WO2020166888A1 - 궐련형 전자담배장치용 발열히터 및 이를 포함하는 궐련형 전자담배장치 - Google Patents

궐련형 전자담배장치용 발열히터 및 이를 포함하는 궐련형 전자담배장치 Download PDF

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WO2020166888A1
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electronic cigarette
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오창우
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주식회사 아모센스
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    • A24F40/20—Devices using solid inhalable precursors

Definitions

  • the present invention relates to a heating heater for a cigarette type electronic cigarette device and a cigarette type electronic cigarette device including the same.
  • the electronic cigarette device generates an aerosol by heating or vaporizing leaf tobacco products, leaf tobacco extracts, and non-nicotine liquid substances. Accordingly, when the user inhales the aerosol generated by the electronic cigarette device through the intake of the electronic cigarette device while holding the electronic cigarette device in his hand, the aerosol can be discharged to the user's mouth through the intake port.
  • a cigarette-type electronic cigarette device of a fumigation method that heats cigarettes made of tobacco leaves is being developed.
  • This cigarette-type electronic cigarette device is a method of generating smoking steam by heating a cigarette through a heating heater. Accordingly, the cigarette-type electronic cigarette device has the advantage of having a taste similar to that of conventional cigarettes while solving the problem of misuse of liquid substances used in the liquid-type electronic cigarette device.
  • the conventional cigarette-type electronic cigarette device uses a ceramic material as a heater, a large amount of power consumption is required to maintain the temperature for heating the cigarette.
  • the present invention has been devised in consideration of the above points, and provides a cigarette-type electronic cigarette device including a heat generating heater for a cigarette-type electronic cigarette device capable of reducing power consumption by heating a cigarette through an induction heating method. It has its purpose.
  • the present invention is a heating heater for heating the circumference of a cigarette inserted in a certain length, and is disposed to surround the circumference of the cigarette when the cigarette is inserted, and through an eddy current induced by electromagnetic induction.
  • the heating member may be a hollow metal tube made of a metal material.
  • the metal tube may be made of an iron-based metal material.
  • a predetermined gap may be formed between the outer surface of the metal tube facing each other and the inner surface of the heat insulating member.
  • the heating member may be a metal pattern formed on an inner surface of the heat insulating member.
  • the heating member may be formed with a heat radiation coating layer for increasing the heat emissivity on the exposed surface.
  • the heat insulating member may be made of a heat-resistant glass material or a heat-resistant polymer resin.
  • the heat insulating member may include a hollow glass bead.
  • the heat insulating member may have a hollow tubular shape.
  • the heat insulating member may include a hollow first pipe and a second pipe disposed to surround the first pipe, and an air layer may be formed between the first pipe and the second pipe.
  • the heating heater for the cigarette-type electronic cigarette device may further include a shielding member disposed to surround the coil member so as to shield a magnetic field generated in the coil member.
  • the above-described heating heater for a cigarette-type electronic cigarette device can be applied to a cigarette-type electronic cigarette.
  • the heating member for heating the cigarette is heated through an electromagnetic induction method, it is possible to reduce the amount of power consumed to maintain a heating temperature capable of heating the cigarette. Through this, it is possible to increase the battery charging cycle or the battery replacement cycle of the electronic cigarette device.
  • FIG. 1 is an exterior view showing a heating heater for a cigarette-type electronic cigarette device according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view of Figure 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a modified example of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a heating heater for a cigarette-type electronic cigarette device according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modified example of FIG. 4;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a heating heater for a cigarette-type electronic cigarette device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a heating heater for a cigarette-type electronic cigarette device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIGS. 6 and 7 are exploded views showing a pattern of a heating member applicable to FIGS. 6 and 7;
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a heating heater for a cigarette-type electronic cigarette device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an application state diagram of a heating heater for a cigarette-type electronic cigarette device according to the present invention.
  • the heating heater (100,200,300,400,500) for a cigarette-type electronic cigarette device may be installed on the side of the insertion port 20 into which the cigarette 10 is inserted in the cigarette-type electronic cigarette device, as shown in FIG. , Power may be supplied from the cigarette-type electronic cigarette device.
  • the heating heater (100, 200, 300, 400, 500) for the cigarette-type electronic cigarette device in the state where the cigarette 10 is inserted into the insertion hole 20
  • the heating heaters 100, 200, 300, 400, 500 may generate heat to heat the cigarette 10.
  • steam for smoking may be generated from the cigarette 10, and the user may smoke by inhaling the steam generated from the cigarette 10.
  • the portion of the cigarette 10 inserted into the insertion opening 20 is a cigarette-type electronic cigarette according to an embodiment of the present invention. It may be inserted into the heating heater for the device (100, 200, 300, 400, 500).
  • a portion of the cigarette 10 inserted through the insertion hole 20 may be heated by the heat generating heater 100,200,300,400,500 for the cigarette-type electronic cigarette device.
  • the heat generating heater 100, 200, 300, 400, 500 for a cigarette-type electronic cigarette device may heat the cigarette 10 by using heat generated through an induction heating method.
  • the heating heater (100,200,300,400) for a cigarette-type electronic cigarette device is a heating member (110, 210), a heat insulating member (120, 220) and a coil member (130) as shown in Figs. Includes.
  • the heating members 110 and 210 When power is applied to the coil member 130, the heating members 110 and 210 may be heated by loss of eddy current by generating an eddy current due to an electromagnetic induction action caused by an alternating current flowing along the coil member 130. Through this, the heating members 110 and 210 may heat the cigarette 10 through heat generated through loss of eddy current.
  • the heating members 110 and 210 may be formed of a conductor to generate heat through loss of eddy current generated due to an electromagnetic induction action when power is applied.
  • the heating heater (100, 200, 300, 400) for a cigarette-type electronic cigarette device can heat the circumferential surface of the cigarette 10 through an induction heating method by an electromagnetic induction action.
  • the power consumption can be reduced, and the time for heating the cigarette 10 can be increased.
  • the heating heaters 100, 200, 300, and 400 for a cigarette-type electronic cigarette can reduce the amount of power consumed to maintain a heating temperature capable of heating the cigarette. Through this, it is possible to increase the battery charging cycle or the battery replacement cycle of the electronic cigarette device.
  • Electromagnetic induction heating is a method of heating by converting electrical energy into thermal energy by electromagnetic induction.A heating method that uses Joule heat generated when the secondary current induced by electromagnetic induction flows through the material to be heated using the material to be heated. to be. Since such electromagnetic induction heating is a known content, a detailed description will be omitted.
  • the coil member 130 may be electrically connected to the main body of the electronic cigarette device, and may receive power from the main body of the electronic cigarette device.
  • the heating members 110 and 210 may have a space for accommodating the inserted cigarette 10 when the cigarette 10 is inserted toward the insertion port 20, and the cigarette 10 inserted into the space The circumference may be surrounded by the heating members 110 and 210.
  • the heating members 110 and 210 when a part of the total length of the cigarette 10 is inserted into the space formed by the heating members 110 and 210 through the insertion opening 20, a portion of the inserted cigarette 10 is heated by the circumferential surface.
  • the inner surfaces of the members 110 and 210 may face each other.
  • a part of the cigarette 10 inserted into the space surrounded by the heating members 110 and 210 can be heated entirely at the outer periphery along the circumferential direction, thereby increasing the heating area.
  • the entire circumference of the cigarette 10 inserted into the space surrounded by the heating members 110 and 210 faces the inner surfaces of the heating members 110 and 210 so that the entire circumferential surface can be uniformly heated.
  • the heating member 110 may be a hollow metal tube made of a metal material as shown in FIGS. 2 to 5.
  • the metal material may be an iron-based metal such as SUS304, SUS430, or stainless steel.
  • the inserted cigarette 10 may be inserted into the metal tube.
  • the heating member 110 may be disposed so that the outer surface is in contact with the inner surface of the heat insulating member 120 and 220, as shown in FIGS. 2 and 4, and the heating member 110 is a fitting method. Alternatively, it may be fixed to the inner surfaces of the heat insulating members 120 and 220 through a bonding method.
  • the heating member 110 is disposed so that a predetermined gap (S1) is formed between the outer surface of the metal tube facing each other and the inner surface of the heat insulating member (120, 220) as shown in Figs. I can.
  • an air layer may be formed in the gap S1, and the air layer present in the gap S1 may block the heat of the heating member 110 generated by induction heating when power is applied to the outside. have.
  • the heat generated by the induction heating in the heating member 110 can be concentrated to the side of the cigarette 10 inserted into the heating member 110, thereby more effectively heating the cigarette 10, and , It is possible to block heat transfer to the user.
  • the heating member 110 and the heat insulating members 120 and 220 may be fixed to each other through a separate fixing member 150.
  • the heating member 210 may be a metal pattern patterned on the inner surfaces of the heat insulating members 120 and 220 as shown in FIGS. 6 and 7. As shown in FIG. 8, the metal pattern may have a predetermined width and may be formed in a predetermined pattern on the inner surfaces of the heat insulating members 120 and 220. Through this, the area heated by induction heating when power is applied can be concentrated in a relatively narrow area compared to the above-described embodiment, thereby implementing uniform heat generation.
  • Such a metal pattern may be formed of a metal material such as Cu, Ni, Cr, may be formed through a plating or etching method, or may be a form to which a metal member of a thin plate is attached.
  • the heat insulating members 120 and 220 may be disposed to surround the heating members 110 and 210, and may prevent heat generated by the heating members 110 and 210 from moving to the outside through induction heating.
  • the heat insulating members 120 and 220 may be made of a glass material or a polymer resin having insulation and heat resistance.
  • the heat insulating members 120 and 220 may be made of quartz, sapphire, glass, or the like.
  • the heat insulating members 120 and 220 may have heat resistance so as to be prevented from being damaged by the heat generated by the heating members 110 and 210, and when power is applied to the coil member 130 wound around the Insulation may be provided to prevent the occurrence of a short circuit.
  • heat generated by the heating members 110 and 210 through electromagnetic induction heating by the magnetic field generated by the coil member 130 may be prevented from moving outward through the heat insulating members 120 and 220.
  • the heat generated by the induction heating in the heating members 110 and 210 can be concentrated toward the cigarette 10 inserted into the heating members 110 and 210, thereby heating the cigarette 10 more effectively. , It is possible to block heat transfer to the user.
  • the heat insulating member 120 may have a hollow tubular shape as shown in FIGS. 2, 3 and 6.
  • the heating members 110 and 210 may be disposed inside the heat insulating member 120, and the coil member 130 may be wound multiple times along the outer surface of the heat insulating member 120.
  • the heat insulating member 220 may be configured in the form of a double pipe to further increase the heat insulation.
  • the heat insulating member 220 has a relatively larger diameter than the first hollow tube 221 and the first tube 221 having a predetermined diameter.
  • a second tube 222 having a may be included, and the second tube 222 may be disposed to surround the first tube 221.
  • the second pipe 222 may be disposed such that the inner surface is spaced apart from the outer surface of the first pipe 221 by a predetermined interval. Accordingly, a gap S2 may be formed between the first tube 221 and the second tube 222, and an air layer may be formed in the gap S2.
  • the heat insulating member 220 can implement a heat insulating effect by the air layer formed between the first pipe 221 and the second pipe 222 in addition to the heat insulating effect due to the material itself. Can be implemented.
  • heat generated by the induction heating in the heating members 110 and 210 may be further concentrated toward the cigarette 10 inserted into the heating members 110 and 210, thereby further reducing heat loss.
  • the first pipe 221 and the second pipe 222 are integrally formed in which the upper end and the lower end are connected as shown in FIGS. 4 and 7. Can be.
  • the first pipe 221 and the second pipe 222 may be formed of two members separated from each other, and may be fixed to each other through a separate fixing member 150. May be.
  • the heat insulating members 120 and 220 may further include a glass bead (B) to further increase heat insulation.
  • a glass bead (B) may be a hollow cell filled with air therein.
  • the heating heater (100, 200, 300, 400) for a cigarette-type electronic cigarette device may further include a heat radiation coating layer 140 for increasing the heat emissivity when the heating member (110, 210) is heated.
  • the heat dissipation coating layer 140 may be formed on one surface of the heating members 110 and 210 exposed to the outside. That is, the heat dissipation coating layer 140 may be formed on one side facing the cigarette 10 inserted into the heating members 110 and 210.
  • heat generated by the heating members 110 and 210 can be smoothly transferred to the cigarette 10 through the heat dissipation coating layer 140, thereby heating the cigarette 10 in a faster time. I can.
  • the heat dissipation coating layer 140 may be a coating layer including a heat dissipation filler, and the heat dissipation coating layer 140 may be a ceramic nano coating layer.
  • the heat dissipating filler may be a filler having thermal conductivity as well as thermal radiation.
  • the heat dissipation coating layer 140 may be a mixture of a carbon-based filler such as graphite or CNT, and a ceramic filler such as AlN, BN, MgO, and alumina.
  • the heat dissipation coating layer 140 may improve a temperature deviation for each location of the heating members 110 and 210 through the heat dissipation filler.
  • the heating heater (100, 200, 300, 400) for the cigarette-type electronic cigarette device according to the present embodiment can be uniformly heated or heated over the entire area facing the cigarette 10, and can be heated to the target temperature within a short time. .
  • the heating heater 500 for a cigarette-type electronic cigarette device further includes a shielding member 160 for shielding a magnetic field generated from the coil member 130 as shown in FIG. 9.
  • Can include.
  • Such a shielding member 160 may be disposed to surround the coil member 130 of the above-described cigarette-type electronic cigarette heating heater 100, 200, 300, 400 shown in FIGS. 1 to 8.
  • the magnetic field generated by the coil member 130 may be shielded through the shielding member 160 and concentrated toward the heating members 110 and 210.
  • the heating members 110 and 210 may generate an eddy current more smoothly due to an electromagnetic induction action due to an alternating current flowing along the coil member 130.
  • the shielding member 160 may be formed of a magnetic material to shield a magnetic field.
  • the shielding member 160 may be a known shielding sheet such as a ribbon sheet including at least one of a ferrite sheet, a polymer sheet, an amorphous alloy, and a nanocrystalline alloy, but the shielding member 160
  • the material is not limited thereto, and any known material used as a shielding material for shielding a magnetic field may be applied.
  • the shielding member 160 may be a single-layered sheet or a multi-layered sheet in which a plurality of sheets are stacked.
  • the shielding sheet may be a shielding sheet having flexibility.
  • the shielding sheet may be a sheet formed separately into a plurality of pieces.

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Abstract

궐련형 전자담배장치용 발열히터가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 궐련형 전자담배장치용 발열히터는 내부로 일정길이 삽입된 궐련의 둘레를 가열하기 위한 발열히터로서, 상기 궐련의 삽입시 궐련의 둘레를 감싸도록 배치되고 전자기유도에 의해 유도된 와전류를 통해 가열되어 상기 궐련을 가열하는 가열부재; 상기 가열부재의 둘레를 감싸도록 배치되어 상기 가열부재에서 발생된 열이 외부로 이동하는 것을 차단하기 위한 단열부재; 및 상기 단열부재의 둘레를 따라 복수 회 권선되고 전원인가시 상기 가열부재 측에 전자기유도를 유발하는 자기장을 발생시키는 코일부재;를 포함한다.

Description

궐련형 전자담배장치용 발열히터 및 이를 포함하는 궐련형 전자담배장치
본 발명은 궐련형 전자담배장치용 발열히터 및 이를 포함하는 궐련형 전자담배장치에 관한 것이다.
전자담배장치는 잎담배 가공물, 잎담배 추출물, 무니코틴 액체물질 등을 가열 또는 기화시켜 에어로졸(aerosol)을 생성한다. 이에 따라, 사용자가 전자담배장치를 손에 쥔 상태에서 전자담배장치의 흡입구(intake)를 통해 전자담배장치에서 생성된 에어로졸을 흡입하면, 에어로졸은 흡입구를 통해 사용자의 입으로 배출될 수 있다.
그 일환으로, 담뱃잎으로 만들어진 궐련을 가열하는 훈증 방식의 궐련형 전자담배장치가 개발되고 있다. 이러한 궐련형 전자담배장치는 발열히터를 통해 궐련을 가열하여 흡연용 증기를 발생시키는 방식이다. 이에 따라, 궐련형 전자담배장치는 액상형 전자담배장치에 사용되는 액상물질의 오사용 문제를 해결하면서도 기존 담배와 비슷한 맛을 느낄 수 있는 장점이 있다.
그러나 종래의 궐련형 전자담배장치는 히터로서 세라믹 재질을 사용하기 때문에 궐련을 가열하기 위한 온도를 유지하기 위해서는 많은 양의 소비전력이 요구된다.
이에 따라, 종래의 궐련형 전자담배장치는 배터리의 사용시간이 매우 짧아질 수밖에 없는 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 유도가열방식을 통해 궐련을 가열함으로써 소모되는 전력사용량을 줄일 수 있는 궐련형 전자담배장치용 발열히터 및 이를 포함하는 궐련형 전자담배장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부로 일정길이 삽입된 궐련의 둘레를 가열하기 위한 발열히터로서, 상기 궐련의 삽입시 궐련의 둘레를 감싸도록 배치되고 전자기유도에 의해 유도된 와전류를 통해 가열되어 상기 궐련을 가열하는 가열부재; 상기 가열부재의 둘레를 감싸도록 배치되어 상기 가열부재에서 발생된 열이 외부로 이동하는 것을 차단하기 위한 단열부재; 및 상기 단열부재의 둘레를 따라 복수 회 권선되고 전원인가시 상기 가열부재 측에 전자기유도를 유발하는 자기장을 발생시키는 코일부재;를 포함하는 궐련형 전자담배장치용 발열히터를 제공한다.
일례로, 상기 가열부재는 금속재질로 이루어진 중공형의 금속튜브일 수 있다. 이때, 상기 금속튜브는 철계 금속재질로 이루어질 수 있다.
또한, 서로 대면하는 금속튜브의 외부면과 단열부재의 내부면 사이에는 소정의 간극이 형성될 수 있다.
다른 예로써, 상기 가열부재는 상기 단열부재의 내면에 패턴형성된 금속패턴일 수 있다.
또한, 상기 가열부재는 노출면에 열방사율을 높이기 위한 방열코팅층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 단열부재는 내열성 유리재질 또는 내열성 폴리머 수지로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 단열부재는 중공형의 글래스 비드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 단열부재는 중공형의 관형상일 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 단열부재는 중공형의 제1관과 상기 제1관을 둘러싸도록 배치되는 제2관을 포함할 수 있고, 상기 제1관 및 제2관 사이에는 공기층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 궐련형 전자담배장치용 발열히터는, 상기 코일부재에서 발생되는 자기장을 차폐할 수 있도록 상기 코일부재를 둘러싸도록 배치되는 차폐부재를 더 포함할 수 있다.
한편, 상술한 궐련형 전자담배장치용 발열히터는 궐련형 전자담배에 적용될 수 있다.
본 발명에 의하면, 궐련을 가열하기 위한 가열부재가 전자기유도방식을 통해 승온됨으로써 궐련을 가열할 수 있는 가열온도를 유지하는데 소모되는 전력량을 줄일 수 있다. 이를 통해, 전자담배장치의 배터리 충전주기 또는 배터리 교체주기를 늘릴 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 궐련형 전자담배장치용 발열히터를 나타낸 외관도,
도 2는 도 1의 단면도,
도 3은 도 2의 변형예를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 궐련형 전자담배장치용 발열히터를 나타낸 단면도,
도 5는 도 4의 변형예를 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 궐련형 전자담배장치용 발열히터를 나타낸 단면도,
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 궐련형 전자담배장치용 발열히터를 나타낸 단면도,
도 8은 도 6 및 도 7에 적용될 수 있는 가열부재의 패턴을 나타낸 전개도,
도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 궐련형 전자담배장치용 발열히터를 나타낸 개략도, 그리고,
도 10은 본 발명에 따른 궐련형 전자담배장치용 발열히터의 적용상태도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 궐련형 전자담배장치용 발열히터(100,200,300,400,500)는 도 10에 도시된 바와 같이 궐련형 전자담배장치에서 궐련(10)이 삽입되는 삽입구(20) 측에 설치될 수 있으며, 상기 궐련형 전자담배장치로부터 전원이 공급될 수 있다.
이에 따라, 상기 삽입구(20)에 궐련(10)이 삽입된 상태에서 상기 궐련형 전자담배장치용 발열히터(100,200,300,400,500) 측으로 전원이 인가되면, 본 발명의 일 실시예에 따른 궐련형 전자담배장치용 발열히터(100,200,300,400,500)는 열을 발생시켜 상기 궐련(10)을 가열할 수 있다.
이를 통해, 흡연을 위한 증기는 상기 궐련(10)으로부터 생성될 수 있으며, 사용자는 상기 궐련(10)으로부터 생성된 증기를 흡입함으로써 흡연을 할 수 있다.
이때, 상기 궐련(10)의 전체길이 중 일부의 길이가 상기 삽입구(20)로 삽입되면, 상기 삽입구(20)로 삽입된 궐련(10) 부분은 본 발명의 일 실시예에 따른 궐련형 전자담배장치용 발열히터(100,200,300,400,500)의 내부로 삽입될 수 있다.
이를 통해, 상기 삽입구(20)로 삽입된 궐련(10)의 일부는 둘레면이 상기 궐련형 전자담배장치용 발열히터(100,200,300,400,500)를 통해 가열될 수 있다.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 궐련형 전자담배장치용 발열히터(100,200,300,400,500)는 유도가열방식을 통하여 발생된 열을 이용하여 상기 궐련(10)을 가열할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 궐련형 전자담배장치용 발열히터(100,200,300,400)는 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이 가열부재(110,210), 단열부재(120,220) 및 코일부재(130)를 포함한다.
상기 가열부재(110,210)는 상기 코일부재(130)에 전원이 인가되는 경우 상기 코일부재(130)를 따라 흐르는 교류 전류에 의한 전자기 유도 작용으로 와전류가 발생함으로써 와전류의 손실에 의하여 가열될 수 있다. 이를 통해, 상기 가열부재(110,210)는 와전류의 손실을 통해 발생된 열을 통하여 상기 궐련(10)을 가열할 수 있다.
이를 위해, 상기 가열부재(110,210)는 전원인가시 전자기 유도 작용에 기인하여 발생한 와전류의 손실을 통하여 발열이 가능하도록 전도체로 구성될 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 궐련형 전자담배장치용 발열히터(100,200,300,400)는 전자기 유도 작용에 의한 유도 가열 방식을 통하여 궐련(10)의 둘레면을 가열할 수 있음으로써 발열시 소모되는 소비전력을 줄일 수 있으며, 궐련(10)을 가열할 수 있는 시간을 증가시킬 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 궐련형 전자담배장치용 발열히터(100,200,300,400)는 궐련을 가열할 수 있는 가열온도를 유지하는데 소모되는 전력량이 줄어들 수 있다. 이를 통해, 전자담배장치의 배터리 충전주기 또는 배터리 교체주기를 늘릴 수 있다.
전자기 유도 가열은 전자기유도에 의해 전기에너지를 열에너지로 변환시켜 가열하는 방법으로, 피가열 재료를 사용하여 전자기유도에 의해 유도된 2차전류가 피가열 재료를 흐르는 경우에 발생하는 줄열을 이용하는 가열방식이다. 이러한 전자기 유도 가열은 공지의 내용이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
더불어, 상기 코일부재(130)는 전자담배장치 본체와 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 전자담배장치 본체로부터 전원을 공급받을 수 있다.
이때, 상기 가열부재(110,210)는 상기 삽입구(20) 측으로 궐련(10)이 삽입되는 경우 삽입된 궐련(10)을 수용하기 위한 공간이 형성될 수 있으며, 상기 공간으로 삽입된 궐련(10)의 둘레는 상기 가열부재(110,210)에 의해 둘러싸일 수 있다.
이에 따라, 상기 궐련(10)은 전체길이 중 일부의 길이가 상기 삽입구(20)를 통하여 상기 가열부재(110,210)에 의해 형성된 공간 측으로 삽입되면 삽입된 궐련(10)의 일부는 둘레면이 상기 가열부재(110,210)의 내면과 서로 대면할 수 있다.
이로 인해, 상기 가열부재(110,210)에 의해 둘러싸인 공간 측으로 삽입된 궐련(10)의 일부는 둘레방향을 따라 외곽에서 전체적으로 가열될 수 있음으로써 가열면적이 넓어질 수 있다.
더불어, 상기 가열부재(110,210)에 의해 둘러싸인 공간 측으로 삽입된 궐련(10)의 일부는 전체둘레가 모두 가열부재(110,210)의 내부면과 대면함으로써 전체 둘레면이 균등하게 가열될 수 있다.
일례로, 상기 가열부재(110)는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 금속재질로 이루어진 중공형의 금속튜브일 수 있다. 비제한적인 일례로써, 상기 금속재질은 SUS304, SUS430, 스테인레스 스틸과 같은 철계 금속일 수 있다.
이를 통해, 상기 궐련(10)의 일부길이가 상기 삽입구(20)를 통하여 삽입되면 삽입된 궐련(10)은 상기 금속튜브의 내부로 삽입될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 가열부재(110)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 외부면이 상기 단열부재(120,220)의 내부면과 접하도록 배치될 수 있으며, 상기 가열부재(110)는 끼움방식 또는 접합방식을 통해 상기 단열부재(120,220)의 내부면에 고정될 수 있다.
대안으로, 상기 가열부재(110)는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 서로 대면하는 금속튜브의 외부면과 단열부재(120,220)의 내부면 사이에 소정의 간극(S1)이 형성되도록 배치될 수 있다.
이를 통해, 상기 간극(S1)에는 공기층이 형성될 수 있으며, 상기 간극(S1)에 존재하는 공기층은 전원인가시 유도 가열에 의해 발생된 가열부재(110)의 열이 외측으로 이동하는 것을 차단할 수 있다.
이로 인해, 상기 가열부재(110)에서 유도 가열에 의해 발생된 열은 상기 가열부재(110)의 내부로 삽입된 궐련(10) 측으로 집중될 수 있음으로써 궐련(10)을 보다 효과적으로 가열할 수 있으며, 사용자 측으로 열이 전달되는 것을 차단할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 가열부재(110) 및 단열부재(120,220)는 별도의 고정부재(150)를 매개로 서로 고정될 수 있다.
다른 예로써, 상기 가열부재(210)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 단열부재(120,220)의 내면에 패턴형성된 금속패턴일 수 있다. 이와 같은 금속패턴은 도 8에 도시된 바와 같이 소정의 폭을 갖추고 상기 단열부재(120,220)의 내면에 소정의 패턴으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 전원인가시 유도가열에 의해 가열되는 면적이 전술한 실시예에 비하여 상대적으로 좁은 면적에 집중될 수 있음으로써 균일한 발열을 구현할 수 있다.
이와 같은 금속패턴은 Cu, Ni, Cr과 같은 금속재질로 형성될 수 있으며, 도금이나 에칭 방식을 통해 형성될 수도 있고 박판의 금속부재가 부착된 형태일 수도 있다.
상기 단열부재(120,220)는 상기 가열부재(110,210)를 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 유도 가열을 통해 상기 가열부재(110,210)에서 발생된 열이 외부로 이동하는 것을 차단할 수 있다.
일례로, 상기 단열부재(120,220)는 절연성 및 내열성을 갖는 유리재질 또는 폴리머 수지로 이루어질 수 있다. 비제한적인 일례로써, 상기 단열부재(120,220)는 석영, 사파이어, 글래스 등으로 이루어질 수 있다.
더불어, 상기 단열부재(120,220)는 상기 가열부재(110,210)에서 발생된 열에 의하여 파손되는 것이 방지될 수 있도록 내열성을 가질 수 있으며, 외곽에 권선되는 코일부재(130)에 전원이 인가되는 경우 전기적인 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 절연성을 가질 수 있다.
이를 통해, 전원인가시 상기 코일부재(130)에서 발생된 자기장에 의한 전자기 유도 가열을 통하여 가열부재(110,210)에서 발생된 열은 상기 단열부재(120,220)를 통해 외측으로 이동하는 것이 차단될 수 있다.
이로 인해, 상기 가열부재(110,210)에서 유도 가열에 의해 발생된 열은 상기 가열부재(110,210)의 내부로 삽입된 궐련(10) 측으로 집중될 수 있음으로써 궐련(10)을 보다 효과적으로 가열할 수 있으며, 사용자 측으로 열이 전달되는 것을 차단할 수 있다.
일례로, 상기 단열부재(120)는 도 2, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 중공형의 관형상일 수 있다.
이를 통해, 상기 단열부재(120)는 내부에 상기 가열부재(110,210)가 배치될 수 있으며, 상기 코일부재(130)는 상기 단열부재(120)의 외면을 따라 복수 회 권선될 수 있다.
한편, 상기 단열부재(220)는 단열성을 더욱 높일 수 있도록 이중관의 형태로 구성될 수 있다.
즉, 도 4, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 단열부재(220)는 소정의 직경을 갖는 중공형의 제1관(221)과 상기 제1관(221)보다 상대적으로 더 큰 직경을 갖는 제2관(222)을 포함할 수 있으며, 상기 제2관(222)은 제1관(221)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 제2관(222)은 내부면이 상기 제1관(221)의 외부면으로부터 일정간격 이격되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1관(221)과 제2관(222) 사이에는 간극(S2)이 형성될 수 있으며, 상기 간극(S2)에 공기층이 형성될 수 있다.
이를 통해, 상기 단열부재(220)는 재질 자체에 의한 단열효과와 더불어 상기 제1관(221)과 제2관(222) 사이에 형성된 공기층에 의한 단열효과를 구현할 수 있음으로써 이중의 단열효과를 구현할 수 있다.
이로 인해, 상기 가열부재(110,210)에서 유도 가열에 의해 발생된 열은 상기 가열부재(110,210)의 내부로 삽입된 궐련(10) 측으로 더욱 집중될 수 있으므로 열손실을 더욱 줄일 수 있다.
여기서, 상기 단열부재(220)가 이중관의 형태로 구성되는 경우 상기 제1관(221) 및 제2관(222)은 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 상부단과 하부단이 연결된 일체형으로 형성될 수 있다. 대안으로, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1관(221) 및 제2관(222)은 서로 분리된 두 개의 부재로 형성될 수 있으며, 별도의 고정부재(150)를 매개로 서로 고정될 수도 있다.
한편, 상기 단열부재(120,220)가 절연성 및 내열성을 갖는 유리재질로 이루어진 경우, 상기 단열부재(120,220)는 단열성을 더욱 높일 수 있도록 글래스 비드(B)를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 글래스 비드(B)는 내부에 공기가 채워진 중공셀일 수 있다. 이를 통해, 상기 단열부재(120,220)는 글래스 비드(B)를 통하여 열전달율이 더욱 낮아질 수 있음으로써 더욱 우수한 단열성을 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 궐련형 전자담배장치용 발열히터(100,200,300,400)는 상기 가열부재(110,210)의 발열시 열방사율을 높이기 위한 방열코팅층(140)을 더 포함할 수 있다.
이와 같은 방열코팅층(140)은 외부로 노출되는 가열부재(110,210)의 일면에 형성될 수 있다. 즉, 상기 방열코팅층(140)은 상기 가열부재(110,210)의 내부로 삽입되는 궐련(10)과 대면하는 일면측에 형성될 수 있다.
이에 따라, 전원인가시 상기 가열부재(110,210)에서 발생된 열은 상기 방열코팅층(140)을 통해 상기 궐련(10) 측으로 원활하게 전달될 수 있음으로써 상기 궐련(10)을 더욱 빠른 시간 내에 가열할 수 있다.
일례로, 상기 방열코팅층(140)은 방열성 필러가 포함된 코팅층일 수 있으며, 상기 방열코팅층(140)은 세라믹 나노 코팅층일 수 있다.
여기서, 상기 방열성 필러는 열방사성과 더불어 열전도성을 갖는 필러일 수 있다. 비제한적인 예로써, 상기 방열코팅층(140)은 그라파이트나 CNT 등과 같은 카본계 필러, AlN, BN, MgO, 알루미나 등과 같은 세라믹 필러가 혼합된 형태일 수 있다.
이와 같은 방열코팅층(140)은 상기 방열성 필러를 통해 가열부재(110,210)의 위치별 온도편차를 개선시킬 수 있다. 이를 통해, 본 실시예에 따른 궐련형 전자담배장치용 발열히터(100,200,300,400)는 궐련(10)과 대면하는 전체면적에서 균등한 가열 또는 승온이 이루어질 수 있으며, 빠른시간 내에 타겟온도로 승온될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 궐련형 전자담배장치용 발열히터(500)는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 코일부재(130)에서 발생되는 자기장을 차폐하기 위한 차폐부재(160)를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 차폐부재(160)는 도 1 내지 도 8에 도시된 상술한 궐련형 전자담배장치용 발열히터(100,200,300,400)의 코일부재(130)를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 코일부재(130)에서 발생되는 자기장은 상기 차폐부재(160)를 통해 차폐되어 상기 가열부재(110,210) 측으로 집중될 수 있다.
이로 인해, 상기 가열부재(110,210)는 상기 코일부재(130)를 따라 흐르는 교류 전류에 의한 전자기 유도 작용으로 와전류가 더욱 원활하게 발생될 수 있다.
여기서, 상기 차폐부재(160)는 자기장을 차폐할 수 있도록 자성체로 이루어질 수 있다.
일례로, 상기 차폐부재(160)는 페라이트 시트, 폴리머 시트, 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트 등과 같은 공지의 차폐시트가 사용될 수 있으나, 상기 차폐부재(160)의 재질을 이에 한정하는 것은 아니며, 자기장을 차폐하기 위한 차폐재로 사용되는 공지의 재질이 모두 적용될 수 있다.
또한, 상기 차폐부재(160)는 단층의 시트일 수도 있고 복수 개의 시트가 적층된 다층시트로 구성될 수도 있다.
더불어, 상기 차폐시트는 유연성을 갖는 차폐시트일 수 있다. 비제한적인 일례로써, 상기 차폐시트는 복수 개의 조각으로 분리형성된 시트일 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 내부로 일정길이 삽입된 궐련의 둘레를 가열하기 위한 발열히터로서,
    상기 궐련의 삽입시 궐련의 둘레를 감싸도록 배치되고 전자기유도에 의해 유도된 와전류를 통해 가열되어 상기 궐련을 가열하는 가열부재;
    상기 가열부재의 둘레를 감싸도록 배치되어 상기 가열부재에서 발생된 열이 외부로 이동하는 것을 차단하기 위한 단열부재; 및
    상기 단열부재의 둘레를 따라 복수 회 권선되고 전원인가시 상기 가열부재 측에 전자기유도를 유발하는 자기장을 발생시키는 코일부재;를 포함하는 궐련형 전자담배장치용 발열히터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열부재는 금속재질로 이루어진 중공형의 금속튜브인 궐련형 전자담배장치용 발열히터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 금속튜브는 철계 금속재질로 이루어진 궐련형 전자담배장치용 발열히터.
  4. 제2항에 있어서,
    서로 대면하는 금속튜브의 외부면과 단열부재의 내부면 사이에는 소정의 간극이 형성되는 궐련형 전자담배장치용 발열히터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가열부재는 상기 단열부재의 내면에 패턴형성된 금속패턴인 궐련형 전자담배장치용 발열히터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가열부재는 노출면에 열방사율을 높이기 위한 방열코팅층이 형성되는 궐련형 전자담배장치용 발열히터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단열부재는 내열성 유리재질 또는 내열성 폴리머 수지로 이루어진 궐련형 전자담배장치용 발열히터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 단열부재는 중공형의 글래스 비드를 포함하는 궐련형 전자담배장치용 발열히터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 단열부재는 중공형의 관형상인 궐련형 전자담배장치용 발열히터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단열부재는 중공형의 제1관과 상기 제1관을 둘러싸도록 배치되는 제2관을 포함하고, 상기 제1관 및 제2관 사이에는 공기층이 형성되는 궐련형 전자담배장치용 발열히터.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 궐련형 전자담배장치용 발열히터는, 상기 코일부재에서 발생되는 자기장을 차폐할 수 있도록 상기 코일부재를 둘러싸도록 배치되는 차폐부재를 더 포함하는 궐련형 전자담배장치용 발열히터.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 궐련형 전자담배장치용 발열히터를 포함하는 궐련형 전자담배.
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