KR102729541B1 - 서셉터를 포함하는 액상 카트리지 및 이를 구비하는 에어로졸 발생 장치 - Google Patents

서셉터를 포함하는 액상 카트리지 및 이를 구비하는 에어로졸 발생 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 서셉터를 포함하는 액상 카트리지 및 이를 구비하는 에어로졸 발생 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 에어로졸 형성 기재를 수용하면서, 이를 유도가열하는 서셉터를 포함하는 액상 카트리지 및 이를 구비하는 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다.
본 발명의 액상 카트리지는 에어로졸 발생 장치 내 장착 및 탈착이 가능한 에어로졸 발생용 액상 카트리지에 있어서, 액상을 저장할 수 있는 하우징, 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 수용홈, 하우징 하단에 설치되며 액상을 가열하여 에어로졸을 발생시키기 위한 히터부, 히터부에서 발생한 에어로졸이 흡입 유동에 의해 수용홈 내로 유동할 수 있도록 하기 위한 기류패스 및 수용홈 내측에 형성되며, 삽입되는 에어로졸 형성 기재를 유도가열하기 위한 서셉터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

서셉터를 포함하는 액상 카트리지 및 이를 구비하는 에어로졸 발생 장치{LIQUID CARTRIDGE INCLUDING SUSCEPTOR AND AEROSOL-GENERATING DEVICE HAVING SAME}
본 발명은 서셉터를 포함하는 액상 카트리지 및 이를 구비하는 에어로졸 발생 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 에어로졸 형성 기재를 수용하면서, 이를 유도가열하는 서셉터를 포함하는 액상 카트리지 및 이를 구비하는 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다.
공기 중의 미세 입자, 즉 에어로졸을 흡입하는 것으로 흔히 말하는 흡연과 같은 기호 물질 흡입이 달성될 수 있다. 종래에는 궐련 형태의 담배가 이러한 기호 물질 흡입의 거의 유일한 수단이었으나 최근에는 전자담배라는 것도 또 하나의 수단으로 자리 잡고 있다. 전자담배는 흡입 물질이 액체 형태로 담긴 카트리지에 열이나 초음파를 가하여 흡입 물질을 증기로 기화시켜 미세 입자를 발생시키므로 연소를 시켜 연기를 발생시키는 종래의 궐련 형태의 담배와는 방식 면에서 완전히 차별되며, 그로 인한 장점, 특히 연소로 발생할 수 있는 다양한 유해 물질의 발생을 저지할 수 있다는 장점을 보유한다.
또한, 궐련 형태의 통상의 담배를 선호하는 수요자들의 요구에 따라, 통상의 담배의 필터부와, 궐련부의 모양을 갖는 에어로졸 형성 기재도 제안되고 있는데, 이 방식은 궐련형의 에어로졸 형성 기재의 궐련부에 포함된 흡입물질을 전자히터로 기화시키면서 통상의 담배와 동등한 구성을 갖는 필터부를 통해 사용자가 흡입하는 구성을 갖는다. 즉 에어로졸 형성 기재를 홀더에 끼우고 홀더 내부의 히터가 가열되어 궐련부 내부의 흡입물질을 기화시키면 사용자가 필터부를 통해 기화되는 흡입 물질을 흡입할 수 있게 된다.
또한 흡입 물질이 액상 형태로 담긴 액상부와 궐련형 에어로졸 형성 기재가 삽입되는 궐련부를 설치하여 상기 액상부의 히터를 가열하여 액상을 기화시키고, 기화된 액상이 통로를 통해 궐련형 에어로졸 형성 기재가 삽입된 궐련부로 유입되면서 그 둘레에 설치된 궐련부의 히터를 가열하여 액상으로부터 기화되는 흡입물질과 궐련형 에어로졸 형성 기재에서 기화되는 흡입물질을 함께 흡입할 수 있는 구조도 적용할 수도 있다. 이와 같은 종래 기술의 에어로졸 발생 장치를 나타낸 도 1을 참조하면, 에어로졸 발생 장치(100)에서 흡입 물질이 액상 형태로 담긴 액상부(20)와 궐련형 에어로졸 형성 기재(10)가 삽입되는 궐련부(40)가 설치되어 있다. 상기 액상부(20)의 액상부 히터(30)를 가열하면, 액상이 기화되어 통로를 통해 궐련형 에어로졸 형성 기재(10)가 삽입된 궐련부(40)로 유입된다. 그러면서, 궐련형 에어로졸 형성 기재(10)를 가열하도록 설치된 궐련부 히터(50)를 작동시켜, 상기 액상부(20)에서 액상으로부터 기화되는 흡입물질과 상기 궐련부(40)에 삽입된 궐련형 에어로졸 형성 기재(10)에서 기화되는 흡입물질을 함께 흡입할 수 있는 구조를 적용할 수 있다.
이와 같은 종래의 에어로졸 발생 장치(100)에 있어서, 궐련부(40)는 반복하여 궐련형 에어로졸 형성 기재(10)가 삽입 및 인출되면서 오염될 수 있다. 특히 삽입된 궐련형 에어로졸 형성 기재(10)에서 기재 일부가 흘러 나오거나, 액상부(20)에서 기화된 액적이 맺혀 말라붙어 생긴 잔여물이 발생하면서 궐련부(40) 내부가 오염될 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 사용자가 에어로졸을 입으로 흡입하는 장치로서 궐련부(40)의 오염은 에어로졸의 맛을 혼합 및 변질시키거나 위생상의 문제를 일으킬 수 있다.
상기와 같은 문제에서 착안한 본 발명은, 에어로졸 형성 기재 삽입부를 포함하는 교체식의 액상 카트리지 구조를 채택하여 내부 오염의 문제를 해결한 액상 카트리지 및 이를 구비하는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 교체식의 액상 카트리지 내부에 액상의 가열을 위한 히터와 에어로졸 형성 기재 가열을 위한 서셉터를 포함하여 액상과 에어로졸 형성 기재를 효과적으로 가열할 수 있는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명인 액상 카트리지는 에어로졸 발생 장치 내 장착 및 탈착이 가능한 에어로졸 발생용 액상 카트리지에 있어서, 액상을 저장할 수 있는 하우징, 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 수용홈, 하우징 하단에 설치되며 액상을 가열하여 에어로졸을 발생시키기 위한 히터부, 히터부에서 발생한 에어로졸이 흡입 유동에 의해 수용홈 내로 유동할 수 있도록 하기 위한 기류패스 및 수용홈 내측에 형성되며, 삽입되는 에어로졸 형성 기재를 유도가열하기 위한 서셉터를 포함하고 히터부 일측에는 히터부와 에어로졸 발생 장치를 전기적으로 연결하기 위한 단자부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명인 액상 카트리지는 히터부에서 발생한 에어로졸은 기류패스를 따라, 서셉터에 의해 가열된 에어로졸 형성 기재를 통과하여 흡입될 수 있는 것이 바람직하다.
또한 본 발명인 액상 카트리지는 단자부는 액상 카트리지가 에어로졸 발생 장치에 장착되면서 에어로졸 발생 장치와 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명인 액상 카트리지는 히터부는 에어로졸을 발생시키기 위하여 하우징 내의 액상을 흡수하는 심지부 및 심지부를 저항가열하기 위한 저항가열부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명인 액상 카트리지는 히터부는 에어로졸을 발생시키기 위하여 하우징 내의 액상을 흡수하는 다공성 세라믹 및 다공성 세라믹을 가열하기 위한 저항가열부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명인 액상 카트리지는 서셉터는 철, 니켈, 코발트, 스테인리스강 중 어느 하나 또는 이들 중 어느 둘 이상의 합금으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명인 액상 카트리지는 수용홈 내측과 서셉터 사이에는, 내열 소재로 형성되며, 서셉터의 열로부터 하우징을 보호하기 위한 서셉터 홀더가 구비되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명인 액상 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 장치는, 상기의 어느 액상 카트리지, 케이스, 액상 카트리지를 수용할 수 있는 수용부, 제어부, 액상 카트리지의 단자부와 접하는 위치에 형성되며 액상 카트리지의 히터부와 제어부를 연결하여 히터부에 전기를 공급하기 위한 접속부 및 액상 카트리지에 포함된 서셉터를 가열하기 위한 전자기 유도코일을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 액상 카트리지 및 이를 구비하는 에어로졸 발생 장치는 궐련형 에어로졸 형성 기재를 수용하는 수용홈과 궐련형 에어로졸 형성 기재의 가열을 위한 서셉터가 액상 카트리지 상에 포함되어 사용자가 손쉽게 교체할 수 있다.
따라서 사용자가 직접 청소하지 않아도 내부의 청결한 상태를 유지할 수 있으며, 잔존물이나 이물질로 인한 위생 문제나 에어로졸 맛의 변질을 방지할 수 있다.
도 1은 배경기술을 설명하기 위한, 종래기술에 따른 에어로졸 발생 장치를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액상 카트리지의 내부 구성을 설명하기 위한 단면도,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액상 카트리지와 에어로졸 형성 기재의 결합 관계를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액상 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 장치의 내부 구성을 나타내기 위한 단면도,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액상 카트리지의 내부 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액상 카트리지(1)의 내부 구성을 설명하기 위한 단면도, 도 3은 동일 실시예의 액상 카트리지(1)와 에어로졸 형성 기재(1000)의 결합 관계를 나타낸 단면도이다. 본 발명에 있어서 액상 카트리지는 사용자에 의하여 에어로졸 발생 장치 내에 손쉽게 장착 및 탈착이 될 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에서 액상 카트리지(1)는 액상을 저장할 수 있는 하우징(110), 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 수용홈(120), 하우징(110) 하단에 설치되며 액상을 가열하여 에어로졸을 발생시키기 위한 히터부(200), 히터부에서 발생한 에어로졸이 흡입 유동에 의해 수용홈(120) 내로 유동할 수 있도록 하기 위한 기류패스(130), 수용홈(120) 내측에는 삽입되는 에어로졸 형성 기재(1000)를 유도가열하기 위한 서셉터(300)를 포함한다.
하우징(110)은 예를 들어 폴리카보네이트(PC), ABS 수지, 폴리프로필렌(PP), 트라이탄 등의 강성 있는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 또는 PEEK, PAEK, PPSU, PSU, PI 등의 내열성 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다. 하우징(110) 내부에는 공동이 있어, 에어로졸로 변환되기 위한 액상이 그 내부에 저장될 수 있다. 또한 하우징(110) 내측으로 에어로졸 형성 기재(1000)를 수용하기 위한 수용홈(120)이 형성될 수 있다. 수용홈(120)은 바람직하게는 삽입될 에어로졸 형성 기재(1000)의 단면 모양과 동일한 모양으로 형성되며, 또한 그 직경은 삽입될 에어로졸 형성 기재(1000)의 직경과 동일하거나 소폭으로 크게 형성되어 에어로졸 형성 기재(1000)가 수용홈(120)으로 삽입되면, 수용홈(120)의 내벽과 에어로졸 형성 기재(1000)가 완전히 접하거나 가까이 인접하는 것이 바람직하다.
제1 실시예에서 수용홈(120)은 하우징(110)의 상단에 형성되고, 하우징(110)의 하단에는 히터부(200)가 형성된다. 히터부(200)는 하우징(110) 내부에 저장되는 액상을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터부(200)는 액상을 가열하여 에어로졸을 발생시키기 위한 목적의 공지된 구성요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어 히터부(200)는 에어로졸을 발생시키기 위하여 하우징(110) 내의 액상을 흡수하는 심지부(220) 및 심지부(220)를 저항가열하기 위한 저항가열부(230)를 포함할 수 있다. 저항가열부(230)는 예를 들어 심지부(220)를 감싸도록 형성되는 발열 코일일 수 있다. 심지부(220)는 실시예에 따라 하우징(110) 내의 액상을 흡수하여 머금을 수 있는 다공성 세라믹일 수 있다. 또한 히터부(200)의 일측에는 저항가열부(230)와 연결되어 에어로졸 발생 장치로부터 전원을 공급할 수 있는 단자부(210)가 형성될 수 있다. 단자부(210)는 특히 액상 카트리지(1)를 에어로졸 발생 장치 내로 삽입하면서, 자연스럽게 에어로졸 발생 장치 내에 대응하는 접속부와 접하면서 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
제1 실시예에서 히터부(200)와 수용홈(120) 사이에는 그 둘을 연통하기 위한 통로로서 기류패스(130)가 형성된다. 기류패스(130)는 에어로졸 발생 장치의 사용 시, 사용자의 흡입 유동에 의하여 히터부(200)에서 발생된 에어로졸이 수용홈(120)에 삽입된 에어로졸 형성 기재(1000)를 통과하여 사용자에게 흡입될 수 있도록 기류 통로의 역할을 한다. 또한 수용홈(120)의 내벽에는 서셉터(300)가 구비된다. 서셉터(300)는 수용홈(120) 내측으로 삽입되는 에어로졸 형성 기재(1000)를 가열하여 에어로졸을 발생킬 수 있어야 하며 따라서 수용홈(120)의 내측을 향하도록 설치되는 것이 바람직하다. 또한 파이프 형상으로서, 삽입되는 에어로졸 형성 기재(1000)를 감쌀 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다. 액상 카트리지(1)가 에어로졸 발생 장치 내로 삽입된 후, 서셉터(300)는 에어로졸 발생 장치 내의 전자기 유도코일에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어 서셉터(300)는 철이나 니켈, 코발트 또는 스테인리스강으로 형성될 수 있다. 또는 이들 중 어느 둘 이상의 합금으로 형성될 수 있다. 결국 본 실시예의 액상 카트리지(1)를 포함하는 에어로졸 발생 장치의 사용에 있어서, 히터부(200)에서 액상을 가열하여 발생한 에어로졸은 기류패스(130)를 따라, 서셉터(300)에 의해 가열된 에어로졸 형성 기재(1000)를 통과하여 사용자에게 흡입될 수 있다. 또한 이 과정에서 자연스레 액상에서 형성된 에어로졸과 에어로졸 형성 기재(1000)에서 형성된 에어로졸이 혼합되어 사용자에게 흡입될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예의 액상 카트리지(1)를 포함하는 에어로졸 발생 장치의 내부 구성을 나타내기 위한 단면도이다. 본 발명의 액상 카트리지(1)를 포함하는 에어로졸 발생 장치는 다른 구성요소들을 수용할 수 있는 케이스(500)와 케이스(500)에 형성되며, 본 발명에 따른 액상 카트리지(1)를 수용할 수 있는 수용부(510)를 포함한다. 또한 액상 카트리지(1)의 히터부(200)의 단자부(210)와 전기적으로 접속되는 접속부(520)를 포함한다. 또한 액상 카트리지(1)의 서셉터(300)를 유도가열하기 위한 전자기 유도코일(530)을 포함한다. 또한 본 도면에서는 도시하지 않았으나 본 발명의 액상 카트리지(1)를 포함하는 에어로졸 발생 장치는 접속부(520)와 전자기 유도코일(530)과 연결되어 전원을 공급하기 위한 제어부나 배터리부를 추가적으로 포함할 수 있으나 이들은 공지된 구성요소로서 자세한 도시와 설명을 생략한다.
접속부(520)는 액상 카트리지(1)가 에어로졸 발생 장치에 삽입되는 것으로 액상 카트리지(1)의 히터부(200)의 단자부(210)와 접하면서 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다. 본 도면에서 도시한 것과 같이 히터부(200)의 단자부(210)를 하단으로 노출되게 구성하고, 접속부(520)는 그 대응되는 위치인 수용부(510)의 하단에 위쪽으로 노출되게 구성하여, 액상 카트리지(1)가 에어로졸 발생 장치 내로 삽입되면서 서로 접하면서 자연스레 전기적으로 접속될 수 있다. 전자기 유도코일(530) 역시 삽입되는 액상 카트리지(1)의 서셉터(300)의 위치에 대응하여 그를 감싸도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액상 카트리지(1)의 내부 구성을 설명하기 위한 단면도이다. 제2 실시예에 따른 액상 카트리지(1)는 제1 실시예와 비교하여 서셉터 홀더(400)를 추가적으로 구비하는 점을 달리한다. 서셉터(300)는 수용홈(120)의 내측에 설치되며, 유도가열되면서 높은 온도로 발열할 수 있다. 따라서 수용홈(120)의 내벽, 즉 실질적으로 하우징(110)은 내열성 플라스틱으로 형성될 필요가 있다. 그러나 하우징(110)을 내열성 재질로 형성하지 않아도 제2 실시예와 같이 내열성 재질로 형성되는 서셉터 홀더(400)를 수용홈(120)과 서셉터(300)의 사이에 설치하는 것으로 서셉터(300)의 열로부터 하우징(110)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 서셉터 홀더(400)는 예를 들어 PEEK, PAEK, PPSU, PSU, PI 등의 내열성 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
이상 설명한 실시예들에서 명확하게 드러나듯이, 본 발명의 액상 카트리지(1)와 이를 포함하는 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 형성 기재의 수용홈(120)과 서셉터(300)가 교체 가능한 액상 카트리지(1)에 포함되어 액상 카트리지(1)의 교체시 오염된 서셉터(300)와 에어로졸 형성 기재의 수용홈(120)이 함께 교체되어 청결한 상태가 유지되며 사용자 경험을 향상시킨다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
1: 액상 카트리지 110: 하우징
120: 수용홈 130: 기류패스
200: 히터부 210: 단자부
220: 심지부 230: 저항가열부
300: 서셉터 400: 서셉터 홀더
500: 케이스 510: 수용부
520: 접속부 530: 전자기 유도코일

Claims (8)

  1. 에어로졸 발생 장치 내 장착 및 탈착이 가능한 에어로졸 발생용 액상 카트리지에 있어서,
    액상을 저장할 수 있는 하우징;
    에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 수용홈;
    하우징 하단에 설치되며 액상을 가열하여 에어로졸을 발생시키기 위한 히터부;
    히터부에서 발생한 에어로졸이 흡입 유동에 의해 수용홈 내로 유동할 수 있도록 하기 위한 기류패스; 및
    수용홈 내측에 형성되며, 삽입되는 에어로졸 형성 기재를 유도가열하기 위한 서셉터;를 포함하고 히터부 일측에는 히터부와 에어로졸 발생 장치를 전기적으로 연결하기 위한 단자부가 형성되는 것을 특징으로 하는 액상 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    히터부에서 발생한 에어로졸은 기류패스를 따라, 서셉터에 의해 가열된 에어로졸 형성 기재를 통과하여 흡입될 수 있는 것을 특징으로 하는 액상 카트리지.
  3. 제1항에 있어서,
    단자부는 액상 카트리지가 에어로졸 발생 장치에 장착되면서 에어로졸 발생 장치와 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 액상 카트리지.
  4. 제1항에 있어서,
    히터부는 에어로졸을 발생시키기 위하여 하우징 내의 액상을 흡수하는 심지부 및 심지부를 저항가열하기 위한 저항가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 카트리지.
  5. 제1항에 있어서,
    히터부는 에어로졸을 발생시키기 위하여 하우징 내의 액상을 흡수하는 다공성 세라믹 및 다공성 세라믹을 가열하기 위한 저항가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 카트리지.
  6. 제1항에 있어서,
    서셉터는 철, 니켈, 코발트, 스테인리스강 중 어느 하나 또는 이들 중 어느 둘 이상의 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액상 카트리지.
  7. 제1항에 있어서,
    수용홈 내측과 서셉터 사이에는, 내열 소재로 형성되며, 서셉터의 열로부터 하우징을 보호하기 위한 서셉터 홀더;가 구비되는 것을 특징으로 하는 액상 카트리지.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 액상 카트리지;
    케이스;
    액상 카트리지를 수용할 수 있는 수용부;
    제어부;
    액상 카트리지의 단자부와 접하는 위치에 형성되며 액상 카트리지의 히터부와 제어부를 연결하여 히터부에 전기를 공급하기 위한 접속부; 및
    액상 카트리지에 포함된 서셉터를 가열하기 위한 전자기 유도코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
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