KR102057216B1 - 에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 생성 장치용 히터 조립체 - Google Patents

에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 생성 장치용 히터 조립체 Download PDF

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KR102057216B1
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Abstract

일부 실시예에 따르면, 내부에 궐련을 수용하는 수용공간을 형성하는 원통형의 열 전도성 전열체, 열 전도성 전열체의 외면의 적어도 일부를 둘러싸는 가요성 히터 및 가요성 히터를 열 전도성 전열체와 밀착시키기 위해 가요성 히터의 외면을 둘러싸는 밀착 부재를 포함하는, 에어로졸 생성 장치용 히터 조립체가 개시된다.

Description

에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 생성 장치용 히터 조립체{An apparatus for generating aerosols and A heater assembly therein}
실시예들은 에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 생성 장치용 히터 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 증기화기에서 발생한 에어로졸을 궐련을 통과시킴으로써 풍부한 풍미를 갖는 에어로졸을 생성할 수 있는 에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 생성 장치용 히터 조립체에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질을 가열함에 따라 에어로졸을 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
종래의 가열식 에어로졸 생성 장치는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위해 궐련 내부로 삽입되는 히터를 포함한다. 다만, 히터가 궐련 내부로 삽입되면 궐련의 외면 중 적어도 일부가 관통됨에 따라 궐련 내부에 존재하던 물질들이 궐련 외부로 누출되는 문제가 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 궐련 내부로 삽입함이 없이 궐련 외부를 가열하도록 구성된 외부 가열 히터가 연구되었다. 다만, 외부 가열 히터를 이용할 경우 궐련 내부로 삽입되어 궐련 내의 에어로졸 생성 물질을 직접 가열하는 히터와 비교하여 열 전달이 감소될 수 있는바, 열 전달의 감소를 방지하거나 열 손실을 감소시키기 위한 외부 가열 히터의 구조 및 단열 구조에 대한 기술이 요구된다.
다양한 실시예들은 에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 생성 장치용 히터 조립체를 제공하는데 있다. 본 개시가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 에어로졸 생성 장치는, 내부에 궐련을 수용하는 수용공간을 형성하는 원통형의 열 전도성 전열체; 상기 열 전도성 전열체의 외면의 적어도 일부를 둘러싸는 가요성 히터; 상기 가요성 히터를 상기 열 전도성 전열체와 밀착시키기 위해 상기 가요성 히터의 외면을 둘러싸는 밀착 부재; 및 상기 가요성 히터에 전력을 공급하는 배터리를 포함할 수 있다.
상기 밀착 부재는 상기 밀착 부재의 내면 방향으로의 탄성력을 갖거나 온도가 증가함에 따라 수축되는 성질을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 밀착 부재는 내열성 합성 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌(테프론) 및 실리콘 중 적어도 하나의 소재를 포함할 수 있다.
한편, 상기 열 전도성 전열체는 구리, 니켈, 철, 크롬, 또는 이들의 합금일 수 있다.
또한, 상기 가요성 히터는 내열 수지 필름 및 전기 전도성 트랙을 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 상기 에어로졸 생성 장치는 상기 에어로졸 생성 장치의 외관을 정의하는 외부 하우징; 및 상기 외부 하우징 및 상기 가요성 히터 사이에 위치하는 적어도 하나의 에어 갭 및 적어도 하나의 내부 하우징을 더 포함할 수 있다.
상기 외부 하우징 및 상기 내부 하우징은 내열 소재를 포함할 수 있다.
상기 내열 소재는 섭씨 80도 이상의 열을 견딜 수 있는 소재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 내열 소재는 녹는 점 및 유리전이온도 중 하나 이상이 섭씨 80도 이상인 내열성 고분자를 포함할 수 있다.
상기 에어로졸 생성 장치는, 상기 외부 하우징 및 상기 내부 하우징의 내외면 중 적어도 하나에 단열부를 더 포함할 수 있다.
상기 단열부는 다공성 소재, 그라파이트 및 세라믹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 다른 측면에 따른 에어로졸 생성 장치용 히터 조립체는, 내부에 궐련을 수용하는 수용공간을 형성하는 원통형의 열 전도성 전열체; 상기 열 전도성 전열체의 외면의 적어도 일부를 둘러싸는 가요성 히터; 및 상기 가요성 히터를 상기 열 전도성 전열체와 밀착시키기 위해 상기 가요성 히터를 둘러싸는 밀착 부재를 포함할 수 있다.
본 개시는 에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 생성 장치용 히터 조립체를 제공할 수 있다. 구체적으로, 본 개시에 따른 에어로졸 생성 장치는 내부에 궐련을 수용하는 수용공간을 형성하는 원통형의 열 전도성 전열체, 열 전도성 전열체의 외면의 적어도 일부를 둘러싸는 가요성 히터 및 가요성 히터를 열 전도성 전열체와 밀착시키기 위해 가요성 히터를 둘러싸는 밀착 부재를 포함하는, 에어로졸 생성 장치용 히터 조립체를 포함할 수 있고, 배터리로부터의 전력 공급에 의해 가요성 히터가 가열됨에 따라 발생된 열은 열 전도성 전열체를 통해 궐련에 전달될 수 있다. 이 경우 밀착 부재가 가요성 히터를 열 전도성 전열체와 밀착시키므로, 가요성 히터로부터 발생된 열이 열 전도성 전열체에 전달되는 과정에서 열 손실이 최소화될 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치의 외관을 정의하는 외부 하우징 및 가요성 히터 사이에 적어도 하나의 에어 갭 및 적어도 하나의 내부 하우징이 포함되고, 외부 하우징 및 내부 하우징의 내외면 중 적어도 하나에 단열 소재가 적용되는바, 가요성 히터로부터 발생된 열이 에어로졸 생성 장치의 외부로 손실되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.
도 1 및 도 2는 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 3은 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 일부 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치용 히터 조립체의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 일부 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "?부", "?모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 제어부(12000), 히터 조립체(13000) 및 증기화기(14000)를 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 공간에는 궐련(20000)이 삽입될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 에어로졸 생성 장치(10000)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(10000)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에는 에어로졸 생성 장치(10000)에 히터 조립체(13000)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라, 히터 조립체(13000)는 생략될 수도 있다.
도 1에는 배터리(11000), 제어부(12000), 증기화기(14000) 및 히터 조립체(13000)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 2에는 증기화기(14000) 및 히터 조립체(13000)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 구조는 도 1 또는 도 2에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(10000)의 설계에 따라, 배터리(11000), 제어부(12000), 증기화기(14000) 및 히터 조립체(13000)의 배치는 변경될 수 있다.
궐련(20000)이 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 증기화기(14000)를 작동시켜, 증기화기(14000)로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 증기화기(14000)에 의해 생성된 에어로졸은 궐련(20000)을 통과하여 사용자에게 전달된다. 증기화기(14000)에 관한 설명은 하기에서 보다 상세히 하기로 한다.
배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(11000)는 히터 조립체(13000) 또는 증기화기(14000)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12000)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어부(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(12000)는 배터리(11000), 히터 조립체(13000) 및 증기화기(14000)뿐 만 아니라 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(12000)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
히터 조립체(13000)는 배터리(11000)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입되면, 히터 조립체(13000)는 궐련의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터 조립체(13000)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터 조립체(13000)는 전기 저항성 히터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 히터 조립체(13000)는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터 조립체(13000)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터 조립체(13000)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(10000)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(10000)에는 히터 조립체(13000)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터 조립체(13000)들은 궐련(20000)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터 조립체(13000)의 형상은 도 1 및 도 2에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
증기화기(14000)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(20000)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(14000)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(10000)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(14000)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14000)는 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소는 독립적인 모듈로서 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함될 수도 있다.
액체 저장부는 액상 조성물을 저장할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다. 액체 저장부는 증기화기(14000)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(14000)와 일체로서 제작될 수도 있다.
예를 들어, 액상 조성물은 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 또는 비타민 혼합물을 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 액상 조성물은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
액체 전달 수단은 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
가열 요소는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소이다. 예를 들어, 가열 요소는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 가열 요소는 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액체 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수 있다. 가열 요소는, 전류 공급에 의해 가열될 수 있으며, 가열 요소와 접촉된 액체 조성물에 열을 전달하여, 액체 조성물을 가열할 수 있다. 그 결과, 에어로졸이 생성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14000)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 제어부(12000) 및 히터 조립체(13000) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)는 궐련(20000)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 1 및 도 2에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(10000)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(10000)가 결합된 상태에서 히터 조립체(13000)가 가열될 수도 있다.
궐련(20000)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(20000)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분과 필터 등을 포함하는 제 2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(20000)의 제 2 부분에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제 2 부분에 삽입될 수도 있다.
에어로졸 생성 장치(10000)의 내부에는 제 1 부분 전체가 삽입되고, 제 2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부에 제 1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제 1 부분 및 제 2 부분의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제 2 부분을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제 1 부분을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제 2 부분을 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.
일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 생성 장치(10000)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 궐련(20000)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(20000)의 내부로 유입될 수도 있다.
이하, 도 3을 참조하여, 궐련(20000)의 일 예에 대하여 설명한다.
도 3은 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 궐련(20000)은 담배 로드(21000) 및 필터 로드(22000)를 포함한다. 도 1 및 도 2를 참조하여 상술한 제 1 부분은 담배 로드(21000)를 포함하고, 제 2 부분은 필터 로드(22000)를 포함한다.
도 3에는 필터 로드(22000)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(22000)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(22000)는 에어로졸을 냉각하는 제 1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제 2 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(22000)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.
궐련(20000)은 적어도 하나의 래퍼(24000)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(24000)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 궐련(20000)은 하나의 래퍼(24000)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 궐련(20000)은 2 이상의 래퍼(24000)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 래퍼에 의하여 담배 로드(21000)가 포장되고, 제 2 래퍼에 의하여 필터 로드(22000)가 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 담배 로드(21000) 및 필터 로드(22000)이 결합되고, 제 3 래퍼에 의하여 궐련(20000) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 담배 로드(21000) 또는 필터 로드(22000) 각각이 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 개별 래퍼에 의하여 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 세그먼트들이 결합된 궐련(20000) 전체가 다른 래퍼에 의하여 재포장될 수 있다.
담배 로드(21000)는 에어로졸 생성 물질을 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 담배 로드(21000)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(21000)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(21000)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(21000)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(21000)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21000)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21000)는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 담배 로드(21000)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(21000)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다.
필터 로드(22000)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(22000)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(22000)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(22000)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(22000)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
필터 로드(22000)는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 필터 로드(22000)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터 로드(22000)의 내부에 삽입될 수도 있다.
또한, 필터 로드(22000)에는 적어도 하나의 캡슐(23000)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(23000)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(23000)은 향료를 포함하는 내용액을 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(23000)은 구형 또는 원통형의 형상을 갖을 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
만약, 필터 로드(22000)에 에어로졸을 냉각하는 세그먼트가 포함될 경우, 냉각 세그먼트는 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 냉각 세그먼트는 순수한 폴리락트산 만으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 냉각 세그먼트는 복수의 구멍들이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 그러나, 냉각 세그먼트는 상술한 예에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행할 수 있다면, 제한 없이 해당될 수 있다.
한편, 도 3에는 도시되지 않았으나, 일 실시예에 따른 궐련(20000)은 전단 필터를 더 포함할 수 있다. 전단 필터는 담배 로드(21000)에 있어서, 필터 로드(22000)에 대향하는 일측에 위치한다. 전단 필터는 담배 로드(21000)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(21000)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(도 1 및 도 2의 10000)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 일부 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치용 히터 조립체의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 에어로졸 생성 장치용 히터 조립체(13000)는 열 전도성 전열체(410), 가요성 히터(420) 및 밀착 부재(430)를 포함할 수 있다. 한편, 도 4에 도시된 에어로졸 생성 장치용 히터 조립체(13000)에는 본 실시예와 관련된 구성들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 4에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치용 히터 조립체(13000)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 예를 들어, 히터 조립체(13000)에는 가요성 히터(420)와 배터리(11000) 간의 전기적 연결을 위한 적어도 하나의 전기 코넥터(미도시)가 포함될 수 있다.
열 전도성 전열체(410)는 내부에 궐련(20000)을 수용하는 수용공간을 형성하는 금속 구조물을 의미할 수 있다. 열 전도성 전열체(410)는 내부에 궐련(20000)을 수용하는 수용공간을 형성하는 중공을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 열 전도성 전열체(410)에 포함되는 중공의 단면은 궐련(20000)의 형상에 대응되도록 원일 수 있고, 열 전도성 전열체(410)는 원통형일 수 있다. 다만, 열 전도성 전열체(410)에 포함되는 중공의 단면은 다각형일 수도 있으며, 궐련(20000)의 형상에 따라 다양한 크기 및 형상을 가질 수도 있다.
열 전도성 전열체(410)는 열전달력이 높은 금속 소재로 구성될 수 있다. 또한, 열 전도성 전열체(410)는 궐련(20000)을 내부에 수용하기 위해 강성의 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 열 전도성 전열체(410)는 구리, 니켈, 철, 크롬, 또는 이들의 합금일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 열 전도성 전열체(410)는 열전달력이 높으면서 강성인 임의의 적절한 금속 소재로 구성될 수 있다.
가요성 히터(420)는 열 전도성 전열체(410)의 외면의 적어도 일부를 둘러싸는 형태의 히터일 수 있다. 가요성 히터(420)는 내열 수지 필름 및 전기 전도성 트랙을포함할 수 있다. 내열 수지 필름은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리시크로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 가요성 히터(420)는 내열 수지 필름 상에 패턴화된 전기 전도성 트랙이 라미네이팅된 구조를 가질 수 있다. 가요성 히터(420)는 원통형일 수 있고, 유연한(Flexible) 판형 소재를 둥글게 말은 형태일 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다. 가요성 히터(420)는 배터리(11000)로부터의 전력 공급에 의해 가열될 수 있다.
밀착 부재(430)는 가요성 히터(420)를 열 전도성 전열체(410)와 밀착시키기 위해 가요성 히터(420)의 외면을 둘러싸는 부재를 의미할 수 있다. 가요성 히터(420)가 열 전도성 전열체(410)와 밀착된다는 것은 가요성 히터(420) 및 열 전도성 전열체(410) 간의 이격이 최소화되는 되는 것을 의미할 수 있다. 밀착 부재(430)에 의해 가요성 히터(420)가 열 전도성 전열체(410)와 밀착됨에 따라, 가요성 히터(420)로부터 발생된 열이 열 전도성 전열체(410)에 전달되는 과정에서의 열 손실이 최소화될 수 있다.
밀착 부재(430)는 밀착 부재(430)의 내면 방향으로의 탄성력을 갖거나 온도가 증가함에 따라 수축되는 성질을 가질 수 있다. 밀착 부재(430)가 밀착 부재(430)의 내면 방향으로의 탄성력을 갖거나 온도가 증가함에 따라 수축되는 성질을 가짐에 따라 밀착 부재(430)에 의해 둘러싸이는 가요성 히터(420)는 열 전도성 전열체(410)와 밀착될 수 있다. 예를 들어, 밀착 부재(430)는 내열성 합성 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌(테프론) 및 실리콘 중 적어도 하나의 소재로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 밀착 부재(430)는 밀착 부재(430)의 내면 방향으로의 탄성력을 갖거나 온도가 증가함에 따라 수축되는 성질을 갖는 임의의 적절한 소재로 구성될 수 있다.
또한, 밀착 부재(430)는 가요성 히터(420)로부터 발생된 열을 견디기 위해 내열 소재로 구성될 수 있고, 가요성 히터(420)로부터 발생된 열이 외부로 손실되는 것을 방지하기 위해 단열 소재로 구성될 수도 있다. 밀착 부재(430)는 가요성 히터(420)를 열 전도성 전열체(410)와 밀착시킬 수 있는 임의의 적절한 소재로 구성될 수 있다.
한편, 도 4에는 열 전도성 전열체(410), 가요성 히터(420) 및 밀착 부재(430) 각각의 길이가 나열한 순서대로 점점 짧아지도록 도시되어 있으나, 이는 에어로졸 생성 장치용 히터 조립체(13000)의 구조를 쉽게 알아볼 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 열 전도성 전열체(410), 가요성 히터(420) 및 밀착 부재(430) 각각은 임의의 적절한 길이를 가질 수 있다. 이하 도 5를 참조하여 에어로졸 생성 장치용 히터 조립체(13000)를 포함하는 에어로졸 생성 장치(10000)의 단열 구조에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 5는 일부 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 열 전도성 전열체(410), 가요성 히터(420), 밀착 부재(430) 외에 외부 하우징(510), 내부 하우징(520), 제1 에어 갭(530), 제2 에어 갭(540), 제1 단열부(550) 및 제2 단열부(560)를 더 포함할 수 있다. 도 5의 열 전도성 전열체(410), 가요성 히터(420) 및 밀착 부재(430)는 도 4에 도시된 구성요소들과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다. 한편, 도 5에 도시된 에어로졸 생성 장치(10000)에는 본 실시예와 관련된 구성들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 5에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치 (10000)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
외부 하우징(510)은 에어로졸 생성 장치(10000)의 외관을 정의하는 케이스를 의미할 수 있다. 외부 하우징(510)은 내열 소재로 구성될 수 있고, 내열 소재는 섭씨 130도 이상의 열을 견딜 수 있는 소재를 포함할 수 있다. 섭씨 130도 이상의 열을 견딜 수 있다 함은, 내열 소재의 녹는 점(Tm)이 섭씨 130도 이상임을 뜻한다.
한편, 내열 소재는 내열성 합성 수지일 수 있다. 내열 소재가 내열성 합성 수지인 경우, 내열 소재의 녹는 점 및 유리 전이 온도(Tg) 중 하나 이상이 섭씨 130도 이상일 수 있다.
예를 들어, 내열 소재는 일 예로, 폴리프로필렌, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리시크로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 설폰계 수지, 불소계 수지, 아라미드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 설폰계 수지는 폴리에틸설폰, 폴리페닐렌설파이드와 같은 수지를 포함할 수 있으며, 불소계 수지는 폴리테트라플루오로에틸렌(테프론)을 포함할 수 있다.
다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 일 예로, 내열 소재는 섭씨 80도 이상의 열을 견딜 수 있는 임의의 적절한 소재일 수 있고, 내열 소재는 섭씨 100도 이상의 열을 견딜 수 있는 임의의 적절한 소재일 수 있다. 또한, 일 예로, 내열 소재는 섭씨 150도 이상의 열을 견딜 수 있는 임의의 적절한 소재일 수 있고, 일 예로, 내열 소재는 섭씨 200도 이상의 열을 견딜 수 있는 임의의 적절한 소재일 수 있고, 일 예로, 내열 소재는 섭씨 300도 이상의 열을 견딜 수 있는 임의의 적절한 소재일 수 있고, 일 예로, 내열 소재는 섭씨 400도 이상의 열을 견딜 수 있는 임의의 적절한 소재일 수도 있다.
한편, 외부 하우징(510) 및 가요성 히터(420) 사이에는 적어도 하나의 에어 갭 및 적어도 하나의 내부 하우징이 위치할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)는 외부 하우징(510) 및 가요성 히터(420) 사이에 위치하는 내부 하우징(520), 제1 에어 갭(530) 및 제2 에어 갭(540)을 더 포함할 수 있다. 도 5에는 적어도 하나의 내부 하우징은 1개이고, 적어도 하나의 에어 갭은 2개인 경우에 대해 도시되어 있으나, 적어도 하나의 에어 갭 및 적어도 하나의 내부 하우징 각각은 임의의 적절한 개수일 수 있다.
내부 하우징(520)은 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 구조를 정의하는 구조물을 의미할 수 있다. 내부 하우징(520)은 내열 소재로 구성될 수 있고, 내열 소재는 섭씨 130도 이상의 열을 견딜 수 있는 소재를 포함할 수 있다.
한편, 내열 소재는 내열성 합성 수지일 수 있다. 내열 소재가 내열성 합성 수지인 경우, 내열 소재의 녹는 점 및 유리 전이 온도(Tg) 중 하나 이상이 섭씨 80도 이상일 수 있다. 예를 들어, 내열 소재는 일 예로, 폴리프로필렌, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에틸렌, 폴리이미드, 설폰계 수지, 불소계 수지, 아라미드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 설폰계 수지는 폴리에틸설폰, 폴리페닐렌설파이드와 같은 수지를 포함할 수 있으며, 불소계 수지는 폴리테트라플루오로에틸렌(테프론)을 포함할 수 있다.
다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 일 예로, 내열 소재는 섭씨 80도 이상의 열을 견딜 수 있는 임의의 적절한 소재일 수 있고, 내열 소재는 섭씨 100도 이상의 열을 견딜 수 있는 임의의 적절한 소재일 수 있다. 또한, 일 예로 내열 소재는 섭씨 150도 이상의 열을 견딜 수 있는 임의의 적절한 소재일 수 있다. 또한, 일 예로, 내열 소재는 섭씨 200도 이상의 열을 견딜 수 있는 임의의 적절한 소재일 수 있고, 일 예로, 내열 소재는 섭씨 300도 이상의 열을 견딜 수 있는 임의의 적절한 소재일 수 있고, 일 예로, 내열 소재는 섭씨 400도 이상의 열을 견딜 수 있는 임의의 적절한 소재일 수도 있다.
제1 에어 갭(530)은 가요성 히터(420) 및 내부 하우징(520) 사이에 위치하는 공기의 간극을 의미하고, 제2 에어 갭(540)은 내부 하우징(520) 및 외부 하우징(510) 사이에 위치하는 공기의 간극을 의미할 수 있다. 제1 에어 갭(530)에 의해 가요성 히터(420)로부터 내부 하우징(520)으로의 열 전달이 감소될 수 있고, 제2 에어 갭(540)에 의해 내부 하우징(520)으로부터 외부 하우징(510)으로의 열 전달이 감소될 수 있다. 이에 따라, 에어로졸 생성 장치(10000)의 외부 발열이 최소화될 수 있다.
한편, 에어로졸 생성 장치(10000)는 외부 하우징(510) 및 내부 하우징(520)의 내외면 중 적어도 하나에 단열부를 포함할 수 있다. 단열부는 적어도 하나의 단열 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 단열부(550) 및 제2 단열부(560)는 제1 단열부(550) 및 제2 단열부(560)를 통한 열의 이동을 차단하는 임의의 적절한 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 단열부(550) 및 제2 단열부(560)는 다공성 소재, 그라파이트 및 세라믹 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 세라믹은 다공성 세라믹일 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 단열부(550)가 외부 하우징(510)의 내면에 접촉하여 위치하고, 제2 단열부(560)가 내부 하우징(520)의 외면에 접촉하여 위치하는 예시가 도시되어 있다. 다만, 이는 예시에 불과할 뿐, 제1 단열부(550)는 외부 하우징(510)의 외면에 접촉하여 위치할 수 있고, 제2 단열부(560)는 내부 하우징(520)의 내면에 접촉하여 위치할 수 있다. 또한, 외부 하우징(510) 및 내부 하우징(520) 각각의 내외면 모두에 단열 소재가 적용될 수도 있다.
본 개시에 따른 에어로졸 생성 장치(10000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 외관을 정의하는 외부 하우징(510) 및 가요성 히터(420) 사이에 에어 갭들(530 및 540) 및 내부 하우징(520)을 포함하고, 에어로졸 생성 장치(10000)의 외부 하우징(510) 및 내부 하우징(520)의 내외면 중 적어도 하나에 단열 소재들이 적용되는바, 가요성 히터(420)로부터 발생된 열이 에어로졸 생성 장치(10000)의 외부로 손실되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 에어로졸 생성 장치에 있어서,
    내부에 궐련을 수용하는 수용공간을 형성하는 원통형의 열 전도성 전열체;
    상기 열 전도성 전열체의 외면의 적어도 일부를 둘러싸는 가요성 히터;
    상기 가요성 히터를 상기 열 전도성 전열체와 밀착시키기 위해 상기 가요성 히터의 외면을 둘러싸는 밀착 부재; 및
    상기 가요성 히터에 전력을 공급하는 배터리를 포함하고,
    상기 밀착 부재는 상기 밀착 부재의 내면 방향으로의 탄성력을 갖거나 온도가 증가함에 따라 수축되는 성질을 갖는, 에어로졸 생성 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 밀착 부재는 내열성 합성 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌(테프론) 및 실리콘 중 적어도 하나를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 열 전도성 전열체는 구리, 니켈, 철, 크롬, 또는 이들의 합금인, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 가요성 히터는 내열 수지 필름 및 전기 전도성 트랙을 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치는,
    상기 에어로졸 생성 장치의 외관을 정의하는 외부 하우징; 및
    상기 외부 하우징 및 상기 가요성 히터 사이에 위치하는 적어도 하나의 에어 갭 및 적어도 하나의 내부 하우징을 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 외부 하우징 및 상기 내부 하우징은 내열 소재를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 내열 소재는 섭씨 80도 이상의 열을 견딜 수 있는 소재를 포함하는 에어로졸 생성 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 내열 소재는 녹는 점 및 유리전이온도 중 하나 이상이 섭씨 80도 이상인 내열성 고분자를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치는,
    상기 외부 하우징 및 상기 내부 하우징의 내외면 중 적어도 하나에 단열부를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 단열부는 다공성 소재, 그라파이트 및 세라믹 중 적어도 하나를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  12. 내부에 궐련을 수용하는 수용공간을 형성하는 원통형의 열 전도성 전열체;
    상기 열 전도성 전열체의 외면의 적어도 일부를 둘러싸는 가요성 히터; 및
    상기 가요성 히터를 상기 열 전도성 전열체와 밀착시키기 위해 상기 가요성 히터를 둘러싸는 밀착 부재를 포함하고,
    상기 밀착 부재는 상기 밀착 부재의 내면 방향으로의 탄성력을 갖거나 온도가 증가함에 따라 수축되는 성질을 갖는, 에어로졸 생성 장치용 히터 조립체.
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