발열체에 인접한 표면은 전기가 통하기 때문에 상호 절연될 때 충분한 공간을 확보하여 단락을 방지해야 한다. 따라서, 발열체의 표면층에 흐르는 공기만 충분히 가열될 수 있는 문제점이 있다.

둘째, 발열체의 온도를 관측하고 제어하기가 불편한 문제점이 있다. 즉, 온도 센서 장치를 발열체에 직접 설치할 수 없으므로, 기류 채널에서는 설치 및 리드선이 불편하고, 흡입할 때와 흡입하지 않을 때 기류가 움직이거나 정체되는 사이의 상대적인 온도차가 매우 크므로, 문제를 제어하기가 어렵다.

따라서 상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명을 제공한다.

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 궐련 전단에서 유도 가열되는 발연 장치를 제공한다.

본 발명은 궐련 전단에서 유도 가열되는 발연 장치를 제공한다. 상기 발연 장치는,

중공 가열컵(2), 강자성 발열체(5), 유도 코일(4)을 포함하고;

여기에서, 상기 중공 가열컵(2)은 상부 중공 구조, 하부 중공 구조 및 이 둘 사이의 배플판을 포함하고, 상기 상부 중공 구조는 궐련 수용 챔버(13)를 포함하고, 상기 하부 중공 구조는 상기 발열체의 수용 챔버를 포함하고, 상기 배플판에는 상기 궐련 수용 챔버(13)와 상기 발열체의 수용 챔버가 연통되는 집열 홀(21)이 구비되고;

상기 발열체(5)는 공기가 관통되는 구조를 구비하고, 상기 발열체(5)는 상기 중공 가열컵(2)의 상기 발열체의 수용 챔버 내에 설치되고;

상기 유도 코일(4)은 상기 중공 가열컵(2)의 상기 발열체의 수용 챔버의 외벽에 둘러싸여지고, 전원과 연결된다.

상기 발열체(5)의 재질은 강자성 금속이다. 강자성 금속으로철, 코발트, 니켈이 선택된다.

상기 발열체(5)가 공기가 관통되는 구조를 구비한다는 말은 상기 발열체(5)의 내부 및/또는 표면이 복수개의 기류 채널을 구비/형성한다는 의미이다.

바람직하게는, 상기 중공 가열컵(2)은 일체형 구조이거나 분리형 구조이며, 이는 즉, 상기 상부 중공 구조, 상기 하부 중공 구조 및 이 둘 사이의 상기 배플판이 일체형 구조이거나 분리형 구조임을 의미한다. 상기 상부 중공 구조, 상기 하부 중공 구조, 상기 배플판은 두개의 분리형으로 연결된 구조로 나눌 수 있다.

바람직하게는, 상기 중공 가열컵(2)의 상부는 중공 관형 구조이고, 하부는 꼭대기판을 지닌 중공 관형 구조(14)이고, 상기 꼭대기판은 상술한 상기 배플판이고, 상기 중공 가열컵(2)의 상부와 하부 사이는 탈부착 가능하게 연결될 수 있고, 바람직하게는 끼움 연결되고;

더 바람직하게는, 상기 상부 중공 관형 구조는 금속 재질로서, 열 전도 및 가공이 편리하고, 상기 하부에 꼭대기판을 지닌 중공 관형 구조(14)는 비금속 재질로서 자기 전도가 용이하다.

바람직하게는, 상기 발열체(5)는 강자성 클러스터 금속 필라멘트 또는 다공성, 발포 고체형 강자성 금속 블록을 포함한다.

여기에서, 상기 강자성 클러스터 금속 필라멘트는 강자성 재료로 이루어진 다중 섬유(단일 필라멘트의 직경은 0.5 내지 0.001mm이다)가 임의의 규칙을 따라 클러스터된 다중 금속 필라멘트이다. 따라서, 다중 금속 필라멘트에서, 인접한 금속 필라멘트 사이에는 미세한 기류 채널이 구비되고, 이는 기체가 금속 필라멘트 사이에서 충분히 유동되도록 보장할 수 있다. 클러스터로 이루어진 많은 섬유는 상기 발열체(5)를 형성하고, 이의 비표면적이 크고, 고효율적인 상기 유도 코일(4)에 의해 가열될 때, 외부는 이 표면에서 흡입되고 흐르는 공기를 가장 신속하고 충분하게 상기 발열체(5)의 각 필라멘트의 열량을 흐르는 공기로 빠르게 교환된다.

다공성, 발포 고체형 강자성 금속 블록은 금속 골재가 발포를 통해 다공성 벌집형 구조를 형성하는 금속 블록을 의미한다. 이 예로 발포 금속 블록 등이 있다. 다공성, 발포 고체형 강자성 금속 블록의 비표면적 또한 크고, 많은 기류 채널이 있고, 공기를 가열시키는 효과가 클러스터 금속 필라멘트와 유사하다.

바람직하게는, 상기 발열체의 수용 챔버와 외부 공기가 연통된다.

바람직하게는, 상기 중공 가열컵(2)의 상기 상부 중공 구조, 상기 하부 중공 구조 및 이 둘 사이의 상기 배플판이 일체형 구조일 경우, 상기 중공 가열컵(2)이 비금속 재질이고, 더 바람직하게는, 상기 중공 가열컵(2)은 미정질 유리, 세라믹 등 내열성과 무독성을 지닌 비금속 재료가 정밀 가공 또는 압축 성형을 통해 가공하여 조성된다.

바람직하게는, 상기 발열체(5)가 상기 발열체의 수용 챔버 내에 설치되고, 단열 링(10)이 상기 발열체(5)의 하단부에 밀착되어 이를 위치 제한한다.

바람직하게는, 상기 궐련 수용 챔버(13)와 상기 발열체의 수용 챔버가 원통체이다.

바람직하게는, 상기 클러스터 금속 필라멘트는 금속 필라멘트와 상기 발열체의 수용 챔버가 축선을 따라 평행 설치되는 방식으로 클러스터된다.

바람직하게는, 상기 발연 장치는 차폐 링(6)을 더 포함하고, 이는 상기 유도 코일(4)의 외부 둘레에 설치된다.

상기 차폐 링(6)은 중·고주파 범위 내에서 작동되는 상기 유도 코일(4)이 생성하는 전자기 차폐 역할을 하고, 비강자성을 사용하여 가공이 용이한 알루미늄, 구리, 알루미늄 또는 구리 합금 등으로 제조된다. 상기 차폐 링(6)은 원형 링이 상기 유도 코일(4)의 외측에 커버되거나, 얇은 판금을 이용해 상기 유도 코일(4)의 외측에 감아지도록 하여, 전기가 통한 후의 유도 코일(4)에서 생성되는 유도 자기장이 본 발명에서 발연 장치의 외부 둘레에 있는 강자성 재료 또는 기타 설비에 대한 전자파 간섭 또는 발열이 감지되는 현상이 발생하지 않도록 보장한다. 따라서, 유도 코일(4)에서 생성되는 변동된 자기장은 최대한 부분으로 강자성 발열체(5)에 집약적으로 작용되고, 와류를 생성하여 발열된다. 상기 차폐 링(6)의 내벽은 상기 유도 코일(4)의 가장 바깥쪽 원으로부터 적어도 0.5mm 떨어져 있어야 하며, 상기 차폐 링(6)의 길이는 반드시 상기 유도 코일(4)의 축 방향의 총 길이보다 커야하고, 상기 차폐 링(6)의 양단은 적어도 상기 유도 코일(4)의 길이인 5mm와 같거나 그 이상이어야 한다.

바람직하게는, 상기 발연 장치는 두 층으로 단열 및 절연되는 격리층(7)을 더 포함하고, 일층의 상기 격리층(7)은 상기 유도 코일(4)에 둘러싸인 상기 중공 가열컵(2)의 발열체의 수용홈의 외벽에 에워싸여지고, 다른 일층의 상기 격리층(7)은 상기 유도 코일(4)의 외부에 에워싸여지고, 두 층의 상기 격리층(7) 사이에는 상기 유도 코일(4)로 이루어져 있다. 이러한 방식으로, 작동 중 유도 코일(4)의 전자기 성능이 보장되는 것은 물론, 유도 코일(4)이 상기 중공 가열컵(2)의 발열체의 수용 챔버의 외벽에 위치 고정되도록 보장할 수 있다.

상기 격리층(7)은 내열성, 절연, 단열성을 지닌 고온 테이프, 유리 섬유 또는 열 수축이 가능한 고분자 재료 랩층이다. 내열성은 대기압에서 250℃일 경우 변형되지 않는다.

바람직하게는, 상기 중공 가열컵(2)의 상부 중공 구조의 내부는 중공 균열(soaking) 장치(3)가 설치되고, 이는 꼭대기판을 구비하고, 상기 꼭대기판에는 복수개의 균열 홀(soaking hole)(31)이 설치되고, 상기 중공 균열 장치(3)의 내부의 중공 구조가 균열 챔버(soaking chamber)(32)이고, 상기 중공 균열 장치(3)가 상기 궐련 수용 챔버(13)의 하부에 설치되고, 상기 균열 챔버(32)는 상기 균열 홀(31)을 통해 상기 궐련 수용 챔버(13)와 연통되고, 상기 균열 챔버(32)는 상기 집열 홀(21)을 통해 상기 발열체의 수용 챔버와 연통된다.

상기 균열 장치(3)는 중공 원통체이고, 하단이 개방되고, 상단에는 상기 꼭대기판이 구비된다. 상기 균열 장치(3)는 억지 끼움 방식으로 상기 중공 가열컵(2)의 상부 중공 구조 내에 놓이고, 얇은 벽을 사용하여, 비강자성인 알루미늄 또는 구리 등과 같은 재료로 제조되고, 바람직하게는, 이의 외부 원통면과 발열 챔버 상부의 궐련 홀의 내벽이 중간 끼워맞춤(transition fit)된다. 상기 가열컵(2)은 비금속 재료이고, 열을 받은 후의 팽창량이 금속 균열 장치(3)의 팽창량보다 적다. 따라서, 상온에서는 상기 균열 장치(3)가 상기 가열컵(2)의 상부 중공 구조의 내부에서 자연스럽게 슬라이딩되지 않는다. (상식에 따르면, 두개의 작동되지 않는 부품이 억지 끼움 방식을 사용한다면 내부의 상기 균열 장치(3)의 팽창량이 상기 발열 챔버보다 커지고, 상기 가열컵(2)이 비금속으로 된 얇은 벽 부품으로 이루어져 상기 가열컵(2)과 상기 균열 장치(3)가 맞물리는 지점에 응력이 집중되어 손상된다.）

바람직하게는, 상기 발연 장치는 온도 센서 장치(8)를 더 포함하고, 이는 상기 발열체(5)의 단부에 설치되고, 상기 발열체(5)의 단부에서 펀칭되어, 상기 발열체(5)에 설치되고, 상기 발열체(5)의 온도를 측정하는 데 사용된다.

바람직하게는, 상기 발연 장치는,

상기 단열 링(10)과 중공 베이스(11)를 더 포함하고;

여기에서, 상기 단열 링(10)이 상기 발열체(5)의 하단에 설치되고, 상단은 상기 발열체(5)에, 하단은 상기 중공 베이스(11)에 밀착되고, 상기 단열 링(10)과 상기 중공 베이스(11) 내부의 중공 구조가 외부 공기와 상기 발열체의 수용 챔버에 연통된다. 상기 단열 링(10)과 상기 중공 가열컵(2)의 하단은 나사산 개구, 삽입 개구, 핀 또는 자가 잠금 테이퍼 등의 방식을 통해 맞물리게 연결된다.

바람직하게는, 상기 발연 장치는 진공 보온관(9)을 더 포함하고, 이는 상기 비금속 중공 가열컵(2)의 외부 둘레에 설치되고, 상기 차폐 링(6)을 둘러싼다.

바람직하게는, 상기 비금속 중공 가열컵(2)의 종방향 단면이 H형이고, 재질이 유리 또는 세라믹이다.

바람직하게는, 상기 차폐 링(6)의 재질이 알루미늄, 구리, 알루미늄 또는 구리가 함유된 합금을 포함하는 비강자성 재질이다.

바람직하게는, 상기 균열 장치(3)의 재질이 알루미늄, 구리, 알루미늄 또는 구리가 함유된 합금을 포함하는 비강자성 재질이다.

바람직하게는, 상기 균열 홀(31)이 상기 균열 장치(3)의 꼭대기판에서 원주 방향으로 고르게 분포되고, 상기 발열체(5)의 내부가 축 방향의 기류 채널을 구비한다.

본 발연 장치의 가열 과정은 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 궐련 수용 챔버(13) 내에는 궐련(미도시)이 삽입된다. 상기 발연 장치를 켜면 상기 유도 코일이 전기가 통하여 상기 발열체(5)가 가열되기 시작한다. 흡입하기 시작하면 외부 공기가 상기 가열컵(2)의 하단에서 흡입되고, 상기 발열체(5)를 통해 빠르게 가열되어, 고온의 기체를 얻을 수 있다. 고온의 뜨거운 공기가 직경이 작은 상기 집열 홀(21)에서 상기 균열 장치(3)의 원통형 내벽으로 형성된 직경이 큰 상기 균열 챔버(32) 내부를 흡입할 경우, 상기 집열 홀(21)의 전단에는 공기 유속이 크면서 압력이 낮고, 온도가 높고, 상기 집열 홀(21)에서 상대적으로 멀리 떨어져 있고, 이 홀의 반경 방향이나 축 방향의 위치에 상대되고 상대적으로 멀리 떨어진 구역에서는 공기 온도가 상대적으로 약간 낮으면서 유속이 느리고 압력이 높다. 뜨거운 고속 기류가 상기 균열 챔버(32)에 진입된 후 압력 차이의 작용 하에, 상기 균열 챔버(32)의 내부에는 복수개의 구역에 미세하게 유동시키고, 열량과 압력 차이가 균질화하고, 상기 균열 홀(31)의 기체의 압력과 온도가 균질화되고, 온도가 조금 낮아지면, 고온의 기체는 흡연자가 흡연 시 전해지는 감압을 받은 후, 상기 궐련 챔버(13) 내에 삽입된 상기 궐련에 흡입되고, 균질화된 고온의 기체는 상기 궐련 내의 연초 부분을 로스팅 가열한다. 또한, 상기 균열 홀(31)이 상기 균열 장치(3)의 꼭대기판의 둘레에 균일하게 분포되므로, 본 상기 발연 장치가 직접 접촉식 가열 장치와 달리 연초의 로스팅을 더욱 완전하고 균일하게 할 수 있다.

동시에 상기 균열 챔버(32)의 내부에는 열량이 교환되고 압력 차이를 균질화하는 과정에서, 입력된 고온의 기체 열량과 균질화된 기체 열량도 상기 균열 장치(3)에 전도되고, 최종적으로 상기 가열컵(2)의 상부에 전도된다. 상기 가열컵(2)의 열량의 다른 일부분의 공급원은 상기 발열체(5)가 상기 발열체의 수용 챔버에서 유도 가열된 후, 복사 및 공기 전도로 상기 가열컵(2)의 하단에 전달됨으로써, 상기 가열컵(2)의 하단이 직접적으로 열량을 상기 가열컵(2)의 상부에 전도시키는 데 있다. 이 부분이 상기 가열컵(2)의 상부의 열량에 전도되면, 상기 궐련 수용 챔버(13)에 삽입된 상기 궐련을 로스팅 가열한다. 따라서 본 발명의 가열컵(2)은 열량을 충분히 이용하는 목적을 달성하도록 설계되었다.

따라서, 상기 궐련 수용 챔버(13)에 삽입된 상기 궐련은 복수개의 상기 균열 홀(31)에서 비롯된 균일한 고온 열기류의 가열뿐만 아니라,상기 궐련 수용 챔버(13)의 외부 둘레에서 비롯된 상기 가열컵(2)의 상부 열량을 균일하게 로스팅 가열함으로써, 상기 궐련의 연초 부위를 균일하고 완전하게 로스팅 가열할 수 있으므로 직접 접촉하여 가열하는 것과는 다른 원주 방향 가열, 및 피스 또는 핀식으로 중심 부위를 가열할 수 있는 장점을 나타낼 수 있다. 또한 상기 궐련 흡연이 끝났을 때, 중심에서 가열되는 연초 물질의 유착 및 연초 부분에 흡연 도구가 체류하는 등의 문제점이 없으므로, 흡연 도구에서 궐련을 꺼내는 과정이 간소화될 수 있고, 궐련을 꺼내는 데 용이한 구조로 설계하지 않아도 된다.

위의 기술 방안이 모순되지 않는다는 전제 하에 자유롭게 결합될 수 있다.

본 발명은 다음과 같은 유익한 효과를 갖는다.

1. 본 발명은 흡입 및 통과된 공기를 순간적으로 유도 가열하여 전기적으로 가열하는 발연 장치를 처음으로 설계하였다. 가열은 유도 가열 원리를 사용하였고, 발열체의 내부 및/또는 표면에는 복수개의 기류 채널이 구비되고, 이의 표면과 내부에 흐르는 공기를 신속하게 충분히 가열함으로써, 이전에 궐련을 전기로 가열할 때 가열이 불균일한 점 및 탄소로 가열되는 궐련의 쉽게 연소되고 제어하기 쉽지 않으며, 향기 성분이 부족하고, 흡입감이 좋지 않은 문제점을 효과적으로 해결할 수 있다.

2. 바람직한 기술 방안 중, 발열체는 비표면적이 큰 강자성 클러스터 금속 필라멘트 또는 다공성, 발포 고체형 강자성 금속 블록이다. 링형, 평층 또는 결합식 평층의 금속 발열체와 달리, 본 발명의 발열체 내부에는 미세한 기류 채널이 많이 구비되어 있고, 기류 분산성이 높아, 이의 표면과 내부에 흐르는 공기를 신속하고 완전하게 가열할 수 있다.

3. 바람직한 기술 방안 중, 본 발명은 처음으로 발열체(5)와 궐련 수용 챔버(13) 사이에 균열 장치(3)를 설치하고, 압력 차이의 작용 하에, 이를 내부의 균열 챔버(32)의 복수개의 구역에 미세하게 유동시키고, 열량과 압력 차이를 균질화하고, 균열 챔버(32)의 내부에는 복수개의 구역에 미세하게 유동시켜 열량과 압력차를 균질화시킨 후, 균열 홀(31)에서 흡입으로 인해 생성된 감압을 받은 후에야 상대적으로 균질화되어 일정한 온도가 내려간 기체를 궐련 수용 챔버(13)내에 삽입된 궐련에 흡입되도록 하고, 이러한 균질화된 고온 기체를 사용하여 궐련 내의 연초 부분을 로스팅 가열할 수 있다.

4. 더 바람직한 기술 방안 중, 균열 홀(31)은 균열 장치(3)의 꼭대기판에서 원주 방향으로 고르게 분포되고, 고온 기체의 분산 정도가 높다. 본 발명의 발연 장치는 종래의 접촉식 전기 가열, 비접촉식 전기 가열, 탄소 가열 방법과 달리, 연초를 더욱 균일하고 완전하게 로스팅하고, 접촉식 전기 가열로 인해 생성되는 로스팅 후의 연초 물질의 유착 및 연초 부분에 흡연 도구가 체류하는 등의 문제점이 발생되지 않는다.

5. 본 발명의 가열컵(2)의 상부는 궐련이 수용되고, 하부는 발열체가 수용된다. 발열체는 주로 공기 가열 방식을 제공하는 동시에, 나머지 열량을 복사 및 공기 전도하여 상기 가열컵(2)의 하단에 전달된 후, 가열컵(2)의 하단에서 직접적으로 가열컵(2)의 상부에 전도시키므로, 궐련이 로스팅될 수 있다. 따라서 본 발명의 가열컵(2)은 열량을 충분히 이용하는 목적을 달성하도록 설계되었다.

도 1은 실시예 1에 따른 궐련 전단에서 유도 가열되는 발연 장치의 종방향 단면도이고, 오른쪽은 국부 확대도이다.
도 2는 실시예 1에 따른 발연 장치의 중공 균열 장치(3) 부품의 입체 개략도이다.
도 3은 실시예 2에 따른 궐련 전단에서 유도 가열되는 발연 장치의 종방향 단면도이고, 오른쪽은 국부 확대도이다.

아래는 구체적인 실시예를 통해 본 발명의 내용을 진일보 설명한다.

실시예 1

도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 실시예 1은 궐련 전단에서 유도 가열되는 발연 장치를 제공하고, 상기 발연 장치는,

삽입홀 베이스(1), 비금속 중공 가열컵(2), 중공 균열(soaking) 장치(3), 유도 코일(4), 발열체(5), 차폐 링(6), 단열 및 절연되는 격리층(7), 온도 센서 장치(8), 진공 보온관(9), 단열 링(10), 중공 베이스(11)를 포함한다.

여기에서, 상기 가열컵(2)의 종방향 단면이 H형이고, 재질은 가공 정확도가 높은 미정질 유리, 세라믹 등 내열성과 무독성을 지닌 비금속 재료이다. 상기 가열컵(2)은 일체형 구조이고, 상부 중공 구조, 하부 중공 구조 및 이 둘 사이의 배플판을 포함한다. 상기 상부 중공 구조는 궐련 수용 챔버(13)를 포함하고, 상기 하부 중공 구조는 발열체의 수용 챔버를 포함하고, 상기 배플판에는 상기 궐련 수용 챔버(13)와 발열체의 수용 챔버가 연통되는 집열 홀(21)이 구비된다.

상기 발열체(5)는 강자성 클러스터 금속 필라멘트 또는 다공성, 발포 고체형 강자성 금속 블록을 포함하고, 상기 발열체(5)는 상기 가열컵(2)의 발열체의 수용 챔버 내에 설치되고, 상기 발열체의 수용 챔버와 외부 공기가 연통되고, 상기 발열체(5)의 내부가 축 방향의 기류 채널을 구비한다.

상기 유도 코일(4)은 상기 가열컵(2)의 발열체의 수용 챔버의 외벽에 둘러싸여지고, 전원과 상기 코일 리드선(12)을 통해 연결된다. 유도 코일(4)이 최초로 작동될 때 수동으로 제어되며, 흡입되는 전체 과정에서, 발연 장치는 온도 센서 장치(8)가 검출한 온도에 따라 유도 코일(4)의 전기 매개변수를 적시에 자동으로 조절하여 궐련 흡입에 필요한 열량을 충족시킨다.

여기에서, 본 실시예 1의 상기 강자성 클러스터 금속 필라멘트는 강자성 재료로 이루어진 다중 섬유(단일 필라멘트의 직경은 0.5 내지 0.001mm이다)가 금속 필라멘트와 상기 발열체의 수용 챔버가 축선을 따라 평행 설치되는 방식으로 클러스터되는 다중 금속 필라멘트이다. 다공성, 발포 고체형 강자성 금속 블록의 비표면적 또한 크고, 많은 기류 채널이 있고, 공기를 가열시키는 효과가 클러스터 금속 필라멘트와 유사하다.

상기 발열체(5)가 발열체의 수용 챔버 내에 설치되고, 하단의 단열 링(10)에 의해 위치 제한되고 고정된다.

상기 궐련 수용 챔버(13)와 발열체의 수용 챔버가 원통체이다.

상기 차폐 링(6)의 재질이 알루미늄, 구리, 알루미늄 또는 구리가 함유된 합금을 포함하는 비강자성 재질이고, 상기 유도 코일(4)의 외부 둘레에 설치된다. 차폐 링(6)은 중·고주파 범위 내에서 작동되는 상기 유도 코일(4)이 생성하는 전자기 차폐 역할을 하고, 비강자성을 사용하여 가공이 용이한 알루미늄, 구리, 알루미늄 또는 구리 합금 등으로 제조된다. 상기 차폐 링(6)은 원형 링이 상기 유도 코일(4)의 외측에 커버되거나, 얇은 판금을 이용해 상기 유도 코일(4)의 외측에 감아지도록 하여, 전기가 통한 후의 유도 코일(4)에서 생성되는 유도 자기장이 본 발명에서 발연 장치의 외부 둘레에 있는 강자성 재료 또는 기타 설비에 대한 전자파 간섭 또는 발열이 감지되는 현상이 발생하지 않도록 보장한다. 따라서, 유도 코일(4)에서 생성되는 변동된 자기장은 최대한 부분으로 강자성 발열체(5)에 집약적으로 작용되고, 와류를 생성하여 발열된다. 차폐 링(6)의 내벽은 유도 코일(4)의 가장 바깥쪽 원으로부터 적어도 0.5mm 떨어져 있어야 하며, 차폐 링(6)의 길이는 반드시 유도 코일(4)의 축 방향의 총 길이보다 커야하고, 차폐 링(6)의 양단은 적어도 유도 코일(4)의 길이인 5mm와 같거나 그 이상이어야 한다.

상기 발연 장치는 두 층으로 단열 및 절연되는 격리층(7)을 더 포함하고, 일층의 격리층(7)은 상기 유도 코일(4)에 둘러싸인 상기 중공 가열컵(2)의 발열체의 수용 챔버의 외벽에 에워싸여지고, 다른 일층의 격리층(7)은 상기 유도 코일(4)의 외부에 에워싸여지고, 두 층의 격리층(7) 사이에는 상기 유도 코일(4)로 이루어져 있다. 즉, 유도 코일(4)이 감아진 가열컵(2)의 외벽에는 감아지기 전과 후에 일층의 상기 격리층(7)을 둘러싸야 한다. 이러한 방식으로, 작동 중 유도 코일(4)의 전자기 성능이 보장되는 것은 물론, 유도 코일(4)이 상기 중공 가열컵(2)의 발열체의 수용 챔버의 외벽에 위치 고정되도록 보장할 수 있다. 상기 격리층(7)은 내열성, 절연, 단열성을 지닌 고온 테이프, 유리 섬유 또는 열 수축이 가능한 고분자 재료 랩층이다.

상기 중공 가열컵(2)의 상부 중공 구조의 내부에는 중공 균열 장치(3)가 설치되고, 이는 꼭대기판을 구비하고, 상기 꼭대기판에는 복수개의 원주 방향으로 고르게 분포되는 균열 홀(soaking hole)(31)이 설치되고, 상기 중공 균열 장치(3)의 내부의 중공 구조가 균열 챔버(soaking chamber)(32)이고, 상기 중공 균열 장치(3)가 상기 궐련 수용 챔버(13)의 하부에 설치되고, 상기 균열 챔버(32)는 상기 균열 홀(31)을 통해 상기 궐련 수용 챔버(13)와 연통되고, 상기 균열 챔버(32)는 상기 집열 홀(21)을 통해 상기 발열체의 수용 챔버와 연통된다. 상기 균열 홀(31)의 직경은 0.3 내지 1mm이다.

균열 장치(3)는 중공 원통체이고, 하단이 개방되고, 상단에는 꼭대기판이 구비된다. 균열 장치(3)는 억지 끼움 방식으로 상기 중공 가열컵(2)의 상부 중공 구조 내에 놓이고, 얇은 벽을 사용하여, 비강자성인 알루미늄 또는 구리 등과 같은 재료로 제조되고, 이의 외부 원통면과 발열 챔버 상부의 궐련 홀의 내벽이 중간 끼워맞춤(transition fit)된다. 가열컵(2)은 비금속 재료이고, 열을 받은 후의 팽창량이 금속 균열 장치(3)의 팽창량보다 적다. 따라서, 상온에서는 균열 장치(3)가 가열컵(2)의 상부 중공 구조의 내부에서 자연스럽게 슬라이딩되지 않는다.

상기 온도 센서 장치(8)는 발열체(5)의 하단부에 설치되고, 발열체(5)의 하단부에서 펀칭되어, 발열체(5)에 설치되고, 발열체(5)의 온도를 측정하는 데 사용된다.

상기 단열 링(10)이 상기 발열체(5)의 하단에 설치되고, 상단은 상기 발열체(5)에, 하단은 상기 중공 베이스(11)에 밀착되고, 상기 단열 링(10)과 중공 베이스(11) 내부의 중공 구조가 외부 공기와 상기 발열체의 수용 챔버에 연통된다. 상기 단열 링(10)과 상기 중공 가열컵(2)의 하부 중공 구조의 내부 나사산과 연결된다.

상기 단열 링(10)은 내열성을 지닌 세라믹 또는 석영 유리이다.

상기 진공 보온관(9)은 상기 중공 가열컵(2)의 외부 둘레에 설치되고, 상기 차폐 링(6)을 둘러싼다. 외형 또는 사용 조건에 영향을 끼치지 않는다는 조건 하에, 상기 진공 보온관(9)의 외부에 보온 단열 재료를 에워싸거나, 기타 보온 단열 재료를 사용하여 상기 진공 보온관(9)을 대체함으로써 내부에서 생성되는 열량이 외부 둘레로 발산되는 것을 최대한 줄일 수 있다. 따라서 열 효율을 높이고 발열 챔버 근처에 있는 소자 및 회로 등에 손상이 가해지거나, 또는 사용자가 부정적인 체험을 겪지 않도록 방지할 수 있다. 물론 진공 보온관(9)을 사용하는 것이 최상의 방법일 뿐, 본 발명을 제한하는 유일한 방법은 아니다.

상기 삽입홀 베이스(1)가 상기 비금속 중공 가열컵(2)의 상단에 설치되고, 상기 가열컵(2)과 보온관(9)의 위치에 고정되고, 상기 삽입홀 베이스(1)는 궐련에 삽입되는 중심 통공이 구비된다.

실시예 2

도 3에 도시된 바와 같이, 실시예 2에서 제공하는 궐련 전단에서 유도 가열되는 발연 장치와 실시예 1은 상기 중공 가열컵(2)이 분리형 구조라는 점에서 차이점이 존재한다. 상기 중공 가열컵(2)의 상부는 중공 관형 구조이고, 하부는 일체형 꼭대기판을 지닌 중공 관형 구조(14)이고, 상기 꼭대기판은 상술한 상기 배플판이고, 꼭대기판에는 실시예 1의 집열 홀(21)로서 꼭대기판 통공(141)이 구비되어 있다. 상기 중공 가열컵(2)의 상부와 하부 사이는 끼움 연결된다.

상기 상부 중공 관형 구조는 금속 재질로서, 열 전도 및 가공이 편리하고, 상기 하부에 꼭대기판을 지닌 중공 관형 구조(14)는 비금속 재질로서 자기 전도가 용이하다.

위에서 상술한 내용은 본 발명의 구체적인 실시예일 뿐이지만, 본 발명의 보호 범위는 이에 한정되지 않는다. 본 분야의 통상의 기술자는 본 발명에서 기재된 기술 범위 내에서 용이하게 변경 및 대체할 수 있으며, 이는 본 발명의 보호 범위 내에 속한다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 청구항의 보호 범위를 기준으로 한다.

1: 삽입홀 베이스
2: 가열컵
21: 집열 홀
3: 균열(soaking) 장치
31: 균열 홀(soaking hole)
32: 균열 챔버(soaking chamber)
4: 유도 코일
5: 발열체
6: 차폐 링
7: 격리층
8: 온도 센서 장치
9: 진공 보온관
10: 단열 링
11: 중공 베이스
12: 코일 리드선
13: 궐련 수용 챔버
14: 일체형 꼭대기판을 지닌 중공 관형 구조
141: 꼭대기판 통공

Claims (10)

1. 궐련 전단에서 유도 가열되는 발연 장치에 있어서,
   상기 발연 장치는,
   중공 가열컵(2), 강자성 발열체(5), 유도 코일(4)을 포함하고;
   여기에서, 상기 중공 가열컵(2)은 상부 중공 구조, 하부 중공 구조 및 이 둘 사이의 배플판을 포함하고, 상기 상부 중공 구조는 궐련 수용 챔버(13)를 포함하고, 상기 하부 중공 구조는 상기 발열체의 수용 챔버를 포함하고, 상기 배플판에는 상기 궐련 수용 챔버(13)와 상기 발열체의 수용 챔버가 연통되는 집열 홀(21)이 구비되고;
   상기 발열체(5)는 공기가 관통되는 구조를 구비하고, 상기 발열체(5)는 상기 중공 가열컵(2)의 상기 발열체의 수용 챔버 내에 설치되고;
   상기 유도 코일(4)은 상기 중공 가열컵(2)의 상기 발열체의 수용 챔버의 외벽에 둘러싸여지고, 전원과 연결되고, 상기 발열체의 수용 챔버와 외부 공기가 연통되는 것을 특징으로 하는 궐련 전단에서 유도 가열되는 발연 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 중공 가열컵(2)은 일체형 구조이거나 분리형 구조인 것을 특징으로 하는 발연 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 중공 가열컵(2)의 상부는 중공 관형 구조이고, 하부는 꼭대기판을 지닌 중공 관형 구조(14)이고, 상기 꼭대기판은 제1항에 기재된 상기 배플판이고, 상기 중공 가열컵(2)의 상부와 하부 사이는 탈부착 가능하게 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 발연 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 발연 장치는 차폐 링(6)을 더 포함하고, 이는 상기 유도 코일(4)의 외부 둘레에 설치되고;
   상기 발열체(5)는 강자성 클러스터 금속 필라멘트 또는 다공성, 발포 고체형 강자성 금속 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 발연 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 발연 장치는 두 층으로 단열 및 절연되는 격리층(7)을 더 포함하고, 일층의 상기 격리층(7)은 상기 유도 코일(4)에 둘러싸인 상기 중공 가열컵(2)의 상기 발열체의 수용 챔버의 외벽에 에워싸여지고, 다른 일층의 상기 격리층(7)은 상기 유도 코일(4)의 외부에 에워싸여지고, 두 층의 상기 격리층(7) 사이는 상기 유도 코일(4)로 이루어진 것을 특징으로 하는 발연 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 중공 가열컵(2)의 상부 중공 구조의 내부는 중공 균열(soaking) 장치(3)가 설치되고, 이는 꼭대기판을 구비하고, 상기 꼭대기판에는 복수개의 균열 홀(soaking hole)(31)이 설치되고, 상기 중공 균열 장치(3)의 내부의 중공 구조가 균열 챔버(soaking chamber)(32)이고, 상기 중공 균열 장치(3)가 상기 궐련 수용 챔버(13)의 하부에 설치되고, 상기 균열 챔버(32)는 상기 균열 홀(31)을 통해 상기 궐련 수용 챔버(13)와 연통되고, 상기 균열 챔버(32)는 상기 집열 홀(21)을 통해 상기 발열체의 수용 챔버와 연통되는 것을 특징으로 하는 발연 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 발연 장치는 온도 센서 장치(8)를 더 포함하고, 이는 상기 발열체(5)의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 발연 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 발연 장치는
   단열 링(10)과 중공 베이스(11)를 더 포함하고;
   여기에서, 상기 단열 링(10)이 상기 발열체(5)의 하단에 설치되고, 상단은 상기 발열체(5)에, 하단은 상기 중공 베이스(11)에 밀착되고, 상기 단열 링(10)과 상기 중공 베이스(11) 내부의 중공 구조가 외부 공기와 상기 발열체의 수용 챔버에 연통되는 것을 특징으로 하는 발연 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 발열체(5)의 내부에는 축 방향의 기류 채널이 구비되는 것을 특징으로 하는 발연 장치.
10. 제6항에 있어서,
    상기 균열 홀(31)이 상기 균열 장치(3)의 꼭대기판에서 원주 방향으로 고르게 분포되는 것을 특징으로 하는 발연 장치.

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