KR102524632B1 - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

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KR102524632B1
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Abstract

에어로졸 생성 장치는 액상 조성물을 저장하는 액상 저장부와, 상기 액상 저장부의 일 측에 배치되고, 상기 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터, 상기 히터에서 생성된 에어로졸을 통과시켜 외부로 배출하고, 상기 에어로졸에 향미를 부가하는 매질을 포함하는 기류 통로와, 상기 히터에서 연장되어 상기 기류 통로의 외부의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치되는 제1 열전도부 및 상기 히터에서 연장되어 상기 액상 저장부의 외부의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치되는 제2 열전도부를 포함한다.

Description

에어로졸 생성 장치{Apparatus for generating the aerosol}
본 개시의 다양한 실시예들은 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 풍미가 향상된 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 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 장치에는 에어로졸을 생성하기 위한 물질로서, 액체로 된 물질을 사용하는 장치, 고체로 된 물질을 사용하는 장치 및 액체와 고체로 된 물질을 모두 사용하는 장치가 알려져 있다. 특히, 고체 및 액체로 된 물질을 모두 사용하는 에어로졸 생성 장치에는, 고체로 된 에어로졸 생성 물질에 열을 직접 또는 간접적으로 가하는 방식으로 에어로졸을 생성할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들은 매질을 에어로졸 생성 과정에서 매질을 예열함으로써, 매질을 통과하는 에어로졸의 풍미를 향상시킬 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공하고자 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 개시의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 액상 조성물을 저장하는 액상 저장부와, 상기 액상 저장부의 일 측에 배치되고, 상기 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터, 상기 히터에서 생성된 에어로졸을 통과시켜 외부로 배출하고, 상기 에어로졸에 향미를 부가하는 매질을 포함하는 기류 통로와, 상기 히터에서 연장되어 상기 기류 통로의 외부의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치되는 제1 열전도부 및 상기 히터에서 연장되어 상기 액상 저장부의 외부의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치되는 제2 열전도부를 포함한다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 히터에서 발생되는 열을 액상 저장부에 전달함으로써, 에어로졸의 생성 시간을 줄일 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 매질을 예열함으로써, 매질을 통과하는 에어로졸의 향미 또는 풍미를 향상시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이다.
도 4는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이다.
도 7a는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 에어로졸 생성 장치의 기류 통로를 나타내는 사시도이다.
도 8a는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이다.
도 8b는 도 8a에 도시된 에어로졸 생성 장치의 기류 통로를 나타내는 사시도이다.
도 8c는 도 8b에 도시된 에어로졸 생성 장치의 기류 통로를 A-A' 방향으로 절단한 단면도이다.
도 9a는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 기류 통로를 나타내는 사시도이다.
도 9b는 도 9a에 도시된 에어로졸 생성 장치의 기류 통로를 B-B' 방향으로 절단한 단면도이다.
도 10a는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 기류 통로를 나타내는 사시도이다.
도 10b는 도 10a에 도시된 에어로졸 생성 장치의 기류 통로를 C-C' 방향으로 절단한 단면도이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 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 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 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 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 액상 저장부(200), 기류 통로(300), 히터(400), 제1 열전도부(510) 및 제2 열전도부(520)를 포함한다.
액상 저장부(200)는 에어로졸 생성 장치(10)의 케이스(210)의 내부 공간에 수용될 수 있으며, 액상 저장부(200)의 내부에는 액상 조성물이 저장될 수 있다. 예를 들어, 액상 저장부(200)에 저장되는 액상 조성물은 글리세린(glycerin) 및 프로필렌 글리콜(PG: Propylene Glycol)과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
일 실시예에서, 액상 저장부(200)는 기류 통로(300)의 외부의 적어도 일 영역을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 액상 저장부(200)의 적어도 일 영역에는 액상 저장부(200)를 관통하는 중공이 형성될 수 있으며, 기류 통로(300)는 상술한 중공 내부에 배치될 수 있다.
도면 상에는 액상 저장부(200)가 중공이 형성된 원기둥 형상으로 형성된 실시예에 대해서만 도시되어 있으나, 액상 저장부(200)의 형상이 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 액상 저장부(200)는 중공이 형상된 다각형 기둥(예: 삼각 기둥 또는 사각 기둥) 형상으로 형성될 수도 있다.
기류 통로(300)의 내부 공간에는 액상 저장부(200)에 저장된 액상 조성물이 가열되어 생성되는 에어로졸을 통과시켜 기류 통로(300)의 외부로 배출하는 매질이 배치될 수 있다. 예를 들어, 기류 통로(300)로 유입된 에어로졸은 매질을 통과하는 과정에서 매질과 접촉할 수 있으며, 상술한 접촉에 의해 에어로졸에는 매질의 고유한 향미 또는 풍미가 공급될 수 있다. 다만, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
또한 본 개시에서 "에어로졸(aerosol)"은 에어로졸 형성제로부터 발생된 증기화된 입자와 공기가 혼합된 상태의 기체를 의미할 수 있으며, 에어로졸이라는 표현은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 액상 저장부(200)와 기류 통로(300)는 케이스(210)의 내부에 수용되어 외부의 충격 또는 외부 이물질의 유입으로부터 보호받을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)에서는 액상 저장부(200)와 기류 통로(300)를 수용하는 케이스(210)가 생략될 수도 있다.
히터(400)는 액상 저장부(200)의 일측에 배치될 수 있으며, 액상 저장부(200)에 저장된 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 발생 또는 생성하는 기능을 수행할 수 있다.
예를 들어, 히터(400)는 액상 저장부(200)의 하단(예: -z 방향)에 배치되어 액상 조성물을 가열할 수 있으며, 히터(400)에서 가해진 열에 의해 액상 조성물의 에어로졸 형성제의 상(phase)이 기체로 변환되어 에어로졸이 생성될 수 있다.
또한 상술한 히터(400)는 전류 공급에 의해 가열되는 전기 저항성 히터 및 유도 가열식 히터 중 적어도 하나의 히터일 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
히터(400)에 의해 생성된 에어로졸은 기류 통로(300)의 내부로 유입될 수 있으며, 기류 통로(300)의 내부로 유입된 에어로졸은 매질을 통과한 후, 기류 통로(300)의 외부로 배출될 수 있다. 다시 말해, 히터(400)에 의해 생성된 에어로졸은 매질을 통과한 후, 사용자에게 공급될 수 있다.
제1 열전도부(510)와 제2 열전도부(520)는 히터(400)의 적어도 일 영역으로부터 연장되어 형성될 수 있다.
일 예시에서, 제1 열전도부(510)는 기류 통로(300)의 길이 방향으로 연장되어 기류 통로(300)의 외부의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치될 수 있다. 본 개시에서 "길이 방향"은 도 1의 z 방향을 의미할 수 있으며, 해당 표현은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.
다른 예시에서, 제2 열전도부(520)는 제1 열전도부(510)와 이격되어 배치될 수 있으며, 액상 저장부(200)의 길이 방향(예: z 방향)으로 연장되어 액상 저장부(200)의 외부의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치될 수 있다.
상술한 제1 열전도부(510) 및/또는 제2 열전도부(520)는 히터(400)에서 발생된 열을 액상 저장부(200) 및/또는 기류 통로(300)에 전달 또는 전도할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
일 실시예에 따르면, 에어로졸 생성 장치(10)는 마우스피스(100) 및/또는 하부케이스(600)를 더 포함할 수 있다.
마우스피스(100)는 기류 통로(300)의 상단(예: z 방향)에 위치할 수 있으며, 에어로졸 생성 장치(10)에서 생성된 에어로졸을 외부로 배출하여 사용자에게 에어로졸을 공급하기 위한 배출구(100e)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 마우스피스(100)의 적어도 일 영역은 사용자의 구강에 삽입될 수 있으며, 사용자는 마우스피스(100)의 배출구(100e)를 통해 에어로졸 생성 장치(10)에서 생성된 에어로졸을 공급 받을 수 있다.
하부케이스(600)는 액상 저장부(200) 및/또는 기류 통로(300)의 하단(예: -z 방향)에 배치될 수 있으며, 하부케이스(600)의 내부에는 에어로졸 생성 장치(10)의 전반적인 동작을 위한 구성이 배치될 수 있다. 예를 들어, 하부케이스(600)의 내부에는 전력 공급을 위한 배터리 및 에어로졸 생성 장치(10)의 동작을 제어하기 위한 제어부가 배치될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 마우스피스(100), 액상 저장부(200), 기류 통로(300), 히터(400), 제1 열전도부(510), 제2 열전도부(520) 및 하부케이스(600)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)의 구성 요소 중 적어도 하나는 도 1의 에어로졸 생성 장치(10)의 구성 요소 중 적어도 하나와 동일 또는 유사할 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
마우스피스(100)는 액상 저장부(200) 및/또는 기류 통로(300)의 상단(예: z 방향)에 탈부착 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 마우스피스(100)는 액상 저장부(200) 및/또는 기류 통로(300)의 z 방향을 향하는 일 영역에 결합되거나, 상술한 영역으로부터 분리될 수 있다. 다만, 마우스피스(100)가 액상 저장부(200) 및/또는 기류 통로(300)에 탈부착되는 방식이 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니다. 마우스피스(100)는, 실시예에 따라, 액상 저장부(200) 및/또는 기류 통로(300)를 수용하는 케이스(210)에 억지 끼워 맞춤(fit)될 수도 있다.
일 예시에서, 마우스피스(100)는 z 축 방향으로 연장되며 단부를 향하여 점차 좁아지는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 마우스피스(110)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 실질적으로(substantially) 원뿔 형상으로 형성될 수 있으나, 마우스피스(110)의 형상이 도시된 형상에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 마우스피스(110)는 실질적으로 원기둥 형상으로 형성되거나, 다각형 기둥(예: 사각 기둥) 형상으로 형성될 수도 있다.
액상 저장부(200)는 기류 통로(300)의 외부의 적어도 일 영역을 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 액상 저장부(200)의 내부에는 액상 조성물이 저장될 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 예를 들어, 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비타민 혼합물은 예를 들어, 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 액상 조성물은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 다만, 상술한 요소들은 액상 조성물의 일 예시에 불과하며, 액상 조성물의 구성이 상술한 요소들에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 액상 조성물은 에어로졸 형성제만을 포함할 수도 있다.
기류 통로(300)는 액상 저장부(200)에 의해 적어도 일 영역이 둘러싸인 상태로 히터(400)의 상단(예: z 방향)에 배치될 수 있으며, 히터(400)에서 생성되는 에어로졸이 기류 통로(300)의 외부로 통과하기 위한 내부 공간을 포함할 수 있다.
기류 통로(300)의 내부 공간은 기류 통로(300)의 길이 방향(예: z 방향)으로 연장되어 기류 통로(300)를 관통하는 중공 또는 관통 홀의 내부를 의미할 수 있으며, 히터(400)에서 생성된 에어로졸의 유동을 위한 유동 경로로 동작할 수 있다.
일 실시예에서, 기류 통로(300)의 내부 공간에는 히터(400)에 의해 생성된 에어로졸을 통과시켜 기류 통로(300)의 외부로 배출하는 매질(310)이 배치될 수 있다.
매질(310)은 에어로졸을 통과시킬 수 있는 고체 상태일 수 있으며 예를 들어, 분말이나 작은 크기의 입자의 집합인 과립(granule)을 포함할 수 있다.
일 예시에서, 매질(310)은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하거나, 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 첨가 물질이나, 멘솔 또는 보습제 등의 가향 물질이나, 식물 추출물, 향료, 향미제, 및 비타민 혼합물의 어느 하나의 성분이나, 이들 성분의 혼합물을 포함할 수 있다.
히터(400)에 의해 생성된 에어로졸은 매질(310)을 통과하는 과정에서 매질(310)과 접촉할 수 있으며, 에어로졸과 매질(310)의 접촉에 의해 에어로졸에는 매질(320)의 고유의 향미 또는 풍미가 공급 또는 부가될 수 있다.
히터(400)는 액상 저장부(200)의 하단(예: -z 방향)에 배치될 수 있으며, 액상 저장부(200)에 저장된 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하는 역할을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 히터(400)는 전류 공급에 의해 가열되는 전기 저항성 히터일 수 있다. 히터(400)는 예를 들어, 전류 공급에 의해 가열되는 복수의 전도성 필라멘트를 포함하는 메쉬 히터(mesh heater)를 포함할 수 있다.
일 예시에서, 히터(400)의 복수의 전도성 필라멘트들은 그물망(또는 "메쉬(mesh)") 형태로 배치될 수 있으며, 복수의 전도성 필라멘트가 상술한 형태로 배치됨에 따라, 복수의 전도성 필라멘트들 사이에는 복수의 간극이 형성될 수 있다.
히터(400)의 복수의 전도성 필라멘트들은 복수의 간극에서 모세관 작용(또는 모세관 현상)이 발생하도록 할 수 있으며, 액상 저장부(200)에 저장된 액상 조성물은 복수의 간극에서 발생되는 모세관 작용에 의해 복수의 간극 내로 흡입될 수 있다.
복수의 간극 내로 흡입된 액상 조성물은 히터(400)의 복수의 전도성 필라멘트들과 접촉할 수 있으며, 복수의 전도성 필라멘트들은 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있다. 즉, 에어로졸 생성 장치(10)는 상술한 메쉬 히터 형태의 히터(400)를 통해 액상 저장부(200)에 저장된 액상 조성물을 히터(400)로 전달하기 위한 구성(예: 심지(wick))를 구비하지 않고도, 에어로졸을 생성할 수 있다.
제1 열전도부(510)는 히터(400)의 적어도 일 영역으로부터 연장될 수 있으며, 기류 통로(300)의 외부의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 열전도부(510)는 히터(400)의 적어도 일 영역으로부터 에어로졸 생성 장치(10)의 길이 방향을 따라 연장되어 형성될 수 있다.
다시 말해, 제1 열전도부(510)는 에어로졸 생성 장치(10)를 z 방향에서 봤을 때, 기류 통로(300)와 기류 통로(300)의 적어도 일 영역을 둘러싸는 액상 저장부(200)의 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 열전도부(510)는 액상 저장부(200)의 적어도 일 영역 및/또는 기류 통로(300)의 적어도 일 영역과 접촉할 수 있다.
제1 열전도부(510)는 상술한 구조를 통해 히터(400)에서 발생되는 열을 기류 통로(300)로 전달(또는 "전도")할 수 있으며, 기류 통로(300)의 내부 공간에 배치된 매질(310)은 제1 열전도부(510)를 통해 전달된 열에 의해 가열될 수 있다.
즉, 에어로졸 생성 장치(10)는 제1 열전도부(510)를 통해 에어로졸 생성 과정에서 매질(310)을 가열 또는 예열할 수 있으며, 그 결과 매질(310)을 통과하는 에어로졸의 향미 또는 풍미가 향상될 수 있다.
제2 열전도부(520)는 히터(400)의 적어도 일 영역으로부터 연장될 수 있으며, 제1 열전도부(510)로부터 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 열전도부(520)는 히터(400)의 적어도 일 영역으로부터 에어로졸 생성 장치(10)의 길이 방향을 따라 연장되어, 액상 저장부(200)의 외부의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치될 수 있다.
제2 열전도부(520)는 상술한 배치 구조를 통해 히터(400)에서 발생되는 열을 액상 저장부(200)로 전달할 수 있으며, 액상 저장부(200)에 저장된 액상 조성물은 제2 열전도부(520)를 통해 전달된 열에 의해 가열될 수 있다.
제1 열전도부(510)가 액상 저장부(200)의 적어도 일 영역과 접촉하도록 배치됨에 따라, 히터(400)에서 발생되는 열은 제1 열전도부(510)를 통해서도 액상 저장부(200)에 전달될 수 있다.
즉, 에어로졸 생성 장치(10)는 히터(400)를 통해 액상 저장부(200)를 직접 가열하는 것뿐만 아니라, 제1 열전도부(510) 및/또는 제2 열전도부(520)를 통해 히터(400)에서 생성된 열을 액상 저장부(200)에 전달할 수 있다. 그 결과, 상술한 에어로졸 생성 장치(10)는 제1 열전도부(510) 및/또는 제2 열전도부(520)를 포함하지 않은 에어로졸 생성 장치에 비해 액상 저장부(200)를 빠르게 가열할 수 있어, 에어로졸의 생성 시간을 줄일 수 있다.
일 실시예에서, 액상 저장부(200), 기류 통로(300) 및/또는 히터(400)는 케이스(210)의 내부에 수용될 수 있으며, 상술한 케이스(210)는 외부에서 가해지는 충격 또는 외부 이물질의 유입으로부터 액상 저장부(200), 기류 통로(300) 및/또는 히터(400)를 보호할 수 있다.
일 예시에서, 케이스(210)는 하부케이스(500)와 일체로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도면 상에 도시되지는 않았으나, 다른 실시예에서 케이스(210)는 하부케이스(500)와 탈부착 가능하게 연결되거나, 생략될 수도 있다.
하부케이스(600)는 히터(400)의 하단(예: -z 방향)에 위치할 수 있으며, 하부케이스(600) 내부에는 에어로졸 생성 장치(10)의 구동을 위한 제어부(610) 및 배터리(620)가 배치될 수 있다.
제어부(610)는 에어로졸 생성 장치(10)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(610)는 히터(400)와 전기적으로 연결되어, 히터(400)의 동작을 제어할 수 있다. 다른 예로, 제어부(610)는 에어로졸 생성 장치(10)의 요소들의 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(10)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(610)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 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 개시의 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
배터리(620)는 에어로졸 생성 장치(10)가 동작하는 데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(620)는 히터(400)가 가열될 수 있도록 전력을 공급하거나, 제어부(610)가 동작하는 데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한 배터리(620)는 에어로졸 생성 장치(10)에 설치된 디스플레이(미도시), 센서(미도시), 모터(미도시) 등이 동작하는 데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이다.
도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 액상 저장부(200), 케이스(210), 기류 통로(300), 히터(400), 제1 열전도부(510), 제2 열전도부(520) 및 하부케이스(600)를 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 에어로졸 생성 장치(10)는 도 2 및/또는 도 3에 도시된 에어로졸 생성 장치(10)에서 마우스피스(100)가 생략된 에어로졸 생성 장치일 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
일 실시예에서, 기류 통로(300)는 액상 저장부(200)로부터 z 방향으로 돌출되는 돌출 영역(E)을 포함할 수 있으며, 상술한 돌출 영역(E)의 적어도 일 영역(예: z 방향의 일 영역)에는 에어로졸을 외부로 배출하기 위한 배출구(300e)가 형성될 수 있다.
예를 들어, 액상 저장부(200)는 하부케이스(600)를 기준으로 제1 높이(H1)를 갖도록 형성될 수 있다. 반면, 기류 통로(300)는 하부케이스(600)를 기준으로 제1 높이(H1)보다 긴 제2 높이(H2)를 갖도록 형성될 수 있으며, 이에 따라 액상 저장부(200)로부터 돌출되는 돌출 영역(E)이 형성될 수 있다.
히터(400)에 의해 생성된 에어로졸은 기류 통로(300)의 내부 공간에 배치된 매질(310)을 통과할 수 있으며, 매질(310)을 통과한 에어로졸은 배출구(300e)를 통해 에어로졸 생성 장치(10)의 외부로 배출되어 사용자에게 공급될 수 있다.
즉, 기류 통로(300)는 상술한 구조를 통해 매질(310)을 저장하는 역할뿐만 아니라, 사용자의 구강에 접촉하는 마우스피스(예: 도 2, 도 3의 마우스피스(100))의 역할까지 수행할 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 마우스피스(100), 액상 저장부(200), 케이스(210), 기류 통로(300), 히터(400), 제1 열전도부(510), 제2 열전도부(520) 및 하부케이스(600)를 포함할 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 에어로졸 생성 장치(10)는 도 2 및/또는 도 3에 도시된 에어로졸 생성 장치(10)에서 히터(400)의 구조가 변형된 에어로졸 생성 장치일 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
일 실시예에서, 히터(400)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 예를 들어, 액상 저장부(200)를 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 코일(410) 및 코일(410)에 의해 발열하는 서셉터(420)를 포함할 수 있다.
일 예시에서, 코일(410)은 액상 저장부(200) 및/또는 기류 통로(300)의 하단에 배치될 수 있으며, 전류가 공급됨에 따라 교번적으로 자기장을 생성할 수 있다.
일 예시에서, 서셉터(420)는 액상 저장부(200)와 코일(410) 사이에 배치될 수 있으며, 코일(410)에서 생성되는 교번적인 자기장에 의해 발열할 수 있다. 서셉터(420)에서 발생된 열은 액상 저장부(200)로 전달될 수 있으며, 서셉터(420)로부터 전달된 열에 의해 액상 저장부(200)에 저장된 액상 조성물이 가열되어 에어로졸이 생성될 수 있다.
일 예시에서, 서셉터(420)는 복수의 간극을 포함하는 메쉬(mesh) 구조로 형성될 수 있으며, 복수의 간극에서는 모세관 작용이 발생하여 액상 저장부(200)에 저장된 액상 조성물이 복수의 간극 내로 흡입될 수 있다. 서셉터(420)에서 발생된 열은 복수의 간극 내로 흡입된 액상 조성물로 전달될 수 있으며, 상술한 열 전달 과정을 통해 에어로졸이 생성될 수 있다.
즉, 에어로졸 생성 장치(10)는 메쉬 구조의 서셉터(420)를 통해 액상 저장부(200)에 저장된 액상 조성물을 히터로 전달하기 위한 구성(예: 심지)를 구비하지 않고도, 에어로졸을 생성할 수 있다.
제1 열전도부(510)는 히터(400)의 서셉터(420)로부터 에어로졸 생성 장치(10)의 길이 방향(예: z 방향)을 따라 연장되어 형성될 수 있으며, 서셉터(420)에서 발생되는 열은 제1 열전도부(510)를 통해 기류 통로(300)로 전달 또는 전도될 수 있다.
예를 들어, 제1 열전도부(510)는 서셉터(420)로부터 연장되어 기류 통로(300)의 외부의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치될 수 있으며, 기류 통로(300)의 내부 공간에 배치된 매질(310)은 제1 열전도부(510)를 통해 전달 또는 전도되는 열에 의해 가열될 수 있다.
일 예시에서, 제1 열전도부(510)는 서셉터(420)와 실질적으로 동일 또는 유사하게 코일(410)에서 생성되는 교번적인 자기장에 의해 발열할 수 있으며, 기류 통로(300)는 제1 열전도부(510)에서 발생되는 열에 의해 가열될 수 있다.
다시 말해, 제1 열전도부(510)는 서셉터(420)에서 발생되는 열을 기류 통로(300)로 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 코일(410)에서 생성되는 교번적인 자기장에 의해 발열하여 기류 통로(300)를 직접적으로 가열할 수도 있다.
에어로졸 생성 장치(10)는 상술한 제1 열전도부(510)를 통해 에어로졸을 생성하는 과정에서 매질(310)을 가열 또는 예열할 수 있으며, 이에 따라 매질(310)을 통과하는 에어로졸의 향미 또는 풍미가 향상될 수 있다.
제2 열전도부(520)는 히터(400)의 서셉터(420)로부터 에어로졸 생성 장치(10)의 길이 방향을 따라 연장되어 형성될 수 있으며, 서셉터(420)에서 발생되는 열은 제2 열전도부(520)를 통해 액상 저장부(200)로 전달 또는 전도될 수 있다.
예를 들어, 제2 열전도부(520)는 서셉터(420)로부터 연장되어 액상 저장부(200)의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치될 수 있으며, 액상 저장부(200)에 저장된 액상 저장물은 제2 열전도부(520)를 통해 전달되는 열에 의해 가열될 수 있다.
일 예시에서, 제2 열전도부(520)는 서셉터(420) 및/또는 제1 열전도부(510)와 실질적으로 동일 또는 유사하게 코일(410)에서 생성되는 교번적인 자기장에 의해 발열할 수 있으며, 액상 저장부(200)는 제2 열전도부(510)에서 발생되는 열에 의해 가열될 수 있다.
즉, 제2 열전도부(520)는 서셉터(420)에서 발생되는 열을 액상 저장부(200)로 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 코일(410)에서 생성되는 교번적인 자기장에 의해 발열하여 액상 저장부(200)를 직접적으로 가열할 수도 있다.
결과적으로, 에어로졸 생성 장치(10)는 상술한 제2 열전도부(520)를 통해 제2 열전도부(520)를 포함하지 않은 에어로졸 생성 장치에 비해 액상 저장부(200)를 더 빠르게 가열할 수 있으므로, 에어로졸 생성 시간을 줄일 수 있다.
도 7a는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이고, 도 7b는 도 7a에 도시된 에어로졸 생성 장치의 기류 통로를 나타내는 사시도이다. 도 7b는 기류 통로(300) 및 기류 통로(300)의 내부 공간에 배치되는 와류 생성 부재(700)가 분해된 상태를 도시한다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 마우스피스(100), 액상 저장부(200), 케이스(210), 기류 통로(300), 히터(400), 제1 열전도부(510), 제2 열전도부(520), 하부케이스(600) 및 와류 생성 부재(700)를 포함할 수 있다.
도 7a에 도시된 에어로졸 생성 장치(10)는 도 2 및/또는 도 3에 도시된 에어로졸 생성 장치(10)에서 와류 생성 부재(700)가 추가된 에어로졸 생성 장치일 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
또한 도 7a 상에는 도 2 및/또는 도 3에 도시된 에어로졸 생성 장치(10)에 와류 생성 부재(700)가 추가된 실시예에 대해서만 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 도 4에 도시된 에어로졸 생성 장치(10)에 와류 생성 부재(700)가 추가되거나, 도 5 및/또는 도 6에 도시된 에어로졸 생성 장치(10)에 와류 생성 부재(700)가 추가될 수도 있다.
와류 생성 부재(700)는 기류 통로(300)의 내부 공간에 배치되어, 기류 통로(300)를 통과하는 에어로졸에 와류(vortex)를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 히터(400)에 의해 생성된 에어로졸은 기류 통로(300)의 내부 공간으로 유입될 수 있으며, 유입된 에어로졸이 와류 생성 부재(700)의 적어도 일 영역과 접촉함에 따라, 기류 통로(300)의 내부 공간에는 와류가 생성 또는 발생될 수 있다.
일 예시에서, 와류 생성 부재(700)는 와류를 발생시키기 위하여 기류 통로(300)의 길이 방향(예: z 방향)을 따라 연장되는 나선 형상으로 형성될 수 있다.
기류 통로(300)의 내부 공간으로 유입된 에어로졸은 와류 생성 부재(700)의 나선 형상의 구조를 따라 유동하면서 와류 생성 부재(700)의 일 영역과 접촉할 수 있으며, 와류 생성 부재(700)는 에어로졸과의 접촉을 통해 와류를 발생시킬 수 있다.
일 예시에서, 와류 생성 부재(700)는 기류 통로(300)의 내부 공간 중 히터(400)와 매질(310) 사이의 일 영역에 배치될 수 있다. 다시 말해, 와류 생성 부재(700)는 에어로졸의 유동 경로 중 매질(310)의 전단 영역에 배치될 수 있다. 매질(310)의 전단 영역은 매질(310)을 기준으로 -z 방향에 위치한 영역을 의미할 수 있으며, 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.
와류 생성 부재(700)의 상술한 배치 구조에 의해 매질(310)의 전단 영역에서 와류가 생성될 수 있으며, 생성된 와류는 기류 통로(300)의 내부 공간을 통과하는 에어로졸을 고르게 확산시킬 수 있다.
즉, 와류 생성 부재(700)를 통해 생성된 와류에 의해 기류 통로(300)의 내부 공간을 에어로졸과 매질(310) 사이의 접촉 면적, 접촉 시간 및/또는 접촉 횟수(또는 "충돌 회수")가 증가하여 매질(310)의 향미 또는 풍미 공급 효율이 향상될 수 있으며, 그 결과 사용자에게 공급되는 에어로졸의 풍미가 향상될 수 있다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 와류 생성 부재(700)의 형상 또는 구조는 일 예시이며, 와류 생성 부재(700)의 형상 또는 구조가 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니다. 이하에서는, 도 8a 내지 도 8c, 도 9a 내지 도 9b, 도 10a 내지 도 10b를 참조하여, 와류 생성 부재(700)의 다양한 형상 또는 구조에 대하여 살펴보도록 한다.
도 8a는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이고, 도 8b는 도 8a에 도시된 에어로졸 생성 장치의 기류 통로를 나타내는 사시도이며, 도 8c는 도 8b에 도시된 에어로졸 생성 장치의 기류 통로를 A-A' 방향으로 절단한 단면도이다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 마우스피스(100), 액상 저장부(200), 케이스(210), 기류 통로(300), 히터(400), 제1 열전도부(510), 제2 열전도부(520), 하부케이스(600) 및 와류 생성 부재(700)를 포함할 수 있다.
도 8a에 도시된 에어로졸 생성 장치(10)는 도 7a에 도시된 에어로졸 생성 장치(10)에서 와류 생성 부재(700)의 형상 또는 구조가 변형된 에어로졸 생성 장치일 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
일 실시예에서, 와류 생성 부재(700)는 기류 통로(300)와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 와류 생성 부재(700)는 기류 통로(300)의 내측면에서 기류 통로(300)의 길이 방향의 중심축 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 본 개시에서 길이 방향의 중심축 방향은 z 축과 평행하고, 기류 통로(300)의 중심을 지나는 가상의 축을 의미할 수 있으며, 이하에서도 해당 표현은 동일한 의미로 사용될 수 있다.
와류 생성 부재(700)는, 예를 들어, 기류 통로(300)의 길이 방향의 중심축을 기준으로 방사형으로 배치될 수 있으며, 기류 통로(300)의 내부 공간으로 유입된 에어로졸은 와류 생성 부재(700)의 적어도 일 영역과 접촉할 수 있다.
기류 통로(300)의 내측면에서 돌출된 와류 생성 부재(700)와 기류 통로(300)의 내부로 유입되는 에어로졸이 접촉함에 따라, 기류 통로(300)의 내부에는 와류가 생성될 수 있다. 기류 통로(300)의 내부에 생성된 와류에 의해 기류 통로(300)의 내부 공간을 통과하는 에어로졸은 기류 통로(300)의 전반에 걸쳐 고르게 확산될 수 있다.
일 예시에서, 와류 생성 부재(700)는 매질(310)의 전단 영역에 형성되어, 매질(310)의 전단 영역에 와류가 생성될 수 있다. 상술한 와류에 의해 기류 통로(300)를 통과하는 에어로졸과 매질(310) 사이의 접촉 면적, 접촉 시간 및/또는 접촉 횟수가 증가할 수 있으며, 그 결과 매질(310)을 통과하는 에어로졸의 향미 또는 풍미가 향상될 수 있다.
도면 상에는 기류 통로(300)의 내부 공간에 4개의 와류 생성 부재(700)가 형성된 실시예에 대해서만 도시되어 있으나, 와류 생성 부재(700)의 개수가 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에 따르면, 기류 통로(300)의 내부 공간에 6개의 와류 생성 부재(700) 또는 8개의 와류 생성 부재(700)가 배치될 수도 있다.
도 9a는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 기류 통로를 나타내는 사시도이고, 도 9b는 도 9a에 도시된 에어로졸 생성 장치의 기류 통로를 B-B' 방향으로 절단한 단면도이다.
또한, 도 10a는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 기류 통로를 나타내는 사시도이고, 도 10b는 도 10a에 도시된 에어로졸 생성 장치의 기류 통로를 C-C' 방향으로 절단한 단면도이다.
도 9a, 도 9b에 도시된 와류 생성 부재(700) 및/또는 도 10a, 도 10b에 도시된 와류 생성 부재(700)는 도 8a 내지 도 8c에 도시된 에어로졸 생성 장치(10)의 와류 생성 부재(700)의 형상 또는 구조가 변형된 구성일 수 있으며, 이하에서는 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
일 실시예에서, 와류 생성 부재(700)는 기류 통로(300)의 내측면에서 기류 통로(300)의 길이 방향의 중심축 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 와류 생성 부재(700)는 기류 통로(300)의 길이 방향의 중심축을 기준으로 방사형으로 형성될 수 있다.
일 예시에서, 와류 생성 부재(700)는 도 9a 및/또는 도 9b에 도시된 바와 같이 기류 통로(300)의 내측면에서 기류 통로(300)의 길이 방향의 중심축 방향으로 돌출되는 익형(airfoil)의 블레이드(blade) 형상으로 형성될 수 있다.
다른 예시에서, 와류 생성 부재(700)는 도 10a 및/또는 도 10b에 도시된 바와 같이 기류 통로(300)의 내측면에서 기류 통로(300)의 길이 방향의 중심축 방향으로 돌출되는 돌기 형상으로 형성될 수도 있다.
와류 생성 부재(700)의 형상 또는 구조가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 기류 통로(300)의 내부 공간에 와류를 생성할 수 있다면 와류 생성 부재(700)의 형상 또는 구조가 변경될 수 있다. 실시예(미도시)에 따라, 와류 생성 부재(700)는 기류 통로(300)의 내측면에서 기류 통로(300)의 길이 방향의 중심축 방향으로 돌출되는 언덕 형상으로 형성될 수도 있다.
기류 통로(300)의 내측면으로부터 돌출된 와류 생성 부재(700)와 히터(400)에 의해 생성되어 기류 통로(300)의 내부로 유입되는 에어로졸 사이의 접촉에 의해, 기류 통로(300)의 내부에는 와류가 생성될 수 있다.
기류 통로(300)의 내부 공간을 통과하는 에어로졸은 상술한 과정을 통해 생성된 와류에 의해 기류 통로(300)의 전반에 걸쳐 고르게 확산될 수 있다. 그 결과, 에어로졸과 매질(310) 사이의 접촉 면적, 접촉 시간 및/또는 접촉 횟수가 증가하여, 매질(310)을 통과하는 에어로졸의 향미 또는 풍미가 향상될 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.
10: 에어로졸 생성 장치 100: 마우스피스
200: 액상 저장부 300: 기류 통로
310: 매질 400: 히터
410: 코일 420: 서셉터
510: 제1 열전도부 520: 제2 열전도부
600: 하부케이스 610: 제어부
620: 배터리 700: 와류 생성 부재

Claims (15)

  1. 액상 조성물을 저장하는 액상 저장부;
    상기 액상 저장부의 일 측에 배치되고, 상기 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터;
    상기 히터를 통해 생성된 에어로졸을 통과시켜 외부로 배출하고, 상기 에어로졸에 향미를 부가하는 매질을 포함하는 기류 통로;
    상기 히터의 일 영역으로부터 연장되어 상기 기류 통로의 외부의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치되고, 상기 히터에서 생성된 열을 상기 매질에 전달하여 상기 매질을 가열하는 제1 열전도부; 및
    상기 히터의 다른 영역으로부터 연장되어 상기 액상 저장부의 외부의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치되고, 상기 히터에서 생성된 열을 상기 액상 저장부에 전달하여 상기 액상 저장부를 가열하는 제2 열전도부;를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액상 저장부는 상기 기류 통로의 외부의 적어도 일 영역을 둘러싸도록 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 열전도부는 상기 기류 통로와 상기 액상 저장부 사이에 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 히터는 상기 액상 저장부의 하단에 배치되는 메쉬 히터(mesh heater)를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 열전도부는 상기 기류 통로의 길이 방향을 따라 연장되는, 에어로졸 생성 장치.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 열전도부는 상기 액상 저장부의 길이 방향을 따라 연장되는, 에어로졸 생성 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 히터는,
    교번적으로 자기장을 생성하는 코일; 및
    상기 코일에서 생성된 자기장에 의해 발열되는 서셉터;를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 열전도부는 상기 코일에서 생성되는 자기장에 의해 발열하고,
    상기 기류 통로는 상기 제1 열전도부에 의해 가열되는, 에어로졸 생성 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 열전도부는 상기 코일에서 생성되는 자기장에 의해 발열하고,
    상기 액상 저장부는 상기 제2 열전도부에 의해 가열되는, 에어로졸 생성 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 기류 통로의 내부에 배치되어 상기 히터를 통해 생성된 에어로졸의 와류를 생성하기 위한 와류 생성 부재;를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 와류 생성 부재는 상기 히터와 상기 매질 사이에 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 와류 생성 부재는 나선 형상으로 형성되는, 에어로졸 생성 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 와류 생성 부재는 상기 기류 통로의 내측면에서 돌출되어 형성되는, 에어로졸 생성 장치.
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