KR20230030983A - Aerosol generator with multiface heating structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다면 가열 구조를 구비하는 에어로졸 발생장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 유도가열방식을 이용하되 하면과 측면 모드 궐련을 가열할 수 있는 에어로졸 발생장치에 관한 것이다. The present invention relates to an aerosol generating device having a multi-sided heating structure. More specifically, it relates to an aerosol generator capable of heating a cigarette using an induction heating method but in a lower and side mode mode.
도 1은 종래 기술에 따른 궐련을 가열하기 위한 유도 가열 장치를 도시한 도면이다. 유도 가열 장치(1)는, 플라스틱으로 형성될 수 있는 장치 하우징(10), 및 충전식 배터리(11a)를 포함하는 DC 전원을 포함하고 있다. 1 is a diagram showing an induction heating device for heating a cigarette according to the prior art. The
유도 가열 장치(1)는, 충전식 배터리(11a)를 충전하기 위한 충전 스테이션(charging station) 또는 충전 장치에 유도 가열 장치를 도킹하기 위한 핀(12a)을 포함하는 도킹 포트(docking port; 12)를 더 포함하고 있다. 또한, 유도 가열 장치(1)는 원하는 주파수, 예를 들어 상기에서 언급한 바와 같이 5MHz의 주파수에서 작동하도록 구성된 전력 공급 전자기기(13)를 포함하고 있다. 전력 공급 전자기기(13)는, 적절한 전기 연결부(13a)를 통해 충전식 배터리(110)에 전기적으로 연결되어 있다.The
발열체(21)를 포함하는 담배-함유 고체 미세입자 형성 기재(20)는 장치 하우징(10)의 근위 말단에서 공동(14) 내에 수용되어서, 작동하는 동안, 인덕터(L2)(나선형으로 권선된 원통형 인덕터 코일)가 흡연 물품(2)의 담배-함유 고체 미세입자 형성 기재(20)의 발열체(21)에 유도 결합된다. 흡연 물품(2)의 필터부(22)는 유도 가열 장치(1)의 공동(14) 외부에 배열되어서, 작동 동안, 소비자가 필터부(22)를 통해 미세입자을 흡인할 수도 있다.Tobacco-containing solid microparticle-forming
유도 가열 장치는 미세입자 형성 기재에 열적으로 인접하여 배열되어 있는 인덕터(inductor)를 포함하고, 미세입자 형성 기재는 발열체(susceptor)를 포함하고 있다. 인덕터의 교번 자기장은 발열체에 히스테리시스 손실(hysteresis loss)과 와류(eddy current)를 발생시켜, 발열체로 하여금, 미세입자을 형성할 수 있는 휘발성 성분을 방출할 수 있는 온도까지 미세입자 형성 기재를 가열하게 한다. The induction heating device includes an inductor arranged thermally adjacent to the microparticle-forming substrate, and the microparticle-forming substrate includes a susceptor. The alternating magnetic field of the inductor generates hysteresis loss and eddy current in the heating element, causing the heating element to heat the microparticle-forming substrate to a temperature capable of releasing volatile components capable of forming the microparticles. .
그러나 종래 기술에 따른 유도 가열 장치는 발열체(21)가 봉형으로 궐련과 접촉하는 표면적이 작아 열전도율이 낮고, 그에 따라 미세입자 발생량이 적어진다는 단점이 있었다. However, the induction heating device according to the prior art has a disadvantage that the
본 발명은 궐련의 가열 면적을 확대할 수 있는 다면 가열 구조를 구비하는 에어로졸 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide an aerosol generating device having a multi-sided heating structure capable of expanding the heating area of a cigarette.
본 발명은 측면 및 하면을 발열면으로 활용하는 서셉터를 포함하는 다면 가열 구조를 구비하는 에어로졸 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide an aerosol generating device having a multi-sided heating structure including a susceptor utilizing side and bottom surfaces as heating surfaces.
본 발명이 제공하는 에어로졸 발생장치는 측면과 하면을 동시에 발열면으로 활용할 수 있어 무화량을 극대화할 수 있다. The aerosol generator provided by the present invention can maximize the amount of atomization by using the side and bottom surfaces as heating surfaces at the same time.
도 1은 종래 기술에 따른 궐련을 가열하기 위한 유도 가열 장치를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 히터부 사시도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 히터부 사시도,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치와 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 가열 시 높이에 따른 온도 그래프,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 단면도,
도 5는 입구 요철을 구비하지 않은 비교예의 에어갭 부분 온도를 도시한 그래프,
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 에어갭 부분 온도를 도시한 그래프,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 단면도,
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 단면도,
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 단면도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 서셉터가 구비하는 하면 기류홀의 예를 도시한 도면,
도 11는 본 발명의 제5 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 단면도,
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치가 구비하는 기류형성 구조물을 도시한 도면. 1 shows an induction heating device for heating a cigarette according to the prior art;
2 is a perspective view of a heater unit of an aerosol generator having a multi-sided heating structure according to a first embodiment of the present invention;
2 is a perspective view of a heater unit of an aerosol generator having a multi-sided heating structure according to a first embodiment of the present invention;
3 is a temperature graph according to height during heating of an aerosol generator having a multi-sided heating structure according to a first embodiment of the present invention and an aerosol generator according to the prior art;
4 is a cross-sectional view of an aerosol generating device having a multi-sided heating structure according to a first embodiment of the present invention;
5 is a graph showing the air gap portion temperature of a comparative example having no inlet irregularities;
6 is a graph showing the temperature of the air gap portion of the aerosol generator having a multi-sided heating structure according to the first embodiment of the present invention;
7 is a cross-sectional view of an aerosol generating device having a multi-sided heating structure according to a second embodiment of the present invention;
8 is a cross-sectional view of an aerosol generator having a multi-sided heating structure according to a third embodiment of the present invention;
9 is a cross-sectional view of an aerosol generator having a multi-sided heating structure according to a fourth embodiment of the present invention;
10 is a view showing an example of a lower air flow hole provided in a susceptor of an aerosol generator having a multi-sided heating structure according to an embodiment of the present invention;
11 is a cross-sectional view of an aerosol generating device having a multi-sided heating structure according to a fifth embodiment of the present invention;
12 is a view showing an airflow forming structure provided in an aerosol generating device having a multi-sided heating structure according to a fifth embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 히터부 사시도이다.2 is a perspective view of a heater unit of an aerosol generating device having a multi-sided heating structure according to a first embodiment of the present invention.
본 발명의 제1 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 히터부는 무화량을 극대화시키기 위해 서셉터의 측면(110)과 바닥면(120)이 접합되어 유도 가열에 의해 측면(110)과 바닥면(120) 모두 발열하며 궐련을 가열한다. In order to maximize the amount of atomization, the heater part of the aerosol generator having a multi-sided heating structure according to the first embodiment of the present invention is bonded to the
이때, 측면(110)과 바닥면(120)의 외측에는 세라믹 등의 재질로 이루어지는 절연층(132, 142)을 형성하고, 절연층(132, 142) 위에 백금과 은 화합물로 이루어진 직접 가열 패턴(134, 144)을 프린팅하여, 유도 가열 방식과 직접 가열 방식을 모두 이용할 수 있다. At this time,
이때, 가열 패턴(134, 144)을 전기적으로 연결하기 위해 절연층(132, 142) 상에 납땜 패드(136, 146)를 형성할 수 있다. 또한, 가열 패턴(134, 144)은 연결 와이어(150)에 의해 연결되어 하나의 전원 공급선으로 가열 패턴(134, 144)을 동시에 가열할 수 있다. In this case,
한편 서셉터의 바닥면(120)에는 사용자의 에어로졸 흡입을 위해 기류를 형성할 수 있도록 기류홀(122)이 형성된다.Meanwhile, an
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치와 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 가열 시 높이에 따른 온도 그래프이다. 3 is a temperature graph according to height during heating of an aerosol generator having a multi-sided heating structure according to a first embodiment of the present invention and an aerosol generator according to the prior art.
종래 기술과 비교할 때, 측면만 가열하는 것보다 다면 가열 구조를 가지는 경우 훨씬 가열 시 궐련 내의 온도가 상승하는 것을 알 수 있다. 이때, 다면 가열 시, 궐련의 높이에 따라 온도 변화차가 큰 것을 알 수 있다. 따라서 가열 패턴(134, 144)이 상대적으로 온도가 낮은 부분의 가열량을 보조함으로써 궐련 내부의 온도를 균일하게 제어할 수도 있다. Compared to the prior art, it can be seen that the temperature in the cigarette increases much more when heating in the case of having a multi-sided heating structure than in heating only the side. At this time, it can be seen that the temperature change difference is large according to the height of the cigarette when heating the surface. Therefore, the
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of an aerosol generating device having a multi-sided heating structure according to a first embodiment of the present invention.
도 1과 도 4를 참조하면, 서셉터의 측면(110) 및 바닥면(120)은 유도 가열코일에 의해 발열할 수 있는 SUS 등의 재질로 제조되며, 그 위에 앞서 설명한 바와 같이 세라믹 등으로 이루어진 절연층(132, 142)과, 백금과 은의 화합물로 이루어진 가열 패턴(134, 144)가 프린트되어 보조적으로 가열 열량을 제공한다.1 and 4, the
이때, 백금과 은의 화합비는 특정 특성 임피던스를 충족하기 위해 5:5 비율을 가질 수 있으며, 가열 시간 및 온도 특성을 변화시키기 위해 화합비는 필요에 따라 변경될 수 있다. In this case, the combination ratio of platinum and silver may have a 5:5 ratio to satisfy a specific characteristic impedance, and the combination ratio may be changed as needed to change heating time and temperature characteristics.
이때, 서셉터의 측면(110)은 궐련이 삽입되는 입구쪽에 내측으로 돌출된, 즉 궐련쪽으로 돌출하여 궐련과 밀착하는 리브(112)를 구비할 수 있다. 리브(112)와 궐련이 밀착하여 기밀성을 가지며, 그에 따라 서셉터의 내측면과 궐련 사이의 가열된 공기가 외부로 유출되지 않아 상승된 온도를 유지하기에 용이하다.At this time, the
도 5는 입구 요철을 구비하지 않은 비교예의 에어갭 부분 온도를 도시한 그래프, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 에어갭 부분 온도를 도시한 그래프이다. FIG. 5 is a graph showing the temperature of the air gap of a comparative example without inlet irregularities, and FIG. 6 is a graph showing the temperature of the air gap of the aerosol generator having a multi-sided heating structure according to the first embodiment of the present invention. .
본 발명과 같이 리브(112)를 구비할 경우, 높이에 따른 온도 변화가 크지 않고, 서셉터 전체에서 높고 고른 온도를 나타내는 것을 확인할 수 있다. When the
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 단면도이다. 7 is a cross-sectional view of an aerosol generating device having a multi-sided heating structure according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 제2 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 서셉터는 바닥면과 측면이 모두 가열되는 구조이나, 제1 실시예와 달리 직접 가열 패턴이 형성되지 않으며, 그에 따라 세라믹 절연층도 형성되지 않는다.The susceptor of the aerosol generator having a multi-sided heating structure according to the second embodiment of the present invention has a structure in which both the bottom and side surfaces are heated, but unlike the first embodiment, a direct heating pattern is not formed, and thus ceramic insulation No layers are formed.
유도 가열 코일은 서셉터의 측면과 간격을 두고 동심상으로 배치되며, 하나의 유도 가열 코일에 의해 측면과 바닥면을 모두 유도발열시킬 수 있다. The induction heating coils are concentrically arranged at intervals from the side surfaces of the susceptor, and both the side surfaces and the bottom surface can be induction-heated by one induction heating coil.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 단면도이다. 8 is a cross-sectional view of an aerosol generating device having a multi-sided heating structure according to a third embodiment of the present invention.
본 발명의 제3 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치는, 서셉터 내에 궐련 삽입 영역 아래 부분에 공간을 형성하고, 유도 가열 시 내부 공간의 공기를 궐련과 함께 가열하여 흡연 시 궐련 내로 유입되는 공기의 온도를 높일 수 있다. 유입 기류의 온도를 미리 상승시킴으로써 궐련의 무화량 및 흡연자의 타격감을 극대화할 수 있다. In the aerosol generator having a multi-sided heating structure according to a third embodiment of the present invention, a space is formed in the susceptor below the cigarette insertion area, and air in the internal space is heated together with the cigarette during induction heating, so that when smoking, the air inside the cigarette is heated. The temperature of the incoming air can be increased. By raising the temperature of the inlet airflow in advance, the amount of smoke of the cigarette and the smoker's feeling of impact can be maximized.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 단면도이다. 9 is a cross-sectional view of an aerosol generating device having a multi-sided heating structure according to a fourth embodiment of the present invention.
본 발명의 제4 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치는, 흡연 시 궐련 내로 유입되는 공기의 온도를 높일 수 있는 구조를 구비한다. An aerosol generator having a multi-sided heating structure according to a fourth embodiment of the present invention has a structure capable of increasing the temperature of air introduced into the cigarette during smoking.
이때 유입되는 공기가 서셉터 내부에서 가열되는 것이 아니라 서셉터의 외부에 공기를 가열하기 위한 별도의 공간과 별도의 가열체를 구비한다. 유입 공기를 가열하는 공간은 서셉터의 기류홀과 연통하며, 유입 공기를 가열하는 공간 내에 공기를 가열하기 위한 가열체가 배치된다. 가열체는, 발열 패턴에 의한 직접 가열 방식을 이용할 수도 있고, 유도 가열로 발열하는 서셉터가 배치될 수도 있다. At this time, the introduced air is not heated inside the susceptor, but a separate space for heating air and a separate heating element are provided outside the susceptor. The space for heating the inlet air communicates with the air flow hole of the susceptor, and a heating element for heating the air is disposed in the space for heating the inlet air. The heating body may use a direct heating method by a heating pattern, or a susceptor that generates heat by induction heating may be disposed.
이러한 구조를 구비함으로써 궐련 내로 유입되는 기류의 온도를 미리 상승시킴으로써 궐련의 무화량 및 흡연자의 타격감을 극대화할 수 있다. By having such a structure, it is possible to maximize the smoke amount of the cigarette and the smoker's feeling of impact by previously increasing the temperature of the airflow flowing into the cigarette.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 서셉터가 구비하는 하면 기류홀의 예를 도시한 도면이다. 기류홀은 도 10에 도시된 바와 같이 기류홀은 중앙에 크게 하나로 형성할 수도 있지만, 하나일 때보다 작은 지름을 가지는 기류홀을 여러 개 분산 형성할 수도 있다. 10 is a view showing an example of an airflow hole on the lower surface of the susceptor of the aerosol generator having a multi-sided heating structure according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, the air flow hole may be formed as one large air flow hole in the center, but several air flow holes having a diameter smaller than that of one air flow hole may be formed in a dispersed manner.
도 11는 본 발명의 제5 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치의 단면도, 도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치가 구비하는 기류형성 구조물을 도시한 도면이다. 11 is a cross-sectional view of an aerosol generating device having a multi-sided heating structure according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a cross-sectional view of an aerosol generating device having a multi-sided heating structure according to a fifth embodiment of the present invention. It is an illustrated drawing.
본 발명의 제5 실시예에 따른 다면 가열 구조를 가지는 에어로졸 발생장치는, 흡연 시 궐련 내로 유입되는 공기의 온도를 높일 수 있는 구조를 구비한다. An aerosol generator having a multi-sided heating structure according to a fifth embodiment of the present invention has a structure capable of increasing the temperature of air introduced into the cigarette during smoking.
이때 유입되는 공기가 서셉터 내부에서 가열되는 것이 아니라 서셉터의 외부에 공기를 가열하기 위한 별도의 공간과 별도의 가열 공간(200)을 구비한다. 가열 공간(200)의 외부에 가열체는, 발열 패턴에 의한 직접 가열 방식을 이용할 수도 있고, 서셉터와 유도 가열 코일을 이용하는 유도 가열 방식을 이용할 수도 있다. 이때 가열 공간(200) 내에서 기류가 나선형으로 형성되도록 유도하는 나선형 구조체(210)가 가열 공간(200)내에 배치될 수있다. 기류를 나선형으로 형성할 경우 가열체와 접촉 시간을 늘릴 수 있어 유입 공기의 온도를 더욱 상승시킬 수 있다. 유입 공기를 가열하는 공간은 서셉터의 기류홀과 연통하며, 궐련 내로 유입되는 기류의 온도를 미리 상승시킴으로써 궐련의 무화량 및 흡연자의 타격감을 극대화할 수 있다. At this time, the introduced air is not heated inside the susceptor, but a separate space for heating air and a
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- 2021-08-26 KR KR1020210113307A patent/KR20230030983A/en unknown
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