KR102592968B1 - 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

Abstract

카트리지는 에어로졸 생성 물질을 수용하고, 에어로졸 생성 물질을 외부로 배출하는 배출공을 포함하는 저장조, 배출공으로부터 배출된 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 심지, 심지로부터 에어로졸 생성 물질을 공급받아 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 무화기 및 심지에 접하도록 배치되며, 배출공으로부터 배출된 에어로졸 생성 물질을 내부에 보유하되, 보유한 에어로졸 생성 물질을 심지에 공급하는 전달 공간을 포함한다.

Description

카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치{CARTRIDGE AND AEROSOL GENERATING DEVICE INCLUDING THE SAME}

실시예들은 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 심지에 에어로졸 생성 물질을 원활하게 공급할 수 있는 구조를 구비하는 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.

궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성하는 방식을 대체하여 비연소 방식으로 에어로졸을 생성하는 에어로졸 생성 장치에 관한 수요가 증가하고 있다. 에어로졸 생성 장치는 예를 들어, 에어로졸 생성 물질로부터 비연소 방식으로 에어로졸을 생성하여 사용자에게 공급하거나, 에어로졸 생성 물질로부터 생성한 증기를 향 매체를 통과시킴으로써 향미를 갖는 에어로졸을 생성하는 기능을 수행하는 장치이다.

비 연소 방식을 활용하는 에어로졸 생성 장치의 일 예시로는 액체 상태의 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 에어로졸 생성 장치가 포함될 수 있다. 에어로졸 생성 물질이 액체인 경우, 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 무화기와 무화기에 에어로졸 생성 물질을 공급하는 심지를 포함할 수 있다. 심지는 무화기에 인접하게 배치되는데, 심지에 에어로졸 생성 물질이 원활하게 공급되지 않으면 심지가 무화기에 의해 손상되는 등으로 인하여 심지의 기대 수명이 단축되는 문제점이 발생할 수 있다.

한편, 에어로졸 생성 물질을 심지에 원활하게 공급하기 위한 별도의 부품들이 에어로졸 생성 장치의 내부에 포함될 경우, 에어로졸 생성 물질이 무화기로 이동하기 위한 경로가 복잡해져 오히려 무화기로 에어로졸 생성 물질이 원활하게 공급되지 않을 수 있다. 또한 에어로졸 생성 장치의 내부 구조가 복잡해질 경우, 에어로졸 생성 장치의 크기가 커져 사용자가 에어로졸 생성 장치를 휴대하기 불편할 수 있다. 이에 따라, 심지에 에어로졸 생성 물질을 원활하게 공급하면서 간단한 구조를 구비한 에어로졸 생성 장치에 대한 수요가 증대되고 있다.

실시예들은 심지에 에어로졸 생성 물질을 원활하게 공급할 수 있는 구조를 구비하는 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치를 제공한다.

실시예들을 통해 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 실시예에 관한 카트리지는 에어로졸 생성 물질을 수용하고, 에어로졸 생성 물질을 외부로 배출하는 배출공을 포함하는 저장조, 배출공으로부터 배출된 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 심지, 심지로부터 에어로졸 생성 물질을 공급받아 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 무화기 및 심지에 접하도록 배치되며, 배출공으로부터 배출된 에어로졸 생성 물질을 내부에 보유하되, 보유한 에어로졸 생성 물질을 심지에 공급하는 전달 공간을 포함한다.

다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 일 실시예에 관한 카트리지 및 카트리지가 탈착 가능하게 결합되고 카트리지에 전기를 공급하는 배터리와 배터리를 제어하는 프로세서를 포함하는 본체를 포함할 수 있다.

실시예들에 관한 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치는 심지에 에어로졸 생성 물질을 원활하게 공급하는 전달 공간을 포함함으로써, 심지가 무화기에 의해 손상됨에 따라 기대 수명이 단축되는 문제점을 방지할 수 있다.

또한 실시예들에 관한 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치는 심지에 에어로졸 생성 물질을 공급하는 간단한 구조를 구비하므로, 무화기로 이동하는 에어로졸 생성 물질의 유로가 복잡해지는 문제점을 방지할 수 있다.

실시예들에 의한 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 카트리지를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 카트리지의 일 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 5는 다른 실시예에 관한 카트리지를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 카트리지의 수용체의 단면을 다른 측면에서 바라본 도면이다.
도 7은 또 다른 실시예에 관한 카트리지를 도시한 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 카트리지의 수용체의 단면을 다른 측면에서 바라본 도면이다.

실시예들의 설명을 위하여 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 용어들은 실시예들이 속하는 기술분야에 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 실시예들의 설명을 위해 사용되는 용어를 해석할 때 단순히 용어의 명칭만으로 한정할 것이 아니라 그 용어가 가지는 의미와 본 명세서의 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.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 실시예들을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

명세서 전체에서 구성 요소의 '길이 방향'은 구성 요소가 구성 요소의 일 방향 축을 따라 연장하는 방향일 수 있으며, 이때 구성 요소의 일 방향 축은 일 방향 축을 가로지르는 타 방향 축보다 구성 요소가 더 길게 연장하는 방향을 의미할 수 있다.

명세서 전체에서 '실시예'는 본 명세서에서 발명을 용이하게 설명하기 위한 임의의 구분으로서, 실시예 각각이 서로 배타적일 필요는 없다. 예를 들어, 일 실시예에 개시된 구성들은 다른 실시예에 적용 및 구현될 수 있으며, 이때 본 명세서의 범위를 벗어나지 않는 한도에서 변경되어 적용 및 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 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 배터리(110), 무화기(120), 센서(130), 사용자 인터페이스(140), 메모리(150) 및 프로세서(160)를 포함할 수 있다. 그러나 에어로졸 생성 장치(100)의 내부 구조는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(100)의 설계에 따라, 도 1에 도시된 하드웨어 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

일 예로서 에어로졸 생성 장치(100)는 본체를 포함할 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 하드웨어 요소들은 본체에 위치한다.

다른 실시예로서 에어로졸 생성 장치(100)는 본체 및 카트리지를 포함할 수 있고, 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 하드웨어 요소들은 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 또는 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 하드웨어 요소들 중 적어도 일부는 본체 및 카트리지 각각에 위치할 수도 있다.

이하에서는 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 각 요소들이 위치하는 공간을 한정하지 않고, 각 요소들의 동작에 대해 설명한다.

배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(100)가 동작하는 데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(110)는 무화기(120)가 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한 배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(100) 내에 구비된 다른 하드웨어 요소들, 즉, 센서(130), 사용자 인터페이스(140), 메모리(150) 및 프로세서(160)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(110)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다.

예를 들어, 배터리(110)는 니켈 계열 배터리(예를 들어, 니켈-금속 하이드라이드 배터리, 니켈-카드뮴 배터리), 또는 리튬 계열 배터리(예를 들어, 리튬-코발트 배터리, 리튬-포스페이트 배터리, 리튬 티타네이트 배터리, 리튬-이온 배터리 또는 리튬-폴리머 배터리)를 포함할 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(100)에 사용될 수 있는 배터리(110)의 종류는 상술한 바에 의해 제한되지 않는다. 필요에 따라 배터리(110)는 알카라인 배터리, 또는 망간 배터리를 포함할 수도 있다.

무화기(120)는 프로세서(160)의 제어에 따라 배터리(110)로부터 전력을 공급 받는다. 무화기(120)는 배터리(110)로부터 전력을 공급 받아 에어로졸 생성 장치(100)에 저장된 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있다.

무화기(120)는 에어로졸 생성 장치(100)의 본체에 위치할 수 있다. 또는 에어로졸 생성 장치(100)가 본체 및 카트리지를 포함하는 경우, 무화기(120)는 카트리지에 위치하거나 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 무화기(120)가 카트리지에 위치하는 경우, 무화기(120)는 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(110)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 또한 무화기(120)가 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치하는 경우 무화기(120)에서 전력의 공급이 필요한 부품은 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(110)로부터 전력을 공급받을 수 있다.

무화기(120)는 카트리지의 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸(aerosol)을 발생시킨다. 에어로졸은 기체 중에 액체 및/또는 고체 미세 입자가 분산되어 있는 부유물을 의미한다. 따라서 무화기(120)로부터 발생되는 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 공기가 혼합된 상태를 의미할 수 있다. 예를 들어, 무화기(120)는 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기화 및/또는 승화를 통하여 기체의 상으로 변환시킬 수 있다. 또한 무화기(120)는 액체 및/또는 고체 상의 에어로졸 생성 물질을 미세 입자화하여 방출함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다.

예를 들어, 무화기(120)는 초음파 진동 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 초음파 진동 방식은 진동자에 의해 발생되는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시킴으로써 에어로졸을 발생시키는 방식을 의미할 수 있다.

도 1에 도시되지 않았으나, 무화기(120)는 열을 발생시킴으로써 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있는 히터를 선택적으로 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 히터에 의해 가열될 수 있으며, 그 결과 에어로졸이 생성될 수 있다.

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

예를 들어, 일 실시예에서 히터는 카트리지의 일부분일 수 있다. 또한 카트리지는 후술하는 액체 전달 수단 및 액체 저장부를 포함할 수 있다. 액체 저장부에 수용된 에어로졸 생성 물질은 액체 전달 수단으로 이동하고, 히터는 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 히터는 액체 전달 수단에 감기거나 액체 전달 수단에 인접하게 배치될 수 있다.

다른 예로서 에어로졸 생성 장치(100)는 궐련을 수용할 수 있는 수용 공간을 포함할 수 있으며, 히터는 에어로졸 생성 장치(100)의 수용 공간에 삽입된 궐련을 가열할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)의 수용 공간에 궐련이 수용됨에 따라 히터는 궐련의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 이로써, 히터는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다.

한편, 히터는 유도 가열식 히터일 수 있다. 히터는 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(100)는 적어도 하나의 센서(130)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서(130)에서 센싱된 결과는 프로세서(160)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 프로세서(160)는 무화기(120)의 동작 제어, 흡연의 제한, 카트리지(또는 궐련) 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(100)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 적어도 하나의 센서(130)는 퍼프 감지 센서를 포함할 수 있다. 퍼프 감지 센서는 외부에서 유입되는 기류의 유량(flow) 변화, 압력 변화, 및 소리의 검출 중 적어도 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 퍼프 감지 센서는 사용자의 퍼프의 시작 타이밍 및 종료 타이밍을 검출할 수 있고, 프로세서(160)는 검출된 퍼프의 시작 타이밍 및 종료 타이밍에 따라 퍼프 기간(puff period) 및 비 퍼프(non-puff) 기간을 판단할 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서(130)는 사용자 입력 센서를 포함할 수 있다. 사용자 입력 센서는 스위치, 물리적 버튼, 터치 센서 등과 같이 사용자의 입력을 수신할 수 있는 센서일 수 있다. 예를 들어, 터치 센서는 사용자가 금속 재질로 형성된 소정의 영역을 터치하는 경우 커패시턴스(capacitance)의 변화가 발생하고, 커패시턴스의 변화를 검출함으로써 사용자의 입력을 감지할 수 있는 정전용량형 센서일 수 있다. 프로세서(160)는 정전용량형 센서로부터 수신한 커패시턴스의 변화의 전후 값을 비교함으로써 사용자의 입력이 발생하였는지 여부를 결정할 수 있다. 커패시턴스의 변화 전후 값이 기설정된 임계값을 초과한 경우, 프로세서(160)는 사용자의 입력이 발생한 것으로 결정할 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서(130)는 모션 센서를 포함할 수 있다. 모션 센서를 통해 에어로졸 생성 장치(100)의 기울기, 이동 속도 및 가속도 등과 같은 에어로졸 생성 장치(100)의 움직임에 관한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 모션 센서는 에어로졸 생성 장치(100)가 움직이는 상태, 에어로졸 생성 장치(100)의 정지 상태, 퍼프를 위해 에어로졸 생성 장치(100)가 소정의 범위 내의 각도로 기울어진 상태 및 각 퍼프 동작들의 사이에서 퍼프 동작 시와는 다른 각도로 에어로졸 생성 장치(100)가 기울어진 상태에 관한 정보들을 측정할 수 있다. 모션 센서는 해당 기술 분야에서 알려진 다양한 방법들을 이용하여 에어로졸 생성 장치(100)의 운동 정보를 측정할 수 있다. 예를 들어, 모션 센서는 x축, y축 및 z축 3방향의 가속도를 측정할 수 있는 가속도 센서 및 3 방향의 각속도를 측정할 수 있는 자이로 센서를 포함할 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서(130)는 근접 센서를 포함할 수 있다. 근접 센서는 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무 또는 거리를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 의미하며, 이를 통해 에어로졸 생성 장치(100)에 사용자가 접근하는지 여부를 검출할 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서(130)는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 예를 들어 물체의 이미지를 획득하기 위한 카메라를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 카메라에 의해 획득된 이미지에 기초하여 물체를 인식할 수 있다. 프로세서(160)는 이미지 센서를 통해 획득된 이미지를 분석하여 사용자가 에어로졸 생성 장치(100)를 사용하기 위한 상황인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 에어로졸 생성 장치(100)를 사용하기 위하여 에어로졸 생성 장치(100)를 입술 근방으로 접근시킬 때, 이미지 센서는 입술의 이미지를 획득할 수 있다. 프로세서(160)는 획득된 이미지를 분석하여 입술로 판단될 경우에 사용자가 에어로졸 생성 장치(100)를 사용하기 위한 상황임을 결정할 수 있다. 이를 통해 에어로졸 생성 장치(100)는 무화기(120)를 미리 동작시키거나, 히터를 예열시킬 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서(130)는 에어로졸 생성 장치(100)에 사용될 수 있는 소모품(예를 들어, 카트리지, 궐련 등)의 장착 또는 탈거를 감지할 수 있는 소모품 탈착 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어 소모품 탈착 센서는 소모품이 에어로졸 생성 장치(100)에 접촉하였는지 여부를 감지하거나, 이미지 센서에 의해 소모품이 탈착되는지 여부를 판단할 수 있다. 또한 소모품 탈착 센서는 소모품의 마커와 상호 작용할 수 있는 코일의 인덕턴스 값의 변화를 감지하는 인덕턴스 센서이거나, 소모품의 마커와 상호 작용할 수 있는 커패시터의 커패시턴스 값의 변화를 감지하는 커패시턴스 센서일 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서(130)는 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서는 무화기(120)의 히터(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)는 히터의 온도를 감지하는 별도의 온도 센서를 포함하거나, 별도의 온도 센서를 포함하는 대신 히터 자체가 온도 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 히터가 온도 센서의 역할을 수행함과 동시에 에어로졸 생성 장치(100)에 별도의 온도 센서가 더 포함될 수 있다. 또한, 온도 센서는 히터뿐만 아니라 에어로졸 생성 장치(100)의 인쇄회로기판(PCB), 배터리 등과 같은 내부 부품들의 온도를 감지할 수도 있다.

또한 적어도 하나의 센서(130)는 에어로졸 생성 장치(100)의 주변 환경의 정보를 측정하는 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어 적어도 하나의 센서(130)는 주변 환경의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서, 주변 환경의 습도를 측정하는 습도 센서, 주변 환경의 압력을 측정하는 대기압 센서 등을 포함할 수 있다.

에어로졸 생성 장치(100)에 구비될 수 있는 센서(130)는 상술한 종류에 한정되지 않고, 다양한 센서들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)는 사용자 인증 및 보안을 위하여 사용자의 손가락으로부터 지문 정보를 획득할 수 있는 지문 센서, 눈동자의 홍채 무늬를 분석하는 홍채 인식 센서, 손바닥을 촬영한 이미지로부터 정맥 내 환원 헤모글로빈의 적외선의 흡수량을 감지하는 정맥 인식 센서, 눈, 코, 입 및 안면 윤곽 등의 특징점들을 2D 또는 3D 방식으로 인식하는 안면 인식 센서 및 RFID(Radio-Frequency Identification) 센서 등을 포함할 수 있다.

에어로졸 생성 장치(100)에는 위의 예시된 다양한 센서(130)의 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수 있다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(100)는 전술한 센서들 중 적어도 하나 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

사용자 인터페이스(140)는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(100)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(140)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(140) 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.

메모리(150)는 에어로졸 생성 장치(100) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(150)는 프로세서(160)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(150)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(150)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.

프로세서(160)는 에어로졸 생성 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(160)는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한 프로세서(160)가 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

프로세서(160)는 적어도 하나의 센서(130)에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다.

프로세서(160)는 적어도 하나의 센서(130)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 무화기(120)의 동작이 개시 또는 종료되도록 무화기(120)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(160)는 적어도 하나의 센서(130)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 무화기(120)가 적절한 양의 에어로졸을 발생시킬 수 있도록 무화기(120)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(160)는 무화기(120)의 진동자가 소정의 주파수로 진동할 수 있도록 진동자에 공급되는 전류 또는 전압을 제어할 수 있다.

일 실시예에서 프로세서(160)는 에어로졸 생성 장치(100)에 대한 사용자 입력을 수신한 후 무화기(120)의 동작을 개시할 수 있다. 또한 프로세서(160)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 사용자의 퍼프를 감지한 후 무화기(120)의 동작을 개시할 수 있다. 또한, 프로세서(160)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면 무화기(120)에 전력 공급을 중단시킬 수 있다.

프로세서(160)는 적어도 하나의 센서(130)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 사용자 인터페이스(140)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면, 프로세서(160)는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치(100)가 곧 종료될 것임을 예고할 수 있다.

한편, 도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(100)는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템에 포함될 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(100)의 배터리(110)를 충전하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)는 크래들 내부의 수용 공간에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(100)의 배터리(110)를 충전할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 본체(170) 및 카트리지(200)를 포함할 수 있다.

본체(170)는 배터리(110)와 프로세서(160)를 포함할 수 있다. 도 2의 배터리(110) 및 프로세서(160)는 도 1의 배터리(110) 및 프로세서(160)와 실질적으로 동일할 수 있으므로, 이에 따라 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

카트리지(200)는 본체(170)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 카트리지(200)가 본체(170)에 결합되면, 카트리지(200)에 배터리(110)의 전력이 공급되어 카트리지(200)의 내부에 에어로졸이 생성될 수 있다. 카트리지(200)는 일정 량의 에어로졸 생성 물질을 보유하고, 보유한 에어로졸 생성 물질이 소진되면 본체(170)로부터 제거되어 교체될 수 있다.

카트리지(200)는 저장조(210), 수용체(220), 심지(240), 무화기(230), 배출 통로(250) 및 마우스 피스(260)를 포함할 수 있다.

저장조(210)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용할 수 있다. 저장조(210)가 내부에 ‘에어로졸 생성 물질을 수용한다’는 것은 저장조(210)가 그릇(container)의 용도와 같이 에어로졸 생성 물질을 단순히 담는 기능을 수행하는 것과, 저장조(210)의 내부에 예를 들어 스펀지(sponge)나 솜이나 천이나 다공성 세라믹 구조체와 같은 에어로졸 생성 물질을 함침(함유)하는 요소를 포함하는 것을 의미한다.

저장조(210)는 예를 들어 액체 상태나, 고체 상태나, 기체 상태나, 겔(gel) 상태 등의 적어도 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(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 상기 군으로부터 선택되는 2 이상의 산들의 혼합이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

카트리지(200)의 내부에 수용된 에어로졸 생성 물질을 외부에서 시각적으로 확인할 수 있도록 카트리지(200)의 저장조(210)는 적어도 일부가 투명한 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 저장조(210)의 전체가 투명한 플라스틱이나 유리 등의 소재로 제작될 수 있으며, 저장조(210)의 일부분만이 투명한 소재로 제작될 수 있다.

수용체(220)는 저장조(210)의 일 측에 배치되고, 카트리지(200)의 구성 요소들을 내부에 수용할 수 있다. 예를 들어, 수용체(220)는 카트리지(200)가 본체(170)에 결합될 때 본체(170)를 향하는 저장조(210)의 일 측에 배치될 수 있다.

무화기(230)는 저장조(210)에 저장된 에어로졸 생성 물질을 공급 받아 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성할 수 있다.

일 예로서, 무화기(230)는 진동함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성할 수 있다. 구체적으로, 무화기(230)는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시키는 초음파 진동 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질의 상을 변환할 수 있다. 이 경우, 무화기(230)는 짧은 주기의 진동을 발생시킬 수 있다. 무화기(230)로부터 생성된 진동은 초음파 진동일 수 있으며, 초음파 진동의 주파수는 예를 들어 100kHz 내지 3.5 MHz일 수 있다. 무화기(230)로부터 생성된 짧은 주기의 진동에 의해 에어로졸 생성 물질은 기화 및/또는 입자화되어 에어로졸로 무화될 수 있다.

무화기(230)는 예를 들어, 압전 세라믹을 포함할 수 있다. 압전 세라믹은 물리적인 힘(압력)에 의해 전기(전압)를 발생하고 역으로 전기가 인가될 때 진동(기계적인 힘)을 발생함으로써 전기와 기계적인 힘을 상호 변환할 수 있는 기능성 재료이다. 따라서 무화기(230)에 인가된 전기에 의해 진동(물리적인 힘)이 발생하고, 이와 같은 물리적인 힘을 작용할 수 있는 작은 폭의 진동이 에어로졸 생성 물질을 작은 입자로 쪼개어 에어로졸로 무화시킬 수 있다.

다른 예로서, 무화기(230)는 전기가 인가되면 발열하여 에어로졸 생성 물질을 가열함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다. 구체적으로 무화기(230)는 전기가 인가되면 자체 저항에 의해 발열하거나, 본체(170) 또는 카트리지(200)에 포함된 유도 코일(미도시)이 인가하는 교류 자기장에 의해 발열할 수 있다.

심지(240)는 저장조(210)로부터 배출된 에어로졸 생성 물질을 흡수함으로써 보유할 수 있다. 또한 심지(240)는 저장조(210)의 에어로졸 생성 물질을 무화기(230)로 전달할 수 있다. 예를 들어 심지(240)는 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

배출 통로(250)는 카트리지(200)의 내부에서 생성된 에어로졸이 카트리지(200)의 외부로 배출되는 통로일 수 있다. 예를 들어, 배출 통로(250)는 저장조(210)의 내측을 관통하도록 연장함으로써, 저장조(210)에 의해 포위되도록 배치될 수 있다.

마우스 피스(260)는 사용자의 구부가 접촉할 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 예를 들어, 마우스 피스(260)는 본체(170)를 향하는 저장조(210)의 일 측에 대향하는 저장조(210)의 타 측에 결합될 수 있다.

카트리지(200)가 본체(170)에 결합되면, 카트리지(200)의 무화기(230)는 본체(170)의 배터리(110)로부터 전기를 공급 받을 수 있다. 무화기(230)는 전기를 공급 받아 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성할 수 있다. 사용자가 마우스 피스(260)에 구부를 접촉하고 흡입 압력을 제공함으로써, 카트리지(200)의 내부에 생성된 에어로졸은 배출 통로(250)를 따라 카트리지(200)의 외부로 이동할 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 카트리지를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면 도 2의 카트리지의 내부 구조에 관하여 보다 상세히 파악할 수 있다.

도 3을 참조하면, 카트리지(200)는 저장조(210), 수용체(220), 무화기(230), 심지(240), 배출 통로(250), 마우스 피스(260), 가압체(270) 및 전달 공간(280)을 포함할 수 있다.

저장조(210)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용할 수 있다. 또한, 저장조(210)는 수용된 에어로졸 생성 물질을 저장조(210)의 외부로 배출하는 배출공(210a)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 저장조(210)의 내부의 에어로졸 생성 물질은 모세관 현상 또는 중력에 의해 배출공(210a)을 통과하여 저장조(210)의 외부로 배출될 수 있다.

수용체(220)는 저장조(210)의 일 측에 배치될 수 있다. 수용체(220)는 내부에 카트리지(200)의 구성 요소들을 수용할 수 있다. 예를 들어, 수용체(220)는 내부에 공간을 포함하고, 수용체(220)의 내부 공간에 무화기(230) 및 심지(240)가 수용될 수 있다.

무화기(230)는 배출공(210a)으로부터 배출된 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성할 수 있다. 일 예로서, 무화기(230)는 진동함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성할 수 있다. 이 경우, 무화기(230)는 카트리지(200)의 길이 방향(예: 도 3의 z축 방향)을 기준으로 진동하여 에어로졸을 생성할 수 있다.

본 명세서에서, 카트리지(200)의 길이 방향은 저장조(210)에서 무화기(230)를 향하는 방향(예: 도 3의 -z 방향) 또는 무화기(230)에서 저장조(210)를 향하는 방향(예: 도 3의 +z 방향)과 나란한 방향을 의미할 수 있으며, 별도의 언급이 없는 한 해당 표현은 이하에서도 동일하게 사용될 수 있다.

심지(240)는 배출공(210a)으로부터 배출된 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 내부에 에어로졸 생성 물질을 보유할 수 있다. 또한 심지(240)는 흡수한 에어로졸 생성 물질을 무화기(230)에 공급하기 위한 유로를 형성할 수 있다. 예를 들어, 심지(240)에 흡수된 에어로졸 생성 물질은 심지(240)의 길이 방향을 따라 이동하여 무화기(230)에 공급될 수 있다.

본 명세서에서, 심지(240)의 길이 방향은 저장조(210)에서 무화기(230)를 향하는 방향과 교차하는 방향(예: 도 3의 x축 방향)을 의미할 수 있으며, 해당 표현은 별도의 언급이 없는 한 이하에서도 동일하게 사용될 수 있다.

심지(240)는 제1 심지(241)와 제2 심지(242)를 포함할 수 있다.

제1 심지(241)는 저장조(210)에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 심지(241)는 배출공(210a)과 맞닿도록 배치되어, 배출공(210a)을 통과하는 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸 생성 물질을 보유할 수 있다. 또한 제1 심지(241)는 저장조(210)의 에어로졸 생성 물질을 제2 심지(242)로 전달할 수 있다.

제2 심지(242)는 무화기(230)에 인접하게 배치되어 제1 심지(241)로부터 이동한 에어로졸 생성 물질을 무화기(230)에 전달할 수 있다. 또한 제2 심지(242)는 제1 심지(241)의 일 측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 저장조(210), 제1 심지(241) 및 제2 심지(242)는 카트리지(200)의 길이 방향을 따라 순서대로 배치될 수 있다.

배출 통로(250)는 무화기(230)가 생성한 에어로졸이 카트리지(200)의 외부로 배출되는 통로일 수 있다. 예를 들어, 배출 통로(250)는 배출 통로(250)의 적어도 일부가 저장조(210)에 의해 포위되도록 배치될 수 있다.

마우스 피스(260)는 사용자의 구부가 접촉할 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 예를 들어, 마우스 피스(260)는 수용체(220)가 배치된 저장조(210)의 일 측에 대향하는 저장조(210)의 타 측에 결합될 수 있다. 이에 따라, 마우스 피스(260), 저장조(210) 및 수용체(220)는 카트리지(200)의 길이 방향을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.

가압체(270)는 심지(240)가 무화기(230)와의 접촉을 유지하도록 심지(240)를 무화기(230)를 향하는 방향으로 가압할 수 있다.

예를 들어, 심지(240)는 무화기(230)에 인접하게 배치되는데, 무화기(230)가 진동함으로써 에어로졸을 생성하는 경우, 무화기(230)의 진동에 의해 심지(240)가 설계 위치를 이탈할 수 있다. 심지(240)가 설계 위치를 이탈하면, 무화기(230)가 심지(240)로부터 에어로졸 생성 물질을 원활하게 전달받을 수 없어 무화기(230)가 생성하는 에어로졸의 양이 감소할 수 있으며, 무화기(230)에 의해 심지(240)가 손상되는 문제점이 발생할 수 있다. 여기서, 심지(240)의 '설계 위치'는 카트리지(200)가 설계될 때 정해진 위치로서, 정상적으로 조립이 완료된 카트리지(200)의 내부에서 미리 정해진 심지(240)의 위치를 의미할 수 있다.

반면, 일 실시예에 관한 카트리지(200)는 무화기(230)를 향하는 방향으로 심지(240)를 가압하는 가압체(270)를 포함함으로써, 심지(240)가 무화기(230)의 진동에 의해 설계 위치를 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 일 실시예에 관한 카트리지(200)는 풍부한 양의 에어로졸을 사용자에게 제공할 수 있으며, 무화기(230)에 의한 심지(240)의 손상을 방지할 수 있다.

예를 들어, 가압체(270)는 심지(240)와 마우스 피스(260)의 사이에 배치되어, 무화기(230)를 향하는 방향(예: 도 3의 -z 방향)으로 심지(240)를 가압할 수 있다. 이 경우, 가압체(270)는 무화기(230)가 생성한 에어로졸을 카트리지(200)의 외부로 배출하기 위하여 내부에 중공을 포함할 수 있다. 다시 말해, 가압체(270)의 내부의 중공은 배출 통로(250)의 적어도 일 부분을 형성할 수 있다.

전달 공간(280)은 에어로졸 생성 물질을 내부에 보유하고, 보유한 에어로졸 생성 물질을 심지(240)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 전달 공간(280)은 배출공(210a)으로부터 배출된 에어로졸 생성 물질을 보유하거나, 심지(240)로부터 에어로졸 생성 물질을 전달 받아 에어로졸 생성 물질을 보유할 수 있다.

일 예로서, 전달 공간(280)은 내부에 빈 공간을 포함하고, 배출공(210a)으로부터 배출된 에어로졸 생성 물질을 빈 공간의 적어도 일부에 보유할 수 있다. 이에 따라, 전달 공간(280)은 배출공(210a)과 함께 심지(240)에 에어로졸 생성 물질을 추가적으로 공급하는 기능을 수행할 수 있다. 전달 공간(280)은 예를 들어, 심지(240)에 접하도록 배치된 홈(groove) 또는 홀(hole)의 형태일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

전달 공간(280)은 심지(240)에 접하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 전달 공간(280)은 심지(240)의 어느 한 측에 접하도록 배치되거나, 심지(240)의 적어도 일부를 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다.

예를 들어, 심지(240)에 에어로졸 생성 물질이 배출공(210a)을 통해서만 공급될 경우, 배출공(210a)에 기포가 생기는 등의 현상으로 인하여 배출공(210a)이 일시적으로 폐쇄되면 에어로졸 생성 물질이 심지(240)로 원활하게 공급되지 않을 수 있다. 또한 심지(240)는 에어로졸 생성 물질이 무화기(230)로 이동할 수 있는 유로를 제공하는데, 심지(240)에 불순물이 포함될 경우, 무화기(230)로의 에어로졸 생성 물질의 공급이 원활하지 않을 수 있다. 이처럼 심지(240) 또는 무화기(230)로의 에어로졸 생성 물질의 공급이 원활하지 않으면 무화기(230)가 생성하는 에어로졸의 양이 감소하거나, 심지(240)가 무화기(230)에 의해 손상될 수 있다.

반면, 일 실시예에 관한 카트리지(200)는 심지(240)에 에어로졸 생성 물질을 공급하는 전달 공간(280)을 포함함으로써 사용자에게 풍부한 양의 에어로졸을 제공하거나, 심지(240)가 무화기(230)에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로, 전달 공간(280)은 배출공(210a)이 일시적으로 폐쇄될 경우에 내부에 보유하고 있던 에어로졸 생성 물질을 심지(240)에 공급함으로써, 심지(240)로부터 무화기(230)로의 에어로졸 생성 물질의 공급이 중지되는 것을 방지할 수 있다.

카트리지(200)는 제1 전극(231), 제2 전극(232), 인쇄 회로 기판(233) 및 탄성체(234)를 포함할 수 있다.

제1 전극(231)은 카트리지(200)의 외부로부터 공급되는 전기를 무화기(230)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(231)은 전기 전도성을 갖는 재료를 포함하고, 저장조(210)를 향하는 무화기(230)의 일 측의 둘레를 둘러싸도록 배치될 수 있다.

제2 전극(232)은 카트리지(200)의 외부로부터 공급되는 전기를 무화기(230)에 전달하되, 제1 전극(231)의 극성과 상이한 극성을 갖는 전극의 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(231)이 양극일 경우 제2 전극(232)이 음극의 역할을 수행하며, 제1 전극(231)이 음극일 경우 제2 전극(232)은 양극의 역할을 수행할 수 있다.

제2 전극(232)은 저장조(210)를 향하는 무화기(230)의 일 측에 대향하는 무화기(230)의 타 측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(232)은 전기 전도성을 갖는 재료를 포함하고, 무화기(230)의 타 측의 중심부로부터 무화기(230)로부터 멀어지는 방향으로 연장한 도전체 스프링(conductive spring) 일 수 있다.

인쇄 회로 기판(233)은 카트리지(200)의 외부 구성 요소(예: 도 1의 본체(170))와의 전기적 연결을 형성할 수 있다. 구체적으로, 인쇄 회로 기판(233)은 제1 전극(231) 및 제2 전극(232)과 연결되고, 카트리지(200)의 외부로부터 공급되는 전기는 인쇄 회로 기판(233)을 통해 제1 전극(231) 및 제2 전극(232)으로 전달되어 무화기(230)에 공급될 수 있다.

탄성체(234)는 제2 전극(232)을 지지할 수 있다. 예를 들어, 탄성체(234)는 제1 전극(231)의 내측에 수용되며 제2 전극(232)의 외측을 둘러싸도록 배치됨으로써 제2 전극(232)을 지지할 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 카트리지의 일 부분을 확대하여 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 수용체(220), 심지(240) 및 전달 공간(280)의 배치 관계에 관하여 보다 상세히 파악할 수 있다.

수용체(220)는 심지(240)를 수용할 수 있다. 구체적으로, 수용체(220)는 빈 공간의 형태를 갖는 장착공(220p)을 포함하고, 심지(240)는 장착공(220p)의 내부에 수용될 수 있다. 예를 들어, 장착공(220p)은 심지(240)의 길이 방향을 따라 형성되되, 배출공(210a)과 연통됨으로써 저장조(210)의 에어로졸 생성 물질이 심지(240)에 공급될 수 있다. 심지(240)가 장착공(220p)에 수용되면, 심지(240)의 일 측(240o)의 적어도 일부와 심지(240)의 타 측(240p)의 적어도 일부는 수용체(220)에 접하도록 배치될 수 있다.

수용체(220)의 내벽(220a)의 적어도 일부가 심지(240)로부터 이격됨으로써 전달 공간(280)이 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 전달 공간(280)은 저장조(210)를 바라보는 심지(240)의 일 측(240o)의 적어도 일 영역에 접하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 저장조(210)를 바라보는 심지(240)의 일 측(240o)은 수용체(220)에 접하도록 배치될 수 있다. 또한 수용체(220)의 내벽(220a)의 적어도 일부가 심지(240)의 일 측(240o)으로부터 멀어지는 방향(예: 도 4의 +z 방향)을 따라 심지(240)의 일 측(240o)과 이격됨으로써, 전달 공간(280)이 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 전달 공간(280)은 저장조(210)를 바라보는 심지(240)의 일 측(240o)에 대향하는 심지(240)의 타 측(240t)의 적어도 일 영역에 접하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 심지(240)의 타 측(240t)은 수용체(220)에 접하도록 배치될 수 있다. 또한 수용체(220)의 내벽(220a)의 적어도 일부가 심지(240)의 타 측(240t)으로부터 멀어지는 방향(예: 도 4의 -z 방향)을 따라 심지(240)의 타 측(240t)과 이격됨으로써, 전달 공간(280)이 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 전달 공간(280)은 배출공(210a)에 인접한 심지(240)의 적어도 일 영역에 접하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 심지(240)의 타 측(240t)은 수용체(220)에 접하도록 배치될 수 있다. 또한 배출공(210a)에 인접한 수용체(220)의 내벽(220a)의 적어도 일부가 심지(240)의 타 측(240t)으로부터 멀어지는 방향(예: 도 4의 -z 방향)을 따라 심지(240)의 타 측(240t)과 이격됨으로써, 전달 공간(280)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 전달 공간(280)은 배출공(210a)에 인접하게 배치되어, 배출공(210a)으로부터 에어로졸 생성 물질을 원활하게 공급받아 심지(240)에 에어로졸 생성 물질을 공급할 수 있다.

일 실시예에서, 전달 공간(280)은 가압체(270)에 의해 가압되는 심지(240)의 적어도 일 영역에 인접하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 가압체(270)에 의해 가압되는 심지(240)가 압력에 의해 압축될 수 있어 심지(240)의 적어도 일 영역에서 에어로졸 생성 물질이 원활하게 이동할 수 있는 유로가 형성되지 못할 수 있다. 그러나 상술한 일 실시예에 관한 카트리지에서 전달 공간(280)이 가압체(270)에 의해 가압되는 심지(240)의 적어도 일 영역에 인접하게 배치됨으로써 심지(240)에 에어로졸 생성 물질을 원활하게 공급할 수 있다.

예를 들어, 가압체(270)는 심지(240)의 일 측(240o)에 접하도록 배치되어 심지(240)를 무화기(230)를 향하는 방향으로 가압할 수 있다. 또한 수용체(220)는 심지(240)의 타 측(240t)에서 가압체(270)에 의해 가압되는 심지(240)를 지지할 수 있다. 이 경우, 가압체(270)에 의해 가압되는 심지(240)의 일 영역에 인접한 수용체(220)의 내벽(220a)의 적어도 일부가 심지(240)의 타 측(240t)으로부터 멀어지는 방향(예: 도 4의 -z 방향)으로 이격됨으로써, 전달 공간(280)이 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 실시예들에 관한 카트리지(200)는 심지(240)에 에어로졸 생성 물질을 공급하는 전달 공간(280)을 포함함으로써, 심지(240)로 에어로졸 생성 물질을 원활하게 공급하여 심지(240)가 손상되거나 카트리지(200)의 에어로졸 발생량이 감소하는 문제점을 방지할 수 있다.

도 5는 다른 실시예에 관한 카트리지를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 카트리지의 수용체의 단면을 다른 측면에서 바라본 도면이다.

보다 상세하게는, 도 5 및/또는 도 6의 카트리지(200)는 도 3 및/또는 도 4의 카트리지(200)의 전달 공간(280)의 배치 구조가 변경된 카트리지(200)일 수 있으며, 이에 따라 중복되는 설명은 생략하도록 한다. 또한 도 6은 도 5의 카트리지(200)의 수용체(220)의 단면을 카트리지(200)의 길이 방향에서 바라본 것을 도시한 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 전달 공간(280)은 심지(240)의 양 단부(240a)의 적어도 일 영역에 접하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 심지(240)의 양 단부(240a)의 적어도 일부는 전달 공간(280)의 내부에 배치됨으로써 전달 공간(280)에 의해 둘러싸일 수 있다. 이에 따라, 전달 공간(280)이 심지(240)의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치됨으로써, 전달 공간(280)에 의해 포위된 심지(240)의 모든 면에 에어로졸 생성 물질이 공급될 수 있다

일 예로서, 수용체(220)의 내벽(220a)의 적어도 일부가 심지(240)의 길이 방향을 따라 심지(240)로부터 이격됨으로써 전달 공간(280)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 수용체(220)의 내벽(220a)의 적어도 일부가 심지(240)의 길이 방향(예: 도 5 및 도 6의 x축 방향)을 따라 심지(240)의 양 단부(240a)로부터 멀어지도록 이격됨으로써, 전달 공간(280)이 형성될 수 있다.

다른 예로서, 수용체(220)의 내벽(220a)의 적어도 일부가 심지(240)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 심지(240)로부터 이격됨으로써 전달 공간(280)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 수용체(220)의 내벽(220a)의 적어도 일부가 카트리지(200)의 길이 방향(예: 도 5 및 도 6의 z축 방향)을 따라 심지(240)의 양 단부(240a)로부터 멀어지도록 이격됨으로써, 전달 공간(280)이 형성될 수 있다. 다른 예를 들어, 카트리지(200)의 길이 방향에서 수용체(220)를 바라볼 때, 수용체(220)의 내벽(220a)의 적어도 일부가 심지(240)의 길이 방향에 교차하는 방향(예: 도 5 및 도 6의 y축 방향)을 따라 심지(240)로부터 이격됨으로써, 전달 공간(280)이 형성될 수 있다.

도 7은 또 다른 실시예에 관한 카트리지를 도시한 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 카트리지의 수용체의 단면을 다른 측면에서 바라본 도면이다.

보다 상세하게는, 도 7 및/또는 도 8의 카트리지(200)는 도 5 및/또는 도 6의 카트리지(200)에서 지지체(290)가 추가된 카트리지(200)일 수 있으며, 이에 따라 중복되는 설명은 생략하도록 한다. 또한 도 8은 도 7의 카트리지(200)의 수용체(220)의 단면을 카트리지(200)의 길이 방향에서 바라본 것을 도시한 도면이다.

한편, 심지(240)에 흡수된 에어로졸 생성 물질이 심지(240)의 길이 방향을 따라 원활하게 이동할 수 있도록 하기 위해서는 심지(240)가 길이 방향에 나란한 형태를 유지하는 것이 중요할 수 있다. 예를 들어, 심지(240)가 세라믹 등의 소재를 포함하거나 메쉬(mesh)망일 경우, 심지(240)는 충분한 강성을 지니기 때문에 에어로졸 생성 물질을 흡수한 상태에서도 휘지 않을 수 있다. 다만, 심지(240)가 충분한 강성을 가지지 못할 경우, 심지(240)는 에어로졸 생성 물질을 흡수한 상태에서 에어로졸 생성 물질의 무게로 인한 자중(self-load)에 의해 휘어질 수 있다. 심지(240)가 휘어질 경우, 심지(240)가 수용체(220)의 내벽(220a)에 접촉하여 무화기(230)로의 에어로졸 생성 물질의 공급이 원활하지 않을 수 있다.

또 다른 실시예에 관한 카트리지(200)는 지지체(290)를 포함할 수 있다.

지지체(290)는 전달 공간(280)의 내부에 배치되어 심지(240)를 지지할 수 있다. 이에 따라, 지지체(290)는 심지(240)가 수용체(220)의 내벽(220a)에 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로, 지지체(290)는 수용체(220)의 내벽(220a)으로부터 심지(240)를 향하여 연장함으로써 심지(240)를 지지할 수 있다. 예를 들어, 심지(240)의 양 단부(240a)가 전달 공간(280)의 내부에 배치됨으로써, 심지(240)의 양 단부(240a)와 수용체(220)의 내벽(220a)이 이격될 수 있다. 이 경우, 지지체(290)는 수용체(220)의 내벽(220a)으로부터 심지(240)의 양 단부(240a)를 향하여 연장하여, 수용체(220)의 내벽(220a)과 심지(240)의 양 단부(240a)를 연결할 수 있다.

일 예로서, 지지체(290)는 수용체(220)의 내벽(220a)으로부터 심지(240)의 길이 방향(예: 도 7 및 도 8의 x축 방향)을 따라 연장할 수 있다.

다른 예로서, 지지체(290)는 수용체(220)의 내벽(220a)으로부터 심지(240)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 연장할 수 있다. 예를 들어, 지지체(290)는 수용체(220)의 내벽(220a)으로부터 카트리지(200)의 길이 방향(예: 도 7 및 도 8의 z축 방향)을 따라 연장할 수 있다. 다른 예를 들어, 도 7 및 도 8에 도시되지 않았으나, 카트리지(200)의 길이 방향에서 수용체(220)를 바라볼 때, 지지체(290)는 수용체(220)의 내벽(220a)으로부터 심지(240)의 길이 방향에 교차하는 방향(예: 도 5 및 도 6의 y축 방향)을 따라 연장할 수 있다.

한편, 예를 들어, 지지체(290)가 전달 공간(280)의 크기와 동일하거나 클 경우, 지지체(290)가 전달 공간(280)의 내부에 배치됨에 따라 에어로졸 생성 물질이 심지(240)로 이동하는 경로가 막힐 수 있다.

이에 따라, 일 실시예에서, 지지체(290)는 전달 공간(280)의 내부에 배치되되, 전달 공간(280)의 크기보다 작을 수 있다. 지지체(290)의 크기가 전달 공간(280)의 크기보다 작기 때문에, 전달 공간(280)의 내부의 에어로졸 생성 물질은 지지체(290)를 우회하여 심지(240)에 도달할 수 있다.

또한 일 실시예에서, 지지체(290)는 중공(290a)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 중공(290a)은 지지체(290)의 일 부분이 타공되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 전달 공간(280)의 내부의 에어로졸 생성 물질은 지지체(290)의 중공(290a)을 통과하여 심지(240)에 도달할 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 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 에어로졸 생성 장치 110: 배터리
120: 무화기 130: 센서
140: 사용자 인터페이스 150: 메모리
160: 프로세서 170: 본체
200: 카트리지 210: 저장조
210a: 배출공 220: 수용체
220a: 수용체의 내벽 220p: 장착공
230: 무화기 231: 제1 전극
232: 제2 전극 233: 인쇄 회로 기판
234: 탄성체 240: 심지
240a: 심지의 양 단부 240o: 심지의 일 측
240t: 심지의 타 측 241: 제1 심지
242: 제2 심지 250: 배출 통로
260: 마우스 피스 270: 가압체
280: 전달 공간 290: 지지체
290a: 중공

Claims (15)

1. 에어로졸 생성 물질을 수용하고, 상기 에어로졸 생성 물질을 외부로 배출하는 배출공을 포함하는 저장조;
   상기 배출공으로부터 배출된 상기 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 심지;
   상기 심지로부터 상기 에어로졸 생성 물질을 공급받아 상기 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 무화기;
   상기 심지에 접하도록 배치되며, 상기 배출공으로부터 배출된 상기 에어로졸 생성 물질을 내부에 보유하되, 보유한 상기 에어로졸 생성 물질을 상기 심지에 공급하는 전달 공간; 및
   상기 저장조를 폐쇄하도록 상기 저장조의 일 측에 배치되고, 상기 심지를 수용하는 수용체;를 포함하고,
   상기 배출공은 상기 수용체에 형성되고,
   상기 전달 공간은 상기 수용체의 내벽의 일부가 상기 심지와 이격됨으로써 형성되는, 카트리지.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 전달 공간은 상기 배출공에 인접한 상기 심지의 적어도 일 영역에 접하도록 배치되는, 카트리지.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 전달 공간은 상기 저장조를 바라보는 상기 심지의 일 측의 적어도 일 영역에 접하도록 배치되는, 카트리지.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 전달 공간은,
   상기 저장조를 바라보는 상기 심지의 일 측에 대향하는 상기 심지의 타 측의 적어도 일 영역에 접하도록 배치되는, 카트리지.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 심지와 상기 무화기의 접촉을 유지하도록 상기 무화기를 향하는 방향으로 상기 심지를 가압하는 가압체;를 더 포함하고,
   상기 전달 공간은 상기 가압체에 의해 가압되는 상기 심지의 적어도 일 영역에 인접하도록 배치되는, 카트리지.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 전달 공간은 상기 심지의 양 단부의 적어도 일 영역에 접하도록 배치되는, 카트리지.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 심지는 상기 배출공에 맞닿도록 배치되어 상기 배출공을 통과하는 상기 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 제1 심지와, 상기 무화기에 인접하게 배치되어 상기 제1 심지로부터 이동한 상기 에어로졸 생성 물질을 무화기에 전달하는 제2 심지를 포함하는, 카트리지.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 전달 공간은 상기 수용체의 상기 내벽의 적어도 일부가 상기 심지의 길이 방향을 따라 상기 심지로부터 이격됨으로써 형성되는, 카트리지.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 전달 공간은 상기 수용체의 상기 내벽의 적어도 일부가 상기 심지의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 상기 심지로부터 이격됨으로써 형성되는, 카트리지.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 물질을 흡수한 상기 심지가 상기 수용체의 상기 내벽에 접촉하는 것을 방지하도록 상기 전달 공간의 내부에 배치되어 상기 심지를 지지하는 지지체;를 더 포함하는, 카트리지.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 지지체는 상기 에어로졸 생성 물질이 통과하는 중공을 포함하는, 카트리지.
12. 제10 항에 있어서,
    상기 지지체는 상기 수용체의 내벽으로부터 상기 심지의 길이 방향을 따라 연장하는, 카트리지.
13. 제10 항에 있어서,
    상기 지지체는 상기 수용체의 내벽으로부터 상기 심지의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 연장하는, 카트리지.
14. 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 따른 카트리지; 및
    상기 카트리지가 탈착 가능하게 결합되고, 상기 카트리지에 전기를 공급하는 배터리와 상기 배터리를 제어하는 프로세서를 포함하는 본체;를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
15. 제7 항에 있어서,
    상기 무화기는 상기 제2 심지와 접촉하고, 상기 무화기가 진동하여 상기 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는, 카트리지.

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