KR102637941B1 - 캡슐형 액상 카트리지를 포함하는 휴대용 에어로졸 발생장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휴대용 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 특히 캡슐형 액상 카트리지를 포함하여 에어로졸을 흡입할 수 있는 휴대용 에어로졸 발생장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치는 본체 하우징과; 본체 하우징 내에 구비되는 공동과; 공동에 수용되는, 캡슐형 케이스를 구비하는 액상 카트리지와; 공동의 상부에 회동 가능하게 설치되며, 기류 통로를 구비하는 덮개와; 덮개를 닫을 경우 공동에 수용된 액상 카트리지로 침투하도록 덮개 하부에 설치되며, 덮개에 구비되는 기류 통로와 연통되는 적어도 하나의 발열체와; 발열체에 전력을 공급하는 배터리와; 배터리로부터 발열체로 공급되는 전력을 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함한다.
Description
본 발명은 휴대용 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 특히 캡슐형 액상 카트리지를 포함하여 에어로졸을 흡입할 수 있는 휴대용 에어로졸 발생장치에 관한 것이다.
에어로졸은 대기 중에 부유상태로 존재하는 액체 또는 고체의 작은 입자로 보통 0.001 ~ 1.0 ㎛의 크기를 갖는데, 액상으로부터 유래하는 에어로졸을 다양한 목적으로 사람이 흡입할 수 있는 에어로졸 발생장치가 있는데, 예를 들어 액상 전자담배, 네블라이져가 있다.
일반적으로 에어로졸을 전기가열식으로 발생시키는 장치는, 휴대하고 사용하기 편리하도록, 배터리 및 제어 전자기기를 포함하고, 에어로졸을 형성하기 위한 액상을 저장하고 가열하는 액상 카트리지를 구비한다. 일반적으로 액상 카트리지는 플라스틱으로 형성한 액상 수용부와, 액상 수용부에 수용된 액상을 가열하기 위해 러버와 러버에 설치되는 심지와 심지에 권취되는 히터 코일 및 에어로졸 발생장치의 본체와 전기적으로 연결하기 위한 단자를 포함한다. 예를 들어 도 1을 참조하면, 액상 카트리지(10)는 액상을 저장할 수 있는 케이스(13)를 구비하고, 케이스(13) 상부에는 상부 러버(Rubber)(12)와 상부 커버(11)가 조립된다. 케이스(13)의 하부에는 케이스(13)와 조립되는 하부 러버(Rubber)(16)가 마련되며 하부 러버(16)에는 심지(14)가 설치되며 액상을 가열하기 위해 심지(14)에 히터 코일(15)이 권취된다. 하부 러버(16)의 하단에는 하부 케이스(18)가 조립되고 하부 케이스(18)에는 미도시된 에어로졸 발생기의 배터리와 전기적으로 연결되는 터미널(17)이 설치된다.
상술한 종래 기술에서는 액상 카트리지가 여러가지 부품을 구비하기 때문에 제조 공정이 복잡하고, 액상 카트리지 제조 원가가 많이 발생할 수 있는 문제점이 있다. 또한, 상술한 액상 카트리지를 사용하는 휴대용 에어로졸 발생장치에 액상 카트리지와 전기적으로 연결하기 위한 단자를 구비해야 한다.
본 발명은 부품 수를 줄여 원가를 절감할 수 있는 구조를 갖는 액상 카트리지를 포함하고, 액상 카트리지와 전기적으로 연결하기 위한 단자가 필요없이 액상 카트리지를 사용하여 에어로졸을 발생할 수 있는 휴대용 에어로졸 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치는 본체 하우징과; 본체 하우징 내에 구비되는 공동과; 공동에 수용되는, 캡슐형 케이스를 구비하는 액상 카트리지와; 공동의 상부에 회동 가능하게 설치되며, 기류 통로를 구비하는 덮개와; 덮개를 닫을 경우 공동에 수용된 액상 카트리지로 침투하도록 덮개 하부에 설치되며, 덮개에 구비되는 기류 통로와 연통되는 적어도 하나의 발열체와; 발열체에 전력을 공급하는 배터리와; 배터리로부터 발열체로 공급되는 전력을 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함한다.
또한, 실시예에 따라 액상 카트리지의 캡슐형 케이스 내부에는 에어로졸 생성물질 및 니코틴, 가향 성분을 갖는 액상 조성물이 충진된다.
또한, 실시예에 따라 액상 카트리지의 캡슐형 케이스는 액상 조성물을 충진할 수 있도록 소정 부피를 갖는 다면체 또는 원기둥 형상을 갖는다.
또한, 실시예에 따라 액상 카트리지의 캡슐형 케이스에서 발열체가 침투하는 부위는 연질의 플렉서블 플라스틱 소재로 이루어진다.
또한, 실시예에 따라 발열체는 상대적으로 캡슐형 케이스보다 높은 강성을 갖는 재질로 이루어지며, 봉형, 블레이드, 십자형, 판상형, 원형 중 어느 하나의 형태를 갖는다
또한, 실시예에 따라 발열체는 흡습체와, 흡습체에 권치되거나 매립된 히터 코일을 포함한다.
또한, 실시예에 따라 흡습체는 다공성 세라믹 블럭으로 이루어진다.
또한, 실시예에 따라 발열체는 세라믹 블록 내부에 흡습체를 포함하고, 세라믹 블럭에는 흡습체와 연통하는 복수의 홀이 형성된다.
또한, 실시예에 따라 흡습체는 면 또는 직물 중 어느 하나를 포함하여 이루어진다.
또한, 실시예에 따라 배터리와 발열체의 전기적 연결 사이에는 마이크로컨트롤러와 연결되는 전력 조절 수단이 구비된다.
본 발명에 따르면, 휴대용 에어로졸 발생장치에 포함하여 사용되는 액상 카트리지가 캡슐형 케이스에 액상이 저장되는 구조로 이루어져 부품 수를 획기적으로 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 휴대용 에어로졸 발생장치에 구비된 발열체가 액상 카트리지의 캡슐형 케이스를 파쇄하고 내부로 침투하여 가열하는 구조를 제공하여 액상 카트리지에 히터를 설치할 필요가 없으며, 휴대용 에어로졸 발생장치에 액상 카트리지와 연결하기 위한 단자를 설치할 필요가 없다.
도 1은 종래 기술의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치에 포함되는 액상 카트리지를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치에 설치되는 발열체의 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치의 개략적인 회로 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치에 포함되는 액상 카트리지를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치에 설치되는 발열체의 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치의 개략적인 회로 블럭도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치에 사용되는 액상 카트리지를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치에 설치되는 발열체의 실시예들을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치의 개략적인 회로 블럭도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치(100)는 본체 하우징(110)과, 본체 하우징(110) 내에 구비되는 공동(120)과, 공동(120)에 수용되는, 캡슐형 케이스(131)를 구비하는 액상 카트리지(130)와, 공동(120)의 상부에 회동 가능하게 설치되며, 기류 통로(142)를 구비하는 덮개(140)와, 덮개(140)를 닫을 경우 공동(120)에 수용된 액상 카트리지(130)로 침투하도록 덮개(140) 하부에 설치되며, 덮개(140)에 구비되는 기류 통로(142)와 연통되는 적어도 하나의 발열체(150)와, 발열체(150)에 전력을 공급하는 배터리(160)와, 배터리(160)로부터 발열체(150)로 공급되는 전력을 제어하는 마이크로컨트롤러(170)를 포함한다. 액상 카트리지(130)의 캡슐형 케이스(131) 내부에는 액상 조성물이 충진될 수 있는데, 예를 들어 액상 카트리지(130)의 캡슐형 케이스(131) 내부에는 에어로졸 생성물질 및 니코틴, 가향 성분을 갖는 액상 조성물이 충진된다. 예를 들어 에어로졸 생성물질은 액상의 종류에 따라 글리세린 VG를 포함하며 선택적으로 글리세린 PG, 물을 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어 가향 성분은 감초, 자당, 과당 시럽, 이소감미제, 코코아, 라벤더, 시나몬, 카르다몸, 셀러리, 호로파, 카스카릴라, 백단, 베르가못, 제라늄, 벌꿀 에센스, 장미 오일, 아로마 오일, 바닐라, 레몬 오일, 오렌지 오일, 민트 오일, 계피, 캐러웨이, 코냑, 자스민, 카모마일, 멘톨, 계피, 일랑일랑, 샐비어, 스피어민트, 생강, 고수 또는 커피 등과 같은 에센셜 오일이나 편백나무액, 솔잎액과 같은 나무 유래 성분, 홍삼액과 같은 뿌리 식물 유래 성분, 감귤액과 같은 과일 유래 성분, 상황버섯액과 같은 버섯 유래 성분을 포함할 수 있다. 액상 카트리지(130)의 캡슐형 케이스(131)는 액상 조성물을 충진할 수 있도록 소정 부피를 갖는 다면체 또는 원기둥 형상을 갖는다. 액상 카트리지(130)의 캡슐형 케이스(131)는 발열체(150)가 파쇄하여 침투 가능하도록 연질의 재질로 이루어져야 하며, 실시예에 따라 발열체(150)가 침투하는 부위만 연질의 플렉서블 플라스틱 소재로 이루어질 수도 있다. 액상 카트리지(130)가 공동(120)에 수용된 상태에서 덮개(140)를 닫으면, 발열체(150)가 공동(120)에 수용된 액상 카트리지(130)의 캡슐형 케이스(131)를 파쇄하여 캡슐형 케이스(131) 내부로 침투하게 된다. 예를 들어 발열체(150)는 액상 카트리지(130)의 캡슐형 케이스(131)를 파쇄하여 침투하도록 상대적으로 캡슐형 케이스(131)보다 높은 강성을 갖는 재질로 이루어지며, 봉형, 블레이드, 십자형, 판상형, 원형 중 어느 하나의 형태를 갖는다
발열체(150)는 흡습체(151)와 흡습체(151)에 권치되거나, 흡습체(151)에 매립된 히터 코일(152)을 포함한다. 도 4의(가)를 참조하면 실시예에 따라 발열체(150)에 포함되는 흡습체(151)는 복수의 기공(151-1 내지 151-16)을 포함하는 다수의 기공이 형성된 다공성 세라믹 블럭으로 이루어지고, 미도시된 히터 코일(152)이 다공성 세라믹 블럭에 권취되거나 매립된다. 이 경우 액상이 기공을 통해 흡습체(151)인 세라믹 블럭으로 흡습되어 히터 코일(152)에 의해 가열된다. 도 4의 (나)를 참조하면 실시예에 따라 발열체(150)는 세라믹 블럭(152) 내부에 흡습체(151)를 포함하고, 세라믹 블럭(152)에는 흡습체(151)와 연통하는 복수의 홀(152-1 내지 152-5)이 형성되며, 미도시된 히터 코일(152)이 흡습체(151)에 권취되거나 매립된다. 이 경우 액상이 홀(152-1 내지 152-4)을 통해 흡습체(151)로 흡습되어 히터 코일(152)에 의해 가열되어 에어로졸이 발생된다. 흡습체(151)는 홀(152-5)을 통해 상술한 덮개(140)에 구비되는 기류 통로(142)와 연통되어 홀(152-5)을 통해 에어로졸이 기류 통로(142)로 이송된다. 실시예에 따라 흡습체(151)는 면 또는 직물 중 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 히터 코일(152)은 전기적으로 배터리(160)와 연결되어 배터리(160)로부터 전력을 공급받는다. 발열체(150)가 설치된 덮개(140)에는 회동축(141)이 구비되어 덮개(140)가 회동 가능하며, 덮개(140)에 구비되는 기류 통로(142)는 발열체(150)에 포함된 흡습체(151)와 연통된다. 발열체(150)가 액상 카트리지(130)의 캡슐형 케이스(131) 내부로 침투한 상태에서 발열체(150)가 배터리(160)로부터 전력을 공급받아 가열되면, 발열체(150)에 포함된 흡습체(151)에 흡습된 액상이 가열되어 에어로졸이 발생하여 흡습체로부터(151) 상부로 이송되어 발열체(150)의 흡습체(151)에 연통된 기류 통로(142)를 통해 사용자가 에어로졸을 흡입할 수 있다. 도 5를 참조하면 실시예에 따라 배터리(160)와 발열체(150)의 전기적 연결 사이에는 마이크로컨트롤러(170)와 연결되는 전력 조절 수단(180)이 구비된다. 예를 들어 전력 조절 수단(180)은 FET를 포함하고, 마이크로컨트롤러(170)는 전력 조절 수단(180)에 PWM 신호를 송출하여, 전력 조절 수단(180)에 포함된 FET가 마이크로컨트롤러(170)로부터 입력되는 PWM신호에 의해 온-오프(on-off)되면서, 배터리(160)로부터 발열체(150)에 공급하는 전력이 조절될 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
Claims (10)
- 본체 하우징과;
본체 하우징 내에 구비되는 공동과;
공동에 수용되는, 내부에 액상이 충진된 캡슐형 케이스를 구비하는 액상 카트리지와;
공동의 상부에 회동 가능하게 설치되며, 기류 통로를 구비하는 덮개와;
덮개를 닫을 경우 공동에 수용된 액상 카트리지로 침투하도록 덮개 하부에 설치되며, 덮개에 구비되는 기류 통로와 연통되는 적어도 하나의 발열체와;
발열체에 전력을 공급하는 배터리와;
배터리로부터 발열체로 공급되는 전력을 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함하고,
발열체는 세라믹 블록과, 세라믹 블록에 매립되거나, 세라믹 블록 내부의 흡습체에 권취되거나 매립되어 배터리로부터 전력을 공급받는 히터를 구비하고,
히터는 세라믹 블록에 흡습된 액상을 가열하거나 세라믹 블록을 통하여 흡습체에 흡습된 액상을 가열하여 에어로졸을 발생시키는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치. - 제1항에 있어서
액상의 조성물은 에어로졸 생성물질 및 니코틴, 가향 성분을 갖는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치. - 제1항에 있어서,
액상 카트리지의 캡슐형 케이스는 액상을 충진할 수 있도록 소정 부피를 갖는 다면체 또는 원기둥 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치. - 제1항에 있어서,
액상 카트리지의 캡슐형 케이스에서 발열체가 침투하는 부위는 연질의 플렉서블 플라스틱 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
발열체는 상대적으로 캡슐형 케이스보다 높은 강성을 갖는 재질로 이루어지며, 봉형, 블레이드, 십자형, 판상형, 원형 중 어느 하나의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
히터의 가열에 의해 발생된 에어로졸은 세라믹 블록 내부에서 세라믹 블록의 기공이나 세라믹 블록에 형성된 복수의 홀들을 통하여 상부로 이송되는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치. - 제6항에 있어서,
세라믹 블록은 다공성 세라믹 블럭으로 이루어는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치. - 제6항에 있어서,
세라믹 블록의 기공이나 세라믹 블록에 형성된 복수의 홀들 중의 적어도 일부는 기류 통로에 연통되는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치. - 제1항에 있어서,
흡습체는 면 또는 직물 중 어느 하나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
배터리와 발열체의 전기적 연결 사이에는 마이크로컨트롤러와 연결되는 전력 조절 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
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