KR102365666B1

KR102365666B1 - 에어로졸 생성 장치용 카트리지

Info

Publication number: KR102365666B1
Application number: KR1020190092005A
Authority: KR
Inventors: 이종섭; 권동범; 성진수; 이재민
Original assignee: 주식회사 케이티앤지
Priority date: 2019-07-29
Filing date: 2019-07-29
Publication date: 2022-02-21
Also published as: CN112616309A; CN112616309B; JP7120709B2; US20230128605A1; EP3817585A1; KR20210014019A; EP3817585A4; WO2021020702A1; US11832648B2; EP3817585B1; JP2021535728A

Abstract

에어로졸 생성 장치에서 사용하기 위한 카트리지는, 히터에 의해 무화되어 에어로졸을 생성하는 액상 조성물을 저장하는 공간이 구비된 액체 저장부, 액상 조성물로부터 생성된 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공을 포함하는 마우스피스, 및 액체 저장부와 마우스피스의 결합에 의해 형성된 공간에 구비되고 사용자의 가압에 의해 파쇄됨으로써 향미제를 방출하는 향미 캡슐을 포함한다.

Description

에어로졸 생성 장치용 카트리지 {CARTRIDGE FOR AEROSOL GENERATING DEVICE}

에어로졸 생성 장치용 카트리지에 관한다.

근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

에어로졸 생성 물질로서 액체 조성물을 무화하여 에어로졸을 생성하는 방식의 에어로졸 생성 장치인 경우, 사용자는 원하는 향미 종류의 향미 물질이 포함된 액체 조성물을 구비하고 있는 카트리지를 구매 또는 선택하여 흡연을 할 수 있다. 하지만, 사용자가 해당 향미를 갖는 카트리지를 선택하여 흡연을 한다 하여도, 사용자는 취향에 따라 별도의 향미 없이 흡연을 하고자 할 때도 있을 수 있다. 따라서, 사용자의 편의성을 위하여, 액체 조성물로부터 생성된 에어로졸에 향미가 적용될 지 여부를 사용자가 스스로 조절할 수 있는 기능이 구비된 카트리지가 요구된다.

공개특허공보 제10-2018-0088372호(2018.08.03.).

다양한 실시예들은 에어로졸 생성 장치용 카트리지를 제공하는데 있다. 본 개시가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.

일 측면에 따르면, 에어로졸 생성 장치에서 사용하기 위한 카트리지는, 히터에 의해 무화되어 에어로졸을 생성하는 액상 조성물을 저장하는 공간이 구비되고, 상기 공간에 저장된 상기 액상 조성물의 누액을 방지하기 위하여 일측의 개방 단부는 밀봉 수단에 의해 실링되어 있는 액체 저장부; 상기 액체 저장부의 상기 개방 단부를 가리는 방향으로 결합되고, 상기 액체 저장부 내 저장된 상기 액상 조성물로부터 생성된 상기 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공을 포함하는 마우스피스; 및 상기 액체 저장부와 상기 마우스피스의 결합에 의해 가려진 상기 액체 저장부의 상기 일측의 개방 단부와 상기 밀봉 수단의 사이의 공간에 구비되고, 사용자의 가압에 의해 파쇄됨으로써 향미제를 방출하는 향미 캡슐을 포함한다.

또한, 상기 향미 캡슐은 상기 액체 저장부의 상기 개방 단부 측에 마련된 액체 투과성 재질의 제 1 면과 상기 제 1 면을 마주보는 반대 측에 마련된 실링 러버(sealing rubber)의 제 2 면 사이에 형성된 공간의 내부에 배치된다.

또한, 상기 향미제는 상기 향미 캡슐이 상기 가압에 의해 파쇄된 경우, 상기 제 1 면을 통과하여 상기 액체 저장부 내 상기 액상 조성물로 확산됨으로써 상기 액상 조성물에 혼합된다.

또한, 상기 제 1 면은 다공성 재질의 섬유 펠트(felt) 또는 하나 이상의 천공들이 형성되어 있는 실링 러버로 제작된다.

또한, 상기 가압은 상기 사용자가 상기 마우스피스를 상기 액체 저장부 방향으로 소정의 힘을 가하여 누름으로써 수행된다.

또한, 상기 배출공은 상기 향미 캡슐이 파쇄되지 않은 경우, 상기 액상 조성물로부터 생성된 무가향 에어로졸을 배출하고, 상기 향미 캡슐이 상기 가압에 의해 파쇄된 경우, 상기 액상 조성물 및 상기 향미제의 혼합물로부터 생성된 가향 에어로졸을 배출한다.

또한, 상기 향미 캡슐은 상기 향미제를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조를 갖는 구형 또는 원통형의 형상의 캡슐일 수 있다.

다른 측면에 따르면, 에어로졸 생성 장치는, 히터에 의해 무화되어 에어로졸을 생성하는 액상 조성물을 저장하는 공간이 구비되고, 상기 공간에 저장된 상기 액상 조성물의 누액을 방지하기 위하여 일측의 개방 단부는 밀봉 수단에 의해 실링되어 있는 액체 저장부, 상기 액체 저장부의 상기 개방 단부를 가리는 방향으로 결합되고, 상기 액체 저장부 내 저장된 상기 액상 조성물로부터 생성된 상기 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공을 포함하는 마우스피스, 및 상기 액체 저장부와 상기 마우스피스의 결합에 의해 가려진 상기 액체 저장부의 상기 일측의 개방 단부와 상기 밀봉 수단의 사이의 공간에 구비되고, 사용자의 가압에 의해 파쇄됨으로써 향미제를 방출하는 향미 캡슐을 포함하는 카트리지; 및 상기 카트리지를 수용하는 수용 공간이 구비되고, 상기 히터에 전력을 공급하는 배터리, 상기 사용자의 퍼프를 감지하는 퍼프 감지 센서, 및 상기 퍼프 감지 센서에 의한 센싱 결과에 기초하여 상기 에어로졸의 생성을 제어하는 제어부를 포함하는 본체를 포함한다.

상기된 바에 따르면, 사용자는 에어로졸 생성 장치를 이용한 흡연 시 액상 카트리지에 구비된 향미 캡슐의 파쇄에 의한 가향 여부를 직접 취사 선택하여 에어로졸을 흡입할 수 있으므로, 사용자의 편의성을 도모할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 물질을 보유하는 교체 가능한 카트리지와 이를 구비한 에어로졸 생성 장치의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 일 작동 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 다른 작동 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 향미 캡슐이 구비된 카트리지의 사용을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따라 향미 캡슐을 포함하는 카트리지 측면의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 향미 캡슐을 포함하는 카트리지 정면의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따라 카트리지에서 향미 캡슐이 배치된 공간을 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 관한 에어로졸 생성 물질을 보유하는 교체 가능한 카트리지와 이를 구비한 에어로졸 생성 장치의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.

도 1에 나타난 실시예에 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.

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 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(5)에서 본체(10)와 카트리지(20)와 슬라이더(7)는 길이 방향을 가로지르는 방향에서의 단면 형상이 대략 직사각형이지만, 실시예는 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 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 일 작동 상태를 도시한 사시도이다.

도 2에서는 슬라이더(7)가 본체(10)와 결합된 카트리지(20)의 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 카트리지(20)의 돌출창(21a)을 시각적으로 확인함으로써 카트리지(20)가 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 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 다른 작동 상태를 도시한 사시도이다.

도 3에서는 슬라이더(7)가 본체(10)와 결합된 카트리지(20)의 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 카트리지(20)의 돌출창(21a)이 외부로 노출되므로, 사용자가 카트리지(20)가 보유하는 에어로졸 생성 물질의 잔량을 시각적으로 확인할 수 있다.

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

도 4를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(400)는 배터리(410), 히터(420), 센서(430), 사용자 인터페이스(440), 메모리(450) 및 제어부(460)를 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(400)의 내부 구조는 도 4에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(400)의 설계에 따라, 도 4에 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(400)는 본체만으로 구성될 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치(400)에 포함된 하드웨어 구성들은 본체에 위치한다. 다른 실시예에서 에어로졸 생성 장치(400)는 본체 및 카트리지로 구성될 수 있고, 에어로졸 생성 장치(400)에 포함된 하드웨어 구성들은 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(400)에 포함된 하드웨어 구성들 중 적어도 일부는 본체 및 카트리지 각각에 위치할 수도 있다.

이하에서는 에어로졸 생성 장치(400)에 포함된 각 구성들이 위치하는 공간을 한정하지 않고, 각 구성들의 동작에 대해 설명하기로 한다.

배터리(410)는 에어로졸 생성 장치(400)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(410)는 히터(420)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(410)는 에어로졸 생성 장치(400) 내에 구비된 다른 하드웨어 구성들, 즉, 센서(430), 사용자 인터페이스(440), 메모리(450) 및 제어부(460)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(410)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. 예를 들어, 배터리(410)는 리튬폴리머(LiPoly) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

히터(420)는 제어부(460)의 제어에 따라 배터리(410)로부터 전력을 공급 받는다. 히터(420)는 배터리(410)로부터 전력을 공급 받아 에어로졸 생성 장치(400)에 삽입된 궐련을 가열하거나, 에어로졸 생성 장치(400)에 장착된 카트리지를 가열할 수 있다.

히터(420)는 에어로졸 생성 장치(400)의 본체에 위치할 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(400)가 본체 및 카트리지로 구성되는 경우, 히터(420)는 카트리지에 위치할 수 있다. 히터(420)가 카트리지에 위치하는 경우, 히터(420)는 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(410)로부터 전력을 공급받을 수 있다.

히터(420)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(420)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(420)는 카트리지에 포함된 구성일 수 있다. 카트리지는 히터(420), 액체 전달 수단 및 액체 저장부를 포함할 수 있다. 액체 저장부에 수용된 에어로졸 생성 물질은 액체 전달 수단으로 이동하고, 히터(420)는 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 히터(420)는 니켈크롬과 같은 소재를 포함하고 액체 전달 수단에 감기거나 액체 전달 수단에 인접하게 배치될 수 있다.

다른 실시예에서 히터(420)는 에어로졸 생성 장치(400)의 수용 공간에 삽입된 궐련을 가열할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(400)의 수용 공간에 궐련이 수용됨에 따라 히터(420)는 궐련의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 이로써, 히터(420)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다.

한편, 히터(420)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 히터(420)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(400)는 적어도 하나의 센서(430)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서(430)에서 센싱된 결과는 제어부(460)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 제어부(460)는 히터의 동작 제어, 흡연의 제한, 궐련(또는 카트리지) 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(400)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(460)는 퍼프 감지 센서에 의한 센싱 결과에 기초하여 에어로졸의 생성을 제어할 수 있다.

예를 들어, 적어도 하나의 센서(430)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(430)는 온도 감지 센서를 포함할 수 있다. 온도 감지 센서는 히터(420)(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(400)는 히터(420)의 온도를 감지하는 별도의 온도 감지 센서를 포함하거나, 별도의 온도 감지 센서를 포함하는 대신 히터(420) 자체가 온도 감지 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 히터(420)가 온도 감지 센서의 역할을 수행함과 동시에 에어로졸 생성 장치(400)에 별도의 온도 감지 센서가 더 포함될 수 있다.

또한, 적어도 하나의 센서(430)는 위치변화 감지 센서를 포함할 수 있다. 위치변화 감지 센서는 본체에 대하여 이동 가능하게 결합된 슬라이더의 위치 변화를 감지할 수 있다.

사용자 인터페이스(440)는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(400)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(440)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(400)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스(440) 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.

메모리(450)는 에어로졸 생성 장치(400) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(450)는 제어부(460)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(450)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(450)에는 에어로졸 생성 장치(400)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일, 적어도 하나의 전력 프로파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다.

제어부(460)는 에어로졸 생성 장치(400)의 전반적인 동작을 제어하는 하드웨어이다. 제어부(460)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(460)는 적어도 하나의 센서(430)에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다.

제어부(460)는 적어도 하나의 센서(430)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 히터(420)의 동작이 개시 또는 종료되도록 히터(420)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(460)는 적어도 하나의 센서(430)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 히터(420)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(420)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다.

제어부(460)는 적어도 하나의 센서(430)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 사용자 인터페이스(440)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면, 제어부(460)는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치(400)가 곧 종료될 것임을 통지할 수 있다.

한편, 도 4에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(400)는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(400)의 배터리(410)를 충전하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(400)는 크래들 내부의 수용 공간에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(400)의 배터리(410)를 충전할 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따른 향미 캡슐이 구비된 카트리지의 사용을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참고하면, 카트리지(20)의 내부에는 향미제를 포함하는 별도의 향미 캡슐(501)이 구비될 수 있다. 향미 캡슐(501)의 향미제는 액체 저장부(21)에 저장된 액상 조성물(에어로졸 생성 물질)이 무화되어 에어로졸이 생성될 때, 생성된 에어로졸에 향미를 적용하기 위한 물질일 수 있다.

향미 캡슐(501)은 향미제를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조를 갖는 구형 또는 원통형의 형상의 캡슐이다. 다만, 향미 캡슐(501) 형상은 이에 제한되지 않고 다양하게 구현될 수 있다.

카트리지(20)의 액상 저장부(21)에 저장된 액상 조성물에는 별도의 가향 성분이 포함되지 않을 수 있다. 하지만, 사용자는 향미 캡슐(501)의 파쇄를 통해 향미 캡슐(501)에 포함된 향미제가 액상 조성물로 배출될 수 있도록, 카트리지(20)의 마우스피스(22) 부분에 압력을 가할 수 있다.

향미 캡슐(501)의 파쇄에 의해 향미제가 배출됨으로써 액상 조성물과 향미제가 혼합되면, 혼합물의 무화는 가향 에어로졸을 생성할 수 있다.

향미제는 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 비타민 혼합물 등 다양한 재료의 성분들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분의 제제일 수 있다.

한편, 사용자는, 가압을 통해 향미 캡슐(501)을 파쇄하지 않은 경우에는 무가향 에어로졸을 흡입할 수 있으며, 가압을 통해 향미 캡슐(501)을 파쇄한 경우에는 가향 에어로졸을 흡입할 수 있다. 즉, 사용자는 카트리지(20)를 이용한 에어로졸 흡입에 있어서, 취향에 따라 에어로졸의 가향 여부를 취사 선택할 수 있다.

카트리지(20)에 구비된 향미 캡슐(501)의 파쇄는, 카트리지(20)가 본체(도 1의 10)에 수용되기 이전 시점 또는 이후 시점 중 어느 시점에서나 가능하고, 나아가서 사용자는 에어로졸 생성 장치(5)를 이용한 흡연 중간에도 향미 캡슐(501)을 파쇄함으로써 가향 에어로졸의 흡입을 경험할 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따라 향미 캡슐을 포함하는 카트리지 측면의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 6의 (a)를 참고하면, 향미 캡슐(501)은 액상 저장부(21)와 마우스피스(22)의 사이에 형성된 공간에 구비될 수 있다. 향미 캡슐(501)이 구비된 공간과 액상 저장부(21) 사이에는 액체 투과성 재질의 면(610)이 구비되어 있고, 액체 투과성 재질의 면(610)으로 인하여 향미 캡슐(501)이 구비된 공간과 액상 저장부(21)는 구분될 수 있다.

도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 사용자가 마우스피스(22)를 액체 저장부(21) 방향으로 거리 d (d는 실수)에 대응하는 소정의 힘을 가하여 누름으로써 가압하는 경우, 향미 캡슐(501)은 파쇄될 수 있다. 향미 캡슐(501)이 파쇄되기 위한 파쇄 강도는 예를 들어 약 1.5Kgf일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 다양한 파쇄 강도 조건을 갖는 향미 캡슐(501)이 사용될 수 있다.

한편, 도 6의 (b)에서는 설명의 편의를 위하여, 사용자가 마우스피스(22)를 액체 저장부(21) 방향으로 누르는 것으로 설명하였으나, 사용자가 반대 방향으로 힘을 주어 누르는 경우에도 향미 캡슐(501)이 파쇄될 수 있음이 용이하게 이해될 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 향미 캡슐을 포함하는 카트리지 정면의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 7을 참고하면, 액체 저장부(21)는 히터에 의해 무화되어 에어로졸을 생성하는 액상 조성물을 저장하는 공간(730)이 구비되고, 이와 같은 공간(730)에 저장된 액상 조성물의 누액을 방지하기 위하여 액체 저장부(21)의 일측의 개방 단부(723)는 밀봉 수단(720)에 의해 실링되어 있다.

한편, 액체 저장부(21) 내 저장된 액상 조성물로부터 생성된 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공(22a)을 포함하는 마우스피스(22)가 액체 저장부(21)의 개방 단부(723)를 덮어서 가리는 방향으로 액체 저장부(21)에 결합될 수 있다.

향미 캡슐(710)은 액체 저장부(21)와 마우스피스(22)의 결합에 의해 가려진 액체 저장부(21)의 일측 개방 단부(723)와 밀봉 수단(720)의 사이의 공간에 구비될 수 있다.

밀봉 수단(720)은 실링 러버(sealing rubber)로 제작될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 액체 저장부(21)로부터의 누액을 방지하기 위해 적합한 재질의 수단이라면 어느 재질이더라도 무방하다.

사용자의 가압에 의해 파쇄된 향미 캡슐(710)로부터 방출된 향미제는 액체 저장부(21)의 일측 개방 단부(723)에 마련된 액체 투과성 재질의 면을 통과하여 액체 저장부(21)의 공간(730) 내 액상 조성물로 확산됨으로써 액상 조성물에 혼합될 수 있다.

액상 조성물과 향미제 성분의 혼합물이 무화기의 히터에 의해 가열되어 무화된 경우, 가향 에어로졸이 생성될 수 있다. 생성된 가향 에어로졸은 마우스피스(22)의 배출공(22a)을 통해 사용자에게 제공될 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따라 카트리지에서 향미 캡슐이 배치된 공간을 설명하기 위한 도면이다.

도 8의 (a) 및 (b)를 참고하면, 카트리지(도 1 등의 20) 내에서 향미 캡슐(810)이 배치된 공간(800)을 확대한 도면들이 도시되어 있다. 도 8의 (a)는 공간(800)에서 향미 캡슐(810)이 파쇄되기 전 상태를 도시한 도면이고, 도 8의 (b)는 공간(800)에서 향미 캡슐(810)이 파쇄된 이후의 상태를 도시한 도면이다.

향미 캡슐(810)은 액체 저장부(21)의 개방 단부(도 7의 723) 측에 마련된 액체 투과성 재질의 제 1 면(822)과 제 1 면(822)을 마주보는 반대 측(도 7의 721)에 마련된 실링 러버(도 7의 720)의 제 2 면(821) 사이에 형성된 공간(800)의 내부에 배치된다. 여기서, 제 1 면(822)은 다공성 재질의 섬유 펠트(felt), 하나 이상의 천공들이 형성되어 있는 실링 러버, 천공들이 형성된 평면 형상의 플라스틱, 금속 등의 다양한 액체 투과성 재료들로 제작될 수 있다.

사용자의 가압에 의하여 제 1 면(822)과 제 2 면(821) 사이의 간격이 좁아져 향미 캡슐(810)이 압착된 경우, 향미 캡슐(810)은 파쇄되어 향미 캡슐(810) 내부에 함유되어 있는 향미제가 외부로 방출되게 된다. 제 1 면(822)은 액상 조성물이 함유된 공간(830)과 바로 맞닿아 있기 때문에, 향미 캡슐(810)로부터 방출된 향미제는 액체 투과성 재질의 제 1 면(822)을 통과하여 액체 저장부(21)의 공간(830) 내 액상 조성물로 확산됨으로써 액상 조성물에 혼합된다.

한편, 제 2 면(821)은 액상 조성물의 누액을 방지하기 위해 구비된 실링 러버(도 7의 720)의 부분 면에 해당하므로, 액체 불투과성 재질의 면이다. 따라서, 파쇄된 향미 캡슐(810)의 향미제는 제 1 면(822)을 통과하는 일 방향으로만 방출될 수 있다.

사용자는, 도 8의 (a)와 같은 상태에서 마우스피스(22)의 배출공(22a)을 통해 에어로졸을 흡입하는 경우에는 오직 액상 조성물로부터 생성된 무가향 에어로졸을 흡입할 수 있고, 도 8의 (b)와 같이 향미 캡슐(810)을 파쇄한 상태에서 마우스피스(22)의 배출공(22a)을 통해 에어로졸을 흡입하는 경우에는 액상 조성물 및 향미제의 혼합물로부터 생성된 가향 에어로졸을 흡입할 수 있다. 즉, 사용자는 에어로졸 생성 장치(5)를 이용한 흡연시 가향 여부를 직접 취사 선택하여 에어로졸을 흡입할 수 있으므로, 사용자의 편의성을 도모할 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

에어로졸 생성 장치에서 사용하기 위한 카트리지에 있어서,
히터에 의해 무화되어 에어로졸을 생성하는 액상 조성물을 저장하는 공간이 구비되고, 상기 공간에 저장된 상기 액상 조성물의 누액을 방지하기 위하여 일측의 개방 단부는 밀봉 수단에 의해 실링되어 있는 액체 저장부;
상기 액체 저장부의 상기 개방 단부를 가리는 방향으로 결합되고, 상기 액체 저장부 내 저장된 상기 액상 조성물로부터 생성된 상기 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공을 포함하는 마우스피스; 및
상기 액체 저장부와 상기 마우스피스의 결합에 의해 가려진 상기 액체 저장부의 상기 일측의 개방 단부와 상기 밀봉 수단의 사이의 공간에 구비되고, 사용자의 가압에 의해 파쇄됨으로써 향미제를 방출하는 향미 캡슐을 포함하고,
상기 배출공은 상기 향미 캡슐이 파쇄되지 않은 경우 상기 액상 조성물로부터 생성된 에어로졸을 배출하고, 상기 향미 캡슐이 상기 가압에 의해 파쇄된 경우 상기 액상 조성물 및 상기 향미제의 혼합물로부터 생성된 에어로졸을 배출하는, 카트리지.
제 1 항에 있어서,
상기 향미 캡슐은
상기 액체 저장부의 상기 개방 단부 측에 마련된 액체 투과성 재질의 제 1 면과 상기 제 1 면을 마주보는 반대 측에 마련된 실링 러버(sealing rubber)의 제 2 면 사이에 형성된 공간의 내부에 배치되는, 카트리지.
제 2 항에 있어서,
상기 향미제는
상기 향미 캡슐이 상기 가압에 의해 파쇄된 경우, 상기 제 1 면을 통과하여 상기 액체 저장부 내 상기 액상 조성물로 확산됨으로써 상기 액상 조성물에 혼합되는, 카트리지.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 면은
다공성 재질의 섬유 펠트(felt) 또는 하나 이상의 천공들이 형성되어 있는 실링 러버로 제작되는, 카트리지.
제 1 항에 있어서,
상기 가압은
상기 사용자가 상기 마우스피스를 상기 액체 저장부 방향으로 소정의 힘을 가하여 누름으로써 수행되는, 카트리지.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 향미 캡슐은
상기 향미제를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조를 갖는 구형 또는 원통형의 형상의 캡슐인, 카트리지.
에어로졸 생성 장치에 있어서,
히터에 의해 무화되어 에어로졸을 생성하는 액상 조성물을 저장하는 공간이 구비되고, 상기 공간에 저장된 상기 액상 조성물의 누액을 방지하기 위하여 일측의 개방 단부는 밀봉 수단에 의해 실링되어 있는 액체 저장부, 상기 액체 저장부의 상기 개방 단부를 가리는 방향으로 결합되고, 상기 액체 저장부 내 저장된 상기 액상 조성물로부터 생성된 상기 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공을 포함하는 마우스피스, 및 상기 액체 저장부와 상기 마우스피스의 결합에 의해 가려진 상기 액체 저장부의 상기 일측의 개방 단부와 상기 밀봉 수단의 사이의 공간에 구비되고, 사용자의 가압에 의해 파쇄됨으로써 향미제를 방출하는 향미 캡슐을 포함하는 카트리지; 및
상기 카트리지를 수용하는 수용 공간이 구비되고, 상기 히터에 전력을 공급하는 배터리, 상기 사용자의 퍼프를 감지하는 퍼프 감지 센서, 및 상기 퍼프 감지 센서에 의한 센싱 결과에 기초하여 상기 에어로졸의 생성을 제어하는 제어부를 포함하는 본체를 포함하고,
상기 배출공은 상기 향미 캡슐이 파쇄되지 않은 경우 상기 액상 조성물로부터 생성된 에어로졸을 배출하고, 상기 향미 캡슐이 상기 가압에 의해 파쇄된 경우 상기 액상 조성물 및 상기 향미제의 혼합물로부터 생성된 에어로졸을 배출하는, 에어로졸 생성 장치.