KR20230056569A - 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치 Download PDF

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KR20230056569A
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heating coil
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ohm
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김태훈
박주언
정형진
한정호
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주식회사 케이티앤지
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Abstract

카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성장치가 개시된다. 본 개시의 카트리지는 액체를 저장하는 제1 챔버; 공기가 통과가능한 제2 챔버; 상기 제2 챔버의 일측으로부터 타측으로 길게 연장되고, 상기 제1 챔버로부터 액체를 공급받는 심지; 및 상기 심지를 가열하는 히팅코일을 포함하고, 상기 심지는, 실리카윅(silica wick)이며, 상기 히팅코일은, 1.0 옴 내지 1.3 옴의 전기저항을 가지는 카트리지를 포함할 수 있다.

Description

카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치{CARTRIDGE AND DEVICE FOR GENERATING AEROSOL WITH THE SAME}
본 개시는 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성장치에 관한 것이다.
에어로졸 생성장치는 에어로졸을 통해 매질 또는 물질로부터 일정 성분을 추출하기 위한 것이다. 매질은 다양한 성분의 물질을 포함할 수 있다. 매질에 포함되는 물질은 다양한 성분의 향미 물질일 수 있다. 예를 들면, 매질에 포함되는 물질은 니코틴 성분, 허브 성분 및/또는 커피 성분 등을 포함할 수 있다. 최근, 이러한 에어로졸 생성장치에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다.
본 개시는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
또 다른 목적은 퍼핑에 대한 사용자의 만족도를 개선하는 것일 수 있다.
또 다른 목적은 과도한 전력 소모를 줄이는 것일 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 측면에 따르면, 액체를 저장하는 제1 챔버; 공기가 통과가능한 제2 챔버; 상기 제2 챔버의 일측으로부터 타측으로 길게 연장되고, 상기 제1 챔버로부터 액체를 공급받는 심지; 및 상기 심지를 가열하는 히팅코일을 포함하고, 상기 심지는, 실리카윅(silica wick)이며, 상기 히팅코일은, 1.0 옴 내지 1.3 옴의 전기저항을 가지는 카트리지를 제공한다.
본 개시의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 퍼핑에 대한 사용자의 만족도가 개선될 수 있다.
본 개시의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 과도한 전력 소모가 줄어들 수 있다.
본 개시의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 개시의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 개시의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1 내지 도 9는 본 개시의 실시예들에 따른 에어로졸 생성장치의 예들을 도시한 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 에어로졸 생성장치(100)는, 배터리(10), 제어부(20), 히터(30) 및 카트리지(40) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 배터리(10), 제어부(20), 히터(30) 및 카트리지(40) 중 적어도 하나는 에어로졸 생성장치(100)의 바디(110) 내부에 배치될 수 있다.
바디(110)는 스틱(200)이 삽입 가능한 삽입공간(34)을 구비할 수 있다. 삽입공간(34)은 상측으로 개구될 수 있다. 삽입공간(34)은 상하방향으로 길게 연장된 원통 형상을 가질 수 있다. 히터(30)는 삽입공간(34)의 주변에 형성될 수 있다. 예를 들어, 히터(30)는 삽입공간(34)의 둘레를 둘러쌀 수 있다.
도 1을 참조하면, 배터리(10), 제어부(20), 카트리지(40) 및 히터(30)가 일렬로 배치될 수 있다. 도 2를 참조하면, 카트리지(40) 및 히터(30)가 서로 마주하도록 나란하게 배치될 수 있다. 에어로졸 생성장치(100)의 내부 구조는 도시된 것에 한정되지 않는다.
배터리(10)는, 제어부(20), 히터(30) 및 카트리지(40) 중 적어도 어느 하나가 동작하도록 전력을 공급할 수 있다. 배터리(10)는 에어로졸 생성장치(100)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어부(20)는 에어로졸 생성장치(100) 전반의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(20)는 배터리(10), 히터(30) 및 카트리지(40) 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(20)는 에어로졸 생성장치(100)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(20)는 에어로졸 생성장치(100)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성장치(100)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수 있다.
히터(30)는 배터리(10)로부터 공급된 전력에 의하여 발열될 수 있다. 히터(30)는 삽입공간(34)에 삽입된 스틱(200)을 가열할 수 있다.
카트리지(40)는 에어로졸을 생성할 수 있다. 카트리지(40)에서 생성된 에어로졸은, 에어로졸 생성장치(100)에 삽입된 스틱(200)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다.
스틱(200)의 하부는 삽입공간(34)에 삽입되고, 상부는 외부로 노출될 수 있다. 사용자는 스틱(200)의 상부를 입에 물고 공기를 흡입할 수 있다. 사용자가 스틱(200)을 통해 공기를 흡입하면, 공기는 카트리지(40)로 유입된 후, 에어로졸을 동반하고, 삽입공간(34) 및 삽입공간(34)에 삽입된 스틱(200)을 통과하여 사용자에게 제공될 수 있다.
도 3을 참조하면, 카트리지(40)는 제1 컨테이너(41) 및 제2 컨테이너(42)를 포함할 수 있다. 제2 컨테이너(42)는 제1 컨테이너(41)의 하측에 결합될 수 있다. 카트리지유입구(414)는 카트리지(40)의 일측이 개구되어 형성될 수 있다. 카트리지유입구(414)는 제1 컨테이너(41)의 상단이 개구되어 형성될 수 있다. 카트리지유입구(414)는 외부와 연통될 수 있다. 카트리지(40) 외부의 공기는, 카트리지유입구(414)를 통하여 카트리지(40)의 내부로 유입될 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 카트리지(40)는, 제1 컨테이너(41) 및 제2 컨테이너(42)를 포함할 수 있다. 제1 컨테이너(41)는 제2 컨테이너(42)의 상측에 결합될 수 있다. 플레이트(45)는 제1 컨테이너(41)와 제2 컨테이너(42)의 사이 또는 제1 컨테이너(41)와 프레임(43)의 사이에 결합될 수 있다.
제1 컨테이너(41)는 내부에 액체를 저장할 수 있는 제1 챔버(C1)를 구비할 수 있다. 제1 컨테이너(41)는 제1 챔버(C1)를 둘러싸며, 제1 챔버(C1)의 하부는 개구될 수 있다. 제1 챔버(C1)의 개구는 플레이트(45)에 의해 덮일 수 있다.
제1 컨테이너(41)는 공기가 통과하는 유입유로(412)를 구비할 수 있다. 제1 챔버(C1)와 유입유로(412)는 서로 격리(separated from)될 수 있다. 유입유로(412)는 제1 컨테이너(41)의 일측에 상하로 길게 연장될 수 있다. 제1 챔버(C1)와 유입유로(412)는 서로 나란하게 형성될 수 있다.
제1 컨테이너(41)는 카트리지유입구(411)를 구비할 수 있다. 카트리지유입구(411)는 제1 컨테이너(41)의 상부가 개구되어 형성되며, 유입유로(412)와 연통될 수 있다. 카트리지유입구(411)는 유입유로(412)의 상단과 연통될 수 있다. 유입유로(412)의 하단은 연결홀(451), 프레임유로(4310) 및 챔버유입구(431)와 연통될 수 있다.
제2 컨테이너(42)는 제1 컨테이너(41)의 하부에 결합될 수 있다. 제2 컨테이너(42)는 상부가 개구되고 하부가 덮힌 공간(424)을 구비할 수 있다. 프레임(43)은 제2 컨테이너(42)의 공간(424)의 내부에 수용될 수 있다.
제2 컨테이너(42)는 카트리지배출구(422)를 구비할 수 있다. 카트리지배출구(422)는 제2 컨테이너(42)의 일측 측부(lateral portion)에 형성될 수 있다. 카트리지배출구(422)는 제2 컨테이너(42)의 측부로부터 두께방향으로 돌출된 배출포트(423)의 내측에 형성될 수 있다. 카트리지배출구(422)는 제2 컨테이너(42)의 내부의 공간(424)과 연통될 수 있다.
프레임(43)은 제2 컨테이너(42) 내부의 공간(424)에 삽입되어 제2 컨테이너(42)와 결합될 수 있다. 제2 컨테이너(42)의 측벽으로부터 공간(424)으로 돌출된 체결부재(426)는 프레임(43)과 체결되어 프레임(43)을 고정할 수 있다.
프레임(43)은 내부에 제2 챔버(C2)를 구비할 수 있다. 프레임(43)은 제2 챔버(C2)를 둘러싸며, 제2 챔버(C2)의 상부는 개구될 수 있다. 제2 챔버(C2)의 상부는 플레이트(45)에 의해 덮힐 수 있다.
프레임(43)은 챔버유입구(431)를 구비할 수 있다. 챔버유입구(431)는 제2 챔버(C2)를 둘러싸는 측벽의 일면이 개구되어 형성될 수 있다. 챔버유입구(431)는 제2 챔버(C2)와 연통될 수 있다. 프레임유로(4310)는 프레임(43)의 상측으로 개구될 수 있다. 챔버유입구(431)는 프레임유로(4310)의 일단에 연결될 수 있다. 프레임유로(4310)는, 프레임유로(4310)의 상단으로부터 하측으로 연장되며, 상기 챔버유입구(431)까지 커브드(curved)지게 연장될 수 있다.
프레임(43)은 챔버배출구(432)를 구비할 수 있다. 챔버배출구(432)는 프레임(43)의 일측 측부(lateral portion) 형성될 수 있다. 챔버배출구(432)는 제2 챔버(C2)와 연통될 수 있다. 챔버배출구(432)는 프레임(43)의 측부로부터 두께방향으로 돌출된 포트의 내측에 형성될 수 있다. 챔버배출구(432)는 제2 챔버(C2)와 연통될 수 있다. 챔버배출구(432)는 카트리지배출구(422)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 챔버배출구(432)는 제2 챔버(C2)에 대하여 제2 챔버유입구(431)에 반대되는 위치에 형성될 수 있다. 프레임(43)이 제2 컨테이너(42)와 결합되면, 챔버배출구(432)와 카트리지배출구(422)는 서로 연통될 수 있다.
프레임(43)은 내부에 심지홈(434)을 구비할 수 있다. 심지홈(434)은 제2 챔버(C2)와 연통될 수 있다. 심지홈(434)은 제2 챔버(C2)가 일측으로 함몰되어 형성될 수 있다. 심지홈(434)은 한 쌍으로 형성될 수 있다. 한 쌍의 심지홈(434)은 제2 챔버(C2)의 양측에 형성될 수 있다. 한 쌍의 심지홈(434)은 제2 챔버(C2)를 중심으로 서로 대향될 수 있다. 심지홈(434)의 상부는 개구될 수 있다.
심지(441)는 제2 챔버(C2)에 횡으로 길게 연장된 원통 형상을 가질 수 있다. 심지(441)의 양단은, 한 쌍의 심지홈(434) 각각에 삽입되어 위치할 수 있다. 심지(441)의 중심부는 제2 챔버(C2)에 위치될 수 있다. 심지(441)는 제2 챔버(C2)의 일측으로부터 타측으로 길게 연장될 수 있다. 심지(441)는 제1 챔버(C1)와 연결되어, 제1 챔버(C1)로부터 액체를 공급받을 수 있다. 심지(441)는 심지홈(434)에서 프레임(43)과 플레이트(45)에 의해 고정될 수 있다.
히팅코일(442)은 심지(441)의 중심부를 권선할 수 있다. 히팅코일(442)은 심지(441)의 길이방향을 따라 권선할 수 있다. 히팅코일(442)은 제2 챔버(C2)에 배치될 수 있다. 히팅코일(442)은 한 쌍의 심지홈(434)의 사이에 위치할 수 있다.
히팅코일(442)은 전기 저항성 히터일 수 있다. 히팅코일(442)은, 전류를 공급받으면 내부저항에 의해 열이 발생하고, 열이 외부로 방출될 수 있다. 히팅코일(442)은 발열되어 심지(441)를 가열할 수 있다. 히팅코일(442)은 도체일 수 있다.
리드(443)는 히팅코일(442)의 끝단에 전기적으로 연결될 수 있다. 리드(443)는 한 쌍으로 형성되어, 히팅코일(442)의 양 끝단 각각에 전기적으로 연결될 수 있다. 리드(443)는 히팅코일(442)의 끝단으로부터 심지(441)의 외측으로 연장될 수 있다. 리드(443)는 프레임(43)의 바닥을 관통하여 제2 컨테이너(42)의 바닥에 배치된 전극에 전기적으로 연결될 수 있다. 배터리(10)는 리드(443) 및 히팅코일(442)에 순차적으로 전류를 인가하여 히팅코일(442)을 발열시킬 수 있다. 리드(443)는 전도체일 수 있다.
히팅코일(442)과 리드(443)는 서로 다른 소재로 형성될 수 있다. 리드(443)는 히팅코일(442)보다 저항이 낮은 재료로 형성될 수 있다. 리드(443)는 히팅코일(442)보다 저항의 온도계수(TCR; Temperature Coefficient of Resistance, 이하, TCR)값이 작은 소재로 형성될 수 있다. 히팅코일(442)은 TCR 값이 큰 소재로 형성되고, 리드(443)는 TCR 값이 작은 소재로 형성될 수 있다.
예를 들어, 히터(30)는 히팅코일(442)은 칸탈, 니크롬 및 스테인리스 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 히터(30)는 스테인리스 중 하나로서 316L 스테인리스 소재를 포함하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 리드(443)는 니켈, 금, 은 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 히팅코일(442) 및 리드(443)의 소재는 상기 예시에 한정되지 않는다.
이에 따라, 전류가 흐를때, 리드(443)의 저항 변화량은 상대적으로 적고, 저항에 대한 높은 안정성을 가질 수 있다.
히터(30)는 스테인리스 중 하나로서 316L 스테인리스 소재를 포함하여 형성될 수 있다. 316L 스테인리스는 저탄소강으로써, 내입계부식성과 내열성이 우수하다. 이에 따라, 온도와 습도가 높은 카트리지 내부 환경에서 히터(30)가 보다 안정적일 수 있다.
플레이트(45)는 제1 컨테이너(41)와 제2 컨테이너(42)의 사이 또는 제1 컨테이너(41)와 프레임(43)의 사이에 결합될 수 있다. 플레이트(45)는 프레임(43)의 플레이트(45)는 제1 챔버(C1)의 개구된 부분을 덮어 밀폐할 수 있다. 플레이트(45)는 프레임(43)의 상부를 덮을 수 있다. 플레이트(45)는 제2 챔버(C2)의 개구된 부분을 덮어 밀폐할 수 있다. 플레이트(45)는 제1 챔버(C1)와 제2 챔버(C2)의 사이에 배치되고, 제1 챔버(C1)와 제2 챔버(C2)를 분리할 수 있다.
플레이트(45)는 일측에 연결홀(451)을 구비할 수 있다. 연결홀(451)은 유입유로(412)와 프레임유로(4310) 사이에 위치할 수 있다. 연결홀(451)은 유입유로(412)와 프레임유로(4310)를 연결할 수 있다.
플레이트(45)는 액상유입홀(454)을 구비할 수 있다. 액상유입홀(454)은 심지홈(434)에 대응되는 위치에 한쌍으로 형성될 수 있다. 한 쌍의 액상유입홀(454)은 심지(441)의 양단의 상측에 위치할 수 있다. 액상유입홀(454)은 제1 챔버(C1)와 심지홈(434)을 연결할 수 있다. 심지(441)는 액상유입홀(454)을 통해 제1 챔버(C1)와 연결될 수 있다.
후크홈(435)은 챔버배출구(432)에 인접한 위치에서 챔버배출구(432)의 상측에 형성될 수 있다. 후크(453)는 플레이트(45)의 일측으로부터 하측으로 돌출될 수 있다. 후크(453)는 프레임(43)의 상부에 형성된 후크홈(435)에 삽입되어 체결될 수 있다. 플레이트(45)가 프레임(43)에 체결되고, 제2 컨테이너(42)에 결합된 제1 컨테이너(41)는 플레이트(45)의 가장자리 부분을 프레임(43)을 향해 누를 수 있다.
공기는 카트리지유입구(411)를 통해 카트리지(40)의 내부로 유입되고, 카트리지배출구(4221)를 통해 카트리지(40)의 외부로 배출될 수 있다. 카트리지(40) 내부로 유입된 공기는, 유입유로(412), 연결홀(451), 프레임유로(4310), 챔버유입구(431), 제2 챔버(C2), 챔버배출구(432) 및 카트리지배출구(422)를 순차적으로 통과하여 외부로 배출될 수 있다.
히팅코일(442)이 발열되어 심지(441)를 가열하면, 심지(441)로부터 제2 챔버(C2) 내에 에어로졸이 형성될 수 있다. 카트리지(40)를 통과하는 공기는 제2 챔버(C2)에서 에어로졸을 동반하여 카트리지배출구(422)로 배출될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 한 쌍의 심지홈(434)은 제2 챔버(C2)의 양측에 형성될 수 있다. 한 쌍의 심지홈(434) 사이의 거리(L3)는 심지(441)의 길이방향을 기준으로, 한 쌍의 심지홈(434) 각각의 내측 단부 사이의 거리로 정의될 수 있다. 한 쌍의 심지홈(434) 사이의 거리(L3)는, 제2 챔버(C2)의 일측으로부터 타측까지의 거리(L3) 또는 제2 챔버(C2)의 폭(l3)과 동일할 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 심지홈(434) 사이의 거리(L3)는 약 4.5mm 내지 5.4mm일 수 있다. 다른 예로, 한 쌍의 심지홈(434) 사이의 거리(L3)는 약 4.9mm일 수 있다.
심지(441)는 일측으로 길게 연장될 수 있다. 심지(441)는 외곽부(441a)와 중심부(441b)를 구비할 수 있다. 외곽부(441a)는 양단에 형성되고, 중심부(441b)는 한 쌍의 외곽부(441a) 사이에 형성될 수 있다.
심지(441)의 양단 각각은, 한 쌍의 심지홈(434) 각각에 삽입되어 배치될 수 있다. 한 쌍의 외곽부(441a) 각각은, 한 쌍의 심지홈(434) 각각에 위치되고, 중심부(441b)는 제2 챔버(C2)의 내부에 위치할 수 있다. 심지(441)는 심지홈(434)의 일측으로부터 타측으로 연장될 수 있다. 심지(441)의 길이(L1)는 한 쌍의 심지홈(434) 사이의 거리(L3)보다 길 수 있다. 예를 들어, 심지(441)의 길이(L1)는 약 6mm 내지 12mm일 수 있다. 다른 예로, 심지(441)의 길이는 약 8mm 내지 10mm일 수 있다. 다른 예로, 심지(441)의 길이(L1)는 약 9mm일 수 있다.
심지(441)는 제1 챔버(C1, 도 5 참조)로부터 액체를 공급받아 젖을 수 있다. 심지(441)는 액상 흡수성과 내열성을 고려한 재료로 형성될 수 있다. 일례로, 심지(441)는 코튼으로 형성된 코튼윅(cotton wick)일 수 있다. 다른 예로, 심지(441)는 실리카 섬유로 형성된 실리카윅(silica wick)일 수 있다. 실리카윅은, 이산화규소를 90% 이상 포함할 수 있다. 코튼윅은 실리카윅보다 상대적으로 액상 흡수성이 좋을 수 있다. 그러나, 실리카윅은 섭씨 1400도의 고온에서도 녹지 않으며, 내열범위가 섭씨 700도 정도로 우수한 내열성을 가져 코튼윅보다 내열성이 우수할 수 있다. 심지(441)가 실리카윅인 경우, 심지(441)가 히팅코일(442)의 발열에 의해 타버림으로 인해서, 사용자에게 불쾌한 탄맛이 전달되는 것을 방지하고, 안정적인 맛을 구현할 수 할 수 있다.
히팅코일(442)은 심지(441)의 길이방향을 따라 심지(441)의 중심부(441b)를 권선할 수 있다. 중심부(441b)는 히팅코일(442)의 내측에 배치되고, 외곽부(441a)는 히팅코일(442)의 외측에 배치될 수 있다.
히팅코일(442)의 길이(L2)는 심지(441)의 길이방향에 대한 길이로 정의될 수 있다. 히팅코일(442)은 제2 챔버(C2)의 내부에 배치될 수 있다. 히팅코일(442)의 길이(L2)는 심지홈(434)의 일측으로부터 타측까지의 거리(L3)를 고려하여 결정될 수 있다. 히팅코일(442)의 길이(L2)는 심지(441)가 연장되는 심지홈(434)의 일측으로부터 타측까지의 거리(L3)보다 더 짧을 수 있다. 예를 들어, 히팅코일(442)은 심지(441)의 길이방향으로 약 3.0mm 내지 3.5mm의 길이(L2)를 가질 수 있다. 다른 예로, 히팅코일(442)의 길이(L2)는 약 3.25mm일 수 있다. 심지(441)의 중심부(441b)의 길이는, 히팅코일(442)의 길이(L2)와 동일하거나 유사할 수 있다. 이에 따라, 제2 챔버(C2)에서 심지(441)를 무화시키는 범위가 늘어날 수 있다.
도 9는, 카트리지(40)에서, 제1 챔버(C1)로부터 액체를 흡수한 심지(441) 및 히팅코일(442)에 의해 발생된 에어로졸의 양을 개략적으로 나타내는 그래프이다. 심지(441)로부터 발생된 에어로졸의 양은 퍼프 당 질량 손실(ML)(밀리그램)에 의해 특정지어질 수 있다. 이는, 고정 특성들 및 히팅코일(442)에 인가된 고정 전압을 가지는 기계 퍼프(machine puff)에서 기인한 카트리지(40)에 대해 측정된 질량 감소에 대응될 수 있다. 사용자의 만족도의 관점에서, 8mg의 퍼프 당 질량 손실이 양호한 목표로 간주된다.
심지(441)는 실리카 섬유 재질의 심지(441) 즉, 실리카윅이다. 도 9는, 실리카윅에 대한 1.0 옴, 1.1 옴, 1.2 옴, 1.3 옴, 1.4 옴, 1.5 옴, 1.6 옴의 히팅코일(442)의 저항에 대한 결과를 보여준다. 도 9는, 서로 다른 저항값을 가지는 히팅코일(442)들에 동일한 전압을 인가하면서 퍼프 당 질량 손실에 대한 복수의 측정치들을 도시하였다. 또한, 도 9에는, 퍼프 당 평균 질량 손실 값을 직선으로 이어서 추세를 도시하였다.
코일의 저항이 높을수록, 각각의 퍼프에 대하여 보다 낮은 전력이 소모되는 추세를 가짐을 알 수 있다. 히팅코일(442)의 저항 치수가 낮을수록 코일의 온도가 상승하여, 에어로졸 발생이 원활해질 수 있으나, 온도 과다 상승으로 액상 탄맛이 발생할 수 있고, 디바이스의 전력 소모가 많아질 수 있다. 반면, 히팅코일(442)의 저항 치수가 높을수록, 디바이스의 전력 소모량은 줄어드나, 에어로졸이 충분하게 발생하지 않을 수 있다.
히팅코일(442)은, 약 1.0옴 내지 1.3옴의 저항을 가질 수 있다. 다른 예로, 히팅코일(442)은 약 1.1옴 내지 1.25옴의 저항을 가질 수 있다. 다른 예로, 히팅코일(442)은 약 1.1옴의 저항을 가질 수 있다. 이때, 카트리지 조립품 기준 전기저항은 1.20옴 내지 1.25옴의 값을 포함할 수 있다. 이에 따라, 8mg의 퍼프 당 목표 질량 손실에 인접하게 달성될 수 있다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 히팅코일(442)의 저항값은, 히팅코일(442)의 소재에 따른 투자율, 히팅코일(442)이 심지(441)를 권선한 횟수, 히팅코일(442) 와이어의 두께나 굵기(게이지; gauge), 히팅코일(442)의 길이(L2), 히팅코일(442)이 감싸는 영역의 면적 등에 따라 영향을 받을 수 있다. 히팅코일(442)이 심지(441)를 권선한 횟수가 많아질 수록, 히팅코일(442)의 게이지가 높을수록, 히팅코일(442)의 길이(L2)가 짧을수록, 히팅코일(442)이 감싸는 심지(441)의 영역의 면적이 클수록, 히팅코일(442)의 저항값의 크기는 커질 수 있다. 히팅코일(442)은, 소정의 길이(L2) 범위에서, 1.0옴 내지 1.3옴의 저항값을 가지기 위한 사양을 가질 수 있다. 이하, 1.0옴 내지 1.3옴의 저항값을 가지기 위한 히팅코일(442)의 사양에 대하여 설명한다.
히팅코일(442)은 심지(441)의 중심부(441b)를 권선하여, 중심부(441b)의 외경(D2)을 형성할 수 있다. 심지(441)의 외경(D1)은 외곽부(441a)의 외경(D1)으로 정의될 수 있다. 중심부(441b)의 외경(D2)은 외곽부(441a)의 외경(D1)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 외곽부(441a)의 외경(D1)은 약 2mm 내지 3.5mm일 수 있다. 다른 예로, 외곽부(441a)의 외경(D1)은, 약 2.5mm 내지 3.0mm 일 수 있다. 예를 들어, 중심부(441b)의 외경(D2)은 약 1.8mm 내지 2.2mm 일 수 있다. 다른 예로, 중심부(441b)의 외경(D2)은 약 2mm 일 수 있다. 히팅코일(442)이 감싸는 영역의 면적은 중심부(441b)의 외경(D2)에 따라 결정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 히팅코일(442)의 길이(L2)는, 심지홈(434)의 일측으로부터 타측까지의 거리(L3)를 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 히팅코일(442)의 길이(L2)는 3.0mm 내지 3.5mm 일 수 있다. 다른 예로, 히팅코일(442)의 길이(L2)는 3.25mm 일 수 있다.
히팅코일(442)의 와이어는, 심지(441)의 길이방향으로 서로 접촉되지 않고, 소정의 폭(w)으로 이격되며 심지(441)를 권선할 수 있다. 중심부(441b)에서, 히팅코일(442)의 와이어 간 간격(w)은 0.38mm 내지 0.42mm일 수 있다. 이에 따라, 전류가 흐르는 히팅코일(442)의 와이어 간 접촉에 의해 발생할 수 있는 쇼티지를 방지할 수 있다.
히팅코일(442)은, 소정의 길이(L2) 범위 및 직경(D2) 범위에서, 심지의 가열되는 부분의 면적 및 목표 저항값을 고려하여, 와이어 간 서로 간섭되지 않도록 심지(441)를 권선할 수 있다. 예를 들어, 히팅코일(442)은 심지(441)를 7회 내지 9회 권선할 수 있다. 다른 예로, 히팅코일(442)은 심지(441)를 8회 권선할 수 있다.
히팅코일(442)은, 상술한 히팅코일(442)의 사양에 따라, 1.0옴 내지 1.3옴의 저항값을 가지기 위한 적합한 게이지 및 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 히팅코일(442)은, 20Ga 내지 30Ga 로 형성될 수 있다. 예를 들어, 히팅코일(442)은 22Ga, 24Ga, 26Ga, 28Ga, 30Ga 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 히팅코일(442)은 칸탈, 니크롬, 스테인리스 등의 금속 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 히팅코일(442)은 스테인리스 중 하나인 316L 스테인리스로 형성될 수 있다. 그러나, 히팅코일(442)의 게이지 및 소재는 적합하게 조합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예로써, 심지(441)는 실리카윅일 수 있다. 이때, 히팅코일(442)의 전기저항이 1.10 옴 내지 1.20옴 일 수 있다. 이때, 히팅코일(442)의 전기저항 값은 1.15옴을 포함할 수 있다. 이때, 상기 히팅코일(442)의 전기저항 조건을 달성하기 위하여, 히팅코일(442)은 심지(441)의 길이방향으로 3.25mm 내외의 길이(L2)로 심지(441)를 8회 권선할 수 있다. 이때, 심지(441)의 심지의 외경은 2.5mm 내외일 수 있다. 이때, 히팅코일(442)은, 코일간 접촉되지 않도록 권선될 수 있다. 이때, 히팅코일(442)은 스테인리스 소재 중 하나로 316L 스테인리스를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 카트리지를 포함하는 에어로졸 생성장치를 통해 글리세린 기화성분을 분석한 결과, 열분해 방지 효과가 탁월한 데이터를 획득할 수 있었으며, 히팅코일(442)의 온도 과다 상승으로 인해 심지(441)가 타는 현상을 방지하여, 사용자에게 안정적인 에어로졸을 제공할 수 할 수 있다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 개시의 일 측면에 따른 카트리지는, 액체를 저장하는 제1 챔버; 공기가 통과가능한 제2 챔버; 상기 제2 챔버의 일측으로부터 타측으로 길게 연장되고, 상기 제1 챔버로부터 액체를 공급받는 심지; 및 상기 심지를 가열하는 히팅코일을 포함하고, 상기 심지는, 실리카윅(silica wick)이며, 상기 히팅코일은, 1.0 옴 내지 1.3 옴의 전기저항을 가질 수 있다.
또 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 히팅코일의 전기저항은, 1.15옴의 값을 포함할 수 있다.
또 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 히팅코일의 전기저항은, 1.20옴 내지 1.25옴의 값을 포함할 수 있다.
또 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 히팅코일은, 상기 심지의 길이방향으로, 3.0mm 내지 3.5mm의 길이(L2)를 가지고, 상기 심지를 7회 내지 9회 권선할 수 있다.
또 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 히팅코일은, 상기 심지를 8회 권선할 수 있다.
또 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 히팅코일의 와이어는, 상기 심지의 길이방향으로 서로 0.38mm 내지 0.42mm의 폭(w)으로 이격되며 상기 심지를 권선할 수 있다.
또 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제2 챔버를 중심으로 양측에 형성되며, 상기 심지의 양단이 각각 배치되는 한 쌍의 심지홈을 포함하고, 상기 히팅코일은, 상기 한 쌍의 심지홈 사이에서 상기 심지를 권선하고, 상기 한 쌍의 심지홈 중 어느 하나로부터 다른 하나까지의 길이(L3)는 4.7mm 내지 5.1mm일 수 있다.
또 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 심지의 길이(L1)는, 6mm 내지 12mm 일 수 있다.
또 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 심지의 외경(D1)은, 2.5mm 내지 3.0mm 일 수 있다.
또 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 심지의 외경(D1)은, 2.5mm일 수 있다.
또 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 히팅코일이 권선된 상기 심지의 중심부의 외경(D2)은, 1.9mm 내지 2.1mm이고, 상기 히팅코일이 권선되지 않은 상기 심지의 외곽부의 외경(D1)은, 2.5mm 내지 3.0mm 일 수 있다.
또 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 히팅코일의 양 단부로부터 상기 심지의 외측으로 연장되며, 상기 히팅코일과 전기적으로 연결되고, 상기 히팅코일보다 TCR 값이 작은 소재로 형성된 리드를 포함할 수 있다.
또 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 히팅코일은, 칸탈, 니크롬, 스테인리스 중 어느 하나로 형성되고, 리드는, 니켈, 금, 은 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
또 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 히팅코일은, 316L 스테인레스를 포함하여 형성될 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따른 에어로졸 생성장치는, 상기 카트리지가 결합되는 바디; 및 상기 바디의 내부에서 길게 연장되며, 상기 카트리지 및 외부를 연통시키는 삽입공간을 포함할 수 있다.
앞에서 설명된 본 개시의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 개시의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다(Certain embodiments or other embodiments of the disclosure described above are not mutually exclusive or distinct from each other. Any or all elements of the embodiments of the disclosure described above may be combined with another or combined with each other in configuration or function).
예를 들어 특정 실시예 및/또는 도면에 설명된 A 구성과 다른 실시예 및/또는 도면에 설명된 B 구성이 결합될 수 있음을 의미한다. 즉, 구성 간의 결합에 대해 직접적으로 설명하지 않은 경우라고 하더라도 결합이 불가능하다고 설명한 경우를 제외하고는 결합이 가능함을 의미한다(For example, a configuration "A" described in one embodiment of the disclosure and the drawings and a configuration "B" described in another embodiment of the disclosure and the drawings may be combined with each other. Namely, although the combination between the configurations is not directly described, the combination is possible except in the case where it is described that the combination is impossible).
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다(Although embodiments have been described with reference to a number of illustrative embodiments thereof, it should be understood that numerous other modifications and embodiments can be devised by those skilled in the art that will fall within the scope of the principles of this disclosure. More particularly, various variations and modifications are possible in the component parts and/or arrangements of the subject combination arrangement within the scope of the disclosure, the drawings and the appended claims. In addition to variations and modifications in the component parts and/or arrangements, alternative uses will also be apparent to those skilled in the art).

Claims (15)

  1. 액체를 저장하는 제1 챔버;
    공기가 통과가능한 제2 챔버;
    상기 제2 챔버의 일측으로부터 타측으로 길게 연장되고, 상기 제1 챔버로부터 액체를 공급받는 심지; 및
    상기 심지를 가열하는 히팅코일을 포함하고,
    상기 심지는, 실리카윅(silica wick)이며,
    상기 히팅코일은, 1.0 옴 내지 1.3 옴의 전기저항을 가지는 카트리지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 히팅코일의 전기저항은,
    1.15옴의 값을 포함하는 카트리지.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 히팅코일의 전기저항은,
    1.20옴 내지 1.25옴의 값을 포함하는 카트리지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 히팅코일은,
    상기 심지의 길이방향으로, 3.0mm 내지 3.5mm의 길이(L2)를 가지고, 상기 심지를 7회 내지 9회 권선하는 카트리지.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 히팅코일은,
    상기 심지를 8회 권선하는 카트리지.
  6. 제4 항에 있어서,
    히팅코일의 와이어는, 상기 심지의 길이방향으로 서로 0.38mm 내지 0.42mm의 폭(w)으로 이격되며 상기 심지를 권선하는 카트리지.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 챔버를 중심으로 양측에 형성되며, 상기 심지의 양단이 각각 배치되는 한 쌍의 심지홈을 포함하고,
    상기 히팅코일은,
    상기 한 쌍의 심지홈 사이에서 상기 심지를 권선하고,
    상기 한 쌍의 심지홈 중 어느 하나로부터 다른 하나까지의 길이(L3)는 4.7mm 내지 5.1mm인 카트리지.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 심지의 길이(L1)는, 6mm 내지 12mm 인 카트리지.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 심지의 외경(D1)은, 2.5mm 내지 3.0mm인 카트리지.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 심지의 외경(D1)은, 2.5mm인 카트리지.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 히팅코일이 권선된 상기 심지의 중심부의 외경(D2)은, 1.9mm 내지 2.1mm이고,
    상기 히팅코일이 권선되지 않은 상기 심지의 외곽부의 외경(D1)은, 2.5mm 내지 3.0mm 인 카트리지.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 히팅코일의 양 단부로부터 상기 심지의 외측으로 연장되며, 상기 히팅코일과 전기적으로 연결되고, 상기 히팅코일보다 TCR 값이 작은 소재로 형성된 리드를 포함하는 카트리지.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 히팅코일은,
    칸탈, 니크롬, 스테인리스 중 어느 하나로 형성되고,
    리드는,
    니켈, 금, 은 중 어느 하나로 형성되는 카트리지.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 히팅코일은,
    316L 스테인레스를 포함하여 형성되는 카트리지.
  15. 제1 항의 카트리지;
    상기 카트리지가 결합되는 바디; 및
    상기 바디의 내부에서 길게 연장되며, 상기 카트리지 및 외부를 연통시키는 삽입공간을 포함하는 에어로졸 생성장치.
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