KR102135791B1 - 전기가열식 에어로졸 발생기 - Google Patents

전기가열식 에어로졸 발생기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사용자가 쉽게 휴대하고 사용하기 편리하며 안전성이 우수한 전기가열식 에어로졸 발생기를 제공하기 위하여, 손으로 파지 가능한 크기의 하우징으로, 상하 방향으로 길게 연장된 중공 형상이며, 적어도 상단부 일부를 개폐할 수 있는 제1뚜껑과, 적어도 하단부 일부를 개폐할 수 있는 제2뚜껑을 포함하는 하우징과, 하우징 내부의 일측 상부에 제공되어 제1뚜껑의 개방에 따라 외부로 노출될 수 있고 하우징 내부에서 독립적인 기류패스를 제공하는 흡입부와, 제2뚜껑의 개방에 따라 하우징 내부의 일측 하부이면서 흡입부 아래에 착탈 가능하게 제공되며, 장착에 따라 기류패스와 연통하는 파이프가 그 내부에 제공되는 카토마이저로, 액상 저장부와, 저장부로부터 액상을 공급받는 심지와, 심지의 둘레에 감겨져서 전기저항 가열에 의해 액상으로부터 에어로졸을 발생시키는 코일 히터와, 코일 히터와 전기적으로 연결되는 단자를 포함하는 카토마이저와, 하우징 내부의 타측이면서 흡입부 및 카토마이저의 측면에 제공되는 배터리와, 하우징 내부에, 흡입부 및 카토마이저 측과 배터리 측 사이에 제공되는 제어부로 이루어지는 전기가열식 에어로졸 발생기를 제공한다.

Description

전기가열식 에어로졸 발생기 {ELECTRIC HEATING TYPE AEROSOL GENERATOR}
본 발명은 전기가열식 에어로졸 발생기에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 사용자가 휴대하고 사용하기 편리한 전기가열식 에어로졸 발생기에 관한 것이다.
에어로졸은 대기 중에 부유상태로 존재하는 액체 또는 고체의 작은 입자로 보통 0.001 ~ 1.0 ㎛의 크기를 갖는다. 특히 여러 종류의 액상으로부터 유래하는 에어로졸을 다양한 목적으로 사람이 흡입하는 경우가 있는데, 기호용으로는 전자 담배가 알려져 있고 질병 치료용으로 네블라이져 등이 알려져 있다.
그 중에서 에어로졸을 전기가열식으로 발생시키는 장치는, 휴대하고 사용하기 편리하도록, 배터리 및 제어 전자기기를 포함하고, 에어로졸을 형성하기 위한 액상을 저장하는 카트리지(cartridge)와, 전기로 작동하는 무화기(atomizer)로 이루어진다. 이러한 카트리지와 무화기가 하나의 어셈블리로 결합된 것을 "카토마이저 (cartomizer)"라고 칭한다.
이러한 카토마이저를 사용하는 종래의 전기가열식 에어로졸 발생기는 배터리 - 카토마이저 - 드립팁이 길이 방향으로 결합되는 구성을 갖고, 이들을 길이 방향으로 서로 결합한 뒤에 배터리의 전력으로 카토마이저에서 액상으로부터 에어로졸을 발생시킨 뒤에 드립팁을 통해 사용자가 흡입한다.
사용자가 보다 쉽게 휴대하고 사용하기 편리한 전기가열식 에어로졸 발생기가 요구된다.
본 발명은 사용자가 쉽게 휴대하고 사용하기 편리하며 안전성이 우수한 전기가열식 에어로졸 발생기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 안전성을 담보하면서 제조자가 쉽게 제조할 수 있는 전기가열식 에어로졸 발생기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 손으로 파지 가능한 크기의 하우징으로, 상하 방향으로 길게 연장된 중공 형상이며, 적어도 상단부 일부를 개폐할 수 있는 제1뚜껑과, 적어도 하단부 일부를 개폐할 수 있는 제2뚜껑을 포함하는 하우징과, 하우징 내부의 일측 상부에 제공되어 제1뚜껑의 개방에 따라 외부로 노출될 수 있고 하우징 내부에서 독립적인 기류패스를 제공하는 흡입부와, 제2뚜껑의 개방에 따라 하우징 내부의 일측 하부이면서 흡입부 아래에 착탈 가능하게 제공되며, 장착에 따라 기류패스와 연통하는 파이프가 그 내부에 제공되는 카토마이저로, 액상 저장부와, 저장부로부터 액상을 공급받는 심지와, 심지의 둘레에 감겨져서 전기저항 가열에 의해 액상으로부터 에어로졸을 발생시키는 코일 히터와, 코일 히터와 전기적으로 연결되는 단자를 포함하는 카토마이저와, 하우징 내부의 타측이면서 흡입부 및 카토마이저의 측면에 제공되는 배터리와, 하우징 내부에, 흡입부 및 카토마이저 측과 배터리 측 사이에 제공되는 제어부로 이루어지는 전기가열식 에어로졸 발생기를 제공한다.
여기서, 흡입부는 기류패스를 제공하는 원통 형상일 수 있다.
아울러, 원통 형상의 기류패스 일측에, 사용자의 흡입 시에 음압을 감지할 수 있는 감압센서가 제공되고, 감압센서는 제어부와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 카토마이저의 일측에만 단자가 제공되고, 카토마이저에서 단자가 제공된 면과 단자가 제공되지 않은 면의 단면 형상이 다르게 구성되고, 하우징 내부의 카토마이저 장착 공간이 카토마이저를 수용할 수 있도록 이에 대응하는 단면 형상을 가질 수 있다.
또한, 단자가 제공된 면의 단면 형상은 평편한 형상이고 단자가 제공되지 않는 면의 단면 형상은 돌출레일 형상이고, 하우징 내부의 카토마이저 장착 공간이 카토마이저를 수용할 수 있도록 이에 대응하는 단면 형상을 가질 수 있다.
또한, 제어부에는 카토마이저쪽으로 접촉단자를 포함하고, 카토마이저가 하우징 내에 장착시에 카토마이저의 단자가 접촉단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
아울러, 단자는 하부 커버에 제공되는 절곡된 판스프링 형상으로, 카토마이저본체와 하부 커버의 결합될 때, 카토마이저본체에 형성된 홈에 탄성력에 의해 수용될 수 있다.
또한, 카토마이저가 탈착되는 하우징 내부 공간에는 카토마이저의 장착에 따라 압축되는 탄성수단과, 탄성수단에 반하여 카토마이저를 하우징 내부의 장착 위치에 고정시키는 후크수단을 포함할 수 있다.
또한, 하우징 내부의 카토마이저 장착 공간내에서, 탄성수단은 흡입부 쪽인 상부에 위치하고 후크수단은 제2뚜껑 쪽인 하부에 위치할 수 있다.
또한, 제2뚜껑의 개방에 따라 후크수단도 함께 해제되어, 카토마이저를 탄성수단의 탄성력에 의해 외부로 배출할 수 있다.
또한, 흡입부의 기류패스와, 카토마이저의 파이프는 일직선상으로 연통할 수 있다.
또한, 코일 히터의 주변에는 에어로졸 발생 공간이 제공되고, 카토마이저의 파이프는 에어로졸 발생 공간과 일직선상으로 연통할 수 있다.
또한, 카토마이저는, 파이프가 중앙에 일체로 형성된 중공체 형상의 본체와, 본체 상부에 형성되는 상부 커버와, 본체 하부에 형성되는 코일브라켓어셈블리로 이루어지고, 이들의 결합에 의해 본체 내부이면서 파이프 바깥에 액상저장부가 형성되며, 코일브라켓어셈블리에는 심지 및 코일 히터를 지지하는 구조물이 제공될 수 있다.
또한, 코일브라켓어셈블리는 파이프 테두리와의 밀봉을 제공하는 중앙패킹과, 본체 내면과의 밀봉을 제공하는 측면패킹을 포함하고, 코일브라켓어셈블리를 본체에 강제 압입하여 결합함으로써, 액상저장부와 에어로졸 발생공간이 서로 분리되어 형성되고 에어로졸 발생공간이 파이프와 연통할 수 있다.
또한, 코일브라켓어셈블리의 하부 커버는 에어로졸 발생 공간과 연통하는 복수개의 홀을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 사용자가 쉽게 휴대하고 사용하기 편리하며 안전성이 우수한 전기가열식 에어로졸 발생기를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 안전성을 담보하면서 제조자가 쉽게 제조할 수 있는 전기가열식 에어로졸 발생기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전기가열식 에어로졸 발생기의 단면도로 카토마이저가 장착되기 전의 상태를 보여준다.
도 2는 도 1의 단면도에서 카토마이저가 장착된 상태를 보여준다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전기가열식 에어로졸 발생기에 사용될 수 있는 카토마이저를 일측에서 바라본 사시도 및 그의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 사시도 및 분해 사시도를 반대쪽에서 바라 본 모습이다.
도 5는 도 3 및 도 4에 따른 카토마이저의 단면도이다.
이하에서 본 발명을 첨부한 도면과 바람직한 실시예에 기초하여 설명한다. 이들 설명은 본 발명에 대한 이해의 목적으로 기술된 것이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니며 본 발명의 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정해질 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전기가열식 에어로졸 발생기의 단면도로 카토마이저가 장착되기 전의 상태를 보여주고, 도 2는 도 1의 단면도에서 카토마이저가 장착된 상태를 보여준다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전기가열식 에어로졸 발생기(100)의 단면도를 보여준다. 전기가열식 에어로졸 발생기(100)는 손으로 파지 가능한 크기의 하우징(102)을 포함한다. 이는 도면에 보인 바와 같이, 상하 방향으로 길게 연장된 중공 형상이며, 적어도 상단부 일부를 개폐할 수 있는 제1뚜껑(120, 122)과, 적어도 하단부 일부를 개폐할 수 있는 제2뚜껑(190)을 포함한다.
손으로 파지 가능한 크기라 함은, 일례로 107mm × 32 mm × 22 mm 정도의 크기를 가질 수 있고, 시판되는 20개피가 들어있는 담배갑보다 작은 크기가 바람직하다. 다르게 이야기하면 바지 주머니에 넣고 다녀도 아무런 불편함을 느끼지 않는 크기로 이해하면 된다.
하우징(102)의 상단부는 제1뚜껑(120, 122)에 의해 개폐될 수 있는데, 바람직한 일실시예에 따르면 슬라이드 가능한 뚜껑(122)이 좌우로 슬라이드되면서 하우징(102) 내부에 제공되는 흡입부(110)가 밖으로 노출될 수 있다. 물론 제1뚜껑(120, 122)이 제2뚜껑(190)과 마찬가지의 방식으로 일단부에 힌지결합되어 개폐되는 것도 가능하다. 어떤 방식으로든 제1뚜껑(120, 122) 및 제2뚜껑(190)은 하우징에 대해 개폐 가능하게 구성될 수 있고, 제1뚜껑(120, 122)의 개방에 의해 외부로부터 하우징(102) 내부의 흡입부(110)가 밖으로 노출될 수 있고, 제2뚜껑(190)의 개방에 의해 후술하는 바와 같이 카토마이저(200)를 전기가열식 에어로졸 발생기(100) 내부로 장착하거나 탈착할 수 있게 된다.
흡입부(110)는, 하우징(102) 내부의 일측 상부에 제공되고, 제1뚜껑(120, 122)의 개방에 따라 외부로 노출될 수 있고 하우징(102) 내부에서 독립적인 기류패스(140)를 제공하게 된다. 흡입부(110)와 기류패스(140)는 서로 연통하는 일종의 중공 공간으로 이해하면 되고, 흡입부(110) 및/또는 기류패스(140)은 바람직하게는 원통 형상일 수 있다.
흡입부(110) 내부 공간에 도 2에 보인 흡입매개체(10)를 삽입한 뒤에, 후술하는 바와 같이 카토마이저에서 발생한 에어로졸을 사용자가 흡입할 수 있게 된다. 흡입매개체(10)는 통상의 전자담배에서 사용되는 드립팁일 수도 있고, 최근 시판되고 있는 궐련형 전자담배의 궐련일 수도 있다. 흡입부(110) 바깥의 원통부에는 보조가열부(112)가 제공될 수 있는데, 만약 흡입매개체(10)가 궐련이라면 보조가열부(112)에 적절한 형태의 히터를 제공하여 궐련 외부를 가열할 수 있다. 일례로 보조가열부(112)가 원통형 히터 형태로 제공되고, 궐련의 외부를 이 원통형 히터로 가열할 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 아래에서 상술할 카토마이저(200)는, 제2뚜껑(190)의 개방에 따라 하우징(102) 내부의 일측 하부이면서 흡입부(110) 아래에 착탈 가능하게 제공되며, 장착에 따라 기류패스(140)와 연통하는 파이프(250)가 그 내부에 제공되는데, 후술하는 바와 같이, 액상 저장부(300)와, 액상저장부(300)로부터 액상을 공급받는 심지(290)와, 심지(290)의 둘레에 감겨져서 전기저항 가열에 의해 액상으로부터 에어로졸을 발생시키는 코일 히터(280)와, 코일 히터(280)와 전기적으로 연결되는 단자(270)을 포함한다.
하우징(102) 내부의 타측이면서 흡입부(110) 및 카토마이저(200)의 측면에는 배터리(180)가 제공된다.
하우징(102) 내부에, 흡입부(110) 및 카토마이저(200) 측과 배터리(180) 측사이에는 제어부(회로기판)(160, 170)이 제공된다.
기류패스(140) 아래 쪽에는 카토마이저(200)와의 연결되는 접촉연통부(140)가 제공되는데, 접촉연통부(140) 역시도 바람직하게는 중공 원통 형상일 수 있다. 그 아래에는 탄성연결부(144)가 제공된다. 탄성연결부(144)는 바람직하게는 실리콘 고무와 같은 신축성 있는 재질로 만들어져서 카토마이저(200)가 장착될 때, 카토마이저(200)의 파이프(250) 내부의 공간이, 접촉연통부(142) 및 기류패스(140)를 거쳐 흡입부(110)까지 누출 없이 연통될 수 있도록 한다. 즉 도 2에서와 같이 카토마이저(200)가 장착된 경우 탄성연결부(144)가 수축되면서 카토마이저 접촉연결부(212)(도 5 참조) 주변을 에워싸면서 카토마이저(200) 내부에 제공되는 파이프(250) 내부의 공간이 접촉연통부(142)와 누출 없이 연통될 수 있게 된다.
기류패스(140) 일측에는, 사용자가 흡입 시에 음압을 감지할 수 있는 감압센서(150)가 제공되고, 감압센서(150)와 기류패스(140) 사이에는 이를 위한 기류패스 통공(130)이 제공된다. 사용자가 흡입매개체(10)를 통해 흡입하면 기류패스(140) 내부 공간에 음압이 형성되고, 이 음압은 기류패스(140) 일측에 형성된 통공(130)을 통해 음압센서(150)에 의해 감지되며, 음압센서(150)는 제어부(회로기판)(160)과 전기적으로 연결되므로, 제어부(회로기판)(160)는 음압센서(150)로부터의 신호를 받아서 후술하는 바와 같이 카토마이저(200)의 코일히터(280)에 전압을 인가하여 전기저항 가열에 의해 에어로졸이 발생될 수 있도록 한다.
카토마이저(200)가 탈착될 수 있는 하우징(102) 내부의 공간에는, 카토마이저(200)의 장착에 따라 압축되는 카토마이저 탄성수단(194)과, 카토마이저 탄성수단(194)에 반하여 카토마이저(200)를 하우징(102) 내부의 장착 위치에 고정시키는 제2뚜껑 후크수단(192)을 추가로 포함한다. 도 1 및 도 2의 비교로부터 분명한 바와 같이, 카토마이저 탄성수단(194)는 하우징(102) 내부의 카토마이저(200) 장착 공간 내에서 흡입부(110)쪽인 상부에 위치하고, 제2뚜껑 후크수단(192)는 제2뚜껑(190)쪽인 하부에 위치하게 된다. 사용자가 제2뚜껑(190)을 개방하고 카토마이저(200)를 카토마이저 탄성수단(194)이 압축되도록 하우징(102) 내부의 카토마이저 장착 공간 내부로 밀어넣은 뒤에 제2뚜껑(190)을 닫아서 제2뚜껑(190)이 제2뚜껑 후크수단(192)에 걸리게 하면 도 2에서와 같이 카토마이저(200)가 하우징(102) 내부에 장착된다. 카토마이저(200)를 탈착하기 위해서는 반대로 제2뚜껑 후크수단(192)를 해제하면 (도면에 도시되지는 않았으나 제2뚜껑 해제수단을 적절한 기구를 이용하여 혹은 손톱 등으로 하우징 측면에서 해제할 수 있음), 제2뚜껑(190)이 도 1에 보인 바와 같이 열리게 되고, 카토마이저(200)는 카토마이저 탄성수단(194)의 탄성력에 의해 아래 방향으로 밀려져 나오게 된다. 결국 아주 손 쉽게 카토마이저(200)는 탈착하는게 가능해진다. 이는 사용한 카토마이저(200)를 손쉽게 교체할 수 있다는 의미이고, 다르게는 다른 종류의 액상을 갖는 카토마이저(200)를 취향에 따라 손쉽게 교체할 수 있다는 의미이다. 카토마이저(200)의 장착 및 탈착에 따라 카토마이저(200)에 제공되는 파이프(250) 내부의 공간이 누출 없이 접촉연통부(142) 및 기류패스(140)와 연통될 수 있음은 이미 상술한 바 있다.
도 3 내지 도 5에 도시한 카토마이저(200)로부터 알 수 있는 것처럼, 카토마이저(200)의 일측에는 단자(270)가 제공되고 카토마이저(200)를 하우징 내부의 카토마이저 장착 공간 내부로 밀어 넣어서 장착할 때, 단자(270)가 하우징 내부의 카토마이저 장착 공간의 대응하는 위치의 단자(도시되지 않음)에 전기적으로 연결된다. 이 경우 사용자가 단자(270)가 형성된 카토마이저 본체(220) 면과 단자(270)가 형성되지 않은 카토마이저 본체(220) 면을 뒤바꾸어 하우징 내부의 카토마이저 장착 공간 내부로 넣게 되면 이상과 같은 전기적 연결이 제대로 이루어질 수 없게 된다. 따라서, 본 발명은 카토마이저 본체(220)에서 단자(270)가 설치되는 면의 형상(도 4에서 보인 면)과, 카토마이저 본체(220)에서 단자(270)가 설치되지 않은 면의 형상(도 3에서 보인 면)을 서로 다르게 형성하고, 하우징 내부의 카토마이저 장착 공간 내부의 형상도 그에 대응하도록 구성한다. 일례로, 도 3에 보인 것처럼 단자(270)가 설치되지 않은 카토마이저 본체 (220)의 면에는 양 쪽에 돌출레일(224)를 형성하고, 도 4에 보인 것처럼 단자(270)가 설치된 카토마이저 본체(220)의 면에는 이를 설치하지 않고 평편하게 형성하면서, 하우징 내부의 카토마이저 장착 공간 내부를 그에 대응하도록 구성할 수 있다. 이렇게 함으로써, 사용자가 카토마이저(200)의 방향을 바꾸어 장착하려는 경우에는 하우징 내부의 카토마이저 장착 공간 내부로 카토마이저(200)가 끼워질 수 없게 된다. 이는 도 3 및 도 4의 방향(이를 설명 편의를 위해 '앞뒤 방향'으로 함)을 기준으로만 설명한 것이지만, 카토마이저(200)가 대략 직육면체 형상인 까닭에 좌우 방향으로 뒤바뀌어 끼워질 가능성도 없어진다.
전기가열식 에어로졸 발생기(100) 내부에는 전술한 바와 같이 흡입부(110) 및 카토마이저(200) 측과, 배터리(180) 측 사이에 제어부(회로기판)(160, 170)가 제공되는데, 제어부(회로기판)은 필요에 따라 도면에 도시한 바와 같이 상부 및 하부로 나눠서 제공될 수 있거나 하나로 제공될 수도 있으며, 두 개 이상으로 제공될 수도 있다. 제어부(회로기판)(160, 170)는 보조가열부(112), 감압센서(150), 배터리(180), 카토마이저의 단자(270)과 전기적으로 연결되어, 이들이나 이들과 전기적으로 연결된 내부의 다른 구성부품들을 제어하고, 역시 충전 및 통신 단자(102)와도 전기적으로 연결될 수 있어서 배터리(180)를 충전하거나 전기가열식 에어로졸 발생기(100)와 외부 기기의 신호 송수신 내지는 통신에 이용될 수 있다. 다르게는 제어부(회로기판)(160, 170)가 무선 송수신/충전 모듈을 포함하여 이에 따른 기능을 수행할 수도 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전기가열식 에어로졸 발생기에 사용될 수 있는 카토마이저(200)를 일측에서 바라본 사시도 및 그의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 사시도 및 분해 사시도를 반대쪽에서 바라 본 모습이고, 도 5는 도 3 및 도 4에 따른 카토마이저(200)의 단면도이다.
카토마이저(200)는 크게 상부커버(210)와, 카토마이저 본체(220)와, 코일브라켓어셈블리(230)으로 구분된다. 이들은 후술하는 바와 같이 접착제를 사용하지 않고 결합된다.
카토마이저(200)는 전술한 바와 같이 액상을 저장하는 카트리지와, 액상으로부터 에어로졸을 발생시키는 무화기를 포함한다. 본 발명에서는 상부커버(210)와, 카토마이저 본체(220)가 카트리지에 해당하고, 그 아래에 결합되는 코일브라켓어셈블리(230)이 무화기에 대응할 수 있다.
도 1 및 도 2에 보인 흡입부(110)와 기류패스(140)은 카토마이저 본체(220) 내부에 제공되는 파이프(250)과 일직선상으로 연통한다. 파이프(250)은 카토마이저 본체(220)에 일체로 형성되며 카토마이저 본체(220) 중앙 내부로 일직선상으로 연장된다. 즉, 카토마이저(200)는, 파이프(250)가 중앙에 일체로 형성된 중공체 형상의 카토마이저 본체(220)와, 카토마이저 본체(220) 상부에 결합되는 상부 커버(210)와, 카토마이저 본체(220) 하부에 결합되는 는 코일브라켓어셈블리(230)로 이루어지고, 이들의 결합에 의해 카토마이저 본체(220) 내부이면서 파이프(250) 바깥에 액상 저장부(300)가 형성된다. 코일브라켓어셈블리(230)에는 후술하는 바와 같이 심지(290) 및 코일히터(280)와 이를 지지하는 구조물(240) 등이 제공된다.
카토마이저 본체(220) 상단부에는 액상주입구(226)와, 이를 개폐할 수 있는 가스켓(228)이 제공되며, 카토마이저 본체(220) 상단 테두리에는 상부커버 체결후크(222)가 제공된다. 결과적으로 조립된 카토마이저 본체(220) 내부의 액상저장부(300) 내로 액상주입구(226)를 통해 액상을 주입하고 가스켓(228)을 통해 액상주입구(226)을 막은 뒤에 상부커버(310)를 카토마이저 본체(220) 상단부에 결합하면 복수개의 상부커버 체결후크(222)가 그에 대응하도록 상부커버(210)에 형성된 상부커버 홀(214)에 끼워져 들어가면서 체결되는 구성을 갖는다. 이렇게 함으로써 별도의 접착제를 사용하지 않으면서 액상주입구(226)를 폐쇄하는 것이 가능해진다. 사용시에 액상은 에어로졸로 바뀌어 사용자가 흡입하게 되므로 이들의 결합에서 접착제의 사용은 지양되어야 한다.
이러한 구성은 또 다른 장점을 갖는데, 상부커버 체결후크(222)와 상부커버 홀(214) 사이의 결합이 해제가 불가능하게 이루어지지 않는 경우에는, 사용자가 필요한 경우 이를 해제하여 상부커버(210)을 분리하고 가스켓(228)을 분리한 뒤에 액상을 재충전하는 것도 가능하다. 물론 제조자의 선택에 따라 이러한 작업이 쉽게 이루어지도록 혹은 쉽게 이루어지지 않도록 결합 강도를 조정하거나 해당 부품의 강도를 조정할 수 있다. 즉 제조자가 이러한 재충전이나 다른 용도로의 이용을 원하지 않는다면 상부커버 체결후크(222)의 결합강도를 강하게 하여 쉽게 분리되지 않게 하거나 이를 분리시키려 할 때 파손되어 재사용이 않되게 하는 것도 가능할 것이고, 매우 정교한 도구를 사용하징 않고는 분리 재결합이 쉽지 않도록 조정하는 등의 방법도 있을 수 있다. 이상의 설명에서 말하고자 하는 것은 액상주입구(226), 가스켓(228), 상부커버(210)를 접착제를 사용하지 않고 결합시킬 수 있다는 것이다.
상부커버(210)에 카토마이저 접촉연결부(212)가 제공된다는 점은 전술하였고, 카토마이저 접촉연결부(212)는 전술한 바와 같이 탄성연결부(144)와 접촉하면서 카토마이저 본체(220) 내부에 연장되도록 제공되는 파이프(250)가 기류패스(140)과 누출없이 연통되도록 한다.
도 3 내지 도 5에는 무화기로 기능하는 코일브라켓어셈블리(230)의 세부 구성이 나타나 있다. 코일브라켓어셈블리(230)은 패킹(231)과, 구조물(240)과, 심지(290), 코일히터(280)과, 단자(270) 및 하부커버(260)를 포함한다. 이들은 액상을 머금게 되는 심지(290)와 코일히터(280)를 카토마이저본체(220)에 적절하게 결합하면서 액상이 외부로 누출되지 않고 에어로졸로 형성될 수 있도록 기능한다.
도 5에 보인 바와 같이 코일브라켓어셈블리(230)이 카토마이저본체(220)에 결합된 상태에서 심지(290)의 상하부에 에어로졸 발생공간(252)가 형성되고 이 공간은 카토마이저본체(220)의 중앙에 연장되는 파이프(250) 내부의 공간과 직접 연통된다. 즉 심지(290)에 머금은 액상이 코일히터(280)의 저항 가열에 의해 에어로졸 형성공간(252) 내에서 에어로졸로 바뀌어 파이프(250) 내부를 통해 전술한 기류패스(140)과, 흡입부(110)와, 흡입매개체(10)를 통해 사용자가 흡입할 수 있게 된다. 도 1 내지 도 5의 구성으로부터 분명한 바와 같이, 흡입매개체(10), 흡입부(110), 기류패스(140), 파이프(250), 에어로졸 발생공간(252)이 중력방향, 즉 아래 방향으로 배치되므로 사용자가 손에 쥐고 흡입매개체(10)를 통해 에어로졸을 흡입하는 경우, 에어로졸 발생공간(252)에서 발생한 에어로졸을 흡입하는데 큰 어려움이 없게 된다. 에어로졸의 흡입 저항을 최소화하기 위하여 후술하는 바와 같이 구조물(240)에는 구조물 홀(246)이, 하부커버(260)에는 하부커버 홀(264)가 제공되고 이들이 에어로졸 발생공간(252)와 연통된다. 물론 하우징(102) 또는 제2뚜껑(190)에 이러한 패스와 연통할 수 있는 적절한 홀이 제공되어 외부 공간과 이상과 같은 일련의 패스가 연통되도록 한다. 일례로 제2뚜껑(190)의 하부커버 홀(264)에 대응하는 위치에 홀이 제공될 수도 있고, 다른 일례로 도 2에 보인 바와 같이 제2뚜껑(190)이 닫힌 후에 카토마이저(200)의 하부커버(260) 하면과 제2뚜껑(190) 사이에 소정 공간이 제공될 수 있으므로 하우징의 측면(도 2를 기준으로는 전면 혹은 배면쪽으로)에 위 소정 공간과 연통할 수 있는 홀이 제공되어도 된다.
더불어 후술하는 바와 같이 액상저장부(300)는 파이프(250) 바깥이면서 카토마이저본체(220) 안쪽에 제공되어 에어로졸이 흐르는 패스와는 격리되도록 저장되므로, 에어로졸의 흡입과정에서 액상저장부(300)에 저장된 액상이 에어로졸의 흡입 과정에서 흡입되는 문제는 없게 된다. 액상저장부(300)에 저장된 액상 역시 중력 방향, 즉 아래 방향으로 후술하는 액상공급구(236)를 통해 심지(290)와 접하게 되고, 사용자의 사용상태에서는 불가피하게 전기가열식 에어로졸 발생기(100)를 중력방향이나 이에 가깝게 위치시켜야 하므로 액상저장부(300)에 저장된 액상의 마지막 양까지 사용할 수 있게 된다.
패킹(231)은 코일브라켓어셈블리(230)을 카토마이저본체(220)에 결합한 후에, 액상이 누출을 막고 사용시에 액상와 에어로졸이 섞이는 것을 막는 기능을 한다. 구체적으로는 측면패킹(232)과, 중앙패킹(234)과, 액상공급구(236), 패킹리브(238)를 포함하는데, 우선 측면패킹(232)의 외면에 복수 줄로 형성된 패킹리브(238)가 패킹(231)이 카토마이저본체(220)에 결합될 때, 액상이 흘러나오는 것을 막게 되고, 중앙패킹(234)는 파이프(250)의 외주부를 둘러싸면서 심지(290)에서 코일히터(280)가 설치된 영역과 그렇지 않은 영역을 경계지음으로써 결과적으로 심지(290) 상부에 형성되는 에어로졸 발생공간(252)를 정의하고 에어로졸 발생공간(252)를 액상저장부(300) 및 그 안에 저장된 액상으로 격리하는 역할을 한다(도 5 참조). 패킹(231)은 억지 끼움에 의해 카토마이저본체(220)에 결합되는데, 이에 따라 카토마이저(200)를 제작함에 있어서 접착제를 사용하지 않아서 액상이 접착제 등의 화학성분에 오염될 가능성을 없애준다.
패킹(231)에 구조물(240)이 결합되는데, 구조물(240)은 심지(290)를 지지하기 위한 심지지지부(242)를 포함하고, 그 위에 심지(290)이 얹어지고 심지(290) 위에는 전술한 중앙패킹(234)가 얹어진다. 심지지지부(242)는 구조물(240)로부터 양측에 돌출 형성되므로 심지는 구조물(240)의 바닥면으로부터 이격되고 심지(290)와 구조물(240) 바닥면 사이에는 소정 공간이 형성되어 전술한 에어로졸 발생공간(252)로 기능한다. 구조물(240)의 바닥면에는 전술한 구조물 홀(246)이 제공되어 전술한 바와 같이 에어로졸 발생공간(252)가 외부로 연통되게 한다. 액상공급구(236)을 통해 액상이 심지에 접촉하게 되고 액상은 심지에 머금어진다.
심지(290)에는 전기저항 가열을 이루기 위해 코일히터(280)가 감겨져 있다. 코일히터(280)는 코일연장부(286)에 의해 연장되며 코일연장부(286)은 적절한 방법으로 단자(270)에 전기적으로 연결된다. 적절한 방법이라 함은 단순히 코일연장부(286)가 판스프링 형태인 단자(270)의 특정 부분에 얹어지는 것이나 단자(270)의 특정 부분 아래에 놓이게 되는 것을 포함한다. 다르게는 단자(270)에 적절한 형태의 끼움부를 형성하고 코일연장부(286)이 거기에 끼워질 수도 있고, 납땜 등의 방법을 사용할 수 있다. 후술하는 바와 같이 단자(270)와 코일연장부(286)는 하부커버(260)을 결합하면서 함께 결합되므로 이들을 전기적으로 연결하는 것, 즉 서로 접촉하게 하는 것은 크게 어렵지 않을 것이고 이러한 전기적 연결이 사용 중에도 계속 유지될 수 있도록 하는 것 역시 크게 어렵지 않을 것이다.
도 3 및 도 4에 나타난 것처럼 코일연장부(286)은 직각으로 두 번 꺽어져 있으며, 단자(270)은 그에 상응하도록 직각으로 두 번 꺽어져 있으므로 코일연장부(286)의 꺽어진 아래 부분이 단자(270)의 아래 부분 위에 얹어지고, 단자(270)의 저면이 후술하는 하부커버의 지지리브(262)에 의해 맞닿으면서 코일브라켓어셈블리가 조립되는 경우, 코일연장부(286)의 '∪'자 부분이 단자(270)의 '∪'자 부분 위에 얹어진채로 상하 방향에서 압박하는 형태가 될 것이므로, 양자 간의 견고한 전기적 연결을 이룰 수 있게 된다.
구조물(240)의 일측에는 구조물 결합돌기(244)가 제공되어 구조물(240)이 패킹(231)에 결합될 때, 패킹(231)에 형성된 패킹 결합홀(248)에 끼워진다. 이로써 패킹(231)과 구조물(240)의 견고한 결합이 가능해진다.
하부커버(260)에는 구조물(240)의 외면을 감쌀 수 있는 하부커버 테두리(266)과, 판스프핑 형태의 단자(270)의 저면을 지지하는 지지리브(262)와, 전술한 구조물 홀(246)과 연통하는 하부커버 홀(264)이 제공된다. 지지리브(262)의 존재 때문에 판스프링 형태의 단자(270)이 얹어지더라도 하부커버(260)의 바닥면으로부터 소정 공간이 형성되며 그 공간이 구조물 홀(246)을 통해 전술한 에어로졸 발생공간(262)와 연통하고 다시금 하부커버 홀(264)와 연통하게 된다.
도 3 및 도 4에 보인 바와 같이 하부커버(260)의 양 측면에는 각각 2개씩의 하부커버 결합돌기(268)이 제공되어 코일브라켓어셈블리(230)이 카토마이저본체(220)와 결합할 때, 카토마이저본체(220)에 형성된 본체 결합홀(269)에 끼워져서 이들간의 견고한 결합을 담보한다. 도면에서 확인할 수 있는 것처럼 본체 결합홀(269)는 하부커버 결합돌기(268)의 끼워지는 위치와 개수로 형성된다. 이와 같이, 카토마이저(200)의 결합에 있어서 일체의 접착제의 사용이 없으며, 여러 구성부품들이 억지 끼움과 돌기/홀 결합에 의해서만 이루어지므로 사용자가 흡입하게 되는 에어로졸의 원료인 액상을 저장하고 에어로졸을 발생시키는 카토마이저의 안전성을 제고할 수 있다.
도 4에 보인 카토마이저본체(220)의 면에는 단자지지부(272)와 단자홀(274)가 제공된다. 코일브라켓어셈블리(230)을 카토마이저본체(220)에 결합하는 경우, 판스프링형태의 단자(270)의 꺽여진 끝단부가 단자지지부(272)를 타고 미끄러지다가 단자홀(274) 내로 들어가고, 동시에 전술한 하부커버 결합돌기(268)가 본체 결합홀(269)에 끼워짐으로써 카토마이저본체(220)과 코일브라켓어셈블리(230)의 결합이 견고하게 이루어질 수 있다.
단자지지부(272)는 단자(270)을 지지하며 전술한 바와 같이 카토마이저(200)를 하우징 내부의 카토마이저 장착 공간 내부로 밀어 넣어서 장착할 때, 단자(270)가 하우징 내부의 카토마이저 장착 공간의 대응하는 위치의 단자(도시되지 않음)에 전기적으로 연결된다. 이와 관련하여 카토마이저본체(220)에서 단자가 설치되는 면과 그렇지 않은 면을 다르게 형성하는 이유에 대해서는 전술한 바와 같다.
10: 흡입매개체
100: 전기가열식 에어로졸 발생기 102: 하우징
110: 흡입부 112: 보조가열부
120: 제1뚜껑 130: 기류패스 통공
140: 기류패스 142: 접촉연통부
144: 탄성연결부 150: 감압센서
160, 170: 제어부 (회로기판) 180: 배터리
190: 제2뚜껑 192: 제2뚜껑 후크수단
194: 카토마이저 탄성수단 200: 카토마이저
210: 상부커버 212: 카토마이저 접촉연결부
220: 카토마이저 본체 222: 상부커버 체결후크
224: 돌출레일 226: 액상주입구
228: 가스켓 230: 코일브라켓어셈블리
231: 패킹 232: 측면패킹
234: 중앙패킹 236: 액상공급구
238: 패킹리브 240: 구조물
242: 심지지지부 244: 구조물 결합돌기
246: 구조물 홀 248: 패킹 결합홀
250: 파이프 252: 에어로졸 발생공간
260: 하부커버 262: 지지리브
264: 하부커버 홀 266: 하부커버 테두리
268: 하부커버 결합돌기 269: 본체 결합홀
270: 단자 272: 단자지지부
274: 단자홀 280: 코일히터
286: 코일연장부 290: 심지
300: 액상저장부

Claims (15)

  1. 손으로 파지 가능한 크기의 하우징으로, 상하 방향으로 길게 연장된 중공 형상이며, 적어도 상단부 일부를 개폐할 수 있는 제1뚜껑과, 적어도 하단부 일부를 개폐할 수 있는 제2뚜껑을 포함하는 하우징과,
    하우징 내부의 일측 상부에 제공되어 제1뚜껑의 개방에 따라 외부로 노출될 수 있고 하우징 내부에서 독립적인 기류패스를 제공하는 흡입부와,
    제2뚜껑의 개방에 따라 하우징 내부의 일측 하부이면서 흡입부 아래에 착탈 가능하게 제공되며, 장착에 따라 기류패스와 연통하는 파이프가 그 내부에 제공되는 카토마이저로, 액상 저장부와, 저장부로부터 액상을 공급받는 심지와, 심지의 둘레에 감겨져서 전기저항 가열에 의해 액상으로부터 에어로졸을 발생시키는 코일 히터와, 코일 히터와 전기적으로 연결되는 단자를 포함하는 카토마이저와,
    하우징 내부의 타측이면서 흡입부 및 카토마이저의 측면에 제공되는 배터리와,
    하우징 내부에, 흡입부 및 카토마이저 측과 배터리 측 사이에 제공되는 제어부로 이루어지는 전기가열식 에어로졸 발생기.
  2. 제1항에 있어서,
    흡입부는 기류패스를 제공하는 원통 형상인 것을 특징으로 하는 전기가열식 에어로졸 발생기.
  3. 제2항에 있어서,
    원통 형상의 기류패스 일측에, 사용자의 흡입 시에 음압을 감지할 수 있는 감압센서가 제공되고, 감압센서는 제어부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기가열식 에어로졸 발생기.
  4. 제1항에 있어서,
    카토마이저의 일측에만 단자가 제공되고, 카토마이저에서 단자가 제공된 면과 단자가 제공되지 않은 면의 단면 형상이 다르게 구성되고, 하우징 내부의 카토마이저 장착 공간이 카토마이저를 수용할 수 있도록 이에 대응하는 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전기가열식 에어로졸 발생기.
  5. 제4항에 있어서,
    단자가 제공된 면의 단면 형상은 평편한 형상이고 단자가 제공되지 않는 면의 단면 형상은 돌출레일 형상이고, 하우징 내부의 카토마이저 장착 공간이 카토마이저를 수용할 수 있도록 이에 대응하는 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전기가열식 에어로졸 발생기.
  6. 제5항에 있어서,
    제어부에는 카토마이저쪽으로 접촉단자를 포함하고, 카토마이저가 하우징 내에 장착시에 카토마이저의 단자가 접촉단자와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기가열식 에어로졸 발생기.
  7. 제6항에 있어서,
    단자는 하부 커버에 제공되는 절곡된 판스프링 형상으로, 카토마이저본체와 하부 커버의 결합될 때, 카토마이저본체에 형성된 홈에 탄성력에 의해 수용되는 것을 특징으로 하는 전기가열식 에어로졸 발생기.
  8. 제1항에 있어서,
    카토마이저가 탈착되는 하우징 내부 공간에는 카토마이저의 장착에 따라 압축되는 탄성수단과, 탄성수단에 반하여 카토마이저를 하우징 내부의 장착 위치에 고정시키는 후크수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기가열식 에어로졸 발생기.
  9. 제8항에 있어서,
    하우징 내부의 카토마이저 장착 공간내에서, 탄성수단은 흡입부 쪽인 상부에 위치하고 후크수단은 제2뚜껑 쪽인 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 전기가열식 에어로졸 발생기.
  10. 제9항에 있어서,
    제2뚜껑의 개방에 따라 후크수단도 함께 해제되어, 카토마이저를 탄성수단의 탄성력에 의해 외부로 배출할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기가열식 에어로졸 발생기.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    흡입부의 기류패스와, 카토마이저의 파이프는 일직선상으로 연통하는 것을 특징으로 하는 전기가열식 에어로졸 발생기.
  12. 제10항에 있어서,
    코일 히터의 주변에는 에어로졸 발생 공간이 제공되고, 카토마이저의 파이프는 에어로졸 발생 공간과 일직선상으로 연통하는 것을 특징으로 하는 전기가열식 에어로졸 발생기.
  13. 제11항에 있어서,
    카토마이저는, 파이프가 중앙에 일체로 형성된 중공체 형상의 본체와, 본체 상부에 형성되는 상부 커버와, 본체 하부에 형성되는 코일브라켓어셈블리로 이루어지고, 이들의 결합에 의해 본체 내부이면서 파이프 바깥에 액상저장부가 형성되며, 코일브라켓어셈블리에는 심지 및 코일 히터를 지지하는 구조물이 제공되는 것을 특징으로 하는 전기가열식 에어로졸 발생기.
  14. 제13항에 있어서,
    코일브라켓어셈블리는 파이프 테두리와의 밀봉을 제공하는 중앙패킹과, 본체 내면과의 밀봉을 제공하는 측면패킹을 포함하고, 코일브라켓어셈블리를 본체에 강제 압입하여 결합함으로써, 액상저장부와 에어로졸 발생공간이 서로 분리되어 형성되고 에어로졸 발생공간이 파이프와 연통하는 것을 특징으로 하는 전기가열식 에어로졸 발생기.
  15. 제13항에 있어서,
    코일브라켓어셈블리의 하부 커버는 에어로졸 발생 공간과 연통하는 복수개의 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기가열식 에어로졸 발생기.
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