KR20180070436A - 에어로졸 생성 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20180070436A
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KR
South Korea
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cigarette
heater
battery
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KR1020170077586A
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이장욱
한정호
임헌일
이종섭
한대남
윤진영
김영래
장지수
임왕섭
이문봉
주성호
Original Assignee
주식회사 케이티앤지
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Abstract

일 실시예에 따른 에어로졸 생성 시스템은 궐련을 가열함으로써 에어로졸을 생성하는 홀더; 및 상기 홀더가 삽입되는 내부 공간을 포함하는 크래들;을 포함하고, 상기 홀더는 상기 크래들의 상기 내부 공간에 삽입된 후 틸트(tilt)되어 상기 에어로졸을 생성한다.

Description

에어로졸 생성 방법 및 장치 {Method and apparatus for generating generating aerosols}
에어로졸 생성 방법 및 장치에 관한다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
에어로졸 생성 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 또한, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다. 해결하려는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
일 측면에 따른 에어로졸 생성 시스템은, 궐련을 가열함으로써 에어로졸을 생성하는 홀더; 및 상기 홀더가 삽입되는 내부 공간을 포함하는 크래들;을 포함하고, 상기 홀더가 상기 크래들의 상기 내부 공간에 삽입된 후 틸트(tilt)되어 상기 에어로졸을 생성한다.
다른 측면에 따른 홀더에 삽입되는 궐련은, 복수의 담배 가닥들을 포함하는 담배 로드; 중공을 포함하는 제 1 필터 세그먼트; 상기 생성된 에어로졸을 냉각하는 냉각 구조물; 및 제 2 필터 세그먼트;를 포함한다.
도 1은 에어로졸 생성 장치의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 2a 및 도 2b는 홀더의 일 예를 여러 측면에서 도시한 도면들이다.
도 3은 크래들의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 4a 및 도 4b는 크래들의 일 예를 여러 측면에서 도시한 도면들이다.
도 5는 홀더가 크래들에 삽입되는 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 홀더가 크래들에 삽입된 상태에서 틸트되는 일 예를 도시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7b는 홀더가 크래들에 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 8은 홀더 및 크래들이 동작하는 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 홀더가 동작하는 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 크래들이 동작하는 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 홀더에 궐련이 삽입된 일 예를 도시한 도면이다.
도 12a 및 12b는 궐련의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 13a 내지 도 13f는 궐련의 냉각 구조물의 예들을 도시한 도면들이다.
실시 예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”, “…모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 에어로졸 생성 장치의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)(이하, '홀더'라고 함)는 배터리(110), 제어부(120) 및 히터(130)를 포함한다. 또한, 홀더(1)는 케이스(140)에 의하여 형성된 내부 공간을 포함한다. 홀더(1)의 내부 공간에는 궐련이 삽입될 수 있다.
도 1에 도시된 홀더(1)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 홀더(1)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
궐련이 홀더(1)에 삽입되면, 홀더(1)는 히터(130)를 가열한다. 궐련 내의 에어로졸 생성 물질은 가열된 히터(130)에 의하여 온도가 상승하고, 이에 따라 에어로졸이 생성된다. 생성된 에어로졸은 궐련의 필터를 통하여 사용자에게 전달된다. 다만, 궐련이 홀더(1)에 삽입되지 않은 경우에도 홀더(1)는 히터(130)를 가열할 수 있다.
케이스(140)는 홀더(1)에서 분리될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 케이스(140)를 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 돌림으로써, 케이스(140)는 홀더(1)에서 분리될 수 있다.
또한, 케이스(140)의 말단(141)이 형성하는 구멍의 직경은 케이스(140)와 히터(130)에 의하여 형성된 공간의 직경에 비하여 작게 제작될 수 있고, 이 경우 홀더(1)에 삽입되는 궐련의 가이드 역할을 수행할 수 있다.
배터리(110)는 홀더(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(110)는 히터(130)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(120)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(110)는 홀더(1)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
배터리(110)는 리튬인산철(LiFePO4) 배터리일 수 있으나, 상술한 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 배터리(110)는 산화 리튬 코발트(LiCoO2) 배터리, 리튬 티탄산염 배터리 등이 해당될 수 있다.
또한, 배터리(110)는 직경이 10mm이고, 길이가 37mm인 원기둥의 형상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 배터리(110)의 용량은 120mAh 이상 일 수 있고, 충전이 가능한 배터리 이거나 일회용 배터리 일 수 있다. 예를 들어, 배터리(110)가 충전이 가능한 경우, 배터리(110)의 충전율(C-rate)은 10C, 방전율(C-rate)는 16C 내지 20C 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 안정적인 사용을 위하여, 배터리(110)는 충/방전이 8000회 진행된 경우에도, 전체 용량의 80% 이상이 확보될 수 있도록 제작될 수 있다.
여기에서, 배터리(110)의 완전 충전 및 완전 방전 여부는, 배터리(110)에 저장된 전력이 배터리(110)의 전체 용량 대비 어느 수준인가에 의하여 판단될 수 있다. 예를 들어, 배터리(110)에 저장된 전력이 전체 용량의 95% 이상인 경우에, 배터리(110)가 완전 충전되었다고 판단될 수 있다. 또한, 배터리(110)에 저장된 전력이 전체 용량의 10% 이하인 경우에, 배터리(110)가 완전 방전되었다고 판단될 수 있다. 그러나, 배터리(110)의 완전 충전 및 완전 방전 여부에 대한 판단 기준은 상술한 예에 한정되지 않는다.
히터(130)는 배터리(110)로부터 공급된 전력에 의하여 가열된다. 궐련이 홀더(1)에 삽입되면, 히터(130)는 궐련의 내부에 위치한다. 따라서, 가열된 히터(130)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(130)는 원기둥과 원뿔이 조합된 형상일 수 있다. 예를 들어, 히터(130)는 직경이 약 2mm, 길이가 약 23mm인 원기둥 형상을 갖고, 히터(130)의 말단(131)은 예각으로 마감될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 히터(130)는 궐련의 내부에 삽입될 수 있는 형태라면 제한 없이 해당될 수 있다. 또한, 히터(130)는 일부 부분만 가열될 수도 있다. 예를 들어, 히터(130)의 길이가 23mm라고 가정하면, 히터(130)의 말단(131)으로부터 12mm만 가열되고, 히터(130)의 나머지 부분은 가열되지 않을 수도 있다.
히터(130)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(130)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(130)가 가열될 수 있다.
안정적인 사용을 위하여, 히터(130)에는 3.2 V, 2.4 A, 8 W의 규격에 따른 전력이 공급될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 히터(130)에 전력이 공급되는 경우, 히터(130)의 표면 온도는 400℃ 이상으로 상승할 수 있다. 히터(130)에 전력이 공급되기 시작한 때부터 15초가 초과되기 이전에 히터(130)의 표면 온도는 약 350℃까지 상승할 수 있다.
홀더(1)에는 별도의 온도 감지 센서가 구비될 수 있다. 또는, 홀더(1)에 온도 감지 센서가 구비되지 않고, 히터(130)가 온도 감지 센서의 역할을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 히터(130)에는 발열을 위한 제 1 전기 전도성 트랙 이외에 온도 감지를 위한 제 2 전기 전도성 트랙이 더 포함될 수 있다.
예를 들어, 제 2 전기 전도성 트랙에 걸리는 전압 및 제 2 전기 전도성 트랙에 흐르는 전류가 측정되면, 저항(R)이 결정될 수 있다. 이 때, 아래의 수학식 1에 의하여 제 2 전기 전도성 트랙의 온도(T)가 결정될 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서, R은 제 2 전기 전도성 트랙의 현재 저항 값을 의미하고, R0는 온도 T0(예를 들어, 0℃)에서의 저항 값을 의미하고, α는 제 2 전기 전도성 트랙의 저항 온도 계수를 의미한다. 전도성 물질(예를 들어, 금속)은 고유의 저항 온도 계수를 갖고 있는바, 제 2 전기 전도성 트랙을 구성하는 전도성 물질에 따라 α는 미리 결정될 수 있다. 따라서, 제 2 전기 전도성 트랙의 저항(R)이 결정되는 경우, 상기 수학식 1에 의하여 제 2 전기 전도성 트랙의 온도(T)가 연산될 수 있다.
히터(130)는 적어도 하나의 전기 전도성 트랙(제 1 전기 전도성 트랙 및 제 2 전기 전도성 트랙)으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 히터(130)는 2개의 제 1 전기 전도성 트랙 및 1개 또는 2개의 제 2 전기 전도성 트랙으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
전기 전도성 트랙은 전기 저항성 물질을 포함한다. 일 예로서, 전기 전도성 트랙은 금속 물질로 제작될 수 있다. 다른 예로서, 전기 전도성 트랙은 전기 전도성 세라믹 물질, 탄소, 금속 합금 또는 세라믹 물질과 금속의 합성 물질로 제작될 수 있다.
또한, 홀더(1)는 온도 감지 센서의 역할을 수행하는 전기 전도성 트랙 및 온도 감지 센서를 모두 포함할 수 있다.
제어부(120)는 홀더(1)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(120)는 배터리(110) 및 히터(130)뿐 만 아니라 홀더(1)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(120)는 홀더(1)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 홀더(1)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(120)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
예를 들어, 제어부(120)는 히터(130)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(120)는 히터(130)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(130)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 배터리(110)의 상태(예를 들어, 배터리(110)의 잔량 등)를 확인하고, 필요한 경우 알림 신호를 생성할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 사용자의 퍼프(puff)의 유무 및 퍼프의 강도를 확인할 수 있고, 퍼프의 수를 카운팅할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 홀더(1)가 작동하고 있는 시간을 계속하여 확인할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 후술할 크래들(2)이 홀더(1)와 결합되었는지 여부를 확인하고, 크래들(2)과 홀더(1)의 결합 또는 분리에 따라 홀더(1)의 동작을 제어할 수 있다.
한편, 홀더(1)는 배터리(110), 제어부(120) 및 히터(130) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 홀더(1)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 일 예로서, 홀더(1)에 디스플레이가 포함되는 경우, 제어부(120)는 디스플레이를 통하여, 사용자에게 홀더(1)의 상태에 대한 정보(예를 들어, 홀더의 사용 가능 여부 등), 히터(130)에 대한 정보(예를 들어, 예열 시작, 예열 진행, 예열 완료 등), 배터리(110)와 관련된 정보(예를 들어, 배터리(110)의 잔여 용량, 사용 가능 여부 등), 홀더(1)의 리셋과 관련된 정보(예를 들어, 리셋 시기, 리셋 진행, 리셋 완료 등), 홀더(1)의 청소와 관련된 정보(예를 들어, 청소 시기, 청소 필요, 청소 진행, 청소 완료 등), 홀더(1)의 충전과 관련된 정보(예를 들어, 충전 필요, 충전 진행, 충전 완료 등), 퍼프와 관련된 정보(예를 들어, 퍼프 횟수, 퍼프 종료 예고 등) 또는 안전과 관련된 정보(예를 들어, 사용시간 경과 등) 등을 전달 할 수 있다. 다른 예로서, 홀더(1)에 모터가 포함되는 경우, 제어부(120)는 모터를 이용하여 진동 신호를 생성함으로써, 사용자에게 상술한 정보들을 전달할 수 있다.
또한, 홀더(1)는 사용자가 홀더(1)의 기능을 제어할 수 있는 적어도 하나의 입력 장치(예를 들어, 버튼) 및/또는 크래들(2)과 결합되는 단자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 홀더(1)의 입력 장치를 이용하여 다양한 기능들을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 누르는 횟수(예를 들어, 1회, 2회 등) 또는 입력 장치를 누르고 있는 시간(예를 들어, 0.1초, 0.2초 등)을 조절함으로써, 홀더(1)의 복수의 기능들 중 원하는 기능을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 작동시킴에 따라, 홀더(1)는 히터(130)를 예열하는 기능, 히터(130)의 온도를 조절하는 기능, 궐련이 삽입되는 공간을 청소하는 기능, 홀더(1)가 작동 가능한 상태인지를 점검하는 기능, 배터리(110)의 잔량(가용 전력)을 표시하는 기능, 홀더(1)의 리셋 기능 등이 수행될 수 있다. 그러나, 홀더(1)의 기능은 상술한 예들에 한정되지 않는다.
또한, 홀더(1)는 퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서 및/또는 궐련 삽입 감지 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서는 일반적인 압력 센서에 의하여 구현될 수 있고, 궐련 삽입 감지 센서는 일반적인 정전용량형 센서 또는 저항 센서에 의하여 구현될 수 있다. 또한, 홀더(1)는 궐련이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입/유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 홀더의 일 예를 여러 측면에서 도시한 도면들이다.
도 2a는 홀더(1)를 제 1 방향에서 바라본 예를 도시한 도면이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 홀더(1)는 원통형으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 홀더(1)의 케이스(140)는 사용자의 동작에 의하여 분리될 수 있으며, 케이스(140)의 말단(141)으로 궐련이 삽입될 수 있다. 또한, 홀더(1)에는 사용자가 홀더(1)를 제어할 수 있는 버튼(150) 및 화면(image)이 출력되는 디스플레이(160)가 포함될 수 있다.
도 2b는 홀더(1)를 제 2 방향에서 바라본 예를 도시한 도면이다. 홀더(1)는 크래들(2)과 결합되는 단자(170)를 포함할 수 있다. 홀더(1)의 단자(170)가 크래들(2)의 단자(260)와 결합함으로써, 크래들(2)의 배터리(210)가 공급하는 전력에 의하여 홀더(1)의 배터리(110)가 충전될 수 있다. 또한, 단자(170)와 단자(260)를 통하여, 크래들(2)의 배터리(210)가 공급하는 전력에 의하여 홀더(1)가 동작할 수도 있고, 홀더(1)와 크래들(2)간에 통신(신호의 송수신)이 가능하다. 예를 들어, 단자(170)는 4개의 마이크로 핀(pin)들로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 3은 크래들의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 크래들(2)은 배터리(210) 및 제어부(220)를 포함한다. 또한, 크래들(2)은 홀더(1)가 삽입될 수 있는 내부 공간(230)을 포함한다. 예를 들어, 내부 공간(230)은 크래들(2)의 일 측면에 형성될 수 있다. 따라서, 크래들(2)이 별도의 뚜껑을 포함하지 않더라도 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입되고 고정될 수 있다.
도 3에 도시된 크래들(2)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 크래들(2)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
배터리(210)는 크래들(2)이 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 또한, 배터리(210)는 홀더(1)의 배터리(110)를 충전하는 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입되어 홀더(1)의 단자(170)와 크래들(2)의 단자(260)가 결합하는 경우, 크래들(2)의 배터리(210)는 홀더(1)의 배터리(110)에 전력을 공급할 수 있다.
또한, 홀더(1)와 크래들(2)이 결합된 경우, 배터리(210)는 홀더(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 홀더(1)의 단자(170)와 크래들(2)의 단자(260)가 결합되면, 홀더(1)의 배터리(110)가 방전되었는지 여부를 불문하고, 홀더(1)는 크래들(2)의 배터리(210)가 공급하는 전력을 이용하여 동작할 수 있다.
배터리(210) 종류의 예는 도 1을 참조하여 상술한 배터리(110)의 예와 동일할 수 있다. 배터리(210)의 용량은 배터리(110)의 용량보다 클 수 있고, 예를 들어 배터리(210)의 용량은 3000mAh 이상이 될 수 있다, 다만, 배터리(210)의 용량은 상술한 예에 한정되지 않는다.
제어부(220)는 크래들(2)의 동작을 전반적으로 제어한다. 제어부(220)는 크래들(2)의 모든 구성들의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(220)는 홀더(1)와 크래들(2)이 결합되었는지를 판단하고, 크래들(2)과 홀더(1)의 결합 또는 분리에 따라 크래들(2)의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 홀더(1)와 크래들(2)이 결합되면, 제어부(220)는 배터리(210)의 전력을 홀더(1)에 공급함으로써, 배터리(110)를 충전하거나 히터(130)를 가열시킬 수 있다. 따라서, 배터리(110)의 잔량이 적은 경우에도, 사용자는 홀더(1)와 크래들(2)을 결합하여 연속적으로 흡연할 수 있다.
제어부(120)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
한편, 크래들(2)은 배터리(210) 및 제어부(220) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 크래들(2)은 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 크래들(2)에 디스플레이가 포함되는 경우, 제어부(220)는 디스플레이에 표시될 신호를 생성함으로써, 사용자에게 배터리(220)(예를 들어, 배터리(220)의 잔여 용량, 사용 가능 여부 등)와 관련된 정보, 크래들(2)의 리셋(예를 들어, 리셋 시기, 리셋 진행, 리셋 완료 등)과 관련된 정보, 홀더(1)의 청소(예를 들어, 청소 시기, 청소 필요, 청소 진행, 청소 완료 등)와 관련된 정보, 크래들(2)의 충전(예를 들어, 충전 필요, 충전 진행, 충전 완료 등)과 관련된 정보 등을 전달 할 수 있다.
또한, 크래들(2)은 사용자가 크래들(2)의 기능을 제어할 수 있는 적어도 하나의 입력 장치(예를 들어, 버튼), 홀더(1)와 결합하는 단자(260) 및/또는 배터리(210)의 충전을 위한 인터페이스(예를 들어, USB 포트 등)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 사용자는 크래들(2)의 입력 장치를 이용하여 다양한 기능들을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 누르는 횟수 또는 입력 장치를 누르고 있는 시간을 조절함으로써, 크래들(2)의 복수의 기능들 중 원하는 기능을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 작동시킴에 따라, 크래들(2)은 홀더(1)의 히터(130)를 예열하는 기능, 홀더(1)의 히터(130)의 온도를 조절하는 기능, 홀더(1) 내의 궐련이 삽입되는 공간을 청소하는 기능, 크래들(2)이 작동 가능한 상태인지를 점검하는 기능, 크래들(2)의 배터리(210)의 잔량(가용 전력)을 표시하는 기능, 크래들(2)의 리셋 기능 등이 수행될 수 있다. 그러나, 크래들(2)의 기능은 상술한 예들에 한정되지 않는다.
도 4a 및 도 4b는 크래들의 일 예를 여러 측면에서 도시한 도면들이다.
도 4a는 크래들(2)을 제 1 방향에서 바라본 예를 도시한 도면이다. 크래들(2)의 일 측면에는 홀더(1)가 삽입될 수 있는 공간(230)이 있다. 또한, 크래들(2)이 뚜껑과 같은 별도의 고정 수단을 포함하지 않더라도 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입되고 고정될 수 있다. 또한, 크래들(2)에는 사용자가 크래들(2)를 제어할 수 있는 버튼(240) 및 화면(image)이 출력되는 디스플레이(250)가 포함될 수 있다.
도 4b는 크래들(2)을 제 2 방향에서 바라본 예를 도시한 도면이다. 크래들(2)에는 삽입된 홀더(1)와 결합되는 단자(260)를 포함할 수 있다. 단자(260)가 홀더(1)의 단자(170)와 결합함으로써, 크래들(2)의 배터리(210)가 공급하는 전력에 의하여 홀더(1)의 배터리(110)가 충전될 수 있다. 또한, 단자(170)와 단자(260)을 통하여, 크래들(2)의 배터리(210)가 공급하는 전력에 의하여 홀더(1)가 동작할 수도 있고, 홀더(1)와 크래들(2)간의 신호의 송수신이 가능하다. 예를 들어, 단자(260)는 4개의 마이크로 핀(pin)들로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 1 내지 도 4b를 참조하여 상술한 바와 같이, 홀더(1)는 크래들(2)의 내부 공간(230)에 삽입될 수 있다. 또한, 홀더(1)는 크래들(2)의 내부에 완전히 삽입될 수도 있고, 크래들(2)에 삽입된 상태에서 틸트(tilt)될 수도 있다. 이하, 도 5 내지 도 7b를 참조하여, 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입되는 예들을 설명한다.
도 5는 홀더가 크래들에 삽입되는 일 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입된 일 예가 도시되어 있다. 홀더(1)가 삽입될 공간(230)이 크래들(2)의 일 측면에 존재하므로, 삽입된 홀더(1)는 크래들(2)의 다른 측면들에 의하여 외부에 노출되지 않을 수 있다. 따라서, 크래들(2)은, 홀더(1)를 외부에 노출시키지 않기 위한 다른 구성(예를 들어, 뚜껑)을 포함하지 않을 수 있다.
크래들(2)에는 홀더(1)와의 결착 강도를 높이기 위하여 적어도 하나의 결착 부재(271, 272)가 포함될 수 있다. 또한, 홀더(1)에도 적어도 하나의 결착 부재(181)가 포함될 수 있다. 여기에서, 결착 부재(181, 271, 272)는 자석이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 도 5에는, 설명의 편의를 위하여, 홀더(1)가 하나의 결착 부재(181)를 포함하고, 크래들(2)이 두 개의 결착 부재들(271, 272)을 포함하는 것으로 도시하였으나, 결착 부재(181, 271, 272)의 수는 이에 한정되지 않는다.
홀더(1)는 제 1 위치에 결착 부재(181)를 포함할 수 있고, 크래들(2)은 제 2 위치 및 제 3 위치에 각각 결착 부재(271, 272)를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 위치와 제 3 위치는 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입되는 경우에 서로 마주보는 위치일 수 있다.
홀더(1) 및 크래들(2)에 결착 부재(181, 271, 272)가 포함됨에 따라, 홀더(1)가 크래들(2)의 일 측면에 삽입되더라도, 홀더(1)와 크래들(2)이 더욱 강하게 결착될 수 있다. 다시 말해, 홀더(1) 및 크래들(2)에 단자(170, 260) 이외에 결착 부재(181, 271, 272)가 더 포함됨에 따라, 홀더(1)와 크래들(2)이 더욱 강하게 결착될 수 있다. 따라서, 크래들(2)에 별도의 구성(예를 들어, 뚜껑)이 없더라도, 삽입된 홀더(1)가 크래들(2)로부터 쉽게 분리되지 않을 수 있다.
또한, 단자들(170, 260) 및/또는 결착 부재들(181, 271, 272)에 의하여 홀더(1)가 크래들(2)에 완전히 삽입되었다고 판단되면, 제어부(220)은 배터리(210)의 전력을 이용하여 홀더(1)의 배터리(110)를 충전할 수 있다.
도 6은 홀더가 크래들에 삽입된 상태에서 틸트되는 일 예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 홀더(1)가 크래들(2)의 내부에서 틸트되어 있다. 여기에서, 틸트는 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입된 상태에서 일정 각도로 기울여지는 것을 의미한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 홀더(1)가 크래들(2)에 완전히 삽입되는 경우, 사용자는 흡연을 할 수 없다. 다시 말해, 홀더(1)가 크래들(2)에 완전히 삽입되면, 홀더(1)에 궐련이 삽입될 수 없다. 따라서, 홀더(1)가 크래들(2)에 완전히 삽입된 상태에서는 사용자가 흡연을 할 수 없다.
도 6에 도시된 바와 같이, 홀더(1)가 틸트되면, 홀더(1)의 말단(141)이 외부로 노출된다. 따라서, 사용자는 말단(141)에 궐련을 삽입하고, 생성된 에어로졸을 흡입(흡연)할 수 있다. 틸트 각(θ)은 궐련이 홀더(1)의 말단(141)에 삽입될 때, 궐련이 꺽이거나 훼손되지 않을 수 있도록 충분한 각도가 확보될 수 있다. 예를 들어, 홀더(1)는 말단(141)에 포함된 궐련 삽입 구멍 전체가 외부로 노출될 수 있는 만큼 틸트될 수 있다. 예를 들어, 틸트 각(θ)의 범위는 0°초과 180°이하가 될 수 있고, 바람직하게는 10°이상 90°이하가 될 수 있다. 더 바람직하게는, 틸트 각(θ)의 범위는 10°이상 20°이하, 10°이상 30°이하, 10°이상 40°이하, 10°이상 50°이하, 또는 10°이상 60°이하가 될 수 있다.
또한, 홀더(1)가 틸트되더라도, 홀더(1)의 단자(170)와 크래들(2)의 단자(260)는 서로 결합되어 있다. 따라서, 홀더(1)의 히터(130)는 크래들(2)의 배터리(210)가 공급하는 전력에 의하여 가열될 수 있다. 따라서, 홀더(1)의 배터리(110)의 잔량이 적거나 없는 경우에도, 홀더(1)는 크래들(2)의 배터리(210)를 이용하여 에어로졸을 생성할 수 있다.
도 6에는 홀더(1)가 하나의 결착 부재(182)를 포함하고, 크래들(2)이 두 개의 결착 부재들(273, 274)을 포함하는 예가 도시되어 있다. 예를 들어, 결착 부재들(182, 273, 274) 각각의 위치는 도 5를 참조하여 상술한 바와 같다. 만약, 결착 부재들(182, 273, 274)이 자석이라고 가정하면, 결착 부재(274)의 자석 강도가 결착 부재(273)의 자석 강도보다 클 수 있다. 따라서, 홀더(1)가 틸트되더라도, 결착 부재(182) 및 결착 부재(274)에 의하여, 홀더(1)는 크래들(2)과 완전히 분리되지 않을 수 있다.
또한, 단자들(170, 260) 및/또는 결착 부재들(182, 273, 274)에 의하여 홀더(1)가 틸트되었다고 판단되면, 제어부(220)은 배터리(210)의 전력을 이용하여, 홀더(1)의 히터(130)를 가열하거나, 배터리(110)를 충전할 수 있다.
도 7a 내지 도 7b는 홀더가 크래들에 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 7a에는 홀더(1)가 크래들(2)에 완전히 삽입된 예가 도시되어 있다. 홀더(1)가 크래들(2)에 완전히 삽입되는 경우, 사용자가 홀더(1)에 접촉하는 것을 최소화하기 위하여, 크래들(2)의 내부 공간(230)이 충분히 확보되도록 제작될 수 있다. 홀더(1)가 크래들(2)에 완전히 삽입되면, 제어부(220)는, 홀더(1)의 배터리(110)가 충전될 수 있도록, 배터리(210)의 전력을 홀더(1)에 공급한다.
도 7b에는 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입된 상태에서 틸트된 예가 도시되어 있다. 홀더(1)가 틸트되면, 제어부(220)는, 홀더(1)의 배터리(110)가 충전되거나, 홀더(1)의 히터(130)가 가열될 수 있도록, 배터리(210)의 전력을 홀더(1)에 공급한다.
도 8은 홀더 및 크래들이 동작하는 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8에 도시된 에어로졸을 생성하는 방법은 도 1에 도시된 홀더(1) 또는 도 3에 도시된 크래들(2)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 도 1에 도시된 홀더(1) 및 도 3에 도시된 크래들(2)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 8의 방법에도 적용됨을 알 수 있다.
810 단계에서, 홀더(1)는 크래들(2)에 삽입되었는지 여부를 판단한다. 예를 들어, 제어부(120)는 홀더(1) 및 크래들(2)의 단자들(170, 260)이 서로 연결되었는지 및/또는 결착 부재들(181, 271, 272)이 동작하는지에 따라 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입되었는지 여부를 판단할 수 있다.
홀더(1)가 크래들(2)에 삽입된 경우에는 820 단계로 진행하고, 홀더(1)가 크래들(2)가 분리된 경우에는 830 단계로 진행한다.
820 단계에서, 크래들(2)은 홀더(1)가 틸트되었는지 여부를 판단한다. 예를 들어, 제어부(220)는 홀더(1) 및 크래들(2)의 단자들(170, 260)이 서로 연결되었는지 및/또는 결착 부재들(182, 273, 274)이 동작하는지에 따라 홀더(1)가 틸트되었는지 여부를 판단할 수 있다.
820 단계에서는 크래들(2)이 홀더(1)의 틸트 여부를 판단하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 홀더(1)의 틸트 여부는 홀더(1)의 제어부(120)에 의하여 판단될 수도 있다.
홀더(1)가 틸트된 경우에는 840 단계로 진행하고, 홀더(1)가 틸트되지 않은 경우(즉, 홀더(1)가 크래들(2)에 완전히 삽입된 경우)에는 870 단계로 진행한다.
830 단계에서, 홀더(1)는 홀더(1)의 사용 조건을 만족하는지 여부를 판단한다. 예를 들어, 제어부(120)는 배터리(110)의 잔량 및 홀더(1)의 다른 구성들이 정상적으로 동작할 수 있는지를 체크함으로써 사용 조건이 만족되었는지 여부를 판단할 수 있다.
홀더(1)의 사용 조건이 만족된 경우에는 840 단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우에는 절차를 종료한다.
840 단계에서, 홀더(1)는 사용자에게 사용 가능 상태임을 알린다. 예를 들어, 제어부(120)는 홀더(1)의 디스플레이에 사용 가능함을 알리는 화면(image)을 출력할 수도 있고, 홀더(1)의 모터를 제어하여 진동 신호를 생성할 수도 있다.
850 단계에서, 히터(130)가 가열된다. 일 예로서, 홀더(1)가 크래들(2)로부터 분리된 경우, 홀더(1)의 배터리(110)의 전력에 의하여 히터(130)가 가열될 수 있다. 다른 예로서, 홀더(1)가 틸트된 경우, 크래들(2)의 배터리(210)의 전력에 의하여 히터(130)가 가열될 수 있다.
홀더(1)의 제어부(120) 또는 크래들(2)의 제어부(220)는 히터(130)의 온도를 실시간으로 확인하여 히터(130)에 공급되는 전력의 양 및 히터(130)에 전력이 공급되는 시간을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120, 220)는 홀더(1)에 포함된 온도 감지 센서 또는 히터(130)의 전기 전도성 트랙을 통하여 히터(130)의 온도를 실시간으로 확인할 수 있다.
860 단계에서, 홀더(1)는 에어로졸 생성 기작(mechanism)을 수행한다. 예를 들어, 제어부(120, 220)는 사용자가 퍼프를 수행함에 따라 변하는 히터(130)의 온도를 확인하여 히터(130)에 공급되는 전력의 양을 조절하거나 히터(130)에 전력의 공급을 중단할 수 있다. 또한, 제어부(120, 220)는 사용자의 퍼프 횟수를 카운팅할 수 있고, 일정한 퍼프 횟수(예를 들어, 1500회)에 도달하면 홀더의 청소가 필요함을 알리는 정보를 출력할 수 있다.
870 단계에서, 크래들(2)은 홀더(1)의 충전을 수행한다. 예를 들어, 제어부(220)는 크래들(2)의 배터리(210) 전력을 홀더(1)의 배터리(110)에 공급함으로써 홀더(1)를 충전시킬 수 있다.
한편, 제어부(120, 220)는 사용자의 퍼프 횟수 또는 홀더(1)의 동작 시간에 따라 홀더(1)의 동작을 정지시킬 수도 있다. 이하, 도 9를 참조하여, 제어부(120, 220)가 홀더(1)의 동작을 정지시키는 일 예를 설명한다.
도 9는 홀더가 동작하는 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9에 도시된 에어로졸을 생성하는 방법은 도 1에 도시된 홀더(1) 및 도 3에서 도시된 크래들(2)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 도 1에 도시된 홀더(1) 또는 도 3에 도시된 크래들(2)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 9의 방법에도 적용됨을 알 수 있다.
910 단계에서, 제어부(120, 220)는 사용자가 퍼프하였는지 여부를 판단한다. 예를 들어, 제어부(120, 220)는 홀더(1)에 포함된 퍼프 감지 센서를 통하여 사용자가 퍼프하였는지를 판단할 수 있다.
920 단계에서, 사용자의 퍼프에 따라 에어로졸이 생성된다. 제어부(120, 220)가 사용자의 퍼프 및 히터(130)의 온도에 따라 히터(130)에 공급되는 전력을 조절할 수 있음은 도 8을 참조하여 상술한 바와 같다. 또한, 제어부(120, 220)는 사용자의 퍼프 횟수를 카운팅한다.
930 단계에서, 제어부(120, 220)는 사용자의 퍼프 횟수가 퍼프 제한 횟수 이상인지 여부를 판단한다. 예를 들어, 퍼프 제한 횟수가 14회로 설정되었다고 가정하면, 제어부(120, 220)는 카운팅된 퍼프 횟수가 14회 이상인지 여부를 판단한다.
한편, 사용자의 퍼프 횟수가 퍼프 제한 횟수에 근접한 경우(예를 들어, 사용자의 퍼프 횟수가 12회인 경우), 제어부(120, 220)는 디스플레이 또는 진동 모터를 통하여 경고 신호를 출력할 수 있다.
만약, 사용자의 퍼프 횟수가 퍼프 제한 횟수 이상인 경우에는 950 단계로 진행하고, 사용자의 퍼프 횟수가 퍼프 제한 횟수보다 적을 경우에는 940 단계로 진행한다.
940 단계에서, 제어부(120, 220)는 홀더(1)가 동작한 시간이 동작 제한 시간 이상인지 여부를 판단한다. 여기에서, 홀더(1)가 동작한 시간은 홀더가 동작을 시작한 시점부터 현재까지 누적된 시간을 의미한다. 예를 들어, 동작 제한 시간이 10분으로 설정되었다고 가정하면, 제어부(120, 220)는 홀더(1)가 10분 이상 동작하고 있는지를 판단한다.
한편, 홀더(1)의 동작 시간이 동작 제한 시간에 근접한 경우(예를 들어, 홀더(1)가 8분 동안 동작하고 있는 경우), 제어부(120, 220)는 디스플레이 또는 진동 모터를 통하여 경고 신호를 출력할 수 있다.
만약, 홀더(1)가 동작 제한 시간 이상으로 동작하고 있는 경우에는 950 단계로 진행하고, 홀더(1)의 동작 시간이 동작 제한 시간보다 적은 경우에는 920 단계로 진행한다.
950 단계에서, 제어부(120, 220)는 홀더의 동작을 강제 종료한다. 다시 말해, 제어부(120, 220)는 홀더의 에어로졸 생성 기작을 중지시킨다. 예를 들어, 제어부(120, 220)는 히터(130)에 공급되는 전력을 차단함으로써, 홀더의 동작을 강제 종료할 수 있다.
도 10은 크래들이 동작하는 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10에 도시된 흐름도는 도 3에 도시된 크래들(2)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 도 3에 도시된 크래들(2)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 10의 흐름도에도 적용됨을 알 수 있다.
도 10에는 도시되지 않았으나, 이하에서 설명할 크래들(2)의 동작은, 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입되었는지 여부를 불문하고 수행될 수 있다.
1010 단계에서, 크래들(2)의 제어부(220)는 버튼(240)이 눌려졌는지 여부를 판단한다. 만약, 버튼(240)이 눌려진 경우에는 1020 단계로 진행하고, 버튼(240)이 눌려지지 않은 경우에는 1030 단계로 진행한다.
1020 단계에서, 크래들(2)은 배터리의 상태를 표시한다. 예를 들어, 제어부(220)는 배터리(210)의 현재 상태(예를 들어, 잔량량 등)에 대한 정보를 디스플레이(250)에 출력할 수 있다.
1030 단계에서, 크래들(2)의 제어부(220)는 크래들(2)에 케이블이 연결되었는지 여부를 판단한다. 예를 들어, 제어부(220)는 크래들(2)에 포함된 인터페이스(예를 들어, USB 포트 등)에 케이블이 연결되었는지 여부를 판단한다. 만약, 크래들(2)에 케이블이 연결된 경우에는 1040 단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우에는 절차를 종료한다.
1040 단계에서, 크래들(2)은 충전 동작을 수행한다. 예를 들어, 크래들(2)은 연결된 케이블을 통하여 공급되는 전력을 이용하여 배터리(210)를 충전한다.
도 1을 참조하여 상술한 바와 같이, 홀더(1)에는 궐련이 삽입될 수 있다. 궐련은 에어로졸 생성 물질을 포함하고, 가열된 히터(130)에 의하여 에어로졸이 생성된다.
이하, 도 11 내지 도 13f를 참조하여, 홀더(1)에 삽입될 수 있는 궐련의 예를 설명한다.
도 11은 홀더에 궐련이 삽입된 일 예를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 궐련(3)은 케이스(140)의 말단(141)을 통하여 홀더(1)에 삽입될 수 있다. 궐련(3)이 삽입되면, 히터(130)는 궐련(3)의 내부에 위치된다. 따라서, 가열된 히터(130)에 의하여 궐련(3)의 에어로졸 생성 물질이 가열되고, 이에 따라 에어로졸이 생성된다.
궐련(3)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(3)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분(310)과 필터 등을 포함하는 제 2 부분(320)으로 구분될 수 있다. 한편, 일 실시예에 따른 궐련(3)은 제 2 부분(320)에 에어로졸 생성 물질을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만든 에어로졸 생성 물질이 제 2 부분(320)에 삽입될 수도 있다.
홀더(1)의 내부에는 제 1 부분(310) 전체가 삽입되고, 제 2 부분(320)은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 홀더(1)의 내부에 제 1 부분(310)의 일부만 삽입될 수도 있고, 제 1 부분(310) 및 제 2 부분(320)의 일부가 삽입될 수도 있다.
사용자는 제 2 부분(320)을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기와 혼합되어 사용자의 입으로 전달된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 외부 공기는 궐련(3)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 유입(1110)될 수도 있고, 홀더(1)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입(1120)될 수도 있다. 예를 들어, 홀더(1)에 형성된 공기 통로는 사용자에 의하여 개폐될 수 있도록 제작될 수도 있다.
도 12a 및 도 12b는 궐련의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 궐련(3)은 담배 로드(310), 제 1 필터 세그먼트(321), 냉각 구조물(322) 및 제 2 필터 세그먼트(323)을 포함한다. 도 11을 참조하여 상술한 제 1 부분(310)은 담배 로드(310)를 포함하고, 제 2 부분(320)은 제 1 필터 세그먼트(321), 냉각 구조물(322) 및 제 2 필터 세그먼트(323)을 포함한다.
한편, 도 12a와 도 12b를 비교하면, 도 12b의 궐련(3)은 도 12a의 궐련(3)에 비하여 제 4 래퍼(334)를 더 포함한다.
다만, 도 12a 및 도 12b에 도시된 궐련(3)의 구조는 일 예에 불과하며, 일부 구성이 생략될 수 있다. 예를 들어, 궐련(3)에는 제 1 필터 세그먼트(321), 냉각 구조물(322) 및 제 2 필터 세그먼트(323) 중 하나 이상이 포함되지 않을 수 있다.
담배 로드(310)는 에어로졸 생성 물질을 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 담배 로드(310)의 길이는 약 7mm 내지 15mm일 수 있거나, 바람직하게, 약 12mm가 될 수 있다. 담배 로드(310)의 길이는 전술한 수치범위에 한정되지 않는다.
또한, 담배 로드(310)는 풍미제, 습윤제 및/또는 아세테이트 화합물과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 예를 들어, 풍미제는 감초, 자당, 과당 시럽, 이소감미제(isosweet), 코코아, 라벤더, 시나몬, 카르다몸, 셀러리, 호로파, 카스카릴라, 백단, 베르가못, 제라늄, 벌꿀 에센스, 장미 오일, 바닐라, 레몬 오일, 오렌지 오일, 민트 오일, 계피, 케러웨이, 코냑, 자스민, 카모마일, 멘톨, 계피, 일랑일랑, 샐비어, 스피어민트, 생강, 고수 또는 커피 등을 포함할 수 있다. 또한, 습윤제는 글리세린 또는 프로필렌 글리콜 등을 포함할 수 있다.
일 예로서, 담배 로드(310)는 담배 각초들로 충전될 수 있다. 여기에서, 담배 각초들은 담배 시트를 잘게 분쇄함으로써 생성될 수 있다.
넓은 담배 시트가 좁은 공간의 담배 로드(310)에 채워지기 위해서는, 담배 시트가 용이하게 접힐 수 있도록 하는 공정이 추가적으로 요구된다. 따라서, 담배 로드(310)를 담배 시트로 충전하는 것에 비하여, 담배 로드(310)를 담배 각초들로 충전하는 것이 더 용이하며, 담배 로드(310)를 생산하는 공정의 생산성 및 효율이 더 높아질 수 있다.
다른 예로서, 담배 로드(310)는 담배 시트가 세절된 복수의 담배 가닥들로 충전될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(310)는 복수의 담배 가닥들이 서로 같은 방향(평행)으로 또는 무작위로 합쳐져서 형성될 수 있다. 하나의 담배 가닥은 가로 길이가 1 mm, 세로 길이가 12mm, 두께(높이)가 0.1 mm인 직육면체 형상으로 제조될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
담배 로드(310)가 담배 시트로 충전되는 것과 비교하여, 담배 가닥들로 충전된 담배 로드(310)는 더 많은 양의 에어로졸이 발생될 수 있다. 동일한 공간에 충전되는 것을 가정하면, 담배 시트에 비하여, 담배 가닥들이 더 넓은 표면적을 보장한다. 넓은 표면적은 에어로졸 생성 물질이 외부 공기와 접촉하는 기회가 더 많음을 의미한다. 따라서, 담배 로드(310)가 담배 가닥들로 충전될 경우, 담배 시트로 충전된 것에 비하여 더 많은 에어로졸이 생성될 수 있다.
또한, 궐련(3)을 홀더(1)에서 분리할 때, 담배 가닥들로 충전된 담배 로드(310)가 담배 시트로 충전된 것에 비하여 보다 더 용이하게 분리될 수 있다. 담배 시트에 비교하여, 담배 가닥들이 히터(130)와 접촉하여 생성되는 마찰력이 더 작다. 따라서, 담배 로드(310)가 담배 가닥들로 충전될 경우, 담배 시트로 충전된 것에 비하여 홀더(1)로부터 더 용이하게 분리될 수 있다.
담배 시트는 담배 원료를 슬러리 형태로 분쇄한 후 슬러리를 건조시킴에 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 슬러리에는 에어로졸 생성 물질이 15 내지 30% 첨가될 수 있다. 담배 원료는 담배 잎 조각, 담배 줄기, 담배 처리 중 발생된 담배 분진 및/또는 담배 잎의 주요 옆편 스트립일 수 있다. 또한, 담배 시트에는 목재 셀룰로오스 섬유와 같은 다른 첨가제가 함유될 수도 있다.
제 1 필터 세그먼트(321)은 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 예를 들어, 제 1 필터 세그먼트(321)는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태일 수 있다. 제 1 필터 세그먼트(321)의 길이는 약 7mm 내지 15mm일 수 있거나, 바람직하게, 약 7 mm가 될 수 있다. 제1 필터 세그먼트(321)의 길이는 약 7mm보다 짧을 수 있으나, 적어도 하나의 궐련 요소(예를 들어, 냉각요소, 캡슐, 아세테이트 필터)의 기능이 훼손되지 않는 정도의 길이를 가지는 것이 바람직하다. 제1 필터 세그먼트(321)의 길이는 전술한 수치범위에 한정되지 않는다. 한편, 제1 필터 세그먼트(321)의 길이에 따라 궐련(3) 전체의 길이가 조절될 수 있다.
제 2 필터 세그먼트(323)도 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 예를 들어, 제 2 필터 세그먼트(323)는 중공을 포함하는 리세스 필터로 제작될 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제 2 필터 세그먼트(323)의 길이는 약 5mm 내지 15mm일 수 있거나, 바람직하게, 약 12mm가 될 수 있다. 제2 필터 세그먼트(323)의 길이는 전술한 수치범위에 한정되지 않는다.
또한, 제 2 필터 세그먼트(323)에는 적어도 하나의 캡슐(324)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(324)은 향료를 포함하는 내용액을 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 예를 들어, 캡슐(324)은 구형 또는 원통형의 형상을 갖을 수 있다. 캡슐(324)의 직경은 2mm 이상일 수 있거나, 바람직하게 2~4mm일 수 있다.
캡슐(324)의 피막을 형성하는 재료는 전분 및/또는 겔화제일 수 있다. 예를 들어, 겔화제로서는 젤란 검이나 젤라틴이 사용될 수 있다. 또한, 캡슐(324)의 피막을 형성하는 재료로서 겔화 조제(助劑)가 더 이용될 수도 있다. 여기에서, 겔화 조제로서는, 예를 들면, 염화 칼슘이 사용될 수 있다. 또한, 캡슐(324)의 피막을 형성하는 재료로서 가소제가 더 이용될 수도 있다. 여기에서, 가소제로서는 글리세린 및/또는 소르비톨이 이용될 수 있다. 또한, 캡슐(324)의 피막을 형성하는 재료로서 착색료가 더 이용될 수도 있다.
예를 들어, 캡슐의 내용액에 포함되는 향료로서는 멘톨, 식물의 정유(精油) 등이 이용될 수 있다. 또한, 내용액에 포함되는 향료의 용매로서는, 예를 들면, 중쇄지방산 트리글리세리드(MCT)가 이용될 수 있다. 또한, 내용액은 색소, 유화제(乳化劑), 증점제(增粘劑) 등의 다른 첨가제를 함유할 수도 있다.
냉각 구조물(322)은 히터(130)가 담배 로드(310)을 가열함으로써 생성된 에어로졸을 냉각시킨다. 따라서, 사용자는 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 흡입할 수 있다. 냉각 구조물(322)의 길이는 약 10mm 내지 20mm일 수 있거나, 바람직하게, 약 14mm가 될 수 있다. 냉각 구조물(322)의 길이는 전술한 수치범위에 한정되지 않는다.
예를 들어, 냉각 구조물(322)은 폴리락트 산 으로 제작될 수 있다. 냉각 구조물(322)은 단위 면적 당 표면적(즉, 에어로졸과 접촉하는 표면적)을 늘리기 위하여 다양한 형태들로 제작될 수 있다. 냉각 구조물(322)의 다양한 예들은 도 13a 내지 도 13f를 참조하여 후술한다.
담배 로드(310) 및 제 1 필터 세그먼트(321)은 제 1 래퍼(331)에 의하여 포장될 수 있다. 예를 들어, 제 1 래퍼(331)는 내유성을 갖는 종이류 포장재로 제작될 수 있다.
냉각 구조물(322) 및 제 2 필터 세그먼트(323)는 제 2 래퍼(332)에 의하여 포장될 수 있다. 또한, 궐련(3) 전체는 제 3 래퍼(333)에 의하여 재포장될 수 있다. 예를 들어, 제 2 래퍼(332) 및 제 3 래퍼(333)은 일반적인 종이류 포장재로 제작될 수 있다. 바람직하게, 제 2 래퍼(332)는 내유하드 권지
도 12b를 참조하면, 궐련(3)은 제 4 래퍼(334)를 포함할 수 있다. 담배 로드(310)와 제 1 필터 세그먼트(321) 중 적어도 하나는 제 4 래퍼(334)에 의하여 포장될 수 있다. 다시 말해, 담배 로드(310)만 제 4 래퍼(334)에 의하여 포장될 수도 있고, 담배 로드(310) 및 제 1 필터 세그먼트(321)가 제 4 래퍼(334)에 의하여 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제 4 래퍼(334)는 종이류 포장재로 제작될 수 있다.
제 4 래퍼(334)는 종이류 포장재의 일 표면 또는 양 표면에 소정의 물질이 도포(또는, 코팅)됨으로써 생성될 수 있다. 여기에서, 소정의 물질의 예로서는 실리콘이 해당될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 실리콘은 온도에 따른 변화가 적은 내열성, 산화되지 않는 내산화성, 각종 약품에 대한 저항성, 물에 대한 발수성, 또는 전기 절연성 등의 특성을 갖는다. 다만, 실리콘이 아니더라도, 상술한 특성들을 갖는 물질이라면 제한 없이 제 4 래퍼(334)에 도포(또는, 코팅)될 수 있다.
한편, 도 12b에는 궐련(3)이 제 1 래퍼(331) 및 제 4 래퍼(334)를 모두 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 궐련(3)이 제 1 래퍼(331) 및 제 4 래퍼(334) 중 어느 하나만 포함할 수도 있다.
제 4 래퍼(334)는 궐련(3)이 연소되는 현상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(310)가 히터(130)에 의하여 가열되면, 궐련(3)이 연소될 가능성이 있다. 구체적으로, 담배 로드(310)에 포함된 물질들 중 어느 하나의 발화점 이상으로 온도가 상승될 경우, 궐련(3)이 연소될 수 있다. 이러한 경우에도, 제 4 래퍼(334)는 불연성 물질을 포함하므로, 궐련(3)이 연소되는 현상이 방지될 수 있다.
또한, 제 4 래퍼(334)는 궐련(3)에서 생성되는 물질들에 의하여 홀더(1)가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 사용자의 퍼프에 의하여, 궐련(3) 내에서 액체 물질들이 생성될 수 있다. 예를 들어, 궐련(3)에서 생성된 에어로졸이 외부 공기에 의하여 냉각됨으로써, 액체 물질들(예를 들어, 수분 등)이 생성될 수 있다. 제 4 래퍼(334)가 담배 로드(310) 및/또는 제 1 필터 세그먼트(321)를 포장함에 따라, 궐련(3) 내에서 생성된 액체 물질들이 궐련(3)의 외부로 새어 나가는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 홀더(1)의 케이스(140) 등이 궐련(3)에서 생성된 액체 물질들에 의하여 오염되는 현상이 방지될 수 있다.
도 13a 내지 도 13f는 궐련의 냉각 구조물의 예들을 도시한 도면들이다.
예를 들어, 도 13a 내지 도 13f에 도시된 냉각 구조물은 순수한 폴리락트 산(PLA)으로 생산된 섬유들을 이용하여 제작될 수 있다.
일 예로서, 필름(시트)를 충전하여 냉각 구조물을 필름(시트)을 제작하는 경우, 필름(시트)가 외부의 충격에 의하여 부스러질 수 있다. 이 경우, 냉각 구조물이 에어로졸을 냉각하는 효과가 감소된다.
다른 예로서, 압출 성형 등에 의하여 냉각 구조물을 제작하는 경우, 구조물의 절단 등의 공정이 추가됨에 따라 공정의 효율이 낮아진다. 또한, 냉각 구조물을 다양한 형상들로 제작하는 것에도 한계가 있다.
일 실시예에 따른 냉각 구조물을 폴리락트 산 섬유들을 이용하여 제작함(예를 들어, 직조)에 따라, 냉각 구조물이 외부 충격에 의하여 변형되거나 기능을 상실하게 될 위험이 낮아질 수 있다. 또한, 섬유들을 조합하는 방식을 변경함으로써, 다양한 형상을 갖는 냉각 구조물을 제작할 수 있다.
또한, 섬유들을 이용하여 냉각 구조물을 제작함으로써, 에어로졸과 접촉하는 표면적이 증대된다. 따라서, 냉각 구조물의 에어로졸 냉각 효과가 더욱 향상될 수 있다.
도 13a를 참조하면, 냉각 구조물(1310)은 원통형으로 제작될 수 있고, 냉각 구조물(1310)의 단면에는 적어도 하나의 공기 통로(1311)가 형성되도록 제작될 수 있다.
도 13b를 참조하면, 냉각 구조물(1320)은 복수의 섬유들이 서로 얽힌 구조물로 제작될 수 있다. 이때, 에어로졸은 섬유들 사이로 흐를 수 있고, 냉각 구조물(1320)의 형태에 따라 와류가 형성될 수도 있다. 형성된 와류는 냉각 구조물(1320)에서 에어로졸이 접촉하는 면적을 넓혀주고, 에어로졸이 냉각 구조물(1320) 내에 머무는 시간을 증가시켜 준다. 따라서, 가열된 에어로졸이 효과적으로 냉각될 수 있다.
도 13c를 참조하면, 냉각 구조물(1330)은 복수 개의 다발(1331)들이 모아진 형태로 제작될 수도 있다.
도 13d를 참조하면, 냉각 구조물(1340)은 폴리락트 산, 각초 또는 숯 각각으로 제조된 과립들로 충전될 수 있다. 또한, 과립은 폴리락트 산, 각초 및 참숯의 혼합물로 제조될 수도 있다. 한편, 과립은 폴리락트 산, 각초 및/또는 숯 외에도 에어로졸의 냉각 효과를 증가시킬 수 있는 요소를 더 포함할 수도 있다.
도 13e를 참조하면, 냉각 구조물(1350)은 제 1 단면(1351) 및 제 2 단면(1351)을 포함할 수 있다.
제 1 단면(1351)은 제 1 필터 세그먼트(321)과 접경하며, 에어로졸이 유입되는 공극을 포함할 수 있다. 제 2 단면(1352)은 제 2 필터 세그먼트(323)와 접경하며, 에어로졸이 방출될 수 있는 공극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 단면(1351)과 제 2 단면(1352)은 직경이 동일한 단일 공극을 포함할 수 있으나, 제 1 단면(1351)과 제 2 단면(1352)에 포함되는 공극의 직경 및 수는 이에 제한되지 않는다.
더불어, 냉각 구조물(1350)은 제 1 단면(1351)과 제 2 단면(1352) 사이에, 복수의 공극들이 포함된 제 3 단면(1353)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 3 단면(1353)에 포함된 복수의 공극들의 직경은 제 1 단면(1351) 및 제 2 단면(1352)에 포함된 공극의 직경보다 작을 수 있다. 또한, 제 3 단면(1353)에 포함된 공극들의 수는 제 1 단면(1351) 및 제 2 단면(1352)에 포함된 공극의 수 보다 많을 수 있다.
도 13f를 참조하면, 냉각 구조물(1360)은 제 1 필터 세그먼트(321)와 접경하는 제 1 단면(1361) 및 제 2 필터 세그먼트(323)와 접경하는 제 2 단면(1362)을 포함할 수 있다. 또한, 냉각 구조물(1360)은 하나 이상의 관형 요소(1363)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 관형 요소(1363)는 제 1 단면(1361)과 제 2 단면(1362)을 관통할 수 있다. 또한, 관형 요소(1363)는 미세다공질 포장재로 포장될 수 있고, 에어로졸의 냉각 효과를 증가시킬 수 있는 충전재(예를 들어, 도 13d를 참조하여 상술한 과립)로 충전될 수 있다.
상술한 바에 따르면, 홀더는 궐련을 가열함으로써 에어로졸을 생성시킬 수 있다. 또한, 홀더가 독립적으로 또는 홀더가 크래들에 삽입되어 틸트된 상태에서도 에어로졸을 생성시킬 수 있다. 특히, 홀더가 틸트된 경우에는 크래들의 배터리의 전력에 의하여 히터가 가열될 수 있다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 홀더
110: 배터리
120: 제어부
130: 히터
131: 히터의 말단
140: 케이스
141: 케이스의 말단

Claims (19)

  1. 궐련을 가열함으로써 에어로졸을 생성하는 홀더; 및
    상기 홀더가 삽입되는 내부 공간을 포함하는 크래들;을 포함하고,
    상기 홀더는 상기 크래들의 상기 내부 공간에 삽입된 후 틸트(tilt)되어 상기 에어로졸을 생성하는, 에어로졸 생성 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더는 상기 크래들에 삽입된 상태를 기준으로 10°이상 90°이하로 틸트되는, 에어로졸 생성 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더가 틸트되는 경우, 상기 홀더는 상기 크래들에 포함된 배터리로부터 공급된 전력을 이용하여 상기 홀더에 포함된 히터를 가열하는, 에어로졸 생성 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더 및 상기 크래들은 적어도 하나의 결착 부재를 포함하고,
    상기 홀더는 상기 적어도 하나의 결착 부재에 의하여 상기 크래들의 내부 공간에 삽입되거나 틸트되는, 에어로졸 생성 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 홀더는 제 1 결착 부재를 포함하고,
    상기 크래들은 제 2 결착 부재 및 제 3 결착 부재를 포함하고,
    상기 제 1 결착 부재와 상기 제 3 결착 부재는 상기 홀더가 상기 크래들에 삽입된 때에 서로 마주보는 위치에 존재하는, 에어로졸 생성 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 결착 부재는 자석을 포함하는, 에어로졸 생성 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더가 삽입되는 공간은 상기 크래들의 일 측면에 존재하고,
    상기 크래들은 상기 크래들 내에 삽입된 상기 홀더를 고정하는 고정 수단을 포함하지 않는, 에어로졸 생성 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더는 상기 궐련의 내부에 삽입되는 히터를 포함하는, 에어로졸 생성 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 히터는 복수의 전기 전도성 트랙들을 포함하고,
    상기 복수의 전기 전도성 트랙들 중 일부는 상기 히터를 가열하는데 이용되고, 상기 복수의 전기 전도성 트랙들 중 나머지는 상기 가열된 히터의 온도를 감지하는데 이용되는 에어로졸 생성 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더는 진동을 발생하는 모터를 포함하는, 에어로졸 생성 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더 및 상기 크래들은 단자를 포함하고,
    상기 홀더는 상기 단자를 통하여 상기 크래들로부터 전력을 공급받거나 상기 크래들과 통신을 수행하는, 에어로졸 생성 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 단자는 4개의 마이크로 핀들을 포함하는, 에어로졸 생성 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더는 사용자의 퍼프를 감지하는 센서, 상기 홀더에 포함된 히터의 온도를 감지하는 센서 및 상기 궐련이 상기 홀더에 삽입되었는지를 감지하는 센서 중 적어도 하나를 포함하는, 에어로졸 생성 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더는 사용자의 퍼프 횟수가 기 설정된 퍼프 제한 횟수 이상인지에 따라 동작의 종료 여부를 결정하는, 에어로졸 생성 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더는 동작을 시작한 시점부터 누적된 시간이 기 설정된 동작 제한 시간 이상인지에 따라 상기 동작의 종료 여부를 결정하는, 에어로졸 생성 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 궐련은,
    복수의 담배 가닥들을 포함하는 담배 로드;
    중공을 포함하는 제 1 필터 세그먼트;
    상기 생성된 에어로졸을 냉각하는 냉각 구조물; 및
    제 2 필터 세그먼트;를 포함하는, 에어로졸 생성 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 냉각 구조물은,
    상기 제 1 필터 세그먼트와 접경하고 제 1 공극을 포함하는 제 1 단면;
    상기 제 2 필터 세그먼트와 접경하고 제 2 공극을 포함하는 제 2 단면; 및
    상기 제 1 단면과 상기 제 2 단면 사이에 위치하고 복수의 제 3 공극들을 포함하는 제 3 단면;을 포함하는, 에어로졸 생성 시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 냉각 구조물은 적어도 하나의 과립으로 충전된 영역을 포함하고,
    상기 과립은 폴리락트 산, 각초 및 숯 중 적어도 하나를 이용하여 제조되는, 에어로졸 생성 시스템.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 냉각 구조물은 복수의 섬유들이 서로 얽힌 구조물을 포함하고,
    상기 섬유는 폴리락트 산을 이용하여 제조되는, 에어로졸 생성 시스템.
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