KR102025856B1 - 니들 히터 구조의 흡입 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 니들 히터 구조의 흡입 장치에 관한 것이고, 흡입 장치는 니들 형태로 수직으로 연장되는 니들 히터(111) 및 니들 히터(111)를 고정시키는 전극 분리 베이스(112)로 이루어진 히터 모듈(11); 히터 모듈(11)을 고정시키면서 니들 히터(111)에 전력을 공급하는 배터리 모듈(12); 및 히터 모듈(11)의 위쪽에 결합되는 소재 고정 모듈(13)을 포함하고, 니들 히터(111)는 열전도성 세라믹 소재에 의하여 코팅이 되는 것을 특징으로 하는 니들 히터 구조의 흡입 장치.
Description
본 발명은 니들 히터 구조의 흡입 장치에 관한 것이고, 구체적으로 니들 구조의 히터에 의하여 흡입 소재를 가열하는 것에 의하여 가열 효율 및 안전성이 향상된 니들 히터 구조의 흡입 장치에 관한 것이다.
다양한 형태의 흡입 도구가 이 분야에서 공지되어 있고, 예를 들어 액상을 흡입 가능한 상태로 무화시키는 전자담배 또는 권련 파이프와 같은 기기가 이에 포함될 수 있다. 전자담배는 액체 형태의 소재를 가열에 의하여 에어로졸, 수증기 또는 기체로 만들어 흡입이 가능하도록 한다. 이와 다른 형태로 고체 형태의 소재에 열을 가하여 흡입 가능한 기체 또는 이와 유사한 형태로 만드는 기기가 개발되고 있다.
특허공개번호 10-2016-0114743은 전기 저항 가열 소자와 히터 기질을 포함하는 히터; 및 히터에 결합하는 히터 설치대로 이루어진 에어로졸 발생 시스템을 위한 가열 조립체에 대하여 개시한다. 또한 특허공개번호 10-2016-0145838은 니코틴 공급원, 락트산 공급원 및 상기 니코틴 공급원 및 상기 락트산 공급원 양쪽 모두를 가열하도록 구성되어 있는 단일 히터를 포함하는 에어로졸 발생 시스템에 대하여 개시한다.
가열 흡입 장치는 흡입 소재를 가열을 하여 흡입 가능한 상태로 만들고, 흡입 소재가 미리 결정된 온도로 가열되도록 할 필요가 있다. 그리고 이를 위한 히터는 구조적으로 안전하면서 이와 동시에 유해 물질을 발생시키지 않으면서 높은 열전도율을 가지는 것이 유리하다. 그러나 선행기술 또는 공지기술은 이와 같은 특성을 가진 가열 흡입 장치에 대하여 개시하지 ?는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
본 발명의 목적은 니들 구조로 만들어지면서 구조적으로 안전하고, 가열 과정에서 유해 물질의 발생이 방지되는 니들 히터 구조의 흡입 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 흡입 장치는 니들 형태로 수직으로 연장되는 니들 히터 및 니들 히터를 고정시키는 전극 분리 베이스로 이루어진 히터 모듈; 히터 모듈을 고정시키면서 니들 히터(111)에 전력을 공급하는 배터리 모듈; 및 히터 모듈의 위쪽에 결합되는 소재 고정 모듈을 포함하고, 니들 히터는 열전도성 세라믹 소재에 의하여 코팅이 된다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 열전도성 세라믹 소재는 알루미나 세라믹 소재가 되고, 코팅 소재 전체 중량의 0.1 내지 5 wt가 되는 코발트 크로마이트(CoCr2O4)를 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 배터리 모듈의 아래쪽에 형성된 원형 접촉 구조의 충전 단자를 더 포함한다.
본 발명에 따른 흡입 장치는 예를 들어 찌는 담배로부터 흡입 가능한 증기를 발생시킬 수 있고, 다양한 구조를 가지는 찌는 담배에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 흡입 장치는 히터가 니들 구조로 만들어지는 것에 의하여 가열이 안정적으로 이루어지도록 한다. 또한 본 발명에 따른 흡입 장치는 히터가 세라믹 소재에 의하여 코팅이 되는 것에 의하여 히터 자체의 연소로 인한 유해 물질의 발생이 차단되면서 구조적으로 안전하다.
도 1은 본 발명에 따른 니들 히터 구조의 흡입 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 흡입 장치에 적용되는 니들 히터의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 흡입 장치의 충전 기기의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 흡입 장치가 충전되는 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 흡입 장치에 적용되는 니들 히터의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 흡입 장치의 충전 기기의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 흡입 장치가 충전되는 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 니들 히터 구조의 흡입 장치(10)의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 니들 히터 구조의 흡입 장치(10)는 니들 형태로 수직으로 연장되는 니들 히터(111) 및 니들 히터(111)를 고정시키는 전극 분리 베이스(112)로 이루어진 히터 모듈(11); 히터 모듈(11)을 고정시키면서 니들 히터(111)에 전력을 공급하는 배터리 모듈(12); 및 히터 모듈(11)의 위쪽에 결합되는 소재 고정 모듈(13)을 포함하고, 니들 히터(111)는 열전도성 세라믹 소재에 의하여 코팅이 된다.
흡입 장치(10)은 전력 공급에 의하여 열을 발생시키는 니들 히터(111)로 흡입 소재를 가열하여 흡입 가능한 증기를 발생시킬 수 있다. 흡입 소재는 고체 형태의 니코틴 함유 소재 또는 다른 흡입 가능한 성분 함유 소재를 말하고, 흡입 소재는 가열에 의하여 가열 흡입 물질을 발생시킬 수 있다. 가열 흡입 물질은 기체, 에어로졸 또는 이와 유사한 형태의 물질로 니코틴 또는 이와 유사한 성분을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 전자식 가열 흡입 장치에 적용되는 흡입 소재는 예를 들어 찐 담배와 같은 것을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
히터 모듈(11)을 형성하는 니들 히터(111)에 의하여 흡입 소재가 가열이 될 수 있고, 니들 히터(111)는 선형으로 연장되는 니들 형상이 될 수 있다. 구체적으로 니들 히터(111)는 전체적으로 실린더 형상이 되면서 끝 부분이 날카로운 구조로 만들어질 수 있다. 니들 히터(111)의 내부에 저항을 발생시키는 니크롬 선, 텅스텐 선, 니켈 선 또는 이와 유사한 선형 저항체가 배치될 수 있다. 그리고 이와 같은 선형 저항체는 세라믹 소재, 바람직하게 열전도성이 큰 세라믹 소재, 가장 바람직하게 알루미나 세라믹 소재로 코팅이 될 수 있다.
니들 히터(111)의 아래쪽은 전체적으로 실린더 형상이 되면서 소재 고정 모듈(13) 및 배터리 모듈(12)에 결합되는 전극 분리 베이스(112)에 결합될 수 있다.
전극 분리 베이스(112)는 니들 히터(111)를 고정하면서 니들 히터(111)에 배치되는 저항체의 전기적 연결을 분리시키는 기능을 가질 수 있다. 전극 분리 베이스(1112)의 둘레 면을 따라 나사산 형상의 결합 부분이 형성될 수 있고, 결합 부분에 소재 고정 모듈(13)이 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 또한 전극 분리 베이스(112)의 아래쪽 부분이 실린더 형상의 삽입 전극(113)이 형성될 수 있고, 삽입 전극(113)은 배터리 모듈(12)의 삽입 홀(123)에 삽입되어 고정될 수 있다. 삽입 전극(113)가 삽입 홀(123)은 배터리 모듈(12)의 내부에 배치되는 배터리의 한쪽 전극에 연결될 수 있다. 그리고 배터리의 다른 전극은 배터리 모듈(12)의 둘레 면과 연결될 수 있다.
배터리 모듈(12)은 내부에 배터리 및 회로기판이 배치되는 실린더 형상의 하우징(121); 하우징(121)의 외부에 배치되는 작동 스위치(122); 및 하우징(121)의 위쪽 면에 형성된 삽입 홀(12)로 이루어질 수 있다. 작동 스위치(122)의 작동에 니들 히터(111)에 전력이 공급되거나, 전력 공급이 차단될 수 있고, 전력 공급 또는 전력 차단은 토글 방식으로 이루어지거나 또는 연속 누름 횟수 방식으로 이루어질 수 있다. 또한 하우징(121)의 아래쪽에 충전 단자가 형성될 수 있다.
소재 고정 모듈(13)은 니들 히터(111) 및 니들 히터(111)에 의하여 고정되는 흡입 소재를 고정시키는 기능을 가진다. 소재 고정 모듈(13)은 전체적으로 속이 빈 실린더 형상이 될 수 있고, 아래쪽 부분이 전극 분리 베이스(112)에 결합되고, 이에 의하여 아래쪽 테두리가 배터리 모듈(12)의 위쪽 테두리와 접하게 된다. 소재 고정 모듈(13)의 위쪽 면에 고정 홀(132)이 형성될 수 있고, 고정 홀(132)을 통하여 담배 개비 형상 또는 원통 형상으로 만들어진 흡입 소재가 소재 고정 모듈(13)의 내부로 투입되어 니들 히터(111)에 의하여 고정된다. 소재 고정 모듈(13)에 적어도 하나의 유입 홀(133)이 형성될 수 있고, 유입 홀(133)을 통하여 흡입 과정에서 외부 공기가 소재 고정 모듈(13)의 내부로 유입될 수 있다.
니들 히터(111)는 흡입 소재의 길이 방향의 중심선을 따라 삽입되어 흡입 소재가 소재 고정 모듈(13)의 내부에 고정되도록 하면서 흡입 소재에 열을 가할 수 있다. 이와 같이 니들 히터(111)가 니들 구조로 만들어지는 것에 의하여 열을 흡입 소재의 중심으로부터 바깥쪽 방향으로 균일하게 전달되도록 한다. 이에 의하여 흡입 소재에 대한 가열이 안정적으로 이루어지도록 하면서 내구성이 향상되도록 한다. 또한 흡입 소재의 사용에 따라 세척이 간단하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 흡입 장치에 적용되는 니들 히터의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 소재 고정 모듈(13)의 아래쪽 면에 절연 소재로 이루어진 차단 바닥(134)이 형성될 수 있고, 차단 바닥(134)의 중심에 니들 히터(111)의 유입을 위한 유도 홀(135)이 형성될 수 있다. 차단 바닥(134)은 열전도율이 낮은 합성수지 또는 이와 유사한 소재로 만들어질 수 있고, 유도 홀(135)은 니들 히터(111)의 직경에 대응되는 직경을 가질 수 있다. 또한 차단 바닥(134)은 신축성을 가진 소재로 만들어질 수 있다. 이와 같은 차단 바닥(134)의 구조에 의하여 소재 고정 모듈(13)의 아래쪽으로 열이 전달되는 것이 방지되면서 히터 모듈(11)의 오염이 방지될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 니들 히터(111)의 표면은 열전도성 세라믹 소재로 코팅이 될 수 있고, 열전도성 세라믹 소재는 알루미나 세라믹 소재가 되고, 코팅 소재 전체 중량의 0.1 내지 5 wt가 되는 코발트 크로마이트(CoCr2O4)를 포함한다.
니들 히터(111)는 전체적으로 실린더 형상이 되고, 내부에 절연 소재에 의하여 피복이 된 전도성 소재의 1 저항체(21); 1 저항체(21)를 둘러싸는 전도성 소재의 2 저항체(22); 및 2 저항체를 둘러싸는 세라믹 코팅 층(23)으로 이루어질 수 있다. 1, 2 저항체(21, 22)의 한쪽 끝은 서로 연결이 되고, 다른 끝은 서로 다른 전극에 연결될 수 있다.
세라믹 코팅 층은 1, 2 저항체(21, 22)를 구조적으로 안정시키고, 저항체(21, 22)의 가열 과정에서 유해 물질이 외부로 방출되는 것을 방지하는 기능을 가질 수 있다. 세라믹 코팅 층은 예를 들어 Al2O3, MgO, BeO, 질화알루미늄,SiO2, 코발트 크로마이트(CoCr2O4), 근청석, Ce2O3, CaCO3, 도자기 점토 또는 이와 유사한 소재로 만들어질 수 있다. 또한 세라믹 코팅 층은 알루미늄, 규산나트륨, Al(H2PO4)3 및 또는 이와 유사한 무기 접착제를 포함할 수 있다. 구체적으로 세라믹 코팅 층은 1 내지 5 wt%의 Al2O3; 0.1 내지 5 wt가 되는 코발트 크로마이트(CoCr2O4); 0.5 내지 3 wt%의 무기 접착제; 및 전체를 100 wt%로 만드는 세라믹 분말, Ce2O3, CaCO3 및 도자기 점토로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 성분으로 이루어진 베이스 소재로 만들어질 수 있다. 그리고 필요에 따라 코발트 크로마이트(CoCr2O4) 성분에 하여 30 내지 50 wt%의 근청석 분말을 포함할 수 있다. 이와 같은 소재로 만들어지는 것에 의하여 1, 2 저항체(21, 22)의 접착성이 향상되고, 팽창에 따른 박리가 방지되고, 열전도율이 항상될 수 있다. 예를 들어 세라믹 코팅 층(23)의 열전도율은 10 내지 40 watts/mK가 될 수 있다.
전극 분리 베이스(112)는 중앙 부분에 형성된 절연 부분(24)과 절연 부분(24)을 둘러싼 전도성 부분(25)으로 이루어질 수 있고, 하우징(121)의 위쪽 부분은 연결 전도 부분(26); 연결 전도 부분(26)을 둘러싸는 절연성 소재의 분리 절연 부분(27); 및 분리 절연 부분(27)을 둘러싸는 외부 전도 부분(28)으로 이루어질 수 있다. 이와 같은 구조에서 1, 2 저항체(21, 22)의 위쪽 부분은 서로 전기적으로 연결되고, 2 저항체(22)는 연결 전도 부분(26)과 전기적으로 연결되어 배터리의 하나의 전극과 연결될 수 있다. 그리고 1 저항체(21)의 아래쪽 부분은 전도성 부분(25)과 전기적으로 연결되고, 전도성 부분(25)은 외부 전도 부분(28)과 전기적으로 연결될 수 있다. 1,2 저항체(21, 22)는 다양한 전기적 연결 방법에 의하여 배터리의 서로 다른 전극과 연결이 될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 흡입 장치의 충전 기기의 실시 예를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명에 따른 흡입 장치가 충전되는 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 충전기기(30)는 실린더 형상의 고정 몸체(31) 및 고정 몸체(31)에 형성되면서 바닥 면에 접촉 전극(33)이 배치된 충전 홀(32)로 이루어질 수 있다. 충전기기(30)는 케이블(CA)에 의하여 충전 포트(34)와 연결될 수 있고, 충전 포트(34)는 예를 들어 휴대용 전기기 또는 개인용 컴퓨터의 USB 포트에 결합될 수 있다. 도 4에 도시된 것처럼, 흡입 장치(10)의 아래쪽 부분이 충전 홀(32)에 삽입이 되어 충전기기에 의하여 충전이 될 수 있다. 배터리 모듈의 아래쪽 면에 원형의 충전 단자가 형성되어 접촉 전극(33)에 전기적으로 접촉될 수 있고, 이에 의하여 보관 과정에서 흡입 장치(10)의 충전이 이루어지도록 한다. 충전기기(30)는 흡입 장치(10)를 충전시키면서 보관하는 기능을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 흡입 장치는 예를 들어 찌는 담배로부터 흡입 가능한 증기를 발생시킬 수 있고, 다양한 구조를 가지는 찌는 담배에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 흡입 장치는 히터가 니들 구조로 만들어지는 것에 의하여 가열이 안정적으로 이루어지도록 한다. 또한 본 발명에 따른 흡입 장치는 히터가 세라믹 소재에 의하여 코팅이 되는 것에 의하여 히터 자체의 연소로 인한 유해 물질의 발생이 차단되면서 구조적으로 안전하다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10: 흡입 장치 11: 히터 모듈
12: 배터리 모듈 13: 소재 고정 모듈
111: 니들 히터 112: 전극 분리 베이스
121: 하우징 122: 작동 스위치
30: 충전기기
12: 배터리 모듈 13: 소재 고정 모듈
111: 니들 히터 112: 전극 분리 베이스
121: 하우징 122: 작동 스위치
30: 충전기기
Claims (3)
- 니들 형태로 수직으로 연장되는 니들 히터(111) 및 니들 히터(111)를 고정시키는 전극 분리 베이스(112)로 이루어진 히터 모듈(11);
히터 모듈(11)을 고정시키면서 니들 히터(111)에 전력을 공급하는 배터리 모듈(12); 및
히터 모듈(11)의 위쪽에 결합되는 소재 고정 모듈(13)을 포함하고,
니들 히터(111)는 실린더 형상을 가지며 내부에 배치된 선형 저항체가 열전도성 세라믹 소재에 의하여 코팅이 되고,
열전도성 세라믹 소재는 알루미나 세라믹 소재가 되고, 코팅 소재 전체 중량의 0.1 내지 5 wt가 되는 코발트 크로마이트(CoCr2O4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 니들 히터 구조의 흡입 장치. - 삭제
- 청구항 1에 있어서, 배터리 모듈(12)의 아래쪽에 형성된 원형 접촉 구조의 충전 단자를 더 포함하는 니들 히터 구조의 흡입 장치.
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