KR102619163B1 - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

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KR102619163B1
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최재성
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주식회사 케이티앤지
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Abstract

에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 수용하는 저장조와, 저장조의 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 심지 및 진동함으로써 심지에 흡수된 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 무화기를 포함하고, 무화기는 심지에서 저장조를 향하는 방향과 교차하는 방향으로 연장하되, 외곽에 적어도 하나 이상의 모서리를 포함한다.

Description

에어로졸 생성 장치{AEROSOL GENERATING DEVICE}
실시예들은 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에어로졸 생성 장치의 내부에서 지지되기 용이한 구조를 구비하는 무화기를 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 방식으로 에어로졸을 생성하여 사용자에게 공급하는 방식에는 초음파 진동을 활용하는 초음파 진동 방식이 포함될 수 있다. 초음파 진동 방식을 활용할 경우, 진동이 발생하기 때문에 에어로졸 생성 장치 내부의 부품들이 이탈되지 않도록 부품들의 결합력을 유지하는 것이 중요할 수 있다. 다만, 부품들의 결합력 향상을 위한 별도의 부품들을 포함시켜 내부 구조가 복잡해질 경우, 에어로졸 생성 장치의 크기가 커져 사용자가 에어로졸 생성 장치를 휴대하기 불편할 수 있다. 이에 따라, 에어로졸 생성 장치의 내부 부품들의 결합력 향상시키면서 간단한 구조를 구비한 에어로졸 생성 장치에 대한 수요가 증대되고 있다.
실시예들은 에어로졸 생성 장치의 내부에서 지지되기 용이한 구조를 구비하는 무화기를 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 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 수용하는 저장조와 저장조의 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 심지 및 진동함으로써 심지에 흡수된 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 무화기를 포함하고, 무화기는 심지에서 저장조를 향하는 방향과 교차하는 방향으로 연장하되, 외곽에 적어도 하나 이상의 모서리를 포함한다.
실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치는 외곽에 적어도 하나 이상의 모서리를 포함하는 무화기를 구비하므로 에어로졸 생성 장치의 내부에서 무화기가 진동에 의해 설계된 위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 실시예들은 무화기가 이탈됨에 따라 발생할 수 있는 무화량 감소 등의 문제를 방지할 수 있다. 또한, 실시예들은 에어로졸 생성 장치의 내부의 부품들의 결합력을 유지함으로써 에어로졸 생성 장치의 기대 수명이 단축되는 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 에어로졸 생성 장치의 무화기를 도시한 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 무화기를 도시한 도면이다.
도 5는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치를 도시한 도면이다.
도 6은 무화기의 주파수와 임피던스의 관계를 도시한 도면이다.
도 7은 도 5에 도시된 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
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.
본 명세서에서 사용되는 '제 1' 또는 '제 2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다.
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(200) 및 카트리지(300)를 포함할 수 있다.
본체(200)는 배터리(210)와 프로세서(220)를 포함할 수 있다. 도 2의 배터리(210)와 프로세서(220)는 도 1의 배터리(110)와 프로세서(160)와 실질적으로 동일할 수 있으므로, 이에 따라 중복되는 생략하도록 한다.
카트리지(300)는 본체(200)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 카트리지(300)는 일정 량의 에어로졸 생성 물질을 보유하고, 보유된 에어로졸 생성 물질이 소진되면 교체될 수 있다.
카트리지(300)는 저장조(310), 심지(320), 무화기(330), 제1 전극(340), 제2 전극(350), 지지체(360) 및 배출 통로(370)를 포함할 수 있다.
저장조(310)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용할 수 있다. 저장조(310)가 내부에 ‘에어로졸 생성 물질을 수용한다’는 것은 저장조(310)가 그릇(container)의 용도와 같이 에어로졸 생성 물질을 단순히 담는 기능을 수행하는 것과, 저장조(310)의 내부에 예를 들어 스펀지(sponge)나 솜이나 천이나 다공성 세라믹 구조체와 같은 에어로졸 생성 물질을 함침(함유)하는 요소를 포함하는 것을 의미한다.
저장조(310)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(300)의 내부에 수용된 에어로졸 생성 물질을 외부에서 시각적으로 확인할 수 있도록 카트리지(300)의 저장조(310)는 적어도 일부가 투명한 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 저장조(310)의 전체가 투명한 플라스틱이나 유리 등의 소재로 제작될 수 있으며, 저장조(310)의 일부분만이 투명한 소재로 제작될 수 있다.
저장조(310)는 배출공(310a)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 저장조(310)의 내부의 에어로졸 생성 물질은 배출공(310a)은 통과하여 제1 방향을 따라 이동하여 심지(320)로 이동할 수 있다.
본 명세서에서, 제1 방향은 저장조(310)에서 심지(320)를 향하는 방향(예: 도 2의 -z방향)을 의미할 수 있으며, 해당 표현은 별도의 언급이 없는 한 이하에서도 동일하게 사용될 수 있다.
심지(320)는 저장조(310)로부터 이동한 에어로졸 생성 물질을 흡수함으로써 보유할 수 있다. 또한 심지(320)는 저장조(310)의 에어로졸 생성 물질을 무화기(330)로 전달할 수 있다. 예를 들어 심지(320)는 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹의 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
심지(320)는 제1 심지(321)와 제2 심지(322)를 포함할 수 있다.
제1 심지(321)는 저장조(310)에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 심지(320)는 배출공(310a)과 맞닿도록 배치되어, 배출공(310a)을 통과하는 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸 생성 물질을 보유할 수 있다. 또한 제1 심지(321)는 저장조(310)의 에어로졸 생성 물질을 제2 심지(322)로 전달할 수 있다.
제2 심지(322)는 무화기(330)에 인접하게 배치되어 제1 심지(321)로부터 이동한 에어로졸 생성 물질을 무화기(330)에 전달할 수 있다. 또한 제2 심지(322)는 제1 심지(321)의 일 측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 저장조(310), 제1 심지(321) 및 제2 심지(322)는 제1 방향을 따라 순서대로 배치될 수 있다.
무화기(330)는 진동함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성할 수 있다. 구체적으로, 무화기(330)는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시키는 초음파 진동 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질의 상을 변환할 수 있다. 이 경우, 무화기(330)는 짧은 주기의 진동을 발생시킬 수 있다. 무화기(330)로부터 생성된 진동은 초음파 진동일 수 있으며, 초음파 진동의 주파수는 예를 들어 100kHz 내지 3.5 MHz일 수 있다. 무화기(330)로부터 생성된 짧은 주기의 진동에 의해 에어로졸 생성 물질은 기화 및/또는 입자화되어 에어로졸로 무화될 수 있다.
무화기(330)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(330)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.
무화기(330)는 외곽에 적어도 하나 이상의 모서리를 포함할 수 있다. 또한 무화기(330)는 저장조(310)에서 심지(320)를 향하는 방향인 제1 방향과 교차하는 방향인 제2 방향으로 연장될 수 있다. 다시 말해, 무화기(330)는 에어로졸 생성 물질의 이동 방향과 교차하는 방향으로 연장될 수 있다.
본 명세서에서, 제2 방향은 저장조(310)에서 심지(320)를 향하는 방향과 교차하는 방향(예: 도 2의 x축 방향)을 의미할 수 있으며, 해당 표현은 별도의 언급이 없는 한 이하에서도 동일하게 사용될 수 있다.
제1 전극(340)과 제2 전극(350)은 배터리(210)의 전력을 무화기(330)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(340)은 무화기(330)의 일 측의 외곽에 배치되고, 제2 전극(350)은 무화기(330)의 일 측에 대향하는 무화기(330)의 타 측에 배치될 수 있다.
제1 전극(340)과 제2 전극(350)은 전기 전도성이 높은 소재로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(340)과 제2 전극(350)의 소재는 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 철(Fe), 백금(Pt), 납(Pb) 또는 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 하나일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
지지체(360)는 무화기(330)를 지지하여 무화기(330)가 진동에 의해 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 지지체(360)는 무화기(330)의 외곽을 둘러싸도록 배치됨으로써 무화기(330)를 지지할 수 있다. 지지체(360)의 내측 면의 형상은 무화기(330)의 외곽의 형상에 대응하도록 형성될 수 있다.
배출 통로(370)는 무화기(330)로부터 생성된 에어로졸이 에어로졸 생성 장치(100)의 외부로 배출되는 통로일 수 있다. 예를 들어, 배출 통로(370)는 저장조(310)를 관통하며 심지(320)에서 저장조(310)를 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 이에 따라, 배출 통로(370)는 일 부분이 저장조(310)에 둘러싸이는 형태로 배치될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 에어로졸 생성 장치의 무화기를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)의 무화기(330)의 구조에 관하여 보다 상세히 알 수 있다.
사용자가 에어로졸을 흡입하고자 할 경우, 무화기(330)는 제1 방향을 기준으로 진동함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성할 수 있다. 무화기(330)가 진동하려면 전력을 공급받아야 하는데, 무화기(330)의 중심부에 전극이 배치되면 무화기(330)가 생성한 에어로졸이 원활하게 배출되지 않을 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(340)은 무화기(330)의 외곽에 배치될 수 있다.
또한 무화기(330)가 생성한 에어로졸이 원활하게 배출되기 위하여, 지지체(360)는 무화기(330)의 외곽에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(340)이 무화기(330)의 일 면에 배치되고, 지지체(360)가 제1 전극(340)과 무화기(330)의 외곽을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
무화기(330)는 작동 시에 진동을 발생시키기 때문에, 자신이 발생한 진동에 의해 이동할 가능성이 있다. 무화기(330)가 진동에 의해 설계된 위치를 이탈하면, 무화기(330)가 에어로졸 생성 물질에 진동을 원활히 전달하기 어렵기 때문에 에어로졸 생성량이 감소되는 문제점이 발생할 수 있다.
이에 따라, 지지체(360)는 무화기(330)가 에어로졸 생성 장치(100)의 내부에서 자신의 진동에 의해 이동하는 것을 방지할 필요성이 있다. 한편 상술한 바와 같이 지지체(360)는 무화기(330)의 외곽을 둘러싸 지지하므로, 무화기(330)의 외곽이 지지체(360)가 지지하기 용이한 구조를 구비하는 것이 유리할 수 있다.
일 실시예에서, 에어로졸 생성 장치(100)의 무화기(330)는 제2 방향으로 연장하되, 외곽에 적어도 하나 이상의 모서리(330e)를 포함할 수 있다. 다시 말해, 모서리는 다각형의 면으로 구성된 다면체에서 면과 면이 만나는 선분을 의미하므로, 무화기(330)는 다면체일 수 있다. 또한 제2 방향을 따라 절단되는 무화기(330)의 단면은 다각형일 수 있다.
동일한 넓이를 가지는 다각형에 있어서, 다각형의 변의 개수가 증가하여 형태가 원에 가까워질수록 다각형의 전체 둘레는 작아진다. 이에 따라, 무화기(330)의 단면의 변의 개수가 작을수록 동일한 면적 대비 무화기(330)의 단면의 둘레가 커지고, 무화기(330)와 지지체(360)의 접촉 면적이 넓어져 지지체(360)가 무화기(330)를 더 안정적으로 지지할 수 있다.
예를 들어, 무화기(330)를 제2 방향으로 자른 무화기(330)의 단면은 사각형일 수 있다. 무화기(330)의 단면이 사각형인 경우, 무화기(330)의 단면이 원형인 경우보다 무화기(330)와 지지체(360)가 접촉하는 면적이 넓어질 수 있다. 이에 따라, 지지체(360)는 복잡한 구조를 구비하지 않고도 무화기(330)를 안정적으로 지지할 수 있다.
일 실시예에서, 무화기(330)의 일 면의 면적은 40 내지 90일 수 있다.
무화기(330)의 면적은 무화기(330)의 강도와 무화기(330)가 생성하는 에어로졸의 양에 비례할 수 있다. 무화기(330)의 일 면의 면적이 40미만일 경우, 무화기(330)가 생성하는 에어로졸의 양이 사용자가 흡연 만족감을 느끼기에 충분하지 못할 수 있다. 또한, 무화기(330)의 일 면의 면적이 40미만일 경우, 무화기(330)가 원활하게 작동하기 위한 강성을 구비하지 못하여, 무화기(330)가 자신의 진동에 의해 파쇄되는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 무화기(330)의 일 면의 면적이 90를 초과하는 경우, 무화기(330)의 크기가 과도하게 커져 사용자가 에어로졸 생성 장치(100)를 휴대하기 어려울 수 있다. 이에 따라, 무화기(330)의 일 면의 면적은 40 내지 90일 수 있다.
일 실시예에서, 무화기(330)의 두께는 0.5mm 내지 0.9mm일 수 있다. 여기에서, 무화기(330)의 두께는 제1 방향을 따라 무화기가 연장한 길이를 의미할 수 있다.
무화기(330)의 두께는 강도에 비례할 수 있다. 무화기(330)의 두께가 0.5mm 미만일 경우, 무화기(330)가 원활하게 작동하기 위한 강도를 구비하지 못하여, 무화기(330)가 자신의 진동에 의해 파쇄되는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 무화기(330)의 두께가 0.9mm를 초과할 경우, 무화기(330)의 진동이 어려워져 무화기(330)가 생성하는 에어로졸의 양이 감소할 수 있다. 이에 따라, 무화기(330)의 두께는 0.5mm 내지 0.9mm일 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 무화기(330)가 외곽에 적어도 하나 이상의 모서리를 포함하는 간단한 구조를 통해 무화기(330)가 진동에 의해 설계 위치를 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 1 내지 3에 도시된 실시예들의 구성 요소에 대한 동일한 도면 부호는 이하에서 실질적으로 동일한 구성요소를 의미할 수 있으며, 일 실시예에 대한 구성 요소는 다른 실시예들에도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 무화기를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)의 무화기(330)는 제1 주파수를 공진 주파수로 갖는 제1 부분(331) 및 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수를 공진 주파수로 갖는 제2 부분(332)를 포함할 수 있다.
무화기(330)는 공진 주파수에 대응되는 전기 신호를 인가 받아 진동하는데, 인가 받는 전기 신호의 진동수의 크기와 무화기(330)가 사용자에게 제공할 수 있는 에어로졸의 입자의 크기는 반비례할 수 있다. 이에 따라, 무화기(330)가 서로 다른 물리적 공진주파수를 갖는 제1 부분(331)과 제2 부분(332)을 포함할 경우, 사용자에게 다양한 형태의 에어로졸을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 부분(332)의 두께는 제1 부분(331)의 두께보다 클 수 있다. 공진 주파수는 무화기(330)가 최소의 임피던스 값을 가지는 주파수로서, 무화기(330)가 가지는 물리적인 특성에 의해 결정될 수 있다. 이에 따라, 제2 부분(332)의 두께는 제1 부분(331)의 두께보다 클 경우, 제2 부분(332)의 공진 주파수인 제2 주파수가 제1 부분(331)의 공진 주파수인 제1 주파수보다 작을 수 있다.
제1 부분(331)과 제2 부분(332)의 두께가 다를 경우, 제1 부분(331)의 일 면과 제2 부분(332)의 일 면이 나란하게 배치되지 않는다면 무화기(330)와 심지(320)가 원활하게 접촉하지 못할 수 있다. 이 경우, 심지(320)로부터 무화기(330)로의 에어로졸 생성 물질 공급이 저해되어 무화기(330)가 생성하는 에어로졸 생성 물질의 양이 감소할 수 있다.
일 실시예에서, 무화기(330)의 일 측(330o)에는 제1 부분(331)의 일 면과 제2 부분(332)의 일 면이 나란하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 부분(331)의 일 면과 제2 부분(332)의 일 면은 서로 동일한 평면 상에 위치할 수 있다. 또한 제1 부분(331)과 제2 부분(332)이 나란하게 배치된 무화기(330)의 일 측(330o)에는 심지(320)가 배치될 수 있다. 무화기(330)의 일 측(330o)에 심지(320)가 배치될 때에는 심지(320)의 표면이 무화기(330)의 일 측(330o)의 표면과 직접 접촉하거나, 심지(320)의 표면이 무화기(330)의 일 측(330o)의 표면에 인접하되 무화기(330)의 일 측(330o)의 표면으로부터 미세한 간격만큼 이격될 수 있다.
또한 무화기(330)의 일 측(330o)에 대향하는 무화기(330)의 타 측(330t)에는 제2 부분(332)과 제1 부분(331)에 의해 단차가 형성될 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 본체(200)와 카트리지(300)를 포함할 수 있다. 또한 본체(200)는 프로세서(220)를 포함할 수 있고, 카트리지(300)는 제1 부분(331) 및 제2 부분(332)을 포함하는 무화기(330)를 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 에어로졸 생성 장치(100)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서 도 5에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(100)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
프로세서(220)는 무화기(330)에 전기 신호를 인가함으로써 무화기(330)를 제어할 수 있다.
프로세서(220)가 무화기(330)에 제1 주파수를 갖는 전기 신호를 인가하면, 무화기(330)는 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸 입자를 생성하는 유연 모드(smoke mode)로 동작할 수 있다. 다시 말해, 프로세서(220)가 제1 부분(331)의 공진 주파수에 대응되는 주파수인 제1 주파수를 갖는 전기 신호를 무화기(330)에 인가하면, 무화기(330)는 유연 모드로 동작할 수 있다. 유연 모드는 에어로졸이 생성되고, 사용자에게 에어로졸이 흡입된 후 재 배출될 때 사용자가 가시적으로 에어로졸 입자를 확인할 수 있는 무화기(330)의 작동 상태를 의미할 수 있다.
또한 프로세서(220)가 무화기(330)에 제2 주파수를 갖는 전기 신호를 인가하면, 무화기(330)는 유연 모드에서 생성되는 에어로졸 입자의 크기보다 큰 크기를 갖는 무연 모드(smokeless mode)로 동작할 수 있다. 다시 말해, 프로세서(220)가 제2 부분(332)의 공진 주파수에 대응되는 주파수인 제2 주파수를 갖는 전기 신호를 무화기(330)에 인가하면 무화기(330)는 무연 모드로 동작할 수 있다.
무연 모드(smokeless mode)는 에어로졸이 생성되되, 에어로졸이 흡입된 후 재 배출될 때 사용자가 가시적으로 에어로졸 입자를 확인할 수 없는 무화기(330)의 작동 상태를 의미할 수 있다. 무연 모드를 사용할 경우, 배출되는 에어로졸이 가시적으로 확인되지 않으므로 사용자는 에어로졸을 흡입하여 흡연 만족감을 느끼면서, 타인에게 거부감을 불러일으키지 않을 수 있다.
예를 들어, 무화기(330)가 유연 모드로 동작하기 위하여 프로세서(220)가 인가하는 전기 신호의 제1 주파수는 3MHz 내지 3.5MHz이고, 무화기(330)가 무연 모드로 동작하기 위하여 프로세서(220)가 인가하는 전기 신호의 제2 주파수는 100kHz 내지 1MHz일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에서, 프로세서(220)는 무화기(330)의 제1 부분(331) 및 제2 부분(332) 중 어느 하나가 선택적으로 동작하도록 무화기(330)를 제어할 수 있다. 다시 말해, 제1 부분(331)과 제2 부분(332)은 서로 독립적으로 작동할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 전기 신호를 인가함으로써 제1 부분(331)만을 동작시키거나, 제2 부분(332)만을 동작시킬 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(220)는 무화기(330)의 제1 부분(331)과 제2 부분(332)이 함께 동작하도록 무화기(330)를 제어할 수 있다. 다시 말해, 제1 부분(331)과 제2 부분(332)은 서로 종속적으로 작동할 수 있다.
도 6은 무화기의 주파수와 임피던스의 관계를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 프로세서(220)로부터 인가되는 전기 신호의 주파수와 제1 부분(331) 및 제2 부분(332)이 수행하는 역할의 관계를 보다 상세히 알 수 있다.
도 6에서 가로축은 프로세서(220)로부터 무화기(330)에 인가되는 전기 신호의 주파수를 의미하며, 세로축은 무화기(330)의 임피던스를 의미한다. 또한 도 6에서 fr(610)은 무화기(330)의 제1 부분(331) 및 제2 부분(332) 중 어느 하나의 공진 주파수(resonance frequency)를 의미하며, fa는 무화기(330)의 제1 부분(331) 및 제2 부분(332) 중 어느 하나의 반공진 주파수 (antiresonance frequency)를 의미한다.
에어로졸 생성 물질은 점성을 갖는다. 이에 따라, 에어로졸 생성 물질을 진동시켜 원활하게 에어로졸을 생성하기 위해서는 에어로졸 생성 물질을 예열하여 에어로졸 생성 물질의 점성을 감소시킬 필요성이 있다.
무화기(330)에 공급된 전기 에너지의 일부는 무화기(330)를 진동시키는 것 외에 무화기(330)에 열을 발생시키는데, 진동 발생을 위해 소모되는 전기 에너지와 열 발생을 위해 소모되는 전기 에너지의 비율은 프로세서(220)로부터 인가되는 전기 신호의 주파수에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어, 프로세서(220)로부터 인가되는 전기 신호의 주파수가 공진 주파수에 가까울수록 임피던스 값이 감소하므로, 무화기(330)에 공급된 에너지의 대부분은 무화기(330)의 진동을 발생시키는 데 활용될 수 있다. 반면 프로세서(220)로부터 인가되는 전기 신호의 주파수가 공진 주파수로부터 멀어질수록 임피던스 값이 증가하므로, 무화기(330)에 공급된 에너지의 대부분이 무화기(330)에 열을 발생시키는 데 활용될 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(220)가 무화기(330)에 제1 주파수를 갖는 전기 신호를 인가하면, 제1 부분(331)은 진동함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하고, 제2 부분(332)은 발열함으로써 에어로졸 생성 물질에 열을 전달할 수 있다.
예를 들어, 도 6에서 fr(610)은 제1 부분(331)의 공진 주파수인 제1 주파수이고, 프로세서(220)는 무화기(330)가 유연 모드로 동작하도록 무화기(330)에 제1 주파수를 갖는 전기 신호를 인가할 수 있다. 이 경우, 제1 부분(331)에 공급된 전기 에너지의 대부분은 제1 부분(331)의 진동을 발생시키는 데 활용될 수 있다. 이에 따라, 제1 부분(331)은 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 기능을 수행할 수 있다. 또한 무화기(330)에 제1 주파수를 갖는 전기 신호가 인가되면, 제2 부분(332)에 공급된 전기 에너지의 대부분은 제2 부분(332)에 열을 발생시키는 데 활용될 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(220)가 무화기(330)에 제2 주파수를 갖는 전기 신호를 인가하면, 제2 부분(332)은 진동함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하고, 제1 부분(331)은 발열함으로써 에어로졸 생성 물질에 열을 전달할 수 있다.
예를 들어, 도 6에서 fr(610)은 제2 부분(332)의 공진 주파수인 제2 주파수이고, 프로세서(220)는 무화기(330)가 무연 모드로 동작하도록 무화기(330)에 제2 주파수를 갖는 전기 신호를 인가할 수 있다. 이 경우, 제2 부분(332)에 공급된 전기 에너지의 대부분은 제2 부분(332)의 진동을 발생시키는 데 활용될 수 있다. 이에 따라, 제2 부분(332)은 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 기능을 수행할 수 있다. 또한 무화기(330)에 제2 주파수를 갖는 전기 신호가 인가되면, 제1 부분(331)에 공급된 전기 에너지의 대부분은 제1 부분(331)에 열을 발생시키는 데 활용될 수 있다.
즉, 상술한 바와 같이, 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)의 제1 부분(331) 및 제2 (332) 부분은 인가되는 전기 신호의 주파수에 따라 어느 하나가 에어로졸 생성 물질을 예열하고, 다른 하나가 에어로졸 생성 물질을 진동시켜 에어로졸을 생성할 수 있다. 이에 따라, 에어로졸 생성 장치(100)는 사용자에게 풍부한 양의 에어로졸을 제공할 수 있어 사용자에게 흡연 만족감을 제공할 수 있다.
도 7은 도 5에 도시된 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
도 7을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 프로세서(220), 통신 모듈(230) 및 무화기(330)를 포함할 수 있다.
통신 모듈(230)은 에어로졸 생성 장치(100)의 사용자의 위치 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(230)은 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, Wi-Fi(Wireless Fidelity) 등의 근거리 통신을 수행할 수 있는 모듈이나, GPS 위성과의 통신을 통해 현자 사용자의 위치 신호를 생성할 수 있는 위성 통신 모듈 등을 의미할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
프로세서(220)는 통신 모듈(230)로부터 획득된 위치 정보에 기초하여 무화기(330)가 유연 모드 및 무연 모드 중 어느 하나의 모드로 동작하도록 무화기(330)를 제어할 수 있다.
무연 모드는 사용자에게 흡연 만족감을 부여하되, 배출되는 에어로졸이 가시적으로 확인되지 않으므로 사용자가 실내에 있을 때 유용하게 활용될 수 있다. 이에 따라, 사용자의 위치에 따라 에어로졸 생성 장치(100)가 무화기(330)의 작동 모드를 변경한다면 사용자에게 편리함을 제공할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(100)는 무화기(330)의 작동 모드를 자동적으로 변경하게 하는 자동작동모드와, 사용자가 수동으로 무화기(330)의 작동 모드를 선택할 수 있는 수동작동모드를 설정하기 위한 인터페이스(예: 디스플레이의 선택 메뉴, 선택 스위치나 버튼 등)를 사용자에게 제공할 수 있다.
프로세서(220)는 통신 모듈(230)로부터 획득된 위치 정보에 기초하여 사용자의 위치가 실내인지 판단할 수 있다.
일 예로서, 통신 모듈(230)은 Wi-Fi 통신 방법을 활용하여 AP(Access Point) 위치 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(220)는 AP 위치 정보에 기초하여 사용자의 위치가 실내인지를 판단할 수 있다. 여기서, AP 위치 정보에는 Wi-fi 통신망을 통해 접속된 AP의 위치 좌표 정보 또는 접속된 AP를 식별하는 AP 식별 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 AP 위치 정보에 포함된 AP의 위치 좌표 정보에 기초하여 사용자의 위치가 실내인지를 판단할 수 있다. 다른 예를 들어, 프로세서(220)는 통신 모듈(230)이 AP 위치 정보를 획득하는 경우, 사용자의 위치를 실내라고 판단하고, 프로세서(220)는 통신 모듈(230)이 어떠한 AP 정보도 획득하지 못하는 경우, 사용자의 위치를 실외라고 판단할 수 있다.
다른 예로서, 통신 모듈(230)은 사용자의 GPS 좌표 정보를 획득하고, 프로세서(220)는 통신 모듈(230)이 획득한 GPS 좌표 정보에 기초하여 사용자의 위치가 실내인지 판단할 수 있다.
프로세서(220)는 사용자의 위치가 실내인 경우, 무화기(330)가 무연 모드로 동작하도록 무화기(330)에 제2 주파수를 갖는 전기 신호를 인가할 수 있다.
상술한 바와 같이, 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 사용자의 위치에 따라 무화기(330)의 작동 모드가 변경될 수 있으므로, 사용자가 위치한 장소에 맞추어 사용자가 편리하게 에어로졸을 흡입할 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 200: 본체
210: 배터리 220: 프로세서
230: 통신 모듈 300: 카트리지
310: 저장조 310a: 배출공
320: 심지 321: 제1 심지
322: 제2 심지 330: 무화기
330e: 모서리 330o: 무화기의 일 측
330t: 무화기의 타 측 331: 제1 부분
332: 제2 부분 340: 제1 전극
350: 제2 전극 360: 지지체
370: 배출 통로 610: fr

Claims (15)

  1. 에어로졸 생성 물질을 수용하는 저장조;
    상기 저장조의 상기 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 심지;
    진동함으로써 상기 심지에 흡수된 상기 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 무화기; 및
    상기 무화기에 전기 신호를 인가함으로써 상기 무화기를 제어하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 무화기는 상기 저장조에서 상기 심지를 향하는 방향과 교차하는 방향으로 연장하고, 외곽에 적어도 하나 이상의 모서리를 포함하고,
    상기 무화기는 제1 주파수를 공진 주파수로 갖는 제1 부분과, 상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수를 공진 주파수로 갖는 제2 부분을 더 포함하고,
    상기 무화기의 일 측에는 상기 제1 부분의 일 면과 상기 제2 부분의 일 면이 나란하게 배치되고,
    상기 무화기의 상기 일 측에 대향하는 상기 무화기의 타 측에는 상기 제2 부분과 상기 제1 부분에 의해 단차가 형성된, 에어로졸 생성 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 무화기의 상기 모서리와 접하도록 배치되어 상기 무화기를 지지하는 지지체;를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 무화기의 일 면의 면적은 40 내지 90인, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 무화기의 두께는 0.5mm 내지 0.9mm인, 에어로졸 생성 장치.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 부분의 두께는 상기 제1 부분의 두께보다 큰, 에어로졸 생성 장치.
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 무화기의 상기 일 측에는 상기 심지가 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 중 어느 하나가 선택적으로 동작하도록 상기 무화기를 제어하는, 에어로졸 생성 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 부분과 상기 제2 부분이 함께 동작하도록 상기 무화기를 제어하는, 에어로졸 생성 장치.
  11. 에어로졸 생성 물질을 수용하는 저장조;
    상기 저장조의 상기 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 심지;
    진동함으로써 상기 심지에 흡수된 상기 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 무화기; 및
    상기 무화기에 전기 신호를 인가함으로써 상기 무화기를 제어하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 무화기는 상기 저장조에서 상기 심지를 향하는 방향과 교차하는 방향으로 연장하고, 외곽에 적어도 하나 이상의 모서리를 포함하고,
    상기 무화기는 제1 주파수를 공진 주파수로 갖는 제1 부분과, 상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수를 공진 주파수로 갖는 제2 부분을 더 포함하고,
    상기 프로세서가 상기 무화기에 상기 제1 주파수를 갖는 상기 전기 신호를 인가하면, 상기 무화기는 상기 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸 입자를 생성하는 유연 모드로 동작하고,
    상기 프로세서가 상기 무화기에 상기 제2 주파수를 갖는 상기 전기 신호를 인가하면, 상기 무화기는 상기 유연 모드에서 생성되는 에어로졸 입자의 크기보다 큰 크기를 갖는 에어로졸 입자를 생성하는 무연 모드로 동작하고,
    사용자의 위치 정보를 획득하는 통신 모듈;을 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 통신 모듈로부터 획득된 상기 위치 정보에 기초하여 상기 유연 모드 및 상기 무연 모드 중 어느 하나의 모드로 상기 무화기가 동작하도록 상기 무화기를 제어하는, 에어로졸 생성 장치.
  12. 제1 항 내지 제4 항, 제6 항, 및 제8 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서가 상기 무화기에 상기 제1 주파수를 갖는 상기 전기 신호를 인가하면,
    상기 제1 부분은 진동함으로써 상기 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하고,
    상기 제2 부분은 발열함으로써 상기 에어로졸 생성 물질에 열을 전달하는, 에어로졸 생성 장치.
  13. 제1 항 내지 제4 항, 제6 항, 및 제8 항 내지 제11 항 중 어느 한 항 에 있어서,
    상기 프로세서가 상기 무화기에 상기 제2 주파수를 갖는 상기 전기 신호를 인가하면,
    상기 제2 부분은 진동함으로써 상기 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하고,
    상기 제1 부분은 발열함으로써 상기 에어로졸 생성 물질에 열을 전달하는, 에어로졸 생성 장치.
  14. 삭제
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 통신 모듈로부터 획득된 상기 위치 정보에 기초하여 상기 사용자의 위치가 실내인지 판단하고, 상기 사용자의 위치가 실내인 경우 상기 무화기가 상기 무연 모드로 동작하도록 상기 무화기에 상기 제2 주파수를 갖는 상기 전기 신호를 인가하는, 에어로졸 생성 장치.
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