KR102329281B1 - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 소정의 액상 물질을 저장하는 액체 저장부, 담배 물질 및 발포성 물질을 포함하는 고형 물질이 액상 물질과 접촉함에 따라 에어로졸을 생성하는 공간인 에어로졸 발생부, 일단이 액체 저장부에 연결되고, 타단이 에어로졸 발생부에 연결되어 에어로졸 발생부에 액상 물질을 공급하는 액체 이송관 및 사용자의 흡입에 따라 에어로졸 발생부에서 생성된 에어로졸이 배출되는 마우스피스를 포함할 수 있다.

Description

에어로졸 생성 장치{AEROSOL GENERATING DEVICE AND OPERATING METHOD THEREFOR}
본 개시는 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발포 반응을 통해 에어로졸을 생성하는 에어로졸 생성 장치에 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.
그러나 에어로졸 생성 물질을 히터에 의해 가열하는 경우, 전력 소모가 발생하고, 가열에 따른 안전 상의 문제들이 야기되며, 복잡한 전자 소자들이 설계되어야 하는 등의 문제점들이 발생할 수 있다. 이에 따라 더 간편하고, 안전하게 사용자에게 흡연 경험을 제공할 수 있는 장치 및 방법에 대한 수요가 증가하고 있다.
미국 특허출원공개공보 US 2018/0352862호 (공개일: 2018. 12. 13.)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 소정의 고형 물질과 소정의 액상 물질의 접촉에 따라 야기되는 발포 현상에 의해 에어로졸을 발생시켜 사용자에게 제공하는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 상술한 바에 한정되지 않으며 이하의 예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 개시의 일 양상에 따르면, 소정의 액상 물질을 저장하는 액체 저장부, 담배 물질 및 발포성 물질을 포함하는 고형 물질이 액상 물질과 접촉함에 따라 에어로졸을 생성하는 공간인 에어로졸 발생부, 일단이 액체 저장부에 연결되고, 타단이 에어로졸 발생부에 연결되어 에어로졸 발생부에 액상 물질을 공급하는 액체 이송관 및 사용자의 흡입에 따라 에어로졸 발생부에서 생성된 에어로졸이 배출되는 마우스피스를 포함하는 에어로졸 생성 장치가 제공될 수 있다.
마우스피스는 에어로졸 발생부의 일 방향에 위치하고, 액체 저장부는 에어로졸 발생부로부터 일 방향의 반대 방향에 위치할 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 에어로졸 발생부를 밀봉하고, 마우스피스가 형성된 캡을 더 포함할 수 있다.
캡은 연질의 소재로 구성되어, 에어로졸 발생부의 일 측을 덮을 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 에어로졸 발생부에서 발생된 에어로졸이 마우스피스로 이동하는 기체 이송관을 더 포함할 수 있다.
기체 이송관의 연장 방향 및 액체 이송관의 연장 방향은 서로 평행일 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 액체 저장부로부터 에어로졸 발생부에 공급되는 액상 물질의 유량을 조절하는 유량 조절기를 더 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 사용자의 퍼프에 따라 발생하는 공기의 유동을 감지하는 센서 및 센서로부터 공기의 유동이 감지되면, 유량 조절기를 구동하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 외부 공기가 에어로졸 발생부로 유입되는 공기 유입 통로를 더 포함할 수 있다.
마우스피스는 액체 저장부의 일 방향에 위치하고, 에어로졸 발생부는 액체 저장부로부터 일 방향의 반대 방향에 위치할 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 액체 저장부로부터 에어로졸 발생부로 이동한 액상 물질을 회수하여 저장하는 회수부를 더 포함할 수 있다.
고형 물질은 담배 물질 및 발포성 물질을 둘러싸는 코팅 물질을 포함하고, 코팅 물질은 액상 물질에 의해 용해될 수 있다.
다른 일 양상에 따르면, 담배 물질 및 소정의 조성비에 따라 담배 물질과 혼합된 발포성 물질을 포함하고, 에어로졸 생성 장치의 액체 저장부로부터 에어로졸 발생부로 공급되는 액상 물질과 접촉함에 따라 발포성 물질은 기포를 형성하고, 담배 물질은 에어로졸의 형태로 마우스피스를 통해 배출되는 고형 물질이 제공될 수 있다.
본 발명에 따르면, 소정의 고형 물질과 소정의 액상 물질의 접촉 시 야기되는 발포 반응에 의해 에어로졸을 발생시킴으로써, 제어 소자에 의한 히터의 전력 제어 방법보다 간단하고 안전한 방법으로 에어로졸을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치에 관한 개략적인 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 고형 물질에 관한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따라 유량 조절기를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따라 공기 유입 통로를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따라 배치된 액체 저장부 및 에어로졸 발생부를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따라 회수부를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
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 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치에 관한 개략적인 도면이다. 도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 액상 물질을 저장하는 액체 저장부(130), 고형 물질(200)로부터 에어로졸이 생성되는 공간인 에어로졸 발생부(120), 액체 저장부(130)로부터 에어로졸 발생부(120)에 액상 물질을 공급하는 액체 이송관(140) 및 생성된 에어로졸이 배출되는 마우스피스(160)를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)가 상술한 구성 요소들 중 일부를 생략하거나 상술한 구성 요소들 외에 다른 구성 요소들을 더 포함할 수 있음은 물론이다.
개략적으로 설명하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 액체 저장부(130) 내에 저장된 액상 물질을 액체 이송관(140)을 통해 에어로졸 발생부(120)로 전달한다. 에어로졸 발생부(120) 내에 수용된 고형 물질(200)은 액상 물질과 접촉함에 따라 발포 반응을 일으켜 에어로졸을 생성한다. 생성된 에어로졸은 마우스피스(160)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 이하에서 각 구성 요소에 대해 더 구체적으로 설명한다.
액체 저장부(130)는 액상 물질을 저장한다. 액상 물질은 고형 물질(200)에 포함된 발포성 물질(240) 및 담배 물질(220)과 반응하여 발포 반응을 일으키는 소정의 물질이다. 액상 물질은 순물질일 수 있고, 또는 복수의 물질의 혼합물일 수 있다. 예를 들면, 액상 물질은 물 및 알코올을 비롯한 수용성 용매 또는 유기 용매를 포함할 수 있다. 이 때 액상 물질을 구성하는 혼합물 중 어느 하나의 물질은 고형 물질(200)의 발포성 물질(240)과 반응하고, 다른 하나의 물질은 담배 물질(220)과 각각 반응할 수 있다.
액체 저장부(130) 내의 액상 물질은 일정 주기에 따라 교체될 수 있다. 실시예에 따르면 액체 저장부(130)는 카트리지 형식으로 제작될 수 있고, 에어로졸 생성 장치(100)로부터 탈착 및 에어로졸 생성 장치(100)로 부착되는 방식으로 교환될 수 있다.
에어로졸 발생부(120)는 고형 물질(200)과 액상 물질이 접촉하여 발포 반응을 일으킴으로써 에어로졸이 생성되는 공간이다. 에어로졸 발생부(120)는 고형 물질(200)을 수용할 수 있다. 에어로졸 발생부(120)는 미리 정해진 적정량의 고형 물질(200)을 수용하고 이에 따라, 에어로졸 발생부(120)에서 생성되는 에어로졸의 양은 적절하게 제한된다. 에어로졸 발생부(120)에서 생성되는 에어로졸의 양은 사용자에게 제공하는 적정한 풍미 및 끽연감을 제공하면서 동시에 한 번의 흡연 행위에 따라 흡입되어도 안전한 양으로 적절하게 설정된다. 고형 물질(200)의 성분에 대해서는 도 3을 통해 더 자세히 후술한다.
실시예에 따르면 에어로졸 발생부(120)는 카트리지 형식으로 제작될 수 있고, 에어로졸 생성 장치(100)로부터 탈착 및 에어로졸 생성 장치(100)로 부착되는 방식으로 교환될 수 있다.
액체 이송관(140)은 액체 저장부(130)로부터 에어로졸 발생부(120)에 액상 물질을 공급할 수 있다. 액상 물질은 사용자의 흡입에 따라 액체 이송관(140)을 따라 이동할 수 있다. 이 때 액체 이송관(140)은 공급되는 액상 물질의 유동량을 제어하는 유량 조절기(145) 또는 액상 물질의 공급을 위한 동력을 제공하는 펌프 등을 더 포함할 수 있으며, 이에 대해 도 4를 통해 더 자세히 설명한다.
마우스피스(160)는 에어로졸 생성 장치(100)의 사용 시 사용자에게 가까운 근위 단말에 배치된다. 마우스피스(160)는 사용자의 구강에 접촉될 수 있다.
이하 각 구성 요소들의 배치 관계에 대해 설명한다.
일 실시예에 따르면, 에어로졸 생성 장치(100)의 사용 시 사용자에게 먼 원위 말단부터 액체 저장부(130)가 배치되고, 에어로졸 발생부(120)는 액체 저장부(130)와 마우스피스(160) 사이에 배치된다. 즉, 마우스피스(160)는 에어로졸 발생부(120)의 일 방향에 위치하고, 액체 저장부(130)는 에어로졸 발생부(120)로부터 마우스피스(160)가 위치한 방향의 반대 방향에 위치한다.
이로써, 사용자의 흡입에 따라 액상 물질이 액체 저장부(130)로부터 에어로졸 발생부(120) 및 마우스피스(160)를 거쳐 일 방향으로 직선적으로 사용자에게 제공될 수 있다. 따라서 이러한 배치에 따르면, 사용자의 흡입력이 액체 저장부(130)의 액상 물질까지 효과적으로 전달될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 에어로졸 생성 장치(100)는 에어로졸 발생부(120)에서 발생된 에어로졸이 마우스피스(160)로 이동하는 기체 이송관(150)을 포함할 수 있다. 이 때, 기체 이송관(150)의 연장 방향(Y축 방향) 및 액체 이송관(140)의 연장 방향(Y축 방향) 은 서로 평행할 수 있다. 또한, 기체 이송관(150) 및 액체 이송관(140)은 a-a'연장선을 따라 연장될 수 있다. 이로써 사용자의 흡입력이 기체 이송관(150) 뿐만 아니라, 액체 이송관(140)까지 효과적으로 전달될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 사시도이다. 도 2를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)의 외관은 a-a' 연장선을 따라 연장되는 형태로서, 사용자의 손에 파지되기 용이한 형태이다. 에어로졸 생성 장치(100)는 하우징(110) 내부에 액체 저장부(130), 액체 이송관(140) 및 에어로졸 발생부(120) 등의 구성 요소들은 내장하고 보호할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(100)의 근위 말단에는 캡(180)이 결합될 수 있다. 에어로졸 발생부(120)는 캡(180)과 결합함으로써 밀봉될 수 있다. 캡(180)은 연질의 소재로 구성되어 에어로졸 발생부(120)의 일 측을 덮을 수 있다. 또는 캡(180) 및 에어로졸 발생부(120)는 끼워맞춤 방식에 따라 결합될 수 있다. 또는 캡(180) 및 에어로졸 발생부(120)에는 암수 나사산이 형성되어 캡(180)이 회전됨에 따라 결합될 수 있다.
캡(180)이 분리되면 에어로졸 발생부(120)의 빈 공간이 드러날 수 있고, 고형 물질(200)은 에어로졸 발생부(120)의 빈 공간으로 삽입되거나, 빈 공간으로부터 배출될 수 있다.
캡(180)에는 마우스피스(160) 및 기체 이송관(150)이 형성될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 고형 물질에 관한 도면이다. 도 3을 참조하면, 고형 물질(200)은 담배 물질(220)과 발포성 물질(240)의 혼합 물질이다. 담배 물질(220)과 발포성 물질(240)은, 고형 물질(200)이 액상 물질과 접촉에 의해 발포 반응을 일으켜 에어로졸을 생성하도록 소정의 조성비에 따라 혼합된다.
고형 물질(200)과 액상 물질의 발포 반응에 따라 에어로졸이 형성되는 과정은 다양할 수 있다. 예를 들면, 발포성 물질(240)이 액상 물질과 접촉함에 따라 발포 반응을 일으켜 고형 물질(200)의 외형이 붕괴되고, 고형 물질(200) 내부에 갇힌 기체 성분들은 에어로졸의 형태로 고형 물질(200)로부터 용출될 수 있다.
예를 들면, 발포성 물질(240)이 액상 물질과 접촉함에 따라 발포 반응을 일으켜 고형 물질(200)의 외형이 붕괴되고, 고형의 담배 물질(220)의 표면에 부착된 액상의 담배 물질(220)이 발포 반응에 의해 에어로졸의 형태로 변화하는 것이 유발된다. 발포 기체 및 에어로졸화된 담배 물질(220)은 고형 물질(200)로부터 용출될 수 있다.
담배 물질(220)은 예를 들면 담배 원료로부터 추출된 추출물을 고형화한 물질이다. 예를 들면, 담배 물질(220)은 담배 원료를 성형하여 획득한 과립에 액상 조성물의 첨가 공정을 거치고, 이후 건조 공정, 분쇄 공정 및 과립 공정 등의 적어도 일부를 거침으로써 제조될 수 있다. 담배 물질(220)의 제조 공정은 상술한 공정들을 모두 포함할 필요는 없으며, 일부가 생략되거나 또는 다른 공정들이 추가될 수 있다.
건조 공정은 동결 건조 또는 스프레이 건조 등의 공정 등을 포함할 수 있다.
분쇄 공정은 그라인딩, 밀링 작업 등을 포함할 수 있고, 분쇄 공정을 통해 담배 물질(220)은 분쇄 공정을 통해 담배 물질(220)은 입자, 펠릿, 로드, 필름 또는 분말 형태로 성형된다.
담배 물질(220)은 과립 공정, 바인더 첨가 공정 및 압착 공정 등을 거쳐서 정제 알약 또는 태블릿(tablette) 형태로 제작될 수 있다.
담배 물질(220)은 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 담배 물질(220)은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
예를 들어, 담배 물질(220)은 니코틴 염이 첨가된 임의의 중량비의 글리세린 및 프로필렌 글리콜 용액을 포함할 수 있다. 담배 물질(220)에는 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, 담배 물질(220)의 총 중량에 대한 임의의 적절한 중량비를 가질 수 있다.
니코틴 염의 형성을 위한 산은 혈중 니코틴 흡수 속도, 에어로졸 생성 장치(100)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 군으로부터 선택되는 2 이상의 산들의 혼합이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
발포성 물질(240)은 예를 들면, 당 물질 및 산/염기쌍 물질 등을 포함할 수 있다. 발포성 물질(240)은 발포 반응 시 발생되는 에어로졸의 양을 고려하여 소정의 비율에 따라 혼합된 당 물질 및 산/염기쌍 물질 등을 포함한다.
당 물질은 고형 물질(200) 내부에 고립된 기체 성분을 함유하고, 고형 물질(200)의 붕괴 시 기체 성분을 방출하는 물질로서, 과립 형태 또는 입자형 형태로 제공된다. 당 물질은 다양한 단당류(예를 들면 글루코스, 프럭토스, 갈락토스), 이당류(예를 들면 자당, 유당, 말토오스), 3 당류, 또는 올리고당류 등을 포함할 수 있다.
산/염기쌍 물질은 발포성 물질(240)의 발포 반응을 촉진하기 위한 구성이다. 예를 들면 산/염기쌍 물질은 탄산염 및 중탄산염 재료로서, 알칼리 금속염 또는 알칼리토류 금속염을 포함할 수 있다. 예를 들면 탄산염 및 중탄산염 염기 재료로서는 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 중탄산나트륨, 탄산칼륨, 중탄산칼륨, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 세스퀴 탄산나트륨, 나트륨 글리신 탄산염, 리진 탄산염, 아르기닌 탄산염 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면 고형 물질(200)은 담배 물질(220) 및 발포성 물질(240)을 둘러싸는 코팅 물질(260)을 포함할 수 있다. 코팅 물질(260)은 고형 물질(200)의 외형이 유지되는 것을 돕는다. 코팅 물질(260)은 고형 물질(200)의 발포성 물질(240)이 액상 물질과 접촉하기 전에 발포되는 것을 방지한다. 코팅 물질(260)은 액상 물질과 접촉함에 따라 용해되고, 코팅 물질(260)이 감싸는 발포성 물질(240) 및 담배 물질(220)을 노출할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따라 유량 조절기를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한 도면이다. 도 4를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 액체 저장부(130)로부터 에어로졸 발생부(120)에 공급되는 액상 물질의 유량을 조절하는 유량 조절기(145)를 포함할 수 있다.
유량 조절기(145)는 액체 이송관(140)을 통한 액상 물질의 유동을 개시하거나, 중단하거나 또는 유량의 정도를 증감시킬 수 있다.
유량 조절기(145)는 사용자에 의해 수동으로 조절될 수 있다. 흡연을 희망하는 사용자에 의해 유량 조절기(145)가 개방되어, 액상 물질이 에어로졸 발생부(120)로 공급되고, 적정량 공급 후 사용자 또는 제어부(171)에 의해 유량 조절기(145)가 폐쇄될 수 있다.
또는 유량 조절기(145)는 제어부(171)의 신호에 따라 유량을 조절할 수 있다. 예를 들면, 제어부(171)는 퍼프 센서를 통해 사용자의 퍼프 동작이 감지되면, 액상 물질이 공급되도록 유량 조절기(145)를 제어할 수 있다.
유량 조절기(145)는 예를 들면, 액체 이송관(140)의 일 지점에 위치하는 밸브 형태일 수 있다. 유량 조절기(145)는 슬루스밸브, 체크밸브, 감압밸브 및 콕 밸브 등을 포함할 수 있다.
또는 유량 조절기(145)는 예를 들면 액체 저장부(130)로부터 에어로졸 발생부(120)로 액상 물질을 공급하는 동력을 제공하는 펌프일 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)의 사용 시 액체 이송관(140)을 통한 액상 물질의 공급 방향은 중력 반대 방향일 수 있으므로, 펌프는 액상 물질의 공급이 용이하도록 동력을 제공한다.
도 5는 일 실시예에 따라 공기 유입 통로를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한 도면이다. 도 5를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 외부 공기가 에어로졸 발생부(120)로 유입되는 공기 유입 통로(162)를 포함할 수 있다.
공기 유입 통로(162)는 사용자가 에어로졸을 흡입할 때 에어로졸의 유동이 용이하게 발생되도록 외부 공기가 에어로졸 발생부(120) 내부로 유입되는 통로이다. 공기 유입 통로가 형성되는 수치에 따라 흡인 저항감이 결정될 수 있다.
공기 유입 통로(162)는 에어로졸 생성 장치(100)의 하우징(110)의 일 지점에 형성되는 공극부터 연장되어, 에어로졸 발생부(120)까지 형성된다. 이에 따라 외부 공기는 하우징(110), 에어로졸 발생부(120), 기체 이송관(150) 및 마우스피스(160)를 통과한 후 사용자에게 제공된다.
일 실시예에 따르면 공기 유입 통로(162)는 복수의 경로로 제공될 수 있다. 예를 들면, 공기 유입 통로(162)는 하우징(110)의 일 지점으로부터 연장되어, 에어로졸 발생부(120) 내부로 공기를 유입하고, 마우스피스(160)로 도달하는 제1 공기 유입 통로(162) 및 하우징(110)의 일 지점으로부터 연장되어, 에어로졸 발생부(120)를 거치지 않고, 마우스피스(160)로 도달하는 제2 공기 유입 통로를 포함할 수 있다.
제2 공기 유입 통로는 사용자에게 흡입되는 충분한 기체의 양을 제공하기 위한 통로로서, 제1 공기 유입 통로(162) 및 제2 공기 유입 통로는 사용자에게 흡입되는 총 기체 량 대비 에어로졸의 흡입량을 미리 정해진 값으로 제공하도록 미리 정해진 수치에 따라 설계된다.
도 6은 일 실시예에 따라 배치된 액체 저장부 및 에어로졸 발생부를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한 도면이다.
도 6을 참조하면, 액체 저장부(130) 및 에어로졸 발생부(120)의 일 배치 관계에 따르면, 원위 말단에 에어로졸 발생부(120)가 배치되고, 근위 말단에 마우스피스(160)가 배치되고, 액체 저장부(130)는 에어로졸 발생부(120)와 마우스피스(160) 사이에 배치된다. 즉, 마우스피스(160)는 액체 저장부(130)의 일 방향에 위치하고, 에어로졸 발생부(120)는 액체 저장부(130)로부터 마우스피스(160)가 위치한 방향의 반대 방향에 위치한다. 이로써, 액체 저장부(130)로부터 에어로졸 발생부(120)에 공급되는 액상 물질은 별도의 동력 없이 중력 방향을 따라 이동될 수 있다.
이 때 에어로졸 발생부(120)로부터 연장되는 기체 이송관(150)은 액체 저장부(130)를 관통하여 연장되고, 마우스피스(160)에 도달할 수 있다.
도시하지 않았으나, 일 실시예에 따르면 액체 저장부(130) 및 에어로졸 발생부(120)의 다른 일 배치 관계에 따르면, 액체 저장부(130) 및 에어로졸 발생부(120)는 Y축 방향으로 평행하게 연장되고, X축 상에서 병렬로 배치될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따라 회수부를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한 도면이다. 도 7을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 액체 저장부(130)로부터 에어로졸 발생부(120)로 이동한 액상 물질을 회수하여 저장하는 회수부를 포함할 수 있다.
회수부는 발포 반응 이후 에어로졸 발생부(120) 내에 잔여하는 물질을 회수할 수 있다. 이 때 회수부가 회수하는 물질은 액상 저장부 내에 존재하던 액상 물질, 고형 물질(200)로부터 용해된 코팅 물질(260), 알갱이로 분해된 담배 물질(220), 발포 반응에 참여하지 않은 발포성 물질(240) 등을 포함할 수 있다.
회수부는 에어로졸 발생부(120)에서 연장되는 제1 회수관(123), 잔여 물질을 저장하고, 액상 물질만을 필터링하는 저장부(125), 저장부(125)로부터 필터링된 액상 물질을 액체 저장부(130)로 복귀시키는 제2 회수관(125) 등을 포함할 수 있다.
회수부가 상술한 구성들을 모두 포함해야 하는 것은 아니며, 그 중 일부만을 포함할 수 있다. 회수부는 에어로졸 생성 장치(100)의 하우징(110) 내에 내장될 수 있고, 또는 하우징(110) 외부 구성으로서 필요 시에 에어로졸 생성 장치(100)에 장착되어 동작할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다. 도 8을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 배터리(172), 센서(173), 사용자 인터페이스(175), 메모리(174) 및 제어부(171)를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)의 내부 구조는 도 8에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(100)의 설계에 따라, 도 8에 도시된 하드웨어 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
배터리(172)는 에어로졸 생성 장치(100)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(172)는 센서(173), 사용자 인터페이스(175), 메모리(174) 및 제어부(171)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(172)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. 예를 들어, 배터리(172)는 리튬폴리머(LiPoly) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
에어로졸 생성 장치(100)는 적어도 하나의 센서(173)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서(173)에서 센싱된 결과는 제어부(171)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 제어부(171)는 액체 용매 이동의 제어, 흡연의 제한, 카트리지 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(100)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 센서(173)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.
사용자 인터페이스(175)는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(100)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(175)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(100)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스(175) 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.
메모리(174)는 에어로졸 생성 장치(100) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(174)는 제어부(171)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(174)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(174)에는 에어로졸 생성 장치(100)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다.
제어부(171)는 에어로졸 생성 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하는 하드웨어이다. 제어부(171)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(171)는 적어도 하나의 센서(173)에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다.
제어부(171)는 적어도 하나의 센서(173)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 액상 물질의 유동이 조절되도록 유량 조절부 및 펌프 등을 제어할 있다.
제어부(171)는 적어도 하나의 센서(173)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 카트리지 형태로 제공되는 에어로졸 발생부(120) 및 액체 저장부(130)의 탈부착 상태를 감지할 수 있다.
일 실시예에서 제어부(171)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면 액상 물질의 공급을 중단할 수 있다.
제어부(171)는 적어도 하나의 센서(173)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 사용자 인터페이스(175)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면, 제어부(171)는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치(100)가 곧 종료될 것임을 예고할 수 있다.
한편, 도 8에는 도시되지 않았으나, 일 실시예에 따르면 에어로졸 생성 장치(100)는 히터를 포함할 수도 있다. 히터(230)는 전기 저항성 물질로서, 제어부(171)의 제어에 따라 배터리(172)로부터 전력을 공급받아 발열하는 가열 요소(230)이다. 에어로졸 생성 장치(100)는 필요에 따라 히터를 통해 고형 물질(200)에 열을 전달함으로써, 에어로졸의 생성을 촉진할 수도 있다. 예를 들어, 고형 물질(200)로부터 생성되는 에어로졸이 최대가 되는 적정 온도를 유지하기 위하여 히터는 에어로졸 발생부(120) 또는 액상 물질을 가열할 수 있다.
한편, 도 8에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(100)는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(100)의 배터리(172)를 충전하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)는 크래들 내부의 에어로졸 발생부(120)에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리(172)로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(100)의 배터리(172)를 충전할 수 있다.
상술한 실시예들에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 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.
100 에어로졸 생성 장치
110 하우징
120 에어로졸 발생부
130 액체 저장부
140 액체 이송관
150 기체 이송관
160 마우스피스
180 캡
200 고형 물질
220 담배 물질
240 발포성 물질
260 코팅 물질

Claims (13)

  1. 소정의 액상 물질을 저장하는 액체 저장부;
    담배 물질 및 발포성 물질을 포함하는 고형 물질이 상기 액상 물질과 접촉함에 따라 에어로졸을 생성하는 공간인 에어로졸 발생부;
    일단이 상기 액체 저장부에 연결되고, 타단이 상기 에어로졸 발생부에 연결되어 상기 에어로졸 발생부에 상기 액상 물질을 공급하는 액체 이송관; 및
    사용자의 흡입에 따라 상기 에어로졸 발생부에서 생성된 에어로졸이 배출되는 마우스피스를 포함하는
    에어로졸 생성 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 마우스피스는 상기 에어로졸 발생부의 일 방향에 위치하고,
    상기 액체 저장부는 상기 에어로졸 발생부로부터 상기 일 방향의 반대 방향에 위치하는
    상기 에어로졸 생성 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 발생부를 밀봉하고, 상기 마우스피스가 형성된 캡을 더 포함하는
    에어로졸 생성 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 캡은 연질의 소재로 구성되어, 상기 에어로졸 발생부의 일 측을 덮는
    에어로졸 생성 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 발생부에서 발생된 에어로졸이 상기 마우스피스로 이동하는 기체 이송관을 더 포함하는
    에어로졸 생성 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 기체 이송관의 연장 방향 및 상기 액체 이송관의 연장 방향은 서로 평행인
    에어로졸 생성 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 액체 저장부로부터 상기 에어로졸 발생부에 공급되는 상기 액상 물질의 유량을 조절하는 유량 조절기;를 더 포함하는
    에어로졸 생성 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    사용자의 퍼프에 따라 발생하는 공기의 유동을 감지하는 센서 및
    상기 센서로부터 공기의 유동이 감지되면, 상기 유량 조절기를 구동하는 제어부를 더 포함하는
    에어로졸 생성 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    외부 공기가 상기 에어로졸 발생부로 유입되는 공기 유입 통로를 더 포함하는
    에어로졸 생성 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 마우스피스는 상기 액체 저장부의 일 방향에 위치하고,
    상기 에어로졸 발생부는 상기 액체 저장부로부터 상기 일 방향의 반대 방향에 위치하는
    에어로졸 생성 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 액체 저장부로부터 상기 에어로졸 발생부로 이동한 액상 물질을 회수하여 저장하는 회수부를 더 포함하는
    에어로졸 생성 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 고형 물질은 상기 담배 물질 및 상기 발포성 물질을 둘러싸는 코팅 물질을 포함하고, 상기 코팅 물질은 상기 액상 물질에 의해 용해되는,
    에어로졸 생성 장치.
  13. 삭제
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