KR102259896B1 - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

Abstract

에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 저장하는 저장부와, 상기 저장부로부터 상기 에어로졸 생성 물질을 공급받는 모세관 부재와, 제1 메쉬 패턴을 구비하며 상기 모세관 부재의 일측에 접촉하는 제1 메쉬 히터와, 제2 메쉬 히터를 포함하고, 상기 제2 메쉬 히터는 제2 메쉬 패턴을 구비하며, 상기 제1 메쉬 히터 및 상기 제2 메쉬 히터 사이의 영역에 상기 에어로졸 생성 물질을 보유하기 위하여 상기 제1 메쉬 히터와 이격되어 배치될 수 있다.

Description

에어로졸 생성 장치{AEROSOL GENERATING DEVICE}

본 발명은 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 메쉬 히터의 액상 보유 능력을 향상시켜, 무화량을 증가시킬 수 있는 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.

근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 또는 액체 저장부 내의 에어로졸 생성물질이 가열됨에 따라 에어로졸을 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다.

이러한 에어로졸 생성 장치는 균일한 무화량 발생을 위하여 메쉬 히터를 구비할 수 있으나, 종래의 메쉬 히터를 이용한 에어로졸 생성 장치는 메쉬 히터의 액상 보유 능력이 현저하게 떨어져 오히려 기대하는 균일한 무화량 발생의 효과를 달성하지 못한다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 메쉬 히터를 이용한 에어로졸 생성 장치는 메쉬 히터의 액상 보유 능력이 떨어져 무화량이 감소한다는 문제점도 있다.

KR 10-2017-0133330 A (2016.10.06)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 복수의 메쉬 히터 사이의 영역에 에어로졸 생성 물질을 보유하게 함으로 균일한 무화량 생성 및 무화량을 현저하게 증대시킬 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 기술적 과제는 상술한 바에 한정되지 않으며 이하의 예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 저장하는 저장부와, 상기 저장부로부터 상기 에어로졸 생성 물질을 공급받는 모세관 부재와, 제1 메쉬 패턴을 구비하며 상기 모세관 부재의 일측에 접촉하는 제1 메쉬 히터와, 제2 메쉬 히터를 포함하고, 상기 제2 메쉬 히터는 제2 메쉬 패턴을 구비하며, 상기 제1 메쉬 히터 및 상기 제2 메쉬 히터 사이의 영역에 상기 에어로졸 생성 물질을 보유하기 위하여 상기 제1 메쉬 히터와 이격되어 배치될 수 있다.

또한, 메쉬 히터의 액상 보유 능력을 향상시키기 위하여, 상기 제1 메쉬 패턴과 상기 제2 메쉬 패턴은 상이한 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 메쉬 히터의 액상 보유 능력을 향상시키기 위하여, 상기 제1 메쉬 패턴의 면적은 상기 제2 메쉬 패턴의 면적보다 크게 형성될 수 있다.

또한, 메쉬 히터의 액상 보유 능력을 향상시키기 위하여, 상기 제1 메쉬 패턴과 상기 제2 메쉬 패턴은 동일한 형상으로 형성되되, 상기 제1 메쉬 패턴과 상기 제2 메쉬 패턴은 엇갈려 배치될 수 있다.

또한, 메쉬 히터의 기계 강성을 증가시키기 위하여, 상기 제1 메쉬 패턴과 상기 제2 메쉬 패턴은 허니콤(honey comb) 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 제1 메쉬 히터와 제2 메쉬 히터의 접촉으로 인한 단락(short) 현상을 방지하기 위하여, 상기 제1 메쉬 히터와 상기 제2 메쉬 히터 사이에는 이격부재가 배치될 수 있다.

또한, 제1 메쉬 히터와 제2 메쉬 히터의 접촉으로 인한 단락(short) 현상을 방지하기 위하여, 상기 이격부재는 전기 절연성 소재로 형성될 수 있다.

또한, 에어로졸 생성 장치는 상기 제1 메쉬 히터 및 제2 메쉬 히터에 전력을 공급하는 배터리 및 상기 제1 메쉬 히터 및 제2 메쉬 히터와, 상기 배터리를 연결하는 전원 공급부를 더 포함할 수 있다.

또한, 무화량을 증가시키기 위하여 상기 에어로졸 생성 기질은 액체로 형성되며, 상기 모세관 부재를 통해 상기 제1 메쉬 히터 및 상기 제2 메쉬 히터의 사이의 공간에 유입되고, 상기 제1 메쉬 히터 및 상기 제2 메쉬 히터는 유입된 액체 형태의 상기 에어로졸 생성 기질을 가열할 수 있다.

본 발명의 에어로졸 생성 장치는 메쉬 히터를 복수 층으로 형성하고, 복수의 메쉬 히터 사이에 에어로졸 생성 물질을 보유하게 함으로써, 에어로졸 생성 물질의 보유 능력을 증가시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 에어로졸 생성 장치는 복수의 메쉬 히터의 패턴을 상이하게 함으로써, 에어로졸 생성 물질의 보유 능력을 현저하게 증가시킬 수 있다.

또한, 에어로졸 생성 장치는 복수의 메쉬 패턴이 엇갈려 배치되게 함으로써, 에어로졸 생성 물질의 보유 능력을 현저하게 증가시킬 수 있다.

또한, 에어로졸 생성 장치는 모세관 부재에 접촉하는 제1 메쉬 히터의 패턴 면적을 제1 메쉬 히터와 이격되어 배치되는 제2 메쉬 히터의 패턴 면적보다 크게 형성함으로써, 에어로졸 생성 물질이 제1 메쉬 히터와 제2 메쉬 히터 사이의 영역으로 용이하게 이동할 수 있도록 하는 한편, 제1 메쉬 히터와 제2 메쉬 히터 사이의 영역에 존재하는 에어로졸 생성 물질이 기화 없이 챔버 내로 이탈되지 않도록 할 수 있다.

또한, 에어로졸 생성 장치는 메쉬 패턴을 허니콤(honey comb) 형상으로 형성함으로써, 메쉬 패턴을 통해 흐르는 전류의 경로를 감소시킬 수 있고, 이에 따라, 본 발명의 에어로졸 생성 장치는 히터의 기계적 및/또는 전기적 내구도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 에어로졸 생성 장치는 복수의 메쉬 히터를 이격시키는 이격부재를 절연성 소재로 형성함으로써, 복수의 메쉬 히터의 접촉으로 인한 단락(short) 현상을 방지할 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 물질을 보유하는 교체 가능한 카트리지와 이를 구비한 에어로졸 생성 장치의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 일 작동 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 다른 작동 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 카트리지의 단면도이다.
도 6은 도 5의 메쉬 히터의 결합관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 5의 메쉬 히터의 메쉬 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 5의 메쉬 히터의 배치관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 5의 메쉬 히터의 배치관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 5의 메쉬 히터의 메쉬 패턴 면적을 설명하기 위한 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.

도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1000)는 배터리(1100), 히터(1200), 센서(1300), 사용자 인터페이스(1400), 메모리(1500) 및 제어부(1600)를 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부 구조는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(1000)의 설계에 따라, 도 에 도시된 하드웨어 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

일 실시예에서 에어로졸 생성 장치(1000)는 본체만으로 구성될 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치(1000)에 포함된 하드웨어 구성들은 본체에 위치한다. 다른 실시예에서 에어로졸 생성 장치(1000)는 본체 및 카트리지로 구성될 수 있고, 에어로졸 생성 장치(1000)에 포함된 하드웨어 구성들은 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(1000)에 포함된 하드웨어 구성들 중 적어도 일부는 본체 및 카트리지 각각에 위치할 수도 있다.

이하에서는 에어로졸 생성 장치(1000)에 포함된 각 구성들이 위치하는 공간을 한정하지 않고, 각 구성들의 동작에 대해 설명하기로 한다.

배터리(1100)는 에어로졸 생성 장치(1000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(1100)는 히터(1200)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(1100)는 에어로졸 생성 장치(1000) 내에 구비된 다른 하드웨어 구성들, 즉, 센서(1300), 사용자 인터페이스(1400), 메모리(1500) 및 제어부(1600)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(1100)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. 예를 들어, 배터리(1100)는 리튬폴리머(LiPoly) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

히터(1200)는 제어부(1600)의 제어에 따라 배터리(1100)로부터 전력을 공급 받는다. 히터(1200)는 배터리(1100)로부터 전력을 공급 받아 에어로졸 생성 장치(1000)에 삽입된 궐련을 가열하거나, 에어로졸 생성 장치(1000)에 장착된 카트리지를 가열할 수 있다.

히터(1200)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 본체에 위치할 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(1000)가 본체 및 카트리지로 구성되는 경우, 히터(1200)는 카트리지에 위치할 수 있다. 히터(1200)가 카트리지에 위치하는 경우, 히터(1200)는 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(1100)로부터 전력을 공급받을 수 있다.

히터(1200)는 임의의 적합한 전기 저항성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 적합한 전기 저항성 물질은 타이타늄, 지르코늄, 탄탈럼, 백금, 니켈, 코발트, 크로뮴, 하프늄, 나이오븀, 몰리브데넘, 텅스텐, 주석, 갈륨, 망간, 철, 구리, 스테인리스강, 니크롬 등을 포함하는 금속 또는 금속 합금일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 히터(1200)는 금속 열선(wire), 전기 전도성 트랙(track)이 배치된 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

일 실시예에서 히터(1200)는 카트리지에 포함된 구성일 수 있다. 카트리지는 히터(1200), 액체 전달 수단 및 저장부를 포함할 수 있다. 저장부에 수용된 에어로졸 생성 물질은 액체 전달 수단으로 이동하고, 히터(1200)는 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 히터(1200)는 니켈크롬과 같은 소재를 포함하고 액체 전달 수단에 감기거나 액체 전달 수단에 인접하게 배치될 수 있다.

한편, 히터(1200)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 히터(1200)는 궐련 또는 카트리지를 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련 또는 카트리지에는 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터가 포함될 수 있다.

에어로졸 생성 장치(1000)는 적어도 하나의 센서(1300)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서(1300)에서 센싱된 결과는 제어부(1600)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 제어부(1600)는 히터의 동작 제어, 흡연의 제한, 궐련(또는 카트리지) 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(1000)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 적어도 하나의 센서(1300)는 퍼프 감지 센서를 포함할 수 있다. 퍼프 감지 센서는 온도 변화, 유량(flow) 변화, 전압 변화 및 압력 변화 중 어느 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다.

또한, 적어도 하나의 센서(1300)는 온도 감지 센서를 포함할 수 있다. 온도 감지 센서는 히터(1200)(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(1000)는 히터(1200)의 온도를 감지하는 별도의 온도 감지 센서를 포함하거나, 별도의 온도 감지 센서를 포함하는 대신 히터(1200) 자체가 온도 감지 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 히터(1200)가 온도 감지 센서의 역할을 수행함과 동시에 에어로졸 생성 장치(1000)에 별도의 온도 감지 센서가 더 포함될 수 있다.

또한, 적어도 하나의 센서(1300)는 위치변화 감지 센서를 포함할 수 있다. 위치변화 감지 센서는 본체에 대하여 이동 가능하게 결합된 슬라이더의 위치 변화를 감지할 수 있다.

사용자 인터페이스(1400)는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(1000)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(1400)는 시각 정보를 출력하는 디스플레이 또는 램프, 촉각 정보를 출력하는 모터, 소리 정보를 출력하는 스피커, 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나 사용자에게 정보를 출력하는 입/출력(I/O) 인터페이싱 수단들(예를 들어, 버튼 또는 터치스크린)과 데이터 통신을 하거나 충전 전력을 공급받기 위한 단자들, 외부 디바이스와 무선 통신(예를 들어, WI-FI, WI-FI Direct, Bluetooth, NFC(Near-Field Communication) 등)을 수행하기 위한 통신 인터페이싱 모듈 등의 다양한 인터페이싱 수단들을 포함할 수 있다.

다만, 에어로졸 생성 장치(1000)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스(1400) 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.

메모리(1500)는 에어로졸 생성 장치(1000) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(1500)는 제어부(1600)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(1500)는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory) 등의 다양한 종류들로 구현될 수 있다.

메모리(1500)에는 에어로졸 생성 장치(1000)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다.

제어부(1600)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어하는 하드웨어이다. 제어부(1600)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.

제어부(1600)는 적어도 하나의 센서(1300)에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다.

제어부(1600)는 적어도 하나의 센서(1300)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 히터(1200)의 동작이 개시 또는 종료되도록 히터(1200)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(1600)는 적어도 하나의 센서(1300)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 히터(1200)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(1200)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다.

일 실시예에서 제어부(1600)는 에어로졸 생성 장치(1000)에 대한 사용자 입력을 수신한 후 히터(1200)의 동작을 개시하기 위해 히터(1200)의 모드를 예열모드로 설정할 수 있다. 또한, 제어부(1600)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 사용자의 퍼프를 감지한 후 히터(1200)의 모드를 예열모드에서 동작모드로 전환할 수 있다. 또한, 제어부(1600)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면 히터(1200)에 전력 공급을 중단할 수 있다.

제어부(1600)는 적어도 하나의 센서(1300)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 사용자 인터페이스(1400)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면, 제어부(1600)는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치(1000)가 곧 종료될 것임을 예고할 수 있다.

한편, 도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1000)는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(1000)의 배터리(1100)를 충전하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1000)는 크래들 내부의 수용 공간에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(1000)의 배터리(1100)를 충전할 수 있다.

도 2는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 물질을 보유하는 교체 가능한 카트리지와 이를 구비한 에어로졸 생성 장치의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.

도 2에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(200)와, 카트리지(200)를 지지하는 본체(10)를 포함한다.

카트리지(200)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체(10)에 결합할 수 있다. 카트리지(200)의 일부분이 본체(10)의 수용 공간(19)에 삽입됨으로써 카트리지(200)가 본체(10)에 장착될 수 있다.

카트리지(200)는 예를 들어 액체 상태나, 고체 상태나, 기체 상태나, 겔(gel) 상태 등의 어느 하나의 상태를 갖는 에어로졸 생성 물질을 보유할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 액상 조성물을 포함할 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.

액상 조성물은 예를 들어, 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 및 비타민 혼합물의 어느 하나의 성분이나, 이들 성분의 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.

예를 들어, 액상 조성물은 니코틴 염이 첨가된 임의의 중량비의 글리세린 및 프로필렌 글리콜 용액을 포함할 수 있다. 액상 조성물에는 2종 이상의 니코틴 염이 포함될 수도 있다. 니코틴 염은 니코틴에 유기산 또는 무기산을 포함하는 적절한 산을 첨가함으로써 형성될 수 있다. 니코틴은 자연적으로 발생하는 니코틴 또는 합성 니코틴으로서, 액상 조성물의 총 용액 중량에 대한 임의의 적절한 중량의 농도를 가질 수 있다.

니코틴 염의 형성을 위한 산은 혈중 니코틴 흡수 속도, 에어로졸 생성 장치(1000)의 작동 온도, 향미 또는 풍미, 용해도 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 니코틴 염의 형성을 위한 산은 벤조산, 락트산, 살리실산, 라우르산, 소르브산, 레불린산, 피루브산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 카프릴산, 카프르산, 시트르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 페닐아세트산, 타르타르산, 숙신산, 푸마르산, 글루콘산, 사카린산, 말론산 또는 말산으로 구성된 군으로부터 선택되는 단독의 산 또는 상기 군으로부터 선택되는 2 이상의 산들의 혼합이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

카트리지(200)는 본체(10)로부터 전달되는 전기 신호 또는 무선 신호 등에 의해 작동함으로써 카트리지(200)의 내부의 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기체의 상으로 변환하여 에어로졸(aerosol)을 발생시키는 기능을 수행한다. 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 공기가 혼합된 상태의 기체를 의미할 수 있다.

예를 들어, 카트리지(200)는 본체(10)로부터 전기 신호를 공급받아 에어로졸 생성 물질을 가열하거나, 초음파 진동 방식을 이용하거나, 유도 가열 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질의 상을 변환할 수 있다. 다른 예로서, 카트리지(200)가 자체적인 전력원을 포함하는 경우에는 본체(10)로부터 카트리지(200)에 전달되는 전기적인 제어 신호나 무선 신호에 의해 카트리지(200)가 작동함으로써 에어로졸을 발생시킬 수 있다.

카트리지(200)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용하는 저장부(210)와, 저장부(210)의 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 변환하는 기능을 수행하는 무화기(atomizer)를 포함할 수 있다.

저장부(210)가 내부에 ‘에어로졸 생성 물질을 수용한다’는 것은 저장부(210)가 그릇(container)의 용도와 같이 에어로졸 생성 물질을 단순히 담는 기능을 수행하는 것과, 저장부(210)의 내부에 예를 들어 스펀지(sponge)나 솜이나 천이나 다공성 세라믹 구조체와 같은 에어로졸 생성 물질을 함침(함유)하는 요소를 포함하는 것을 의미한다.

무화기는 예를 들어, 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 액체 전달 수단(wick; 윅; 심지)과, 액체 전달 수단을 가열하여 에어로졸을 발생하는 히터를 포함할 수 있다. 명세서 전반에 걸쳐 액체 전달 수단은 윅 또는 심지로 혼용되어 사용될 수 있다.

액체 전달 수단은 예를 들어 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹의 적어도 하나를 포함할 수 있다.

히터는 전기 저항에 의해 열을 발생시킴으로써 액체 전달 수단에 전달되는 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위하여 구리, 니켈, 텅스텐 등의 금속 소재를 포함할 수 있다. 히터는 예를 들어, 금속 열선(wire), 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으며, 니크롬선과 같은 소재를 이용하여 전도성 필라멘트로 구현되거나 액체 전달 수단에 감기거나 액체 전달 수단에 인접하게 배치될 수 있다.

무화기는 또한 별도의 액체 전달 수단을 사용하지 않고 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 기능과 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생하는 기능을 모두 수행하는 메시 형상(mesh shape)이나 판 형상(plate shape)의 발열체로 구현될 수 있다.

카트리지(200)의 내부에 수용된 에어로졸 생성 물질을 외부에서 시각적으로 확인할 수 있도록 카트리지(200)의 저장부(210)는 적어도 일부가 투명한 소재를 포함할 수 있다. 저장부(210)는 본체(10)에 결합할 때에 본체(10)의 홈(11)에 삽입될 수 있도록 저장부(210)로부터 돌출하는 돌출창(210a)을 포함한다. 마우스피스(220) 및 저장부(210)의 전체가 투명한 플라스틱이나 유리 등의 소재로 제작될 수 있으며, 저장부(210)의 일부분에 해당하는 돌출창(210a)만이 투명한 소재로 제작될 수 있다.

본체(10)는 수용 공간(19)의 내측에 배치된 접속 단자(10t)를 포함한다. 본체(10)의 수용 공간(19)에 카트리지(200)의 저장부(210)가 삽입되면 본체(10)는 접속 단자(10t)를 통하여 카트리지(200)에 전력을 제공하거나, 카트리지(200)의 작동과 관련한 신호를 카트리지(200)에 공급할 수 있다.

카트리지(200)의 저장부(210)의 일측 단부에는 마우스피스(220)가 결합된다. 마우스피스(220)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 사용자의 구강으로 삽입되는 부분이다. 마우스피스(220)는 저장부(210) 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공(220a)을 포함한다.

에어로졸 생성 장치(1000)는 외부 공기를 유입할 수 있는 적어도 하나의 공기 통로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공기 통로는 본체에 카트리지(200)의 결합 시 본체의 수용 공간 및 수용 공간에 결합하는 카트리지(200)의 일측 단부 사이에 형성되는 공간일 수 있다. 공기 통로를 통해 유입된 공기는 카트리지(200)를 통과한 후 마우스피스를 통해 배출될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1000)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.

본체(10)에는 슬라이더(7)가 본체(10)에 대하여 이동 가능하게 결합된다. 슬라이더(7)는 본체(10)에 대해 이동함으로써 본체(10)에 결합된 카트리지(200)의 마우스피스(220)의 적어도 일부를 덮거나 마우스피스(220)의 적어도 일부를 외부로 노출시키는 기능을 수행한다. 슬라이더(7)는 카트리지(200)의 돌출창(210a)의 적어도 일부를 외부로 노출시키는 장공(7a)을 포함한다.

슬라이더(7)는 내부가 비어 있으며 양측 단부가 개방된 통 형상을 갖는다. 슬라이더(7)의 구조는 도면에 도시된 것과 같이 통 형상으로 제한되는 것은 아니며, 본체(10)의 가장자리에 결합된 상태를 유지하면서 본체(10)에 대해 이동 가능한 클립 모양의 단면 형상을 갖는 절곡된 판의 구조나, 만곡된 원호 모양의 단면 형상을 갖는 구부러진 반원통 형상 등의 구조를 가질 수 있다.

슬라이더(7)는 본체(10)와 카트리지(200)에 대한 슬라이더(7)의 위치를 유지하기 위한 자성체를 포함한다. 자성체는 영구자석이나, 철, 니켈, 코발트, 또는 이들의 합금 등과 같은 소재를 포함할 수 있다.

자성체는 슬라이더(7)의 내부 공간을 사이에 두고 서로 마주보는 두 개의 제1 자성체(8a)와, 슬라이더(7)의 내부 공간을 사이에 두고 서로 마주보는 두 개의 제2 자성체(8b)를 포함한다. 제1 자성체(8a)와 제2 자성체(8b)는 슬라이더(7)의 이동 방향, 즉 본체(10)가 연장하는 방향인 본체(10)의 길이 방향을 따라 서로 이격되게 배치된다.

본체(10)는 슬라이더(7)가 본체(10)에 대하여 이동하는 동안 슬라이더(7)의 제1 자성체(8a)와 제2 자성체(8b)가 이동하는 경로 상에 배치된 고정 자성체(9)를 포함한다. 본체(10)의 고정 자성체(9)도 수용 공간(19)을 사이에 두고 서로 마주보도록 두 개가 설치될 수 있다.

슬라이더(7)의 위치에 따라, 고정 자성체(9)와 제1 자성체(8a) 또는 고정 자성체(9)와 제2 자성체(8b) 사이에서 작용하는 자력에 의하여 슬라이더(7)는 마우스피스(220)의 단부를 덮거나 노출시키는 위치에 안정적으로 유지될 수 있다.

본체(10)는 슬라이더(7)가 본체(10)에 대하여 이동하는 동안 슬라이더(7)의 제1 자성체(8a)와 제2 자성체(8b)의 이동하는 경로 상에 배치되는 위치변화 감지 센서(3)를 포함한다. 위치변화 감지 센서(3)는 예를 들어 자기장의 변화를 감지하여 신호를 발생하는 홀 효과(hall effect)를 이용한 홀 센서(hall IC)를 포함할 수 있다.

상술한 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)에서 본체(10)와 카트리지(200)와 슬라이더(7)는 길이 방향을 가로지르는 방향에서의 단면 형상이 대략 직사각형이지만, 실시예는 이러한 에어로졸 생성 장치(1000)의 형상에 의해 제한되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(1000)는 예를 들어 원형이나 타원형이나 정사각형이나 여러 가지 형태의 다각형의 단면 형상을 가질 수 있다. 또한 에어로졸 생성 장치(1000)가 길이 방향으로 연장할 때 반드시 직선적으로 연장하는 구조로 제한되는 것은 아니며, 사용자가 손으로 잡기 편하게 예를 들어 유선형으로 만곡되거나 특정 영역에서 미리 정해진 각도로 절곡되며 길게 연장할 수 있다.

도 3은 도 2에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 일 작동 상태를 도시한 사시도이다.

도 3에서는 슬라이더(7)가 본체(10)와 결합된 카트리지의 마우스피스(220)의 단부를 덮는 위치로 이동한 작동 상태가 도시되었다. 슬라이더(7)가 마우스피스(220)의 단부를 덮는 위치로 이동한 상태에서는 마우스피스(220)가 외부의 이물질로부터 안전하게 보호되며 청결한 상태로 유지될 수 있다.

사용자는 슬라이더(7)의 장공(7a)을 통하여 카트리지의 돌출창(210a)을 시각적으로 확인함으로써 카트리지가 보유하는 에어로졸 생성 물질의 잔량을 확인할 수 있다. 사용자는 에어로졸 생성 장치(1000)를 사용하기 위해서 슬라이더(7)를 본체(10)의 길이 방향으로 이동시킬 수 있다.

도 4는 도 2에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 다른 작동 상태를 도시한 사시도이다.

도 4에서는 슬라이더(7)가 본체(10)와 결합된 카트리지의 마우스피스(220)의 단부를 외부로 노출시키는 위치로 이동한 작동 상태가 도시되었다. 슬라이더(7)가 마우스피스(220)의 단부를 외부로 노출시키는 위치로 이동한 상태에서 사용자가 자신의 구강에 마우스피스(220)를 삽입하여 마우스피스(220)의 배출공(220a)을 통해서 배출되는 에어로졸을 흡입할 수 있다.

슬라이더(7)가 마우스피스(220)의 단부를 외부로 노출시키는 위치로 이동한 상태에서도 슬라이더(7)의 장공(7a)을 통하여 카트리지의 돌출창(210a)이 외부로 노출되므로, 사용자가 카트리지가 보유하는 에어로졸 생성 물질의 잔량을 시각적으로 확인할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 카트리지의 단면도이다.

도면을 참조하면, 카트리지(200)는 저장부(210), 모세관 부재(230), 가열 요소(310), 에어로졸 배출 통로(270) 및 마개(240)를 포함할 수 있다.

저장부(210)는 에어로졸 생성 물질을 저장할 수 있다. 마개(240)는 저장부(210)의 일 단부에 결합됨으로써 에어로졸 생성 물질을 밀봉할 수 있다. 모세관 부재(230)는 저장부(210)와 연결되어 저장부(210)에 저장된 에어로졸 생성 물질을 가열 요소(310)에 전달할 수 있다. 가열 요소(310)는 모세관 부재(230)에 흡수된 에어로졸 생성 물질을 가열함으로써 기화된 에어로졸을 생성할 수 있다. 기화된 에어로졸은 에어로졸 배출 통로(270)를 통해 배출공(220a)으로 배출될 수 있다.

명세서 전반에서 y축 방향은 에어로졸 배출 통로(270)가 연장되는 일 방향이며, 에어로졸이 에어로졸 배출 통로(270)를 따라서 배출되는 방향이다. 일반적으로 y축 방향은 사용자에게 가까워지는 근위 방향과 일치한다. y축 방향의 반대 방향은 중력 방향과 일치할 수 있으나, 에어로졸 생성 장치의 이용 형태에 따라 에어로졸 생성 장치가 기울어진 경우, 중력 방향과 반드시 일치하는 것은 아니다. 명세서에서, y축 방향은 상측, y축 방향의 반대 방향은 하측으로 지칭될 수도 있다.

또한, x축의 연장 방향은 y축의 연장 방향을 가로지르는 방향으로서, x축의 연장 방향과 y축의 연장 방향은 수직일 수 있다.

저장부(210)는 외벽 및 외벽으로 둘러싸인 빈 공간을 포함한다. 저장부(210)의 빈 공간에는 에어로졸 생성 물질이 저장될 수 있다. 저장부(210)의 외벽은 카트리지(200)의 외관을 형성하는 하우징일 수 있다.

저장부(210)의 하단에는 개구가 형성될 수 있다. 저장부(210)의 하단의 개구에는 마개(240)가 결합될 수 있고, 저장부(210) 및 마개(240)는 에어로졸 생성 물질을 저장할 수 있는 공간을 형성할 수 있다. 저장부(210)가 마개(240)와 분리된 상태에서 개구를 통해 에어로졸 생성 물질이 저장부(210)에 주입된 후에 마개(240)가 결합하여 에어로졸 생성 물질은 내부에 밀봉할 수 있다. 저장부(210)가 밀봉됨으로써, 에어로졸 생성 물질이 모세관 부재(230)를 통하지 않는 다른 경로를 통해서 저장부(210) 외부로 누출되는 것이 방지된다.

저장부(210)는 다양한 형상으로 제작될 수 있으며, 일 실시예에 따르면 저장부(210)는 y축을 따라 연장되는 원통형 또는 직육면체 등의 형상을 가질 수 있다.

저장부(210)는 에어로졸 배출 통로(270)를 둘러싸며 포위하는 형상일 수 있다. 이 때, 저장부(210)는 에어로졸 배출 통로(270)의 길이만큼 상하 방향으로 연장될 수 있다.

모세관 부재(230)는 저장부(210)와 연결되어 에어로졸 생성 물질을 공급받을 수 있다. 모세관 부재(230)는 저장부(210)로부터 에어로졸 생성 물질을 운반하여 가열 요소(310)에 전달할 수 있다. 모세관 부재(230)는 도 2의 액체 전달 수단에 대응될 수 있다. 모세관 부재(230)는 액체 또는 겔 형태의 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 흡습성의 섬유일 수 있다. 모세관 부재(230)는 저장부(210)와 연결된 단부를 통해 에어로졸 생성 물질을 흡수함으로써 에어로졸 생성 물질을 운반할 수 있다.

모세관 부재(230)의 양 단부 또는 일 단부는 저장부(210)와 연결될 수 있다. 모세관 부재(230)와 저장부(210)가 연결되는 것은 에어로졸 생성 물질이 모세관 부재(230)를 따라서 저장부(210)로부터 배출될 수 있는 것을 의미한다. 저장부(210) 내 에어로졸 생성 물질은 모세관 부재(230)를 통하지 않는 다른 경로를 통해서는 저장부(210)의 외부로 누출되지 않는다.

모세관 부재(230)는 평평한 판(plate) 형태로 형성될 수 있다. 가열 요소(310)가 메쉬(mesh) 형태로 형성되는 경우, 모세관 부재(230)의 면적은 메쉬 히터(mesh heater)의 면적보다 크게 형성될 수 있다.

모세관 부재(230)가 평평한 판 형태로 형성되고, 가열 요소(310)가 메쉬 형태로 형성되는 경우, 모세관 부재(230)에 흡수된 에어로졸 생성 물질과 가열 요소(310)의 접촉 면적이 증가하므로, 무화량이 증가될 수 있다.

가열 요소(310)는 모세관 부재(230)를 통해 운반된 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있고, 가열 온도가 에어로졸 생성 물질의 기화 온도 이상이 되면 에어로졸 생성 물질이 기화되어 에어로졸이 생성될 수 있다.

한편, 카트리지(200)는 배터리(1100)로부터 전력을 수신하여, 가열 요소(310)에 전력을 전달하는 단자(290)를 포함할 수 있다. 카트리지(200)가 배터리(1100)에 결합할 때, 단자(290)는 배터리(1100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 실시예에 따라, 가열 요소(310)는 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)와 배터리(1100)를 연결하는 전원 공급부(250)를 더 포함할 수 있다.

가열 요소(310)는 도 1의 히터(1200)에 대응될 수 있다. 가열 요소(310)는 전기 저항성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 적합한 전기 저항성 물질은 타이타늄, 지르코늄, 탄탈럼, 백금, 니켈, 코발트, 크로뮴, 하프늄, 나이오븀, 몰리브데넘, 텅스텐, 주석, 갈륨, 망간, 철, 구리, 스테인리스강, 니크롬 등을 포함하는 금속 또는 금속 합금일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

가열 요소(310)는 복수의 메쉬 히터(mesh heater)를 포함할 수 있다. 가열 요소(310)는 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)를 포함할 수 있다. 가열 요소(310)에 포함된 금속 또는 금속 합금은 메쉬 히터(310a, 310b)가 구비한 메쉬 패턴의 간극의 폭을 정의할 수 있다. 예를 들어, 메쉬 히터(310a, 310b)의 간극의 폭은 25 내지 50um 범위일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

가열 요소(310)가 전기 저항성 물질로 형성되는 경우, 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)의 저항은 전원 공급부(250)의 저항보다 크게 설정될 수 있다. 이에 따라, 보다 많은 전력이 히터에 공급될 수 있다.

메쉬 히터(310a, 310b)는 다양한 메쉬 패턴으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 메쉬 히터는 삼각형, 사각형, 오각형, 허니콤(honey comb) 형상 등으로 형성될 수 있다.

가열 요소(310)는 모세관 부재(230)의 일 영역에 배치될 수 있다. 가열 요소(310)는 에어로졸 배출 통로(270)의 연장선 상에 위치할 수 있다. 이때, 가열 요소(310)는 모세관 부재(230)의 중앙 영역에 배치될 수 있다. 가열 요소(310)는 에어로졸 배출 통로(270)의 두 다리 사이에 위치할 수 있다. 다시 말해, 가열 요소(310)는 에어로졸 배출 통로(270) 및 모세관 부재(230)에 의해 형성되는 기화 챔버에 위치할 수 있다.

가열 요소(310)는 모세관 부재(230)와 접촉하여 모세관 부재(230)에 열을 전달할 수 있다. 또는 가열 요소(310)는 모세관 부재(230)로부터 이격 배치된 채 모세관 부재(230)에 열을 전달할 수도 있다.

구체적으로, 제1 메쉬 히터(310a)는 모세관 부재(230)의 상측에 접촉하여 모세관 부재(230)에 열을 전달할 수 있다. 또한, 제2 메쉬 히터(310b)는 제1 메쉬 히터(310a)로부터 상측으로 이격 배치된 채 모세관 부재(230)에 열을 전달할 수 있다. 이때, 제2 메쉬 히터(310b)는 제1 메쉬 히터(310a) 및 모세관 부재(230) 어느 것과도 접촉하지 않는다.

제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)를 이격시키기 위하여 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b) 사이에 이격부재(280)가 삽입될 수 있다.

제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)는 모세관 작용에 의하여 에어로졸 생성 물질을 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b) 사이의 영역(ar)에 유도할 수 있다.

구체적으로, 제1 메쉬 히터(310a)는 모세관 부재(230)와 접촉하므로, 모세관 부재(230)에 흡수된 에어로졸 생성 물질은 제1 메쉬 히터(310a)의 간극 내로 유입될 수 있다. 또한, 제2 메쉬 히터(310b)가 제1 메쉬 히터(310a)에 이격되어 배치되므로, 에어로졸 생성 물질이 모세관 작용에 의해 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b) 사이의 영역(ar)에 유입될 수 있다.

이때, 제1 메쉬 히터(310a)와 제2 메쉬 히터(310b) 사이의 이격 거리는 제1 메쉬 히터(310a)의 간극의 폭보다 작게 설정될 수 있다. 이격 거리가 제1 메쉬 히터(310a)의 간극의 폭보다 작게 설정되므로, 제1 메쉬 히터(310a)의 간극 내로 유입된 에어로졸 생성 물질의 모세관 작용이 촉진될 수 있다. 즉, 제1 메쉬 히터(310a)의 간극에 유도된 에어로졸 생성 물질은 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b) 사이의 영역(ar)으로 보다 용이하게 이동할 수 있다.

한편, 제2 메쉬 히터(310b)는 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b) 사이의 영역(ar)에 유도된 에어로졸 생성 물질이 챔버 및/또는 에어로졸 배출 통로(270)로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 에어로졸 생성 물질이 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b) 사이의 영역(ar)으로 이동하는 것을 촉진하는 한편, 제2 메쉬 히터(310b)가 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b) 사이에 유도된 에어로졸 생성 물질의 챔버 및/또는 에어로졸 배출 통로(270)로의 이동을 방지하므로, 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b) 사이의 영역(ar)에 액상 보유 능력이 증가할 수 있다.

또한, 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)가 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b) 사이의 영역(ar)에 유도된 에어로졸 생성물질을 양 방향에서 가열함에 따라, 에어로졸 생성 물질의 열접촉 면적이 증가할 수 있다.

메쉬 히터(310a, 310b)의 액상 보유 능력이 증가하고, 에어로졸 생성 물질의 열접촉 면적이 증가함에 따라, 본 발명의 에어로졸 생성 장치(1000)는 무화량을 현저하게 증가시킬 수 있다.

에어로졸 배출 통로(270)는 가열에 의해 기화된 에어로졸이 배출되는 경로를 제공할 수 있다. 에어로졸 배출 통로(270)는 상하 방향(B-B') 방향으로 연장될 수 있다. 에어로졸은 에어로졸 배출 통로(270)를 따라 y축 방향으로 이동할 수 있다. 에어로졸 배출 통로(270)가 연장되는 일방향에는 마우스피스부(220)가 위치하고, 일 방향의 반대 방향에는 가열 요소(310) 및 모세관 부재(230)가 위치할 수 있다.

에어로졸 배출 통로(270)는 저장부(210)로 둘러싸일 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 저장부(210)의 외벽 및 에어로졸 배출 통로(270)의 외벽 사이에 형성된 공간에 저장될 수 있다.

B-B’ 연장선은 에어로졸 배출 통로(270)의 x축을 따라 연장되는 폭의 중앙 지점을 연결한 선의 연장선이다. 이 때, B-B’ 연장선은 저장부(210)의 x축을 따라 연장되는 폭의 중앙에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 저장부(210) 및 카트리지(200)는 B-B’ 연장선을 기준으로 대칭일 수 있다.

에어로졸 배출 통로(270)의 하단부는 모세관 부재(230)와 접촉하여 모세관 부재(230)를 고정할 수 있다. 에어로졸 배출 통로(270)의 하단부는 다양한 형상일 수 있으며, 예를 들면, 에어로졸 배출 통로(270)의 하단부는 서로 다른 방향으로 연장되는 제1 다리 및 제2 다리를 포함할 수 있다.

에어로졸 배출 통로(270)의 상단부는 마우스피스부(220)와 연결될 수 있다. 마우스피스부(220)의 x축 방향 폭은 에어로졸 배출 통로(270)의 x축 방향 폭 보다 넓게 형성될 수 있다.

챔버는 에어로졸 생성 물질이 기화되어 에어로졸이 생성되는 영역일 수 있다. 예를 들면, 챔버는 에어로졸 배출 통로(270)의 하단부가 모세관 부재(230)와 접촉함으로써, 에어로졸 배출 통로(270)의 하단부 및 모세관 부재(230)에 의해 둘러싸인 공간이며, 챔버에는 가열 요소(310)가 배치될 수 있다. 가열 요소(310)로부터 발생된 열은 챔버 내에 머무르며, 이로써, 챔버 내 가열 효율이 향상될 수 있다.

마개(240)는 저장부(210)의 개구에 결합하여 저장부(210) 내 에어로졸 생성 물질이 저장되는 공간을 형성하고, 에어로졸 생성 물질이 저장되는 공간을 밀봉할 수 있다.

마개(240)는 저장부(210)의 개구에 헐거운 끼워맞춤 방식으로 결합하면서, 개구의 내벽에 밀착되는 밀봉부를 포함할 수도 있다. 또는, 마개(240)는 저장부(210)의 개구와 억지끼워맞춤 방식으로 결합할 수도 있다.

실시예에 따라, 마개(240)에는 에어로졸 배출 통로(270)에서 낙하된 액적(droplet)이 수용되는 액적 수용부를 포함할 수 있다. 액적 수용부는 소정 깊이로 함입된 적어도 하나의 함입부들을 포함할 수 있다.

마개(240)에는 외부 공기가 유입되는 공기 유입 통로(260)가 형성될 수 있다. 공기 유입 통로(260)는 마개(240)에 형성되는 빈 공간의 유로일 수 있다.

공기 유입 통로(260)는 외부 공기가 유입되는 유입구, 유입구를 통과한 외부 공기가 지나가는 제1 경로(262), 제1 경로(262)를 통과한 외부 공기가 지나가는 제2 경로(264) 및 제2 경로(264)를 통과한 외부 공기가 마개(240)로부터 배출되어 챔버 내부로 진입하는 유출구를 포함할 수 있다.

유입구(262h)는 마개(240)의 하측 면에 형성될 수 있다. 유입구(262h)는 B-B’ 연장선으로부터 이격된 지점에 위치할 수 있다. 이로써, 에어로졸 배출 통로(270)에서 낙하하는 액적이 유입구(262h)에 침투하는 것이 방지되고, 유입구(262h)를 통해 들어오는 외부 공기와 액적이 혼합되는 것이 방지된다.

제1 경로(262)는 y축을 따라 외부 공기를 유입할 수 있다. 제2 경로(264)는 제1 경로(262)를 통과한 외부 공기를 x축을 따라 유입할 수 있다. 다시 말하면, 제2 경로(264)는 상하 방향을 가로지르는 다른 방향을 따라 유입할 수 있다. 제2 경로(264)에 의해 유입구(262h)가 B-B’ 연장선으로부터 이격될 수 있다. 유입구(262h)는 제2 경로(264)의 길이만큼 B-B’ 연장선으로부터 이격된다.

유입구(262h), 각 유입구(262h)에 연결되는 제1 경로(262), 각 제1 경로(262)에 연결되는 제2 경로(264)는 각각 복수로 제공될 수 있다.

유입구(262h)는 복수 개일 수 있다. 복수의 유입구(262h)는 B-B’ 연장선을 기준으로 양측에 배치될 수 있다. 유입구(262h)는 제1 유입구(262h) 및 제2 유입구(262h-2)를 포함할 수 있고, 제1 유입구(262h) 및 제2 유입구(262h-2)는 B-B’ 연장선을 기준으로 반대편에 위치할 수 있다.

제1 유입구(262h)를 통해 유입된 외부 공기는 상술한 바와 같이 제1 경로(262) 및 제2 경로(264)를 통과할 수 있다. 제2 유입구(262h-2)를 통해 유입된 외부 공기는 제3 경로(262-2)를 통해 y축으로 이동할 수 있고, 제3 경로(262-2)를 통과한 외부 공기는 제4 경로(264-2)를 통해 x축으로 이동할 수 있다.

제2 경로(264)를 통과한 외부 공기 및 제4 경로(264-2)를 통과한 외부 공기는 공기 유입 통로(260) 내부에서 병합되고, 유출구를 통해 마개(240)로부터 배출되어 챔버 내부로 진입할 수 있다.

도 6은 도 5의 메쉬 히터의 결합관계를 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 제2 메쉬 히터(310b)는 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)의 사이의 영역(ar)에 에어로졸 생성 물질을 보유하기 위하여 제1 메쉬 히터(310a)와 이격되어 배치될 수 있다.

이격부재(280)는 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)를 이격시키기 위하여 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b) 사이에 배치될 수 있다. 이격부재(280)는 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b) 사이에 배치되되, 메쉬 히터(310a, 310b)의 중심부에서 에어로졸 생성 물질에 전달되는 열 효율을 감소시키지 않기 위하여 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)의 가장자리에 배치될 수 있다.

이격부재(280)는 내열성 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이격부재(280)는 500도를 초과하는 급속한 온도 변화를 견딜 수 있는 물질일 수 있다. 또한, 이격부재(280)는 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)의 접촉으로 인한 단락(short) 현상을 방지하기 위하여 전기 절연성 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이격부재(280)는 폴리이미드(PolyImide: PI)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

이격부재(280)는 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)에 접착제로 접착, 용접, 기계적 클램핑될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

이격부재(280)는 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b) 사이의 영역(ar)에 유도된 에어로졸 생성 물질의 열접촉 면적을 증가시키면서도, 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)의 접촉으로 인한 단락(short) 현상을 방지하기 위하여 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 6에서는 이격부재(280)가 육면체 형태로 도시되나 이에 제한되지 않는다. 또한, 실시예에 따라, 이격부재(280)의 개수는 증가 또는 감소될 수도 있다.

다만, 이격부재(280)의 높이에 의하여 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b) 사이의 이격 거리가 결정되므로, 이격부재(280)의 높이는 제1 메쉬 히터(310a)의 간극의 폭보다 작게 설정될 수 있다. 이는 제1 메쉬 히터(310a)의 간극에 유도된 에어로졸 생성 물질의 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b) 사이의 영역(ar)으로의 이동을 촉진하기 위함이다.

한편, 실시예에 따라, 메쉬 히터(310a, 310b)는 2 개 이상의 층으로 형성될 수 있고, 이에 대응하여, 이격부재(280)의 개수도 증가할 수 있다.

도 7은 도 5의 메쉬 히터의 메쉬 패턴을 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 메쉬 히터(310a, 310b)는 금속 열선의 배열에 의한 메쉬 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 메쉬 히터(310a, 310b)는 도 7a와 같은 삼각형 형태의 메쉬 패턴을 포함할 수 있다. 다른 예로, 메쉬 히터(310a, 310b)는 도 7b와 같은 사각형 형태의 메쉬 패턴을 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 메쉬 히터(310a, 310b)는 도 7c와 같은 허니콤(honey comb) 형태의 메쉬 패턴을 포함할 수 있다.

금속 열선 사이의 거리에 의해 메쉬 히터(310a, 310b)의 간극의 폭(la, lb, lc, ld)이 정의될 수 있다. 예를 들어, 메쉬 히터(310a, 310b)의 간극의 폭(la, lb, lc, ld)은 25 내지 50um 범위일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

제1 메쉬 히터(310a)는 제1 메쉬 패턴을 구비할 수 있다. 제2 메쉬 히터(310b)는 제2 메쉬 패턴을 구비할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 제1 메쉬 패턴과 제2 메쉬 패턴은 동일한 형상일 수 있다. 예를 들어, 제1 메쉬 패턴 및 제2 메쉬 패턴은 삼각형 형상일 수 있다. 다른 예로, 제1 메쉬 패턴 및 제2 메쉬 패턴은 사각형 형상일 수 있다. 또 다른 예로, 제1 메쉬 패턴 및 제2 메쉬 패턴은 허니콤(honey comb) 형상일 수 있다.

제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)가 허니콤(honey comb) 형상의 메쉬 패턴을 구비하는 경우, 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)의 기계적 강성이 증가될 수 있다.

보다 상세하게는, 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)가 도 7a에서와 같이 삼각형 형상의 메쉬 패턴을 구비하는 경우, 전류는 임의의 제1 지점(o1)에서 5개의 방향으로 흐를 수 있다. 또한, 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)가 도 7b에서와 같이 사각형 형상의 메쉬 패턴을 구비하는 경우, 전류는 임의의 제2 지점(o2)에서 4개의 방향으로 흐를 수 있다. 반면, 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)가 도 7c에서와 같이 허니콤(honey comb) 형상의 메쉬 패턴을 구비하는 경우, 전류는 최소 흐름 경로인 3개의 방향으로 흐를 수 있다.

배터리(1100)가 동일한 전력을 메쉬 히터(310a, 310b)에 공급하는 경우, 메쉬 패턴의 임의의 지점에서의 전류 흐름 경로가 증가할수록, 단일 흐름 경로에 인가되는 전류 크기는 감소될 수 있다. 반면, 단일 흐름 경로에 인가되는 전류의 크기가 감소될 수록 메쉬 히터(310a, 310b)가 목적하는 온도에 도달하기 위해서는 더 많은 전력이 메쉬 히터(310a, 310b)에 공급되어야 한다. 메쉬 히터(310a, 310b)에 인가되는 전류의 크기가 증가할수록, 금속 열선의 노후화로 인한 기계 강성이 현저하게 감소될 수 있다. 예를 들어, 메쉬 히터(310a, 310b)에 인가되는 전류의 크기가 증가할수록 금속 열선의 단선이 빈번하게 발생될 수 있다. 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여, 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)가 허니콤(honey comb) 형상의 메쉬 패턴을 구비할 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 제1 메쉬 패턴과 제2 메쉬 패턴은 상이한 형상일 수 있다. 예를 들어, 제1 메쉬 패턴 및 제2 메쉬 패턴 중 어느 하나는 삼각형 형상이고, 다른 하나는 사각형 형상일 수 있다. 다른 예로, 제1 메쉬 패턴 및 제2 메쉬 패턴 중 어느 하나는 삼각형 형상이고, 다른 하나는 허니콤(honey comb) 형상일 수 있다. 또 다른 예로, 제1 메쉬 패턴 및 제2 메쉬 패턴 중 어느 하나는 사각형 형상이고, 다른 하나는 허니콤(honey comb)형상일 수 있다.

제1 메쉬 패턴 및 제2 메쉬 패턴을 상이한 형상으로 형성하는 경우, 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b) 사이의 영역(ar)에 유입되는 에어로졸 생성 물질이 챔버 내로 용이하게 이탈할 수 없다. 다시 말해, 제1 메쉬 패턴 및 제2 메쉬 패턴을 상이한 형상으로 형성하는 경우, 메쉬 히터(310a, 310b)의 액상 보유 능력이 증대될 수 있다.

도 8 내지 도 9는 도 5의 메쉬 히터의 배치관계를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 제3 실시예에 따르면, 제1 메쉬 패턴과 제2 메쉬 패턴은 동일한 형상으로 형성되되, 제1 메쉬 패턴과 제2 메쉬 패턴은 엇갈려 배치될 수 있다.

제1 메쉬 패턴과 제2 메쉬 패턴이 엇갈려 배치된다는 의미는 메쉬 히터(310a, 310b)를 상측(A)에서 바라보았을 때, 메쉬 패턴들이 도 9a와 같이 정렬되는 것이 아닌, 도 9b와 같이 메쉬 패턴 중 어느 하나가 일측 방향(D1)으로 이동하여, 메쉬 패턴들이 정렬되지 않는 상태를 의미할 수 있다.

보다 상세하게는 도 8에서 제2 메쉬 히터(310b)는 제1 메쉬 히터(310a)와 정렬한 상태에서, 일측 방향(D1)으로 소정 거리 이동한 위치에 배치될 수 있다. 이때, 소정 거리는 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)의 간극의 폭보다 작을 수 있다. 소정 거리가 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)의 간극의 폭보다 작게 설정됨에 따라, 도 9b와 같이 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b) 사이의 영역(ar)에 유입되는 에어로졸 생성 물질이 챔버 내로 용이하게 이탈할 수 없다. 다시 말해, 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b)가 엇갈려 배치되는 경우, 메쉬 히터(310a, 310b)의 액상 보유 능력이 증대될 수 있다.

한편, 도 8에서 일측 방향은 x축의 반대 방향만을 도시하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

도 10은 도 5의 메쉬 히터의 메쉬 패턴 면적을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 제4 실시예에 따르면, 제1 메쉬 패턴의 면적은 제2 메쉬 패턴의 면적보다 크게 형성될 수 있다. 이때, 제1 메쉬 패턴 및 제2 메쉬 패턴의 형상은 동일 또는 상이할 수 있다. 제2 메쉬 패턴의 면적은 제1 메쉬 패턴의 면적의 16% 내지 33% 사이일 수 있다.

모세관 부재(230)에 접촉하는 제1 메쉬 패턴의 면적을 제2 메쉬 패턴의 면적보다 크게 설정함으로써, 모세관 부재(230)에 흡수된 에어로졸 생성 물질이 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b) 사이의 영역(ar)으로 용이하게 이동할 수 있도록 하는 한편, 제2 메쉬 패턴의 면적을 제1 메쉬 패턴의 면적보다 작게 설정함으로써, 제1 메쉬 히터(310a) 및 제2 메쉬 히터(310b) 사이의 영역(ar)에 존재하는 에어로졸 생성 물질이 기화 없이 챔버 내로 이탈되지 않도록 방지할 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 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

1000: 에어로졸 생성 장치
210: 저장부
230: 모세관 부재
310: 가열 요소
310a: 제1 메쉬 히터
310b: 제2 메쉬 히터
280: 이격부재

Claims (9)

1. 에어로졸 생성 물질을 저장하는 저장부;
   상기 저장부로부터 상기 에어로졸 생성 물질을 공급받는 모세관 부재;
   제1 메쉬 패턴을 구비하며, 상기 모세관 부재의 일측에 접촉하는 제1 메쉬 히터; 및
   제2 메쉬 히터;를 포함하고,
   상기 제2 메쉬 히터는
   제2 메쉬 패턴을 구비하며, 상기 제1 메쉬 히터 및 상기 제2 메쉬 히터 사이의 영역에 상기 에어로졸 생성 물질을 보유하기 위하여 상기 제1 메쉬 히터와 이격되어 배치되고,
   상기 제1 메쉬 패턴과 상기 제2 메쉬 패턴은 상이한 형상으로 형성되는 에어로졸 생성 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 메쉬 패턴의 면적은 상기 제2 메쉬 패턴의 면적보다 크게 형성되는 에어로졸 생성 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 메쉬 패턴과 상기 제2 메쉬 패턴은 동일한 형상으로 형성되되, 상기 제1 메쉬 패턴과 상기 제2 메쉬 패턴은 엇갈려 배치되는 에어로졸 생성 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 메쉬 패턴과 상기 제2 메쉬 패턴은 허니콤(honey comb) 형상으로 형성되는 에어로졸 생성 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 메쉬 히터와 상기 제2 메쉬 히터를 이격시키도록 상기 제1 메쉬 히터와 상기 제2 메쉬 히터의 사이에 배치되는 이격부재;를 더 포함하는 에어로졸 생성 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 이격부재는
   전기 절연성 소재로 형성되는 에어로졸 생성 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1 메쉬 히터 및 제2 메쉬 히터에 전력을 공급하는 배터리; 및
   상기 제1 메쉬 히터 및 제2 메쉬 히터와, 상기 배터리를 연결하는 전원 공급부;를 더 포함하는 에어로졸 생성 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 에어로졸 생성 기질은 액체로 형성되며, 상기 모세관 부재를 통해 상기 제1 메쉬 히터 및 상기 제2 메쉬 히터의 사이의 공간에 유입되고,
   상기 제1 메쉬 히터 및 상기 제2 메쉬 히터는
   유입된 액체 형태의 상기 에어로졸 생성 물질을 가열하는 에어로졸 생성 장치.

Images