KR20190138408A - 궐련형 전자담배용 냉각필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 궐련형 전자담배에 구비되어 고온의 니코틴 증기를 냉각시키되 충분한 유동 길이를 확보할 수 있고 제작성과 가공성이 우수한 궐련형 전자담배용 냉각필터에 관한 것으로,
궐련형 전자담배의 할로우 필터(20)와 팁 필터(30) 사이에 배치되어 할로우 필터(20)를 통과한 고온의 니코틴 증기를 냉각시키는 궐련형 전자담배용 냉각필터(10)에 있어서, 중앙에 직선 형태의 관통공(11)이 형성된 원통 형상으로 형성되고, 상기 할로우 튜브(20)를 통과한 니코틴 증기가 유동하면서 냉각되도록 복수 개의 채널(12)이 관통공(11)의 벽면을 따라 스크루 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

궐련형 전자담배용 냉각필터{Cooling Filter for Ciga type Electronic Cigarette}

본 발명은 궐련형 전자담배용 냉각필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 궐련형 전자담배에 구비되어 고온의 니코틴 증기를 냉각시키되 충분한 유동 길이를 확보할 수 있고 제작성과 가공성이 우수한 궐련형 전자담배용 냉각필터에 관한 것이다.

전자담배는 궐련, 엽궐련, 파이프 담배 등 통상적인 흡연식 담배의 대안제품으로서, 교환식 카트리지에 들어있는 용액을 증기상태로 흡입할 수 있도록 만든 전자 기기이다. 국내에서는 지방세법 시행령 제60조제5호에 "니코틴이 포함된 용액 또는 연초 고형물을 전자장치를 이용하여 호흡기를 통하여 체내에 흡입함으로써 흡연과 같은 효과를 낼 수 있도록 만든 담배"로 정의되어 있다.

현재, 대중적으로 이용되고 있는 전자담배로는, 니코틴이 포함된 액상을 기화시켜 흡수하는 액상형 전자담배와, 연초 고형물을 가열했을 때 발생하는 니코틴 증기를 흡수하는 궐련형 전자담배가 있다. 그런데, 액상형 전자담배는 일반적인 궐련형 담배와는 그 형상이 전혀 상이하고 니코틴이 포함된 수증기를 흡입함에 따라 흡연자들의 기호를 충족시키지 못하는 경우가 많다. 이에 따라, 최근에는 일반 담배와 유사하게 형성된 담배스틱을 가열하여 니코틴 증기를 흡입할 수 있도록 한 궐련형 전자담배가 각광을 받고 있다.

궐련형 전자담배는 가열기기에 해당하는 디바이스와, 니코틴 증기를 발생하는 소모품으로 디바이스에 결합시켜 사용하는 담배스틱으로 구성된다. 상기 디바이스는 충전 가능한 배터리와, 전자회로기판 및 가열을 위한 히팅부재를 구비하고 있으며, 제조회사에 따라 그 크기와 형상이 상이하고 히팅부재의 구조에도 차이가 있다.

한편, 담배스틱은 일정량의 수분을 포함한 연초 고형물로 이루어진 담배 플러그와, 연초 고형물을 가열하여 형성된 니코틴 증기를 일정 온도까지 냉각시키는 냉각필터를 구비하고 있다.

상기한 냉각필터는 보통 옥수수 전분에서 추출한 원료로 만든 친환경 수지인 PLA(Poly Lactic Acid) 수지로 형성되며, PLA 수지 섬유를 신발끈과 같이 촘촘하게 직조하여 형성하거나, 필름 형태의 PLA 수지가 접혀진 후 비교적 헐겁게 말려 있는 구조로 형성되고 있다.

그러나, 상기한 종래의 궐련형 전자담배용 냉각필터는 PLA 수지 섬유를 촘촘하게 직조하여 형성함에 따라 깨끗하게 절단하기가 곤란하고 기공이 적어 냉각 기능이 떨어질 뿐만 아니라 흡입력이 낮아져 무화량이 부족해질 수 있고 그로 인해 소비자의 선호도가 떨어지는 문제점이 있다.

또, 필름 형태의 PLA 수지가 접혀진 후 헐겁게 말려 있는 구조로 냉각 필터를 형성하게 되면 절단이 용이하고 냉각 기능이 향상될 수 있지만, 직선 형태로 유로를 형성하기 때문에 충분한 냉각 효과를 얻기 위해서는 냉각 필터의 길이가 길어지게 되는 문제가 발생한다.

한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과, 전자담배에 대한 다수의 특허문헌이 검색되었으나, 모두 액상형 전자담배와 관련한 것으로 궐련형 전자담배와는 무관한 특허로 확인되었다. 참고로 액상형 전자담배의 필터에 관련한 특허문헌 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1은, 내부공간이 마련되되 저면에는 상기 내부공간과 연통되는 증기유입홀이 형성되고 상면에는 상기 내부공간과 연통되는 증기배출홀이 형성되어, 전자담배의 몸체가 하단에 결합되고 전자담배의 흡입부가 상기 증기배출홀에 결합되는 하우징; 상기 하우징의 내부공간에 인입되는 여과재;를 포함하여, 전자담배의 몸체에서 발생된 에센스 증기를 여과한 후 상기 전자담배의 흡입부로 전달함으로서, 에센스 증기에 포함되어 있는 유해물질을 제거할 수 있고, 여과재 교체가 매우 간단하여 사용자가 직접 여과재를 교체할 수 있는 전자담배용 필터유닛을 개시하고 있다.

특허문헌 2는, 하부는 내부에 액상이 수용되는 무화기의 상부에 결합되고, 상부에는 파이프가 설치되는 본체와, 상기 본체의 내부에 설치되되, 상기 무화기에서 기화되는 액상이 통과되는 필터부재가 포함됨으로써, 무화기에서 기화되는 액상에 흡연자의 취향에 따라 향을 가미할 수 있는 전자담배용 필터를 개시하고 있다.

KR 20-0481588 Y1 KR 10-2016-0109073 A

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉각필터의 구조를 변경하고 스크루형 채널을 형성하여 냉각 성능을 향상시키고 충분한 무화량을 확보할 수 있도록 함으로써 궐련형 전자담배를 사용하는 소비자의 기호를 충분히 만족시킬 수 있도록 한 궐련현 전자담배용 냉각필터를 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 발명은 냉각필터를 다공성 PLA 소재의 고형체로 형성하여 절단 가공 및 채널 가공을 용이하게 함과 아울러 환경 오염을 방지할 수 있고, 제조 과정에서 전자담배의 무화량을 자유롭게 조절할 수 있도록 함과 아울러 유해물질에 대한 필터링 성능이 향상되도록 한 궐련형 전자담배용 냉각필터를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 궐련형 전자담배에 구비되고 할로우 필터와 팁 필터 사이에 배치되어 할로우 필터를 통과한 고온의 니코틴 증기를 냉각시키는 궐련형 전자담배용 냉각필터에 있어서,

중앙에 직선 형태의 관통공이 형성된 원통 형상으로 형성되고, 담배스틱의 할로우 튜브를 통과한 니코틴 증기가 유동하면서 냉각되도록 복수 개의 채널이 관통공의 벽면을 따라 스크루 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 궐련형 전자담배용 냉각필터에 따르면, 다공성 PLA 수지가 원통 형상으로 성형되어 고형체의 냉각필터를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 궐련형 전자담배용 냉각필터에 따르면, 상기 채널의 수와 폭은 가변적인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 궐련형 전자담배용 냉각필터에 따르면, 상기 채널은 반원형 단면의 형태로 4개가 형성되고, 채널과 채널 사이의 연결부는 라운드 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 궐련형 전자담배용 냉각필터에 따르면, 상기 채널의 스크루 경사각은 수평면을 기준으로 30~40도인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 궐련형 전자담배용 냉각필터는 중앙에 관통공이 형성되어 충분한 무화량을 확보할 수 있고, 관통공의 벽면에 다수의 채널이 스크루 형태로 형성됨에 따라 니코틴 증기가 채널을 따라 유동하게 되어 충분히 냉각된 상태로 팁 필터로 공급되어 사용자가 편리하게 흡연할 수 있게 되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 궐련형 전자담배용 냉각필터에 따르면, 냉각필터가 다공성 고형체로 형성됨에 따라 가공이 용이하고 절단면이 매끈하게 되어 패키징 작업이 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 궐련형 전자담배용 냉각필터에 따르면, 스크루 형상으로 형성되는 채널의 수와 크기를 제조 단계에서 다양하게 변경하여 무화량을 조절할 수 있게 되고, 이를 통해 무화량과 흡입력이 다른 다양한 종류의 전자담배를 제공하여 소비자의 선택권이 증가하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 궐련형 전자담배용 냉각필터에 따르면, 관통공의 벽면에 형성되는 채널 사이의 연결부가 라운드 형태로 형성됨에 따라 유동 저항이 감소하게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 궐련형 전자담배용 냉각필터가 도시된 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 냉각필터의 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 냉각필터의 좌측면도 및 우측면도.
도 4는 본 발명의 냉각필터가 적용된 궐련형 전자담배를 나타낸 참고도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 궐련형 전자담배용 냉각필터에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 궐련형 전자담배용 냉각필터는, 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 궐련형 전자담배의 할로우 필터(20)와 팁 필터(30) 사이에 배치되어 할로우 필터(20)를 통과한 고온의 니코틴 증기를 냉각시키는 것으로, 중앙에 직선 형태의 관통공(11)이 형성된 원통 형상으로 형성도미과 아울러 상기 할로우 튜브(20)를 통과한 니코틴 증기가 유동하면서 냉각되도록 복수 개의 채널(12)이 관통공(11)의 벽면을 따라 스크루 형상으로 형성되어 이루어진다.

그리고, 상기 냉각필터(10)는 다공성 PLA 수지가 원통 형상으로 성형되어 고형체를 이루는 것으로, 3D 프린터에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 기존에 냉각필터를 형성하기 위하여 PLA 수지 섬유를 직조하거나 PLA 수지 필름을 접은 후 말아 형성하던 것에 비해 쉽게 성형할 수 있게 되는 등 제작성이 향상되어 원가가 절감되고, 가공성이 향상되어 채널(12)의 가공이 용이해짐은 물론 절단면을 매끈하게 할 수 있어 전자담배의 패키징 작업이 쉬워진다. 그리고, 상기 냉각필터(10)가 다공성 재질로 형성됨에 따라 상기 채널(12)을 따라 유동하는 니코틴 증기의 유해물질이 냉각필터(10)에 의해서도 필터링되어 유해물질의 흡입량을 최소화할 수 있게 된다.

이때, 상기 채널(12)의 수와 폭은 무화량과 흡입 속도 등을 고려하여 다양하게 변경될 수 있다. 즉, 상기 냉각필터(10)를 제조할 때 채널(12)의 수와 폭을 자유롭게 변경하여 냉각필터(10)를 통과하는 니코틴 증기의 양을 조절할 수 있으며, 이를 통해 소비자의 기호에 맞게 무화량을 제어하고 무화량이 상이한 여러 종류의 냉각필터(10)를 통해 전자담배를 다양하게 구성할 수 있게 된다.

구체적으로, 상기 채널(12)은 반원형 단면의 형태로 4개가 형성되고, 채널(12)과 채널(12) 사이의 연결부(13)는 라운드 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 냉각필터(10)의 직경이 7㎜이고 길이가 14㎜인 경우, 상기 채널(12)은 반경이 대략 1.5㎜인 반원 형상으로 형성되고, 채널(12) 사이의 연결부(13)는 반경이 0.25㎜가 되도록 라운드 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 채널(12)이 형성된 부분의 최소 벽두께는 0.5㎜인 것이 바람직하다.

이와 같이, 상기 채널(12)의 단면이 반원 형상인 것은 니코틴 증기의 흐름이 원활하게 이루어지도록 하기 위한 것이고, 상기 채널(12)이 형성된 부분의 최소 벽두께를 0.5㎜로 한 것은 다공성 PLA 수지로 형성된 냉각필터(10)의 벽을 통해 니코틴 증기가 누설되는 것을 방지하기 위한 것이다. 또, 상기 채널(12) 사이의 연결부(13)를 라운드 형태로 형성한 것은 가공을 용이하게 함과 아울러 니코틴 증기가 채널(12) 사이의 연결부(13)로 인해 유동 저항을 받는 것을 방지하기 위한 것이다.

또, 상기 채널(12)의 스크루 경사각(α)은 수평면을 기준으로 30~40도인 것이 바람직하다. 이는 상기 채널(12)의 스크루 경사각(α)이 30도 미만이면 거의 직선 형태의 채널(12)이 되어 유로길이가 짧아지므로 냉각효과가 떨어지고, 상기 스크루 경사각(α)이 40도를 초과하게 되면 유로길이가 길어져 냉각효과는 증가하지만 유동저항이 발생하여 흡입되는 니코틴 증기의 양이 감소하기 때문이다.

한편, 상기한 냉각필터(10)가 구비된 궐련형 전자담배는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기한 냉각필터(10)와; 연초 고형물로 이루어지며 디바이스의 히팅부재에 의해 가열되어 니코틴 증기를 발생하도록 일정량의 수분을 포함하고 있는 담배 플러그(40)와; 중앙에 니코틴 증기가 지나는 관통공(25)이 형성되고 상기 담배 플러그(40)와 냉각필터(10) 사이에 배치되는 할로우 튜브(20)와; 흡연자가 입에 물 수 있도록 상기 냉각필터(10)의 후방에 배치되는 다공성 재질의 팁 필터(30);를 포함한다. 이때, 상기 팁 필터(30)에는 박하향이나 커피향 등의 향기가 담긴 향기 캡슐(35)이 더 설치될 수 있다. 이에 따라, 흡연자가 니코틴과 함께 박하향이나 커피향 등의 향기를 함께 흡입할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 궐련형 전자담배는 가열기기인 디바이스에 결합시켜 사용한다.

디바이스의 구멍에 전자담배를 결합시킨 후 디바이스를 작동시키면, 디바이스의 히팅부재에 의해 담배 플러그(40)가 대략 200~400℃ 정도로 가열된다. 이에 따라, 상기 담배 플러그(40)의 연초 고형물에서 수증기가 포함된 니코틴 증기가 발생한다.

이 상태에서 흡연자가 팁 필터(30)를 입에 물고 빨아들이면, 니코틴 증기가 할로우 튜브(20)와 냉각 필터(10) 및 팁 필터(30)를 거쳐 흡연자의 입속으로 흡입된다. 구체적으로, 담배 플러그(40)에서 발생한 니코틴 증기가 음압에 의해 할로우 튜브(20)의 관통공(25)을 통과한 후, 냉각필터(10)의 관통공(11)을 통해 유동함과 동시에 스크루 형상의 채널(12)을 따라 유동하면서 냉각됨과 동시에 유해물질이 제거된다. 그리고, 상기 냉각필터(10)를 통과한 니코틴 증기가 상기 팁 필터(14)를 통과하여 흡연자의 입속으로 흡입된다.

이때, 니코틴 증기가 냉각필터(10)의 중앙에 형성된 관통공(11)을 통과하여 팁 필터(30)로 유동함에 따라 충분한 무화량의 확보가 가능하게 되고, 니코틴 증기가 관통공(11)의 벽면에 스크루 형태로 형성된 채널(12)을 따라 유동하는 동안 충분히 냉각된다. 그리고, 상기 채널(12)의 스크루 형상으로 인해 짧은 크기의 냉각필터(10)에서도 충분한 유동 길이가 확보되어 유속과 혼합율이 증가하고 냉각 성능이 향상된다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10...냉각필터
11...관통공
12...채널
13...연결부
20...할로우 튜브
25...관통공
30...팁 필터
35...캡슐
40...담배 플러그

Claims (5)

1. 궐련형 전자담배에 구비되고 할로우 필터(20)와 팁 필터(30) 사이에 배치되어 할로우 필터(20)를 통과한 고온의 니코틴 증기를 냉각시키는 궐련형 전자담배용 냉각필터(10)에 있어서,
   중앙에 직선 형태의 관통공(11)이 형성된 원통 형상으로 형성되고,
   상기 할로우 튜브(20)를 통과한 니코틴 증기가 유동하면서 냉각되도록 복수 개의 채널(12)이 관통공(11)의 벽면을 따라 스크루 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 궐련형 전자담배용 냉각필터.
   
2. 제1항에 있어서,
   다공성 PLA 수지가 원통 형상으로 성형되어 고형체의 냉각필터(10)를 형성하는 것을 특징으로 하는 궐련형 전자담배용 냉각필터.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 채널(12)의 수와 폭은 가변적인 것을 특징으로 하는 궐련형 전자담배용 냉각필터.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 채널(12)은 반원형 단면의 형태로 4개가 형성되고,
   상기 채널(12)과 채널(12) 사이의 연결부(13)는 라운드 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 궐련형 전자담배용 냉각필터.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 채널(12)의 스크루 경사각(α)은 수평면을 기준으로 30~40도인 것을 특징으로 하는 궐련형 전자담배용 냉각필터.

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