KR20210150889A - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

Abstract

에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 수용하는 용기와, 용기의 외벽에 배치되어 용기로부터 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 흡수체와, 외부에서 인가된 신호에 의해 진동함으로써 흡수체에 흡수된 에어로졸 생성 물질을 무화시켜 에어로졸을 생성하는 진동자와, 용기의 외벽의 적어도 일부를 포위하여 흡수체로부터 발생한 에어로졸이 용기의 외벽을 따라 이동하도록 안내하는 흐름 통로를 형성하고 흐름 통로를 통과한 에어로졸을 외부로 배출하는 출구를 포함하는 마우스피스를 포함한다.

Description

에어로졸 생성 장치{Aerosol generating apparatus}

실시예들은 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 진동을 발생하는 진동자에 의해 에어로졸 생성 물질을 무화시켜 에어로졸을 생성할 수 있는 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.

실시예들은 충분한 무화량을 갖는 양질의 에어로졸을 생성할 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공한다.

실시예들은 또한 진동자의 진동을 이용하여 에어로졸을 생성할 수 있는 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 용기와, 용기의 외벽에 배치되어 용기로부터 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 흡수체와, 외부에서 인가된 신호에 의해 진동함으로써 흡수체에 흡수된 에어로졸 생성 물질을 무화시켜 에어로졸을 생성하는 진동자와, 용기의 외벽의 적어도 일부를 포위하여 흡수체로부터 발생한 에어로졸이 용기의 외벽을 따라 이동하도록 안내하는 흐름 통로를 형성하고 흐름 통로를 통과한 에어로졸을 외부로 배출하는 출구를 포함하는 마우스피스를 포함한다.

상술한 바와 같은 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치에 의하면 초음파 진동을 발생하는 진동자에 의해 에어로졸 생성 물질을 무화시켜 에어로졸을 생성할 수 있으므로 과도한 열을 발생하지 않고도 청량감을 갖는 양질의 에어로졸을 생성할 수 있다.

또한 용기의 외측의 흡수체에 초음파 진동을 전달하여 생성된 에어로졸이 용기와 마우스피스의 사이의 공간에서 원활한 흐름을 형성하므로 사용자에게 만족할 수준의 충분한 무화량을 갖는 에어로졸을 제공할 수 있다.

또한 에어로졸 생성 물질을 모두 소모한 이후에 용기만을 교체하거나, 용기와 마우스피스를 포함한 카트리지만을 교체할 수 있으므로 에어로졸 생성 장치의 유지 비용을 절감할 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 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 구성요소들의 결합관계를 분리하여 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 작동상태를 예시적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향의 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서 Ⅵ-Ⅵ의 선을 따라 취한 횡방향의 단면도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향의 단면도이다.
도 8은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소들의 결합관계를 예시적으로 도시한 개념도이다.
도 9는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소들의 결합관계를 예시적으로 도시한 개념도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향의 단면도이다.

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.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 실시예들에 대하여 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 실시예들은 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(10000)는 배터리(11000), 무화기(12000), 센서(13000), 사용자 인터페이스(14000), 메모리(15000) 및 프로세서(16000)를 포함할 수 있다. 그러나 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 구조는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(10000)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(10000)는 본체를 포함할 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 요소들은 본체에 위치한다.

다른 실시예로서 에어로졸 생성 장치(10000)는 본체 및 카트리지를 포함할 수 있고, 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 요소들은 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 또는 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 요소들 중 적어도 일부는 본체 및 카트리지 각각에 위치할 수도 있다.

이하에서는 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 각 요소들이 위치하는 공간을 한정하지 않고, 각 요소들의 동작에 대해 설명한다.

*배터리(11000)

배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작하는 데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(11000)는 무화기(12000)가 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한 배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000) 내에 구비된 다른 하드웨어 요소들, 즉, 센서(13000), 사용자 인터페이스(14000), 메모리(15000) 및 프로세서(16000)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(11000)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다.

예를 들어, 배터리(11000)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(10000)에 사용될 수 있는 배터리(11000)의 종류는 상술한 바에 의해 제한되지 않는다. 필요에 따라 배터리(11000)는 알카라인 배터리, 또는 망간 배터리를 포함할 수도 있다.

*무화기(12000)

무화기(12000)는 프로세서(16000)의 제어에 따라 배터리(11000)로부터 전력을 공급 받는다. 무화기(12000)는 배터리(11000)로부터 전력을 공급 받아 에어로졸 생성 장치(10000)에 저장된 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있다.

무화기(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 본체에 위치할 수 있다. 또는 에어로졸 생성 장치(10000)가 본체 및 카트리지를 포함하는 경우, 무화기(12000)는 카트리지에 위치하거나 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 무화기(12000)가 카트리지에 위치하는 경우, 무화기(12000)는 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(11000)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 또한 무화기(12000)가 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치하는 경우 무화기(12000)에서 전력의 공급이 필요한 부품은 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(11000)로부터 전력을 공급받을 수 있다.

* 에어로졸의 생성(초음파 방식+선택적으로 히터)

무화기(12000)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(12000)로부터 발생되는 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 공기가 혼합된 상태를 의미할 수 있다. 예를 들어, 무화기(12000)는 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기화 및/또는 승화를 통하여 기체의 상으로 변환시킬 수 있다. 또한 무화기(12000)는 액체 및/또는 고체 상의 에어로졸 생성 물질을 미세 입자화하여 방출함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다.

예를 들어, 무화기(12000)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(12000)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 카트리지(2000)의 일부분일 수 있다. 또한 카트리지(2000)는 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(10000)는 궐련을 수용할 수 있는 수용 공간을 포함할 수 있으며, 히터는 에어로졸 생성 장치(10000)의 수용 공간에 삽입된 궐련을 가열할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10000)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.

*센서(13000)

에어로졸 생성 장치(10000)는 적어도 하나의 센서(13000)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서(13000)에서 센싱된 결과는 프로세서(16000)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 프로세서(16000)는 무화기(12000)의 동작 제어, 흡연의 제한, 카트리지(또는 궐련) 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(10000)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 적어도 하나의 센서(13000)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(16000)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(13000)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(16000)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(16000)는 사용자의 입력이 발생한 것으로 결정할 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서(13000)는 모션 센서를 포함할 수 있다. 모션 센서를 통해 에어로졸 생성 장치(10000)의 기울기, 이동 속도 및 가속도 등과 같은 에어로졸 생성 장치(10000)의 움직임에 관한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 모션 센서는 에어로졸 생성 장치(10000)가 움직이는 상태, 에어로졸 생성 장치(10000)의 정지 상태, 퍼프를 위해 에어로졸 생성 장치(10000)가 소정의 범위 내의 각도로 기울어진 상태 및 각 퍼프 동작들의 사이에서 퍼프 동작 시와는 다른 각도로 에어로졸 생성 장치(10000)가 기울어진 상태에 관한 정보들을 측정할 수 있다. 모션 센서는 해당 기술 분야에서 알려진 다양한 방법들을 이용하여 에어로졸 생성 장치(10000)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(13000)는 근접 센서를 포함할 수 있다. 근접 센서 는 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(10000)에 사용자가 접근하는지 여부를 검출할 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서(13000)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(16000)는 이미지 센서를 통해 획득된 이미지를 분석하여 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)를 사용하기 위한 상황인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)를 사용하기 위하여 에어로졸 생성 장치(10000)를 입술 근방으로 접근시킬 때, 이미지 센서는 입술의 이미지를 획득할 수 있다. 프로세서(16000)는 획득된 이미지를 분석하여 입술로 판단될 경우에 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)를 사용하기 위한 상황임을 결정할 수 있다. 이를 통해 에어로졸 생성 장치(10000)는 무화기(12000)를 미리 동작시키거나, 히터를 예열시킬 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서(13000)는 에어로졸 생성 장치(10000)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(10000)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(13000)는 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서는 무화기(12000)의 히터(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10000)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(10000)에 별도의 온도 센서가 더 포함될 수 있다. 또한, 온도 센서는 히터뿐만 아니라 에어로졸 생성 장치(10000)의 인쇄회로기판(PCB), 배터리 등과 같은 내부 부품들의 온도를 감지할 수도 있다.

또한 적어도 하나의 센서(13000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 주변 환경의 정보를 측정하는 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어 적어도 하나의 센서(13000)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(10000)에 구비될 수 있는 센서(13000)는 상술한 종류에 한정되지 않고, 다양한 센서들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)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(10000)에는 위의 예시된 다양한 센서(13000)의 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수 있다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(10000)는 전술한 센서들 중 적어도 하나 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

*사용자 인터페이스(14000)

사용자 인터페이스(14000)는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(10000)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(14000)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(10000)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스(14000) 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.

*메모리(15000)

메모리(15000)는 에어로졸 생성 장치(10000) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(15000)는 프로세서(16000)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(15000)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(15000)에는 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다.

*프로세서(16000)

프로세서(16000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(16000)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(16000)가 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

프로세서(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다.

프로세서(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 무화기(12000)의 동작이 개시 또는 종료되도록 무화기(12000)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 무화기(12000)가 적절한 양의 에어로졸을 발생시킬 수 있도록 무화기(12000)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(16000)는 무화기(12000)의 진동자가 소정의 주파수로 진동할 수 있도록 진동자에 공급되는 전류 또는 전압을 제어할 수 있다.

일 실시예에서 프로세서(16000)는 에어로졸 생성 장치(10000)에 대한 사용자 입력을 수신한 후 무화기(12000)의 동작을 개시할 수 있다. 또한 프로세서(16000)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 사용자의 퍼프를 감지한 후 무화기(12000)의 동작을 개시할 수 있다. 또한, 프로세서(16000)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면 무화기(12000)에 전력 공급을 중단시킬 수 있다.

프로세서(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 사용자 인터페이스(14000)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면, 프로세서(16000)는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치(10000)가 곧 종료될 것임을 예고할 수 있다.

*크래들(미도시)

한편, 도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(10000)는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템에 포함될 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)를 충전하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)는 크래들 내부의 수용 공간에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)를 충전할 수 있다.

*기록 매체

일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈과 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.

도 2는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(10000)는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(2000)와, 카트리지(2000)를 지지하는 본체(1000)를 포함한다.

*카트리지의 기본 형상

카트리지(2000)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체(1000)에 결합할 수 있다. 예를 들어, 카트리지(2000)의 일부분이 본체(1000)에 삽입되거나, 본체(1000)의 일부분이 카트리지(2000)에 삽입됨으로써 카트리지(2000)가 본체(1000)에 장착될 수 있다. 이때, 본체(1000)와 카트리지(2000)는 스냅-핏(snap-fit) 방식, 나사 결합 방식, 자력 결합 방식, 억지 끼워 맞춤 방식 등에 의해 결합된 상태를 유지할 수 있으나, 본체(1000)와 카트리지(2000)의 결합 방식은 상술한 바에 의해 제한되지 않는다.

카트리지(2000)는 마우스피스(2100)를 포함할 수 있다. 마우스피스(2100)는 본체(1000)와 결합되는 일부분과 반대 방향에 형성될 수 있으며, 사용자의 구강으로 삽입되는 부분이다. 마우스피스(2100)는 카트리지(2000) 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 발생된 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공(2110)을 포함할 수 있다.

*카트리지 내 에어로졸 생성 물질(액상 조성물)

카트리지(2000)는 예를 들어 액체 상태나, 고체 상태나, 기체 상태나, 겔(gel) 상태 등의 어느 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(10000)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.

*액체 저장부

카트리지(2000)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용하는 액체 저장부(2200)를 포함할 수 있다. 액체 저장부(2200)가 내부에 '에어로졸 생성 물질을 수용한다'는 것은 액체 저장부(2200)가 그릇(container)의 용도와 같이 에어로졸 생성 물질을 단순히 담는 기능을 수행하는 것과, 액체 저장부(2200)의 내부에 예를 들어 스펀지(sponge)나 솜이나 천이나 다공성 세라믹 구조체와 같은 에어로졸 생성 물질을 함침(함유)하는 요소를 포함하는 것을 의미한다.

*무화기: 초음파 방식을 통한 에어로졸의 생성

에어로졸 생성 장치(10000)는 카트리지(2000)의 내부의 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 변환하여 에어로졸(aerosol)을 발생시키는 무화기를 포함할 수 있다.

예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)의 무화기는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시키는 초음파 진동 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질의 상을 변환할 수 있다. 무화기는 초음파 진동을 발생시키는 진동자(1300)와, 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 액체 전달 수단(2400)과, 액체 전달 수단의 에어로졸 생성 물질에 초음파 진동을 전달하여 에어로졸을 발생시키는 진동 수용부(2300)를 포함할 수 있다.

진동자(1300)는 짧은 주기의 진동을 발생시킬 수 있다. 진동자(1300)로부터 생성된 진동은 초음파 진동일 수 있으며, 초음파 진동의 주파수는 예를 들어 100kHz 내지 3.5 MHz일 수 있다. 진동자(1300)로부터 생성된 짧은 주기의 진동에 의해 에어로졸 생성 물질은 기화 및/또는 입자화되어 에어로졸로 무화될 수 있다.

진동자(1300)는 예를 들어, 압전 세라믹을 포함할 수 있으며, 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 진동자(1300)에 인가된 전기에 의해 진동(물리적인 힘)이 발생하고, 이와 같은 물리적인 작은 진동이 에어로졸 생성 물질을 작은 입자로 쪼개어 에어로졸로 무화시킬 수 있다.

진동자(1300)는 포고 핀(Pogo Pin) 또는 C-클립에 의해 회로와 전기적으로 접속될 수 있다. 따라서 진동자(1300)는 포고 핀(Pogo Pin) 또는 C-클립으로부터 전류 또는 전압을 공급받아 진동을 발생할 수 있다. 다만, 진동자(1300)에 전류 또는 전압을 공급하기 위하여 연결되는 소자의 종류는 상술한 바에 의해 제한되지 않는다.

진동 수용부(2300)는 진동자(1300)로부터 발생한 진동을 전달 받아 액체 저장부(2200)로부터 전달된 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.

액체 전달 수단(2400)은 액체 저장부(2200)의 액상 조성물을 진동 수용부(2300)로 전달할 수 있다. 예를 들어 액체 전달 수단(2400)은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹의 적어도 하나를 포함하는 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

무화기는 또한 별도의 액체 전달 수단을 사용하지 않고 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 기능과 에어로졸 생성 물질에 진동을 전달하여 에어로졸을 발생시키는 기능을 모두 수행하는 메시 형상(mesh shape)이나 판 형상(plate shape)의 진동 수용부로 구현될 수 있다.

또한 도 2에 도시된 실시예에서 무화기의 진동자(1300)는 본체(1000)에 배치되고, 진동 수용부(2300) 및 액체 전달 수단(2400)은 카트리지(2000)에 배치되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 카트리지(2000)는 진동자(1300), 진동 수용부(2300) 및 액체 전달 수단(2400)을 포함할 수 있으며, 본체(1000)에 카트리지(2000)의 일부분이 삽입되면 본체(1000)는 단자(미도시)를 통하여 카트리지(2000)에 전력을 제공하거나 카트리지(2000)의 작동과 관련한 신호를 카트리지(2000)에 공급할 수 있으며, 이를 통하여 진동자(1300)의 작동이 제어될 수 있다.

*시각적 확인을 위한 카트리지의 소재

카트리지(2000)의 내부에 수용된 에어로졸 생성 물질을 외부에서 시각적으로 확인할 수 있도록 카트리지(2000)의 액체 저장부(2200)는 적어도 일부가 투명한 소재를 포함할 수 있다. 마우스피스(2100) 및 액체 저장부(2200)의 전체가 투명한 플라스틱이나 유리 등의 소재로 제작될 수 있으며, 액체 저장부(2200)의 일부분만이 투명한 소재로 제작될 수 있다.

* 에어로졸 배출 통로, 기류 통로

에어로졸 생성 장치(10000)의 카트리지(2000)는 에어로졸 배출 통로(2500) 및 기류 통로(2600)를 포함할 수 있다.

에어로졸 배출 통로(2500)는 액체 저장부(2200)의 내부에 형성되어 마우스피스(2100)의 배출공(2110)과 유체 연통할 수 있다. 따라서 무화기에서 발생된 에어로졸은 에어로졸 배출 통로(2500)를 따라 이동할 수 있으며, 마우스피스(2100)의 배출공(2110)을 통해 사용자에게 전달될 수 있다.

기류 통로(2600)는 외부 공기를 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부로 유입할 수 있는 통로이다. 기류 통로(2600)를 통해 유입된 외부 공기는 에어로졸 배출 통로(2500)로 유입될 수 있거나 에어로졸이 발생하는 공간으로 유입될 수 있다. 이에 따라 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 혼합되어 에어로졸이 생성될 수 있다.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 기류 통로(2600)는 에어로졸 배출 통로(2500)의 외부를 감싸도록 형성될 수 있다. 따라서 에어로졸 배출 통로(2500) 및 기류 통로(2600)의 형태는 에어로졸 배출 통로(2500)가 내측에 배치되고 기류 통로(2600)가 에어로졸 배출 통로(2500)의 외측에 배치되는 이중관 형태일 수 있다. 이를 통해 외부 공기는 에어로졸 배출 통로(2500)에서 에어로졸이 이동하는 방향과 반대 방향으로 유입될 수 있다.

한편, 기류 통로(2600)의 구조는 상술한 바에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 기류 통로는 본체(1000)와 카트리지(2000)가 결합할 때 본체(1000)와 카트리지(2000)의 사이에 형성되어 무화기와 유체 연통되는 공간일 수 있다.

*에어로졸 생성 장치의 단면 형상

상술한 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(10000)에서 본체(1000)와 카트리지(2000)의 길이 방향을 가로지르는 방향에서의 단면 형상은 대략 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형 또는 여러 가지 형태의 다각형의 단면 형상일 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(10000)의 단면 형상은 상술한 바에 의해 제한되지 않는으며, 에어로졸 생성 장치(10000)는 길이 방향으로 연장할 때 반드시 직선적으로 연장하는 구조로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 에어로졸 생성 장치(10000)의 단면 형상은 사용자가 손으로 잡기 편하게 유선형으로 만곡되거나 특정 영역에서 미리 정해진 각도로 절곡되며 길게 연장할 수 있으며, 에어로졸 생성 장치(10000)의 단면 형상은 길이 방향을 따라 변화할 수 있다.

도 3은 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 구성요소들의 결합관계를 분리하여 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 작동상태를 예시적으로 도시한 사시도이고, 도 5는 도 3에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향의 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서 Ⅵ-Ⅵ의 선을 따라 취한 횡방향의 단면도이다.

도 3 내지 도 6에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질(11)을 수용하는 용기(10)와, 용기(10)의 외벽(12)에 배치되어 용기(10)로부터 에어로졸 생성 물질(11)을 흡수하는 흡수체(20)와, 외부에서 인가된 신호에 의해 진동함으로써 흡수체(20)에 흡수된 에어로졸 생성 물질(11)을 무화시켜 에어로졸을 생성하는 진동자(30)와, 용기(10)에 결합하는 마우스피스(40)를 포함한다.

에어로졸 생성 장치는 전체적으로 일 방향으로 길게 연장하는 원통형상을 갖는다. 이하에서는 에어로졸 생성 장치가 연장하는 일 방향을 에어로졸 생성 장치의 길이방향이라고 칭한다. 실시예들은 도면에 도시된 에어로졸 생성 장치의 전체적인 형상에 의해 제한되는 것은 아니며, 에어로졸 생성 장치는 예를 들어 타원형, 삼각형, 사각형, 오각형 등의 단면 형상을 가지며 일 방향으로 길게 연장하는 형상을 가질 수 있다.

용기(10)와 마우스피스(40)는 플라스틱, 고무, 수지로 코팅된 표면을 갖는 금속체 등의 소재를 포함할 수 있다.

마우스피스(40)는 용기(10)의 외벽(12)의 적어도 일부를 포위하도록 용기(10)에 결합한다. 마우스피스(40)는 흡수체(20)로부터 발생한 에어로졸이 용기(10)의 외벽(12)을 따라 이동하도록 안내하는 흐름 통로(41p)를 형성한다. 마우스피스(40)가 용기(10)에 결합하면 마우스피스(40)의 내벽(41)과 용기(10)의 외벽(12)의 사이에 에어로졸이 흐를 수 있는 흐름 통로(41p)가 형성된다. 마우스피스(40)는 또한 흐름 통로(41p)를 통과한 에어로졸을 외부로 배출하여 사용자에게 에어로졸을 제공할 수 있는 출구(42)를 포함한다.

마우스피스(40)는 출구(42)와 연결되는 마우스피스(40)의 내부 공간에 에어로졸에 향미를 부여하기 위한 매질을 포함할 수 있다. 예를 들어 흐름 통로(41p)로부터 전달된 에어로졸에 향미를 부여하도록 출구(42)의 상류 측에 향미를 갖는 과립(granule)을 포함한 고체 형태의 매질이 배치될 수 있다.

용기(10)는 일 방향을 따라 길게 연장하는 원통 형상을 갖는다. 용기(10)의 형상도 사각형, 타원형 등의 단면 형상을 갖는 다양한 형상으로 변형될 수 있다.

흡수체(20)는 용기(10)의 외벽(12)을 따라 서로 이격하도록 복수 개가 배치된다. 흡수체(20)는 용기(10)의 길이 방향을 가로지르는 방향을 따라 차례로 이격하도록 복수 개가 배치될 수 있다. 복수 개의 흡수체(20)는 용기(10)의 길이 방향을 가로지르는 방향인 원주 방향을 따라 서로 이격하도록 배치된다.

용기(10)는 내부에 수용된 에어로졸 생성 물질(11)을 흡수체(20)로 전달하기 위한 전달공(13)을 포함한다. 전달공(13)은 용기(10)의 벽을 관통하도록 형성될 수 있다. 전달공(13)에는 에어로졸 생성 물질(11)을 통과시키는 망(net, mesh) 소재, 또는 다공성 소재의 전달매체가 배치될 수 있다.

에어로졸 생성 물질(11)은 액체의 형태로 용기(10)의 내부에 수용될 수 있다. 실시예들은 에어로졸 생성 물질(11)의 형태에 의해 제한되는 것은 아니며, 에어로졸 생성 물질(11)은 예를 들어 액체 상태 또는 겔(gel) 상태의 물질일 수 있다. 또한 에어로졸 생성 물질(11)은 용기(10)의 내부에서 액체 상태의 스펀지나 솜과 같은 다공성 소재에 의해 함침된 상태로 유지될 수도 있다. 또한 에어로졸 생성 물질(11)은 일반적인 궐련 형상과 유사한 스틱(stick) 형상으로 제조되어 용기(10)에 교체 가능한 방식으로 삽입될 수 있다.

흡수체(20)는 액체를 흡수하여 보유할 수 있는 펠트(felt)와 같은 천 소재 또는 솜, 다공성 플라스틱 등의 소재를 포함할 수 있다.

실시예들은 상술한 바와 같이 용기(10)의 에어로졸 생성 물질(11)을 흡수체(20)로 전달하기 위한 구조에 의해 제한되지 않으며, 용기(10)의 에어로졸 생성 물질(11)을 흡수체(20)로 전달하기 위해 다양한 방식의 수단이 이용될 수 있다. 예를 들어 용기(10)의 전체를 다공성 물질로 제작할 수 있다. 용기(10)가 예를 들어 모세관 현상 등에 의해 액체가 투과할 수 있는 다공성 물질로 제작된 경우, 용기(10)의 표면에 배치된 흡수체(20)가 용기(10)의 벽을 투과하는 에어로졸 생성 물질(11)을 흡수할 수 있다. 또한 용기(10)는 흡수체(20)와 접촉하는 일부분에 다공성 물질을 포함할 수 있다.

진동자(30)는 용기(10)의 외벽(12)에 배치된 복수 개의 흡수체(20)를 모두 포위하도록 링 형상을 갖는다. 흡수체(20)를 향하는 진동자(30)의 내측 면에도 흡수체(20)로부터 에어로졸 생성 물질(11)을 흡수할 수 있는 부가적인 흡수체가 설치될 수 있다.

진동자(30)는 복수 개의 흡수체(20)의 외측 면을 모두 포위할 수 있도록 용기(10)의 원주 방향을 따라 연장한다. 진동자(30)는 도 3에 도시된 것과 같이 완전한 링 형상일 수도 있고, 일부분이 개방된 원호 형상일 수도 있다.

진동자(30)는 복수 개의 압전 세라믹층을 적층하는 방식으로 제작될 수 있다. 진동자(30)의 압전 세라믹층을 서로 상이한 방향으로 분극 처리하거나 또는 동일한 방향으로 분극 처리함으로써 진동자(30)가 진동하는 형태가 상이한 여러 가지 진동모드를 구현할 수 있다. 진동자(30)에는 외부에서 인가된 신호를 전달받기 위한 커넥터(32)와 배선(31)이 연결된다.

마우스피스(40)의 내부에 용기(10)가 결합할 수 있다. 용기(10)는 일측 단부가 개방된 개구(14)를 포함하며, 개구(14)를 통해 용기(10)에 에어로졸 생성 물질(11)이 주입될 수 있다. 용기(10)에 에어로졸 생성 물질(11)이 주입된 후에 용기(10)의 개구(14)는 커버(17)의 마개(17b)에 의해 밀폐될 수 있다.

용기(10)에 커버(17)가 결합한 상태에서 용기(10)와 커버(17)의 조립체를 마우스피스(40)의 내부에 결합할 수 있다. 마우스피스(40)의 내부에 용기(10)가 삽입되면, 마우스피스(40)와 용기(10)는 일체화된 한 개의 조립체를 형성하므로 휴대 및 교체가 가능한 카트리지로 사용될 수 있다.

마우스피스(40)와 용기(10)의 조립체와 하부 케이스(50)를 결합하면 사용자가 에어로졸의 흡입을 할 수 있는 에어로졸 생성 장치가 완성된다. 마우스피스(40)는 하부 케이스(50)의 플랜지(51)에 나사 결합 방식으로 결합할 수 있다. 실시예들은 마우스피스(40)와 하부 케이스(50)의 결합 방식에 의해 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 마우스피스(40)와 하부 케이스(50)의 결합 및 분리 구조를 구현하기 위하여 바요넷 마운트(bayonet mount)와 같은 억지 끼움 방식의 체결 요소들을 사용할 수 있다.

용기(10)의 개구(14)에 결합된 커버(17)는 에어로졸을 통과시키기 위한 통공(17a)을 포함한다. 커버(17)가 용기(10)의 개구(14)에 결합한 상태에서 커버(17)의 외측 가장자리는 용기(10)의 외벽(12)보다 외측으로 돌출한다. 커버(17)는 외측 가장자리를 따라 상하 방향으로 관통하는 통공(17a)을 포함한다. 통공(17a)은 흡수체(20)에서 발생한 에어로졸이 흐름 통로(41p)를 통과한 후에 마우스피스(40)의 출구(42)로 전달하는 기능을 수행한다.

도 5를 참조하면, 진동자(30)는 하부 케이스(50)의 상측에 형성된 플랜지(51)의 내부에 장착될 수 있다. 진동자(30)는 하부 케이스(50)에 배치된 제어기(70)에 전기적으로 연결된다. 제어기(70)가 진동자(30)에 전기신호를 인가하면 진동자(30)가 진동함으로써 흡수체(20)에 진동을 전달하여 흡수체(20)가 보유하고 있는 에어로졸 생성 물질(11)을 무화시킬 수 있다.

제어기(70)는 진동자(30)에 전력을 공급하는 배터리와, 진동자(30)의 작동 모드를 제어하는 제어용 칩이나 제어용 회로기판 등을 포함할 수 있다.

하부 케이스(50)에 진동자(30)가 장착된 상태에서 마우스피스(40) 및 용기(10)의 조립체를 하부 케이스(50)에 결합하면, 마우스피스(40)가 진동자(30)의 외측 포위하도록 용기(10)의 외측에 배치된다.

제어기(70)가 진동자(30)에 전기신호를 인가하면 진동자(30)가 초음파 진동을 발생함으로써 진동자(30)가 흡수체(20)를 용기(10)의 외벽(12)에 대해 가압하는 동작과 흡수체(20)를 가압하는 동작을 해제하는 동작을 고속으로 반복한다. 여기에서, '진동자(30)가 흡수체(20)를 용기(10)의 외벽(12)에 대해 가압한다'는 것은 진동자(30)가 흡수체(20)와 물리적으로 완전히 접촉하는 것만을 의미하는 것은 아니다. 진동자(30)가 진동하는 과정에서 흡수체(20)와 진동자(30)가 물리적으로 접촉할 수도 있고, 진동자(30)가 흡수체(20)의 표면에 맺혀 있는 에어로졸 생성 물질(11)을 진동시키도록 진동자(30)가 흡수체(20)의 표면을 향하여 미세하게 변형되는 동작을 실행할 수도 있다.

도 4를 참조하면, 진동자(30)가 진동하는 동안 흡수체(20)에서 발생한 에어로졸은 인접하는 흡수체(20)의 측면의 사이의 공간에서 흐름을 형성할 수 있다. 에어로졸은 마우스피스(40)의 내벽(41)과 용기(10)의 외벽(12)의 사이에 형성된 흐름 통로(41p)를 따라 흐르고, 흐름 통로(41p)의 에어로졸은 통공(17a)을 통하여 마우스피스(40)의 출구(42)로 배출될 수 있다. 흐름 통로(41p)에서의 에어로졸의 흐름을 원활하게 형성하기 위하여 인접한 흡수체(20)의 사이의 공간과 통공(17a)의 위치가 서로 대응하게 형성될 수 있다. 따라서 인접한 흡수체(20)의 사이의 공간에서 발생한 에어로졸이 아무런 저항 없이 통공(17a)을 통해서 마우스피스(40)의 출구(42)로 흐르는 흐름을 형성할 수 있다.

상술한 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에 의하면 초음파 진동을 발생하는 진동자(30)에 의해 에어로졸 생성 물질(11)을 무화시키는 방식으로 에어로졸을 생성할 수 있으므로, 과도한 열을 발생하지 않고도 청량감을 갖는 양질의 에어로졸을 생성할 수 있다. 또한 용기(10)의 외측에 배치된 흡수체(20)에 초음파 진동을 전달함으로써 에어로졸을 생성한 후에 용기(10)와 마우스피스(40)의 사이의 공간에서 원활한 에어로졸의 흐름이 형성되므로 사용자에게 만족할 수준의 충분한 무화량의 에어로졸을 제공할 수 있다.

또한 에어로졸 생성 물질(11)을 모두 소모한 이후에 용기(10)만을 교체하거나, 용기(10)와 마우스피스(40)를 하나의 카트리지로 제작하여 용기(10)와 마우스피스(40)에 의해 형성된 카트리지만을 교체할 수 있다. 용기(10) 또는 용기(10)를 포함한 카트리지만을 교체함으로써 에어로졸 생성 장치에서 진동을 발생하는 진동자(30)를 포함한 요소들은 폐기하지 않고 반복적으로 사용할 수 있어서, 에어로졸 생성 장치의 유지 비용을 절감할 수 있다.

도 7은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향의 단면도이다.

도 7에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 전체적인 구조는 도 3 내지 도 6에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 구조와 유사하나, 진동자(30)의 배치 위치가 변형되었다. 진동자(30)는 마우스피스(40)의 내벽면에 배치됨으로써 진동자(30)의 외측면은 마우스피스(40)의 내벽면에 접하고 진동자(30)의 내측면은 용기(10)의 외벽(12)과 흡수체(20)를 향한다. 따라서 마우스피스(40)를 하부 케이스(50)로부터 분리할 때 용기(10)와 마우스피스(40)와 진동자(30)가 함께 하부 케이스(50)로부터 분리될 수 있다.

도 8은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소들의 결합관계를 예시적으로 도시한 개념도이다.

도 8에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서 용기(10)는 일 방향, 즉 길이 방향을 따라 길게 연장하는 원통 형상을 갖고, 용기(10)의 외벽(12)에 배치되는 흡수체(20)는 용기(10)의 길이 방향을 따라 길게 연장한다. 흡수체(20)는 용기(10)의 원주 방향을 따라 서로 이격하도록 복수 개가 배치된다. 흡수체(20)의 외측과 마우스피스(40)의 내벽(41)의 사이에는 진동자(30)가 배치된다. 진동자(30)도 복수 개의 흡수체(20)의 각각에 대응하도록 복수 개가 배치된다.

진동자(30)의 각각은 동일한 전기신호에 의해 제어됨으로써 동일한 진폭과 주기의 주파수를 갖는 동일한 형태의 진동모드로 진동할 수 있다. 또는 진동자(30)의 각각은 서로 상이한 전기신호에 의해 제어됨으로써 상이한 진폭 및/또는 주기의 주파수를 갖는 상이한 진동모드로 진동할 수 있다. 또는 진동자(30)의 각각은 동일한 진폭과 주기의 주파수를 갖지만 시간 차이를 갖는 진동모드로 진동할 수 있다.

상술한 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서 진동자(30)가 진동하면 인접한 흡수체(20)의 사이의 공간에서 에어로졸이 생성되고, 마우스피스(40)의 내벽(41)과 용기(10)의 외벽(12)의 사이의 공간을 통해 에어로졸이 흐름을 형성하여 마우스피스(40)의 출구(42)를 통해 에어로졸이 에어로졸 생성 장치의 외부로 배출된다.

도 9는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소들의 결합관계를 예시적으로 도시한 개념도이다.

도 9에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질(11)을 수용하며 일 방향을 따라 연장하는 원통 형상의 용기(10)와, 용기(10)의 연장 방향을 따라 서로 이격됨과 동시에 용기(10)의 원주 방향을 따라 서로 이격되는 복수 개의 흡수체(20)와, 용기(10)의 연장 방향을 따라 이격되게 배치되며 링 형상을 갖는 진동자(30)를 포함한다.

복수 개의 흡수체(20)는 용기(10)의 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배치됨으로써 하나의 그룹을 형성할 수 있다. 복수 개의 진동자(30)의 각각은 흡수체(20)의 각각의 그룹에 대응할 수 있다. 즉 도 9에서 상부의 진동자(30)는 복수 개의 흡수체(20) 중에서 마우스피스(40)의 출구(42)를 향하는 측에서 용기(10)의 원주 방향을 따라 배치된 상부 그룹을 포위한다. 그리고 도 9에서 하부의 진동자(30)는 복수 개의 흡수체(20) 중에서 마우스피스(40)의 출구(42)에서 멀어지는 방향을 향하는 측에서 용기(10)의 원주 방향을 따라 배치된 하부 그룹을 포위한다.

상부의 진동자(30)와 하부의 진동자(30)는 서로 동일한 진동모드로 진동할 수도 있고, 서로 상이한 진동모드로 진동할 수도 있다.

도 10은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향의 단면도이다.

도 10에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질(11)을 수용하며 일 방향을 따라 연장하는 용기(10)와, 용기(10)로부터 에어로졸 생성 물질(11)을 흡수하여 유지하도록 용기(10)의 외측에서 용기(10)의 연장 방향을 따라 서로 이격되게 배치되는 흡수체(20)와, 용기(10)에 배치되어 흡수체(20)에 에어로졸 생성 물질(11)을 전달하는 다공성 소재 또는 메시 소재의 전달 매체(13m)와, 복수 개의 흡수체(20)의 각각에 대응하도록 용기(10)의 연장 방향을 따라 서로 이격되며 흡수체(20)의 외측에 배치되는 복수 개의 진동자(30)와, 진동자(30)를 제어하는 제어기(70)와, 제어기(70)를 지지하는 하부 케이스(50)를 포함한다.

진동자(30)는 마우스피스(40)를 향하는 상부 측에 배치된 상부 진동자(30a)와, 하부 케이스(50)를 향하는 하부 측에 배치된 하부 진동자(30b)를 포함한다. 인접하는 흡수체(20)의 사이의 공간에서 에어로졸 생성 작용을 촉진하기 위하여 상부 진동자(30a)와 하부 진동자(30b)는 서로 상이한 진동모드로 진동할 수 있다. 예를 들어 도 10에 도시된 것과 같이 상부 진동자(30a)는 용기(10)의 길이 방향을 향하는 상하 방향으로 진동하고 하부 진동자(30b)는 용기(10)의 외벽(12)을 향하는 수평 방향으로 진동할 수 있다. 또한 상부 진동자(30a)와 하부 진동자(30b)의 각각의 진동 방향이 반복적으로 서로 바뀔 수 있다. 또한 상부 진동자(30a)와 하부 진동자(30b)의 진동 방향이 서로 동일하도록 진동모드가 변경될 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.

10: 용기 30: 진동자
11: 에어로졸 생성 물질 31: 배선
12: 외벽 32: 커넥터
13: 전달공 40: 마우스피스
13m: 전달 매체 41: 내벽
14: 개구 41p: 흐름 통로
17b: 마개 42: 출구
17: 커버 50: 하부 케이스
17a: 통공 51: 플랜지
20: 흡수체 70: 제어기

Claims (15)

1. 에어로졸 생성 물질을 수용하는 용기;
   상기 용기의 외벽에 배치되어 상기 용기로부터 상기 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 흡수체;
   외부에서 인가된 신호에 의해 진동함으로써 상기 흡수체에 흡수된 상기 에어로졸 생성 물질을 무화시켜 에어로졸을 생성하는 진동자; 및
   상기 용기의 상기 외벽의 적어도 일부를 포위하여 상기 흡수체로부터 발생한 에어로졸이 상기 용기의 상기 외벽을 따라 이동하도록 안내하는 흐름 통로를 형성하고 상기 흐름 통로를 통과한 에어로졸을 외부로 배출하는 출구를 포함하는 마우스피스;를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 흡수체는 상기 용기의 상기 외벽을 따라 서로 이격하도록 복수 개가 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 용기는 일 방향을 따라 길게 연장하고, 상기 진동자는 복수 개의 상기 흡수체를 모두 포위하도록 상기 용기가 연장하는 상기 일 방향을 가로지르는 방향을 따라 연장하고, 상기 마우스피스는 상기 진동자의 외측을 포위하도록 상기 용기의 외측에 결합하는, 에어로졸 생성 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 용기는 원통형상이고, 상기 진동자는 상기 용기의 외측의 원주 방향으로 연장하는 링 형상인, 에어로졸 생성 장치.
5. 제4항에 있어서,
   복수 개의 상기 흡수체는 상기 용기의 외측의 원주 방향으로 서로 이격되게 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 흡수체는 상기 용기의 길이 방향을 따라 연장하는, 에어로졸 생성 장치.
7. 제3항에 있어서,
   복수 개의 상기 흡수체는 상기 용기의 길이 방향을 따라 서로 이격되게 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 진동자는 상기 용기의 길이 방향을 따라 서로 이격된 상기 흡수체에 대응하도록 상기 용기의 길이 방향을 따라 복수 개가 서로 이격되게 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
9. 제2항에 있어서,
   상기 진동자는 인접한 상기 흡수체에 동시에 진동을 전달하여 에어로졸을 생성하고, 상기 마우스피스는 상기 용기와 인접한 상기 흡수체와 상기 진동자를 포위하여 인접한 상기 흡수체와 상기 용기의 상기 외벽의 사이의 공간에서 배출되는 에어로졸을 상기 출구로 안내하는, 에어로졸 생성 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 용기는 일 방향을 따라 길게 연장하고, 상기 흡수체는 상기 용기의 상기 외벽의 적어도 일부분을 둘러싸도록 상기 용기의 상기 일 방향을 가로지르는 방향으로 연장하며, 상기 진동자는 상기 흡수체의 외측에 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 마우스피스는 상기 진동자를 외측에서 포위하도록 상기 용기의 외측에 결합하는, 에어로졸 생성 장치.
12. 제10항에 있어서,
    상기 진동자를 외측에서 포위하도록 상기 용기의 외측에 결합하는 하부 케이스를 더 포함하고, 상기 마우스피스는 상기 용기의 상기 일 방향을 따라 상기 하부 케이스로부터 상기 출구까지 연장하는, 에어로졸 생성 장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 진동자는 상기 용기를 향하는 방향과 상기 용기로부터 멀어지는 방향으로 진동하는, 에어로졸 생성 장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 진동자는 복수 개가 배치되며 복수 개의 상기 진동자가 상기 용기에 대해 진동하는 방향이 서로 상이하게 설정된, 에어로졸 생성 장치.
15. 제1항에 있어서,
    상기 용기는 적어도 일부분이 상기 에어로졸 생성 물질을 통과시키는 다공성 소재를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.

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