KR20130036585A - 에어로졸 흡입장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 흡입장치는, 카트리지 내에 수용된 용액을 전달받아 배터리로부터 전달되는 전원을 이용하여 용액을 가열하여 에어로졸(aerosol)로 무화시키는 무화기를 구비하는 에어로졸 흡입장치며, 무화기는, 내부 공간을 형성하며 착탈 가능한 결합 구조를 갖는 발열체 홀더; 발열체 홀더의 내부에 배치되어 카트리지로부터 공급된 용액이 흡수되어 저장되는 용액 흡수부; 및 용액 흡수부의 적어도 일측에 배치되도록 발열체 홀더에 결합 가능하며, 용액 흡수부의 용액을 가열하여 무화시키는 판 형상의 면상 발열체;를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 용액 흡수부에 흡수된 용액을 면상 발열체에 의해 효율적으로 가열할 수 있어 사용자가 만족을 느낄 수 있는 충분한 에어로졸을 발생시킬 수 있다.

Description

에어로졸 흡입장치{Apparatus to inhale aerosol}
에어로졸 흡입장치가 개시된다. 보다 상세하게는, 용액 흡수부에 흡수된 용액을 면상 발열체에 의해 효율적으로 가열할 수 있어 사용자가 만족을 느낄 수 있는 충분한 에어로졸을 발생시킬 수 있는 에어로졸 흡입장치가 개시된다.
최근 전기 발열 방식을 이용하여 니코틴 용액과 같은 용액을 증기화하여 에어로졸을 흡입하는 에어로졸 흡입장치들이 개발되었으며, 실제로 다수의 사람들이 이를 통해 흡연하고 있으며, 그 수는 증가하는 추세이다.
부연 설명하면, 이러한 에어로졸 흡입장치는 농축액이 함유된 액체를 증기(에어로졸)로 무화시키는 분무장치로서, 전원을 공급하는 배터리, 액체를 가열하여 기화시키는 무화부, 액체를 수용하고 있는 액체저장 카트리지, 카트리지에 인접해서 설치되어 있는 마우스피스로 구성될 수 있다.
그런데, 종래의 용액을 증기화하여 에어로졸을 흡입하는 에어로졸 흡입장치에 있어서는, 무화부에 구비되는 발열체로서 니크롬선이 적용되었는데 이러한 니크롬선의 경우 공정 효율성이 좋지 않아 충분한 에어로졸을 발생시킬 수 없었고, 또한 니크롬선의 발열 특성으로 인해 탄 맛이 느껴질 뿐만 아니라 니크롬선의 구조적 특징으로 인해 내구성 및 소재의 안정성이 좋지 않고, 또한 교체가 용이하지 않다는 단점이 있다.
이에, 우수한 내구성을 구비하면서도 발열 결과 충분한 에어로졸을 발생시킬 수 있으며 아울러 교체 작업 등을 용이하게 수행할 수 있는 새로운 구조의 무화부를 구비한 에어로졸 흡입장치의 개발이 요구된다.
본 발명의 실시예에 따른 목적은, 용액 흡수부에 흡수된 용액을 면상 발열체에 의해 효율적으로 가열할 수 있어 사용자가 만족을 느낄 수 있는 충분한 에어로졸을 발생시킬 수 있는 에어로졸 흡입장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 간단한 구조를 가질 뿐만 아니라 조립 및 분리가 용이하여 면상 발열체 또는 용액 흡수부와 같은 구성의 교체 과정을 순조롭게 수행할 수 있는 에어로졸 흡입장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 종래의 니크롬선과 같은 구조가 아니라 면상 발열체가 용액 흡수부와 면 접촉되는 구조로 마련되어 우수한 내구성을 구현할 수 있으며, 중금속 재질이 적용되지 않아 에어로졸의 안전성을 확보할 수 있는 에어로졸 흡입장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 흡입장치는, 카트리지 내에 수용된 용액을 전달받아 배터리로부터 전달되는 전원을 이용하여 상기 용액을 가열하여 에어로졸(aerosol)로 무화시키는 무화기를 구비하는 에어로졸 흡입장치며, 상기 무화기는, 내부 공간을 형성하며 착탈 가능한 결합 구조를 갖는 발열체 홀더; 상기 발열체 홀더의 내부에 배치되어 상기 카트리지로부터 공급된 상기 용액이 흡수되어 저장되는 용액 흡수부; 및 상기 용액 흡수부의 적어도 일측에 배치되도록 상기 발열체 홀더에 결합 가능하며, 상기 용액 흡수부의 상기 용액을 가열하여 무화시키는 판 형상의 면상 발열체;를 포함할 수 있으며, 이러한 구성에 의해서, 용액 흡수부에 흡수된 용액을 면상 발열체에 의해 효율적으로 가열할 수 있어 사용자가 만족을 느낄 수 있는 충분한 에어로졸을 발생시킬 수 있다.
상기 면상 발열체는 상기 발열체 홀더 내에서 적어도 한 쌍 구비되어 상기 용액 흡수부의 용액을 무화시키도록 배치될 수 있다.
상기 면상 발열체는 상기 발열체 홀더 내에서 상기 용액 흡수부의 양측에 대칭되도록 한 쌍 배치되며, 상기 발열체 홀더는, 상기 용액 흡수부가 내장되는 제1 홀더; 및 상기 제1 홀더의 양측에 배치되며, 각각의 내부 공간에 상기 용액 흡수부와 면 접촉하는 상기 면상 발열체가 배치되는 한 쌍의 제2 홀더를 포함하며, 상기 제1 홀더 및 상기 한 쌍의 제2 홀더는 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
상기 제1 홀더는 중앙 부분에 비해 양측 부분의 외경이 작은 형상을 가지며, 상기 제2 홀더는 상기 제1 홀더의 양측 부분의 외경에 대응하는 내경을 구비하며, 상기 제1 홀더와 상기 제2 홀더의 결합 시 상기 제1 홀더와 상기 제2 홀더의 사이에 상기 면상 결합체가 배치되어 지지될 수 있다.
상기 면상 발열체는, 상기 발열체 홀더의 내부 공간에 대응되는 형상으로 마련되는 판 형상의 기판; 상기 기판의 일면에 결합되며 전원 공급 시 상기 용액 흡수부의 상기 용액을 무화시키기 위한 열을 발생시키는 가열소재; 및 상기 가열소재와 연결되도록 상기 기판 상에 마련되어 상기 가열소재에 상기 배터리로부터의 전원을 인가하는 전극을 포함하며, 상기 가열소재가 상기 용액 흡수부를 향하도록 상기 면상 발열체는 상기 제2 홀더 내에 배치될 수 있다.
상기 면상 발열체는, 상기 가열소재가 상기 용액 흡수부에 흡수된 상기 용액에 노출되는 것을 저지하도록 상기 가열소재의 외면을 덮는 인슐레이터(insulator)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 홀더에는 상기 면상 발열체의 상기 전극과 전기적으로 접촉되어 상기 배터리로부터의 전원을 상기 전극으로 인가하도록 하는 전원 연결부재가 구비될 수 있다.
상기 면상 발열체의 가열에 의해 발생되는 상기 에어로졸이 상기 발열체 홀더로부터 배출될 수 있도록 상기 기판의 외주연에는 상기 에어로졸이 통과하는 적어도 하나의 에어로졸 통과 유로가 구비될 수 있다.
상기 적어도 하나의 에어로졸 통과 유로는 상기 기판의 외주연을 둘레를 따라 일정 간격으로 구비되는 복수 개의 에어로졸 통과 유로일 수 있다.
상기 카트리지로부터 상기 발열체 홀더, 상기 면상 발열체를 거쳐 상기 용액 흡수부로 상기 용액이 이동할 수 있도록 상기 카트리지와 연결되는 상기 발열체 홀더의 일부분, 상기 면상 발열체 및 상기 용액 흡수부는 중앙 영역이 관통 형성될 수 있다.
상기 발열체 홀더는 내부의 중공 형상이 정사각 형상의 단면을 갖도록 마련되며, 정사각 형상으로 배치되는 총 4개의 상기 면상 발열체가 상기 발열체 홀더 내에 구비될 수 있다.
상기 발열체 홀더는 중공의 원통 형상으로 마련되며, 길이 방향을 따라 상기 면상 발열체 한 쌍이 삽입 결합되도록 상호 나란한 한 쌍의 절개홈이 절개 형성되며, 상기 용액 흡수부는 상기 면상 발열체에 의해 구획된 상기 발열체 홀더의 내부 공간에 결합될 수 있다.
상기 발열체 홀더는 세라믹, 탄소섬유, 금속, 플라스틱 중 어느 하나의 내열성 소재로 마련되고, 상기 기판은 세라믹, 유리, 스테인리스 스틸 중 어느 하나로 마련될 수 있다.
상기 배터리로부터 상기 무화기로의 전원 인가를 제어하는 제어부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 면상 발열체 중 선택된 면상 발열체에 한해 상기 배터리로부터의 전원 인가를 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 흡입장치의 무화기는, 내부 공간을 형성하는 발열체 홀더; 상기 발열체 홀더의 내부 공간에 배치되어 상기 카트리지로부터 공급된 상기 용액이 흡수되어 저장되는 용액 흡수부; 및 상기 용액 흡수부가 내측에 배치될 수 있도록 상기 발열체 홀더의 내부 공간에 배치되며, 상기 용액 흡수부의 상기 용액을 가열하여 무화시키는 발열체;를 포함할 수 있으며, 이러한 구성에 의해서, 용액 흡수부에 흡수된 용액을 발열체에 의해 효율적으로 가열할 수 있어 사용자가 만족을 느낄 수 있는 충분한 에어로졸을 발생시킬 수 있다.
상기 발열체는 상기 용액 흡수부의 외경에 대응되는 내경을 갖고 상기 발열체 홀더의 내경에 대응되는 외경을 갖는 중공의 원통 형상으로 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 용액 흡수부에 흡수된 용액을 면상 발열체에 의해 효율적으로 가열할 수 있어 사용자가 만족을 느낄 수 있는 충분한 에어로졸을 발생시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 간단한 구조를 가질 뿐만 아니라 조립 및 분리가 용이하여 면상 발열체 또는 용액 흡수부와 같은 구성의 교체 과정을 순조롭게 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 종래의 니크롬선과 같은 구조가 아니라 면상 발열체가 용액 흡수부와 면 접촉되는 구조로 마련되어 우수한 내구성을 구현할 수 있으며, 중금속 재질이 적용되지 않아 에어로졸의 안전성을 확보할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 에어로졸 흡입장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 1b는 도 1a의 일부 내부 구성에 의해 무화가 일어나는 과정에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 2a는 도 1a에서 카트리지와 무화기의 배치 구조가 바뀐 에어로졸 흡입장치를 도시한 도면이고, 도 2b는 도 2a의 일부 내부 구성에 의해 무화가 일어나는 과정에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1a에 도시된 에어로졸 흡입장치의 무화기의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 결합 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 면상 발열체를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 면상 발열체에 에어로졸 통과 유로 및 중앙홀이 형성된 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 에어로졸 흡입장치의 무화기의 개략적인 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 에어로졸 흡입장치의 무화기의 개략적인 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 에어로졸 흡입장치의 무화기의 개략적인 사시도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 에어로졸 흡입장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 1b는 도 1a의 일부 내부 구성에 의해 무화가 일어나는 과정에 대해 설명하기 위한 도면이다.
이들 도면에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 흡입장치(100)는, 배터리를 갖는 본체(110)와, 무화기(150)와, 카트리지(120) 그리고 마우스피스(130)를 포함한다.
먼저, 본 실시예의 본체(110)는, 도시하지는 않았지만, 그 내부 공간에 배터리가 장착되고 그 선단부에는 발광 다이오드가 구비될 수 있으며, 그리고 그 내부 공간에는 전자칩이 장착되는 회로 기판, 즉 본 실시예의 제어부가 장착되고, 흡입을 감지하는 감지 스위치 등이 장착될 수 있다. 여기서, 배터리는 재충전이 가능한 리튬 폴리머 또는 리튬 이온 전지가 사용될 수 있다.
이러한 구성에 의해서, 사용자가 흡연을 하면 감지 스위치 및 버튼 등이 이를 감지하고, 감지 정보에 기초하여 배터리는 발광 다이오드를 점등시키거나 또는 후술할 무화기(150)를 구동시켜 카트리지(120) 내에 저장된 용액이 무화될 수 있도록 한다. 후술하겠지만, 제어부의 제어에 의해 배터리의 전원이 무화기(150)에 전달되어 전원 인가량 등에 비례하여 무화기(150)로부터 열이 발생되고 발생된 열에 의해 용액이 무화되어 에어로졸(101)이 발생될 수 있다.
한편 본 실시예의 카트리지(120)는 내부 수용 공간에 용액을 담고 있는 부분으로서, 수용된 용액은 소정의 유로를 따라 무화기(150) 내로 공급될 수 있다. 여기서, 카트리지(120)에는 니코틴 용액과 같이 니코틴이 함유된 용액이 수용될 수 있을 뿐만 아니라 물과 같은 용액 또는 향이 함유된 향액 등이 수용될 수 있음은 당연하다.
그리고, 마우스피스(130)는, 사람이 직접 입을 대고 흡입을 하는 구성으로서, 도 1a 에 도시된 것처럼 카트리지(120)의 후단부에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 후술할 무화기(150)의 구동에 의해 용액이 무화되어 발생되는 에어로졸(101)은 카트리지(120)에 형성된 유로를 지난 후 마우스피스(130)를 통해 사용자가 흡입할 수 있다.
한편, 도 2a 및 도 2b에 도시된 것처럼, 무화기(150a)와 카트리지(120a)의 위치를 변경하여 에어로졸 흡입장치(100a)를 구성할 수도 있다.
도 2a는 도 1a에서 카트리지와 무화기의 배치 구조가 바뀐 에어로졸 흡입장치를 도시한 도면이고, 도 2b는 도 2a의 일부 내부 구성에 의해 무화가 일어나는 과정에 대해 설명하기 위한 도면이다.
이들 도면에 도시된 것처럼, 용액을 수용한 카트리지(120a)는 본체(110a)와 무화기(150a)의 사이에 배치될 수 있으며, 카트리지(120a)로부터 무화기(150a)로 바로 용액이 공급될 수 있다.
한편, 전술한 것처럼, 본 실시예의 에어로졸 흡입장치(100, 100a)는 카트리지(120, 120a) 내에 저장된 용액의 무화를 위해 무화기(150, 150a)를 구비하는데, 전술한 예들 중 도 1a 및 도 1b에 도시된 에어로졸 흡입장치의 무화기(150) 구성에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 도 1a에 도시된 에어로졸 흡입장치의 무화기의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 결합 사시도이며, 도 5는 도 3에 도시된 면상 발열체를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 면상 발열체에 에어로졸 통과 유로 및 중앙홀이 형성된 상태를 도시한 도면이다.
이들 도면에 도시된 것처럼, 본 실시예의 무화기(150)는, 내부 공간을 형성하는 발열체 홀더(130)와, 발열체 홀더(160)의 내부에 배치되어 카트리지(120)로부터 공급되는 용액이 흡수되어 저장되는 용액 흡수부(170)와, 발열체 홀더(160) 내에서 용액 흡수부(170)의 양측에 배치되며, 용액 흡수부(170)에 흡수된 용액을 가열하여 에어로졸(101, 도 1a 참조)로 무화시키는 한 쌍의 면상 발열체(180)를 포함할 수 있다. 여기서 면상 발열체(180)는 용액 흡수부(170)에 실질적으로 면 대응할 수 있도록 개략적인 원판 형상으로 마련되어 용액 흡수부(170)의 전 영역을 가열할 수 있는 구조를 갖는다.
이러한 구성에 의해서, 무화기(150)의 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 용액 흡수부(170)로의 열전달 효율이 높아 사용자가 만족할 수 있는 충분한 에어로졸(10)을 발생시킬 수 있고, 아울러 조립 및 분리 가능한 구조를 가짐으로써 교체 과정 역시 용이하게 수행할 수 있다.
각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저, 본 실시예의 발열체 홀더(160)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 에어로졸 흡입장치(100)의 길이 방향으로 중공 형상을 가지며 내부 공간에 용액 흡수부(170)가 배치되는 제1 홀더(161)와, 제1 홀더(161)의 양측에 착탈 가능하게 결합되며 각각의 내부 공간에 제1 홀더(161)에 배치되는 용액 흡수부(170)와 면 대응하는 면상 발열체(180)가 배치되는 한 쌍의 제2 홀더(165)를 포함할 수 있다.
제1 홀더(161)는, 도 3에 도시된 것처럼, 제2 홀더(165) 방향으로 연통되며, 그 내부에는 용액 흡수부(170)가 배치되는데, 용액 흡수부(170)와 내부 공간의 형상은 실질적으로 대응한다. 즉, 제1 홀더(161)에 형성되는 중공 형상의 내부 공간과 대응되는 용액 흡수부(170)가 제1 홀더(161) 내에 배치되며, 따라서 제1 홀더(161)에 대해 용액 흡수부(170)가 견고히 위치할 수 있다.
제2 홀더(165)는, 제1 홀더(161)의 양측에 결합되는 부분으로 내측 공간에는 면상 발열체(180)가 배치될 수 있다. 다만, 제1 홀더(161)의 외부로 면상 발열체(180)가 이탈되지 않도록 제2 홀더(165)의 내측에는 면상 발열체(180)가 지지되는 지지턱(166)이 마련되어 제2 홀더(165) 내에서 면상 발열체(180)가 견고하게 지지될 수 있다. 제2 홀더(165)의 내경은 면상 발열체(180)의 외경과 실질적으로 대응되며 따라서 제1 홀더(161) 및 제2 홀더(165)의 결합 시 발열체 홀더(160) 내에서 면상 발열체(180)는 그 위치를 견고하게 유지할 수 있다.
한편, 이러한 제2 홀더(165)는 전술한 본체 및 카트리지와 결합될 수 있다. 도 1b 및 도 3을 참조하면, 제2 홀더(165) 중 좌측에 있는 제2 홀더(165, 도 3 참조)는 본 실시예의 경우 본체(110)와 착탈 가능하게 결합되도록 결합홀(167)이 형성되어 있고, 우측에 있는 제2 홀더(165)는 개재물을 사이에 두고 카트리지(120)와 결합되도록 결합홀(168)이 형성되어 있다.
이러한 결합 구조에 의해, 교체 또는 유지보수가 필요한 경우 본체(110) 및 카트리지(120)로부터 본 실시예의 무화기(150)를 용이하게 분리할 수 있다.
제1 홀더(161) 및 제2 홀더(165) 역시 착탈 가능한 결합 구조를 갖는다. 따라서 발열체 홀더(160) 내에 배치되는 용액 흡수부(170) 또는 면상 발열체(180)의 교체가 요구되는 경우 분리를 용이하게 할 수 있는 교체 작업을 쉽게 할 수 있다.
이 때, 제1 홀더(161) 및 제2 홀더(165)의 결합 구조로 스크루 구조가 적용될 수 있다. 도 3을 참조하면, 제1 홀더(161)는 중앙 부분에 비해 양측 부분의 외경이 작게 마련되고, 제2 홀더(165)는 제1 홀더(161)의 양측 부분의 외경에 대응되도록 내경이 마련될 수 있는데, 여기서 제1 홀더(161)의 양측 부분에 수나사(미도시)가 형성되고 제2 홀더(165)의 내측 부분에 암나사(미도시)가 형성되어 제1 홀더(161) 및 제2 홀더(165)는 스크루 결합될 수 있다.
다만, 제1 홀더(161) 및 제2 홀더(165)의 결합 구조가 이에 한정되는 것은 아니며, 착탈 가능한 구조라면 다른 방법이 적용될 수 있음은 당연하다.
전술한 제1 홀더(161) 및 제2 홀더(165)는 예를 들면 세라믹, 탄소섬유, 금속, 플라스틱 등의 내열성 소재로 제조될 수 있다. 따라서 제1 홀더(161) 및 제2 홀더(165) 내에서 면상 발열체(180)에 의해 열이 발생하더라도 제1 홀더(161) 및 제2 홀더(165)는 내열성으로 인해 과하게 가열되지 않으며, 따라서 사용자가 열에 의해 다치는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 실시예의 용액 흡수부(170)는, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 제1 홀더(161)의 내측에 마련되어 카트리지(120)로부터 공급되는 용액을 흡수한다. 이러한 용액 흡수부(170)는, 용액을 잘 흡수할 수 있도록 흡수율이 좋은 금속발포체 또는 내열성 섬유소재로 제조될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
용액 흡수부(170)는 카트리지(120)로부터 용액이 잘 공급될 수 있도록 에어로졸 흡입장치(100)의 길이 방향을 따라 관통되는 흡수홀(171)이 형성되어 카트리지(120)로부터 공급된 용액이 용액 흡수부(170)의 중앙 부분에서부터 반경 방향으로 퍼지며 흡수될 수 있다.
한편, 본 실시예의 면상 발열체(180)는, 용액 흡수부(170)의 양측에서 용액 흡수부(170)에 열을 균일하게 전달함으로써 용액 흡수부(170)의 무화 효율을 향상시킬 수 있으며 따라서 충분한 에어로졸(101)을 발생시킬 수 있어 사용자의 흡연 만족도를 향상시킬 수 있다.
그 구성에 대해 설명하면, 본 실시예의 면상 발열체(180)는, 도 3 내지 도 6에 도시된 것처럼, 제2 홀더(165)의 내부 공간에 대응되는 형상으로 마련되는 판 형상의 기판(181)과, 기판(181)의 일면에 결합되며 배터리로부터 전원 공급 시 열을 발생시키는 가열소재(182)와, 가열소재(182)와 연결되도록 기판(181) 상에 마련되어 가열소재(182)에 전원을 인가하는 한 쌍의 전극(183)과, 가열소재(182)가 용액 흡수부(170)의 용액에 노출되는 것을 저지하도록 가열소재(182)의 외면을 덮는 인슐레이터(184, 도 3에는 도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
본 실시예의 기판(181)은 원판 형상으로 마련되는데, 세라믹, 유리, 스테인리스 스틸과 같은 재질로 제작될 수 있다. 이러한 기판(181)에는 열을 발생시키는 판 형상의 가열소재(182)가 장착된다. 그리고, 가열소재(182)에는 가열소재(182)로 전원을 인가하는 한 쌍의 전극(183)이 마련되어 배터리로부터 가열소재(182)로 전원이 공급될 수 있다.
부연 설명하면, 도 4에 도시된 것처럼, 제1 홀더(161) 및 제2 홀더(165)가 결합되는 경우, 배터리와 전기적으로 연결되는 제1 홀더(165)의 전원 연결부재(163)와 면상 발열체(180)의 전극이 상호 접촉되며, 이로 인해 전술한 제어부에 의해 배터리로부터 무화기(150)로의 전원 인가가 허용되는 경우 배터리로부터 전원 연결부재(163), 전극(183)을 거쳐 가열소재(182)로 전원이 인가되어 가열소재(182)로부터 용액 흡수부(170)로 열이 공급될 수 있다.
여기서, 제어부는 한 쌍의 면상 발열체(180)의 발열 정도를 제어할 수 있을 뿐만 아니라 선택된 면상 발열체(180)만을 발열시킬 수 있어 용액 흡수부(170)에 대한 열전달 정도를 달리 할 수 있으며, 따라서 용액 흡수부(170)의 용액의 무화를 조절함으로써 사용자에게 전달되는 에어로졸의 양을 조절할 수도 있다.
또한, 본 실시예의 인슐레이터(184)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 가열소재(182)를 덮음으로써 가열소재(182)와 용액 흡수부(170)가 직접적으로 접촉되는 것을 저지할 수 있다. 따라서, 용액에 의해 가열소재(182)가 손상되는 것을 저지할 수 있어 가열소재(182)의 사용 주기를 연장할 수 있는 장점이 있다.
이처럼, 면상 발열체(180)의 가열소재(182)는 용액 흡수부(170)의 전 영역에 대해 열전달을 함으로써 종래와 같이 열손실이 발생되는 것을 저지할 수 있어 용액 흡수부(170)의 전 영역에 걸쳐 무화를 유도할 수 있으며, 따라서 충분한 에어로졸을 발생시킬 수 있어 사용자는 흡연 만족도를 향상시킬 수 있다.
한편, 면상 발열체(180)는 기본적으로 도 5와 같은 형상을 갖지만, 용액의 공급 및 발생된 에어로졸(101)의 배출을 위해 기판 및 면상 발열체(180)를 다른 형상으로 변형시킬 수 있다.
예를 들면, 본 실시예의 경우, 도 3을 기준으로 왼쪽의 면상 발열체(180)는 본체(110) 방향을 향하기 때문에 이 면상 발열체(180)는 도 5의 형상(도 3의 왼쪽 면상 발열체(180) 형상)을 가져야 하지만, 우측의 면상 발열체(180)는 카트리지(120)와 연결되고 또한 발생된 에어로졸(101)을 배출해야 하기 때문에 도 6의 형상(도 3의 오른쪽 면상 발열체(180) 형상)으로 마련될 수 있다.
즉, 기판(181) 및 면상 발열체(180)의 중앙 영역에는 카트리지(120)로부터 용액이 유입되어 용액 흡수부(170)에 제공될 수 있도록 이동홀(185)이 형성되며, 기판(181)의 외주연에는 발생되는 에어로졸(101)이 통과하는 복수 개의 에어로졸 통과 유로(186)가 형성될 수 있다.
여기서, 복수 개의 에어로졸 통과 유로(186)는, 도 6에 도시된 것처럼, 전극(183)이 장착되는 기판(181)의 외주연을 제외하고는 기판(181)의 둘레 방향을 따라 규칙적으로 형성되며, 이로 인해 에어로졸(101)은 규칙적으로 형성된 복수 개의 에어로졸 통과 유로(186)를 관통하여 카트리지(120)에 형성된 유로(미도시) 및 마우스피스(130)를 통과하여 사용자에게 제공될 수 있다.
한편, 가령 도 2a의 에어로졸 흡입장치(100a)와 같이 무화기(150a)의 선단부에 용액을 공급하는 카트리지(120a)가 결합되고 무화기(150a)의 후단부에 마우스피스(130a)가 결합되는 경우 면상 발열체(180)의 형상은 달라질 수 있다.
카트리지(120a)를 향하는 면상 발열체(180)의 경우, 카트리지(120)로부터 용액이 공급되어야 하므로 기판(181) 및 가열소재(182)의 중앙에 이동홀(185)이 형성될 수 있으며(단, 에어로졸 통과 유로는 미형성됨), 마우스피스(130a)를 향하는 면상 발열체(180)의 경우 마우스피스(130a)를 향하여 발생된 에어로졸(101a)을 배출해야 하므로 기판(181)의 외주연을 따라 규칙적인 에어로졸 통과 유로(186)가 형성될 수 있다(단, 이동홀은 형성될 수도 있고 미형성될 수도 있음).
이처럼, 면상 발열체는 에어로졸 흡입장치(100)에 있어서 무화기(150)의 배치 구조 등에 따라 그 가공 형상이 약간 달라질 수 있으나, 이러한 면상 발열체(180)의 가공은 용이하게 할 수 있어 적용이 용이하다는 장점이 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 용액 흡수부(170)에 흡수된 용액을 면상 발열체(180)에 의해 효율적으로 가열할 수 있어 사용자가 만족을 느낄 수 있는 충분한 에어로졸(101)을 발생시킬 수 있고, 아울러, 무화기(150)가 간단한 구조를 가질 뿐만 아니라 조립 및 분리가 용이하여 면상 발열체(180) 또는 용액 흡수부(170)와 같은 구성의 교체 과정을 순조롭게 수행할 수 있는 장점이 있다.
또한, 종래의 니크롬선과 같은 구조가 아니라 면상 발열체(180)가 판 형상으로 마련되어 우수한 내구성을 구현할 수 있으며, 중금속 재질이 적용되지 않아 흡입의 안전성을 확보할 수 있는 장점도 있다.
한편, 이하에서는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 에어로졸 흡입장치의 무화기에 대해 상술하되, 전술한 제1 실시예의 무화기와 실질적으로 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 에어로졸 흡입장치의 무화기의 개략적인 사시도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 무화기(250)는, 전술한 제1 실시예의 무화기(160, 도 3 참조)와는 달리 각각이 직사각 형상을 갖는 총 4개의 면상 발열체(280)가 발열체 홀더(260) 내에 정사각 형상을 갖도록 구비되며, 따라서 발열체 홀더(260) 역시 면상 발열체(280)의 결합을 위해 정사각 형상의 단면을 갖는 중공의 내부 공간을 구비한다. 그리고, 이러한 면상 발열체(280)들의 내측에 용액이 흡수되어 저장되는 용액 흡수부(270)가 배치된다.
따라서, 용액을 흡수하고 있는 용액 흡수부(270)의 네 면에서 면상 발열체(280)의 가열이 이루어지기 때문에 용액 흡수부(270)로의 열전달 효율이 높아 사용자가 만족할 수 있는 에어로졸을 발생시킬 수 있고, 아울러 조립 및 분리 가능한 구조를 가짐으로써 교체 과정 역시 용이하게 수행할 수 있다.
다만, 여기서 총 4개의 면상 발열체(280)는 선택적으로 가열될 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이, 제어부의 제어에 의해 선택된 면상 발열체(280)만이 가열될 수 있으며, 따라서 에어로졸 발생량을 조절할 수도 있다.
한편, 이하에서는, 본 발명의 제3 실시예에 따른 에어로졸 흡입장치의 무화기에 대해 상술하되, 전술한 실시예들의 무화기와 실질적으로 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 에어로졸 흡입장치의 무화기의 개략적인 사시도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 무화기(350)는 중공의 원통 형상으로 마련되는 내부 공간을 갖는 발열체 홀더(360)를 구비한다. 이러한 발열체 홀더(360)에는 길이 방향을 따라 한 쌍의 절개홈(361)이 상호 나란하게 절개 형성되고, 이러한 한 쌍의 절개홈(361)에 한 쌍의 면상 발열체(380)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
이러한 발열체 홀더(360)에 한 쌍의 면상 발열체(380)가 결합되어 발열체 홀더(360)의 내부 공간은 총 3개의 공간으로 구획될 수 있는데, 이러한 공간들에 카트리지(320)로부터 용액을 흡수하는 용액 흡수부(370)가 내장될 수 있다. 따라서 면상 발열체(380)가 가열되는 경우 용액 흡수부(370)에 열전달이 효율적으로 이루어져 높아 사용자가 만족할 수 있는 에어로졸을 발생시킬 수 있으며, 아울러 조립 및 분리 가능한 구조를 가짐으로써 교체 과정 역시 용이하게 수행할 수 있다.
한편, 이하에서는, 본 발명의 제4 실시예에 따른 에어로졸 흡입장치의 무화기에 대해 상술하되, 전술한 실시예들의 무화기와 실질적으로 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 에어로졸 흡입장치의 무화기의 개략적인 사시도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 에어로졸 흡입장치의 무화기(450)는, 전술한 실시예들의 면상 발열체(180, 280, 380)와는 다른 중공의 원통 형상을 갖는 발열체(480)를 포함한다. 이러한 발열체(480)는, 발열체 홀더(460)의 내경에 대응되는 외경을 갖고 용액 흡수부(470)의 내경에 대응하는 내경을 갖도록 중공의 원통 형상으로 마련될 수 있다. 따라서, 발열체 홀더(460)에 발열체(480)가 결합되고, 또 그 내부에 원통 형상의 용액 흡수부(470)가 결합될 수 있다.
이러한 구성에 의해서, 용액 흡수부(470)의 전 외면과 발열체(480)가 면 접촉하여 발열체(480)로부터 용액 흡수부(470)로의 열전달이 효율적으로 이루어질 수 있으며, 따라서 사용자가 만족할 수 있는 에어로졸을 충분히 발생시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 에어로졸 흡입장치 110 : 본체
120 : 카트리지 130 : 마우스피스
150 : 무화기 160 : 발열체 홀더
161 : 제1 홀더 165 : 제2 홀더
170 : 용액 흡수부 180 : 면상 발열체
181 : 기판 182 : 가열소재
183 : 전극 184 : 인슐레이터
186 : 에어로졸 통과 유로

Claims (16)

  1. 카트리지 내에 수용된 용액을 전달받아 배터리로부터 전달되는 전원을 이용하여 상기 용액을 가열하여 에어로졸(aerosol)로 무화시키는 무화기를 구비하는 에어로졸 흡입장치에 있어서,
    상기 무화기는,
    내부 공간을 형성하며 착탈 가능한 결합 구조를 갖는 발열체 홀더;
    상기 발열체 홀더의 내부에 배치되어 상기 카트리지로부터 공급된 상기 용액이 흡수되어 저장되는 용액 흡수부; 및
    상기 용액 흡수부의 적어도 일측에 배치되도록 상기 발열체 홀더에 결합 가능하며, 상기 용액 흡수부의 상기 용액을 가열하여 무화시키는 판 형상의 면상 발열체;
    를 포함하는 에어로졸 흡입장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 면상 발열체는 상기 발열체 홀더 내에서 적어도 한 쌍 구비되어 상기 용액 흡수부의 용액을 무화시키도록 배치되는 에어로졸 흡입장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 면상 발열체는 상기 발열체 홀더 내에서 상기 용액 흡수부의 양측에 대칭되도록 한 쌍 배치되며,
    상기 발열체 홀더는,
    상기 용액 흡수부가 내장되는 제1 홀더; 및
    상기 제1 홀더의 양측에 배치되며, 각각의 내부 공간에 상기 용액 흡수부와 면 접촉하는 상기 면상 발열체가 배치되는 한 쌍의 제2 홀더를 포함하며,
    상기 제1 홀더 및 상기 한 쌍의 제2 홀더는 착탈 가능하게 결합되는 에어로졸 흡입장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 홀더는 중앙 부분에 비해 양측 부분의 외경이 작은 형상을 가지며, 상기 제2 홀더는 상기 제1 홀더의 양측 부분의 외경에 대응하는 내경을 구비하며,
    상기 제1 홀더와 상기 제2 홀더의 결합 시 상기 제1 홀더와 상기 제2 홀더의 사이에 상기 면상 결합체가 배치되어 지지되는 에어로졸 흡입장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 면상 발열체는,
    상기 발열체 홀더의 내부 공간에 대응되는 형상으로 마련되는 판 형상의 기판;
    상기 기판의 일면에 결합되며 전원 공급 시 상기 용액 흡수부의 상기 용액을 무화시키기 위한 열을 발생시키는 가열소재; 및
    상기 가열소재와 연결되도록 상기 기판 상에 마련되어 상기 가열소재에 상기 배터리로부터의 전원을 인가하는 전극을 포함하며,
    상기 가열소재가 상기 용액 흡수부를 향하도록 상기 면상 발열체는 상기 제2 홀더 내에 배치되는 에어로졸 흡입장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 면상 발열체는,
    상기 가열소재가 상기 용액 흡수부에 흡수된 상기 용액에 노출되는 것을 저지하도록 상기 가열소재의 외면을 덮는 인슐레이터(insulator)를 더 포함하는 에어로졸 흡입장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 홀더에는 상기 면상 발열체의 상기 전극과 전기적으로 접촉되어 상기 배터리로부터의 전원을 상기 전극으로 인가하도록 하는 전원 연결부재가 구비되는 에어로졸 흡입장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 면상 발열체의 가열에 의해 발생되는 상기 에어로졸이 상기 발열체 홀더로부터 배출될 수 있도록 상기 기판의 외주연에는 상기 에어로졸이 통과하는 적어도 하나의 에어로졸 통과 유로가 구비 가능한 에어로졸 흡입장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 에어로졸 통과 유로는 상기 기판의 외주연을 둘레를 따라 일정 간격으로 구비되는 복수 개의 에어로졸 통과 유로인 에어로졸 흡입장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지로부터 상기 발열체 홀더, 상기 면상 발열체를 거쳐 상기 용액 흡수부로 상기 용액이 이동할 수 있도록 상기 카트리지와 연결되는 상기 발열체 홀더의 일부분, 상기 면상 발열체 및 상기 용액 흡수부는 중앙 영역이 관통 형성되는 에어로졸 흡입장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 발열체 홀더는 내부의 중공 형상이 정사각 형상의 단면을 갖도록 마련되며, 정사각 형상으로 배치되는 총 4개의 상기 면상 발열체가 상기 발열체 홀더 내에 구비되는 에어로졸 흡입장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 발열체 홀더는 중공의 원통 형상으로 마련되며, 길이 방향을 따라 상기 면상 발열체 한 쌍이 삽입 결합되도록 상호 나란한 한 쌍의 절개홈이 절개 형성되며,
    상기 용액 흡수부는 상기 면상 발열체에 의해 구획된 상기 발열체 홀더의 내부 공간에 결합되는 에어로졸 흡입장치.

  13. 제5항에 있어서,
    상기 발열체 홀더는 세라믹, 탄소섬유, 금속, 플라스틱을 포함하는 내열성 소재 중 어느 하나로 마련되고,
    상기 기판은 세라믹, 유리, 스테인리스 스틸 중 어느 하나로 마련되는 에어로졸 흡입장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 배터리로부터 상기 무화기로의 전원 인가를 제어하는 제어부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 면상 발열체 중 선택된 면상 발열체에 한해 상기 배터리로부터의 전원 인가를 제어하는 에어로졸 흡입장치.
  15. 카트리지 내에 수용된 용액을 전달받아 배터리로부터 전달되는 전원을 이용하여 상기 용액을 가열하여 에어로졸(aerosol)로 무화시키는 무화기를 구비하는 에어로졸 흡입장치에 있어서,
    상기 무화기는,
    내부 공간을 형성하는 발열체 홀더;
    상기 발열체 홀더의 내부 공간에 배치되어 상기 카트리지로부터 공급된 상기 용액이 흡수되어 저장되는 용액 흡수부; 및
    상기 용액 흡수부가 내측에 배치될 수 있도록 상기 발열체 홀더의 내부 공간에 배치되며, 상기 용액 흡수부의 상기 용액을 가열하여 무화시키는 발열체;를 포함하는 에어로졸 흡입장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 발열체는 상기 용액 흡수부의 외경에 대응되는 내경을 갖고 상기 발열체 홀더의 내경에 대응되는 외경을 갖는 중공의 원통 형상으로 마련되는 에어로졸 흡입장치.
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