特許 7516490 面状発熱ヒータパイプ及びそれを含むエアロゾル発生装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-05

(45)【発行日】2024-07-16

(54)【発明の名称】面状発熱ヒータパイプ及びそれを含むエアロゾル発生装置

(51)【国際特許分類】

   A24F 40/46 20200101AFI20240708BHJP

   A24F 40/51 20200101ALI20240708BHJP

   A24F 40/40 20200101ALI20240708BHJP

【ＦＩ】

A24F40/46

A24F40/51

A24F40/40

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022199258

(22)【出願日】2022-12-14

(65)【公開番号】P2023088315

(43)【公開日】2023-06-26

【審査請求日】2022-12-14

(31)【優先権主張番号】10-2021-0179082

(32)【優先日】2021-12-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2022-0150395

(32)【優先日】2022-11-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521268886

【氏名又は名称】イノ－アイティー・カンパニー・リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＮＯ－ＩＴ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】（ＫＮＮ Ｗａｌｓｅｏｋ Ａｒｔ Ｈａｌｌ，Ｕｄｏｎｇ）２４，Ｃｅｎｔｕｍ ｓｅｏ－ｒｏ，Ｈａｅｕｎｄａｅ－ｇｕ Ｂｕｓａｎ ４８０５８，Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110001508

【氏名又は名称】弁理士法人 津国

(72)【発明者】

【氏名】チェ，ハンソク

(72)【発明者】

【氏名】ソン，イルクォン

(72)【発明者】

【氏名】オ，ヨンソン

(72)【発明者】

【氏名】オ，ボムチャン

【審査官】土屋 正志

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２１／１７０７５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２１／１２９６７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】韓国登録特許第１０－２０１７００４（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特表２０２０－５３１００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１２８８８０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ２４Ｆ ４０／４６

Ａ２４Ｆ ４０／５１

Ａ２４Ｆ ４０／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エアロゾル形成物品に熱を伝達するための、エアロゾル発生装置用ヒータパイプにおいて、
前記エアロゾル形成物品の収容のための中空が形成されたパイプ状の金属材質の本体と、
前記本体の外側面に形成される第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に印刷される電極層と、
前記第１の絶縁層及び前記電極層上に形成される発熱層と、
前記発熱層上に形成される第２の絶縁層とを含むが、
前記発熱層は、白金系列のルテニウム、パラジウム及び銀のいずれか一つ以上を含むペースト組成物を塗布した後、焼結形成される薄膜であることを特徴とする、ヒータパイプ。

【請求項2】

前記第１の絶縁層は、本体の外側面に形成されるグラス－セラミック層であることを特徴とする、請求項１に記載のヒータパイプ。

【請求項3】

銀から製造される電極層は、電源線がハンダ付けされる導電性印刷パターンである電極を含むことを特徴とする、請求項１に記載のヒータパイプ。

【請求項4】

前記ペースト組成物は、銀及びパラジウムを混合した組成物または銀及びルテニウムを混合した組成物であることを特徴とする、請求項１に記載のヒータパイプ。

【請求項5】

前記発熱層は、０．６Ω～１．４Ωの電気抵抗を有することを特徴とする、請求項１に記載のヒータパイプ。

【請求項6】

前記第２の絶縁層は、前記発熱層上に形成されるグラス層であることを特徴とする、請求項１に記載のヒータパイプ。

【請求項7】

前記電極層は、一つ以上の（－）電極及び二つ以上の（＋）電極を備えることを特徴とする、請求項３に記載のヒータパイプ。

【請求項8】

前記発熱層及び前記第２の絶縁層は、各々前記電極層の電極を露出させる電極露出ホールを備え、電源を印加するための電線が電極に連結されることを特徴とする、請求項３に記載のヒータパイプ。

【請求項9】

前記電極層に連結された発熱層の温度変化抵抗ＴＣＲを測定して、ヒータの温度を制御するのに利用することを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のヒータパイプ。

【請求項10】

前記第１の絶縁層、前記発熱層及び前記第２の絶縁層は、ヒータパイプが露出されるように互いに重畳する位置に形成されるホールを備え、
前記ホールを介して露出されたヒータパイプの金属材質の本体に直接溶接される温度測定用サーモカップルをさらに含むことを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のヒータパイプ。

【請求項11】

請求項９に記載のヒータパイプのいずれか一つを含むことを特徴とする、エアロゾル発生装置。

【請求項12】

請求項１０に記載のヒータパイプのいずれか一つを含むことを特徴とする、エアロゾル発生装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、面状発熱ヒータパイプ及びそれを含むエアロゾル発生装置に関し、より詳しくは、グラフェン（graphene）を用いた面状加熱構造を具現化することで、性能を改善させた面状発熱ヒータパイプ及びそれを含むエアロゾル発生装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エアロゾルは、大気中に浮遊状態で存在する液体又は固体の微小粒子であって、通常、０．００１μm～１．０μmの大きさを有する。特に、様々な種類の巻タバコ型エアロゾル発生物品から由来するエアロゾルを人が吸入する場合がある。例えば、通常の巻タバコを好む需要者等の要求に応じて、通常のタバコのフィルタ部及び巻タバコ部の様態を有する電子タバコも提案されているが、このような電子タバコは、巻タバコ部に含まれた吸入物質を電子ヒータで気化させると、通常のタバコと同等な構成を有するフィルタ部を介してユーザが吸入する構成を有する。図１は、従来技術に係るエアロゾル発生装置の一例を説明するための図である。図１に示すように、エアロゾル発生装置１００は、巻タバコ型エアロゾル発生物品１０が挿入される空洞２０を備え、エアロゾル発生装置１００に挿入された巻タバコ型エアロゾル発生物品１０を加熱してエアロゾルを発生させるために、例えば空洞２０の外周にパイプ状のヒータ３０を備える。また、エアロゾル発生装置１００は、ヒータ３０に電力を供給するためのバッテリ４０と、このバッテリ４０からヒータ３０に供給される電力を制御するように構成される制御部５０とを含む。前述した従来技術では、制御部５０の制御によりバッテリ４０からヒータ３０に電力を供給し、ヒータ３０から発生する熱により巻タバコ型エアロゾル発生物品１０を加熱させて、巻タバコ型エアロゾル発生物品１０内のエアロゾル発生気質からエアロゾルが発生する。

【0003】

ヒータ３０は、エアロゾル発生装置においてユーザ経験と直結する核心要素であって、特にその内部に挿入されるエアロゾル発生物品１０への熱伝達能力を改善させる必要がある。したがって、ヒータ３０の構造を改善させるために、セラミック材質のヒータやフィルム状のヒータなど、多様な改善が試みられている。また、エアロゾル発生装置は、携帯性が重要な装置であるため、バッテリのサイズを低減すると共に、長時間の使用も可能である必要がある。したがって、高効率の低電力設計が特に要求される。大韓民国登録特許第１０－２０１７００４号では、ナノ炭素粒子基盤の面状発熱体を備えるフィルムヒータを開示しているが、加熱の均一性などにおいて、より改善された効果が要求される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、グラフェン面状発熱層を用いて、エアロゾル形成物品を均一かつ速い昇温速度で加熱してエアロゾルを発生させるヒータパイプ及びそれを含むエアロゾル発生装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施例は、エアロゾル形成物品に熱を伝達するための、エアロゾル発生装置用ヒータパイプにおいて、エアロゾル形成物品の収容のための中空が形成されたパイプ状の金属材質の本体と、本体の外側面に形成される第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に蒸着により形成される発熱層と、発熱層上に形成される第２の絶縁層とを含むことを特徴とするヒータパイプを提供する。

【0006】

実施例の他の一様態として、発熱層はグラフェン層であることを特徴とするヒータパイプを提供する。

【0007】

実施例の他の一様態として、第２の絶縁層の一部が削除されて外部に露出されるコネクタ部をさらに含み、コネクタ部を介してグラフェン層と外部電源が連結されることを特徴とするヒータパイプを提供する。

【0008】

実施例の他の一様態として、グラフェン層はグラフェンがパターンで蒸着されて形成されることを特徴とするヒータパイプを提供する。

【0009】

実施例の他の一様態として、第１の絶縁層又は第２の絶縁層の少なくとも一つは、ポリイミドフィルムであることを特徴とするヒータパイプを提供する。

【0010】

実施例の他の一様態として、第１の絶縁層、グラフェン層及び第２の絶縁層は、一部が本体の外側面から延長されてヒータパイプの下面を形成することを特徴とするヒータパイプを提供する。

【0011】

実施例の他の一様態として、第１の絶縁層及び第２の絶縁層は、一部が本体の外側に延長された延長部を備え、延長部には、グラフェン層と外部電源を連結するためのコネクタ部が形成されることを特徴とするヒータパイプを提供する。

【0012】

実施例の他の一様態として、第２の絶縁層の外面に付着され、絶縁フィルム上に温度を感知するセンサパターンが印刷されたセンサ層をさらに含むことを特徴とするヒータパイプを提供する。

【0013】

実施例の他の一様態として、第１の絶縁層、第２の絶縁層及びセンサ層は、一部が本体の外側に延長される延長部を備え、延長部には、グラフェン層と外部電源を連結するためのコネクタ部及びセンサパターンから延長されたターミナル部が形成されることを特徴とするヒータパイプを提供する。

【0014】

実施例の他の一様態として、第１の絶縁層及び第２の絶縁層は、一部が本体の外側面から延長されてヒータパイプの下面を形成し、下面の第１の絶縁層及び第２の絶縁層間には、エッチングした発熱パターンが形成されることを特徴とするヒータパイプを提供する。

【0015】

実施例の他の一様態として、グラフェン層は、供給される電圧を高めるための昇圧型コンバータを介して外部電源と連結されることを特徴とするヒータパイプを提供する。

【0016】

また、実施例の他の一様態として、前記ヒータパイプの多数を上下に積層して形成される積層型ヒータパイプにおいて、下段に積層されるヒータパイプの中空の断面積は、上段に積層されるヒータパイプの中空の断面積に対して同一又は小さいことを特徴とする積層型ヒータパイプを提供する。

【0017】

また、実施例の他の一様態として、積層されるヒータパイプの外側面の断面は円形であり、中空の断面も円形であることを特徴とする積層型ヒータパイプを提供する。

【0018】

また、実施例の他の一様態として、積層されるヒータパイプの外側面の断面は四角形であり、中空の断面は円形であることを特徴とする積層型ヒータパイプを提供する。

【0019】

また、実施例の他の一様態として、積層されるヒータパイプの外側面の断面は四角形であり、中空の断面も四角形であることを特徴とする積層型ヒータパイプを提供する。

【0020】

また、実施例の他の一様態として、第１の絶縁層上に印刷される電極層をさらに含み、発熱層は、電極層上に形成され、白金系列のルテニウム、パラジウム及び銀のいずれか一つ以上を含むペースト組成物を塗布した後、焼結形成された薄膜であることを特徴とする積層型ヒータパイプを提供する。

【0021】

また、実施例の他の一様態として、発熱層は０．６Ω～１．４Ωの電気抵抗を有することを特徴とする積層型ヒータパイプを提供する。

【0022】

また、実施例の他の一様態として、電極層は、一つ以上の（－）電極及び二つ以上の（＋）電極を備えることを特徴とする積層型ヒータパイプを提供する。

【0023】

また、実施例の他の一様態として、発熱層及び第２の絶縁層は、各々電極層の電極を露出させる電極露出ホールを備え、電源を印加するための電線が電極に連結されることを特徴とする積層型ヒータパイプを提供する。

【0024】

また、実施例の他の一様態として、電極層に連結された発熱層の温度変化抵抗ＴＣＲを測定して、ヒータの温度を制御するのに利用することを特徴とする積層型ヒータパイプを提供する。

【0025】

また、実施例の他の一様態として、第１の絶縁層、発熱層及び第２の絶縁層は、ヒータパイプが露出されるように互いに重畳する位置に形成されるホールを備え、ホールを介して露出されたヒータパイプに直接溶接される温度測定用サーモカップルをさらに含むことを特徴とする積層型ヒータパイプを提供する。

【0026】

実施例の他の一様態として、前記ヒータパイプのいずれか一つを含むことを特徴とするエアロゾル発生装置を提供する。

【発明の効果】

【0027】

本発明に係るヒータパイプ及びそれを含むエアロゾル発生装置は、金属材質のパイプに絶縁層を形成し、グラフェンを蒸着して面状発熱層を形成することで、熱伝導性及び電気伝導性に優れ、昇温速度が非常に速いという長所がある。

【0028】

また、本発明に係るヒータパイプ及びそれを含むエアロゾル発生装置は、面状発熱層が金属パイプを均一に加熱し、加熱された金属パイプがその内部に挿入されたエアロゾル形成物質を加熱させることで、エアロゾル形成物質の全範囲を同時かつ均一に加熱させることができる。

【0029】

また、本発明に係るヒータパイプ及びそれを含むエアロゾル発生装置は、面状発熱層がヒータパイプの下面にも存在するため、挿入されたエアロゾル形成物質をより均一に加熱させることができ、面状発熱層及びコネクタを一体で構成することにより製造が簡便である。

【0030】

また、本発明に係るヒータパイプ及びそれを含むエアロゾル発生装置は、フィルム状の温度センサを備えることで、温度を容易に制御できると共に、コンパクト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】従来技術に係るエアロゾル発生装置の一例を説明するための内部構成図である。

【図2】本発明の第１の実施例に係るヒータパイプの斜視図である。

【図3】本発明の第１の実施例に係るヒータパイプの一部断面図である。

【図4】本発明の第２の実施例に係るヒータパイプの第１の絶縁層及びグラフェン層を展開して示す分解図である。

【図5】本発明の第３の実施例に係るヒータパイプの第１の絶縁層及びグラフェン層を展開して示す分解図である。

【図6】本発明の第４の実施例に係るヒータパイプの第１の絶縁層及びグラフェン層を展開して示す分解図である。

【図7】本発明の第５の実施例に係るヒータパイプの一部断面図である。

【図8】本発明の第５の実施例に係るヒータパイプの絶縁フィルム及びセンサパターンを展開して示す分解図である。

【図9】本発明の第６の実施例に係るヒータパイプの構成を説明するためのブロック図である。

【図10】本発明の何れかの実施例に係るヒータパイプを積層して形成できる積層型ヒータパイプの分解図である。

【図11】本発明の一実施例に係る積層型ヒータパイプにおいて各々積層されるヒータパイプの上面図である。

【図12】本発明の他の実施例に係る積層型ヒータパイプにおいて各々積層されるヒータパイプの上面図である。

【図13】本発明の他の実施例に係る積層型ヒータパイプにおいて各々積層されるヒータパイプの上面図である。

【図14】本発明の第７の実施例に係る積層型ヒータパイプの部分断面図である。

【図15】本発明の第７の実施例に係る積層型ヒータパイプの斜視図である。

【図16】本発明の第７の実施例に係る積層型ヒータパイプの各層を示す分解図である。

【図17】本発明の第８の実施例に係る積層型ヒータパイプの各層を示す分解図である。

【図18】本発明の第８の実施例に係る積層型ヒータパイプの各層を示す斜視図である。

【図19】本発明の第８の実施例に係る積層型ヒータパイプの各層を示す斜視図である。

【図20】本発明の第９の実施例に係る積層型ヒータパイプの各層を示す分解図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、図面に基づいて本発明をより詳細に説明する。

【0033】

図２は本発明の第１の実施例に係るヒータパイプの斜視図、図３は本発明の第１の実施例に係るヒータパイプの一部断面図である。本実施例において、ヒータパイプ１は、パイプ状であり、金属材質である本体１１０と、本体１１０の外側面に形成された第１の絶縁層２００と、第１の絶縁層２００上のグラフェン層３００と、グラフェン層３００上の第２の絶縁層４００とを含む。

【0034】

本体１１０は、パイプ状であり、その内側にエアロゾル形成物品を収容するための中空ｈが形成されるため、巻タバコなどのようなエアロゾル形成物品を挿入できる。本体１１０は、挿入されるエアロゾル形成物品に熱をよく伝達する必要があるので、熱伝導性が高い物質の金属で形成されることが望ましい。本体１１０は例えばＳＵＳ材質であり得る。本体１１０のパイプの外面、すなわち外側面には第１の絶縁層２００が形成される。第１の絶縁層２００は、蒸着やスプレー放射などのようなコーティング工程により、本体１１０の外側面に形成できる。または、第１の絶縁層２００は、絶縁フィルムを本体１１０の外側面に接着する方式により形成できる。

【0035】

第１の絶縁層２００上には、熱を発生させるための手段としてグラフェン層３００が形成される。例えば、グラフェン層３００は、本体１１０上に第１の絶縁層２００をまず形成し、その上にグラフェン蒸着方法により形成できる。また、グラフェン層３００の一側には電気的な接続のためのコネクタ部を形成できる。グラフェン層３００上には第２の絶縁層４００が形成される。第２の絶縁層４００も、蒸着やスプレー放射などのようなコーティング方式又は絶縁フィルムを付着する方式により形成できる。第２の絶縁層４００の一部を削除し、それに露出されるグラフェン層３００の一部に金属パッドを付着したり、ハンダ付けパッドを形成したりする方法により、コネクタ部４１０ａ、４１０ｂを互いに分離して形成できる。分離形成したコネクタ部４１０ａ、４１０ｂの各々と外部電源（図示せず）を連結させてグラフェン層３００を発熱させることができる。本実施例では本体１１０に下面が存在していないものとして示したが、他の実施例として、本体１１０に下面が存在する場合、第１の絶縁層２００、グラフェン層３００、第２の絶縁層４００を下面にも形成できる。このとき、コネクタ部４１０ａ、４１０ｂは本体１１０の下面側に形成することが望ましい。本体１１０の下面に発熱層（第１の絶縁層２００、グラフェン層３００、第２の絶縁層４００）が存在する場合、挿入されるエアロゾル形成物品の下段部に熱を伝達できることで、より均一に加熱させることができる。

【0036】

図４は、本発明の第２の実施例に係るヒータパイプの第１の絶縁層及びグラフェン層を展開して示す分解図である。第２の実施例において、第１の絶縁層２００はポリイミドフィルムであり、グラフェン層３００はポリイミドフィルム上に蒸着されて形成される。本実施例において、グラフェン層３００は、ポリイミドフィルムである第１の絶縁層２００の相当部分を連続的に覆うように面状で蒸着される。図に示していないが、以後、第２の絶縁層４００がグラフェン層３００上に形成されて、グラフェン層３００は上面及び下面の両側で絶縁される。第２の絶縁層４００もポリイミドフィルムで形成できる。グラフェン層３００の一側にも、電気接続のためのコネクタ部４１０ａ、４１０ｂを形成できる。また、第１の絶縁層２００、グラフェン層３００及び第２の絶縁層４００は、一部が本体の外側面から延長されて実質的にヒータパイプ１の下面を形成する延長面５００を備えることができる。延長面５００がヒータパイプ１の下面を形成することで、挿入されるエアロゾル形成物品の下段部にも熱を伝達できる。

【0037】

ポリイミドフィルムは、絶縁フィルムのうちで比較的熱伝導度が高いため、本体１１０に熱を伝達する役割を果たすのに適切である。第１の絶縁層２００、グラフェン層３００及び第２の絶縁層４００は、フィルム状で貼り合わせて本体１１０の外周を包み、エポキシやボンドなどのような比較的熱に強くて熱伝導度が高い接着剤を用いて、本体１１０の外側面に付着できる。

【0038】

他の実施例として、延長面５００はエッチングフィルムヒータであり得る。すなわち、第１の絶縁層２００及び第２の絶縁層４００の一部が延長して実質的にヒータパイプ１の下面を形成し、第１の絶縁層２００及び第２の絶縁層４００間にエッチングした発熱パターンを形成して、延長面５００のみをエッチングフィルムヒータとして構成できる。

【0039】

また、他の実施例として、第１の絶縁層２００を蒸着やスプレー放射などのようなコーティング工程により本体１１０の外側面に形成し、その上にグラフェン層３００が蒸着された、ポリイミドフィルムで形成される第２の絶縁層４００を付着することもできる。勿論、このような実施例でも、第１の実施例のように、本体１１０、第１の絶縁層２００、グラフェン層３００、第２の絶縁層４００の積層順序を有する。

【0040】

図５は、本発明の第３の実施例に係るヒータパイプの第１の絶縁層及びグラフェン層を展開して示す分解図である。本実施例は、第２の実施例と類似しているが、グラフェン層３００がポリイミドフィルムである第１の絶縁層２００の相当部分を覆うようにパターンの形状で蒸着されるという点が異なる。グラフェン層３００が第１の絶縁層２００の相当部分を覆うようにパターンの形状で蒸着されることで、グラフェンの必要量を低減すると共に、面状発熱の目的を十分に達成できる。

【0041】

図６は、本発明の第４の実施例に係るヒータパイプの第１の絶縁層及びグラフェン層を展開して示す分解図である。本実施例は、第３の実施例と類似しているが、第１の絶縁層２００及び第２の絶縁層４００（図示せず）の一部が本体１１０の外側に延長されて延長部６００を形成し、延長部６００内にはグラフェン層３００と外部電源（図示せず）を連結するためのコネクタ部４１０ａ、４１０ｂが形成されるという点が異なる。本実施例において、第１の絶縁層２００又は第２の絶縁層４００の少なくとも一つはポリイミドフィルムであり、望ましくはその一部が本体１１０の下部に延長されて延長部６００を形成する。延長部６００には、グラフェン層３００から延長される電極線３１０ａ、３１０ｂが延長されて、最段部に容易な電気的な接続のための、例えばハンダ付けパッドで形成されるコネクタ部４１０ａ、４１０ｂが形成される。ヒータパイプ１の下面を形成する延長面５００は、第１の絶縁層２００及び第２の絶縁層４００間に形成されたグラフェン層３００からなる発熱構造、又は、第１の絶縁層２００及び第２の絶縁層４００間に形成されたエッチング発熱パターン（図示せず）であり得る。

【0042】

図７は本発明の第５の実施例に係るヒータパイプの一部断面図、図８は本発明の第５の実施例に係るヒータパイプの絶縁フィルム８００及びセンサパターン７００を展開して示す分解図である。第５の実施例に係るヒータパイプ１は、第２の絶縁層４００の外面に、絶縁フィルム８００上に温度を感知するセンサパターン７００が印刷されたセンサ層７００、８００をさらに含む。特に、センサパターン７００が第２の絶縁層４００に向けるように配置することが望ましく、本体１１０の相当部分を覆うように形成されることが、本体の全面積にわたって温度を測定できるという点において望ましい。図８に示すように、センサ層７００、８００も、第１の絶縁層２００及び第２の絶縁層４００と同様に、その一部が外側に延長された延長部６００を形成できる。センサパターン７００は、延長部６００に継続的に延長されて、最段部にターミナル部７１０ａ、７１０ｂを形成する。本体１１０の下部に延長される延長部６００を備えることで、グラフェン層３００及びセンサパターン７００をバッテリのような外部電源又は制御部と容易に連結できる。

【0043】

図９は、本発明の第６の実施例に係るヒータパイプの構成を説明するためのブロック図である。本実施例において、グラフェン層３００は、外部電源であるバッテリ１０００と連結する際に、少なくとも昇圧型コンバータ９００を介して連結されることを特徴とする。この他にも、制御及び回路保護のために、ＦＥＴ素子９１０が昇圧型コンバータ９００及びグラフェン層３００間に追加されることもできる。昇圧型コンバータ９００は、直流間に電圧を上昇させるコンバータであって、外部電源１０００からグラフェン層３００へ伝達される電圧を上昇させてヒータパイプ１がより迅速に昇圧されるようにする。

【0044】

図１０は本発明のいずれかの実施例に係るヒータパイプを積層して形成できる積層型ヒータパイプの分解図、図１１は各々積層されるヒータパイプの上面図である。前述したいずれかの実施例に係るヒータパイプの多数１ａ、１ｂ、１ｃを上下に積層することにより積層型ヒータパイプを形成できる。特に、本発明の積層型ヒータパイプは、下段に積層されるヒータパイプの中空の断面積が、上段に積層されるヒータパイプの中空の断面積に対して同一又は小さいことを特徴とする。よって、最上段のヒータパイプ１ａの中空ｈ１の幅Ｄ１は、その下段に積層されるヒータパイプ１ｂの中空ｈ２の幅Ｄ２に対して同一又は大きい。また、最下段に積層されるヒータパイプ１ｃの中空ｈ３の幅Ｄ３は、その上段に積層されるヒータパイプ１ａ、１ｂの中空ｈ１、ｈ２の幅Ｄ１、Ｄ２に対して同一又は小さい。このように、下段へ行くほど積層される中空の断面積を減少させながら積層型ヒータパイプを構成することで、ヒータパイプの中空の上段から挿入されるエアロゾル形成物品は、上段において容易に挿入できると共に、下段においてヒータパイプの内壁との密着力が高くなって熱を良好に伝達できる。

【0045】

図１１に示すように、実施例により積層されるヒータパイプ１ａ、１ｂ、１ｃは、外側面の断面が全部円形であり、中空の断面も円形であり得る。また、図１２に示すように、他の実施例において、積層されるヒータパイプ１ａ、１ｂ、１ｃは、外側面の断面が四角形であり、中空の断面が円形であり得る。また、図１３に示すように、また他の実施例において、ヒータパイプ１ａ、１ｂ、１ｃは、外側面の断面が四角形であり、中空の断面も四角形であり得る。

【0046】

以上、多様な実施例により説明した本発明のヒータパイプ１は、エアロゾル発生装置内の構成要素として含まれて、エアロゾル形成物品に熱を伝達させるために使用できる。発熱層であるグラフェン層３００は、電気的や熱的に優れた性質を有し、第１の絶縁層２００を挟んで金属の本体１１０の相当部分を覆うように形成されるので、全面積にわたって均一に熱を第１の絶縁層２００を通して金属材質の本体１１０に伝達できる。また、昇温時間の短縮により、エアロゾル発生装置のユーザ経験が増大して消耗電流を低減できる。

【0047】

図１４は本発明の第７の実施例に係る積層型ヒータパイプの部分断面図、図１５は本発明の第７の実施例に係る積層型ヒータパイプの斜視図、図１６は本発明の第７の実施例に係る積層型ヒータパイプの各層を示す分解図である。

【0048】

本発明の第７の実施例に係る積層型ヒータパイプは、金属の本体１１０ｃの外側面に第１の絶縁層２００ｃが形成され、その上に電極層３００ｃが形成される。電極層３００ｃは、導電性印刷パターンで電源線がハンダ付けされる電極３１０ｃ、３２０ｃと、（－）電極３１０ｃ及び（＋）電極３２０ｃを通電させる導電性パターンとからなる。

【0049】

電極層３００ｃ上には、発熱層として白金系列のルテニウム、パラジウム又は銀を含むペースト組成物が塗布され、焼結形成される薄膜４００ｃが形成される。白金系列のルテニウム、パラジウム又は銀を含むペースト組成物が電極層３００ｃ上に塗布された後、第２の絶縁層５００ｃを形成して焼結及び圧縮成形によりヒータパイプが製造される。薄膜４００ｃは、電極層３００ｃを介して印加される電源により発熱し、ペースト組成物を塗布して焼結及び圧縮により製造されることで、重さが軽くて簡便に製造できるという長所がある。

【0050】

このとき、第１の絶縁層２００ｃはグラス－セラミック層で製造され、電極３１０ｃ、３２０ｃは銀で製造され、薄膜４００ｃは銀及びパラジウムを混合した組成物または銀及びルテニウムを混合した組成物で製造され、第２の絶縁層５００ｃはグラス層で製造される。このとき、薄膜４００ｃは、電極層３００ｃに測定される抵抗が０．６Ω～１．４Ω間となる造成であるのが望ましい。例えば、薄膜４００ｃを形成するためのペースト組成物は、銀１０乃至６０重量部、パラジウム０．２５乃至２０重量部、有機化合物１０～４０重量部、その他０．０１～２０重量部からなったり、銀１０乃至６０重量部、ルテニウム０．２５乃至２０重量部、有機化合物１０～４０重量部、その他０．０１～２０重量部からなったりできる。

【0051】

このとき、薄膜４００ｃ及び第２の絶縁層５００ｃは、各々電極層３００ｃの電極３１０ｃ、３２０ｃを露出させて電源線をハンダ付けするために、電極露出ホール４１０ｃ、５１０ｃを各々備える。

【0052】

一方、ヒータパイプの発熱を制御するために、本体１１０ｃの温度を測定できるように、第１の絶縁層２００ｃ、薄膜４００ｃ及び第２の絶縁層５００ｃは、本体１１０ｃが露出されるように互いに重畳する位置に形成されるホール２２０ｃ、４２０ｃ、５２０ｃを備える。

【0053】

ホール２２０ｃ、４２０ｃ、５２０ｃにより露出される本体１１０ｃにサーモカップル（図示せず）を付着して本体１１０ｃの温度を測定し、その値に基づいて電極３１０ｃ、３２０ｃを介して印加される電流を制御することで、ヒータパイプの発熱量を制御できる。

【0054】

図１７は、本発明の第８の実施例に係る積層型ヒータパイプの各層を示す分解図である。

【0055】

本発明の第８の実施例に係る積層型ヒータパイプは、電極層３００ｄの電極３１０ｄ、３２０ｄの個数及び配置の以外は、第７の実施例と同様である。

【0056】

電極層３００ｄの電極３１０ｄ、３２０ｄのうち、（＋）電極３２０ｄは二つが形成されるが、（－）電極３１０ｄは共通電極として使用できる。

【0057】

図１８及び図１９は、本発明の第８の実施例に係る積層型ヒータパイプの各層を示す斜視図である。

【0058】

一方、ヒータパイプの電極３１０ｄ、３２０ｄに電源印加線がハンダ付けされた様態と、ホール２２０ｃ、４２０ｃ、５２０ｃ（図１７を参照）を介して露出された本体１１０ｃにサーモカップル６１０ｃが付着された様態とが示されている。発熱を制御するために、本体１１０ｃの温度を測定できるように、第１の絶縁層２００ｃ、薄膜４００ｃ及び第２の絶縁層５００ｃは、本体１１０ｃが露出されるように互いに重畳する位置に形成されるホール２２０ｃ、４２０ｃ、５２０ｃを備える。

【0059】

ホール２２０ｃ、４２０ｃ、５２０ｃにより露出される本体１１０ｃにサーモカップル(図示せず）を付着して本体１１０ｃの温度を測定し、その値に基づいて電極３１０ｄ、３２０ｄを介して印加される電流を制御することで、ヒータパイプの発熱量を制御できる。

【0060】

図２０は、本発明の第９の実施例に係る積層型ヒータパイプの各層を示す分解図である。

【0061】

本発明の第９の実施例に係る積層型ヒータパイプは、サーモカップルを付着するための別途のホールが形成されていない以外は、第８の実施例と同様である。代替的に、電極層３００ｄの電極３１０ｄ、３２０ｄに連結された抵抗ＴＣＲを測定して、ヒータの温度を制御するのに利用する。電極層３００ｄに印加される電力により発熱する際に、ルテニウム、パラジウム及び銀からなる薄膜４００ｃの温度変化抵抗ＴＣＲ値を用いて温度制御に利用する。

【0062】

以上、前述した通り、本発明は、前述した特定の好適な実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨から逸脱することなく、当該発明が属する技術分野における通常の知識を有した者であれば、誰でも多様な変形の実施が可能であることは勿論、そのような変更は特許請求の範囲内にある。

【符号の説明】

【0063】

１ ヒータパイプ
１１０ 本体
２００ 第１の絶縁層
３００ グラフェン層
４００ 第２の絶縁層
４１０ａ、４１０ｂ コネクタ部
５００ 延長面
６００ 延長部
７００ センサパターン
８００ 絶縁フィルム
９００ 昇圧型コンバータ
９１０ ＦＥＴ素子
１０００ バッテリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】