KR20240029256A - 에어로졸 발생 장치의 히팅 디바이스 - Google Patents

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Abstract

실시예는 에어로졸 발생 장치의 히팅 디바이스에 관한 것으로서, 특히 중공형 다공성 흡습체와, 그 중공에 삽입 장착되는 메쉬형 가열부를 구비하여 발열 면적의 증가에 의한 연무량을 증가시킬 수 있는 에어로졸 발생 장치의 히팅 디바이스에 관한 것이다.
실시예인 에어로졸 발생 장치의 히팅 디바이스는 일방향을 중심축으로 하는 중공이 형성된 다공성 흡습체와, 다공성 흡습체의 내측면의 둘레를 따라서 전체 또는 일부가 삽입된 가열부를 구비하고, 가열부는 라운드 형상의 메쉬 형태이다.

Description

에어로졸 발생 장치의 히팅 디바이스{HEATING DEVICE FOR AEROSOL GENERATING APPARATUS}
실시예는 에어로졸 발생 장치의 히팅 디바이스에 관한 것으로서, 특히 중공형 다공성 흡습체와, 그 중공에 삽입 장착되는 메쉬형 가열부를 구비하여 발열 면적의 증가에 의한 연무량을 증가시킬 수 있는 에어로졸 발생 장치의 히팅 디바이스에 관한 것이다.
일반적으로, 전자담배는 교환 가능한 카트리지에 채워진 니코틴을 포함하는 용액을 에어로졸 또는 기체 상태(무화 상태)로 만들어 흡입할 수 있도록 만든 전자기기를 말한다.
이와 같은 전자담배는 일반 담배를 대신하여 흡연 욕구를 충족시킬 수 있으면서 타르와 같은 유해 성분이 포함되지 않아 담배로부터 유발되는 인체에 유해한 영향을 감소시킬 수 있으며, 이와 동시에 흡연의 간접적 피해를 유발시키지 않는다는 장점이 있어 사용 인구가 폭발적으로 증가하고 있는 추세이다. 즉, 전자담배는 실내에서 흡연이 가능하고 각종 질병을 유발시키는 담배의 피해를 방지하면서 담배를 피우는 것과 동일한 효과가 있다.
특히 최근에는 담배의 맛에 과일 등과 같은 다른 향을 추가하여 다양한 풍미를 느낄 수 있는 전자담배의 출시도 이루어지고 있다.
이러한 전자담배는, 액상 니코틴이 수용된 무화기를 배터리부에 결합하면 무화기의 가열체가 발열하면서 액상 니코틴을 기화시키는 연무가 이루어진다.
이러한 종래의 무화기는 평판형 육각면체의 일측면에 선형 가열체가 장착되어, 발열 면적도 상대적으로 적고 연무량도 상대적으로 적으며, 선형 가열체가 장착된 일측면이 기류 패스에 접촉하게 되나, 기류 패스와의 접촉 면적이 상대적으로 적기에, 배출되는 연무량도 상대적으로 적은 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2019-7016523호
실시예는 중공형 다공성 흡습체와, 그 중공에 삽입 장착되는 메쉬형 가열부를 구비하여 발열 면적의 증가에 의한 연무량을 증가시킬 수 있는 에어로졸 발생 장치의 히팅 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예인 에어로졸 발생 장치의 히팅 디바이스는 일방향을 중심축으로 하는 중공이 형성된 다공성 흡습체와, 다공성 흡습체의 내측면의 둘레를 따라서 전체 또는 일부가 삽입된 가열부를 구비하고, 가열부는 라운드 형상의 메쉬 형태이다.
또한, 가열부의 삽입 깊이는 가열부의 두께보다 큰 것이 바람직하다.
또한, 가열부의 삽입 깊이와 가열부의 두께 간의 차이값은 0mm보다 크며 0.5mm 이하의 범위에 속하는 것이 바람직하다.
또한, 가열부의 내측면이 중공에 노출되거나, 가열부 전체가 다공성 흡습체 내에 매립된 것이 바람직하다.
또한, 가열부의 두께는 가열부의 삽입 깊이보다 큰 것이 바람직하다.
또한, 가열부의 두께와 가열부의 삽입 깊이 간의 차이값은 0mm보다 크며 0.5mm 이하의 범위에 속하는 것이 바람직하다.
실시예는 중공형 다공성 흡습체와, 그 중공에 삽입 장착되는 메쉬형 가열부를 구비하여 발열 면적의 증가에 의한 연무량을 증가시킬 수 있으며, 생성된 에어로졸이 외부 신속하게 배출됨으로써, 탄 맛이 감소되는 효과도 있다.
도 1은 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치의 히팅 디바이스의 사시투영도이다.
도 2는 도 1의 메쉬형 가열부의 사시도이다.
도 3은 도 1의 부분 수직 단면도들이다.
이하에서, 실시예들은 도면을 통하여 상세하게 설명된다. 그러나, 이는 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 설명되는 실시예들은 그 실시예들의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 실시예에서, 액상 또는 액상 에어로졸 카트리지는 내부의 수용 공간에 액상이나 겔 타입의 에어로졸 형성 기재(예를 들면, 향료, 니코틴, VG(식물성 글리세린), PG(프로필렌 글리콜), 약품 등)을 수용한다.
본 실시예에서, 액상 카트리지 또는 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 형성 기재에 접하여 모세관 현상에 의해 에어로졸 형성 기재가 이송될 수 있도록 중공을 지닌 다공성 흡습체(또는 다공성 세라믹 흡습체)를 포함하는 히팅 디바이스를 포함하여 구성된다.
본 발명에서, 히팅 디바이스의 다공성 흡습체는 에어로졸 형성 기재에 접하는 액상 흡입면(다공성 흡습체의 외측면)과, 액상 흡입면에 이웃하지 않는 측면에 형성된 무화면(다공성 흡습체의 내측면)으로 구성된다. 본 실시예에서, 다공성 흡습체의 무화면의 적어도 일부분에는 가열부가 장착된다. 에어로졸 발생 장치는 히팅 디바이스의 중공으로 연통되는 기류 패스를 구비하며, 기류 패스는 무화면을 접촉한다.
에어로졸 형성 물품은 일련의 적층 구조인 필터부 및 냉각부 중의 적어도 하나 이상을 구비하며, 에어로졸 형성 기재층(예를 들면, 각초, 향료, 니코틴, VG(식물성 글리세린), PG(프로필렌 글리콜)을 선택적으로 포함하여 구성된다. 에어로졸 형성 물품은 종래의 전자담배용 궐련, 필터 등을 포함한다.
도 1은 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치의 히팅 디바이스의 사시투영도이고, 도 2는 도 1의 메쉬형 가열부의 사시도이다.
히팅 디바이스(10)는 일방향(수직 방향)을 중심축으로 하는 중공(11a)이 형성된 다공성 흡습체(11)와, 다공성 흡습체(11)의 내측면(11c)의 둘레를 따라서 전체 또는 일부가 삽입된 가열부(14)와, 가열부(14)로의 전원 공급을 위한 한 쌍의 전기 연결선들(16a, 16b)을 포함하여 구성된다.
다공성 흡습체(11)는 질화알루미늄(AlN), 질화규소(Si3N4), 탄화규소(SiC), 탄화지르코늄(ZrC), 탄화텅스텐(WC), 알루미나(Al2O3), 코디어라이트(Cordierite), 뮬라이트(Mullite), 마그네슘 실리케이트(Mg2SiO4) 로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함하여 구성된다.
다공성 흡습체(11)는 중공(11a)이 형성된 원통형 입체 형상이나, 다른 입체 형상(사각 기둥 등)도 가능하다. 다공성 흡습체(11)의 중공(11a)의 형상도 실시예에서는 원 기둥 형상이나, 다른 형상(예를 들면, 사각 기둥 형상)을 지닐 수도 있다.
다공성 흡습체(11)는 에어로졸 형성 기재에 접촉되는 외측면(11b)(흡습면)과, 중공(11a)을 형성하여 중공(11a)에 접하는 내측면(11c)(무화면)과, 외측면(11b)과 내측면(11c)의 상단과 하단을 연결하는 상측면(11d)과 하측면(11e)을 포함하여 구성된다.
다공성 흡습체(11)는 가열부(14) 및/또는 전기 연결선들(16a, 16b)이 삽입 안착되는 삽입 공간 또는 홈을 포함하여 구성된다.
액상 카트리지나 에어로졸 발생 장치는 수용되는 에어로졸 형성 기재가 다공성 흡습체(11)의 외측면(11b)의 적어도 일부분에 접촉되도록 하고, 내부에 형성된 기류 패스가 중공(11a)에 연통되도록 하는 케이스(미도시)를 구비한다.
가열부(14)는 중공(11a) 또는 내측면(11c)의 형태에 대응하는 형태를 지니되, 본 실시예에서는 라운드 형상을 지니는 메쉬 형태로 이루어진다. 가열부(14)의 메쉬는 연속적인 복수 개의 마름모형의 서브 가열부들(14a)들을 포함하여 구성되나, 서브 가열부들(14a)의 형태는 다른 형태(예를 들면, 육각형 등)로 구성될 수도 있다. 이러한 메쉬 형태의 가열부(14)는 내측면(11c)의 중심뿐만 아니라, 상하 방향에서 열 에너지가 생성되어 다공성 흡습체(11)로 전달되도록 하여, 보다 넓은 면적의 무화면이 형성될 수 있도록 한다.
가열부(14)는 0.8~2.0Ω 범위에 속하는 저항을 지니는, 전기 전도성 재질로 구성되며, 예를 들면, 칸탈 등으로 이루어진다.
도 3은 도 1의 부분 수직 단면도들이다.
가열부(14)는 다공성 흡습체(11)의 내측면(11c)의 둘레를 따라서 형성되는 삽입 공간에 전체 또는 일부가 삽입됨으로써, 다공성 흡습체(11)와의 밀착도가 증가된다. 가열부(14)의 삽입 깊이(I1)는 가열부(14)의 두께(d)보다 크며, 이 경우가 가열부(14) 전체가 다공성 흡습체(11)의 삽입 공간(11f)에 삽입된 경우(제 1 실시예)이다. 또한, 가열부(14)의 삽입 깊이(11h)는 가열부(14)의 두께(d)보다 작으며, 이 경우가 가열부(14)의 일부분이 다공성 흡습체(11)의 삽입 공간(11h)에 삽입되며, 가열부(14)의 일부분이 중공(11a)을 향하여 돌출 형성된 경우(제 2 실시예)이다.
도 3의 (a)와 같이, 제 1 실시예에서, 삽입 공간(11f)의 삽입 깊이(I1)와 가열부(14)의 두께(d) 간의 차이값(D1) (삽입 깊이(I1) - 가열부(14)의 두께(d))은 0<D1≤0.5의 범위에 속하도록 하여, 외측면(11b)을 통하여 이송되는 에어로졸 형성 기재가 내측면(11c)으로 이송되면서, 가열부(14)의 열 에너지에 의해 무화되어 중공(11a)을 향하여 배출되도록 한다.
도 3의 (a)와 같이, 제 1 실시예에서, 가열부(14)의 내측면이 중공(11a)에 노출된 상태일 수도 있고, 도 3의 (b)에서와 같이 삽입 공간(11g)에 가열부(14) 전체가 삽입된 이후에 다공성 흡습체(11)에 의해 매립되어 중공(11a)에 노출된 부분이 없을 수도 있다.
도 3의 (c)와 같이, 제 2 실시예에서, 가열부(14)의 두께(d)와 삽입 깊이(I2) 간의 차이값(D2)(가열부(14)의 두께(d) - 삽입 깊이(I2))은 0<D2≤0.5의 범위에 속하도록 하여, 가열부(14)의 열 에너지에 의해 무화되어 배출되는 과정에서, 기류 패스 내의 공기 흐름을 방해하지 않으면서, 열 에너지가 다공성 흡습체(11)에 전달되도록 한다.
전기 연결선(16a, 16b) 각각의 일단은 서로 분리된 가열부(14)의 양 단부에 각각 연결되며, 전기 연결선(16a, 16b) 각각의 타단은 에어로졸 발생 장치의 제어 장치에 연결된어, 전원을 인가 받아 가열부(14)에 인가한다. 전기 연결부선(16a, 16b)은 일종의 리드 와이어이다.
다공성 흡습체(11)의 중공(11a)의 상측으로부터 에어로졸 형성 물품이 삽입되고, 가열부(14)에 전원이 인가됨에 따라서, 다공성 흡습체(11)의 무화면에서 에어로졸이 발생된다. 다공성 흡습체(11)의 원통형 중공(11a)이 기류 패스에 연통됨으로써, 다공성 흡습체(11)에서 발생하는 에어로졸 또는 연무가 에어로졸 형성 물품을 통한 사용자의 흡입 시에 즉각적으로 외부로 이송되어 전체적인 연무량 증가된다. 또한, 히팅 디바이스(10)는 에어로졸 형성 기재와의 접촉 면적을 증가시켜 에어로졸 형성 기재의 이송량을 증가되고, 그로 인해 연무량이 증가될 수 있고, 생성된 에어로졸이 외부 신속하게 배출됨으로써, 탄 맛이 감소되는 효과도 있다.
실시예의 히팅 디바이스(10)의 경우, 다공성 흡습체(11)의 재료(분말이나 비드 형태)의 소결 시에 가열부(14)를 인서트 방식으로 함께 소결시킴으로써 제조될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 상술한 특정의 바람직한 실시예들에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10: 히팅 디바이스 11: 다공성 흡습체

Claims (7)

  1. 일방향을 중심축으로 하는 중공이 형성된 다공성 흡습체와;
    다공성 흡습체의 내측면의 둘레를 따라서 전체 또는 일부가 삽입된 가열부를 구비하고,
    가열부는 라운드 형상의 메쉬 형태인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치의 히팅 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    가열부의 삽입 깊이는 가열부의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치의 히팅 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    가열부의 삽입 깊이와 가열부의 두께 간의 차이값은 0mm보다 크며 0.5mm 이하의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치의 히팅 디바이스.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    가열부의 내측면이 중공에 노출되거나, 가열부 전체가 다공성 흡습체 내에 매립된 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치의 히팅 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    가열부의 두께는 가열부의 삽입 깊이보다 큰 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치의 히팅 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    가열부의 두께와 가열부의 삽입 깊이 간의 차이값은 0mm보다 크며 0.5mm 이하의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치의 히팅 디바이스.
  7. 제 1 항에 따른 히팅 디바이스와;
    히팅 디바이스의 중공에 연통되는 기류 패스를 구비하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
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