KR20210158699A - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

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Abstract

에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 장치는 제1 물질과 전달구멍을 포함하는 제1 카트리지와, 에어로졸을 통과시키는 제2 물질을 수용하는 챔버들을 포함하고 제1 카트리지에 대한 위치의 변경이 가능한 제2 카트리지와, 제1 물질의 잔여량을 감지하여 신호를 발생하는 잔여량 센서와, 잔여량 센서에서 발생한 신호에 기초하여 현재 에어로졸을 통과시키는 사용 챔버에 대해 제1 물질이 소모된 소모량을 결정하고 제1 물질의 소모량과 기준 소모량을 비교함으로써 제1 카트리지에 대한 제2 카트리지의 위치 변경이 필요한 위치변경시기를 결정하는 제어기를 포함한다.

Description

에어로졸 생성 장치{Aerosol generating apparatus}
실시예들은 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제1 카트리지의 제1 물질의 잔여량에 기초하여 제2 카트리지의 위치를 조정할 수 있으므로 휴대와 사용이 편리한 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 공급하는 기능을 수행하는 장치이다.
실시예들은 사용과 휴대가 간편한 에어로졸 생성 장치를 제공한다. 또한 실시예들은 소비자의 다양한 욕구를 충족시킬 수 있는 양질의 에어로졸을 생성하는 에어로졸 생성 장치를 제공한다.
일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 제1 물질을 내부에 수용하고 제1 물질로부터 생성된 에어로졸을 전달하는 전달구멍을 포함하는 제1 카트리지와, 제1 카트리지로부터 전달된 에어로졸을 통과시켜 외부로 배출하는 제2 물질을 수용하는 복수 개의 챔버들을 포함하고 챔버들의 적어도 하나가 전달구멍에 대응하도록 제1 카트리지에 대한 위치의 변경이 가능한 제2 카트리지와, 제1 카트리지에 수용된 제1 물질의 잔여량을 감지하여 신호를 발생하는 잔여량 센서와, 잔여량 센서에서 발생한 신호에 기초하여 챔버들 중 현재 에어로졸을 통과시키는 사용 챔버에 대해 제1 물질이 소모된 소모량을 결정하고 제1 물질의 소모량과 사용 챔버에 대해 미리 정해진 제1 물질의 기준 소모량을 비교함으로써 제1 카트리지에 대한 제2 카트리지의 위치 변경이 필요한 위치변경시기를 결정하는 제어기를 포함한다.
상술한 바와 같은 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치는 제1 물질을 수용한 제1 카트리지와 제2 물질을 수용한 제2 카트리지가 일체화된 1개의 장치로 취급할 수 있어서 휴대와 사용이 간편하다.
또한 제2 카트리지의 챔버들이 서로 상이한 종류의 제2 물질을 포함할 수 있고 사용자가 챔버들 중 하나를 선택하여 원하는 제2 물질을 선택할 수 있으므로 다양한 향미를 갖는 에어로졸을 자유롭게 즐길 수 있다.
또한 잔여량 센서의 신호에 기초하여 현재 사용 중인 사용 챔버에 대해 제1 카트리지의 제1 물질이 소모된 소모량을 결정하고 소모량과 미리 정해진 기준 소모량의 비교 결과에 기초하여 제1 카트리지에 대한 제2 카트리지의 상대적인 위치를 변경할 수 있어서, 에어로졸 생성 장치의 편리한 사용과 안정적인 제어가 가능하다.
또한 에어로졸 생성 장치의 제1 카트리지가 많은 양의 제1 물질을 수용하도록 설계되어도, 구동장치에 의해 제1 카트리지와 제2 카트리지의 상대적인 위치를 자동적으로 변경하여 에어로졸 공급을 위해 사용되는 챔버들을 선택할 수 있으므로 제2 물질을 포함한 제2 카트리지를 교체하지 않고도 새로운 제2 물질로 교체하는 효과를 얻을 수 있다.
또한 제1 카트리지와 제2 카트리지의 상대적인 위치를 조정하여 에어로졸 공급을 위해 사용되는 챔버들을 선택할 수 있으므로 매질 용 카트리지를 교체하지 않아도 새로운 매질을 교체하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소들의 분리 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소들의 연결 관계를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 5는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일 작동상태를 도시한 횡방향 단면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 다른 작동상태를 도시한 횡방향 단면도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 11은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치를 개략적으로 도시한 종방향 단면도이다.
도 12는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소들의 결합관계를 개략적으로 도시한 종방향 단면도이다.
도 13은 도 1 내지 도 12에 도시된 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치에 의한 에어로졸 생성 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 14는 도 1 내지 도 12에 도시된 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치와 관련하여 다른 에어로졸 생성 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소들의 분리 상태를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 에어로졸을 사용자에게 공급하는 기능을 수행하는 장치로서, 전기, 유도자기장, 또는 초음파 등을 이용하는 방식으로 작동하는 히터로 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 장치이다.
도 3을 참조하면, 에어로졸 생성 장치는 제1 물질(12)을 내부에 수용하고 제1 물질(12)로부터 생성된 에어로졸을 전달하는 전달구멍(11)을 포함하는 제1 카트리지(10)와, 제1 카트리지(10)로부터 전달된 에어로졸을 통과시켜 외부로 배출하는 제2 물질(22)을 수용하는 복수 개의 챔버들(21)을 포함하는 제2 카트리지(20)를 포함한다.
제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)는 일체화되어 하나의 부품으로 취급 가능하도록 서로 일체로 결합되어 에어로졸 생성 조립체(5)를 형성한다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 조립체(5)를 수용할 수 있는 수용통로(7a)를 포함하는 케이스(7)를 포함한다. 케이스(7)는 외부 표면에 사용자에게 정보를 전달하기 위한 표시장치(7f)와, 사용자에게 에어로졸 생성 장치의 작동 상태와 관련된 공지를 전달하기 위한 표시용 램프(7d)를 포함한다. 표시장치(7f)와 표시용 램프(7d)는 사용자에게 여러 가지 형태의 알림을 고지하는 기능을 수행하는 정보 발생기의 일예로서, 정보 발생기는 스피커나 진동 발생기와 같은 형태로 변형될 수도 있다.
또한 케이스(7)는 사용자가 조작할 수 있으며 사용자의 조작을 감지하여 사용자 입력신호를 발생하는 입력 장치(95)를 포함한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에서 케이스(7)는 대략 직육면체의 형상을 갖고, 에어로졸 생성 조립체(5)는 전체적으로 축 방향으로 길게 연장하는 원통형상을 갖지만 실시예들은 이와 같은 케이스(7) 및 에어로졸 생성 조립체(5)의 형상에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어서 케이스(7)는 축방향으로 길게 연장하는 원통형, 타원형 단면을 갖는 원통형, 납작한 원통형, 정육면체, 직육면체 등의 여러 가지 형상으로 변형될 수 있다. 또한 에어로졸 생성 조립체(5)도 직육면체, 정육면체 등의 여러 가지 형상으로 변형될 수 있다.
제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)는 서로에 대한 상대적인 위치의 변경이 가능하게 결합된다. 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에서 제2 카트리지(20)가 제1 카트리지(10)에 대해 상대적으로 회전함으로써 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치가 변경될 수 있다. 제1 카트리지(10)는 전체적으로 원통 형상을 가지며 적어도 일부분이 원통 형상의 표면의 연장 방향과 다르게 형성된 위치고정면(10s)을 포함한다.
케이스(7)의 수용통로(7a)는 에어로졸 생성 조립체(5)를 수용할 수 있도록 길게 연장하는 중공의 원통형 통로로 형성된다. 수용통로(7a)의 적어도 일부분에는 제1 카트리지(10)의 위치고정면(10s)에 대응하는 형상을 갖도록 수용통로(7a)의 내벽면의 원통 형상의 표면의 연장 방향과 다르게 형성된 위치유지면(7s)이 형성된다.
에어로졸 생성 조립체(5)가 케이스(7)의 수용통로(7a)에 수용되면, 위치유지면(7s)과 위치고정면(10s)이 서로 접촉하므로 케이스(7)에 대한 제1 카트리지(10)의 위치가 안정적으로 유지될 수 있다. 즉 제2 카트리지(20)가 제1 카트리지(10)에 대해 회전하는 동안 제1 카트리지(10)의 위치고정면(10s)이 위치유지면(7s)에 의해 지지됨으로써 제1 카트리지(10)가 회전하지 않고 케이스(7)에 대해 고정된 상태가 안정적으로 유지된다.
또한 위치유지면(7s)과 위치고정면(10s)은 에어로졸 생성 조립체(5)가 케이스(7)의 수용통로(7a)에 삽입될 때에 수용통로(7a)의 축 방향의 중심에 대한 에어로졸 생성 조립체(5)의 축 방향의 중심의 상대적인 위치를 정렬하기 위한 정렬 기능을 수행할 수 있다. 즉 에어로졸 생성 조립체(5)의 제1 카트리지(10)의 위치고정면(10s)과 수용통로(7a)의 위치유지면(7s)이 대응하여야 에어로졸 생성 조립체(5)가 케이스(7)의 수용통로(7a)에 삽입될 수 있다.
케이스(7)는 수용통로(7a)의 단부에 설치되어 제1 카트리지(10)에 전기를 공급하는 전기 단자(50d)를 포함한다. 에어로졸 생성 조립체(5)의 제1 카트리지(10)의 위치고정면(10s)과 수용통로(7a)의 위치유지면(7s)이 대응하도록 에어로졸 생성 조립체(5)가 수용통로(7a)에 대해 정렬되면 전기 단자(50d)가 제1 카트리지(10)에 정확하게 연결될 수 있다.
실시예들은 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 결합 구조에 의해 제한되지 않으며, 다양한 결합 구조에 의해 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)가 서로에 대해 회전 가능하게 결합할 수 있다. 예를 들어 도 1 내지 도 3에 도시된 에어로졸 생성 조립체(5)의 구조를 변형하여 제2 카트리지(20)의 위치를 케이스(7)에 대해 고정적으로 유지한 상태에서 제1 카트리지(10)가 제2 카트리지(20)에 대해 회전할 수 있다. 또는 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 각각이 회전함으로써 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치가 변경될 수 있다.
제1 카트리지(10)는 케이스(7)에 내장된 무화기(50a)에서 생성된 에어로졸을 제2 카트리지(20)로 전달하는 기능을 수행할 수 있다.
제1 카트리지(10)는 내부에 제1 물질(12)을 수용한다. 제1 물질(12)은 예를 들어 액체 상태 또는 겔(gel) 상태의 물질일 수 있다. 제1 물질(12)은 제1 카트리지(10)의 내부에서 액체 상태의 스펀지나 솜과 같은 다공성 소재에 의해 함침된 상태로 유지될 수도 있다.
제1 물질(12)은 액체 물질일 수 있으며, 예를 들어, 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질이나 비 담배 물질을 포함할 수 있다.
제1 물질(12)은 예를 들어, 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 또는 비타민 혼합물을 포함할 수 있다.
제1 물질(12)의 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.
제1 물질(12)의 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한 제1 물질(12)은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
케이스(7)의 내부에서 수용통로(7a)의 하측에 제1 카트리지(10)의 제1 물질(12)을 가열하여 에어로졸을 생성하는 무화기(50a)와 제어기(70)가 설치된다. 제어기(70)는 무화기(50a)에 전력을 공급하는 배터리와, 무화기(50a)의 작동을 제어하는 제어용 칩이나 제어용 회로기판 등을 포함할 수 있다.
무화기(50a)는 제1 카트리지(10)로부터 제1 물질(12)을 흡수하여 유지하는 심지(52)와, 심지(52)에 감겨 있거나 심지(52)와 접촉하거나 심지(52)에 인접하도록 배치되어 제1 물질(12)을 가열하여 에어로졸을 발생시키는 히터(51)와, 히터(51)를 둘러싸며 에어로졸 생성을 위한 분위기를 조성하는 에어로졸 생성 챔버(50c)를 포함한다.
무화기(50a)는 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기체의 상으로 변환하여 에어로졸(aerosol)을 발생시키는 기능을 수행한다. 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 공기가 혼합된 상태의 기체를 의미할 수 있다.
히터(51)는 제어기(70)로부터 공급된 전기에 의해 열을 발생시키는 전기 저항성 발열체일 수 있다. 무화기(50a)는 전기 저항성 발열체를 포함하지만, 실시예들은 이러한 무화기(50a)의 구성에 의해 제한되는 것은 아니다. 무화기(50a)는 예를 들어 초음파 방식으로 에어로졸을 생성하거나, 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성할 수도 있다.
제1 카트리지(10)는 제1 카트리지(10)의 연장 방향을 따라 연장하여 에어로졸을 전달하는 전달구멍(11)을 포함한다. 에어로졸 생성 챔버(50c)는 히터(51)에 의해 생성된 에어로졸을 제1 카트리지(10)의 전달구멍(11)으로 전달한다. 따라서 에어로졸 생성 챔버(50c)로부터 공급된 에어로졸은 제1 카트리지(10)의 전달구멍(11)을 통해서 제2 카트리지(20)로 전달된다.
제2 카트리지(20)는 제1 카트리지(10)에 대해 회전하도록 배치되고 회전 방향을 따라 차례로 위치하는 복수 개의 챔버들(21)과 챔버들(21)의 각각에 수용되어 에어로졸을 통과시키는 제2 물질(22)을 포함한다.
제2 물질(22)은 고체 상태일 수 있으며 예를 들어, 분말이나 작은 크기의 입자의 집합인 과립(granule)을 포함할 수 있다.
제2 물질(22)은 예를 들어 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하거나, 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 첨가 물질이나, 멘솔 또는 보습제 등의 가향 물질이나, 식물 추출물, 향료, 향미제, 및 비타민 혼합물의 어느 하나의 성분이나, 이들 성분의 혼합물을 포함할 수 있다.
제2 물질(22)의 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제2 물질(22)의 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다.
제2 물질(22)의 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제2 카트리지(20)는 제2 카트리지(20)의 회전 방향을 따라 차례로 서로 이격되게 위치하는 복수 개의 챔버들(21)을 포함한다. 챔버들(21)은 격벽에 의해 서로 독립되게 구획된다.
도 2에서 챔버들(21)은 3개가 설치되었으나, 실시예들은 챔버들(21)의 개수에 의해 제한되지 않으며 챔버들(21)은 2개가 설치되거나 또는 4개 이상이 설치될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 제1 카트리지(10)는 상측으로 돌출하는 회전축(40)을 포함한다. 회전축(40)은 제1 카트리지(10)로부터 상측으로 돌출하여 연장하고, 제2 카트리지(20)가 회전축(40)에 회전 가능하도록 결합한다.
제2 카트리지(20)의 상부에는 챔버들(21)의 적어도 하나의 제2 물질(22)을 통과한 에어로졸을 외부로 배출하는 배출구(26e)를 포함하는 마우스피스(26)가 결합된다. 챔버들(21)의 상부에는 챔버들(21)의 상측 단부를 덮는 상판(27)이 배치된다. 상판(27)은 에어로졸을 통과시키는 상부통공(27p)을 포함한다.
상판(27)의 상부면에서 돌출한 회전축(40)의 상부 단부에는 흐름 가이드(29)가 결합된다. 흐름 가이드(29)는 마우스피스(26)의 내부에 배치되어 챔버들(21)의 제2 물질(22)을 통과한 에어로졸의 흐름을 마우스피스(26)의 배출구(26e)로 유도하는 기능을 수행한다. 흐름 가이드(29)는 챔버들(21)의 각각에 대응하는 복수 개의 날개들을 포함할 수 있다.
제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)가 결합한 상태에서 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치가 변경됨으로써 제2 카트리지(20)의 복수 개의 챔버들(21)의 적어도 하나가 제1 카트리지(10)의 전달구멍(11)에 대응한다. 따라서 제1 카트리지(10)의 전달구멍(11)에서 배출된 에어로졸이 제2 카트리지(20)의 복수 개의 챔버들(21) 중 전달구멍(11)에 대응하는 챔버에 수용된 제2 물질(22)을 통과한다. 에어로졸이 제2 물질(22)을 통과하는 동안 에어로졸의 특성이 변화할 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 적어도 하나를 이동시키도록 구동력을 발생하는 구동장치(60)를 더 포함한다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 구동장치(60)는 케이스(7)의 내부에 배치되며 전기신호에 의해 작동하는 모터(61)와, 모터(61)의 구동력을 제2 카트리지(20)에 전달하는 기어(62)를 포함한다. 제2 카트리지(20)의 외측에는 제2 카트리지(20)의 회전 방향을 따라 연장하도록 기어면(20g)이 설치된다.
에어로졸 생성 조립체(5)가 케이스(7)에 장착되면 제2 카트리지(20)의 기어(62)가 기어면(20g)에 결합된다. 구동장치(60)의 모터(61)에 제어기(70)로부터 전기신호가 인가되면 모터(61)의 축이 회전 운동을 하고, 모터(61)의 구동력이 기어(62)를 통해 제2 카트리지(20)의 기어면(20g)에 전달된다. 따라서 구동장치(60)는 제1 카트리지(10)에 대하여 제2 카트리지(20)를 회전시키는 기능을 수행할 수 있다.
실시예들은 도 1 및 도 3에 도시된 구동장치(60)의 구성에 의해 제한되지 않으며, 예를 들어 구동장치(60)는 제1 카트리지(10)와 연결되어 제1 카트리지(10)를 회전시킬 수 있다. 또한 구동장치(60)의 기어(62)는 벨트, 스프로켓 등과 같은 여러 가지의 동력전달요소로 대체될 수 있다.
여기에서 제2 카트리지(20)의 복수 개의 챔버들(21)의 적어도 하나의 위치가 제1 카트리지(10)의 전달구멍(11)의 위치에 대응한다는 것은, 복수 개의 챔버들(21)의 어느 하나의 위치가 제1 카트리지(10)의 전달구멍(11)의 위치에 대응하는 것과 복수 개의 챔버들(21) 중 인접한 두 개의 챔버들(21)의 위치가 제1 카트리지(10)의 전달구멍(11)의 위치에 대응하는 것을 모두 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제2 카트리지(20)는 외측 표면에 설치된 표지(91)를 포함한다. 제2 카트리지(20)는 내부에 복수 개의 챔버들(21)을 포함하며, 회전 케이스(25)의 표지(91)는 챔버들(21)의 각각에 대응하는 위치에 형성된다.
제1 카트리지(10)는 외측 표면에 회전 케이스(25)의 표지(91)에 대한 기준위치로 이용될 수 있는 표지(92)를 포함한다. 따라서 회전 케이스(25)의 표지(91)를 제1 카트리지(10)의 표지(92)에 일치시킴으로써 챔버들 중 적어도 하나의 위치를 에어로졸을 배출하는 제1 카트리지(10)의 전달구멍(11)의 위치에 정렬시킬 수 있다.
또한 사용자는 회전 케이스(25)의 표지(91)와 제1 카트리지(10)의 표지(92)의 위치를 확인하여 제2 카트리지(20)의 챔버들 중 현재 에어로졸을 통과시키는 챔버에 관한 정보를 식별할 수 있다.
제2 카트리지(20)와 제1 카트리지(10)의 사이에는 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치에 따라 챔버들(21) 중 현재 에어로졸을 통과시키는 챔버에 포함된 제2 물질(22)의 종류를 나타내는 위치 센서(97)가 설치된다. 위치 센서(97)는 전달구멍(11)을 기준으로 하여 챔버들(21)의 적어도 하나의 위치를 검출하여 신호를 발생하는 기능을 수행할 수 있다.
위치 센서(97)는 제2 카트리지(20)에 배치된 발신기(97a)와, 제1 카트리지(10)에 배치되어 발신기(97a)를 감지하는 수신기(97b)를 포함한다. 실시예들은 발신기(97a)와 수신기(97b)의 배치 위치나 개수에 의해 제한되지 않으며, 예를 들어 발신기(97a)는 제1 카트리지(10)에 배치되고 수신기(97b)가 제2 카트리지(20)에 배치될 수도 있다.
위치 센서(97)는 챔버들(21) 중 적어도 하나가 전달구멍(11)에 대응하도록 위치가 정렬되면 정렬된 챔버에 대응하는 상이한 식별신호를 발생할 수 있다.
위치 센서(97)의 발신기(97a)와 수신기(97b)는 예를 들어 포토 커플러와 같은 광학식 감지 센서나, 홀효과를 이용하여 자력을 감지하는 자력 센서나, 전기 저항의 변화를 감지하는 전기 저항 센서, 물리적인 접촉에 의해 신호를 발생하는 스위치 등의 하나 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다.
케이스(7)에는 제1 카트리지(10)에 수용된 제1 물질(12)의 잔여량을 감지하여 신호를 발생하는 잔여량 센서(79r)가 설치된다. 잔여량 센서(79r)는 정전용량 센서, 초음파 센서, 및 광학 센서의 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함하여 구현될 수 있다. 제1 카트리지(10)에 수용된 제1 물질(12)의 잔여량이 변화함에 따라 제1 카트리지(10)에 수용된 제1 물질(12)의 높이(H)가 변화하며 잔여량 센서(79r)는 이와 같은 제1 물질(12)의 높이(H)의 변화를 감지할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 케이스(7)의 내부에서 에어로졸이 흐르는 경로 상에 퍼프 센서(79p)가 배치된다. 퍼프 센서(79p)는 사용자의 에어로졸 흡입 동작과 연관하여 발생하는 에어로졸의 흐름 현상을 감지하는 기능을 수행할 수 있다. 퍼프 센서(79p)는 예를 들어 전달구멍(11)과 연결됨으로써 전달구멍(11)을 흐르는 에어로졸을 포함한 유체, 즉 공기의 흐름에 의한 유체압력이나 유량의 변동을 감지하여 신호를 발생한다. 퍼프 센서(79p)는 전달구멍(11)에 연결된 압력감지구멍(79s)에 배치될 수 있다.
상술한 바와 같은 에어로졸 생성 장치를 사용할 때에 제1 카트리지(10)에서 전달되어 제2 카트리지(20)의 챔버들(21)에 진입한 에어로졸은 챔버들(21)에 수용되어 있는 제2 물질(22)을 통과한다. 제2 물질(22)은 에어로졸에 향미를 부여한다. 제2 물질(22)을 통과하며 풍부한 향미를 포함하게 된 에어로졸은 챔버들(21)의 상부에 배치된 상판(27)의 상부통공(27p)을 통과한 후 마우스피스(26)를 통해 에어로졸 생성 장치의 외부로 배출된다.
제어기(70)는 위치 센서(97)의 신호에 기초하여 챔버들(21) 중 전달구멍(11)의 위치에 대응하도록 정렬됨으로써 에어로졸을 통과시키도록 사용 중인 사용 챔버를 식별하는 기능을 수행한다. 여기에서, '사용 챔버'는 챔버들(21) 중 하나를 지칭하는 명칭이며, 챔버들(21) 중에서 전달구멍(11)의 위치에 대응하도록 정렬되어 에어로졸을 통과시키는 기능을 수행하도록 사용 중인 적어도 하나의 챔버를 가리키기 위한 용어이다.
제어기(70)는 미리 정해진 조건이 달성되면 구동장치(60)를 작동시킴으로써 챔버들(21) 중 적어도 하나가 제1 카트리지(10)로부터 전달된 에어로졸을 통과시키도록 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경하는 기능을 수행할 수 있다. 즉 제2 카트리지(20)의 챔버들(21)에 포함된 제2 물질(22)은 에어로졸을 통과시키는 동작과 관련하여 미리 정해진 사용시간을 갖고 있으며, 제2 물질(22)이 에어로졸을 통과시키는 동작을 수행하도록 사용된 실제 사용시간이 미리 정해진 사용시간에 도달하면 에어로졸을 통과시키는 챔버들(21)의 위치가 변경되어야 한다.
제어기(70)가 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경하는 기준이 되는 미리 정해진 조건은 잔여량 센서(79r)의 신호에 의해 결정될 수 있다. 즉 제어기(70)는 잔여량 센서(79r)에서 발생한 신호에 기초하여 챔버들(21) 중 현재 에어로졸을 통과시키는 사용 챔버에 대해 제1 카트리지(10)의 제1 물질(12)이 소모된 소모량을 결정하고, 제1 물질(12)의 소모량과 사용 챔버에 대해 미리 정해진 제1 물질(12)의 기준 소모량을 비교함으로써 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 위치 변경이 필요한 위치변경시기를 결정하는 기능을 수행할 수 있다.
제어기(70)는 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경함으로써 에어로졸을 통과시키기 위하여 제2 카트리지(20)의 챔버들(21)의 다른 하나 또는 인접한 챔버들(21)을 선택하는 기능을 수행할 수 있다.
제2 카트리지(20)의 챔버들(21)의 각각에 포함된 제2 물질(22)의 양이 동일한 경우, 챔버들(21)의 각각에 대응하는 제1 물질(12)의 기준 소모량은 챔버들(21)의 전체에 대해 동일하게 설정될 수 있다. 예를 들어 챔버들(21)의 개수가 3개인 경우 제1 카트리지(10)에 수용된 제1 물질(12)의 용량을 균등하게 나누어 챔버들(21)의 각각에 대응하는 제1 물질(12)의 기준 소모량을 약 33%로 미리 정할 수 있다.
그러나 실시예들은 제2 카트리지(20)의 챔버들(21)의 각각에 대응하는 제1 물질(12)의 기준 소모량을 정하는 방식에 의해 제한되는 것은 아니며, 챔버들(21)의 각각에 대응하는 제1 물질(12)의 기준 소모량은 상이하게 정해질 수 있다. 예를 들어 챔버들(21)의 각각에 포함된 제2 물질(22)의 양이 서로 상이하거나, 소재가 상이하거나, 입자의 크기가 상이한 경우, 챔버들(21)의 각각에 대해 미리 정해지는 제1 물질(12)의 기준 소모량이 서로 상이하게 정해질 수 있다.
챔버들(21)의 각각에 대해 미리 정해지는 제1 물질(12)의 기준 소모량이 서로 상이하게 정해진 경우 챔버들(21)의 각각이 에어로졸을 통과시키는 사용 챔버로 사용되는 시간이 서로 상이할 수 있다. 그러나 챔버들(21)의 각각의 제2 물질(22)의 입자의 크기가 상이한 경우 또는 제2 물질(22)의 소재의 특성에 따라 단위 시간 안에 에어로졸을 통과시키는 동안 제1 물질(12)의 소모량이 달라질 수 있으며, 챔버들(21)의 각각에 대한 제1 물질(12)의 기준 소모량이 서로 상이하더라도 챔버들(21)의 각각이 사용 챔버로 사용되는 시간은 동일할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 사이에는 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치 변경을 제한하는 스토퍼(81a, 81b)가 설치된다. 스토퍼(81a, 81b)는 제1 카트리지(10)의 제2 카트리지(20)의 사이에서 챔버들(21)의 이동 경로 상에 배치된다. 스토퍼(81a, 81b)는 전달구멍(11)을 기준으로 하여 챔버들(21)의 위치를 변경하기 위해 제2 카트리지(20)가 제1 카트리지(10)에 대해 상대적인 운동을 할 때에 운동을 제한하는 기능을 수행한다. 여기에서 챔버들(21)의 '이동 경로'는 챔버들(21)이 통과하는 물리적 경로를 의미하는 것은 아니며, 제2 카트리지(20)가 회전함으로써 챔버들(21)이 원주 방향으로 이동하는 경로에 대응하여 제2 카트리지(20)의 스토퍼가 설치된 외측 가장자리가 이동하는 원주방향의 경로를 의미한다.
도 4는 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소들의 연결 관계를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4에 도시된 제어기(70)는 도 1 및 도 3에 도시된 케이스(7)의 내부에 배치되는 회로기판, 회로기판에 부착된 반도체 칩, 또는 반도체 칩이나 회로기판에 탑재된 소프트웨어의 어느 하나, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다.
제어기(70)는 무화기(50a)를 제어하여 에어로졸의 생성량 또는 온도 등을 제어하는 무화 제어기(71)와, 무화기와 연관된 온도를 감지하는 온도 센서(79t)와 사용자가 에어로졸을 흡입할 때 발생하는 공기의 압력 또는 속도의 변화를 감지하는 퍼프 센서(79p)와 도 2에 도시된 위치 센서(97)가 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 회전 위치를 감지하여 발생한 신호와 제1 카트리지(10)에 수용된 제1 물질(12)의 잔여량을 감지하는 잔여량 센서(79r)의 신호를 수신하는 센서 수신기(74)와, 사용자에게 정보를 제공하거나 알림을 고지하는 정보 발생기(96)를 제어하는 정보 제어기(75)와, 사용자의 입력 동작을 감지하는 버튼이나 터치 스크린이나 입력 버튼과 같은 사용자 입력 장치인 입력 장치(95)로부터 사용자 입력신호를 수신하는 사용자 입력 수신기(76)와, 제1 카트리지(10)의 제1 물질이나 제2 카트리지(20)의 제2 물질의 종류에 관한 정보나 무화기의 작동 온도를 제어하기 위한 온도 프로파일이나 사용자에 관한 정보나 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치 변경에 따른 전달구멍(11)을 기준으로 한 챔버들(21)의 위치에 관한 정보와 제2 카트리지(20)의 챔버들(21)의 각각에 대해 미리 정해진 제1 카트리지(20)의 기준 소모량 등을 포함한 저장소(78)와 데이터를 주고받는 입력/출력 제어기(73)와, 위치 센서(97)로부터 수신된 신호에 기초하여 에어로졸을 통과시키도록 현재 사용되고 있는 사용 챔버 및 사용 챔버에 포함되는 매질의 종류 등을 판단하는 매질 판단기(72)와, 잔여량 센서(79r)에서 발생한 신호에 기초하여 챔버들(21) 중 현재 에어로졸을 통과시키는 사용 챔버에 대해 제1 카트리지(10)의 제1 물질(12)이 소모된 소모량을 결정하고 제1 물질(12)의 소모량과 사용 챔버에 대해 미리 정해진 제1 물질(12)의 기준 소모량을 비교함으로써 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 위치 변경이 필요한 위치변경시기를 결정하는 기능을 수행하는 소모량 계산기(78a)와, 구동장치(60)의 작동을 제어하기 위한 구동 제어기(77)를 포함한다.
상술한 바와 같은 제어기(70)는 사용자의 흡입 동작을 감지함으로써 무화기의 작동을 개시하거나 무화기의 작동을 정지할 수 있다. 또한 제어기(70)가 위치 센서(97)로부터 인가된 신호에 기초하여 에어로졸을 통과시키도록 현재 사용되는 사용 챔버 및 사용 챔버에 포함된 매질의 종류 등을 판단하고 무화기의 작동 온도나 작동 시간 등을 매질의 종류에 적합하도록 제어할 수 있다. 또한 잔여량 센서(79r)에서 감지된 신호에 기초하여 현재 사용되는 사용 챔버에 대해 제1 카트리지(10)의 제1 물질(12)이 소모된 소모량을 결정하고 결정된 소모량과 기준 소모량을 비교함으로써 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 위치 변경이 필요한 위치변경시기를 결정할 수 있다.
제어기(70)는 위치 센서(97)로부터 인가된 신호에 기초하여 에어로졸을 통과시키도록 현재 사용되는 사용 챔버 및 사용 챔버에 포함된 매질의 종류 등을 판단한 후에, 사용 챔버의 종류에 관한 정보, 즉 사용 챔버의 미리 정해진 식별번호를 정보 발생기(96)로 출력할 수 있다. 사용 챔버의 미리 정해진 식별번호는 예를 들면 숫자, 문자, 또는 기호 등을 포함할 수 있다. 또한 제어기(70)는 사용 챔버에 포함된 매질의 종류에 관한 정보, 예를 들면 매질의 이름, 매질의 특성, 즉 향미에 관한 정보나 사용 수명 등에 관한 정보를 정보 발생기(96)로 출력할 수 있다.
제어기(70)는 위치 변경이 필요한 위치변경시기를 결정한 후에 위치변경시기에 즉시 구동장치(60)를 작동시켜 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경할 수 있다.
또는 제어기(70)는 위치 변경이 필요한 위치변경시기를 결정한 후에 먼저 사용자에게 제2 카트리지(20)의 챔버들(21)의 위치 변경이 필요한 상태임을 알리는 교체 알림을 정보 발생기(96)로 출력할 수 있다. 챔버들(21)의 위치를 변경하기 위한 사용자의 입력 지시가 입력 장치(95)를 통해 수신되면 제어기(70)는 구동장치(60)를 작동시켜 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경할 수 있다.
또한 제어기(70)는 위치변경시기와 상이한 조건으로 미리 정해진 기타 조건이 달성된 경우에 구동장치(60)를 작동시킬 수 있다. 예를 들어 제어기(70)가 구동장치(60)를 작동시켜 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경하기 위한 미리 정해진 기타 조건은 에어로졸을 생성하기 위하여 히터가 열을 발생시키는 가열동작의 누적시간이나, 히터의 가열동작의 누적시간과 히터의 가열온도의 조합을 포함할 수 있다.
제어기(70)는 위치변경시기가 결정된 경우 또는 미리 정해진 기타 조건이 달성된 경우에 먼저 정보 발생기(96)를 통하여 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치 변경이 필요한 것을 고지하는 교체 알림을 발생할 수 있다. 사용자가 알림을 확인하여 입력 장치(95)를 조작할 때에 제어기(70)가 입력 장치(95)로부터 인가된 입력신호에 기초하여 비로소 구동장치(60)를 작동시켜 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경할 수 있다.
미리 정해진 기타 조건이 히터의 가열동작의 누적시간을 포함한 경우, 제어기(70)는 무화 제어기(71)에 의해 히터에 공급된 전류의 양 또는 전력의 양을 계산하거나, 히터에 전류가 공급된 시간을 합산하여 히터의 가열동작의 누적시간을 계산할 수 있다. 예를 들어 제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중 하나에 포함된 제2 물질(22)이 에어로졸을 통과시키며 에어로졸에 향미를 부여할 수 있는 시간이 n분으로 미리 정해진 경우, 제어기(70)는 히터의 가열동작의 누적시간이 n분에 도달한 경우 현재 에어로졸을 통과시키는 챔버의 사용을 종료해야 하는 것으로 판단하여 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경함으로써 챔버들(21) 중에서 에어로졸을 통과시키기 위한 새로운 챔버를 선택할 수 있다.
히터의 가열동작은 제1 카트리지(10)의 제1 물질을 기화시키기에 충분한 온도의 열을 발생하는 주 가열동작과, 주 가열동작에 해당하는 온도의 범위보다 낮은 온도의 범위에서 열을 발생하는 예비 가열동작을 포함할 수 있다. 제어기(70)가 구동장치(60)를 작동시키기 위한 미리 정해진 기타 조건에 포함되는 히터의 가열동작은 주 가열동작일 수 있다.
미리 정해진 기타 조건이 히터의 가열동작의 누적시간과 히터의 가열온도의 조합을 포함하는 경우는 히터의 가열동작이 주 가열동작과 예비 가열동작을 포함할 때에 더 유용할 수 있다. 예를 들어 챔버들(21) 중 하나에 포함된 제2 물질(22)이 에어로졸을 통과시키며 에어로졸에 향미를 부여할 수 있는 시간이 n분으로 미리 정해진 경우, 제어기(70)는 히터의 가열온도가 주 가열동작에 해당하는 온도에 도달한 때에만 히터의 가열동작의 누적시간을 계수할 수 있다.
또한 위치변경시기와 또 다른 상이한 기타 조건 하에 제어기(70)가 구동장치(60)를 작동시켜 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경할 수 있다. 상이한 기타 조건은 입력 장치(95)가 사용자의 입력을 수신하여 발생하는 입력신호에 기초하여 결정되는 챔버들(21) 중 적어도 하나가 선택된 선택 조건을 포함할 수 있다.
제2 카트리지(20)의 챔버들(21)은 서로 상이한 매질의 종류 또는 상이한 입자 크기를 갖는 제2 물질(22)을 포함할 수 있으며, 제어기(70)는 표시용 램프(7d)를 발광시키거나 발광 색상을 변경하거나, 표시장치(7f)에 정보를 표시함으로써 제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중에서 현재 제1 카트리지(10)의 전달구멍(11)의 위치에 정렬되어 에어로졸을 통과시키도록 사용되는 사용 챔버에 포함된 제2 물질(22)에 관한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
사용자가 입력 장치(95)를 조작하여 챔버들(21) 중에서 사용하길 원하는 챔버를 선택하면 제어기(70)가 입력 장치(95)로부터 입력된 입력신호에 기초하여 사용자가 챔버들(21) 중 적어도 하나의 챔버를 선택한 선택 조건이 달성된 것으로 판단함으로써 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경할 수 있다.
상술한 바와 같은 에어로졸 생성 장치를 사용할 때에는 사용자가 에어로졸 생성 조립체(5)를 케이스(7)에 장착하기 전에 제1 카트리지(10)에 대해 제2 카트리지(20)를 회전시켜 제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중 적어도 하나의 위치가 제1 카트리지(10)의 전달구멍(11)에 대응하는 위치에 놓이도록 제2 카트리지(20)의 회전 위치를 조정할 수 있다. 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 조정한 이후에 사용자는 에어로졸 생성 조립체(5)를 케이스(7)에 장착한다.
이러한 작동 방식을 변형하여 사용자가 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 조정할 필요 없이 사용자가 에어로졸 생성 조립체(5)를 케이스(7)에 장착하면 케이스(7)에 내장된 구동장치(60)가 자동적으로 제2 카트리지(20)를 회전시킴으로써 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 에어로졸 생성을 위한 초기 위치로 자동 조정할 수 있다. '초기 위치'는 제2 카트리지(20)의 챔버들(21)의 어느 하나의 위치가 전달구멍(11)의 위치에 대응하는 위치일 수 있다.
제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중 적어도 하나의 위치가 제1 카트리지(10)의 전달구멍(11)의 위치에 대응하는 상태에서 사용자가 마우스피스(26)를 통해 에어로졸을 흡입할 수 있다.
에어로졸 생성 장치의 에어로졸 생성 조립체(5)는 제1 물질(12)을 수용하는 제1 카트리지(10)와 제2 물질(22)을 수용하는 제2 카트리지(20)가 일체화된 1개의 장치로 취급할 수 있어서 휴대와 사용이 간편하다.
또한 에어로졸 생성 장치의 제1 카트리지(10)가 많은 양의 제1 물질(12)을 수용하도록 설계되어도, 구동장치(60)에 의해 제2 카트리지(20)를 자동적으로 회전시켜 에어로졸 공급을 위해 사용되는 챔버들(21)을 선택할 수 있으므로 제2 물질(22)을 포함한 제2 카트리지를 교체하지 않고도 새로운 제2 물질(22)로 교체하는 효과를 얻을 수 있다.
또한 제2 카트리지(20)의 챔버들(21)은 서로 상이한 종류의 제2 물질(22)을 포함할 수 있다. 예를 들어 챔버들(21)은 서로 상이한 입자 크기나, 상이한 향미 속성을 갖는 제2 물질(22)을 포함할 수 있다. 챔버들(21)이 서로 상이한 종류의 제2 물질(22)을 포함하더라도 위치 센서(97)에서 발생한 신호에 기초하여 제어기(70)가 챔버들(21) 중 전달구멍(11)에 대응하도록 정렬됨으로써 에어로졸을 통과시키도록 현재 사용 중인 사용 챔버를 식별할 수 있다. 제어기(70)가 식별한 사용 챔버 및 사용 챔버에 포함된 제2 물질(22)에 관한 정보가 사용자에게 제공될 수 있으므로, 사용자는 챔버들(21) 중 하나를 선택하여 원하는 제2 물질(22)을 선택하여 다양한 향미를 갖는 에어로졸을 자유롭게 즐길 수 있다.
또한 잔여량 센서(79r)의 신호에 기초하여 제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중 에어로졸을 통과시키도록 사용되는 사용 챔버에 대한 제1 카트리지(10)의 제1 물질(12)의 소모량을 결정하고 소모량을 기준 소모량과 비교함으로써 챔버들(21)의 위치를 변경하기 위한 위치변경시기를 결정할 수 있으므로 복수 개의 챔버들(21)의 위치를 변경하기 위한 동작과 관련한 편리성이 증가할 수 있다. 즉 잔여량 센서(79r)의 신호에 기초하여 결정된 위치변경시기에 챔버들(21)의 위치를 자동적으로 변경하는 경우 사용자가 챔버들(21)의 위치 변경을 위해 별도의 조작을 실시하지 않아도 되므로 에어로졸 생성 장치의 사용이 편리하다.
또한 위치변경시기에 챔버들(21)의 위치 변경을 안내하는 교체 알림을 사용자에게 고지한 후에 사용자의 입력 조작에 기초하여 사용자가 스스로 챔버들(21)의 위치를 변경할 수도 있으므로 에어로졸 생성 장치의 사용 중에 챔버들(21)의 사용 및 위치 변경과 관련하여 사용자의 선택의 자유도가 증가한다.
도 5는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서는 제1 카트리지(10)의 내부에 수용되어 있는 제1 물질(12)의 잔여량을 감지하기 위한 잔여량 센서(79r)가 광학식 센서에 의해 구현되었다. 잔여량 센서(79r)는 제1 카트리지(10)의 일측에서 제1 물질(12)을 향하여 광을 발광하는 발광부(79a)와, 제1 카트리지(10)의 타측에서 제1 물질(12)을 투과한 광을 수광하여 신호를 발생하는 복수 개의 수광부(79b)를 포함한다.
제어기 또는 저장소는 제1 카트리지(10)의 내부의 제1 물질(12)의 잔여량의 변화에 따라 복수 개의 수광부(79b)의 각각에 입사하는 광량의 변화와 그에 따른 수광부(79b)의 신호의 변화에 관한 정보를 미리 저장할 수 있으며, 복수 개의 수광부(79b)의 신호의 변화에 기초하여 제1 물질(12)의 잔여량의 변화를 감지할 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서도 제1 카트리지(10)의 내부에 수용되어 있는 제1 물질(12)의 잔여량을 감지하기 위한 잔여량 센서(79r)가 광학식 센서에 의해 구현되었다. 도 5에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서와 달리 도 6에서는 잔여량 센서(79r)의 발광부(79a)와 복수 개의 수광부(79b)가 제1 카트리지(10)의 일측에 함께 배치된다. 따라서 발광부(79a)에서 발광된 광이 제1 물질(12)에 의해 일부 반사되는 반사광 또는 제1 물질(12)에 의해 산란되는 산란광이 변환됨으로써 수광부(79b)에 입사된다.
제1 카트리지(10)에 남아 있는 제1 물질(12)의 수위에 따라서 복수 개의 수광부(79b)의 각각에 입사되는 산란광의 광량이 달라진다. 제어기 또는 저장소는 제1 카트리지(10)의 내부의 제1 물질(12)의 잔여량의 변화에 따라 복수 개의 수광부(79b)의 각각에 입사하는 산란광의 광량의 변화와 그에 따른 수광부(79b)의 신호의 변화에 관한 정보를 미리 저장할 수 있으며, 복수 개의 수광부(79b)의 신호의 변화에 기초하여 제1 물질(12)의 잔여량의 변화를 감지할 수 있다.
도 7은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서는 에어로졸 생성 조립체(5)가 제1 카트리지(10)와 제1 카트리지(10)에 대해 회전 가능하게 결합하는 제2 카트리지(20)를 포함한다. 제1 카트리지(10)에는 구동장치(60)가 설치되고, 구동장치(60)가 제2 카트리지(20)를 회전시킴으로써 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치가 변경된다.
제1 카트리지(10)에는 제1 카트리지(10)에 수용된 제1 물질(12)의 잔여량을 감지하기 위한 잔여량 센서(79r)가 설치된다. 잔여량 센서(79r)는 제1 카트리지(10)의 제1 물질(12)에 삽입되어 있는 탐침(179a)과 탐침(179a)에 전기적으로 연결된 도선 및 터미널 조립체(179b)를 포함한다. 예를 들어 잔여량 센서(79r)는 정전용량 센서로 구현될 수 있다. 즉 제1 카트리지(10)에 수용된 제1 물질(12)의 높이가 변화함에 따라 탐침(179a)의 정전용량이 변화할 수 있다. 제어기는 잔여량 센서(79r)에 전기적으로 연결되므로 제1 카트리지(10)에 수용된 제1 물질(12)의 잔여량의 변화에 따른 잔여량 센서(79r)의 정전용량의 변화에 기초하여 제1 물질(12)의 잔여량의 변화를 감지할 수 있다.
제1 카트리지(10)는 제1 물질(12)을 각각 수용하도록 구획된 복수 개의 저장조와, 복수 개의 저장조에 대응하도록 형성된 복수 개의 전달구멍(11)을 포함한다. 도 7에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 제1 카트리지(10)가 두 개의 저장조와 두 개의 전달구멍(11)을 포함하지만, 실시예들은 제1 카트리지(10)의 이와 같은 구성에 의해 제한되는 것은 아니며 저장조의 전달구멍(11)의 개수는 다양하게 변형될 수 있다.
복수 개의 저장조에 포함된 제1 물질(12)이 기화되어 발생한 에어로졸은 제1 카트리지(10)의 복수 개의 전달구멍(11)을 통해 제2 카트리지(20)로 전달된다. 제1 카트리지(10)에서 에어로졸을 생성할 때에는 제1 카트리지(10)의 모든 저장조의 제1 물질(12)이 동시에 기화될 수도 있고, 필요에 따라 복수 개의 저장조 중 한 개에서만 제1 물질(12)이 기화되거나 복수 개의 저장조 중 복수 개에서 제1 물질(12)이 기화될 수 있다.
제2 카트리지(20)는 제1 카트리지(10)로부터 전달된 에어로졸을 통과시켜 외부로 배출하는 제2 물질(22)을 수용하는 복수 개의 챔버들(21)을 포함한다. 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)는 일체화되어 하나의 부품으로 취급 가능하도록 서로 일체로 결합되어 에어로졸 생성 조립체(5)를 형성한다.
제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 사이에는 전달구멍(11)을 기준으로 한 챔버들(21) 중 적어도 하나의 위치를 검출하여 위치 신호를 발생하는 위치 센서(97)가 설치된다.
위치 센서(97)는 제2 카트리지(20)에 제2 카트리지(20)의 회전 방향, 즉 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배치된 발신기(97a)와, 제1 카트리지(10)에 배치되어 발신기(97a)를 감지하는 수신기(97b)를 포함한다. 실시예들은 발신기(97a)와 수신기(97b)의 배치 위치나 개수에 의해 제한되지 않으며, 예를 들어 발신기(97a)는 제1 카트리지(10)에 배치되고 수신기(97b)가 제2 카트리지(20)에 배치될 수도 있다.
도 7에서 발신기(97a)는 제2 카트리지(20)의 챔버들(21)의 각각에 대응하는 위치에 1개씩 배치되고, 또한 인접한 챔버들(21)의 사이의 위치에도 1개씩 배치된다. 복수 개의 발신기(97a) 중에서 제2 카트리지(20)의 챔버들(21)의 각각에 대응하는 발신기(97a)는 대응하는 챔버가 단독으로 전달구멍(11)의 위치에 정렬된 것임을 나타내는 신호를 발생할 수 있다. 또한 인접한 챔버들(21)의 사이에 배치된 발신기(97a)는 인접한 챔버들(21)이 동시에 전달구멍(11)의 위치에 대해 정렬됨으로써 인접한 챔버들(21)이 함께 에어로졸을 통과시키는 사용 챔버의 기능을 수행하는 것임을 나타내는 신호를 발생할 수 있다.
실시예들은 위치 센서(97)의 발신기(97a)의 배치 위치와 개수에 의해 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 발신기(97a)는 챔버들(21)의 각각 1개씩만 대응하도록 배치될 수도 있다.
도 8은 도 7에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일 작동상태를 도시한 횡방향 단면도이다.
제2 카트리지(20)가 구동장치에 의해 회전함으로써 제2 카트리지(20)의 제1 카트리지(10)에 대한 상대적인 위치가 변경될 수 있다. 도 8에 도시된 것과 같이 제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중 하나의 위치가 하나의 전달구멍(11)의 위치에 대응하도록 제2 카트리지(20)의 제1 카트리지(10)에 대한 회전 위치가 정렬될 수 있다. 도 8에 도시된 것과 같은 정렬 상태에서 제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중 하나가 제1 카트리지(10)의 하나의 전달구멍(11)에서 전달되는 에어로졸을 통과시킴으로써 에어로졸의 특성을 변화시키는 사용 챔버의 기능을 수행할 수 있다.
도 9는 도 7에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 다른 작동상태를 도시한 횡방향 단면도이다.
제1 카트리지의 제1 물질의 소모량이 제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중에서 에어로졸을 통과시키도록 사용 중이던 사용 챔버에 대하여 미리 정해진 기준 소모량을 초과하는 경우 제어기가 제1 카트리지에 대한 제2 카트리지의 위치의 변경이 필요한 위치변경시기를 결정할 수 있다. 제어기는 위치변경시기의 이후에 사용자의 선택에 의해 또는 즉시 구동 장치를 제어하여 제2 카트리지(20)의 챔버들(21)의 위치를 변경할 수 있다.
제2 카트리지(20)가 구동장치에 의해 회전함으로써 제2 카트리지(20)의 제1 카트리지(10)에 대한 상대적인 위치가 변경될 때에, 도 9에 도시된 것과 같이 인접한 챔버들(21)의 위치가 하나의 전달구멍(11)의 위치에 대응하도록 제2 카트리지(20)의 제1 카트리지(10)에 대한 회전 위치가 정렬될 수 있다.
도 9에서 제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중 인접한 두 개의 챔버가 하나의 전달구멍(11)의 반절에 해당하는 영역과 겹치도록 위치한다. 실시예들은 제2 카트리지(20)의 이와 같은 정렬 위치에 의해 제한되는 것은 아니며, 챔버들(21) 중 인접한 두 개의 챔버가 전달구멍(11)과 겹치는 면적이 서로 상이하도록 제2 카트리지(20)의 제1 카트리지(10)에 대한 회전 위치가 정렬될 수 있다.
예를 들어 인접한 두 개의 챔버들(21) 중 하나의 챔버에 포함된 제2 물질(22)이 에어로졸을 통과시키는 기능과 관련한 수명이 20%에 도달한 경우 전달구멍(11)의 약 80%에 해당하는 면적과 겹치도록 하고 인접한 두 개의 챔버들(21) 중 다른 하나의 챔버는 전달구멍(11)의 약 20%에 해당하는 면적과 겹치게 할 수 있다.
예를 들어 인접한 두 개의 챔버들(21) 중 하나의 챔버에 포함된 제2 물질(22)이 에어로졸을 통과시키는 기능과 관련한 수명이 60%에 도달한 경우 전달구멍(11)의 약 40%에 해당하는 면적과 겹치도록 하고 인접한 두 개의 챔버들(21) 중 다른 하나의 챔버는 전달구멍(11)의 약 60%에 해당하는 면적과 겹치게 할 수 있다.
또한 인접한 두 개의 챔버들(21) 중 하나의 챔버에 포함된 제2 물질(22)이 에어로졸을 통과시키는 기능과 관련한 수명이 80%에 도달한 경우 전달구멍(11)의 약 20%에 해당하는 면적과 겹치도록 하고 인접한 두 개의 챔버들(21) 중 다른 하나의 챔버는 전달구멍(11)의 약 80%에 해당하는 면적과 겹치게 할 수 있다.
제2 카트리지(20)의 챔버들(21)에 포함된 제2 물질(22)이 에어로졸을 통과시키는 기능과 관련한 수명은 상술한 바와 같이 제어기가 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경하기 위해 사용하는 미리 정해진 조건에 의해 결정될 수 있다. 미리 정해진 조건은 잔여량 센서에 의해 감지된 제1 카트리지의 제1 물질의 소모량과 기준 소모량의 비교에 기초하여 결정되는 위치변경시기를 포함할 수 있다.
또한 상술한 바와 같이 챔버들(21)의 제2 물질(22)의 수명을 고려하여 제2 카트리지(20)를 회전시켜 인접한 챔버들(21)이 전달구멍(11)과 겹치는 면적을 변화시킬 때에는 시간 변화에 따라 제2 카트리지(20)를 단속적으로 이동시키거나 시간 변화에 따라 제2 카트리지(20)를 연속적으로 이동시킬 수도 있다.
도 9에 도시된 것과 같이 제2 카트리지(20)의 복수 개의 챔버들(21) 중 인접한 챔버가 하나의 전달구멍(11)과 겹치도록 위치를 정렬하는 방식에 의하면 제2 카트리지(20)가 제1 카트리지(10)에 대해 회전하는 동작 중에 제1 카트리지(10)에서 에어로졸을 생성하고 생성한 에어로졸을 제2 카트리지(20)를 향하여 전달하는 동작을 중지하지 않고 에어로졸을 흐르게 하는 동작을 연속적으로 유지할 수 있다.
또한 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경함으로써 복수 개의 챔버들(21) 중 에어로졸을 통과시키는 챔버를 차례로 선택할 수 있다. 복수 개의 챔버들(21) 중 에어로졸을 통과시키는 챔버를 선택하여 제2 카트리지(20)를 회전시킬 때에 현재 에어로졸을 통과시키고 있던 이전 챔버의 위치를 전달구멍(11)에서 즉각적으로 이탈시키지 않고 제2 카트리지(20)의 회전 운동에 의해 전달구멍(11)의 위치에 대해 후속적으로 정렬되는 후속 챔버와 이전 챔버가 동시에 에어로졸을 통과시키는 동작을 실행하게 할 수 있다.
이러한 작동 방식에 의하면 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경하는 동안 사용자에게 전달되는 에어로졸의 온도, 습도, 및 향미 등의 특성이 급격하게 변하지 않게 하여 꾸준하면서도 안정적인 에어로졸의 공급이 가능하다.
또한 제2 카트리지(20)의 복수 개의 챔버들(21)의 각각이 서로 상이한 특성을 갖는 제2 물질(22)을 포함하는 경우에는 인접한 챔버가 함께 에어로졸을 통과시킴으로써 에어로졸의 성분, 향미 등의 특성을 다양하게 변형할 수 있으므로 사용자에게 다양한 형태의 에어로졸을 제공할 수 있다.
도 10은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 10에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 각각 독립적으로 구획되어 제1 물질을 수용하는 저장조들(10a, 10b)을 포함한 제1 카트리지(10)와, 제1 카트리지(10)에 직선적으로 이동 가능하게 결합된 제2 카트리지(20)와, 제2 카트리지(20)를 직선적으로 이동시키는 구동장치(60)와, 제1 카트리지(10)에 수용된 제1 물질의 잔여량을 감지하여 신호를 발생하는 잔여량 센서(79r)를 포함한다.
제1 카트리지(10)는 저장조들(10a, 10b)의 각각에 수용된 제1 물질로부터 기화되어 생성된 에어로졸을 전달하기 위한 통로(11p, 11q)와 통로(11p, 11q)의 각각의 단부에 형성된 전달구멍(11)을 포함한다.
잔여량 센서(79r)는 제1 카트리지(10)의 저장조들(10a, 10b)의 각각에 배치된 전극들(279a)과 전극들(279a)에 연결된 도선(279b) 및 커넥터(279c)를 포함한다. 전극들(279a)은 제1 카트리지(10)의 저장조들(10a, 10b)의 상이한 높이의 위치에 각각 쌍으로 배치되어 제1 물질의 높이에 따라 정전용량이 변화할 수 있다. 제어기는 전극들(279a)에 전기가 흐를 때 정전용량의 변화를 감지하여 제1 카트리지(10)에 수용된 제1 물질의 잔여량을 감지할 수 있다.
제1 카트리지(10)는 전달구멍(11)의 상부를 둘러싸며 직선적으로 연장하는 직선 가이드(10t)를 포함하고, 제2 카트리지(20)는 직선 가이드(10t)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합하는 레일(20l)을 포함한다. 제2 카트리지(20)는 제1 카트리지(10)의 직선 가이드(10t)의 연장 방향을 따라 직선적으로 이동할 수 있다. 제2 카트리지(20)는 직선 가이드(10t)의 연장 방향을 따라 길게 연장하는 판 형상의 본체(20t)와, 본체(20t)의 연장 방향을 따라 차례로 이격되어 배치되는 복수 개의 챔버(20a, 20b, 20c)를 포함한다.
도 10에서 저장조들(10a, 10b)은 두 개가 배치되고 챔버(20a, 20b, 20c)는 세 개가 배치되지만, 저장조들의 개수와 챔버의 개수는 다양하게 변형될 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 적어도 하나를 이동시키도록 구동력을 발생하는 구동장치(60)를 포함한다. 구동장치(60)는 전기신호에 의해 작동하는 모터(61)와, 모터(61)의 구동력을 제2 카트리지(20)에 전달하는 기어(62)를 포함한다. 제2 카트리지(20)의 본체(20t)의 일측에는 기어면(20g)이 설치된다.
도 10에서 구동장치(60)는 기어(62)를 회전시키는 회전력을 발생하는 전기모터로 예시되었으나, 실시예들은 이와 같은 구동장치(60)의 유형에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어 구동장치(60)는 직선적으로 배치되는 영구자석과, 영구자석에 대응하도록 위치하며 전기코일을 갖는 전자석 등을 포함하는 리니어 모터, 또는 유체의 압력을 이용한 실린더를 포함할 수 있다.
제2 카트리지(20)가 직선적으로 이동함에 따라 제2 카트리지(20)의 챔버(20a, 20b, 20c)의 어느 하나 또는 인접한 챔버들의 위치가 하나의 전달구멍(11)의 위치에 대응하도록 정렬될 수 있다. 또한 제2 카트리지(20)의 챔버(20a, 20b, 20c) 중 하나의 그룹의 위치가 두 개의 전달구멍(11)의 하나의 위치에 대응하고, 이와 동시에 챔버(20a, 20b, 20c) 중 다른 그룹의 위치가 두 개의 전달구멍(11)의 나머지 하나의 위치에 대응하도록 정렬될 수 있다.
제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 사이에는 전달구멍(11)을 기준으로 한 챔버(20a, 20b, 20c)의 적어도 하나의 위치를 검출하여 신호를 발생하는 위치 센서(97)가 설치된다.
위치 센서(97)는 제2 카트리지(20)에서 제2 카트리지(20)의 직선 운동의 방향을 따라 서로 이격되게 배치된 발신기(97a)와, 제1 카트리지(10)에 배치되어 발신기(97a)를 감지하는 수신기(97b)를 포함한다. 실시예들은 발신기(97a)와 수신기(97b)의 배치 위치나 개수에 의해 제한되지 않으며, 예를 들어 발신기(97a)는 제1 카트리지(10)에 배치되고 수신기(97b)가 제2 카트리지(20)에 배치될 수도 있다.
위치 센서(97)의 발신기(97a)와 수신기(97b)는 예를 들어 포토 커플러와 같은 광학식 감지 센서나, 홀효과를 이용하여 자력을 감지하는 자력 센서나, 전기 저항의 변화를 감지하는 전기 저항 센서, 물리적인 접촉에 의해 신호를 발생하는 스위치 등의 하나 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다.
도 11은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치를 개략적으로 도시한 종방향 단면도로서, 도 11에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 전체적으로 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치와 유사하다.
도 11에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경하기 위하여 모터와 같은 구동장치를 대체한 사용자가 수동으로 조작할 수 있는 손잡이(110)와, 제1 카트리지(10)에 설치되어 제1 카트리지(10)에 수용된 제1 물질(12)의 잔여량을 감지하여 신호를 발생하는 잔여량 센서(79r)를 포함한다.
잔여량 센서(79r)는 제1 카트리지(10)에 배치된 전극들(279a)과 전극들(279a)에 연결된 도선(279b) 및 커넥터(279c)를 포함한다. 전극들(279a)은 제1 카트리지(10)의 상이한 높이에 각각 쌍으로 배치되어 제1 물질의 높이에 따라 정전용량이 변화할 수 있다. 제어기는 전극들(279a)에 전기가 흐를 때 정전용량의 변화를 감지하여 제1 카트리지(10)에 수용된 제1 물질의 잔여량을 감지할 수 있다.
제어기는 잔여량 센서(79r)의 신호에 기초하여 제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중에서 현재 에어로졸을 통과시키도록 사용 중인 사용 챔버에 대해 제1 카트리지(10)의 제1 물질(12)이 사용된 소모량을 검출하고, 검출된 소모량을 사용 챔버에 대해 미리 정해진 기준 소모량과 비교함으로써 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 위치의 변경이 필요한 위치변경시기를 결정할 수 있다.
또한 제어기는 결정한 위치변경시기를 알리는 교체 알림을 정보 발생기를 통해 출력할 수 있다. 사용자는 교체 알림을 확인한 후에 손잡이(110)를 조작함으로써 제2 카트리지(20)의 챔버들(21)의 위치를 변경하여 새로운 챔버를 사용 챔버로 설정할 수 있다.
손잡이(110)는 케이스(7)에 회전 가능하게 설치된 손잡이 축(111)과 연결되어 있고, 손잡이 축(111)에는 손잡이(110)에 가해지는 사용자의 힘을 전달하는 힘 전달부(113)가 설치된다. 힘 전달부(113)는 제2 카트리지(20)의 외측에 제2 카트리지(20)의 회전 방향을 따라 연장하도록 설치된 기어면(20g)에 맞물려 있다. 도 11에서 단순화하여 도시되었으나 케이스(7)는 손잡이 축(111)을 회전 가능하게 지지하기 위하여 베어링과 같은 기계 요소를 포함할 수 있다.
힘 전달부(113)가 연결되어 있는 손잡이 축(111)의 하측 단부에는 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치 변경에 따라 챔버들(21)의 위치를 나타내는 위치 신호를 발생하는 스위치(120)가 설치된다. 스위치(120)는 위치 센서의 일 예이다.
스위치(120)는 손잡이 축(111)의 하측 단부에 설치된 송신기(121)와, 케이스(7)의 내부에 배치되어 송신기(121)에서 전달된 신호를 감지하는 수신기(122)를 포함한다. 송신기(121)의 설치 위치는 다양하게 변형될 수 있으며, 송신기(121)는 예를 들어 힘 전달부(113)에 배치될 수 있다.
스위치(120)는 예를 들어 포토 커플러와 같은 광학식 감지 센서나, 홀효과를 이용하여 자력을 감지하는 자력 센서나, 전기 저항의 변화를 감지하는 전기 저항 센서, 물리적인 접촉에 의해 신호를 발생하는 로터리 스위치(rotary switch) 등의 하나 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다.
손잡이(110)는 적어도 일부분이 케이스(7)의 외측에 노출되게 설치되므로, 사용자가 손잡이(110)를 회전시키면 사용자의 힘이 힘 전달부(113)를 통해 기어면(20g)으로 전달되어 제2 카트리지(20)가 회전 운동을 한다.
제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중 적어도 하나의 위치가 제1 카트리지(10)의 전달구멍(11)의 위치에 대응하는 상태에서 사용자가 마우스피스(26)를 통해 에어로졸을 흡입할 수 있다.
사용자가 손잡이(110)를 조작함으로써 제2 카트리지(20)를 회전시킬 수 있으며, 제2 카트리지(20)가 회전하는 동안 제어기(70)가 스위치(120)의 신호에 기초하여 챔버들(21) 중 전달구멍(11)의 위치에 대응하도록 정렬됨으로써 에어로졸을 통과시키도록 사용 중인 사용 챔버를 식별하는 기능을 수행한다.
제어기(70)는 제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중에서 현재 제1 카트리지(10)의 전달구멍(11)의 위치에 정렬되어 에어로졸을 통과시키도록 사용되는 사용 챔버에 관한 정보를 정보 발생기를 통해 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다.
사용자는 손잡이(110)를 조작하여 제2 카트리지(20)를 회전시킴과 동시에 정보 발생기에 의해 출력된 사용 챔버에 관한 정보를 확인한 후 챔버들(21) 중에서 사용하길 원하는 챔버를 선택할 수 있다.
실시예들은 제2 카트리지(20)를 이동시키기 위한 손잡이(110)와 제2 카트리지(20)의 도 11에 도시된 연결 구조에 의해 제한되는 것은 아니며, 사용자가 수동으로 조작할 수 있는 손잡이(110)의 구조 및 손잡이(110)와 제2 카트리지(20)의 연결 구조는 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어 손잡이(110)와 제2 카트리지(20)의 사이에 힘 전달부(113)를 설치하지 않고, 손잡이(110)를 제2 카트리지(20)의 기어면(20g)에 직접 연결하거나 제2 카트리지(20)의 외측 표면에 손잡이(110)를 설치할 수도 있다.
손잡이(110)가 제2 카트리지(20)에 직접 연결된 경우 또는 제2 카트리지(20)에 손잡이(110)가 설치된 경우에 제2 카트리지(20)의 회전 위치의 변경에 따른 챔버들(21)의 위치를 나타내는 위치 신호를 발생하기 위한 스위치가 손잡이(110)에 설치될 수도 있다.
도 12는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소들의 결합관계를 개략적으로 도시한 종방향 단면도이다.
도 12에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치의 에어로졸 생성 조립체(5)는 에어로졸을 생성하기 위한 제1 물질(12)을 수용하는 제1 카트리지(10)와, 제1 카트리지(10)에 대해 회전하도록 배치되는 제2 카트리지(20)와, 제1 카트리지(10)에 수용된 제1 물질(12)의 잔여량을 감지하기 위한 잔여량 센서(79r)를 포함한다.
제2 카트리지(20)는 에어로졸을 통과시키는 제2 물질(22)을 수용하는 복수 개의 챔버들(21)과, 제2 물질(22)을 통과한 에어로졸을 외부로 배출하는 배출구(26e)를 포함하는 마우스피스(26)를 포함한다.
제1 카트리지(10)는 제1 물질(12)을 내부에 수용하며 제1 물질(12)로부터 생성된 에어로졸을 제2 카트리지(20)에 전달하기 위한 전달구멍(11)을 포함한다. 제1 카트리지(10)의 내부에는 제1 카트리지(10)에 수용된 제1 물질(12)의 잔여량을 감지하기 위한 잔여량 센서(79r)가 설치된다. 잔여량 센서(79r)는 제1 물질(12)의 표면을 향하여 초음파를 발신하는 발신기(379a)와, 제1 물질(12)의 표면에서 반사된 반사파를 수신하는 수신기(379b)를 포함한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 실시예와 같이 제1 카트리지(10)에 무화기가 설치될 수도 있고, 또는 제1 카트리지(10)가 장착되는 케이스의 내부에 무화기가 설치될 수도 있다.
제2 카트리지(20)는 제1 카트리지(10)에 대해 회전하도록 배치되고 회전 방향을 따라 차례로 위치하는 복수 개의 챔버들(21)과, 챔버들(21)의 하부에 위치하며 에어로졸을 통과시키는 하부통공(20f)과, 챔버들(21)의 각각에 수용되어 에어로졸을 통과시키는 제2 물질(22)을 포함한다. 챔버들(21)은 격벽들(22w)에 의해 서로 독립되게 구획된다.
도 1 내지 도 3 및 도 15에 도시된 실시예들과 다르게, 도 12에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 에어로졸 생성 조립체(5)는 제2 카트리지(20)를 지지하는 회전축을 포함하지 않는다. 제2 카트리지(20)와 제1 카트리지(10)는 원통 형상을 갖고, 제2 카트리지(20)와 제1 카트리지(10)의 사이에는 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 회전 운동을 안내하는 회전 가이드(130)가 설치된다.
회전 가이드(130)는 제1 카트리지(10)의 외측 면에서 돌출하며 제1 카트리지(10)의 원주 방향을 따라 연장하는 레일(131)과, 제2 카트리지(20)의 내측 면에 제2 카트리지(20)의 원주 방향을 따라 연장하며 레일(131)을 수용하여 제2 카트리지(20)가 회전 운동을 수행하는 동안 레일(131)을 지지하는 원주홈(132)을 포함한다.
실시예들은 도 12에 도시된 회전 가이드(130)의 구성에 의해 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 원주홈(132)은 제1 카트리지(10)에 설치되고 레일(131)은 제2 카트리지(20)에 설치될 수도 있고 제2 카트리지(20)와 제1 카트리지(10)의 사이에 추가적으로 설치된 베어링을 포함할 수도 있다.
제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 사이에는 전달구멍(11)을 기준으로 하여 챔버들(21) 중 적어도 하나의 위치를 검출하여 위치 신호를 발생하는 위치 센서(160)가 설치된다.
위치 센서(160)는 제2 카트리지(20)에 제2 카트리지(20)의 회전 방향, 즉 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배치되며 서로 상이한 크기의 자력을 갖는 복수 개의 자성체(161)와, 제1 카트리지(10)에 배치되어 자성체(161)의 자력의 세기를 감지하는 홀센서(162)를 포함한다. 실시예들은 자성체(161) 및 홀센서(162)의 배치 위치나 개수에 의해 제한되지 않으며, 예를 들어 자성체(161)는 제1 카트리지(10)에 배치되고 홀센서(162)는 제2 카트리지(20)에 배치될 수도 있다.
도 13은 도 1 내지 도 12에 도시된 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치에 의한 에어로졸 생성 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 18에 도시된 실시예들에 관한 에어로졸 공급 방법은 사용자의 흡입 동작을 감지하는 단계(S100)와, 흡입 동작이 감지된 것을 판단하여 에어로졸 공급 작동을 개시하는 단계(S110)와, 제1 카트리지에 대한 제2 카트리지의 회전 위치를 감지하는 단계(S120)와, 감지된 제2 카트리지의 회전 위치의 신호가 양호한지 판단하는 단계(S130)와, 회전 위치의 신호가 양호하지 않은 경우 제2 카트리지의 회전 위치를 조정하는 단계(S131)와, 제2 카트리지의 회전 위치의 신호가 양호한 경우 제2 카트리지의 회전 위치의 신호에 기초하여 에어로졸 공급을 위하여 현재 사용되고 있는 매질의 종류, 즉 제2 물질의 종류를 결정하는 단계(S140)와, 결정된 매질의 종류에 기초하여 무화기의 동작을 위한 목표 온도와 무화기의 가열 동작을 제어하기 위한 가열 프로파일의 적어도 하나를 결정하는 단계(S150)와, 목표 온도 또는 가열 프로파일에 기초하여 무화기를 작동시키는 단계(S160)와, 현재 온도를 감지하여 목표 온도와 비교하는 단계(S170)와, 제1 카트리지에 수용된 제1 물질의 잔여량을 감지하여 현재 에어로졸을 통과시키는 사용 챔버에 대해 제1 물질이 소모된 소모량을 결정하고 제1 물질의 소모량과 기준 소모량을 비교함으로써 제1 카트리지에 대한 제2 카트리지의 위치의 변경이 필요한 위치변경시기를 결정하는 단계(S180)와, 소모량이 기준 소모량을 초과하여 위치변경시기가 결정된 경우 현재의 사용 챔버가 제2 카트리지의 챔버들 중 마지막 챔버인지 확인하는 단계(S200)와, 현재의 사용 챔버가 마지막 챔버가 아닌 경우 제1 카트리지와 제2 카트리지의 상대적인 위치를 변경하는 단계(S190)를 포함한다.
제1 카트리지와 제2 카트리지의 상대적인 위치를 변경하는 단계(S190)의 이후에는 사용자의 흡입 동작을 감지하는 단계(S100)로 복귀하여 상술한 단계들을 다시 반복하여 실행할 수 있다.
제1 카트리지와 제2 카트리지의 상대적인 위치를 변경하기 위한 위치변경시기를 결정하기 위해 제2 카트리지의 챔버들 중 현재 에어로졸을 통과시키는 사용 챔버에 대해 제1 카트리지의 제1 물질이 소모된 소모량과 기준 소모량의 비교 결과가 사용될 수 있다.
도 13에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 방법에서는 제1 카트리지와 제2 카트리지의 상대적인 위치를 변경하는 단계(S190)에 의해 제2 카트리지의 챔버들 중 현재 에어로졸을 통과시키는 사용 챔버를 대체하여 후속 챔버의 위치를 제1 카트리지의 전달구멍에 대응하는 위치로 즉각적으로 변경할 수 있다.
도 14는 도 1 내지 도 12에 도시된 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치와 관련하여 다른 에어로졸 생성 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 14에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 방법은 도 13에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 방법과 전체적으로 유사하나, 제1 카트리지에 수용된 제1 물질의 잔여량을 감지하여 현재 에어로졸을 통과시키는 사용 챔버에 대해 제1 물질이 소모된 소모량을 결정하고 제1 물질의 소모량과 기준 소모량을 비교함으로써 제1 카트리지에 대한 제2 카트리지의 위치의 변경이 필요한 위치변경시기를 결정하는 단계(S180)의 이후에 사용자에게 챔버들의 위치를 변경하는 것이 필요한 것을 알리는 교체 알림을 출력하는 단계(S181)와, 제1 카트리지에 대하 제2 카트리지의 상대적인 위치를 변경하기 위한 사용자의 입력 조작에 의해 발생한 입력 신호를 수신하는 단계(S182)와, 입력 신호가 수신된 경우 현재의 사용 챔버가 제2 카트리지의 챔버들 중 마지막 챔버인지 확인하는 단계(S200)와, 현재의 사용 챔버가 마지막 챔버가 아닌 경우 제1 카트리지와 제2 카트리지의 상대적인 위치를 변경하는 단계(S190)가 차례로 실행된다.
제1 카트리지와 제2 카트리지의 상대적인 위치를 변경하는 단계(S190)는 제어기에 의해 작동하는 구동장치에 의해 자동적으로 실행되거나 사용자의 수동 조작에 의해 실행될 수 있다.
제1 카트리지와 제2 카트리지의 상대적인 위치 변경 시 사용 챔버를 전달구멍에 대응하는 위치로부터 즉각 이탈시키고 전달구멍에 후속 챔버를 정렬시킨 후 후속 챔버를 이용하여 에어로졸을 통과시킬 수 있고, 또는 사용 챔버와 후속 챔버가 일시적으로 함께 에어로졸을 통과시키는 작용을 수행하고 시간이 지남에 따라 후속 챔버만이 에어로졸을 통과시키는 작용을 수행할 수 있다.
제1 카트리지와 제2 카트리지의 상대적인 위치를 변경하는 단계(S190)의 이후에는 사용자의 흡입 동작을 감지하는 단계(S100)로 복귀하여 상술한 단계들을 다시 반복하여 실행할 수 있다.
상술한 실시예들에 관한 에어로졸 생성 방법과 에어로졸 생성 장치에 의하면 제1 카트리지가 많은 양의 제1 물질을 수용하도록 설계되어도, 구동장치에 의해 제2 카트리지를 자동적으로 회전시켜 에어로졸 공급을 위해 사용되는 챔버들을 선택할 수 있으므로 제2 물질을 포함한 제2 카트리지를 교체하지 않고도 새로운 제2 물질로 교체하는 효과를 얻을 수 있다.
또한 제2 카트리지의 챔버들은 서로 상이한 종류의 제2 물질을 포함할 수 있어서, 사용자가 챔버들 중 하나를 선택하여 원하는 제2 물질을 선택할 수 있으므로 다양한 향미를 갖는 에어로졸을 자유롭게 즐길 수 있다.
또한 제2 카트리지의 챔버들의 각각의 사용 시간, 즉 수명을 결정하는 기준으로는 챔버들의 각각에 대응하여 소모되는 제1 카트리지의 제1 물질의 소모량과 기준 소모량의 비교 결과가 사용되므로, 제2 카트리지가 복수 개의 챔버들을 포함하는 경우에도 사용자가 불편함을 겪지 않고 에어로졸을 흡입하는 기능을 편안하게 즐길 수 있다.
상술한 실시예들에 대한 구성과 효과에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
26e: 배출구 50d: 전기 단자
5: 에어로졸 생성 조립체 51: 히터
7a: 수용통로 52: 심지
7s: 위치유지면 60: 구동장치
7: 케이스 61: 모터
7d: 표시용 램프 62: 기어
7f: 표시장치 70: 제어기
10s: 위치고정면 79s: 압력감지구멍
10: 제1 카트리지 79r: 잔여량 센서
10t: 직선 가이드 79p: 퍼프 센서
11: 전달구멍 91, 92: 표지
12: 제1 물질 95: 입력 장치
20g: 기어면 96: 정보 발생기
20t: 본체 97: 위치 센서
20l: 레일 110: 손잡이
10a, 10b: 저장조들 111: 손잡이 축
20: 제2 카트리지 113: 힘 전달부
21: 챔버들 120: 스위치
22: 제2 물질 121: 송신기
25: 회전 케이스 122: 수신기
26: 마우스피스 130: 회전 가이드
40: 회전축 131: 레일
50a: 무화기 132: 원주홈
50c: 에어로졸 생성 챔버 160: 위치 센서
81a, 81b: 스토퍼

Claims (11)

  1. 제1 물질을 내부에 수용하고 상기 제1 물질로부터 생성된 에어로졸을 전달하는 전달구멍을 포함하는 제1 카트리지;
    상기 제1 카트리지로부터 전달된 에어로졸을 통과시켜 외부로 배출하는 제2 물질을 수용하는 복수 개의 챔버들을 포함하고, 상기 챔버들의 적어도 하나가 상기 전달구멍에 대응하도록 상기 제1 카트리지에 대한 위치의 변경이 가능한 제2 카트리지;
    상기 제1 카트리지에 수용된 상기 제1 물질의 잔여량을 감지하여 신호를 발생하는 잔여량 센서; 및
    상기 잔여량 센서에서 발생한 상기 신호에 기초하여 상기 챔버들 중 현재 에어로졸을 통과시키는 사용 챔버에 대해 상기 제1 물질이 소모된 소모량을 결정하고, 상기 제1 물질의 상기 소모량과 상기 사용 챔버에 대해 미리 정해진 상기 제1 물질의 기준 소모량을 비교함으로써 상기 제1 카트리지에 대한 상기 제2 카트리지의 위치 변경이 필요한 위치변경시기를 결정하는 제어기;를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 카트리지와 상기 제2 카트리지의 적어도 하나를 이동시킴으로써 상기 제1 카트리지에 대한 상기 제2 카트리지의 위치를 변경하는 구동장치를 더 포함하고,
    상기 제어기는 상기 위치변경시기에 상기 구동장치를 작동시켜 상기 제1 카트리지에 대한 상기 제2 카트리지의 위치를 변경하는, 에어로졸 생성 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치의 외부로 정보를 전달하는 정보 발생기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 위치변경시기에 상기 정보 발생기에 상기 챔버들의 위치 변경을 위한 교체 알림을 출력하는, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    사용자의 입력 조작을 수신하여 입력 신호를 발생하는 입력 장치와, 상기 제1 카트리지와 상기 제2 카트리지의 적어도 하나를 이동시킴으로써 상기 제1 카트리지에 대한 상기 제2 카트리지의 위치를 변경하는 구동장치를 더 포함하고,
    상기 제어기는 상기 입력 장치의 상기 신호에 기초하여 상기 구동장치를 작동시켜 상기 제1 카트리지에 대한 상기 제2 카트리지의 위치를 변경하는, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 카트리지에 대한 상기 제2 카트리지의 상대적인 위치를 변경하기 위해 사용자가 조작할 수 있는 손잡이와, 상기 손잡이를 통해 전달된 사용자의 힘을 상기 제1 카트리지 또는 상기 제2 카트리지에 전달하여 상기 제1 카트리지에 대한 상기 제2 카트리지의 위치를 변경하는 힘 전달부를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  6. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제1 카트리지와 상기 제2 카트리지 중 어느 하나는 상기 제1 카트리지와 상기 제2 카트리지 중 다른 하나에 회전 가능하게 결합하고, 상기 구동장치는 상기 제1 카트리지와 상기 제2 카트리지 중 어느 하나를 회전시키는, 에어로졸 생성 장치.
  7. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제1 카트리지와 상기 제2 카트리지 중 어느 하나는 상기 제1 카트리지와 상기 제2 카트리지 중 다른 하나에 직선적으로 이동 가능하게 결합하고, 상기 구동장치는 상기 제1 카트리지와 상기 제2 카트리지 중 어느 하나를 직선적으로 이동시키는, 에어로졸 생성 장치.
  8. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 챔버들의 어느 하나의 위치가 상기 전달구멍에 정렬되도록 제1 카트리지에 대한 상기 제2 카트리지의 위치를 변경하는, 에어로졸 생성 장치.
  9. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 챔버들 중 인접한 챔버들이 동시에 상기 전달구멍과 겹치도록 제1 카트리지에 대한 상기 제2 카트리지의 위치를 변경하는, 에어로졸 생성 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 잔여량 센서는 정전용량 센서, 초음파 센서, 및 광학 센서의 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 카트리지는 상기 제1 물질을 내부에 수용하는 복수 개의 저장소들을 포함하고, 상기 저장소들의 각각이 상기 전달구멍을 포함하고, 상기 챔버들의 적어도 하나의 위치가 상기 저장소들의 어느 하나의 상기 전달구멍에 대응하도록 상기 제1 카트리지에 대한 상기 제2 카트리지의 위치가 변경되는, 에어로졸 생성 장치.
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