KR102402064B1 - 예열 시간이 단축된 에어로졸 발생 장치 - Google Patents

Abstract

예열 시간이 단축된 에어로졸 발생 장치가 제공된다. 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 장치는, 에어로졸 발생 기재가 포함된 에어로졸 발생 물품이 삽입되는 물품 삽입부를 포함하고 일면에 개구부가 형성된 케이스, 케이스의 일면에 위치하여 개구부에 대한 개폐 기능을 제공하는 개폐형 커버 및 삽입된 에어로졸 발생 물품을 가열하는 히터를 포함할 수 있다. 이때, 개폐형 커버는 개구부를 폐쇄함에 따라 삽입된 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재 부분을 기계적으로 압착하도록 구성됨으로써, 에어로졸 발생 기재 부분이 전체적으로 빠르게 가열되도록 할 수 있으며, 이를 통해 장치의 예열 시간이 단축될 수 있다.

Description

예열 시간이 단축된 에어로졸 발생 장치{AEROSOL-GENERATING APPARATUS WITH REDUCED PRE-HEATING TIME}

본 개시는 예열 시간이 단축된 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 예열 시간이 단축되고 초기의 끽미 및 무화량 부족 현상이 개선된 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다.

근래에 전통 궐련의 단점을 극복하는 대체 흡연 물품에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 전기적으로 가열함으로써 에어로졸을 발생시키는 에어로졸 발생 장치(e.g. 궐련형 전자 담배)에 관한 수요가 증가하고 있으며, 이에 따라 전기 가열식 에어로졸 발생 장치에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

일반적인 전기 가열식 에어로졸 발생 장치는 궐련 주변에 배치된 히터가 궐련의 매질 외곽 부분을 가열하는 구조를 채용하고 있다. 그런데, 이러한 구조에서는 매질의 외곽 부분부터 중심부까지 고르게 가열되기까지 상당한 시간이 걸리기 때문에, 장치의 예열 시간이 길어질 수 밖에 없다.

가령, 도 1은 상술한 가열 구조에서 궐련 매질의 부위별 온도 변화를 도시하고 있는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 히터로부터 비교적 멀리 있는 매질의 중앙 부분은 최외곽 부분에 비해 느리게 가열된다. 따라서, 매질 전체가 고르게 가열되기까지 상당한 시간(e.g. T1)이 걸리게 되는데, 이는 곧 장치의 예열 시간이 길어진다는 것을 의미한다.

결론적으로, 상술한 가열 구조를 채용하고 있는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치는 가열 구조의 특성 상 예열 시간이 길어질 수 밖에 없으며, 이는 소비자의 불만을 초래할 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예들을 통해 해결하고자 하는 기술적 과제는, 초기 예열 시간이 단축된 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이다.

본 개시의 몇몇 실시예들을 통해 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 초기의 끽미 및 무화량 부족 현상이 개선된 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이다.

본 개시의 몇몇 실시예들을 통해 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 에어로졸 발생 물품에 대한 용이 제거 기능을 구비한 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이다.

본 개시의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시의 기술분야에서의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 장치는, 에어로졸 발생 기재가 포함된 에어로졸 발생 물품이 삽입되는 물품 삽입부를 포함하고 일면에 개구부가 형성된 케이스, 상기 케이스의 상기 일면에 위치하여 상기 개구부에 대한 개폐 기능을 제공하되, 상기 개구부를 폐쇄함에 따라 상기 삽입된 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재 부분을 기계적으로 압착하도록 구성된 개폐형 커버 및 상기 삽입된 에어로졸 발생 물품을 가열하는 히터를 포함할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상기 히터는 상기 압착된 에어로졸 발생 기재 부분의 일면을 가열하는 제1 히터와 상기 일면의 반대면을 가열하는 제2 히터를 포함할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상기 삽입된 에어로졸 발생 물품을 삽입 방향의 반대 방향으로 밀어내도록 구성된 추출기를 더 포함할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상기 추출기는 상기 개폐형 커버가 개방됨에 따라 상기 삽입된 에어로졸 발생 물품을 밀어내도록 작동할 수 있다. 예를 들어, 상기 개폐형 커버는 회전 운동에 의해 상기 개구부를 개방하고, 상기 개폐형 커버는 상기 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 연동부재에 의해 상기 추출기와 기계적으로 연동되며, 상기 추출기는 상기 직선 운동에 의해 상기 삽입된 에어로졸 발생 물품을 밀어내도록 기계적으로 작동할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상기 압착된 에어로졸 발생 기재 부분은 평평한 형상 또는 경사진 형상을 가질 수 있다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 개시의 다른 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 장치는, 에어로졸 발생 기재가 포함된 에어로졸 발생 물품이 삽입되는 물품 삽입부를 포함하고 일면에 개구부가 형성된 케이스, 상기 케이스의 상기 일면에 위치하여 상기 개구부에 대한 개폐 기능을 제공하는 개폐형 커버, 상기 개폐형 커버가 상기 개구부를 개방함에 따라 상기 삽입된 에어로졸 발생 물품을 삽입 방향의 반대 방향으로 밀어내도록 구성된 추출기 및 상기 삽입된 에어로졸 발생 물품을 가열하는 히터를 포함할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상기 개폐형 커버는 상기 개구부를 폐쇄함에 따라 상기 삽입된 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재 부분을 기계적으로 압착하도록 구성될 수 있다.

상술한 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 에어로졸 발생 기재 부분이 압착됨으로써 에어로졸 발생 기재의 부위 별 온도 차이가 최소화되고, 빠르게 목표 온도까지 가열될 수 있다. 이에 따라, 에어로졸 발생 장치의 예열 시간이 단축되고, 초기의 끽미 및 무화량 부족 현상도 개선될 수 있다.

또한, 압착된 에어로졸 발생 기재 부분을 양면에서 가열하는 히터 구조를 채용함으로써, 에어로졸 발생 장치의 예열 시간이 더욱 단축될 수 있다.

또한, 개폐형 커버와 기계적으로 연동된 추출기가 커버 개방 시 에어로졸 발생 물품을 밀어내도록 작동함으로써, 삽입된 에어로졸 발생 물품이 용이하게 제거될 수 있다.

본 개시의 기술적 사상에 따른 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 외부 가열 구조를 갖는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치에서 예열 시간이 증가하는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 장치를 나타내는 예시적인 사시도이다.
도 3은 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 장치의 내부 구조를 예시한다.
도 4는 본 개시의 몇몇 실시예들에 따라 개폐형 커버에 의해 에어로졸 발생 물품이 압착되는 것을 예시한다.
도 5 및 도 6은 본 개시의 몇몇 실시예들에 따라 개폐형 커버에 의해 압착된 에어로졸 발생 물품의 형상을 예시한다.
도 7은 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 히터의 가열 구조를 예시한다.
도 8은 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 개폐형 커버와 추출기의 연동 구조를 예시한다.
도 9 내지 도 11은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 에어로졸 발생 장치를 나타내는 예시적인 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시의 기술적 사상은 이하의 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시의 기술적 사상은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 개시에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

본 개시의 다양한 실시예들에 대한 설명에 앞서, 본 명세서에서 사용되는 몇몇 용어들에 대하여 명확하게 하기로 한다.

본 명세서에서, "에어로졸 발생 기재"는 에어로졸(aerosol)을 발생시킬 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 에어로졸은 휘발성 화합물을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 기재는 고체 또는 액상일 수 있다.

예를 들면, 고체의 에어로졸 발생 기재는 판상엽 담배, 각초, 재구성 담배 등 담배 원료를 기초로 하는 고체 물질을 포함할 수 있으며, 액상의 에어로졸 발생 기재는 니코틴, 담배 추출물 및/또는 다양한 향미제를 기초로 하는 액상 조성물을 포함할 수 있다. 그러나, 본 개시의 범위가 상기 열거된 예시에 한정되는 것은 아니다.

보다 구체적인 예로서, 액상의 에어로졸 발생 기재는 프로필렌글리콜(PG) 및 글리세린(GLY) 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 에어로졸 발생 기재는 니코틴, 수분 및 가향 물질 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 에어로졸 발생 기재는 계피, 캡사이신 등의 다양한 첨가 물질을 더 포함할 수도 있다. 에어로졸 발생 기재는 유동성이 큰 액체 물질뿐만 아니라 젤 또는 고형분 형태의 물질을 포함할 수도 있다. 이와 같이, 에어로졸 발생 기재의 조성 성분은 실시예에 따라 다양하게 선택될 수 있으며, 그 조성 비율 또한 실시예에 따라 달라질 수 있다. 본 명세서에서, 액상은 액상의 에어로졸 발생 기재를 지칭하는 것일 수 있다.

본 명세서에서, "에어로졸 발생 장치"는 사용자의 입을 통해 사용자의 폐로 직접적으로 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 발생 기재를 이용하여 에어로졸을 발생시키는 장치를 의미할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 예를 들어 액상 증기화부를 이용하는 액상형 에어로졸 발생 장치, 액상 증기화부와 궐련을 함께 이용하는 하이브리드형 에어로졸 발생 장치를 포함할 수 있다. 단, 이외에도 다양한 유형의 에어로졸 발생 장치가 더 포함될 수 있어서, 본 개시의 범위가 상기 열거된 예시에 한정되는 것은 아니다. 에어로졸 발생 장치의 몇몇 예시에 대해서는 도 9 내지 도 11을 참조하도록 한다.

본 명세서에서, "에어로졸 발생 물품"은 에어로졸을 발생시킬 수 있는 물품을 의미할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 예를 들어 궐련일 수 있으나, 본 개시의 범위가 상기 예시에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서, "퍼프(puff)"는 사용자의 흡입(inhalation)을 의미하며, 흡입이란 사용자의 입이나 코를 통해 사용자의 구강 내, 비강 내 또는 폐로 끌어 당기는 상황을 의미할 수 있다.

본 명세서에서, "상류"(upstream) 또는 "상류 방향"은 흡연자의 구부로부터 멀어지는 방향을 의미하고, "하류"(downstream) 또는 "하류 방향"은 흡연자의 구부로부터 가까워지는 방향을 의미할 수 있다.

이하, 본 개시의 다양한 실시예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 장치(10)를 나타내는 예시적인 사시도이고, 도 3은 에어로졸 발생 장치(10)의 내부 구조를 보여주는 예시도이다. 특히, 도 3은 상부 케이스(11) 내부의 구조를 예시하고 있다. 이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치(10)는 에어로졸 발생 물품(2)이 삽입되는 물품 삽입부(12)를 포함하는 상부 케이스(11), 개폐형 커버(14) 및 하부 케이스(15)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 장치(10)는 히터(16) 및 추출기(17)를 더 포함할 수 있다. 다만, 도 2 및 도 3에는 본 개시의 실시예와 관련 있는 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 본 개시가 속한 기술분야의 통상의 기술자라면 도 2 및 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 도시되어 있지 않으나, 에어로졸 발생 장치(10)는 배터리(미도시)와 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있고, 이러한 구성요소들은 하부 케이스(15) 내부에 위치할 수 있다.

또한, 위에 언급된 모든 구성요소가 에어로졸 발생 장치(10)의 필수 구성요소는 아닐 수도 있으며, 일부 구성요소가 생략된 형태로 에어로졸 발생 장치(10)가 구현될 수도 있다. 예를 들어, 다른 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 장치(10)는 추출기(17)를 제외하고 구성될 수도 있다. 이하, 에어로졸 발생 장치(10)의 각 구성요소에 대하여 설명하도록 한다.

상부 케이스(11)는 에어로졸 발생 장치(10)의 상부 외관을 형성할 수 있다. 또한, 상부 케이스(11)에는 에어로졸 발생 물품(2)이 삽입되는 물품 삽입부(12)가 형성되고, 상부 케이스(11)의 일면(e.g. 전면)에는 개구부(13)가 형성될 수 있다. 개구부(13)는 후술될 개폐형 커버(14)에 의해 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 이하, 설명의 편의상, 개폐형 커버(14)를 커버(14)로 약칭하도록 한다.

물품 삽입부(12)는 에어로졸 발생 물품(2)이 삽입되는 삽입 영역을 형성할 수 있다. 삽입 영역은 에어로졸 발생 물품(2)과 상응하는 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품(2)이 원통형의 형상을 갖는 경우, 물품 삽입부(12)도 원통형의 삽입 영역을 형성할 수 있다. 또한, 물품 삽입부(12)는 에어로졸 발생 물품(2)의 적어도 일부(e.g. 에어로졸 발생 기재 부분 21)가 내부에 배치된 히터(16)에 의해 가열될 수 있도록 적절한 깊이로 형성될 수 있다.

에어로졸 발생 물품(2)은 에어로졸 발생 기재 부분(21)을 포함하고, 에어로졸 발생 기재 부분(21)은 에어로졸 발생 물품(2)의 상류에 위치할 수 있다. 에어로졸 발생 기재 부분(21)은 물품 삽입부(12)를 통해 에어로졸 발생 장치(10) 내부로 삽입되고, 내부에 위치한 히터(16)에 의해 가열되어 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 발생된 에어로졸은 사용자의 구부를 통해 흡입될 수 있다.

에어로졸 발생 물품(2)은 원통형의 형상을 가질 수 있을 것이나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 이해의 편의를 위해, 에어로졸 발생 물품(2)이 원통형의 형상을 갖는다고 가정하여 설명을 이어가도록 한다.

다음으로, 커버(14)는 개구부(13)에 대한 개폐 기능을 제공할 수 있다. 개폐 기능을 구현하는 방식은 다양할 수 있다. 예를 들어, 커버(14)는 수동 개폐가 가능한 기계적 구조로 구현될 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 커버(14)는 힌지(hinge), 자석, 스프링 등을 이용하여 수동 개폐가 가능하도록 구현될 수 있다. 그러나, 커버(14)의 구현 방식이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 3은 힌지부재(181)에 기반한 커버(14)를 예시하고 있는데, 예시된 커버(14)는 힌지부재(181)를 회전축으로 이용하여 개폐 기능을 제공할 수 있다. 또한, 커버(14)는 힌지부재(181)와 연동부재(18)를 통해 추출기(17)와 연동될 수 있는데, 이에 관하여서는 도 8을 참조하여 후술하도록 한다.

몇몇 실시예들에서는, 커버(14)는 제어부(미도시)에 의해 제어되고, 센서를 통해 에어로졸 발생 물품(2)의 삽입이 감지되면 이에 응답하여 개구부(13)를 폐쇄하도록 동작할 수 있다. 또한, 커버(14)는 센서를 통해 에어로졸 발생 물품(2)의 흡연 종료 시점이 감지되거나 특정 사용자의 입력이 감지되면, 이에 응답하여 개구부(13)를 개방하도록 동작할 수도 있다.

또한, 몇몇 실시예들에서, 커버(14)는 개구부(13)를 폐쇄함에 따라 삽입된 에어로졸 발생 물품(2)을 압착하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 커버(14)는 폐쇄 동작 시 히터(16)에 의해 가열되는 에어로졸 발생 기재 부분(21)을 압착하도록 구성될 수 있다. 그렇게 함으로써, 에어로졸 발생 기재 부분(21)의 중앙 부위가 히터(16)와 가까워지고, 히터(16)에 대한 에어로졸 발생 기재 부분(21)의 부위(e.g. 중앙, 외곽) 별 거리 차가 최소화될 수 있다. 또한, 이에 따라, 에어로졸 발생 기재 부분(21)이 전체적으로 빠르게 목표 온도까지 가열될 수 있어서, 에어로졸 발생 장치(10)의 예열 시간이 크게 단축되며, 초기의 끽미 및 무화량 부족 현상도 개선될 수 있다. 보다 이해의 편의를 제공하기 위해 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 실시예에 대하여 부연 설명하도록 한다.

도 4는 커버(14)의 폐쇄 동작에 따라 에어로졸 발생 물품(2)의 압착되는 것을 예시하고 있다.

도 4에 예시된 바와 같이, 커버(14)가 개구부(13)를 폐쇄하고 상부 케이스(11)와 체결되면서, 커버(14)에 의해 에어로졸 형성 기재 부분(21)이 기계적으로 압착될 수 있다. 도 4의 최우측은 커버(14)에 의해 개구부(13)가 다시 개방될 때 보여지는 압착 상태의 에어로졸 형성 기재 부분(21)을 도시하고 있다.

한편, 커버(14)가 에어로졸 발생 기재 부분(21)을 압착하는 정도는 실시예에 따라 달라질 수 있을 것이나, 적절한 강도로 에어로졸 발생 기재 부분(21)을 압착하는 것이 중요할 수 있다. 커버(14)가 에어로졸 발생 기재 부분(21)을 지나치게 약하게 압착하면 예열 시간 단축 효과가 떨어지고, 지나치게 강하게 압착하면 궐련지가 파열되어 고체 에어로졸 발생 기재가 쏟아져 나오거나, 커버(14)가 잘 닫히지 않거나, 에어로졸 발생 물품(2)의 흡인 저항이 지나치게 커질 수 있기 때문이다.

몇몇 실시예들에서, 커버(14)는 에어로졸 발생 물품(2) 직경의 10% 내지 50% 범위로 에어로졸 발생 기재 부분(21)을 압착할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품(2)의 직경이 7.2mm인 경우, 에어로졸 발생 기재 부분(21)의 직경이 약 3.6mm 내지 6.5mm가 되도록 압착될 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 기재 부분(21)의 직경이 에어로졸 발생 물품(2) 직경의 15% 내지 45%, 20% 내지 45%, 15% 내지 40% 또는 20% 내지 40%가 되도록 압착될 수 있다. 이러한 수치 범위 내에서, 궐련지 파열 현상이 완화되면서 예열 시간도 크게 단축될 수 있다.

또한, 에어로졸 발생 기재 부분(21)의 압착 형상은 다양할 수 있으며, 이 또한 실시예에 따라 달라질 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 에어로졸 발생 기재 부분(22)은 전반적으로 평평한 형상을 갖도록 압착될 수 있다. 또는, 도 5 에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 기재 부분(22)은 상류 부위는 평평한 형상이고, 하류 부위는 완만하게 경사진 형상을 갖도록 압착될 수 있다. 이러한 경우, 에어로졸 발생 기재 부분(22) 전체가 빠르게 가열될 수 있어서, 예열 시간 단축 효과가 극대화될 수 있다.

다른 몇몇 실시예들에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 기재 부분(23)은 전반적으로 경사진 형상을 갖도록 압착될 수 있다. 이러한 경우, 궐련지가 파열되는 문제가 완화될 수 있다. 또한, 궐련지 파열 문제가 완화됨에 따라 에어로졸 발생 기재 부분(23)을 더욱 강하게 압착할 수 있어서, 예열 시간 단축 효과가 더욱 향상될 수도 있다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하여 에어로졸 발생 장치(10)의 구성요소에 대한 설명을 이어가도록 한다.

히터(16)는 상부 케이스(11) 내부에 배치되어 물품 삽입부(12)를 통해 삽입된 에어로졸 발생 물품(2)을 가열할 수 있다. 보다 구체적으로, 히터(16)는 삽입된 에어로졸 발생 물품(2)의 에어로졸 발생 기재 부분(21)을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(16)는 전기 저항성 히터로 구현될 수 있으나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

몇몇 실시예들에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 히터(16)는 압착된 에어로졸 발생 기재 부분(21)의 일면을 가열하는 제1 히터(161)와 그 반대면을 가열하는 제2 히터(162)를 포함할 수 있다. 제1 히터(161) 및 제2 히터(162)는 압착된 에어로졸 발생 기재 부분(21)을 양면에서 가열함으로써, 에어로졸 발생 기재 부분(21) 전체가 빠르게 목표 온도에 이르도록 할 수 있다. 이에 따라, 에어로졸 발생 장치(10)의 예열 시간이 더욱 단축되고, 에어로졸 발생 물품(2)의 초기 끽미와 무화량이 더욱 개선될 수 있다.

상술한 실시예에서, 제1 히터(161)와 제2 히터(162)는 도 7에 예시된 바와 같이 평평한 평면의 형상을 가질 수 있고, 에어로졸 발생 기재 부분(21)을 감쌀 수 있도록 곡률이 있는 평면 형상을 가질 수도 있다. 다만, 본 개시의 범위가 이러한 예시에 한정되는 것은 아니고, 제1 히터(161)와 제2 히터(162)의 형상은 에어로졸 발생 기재 부분(21)의 압착 형상에 기초하여 다양하게 설계되고 변형될 수 있다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

다음으로, 추출기(17)는 물품 삽입부(12)를 통해 삽입된 에어로졸 발생 물품(2)의 상류 단부 주변에 배치되어, 삽입된 에어로졸 발생 물품(2)을 삽입 방향의 반대 방향(즉, 제거/인출 방향)으로 밀어내도록 작동할 수 있다. 추출기(17)의 이러한 동작으로 인해 에어로졸 발생 물품(2)이 에어로졸 발생 장치(10)에서 용이하고 깔끔하게 제거될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 추출기(17)는 연동부재(18)에 의해 커버(14)와 기계적으로 연동될 수 있다. 연동부재(18)는 커버(14)의 회전축으로 작용하는 힌지부재(181)를 포함할 수 있고, 연동부재(18)에 의해 커버(14)의 회전 운동이 직선 왕복 운동으로 변환될 수 있다. 즉, 커버(14)가 회전 운동을 할 때 추출기(17)는 삽입된 에어로졸 발생 물품(2)의 길이 방향으로 왕복 운동을 하도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 커버(14)의 개방 동작(회전 운동)과 추출기(17)의 추출 동작(직선 운동)이 연동될 수 있으며, 에어로졸 발생 물품(2)이 용이하게 제거될 수 있어 사용자 편의성이 크게 향상될 수 있다.

다른 몇몇 실시예들에서, 추출기(17)는 전기적으로 동작하도록 구현될 수도 있다. 예를 들어, 추출기(17)는 제어부(미도시)에 의해 제어되고, 커버(14)의 개방 동작 또는 에어로졸 발생 물품(2)의 제거를 요청하는 사용자 입력에 응답하여, 에어로졸 발생 물품(2)을 밀어내도록 구현될 수도 있다.

한편, 도 2 및 도 3에는 도시되어 있지는 않으나, 에어로졸 발생 장치(10)는 제어부(미도시)와 배터리(미도시)를 더 포함할 수 있다.

배터리는 제어부에 또는 에어로졸 발생 장치(10)의 다른 구성요소(e.g. 히터 16)에 필요한 전력을 공급할 수 있다.

다음으로, 제어부는 에어로졸 발생 장치(10)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 목표 온도에 기초하여 히터(16)의 가열 온도를 제어할 수 있다. 목표 온도는 에어로졸 발생 물품(2)의 온도 프로파일에 기초하여 결정될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 제어부는 제1 히터(161)와 제2 히터(162)를 독립적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 동일한 목표 온도를 기초로 제1 히터(161)와 제2 히터(162)의 가열 온도를 제어할 수 있다. 다른 예로서, 제어부는 서로 다른 목표 온도를 기초로 제1 히터(161)와 제2 히터(162)의 가열 온도를 제어할 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 에어로졸 발생 기재의 중심부에서 제1 히터(161)와 제2 히터(162)까지의 거리가 상이한 경우(e.g. 에어로졸 발생 기재 부분 21이 비대칭 구조로 압착되는 경우), 제어부는 더 먼 거리에 위치한 히터(161 or 162)를 더 높은 목표 온도를 기초로 제어할 수 있다.

상술한 실시예에서, 제어부는 펄스 폭 변조(pulse width modulation) 방식에 기초하여 각 히터(161, 162)를 제어할 수 있으나, 제어 방식이 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 펄스 폭 변조 방식으로 각 히터(161, 162)를 제어하는 경우, 각 히터(161, 162)의 온듀티(on-duty) 구간(즉, 히터의 PWM 제어 신호의 온듀티 구간)이 중첩되는 경우가 발생될 수 있다. 예를 들어, 각 히터(161, 162)를 서로 다른 목표 온도를 기초하여 제어하는 경우, 각 히터(161, 162)의 듀티비(duty ratio) 또는 듀티사이클(duty cycle)이 달라짐에 따라 온듀티 구간이 중첩되거나 듀티비의 합이 임계치(e.g. 100%)를 초과하는 경우가 발생될 수 있는데, 이러한 경우 순간적으로 과전류가 흘러 배터리에 악영향을 미칠 수 있다. 이 문제를 방지하기 위해, 제어부는 히터(161, 162)의 듀티비 합이 임계치 미만이고 온듀티 구간이 중첩되는 경우, 온듀티 구간이 중첩되지 않도록 히터(161, 162)의 온듀티 구간의 위상을 조정할 수 있다. 또한, 제어부는 듀티비 합이 임계치를 초과하는 경우, 특정 히터(161, 162)의 듀티비를 감소시킬 수 있다. 이때, 듀티비가 감소됨에 따라 특정 히터(161, 162)로 공급되는 전력이 감소될 수 있는데, 이를 보상하기 위해 제어부는 승압형 DC-DC 컨버터를 이용하여 감소된 만큼의 전력이 특정 히터(161, 162)로 추가 공급되도록 할 수 있다.

지금까지 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 장치(10)에 대하여 설명하였다. 상술한 바에 따르면, 커버(14)가 닫힐 때 에어로졸 발생 기재 부분(21)이 압착됨으로써 에어로졸 발생 기재의 부위 별 온도 차이가 최소화되고, 빠르게 목표 온도까지 가열될 수 있다. 이에 따라, 에어로졸 발생 장치(10)의 예열 시간이 단축되고, 초기의 끽미 및 무화량 부족 현상도 개선될 수 있다. 또한, 압착된 에어로졸 발생 기재 부분(21)을 양면에서 가열하는 히터 구조를 채용함으로써, 에어로졸 발생 장치(10)의 예열 시간이 더욱 단축될 수 있다. 또한, 커버(14)와 기계적으로 연동된 추출기(17)가 커버 개방 시 에어로졸 발생 물품(2)을 밀어내도록 작동함으로써, 삽입된 에어로졸 발생 물품(2)이 용이하게 제거될 수 있다.

이하에서는, 도 9 내지 도 11를 참조하여 지금까지 설명한 본 개시의 다양한 실시예들이 적용될 수 있는 다양한 유형의 에어로졸 발생 장치(100-1 내지 100-3)에 대하여 소개하도록 한다.

도 9 내지 도 11는 에어로졸 발생 장치(100-1 내지 100-3)를 나타내는 예시적인 블록도이다. 히터(140)는 도 2에 예시된 히터(16)에 대응될 수 있다.

도 9는 궐련형 에어로졸 발생 장치(100-1)를 예시하고 있고, 도 10 및 도 11은 액상과 궐련을 함께 이용하는 하이브리드형 에어로졸 발생 장치(100-2, 100-3)를 예시하고 있다. 이하, 각 에어로졸 발생 장치(100-1 내지 100-3)에 대하여 설명하도록 한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 장치(100-1)는 히터(140), 배터리(130) 및 제어부(120)를 포함할 수 있다. 단, 이는 본 개시의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예일뿐이며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 추가되거나 생략될 수 있음은 물론이다. 또한, 도 9에 도시된 에어로졸 발생 장치(100-1)의 각각의 구성 요소들은 기능적으로 구분되는 기능 요소들을 나타낸 것으로서, 복수의 구성 요소가 실제 물리적 환경에서는 서로 통합되는 형태로 구현되거나, 단일 구성 요소가 복수의 세부 기능 요소로 분리되는 형태로 구현될 수도 있다. 이하, 에어로졸 발생 장치(100-1)의 각 구성 요소에 대하여 설명하도록 한다.

히터(140)는 궐련(150) 주변에 배치되어 궐련(150)을 가열할 수 있다. 궐련(150)은 고체 에어로졸 발생 기재가 포함하고, 가열됨에 따라 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 발생된 에어로졸은 사용자의 구부를 통해 흡입될 수 있다. 히터(140)는 예를 들어 전기 저항성 히터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 히터(140) 또는 히터(140)의 가열 온도는 제어부(120)에 의해 제어될 수 있다.

전술한 바와 같이, 히터(140)는 압착된 궐련(150)을 양면에서 가열하는 구조를 가질 수 있으며, 이를 통해 에어로졸 발생 장치(100-1)의 예열 시간이 크게 단축될 수 있다.

다음으로, 배터리(130)는 에어로졸 발생 장치(100-1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 배터리(130)는 히터(140)가 궐련(150)에 포함된 에어로졸 발생 기재를 가열할 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(120)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.

또한, 배터리(130)는 에어로졸 발생 장치(100-1)에 설치된 디스플레이(미도시), 센서(미도시), 모터(미도시) 등의 전기적 구성요소가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.

다음으로, 제어부(120)는 에어로졸 발생 장치(100-1)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 히터(140) 및 배터리(130)의 동작을 제어할 수 있고, 에어로졸 발생 장치(100-1)에 포함된 다른 구성요소들의 동작도 제어할 수 있다. 제어부(120)는 배터리(130)가 공급하는 전력, 히터(140)의 가열 온도 등을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 에어로졸 발생 장치(100-1)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 발생 장치(100-1)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.

제어부(120)는 적어도 하나의 프로세서(processor)에 의해 구현될 수 있다. 상기 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, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 제어부(120)가 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 자명하게 이해할 수 있다.

이하에서는, 도 10 및 도 11를 참조하여 하이브리드형 에어로졸 발생 장치(100-2, 100-3)에 대하여 간략하게 설명하도록 한다.

도 10은 증기화부(1)와 궐련(150)이 병렬로 배치된 에어로졸 발생 장치(100-2)를 예시하고 있고, 도 11는 증기화부(1)와 궐련(150)이 직렬로 배치된 에어로졸 발생 장치(100-3)를 예시하고 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치의 내부 구조는 도 10 및 도 11에 예시된 것에 한정되는 것은 아니며, 설계 방식에 따라 구성요소의 배치는 변경될 수 있다.

도 10 및 도 11에서, 증기화기(1)는 액상의 에어로졸 발생 기재를 저장하는 액상 저장조, 에어로졸 발생 기재를 흡수하는 윅(wick) 및 흡수된 에어로졸 발생 기재를 가열하여 에어로졸을 발생시키는 가열 요소를 포함할 수 있다. 증기화부(1)에서 발생된 에어로졸은 궐련(150)을 통과하여 사용자의 구부를 통해 흡입될 수 있다. 증기화기(1)의 가열 요소 또한 제어부(120)에 의해 제어될 수 있다.

지금까지 도 9 내지 도 11를 참조하여 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 단열재가 적용될 수 있는 예시적인 에어로졸 발생 장치(100-1 내지 100-3)에 대하여 설명하였다.

이상에서, 본 개시의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 개시의 기술적 사상이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 개시의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들을 설명하였지만, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 개시가 다른 구체적인 형태로도 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시에 의해 정의되는 기술적 사상의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

2: 에어로졸 발생 물품 10: 에어로졸 발생 장치
11: 상부 케이스 12: 물품 삽입부
13: 개구부 14: 개폐형 커버
15: 하부 케이스 16: 히터
17: 추출기 18: 연동부재
100-1, 100-2, 100-3: 에어로졸 발생 장치
1: 증기화기 120: 제어부
130: 배터리 140: 히터
150: 궐련

Claims (12)

1. 에어로졸 발생 기재가 포함된 에어로졸 발생 물품이 삽입되는 물품 삽입부를 포함하고 일면에 개구부가 형성된 케이스;
   상기 케이스의 상기 일면에 위치하여 상기 개구부에 대한 개폐 기능을 제공하되, 상기 개구부를 폐쇄함에 따라 상기 삽입된 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재 부분의 적어도 임의의 일방향의 직경이 상기 개구부의 폐쇄 전 직경보다 축소된 직경을 갖도록 기계적으로 압착하도록 구성된 개폐형 커버;
   상기 삽입된 에어로졸 발생 물품을 삽입 방향의 반대 방향으로 밀어내도록 구성된 추출기, 및
   상기 삽입된 에어로졸 발생 물품을 가열하는 히터를 포함하며,
   상기 개폐형 커버는, 회전 운동에 의해 상기 개구부를 개방하고,
   상기 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 연동부재에 의해 상기 추출기와 기계적으로 연동되며,
   상기 추출기는, 상기 직선 운동에 의해 상기 삽입된 에어로졸 발생 물품을 밀어내도록 기계적으로 작동하는,
   에어로졸 발생 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 히터는 상기 압착된 에어로졸 발생 기재 부분의 일면을 가열하는 제1 히터와 상기 일면의 반대면을 가열하는 제2 히터를 포함하는,
   에어로졸 발생 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 히터를 제어하는 제어부를 더 포함하되,
   상기 제어부는 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터를 독립적으로 제어하는,
   에어로졸 발생 장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1 항에 있어서,
   상기 에어로졸 발생 물품은 원통형의 형상을 갖고,
   상기 개폐형 커버는 상기 에어로졸 발생 물품 직경의 10% 내지 50% 범위로 상기 에어로졸 발생 기재 부분을 압착시키는,
   에어로졸 발생 장치.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 압착된 에어로졸 발생 기재 부분은 평평한 형상을 갖는,
   에어로졸 발생 장치.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 압착된 에어로졸 발생 기재 부분은 경사진 형상을 갖는,
   에어로졸 발생 장치.
10. 에어로졸 발생 기재가 포함된 에어로졸 발생 물품이 삽입되는 물품 삽입부를 포함하고 일면에 개구부가 형성된 케이스;
    상기 케이스의 상기 일면에 위치하여 상기 개구부에 대한 개폐 기능을 제공하는 개폐형 커버;
    상기 개폐형 커버가 상기 개구부를 개방함에 따라 상기 삽입된 에어로졸 발생 물품을 삽입 방향의 반대 방향으로 밀어내도록 구성된 추출기; 및
    상기 삽입된 에어로졸 발생 물품을 가열하는 히터를 포함하며,
    상기 개폐형 커버는 상기 개구부를 폐쇄함에 따라 상기 삽입된 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재 부분의 적어도 임의의 일방향의 직경이 상기 개구부의 폐쇄 전 직경보다 축소된 직경을 갖도록 기계적으로 압착하도록 구성되고,
    상기 개폐형 커버는, 회전 운동에 의해 상기 개구부를 개방하고,
    상기 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 연동부재에 의해 상기 추출기와 기계적으로 연동되며,
    상기 추출기는, 상기 직선 운동에 의해 상기 삽입된 에어로졸 발생 물품을 밀어내도록 기계적으로 작동하는,
    는 에어로졸 발생 장치.
11. 삭제
12. 에어로졸 발생 기재가 포함된 에어로졸 발생 물품이 삽입되는 물품 삽입부를 포함하고 일면에 개구부가 형성된 케이스;
    상기 케이스의 상기 일면에 위치하여 상기 개구부에 대한 개폐 기능을 제공하는 개폐형 커버;
    상기 개폐형 커버가 상기 개구부를 개방함에 따라 상기 삽입된 에어로졸 발생 물품을 삽입 방향의 반대 방향으로 밀어내도록 구성된 추출기; 및
    상기 삽입된 에어로졸 발생 물품을 가열하는 히터를 포함하며,
    상기 개폐형 커버는,
    회전 운동에 의해 상기 개구부를 개방하고,
    상기 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 연동부재에 의해 상기 추출기와 기계적으로 연동되며,
    상기 추출기는,
    상기 직선 운동에 의해 상기 삽입된 에어로졸 발생 물품을 밀어내도록 기계적으로 작동하는,
    에어로졸 발생 장치.

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