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KR102649316B1 - 히터 조립체 및 이를 구비한 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

히터 조립체 및 이를 구비한 에어로졸 생성 장치 Download PDF

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KR102649316B1
KR102649316B1 KR1020200156919A KR20200156919A KR102649316B1 KR 102649316 B1 KR102649316 B1 KR 102649316B1 KR 1020200156919 A KR1020200156919 A KR 1020200156919A KR 20200156919 A KR20200156919 A KR 20200156919A KR 102649316 B1 KR102649316 B1 KR 102649316B1
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heater assembly
aerosol
cigarette
support pipe
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주식회사 케이티앤지
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Abstract

히터 조립체는 전기가 인가되면 열을 발생시키는 망 소재를 포함하고 통 형상을 갖는 발열체와, 발열체의 길이 방향의 일측과 타측의 각각에서 발열체의 둘레방향을 따라 연장하여 발열체에 전기를 공급하는 복수 개의 전극을 포함한다.

Description

히터 조립체 및 이를 구비한 에어로졸 생성 장치{Heater assembly and aerosol generating apparatus having the same}
실시예들은 히터 조립체 및 이를 구비한 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가열 성능이 향상된 히터 조립체 및 이를 구비한 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련을 연소시켜 에어로졸을 공급하는 방법을 대체하기 위한 기술의 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 액체 상태나 고체 상태의 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하거나, 액체 상태의 에어로졸 생성 물질로부터 증기를 생성한 후 생성한 증기를 고체 상태의 향 매체를 통과시킴으로써 향미를 갖는 에어로졸을 공급하는 등의 방법에 관한 연구가 진행되고 있다.
에어로졸 생성 물품(궐련)을 가열하여 에어로졸을 생성하는 에어로졸 생성 장치에는 전기에 의해 열을 발생하는 히터 조립체가 사용된다. 일반적으로 히터 조립체는 전기에 의해 열을 발생하는 발열체에 전기를 공급하는 전극을 포함하는데, 전극과 전극이 서로 접촉하는 경우 전기회로의 단락(쇼트 회로)이 발생할 수 있다. 히터 조립체의 설계 시에는 이러한 제한을 고려하여 궐련을 둘러싸기 위한 발열체의 일부분이 서로 접촉하지 않게 함으로써 전기회로의 단락 발생을 회피한다.
에어로졸 생성 물품을 둘러싸는 발열체의 일부분이 서로 접촉하지 않게 하려면 에어로졸 생성 물품의 일부 영역이 발열체에 의해 포위되지 않으므로 발열체가 에어로졸 생성 물품을 충분히 가열할 수 없어서 에어로졸 생성 작용이 효과적이지 않다.
에어로졸 생성 장치의 히터 조립체를 위한 새로운 구조로서 절연기판의 표면에 배치되는 회로패턴을 이용한 발열체가 고려되기도 한다. 회로패턴을 이용한 발열체에서는 회로패턴에 전기가 인가되면 회로패턴이 열을 발생시킨다. 회로패턴에서도 전기회로의 단락을 방지하기 위해 회로패턴의 사이에 충분한 간격이 확보되어야 한다. 따라서 에어로졸 생성 물품을 둘러싸는 회로패턴이 에어로졸 생성 물품을 가열할 때 회로패턴의 사이의 간격에 대응하는 에어로졸 생성 물품의 일부 영역에 충분한 열이 전달되지 않아 에어로졸 생성 작용이 효과적이지 않은 한계가 존재한다.
실시예들은 양질의 에어로졸을 생성할 수 있는 히터 조립체 및 이를 구비한 에어로졸 생성 장치를 제공한다.
실시예들은 또한 에어로졸 생성 물품의 전체 영역을 균일하게 효과적으로 가열할 수 있는 히터 조립체 및 이를 구비한 에어로졸 생성 장치를 제공한다.
일 실시예에 관한 히터 조립체는 전기가 인가되면 열을 발생시키는 망 소재를 포함하고 통 형상을 갖는 발열체와, 발열체의 길이 방향의 일측과 타측의 각각에서 발열체의 둘레방향을 따라 연장하여 발열체에 전기를 공급하는 복수 개의 전극을 포함한다.
다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 전기가 인가되면 열을 발생시키는 망 소재를 포함하고 에어로졸 생성 물품을 수용할 수 있도록 통 형상을 갖는 발열체와, 에어로졸 생성 물품이 연장하는 방향에서의 발열체의 길이 방향의 일측과 타측의 각각에서 발열체의 둘레방향을 따라 연장하여 발열체에 전기를 공급하는 복수 개의 전극을 포함하는 히터 조립체와, 히터 조립체에 전기를 공급하는 전기 공급부를 포함한다.
상술한 바와 같은 실시예들에 관한 히터 조립체 및 이를 구비한 에어로졸 생성 장치에서는 전극이 발열체의 둘레방향을 따라 연장하도록 배치되므로 발열체가 에어로졸 생성 물품의 전체 영역을 균일하게 가열할 수 있다. 이로 인하여 히터 조립체의 가열 성능이 향상되고, 에어로졸 생성 물품을 균일하게 가열하여 양질의 에어로졸을 생성할 수 있다.
도 1 및 도 2는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 3은 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 상술한 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체를 제조하는 방법의 단계들을 도시한 순서도이다.
도 5a는 도 4에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체를 제조하는 방법에서의 일부 단계를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 5b는 도 4에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체를 제조하는 방법에서의 다른 일부 단계를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 6 및 도 7은 도 4에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체를 제조하는 방법에서의 또 다른 일부 단계들을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 8은 도 4 내지 도 7에 도시된 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체가 사용되는 예를 도시한 단면도이다.
도 9는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체의 단면도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체의 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체의 단면도이다.
도 12는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체의 사시도이다.
도 13은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체의 단면도이다.
도 14는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체의 단면도이다.
도 15는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부분을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 16은 도 15에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서 히터 조립체와 다른 요소들의 연결관계를 개략적으로 도시한 설명도이다.
도 17은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서 히터 조립체의 다른 예를 도시한 설명도이다.
도 18은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서 히터 조립체의 또 다른 예를 도시한 설명도이다.
도 19는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서 히터 조립체의 또 다른 예를 도시한 설명도이다.
도 20은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체의 사시도이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 실시예들에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 실시예들의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 실시예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시예들의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "~부", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 실시예들에 대하여 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 의해 한정되지 않는다.
명세서 전체에서 '실시예'는 본 명세서에서 발명을 용이하게 설명하기 위한 임의의 구분으로서, 실시예 각각이 서로 배타적일 필요는 없다. 예를 들어, 일 실시예에 개시된 구성들은 다른 실시예에 적용 및 구현될 수 있으며, 본 명세서의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 한도에서 변경되어 적용 및 구현될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 실시예들을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
명세서 전체에서 구성 요소의 '길이 방향'은 구성 요소가 구성 요소의 일 방향 축을 따라 연장하는 방향일 수 있으며, 이때 구성 요소의 일 방향 축은 일 방향 축을 가로지르는 타 방향 축보다 구성 요소가 더 길게 연장하는 방향을 의미할 수 있다.
도 1 및 도 2는 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 제어부(12000), 히터(13000) 및 증기화기(14000)를 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 공간에는 궐련(20000)이 삽입될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 에어로졸 생성 장치(10000)는 증기화기를 포함하지만, 실시예들은 이와 같은 에어로졸 생성 장치의 구현 방식에 의해 제한되지 않으며 에어로졸 생성 장치(10000)에서 증기화기가 생략될 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10000)에서 증기화기가 생략되는 경우 궐련(20000)이 에어로졸 생성 물질을 포함함으로써 히터(13000)에 의해 궐련(20000)이 가열될 때 궐련(20000)이 에어로졸을 생성할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 에어로졸 생성 장치(10000)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(10000)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에는 에어로졸 생성 장치(10000)에 히터(13000)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라, 히터(13000)는 생략될 수도 있다.
도 1에는 배터리(11000), 제어부(12000), 증기화기(14000) 및 히터(13000)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 2에는 증기화기(14000) 및 히터(13000)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 구조는 도 1 또는 도 2에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(10000)의 설계에 따라, 배터리(11000), 제어부(12000), 증기화기(14000) 및 히터(13000)의 배치는 변경될 수 있다.
궐련(20000)이 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 증기화기(14000)를 작동시켜, 증기화기(14000)로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 증기화기(14000)에 의해 생성된 에어로졸은 궐련(20000)을 통과하여 사용자에게 전달된다. 증기화기(14000)에 관한 설명은 하기에서 보다 상세히 하기로 한다.
배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작하는 데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(11000)는 히터(13000) 또는 증기화기(14000)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12000)가 동작하는 데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는 데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어부(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(12000)는 배터리(11000), 히터(13000) 및 증기화기(14000)뿐 만 아니라 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(12000)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
히터(13000)는 배터리(11000)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입되면, 히터(13000)는 궐련의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(13000)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(13000)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(13000)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(13000)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(13000)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(10000)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(13000)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(13000)에는 궐련을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2에는 히터(13000)가 궐련(20000)의 외부에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 히터(13000)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 궐련(20000)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(10000)에는 히터(13000)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(13000)들은 궐련(20000)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(20000)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(13000)들 중 일부는 궐련(20000)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(20000)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(13000)의 형상은 도 1 및 도 2에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
증기화기(14000)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(20000)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(14000)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(10000)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(14000)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14000)는 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소는 독립적인 모듈로서 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함될 수도 있다.
액체 저장부는 액상 조성물을 저장할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다. 액체 저장부는 증기화기(14000)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(14000)와 일체로서 제작될 수도 있다.
예를 들어, 액상 조성물은 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 또는 비타민 혼합물을 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 액상 조성물은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
액체 전달 수단은 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
가열 요소는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소이다. 예를 들어, 가열 요소는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 가열 요소는 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액체 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수 있다. 가열 요소는, 전류 공급에 의해 가열될 수 있으며, 가열 요소와 접촉된 액체 조성물에 열을 전달하여, 액체 조성물을 가열할 수 있다. 그 결과, 에어로졸이 생성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14000)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 제어부(12000) 및 히터(13000) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)는 궐련(20000)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 1 및 도 2에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(10000)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(10000)가 결합된 상태에서 히터(13000)가 가열될 수도 있다.
궐련(20000)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(20000)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분과 필터 등을 포함하는 제 2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(20000)의 제 2 부분에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제 2 부분에 삽입될 수도 있다.
에어로졸 생성 장치(10000)의 내부에는 제 1 부분 전체가 삽입되고, 제 2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부에 제 1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제 1 부분 및 제 2 부분의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제 2 부분을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제 1 부분을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제 2 부분을 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.
일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 생성 장치(10000)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 궐련(20000)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(20000)의 내부로 유입될 수도 있다.
이하, 도 3을 참조하여, 궐련(20000)의 일 예에 대하여 설명한다.
도 3은 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 궐련(20000)은 담배 로드(21000) 및 필터 로드(22000)를 포함한다. 도 1 및 도 2를 참조하여 상술한 제 1 부분은 담배 로드(21000)를 포함하고, 제 2 부분은 필터 로드(22000)를 포함한다.
도 3에는 필터 로드(22000)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(22000)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(22000)는 에어로졸을 냉각하는 제 1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제 2 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(22000)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.
궐련(20000)은 적어도 하나의 래퍼(24000)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(24000)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 궐련(20000)은 하나의 래퍼(24000)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 궐련(20000)은 2 이상의 래퍼(24000)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 래퍼에 의하여 담배 로드(21000)가 포장되고, 제 2 래퍼에 의하여 필터 로드(22000)가 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 담배 로드(21000) 및 필터 로드(22000)가 결합되고, 제 3 래퍼에 의하여 궐련(20000) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 담배 로드(21000) 또는 필터 로드(22000) 각각이 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 개별 래퍼에 의하여 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 세그먼트들이 결합된 궐련(20000) 전체가 다른 래퍼에 의하여 재포장될 수 있다.
담배 로드(21000)는 에어로졸 생성 물질을 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 담배 로드(21000)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(21000)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(21000)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(21000)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(21000)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21000)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21000)는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 담배 로드(21000)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(21000)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(21000)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 담배 로드(21000)는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.
필터 로드(22000)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(22000)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(22000)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(22000)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(22000)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
필터 로드(22000)는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 필터 로드(22000)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터 로드(22000)의 내부에 삽입될 수도 있다.
또한, 필터 로드(22000)에는 적어도 하나의 캡슐(23000)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(23000)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(23000)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(23000)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
만약, 필터 로드(22000)에 에어로졸을 냉각하는 세그먼트가 포함될 경우, 냉각 세그먼트는 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 냉각 세그먼트는 순수한 폴리락트산 만으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 냉각 세그먼트는 복수의 구멍들이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 그러나, 냉각 세그먼트는 상술한 예에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행할 수 있다면, 제한 없이 해당될 수 있다.
한편, 도 3에는 도시되지 않았으나, 일 실시예에 따른 궐련(20000)은 전단 필터를 더 포함할 수 있다. 전단 필터는 담배 로드(21000)에 있어서, 필터 로드(22000)에 반대되는 일측에 위치할 수 있다. 전단 필터는 담배 로드(21000)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(21000)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(도 1 및 도 2의 10000)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 4는 상술한 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체를 제조하는 방법의 단계들을 도시한 순서도이다.
도 4에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체를 제조하는 방법은 전기가 인가되면 열을 발생할 수 있는 망 소재의 발열체를 준비하는 단계(S100)와, 발열체와 전극을 연결하여 히터 조립체를 조립하는 단계(S110)와, 히터 조립체를 통형상으로 가공하는 단계(S120)와, 지지관과 히터 조립체를 조립하는 단계(S130)와, 히터 조립체의 외측 표면과 내측 표면의 적어도 하나에 보호필름을 배치하는 단계(S140)를 포함한다.
상술한 히터 조립체를 제조하는 방법에 있어서 히터 조립체를 조립하는 단계(S110)와, 히터 조립체를 통 형상으로 가공하는 단계(S120)와, 지지관과 히터 조립체를 조립하는 단계(S130)는 반드시 순차적으로만 실행되는 단계들은 아니며 상술한 단계들이 동시에 실행되거나 도 4에 도시된 순서를 변경하여 실행될 수 있다.
또한 지지관과 히터 조립체를 조립하는 단계(S130)와, 보호필름을 배치하는 단계(S140)는 필수적인 단계는 아니며, 필요에 따라 생략될 수도 있다.
도 5a는 도 4에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체를 제조하는 방법에서의 일부 단계를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 5a에 도시된 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체(10)는 전기가 인가되면 열을 발생시킬 수 있는 망 소재를 포함하는 발열체(20)와, 발열체(20)에 결합되어 발열체(20)에 전기를 공급하는 복수 개의 전극(30a, 30b)을 포함한다.
히터 조립체(10)를 제조하기 위하여 전기가 인가될 때 전기 저항 발열(electrical resistance heating) 작용에 의해 열을 발생시킬 수 있는 망 소재의 발열체(20)를 준비한다. 발열체(20)는 구리, 스테인레스강(SUS), 알루미늄 등의 금속, 니크롬 등의 금속 합금, 및 카본 발열소재의 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 포함하는 발열가닥(21)을 포함한다. 발열가닥(21)은 원형 단면, 타원형 단면, 또는 납작한 각형 단면을 와이어(wire)일 수 있다.
도 5a에서 발열체(20)는 세로 방향으로 연장하는 복수 개의 발열가닥(21)과 가로 방향으로 연장하는 복수 개의 발열가닥(21)을 포함하여 대략 사각형상의 구멍을 포함하는 망 형상을 갖는다.
망 형상을 갖는 발열체(20)는 발열가닥(21)을 이용한 직조(織造) 방식으로 제조될 수 있으나, 실시예들은 이와 같은 발열체(20)의 망 형상의 제조 방식에 의해 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 발열체(20)는 얇은 금속판의 일부분을 에칭 공정이나 드릴링 공정 등에 의해 제거하여 복수 개의 구멍을 형성하는 방식으로 제조될 수 있다. 따라서 발열체(20)의 망(net) 형상은 복수 개의 미세 구멍을 포함하는 메쉬(mesh) 형상을 포함하는 개념이다.
실시예들은 발열체(20)의 발열가닥(21)이 형성하는 사각형상의 구멍에 의해 제한되는 것은 아니며, 발열체(20)의 구멍은 삼각형, 정사각형, 직사각형 등의 다각형, 원형 또는 타원형, 벌집형 등으로 다양하게 변형될 수 있다.
전극(30a, 30b)은 발열체(20)에 전기적으로 연결되어 발열체(20)에 전기를 전달하는 기능을 수행하는 요소이다. 전극(30a, 30b)은 전기전도성이 높은 구리 등의 금속소재, 전기전도성의 합금소재, 카본 소재, 그래핀(graphene) 소재의 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
도 5b는 도 4에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체를 제조하는 방법에서의 다른 일부 단계를 개략적으로 도시한 개념도이다.
히터 조립체(10)를 조립한 이후에는 히터 조립체(10)를 통 형상으로 가공하는 단계가 실행된다. 히터 조립체(10)를 통 형상으로 가공할 때에는 히터 조립체(10)가 가열하는 대상인 에어로졸 생성 물품(80)을 히터 조립체(10)가 둘러쌀 수 있도록 히터 조립체(10)를 굽힘(bending) 또는 절곡(folding) 가공한다. 도면에서 점선으로 도시된 에어로졸 생성 물품(80)은 히터 조립체(10)의 가공 방법을 설명하기 위한 것으로, 히터 조립체(10)의 가공 시 에어로졸 생성 물품(80)이 필요한 것은 아니다.
히터 조립체(10)를 통 형상으로 가공할 때에는 에어로졸 생성 물품(80)이 연장하는 방향을 가로지르는 방향, 즉 도 5b에서 가로방향으로 히터 조립체(10)를 굽히거나 접어서 가공한다.
따라서 히터 조립체(10)가 통 형상으로 가공된 상태에서 제1 전극(30a)과 제2 전극(30b)의 각각은 발열체(20)의 길이 방향의 일측과 타측의 각각에서 발열체(20)를 둘러싸도록 발열체(20)의 둘레방향을 따라 연장한다.
도 6 및 도 7은 도 4에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체를 제조하는 방법에서의 또 다른 일부 단계들을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 실시예에 관한 히터 조립체(10)는 발열체(20)의 내측에 배치되는 지지관(50)을 포함한다. 지지관(50)은 철, 스테인레스강, 알루미늄, 동, 세라믹과 같이 열을 전달할 수 있는 열전도성의 소재를 포함하며, 원통 형상으로 제작될 수 있다.
지지관(50)은 가열대상인 에어로졸 생성 물품의 외관 형상에 대응하는 형상으로 제작될 수 있다. 따라서 실시예들은 도면에 도시된 지지관(50)과 히터 조립체(10)가 원통 형상으로 구현된 예로 제한되는 것은 아니며, 지지관(50)과 히터 조립체(10)의 형상은 에어로졸 생성 물품의 외관 형상에 대응하도록 다양하게 변형될 수 있다. 지지관(50)과 히터 조립체(10)는 예를 들어, 삼각형, 사각형 등의 다각형이나 타원형의 단면 형상을 갖는 통 형상으로 구현될 수 있다.
지지관(50)을 발열체(20)의 내부에 배치할 때에는 먼저 통 형상의 지지관(50)을 준비한 후에, 지지관(50)을 둘러싸도록 발열체(20)를 굽힘 가공함으로써 지지관(50)의 외측에 발열체(20)와 전극(30a, 30b)을 배치할 수 있다.
또는 이러한 조립 방식을 변형하여, 통 형상의 지지관(50)을 준비하고 지지관(50)에 대응하는 직경을 갖는 통 형상의 히터 조립체(10)를 별도로 준비한 후에 히터 조립체(10)의 내측에 지지관(50)을 삽입할 수 있다.
히터 조립체(10)의 제1 전극(30a)은 발열체(20)의 길이 방향의 일측의 단부에서 발열체(20)의 외측의 둘레방향, 즉 원주방향의 전체의 영역을 따라 연장한다. 히터 조립체(10)의 제2 전극(30b)은 발열체(20)의 길이 방향의 타측의 단부에서 발열체(20)의 외측의 둘레방향, 즉 원주방향의 전체의 영역을 따라 연장한다. 여기에서 발열체(20)의 길이 방향은 발열체(20)의 내측에 배치되는 지지관(50)의 길이 방향, 즉 발열체(20)의 통 형상의 중심축이 연장하는 방향에 해당한다.
도 6 및 도 7에서 전극(30a, 30b)이 발열체(20)의 길이 방향의 양측의 단부에 배치되지만, 실시예들은 이와 같은 전극(30a, 30b)의 배치 위치에 의해 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 전극(30a, 30b)은 발열체(20)의 길이 방향의 양측의 단부에 인접한 위치에 배치됨으로써 발열체(20)의 양측의 단부는 발열체(20)의 길이 방향으로 전극(30a, 30b)보다 더 돌출될 수 있다.
히터 조립체(10)와 지지관(50)이 결합하면 제1 전극(30a)은 지지관(50)의 일측 단부 영역(50a)에 대응하고, 제2 전극(30b)은 지지관(50)의 타측 단부 영역(50b)에 대응한다.
도 8은 도 4 내지 도 7에 도시된 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체가 사용되는 예를 도시한 단면도이다.
히터 조립체(10)와 지지관(50)이 결합한 상태에서 히터 조립체(10)의 둘레방향에서의 발열체(20)의 양측의 단부 가장자리(20s)가 서로 접촉한다.
면 형상(plate shape)의 발열체를 원통 형상으로 감아서 제작되는 통상적인 히터 조립체에서는 발열체에 전기를 공급하는 전극이 원통 형상 발열체의 길이 방향을 따라 배치된다. 이때 전기회로의 단락 발생을 회피하기 위해서는 전극과 전극이 서로 이격되게 배치되어야 한다. 따라서 에어로졸 생성 물품의 둘레방향의 일부 영역에서는 서로 이격된 전극과 전극의 사이의 공간(dead space)이 반드시 존재하기 때문에, 에어로졸 생성 물품의 일부 영역은 충분히 가열되지 않는다.
그러나 상술한 실시예에 관한 히터 조립체(10)의 구조에 의하면 히터 조립체(10)의 발열체(20)가 에어로졸 생성 물품(80)의 원주방향의 전체 영역을 모두 둘러싸기 때문에 에어로졸 생성 물품(80)의 원주방향의 전체 영역을 균일하게 가열할 수 있다. 이로 인해 에어로졸 생성 물품(80)로부터 양질의 에어로졸을 생성할 수 있다.
도 6 및 도 7에서 발열체(20)의 길이와 지지관(50)의 길이가 서로 일치하지만, 실시예들은 이러한 구조에 의해 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 발열체(20)의 길이보다 지지관(50)의 길이가 더 길게 형성됨으로써 지지관(50)의 양측 단부의 적어도 하나가 발열체(20)보다 길게 돌출할 수 있다. 또는 지지관(50)의 길이보다 발열체(20)의 길이가 더 길게 형성될 수도 있다.
히터 조립체(10)와 지지관(50)을 결합한 이후에 히터 조립체(10)의 외측에 보호필름(60)을 배치할 수 있다. 보호필름(60)은 발열체(20)의 외측에 배치되어 발열체(20)를 보호하는 기능과 발열체(20)에서 발생한 열이 외부로 전달되는 것을 최소화하는 단열기능과 전기가 다른 부품으로 누설되지 않도록 하는 절연기능 등을 수행할 수 있다. 보호필름(60)은 예를 들어 폴리이미드, 실리콘, 테프론 등의 수지 소재를 포함할 수 있다. 보호필름(60)은 예를 들어 튜브 형태로 제작된 이후에 통 형상의 발열체(20)의 외측에 결합되거나, 시트(sheet) 형태로 제작된 이후에 통 형상의 발열체(20)의 외측을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
히터 조립체(10)의 전극(30a, 30b)의 각각은 단부에 단자(30t)를 포함한다. 전극(30a, 30b)이 발열체(20)의 외측에 결합한 상태에서 단자(30t)가 발열체(20)의 외측을 향하여 인출된다. 단자(30t)에는 외부의 전력을 공급하기 위한 구성요소들이 연결될 수 있다.
도 9는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체의 단면도이다.
도 9에 나타난 실시예에 관한 히터 조립체에서는 발열체(20)의 외측에 결합된 제1 전극(30a)의 단부 가장자리가 서로 겹치도록 발열체(20)의 원주방향을 따라 연장한다. 따라서 도 8에 나타난 실시예에 관한 히터 조립체와 마찬가지로 가열대상인 에어로졸 생성 물품(80)의 원주방향에서의 전체 영역을 발열체(20)가 완전히 둘러쌀 수 있어서 에어로졸 생성 물품(80)을 균일하게 가열할 수 있다. 또한 제1 전극(30a)의 단부 가장자리가 서로 겹침으로써 발열체(20)에 대한 제1 전극(30a)의 결합 상태가 더 안정적으로 유지될 수 있다.
도 10은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체의 사시도이고, 도 11은 도 10에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체의 단면도이다.
도 10 및 도 11에 도시된 실시예에 관한 히터 조립체(10)는 전기가 인가되면 열을 발생하는 망 소재를 포함하고 원통 형상을 갖는 발열체(20)와, 발열체(20)의 길이 방향에서의 일측과 타측의 각각에서 발열체(20)의 둘레방향, 즉 원주방향을 따라 연장하여 발열체(20)에 전기를 공급하는 복수 개의 전극(30a, 30b)을 포함한다.
전극(30a, 30b)은 발열체(20)의 일측 단부에서 발열체(20)의 내측면에 원주방향을 따라 연장하도록 배치되는 제1 전극(30a)과, 발열체(20)의 타측 단부에서 발열체(20)의 외측면에 원주방향을 따라 연장하도록 배치되는 제2 전극(30b)을 포함한다. 따라서 제1 전극(30a)은 발열체(20)의 일측 단부의 내측면의 원주방향의 전체 영역을 둘러싸도록 배치되고, 제2 전극(30b)은 발열체(20)의 타측 단부의 외측면의 원주방향의 전체 영역을 둘러싸도록 배치된다.
히터 조립체(10)의 전극(30a, 30b)의 각각은 단부에 단자(30t)를 포함한다. 전극(30a, 30b)이 발열체(20)의 외측에 결합한 상태에서 단자(30t)가 발열체(20)의 외측을 향하여 인출된다. 단자(30t)에는 외부의 전력을 공급하기 위한 구성요소들이 연결될 수 있다.
히터 조립체(10)에서 발열체(20)의 내측에 지지관이 배치될 수 있다. 그러나 실시예들은 이와 같은 히터 조립체(10)의 구조에 의해 제한되지 않으며, 발열체(20)에 지지관이 결합되지 않은 상태로 히터 조립체(10)가 사용될 수 있다.
지지관이 없이 발열체(20)만을 포함한 히터 조립체(10)가 사용될 때에는 에어로졸 생성 물품이 발열체(20)의 제1 전극(30a)을 통해 발열체(20)의 내부로 삽입된다. 에어로졸 생성 물품이 발열체(20)의 내부로 삽입된 상태에서는 발열체(20)의 내측면이 에어로졸 생성 물품을 직접 향하므로 발열체(20)가 에어로졸 생성 물품을 직접 가열하는 효과를 얻을 수 있다. 이때 발열체(20)를 보호하기 위하여 발열체(20)의 내측면과 외측면의 적어도 하나에 보호필름이 배치될 수 있다.
도 12는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체의 사시도이다.
도 12에 나타난 실시예에 관한 히터 조립체(10)는 전기가 인가되면 열을 발생하는 망 소재를 포함하고 원통 형상을 갖는 발열체(20)와, 발열체(20)의 길이 방향의 양측의 각각에서 발열체(20)의 원주방향을 따라 연장하는 전극(30a, 30b)과, 발열체(20)의 외측에 배치되는 원통 형상의 지지관(50)을 포함한다.
도면에 도시되지 않았으나, 발열체(20)의 내측면과 외측면의 적어도 하나에는 발열체(20)를 보호하기 위한 보호필름이 배치될 수 있다.
상술한 바와 같은 히터 조립체(10)에 의하면 발열체(20)의 외측에 지지관(50)이 배치되어 지지관(50)이 발열체(20)와 전극(30a, 30b)의 전체적인 결합 구조를 안정적으로 유지할 수 있다.
또한 지지관(50)의 내측면이 발열체(20)의 외측면을 둘러싸므로 지지관(50)의 내측면과 발열체(20)의 외측면의 사이에 열을 유지하는 환경이 조성될 수 있다. 즉 지지관(50)과 발열체(20)의 외측면의 사이에 공기를 보유할 수 있는 공간이 형성되므로 발열체(20)의 주변에 가열된 공기가 머물러 발열체(20)의 주위에 고온의 분위기를 조성하여 효과적인 가열 효과를 달성할 수 있다.
또한 지지관(50)은 발열체(20)에서 발생한 열이 지지관(50)의 외부로 발산하는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 지지관(50)은 열이 지지관(50)의 외부로 전달되는 것을 차단하기 위해 열전도성이 낮은 소재, 예를 들어 플라스틱이나 유리 등의 소재를 포함할 수 있다. 또는 지지관(50)의 전체적인 구조는 금속성 소재를 이용하여 구현하되, 지지관(50)의 내측면과 외측면의 적어도 하나에 열전달을 차폐하기 위한 차폐층을 배치할 수 있다. 차폐층은 지지관(50)의 내측면과 외측면의 적어도 하나에 배치되는 차폐필름이나, 지지관(50)의 표면에 도포되는 열전달 차폐용 도료를 포함할 수 있다.
도 13은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체의 단면도이다.
도 13에 나타난 실시예에 관한 히터 조립체(10)는 전기가 인가되면 열을 발생하는 망 소재의 통 형상을 갖는 발열체(20)와, 발열체(20)의 길이 방향의 양측에서 발열체(20)의 원주 방향을 따라 연장하여 발열체(20)에 전기를 공급하는 복수 개의 전극(30a, 30b)과, 발열체(20)의 외측에 배치되는 지지관(50)과, 발열체(20)의 내측면을 덮도록 배치되는 보호필름(60)을 포함한다.
전극(30a, 30b)은 지지관(50)의 길이 방향에서의 일측에 배치되는 제1 전극(30a)과 타측에 배치되는 제2 전극(30b)을 포함한다. 제1 전극(30a)과 제2 전극(30b)의 각각의 일단(33)은 지지관(50)의 내측에서 발열체(20)에 연결되고 타단(31)은 지지관(50)의 단부를 넘어 지지관(50)의 외측 면에 접한다. 제1 전극(30a)과 제2 전극(30b)의 각각의 일단(33)과 타단(31)은 지지관(50)의 단부의 가장자리를 따라 절곡된 절곡부(32)에 의해 연결된다. 따라서 제1 전극(30a)과 제2 전극(30b)의 각각의 단면 형상은 알파벳 'U'자 형상을 갖는다.
상술한 바와 같은 히터 조립체(10)에 의하면 가열 대상인 에어로졸 생성 물품(80)이 히터 조립체(10)의 발열체(20)에 삽입된 상태에서 발열체(20)에 의해 가열된다. 발열체(20)의 내측면이 에어로졸 생성 물품(80)의 외측면을 향하도록 배치되어 발열체(20)에서 발생한 열이 에어로졸 생성 물품(80)에 직접 전달되므로 에어로졸 생성 물품(80)의 효과적인 가열이 가능하다.
또한 발열체(20)가 에어로졸 생성 물품(80)의 길이 방향을 가로지르는 횡방향 단면의 원주방향의 전체 영역을 완전히 둘러싸므로, 에어로졸 생성 물품(80)의 횡방향 단면의 전체 영역이 발열체(20)에 의해 균일하게 가열될 수 있다.
또한 망 소재를 포함하는 발열체(20)가 에어로졸 생성 물품(80)을 둘러싸도록 배치되어 발열체(20)의 망 소재가 갖는 격자 공간에 가열된 공기가 유지되므로, 에어로졸 생성 물품(80)의 외측 표면을 따라 에어로졸 생성 물품(80)을 전체적으로 가열하기 위한 고온의 분위기가 조성될 수 있다.
또한 발열체(20)의 양측 단부에 결합된 전극(30a, 30b)이 발열체(20)의 외측에 배치된 지지관(50)의 양측 가장자리에 안정적으로 결합되므로, 발열체(20)와 전극(30a, 30b)과 지지관(50)의 전체적인 결합 구조가 더 견고히 유지될 수 있다.
도 14는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체의 단면도이다.
도 14에 나타난 실시예에 관한 히터 조립체(10)는 전기가 인가되면 열을 발생하는 망 소재의 통 형상을 갖는 발열체(20)와, 발열체(20)의 길이 방향의 양측에서 발열체(20)의 원주 방향을 따라 연장하여 발열체(20)에 전기를 공급하는 복수 개의 전극(30a, 30b)과, 발열체(20)의 외측에 배치되는 지지관(50)을 포함한다.
도면에 도시되지 않았지만, 발열체(20)의 내측면과 외측면의 적어도 하나를 덮도록 보호필름이 배치될 수 있다.
발열체(20)의 일단(20a)과 타단(20b)의 각각은 지지관(50)의 길이 방향에서의 양측 단부를 넘어 지지관(50)의 외측 면을 향해 절곡된다.
전극(30a, 30b)은 지지관(50)의 길이 방향에서의 일측에서 발열체(20)의 일단(20a)의 절곡된 외측에 배치되는 제1 전극(30a)과 지지관(50)의 길이 방향에서의 타측에서 발열체(20)의 타단(20b)의 절곡된 외측에 배치되는 제2 전극(30b)을 포함한다. 따라서 제1 전극(30a)은 지지관(50)의 일측 단부 영역(50a)에 대응하고, 제2 전극(30b)은 지지관(50)의 타측 단부 영역(50b)에 대응한다.
도 15는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부분을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 15에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 전기가 인가되면 열을 발생하는 망 소재이며 에어로졸 생성 물품(80)을 수용할 수 있는 통 형상을 갖는 발열체(20)와 발열체(20)의 길이 방향의 양측에 발열체(20)의 둘레방향을 따라 연장하여 발열체(20)에 전기를 공급하는 전극(30a, 30b)과 발열체(20)의 내측에 배치되는 지지관(50)을 포함하는 히터 조립체(10)와, 히터 조립체(10)에 전기를 공급하는 전기 공급부를 포함한다.
에어로졸 생성 장치는 히터 조립체(10)와 배터리(11000)와 제어부(12000) 등의 구성요소들을 수용하여 보호하는 케이스(90)를 포함한다.
히터 조립체(10)와 지지관(50)이 결합한 상태에서 제1 전극(30a)은 지지관(50)의 일측 단부 영역(50a)에 대응하고, 제2 전극(30b)은 지지관(50)의 타측 단부 영역(50b)에 대응한다.
지지관(50)의 내경이 에어로졸 생성 물품(80)의 외경에 대응하므로, 지지관(50)이 에어로졸 생성 물품(80)을 안정적으로 지지할 수 있다. 또한 지지관(50)은 발열체(20)에서 발생한 열을 에어로졸 생성 물품(80)에 전달함으로써 에어로졸 생성 물품(80)을 가열하는 기능을 수행할 수 있다.
전기 공급부는 배터리(11000)와 제어부(12000)의 어느 하나 또는 이들의 조합일 수 있다. 즉 배터리(11000)가 히터 조립체(10)에 직접 연결되어 전기를 공급할 수 있고, 배터리(11000)와 제어부(12000)가 함께 히터 조립체(10)에 연결되거나 배터리(11000)가 제어부(12000)를 통해 히터 조립체(10)에 연결됨으로써 제어부(12000)가 히터 조립체(10)에 대한 전기 공급을 제어할 수 있다.
도 15를 참조하면 제어부(12000)는 히터 조립체(10)의 단자(30t)와 접속 가능한 소켓(70t)을 포함한다. 히터 조립체(10)의 단자(30t)가 제어부(12000)의 소켓(70t)에 전기적으로 연결됨으로써 제어부(12000)는 배터리(11000)에서 히터 조립체(10)로 공급되는 전기를 제어할 수 있다.
도 16은 도 15에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서 히터 조립체와 다른 요소들의 연결관계를 개략적으로 도시한 설명도이다.
도 16을 참조하면 히터 조립체의 제1 전극(30a)의 단자(30t)가 제어부(12000)의 소켓(70t)의 커넥터(70c)에 전기적으로 연결된다. 이와 같은 구성에 의하면 히터 조립체의 제1 전극(30a)의 단자(30t)를 소켓(70t)에 삽입하는 간편한 방법으로 히터 조립체와 제어부(12000)를 연결할 수 있다. 또한 에어로졸 생성 장치의 사용 중에 단자(30t)가 소켓(70t)에 삽입된 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
도 17은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서 히터 조립체의 다른 예를 도시한 설명도이다.
도 17에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서는 제어부(12000)는 히터 조립체의 단자(30t)와 전기적으로 연결되는 커넥터(70d) 및 가압 클립(70f)을 포함한다. 가압 클립(70f)은 히터 조립체의 단자(30t)를 커넥터(70d)의 방향으로 가압함으로써 커넥터(70d)와 단자(30t)의 접속 상태를 안정적으로 유지하는 기능을 수행한다.
실시예들은 도면에 도시된 가압 클립(70f) 및 커넥터(70d)의 구성에 의해 제한되지 않으며, 가압 클립(70f) 및 커넥터(70d)는 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어 가압 클립(70f) 및 커넥터(70d)를 전기전도성 소재의 스프링 또는 핀을 이용한 포고 핀(pogo pin)의 형태로 변형할 수 있다.
도 18은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서 히터 조립체의 또 다른 예를 도시한 설명도이다.
도 18에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서는 제어부(12000)의 접속단자에 히터 조립체의 단자(30t)가 전기적으로 연결되며 체결수단(70g)에 의해 히터 조립체의 단자(30t)가 제어부(12000)에 고정될 수 있다. 체결수단(70g)은 도면에 도시된 볼트로만 제한되는 것은 아니며, 체결수단(70g)은 리벳이나 핀과 같은 형태로 변형될 수 있다.
도 19는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서 히터 조립체의 또 다른 예를 도시한 설명도이다.
도 19에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서는 제어부(12000)의 접속단자와 히터 조립체의 단자(30t)가 납땜(70h)에 의해 전기적으로 연결된다. 실시예들은 도 19에 도시된 제어부(12000)의 접속단자와 히터 조립체의 단자(30t)를 전기적으로 연결하는 방식에 의해 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 전기전도성의 접착제를 이용하거나 용접 방식에 의해 제어부(12000)의 접속단자와 히터 조립체의 단자(30t)를 전기적으로 연결할 수 있다.
도 20은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 히터 조립체의 사시도이다.
도 20에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서는 에어로졸 생성 물품(80)의 연장 방향을 따라 복수 개의 히터 조립체가 차례로 배치된다. 히터 조립체는 에어로졸 생성 물품(80)의 길이 방향을 따라 연장하는 원통 형상의 지지관(50)과, 지지관(50)의 외측에서 지지관(50)의 연장 방향을 따라 일측에 배치되는 히터 조립체(10)와 지지관(50)의 연장 방향을 따라 타측에 배치되는 히터 조립체(110)를 포함한다.
지지관(50)의 일측에 배치된 히터 조립체(10)는 지지관(50)의 외측을 둘러싸는 발열체(20)와 발열체(20)의 일단과 타단의 각각을 둘러싸도록 연장하는 전극(30a, 30b)과 전극(30a, 30b)의 단부에서 인출되는 단자(30t)를 포함한다.
지지관(50)의 타측에 배치된 히터 조립체(110)는 지지관(50)의 외측을 둘러싸는 발열체(120)와 발열체(120)의 일단과 타단의 각각을 둘러싸도록 연장하는 전극(130a, 130b)과 전극(130a, 130b)의 단부에서 인출되는 단자(130t)를 포함한다.
상술한 바와 같은 지지관(50)의 일측에 배치된 히터 조립체(10) 및 타측에 배치된 히터 조립체(110)에는 개별적으로 전기가 공급될 수 있다. 즉 지지관(50)의 일측의 히터 조립체(10)와 타측의 히터 조립체(110)의 어느 하나에만 전기가 공급되거나 동시에 모두에게 공급될 수도 있다. 또한 지지관(50)의 일측의 히터 조립체(10)와 타측의 히터 조립체(110)에 서로 상이한 크기의 전력이 공급될 수 있다.
또는 에어로졸 생성 장치의 전기 공급부가 지지관(50)의 일측의 히터 조립체(10)와 타측의 히터 조립체(110)에 전기를 공급할 때 히터 조립체(10, 110)의 각각에 상이한 온도 프로파일에 기초하여 전기가 공급될 수 있다. 히터 조립체(10, 110)의 각각에 상이한 온도 프로파일이 적용되는 경우, 온도 프로파일은 에어로졸 생성 물품(80)을 가열하는 시간과 목표 온도의 관계를 포함하거나 에어로졸 생성 물품(80)을 가열하는 시간과 히터 조립체(10, 110)의 각긱에 공급되는 전력의 관계를 포함할 수 있다.
상술한 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서는 에어로졸 생성 물품(80)의 길이 방향을 따라 배치된 복수 개의 히터 조립체(10, 110)의 각각을 제어함으로써 에어로졸 생성 물품(80)의 영역을 개별적인 목표 온도로 가열할 수 있다. 또한 각각의 히터 조립체(10, 110)에서 발열체(20, 120)가 에어로졸 생성 물품(80)의 원주방향의 전체 영역을 둘러싸므로 에어로졸 생성 물품(80)의 원주방향의 전체 영역이 균일하게 가열될 수 있다.
10, 110: 히터 조립체 14000: 증기화기
11000: 배터리 20000: 궐련
20, 120: 발열체 50: 지지관
12000: 제어부 60: 보호필름
13000: 히터 10000: 에어로졸 생성 장치
30t, 130t: 단자 30a, 30b: 130a, 130b: 전극

Claims (15)

  1. 궐련을 내부에 수용하여 가열하기 위한 히터 조립체로서:
    전기가 인가되면 열을 발생시키는 망 소재를 포함하고, 궐련이 삽입될 수 있도록 내부가 빈 통 형상을 갖는 발열체;
    상기 발열체의 길이 방향의 일측과 타측의 각각에서 상기 발열체의 둘레방향의 전체의 영역을 따라 연장하도록 상기 발열체의 외측에 배치되어 상기 발열체에 전기를 공급하는 복수 개의 전극; 및
    상기 궐련의 외관 형상에 대응하여 내부가 빈 통 형상을 갖고, 상기 궐련을 수용하도록 상기 발열체의 내측에 배치되는 열을 전달하는 소재의 지지관;을 포함하고,
    상기 발열체의 둘레방향을 따라 연장하는 상기 전극의 길이가 상기 발열체의 둘레방향에서의 상기 발열체의 길이보다 크고,
    상기 전극은, 상기 발열체의 둘레방향의 전체의 영역을 따라 연장하고 남은 상기 전극의 단부가 연장됨으로써 상기 발열체로부터 외측을 향해 인출되어 형성된 단자를 포함하는, 히터 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극은 상기 발열체의 상기 일측에서 상기 발열체의 둘레방향의 전체의 영역을 따라 연장하는 제1 전극과, 상기 발열체의 상기 타측에서 상기 발열체의 둘레방향의 전체의 영역을 따라 연장하는 제2 전극을 포함하는, 히터 조립체.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발열체의 내측과 외측의 적어도 하나에 배치되는 보호필름을 더 포함하는, 히터 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 발열체의 둘레방향에서의 단부 가장자리는 서로 접촉하는, 히터 조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 발열체의 둘레방향에서의 단부 가장자리는 상기 발열체의 둘레방향의 일부 영역에서 서로 겹치도록 연장하는, 히터 조립체.
  11. 삭제
  12. 전기가 인가되면 열을 발생시키는 망 소재를 포함하고 궐련을 수용할 수 있도록 내부가 빈 통 형상을 갖는 발열체와, 상기 궐련이 연장하는 방향에서의 상기 발열체의 길이 방향의 일측과 타측의 각각에서 상기 발열체의 둘레방향의 전체의 영역을 따라 연장하도록 상기 발열체의 외측에 배치되어 상기 발열체에 전기를 공급하는 복수 개의 전극과, 상기 궐련의 외관 형상에 대응하여 내부가 빈 통 형상을 갖고 상기 궐련을 수용하도록 상기 발열체의 내측에 배치되는 열을 전달하는 소재의 지지관을 포함하여, 상기 지지관에 수용된 상기 궐련을 가열하기 위한 히터 조립체; 및
    상기 히터 조립체에 전기를 공급하는 전기 공급부;를 포함하고,
    상기 발열체의 둘레방향을 따라 연장하는 상기 전극의 길이가 상기 발열체의 둘레방향에서의 상기 발열체의 길이보다 크고,
    상기 전극은, 상기 발열체의 둘레방향의 전체의 영역을 따라 연장하고 남은 상기 전극의 단부가 연장됨으로써 상기 발열체로부터 외측을 향해 인출되어 형성된 단자를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전극은 상기 발열체의 상기 일측에서 상기 발열체의 둘레방향의 전체의 영역을 따라 연장하는 제1 전극과, 상기 발열체의 상기 타측에서 상기 발열체의 둘레방향의 전체의 영역을 따라 연장하는 제2 전극을 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
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