KR20210068711A - 액상 선택형 카트리지 및 액상 선택형 에어로졸 발생장치 - Google Patents

액상 선택형 카트리지 및 액상 선택형 에어로졸 발생장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액상 선택형 카트리지 및 액상 선택형 에어로졸 발생장치에 관한 것이다.
본 발명은 액상을 저장하며 서로 격리된 복수의 액상 저장부; 각 액상 저장부에 결합되는 복수의 액상 공급 장치;를 포함하며, 각 액상 공급 장치는, 액상 저장부로부터 액상의 출구로 액상 유로를 만드는 노즐, 노즐의 출구에 설치되는 액상 누출 방지부 및 액상이 액상 누출 방지부를 통과하도록 액상 누출 방지부 측으로 액상을 밀어내는 유동 발생기를 포함하며, 복수의 액상 공급 장치의 선택적 작동에 의해 공급되는 액상을 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 액상 선택형 카트리지를 제공한다.

Description

액상 선택형 카트리지 및 액상 선택형 에어로졸 발생장치{LIQUID SWITCHABLE CARTRIGE AND LIQUID SWITCHABLE AEROSOL GENERATOR}
본 발명은 액상 선택형 카트리지 및 액상 선택형 에어로졸 발생장치에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 액상 카트리지를 이용하는 미세입자 발생장치의 사시도이다.
종래 기술에 따른 미세입자 발생장치는, 배터리(미도시), 제어 회로(미도시) 등이 구비된 본체(3)의 상부와, 액상을 저장하는 액상 저장 탱크와 액상 저장 탱크로부터 액상을 공급받아 액상을 무화시키는 무화기가 구비되는 카트리지(1)를 구비한다. 본체(3)의 상부에 카트리지(1)가 교체식으로 탈부착되며, 본체(3)로부터 전력을 공급받아 액상을 가열하여 미세입자를 발생한다.
도 2는 종래 기술에 따른 액상 카트리지의 분해도, 도 3 종래 기술에 따른 액상 카트리지의 단면도이다.
카트리지는 액상을 저장하는 액상 저장 하우징(3001), 액상 저장 하우징(3001) 내에 설치되며 액상 저장 공간과 무화 공간을 구획하는 엘라스토머 캡 (3011), 엘라스토머 캡(3011) 하부에 설치되는 액상 저장 하우징(3001)의 일 단부에 설치되는 심지/코일 조립체(3002), 심지/코일 조립체(3002)를 고정하는 심지 하우징(3005), 엘라스토머 캡(3011)과 액상 저장 공간을 관통하는 캐뉼라(3009), 캐뉼라(3009)를 통과한 미세입자를 흡입하기 위해 탱크로부터 분리 된 마우스 피스(3017)와 마우스 피스(3017) 내에 설치되어 액적을 흡수하는 하나 이상의 흡수성 패드 (3019)를 포함한다.
심지/코일 조립체(3002)의 코일과 연결되며, 본체로부터 전력을 전달받기 위한 접촉 단자(3007)가 한 쌍 구비된다. 접촉 단자(3007)는 액상 저장 하우징(3001)을 관통하여, 일부는 하우징(3001) 밖으로 노출되며 나머지는 하우징(3001) 내에 위치한다.
또한 카트리지가 본체에 결합되기 전 하우징(3001) 외부로 노출된 접촉 단자(3007)를 보호하고, 액상이 누출되는 것을 방지하기 위해 커버(3015)가 하우징(3001)의 하부에 결합될 수 있다.
엘라스토머 캡(3011) 하부에 심지/코일 조립체(3002)가 설치되면, 하우징(3001) 하부에 형성된 기공(3020)을 통해 공기가 유입되어 심지/코일 조립체(3002)에서 액상을 무화시켜 형성된 미세입자와 함께 캐뉼라(3009)를 통해 흡입한다. 이러한 카트리지는 심지/코일 조립체(3002), 캐뉼라(3009), 액상 저장 하우징(3001)을 구비하는 카트리지의 경우, 액상 교체 및 충전이 쉽고, 카트리지 교체 시 가열부는 교체할 필요가 없다는 장점이 있다.
액상에는 바닐린(vaniline)이나 멘솔(menthol) 등의 가향 성분이 추가되기도 한다. 이는 에어로졸 발생장치를 통해 액상을 무화할 때 구강 내의 텁텁함, 불쾌함을 줄이기 위해 향미를 가진 성분이다.
그런데, 액상 저장부에 가향 성분 액상, 일반 액상을 번갈아 가며 사용할 경우 향이 섞여 맛과 향의 변화가 일어날 수 있다. 맛 변화가 일어날 경우, 사용자가 의도한 맛,향을 낼 수 없어 불쾌감이 증가하며, 액상을 바꿀 경우 액상 저장부를 청소해야하는 번거로움이 있었다.
미국특허등록 US10045568B2
본 발명은 액상 저장부에서 가열부로 액상을 공급할 때 액상을 선택적으로 공급할 수 있는 액상 공급장치를 구비하여, 복수의 액상 중 공급되는 액상을 선택할 수 있는 액상 선택형 카트리지 및 액상 선택형 에어로졸 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 액상을 저장하며 서로 격리된 복수의 액상 저장부; 각 액상 저장부에 결합되는 복수의 액상 공급 장치;를 포함하며, 각 액상 공급 장치는, 액상 저장부로부터 액상의 출구로 액상 유로를 만드는 노즐, 노즐의 출구에 설치되는 액상 누출 방지부 및 액상이 액상 누출 방지부를 통과하도록 액상 누출 방지부 측으로 액상을 밀어내는 유동 발생기를 포함하며, 복수의 액상 공급 장치의 선택적 작동에 의해 공급되는 액상을 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 액상 선택형 카트리지를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 유동 발생기는 노즐 상부에 설치되는 진동판 및 진동판에 부착되어 진동판을 진동시키는 압전소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 선택형 카트리지를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 유동 발생기는 노즐 상부에 설치되는 발열소자이며, 발열소자의 가열에 의해 액상에 발생한 기포에 의해 액상이 가압되어 액상 누출 방지부를 통과하는 것을 특징으로 하는 액상 선택형 카트리지를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 유동 발생기는 노즐 상부에 설치되는 열전소자이며, 발열소자의 가열에 의해 액상에 발생한 기포에 의해 액상이 가압되어 액상 누출 방지부를 통과하는 것을 특징으로 하는 액상 선택형 카트리지를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 유동 발생기는, 솔레노이드와 솔레노이드에 의해 작동되는 피스톤을 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 선택형 카트리지를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 카트리지를 관통하는 기류관; 및 액상 공급 장치의 하부에 결합되며, 전기 신호에 의해 액상을 가열하는 가열부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 선택형 카트리지를 제공한다.
본 발명은 복수의 액상 공급 장치; 액상 공급 장치의 하부에 결합되며, 전기 신호에 의해 액상을 가열하는 가열부; 가열부로 전원을 인가하는 배터리; 가열부 및 액상 공급 장치를 제어하는 제어 기판;을 포함하며, 복수의 액상 공급 장치 중 어느 하나를 선택적으로 작동하여, 액상을 선택적으로 가열부로 공급하는 것을 특징으로 하는 액상 선택형 에어로졸 발생장치를 제공한다.
본 발명이 제공하는 액상 선택형 카트리지 및 액상 선택형 에어로졸 발생장치는 복수의 서로 다른 액상 저장부로부터 공급되는 액상을 선택할 수 있어, 맛과 향의 변화 없이 서로 다른 액상을 사용할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 액상 카트리지를 이용하는 미세입자 발생장치의 사시도,
도 2는 종래 기술에 따른 액상 카트리지의 분해도,
도 3 종래 기술에 따른 액상 카트리지의 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액상 공급 장치를 구비하는 미세입자 발생장치를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액상 공급 장치의 단면도,
도 6는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액상 공급 장치의 작동 모습을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액상 공급 장치의 단면도,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액상 공급 장치의 작동 모습을 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액상 공급 장치의 단면도,
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액상 공급 장치의 작동 모습을 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액상 공급 장치의 단면도,
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 액상 공급 장치의 작동 모습을 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액상 선택형 카트리지 발생장치의 일 예이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미세입자 발생장치는, 본체(100), 한 쌍의 액상 저장부(202, 204), 가열부(300) 및 한 쌍의 액상 공급 장치(402, 404)를 포함한다. 본체(100)는 배터리(미도시)나 제어 기판(미도시) 등의 부품이 설치된다. 본체(100)의 상부에는 가열부(300)가 설치되며, 가열부(300)는 일반적으로 액상을 머금을 수 있는 실리카윅이나 솜 등의 심지(320) 상에 발열선(310)이 권선된 형태이다.
한 쌍의 액상 저장부(202, 204)는 액상을 저장하고 있으며, 액상 저장부(202, 204)에 저장된 액상은 액상 공급 장치(402, 404)에 의해 선택적으로 가열부(300)로 공급된다.
액상 공급 장치(402, 404)는 액상 저장부(202, 204)로부터 가열부(300)로 액상이 지나가는 통로인 노즐(410)과, 노즐(410)의 출구에 설치된 액상 누출 방지부(420), 액상이 액상 누출 방지부(420)를 통과하도록 액상 누출 방지부 측으로 액상을 밀어내는 유동 발생기(430)를 포함한다.
가열부(300)에서 액상이 가열되어 발생하는 에어로졸은 액상 카트리지를 관통하는 기류관(210)을 통해 흘러나오게 된다. 기류관(210)은 액상 저장부(202, 204)를 관통하여 가열부(300) 내로 연결되어 있다.
이때, 액상 저장부(202, 204)는 서로 다른 맛과 향, 서로 다른 성분 함량의 액상이 저장되어 있으며, 액상 공급 장치(402, 404)의 선택적 작동에 의해 어떤 액상 저장부(202, 204)로부터 가열부(300) 측으로 공급되는 액상이 선택될 수 있다.
이때, 교체 가능한 액상 카트리지는 액상 저장부(202, 204)만으로 이루질 수도 있고, 액상 저장부(202, 204)와 액상 공급 장치(402, 404)가 결합된 형태일 수도 있으며, 한 쌍의 액상 저장부(202, 204)와 한 쌍의 액상 공급 장치(402, 404)와 가열부(300)가 결합된 형태일 수도 있다.
이 경우 에어로졸 발생장치는, 본체(100), 가열부(300) 및 한 쌍의 액상 공급 장치(400)가 결합되어, 액상 저장부(202, 204)로만 이루어진 액상 카트리지가 탈부착될 수 있다. 또한 다른 형태로, 본체(100)와 가열부(300)만 결합된 형태로, 액상 저장부(202, 204)에 액상 공급 장치(402, 404)가 결합된 액상 카트리지가 탈부착될 수 있다. 이때, 본체(100)와 가열부(300)를 모듈화하여, 본체(100)에 선택적으로 탈착 가능하도록 구성할 수도 있다. 또는 본체(100)만 형성된 형태일 수도 있으며, 이때는 한 쌍의 액상 저장부(202, 204)와 한 쌍의 액상 공급 장치(402, 404)에 하나의 가열부(300)가 결합된 액상 카트리지가 탈부착될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액상 공급 장치의 단면도, 도 6는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액상 공급 장치의 작동 모습을 도시한 도면이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 액상 공급 장치는, 앞서 설명한 바와 같이 노즐(410), 액상 누출 방지부(420) 및 유동 발생기(430a)를 포함한다. 액상 노출 방지부(420)는 에어로졸 발생장치가 작동중이 아닐 때, 액상이 가열부 측으로 전달되는 것을 방지하기 위한 것으로, 밸브나 탄성을 가지며 작은 천공이 형성된 박막 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서 유동 발생기(430a)는 진동판(432a)과 진동판(432a)에 부착된 압전 소자(434a)를 포함한다. 압전 소자(434a)가 전기적 신호에 의해 운동하면 진동판(432a)이 그에 따라 진동하면서 노즐(410) 내의 액상에 유동을 발생시킨다. 따라서 액상은 진동판(432a)이 미는 힘에 의해 액상 누출 방지부(420)를 통과하여 가열부(300)로 공급된다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액상 공급 장치의 단면도, 도 8는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액상 공급 장치의 작동 모습을 도시한 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 액상 공급 장치는, 앞서 설명한 바와 같이 노즐(410), 액상 누출 방지부(420) 및 유동 발생기(430b)를 포함한다. 액상 노출 방지부(420)는 에어로졸 발생장치가 작동중이 아닐 때, 액상이 가열부 측으로 전달되는 것을 방지하기 위한 것으로, 밸브나 탄성을 가지며 작은 천공이 형성된 박막 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에서 유동 발생기(430b)는 히터와 같은 발열소자이다. 프린터의 잉크젯과 유사한 방식으로, 발열소자의 발열에 의해 기포가 발생하는 원리를 이용하여 액상을 가열부 측으로 분사하는 방식이다. 발열소자의 발열에 의해 공기 방울이 점점 커지면서 액상을 노즐(410)의 출구 측으로 밀어냄으로써, 액상이 액상 누출 방지부(420)를 통과하여 가열부(300)로 공급된다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액상 공급 장치의 단면도, 도 10는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액상 공급 장치의 작동 모습을 도시한 도면이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 액상 공급 장치는, 앞서 설명한 바와 같이 노즐(410), 액상 누출 방지부(420) 및 유동 발생기(430c)를 포함한다. 액상 노출 방지부(420)는 에어로졸 발생장치가 작동중이 아닐 때, 액상이 가열부 측으로 전달되는 것을 방지하기 위한 것으로, 밸브나 탄성을 가지며 작은 천공이 형성된 박막 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에서 유동 발생기(430c)는 열전소자이다. 버블젯 방식으로, 노즐 내에 공기 방울이 존재한다. 열전소자로 가열 시 공기 방울이 팽창하는 것을 이용한 것으로, 공기 방울의 압력에 의해 액상을 가열부 측으로 분사하는 방식이다. 열전소자의 발열에 의해 공기 방울이 점점 커지면서 액상을 노즐(410)의 출구 측으로 밀어냄으로써, 액상이 액상 누출 방지부(420)를 통과하여 가열부로 공급된다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액상 공급 장치의 단면도, 도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 액상 공급 장치의 작동 모습을 도시한 도면이다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 액상 공급 장치는, 앞서 설명한 바와 같이 노즐(410), 액상 누출 방지부(420) 및 유동 발생기(430d)를 포함한다. 액상 노출 방지부(420)는 에어로졸 발생장치가 작동중이 아닐 때, 액상이 가열부 측으로 전달되는 것을 방지하기 위한 것으로, 밸브나 탄성을 가지며 작은 천공이 형성된 박막 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 제4 실시예에서 유동 발생기(430d)는 솔레노이드(434d)와 솔레노이드(434d)에 의해 작동하는 피스톤(432d)을 포함한다.
솔레노이드(434d)의 작동에 의해 피스톤(432d)이 하강하게 되면, 그 압력에 의해 액상이 액상 누출 방지부(420)를 통과하여 가열부로 분사되는 방식이다.

Claims (7)

  1. 액상을 저장하며 서로 격리된 복수의 액상 저장부;
    각 액상 저장부에 결합되는 복수의 액상 공급 장치;를 포함하며,
    각 액상 공급 장치는, 액상 저장부로부터 액상의 출구로 액상 유로를 만드는 노즐, 노즐의 출구에 설치되는 액상 누출 방지부 및 액상이 액상 누출 방지부를 통과하도록 액상 누출 방지부 측으로 액상을 밀어내는 유동 발생기를 포함하며,
    복수의 액상 공급 장치의 선택적 작동에 의해 공급되는 액상을 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 액상 선택형 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    유동 발생기는 노즐 상부에 설치되는 진동판 및 진동판에 부착되어 진동판을 진동시키는 압전소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 선택형 카트리지.
  3. 제1항에 있어서,
    유동 발생기는 노즐 상부에 설치되는 발열소자이며, 발열소자의 가열에 의해 액상에 발생한 기포에 의해 액상이 가압되어 액상 누출 방지부를 통과하는 것을 특징으로 하는 액상 선택형 카트리지.
  4. 제1항에 있어서,
    유동 발생기는 노즐 상부에 설치되는 열전소자이며, 발열소자의 가열에 의해 액상에 발생한 기포에 의해 액상이 가압되어 액상 누출 방지부를 통과하는 것을 특징으로 하는 액상 선택형 카트리지.
  5. 제1항에 있어서,
    유동 발생기는, 솔레노이드와 솔레노이드에 의해 작동되는 피스톤을 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 선택형 카트리지.
  6. 제1항에 있어서,
    카트리지를 관통하는 기류관; 및
    액상 공급 장치의 하부에 결합되며, 전기 신호에 의해 액상을 가열하는 가열부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 선택형 카트리지.
  7. 복수의 액상 공급 장치;
    액상 공급 장치의 하부에 결합되며, 전기 신호에 의해 액상을 가열하는 가열부;
    가열부로 전원을 인가하는 배터리;
    가열부 및 액상 공급 장치를 제어하는 제어 기판;을 포함하며,
    복수의 액상 공급 장치 중 어느 하나를 선택적으로 작동하여, 액상을 선택적으로 가열부로 공급하는 것을 특징으로 하는 액상 선택형 에어로졸 발생장치.
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US10045568B2 (en) 2013-12-23 2018-08-14 Juul Labs, Inc. Vaporization device systems and methods

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