KR20240016718A - 에어로졸 발생 장치용 친수성과 소수성 복합 성질의 세라믹 액상 카트리지 - Google Patents
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Abstract
실시예들은 에어로졸 발생 장치용 친수성과 소수성 복합 성질의 세라믹 액상 카트리지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 친수성 세라믹과 소수성 세라믹의 복합 구조로, 구조가 단순하고 친환경적인 에어로졸 발생 장치용 액상 카트리지에 관한 것이다.
실시예의 액상 카트리지는 액상 저장을 위한 내부 공동을 포함하며, 세라믹 재질로 형성되는 세라믹 흡습체, 세라믹 흡습체의 일면에 형성되는 열원 및 열원과 전기적으로 연결되는 접속 패드를 포함하고 열원이 형성된 세라믹 흡습체의 일면은 무화부를 형성하고, 세라믹 흡습체는, 액상 저장을 위한 내부 공동을 포함하고 친수성 세라믹으로 형성되는 내부 구조체와, 누액 방지를 위하여 내부 구조체를 둘러싸며 소수성 세라믹으로 형성되는 외부 구조체의 이중 구조인 것을 특징으로 한다.
실시예의 액상 카트리지는 액상 저장을 위한 내부 공동을 포함하며, 세라믹 재질로 형성되는 세라믹 흡습체, 세라믹 흡습체의 일면에 형성되는 열원 및 열원과 전기적으로 연결되는 접속 패드를 포함하고 열원이 형성된 세라믹 흡습체의 일면은 무화부를 형성하고, 세라믹 흡습체는, 액상 저장을 위한 내부 공동을 포함하고 친수성 세라믹으로 형성되는 내부 구조체와, 누액 방지를 위하여 내부 구조체를 둘러싸며 소수성 세라믹으로 형성되는 외부 구조체의 이중 구조인 것을 특징으로 한다.
Description
실시예들은 에어로졸 발생 장치용 친수성과 소수성 복합 성질의 세라믹 액상 카트리지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 친수성 세라믹과 소수성 세라믹의 복합 구조로, 구조가 단순하고 친환경적인 에어로졸 발생 장치용 액상 카트리지에 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 발생 장치가 있는데, 예를 들어 액상 전자담배, 네블라이져가 있다.
일반적으로 에어로졸 발생 장치는, 배터리 및 제어 전자기기를 포함하고, 에어로졸을 형성하기 위한 액상을 저장하는 액상 카트리지를 구비한다. 또한 액상 카트리지 내의 액상을 흡수하는 심지부와 심지부를 가열하기 위한 액상 히터를 포함할 수 있다.
액상 카트리지는 일반적으로, 소모품으로서 에어로졸 발생 장치 내로 삽입 및 배출되며 1회성으로 사용된다. 액상 카트리지는 플라스틱 사출물의 조립 형태로 되어 있으며 분리 배출을 통한 재활용이 사실상 불가능하며, 전량 매립처리된다는 점에서 환경 오염을 유발할 수 있다. 최근에는 전자 담배의 보급이 크게 늘어나면서 연간 적어도 수억 개 이상의 액상 카트리지가 버려지고 있으며, 앞으로 더욱 심각한 문제로 발전할 우려가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2021-0052200호는 미세입자 발생장치용 세라믹 히터 설치 구조에 대하여 개시하고 있다. 세라믹 무화기는 다공성 세라믹의 미세 기공을 에어로졸 발생 장치에서 유리하게 활용할 수 있다는 점에서 착안하여 연구되었다. 그러나 상기 종래 기술에서도 플라스틱 사출물로 형성되는 액상 카트리지가 여전히 필요하여, 다공성 세라믹 재질을 좀 더 유리하게 활용할 방안이 요구된다.
상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다양한 실시예들은, 구조가 단순하고 조립이 용이하며, 사용 시의 장착과 탈착이 간편하면서 액상의 누액은 완전히 차단될 수 있는 에어로졸 발생 장치용 액상 카트리지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 다양한 실시예들은, 플라스틱이 아닌 세라믹 재질을 채택하고, 추가적인 외부 케이스나 실링 러버와 같은 구성을 요구하지 않아 친환경적인 에어로졸 발생 장치용 액상 카트리지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 어느 실시예의 액상 카트리지는, 에어로졸 발생 장치에 장착 및 탈착이 가능하고, 에어로졸로 변환되기 위한 액상을 저장하는 액상 카트리지에 있어서, 액상 저장을 위한 내부 공동을 포함하며, 세라믹 재질로 형성되는 세라믹 흡습체, 세라믹 흡습체의 일면에 형성되는 열원 및 열원과 전기적으로 연결되는 접속 패드를 포함하고 열원이 형성된 세라믹 흡습체의 일면은 무화부를 형성하고, 세라믹 흡습체는, 액상 저장을 위한 내부 공동을 포함하고 친수성 세라믹으로 형성되는 내부 구조체와, 누액 방지를 위하여 내부 구조체를 둘러싸며 소수성 세라믹으로 형성되는 외부 구조체의 이중 구조인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 액상 카트리지는, 열원은 내부 구조체의 상면에 형성되고, 외부 구조체는 상면의 적어도 일부가 삭제되어 열원을 상단으로 노출시키는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 액상 카트리지는, 세라믹 흡습체의 상단 측면의 적어도 일부가 삭제되어 외부 공기를 내부 구조체의 상면으로 유입시킬 수 있는 기류 패스를 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 액상 카트리지는, 접속 패드는 세라믹 흡습체의 상면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 액상 카트리지는, 접속 패드는 세라믹 흡습체의 측면에 형성되고, 액상 카트리지가 에어로졸 발생 장치에 장착되면서 에어로졸 발생 장치와 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 액상 카트리지는, 내부 구조체의 내부 공동에는 무화부에서부터 내측으로 연장하는, 친수성 세라믹 재질의 심지 구조가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 액상 카트리지는, 열원은 금속 박판 재질의 열선인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 액상 카트리지는, 열원은 금속 프린팅 공정으로 형성되는 열선인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 어느 실시예의 액상 카트리지, 액상 카트리지의 적어도 일부를 수용하며 결합하여 액상 카트리지의 에어로졸 발생 장치 내 장착 및 탈착을 돕기 위한 손잡이 구조, 구성요소들을 수용하고 보호하기 위한 케이스, 액상 카트리지에서 발생한 에어로졸을 사용자가 흡입할 수 있게 하는 마우스 피스, 장착된 액상 카트리지의 접속 패드와 전기적으로 연결되며, 열원에 전기를 공급하기 위한 장치 접속부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 손잡이 구조에는 액상 카트리지의 접속 패드와 접하며 접속 패드를 연장하는 연결 패드가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 연결 패드는 손잡이 구조의 측면으로 연장하고, 장치 접속부는 케이스의 내측면에 형성되는 탄성 접촉 단자로서, 액상 카트리지가 에어로졸 발생 장치에 장착되면서, 연결 패드와 장치 접속부가 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 손잡이 구조는 파이프 형상으로, 액상 카트리지의 무화부의 적어도 일부를 수용하며 결합하며, 무화부에서 발생한 에어로졸이 이동하는 흡입 통로를 보유하고, 마우스 피스는 흡입 통로 내측으로 삽입되는 궐련 형태의 소모성 필터인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 손잡이 구조는 파이프 형상으로, 액상 카트리지의 무화부의 적어도 일부를 수용하며 결합하며, 무화부에서 발생한 에어로졸이 이동하는 흡입 통로를 보유하고, 마우스 피스는 흡입 통로가 계속 연장하여, 손잡이 구조와 일체로서, 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 손잡이 구조에는, 외부 공기를 무화부로 유입시킬 수 있는 흡입구가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 손잡이 구조는 무화부로부터 누출된 액상이 에어로졸 발생 장치 내부로 유입되는 것을 방지하는 실링 러버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 액상 카트리지와 손잡이 구조는 실링 러버의 억지 끼움으로 결합하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 액상 카트리지와 손잡이 구조는 각각에 고정된 결합용 자석을 포함하고, 그 둘의 자력에 의하여 서로 결합하는 것을 특징으로 한다.
실시예들에 따르면, 에어로졸 발생 장치용 액상 카트리지의 구성과 공정이 단순해지고, 조립이 용이해지며, 외부 케이스 및 실링 러버와 같은 폐기물이 발생하지 않아 친환경적인 액상 카트리지를 제공할 수 있다.
또한 실시예들에 따르면, 친수성 세라믹과 소수성 세라믹의 복합 구조로서 에어로졸 발생이 원활하며, 추가적인 구성 없이 누액 방지가 가능한 액상 카트리지를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 각기 다른 두 실시예의 액상 카트리지(100)를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 각기 다른 두 실시예의 액상 카트리지(100)의 내부를 설명하기 위해 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치용 액상 카트리지(100)를 포함하는 에어로졸 발생 장치(1)의 내부 구성을 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 손잡이 구조(200) 및 그와의 결합 관계를 나타내기 위한 액상 카트리지(100)를 도시한 분해조립도(a)와 결합도(b),
도 5는 본 발명의 일 실시예의 손잡이 구조(200)와 액상 카트리지(100)의 조립체 및 상기 조립체가 장착된 에어로졸 발생 장치(1)의 내부 구성을 도시한 일부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 각기 다른 두 실시예의 액상 카트리지(100)의 내부를 설명하기 위해 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치용 액상 카트리지(100)를 포함하는 에어로졸 발생 장치(1)의 내부 구성을 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 손잡이 구조(200) 및 그와의 결합 관계를 나타내기 위한 액상 카트리지(100)를 도시한 분해조립도(a)와 결합도(b),
도 5는 본 발명의 일 실시예의 손잡이 구조(200)와 액상 카트리지(100)의 조립체 및 상기 조립체가 장착된 에어로졸 발생 장치(1)의 내부 구성을 도시한 일부 단면도이다.
이하 도면을 참조하여 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 각기 다른 두 실시예의 액상 카트리지(100)를 도시한 사시도이다. 실시예들의 액상 카트리지(100)는 에어로졸 발생 장치 내 소모성으로 장착 및 탈착되며 사용될 수 있다. 액상 카트리지(100)는 에어로졸로 변환되기 위한 액상을 저장하고, 상기 액상은 소정의 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 실시예들에서의 에어로졸 형성 기재는 예를 들면, 각초, 향료, 니코틴, VG(식물성 글리세린), PG(플로필렌 글리콜) 등 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 혼합 물질일 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 액상이나 겔(gel)의 형태로 액상 카트리지(100) 내에 저장될 수 있다.
실시예들의 액상 카트리지(100)는, 실질적으로, 세라믹 재질로 형성되는 세라믹 흡습체(110)이다. 세라믹 흡습체(110)는 액상 저장을 위한 내부 공동을 포함하며, 이에 따라 입체적 형상이다. 본 실시예들에서 세라믹 흡습체(110)는 원통 형상을 하고 있으나, 직육면체 형상 등의 다른 입체적 형상으로도 물론 형성될 수 있다. 실시예들에 있어서, 세라믹 흡습체(110)는 액상 저장을 위한 내부 공동이 형성되고 친수성 세라믹으로 형성되는 내부 구조체(111)와, 누액 방지를 위하여 내부 구조체(111)를 둘러싸며 소수성 세라믹으로 형성되는 외부 구조체(112)의 이중 구조인 것을 특징으로 한다.
세라믹 흡습체(110)의 일면에, 바람직하게는 상면에, 열원(120)이 형성될 수 있다. 열원(120)은 예를 들어 저항 가열의 원리에 의해 가열되는 열선일 수 있다. 열원(120)이 형성된 세라믹 흡습체(110)의 일면은 무화부를 형성한다. 무화부는 그와 접하는 무화 공간을 보유하는 것이 바람직하다. 액상 카트리지(100)가 에어로졸 발생 장치 내에 장착되면, 에어로졸 발생 장치 내의 배터리와 제어부와 함께, 사용자 또는 자동적인 제어에 의해, 무화부에서 액상을 가열한다. 이에 따라 무화 공간으로 에어로졸이 발생되며, 이는 사용자에게 흡입될 수 있다.
세라믹 흡습체(110)의 재질을 예로 들면, 마그네슘 실리케이트, 알루미늄 실리케이트, 규산 실리케이트, 제올라이트, 산화 티탄, 탄화 티탄, 지르코니아, 실리카, 탄화규소, 질화규소, 뮬라이트, 코디어라이트, 탄화 텅스텐, 탄화 지르코늄, 질화 알루미늄 중 어느 하나 또는 이들의 조합일 수 있다. 세라믹 흡습체(110)는 파우더형 또는 비드형의 상기의 예시와 같은 세라믹 재질을 적층하고 소결하여 제조할 수 있다.
상술된 비드의 제조 공정으로, 세라믹 파우더와 바인더 및 기공재를 혼합하여, 스프레이 드라이어(spray drier)나, 질소 drip 이후에 냉동 건조되어 비드로 제조된다. 다음으로, 비드와 바인더 및 기공재를 혼합하여 프레스 금형이나 사출 금형을 통하여 원하는 형태에서 자연 건조 또는 열풍 건조하여 소결시킨다.
파우더 형의 제조 공정으로, 분말과 조공제(기공형성제)을 혼합하여 프레스 금형이나 사출 금형을 통하여 원하는 형태에서 자연 건조 또는 열풍 건조하여 소결시킨다.
혼합형의 제조 공정으로, 세라믹 비드와 파우더와 바인더 및 조공제를 혼합하여 프레스 금형이나 사출 금형을 통하여 원하는 형태에서 자연 건조 또는 열풍 건조하여 소결시킨다.
이러한 공정에 있어서, 세라믹 흡습체(110) 중 내부 구조체(111)는 특히 친수성 세라믹 재질로 형성되고, 외부 구조체(112)는 소수성 세라믹 재질로 형성될 수 있다. 여기에서 친수성 세라믹 재질이라 함은 재료 본연의 성질이 친수성인 경우와, 재료 본연의 성질이 친수성은 아니지만 친수성 가공을 부가하는 것으로 친수성을 띄는 경우를 포함한다. 또한 여기에서 소수성 세라믹 재질이라 함은 재료 본연의 성질이 소수성인 경우와, 재료의 본연의 성질이 소수성은 아니지만, 소수성 가공을 부가하는 것으로 소수성을 띄는 경우를 포함한다.
특히 내부 구조체(111)는 친수성의 다공성 세라믹 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 내부 구조체(111)는 모세관 현상으로 액상을 흡수하여 담지하는(상온에서 공기 중에 노출시켰을 때 액상이 흘러나오지 않는 정도로 액상을 보유하는) 미세기공을 포함하여, 소정의 기공률을 형성한다. 내부 구조체(111)가 친수성 재질인 경우, 표면장력이 작아져 액상의 흡수력이 증가할 수 있다.
파우더형 또는 비드형의 다공성 세라믹을 적층하여 소결하여 내부 구조체(111)를 제조할 수 있다. 다공성 세라믹은 흡습되는 액상의 점도에 고려한 기공 직경, 기공율, 비드 크기 등을 지닌다.
외부 구조체(112)는 소수성 세라믹 재질로 형성되어, 내부 구조체(111)와 비교하여 액상의 흡수력이 현저히 떨어진다. 이에 따라 내부 구조체(111)에 담지된 액상 또는 액상 탱크에 저장된 액상과 접촉하여도 그 액상을 거의 흡수하지 않아 누액 방지의 역할을 수행할 수 있다. 외부 구조체(112)는 역시 세라믹을 적층하고 소결하여 형성될 수 있다. 따라서 내부 구조체(111)와 외부 구조체(112)는 동일한 소결 공정을 거쳐 동시에 하나의 구조체인 세라믹 흡습체(110)로 제조될 수 있다.
내부 구조체(111)는 특히 직경이 10 ㎛ 내지 300 ㎛인 세라믹 비드를 소결하여 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 내부 구조체(111)가 보유하는 미세기공의 직경은 5 ㎛ 내지 75 ㎛인 것이 액상 형태의 에어로졸 형성 기재를 잘 흡수할 수 있어 바람직하다. 또한 내부 구조체(111)의 기공률은 30 % 내지 70 %인 것이 바람직하다. 또한 내부 구조체(111)는 기공 형성을 위한 조공제를 첨가한 세라믹 파우더를 소결하여 형성될 수 있으며, 이 때 기공 형성을 위한 조공제의 첨가량은 원료 분말 대비 중량비 10 wt% 내지 40 wt%인 것이 바람직하다.
실시예에 따라 열원(120)은 세라믹 흡습체(110)의, 바람직하게는 내부 구조체(111) 표면 또는 표면 인근에 형성되어 무화부를 형성한다. 열원(120)은 바람직하게는 금속 페이스트를 이용한 프린팅 공정으로 형성된다. 열원(120)의 재질은 SUS, 칸탈(Kanthal), Ni-Cr, 그래핀 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 상기 재질의 페이스트를 사용하여 세라믹 흡습체(110)의 일면에 열선 패턴을 인쇄하여, 일단 소결 후에는 가공이 어려운 세라믹 흡습체(110)의 표면에 복잡한 형태의 열원(120)을 용이하게 형성할 수 있다. 또는 열원(120)은 세라믹 흡습체(110)의 소결 전 또는 소결 중, 금속 박판을 인서트하여 형성될 수 있다.
실시예에 따라 열원(120)은 세라믹 흡습체(110)의 평평한 표면에, 또는 볼록한 표면에 또는 오목한 표면에 형성될 수 있다. 열선(120)은 전기가 흐르며 발열하여, 액상 형태로 세라믹 흡습체(110), 특히 내부 구조체(111)에 흡수된 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다.
액상 카트리지(100)는 전기적 접속을 통하여 열원(120)에 전력을 공급하기 위한 접속 패드(130)를 포함할 수 있다. 접속 패드(130)는 전기 전도도가 높은 금속 재질로 형성되며 열원(120)과 동일한 방식으로 세라믹 흡습체(110)의 일면에, 바람직하게는 열원(120) 인근에 형성하여 전력을 공급받게 할 수 있다.
도 1의 (a)의 실시예에서 접속 패드(130)는 세라믹 흡습체(110)의 상면에 형성되었다. 도 1의 (b)의 실시예에서 접속 패드(130)는 세라믹 흡습체(110)의 상면에 형성되어 그 측면까지 연장하였다. 접속 패드(130)는 액상 카트리지(100)가 에어로졸 발생 장치 내로 장착되면, 에어로졸 발생 장치 내 소정의 장치 접속부와 접촉하며 전기적으로 접속되어 전력을 공급받아 열원(120)으로 전달하여 발열하도록 한다. 따라서 접속 패드(130)는 에어로졸 발생 장치 내 장착 시 그와 접속하기 좋은 위치에 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 각기 다른 두 실시예의 액상 카트리지(100)의 내부를 설명하기 위해 도시한 단면도이다. 내부 구조체(111)는 액상 저장을 위한 내부 공동(H)을 포함한다. 전술한 대로 내부 구조체(111)는 다공성의 또한 친수성의 세라믹 재질로, 내부 공동(H)에 저장된 액상을 천천히 흡수하며 담지하고, 무엇보다, 열원(120)이 형성된 상면, 즉 무화부로 액상을 이송한다. 이러한 무화부로의 액상 이송을 더욱 촉진하기 위해 내부 구조체(111)는 도 2의 (b)의 실시예와 같이 무화부에서부터 내측으로, 즉 내부 공동(H)으로 연장하는 친수성 세라믹 재질의 심지 구조(140)를 포함할 수 있다. 심지 구조(140)는 바람직하게는 내부 구조체(111)와 동시에, 한 몸으로 제조된다. 심지 구조(140)는 열원(120)이 형성된 액상 카트리지(100)의 상면, 즉 무화부의 하단에서부터 내부 공동(H)을 향해 연장하므로, 저장된 액상을 흡수하여 무화부로 전달하므로 액상이 이송이 더욱 원활해진다.
외부 구조체(112)는 내부 구조체(111)에 저장된, 또한 담지된 액상의 누액을 방지하는 케이스의 역할을 대신하므로 외부 구조체(112)는 내부 구조체(111)의 외측을 감싸도록 형성되는 것이 바람직하다. 도 1과 도 2의 실시예에서 내부 구조체(111)는 하면이 생략되고, 상면과 측면만으로 형성된 원통의 형상이다. 이는 본 실시예들에서 무화부는 내부 구조체(111)의 상면에, 즉 열원(120)이 내부 구조체(111)의 상면에 형성되어 있으므로, 하면을 통한 액상의 흡수 및 담지의 실익이 적기 때문이다.
반면 실시예들에서 외부 구조체(112)는 내부 구조체(111)의 측면과 하면을 둘러싸도록 형성되어 액상의 누출을, 특히 측면과 하단 방향으로의 누출을 막는데, 이는 중력의 영향 및 무화부의 위치를 고려한 것이다. 열원(120)이 형성된 세라믹 흡습체(110)의 일면은 외부로 노출되는 것이 바람직하다. 열원(120)이 형성된 위치인 무화부는 에어로졸이 방출될 소정의 무화 공간을 요구하기 때문이다. 따라서 본 실시예들처럼 열원(120)이 내부 구조체(111)의 상면에 형성된 경우, 외부 구조체(112)는 상기 상면을 덮지 않고, 열원(120)을 상단으로 노출시키는 것이 바람직하다. 이로써 액상 카트리지(100) 상단의 소정 공간이 무화 공간의 역할을 할 수 있다.
세라믹 흡습체(110)는 열원(120)이 형성된 일면, 즉 무화부 인근에 외부 공기를 무화부로 도입하기 위한 삭제부(C)를 구비할 수 있다. 무화부에서 발생한 에어로졸은 사용자의 흡입 행위로 발생하는 기류에 의해 이동하여 사용자에게 최종 흡입되므로, 무화부 인근에 상기 삭제부(C)를 구성하여 공기가 연통할 수 있는 통로를 만들 수 있다. 도 1과 도 2의 실시예에서 열원(120)은 내부 구조체(111)의 상면에 형성되었으므로, 세라믹 흡습체(110)의 상단의 측면 일부를 삭제하여 삭제부(C)를 구성하고, 외부 공기를 상기 내부 구조체(111)의 상면으로 유입시킬 통로를 형성할 수 있다. 삭제부(C)의 형성 방법은 실제로 절삭이나 삭제하는 공정에 한정하는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치용 액상 카트리지(100)를 포함하는 에어로졸 발생 장치(1)의 내부 구성을 도시한 단면도이다. 본 실시예에서 에어로졸 발생 장치(1)는 본 발명의 어느 실시예의 액상 카트리지(100)와, 액상 카트리지(100)와 결합하여 에어로졸 발생 장치(1) 내로 장착되는 손잡이 구조(200)와 다른 구성요소들을 수용하고 보호하는 케이스(300)와 액상 카트리지(100)에서 발생한 에어로졸을 사용자가 흡입할 수 있게 하는 마우스 피스(400)와 장착된 액상 카트리지(100)의 접속 패드(130)와 전기적으로 연결되며, 열원(120)에 전기를 공급하기 위한 장치 접속부(310)를 포함할 수 있다. 그 외에 에어로졸 발생 장치(1)로서 기능하기 위한 제어부나 배터리, 사용자 인터페이스 등을 포함할 수 있으나 이는 종래 기술에 해당하여 자세한 설명과 도시는 생략한다.
실시예의 에어로졸 발생 장치(1)는 장착된 본 발명의 어느 실시예의 액상 카트리지(100)를 케이스(300) 내부에 수용한다. 예를 들어 케이스(300)의 일측이 개방되거나 탈거되며, 소모품인 액상 카트리지(100)가 케이스(300) 내부로 장착 및 탈착될 수 있다. 이 때 액상 카트리지(100)의 장착 및 탈착을 돕기 위해 손잡이 구조(200)가 액상 카트리지(100)와 결합할 수 있다. 손잡이 구조(200)는 예를 들어, 액상 카트리지(100)의 무화부의 적어도 일부를 수용하며 결합하고, 액상 카트리지(100)의 장착 및 탈착시 한 몸처럼 움직이며 견인하는 역할을 할 수 있다.
케이스(300)의 내부 일측에는 장치 접속부(310)가 구비될 수 있다. 장치 접속부(310)는 도체인 금속으로 형성될 수 있으며, 액상 카트리지(100)가 에어로졸 발생 장치(1) 내에 장착될 때, 액상 카트리지(100)의 접속 패드(130)와 접촉하며 전기적으로 연결될 수 있다. 바람직하게 장치 접속부(310)는 케이스(300)의 내부의 측면에 형성된다. 도 1의 (b)와 같이, 접속 패드(130)가 세라믹 흡습체(110)의 측면에 형성된 경우, 상기 접속 패드(130)는 케이스(300)의 내측면에 형성된 장치 접속부(310)와 접촉할 수 있으며, 이에 따라 전기적으로 연결되어, 최종적으로 열원(120)으로 전력이 전달될 수 있다.
마우스 피스(400)의 일측(상단)은 사용자의 입과 접촉하고, 타측(하단)은 장착된 액상 카트리지(100)의 열원(120) 인근, 즉 무화부 인근의 무화 공간까지 연장하여, 액상 카트리지(100)의 무화부에서 발생한 에어로졸을 사용자가 흡입할 수 있도록 한다. 이를 위하여 마우스 피스(400)는 손잡이 구조(200)와 결합할 수 있다. 이 경우, 손잡이 구조(200)의 상단으로는 마우스 피스(400)가, 하단으로는 액상 카트리지(100)가 결합할 수 있다. 마우스 피스(400)는 실시예에 따라 소모품으로, 에어로졸 발생 장치(100) 내, 바람직하게는 손잡이 구조(400) 내로 장착 및 탈착될 수 있다. 예를 들어 마우스 피스(400)는 궐련 형태의 소모성 필터일 수 있다. 또는 마우스 피스(400)는 손잡이 구조(200)와 일체로서 성형되거나 일체로서 조립될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 손잡이 구조(200) 및 그와 결합 관계를 나타내기 위한 액상 카트리지(100)의 분해조립도(a)와 결합도(b)를 도시한 것이다. 실시예에 따라 손잡이 구조(200)는 액상 카트리지(100)의 적어도 일부를 수용하며 결합할 수 있도록 액상 카트리지(100)의 형상과 대응되는 수용부(230)를 구비할 수 있다. 실시예들에서 액상 카트리지(100)는 원통형이며 손잡이 구조(200)의 수용부(230)는 역시 원통형이다. 실시예들에 있어서 액상 카트리지(100)의 열원(120)이 형성된 일면, 즉 무화부는 액상 카트리지(100)의 상단에 형성되었으며, 따라서 손잡이 구조(200)는 액상 카트리지(100)의 무화부, 즉 상단부를 적어도 일부 수용하며 결합하는 것이 바람직하다.
손잡이 구조(200)에는 액상 카트리지(100)의 접속 패드(130)와 접하며 접속 패드(130)를 실질적으로 연장하는 연결 패드(210)가 실시예에 따라 구비될 수 있다. 액상 카트리지(100)는 손잡이 구조(200) 내로 적어도 일부가 수용되고, 이에 따라 손잡이 구조(200)의 외곽 둘레가 액상 카트리지(100)보다 클 수 있다. 따라서 손잡이 구조(200)의 특히 측면에, 접속 패드(130)를 실질적으로 연장하는 연결 패드(210)가 구비되면, 바람직하게는 케이스(300)의 내측면에 형성되는 장치 접속부(310)와의 전기적 연결이 용이할 수 있다. 손잡이 구조(200)가 액상 카트리지(100)와 결합할 때 연결 패드(210)의 적어도 일측이 액상 카트리지(100)의 접속 패드(130)와 접촉하며 전기적으로 연결될 필요가 있다.
손잡이 구조(200)는 바람직하게는 파이프 형상으로, 중앙에 기류가 흐를 수 있는 흡입 통로(P)를 보유한다. 손잡이 구조(200)가 액상 카트리지(100)의 무화부와 결합하면, 무화부에서 발생한 에어로졸이, 상기 흡입 통로(P)를 통하여, 또한 흡입 통로(P) 내측으로 형성되거나 삽입될 수 있는 마우스 피스(400)를 통하여 사용자에게 최종 흡입될 수 있다. 또한 손잡이 구조(200)가 액상 카트리지(100)와 결합할 때 무화부 상단에 소정의 무화 공간이 형성되도록 결합하는 것이 바람직하다. 이 경우, 무화부에서 발생한 에어로졸은 무화 공간과 상기 흡입 통로(P)와 상기 마우스 피스(400)를 차례로 통과하며 사용자에게 흡입될 수 있다.
실시예에 따라 손잡이 구조(200)에는, 외부 공기를 무화부로 유입시킬 수 있는 흡입구(220)가 하나 이상 형성될 수 있다. 특히 손잡이 구조(200)가 액상 카트리지(100)와 결합할 때, 흡입구(200)의 위치가, 도 1과 도 2에서 설명한, 액상 카트리지(100)의 삭제부(C)의 위치와 대응되도록 결합하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 손잡이 구조(200)와 액상 카트리지(100)의 조립체 및 상기 조립체가 장착된 에어로졸 발생 장치(1)의 일부 단면도를 도시한 것이다. 도 5의 (a)와 (b)의 화살표는 기류의 흐름을 나타낸다. 즉, 손잡이 구조(200)에 형성된 흡입구(220)를 통하여 유입된 외부 공기는 액상 카트리지(100)의 삭제부(C)를 통해 액상 카트리지(100)의 무화면 및 무화 공간으로 유입된다. 유입된 공기는 무화부에서 발생한 에어로졸과 함께 흡입 통로(P)에 형성된 마우스 피스(400)를 통해 사용자에게 흡입될 수 있다.
도 5의 (b)와 같이 손잡이 구조(200)의 연결 패드(210)는, 손잡이 구조(200)가 액상 카트리지(100)와 결합할 때, 액상 카트리지(100)의 접속 패드(130)와 접촉하도록 형성될 수 있다. 또한 연결 패드(210)는 실시예에서, 손잡이 구조(200)의 측면으로 연장하여, 최종적으로는 케이스(300)의 내측면에 형성되는 장치 접속부(310)와 접촉하며 전기적으로 연결될 수 있다. 장치 접속부(310)는 손잡이 구조(200)와 액상 카트리지(100)의 결합체가 에어로졸 발생 장치(1)에 장착될 때, 손잡이 구조(200)의 측면에 형성된 연결 패드(210) 또는 액상 카트리지(100)의 측면에 형성된 접속 패드(130)를 누르며 접촉하는, 탄성 접촉 단자인 것이 바람직하다.
손잡이 구조(200)가 액상 카트리지(100)의 일부를 수용하며 결합할 때, 억지 끼움으로 결합할 수 있다. 이 때 손잡이 구조(200)의 결합부의 내측면에 실링 러버(240)를 형성하여, 무화부로부터 누출된 액상이 에어로졸 발생 장치(1) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이 때 손잡이 구조(200)와 액상 카트리지(100)는 상기 실링 러버(240)로 액상 카트리지(100)를 억지 끼움하는 방식으로 결합시킬 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 손잡이 구조(200)와 액상 카트리지(100)는 각각에 고정된 결합용 자석(미도시)을 그 결합부의 대응되는 위치에 각각 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 결합용 자석 간의 자력으로 손잡이 구조(200)와 액상 카트리지(100)가 결합할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100: 액상 카트리지
110: 세라믹 흡습체
111: 흡수 구조체 112: 외부 구조체
120: 열원 130: 접속 패드
140: 심지 구조 200: 손잡이 구조
210: 연결 패드 220: 흡입구
230: 수용부 240: 실링 러버
300: 케이스 310: 장치 접속부
400: 마우스 피스
111: 흡수 구조체 112: 외부 구조체
120: 열원 130: 접속 패드
140: 심지 구조 200: 손잡이 구조
210: 연결 패드 220: 흡입구
230: 수용부 240: 실링 러버
300: 케이스 310: 장치 접속부
400: 마우스 피스
Claims (17)
- 에어로졸 발생 장치에 장착 및 탈착이 가능하고, 에어로졸로 변환되기 위한 액상을 저장하는 액상 카트리지에 있어서,
액상 저장을 위한 내부 공동을 포함하며, 세라믹 재질로 형성되는 세라믹 흡습체;
세라믹 흡습체의 일면에 형성되는 열원; 및
열원과 전기적으로 연결되는 접속 패드;를 포함하고
열원이 형성된 세라믹 흡습체의 일면은 무화부를 형성하고, 세라믹 흡습체는, 액상 저장을 위한 내부 공동을 포함하고 친수성 세라믹으로 형성되는 내부 구조체와, 누액 방지를 위하여 내부 구조체를 둘러싸며 소수성 세라믹으로 형성되는 외부 구조체의 이중 구조인 것을 특징으로 하는 액상 카트리지. - 제1항에 있어서,
열원은 내부 구조체의 상면에 형성되고, 외부 구조체는 상면의 적어도 일부가 삭제되어 열원을 상단으로 노출시키는 것을 특징으로 하는 액상 카트리지. - 제2항에 있어서,
세라믹 흡습체의 상단 측면의 적어도 일부가 삭제되어 외부 공기를 내부 구조체의 상면으로 유입시킬 수 있는 기류 패스를 형성하는 것을 특징으로 하는 액상 카트리지. - 제2항에 있어서,
접속 패드는 세라믹 흡습체의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 액상 카트리지. - 제2항에 있어서,
접속 패드는 세라믹 흡습체의 측면에 형성되고, 액상 카트리지가 에어로졸 발생 장치에 장착되면서 에어로졸 발생 장치와 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 액상 카트리지. - 제1항에 있어서,
내부 구조체의 내부 공동에는 무화부에서부터 내측으로 연장하는, 친수성 세라믹 재질의 심지 구조가 형성되는 것을 특징으로 하는 액상 카트리지. - 제1항에 있어서,
열원은 금속 박판 재질의 열선인 것을 특징으로 하는 액상 카트리지. - 제1항에 있어서,
열원은 금속 프린팅 공정으로 형성되는 열선인 것을 특징으로 하는 액상 카트리지. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 액상 카트리지;
액상 카트리지의 적어도 일부를 수용하며 결합하여 액상 카트리지의 에어로졸 발생 장치 내 장착 및 탈착을 돕기 위한 손잡이 구조;
구성요소들을 수용하고 보호하기 위한 케이스;
액상 카트리지에서 발생한 에어로졸을 사용자가 흡입할 수 있게 하는 마우스 피스;
장착된 액상 카트리지의 접속 패드와 전기적으로 연결되며, 열원에 전기를 공급하기 위한 장치 접속부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치. - 제9항에 있어서,
손잡이 구조에는 액상 카트리지의 접속 패드와 접하며 접속 패드를 연장하는 연결 패드가 구비되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치. - 제10항에 있어서,
연결 패드는 손잡이 구조의 측면으로 연장하고,
장치 접속부는 케이스의 내측면에 형성되는 탄성 접촉 단자로서,
액상 카트리지가 에어로졸 발생 장치에 장착되면서, 연결 패드와 장치 접속부가 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치. - 제9항에 있어서,
손잡이 구조는 파이프 형상으로, 액상 카트리지의 무화부의 적어도 일부를 수용하며 결합하며, 무화부에서 발생한 에어로졸이 이동하는 흡입 통로를 보유하고, 마우스 피스는 흡입 통로 내측으로 삽입되는 궐련 형태의 소모성 필터인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치. - 제9항에 있어서,
손잡이 구조는 파이프 형상으로, 액상 카트리지의 무화부의 적어도 일부를 수용하며 결합하며, 무화부에서 발생한 에어로졸이 이동하는 흡입 통로를 보유하고, 마우스 피스는 흡입 통로가 계속 연장하여, 손잡이 구조와 일체로서, 형성되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치. - 제9항에 있어서,
손잡이 구조에는, 외부 공기를 무화부로 유입시킬 수 있는 흡입구가 구비되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치. - 제9항에 있어서,
손잡이 구조는 무화부로부터 누출된 액상이 에어로졸 발생 장치 내부로 유입되는 것을 방지하는 실링 러버를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치. - 제15항에 있어서,
액상 카트리지와 손잡이 구조는 실링 러버의 억지 끼움으로 결합하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치. - 제9항에 있어서,
액상 카트리지와 손잡이 구조는 각각에 고정된 결합용 자석을 포함하고, 그 둘의 자력에 의하여 서로 결합하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220094831A KR20240016718A (ko) | 2022-07-29 | 2022-07-29 | 에어로졸 발생 장치용 친수성과 소수성 복합 성질의 세라믹 액상 카트리지 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220094831A KR20240016718A (ko) | 2022-07-29 | 2022-07-29 | 에어로졸 발생 장치용 친수성과 소수성 복합 성질의 세라믹 액상 카트리지 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240016718A true KR20240016718A (ko) | 2024-02-06 |
Family
ID=89858928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220094831A KR20240016718A (ko) | 2022-07-29 | 2022-07-29 | 에어로졸 발생 장치용 친수성과 소수성 복합 성질의 세라믹 액상 카트리지 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240016718A (ko) |
-
2022
- 2022-07-29 KR KR1020220094831A patent/KR20240016718A/ko unknown
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