KR20230050400A - 에어로졸 발생 장치 및 적외선 히터 - Google Patents

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센젠 퍼스트 유니온 테크놀러지 캄파니 리미티드
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Abstract

본 출원은 흡연 도구 분야에 관한 것으로, 에어로졸 발생 장치 및 적외선 히터를 제공하는데, 상기 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 형성 기질을 수용하기 위한 챔버; 챔버에 적외선을 방사하여 에어로졸 형성 기질을 가열하도록 구성된 적어도 하나의 적외선 히터를 포함하고, 적외선 히터는 에어로졸 형성 기질의 상이한 부분을 가열하기 위한 복수의 적외선 가열 영역을 포함하고, 인접한 적외선 가열 영역 사이에는 기설정된 간격이 유지되며; 복수의 적외선 가열 영역은 비독립적으로 작동되도록 구성된다. 본 출원은 복수의 적외선 가열 영역을 통해 에어로졸 형성 기질을 가열하는 상이한 부분을 비독립적으로 작동하고, 인접한 적외선 가열 영역 사이에는 기설정된 간격이 유지되기에, 적외선 가열 영역에 대응되는 일부 에어로졸 형성 기질이 기설정된 간격에 대응되는 일부 에어로졸 형성 기질과 유의한 온도차가 존재함으로써, 담배 성분의 휘발이 단일한 문제를 방지하며, 사용자의 흡입 체험을 향상시킨다.

Description

에어로졸 발생 장치 및 적외선 히터
본 출원은 2020년 9월 1일에 중국 특허청에 제출된, 출원번호가 202010902708.1이고, 발명의 명칭이 “에어로졸 발생 장치 및 적외선 히터”인 중국특허출원의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 인용을 통해 본 출원에 통합된다.
본 출원의 실시예는 흡연 도구 기술분야에 관한 것으로, 특히 에어로졸 발생 장치 및 적외선 히터에 관한 것이다.
궐련 및 시가와 같은 흡연 물품은 사용 과정에서 연초를 연소하여 연기를 발생한다. 연소 없이 화합물을 방출하는 제품을 생성하여 연초를 연소하는 이러한 물품에 대체물을 제공하려는 시도가 있었다. 이러한 제품의 예시는 비연소 제품이고, 연소를 연소하지 않고 연초를 가열하여 화합물을 방출한다.
기존의 비연소 흡연 도구는, 주로 베이스 몸체의 외면에 원적외선 코팅층 및 도전성 코팅층을 도포하고, 통전된 원적외선 코팅층은 베이스 몸체를 관통하는 원적외선을 방출하여 베이스 몸체 내부의 담배를 가열하며; 원적외선이 강한 관통성을 갖기에, 담배의 둘레를 관통하여 내부로 진입하여, 담배의 에어로졸 형성 기질에 대한 가열이 균일하다.
소비자의 흡연 생리적 요구를 충족시키기 위하여, 담배에는 일반적으로 다양한 성분이 블렌딩되어 향기, 자극성, 충만감 등 흡입 체험을 얻고, 상이한 온도에서의 상이한 성분의 휘발 속도는 상이하다. 기존의 흡연 도구를 사용하여 담배를 가열할 경우, 담배 내부의 온도 분포가 균일하기에, 항상 담배 성분의 휘발이 단일하여, 소비자가 흡입 과정에서 연기 성분의 종류, 함량 등 변화가 유의하지 않는 것을 쉽게 느끼도록 함으로써, 소비자의 흡입 체험에 어느 정도 영향을 미친다.
본 출원은 담배를 가열할 경우 담배 성분의 휘발이 단일한 기존의 흡연 도구의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 하는 에어로졸 발생 장치 및 적외선 히터를 제공한다.
본 출원의 제1 양태는, 에어로졸 형성 기질을 가열하여 흡입용 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 장치를 제공하는데,
에어로졸 형성 기질을 수용하기 위한 챔버;
상기 챔버에 적외선을 방사하여 상기 에어로졸 형성 기질을 가열하도록 구성된 적어도 하나의 적외선 히터를 포함하고,
여기서, 상기 적외선 히터는 상기 에어로졸 형성 기질의 상이한 부분을 가열하기 위한 복수의 적외선 가열 영역을 포함하고, 인접한 적외선 가열 영역 사이에는 기설정된 간격이 유지되며; 상기 복수의 적외선 가열 영역은 비독립적으로 작동되도록 구성된다.
본 출원의 제2 양태는, 에어로졸 발생 장치에 사용되는 적외선 히터를 제공하는데, 상기 적외선 히터는 에어로졸 형성 기질기질의 상이한 부분을 가열하기 복수의 적외선 가열 영역을 포함하고, 인접한 적외선 가열 영역 사이에는 기설정된 간격이 유지되며; 상기 복수의 적외선 가열 영역은 비독립적으로 작동되도록 구성된다.
본 출원에서 제공하는 에어로졸 발생 장치 및 적외선 히터는, 복수의 적외선 가열 영역을 통해 에어로졸 형성 기질을 가열하는 상이한 부분을 비독립적으로 작동하고, 인접한 적외선 가열 영역 사이에는 기설정된 간격이 유지되기에, 적외선 가열 영역에 대응되는 일부 에어로졸 형성 기질이 기설정된 간격에 대응되는 일부 에어로졸 형성 기질과 유의한 온도차가 존재함으로써, 담배 성분의 휘발이 단일한 문제를 방지하며, 사용자의 흡입 체험을 향상시킨다.
하나 또는 복수의 실시예에서 대응되는 첨부 도면의 이미지를 통해 예시적으로 설명하고, 이러한 예시적인 설명은 실시예에 대한 한정을 구성하지 않으며, 달리 특별히 언급되지 않는 한, 첨부 도면에서 동일한 참조 번호를 갖는 요소/모듈 및 단계는 유사한 요소/모듈 및 단계를 나타내고, 첨부 도면의 도면은 비율 한정을 구성하지 않는다.
도 1은 본 출원의 실시형태에서 제공하는 에어로졸 발생 장치의 모식도이고;
도 2는 본 출원의 실시형태에서 제공하는 에어로졸 발생 장치의 분해 모식도이며;
도 3은 본 출원의 실시형태에서 제공하는 적외선 히터의 모식도이고;
도 4는 본 출원의 실시형태에서 제공하는 적외선 히터에 의해 담배를 가열하는 효과의 모식도이며;
도 5는 본 출원의 실시형태에서 제공하는 다른 적외선 히터의 모식도이고;
도 6은 본 출원의 실시형태에서 제공하는 다른 적외선 히터에 의해 담배를 가열하는 효과의 모식도이며;
도 7은 본 출원의 실시형태에서 제공하는 또 다른 적외선 히터의 모식도이고;
도 8은 본 출원의 실시형태에서 제공하는 또 다른 적외선 히터의 부분 전개 모식도이며;
도 9는 본 출원의 실시형태에서 제공하는 또 다른 적외선 히터의 모식도이고;
도 10은 본 출원의 실시형태에서 제공하는 에어로졸 발생 장치의 일부 소자의 단면 모식도이며;
도 11은 본 출원의 실시형태에서 제공하는 전극 연결 부재의 모식도이고;
도 12는 본 출원의 실시형태에서 제공하는 베이스의 모식도이다.
본 출원의 이해를 용이하게 하기 위하여, 이하 첨부 도면 및 구체적인 실시형태에 결부하여, 본 출원을 보다 상세하게 설명한다. 하나의 요소가 다른 요소에 “고정된다”고 표현될 경우, 이는 다른 요소에 직접 있을 수 있거나, 그 사이에 하나 또는 복수의 중간 요소가 존재할 수 있다. 하나의 요소가 다른 요소에 “연결된다”고 표현될 경우, 이는 다른 요소에 직접 연결될 수 있거나, 그 사이에 하나 또는 복수의 중간 요소가 존재할 수 있음을 유의해야 한다. 본 명세서에 사용된 용어 “상부”, “하부”, “왼쪽”, “오른쪽”, “내부”, “외부” 및 유사한 표현은 단지 설명을 위한 것이다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 출원의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일하다. 본 명세서에서 본 출원의 명세서에 사용된 용어는 단지 구체적인 실시형태를 설명하기 위한 것이고, 본 출원을 한정하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에 사용된 용어 “및/또는”은 하나 또는 복수의 관련된 나열 항목의 임의의 및 모든 조합을 포함한다.
도 1-도 2는 본 출원의 실시형태에서 제공하는 에어로졸 발생 장치(100)이고, 하우징(6) 및 적외선 히터를 포함하며, 적외선 히터는 하우징(6)에 설치된다. 본 실시예의 적외선 히터는 베이스 몸체(11)의 외면에 복수의 적외선 전열 코팅층을 설치하여 복수의 적외선 가열 영역을 형성하고, 복수의 적외선 전열 코팅층은 비독립적으로 작동되도록 구성되며, 예를 들어 복수의 적외선 전열 코팅층은 병렬 또는 직렬 방식으로 하나의 전류 회로에 연결됨으로써, 복수의 적외선 전열 코팅층은 전류가 통과할 경우 적외선을 방출하여 베이스 몸체(11)의 챔버 내부의 에어로졸 형성 기질의 상이한 부분에 대해 방사 가열을 수행하고, 복수의 적외선 전열 코팅층 사이는 기설정된 간격을 유지하여, 적외선 전열 코팅층에 대응되는 일부 에어로졸 형성 기질이 기설정된 간격에 대응되는 일부 에어로졸 형성 기질과 유의한 온도차가 존재함으로써, 담배 성분의 휘발이 단일한 문제를 방지하며, 사용자의 흡입 체험을 향상시킨다
하우징(6)은 쉘(61), 고정 쉘(62), 베이스 및 바닥 커버(64)를 포함하고, 고정 쉘(62) 및 베이스는 모두 쉘(61)에 고정되며, 여기서 베이스는 베이스 몸체(11)를 고정하기 위한 것이고, 베이스는 고정 쉘(62)에 설치되며, 바닥 커버(64)는 쉘(61)의 일단에 설치되고 쉘(61)에 슬리빙된다.
구체적으로, 베이스는 베이스 몸체(11)의 제1 단부(A)에 슬리빙된 베이스(15) 및 베이스 몸체(11)의 제2 단부(B)에 슬리빙된 베이스(16)를 포함하고, 베이스(15) 및 베이스(16)는 모두 고정 쉘(62)에 설치되며, 바닥 커버(64)에는 공기흡입관(641)이 돌출 설치되고, 베이스(15)에서 멀어지는 베이스(16)의 일단은 공기흡입관(641)에 연결되며, 베이스(15), 베이스 몸체(11), 베이스(16) 및 공기흡입관(641)은 동축으로 설치되고, 베이스 몸체(11)와 베이스(15), 베이스(16) 사이는 밀봉 부재를 통해 밀봉 연결될 수 있으며, 베이스(16)는 공기흡입관(641)에도 밀봉 연결될 수 있고, 공기흡입관(641)은 외부 공기와 연통되어 사용자가 흡입 시 원활하게 공기를 흡입할 수 있다.
에어로졸 발생 장치(100)는 메인 제어 회로 베이스 몸체(3) 및 배터리(7)를 더 포함한다. 고정 쉘(62)은 전방 쉘(621)과 후방 쉘(622)을 포함하고, 전방 쉘(621)은 후방 쉘(622)에 고정적으로 연결되며, 메인 제어 회로 베이스 몸체(3) 및 배터리(7)는 모두 고정 쉘(62)에 설치되고, 배터리(7)는 메인 제어 회로 베이스 몸체(3)에 전기적으로 연결되며, 키(4)는 쉘(61)에 돌출 설치되고, 키(4)를 눌러, 베이스 몸체(11) 표면의 적외선 전열 코팅층의 통전 또는 단전을 구현할 수 있다. 메인 제어 회로 베이스 몸체(3)에는 충전 인터페이스(31)가 더 연결되어 있고, 충전 인터페이스(31)는 바닥 커버(64)에 노출되며, 사용자는 충전 인터페이스(31)를 통해 에어로졸 발생 장치(100)를 충전 또는 업그레이드하여, 에어로졸 발생 장치(100)의 지속적인 사용을 보장할 수 있다.
에어로졸 발생 장치(100)는 단열관(17)을 더 포함하고, 단열관(17)은 고정 쉘(62)에 설치되며, 단열관(17)은 베이스 몸체(11)의 둘레에 설치되고, 단열관(17)은 다량의 열이 쉘(61)에 전달되는 것을 방지하여 사용자가 뜨겁게 느끼도록 할 수 있다. 단열관은 단열재를 포함하고, 단열재는 단열 접착제, 에어로젤, 에어로젤 펠트, 석면, 규산알루미늄, 규산칼슘, 규조토, 지르코니아 등일 수 있다. 단열관(17)은 진공 단열관일 수도 있다. 단열관(17) 내부에는 적외선 반사 코팅층이 더 형성되어, 베이스 몸체(11)의 적외선 전열 코팅층에 의해 방출된 적외선이 적외선 전열 코팅층에 반사시켜, 가열 효율을 향상시킬 수 있다.
에어로졸 발생 장치(100)는, 베이스 몸체(11)의 실시간 온도를 검출하기 위한 NTC 온도 센서와 같은 온도 센서(2)를 더 포함하고, 검출된 실시간 온도를 메인 제어 회로 베이스 몸체(3)에 전송하며, 메인 제어 회로 베이스 몸체(3)는 상기 실시간 온도에 따라 적외선 전열 코팅층에 흐르는 전류의 크기를 조절한다.
구체적으로, NTC 온도 센서가 베이스 몸체(11) 내부의 실시간 온도가 낮은 것을 검출하면, 예를 들어 베이스 몸체(11) 내측의 온도가 150℃ 미만임을 검출할 경우, 메인 제어 회로 베이스 몸체(3)는 배터리(7)가 높은 전압을 도전성 요소에 출력하도록 제어함으로써, 적외선 전열 코팅층에 공급되는 전류를 증가하고, 에어로졸 형성 기질의 가열 전력을 증가하며, 사용자가 첫번째 퍼프를 흡입할 때까지의 대기 시간을 감소시킨다.
NTC 온도 센서가 베이스 몸체(11)의 온도가 150℃-200℃인 것을 검출하면, 메인 제어 회로 베이스 몸체(3)는 배터리(7)가 정상 전압을 도전성 요소에 출력하도록 제어한다.
NTC 온도 센서가 베이스 몸체(11)의 온도가 200℃-250℃인 것을 검출하면, 메인 제어 회로 베이스 몸체(3)는 배터리(7)가 낮은 전압을 도전성 요소에 출력하도록 제어한다.
NTC 온도 센서가 베이스 몸체(11) 내측의 온도가 250℃ 및 이상인 것을 검출하면, 메인 제어 회로 베이스 몸체(3)는 배터리(7)가 도전성 요소에 전압을 출력하는 것을 정지하도록 제어한다.
도 3은 본 출원의 실시형태에서 제공하는 적외선 히터로서, 적외선 히터는,
챔버의 축방향을 따라 연장되고 챔버를 둘러싸는 튜브 형상으로 구성되며, 챔버는 에어로졸 형성 기질을 수용하기 위한 것인 베이스 몸체(11)를 포함한다.
구체적으로, 베이스 몸체(11)는 제1 단부(또는 근위 단부)(A) 및 제2 단부(또는 원위 단부)(B), 및 제1 단부(A)와 제2 단부(B) 사이에 연장된 표면을 포함한다. 베이스 몸체(11)는 원기둥 형상, 프리즘 형상 또는 기타 기둥 형상, 또는 비기둥 형상(예를 들어 판상)일 수 있다. 베이스 몸체(11)는 바람직하게는 원기둥 형상이고, 챔버는 베이스 몸체(11)의 중부를 관통하는 원기둥 형상의 홀이며, 홀의 내경은 에어로졸 형성 제품의 외경보다 약간 크므로, 에어로졸 형성 제품을 챔버 내부에 넣어 가열하기 편리하다.
베이스 몸체(11)는 석영 유리, 세라믹 또는 운모와 같은 고온 내성 및 투명한 재료로 제조될 수 있거나, 높은 적외선 투과율을 갖는 기타 재료로 제조될 수 있고, 예를 들어, 적외선 투과율이 95% 이상인 고온 내성 재료이며, 구체적으로 여기서 한정하지 않는다.
에어로졸 형성 기질은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기질이다. 이러한 휘발성 화합물은 상기 에어로졸 형성 기질을 가열하여 방출될 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 고체 또는 액체이거나 고체 및 액체 성분을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 흡착, 도포, 함침 또는 기타 방식으로 담체 또는 지지체에 로딩될 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 편리하게는 에어로졸 발생 제품의 일부일 수 있다.
에어로졸 형성 기질은 니코틴을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 휘발성 연초 향미 화합물을 함유할 수 있는 연초 함유 재료와 같은 연초를 포함할 수 있고, 가열 시 휘발성 연초 향미 화합물은 에어로졸 형성 기질에서 방출된다. 바람직한 에어로졸 형성 기질은 낙엽 연초와 같은 균질화된 연초 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있고, 에어로졸 형성제는 임의의 적합한 알려진 화합물 또는 화합물의 혼합물일 수 있으며, 사용 과정에서, 화합물 또는 화합물의 혼합물은 치밀하고 안정적인 에어로졸의 형성에 유리하며, 에어로졸 발생 시스템의 작동 온도에서의 열 분해에 대한 기본적인 내성을 갖는다. 적합한 에어로졸 형성제는 본 분야에 잘 알려져 있고, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세롤과 같은 폴리올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 폴리올의 에스테르; 및 디메틸도데칸디오에이트 및 디메틸테트라데칸디오에이트와 같은 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방산 에스테르를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 바람직한 에어로졸 형성제는 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올과 같은 다가 알코올 또는 이들의 혼합물이고, 가장 바람직하게는 글리세롤이다.
적외선 전열 코팅층(111)은 베이스 몸체(11)의 표면에 형성된다. 적외선 전열 코팅층(111)은 베이스 몸체(11)의 외면에 형성될 수 있거나, 베이스 몸체(11)의 내면에 형성될 수 있다.
본 예시에서, 베이스 몸체(11)의 외면은 챔버의 축방향을 따라 간격을 두고 배치되는 세 개의 코팅 영역을 포함하고, 인접한 코팅 영역 사이는 비코팅 영역(112)에 의해 이격되어 기설정된 간격을 유지한다.
구체적으로, 제1 적외선 전열 코팅층(1111), 제2 적외선 전열 코팅층(1112), 제3 적외선 전열 코팅층(1113)은 각각 세 개의 코팅 영역에 설치되고, 제1 적외선 전열 코팅층(1111)과 제2 적외선 전열 코팅층(1112) 사이는 제1 비코팅 영역(1121)에 의해 이격되며, 제2 적외선 전열 코팅층(1112)과 제3 적외선 전열 코팅층(1113) 사이는 제2 비코팅 영역(1122)에 의해 이격된다.
본 예시에서, 제1 비코팅 영역(1121)과 제2 비코팅 영역(1122)의 축방향 길이는 2mm~10mm이고, 바람직하게는 2mm~8mm이며, 보다 바람직하게는 3mm~8mm이고, 보다 바람직하게는 4mm~8mm이며, 보다 바람직하게는 5mm~8mm이고, 보다 바람직하게는 5mm~7mm이다. 제1 비코팅 영역(1121)의 축방향의 길이와 제2 비코팅 영역(1122)의 축방향 길이는 동일하거나 상이할 수 있음을 유의해야 한다.
제1 적외선 전열 코팅층(1111), 제2 적외선 전열 코팅층(1112), 제3 적외선 전열 코팅층(1113)의 축방향 길이는 동일하거나 상이할 수 있고, 등가 저항은 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 적외선 전열 코팅층(1111)과 제3 적외선 전열 코팅층(1113)의 축방향 길이는 모두 제2 적외선 전열 코팅층(1112)의 축방향 길이보다 작도록 설정될 수 있어, 제1 적외선 전열 코팅층(1111) 및 제3 적외선 전열 코팅층(1113)의 등가 저항이 모두 제2 적외선 전열 코팅층(1112)의 등가 저항보다 작도록 하고, 이러한 방식으로 적외선 전열 코팅층(111)이 전력을 받아들인 후, 베이스 몸체(11)의 양단은 더 큰 전류 밀도, 더 많은 열을 발생하여, 베이스 몸체의 양단에 대한 온도 보상을 구현할 수 있다. 이 밖에 제1 적외선 전열 코팅층(1111)이 작은 등가 저항을 설치하여, 연기가 방출되는 대기 시간을 단축하고, 사용자의 흡입 체험을 보다 향상시킬 수 있다.
적외선 전열 코팅층(111)이 전력을 받아들여 열을 발생함으로써, 8μm~15μm의 원적외선과 같은 일정한 파장의 적외선을 생성한다. 적외선의 파장이 에어로졸 형성 기질의 흡수 파장과 매칭될 경우, 적외선의 에너지는 에어로졸 형성 기질에 의해 쉽게 흡수된다. 적외선의 파장은 한정되지 않고, 0.75μm~1000μm의 적외선일 수 있으며, 바람직하게는 1.5μm~400μm의 원적외선이다. 본 예시에서, 제1 적외선 전열 코팅층(1111), 제2 적외선 전열 코팅층(1112), 제3 적외선 전열 코팅층(1113)은 전원의 전력을 비독립적으로 받아들여 열을 발생함으로써 적외선을 발생하여, 에어로졸 형성 기질의 상이한 부분을 방사 가열하도록 구성된다.
적외선 전열 코팅층(111)은 바람직하게는 원적외선 전열 잉크, 세라믹 분말 및 무기 접착제를 충분히 균일하게 교반한 후 베이스 몸체(11)의 외면에 도포하고, 다음 일정한 시간 동안 건조 및 경화시키며, 적외선 전열 코팅층(111)의 두께는 30μm-50μm이고; 물론, 적외선 전열 코팅층(111)은 또한 염화주석, 산화주석, 염화안티몬, 사염화티타늄 및 무수 황산 구리를 일정한 비율로 혼합 및 교반한 후 베이스 몸체(11)의 외면에 도포할 수 있거나; 탄화규소 세라믹층, 탄소 섬유층, 탄소 섬유 복합층, 지르코늄 티타늄 산화물 세라믹층, 지르코늄 티타늄 질화물 세라믹층, 지르코늄 티타늄 붕화물 세라믹층, 지르코늄 티타늄 탄화물 세라믹층, 철 산화물 세라믹층, 철 불화물 세라믹층, 철 붕화물 세라믹층, 철 탄화물 세라믹층, 희토류 산화물 세라믹층, 희토류 질화물 세라믹층, 희토류 붕화물 세라믹층, 희토류 탄화물 세라믹층, 니켈 코발트 산화물 세라믹층, 니켈 코발트 질화물 세라믹층, 니켈 코발트 붕화물 세라믹층, 니켈 코발트 탄화물 세라믹층 또는 고실리카 제올라이트 세라믹층 중 하나이며; 적외선 전열 코팅층은 또한 탄소 나노튜브, 탄소 나노튜브 필름, 그래핀, 탄소 섬유, 탄소 섬유 필름, 탄소 필름, 탄소 섬유 천을 포함하지만 이에 한정되지 않는 탄소를 부분 또는 전부 조성 원소로 하는 유도체 및 화합물과 같은 다른 재료 코팅층일 수 있다.
도전성 요소는, 제1 적외선 전열 코팅층(1111), 제2 적외선 전열 코팅층(1112), 제3 적외선 전열 코팅층(1113)에 비독립적으로 전력을 공급하기 위한 것이다.
본 예시에서, 도전성 요소는 베이스 몸체(11)에 간격을 두고 설치된 제1 전극(113) 및 제2 전극(114)을 포함하고, 제1 전극(113) 및 제2 전극(114)은 모두 도전성 코팅층이며, 도전성 코팅층은 금속 코팅층 또는 도전성 점착 테이프 등일 수 있고, 금속 코팅층은 은, 금, 팔라듐, 백금, 구리, 니켈, 몰리브덴, 텅스텐, 니오븀 또는 상기 금속 합금 재료를 포함할 수 있다. 제1 전극(113) 및 제2 전극(114)은 모두 제1 적외선 전열 코팅층(1111), 제2 적외선 전열 코팅층(1112), 제3 적외선 전열 코팅층(1113)과 적어도 부분적으로 중첩되어 전기적 연결을 형성함으로써, 제1 적외선 전열 코팅층(1111), 제2 적외선 전열 코팅층(1112), 제3 적외선 전열 코팅층(1113)에 전력을 공급한다.
본 예시에서, 제1 전극(113)은 결합부(1132) 및 결합부(1132)로부터 제2 단부(B) 방향을 향하여 축방향으로 연장된 도전부(1131)를 포함하고; 결합부(1132)는 베이스 몸체(11)의 원주 방향을 따라 연장되어 환형 전극을 형성하며, 도전부(1131)는 제1 적외선 전열 코팅층(1111), 제2 적외선 전열 코팅층(1112), 제3 적외선 전열 코팅층(1113)과 모두 적어도 부분적으로 중첩되어 전기적 연결을 형성하고, 결합부(1132)는 제1 적외선 전열 코팅층(1111), 제2 적외선 전열 코팅층(1112), 제3 적외선 전열 코팅층(1113)과 모두 중첩되지 않으며, 즉 이격된다.
제2 전극(114)은 결합부(1142) 및 결합부(1142)로부터 제1 단부(A) 방향을 향하여 축방향으로 연장된 도전부(1141)를 포함하고, 결합부(1142)는 베이스 몸체(11)의 원주 방향을 따라 연장되어 환형 전극을 형성하며, 도전부(1141)는 제1 적외선 전열 코팅층(1111), 제2 적외선 전열 코팅층(1112), 제3 적외선 전열 코팅층(1113)과 모두 적어도 부분적으로 중첩되어 전기적 연결을 형성하고, 결합부(1142)도 제1 적외선 전열 코팅층(1111), 제2 적외선 전열 코팅층(1112), 제3 적외선 전열 코팅층(1113)과 중첩되지 않는다.
다른 예시에서, 결합부(1132) 및 결합부(1142)는 베이스 몸체(11)의 원주 방향을 따라 연장되어 원호 형상 전극을 형성할 수도 있고, 즉 환형으로 폐쇄되지 않는다. 결합부(1132) 및 결합부(1142)는 베이스 몸체(11)의 동일한 단부에 설치될 수 있고, 예를 들어, 제2 단부(B)에 인접하게 설치될 수 있다.
도전부(1131) 및 도전부(1141)는 베이스 몸체(11)의 중심축을 따라 대칭되게 설치되고, 이러한 방식으로 결합부(1132) 및 결합부(1142)가 전원에 결합될 경우, 예를 들어, 결합부(1132)가 전원의 양극에 결합되고, 결합부(1142)가 전원의 음극에 결합될 경우, 전류는 도전부(1131)에 흐를 수 있는 동시에 제1 적외선 전열 코팅층(1111), 제2 적외선 전열 코팅층(1112), 제3 적외선 전열 코팅층(1113)에 흘러 도전부(1141)에 흐름으로써, 제1 적외선 전열 코팅층(1111), 제2 적외선 전열 코팅층(1112), 제3 적외선 전열 코팅층(1113)이 동시에 챔버에 적외선을 방사하여 에어로졸 형성 기질의 상이한 부분을 가열하도록 한다.
도 4는 도 3에 도시된 적외선 히터에 의해 담배(20)를 가열하는 효과의 모식도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 적외선 전열 코팅층(1111)담배의 A부분을 방사 가열하고, 제2 적외선 전열 코팅층(1112)은 담배의 B부분을 방사 가열하며, 제3 적외선 전열 코팅층(1113)은 담배의 C부분을 방사 가열하고, 담배의 AB부분은 제1 비코팅 영역(1121)에 대응되며, 담배의 BC부분은 제2 비코팅 영역(1122)에 대응되고, 담배의 AB부분 및 BC부분의 열은 주로 베이스 몸체(11)의 열 전도 및 인접 부분의 열 전도로부터 유래된다.
도 4로부터 알 수 있다 시피, 담배의 A부분과 담배의 AB부분 사이에는 유의한 온도차가 존재하고, 상기 온도차는 40℃~80℃ 사이로 제어될 수 있다. 본 예시에서, 상기 온도차는 약 60℃로 제어된다. 담배의 B부분과 담배의 AB부분 또는 BC부분 사이의 온도차, 및 담배의 C부분과 담배의 BC부분 사이의 온도차도 이와 유사하다. 상기 온도차를 통해 담배 성분의 휘발이 단일한 문제를 방지함으로써, 사용자의 흡입 체험을 향상시킨다.
도 5는 본 출원의 실시형태에서 제공하는 다른 적외선 히터의 모식도이다. 도 3과의 차이점은 다음과 같다. 즉, 베이스 몸체(11)의 외면은 챔버의 원주 방향을 따라 간격을 두고 배치된 세 개의 코팅 영역을 포함하고, 제1 적외선 전열 코팅층(1111), 제2 적외선 전열 코팅층(1112), 제3 적외선 전열 코팅층(1113)은 각각 세 개의 코팅 영역에 설치되며, 제1 적외선 전열 코팅층(1111)과 제2 적외선 전열 코팅층(1112) 사이는 제1 비코팅 영역(1121)에 의해 이격되고, 제2 적외선 전열 코팅층(1112)과 제3 적외선 전열 코팅층(1113) 사이는 제2 비코팅 영역(1122)에 의해 이격되며, 제3 적외선 전열 코팅층(1113)과 제1 적외선 전열 코팅층(1111) 사이는 제3 비코팅 영역(1123)에 의해 이격된다. 제1 전극(113) 및 제2 전극(114)은 모두 베이스 몸체(11)의 원주 방향을 따라 연장되어 환형 전극(원호 형상 전극일 수도 있음)을 형성하고, 제1 전극(113) 및 제2 전극(114)이 전원에 결합될 경우, 예를 들어, 제1 전극(113)이 전원의 양극에 결합되고, 제2 전극(114)이 전원의 음극에 결합될 경우, 전류는 제1 전극(113)으로부터 제1 적외선 전열 코팅층(1111), 제2 적외선 전열 코팅층(1112), 제3 적외선 전열 코팅층(1113)에 축방향으로 흘러 제2 전극(114)에 흐름으로써, 제1 적외선 전열 코팅층(1111), 제2 적외선 전열 코팅층(1112), 제3 적외선 전열 코팅층(1113)이 동시에 챔버에 적외선을 방사하여 에어로졸 형성 기질의 상이한 부분을 가열하도록 한다.
도 6은 도 5에 도시된 적외선 히터에 의해 담배(20)를 가열하는 효과의 모식도이다. 전술한 것과 유사하게, 담배의 A부분과 담배의 AB부분 또는 CA부분 사이, 담배의 B부분과 담배의 AB부분 또는 BC부분 사이, 담배의 C부분과 담배의 CA부분 또는 BC부분 사이에는 모두 유의한 온도차가 존재한다.
전술한 부분은 모두 적외선 전열 코팅층으로 설명되고, 다른 실시예에서, 적외선 히터의 복수의 적외선 가열 영역은 열적으로 여기된 적외선 방사층에 의해 형성될 수 있거나, 베이스 몸체(11)에 감길 수 있는 필름 구조로 형성될 수 있음을 유의해야 한다.
도 7은 본 출원의 실시형태에서 제공하는 또 다른 적외선 히터의 모식도이다. 도 3과의 차이점은 다음과 같다. 즉, 베이스 몸체(11)의 외면은 챔버의 원주 방향을 따라 간격을 두고 배치된 다섯 개의 코팅 영역을 포함하고, 제1 적외선 전열 코팅층(1111), 제2 적외선 전열 코팅층(1112), 제3 적외선 전열 코팅층(1113), 제4 적외선 전열 코팅층(1114), 제5 적외선 전열 코팅층(1115)은 각각 다섯 개의 코팅 영역에 설치되며, 각각 제1 비코팅 영역(1121), 제2 비코팅 영역(1122), 제3 비코팅 영역(1123), 제4 비코팅 영역(1124)에 의해 이격된다. 제1 단부(A)에 근접한 제1 비코팅 영역(1121), 제2 단부(B)에 근접한 제4 비코팅 영역(1124)의 축방향 길이는 작고, 제2 비코팅 영역(1122) 및 제3 비코팅 영역(1123)의 축방향 길이는 크다. 이러한 방식으로 적외선 가열 영역에 대응되는 일부 에어로졸 형성 기질이 기설정된 간격에 대응되는 일부 에어로졸 형성 기질과 유의한 온도차가 존재하도록 하는 동시에, 베이스 몸체(11)의 양단이 더 큰 전류 밀도, 더 많은 열을 발생할 수 있도록 하여, 베이스 몸체의 양단에 대한 온도 보상을 구현할 수 있다. 상기 예시에서, 제1 적외선 전열 코팅층(1111), 제2 적외선 전열 코팅층(1112), 제3 적외선 전열 코팅층(1113), 제4 적외선 전열 코팅층(1114), 제5 적외선 전열 코팅층(1115)의 축방향 길이도 동일하거나 상이할 수 있음을 유의해야 한다.
도 8은 본 출원의 실시형태에서 제공하는 또 다른 적외선 히터의 부분 전개 모식도이다. 도 3과의 차이점은 다음과 같다. 즉, 베이스 몸체(11)의 외면은 복수의 코팅 영역 및 복수의 비코팅 영역(112)을 포함하고, 복수의 적외선 전열 코팅층(111)은 복수의 코팅 영역에 설치되며, 복수의 적외선 전열 코팅층(111)은 복수의 비코팅 영역(112)과 함께 망상 구조를 형성하고; 도전부(1131) 및 도전부(1141)는 일부 적외선 전열 코팅층(111)과 중첩되어 전기적 연결을 형성한다.
도 9는 본 출원의 실시형태에서 제공하는 또 다른 적외선 히터의 모식도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 적외선 히터는 베이스 몸체(21)에 형성된 적외선 전열 코팅층(211), 제1 전극(212), 제2 전극(213) 및 제3 전극(214)을 포함한다. 적외선 전열 코팅층(211)은 베이스 몸체(21)의 외면의 축방향을 따라 제1 적외선 전열 코팅층(2111) 및 제2 적외선 전열 코팅층(2112)으로 이격된다. 제1 전극(212)은 결합부(2121) 및 도전부(2122)를 포함하고, 제2 전극(213)은 결합부(2131) 및 도전부(2132)를 포함하며, 제3 전극(214)은 결합부(2141) 및 도전부(2142)를 포함하고, 제1 전극(212), 제2 전극(213) 및 제3 전극(214)의 설치를 통해 제1 적외선 전열 코팅층(2111) 및 제2 적외선 전열 코팅층(2112)이 독립적으로 작동되어 단계적 가열을 구현하도록 제어할 수 있다.
상기 예시에서, 제1 적외선 전열 코팅층(2111) 및 제2 적외선 전열 코팅층(2112)은 두 개의 독립적인 적외선 히터에 해당하고, 각 부분은 모두 도 3 또는 도 7의 방식에 따라 복수의 적외선 가열 영역을 구성하여, 적외선 가열 영역에 대응되는 일부 에어로졸 형성 기질이 기설정된 간격에 대응되는 일부 에어로졸 형성 기질과 유의한 온도차가 존재함으로써, 담배 성분의 휘발이 단일한 문제를 방지하며, 사용자의 흡입 체험을 향상시킨다. 베이스 몸체(21)의 외면의 원주 방향을 따라 이격된 복수의 독립적으로 작동된 적외선 전열 코팅층에 대해서도, 마찬가지로 구현될 수 있음을 용이하게 생각해 낼 수 있다. 단계적 가열의 구조는 도 9의 상황에 한정되지 않음을 유의해야 한다.
도 10-도 12에 결부하여 이해해보면, 에어로졸 발생 장치(100)는 전극 연결 부재(14)를 더 포함하고, 전극 연결 부재(14)는 제1 전극(113) 및 제2 전극(114)에 각각 전기적으로 연결되며, 제1 전극(113) 및 제2 전극(114)을 베이스 몸체(11)에서 멀어지는 위치에 각각 연장시킨다.
이하 제2 전극(114)에 전기적으로 연결된 전극 연결 부재(14)를 예로 들어 설명한다.
전극 연결 부재(14)는 접촉부 및 연장부(142)를 포함한다. 접촉부의 적어도 일부는 베이스 몸체(11)의 외면을 향하여 돌출되어 결합부(1142)와 접촉하여 전기적 연결을 형성하고; 연장부(142)는 접촉부에 대해 베이스 몸체(11)에서 멀어지는 위치를 향하여 연장되며, 연장부(142)는 전원에 결합시키기 위한 것이다.
접촉부는 본체(141), 본체(141)로부터 연장된 네 개의 캔틸레버(1411)를 포함한다. 네 개의 캔틸레버(1411)는 본체(141) 일측의 표면에 돌출되고, 이러한 방식으로 캔틸레버(1411)가 결합부(1142)에 당접할 경우 탄성력을 발생하여, 결합부(1142)와의 전기적 연결을 구현할 수 있으며; 연장부(142)는 본체(141)로부터 베이스 몸체(11)에서 멀어지는 위치를 향하여 연장된다.
본체(141)는 베이스 몸체(11)의 단부의 형상과 매칭되고, 구체적으로, 본체(141)는 원호 형상으로 형성되며, 본체(141)에는 반경 방향으로 연장된 당접부(1412)가 구비된다. 원호 형상의 본체(141)는 베이스 몸체(11)의 단부면에 밀착되고, 당접부(1412)는 베이스 몸체(11)의 단부에 당접되어 위치 제한을 제공하여, 접촉부와 베이스 몸체(11)의 상대적 위치를 제한함으로써 캔틸레버(1411)를 결합부(1142) 위치에 위치 결정시키기 위한 것이다.
네 개의 캔틸레버(1411)는 베이스 몸체(11)의 원주 방향을 따라 본체(141)에 간격을 두고 설치된다. 다른 예시에서, 캔틸레버(1411)의 개수도 한정되지 않고, 네 개 이상 또는 이하일 수 있으며, 복수의 캔틸레버(1411)는 신뢰적인 전기적 연결 전극에 도움이 되지만, 가공 비용이 증가하는 것을 이해할 수 있고, 본 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 필요에 따라 선택할 수 있다.
에어로졸 발생 장치(100)는 제1 단부(A)에 슬리빙된 베이스(15), 제2 단부(B)에 슬리빙된 베이스(16)를 더 포함하고, 베이스(15), 베이스(16)는 절연, 고온 내성 단열 재료를 선택한다.
베이스(15), 베이스(16)는 동일한 구조를 사용할 수 있다. 구체적으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 베이스(16)는 이너 배럴(161) 및 아우터 배럴(162)을 사용할 수 있고, 베이스 몸체(11)는 이너 배럴(161)의 외벽과 아우터 배럴(162)의 내벽 사이에 탈착 가능하게 씌움 설치된다. 이너 배럴(161)은 중공 튜브 형상이고, 기류는 이너 배럴(161)을 통해 베이스 몸체(11)의 챔버에 흐른다. 이너 배럴(161)의 축방향 길이는 결합부(1142)의 축방향 길이보다 약간 크다. 아우터 배럴(162)의 외벽에는 원주 방향으로 분포된 단열관(17)을 향하여 연장되는 복수의 보스(1621)가 구비되고, 아우터 배럴(162)의 단부에는 반경 방향으로 연장되는 당접부(1622)가 구비되며, 보스(1621) 및 당접부(1622)의 설치는, 단열관(17)에 조립될 경우, 단열관(17)의 단부가 당접부(1622)에 용이하게 당접될 수 있도록 하는 동시에, 단열관(17)의 내벽과 아우터 배럴(162)의 외벽 사이에 일정한 간격을 갖도록 하여 찬 공기의 유입이 용이하도록 한다. 아우터 배럴(162)의 내벽에는 간격을 두고 분포된 복수의 유지부(1623)가 더 구비되고, 유지부(1623)는 아우터 배럴(162)의 내벽으로부터 이너 배럴(161) 방향을 향하여 연장되며, 베이스 몸체(11)가 베이스(16)에 씌움 설치될 경우, 유지부(1623)는 베이스 몸체(11)의 외면에 당접되어 베이스 몸체(11)의 단부를 유지한다.
베이스(16)에는 베이스 몸체(11)의 회동을 방지하기 위한 원주 방향 스토퍼가 더 설치되고, 원주 방향 스토퍼는 베이스 몸체(11)를 향하는 베이스(16)의 일측에 돌출 설치되는 위치 결정 돌기(163)를 포함하며, 베이스 몸체(11)의 관벽에는 위치 결정 돌기(163)와 대응되게 결합되는 위치 결정 노치가 개방된다. 베이스 몸체(11)가 베이스(16)에 씌움 설치될 경우, 위치 결정 돌기(163)는 위치 결정 노치와 대응되게 끼움 결합되어, 베이스 몸체(11)가 베이스(16)에 대해 원주 방향으로 회동하는 것을 방지한다. 베이스(16)에는 전극 연결 부재(14)의 연장부(142)를 인출하기 위한 비아홀(164)이 더 설치된다.
본 출원의 명세서 및 그 첨부 도면에서 본 출원의 바람직한 실시예를 개시하였지만, 본 출원은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있고, 본 명세서에 설명된 실시예에 한정되지 않음을 유의해야 하며, 이러한 실시예는 본 출원의 내용에 대한 추가적인 제한으로 사용되지 않고, 이러한 실시예를 제공하는 목적은 본 출원의 개시 내용의 이해가 보다 철저하고 포괄적이도록 하기 위한 것이다. 또한, 상기 각 기술특징은 계속하여 서로 조합되어, 상기에서 나열되지 않은 다양한 실시예를 형성하는 바, 모두 본 출원의 명세서에 기재된 범위로 간주되고; 나아가, 본 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 상기 설명에 따라 개선 및 변형할 수 있으며, 모든 이러한 개선 및 변형은 모두 본 출원의 첨부된 청구범위의 보호범위에 속하여야 한다.

Claims (13)

  1. 에어로졸 형성 기질을 가열하여 흡입용 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 장치에 있어서,
    에어로졸 형성 기질을 수용하기 위한 챔버;
    상기 챔버에 적외선을 방사하여 상기 에어로졸 형성 기질을 가열하도록 구성된 적어도 하나의 히터를 포함하고,
    상기 적외선 히터는 상기 에어로졸 형성 기질의 상이한 부분을 가열하기 위한 복수의 적외선 가열 영역을 포함하고, 인접한 적외선 가열 영역 사이에는 기설정된 간격이 유지되며; 상기 복수의 적외선 가열 영역은 비독립적으로 작동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적외선 히터는,
    표면을 갖는 베이스 몸체;
    상기 표면에 간격을 두고 배치되고, 상기 복수의 적외선 가열 영역을 형성하는 복수의 적외선 방사층을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 적외선 방사층은 모두 상기 베이스 몸체에 형성된 코팅층이고;
    상기 표면은 복수의 코팅 영역을 포함하며, 상기 복수의 적외선 방사층은 상기 복수의 코팅 영역에 각각 설치되고; 인접한 코팅 영역 사이에는 비코팅 영역이 마련되어, 인접한 적외선 가열 영역 사이에 기설정된 간격이 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 적외선 방사층은 모두 상기 베이스 몸체에 감길 수 있는 필름인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적외선 히터는 상기 복수의 적외선 방사층에 비독립적으로 전력을 공급하는 도전성 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 도전성 요소는 상기 베이스 몸체에 간격을 두고 설치된 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 모두 상기 복수의 적외선 방사층과 적어도 부분적으로 중첩되어 전기적 연결을 형성하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 베이스 몸체는 상기 챔버의 축방향을 따라 연장되고 상기 챔버를 둘러싸는 튜브 형상으로 구성되며;
    상기 복수의 적외선 방사층은 상기 챔버의 축방향을 따라 간격을 두고 배치되거나 상기 복수의 적외선 방사층은 망상 구조를 형성하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 모두 도전부를 포함하며, 상기 도전부는 상기 챔버의 축방향을 따라 연장되고 상기 복수의 적외선 방사층과 적어도 부분적으로 중첩되어 전기적 연결을 형성하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나는 상기 도전부에 전기적으로 연결되는 결합부를 더 포함하고, 상기 결합부는 상기 챔버의 원주 방향을 따라 연장되고 상기 복수의 적외선 방사층과 중첩되지 않으며; 상기 결합부는 전원에 결합시키기 위한 것임을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 베이스 몸체는 상기 챔버의 축방향을 따라 연장되고 상기 챔버를 둘러싸는 튜브 형상으로 구성되며;
    상기 복수의 적외선 방사층은 상기 챔버의 원주 방향을 따라 간격을 두고 배치되며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 모두 상기 챔버의 원주 방향을 따라 연장되어 상기 복수의 적외선 방사층과 적어도 부분적으로 중첩되어 전기적 연결을 형성하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 도전성 요소는 상기 베이스 몸체에 형성된 도전성 코팅층인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 기설정된 간격은 2mm~10mm 사이이고, 바람직하게는 2mm~8mm이며, 보다 바람직하게는 3mm~8mm이고, 보다 바람직하게는 4mm~8mm이며, 보다 바람직하게는 5mm~8mm이고, 보다 바람직하게는 5mm~7mm인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 에어로졸 발생 장치는 제1 적외선 히터 및 제2 적외선 히터를 포함하고, 상기 제1 적외선 히터 및 제2 적외선 히터는 독립적으로 작동되어 단계적 가열을 구현하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  13. 에어로졸 발생 장치에 사용되는 적외선 히터에 있어서,
    상기 적외선 히터는 에어로졸 형성 기질기질의 상이한 부분을 가열하기 복수의 적외선 가열 영역을 포함하고, 인접한 적외선 가열 영역 사이에는 기설정된 간격이 유지되며; 상기 복수의 적외선 가열 영역은 비독립적으로 작동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치에 사용되는 적외선 히터.
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