KR20220052594A - 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치와 방법 및 전자 담배 - Google Patents

이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치와 방법 및 전자 담배 Download PDF

Info

Publication number
KR20220052594A
KR20220052594A KR1020200136723A KR20200136723A KR20220052594A KR 20220052594 A KR20220052594 A KR 20220052594A KR 1020200136723 A KR1020200136723 A KR 1020200136723A KR 20200136723 A KR20200136723 A KR 20200136723A KR 20220052594 A KR20220052594 A KR 20220052594A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heating
heater
electronic cigarette
resistance
heating element
Prior art date
Application number
KR1020200136723A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102508888B1 (ko
Inventor
나혁휘
황호석
임상섭
송치선
박성범
Original Assignee
주식회사 아이티엠반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아이티엠반도체 filed Critical 주식회사 아이티엠반도체
Priority to KR1020200136723A priority Critical patent/KR102508888B1/ko
Priority to US17/390,214 priority patent/US20220117306A1/en
Priority to CN202110891869.XA priority patent/CN114376279A/zh
Publication of KR20220052594A publication Critical patent/KR20220052594A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102508888B1 publication Critical patent/KR102508888B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/46—Shape or structure of electric heating means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/46—Shape or structure of electric heating means
    • A24F40/465—Shape or structure of electric heating means specially adapted for induction heating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/10—Devices using liquid inhalable precursors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A24F40/53—Monitoring, e.g. fault detection
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A24F40/57—Temperature control
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0202—Switches
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/748—Resistive heating elements, i.e. heating elements exposed to the air, e.g. coil wire heater
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/105—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor
    • H05B6/108—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor for heating a fluid
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/20—Devices using solid inhalable precursors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

본 발명은 권련 등의 피가열체를 초기에는 직접 가열 방식으로 신속하게 가열할 수 있고, 이후에는 유도 가열 방식으로 온도를 유지하면서 소비 전력을 낮출 수 있어서 최적의 가열 효율을 얻을 수 있게 하는 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치와 방법 및 전자 담배에 관한 것으로서, 피가열체를 가열할 수 있도록 상기 피가열체의 적어도 일부분과 대응되는 형상으로 형성되는 발열체; 상기 발열체와 열적으로 접촉되고, 상기 발열체를 저항 가열 방식으로 가열하는 제 1 히터; 상기 발열체로부터 일정한 거리만큼 이격되게 설치되고, 상기 발열체를 유도 가열 방식으로 가열하는 제 2 히터; 및 상기 제 1 히터와 상기 제 2 히터 사이에 설치되는 절연 부재;를 포함할 수 있다.

Description

이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치와 방법 및 전자 담배{Double heating type heat-emitting apparatus for electronic cigarette, heat-emitting method and electronic cigarette}
본 발명은 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치와 방법 및 전자 담배에 관한 것으로서, 더 상세하게는 권련 등의 피가열체를 초기에는 직접 가열 방식으로 신속하게 가열할 수 있고, 이후에는 유도 가열 방식으로 온도를 유지하면서 소비 전력을 낮출 수 있어서 최적의 가열 효율을 얻을 수 있게 하는 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치와 방법 및 전자 담배에 관한 것이다.
분리형 구조의 권련형 전자 담배와 같이, 홀더 구조가 분리형 구조인 전자 담배들은, 구조적으로 배터리 용량의 한계가 있기 때문에 에너지 효율이 매우 중요할 수 있다.
이러한 배터리 용량의 한계로 인하여, 저항열을 이용한 직접 가열 방식으로 발열체를 가열하는 경우, 충분한 예열 온도로 신속하게 도달할 수는 있지만, 지속적으로 가열하는 동안, 소비 전력이 많이 소모되어 장시간 사용할 수 없었던 문제점이 있었다.
반면에, 비교적 에너지 효율이 높은 유도 가열 방식으로 발열체를 가열하는 경우에는, 충분한 예열 온도로 예열하기가 어렵거나 또는 충분한 예열 온도로 예열하는 데에 소모되는 시간이 너무 오래 걸려서 사용자의 사용을 불편하게 했었던 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 발열체가 직접 가열 방식으로 빠른 시간에 적정 온도에 도달할 수 있고, 그 이후에는 유도 가열 방식으로 발열체의 소비 전력을 크게 낮출 수 있어서 낮은 배터리 용량에서도 최적의 가열 효율을 극대화하여 가열 유지 기간을 증대할 수 있으며, 특히, 분리형 구조의 권련형 전자 담배에도 적용이 가능하게 하고, 직접 가열시 저항값을 측정하여 온도 센서로도 적용할 수 있게 하여 정확하고 정밀한 온도 제어를 가능하게 하는 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치와 방법 및 전자 담배을 제공하고자 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치는, 피가열체를 가열할 수 있도록 상기 피가열체의 적어도 일부분과 대응되는 형상으로 형성되는 발열체; 상기 발열체와 열적으로 접촉되고, 상기 발열체를 저항 가열 방식으로 가열하는 제 1 히터; 상기 발열체로부터 일정한 거리만큼 이격되게 설치되고, 상기 발열체를 유도 가열 방식으로 가열하는 제 2 히터; 및 상기 제 1 히터와 상기 제 2 히터 사이에 설치되는 절연 부재;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 발열체는, 원기둥 형상의 상기 피가열체의 일부분을 내부에 삽입할 수 있도록 열전도성이 우수하고, 유도 가열이 가능한 금속 재질의 파이프 형상일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 히터는, 상기 발열체의 외경면을 따라 코일 형태로 권취되는 직접 가열 히터이고, 상기 제 2 히터는, 상기 절연 부재의 외경면을 따라 코일 형태로 권취되는 유도 가열 히터일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 절연 부재는, 내열성이 우수한 적어도 피크(PEEK) 재질, 테프론 재질, 플라스틱 재질, 공기층 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 2 히터에서 발생되는 전자기파를 차단할 수 있도록 상기 제 2 히터를 둘러싸는 전자파 차단부; 및 상기 전자파 차단부를 보호할 수 있도록 상기 전자파 차단부를 둘러싸는 보호 부재;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 상기 제 1 히터에 저항 가열용 직류 또는 교류 전원을 인가하고, 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 제 2 히터에 유도 가열용 고주파 전원을 인가하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제어부는, 상기 제 1 히터에 저항 가열용 직류 또는 교류 전원을 인가하는 저항 가열 회로부; 상기 제 2 히터에 유도 가열용 고주파 전원을 인가하는 유도 가열 회로부; 상기 제 1 히터의 저항값을 측정하여 저항값 신호를 출력하는 저항값 측정부; 상기 저항값 측정부로부터 측정된 저항값을 이용하여 상기 제 1 히터의 온도 정보를 산출하고, 산출된 온도 정보를 기준으로 스위치 제어 신호를 인가하는 온도 판별부; 상기 온도 판별부로 상기 스위치 제어 신호를 인가받아 가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 상기 저항 가열 회로부를 구동시키고, 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 유도 가열 회로부를 구동시키는 스위치부;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 전자 담배는, 상술된 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 방법은, (a) 가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 발열체와 열적으로 접촉되고, 상기 발열체를 저항 가열 방식으로 가열하는 제 1 히터에 저항 가열용 전원을 인가하는 단계; 및 (b) 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 발열체로부터 일정한 거리만큼 이격되게 설치되고, 상기 발열체를 유도 가열 방식으로 가열하는 상기 제 2 히터에 유도 가열용 고주파 전원을 인가하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 (b) 단계 이전에, (c) 상기 제 1 히터의 저항값을 측정하여 가열 온도가 기준치에 도달되는 것을 판별하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발열체가 직접 가열 방식으로 빠른 시간에 적정 온도에 도달할 수 있고, 그 이후에는 유도 가열 방식으로 발열체의 소비 전력을 크게 낮출 수 있어서 낮은 배터리 용량에서도 최적의 가열 효율을 극대화하여 가열 유지 기간을 증대할 수 있으며, 특히, 분리형 구조의 권련형 전자 담배에도 적용이 가능하게 하고, 직접 가열시 저항값을 측정하여 온도 센서로도 적용할 수 있게 하여 정확하고 정밀한 온도 제어를 가능하게 하는 효과를 얻을 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치의 제 2 히터를 나타내는 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치의 제 1 히터를 나타내는 투시 사시도이다.
도 3은 도 1의 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치를 나타내는 부품 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치의 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 1의 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치의 유도 가열 회로부에서 인가되는 주파수별 시간에 따른 히팅 온도를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)의 제 2 히터(H2)를 나타내는 외관 사시도이고, 도 2는 도 1의 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)의 제 1 히터(H1)를 나타내는 투시 사시도이고, 도 3은 도 1의 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)를 나타내는 부품 분해 사시도이다.
먼저, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)는, 이중 가열 방식으로 권련 등의 피가열체를 가열할 수 있는 것으로서, 크게, 발열체(10)와, 제 1 히터(H1)와, 제 2 히터(H2) 및 절연 부재(20)를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 발열체(10)는, 권련 등의 피가열체(1)를 가열할 수 있도록 상기 피가열체(1)의 적어도 일부분과 대응되는 형상으로 형성되는 일종의 접촉식 열교환 구조체일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발열체(10)는, 전체적으로 원기둥 형상의 상기 피가열체(1)의 일부분을 내부에 삽입할 수 있도록 열전도성이 우수하고, 유도 가열이 가능하도록 철성분이 포함된 스텐레스 스틸이나, 스틸이나 주철이나 일부 알루미늄 합금 등 적어도 일부분이 자성을 갖는 금속 자성체 재질의 파이프 형상일 수 있다.
그러나, 이러한 상기 발열체(10)는 도면에만 반드시 국한되지 않는 것으로서, 파이프 형상 이외에도 상기 피가열체(1)의 일부분에 삽입할 수 있도록 핀형상으로 형성되거나, 판형상으로 형성되거나, 회로 형태로 형성되는 등 매우 다양한 형태의 발열체들이 모두 적용될 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 히터(H1)는, 상기 발열체(10)와 열적으로 접촉되어 직류 전원(또는 교류 전원)을 인가받아 상기 발열체(10)를 저항 가열 방식으로 직접 가열할 수 있도록 전기 저항률이 높은 히터 구조체일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 제 1 히터(H1)는, 상기 발열체(10)의 외경면을 따라 코일 형태로 권취되는 직접 가열 히터로서, 내열성이 높고 전기 저항률이 크며 성형성이 좋은 도전성 재질, 즉 철과 크롬의 합금, 니켈과 크롬의 합금, 텅스텐, 백금, 규화몰리브데넘, 탄화규소 등의 재질이 적용될 수 있다.
그러나, 이러한 상기 제 1 히터(H1)의 코일 형태나 언급된 재질 등은 상술된 내용에만 국한되지 않고 직접 가열 방식의 가열선, 가열판 등 매우 다양한 히터의 형태 및 재질이 모두 적용될 수 있다.
한편, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 히터(H2)는 상기 발열체(10)와 직접적으로 접촉되지 않도록 상기 발열체(10)로부터 일정한 거리만큼 이격되게 설치되고, 상기 발열체(10)를 유도 가열 방식으로 가열하는 일종의 인덕션 히팅 코일 구조체일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 제 2 히터(H2)는, 상기 절연 부재(20)의 외경면을 따라 코일 형태로 권취되고, 고주파수의 교류 전류를 인가받아서 유도 전자기장을 형성할 수 있도록 전기 저항률이 낮은 구리나, 알루미늄 재질로 이루어지는 유도 가열형 히팅 코일일 수 있다.
따라서, 상기 제 1 히터(H1)의 권취 직경은 상기 제 2 히터(H2)의 권취 직경 보다 작아서 상기 제 1 히터(H1)가 상기 제 2 히터(H2)의 내부에 동축으로 설치될 수 있다.
이 때, 상기 제 1 히터(H1)가 상기 제 2 히터(H2)는 서로 간섭되거나 쇼트되지 않도록 상기 제 1 히터(H1)와 상기 제 2 히터(H2) 사이에 절연 부재(20)가 설치될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 절연 부재(20)는, 상기 제 1 히터(H1)와 상기 제 2 히터(H2)를 서로 절연시킬 수 있도록 절연성 재질로 이루어지고, 상기 제 2 히터(H2)에 의해 유도된 유도 전자기장이 상기 발열체(10) 방향으로 전달될 수 있도록 절연성 및 내열성이 우수한 적어도 피크(PEEK) 재질, 테프론 재질, 플라스틱 재질, 공기층 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.
한편, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)는, 상기 제 2 히터(H2)에서 발생되는 전자기파를 차단할 수 있도록 상기 제 2 히터(H2)를 둘러싸는 전자파 차단부(30) 및 상기 전자파 차단부(30)를 보호할 수 있도록 상기 전자파 차단부(30)를 둘러싸는 보호 부재(40)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전자파 차단부(30)는 페라이트 시트나, 알루미늄 시트나, 구리 시트 등 유도 가열시 발생되는 전자기파를 차단할 수 있는 재질이 적용될 수 있다.
여기서, 상기 보호 부재(40) 역시, 절연성 및 내열성이 우수한 적어도 피크(PEEK) 재질, 테프론 재질, 플라스틱 재질, 공기층 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.
따라서, 상기 보호 부재(40)를 이용하여 상기 제 1 히터(H1)에서 발생된 고온의 열 에너지가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있고, 상기 전자파 차단부(30)를 이용하여 상기 제 2 히터(H2)에서 발생된 유도 전자기장이 외부로 방사되는 것을 방지할 수 있다.
그러므로, 사용자는 화상 등 각종 안전 사고를 예방할 수 있는 것은 물론이고, 유도 가열시 발생되는 전자기파를 차단하여 인체나 기타 전자기기들에게 줄 수 있는 악영향을 방지할 수 있다.
도 4는 도 1의 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)의 제어부(50)를 나타내는 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)는, 가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 상기 제 1 히터(H1)에 저항 가열용 직류 또는 교류 전원을 인가하고, 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 제 2 히터(H2)에 유도 가열용 고주파 전원을 인가하는 제어부(50)를 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(50)는, 상기 제 1 히터(H1)에 저항 가열 회로(56)를 이용하여 직류 또는 교류 전원을 인가하는 저항 가열 회로부(51)와, 상기 제 2 히터(H2)에 풀 브릿지 컨버터(Full-Bridge Converter)를 갖는 유도 가열용 유도 가열 히터 IC(57)를 이용하여 고주파 전원을 인가하는 유도 가열 회로부(52)와, 상기 제 1 히터(H1)의 저항값을 측정하여 저항값 신호를 출력하는 저항값 측정부(53)와, 상기 저항값 측정부(53)로부터 측정된 저항값을 이용하여 상기 제 1 히터(H1)의 온도 정보를 산출하고, 산출된 온도 정보를 기준으로 스위치 제어 신호를 인가하는 온도 판별부(54)와, 상기 온도 판별부(54)로 상기 스위치 제어 신호를 인가받아 가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 상기 저항 가열 회로부(51)를 구동시키고, 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 유도 가열 회로부(52)를 구동시키는 스위치부(55)를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 제어부(50)는 상기 제 1 히터(H1)의 저항값을 측정하여 상기 제 1 히터(H1)의 온도 정보를 산출하고, 산출된 온도 정보를 기준으로 가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 상기 저항 가열 회로부(51)를 구동시키고, 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 유도 가열 회로부(52)를 구동시킬 수 있다.
도 5는 도 1의 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)의 유도 가열 회로부(52)에서 인가되는 주파수별 시간에 따른 히팅 온도(Heating Temp.)를 나타내는 그래프이다.
도 4의 상기 유도 가열 회로부(52)는, 상기 제 2 히터(H2)에 풀 브릿지 컨버터(Full-Bridge Converter)를 갖는 유도 가열용 유도 가열 히터 IC(57)를 이용하여 고주파 전원을 인가할 수 있는 것으로서, 도 5에 도시된 그래프와 같이, 상기 고주파 전원의 주파수가 200kHz, 400kHz, 700kHz로 높이면 높일수록 히팅 온도에 도달되는 시간을 줄일 수 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 유도 가열만으로도 히팅 온도에 신속하게 도달될 수 없기 때문에, 상술된 바와 같이, 직접 가열 방식의 상기 제 1 히터(H1)를 이용하여 초기 가열 속도를 높일 수 있고, 그 이후에는 사용되는 배터리 전력량을 고려하여 200kHz, 400kHz, 700kHz 등 최적의 주파수를 선택하여 상기 제 2 히터(H2)에 고주파 전원을 인가하여 배터리의 에너지 효율을 극대화할 수 있다.
이러한 도 5의 주파수별 히팅 온도 도달 시간은 가열 환경, 가열 장치의 스팩, 피가열체의 형태 등에 따라 달라질 수 있는 것으로서, 상기 제 2 히터(H2)에 인가되는 고주파 전원의 주파수는 상황에 따라 최적화 설계될 수 있다.
한편, 본 발명은 상술된 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)를 포함한 전자 담배를 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 전자 담배의 구성 및 역할은 상술된 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)와 동일할 수 있는 것으로서, 상세한 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 방법은, (a) 가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 발열체(10)와 열적으로 접촉되고, 상기 발열체(10)를 저항 가열 방식으로 가열하는 제 1 히터(H1)에 저항 가열용 전원을 인가하는 단계와, (c) 상기 제 1 히터(H1)의 저항값을 측정하여 가열 온도가 기준치에 도달되는 것을 판별하는 단계 및 (b) 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 발열체(10)로부터 일정한 거리만큼 이격되게 설치되고, 상기 발열체(10)를 유도 가열 방식으로 가열하는 상기 제 2 히터(H2)에 유도 가열용 고주파 전원을 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
그러므로, 상기 발열체(10)가 직접 가열 방식으로 빠른 시간에 적정 온도에 도달할 수 있고, 그 이후에는 유도 가열 방식으로 발열체의 소비 전력을 크게 낮출 수 있어서 낮은 배터리 용량에서도 최적의 가열 효율을 극대화하여 가열 유지 기간을 증대할 수 있으며, 특히, 분리형 구조의 권련형 전자 담배에도 적용이 가능하게 하고, 직접 가열시 저항값을 측정하여 온도 센서로도 적용할 수 있게 하여 정확하고 정밀한 온도 제어를 가능하게 할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 피가열체
10: 발열체
H1: 제 1 히터
H2: 제 2 히터
20: 절연 부재
30: 전자파 차단부
40: 보호 부재
50: 제어부
51: 저항 가열 회로부
52: 유도 가열 회로부
53: 저항값 측정부
54: 온도 판별부
55: 스위치부
100: 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치

Claims (10)

  1. 피가열체를 가열할 수 있도록 상기 피가열체의 적어도 일부분과 대응되는 형상으로 형성되는 발열체;
    상기 발열체와 열적으로 접촉되고, 상기 발열체를 저항 가열 방식으로 가열하는 제 1 히터;
    상기 발열체로부터 일정한 거리만큼 이격되게 설치되고, 상기 발열체를 유도 가열 방식으로 가열하는 제 2 히터; 및
    상기 제 1 히터와 상기 제 2 히터 사이에 설치되는 절연 부재;
    를 포함하는, 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열체는, 원기둥 형상의 상기 피가열체의 일부분을 내부에 삽입할 수 있도록 열전도성이 우수하고, 유도 가열이 가능한 금속 재질의 파이프 형상인, 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 히터는, 상기 발열체의 외경면을 따라 코일 형태로 권취되는 직접 가열 히터이고,
    상기 제 2 히터는, 상기 절연 부재의 외경면을 따라 코일 형태로 권취되는 유도 가열 히터인, 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 절연 부재는, 내열성이 우수한 적어도 피크(PEEK) 재질, 테프론 재질, 플라스틱 재질, 공기층 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는, 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 히터에서 발생되는 전자기파를 차단할 수 있도록 상기 제 2 히터를 둘러싸는 전자파 차단부; 및
    상기 전자파 차단부를 보호할 수 있도록 상기 전자파 차단부를 둘러싸는 보호 부재;
    를 더 포함하는, 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 상기 제 1 히터에 저항 가열용 직류 또는 교류 전원을 인가하고, 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 제 2 히터에 유도 가열용 고주파 전원을 인가하는 제어부;
    를 더 포함하는, 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 히터에 저항 가열용 직류 또는 교류 전원을 인가하는 저항 가열 회로부;
    상기 제 2 히터에 풀 브릿지 컨버터(Full-Bridge Converter)를 이용하여 유도 가열용 고주파 전원을 인가하는 유도 가열 회로부;
    상기 제 1 히터의 저항값을 측정하여 저항값 신호를 출력하는 저항값 측정부;
    상기 저항값 측정부로부터 측정된 저항값을 이용하여 상기 제 1 히터의 온도 정보를 산출하고, 산출된 온도 정보를 기준으로 스위치 제어 신호를 인가하는 온도 판별부;
    상기 온도 판별부로 상기 스위치 제어 신호를 인가받아 가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 상기 저항 가열 회로부를 구동시키고, 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 유도 가열 회로부를 구동시키는 스위치부;
    를 포함하는, 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치를 포함하는, 전자 담배.
  9. (a) 가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 발열체와 열적으로 접촉되고, 상기 발열체를 저항 가열 방식으로 가열하는 제 1 히터에 저항 가열용 전원을 인가하는 단계; 및
    (b) 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 발열체로부터 일정한 거리만큼 이격되게 설치되고, 상기 발열체를 유도 가열 방식으로 가열하는 상기 제 2 히터에 유도 가열용 고주파 전원을 인가하는 단계;
    를 포함하는, 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 (b) 단계 이전에,
    (c) 상기 제 1 히터의 저항값을 측정하여 가열 온도가 기준치에 도달되는 것을 판별하는 단계;
    를 더 포함하는, 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치.
KR1020200136723A 2020-10-21 2020-10-21 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치와 방법 및 전자 담배 KR102508888B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200136723A KR102508888B1 (ko) 2020-10-21 2020-10-21 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치와 방법 및 전자 담배
US17/390,214 US20220117306A1 (en) 2020-10-21 2021-07-30 Dual-heating tobacco heater and heating method, and heated tobacco product
CN202110891869.XA CN114376279A (zh) 2020-10-21 2021-08-04 双重加热方式的电子烟用发热装置和方法及电子烟

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200136723A KR102508888B1 (ko) 2020-10-21 2020-10-21 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치와 방법 및 전자 담배

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220052594A true KR20220052594A (ko) 2022-04-28
KR102508888B1 KR102508888B1 (ko) 2023-03-10

Family

ID=81184793

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200136723A KR102508888B1 (ko) 2020-10-21 2020-10-21 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치와 방법 및 전자 담배

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220117306A1 (ko)
KR (1) KR102508888B1 (ko)
CN (1) CN114376279A (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023224315A1 (en) * 2022-05-17 2023-11-23 Kt&G Corporation Aerosol generating device
CN115623625A (zh) * 2022-09-14 2023-01-17 深圳市基克纳科技有限公司 一种温度控制方法、双发热系统以及计算机可读存储介质
WO2024180122A1 (en) 2023-03-01 2024-09-06 Jt International Sa Aerosol generation device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190039713A (ko) * 2016-08-31 2019-04-15 필립모리스 프로덕츠 에스.에이. 인덕터를 갖춘 에어로졸 발생 장치
KR101989855B1 (ko) * 2017-04-18 2019-06-17 주식회사 아모센스 궐련형 전자담배장치용 발열히터
KR20190076892A (ko) * 2017-12-22 2019-07-02 센젠 퍼스트 유니온 테크놀러지 캄파니 리미티드 가열장치 및 흡연 도구
KR20190093147A (ko) * 2018-01-31 2019-08-08 센젠 퍼스트 유니온 테크놀러지 캄파니 리미티드 가열장치 및 전자 담배
KR20200009993A (ko) * 2018-07-20 2020-01-30 주식회사 맵스 궐련형 전자담배 비접촉 발열장치

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201511361D0 (en) * 2015-06-29 2015-08-12 Nicoventures Holdings Ltd Electronic vapour provision system
GB201612945D0 (en) * 2016-07-26 2016-09-07 British American Tobacco Investments Ltd Method of generating aerosol
CN207040894U (zh) * 2017-06-28 2018-02-27 深圳市合元科技有限公司 分段加热式电子烟具
CN207040896U (zh) * 2017-06-29 2018-02-27 深圳市合元科技有限公司 混合加热式电子烟具及发热元件
HUE055702T2 (hu) * 2017-08-09 2021-12-28 Philip Morris Products Sa Aeroszol-fejlesztõ rendszer több indukciós tekerccsel
CN207754554U (zh) * 2017-12-22 2018-08-24 深圳市合元科技有限公司 一种加热装置及烟具
WO2019179004A1 (zh) * 2018-03-21 2019-09-26 深圳市卓力能电子有限公司 一种烤烟型电子烟的发热体
US20220117307A1 (en) * 2019-03-11 2022-04-21 Nicoventures Trading Limited Aerosol-generating device
US20230346025A1 (en) * 2019-04-29 2023-11-02 Inno-It Co., Ltd. Complex Heating Type Aerosol Generating Device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190039713A (ko) * 2016-08-31 2019-04-15 필립모리스 프로덕츠 에스.에이. 인덕터를 갖춘 에어로졸 발생 장치
KR101989855B1 (ko) * 2017-04-18 2019-06-17 주식회사 아모센스 궐련형 전자담배장치용 발열히터
KR20190076892A (ko) * 2017-12-22 2019-07-02 센젠 퍼스트 유니온 테크놀러지 캄파니 리미티드 가열장치 및 흡연 도구
KR20190093147A (ko) * 2018-01-31 2019-08-08 센젠 퍼스트 유니온 테크놀러지 캄파니 리미티드 가열장치 및 전자 담배
KR20200009993A (ko) * 2018-07-20 2020-01-30 주식회사 맵스 궐련형 전자담배 비접촉 발열장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102508888B1 (ko) 2023-03-10
US20220117306A1 (en) 2022-04-21
CN114376279A (zh) 2022-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102508888B1 (ko) 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치와 방법 및 전자 담배
US7057144B2 (en) Induction heating device
JP5295374B2 (ja) 加熱装置
CN107538100A (zh) 烙铁
JP2000030850A (ja) 熱ローラー装置
JP2009277547A (ja) 電磁誘導加熱式流体加熱装置
JP2000029332A (ja) 熱ローラー装置
CN104132449A (zh) 电磁液体加热器
JP5023555B2 (ja) 誘導加熱装置
CN112826151A (zh) 一种涡流发热体和气溶胶发生装置
JP2017141658A (ja) 防水工事用アスファルト溶解装置
Pascual et al. Small-sized immersible water heaters for domestic induction heating technology
JP3861731B2 (ja) 誘導加熱装置
US20090084775A1 (en) Inductive heating apparatus and method
JP2009048867A (ja) 加熱調理器
JP2004171929A (ja) 誘導加熱装置
JP2002056959A (ja) 誘導加熱装置
JP4345491B2 (ja) 誘導加熱装置
JP4200307B2 (ja) 誘導加熱調理器
JP3883478B2 (ja) 誘導加熱装置
JP4848792B2 (ja) 誘導加熱装置
JP3785569B2 (ja) 誘導加熱調理器
JP3123073U (ja) Ｕ字型磁性コアによる電磁誘導加熱式ラジエーター
JP3741680B2 (ja) 誘導加熱装置
JP2001078884A (ja) 炊飯器

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant