KR20220127906A - 가열장치 - Google Patents

Abstract

가열장치에 있어서, 상기 가열장치는 에어로졸 생성 매트릭스를 가열하여 이 중에 함유된 적어도 1종의 성분을 휘발시켜 에어로졸을 형성하는데 사용되며, 상기 가열장치는 발열체(11)를 포함하며, 상기 발열체(11)는 적어도 일부 에어로졸 생성 매트릭스를 수용하기 위한 챔버를 구비한 베이스 바디(111)를 포함하며; 상기 챔버의 외표면에 형성되어 온도 상승 후 적외선을 방사할 수 있는 적외선 방사 코팅층(112)을 더 포함하며, 적어도 적외선 방사 방식으로 상기 챔버 내에 있는 에어로졸 생성 매트릭스에 에너지를 전달하여 상기 에어로졸 생성 매트릭스에 함유된 적어도 1종의 성분을 휘발시켜 에어로졸을 형성하며; 상기 챔버 외표면의 표면거칠기는 상기 챔버 내표면의 표면거칠기보다 크다. 베이스 바디(111)의 외표면과 적외선 전열 코팅층 계면 사이에 거친 표면이 형성되어, 상기 적외선 전열 코팅층에서 방사된 적외선의 계면 반사를 감소시켜 전력 효율을 향상시키는 목적을 달성한다.

Description

가열장치

본 발명은 흡연 세트 분야에 관한 것으로, 특히, 에어로졸 생성 매트릭스를 가열하여 그 중에 함유된 적어도 1종의 성분을 휘발시켜 사용자가 흡식할 수 있는 에어로졸을 형성하기 위한 가열장치에 관한 것이다.

본 발명은 2020년 01월 16일, 중국 특허청에 제출된 출원번호가 202020095231.6, 발명 명칭이 “가열장치”인 발명에 대한 중국특허출원의 우선권을 청구하며, 해당 발명의 전부 내용은 인용의 방식으로 본 발명에 포함된다.

담배, 시가와 같은 전통적인 흡연 제품은 사용 중 담배를 연소하여 사용자가 흡식할 수 있는 연무를 생성하게 되며, 연소 과정에서 흡연 제품은 니코틴과 같은 활성 성분을 휘발시키면서 불완전 연소와 같은 이유로 타르, 일산화탄소 등과 같은 유해한 발암성 물질도 생성하게 되며, 이와 같은 물질 또한 흡연자의 건강문제를 유발하는 주요한 원인 물질이라는 것이 실증되고 있다. 현재, 담배를 연소하지 않고도 니코틴과 같은 화합물을 방출하여 이와 같은 담배 연소 제품을 대체할 수 있는 비연소형 제품을 생산하여 흡연의 위해를 줄이기 위한 개발자의 시도도 있다. 비연소형 담배 제품은 이와 같은 유형 제품의 예로 들 수 있으며, 이와 같은 흡연 제품은 연소하지 않고 가열에 의해 니코틴과 같은 유효한 화합물을 방출하여, 연소에 따른 연무 중에 함유된 타르, 일산화탄소와 같은 유해한 발암성 물질의 방출을 대폭 줄여준다.

저온 전자담배의 적외선 가열관은 신형의 저온 전자담배 가열 부재로, 해당 가열관 표면은 화학 기상 증착 등과 같은 방법을 적용하여 ATO 필름과 같은 적외선 전열 필름을 코팅하며, 전원 인가에 따른 발열을 통해 열을 적외선 방사 에너지로 전환하는 형식으로 튜브에 든 흡연 제품을 가열한다. 이러한 가열 방식으로 가열된 흡연 제품은 열전도에 의존하는 기존 가열 방식에 비해 담배의 맛과 연무량이 더 우수하다. 이는 적외선 가열의 더 나은 온도 필드 균일성과 특정 침투 능력에 의해, 흡연 제품 내부에 든 담배 등과 같은 재료가 적외선 방사에 의해 거의 동시에 가열되는 데 기인된다.

상기와 같은 구조를 채택한 흡연 세트에는 적외선 전열코팅층이 흡연 제품의 외주변에서 방사되고, 적외선 코팅층이 베이스 바디 내부에 있는 흡연 제품에 적외선을 방사하는 경우, 베이스 바디의 존재로 인해 적외선 전열코팅층과 베이스 바디 사이의 인터페이스에 반사 인터페이스가 존재하여, 적외선의 일부가 반사되면서 적외선의 투과율과 방사율의 저하를 유발하게 되고, 이에 의해 적외선 전열코팅층의 전원 이용율이 낮아지고, 진일보로, 흡연 제품의 예열 속도와 연무 방출 속도에 영향 주어 사용자의 흡연 체험이 떨어지는 문제점이 존재한다．

본 발명은 종래의 기술 중에 존재하는 전원 이용효율이 낮은 문제점을 해결하고 사용자의 흡연 체험을 개선하기 위한 가열장치를 안출한다．

본 발명은 안출된 가열장치를 통해 에어로졸 생성 매트릭스를 가열하여 이 중에 함유된 적어도 1종의 성분을 휘발시켜 사용자가 흡연할 수 있는 에어로졸을 형성하며, 이와 같은 가열장치는 발열체를 포함하며, 상기 발열체는:

적어도 일부 에어로졸 생성 매트릭스를 수용하기 위한 챔버를 구비한 베이스 바디;

상기 챔버의 외표면에 구성되어, 온도가 상승되면서 적외선을 방사하는 데 적용되며, 적어도 적외선 방사 방식으로 상기 챔버 내에 수용된 상기 에어로졸 생성 매트릭스에 에너지를 전달하여, 상기 에어로졸 생성 매트릭스에 함유된 적어도 1종의 성분을 휘발시켜 에어로졸을 형성하는 적외선 방사 코팅층;을 포함하며,

상기 챔버 외표면의 표면거칠기는 상기 챔버 내표면의 표면거칠기보다 크다.

또한, 상기 베이스 바디는 관형 모양을 가지며, 상기 베이스 바디의 내표면에 상기 챔버를 형성한다.

또한, 상기 챔버의 외표면은 불규칙적인 거친 표면을 가진다.

또한, 상기 불규칙적인 거친 표면은 기계적 가공 또는 화학적 부식 또는 레이저 에칭에 의해 형성되는 거친 표면이다.

또한, 챔버의 외표면은 기본적으로 규칙적인 거친 표면을 가진다.

또한, 상기 기본적으로 규칙적인 거친 표면은 어레이로 분포된 다수 돌기를 포함한다.

또한, 상기 기본적으로 규칙적인 거친 표면은 축 방향 또는 원주 방향으로 분포된 다수 요홈을 포함한다.

또한, 베이스 바디는 석영 유리 재질을 채택한다.

또한, 상기 적외선 방사 코팅층은 전력 인가를 통해 온도가 상승되면서 적외선을 방사하는 적외선 전열 코팅층이며; 상기 적외선 전열 코팅과 전기적으로 연결되어 전력을 상기 적외선 전열코팅층으로 전송하는 데 사용되는 전극 코팅층을 더 포함한다.

또한, 반사부재 및/또는 단열부재를 더 포함되며, 상기 반사부재 및/또는 단열부재는 상기 발열체의 외주 둘레에 구성되어 적어도 일부 열이 상기 발열체 주위로 산실되는 것을 방지한다.

또한, 상기 단열 부재는 진공관, 에어로젤관, 에어로젤 펠트 또는 다공성 폴리우레탄층을 포함한다.

또한, 상기 반사부재의 반사 코팅층은 금속 튜브를 포함할 수 있으며, 상기 금속 튜브는 매끄러운 내표면을 가지며; 상기 반사부재는 ITO 층일 수도 있다.

적외선 방사의 원리에 따르면, 방사율 + 반사율 + 투과율 = 1을 충족시키기에 적외선 발열체의 전력 효율을 향상시키기 위해 반사면을 거칠게 하여 표면의 반사율을 줄이는 것과 같은 방식을 적용하여 적외선 발열체의 전력 효율을 향상시킨다. 본 발명에서 베이스 바디의 외표면, 즉, 적외선 전열 코팅층과 베이스 바디 계면 부위는 매끄럽지 않은 표면으로 제작하여, 상기 적외선 전열 코팅층이 방사하는 적외선에 대한 계면 부위의 반사량을 감소시켜, 진일보로 상기 전력 효율을 높이는 목적을 달성할 수 있다.

1개 또는 다수 실시예는 대응된 도면 중의 이미지에 의해 예시적으로 설명되며, 이러한 예시적인 설명은 실시예를 한정하는 것이 아니며, 도면에서 동일한 참조 숫자로 표기된 부호를 갖는 소자는 유사한 소자를 나타내며, 별도의 언급이 없는 한 첨부된 도면에 대하여 축척 제한을 구성하지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 불규칙적인 거친 표면을 가진 베이스 바디 개략도;
도 2는 규칙적인 거친 표면을 가진 베이스 바디 개략도;
도 3은 다른 유형의 규칙적인 거친 표면을 가진 베이스 바디 개략도;
도 4는 본 발명의 일 실시방식에 따른 발열체 개략도;
도 5는 본 발명에 따른 가열장치 분해도.

본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면 및 구체적인 실시예를 참조하여 다음과 같이 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명과 관련하여 설명해야 할 부분이라면, 한 소자가 다른 소자에 "고정"되는 것으로 언급되는 경우, 이와 같은 소자는 다른 소자 상에 직접 존재하거나, 또는 그 사이에 1개 또는 다수의 중앙 부위에 있는 소자가 존재할 수 있음에 유의해야 한다. 한 소자가 다른 소자에 "연결"되는 것으로 언급되는 경우, 이와 같은 소자는 다른 소자에 직접 연결되거나, 또는 그 사이에 1개 또는 다수의 중앙 부위에 있는 소자가 존재할 수 있음에 유의해야 한다. 본 명세서에 언급된 "상", "하", "좌", "우", “내” , “외” 및 이와 유사한 용어 상의 표현은 단지 설명을 위한 목적으로 사용된다.

별도로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 발명의 명세서에 적용한 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위한 목적으로만 사용된 것으로, 본 발명을 한정하기 위한 의도로 적용되지 아니한다. 본 명세서에 적용된 용어 "및/또는"은 1개 또는 다수의 관련된 나열 항목에 대한 임의 및 모든 조합을 포함한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하며, 이와 같은 설명은 단지 본 발명의 구상에 대한 이해를 돕기 위함이며, 본 발명은 이와 같은 설명의 범위에 한정되지 아니한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의해 제공되는 발열체 베이스 바디(111)에 있어서, 상기 베이스 바디는 석영 유리관이고, 상기 석영 유리관은 둥근 튜브이며, 내부에 흡연 제품을 수용하기 위한 챔버가 형성되고, 상기 석영 유리관의 내표면은 매끄러운 표면이며, 외표면은 거칠게 가공된 표면이다.

상기 거친 표면에 적외선 코팅층이 형성되며, 본 실시예에서 상기 적외선 코팅층은 적외선 전열 코팅층으로, 전원으로부터 전력을 공급받아 온도가 상승되면서, 적외선을 방사하게 되는데; 상기 적외선 방사 코팅층은 전기적으로 절연될 수 있는 것으로 이해될 수 있으며, 별도의 가열장치를 통해 온도가 상승된다. 본 실시예에서 적외선 전열 코팅층은 안티몬이 혼합된 산화주석 코팅으로, 용사 공법을 통해 베이스 바디 외표면에 증착된다.

상기 베이스 바디의 거친 표면은 불규칙적인 거친 표면일 수 있고, 거친 표면은 기계적인 연삭 또는 화학적 부식 또는 레이저 삭마와 같은 통상적인 처리 방법에 의해 제작될 수 있으며;

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예를 통해 제공되는 발열체 베이스 바디(111)에 있어서, 상기 베이스 바디(111)의 거친 표면은 규칙적인 조면, 예를 들어 돌기들이 어레이 형태로 분포된 조면일 수 있으며, 상기 돌기는 다각형 또는 피라미드형태일 수 있으며; 다른 예를 들어, 외표면의 축 방향 또는 원주 방향을 따라 조밀하게 배열된 요홈 등일 수도 있으며; 상기 규칙적인 거친 표면은 기계적 엠보싱 또는 레이저 삭마 등의 방법에 의해 제작될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 베이스 바디(111)에 있는 발열체(11)를 포함하며, 상기 발열체(11)는 전기적으로 베이스 바디(111)의 외표면에 구비된 적외선 전열 코팅층(112) 및 적외선 전열 코팅층(112)과 전도적으로 연결된 제1 전극(113) 및 제2 전극(114)을 더 포함한다.

다른 실시예에서, 상기 제1 전극(113) 및 상기 제2 전극(114)은 베이스 바디(111)의 세로 방향으로 연장되는 대향 구성된 전극 스트립을 더 포함할 수 있으며, 상기 전극 스트립은 상기 전극을 통해 인가된 전류를 상기 적외선 전열 코팅층(112)의 원주 "?향?* 따라 흐를 수 있게 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열장치(100)를 나타내며, 하우징 어셈블리(6)와 상기 발열체(11)를 포함하며, 발열체(11)는 하우징 어셈블리(6) 내부에 구성된다. 본 실시예의 가열장치(100)는 베이스 바디(111)의 외면에 적외선 전열코팅층(112) 및 적외선 전열코팅층(112)과 전도적으로 연결된 제1 전극(113) 및 제2 전극(114)이 구성되어, 적외선 전열코팅층(112)이 적외선을 방사하여, 베이스 바디(111)의 챔버 내에 수용된 에어로졸 생성 매트릭스를 방사 가열한다.

하우징 어셈블리(6)는 하우징(61), 고정 하우징(62), 고정 시트(14, 15) 및 하단캡(64)을 포함하며, 고정 하우징(62)과 고정 시트(14, 15)는 전부 하우징(61)에 고정되며, 이 중, 고정시트(14, 15)는 베이스 바디(111)를 고정하기 위해 사용되며, 고정시트(14, 15)가 고정 하우징(62) 내부에 구성되며, 하단캡(64)은 하우징(61)의 일단에 구성되며, 하우징(61)을 캡으로 덮는다. 구체적으로, 고정 베이스(14, 15)는 제1 고정시트(14)와 제2 고정시트(15)를 포함하며, 제1 고정시트(14)와 제2 고정시트(15)는 모두 고정 하우징(62) 내부에 구성되며, 베이스 바디(111)의 제1 단과 제2 단은 각각 제1 고정시트(14)와 제2 고정시트(15) 상에 고정되며, 하단캡(64) 상에는 흡기 파이프(641)가 돌출 구성되며, 제2 고정시트(15)는 제1 고정시트(14)로부터 멀리 떨어진 일단에서 흡기 파이프(641)와 연결되며, 제1 고정시트(14), 베이스 바디(111), 제2 고정시트(15) 및 흡기 파이프(641) 등은 동축 상에 구성되고, 베이스 바디(111)는 제1 고정시트(14) 및 제2 고정시트(15)와 밀봉 구성되며, 제2 고정시트(15)와 흡기 파이프(641) 사이도 밀봉 구성되며, 흡기 파이프(641)는 외부 공기와 연통되어 사용자가 흡연 시 공기가 원활하게 진입할 수 있게 한다.

가열장치(100)는 메인 제어 회로 기판(3)과 배터리(7)를 더 포함한다. 고정 하우징(62)은 전방 하우징(621)과 후방 하우징(622)을 포함하며, 전방 하우징(621)과 후방 하우징(622)은 고정 연결되며, 메인 제어 회로 기판(3)과 배터리(7)는 모두 고정 하우징(62) 내부에 구성되며, 배터리(7)는 메인 제어 회로 기판(3)과 전기적으로 연결되며, 버튼(4)은 하우징(61) 상에 돌출 구성되어 메인 제어 회로 기판(3)과 전기적으로 연결되며, 버튼(4)을 누르면 베이스 바디(111) 표면에 있는 적외선 전열 코팅층(112)에 대한 통전 또는 단전을 구현한다. 메인 제어 회로 기판(3)은 또한 하단캡(64) 상에 노출된 충전 단자(31)와 연결되어, 사용자는 충전 단자(31)를 통해 가열장치(100)에 대한 충전 또는 업그레이드를 진행하여, 가열장치(100)의 지속적인 사용을 보장해 준다.

가열장치(100)는 단열 부재(16)를 더 포함하며, 본 실시예에서, 단열 부재(16)는 중공 단열 튜브를 채택하며, 바람직하게는 주변 기압보다 낮은 내부 기압을 갖는 진공 단열 튜브를 채택하며, 단열 부재(16)는 고정 하우징(62) 내부에 구성되며, 단열 부재(16)는 베이스 바디(111) 외부에 슬리빙 가능하게 구성되며, 단열부재(16)를 통해 다량의 열이 하우징(61)으로 전달되어 사용자의 손이 뜨거움을 느끼는 것을 방지할 수 있다. 단열 부재(16)도 적외선 반사 코팅층을 도포하거나 반사 부재를 내장하여 베이스 바디(111) 상에 있는 적외선 전열 코팅층(112)에 의해 방사된 적외선을 적외선 전열층으로 반사시켜 가열 효율을 높일 수 있다.

가열장치(100)는 베이스 바디(111)의 실시간 온도를 검출하고, 검출된 실시간 온도를 메인 제어 회로 기판(3)으로 전송하는데 사용되는 NTC 온도 센서(2)를 더 포함하며, 메인 제어 회로 기판(3)은 이와 같은 실시간 온도에 따라 적외선 전열 코팅층(112)에 공급되는 전력의 크기를 조절한다. 구체적으로, NTC 온도 센서(2)에 의해 베이스 바디(111) 내부 실시간 온도가 낮은 것으로 검출되는 경우, 예를 들어 베이스 바디(111) 내부 온도가 150℃ 미만으로 검출되는 경우, 메인 제어 회로 기판(3)은 배터리(7)를 제어하여 전극에 더 높은 전압을 출력하게 하고, 적외선 전열 코팅층(112)에 인가되는 전류를 증가시키면서, 에어로졸 형성 매트릭스 가열용 출력을 증가시켜, 사용자가 담배 첫모금을 흡입하기 위해 대기하는 시간을 감소시킨다. NTC 온도 센서(2)에 의해 베이스 바디(111)의 온도가 200℃-250℃인 것이 감지되면, 메인 제어 회로 기판(3)은 전극에 더 낮은 유지 전압을 출력하도록 배터리(7)를 제어하며; NTC 온도 센서(2)에 의해 베이스 바디(111) 내부 온도가 250℃이상인 것이 감지되면, 메인 제어 회로 기판(3)은 배터리(7)를 제어하여 전압을 전극으로 출력하는 것을 중지한다.

본 발명은 명세서 및 첨부된 도면을 통해 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하며, 단, 본 발명은 본 명세서에 기재된 실시예에 한정되지 않고 다양하게 상이한 방식으로 구현될 수 있다. 이와 같은 실시예는 본 발명의 내용에 대한 추가적인 제한으로 적용되는 것이 아니라, 본 발명이 개시하는 내용을 보다 명백하게 전면 이해하도록 돕기 위한 목적으로 제공된다는 점에 유의해야 한다. 또한, 상기 각 기술적 특징은 계속하여 상호 조합을 통해 상기에 나열되지 않은 다양한 실시예를 형성할 수 있으며, 이와 같은 실시예는 전부 본 발명의 명세서 기재 범위에 드는 것으로 간주되며; 나아가, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 위의 설명에 기반하여 개선하거나 변형할 수 있으며, 이와 같은 모든 개선 및 변형은 본 발명에 기재된 특허 청구 보호 범위에 속함은 자명하다.

Claims (10)

1. 가열장치에 있어서,
   가열장치는 에어로졸 생성 매트릭스를 가열하여 이 중에 함유된 적어도 하나의 성분을 휘발시켜 에어로졸을 형성하는 데 사용되며, 이와 같은 가열장치는 발열체를 포함하며,
   상기 발열체는:
   적어도 부분적인 에어로졸 생성 매트릭스를 수용하는 챔버를 구성하며, 상기 챔버 외표면의 표면거칠기가 상기 챔버 내표면의 표면거칠기보다 큰 베이스 바디;
   상기 챔버의 외표면에 구성되어, 온도 상승에 의해 적외선을 방사하는 데 적용되며, 적어도 적외선 방사 방식으로 상기 챔버 내에 수용된 상기 에어로졸 생성 매트릭스에 에너지를 전달하여, 상기 에어로졸 생성 매트릭스에 함유된 적어도 1종의 성분을 휘발시켜 에어로졸을 형성하는 적외선 방사 코팅층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 베이스 바디는 관형 모양을 가지며, 상기 베이스 바디의 내부에 상기 챔버를 형성하는 것을 특징으로 하는 가열장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 챔버의 외표면은 불규칙적인 거친 표면인 것을 특징으로 하는 가열장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 불규칙적인 거친 표면은 기계적 가공 또는 화학적 부식 또는 레이저 에칭에 의해 형성되는 거친 표면인 것을 특징으로 하는 가열장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 챔버의 외표면은 기본적으로 규칙적인 거친 표면인 것을 특징으로 하는 가열장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 기본적으로 규칙적인 거친 표면은 어레이로 분포된 다수 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 기본적으로 규칙적인 거친 표면은 기본적으로 축 방향 또는 원주 방향으로 분포된 다수 요홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치.
8. 제1항 또는 제2항 또는 제4항 또는 제6항 또는 제7항에 있어서,
   상기 베이스 바디는 석영 유리 재질을 채택하는 것을 특징으로 하는 가열장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 적외선 방사 코팅층은 전력 인가를 통해 온도가 상승되면서 적외선을 방사하는 적외선 전열 코팅층이며; 상기 적외선 전열 코팅과 전기적으로 연결되어 전력을 상기 적외선 전열코팅층으로 전송하는 데 사용되는 전극 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치.
10. 제9항에 있어서,
    반사부재 및/또는 단열부재를 더 포함되며, 상기 반사부재 및/또는 단열부재는 상기 발열체의 외주 둘레에 구성되어 적어도 일부 열이 상기 발열체 외주 둘레로 산실되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 가열장치.

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