KR102327561B1 - 누액방지기능을 포함하는 에어로졸 생성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예는, 서로 탈부착가능한 제1몸체 및 제2몸체로 구성되는 에어로졸 생성장치로서, 상기 제1몸체에 구비되고, 에어로졸을 생성하는 액상 에어로졸 생성기질을 포함하는 액상카트리지; 상기 제1몸체에 구비되어, 상기 액상 에어로졸 생성기질을 가열시켜 에어로졸을 생성하는 히터; 및 상기 제2몸체에 구비되어, 상기 제2몸체를 상기 제1몸체와 전기적으로 연결시키는 전극; 상기 전극으로부터 기설정된 거리만큼 떨어진 공간에 위치하여, 상기 액상카트리지에서 유출된 액체를 흡수하는 누액흡수재를 포함하는, 누액방지기능을 포함하는 에어로졸 생성장치를 개시한다.

Description

누액방지기능을 포함하는 에어로졸 생성장치 {Aerosol generating apparatus comprising leakage preventing function}

본 발명은 누액방지기능을 포함하는 에어로졸 생성장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 액상 에어로졸 생성기질을 통해 에어로졸을 생성하는 에어로졸 생성장치에서, 원치 않는 액상의 누액으로 인한 사용자의 불편 및 에어로졸 생성장치의 오작동을 방지할 수 있는 에어로졸 생성장치에 관한 것이다.

근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성되는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다.

특히, 전통적인 휴대용 에어로졸 생성장치와 달리 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성기질을 전적으로 액상으로만 구현한 에어로졸 생성장치는 사용 중에 액상의 누액이 에어로졸을 흡입하는 사용자에게 감지되거나, 에어로졸 생성장치 내부에 침수현상을 발생시키는 경우가 종종 생겨서, 이러한 현상을 근본적으로 제거하거나 최소화하기 위한 기능을 포함하는 에어로졸 생성장치가 필요한 실정이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0132004호 (2012.12.05 공개)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 에어로졸 생성장치의 동작 중에 발생될 수 있는 누액 현상을 최소화할 수 있는 에어로졸 생성장치를 제공하는 데에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성장치는, 서로 탈부착가능한 제1몸체 및 제2몸체로 구성되는 에어로졸 생성장치로서, 상기 제1몸체에 구비되고, 에어로졸을 생성하는 액상 에어로졸 생성기질을 포함하는 액상카트리지; 상기 제1몸체에 구비되어, 상기 액상 에어로졸 생성기질을 가열시켜 에어로졸을 생성하는 히터; 및 상기 제2몸체에 구비되어, 상기 제2몸체를 상기 제1몸체와 전기적으로 연결시키는 전극; 상기 전극으로부터 기설정된 거리만큼 떨어진 공간에 위치하여, 상기 액상카트리지에서 유출된 액체를 흡수하는 누액흡수재를 포함한다.

본 발명에 따르면, 에어로졸 생성기질을 액상 형태로 사용하는 에어로졸 생성장치에 있어서, 액상의 누액으로 인해 에어로졸 생성장치가 고장나거나 사용자가 불편을 겪는 일이 최소화될 수 있다.

도 1에 나타난 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치(5)는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(20)와, 카트리지(20)를 지지하는 본체(10)를 포함한다.
도 2는 도 1에 나타난 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 일 작동 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타난 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 다른 작동 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 누액방지기능을 포함하는 에어로졸 생성장치의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에서 누액방지기능이 구현되는 일 예를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명에서 누액방지기능이 구현되는 다른 일 예를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명에서 누액방지기능이 구현되는 또 다른 일 예를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 누액방지기능의 또 다른 구현 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 누액방지기능의 또 다른 구현 예를 설명하기 위한 도면이다.

실시 예들에서 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 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.

도 1은 일 실시 예에 관한 에어로졸 생성 물질을 보유하는 교체 가능한 카트리지와 이를 구비한 에어로졸 생성 장치의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.

도 1에 나타난 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치(5)는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(20)와, 카트리지(20)를 지지하는 본체(10)를 포함한다.

카트리지(20)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체(10)에 결합할 수 있다. 카트리지(20)의 일부분이 본체(10)의 수용 공간(19)에 삽입됨으로써 카트리지(20)가 본체(10)에 장착될 수 있다.

카트리지(20)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(5)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(20)는 본체(10)로부터 전달되는 전기 신호 또는 무선 신호 등에 의해 작동함으로써 카트리지(20)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(20)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(20)가 자체적인 전력원을 포함하는 경우에는 본체(10)로부터 카트리지(20)에 전달되는 전기적인 제어 신호나 무선 신호에 의해 카트리지(20)가 작동함으로써 에어로졸을 발생시킬 수 있다.

카트리지(20)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용하는 액체 저장부(21)와, 액체 저장부(21)의 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 변환하는 기능을 수행하는 무화기(atomizer)를 포함할 수 있다.

액체 저장부(21)가 내부에 '에어로졸 생성 물질을 수용한다'는 것은 액체 저장부(21)가 그릇(container)의 용도와 같이 에어로졸 생성 물질을 단순히 담는 기능을 수행하는 것과, 액체 저장부(21)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)과, 액체 전달 수단을 가열하여 에어로졸을 발생하는 히터를 포함할 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(20)의 내부에 수용된 에어로졸 생성 물질을 외부에서 시각적으로 확인할 수 있도록 카트리지(20)의 액체 저장부(21)는 적어도 일부가 투명한 소재를 포함할 수 있다. 액체 저장부(21)는 본체(10)에 결합할 때에 본체(10)의 홈(11)에 삽입될 수 있도록 액체 저장부(21)로부터 돌출하는 돌출창(21a)을 포함한다. 마우스피스(22) 및 액체 저장부(21)의 전체가 투명한 플라스틱이나 유리 등의 소재로 제작될 수 있으며, 액체 저장부(21)의 일부분에 해당하는 돌출창(21a)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(20)의 액체 저장부(21)가 삽입되면 본체(10)는 접속 단자(10t)를 통하여 카트리지(20)에 전력을 제공하거나, 카트리지(20)의 작동과 관련한 신호를 카트리지(20)에 공급할 수 있다.

카트리지(20)의 액체 저장부(21)의 일측 단부에는 마우스피스(22)가 결합된다. 마우스피스(22)는 에어로졸 생성 장치(5)의 사용자의 구강으로 삽입되는 부분이다. 마우스피스(22)는 액체 저장부(21) 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공(22a)을 포함한다.

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(20)의 마우스피스(22)의 적어도 일부를 덮거나 마우스피스(22)의 적어도 일부를 외부로 노출시키는 기능을 수행한다. 슬라이더(7)는 카트리지(20)의 돌출창(21a)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(20)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(22)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 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치(5)에서 본체(10)와 카트리지(20)와 슬라이더(7)는 길이 방향을 가로지르는 방향에서의 단면 형상이 대략 직사각형이지만, 실시 예는 이러한 에어로졸 생성 장치(5)의 형상에 의해 제한되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(5)는 예를 들어 원형이나 타원형이나 정사각형이나 여러 가지 형태의 다각형의 단면 형상을 가질 수 있다. 또한 에어로졸 생성 장치(5)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 2는 도 1에 나타난 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 일 작동 상태를 도시한 사시도이다.

도 2에서는 슬라이더(7)가 본체(10)와 결합된 카트리지의 마우스피스(22)의 단부를 덮는 위치로 이동한 작동 상태가 도시되었다. 슬라이더(7)가 마우스피스(22)의 단부를 덮는 위치로 이동한 상태에서는 마우스피스(22)가 외부의 이물질로부터 안전하게 보호되며 청결한 상태로 유지될 수 있다.

사용자는 슬라이더(7)의 장공(7a)을 통하여 카트리지의 돌출창(21a)을 시각적으로 확인함으로써 카트리지가 보유하는 에어로졸 생성 물질의 잔량을 확인할 수 있다. 사용자는 에어로졸 생성 장치(5)를 사용하기 위해서 슬라이더(7)를 본체(10)의 길이 방향으로 이동시킬 수 있다.

도 3은 도 1에 나타난 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 다른 작동 상태를 도시한 사시도이다.

도 3에서는 슬라이더(7)가 본체(10)와 결합된 카트리지의 마우스피스(22)의 단부를 외부로 노출시키는 위치로 이동한 작동 상태가 도시되었다. 슬라이더(7)가 마우스피스(22)의 단부를 외부로 노출시키는 위치로 이동한 상태에서 사용자가 자신의 구강에 마우스피스(22)를 삽입하여 마우스피스(22)의 배출공(22a)을 통해서 배출되는 에어로졸을 흡입할 수 있다.

슬라이더(7)가 마우스피스(22)의 단부를 외부로 노출시키는 위치로 이동한 상태에서도 슬라이더(7)의 장공(7a)을 통하여 카트리지의 돌출창(21a)이 외부로 노출되므로, 사용자가 카트리지가 보유하는 에어로졸 생성 물질의 잔량을 시각적으로 확인할 수 있다.

도 4는 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.

도 4를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 히터(12000), 센서(13000), 사용자 인터페이스(14000), 메모리(15000) 및 제어부(16000)를 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 구조는 도 4에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(10000)의 설계에 따라, 도 4에 도시된 하드웨어 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시 예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

일 실시 예에서 에어로졸 생성 장치(10000)는 본체만으로 구성될 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 구성들은 본체에 위치한다. 다른 실시 예에서 에어로졸 생성 장치(10000)는 본체 및 카트리지로 구성될 수 있고, 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 구성들은 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 구성들 중 적어도 일부는 본체 및 카트리지 각각에 위치할 수도 있다.

이하에서는 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 각 구성들이 위치하는 공간을 한정하지 않고, 각 구성들의 동작에 대해 설명하기로 한다.

배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(11000)는 히터(12000)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000) 내에 구비된 다른 하드웨어 구성들, 즉, 센서(13000), 사용자 인터페이스(14000), 메모리(15000) 및 제어부(16000)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(11000)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. 예를 들어, 배터리(11000)는 리튬폴리머(LiPoly) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

히터(12000)는 제어부(16000)의 제어에 따라 배터리(11000)로부터 전력을 공급 받는다. 히터(12000)는 배터리(11000)로부터 전력을 공급 받아 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입된 궐련을 가열하거나, 에어로졸 생성 장치(10000)에 장착된 카트리지를 가열할 수 있다.

히터(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 본체에 위치할 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(10000)가 본체 및 카트리지로 구성되는 경우, 히터(12000)는 카트리지에 위치할 수 있다. 히터(12000)가 카트리지에 위치하는 경우, 히터(12000)는 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(11000)로부터 전력을 공급받을 수 있다.

히터(12000)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(12000)는 금속 열선(wire), 전기 전도성 트랙(track)이 배치된 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

일 실시 예에서 히터(12000)는 카트리지에 포함된 구성일 수 있다. 카트리지는 히터(12000), 액체 전달 수단 및 액체 저장부를 포함할 수 있다. 액체 저장부에 수용된 에어로졸 생성 물질은 액체 전달 수단으로 이동하고, 히터(12000)는 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 히터(12000)는 니켈크롬과 같은 소재를 포함하고 액체 전달 수단에 감기거나 액체 전달 수단에 인접하게 배치될 수 있다.

다른 실시 예에서 히터(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 수용 공간에 삽입된 궐련을 가열할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10000)의 수용 공간에 궐련이 수용됨에 따라 히터(12000)는 궐련의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 이로써, 히터(12000)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다.

한편, 히터(12000)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 히터(12000)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(10000)는 적어도 하나의 센서(13000)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서(13000)에서 센싱된 결과는 제어부(16000)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 제어부(16000)는 히터의 동작 제어, 흡연의 제한, 궐련(또는 카트리지) 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(10000)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 적어도 하나의 센서(13000)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(13000)는 온도 감지 센서를 포함할 수 있다. 온도 감지 센서는 히터(12000)(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10000)는 히터(12000)의 온도를 감지하는 별도의 온도 감지 센서를 포함하거나, 별도의 온도 감지 센서를 포함하는 대신 히터(12000) 자체가 온도 감지 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 히터(12000)가 온도 감지 센서의 역할을 수행함과 동시에 에어로졸 생성 장치(10000)에 별도의 온도 감지 센서가 더 포함될 수 있다.

또한, 적어도 하나의 센서(13000)는 위치변화 감지 센서를 포함할 수 있다. 위치변화 감지 센서는 본체에 대하여 이동 가능하게 결합된 슬라이더의 위치 변화를 감지할 수 있다.

사용자 인터페이스(14000)는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(10000)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(14000)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(10000)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스(14000) 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.

메모리(15000)는 에어로졸 생성 장치(10000) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(15000)는 제어부(16000)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(15000)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(15000)에는 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다.

제어부(16000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 전반적인 동작을 제어하는 하드웨어이다. 제어부(16000)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 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

제어부(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다.

제어부(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 히터(12000)의 동작이 개시 또는 종료되도록 히터(12000)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 히터(12000)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(12000)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다.

일 실시 예에서 제어부(16000)는 에어로졸 생성 장치(10000)에 대한 사용자 입력을 수신한 후 히터(12000)의 동작을 개시하기 위해 히터(12000)의 모드를 예열모드로 설정할 수 있다. 또한, 제어부(16000)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 사용자의 퍼프를 감지한 후 히터(12000)의 모드를 예열모드에서 동작모드로 전환할 수 있다. 또한, 제어부(16000)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면 히터(12000)에 전력 공급을 중단할 수 있다.

제어부(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 사용자 인터페이스(14000)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면, 제어부(16000)는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치(10000)가 곧 종료될 것임을 예고할 수 있다.

한편, 도 4에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(10000)는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)를 충전하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)는 크래들 내부의 수용 공간에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)를 충전할 수 있다.

도 5는 누액방지기능을 포함하는 에어로졸 생성장치의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

보다 구체적으로, 도 5는 도 1과 동일한 구성으로, 에어로졸 생성장치의 본체(10) 및 카트리지(20)를 개시하고 있고, 직관적인 설명을 위해서 슬라이더(7)가 생략되어 있으나, 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치가 정상적으로 동작하기 위해서는 여전히 슬라이더(7)는 일 구성으로서 기능해야 한다. 도 5는 본체(10)에서 접속 단자(10t)를 중심으로 확대된 확대도(500)를 포함하고 있고, 확대도(500)는 카트리지(20)가 본체(10)의 접속 단자(10t)에 결합하는 과정을 직관적으로 나타낸 그림을 의미한다.

확대도(500)를 참조하면, 본체(10)에 구비되어 있는 돌출형의 접속단자(10t)가 카트리지(20)의 오목하게 파여 있는 부분에 결합되며, 이하에서는, 설명의 편의를 위해서, 카트리지(20)를 제1몸체(the first body), 본체(10)를 제2몸체(the second body)로 별칭할 수 있다.

도 6은 본 발명에서 누액방지기능이 구현되는 일 예를 설명하는 도면이다.

도 6은 도 5의 확대도(500)에 삽입되는 제1몸체(20)와 제2몸체(10)가 결합되는 과정의 일 예를 직관적으로 나타낸 도면으로서, 도 6에서 제1몸체(20)에는 제2몸체(10)와 용이하게 결합하기 위한 홈이 파여 있을 수 있고, 도 6의 제2몸체(10)에는 두 개의 접속 단자(10t)가 존재하고, 접속 단자(10t) 사이에는 액상카트리지에서 유출된 액체를 흡수하는 누액흡수재(610)가 위치한다. 접속 단자(10t)는 제2몸체(10)에 구비되어 제2몸체(10)를 제1몸체(20)에 전기적으로 연결시키는 전극(electrode)으로서 동작하고, 누액흡수재(610)는 전극으로부터 기설정된 거리만큼 떨어진 공간에 위치하여, 제1몸체(20)에서 유출된 액체를 흡수한다.

누액흡수재(610)는 펠트(felt)나 세라믹(ceramic) 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있고, 실시 예에 따라서, 액체는 통과하지 못하고 기체만 통과가능한 기공(air hole)을 포함하는 메시(mesh)형태일 수도 있다. 또한, 도 6에서는 접속 단자(10t)를 두 개로 나타냈으나, 실시 예에 따라서, 접속 단자(10t)의 수는 두 개를 초과할 수도 있고, 접속 단자(10t)의 수가 늘어나면 그에 비례해서, 누액흡수재(610)가 접속 단자(10t)들 간에 다양한 형태로 배치될 수 있다. 누액흡수재(610)는 제1몸체(20)의 심지(wick)에 있는 액상이 히터에 의해 에어로졸로 변하지 않고 제2몸체(10)쪽으로 이탈하는 경우에 있어서, 그러한 경우에 발생되는 누액을 흡수하여 누액으로 인한 각종 부작용을 막는 기능을 수행하고, 바람직한 실시 예로서, 접속 단자(10t)들로부터 기설정된 거리만큼 떨어진 공간에 위치할 수 있다.

도 6에서 누액흡수재(610)는 두 개의 전극 사이에 배치된 것으로 도시되어 있으나, 실시 예에 따라서, 누액흡수재(610)는 전극으로부터 기설정된 거리만큼 떨어진 공간으로서, 두 개의 전극 사이가 아닌 다른 공간에 위치할 수도 있다. 누액흡수재(610)가 위치하게 되는 공간이 전극으로부터 얼마만큼 떨어져 있는지는 실험적, 경험적으로 축적된 데이터에 의해 결정될 수 있다.

도 7은 본 발명에서 누액방지기능이 구현되는 다른 일 예를 설명하는 도면이다.

도 7은 도 5의 확대도(500)에 삽입되는 제1몸체(20)와 제2몸체(10)가 결합되는 과정의 다른 일 예를 직관적으로 나타낸 도면으로서, 도 6과 마찬가지로, 도 7에서 제1몸체(20)에는 제2몸체(10)와 용이하게 결합하기 위한 홈이 파여 있을 수 있고, 도 6의 제2몸체(10)에는 두 개의 접속 단자(10t)가 존재하고, 접속 단자(10t) 사이에는 액상카트리지에서 유출된 액체를 흡수하는 누액흡수재(610)가 위치한다.

다만, 도 7을 도 6과 비교하면, 도 7에서는 누액흡수재(610)가 각 접속 단자(10t) 사이에 2층으로 나누어 배치되고, 1층에 배치된 누액흡수재(730)는 접속 단자(10t)들이 배치된 평면보다 더 낮은 하부에 위치한 것을 알 수 있다. 제2몸체(10)에는 누액흡수재(730)가 배치되기 위한 홈이 파여 있으며, 1층에 배치된 누액흡수재(730)의 상부에는 추가적인 누액흡수재(710)가 배치된다. 본 실시 예에 따르면, 누액흡수재를 2층에 걸쳐서 배치함에 따라서, 더 많은 누액이 발생하더라도 빠르게 흡수할 수 있으며, 실시 예에 따라서 2층보다 더 많은 층의 누액흡수재뿐만 아니라, 2층 높이의 단일 누액흡수재가 배치되더라도 동일하거나 그 이상의 누액흡수효과를 갖는다는 것은 이 분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다.

도 8은 본 발명에서 누액방지기능이 구현되는 또 다른 일 예를 설명하는 도면이다.

도 8은 도 5의 확대도(500)에 삽입되는 제1몸체(20)와 제2몸체(10)가 결합되는 과정의 또 다른 일 예를 직관적으로 나타낸 도면으로서, 도 6과 마찬가지로, 도 7에서 제1몸체(20)에는 제2몸체(10)와 용이하게 결합하기 위한 홈이 파여 있을 수 있고, 도 6의 제2몸체(10)에는 두 개의 접속 단자(10t)가 존재한다.

다만, 도 8을 도 6과 비교하면, 도 8에서는 누액흡수재(810)가 제2몸체(10)가 아니라 제1몸체(20)에 위치하는 점에서 서로 구분된다는 것을 알 수 있다. 구체적으로, 도 8에서 누액흡수재(610)는 제1몸체(20)에서 제2몸체(10)의 접속 단자(10t)의 상단와 가장 가깝게 위치하게 되는 홈에 배치되어, 제1몸체(20)에서 액상을 저장하는 저장소 또는 심지에서 흘려내려오는 누액을 흡수할 수 있다. 도 8에서, 제2몸체(10)에 제1몸체(20)가 부착되면, 제1몸체(20)와 접속 단자(10t) 사이에 누액흡수재(810)가 위치하도록, 누액흡수재(810)는 제1몸체(20)의 하단에 배치되며, 실시 예에 따라서, 접속 단자(10t)의 수가 두 개를 초과하게 되면, 접속 단자의 수에 비례해서 누액흡수재(810)도 제1몸체(20)의 하단의 더 많은 위치에 배치될 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 누액방지기능의 또 다른 구현 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 9는 도 1의 카트리지(20)를 구체적으로 도시한 도면으로서, 카트리지(20)는 심지(910), 메시형 히터(930), 액상받이(950)를 포함할 수 있다. 먼저, 심지(910)는 카트리지(20)의 액상저장소로부터 액상을 전달받고, 전달받은 액상의 양을 일정하게 유지하여, 후술하는 히터에 의해 액상이 가열될 수 있도록 한다.

메시형 히터(mesh type heater, 930)는 심지(910)에 인접하여 배치되는 히터로서, 심지(910)에 있는 액상 에어로졸 생성기질을 가열시켜 에어로졸로 만드는 기능을 수행한다. 일반적으로, 히터는 심지(910)를 위아래로 둘러싸고 있는 코일(coil)형태를 가지지만, 본 발명의 선택적 일 실시 예에 따라, 심지(910)을 기준으로 에어로졸 배출구의 반대방향으로 히터를 배치하고, 히터의 형태를 메시 형태로 구현했을 경우, 누액방지효과가 가장 극대화될 수 있다.

추가적으로, 액상받이(950)는 심지(910)로부터 이탈된 액상을 받아내는 구성으로서, 별도로 전력공급을 필요로 하지 않으며, 메시형 히터(930)와 기설정된 거리만큼 이격되어 액상의 크기가 더 작은 기공들로 구성된 것을 특징으로 한다. 누액이 발생되면, 액상받이(950)에 누액이 모이게 되고, 심지(910)와 액상받이(950) 사이에 배치된 메시형 히터(930)가 심지(910) 및 액상받이(950)의 액상을 골고루 가열시켜 에어로졸을 생성시킬 수 있다. 즉, 본 선택적 일 실시 예와 같이, 심지(910), 메시형 히터(930), 액상받이(950)를 순차적으로 배치함으로써, 누액을 방지하고 액체 보유 성능을 향상시킬 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 누액방지기능의 또 다른 구현 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 10은 도 1의 카트리지(20)를 구체적으로 도시한 도면으로서, 카트리지(20)는 에어로졸을 흡입하는 사용자의 입과 접촉하는 마우스피스를 포함하고, 마우스피스에는 에어로졸이 에어로졸 배출통로(1050)를 따라 배출되는 배출구가 포함되어 있다. 도 10에 따른 카트리지(20)에 따르면, 에어로졸 배출통로(1050)를 통해 에어로졸이 아니라 액상저장소(1070)에 저장되어 있는 액상이 배출되었을 때, 배출된 액상을 사용자가 흡입하는 일이 없도록 발수메시(1010) 또는 발수돌기(1030) 중 적어도 하나가 설치되어 있다는 것을 알 수 있다.

도 10에서, 발수메시(1010) 및 발수돌기(1030)는 액상이 스며들지 않도록 발수처리가 되어 있어서, 에어로졸 배출통로(1050) 및 배출구 끝부분에 적절히 배치될 경우, 사용자가 액상을 그대로 흡입하는 액 넘김 현상을 방지할 수 있다. 편의를 위해서, 도 10에서는, 에어로졸 배출구 끝부분에 발수메시(1010) 및 발수돌기(1030)가 배치된 것으로 도시되어 있으나, 실시 예에 따라서, 배출통로(1050) 내부에 발수메시(1010) 및 발수돌기(1030)가 배치될 수도 있다.

선택적 일 실시 예로서, 발수메시(1010) 및 발수돌기(1030)에 수집된 액상은 액상저장소(1070)로 다시 재투입되어 재활용될 수 있으며, 그러기 위해서, 본 발명에 따른 카트리지(20)는 발수메시(1010)와 발수돌기(1030)를 액상저장소(1070)와 연결하는 액상재활용부재(미도시)를 더 포함할 수도 있다.

위와 같이 발수메시(1010) 및 발수돌기(1030)에 의해 액 넘김 현상이 방지될 수 있으며, 액 넘김 현상이 효과적으로 방지됨에 따라서, 기생성된 에어로졸을 배출시키기 위해서, 우회경로를 이용할 필요가 없어지는 부가적인 효과도 기대할 수 있다.

상술한 실시 예들에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이며, 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위에 있는 모든 차이점은 청구범위에 의해 정해지는 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

3: 위치변화 감지 센서
5: 에어로졸 생성 장치
7: 슬라이더
7a: 장공
8a: 제1 자성체
8b: 제2 자성체
9: 고정 자성체
10: 본체
10t: 접속 단자
11: 홈
19: 수용 공간
20: 카트리지
21a: 돌출창
21: 액체 저장부
22: 마우스피스
22a: 배출공

Claims (9)

1. 서로 탈부착가능한 제1몸체 및 제2몸체로 구성되는 에어로졸 생성장치로서,
   상기 제1몸체에 구비되고, 에어로졸을 생성하는 액상 에어로졸 생성기질을 포함하는 액상카트리지;
   상기 제1몸체에 구비되어, 상기 액상 에어로졸 생성기질을 가열시켜 에어로졸을 생성하는 히터;
   상기 제2몸체에 구비되어, 상기 제2몸체를 상기 제1몸체와 전기적으로 연결시키는 전극; 및
   상기 제1몸체 및 상기 제2몸체가 부착되면, 상기 제1몸체 및 상기 제2몸체 사이에 위치하도록, 상기 전극으로부터 기설정된 거리만큼 떨어진 공간에 위치하여, 상기 액상카트리지에서 유출된 액체를 흡수하는 누액흡수재를 포함하는, 누액방지기능을 포함하는 에어로졸 생성장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 누액흡수재는,
   펠트(felt) 및 세라믹(ceramic) 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는, 누액방지기능을 포함하는 에어로졸 생성장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 누액흡수재는,
   액체는 통과하지 못하고, 기체만 통과가능한 기공(air hole)을 포함하는 메시형태인 것을 특징으로 하는, 누액방지기능을 포함하는 에어로졸 생성장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 전극은 적어도 두 개 이상이고,
   상기 누액흡수재는 각 전극 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 누액방지기능을 포함하는 에어로졸 생성장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 전극은 적어도 두 개 이상이고,
   상기 누액흡수재는 각 전극 사이에 2층으로 나누어 배치되고, 1층에 배치된 누액흡수재는 상기 전극들이 배치된 평면보다 하부에 위치한 것을 특징으로 하는, 누액방지기능을 포함하는 에어로졸 생성장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 누액흡수재는,
   상기 제1몸체 및 상기 제2몸체가 부착되면 상기 액상카트리지와 상기 전극 사이에 위치하도록, 상기 액상카트리지 하단에 배치된 것을 특징으로 하는, 누액방지기능을 포함하는 에어로졸 생성장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1몸체는,
   상기 액상카트리지로부터 액상을 전달받고, 상기 전달받은 액상을 일정하게 유지하는 심지;
   상기 심지에 인접하여 배치된 메시(mesh)형 히터; 및
   상기 심지로부터 이탈된 액상을 받아내는 액상받이;를 포함하고,
   상기 액상받이는,
   전력공급을 받지 않고 상기 히터와 기설정된 거리만큼 이격되어 상기 액상의 크기보다 더 작은 기공들로 구성된 것을 특징으로 하는, 누액방지기능을 포함하는 에어로졸 생성장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1몸체는,
   에어로졸을 흡입하는 사용자의 입과 접촉하는 마우스피스를 더 포함하고,
   상기 생성된 에어로졸이 배출되는 상기 마우스피스의 배출구에는, 액상이 상기 배출구를 통해 흘러나오지 않도록 하는 발수메시 또는 발수돌기 중 적어도 하나가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 누액방지기능을 포함하는 에어로졸 생성장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1몸체는,
   상기 발수메시 또는 상기 발수돌기에 흡수된 액상이 상기 액상카트리지로 재투입되도록 상기 발수메시 또는 상기 발수돌기와 상기 액상카트리지 사이를 잇는 액상재활용부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 누액방지기능을 포함하는 에어로졸 생성장치.

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