KR20230120345A - 분말 흡입 전달을 위한 유도가열식 흡연 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유도가열식 흡연 장치로, 본체부; 상기 본체부 내부에 포함되는 챔버; 상기 챔버로부터 연장되어 있는 기류 채널을 포함하는 흡입부; 상기 본체부 내부에 포함되고, 챔버의 단부를 유도 가열하는 가열부를 포함하고, 상기 챔버 내부에 피가열체를 더 포함하고, 상기 피가열체는 상기 가열부의 유도가열에 의해 열이 발생되는 것인, 유도가열식 흡연 장치에 관한 것으로, 유도 가열 방식을 이용하여 빠른 승온이 가능하며, 단순한 구조에 의해 장치 관리가 용이한 장점이 있다.
Description
본 발명은 분말 흡입 전달을 위한 유도가열식 흡연 장치에 관한 것이다.
최근 흡연 물품은 연소되기보다는 가열되는 다수의 흡연 물품이 제안되고 있다. 이러한 비연소식 흡연 물품은 종래의 흡연물품과 다르게 담배 매질을 연소시키지 않고 담배 매질을 가열함으로써 발생한 에어로졸을 흡인하여 사용된다. 이러한 가열식 흡연 물품의 유형 중 하나로, 전기 가열을 이용한 흡연 물품이 있다.
기존의 전기 가열식 흡연 장치의 히터로는 가열 블레이드 또는 금속 에칭형 필름 히터가 사용되고 있다. 그러나 가열 블레이드 또는 금속 에칭형 필름 히터의 금속 구조물을 흡연물질을 가열하기 위해서는 일정 이상의 시간이 필요하며, 히터의 전력 소모가 크고, 과열되는 문제가 있다. 또한, 기존 전기 가열식 흡연 장치는 흡연제품을 직접 삽입하여 사용하므로, 내부 청소가 필요하다.
이러한 이유에서, 본 발명은 유도가열 방식을 사용하는 흡연장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 유도가열식 흡연 장치로, 본체부; 상기 본체부 내부에 포함되는 챔버; 상기 챔버로부터 연장되어 있는 기류 채널을 포함하는 흡입부; 상기 본체부 내부에 포함되고, 챔버의 단부를 유도 가열하는 가열부를 포함하고, 상기 챔버 내부에 피가열체를 더 포함하고, 상기 피가열체는 상기 가열부의 유도가열에 의해 열이 발생되는 것을 특징으로 하는, 유도가열식 흡연 장치를 제공한다.
본 발명의 일 구현예로, 상기 피가열체는 흡연용 파우치일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예로, 상기 흡연용 파우치는 외장재; 및 상기 외장재 내부의 분말을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로 상기 외장재의 일부 또는 전체 표면은 금속이 코팅된 것 일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 분말은 흡연물질을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 챔버와 연결되며, 본체부의 외주면에 위치한 챔버 입구를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 가열부는 유도가열식 코일; 코일에 전력을 공급하는 배터리; 및 배터리를 제어하는 제어부를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은, 유도가열식 흡연 장치에서 사용하기 위한 흡연용 파우치로,
상기 파우치는 외장재; 및 상기 외장재 내부의 분말을 포함하는 것인, 흡연용 파우치를 제공한다.
본 발명의 흡연 장치는 유도 가열 방식을 이용하여 파우치를 가열해 흡연이 수행되는 것으로, 유도가열은 에너지 효율이 높고 전용용기에만 반응하기 때문에 희망 온도로 빠른 승온이 가능해 가열시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다. 또한 단순한 구조를 가지고 있어 일반 히터보다 크기에서 유리하며 챔버 내부 청소가 용이한 장점이 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 흡연 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 흡연용 파우치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 파우치가 삽입된 흡연 장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 흡연용 파우치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 파우치가 삽입된 흡연 장치를 나타낸 것이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 유도가열식 흡연 장치와 상기 장치에서 사용되는 흡연용 파우치에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1과 같이 본 발명은, 유도가열식 흡연 장치(1000)로, 본체부(200); 상기 본체부(200) 내부에 포함되는 챔버(300); 상기 챔버(300)로부터 연장되어 있는 기류 채널(400)을 포함하는 흡입부(100); 상기 본체부(200) 내부에 포함되고, 챔버(300)의 단부를 유도 가열하는 가열부(500)를 포함하고, 상기 챔버(300) 내부에 피가열체를 더 포함하고, 상기 피가열체는 상기 가열부(500)의 유도가열에 의해 열이 발생되는 것을 특징으로 하는, 유도가열식 흡연 장치(1000)를 제공한다.
또한, 도 2와 같이 본 발명은, 유도가열식 흡연 장치(1000)에서 사용하기 위한 흡연용 파우치(600)로, 상기 파우치(600)는 외장재; 및 상기 외장재 내부의 분말을 포함하는 것인, 흡연용 파우치(600)를 제공한다.
본 발명의 흡연 장치는, 사용자의 입을 통해 사용자의 폐로 직접적으로 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위해 흡연용 파우치를 이용하여 에어로졸을 생성시키는 장치를 의미할 수 있다. 단 도 1에는 본 발명의 실시예와 관련있는 구성 요소들만이 도시되어 있는 것으로, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자라면 상기 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 흡연 장치는, 유도가열을 통해 피가열체, 즉 챔버와 챔버 내부의 흡연용 파우치를 가열한다. 유도가열은 고주파 교류전원이 가열코일에 전류를 흐르게 하면 자기장이 발생하여 피가열체 표면에 2차 전류가 유도되어 금속의 저항 성분에서 열이 발생하는 원리를 이용하는 것으로, 이는 에너지 효율이 높고 자성이 있는 금속을 사용한 소재에만 반응하기 때문에 희망온도로 빠른 승온이 가능해 가열시간을 단축시킬 수 있다. 또한 간편한 구조로 일반 히터보다 크기가 작으면서도, 챔버 내부 청소가 용이한 장점이 있다. 상기 장치는 사용자가 한 손의 손가락들 사이에 잡기에 편안한 휴대용 또는 손에 드는 흡연 장치이다.
도 1을 참고하여 본 발명의 장치는, 사용자의 입과 맞닿는 흡입부를 포함한다. 상기 흡입부는 챔버로부터 연장되어 있는 기류 채널을 포함하여, 본체부와 연결되어 있다. 상기 흡입부의 소재는, 가열된 에어로졸에 의해 과열되지 않을 수 있도록 내열성 플라스틱 소재로 제조될 수 있다.
상기 흡입부는 약 10 mm 내지 50mm 사이의 직경의 외부 직경을 가질 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 상기 흡입부와 본체부 사이의 거리, 즉 흡입부 자체의 길이는 10 mm 내지 100 mm의 길이를 가질 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 본체부의 소재 역시, 내부에 포함된 가열부에 의해 가열되지 않는 소재, 예를 들어 내열성 플라스틱 소재로 제조될 수 있다. 예를 들어 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐플로오라이드(PVF), 폴리염화비닐리덴(PVDC), 폴리페닐렌옥사이드(PPO), 폴리카보네이트(PC), 또는 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다만 상기 소재는 예시일 뿐, 당해 기술 분야에서 널리 알려진 소재를 자유롭게 사용이 가능하다. 상기 본체부의 길이는 약 50 mm 내지 200 mm의 길이를 가질 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 장치에는, 챔버로부터 연장되어 있는 기류채널을 갖는다. 상기 기류채널을 통해, 챔버의 가열에 의해 흡연용 파우치로부터 발생한 에어로졸이 이동하여, 흡입부로 전달되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 챔버는, 자성을 갖는 금속 소재를 포함한다. 상기 금속 소재는, 철(Fe), 실리콘(Si), 크롬(Cr), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 나이오븀(Nb), 구리(Cu) 및 니켈(Ni)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함할 수 있으며, 상기 금속 소재는 2종 이상의 금속 소재를 포함하는, 합금 소재일 수 있다. 바람직하게는, 철 소재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 챔버는 높이(길이)가 약 40 mm 내지 100 mm이고, 지름(또는 가로 너비) 역시 40 내지 100 mm일 수 있으나, 본체부의 크기에 따라 변경이 가능하다.
또한, 상기 챔버의 벽 두께는 0.10 내지 5 mm일 수 있다. 상기 벽 두께가 0.10 mm 미만일 경우 챔버 자체의 내구성이 약해질 수 있고, 5 mm를 초과할 경우 과열되어 제품 사용시 온도 상승을 유발할 수도 있다.
상기 챔버는 본체 외주면에 위치한 챔버 입구(301)와 연결되며, 상기 챔버 입구(301)는 개폐가 가능하다. 도 1에 제시된 것과 같이 횡방향으로 밀고 닫는 방식으로 개폐가 가능할 수 있으나, 입구를 당겨 여는 방식 또는 종방향으로 밀고 닫는 방식 등이 모두 사용될 수 있다. 상기 챔버 입구의 소재는, 자성을 갖는 금속소재를 포함하지 않으며, 유도 가열에 의해 가열되지 않는 소재로 제조된다. 바람직하게는 내열성 플라스틱을 이용할 수 있으며, 예를 들어 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐플로오라이드(PVF), 폴리염화비닐리덴(PVDC), 폴리페닐렌옥사이드(PPO), 폴리카보네이트(PC), 또는 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 챔버의 형태는 도 1에 제시된 것과 같이 원통형일 수 있고 또는 구형, 정사각형, 직사각형 등의 형상으로 제조될 수 있으며, 상기 형태는 예시일 뿐, 상술한 종류에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명의 흡연용 파우치에서 외장재는, 천, 종이, 및 고분자 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 소재로 제조되는 것일 수 있다. 본 발명의 파우치는 내부의 분말이 밀봉된 형태를 가지는 것으로서, 다공 권지 등의 다공성 재질의 천 또는 종이를 이용하여 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 외장재의 평량은 20 g/m2 이상인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 25 g/m2 내지 50 g/m2의 평량을 갖는 외장재를 이용할 수 있다. 상기 외장재의 평량이 20 g/m2 미만일 경우 파우치의 강도가 저하될 수 있고, 50 g/m2를 초과할 경우 외장재의 두께에 의해 파우치 내부의 분말이 승화 및/또는 기화되는 것에 영향을 미칠 수도 있다.
또한, 상기 평량의 범위에 더하여, 상기 포장재는 평균 기공 직경의 크기가 300 μm 이하인 것이 바람직하며, 파우치 내부 분말의 크기에 따라 변경될 수 있지만 더 바람직하게는 100 μm 내지 250 μm의 기공 직경의 크기를 가질 수 있다. 상기 평균 기공 크기가 100 μm 미만일 경우 다공성이 부족하여 파우치 내부 분말이 용이하게 승화 및/또는 기화되지 않을 수 있고, 300 μm를 초과할 경우 분말이 유출되는 문제가 있을 수 있다.
상기 분말의 밀봉은 분말을 투입한 후 초음파 처리에 의한 접착, 열접착, 또는 고주파 접착 등에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 소재의 일부 또는 전체가 금속을 이용하여 코팅된 것일 수 있다. 이처럼 소재에 금속을 포함하여 가열부에 의해 가열되면 분말의 흡연 물질이 기화되어, 사용자의 흡연이 가능한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따라, 상기 분말에는 흡연물질이 포함될 수 있다. 본 발명에서는 상기 흡연 물질은 가열에 의해 기화되어 에어로졸을 발생시킬 수 있는 흡연 가능 물질을 의미할 수 있다.
본 명세서에서, "흡연 물질"은 에어로졸(aerosol)을 발생시킬 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 특히, 본 발명에서 에어로졸을 발생시킬 수 있는 물질은, 유도 가열 시 발생하는 온도 범위 이내에서 승화 및/또는 기화될 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 상기 에어로졸 생성 물질은 고체 또는 액상 성상을 갖는다.
예를 들면, 액상의 에어로졸 생성 물질은 담배 추출물 및/또는 다양한 향미제를 기초로 하는 액상 조성물을 포함할 수 있다. 액상의 에어로졸 생성 물질 외에, 고체상의 에어로졸 생성 물질을 더 포함할 수도 있다. 상기 고체상의 에어로졸 생성물질은 판상엽 담배, 각초, 재구성 담배 등 담배 원료를 기초로 하는 고체 물질이나, 또는 니코틴 분말, 카페인 분말 등 승화성이 있는 분말을 포함할 수 있다. 그러나, 본 개시의 범위가 상기 열거된 예시에 한정되는 것은 아니다.
보다 구체적인 예로서, 액상의 에어로졸 생성 물질은 프로필렌글리콜, 글리세린, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 및 테트라에틸렌 글리콜 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 에어로졸 생성 물질은 수분 및 가향 물질 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 또
다른 예로서, 에어로졸 생성 물질은 계피, 캡사이신 등의 다양한 첨가 물질을 더 포함할 수도 있다. 에어로졸 생성 물질은 유동성이 큰 액체 물질뿐만 아니라 젤 또는 고형분 형태의 물질을 포함할 수도 있다. 이와 같이, 에어로졸 생성 물질의 조성 성분은 실시예에 따라 다양하게 선택될 수 있으며, 그 조성 비율 또한 실시예에 따라 달라질 수 있다. 이하의 명세서에서, 액상은 액상의 에어로졸 생성 물질을 지칭하는 것일 수 있다.
상기 파우치는, 향미제 또는 향미제를 내장하는 캡슐 등을 첨가하거나, 탄소를 포함하는 흡착제, 활성탄 등과 같이 당해 기술 분야에서 널리 알려진 적어도 하나의 물질을 더 포함할 수도 있다. 상기 향미제의 종류는 흡연 물품 분야에서 사용되는 향미제라면 제한 없으며, 수용성 향료, 지용성 향료 등을 자유롭게 첨가가 가능하다.
본 명세서에서, 상기 가열부는, 유도가열식 코일; 코일에 전력을 공급하는 배터리; 및 배터리를 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 본체부의 원위 말단에 위치한 가열부는, 배터리에 의해 코일에 전류를 흐르게 하여 자기장을 발생시키며, 이로 인해 챔버에 포함된 자성 금속 성분에 2차 전류가 유도되어 열이 발생하는 것이다.
본 발명의 일 구현예로서, 상기 유도가열식 코일의 형태는, 팬케이크 타입 코일, 원형 다권 코일, 또는 사각형 다권 코일의 형상을 가지고 있을 수 있으며, 상기 형상에 따라 전자기장 내의 자기 방향과 자기 밀도가 달라질 수 있다. 따라서 챔버의 형태, 위치, 본체부의 형태와 크기 등에 따라 상기 코일의 형태를 변경하여 사용할 수 있으나, 바람직하게는 도 1에 제시된 것과 같이 팬케이크 타입 코일을 이용한다.
본 발명의 일 구현예로서, 상기 유도가열식 코일에서 발생하는 주파수는 5 내지 150 KHz의 영역일 수 있으며, 바람직하게는 50 내지 100 KHz인 것이, 챔버에 삽입된 피가열체를 가열하기에 적절하다. 상기 유도가열식 코일은, 상술한 범위의 주파수를 갖는 자기장이 발생되어 챔버 및 피가열체를 200 내지 600 ℃의 온도로 가열할 수 있다. 상기 코일은, 바람직하게는 구리 또는 니켈 소재 등이 이용될 수 있다. 단, 이는 본 개시의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예일뿐이며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 추가되거나 생략될 수 있음은 물론이다.
상기 제어부는 가열부의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 배터리의 동작을 제어할 수 있다. 상기 배터리는 재충전 가능한 배터리 또는 재충전 가능하지 않은 배터리일 수 있다. 적절한 배터리들의 예들은 예컨대 리튬-이온 배터리, 니켈 배터리(이를테면, 니켈-카드뮴 배터리), 알카라인 배터리 및/또는 등등을 포함할 수 있다.
도 3을 참고하여, 상기 흡연장치(1000)의 챔버 입구 (301)를 열어 흡연용 파우치(600)를 챔버(300) 내부에 넣고, 이를 가열부를 통해 가열한다. 상기 가열에 의해 에어로졸이 발생하며, 발생한 에어로졸은 기류채널(400)을 통과하여, 흡입부(100)와 맞닿은 사용자의 입을 통해 흡입될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
100 : 흡입부
200 : 본체부
300 : 챔버
301 : 챔버 입구 400 : 기류 채널 500 : 가열부
600 : 흡연용 파우치 1000 : 유도가열식 흡연 장치
301 : 챔버 입구 400 : 기류 채널 500 : 가열부
600 : 흡연용 파우치 1000 : 유도가열식 흡연 장치
Claims (10)
- 유도가열식 흡연 장치로,
본체부;
상기 본체부 내부에 포함되는 챔버;
상기 챔버로부터 연장되어 있는 기류 채널을 포함하는 흡입부;
상기 본체부 내부에 포함되고, 챔버의 단부를 유도 가열하는 가열부를 포함하고,
상기 챔버 내부에 피가열체를 더 포함하고, 상기 피가열체는 상기 가열부의 유도가열에 의해 열이 발생되는 것을 특징으로 하는, 유도가열식 흡연 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 피가열체는 흡연용 파우치인, 유도가열식 흡연 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 흡연용 파우치는 외장재; 및 상기 외장재 내부의 분말을 포함하는 것인, 유도가열식 흡연 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 외장재의 일부 또는 전체 표면은 금속이 코팅된 것인, 유도가열식 흡연 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 분말은 흡연물질을 포함하는 것인, 유도가열식 흡연 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 챔버와 연결되며, 본체부의 외주면에 위치한 챔버 입구를 더 포함하는 것인, 흡연 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 가열부는 유도가열식 코일; 코일에 전력을 공급하는 배터리; 및 배터리를 제어하는 제어부를 포함하는 것인, 유도가열식 흡연 장치.
- 유도가열식 흡연 장치에서 사용하기 위한 흡연용 파우치로,
상기 파우치는 외장재; 및 상기 외장재 내부의 분말을 포함하는 것인, 흡연용 파우치.
- 제8항에 있어서,
상기 외장재의 일부 또는 전체 표면은 금속이 코팅된 것인, 흡연용 파우치.
- 제8항에 있어서,
상기 분말은 흡연물질을 포함하는 것인, 흡연용 파우치.
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Citations (1)
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| KR20180085347A (ko) | 2017-01-18 | 2018-07-26 | 주식회사 케이티앤지 | 전기 가열식 흡연기의 히터 |
-
2022
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