KR20220015261A - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 본체부, 본체부의 일 측에 배치되고 궐련을 수용하는 수용부, 궐련에 적어도 일부가 삽입되며 궐련을 가열하는 가열부 및 가열부 및 본체부와 결합되고, 가열부와 상이한 소재를 포함하여 가열부에서 발생하는 열이 본체부로 전달되는 것을 차단하는 단열부를 포함할 수 있다.

Description

에어로졸 생성 장치 {Aerosol generating device}

실시예들은 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가열부에서 발생하는 열이 에어로졸 생성 장치의 본체부로 전달되는 것을 차단하는 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.

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.

실시예들은 가열부에서 발생하는 열이 사용자가 파지하는 에어로졸 생성 장치의 본체로 전달되는 것을 차단할 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공한다.

또한, 실시예들은 본체로 열이 전달되는 것을 차단하여 에어로졸 생성 장치의 본체의 내부에 포함된 부품들의 성능이 저하되거나 수명이 줄어드는 것을 방지할 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공한다.

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

상술한 기술적 과제들을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 본체부, 본체부의 일 측에 배치되고 궐련을 수용하는 수용부 궐련에 적어도 일부가 삽입되며 궐련을 가열하는 가열부 및 가열부 및 본체부와 결합되고, 가열부와 상이한 소재를 포함하여 가열부에서 발생하는 열이 본체부로 전달되는 것을 차단하는 단열부를 포함할 수 있다.

실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치는 가열부에서 발생하는 열을 에어로졸 생성 장치의 본체부로 전달되는 것을 차단하는 단열부를 포함하여, 에어로졸 생성 장치의 본체부를 파지하는 사용자에게 열이 전달되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치의 단열부는 본체부에 포함된 배터리, 제어부 등에 가열부의 열이 전달되는 것을 방지함으로써, 에어로졸 생성 장치의 수명을 증대시킬 수 있다.

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

도 1은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 에어로졸 생성 장치의 수용부의 단면도이다.
도 5는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 수용부의 단면도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 가열부 및 단열부의 단면도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 가열부 및 단열부의 단면도 및 가열부와 단열부의 온도 분포를 예시적으로 나타낸 그래프이다.
도 8은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 가열부 및 단열부의 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 가열부 및 단열부의 단면도 및 가열부와 단열부의 온도 분포를 예시적으로 나타낸 그래프이다.
도 10은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 가열부 및 단열부의 단면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 가열부 및 단열부의 단면도 및 가열부와 단열부의 온도 분포를 예시적으로 나타낸 그래프이다.
도 12는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 가열부 및 단열부의 단면도이다.

실시예들에서 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.

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

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 일 예를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1000)는 배터리(110), 제어부(120) 및 가열부(130)를 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부 공간에는 궐련(2000)이 삽입될 수 있다.

도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치(1000)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(1000)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

도 1에는 배터리(110), 제어부(120) 및 가열부(130)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(1000)의 설계에 따라, 배터리(110), 제어부(120) 및 가열부(130)의 배치는 변경될 수 있다.

궐련(2000)이 에어로졸 생성 장치(1000)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(1000)는 가열부(130)를 가열한다. 궐련(2000) 내의 에어로졸 생성 물질은 가열된 가열부(130)에 의하여 온도가 상승하고, 이에 따라 에어로졸이 생성될 수 있다. 생성된 에어로졸은 궐련(2000)의 필터 로드(2200)를 통하여 사용자에게 전달된다.

필요에 따라, 궐련(2000)이 에어로졸 생성 장치(1000)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성 장치(1000)는 가열부(130)를 가열할 수 있다.

배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(1000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(110)는 가열부(130)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(120)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(1000)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.

제어부(120)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(120)는 배터리(110) 및 가열부(130)뿐 만 아니라 에어로졸 생성 장치(1000)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(120)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(1000)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.

가열부(130)는 배터리(110)로부터 공급된 전력에 의하여 가열된다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성 장치(1000)에 삽입되면, 가열부(130)는 궐련의 내부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 가열부(130)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.

가열부(130)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 가열부(130)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 가열부(130)가 가열될 수 있다. 그러나, 가열부(130)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(1000)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.

도 1에는 가열부(130)가 궐련(2000)의 내부에 삽입되도록 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 가열부(130)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 궐련(2000)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.

또한, 에어로졸 생성 장치(1000)에는 가열부(130)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 가열부(130)들은 궐련(2000)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(2000)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 가열부(130)들 중 일부는 궐련(2000)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(2000)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 가열부(130)의 형상은 도 1에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.

한편, 에어로졸 생성 장치(1000)는 배터리(110), 제어부(120) 및 가열부(130) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1000)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1000)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다.

또한, 에어로졸 생성 장치(1000)는 궐련(2000)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.

도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1000)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(1000)의 배터리(110)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(1000)가 결합된 상태에서 가열부(130)가 가열될 수도 있다.

궐련(2000)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(2000)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분과 필터 등을 포함하는 제 2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(2000)의 제 2 부분에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제 2 부분에 삽입될 수도 있다.

에어로졸 생성 장치(1000)의 내부에는 제 1 부분 전체가 삽입되고, 제 2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부에 제 1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제 1 부분 및 제 2 부분의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제 2 부분을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제 1 부분을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제 2 부분을 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.

일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 생성 장치(1000)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1000)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 궐련(2000)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(2000)의 내부로 유입될 수도 있다.

이하, 도 2를 참조하여, 궐련(2000)의 일 예에 대하여 설명한다.

도 2는 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 궐련(2000)은 매질부(2100) 및 필터 로드(2200)를 포함한다. 도 1을 참조하여 상술한 제 1 부분은 매질부(2100)를 포함하고, 제 2 부분은 필터 로드(2200)를 포함한다.

도 2에는 필터 로드(2200)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(2200)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(2200)는 에어로졸을 냉각하는 제 1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제 2 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(2200)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터로드(2200)는 매질부(2100)와 제1 세그먼트의 사이에 매질부(2100)의 내부에 배치되어 에어로졸 생성 물질이 궐련(2000)의 내부로부터 이탈되지 않도록 지지하는 지지부(도면에 미도시)를 더 포함할 수 있다.

궐련(2000)은 적어도 하나의 래퍼(2400)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(2400)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 궐련(2000)은 하나의 래퍼(2400)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 궐련(2000)은 2 이상의 래퍼(2400)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 래퍼에 의하여 매질부(2100)가 포장되고, 제 2 래퍼에 의하여 필터 로드(2200)가 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 매질부(2100) 및 필터 로드(2200)가 결합되고, 제 3 래퍼에 의하여 궐련(2000) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 매질부(2100) 또는 필터 로드(2200) 각각이 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 개별 래퍼에 의하여 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 세그먼트들이 결합된 궐련(2000) 전체가 다른 래퍼에 의하여 재포장될 수 있다.

매질부(2100)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 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 매질부(2100)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 매질부(2100)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 매질부(2100)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.

매질부(2100)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 매질부(2100)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 매질부(2100)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 매질부(2100)는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 매질부(2100)를 둘러싸는 열 전도 물질은 매질부(2100)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 매질부 에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 매질부(2100)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 매질부(2100)는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.

필터 로드(2200)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(2200)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(2200)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(2200)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(2200)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.

필터 로드(2200)는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 필터 로드(2200)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터 로드(2200)의 내부에 삽입될 수도 있다.

또한, 필터 로드(2200)에는 적어도 하나의 캡슐(2300)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(2300)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(2300)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(2300)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

만약, 필터 로드(2200)에 에어로졸을 냉각하는 세그먼트가 포함될 경우, 냉각 세그먼트는 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 냉각 세그먼트는 순수한 폴리락트산 만으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 냉각 세그먼트는 복수의 구멍들이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 그러나, 냉각 세그먼트는 상술한 예에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행할 수 있다면, 제한 없이 해당될 수 있다.

도 3은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)에 궐련(2000)이 삽입된 일 예를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 가열부(130), 단열부(140), 본체부(150), 수용부(160) 및 유도 코일(170)을 포함할 수 있다.

본체부(150)는 배터리(110) 및 제어부(120)를 포함할 수 있다. 본체부(150)는 배터리(110) 및 제어부(120)를 수용하며 에어로졸 생성 장치(1000)의 하우징 역할을 할 수 있다. 또한, 본체부(150)는 사용자의 손이 에어로졸 생성 장치(1000)를 파지할 수 있는 에어로졸 생성 장치(1000)의 외면을 형성할 수 있다.

수용부(160)는 궐련(2000)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 예를 들어, 수용부(160)는 궐련(2000)의 매질부(2100)를 포함하는 궐련(2000)의 제1 부분의 적어도 일부를 수용할 수 있다.

수용부(160)는 본체부(150)의 일 측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 수용부(160)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 길이 방향을 따라 본체부(150)의 일 측에 배치될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

수용부(160)의 형상은 도 3에 원기둥 형상으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고 직육면체 등 궐련(2000)을 수용하기 위한 다양한 형상으로 변형될 수 있다.

유도 코일(170)은 배터리(110)로부터 공급된 전력에 의해 교류 자기장을 발생시키는 전기 전도성 코일일 수 있다. 유도 코일(170)은 수용부의 외부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 유도 코일(170)은 수용부(160)의 외면의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다.

가열부(130)는 유도 코일(170)이 인가하는 교류 자기장에 의하여 발열하여, 궐련(2000)을 내부에서 가열할 수 있다. 가열부(130)는 유도 코일(170)로부터 발생되는 교류 자기장에 의하여 가열되는 서셉터(susceptor)를 포함할 수 있다.

가열부(130)에 포함된 서셉터는 유도 코일(170)로부터 발생되는 교류 자기장에 의해 가열되며, 금속 또는 탄소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 서셉터는 페라이트(ferrite), 강자성 합금(ferromagnetic alloy), 스테인리스강(stainless steel) 및 알루미늄(aluminum) 또는 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 서셉터는 흑연(graphite), 몰리브덴(molybdenum), 실리콘 카바이드(silicon carbide), 니오븀(niobium), 니켈 합금(nickel alloy), 금속 필름(metal film), 지르코니아(zirconia) 등과 같은 세라믹, 니켈(Ni)이나 코발트(Co) 등과 같은 전이 금속 및 붕소(B)나 인(P)과 같은 준금속 또는 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 그러나, 서셉터는 전술한 예에 한정되지 않으며, 교류 자기장이 인가됨에 따라 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 에어로졸 생성 장치(1000)의 수용부(160)의 단면도이다.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부의 구성요소들 간의 결합관계에 관하여 보다 상세히 알 수 있다.

가열부(130)는 단열부(140)로부터 궐련(2000)의 길이방향을 따라 연장된 형상일 수 있다. 예를 들어, 가열부(130)의 형상은 관형, 침 형 또는 봉 형일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

궐련(2000)이 에어로졸 생성 장치(1000)에 삽입될 때, 가열부(130)는 궐련(2000)에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 가열부(130)는 궐련(2000)에 포함된 매질부(2100)에 삽입될 수 있다.

또한, 궐련(2000)이 에어로졸 생성 장치(1000)에 삽입될 때, 가열부(130)의 일부는 궐련(2000)에 삽입되지 않을 수 있다. 예를 들어, 궐련(2000)의 말단부와 가열부(130)와 단열부(140)가 접하는 지점까지의 거리는 10mm 이하일 수 있다. 상술한 궐련(2000)의 말단부는 궐련(2000)이 삽입될 때, 수용부(160)를 향하는 궐련(2000)의 단부를 의미할 수 있다.

단열부(140)는 본체부(150)로 이동하는 가열부(130)의 열을 차단할 수 있다. 또한, 단열부(140)는 가열부(130)및 본체부(150)와 결합되어 가열부(130)를 수용부(160)의 내부에 고정할 수 있다. 예를 들어, 본체부(150), 단열부(140) 및 가열부(130)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 길이 방향을 따라 차례대로 배열될 수 있다.

일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)의 본체부(150)는 보유부(151)를 포함할 수 있다.

보유부(151)는 수용부(160)의 일 면을 형성할 수 있다. 예를 들어, 보유부(151)가 형성하는 수용부(160)의 일 면은 궐련(2000)이 수용부(160)에 삽입될 때, 궐련(2000)을 바라보는 수용부(160)의 바닥면을 의미할 수 있다.

보유부(151)는 단열부(140)와 결합됨으로써 단열부(140)를 지지할 수 있다. 단열부(140)는 보유부(151)에 결합되어 가열부(130)를 수용부(160)의 내부에 고정시킬 수 있다. 또한, 단열부(140)의 적어도 일부는 수용부(160)를 향하여 돌출될 수 있다.

단열부(140)는 보유부(151)에 중공이 형성되고, 중공에 단열부(140)가 삽입되는 방식으로 보유부(151)에 결합될 수 있으나, 상술한 바에 제한되지 않고 다양한 방식으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 단열부(140)는 보유부(151)에 끼워 맞춤되거나, 보유부(151)와 나사결합되는 방식으로 결합될 수 있다.

단열부(140)는 가열부(130)와 상이한 소재를 포함할 수 있다. 단열부(140)는 유도 코일(170)이 인가하는 교류 자기장 의해 가열되지 않는다. 또한, 단열부(140)는 가열부(130)보다 열 전도율이 낮은 소재를 포함하여 가열부(130)에서 발생하는 열이 본체부(150)로 이동하는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 단열부(140)는 가열부(130)보다 열 전도율이 낮은 주석 합금 계열 또는 비금속 계열의 유리, 세라믹등의 소재를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

단열부(140)는 가열부(130)보다 열 용량이 클 수 있다. 단열부(140)는 가열부(130)보다 비열이 높은 소재를 포함하거나, 가열부(130)보다 질량이 커 가열부(130)보다 열 용량이 클 수 있다. 단열부(140)의 열 용량이 가열부(130)의 열 용량보다 커질수록 단열부(140)는 가열부(130)에서 발생한 열을 더 많이 저장하여 본체부(150)로 열이 이동하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 일반적으로 궐련(2000)을 가열하기 위하여 에어로졸 생성 장치(1000)의 가열부(130)에서는 고온의 열이 발생할 수 있다. 가열부(130)가 에어로졸 생성 장치(1000)의 보유부(151)에 직접 결합되는 경우, 가열부(130)의 열은 보유부(151)를 통해 본체부(150)로 전달될 수 있다. 가열부(130)의 열이 본체부(150)에 지속적으로 전달되면, 에어로졸 생성 장치(1000)의 외면으로 열이 전달되어 사용자가 에어로졸 생성 장치(1000)를 파지할 때 불편감을 느낄 수 있다. 또한, 본체부(150)에 열이 전달됨에 따라 본체부(150)의 내부에 포함된 제어부(120) 및 배터리(110) 등의 성능이 저하되거나 수명이 줄어들고, 이는 에어로졸 생성 장치(1000) 자체의 수명을 단축시키는 문제를 발생시킨다.

일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 가열부(130)의 열을 차단하는 단열부(140)를 보유부(151)와 결합시켜 가열부(130)를 수용부(160)의 내부에 고정함으로써, 가열부(130)에서 발생하는 열이 보유부(151)를 거쳐 본체부(150)로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1000)는 단열부(140)를 포함함으로써 유도 코일(170)이 가열하는 가열부(130)의 체적을 단열부(140)의 체적만큼 감소시켜, 배터리(110)의 전력량을 절약시킬 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 일 실시예의 구성 요소에 대한 동일한 도면 부호는 이하에서 실질적으로 동일한 구성요소를 의미할 수 있으며, 일 실시예에 대한 구성 요소는 다른 실시예들에도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.

도 5는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)의 수용부(160)의 단면도이다.

도 5를 참조하면, 단열부(140)는 서로 다른 소재를 포함하는 복수 개의 부재가 본체부(150)에서 수용부(160)를 향하는 방향으로 적층되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 단열부(140)는 가열부(130)의 일 단부와 접하도록 배치된 제1 부재(141) 및 보유부(151)와 결합하는 제2 부재(142)를 포함할 수 있다. 제1 부재(141)의 열 전도율이 제2 부재(142)보다 낮은 경우, 단열부(140)는 본체부(150)로 이동하는 가열부(130)의 열을 더 효율적으로 차단할 수 있다.

도 5에 단열부(140)를 두 개의 부재로 구성된 것으로 도시하였으나, 단열부(140)가 두 개 이상의 부재가 적층된 구조로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

도 6은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)의 가열부(130) 및 단열부(140)의 단면도이다.

도 6(a)를 참조하면, 단열부(140)의 단면적은 가열부(130)의 단면적보다 클 수 있다. 단열부(140)의 단면적이 가열부(130)의 단면적보다 큰 경우, 단열부(140)의 열 용량을 증가시킬 수 있어, 본체부(150)로 전달되는 가열부(130)의 열을 차단하기에 용이할 수 있다. 또한, 단열부(140)가 궐련의 스토퍼 역할을 할 수 있기 때문에 궐련(2000)이 삽입되는 정도를 적정 수준으로 유지할 수 있다. 따라서 새로운 궐련(2000)을 삽입할 때마다 궐련(2000)의 삽입 정도를 일정하게 유지하여 담배의 풍미가 일정하게 나오게 할 수 있다.

도 6(b)를 참조하면, 가열부(130)의 적어도 일부는 단열부(140)에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 가열부(130)의 일부가 단열부(140)에 압입되어 가열부(130)가 단열부(140)에 고정될 수 있다.

가열부(130)의 적어도 일부 및 단열부(140)의 일부에 나사산이 형성될 수 있다. 예를 들어, 가열부의 말단부의 일면(130a)과 단열부의 일면(140a)에 나사산이 형성되어, 가열부(130)와 단열부(140)가 나사 결합되어 체결될 수 있다.

도 7은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)의 가열부(130) 및 단열부(140)의 단면도 및 가열부(130)와 단열부(140)의 온도 분포를 예시적으로 나타낸 그래프이다.

또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)의 가열부(130)의 내부에는 제1 공동(131)이 형성될 수 있다.

온도 센서(180)는 제1 공동(131) 내부에서 단열부(140)에 근접하여 배치될 수 있다. 온도 센서(180)는 온도 정보를 수집하여 제어부(120)로 전송할 수 있다. 제어부(120)는 온도 정보를 수신하여, 유도 코일(170)에 공급되는 전력을 조절하여 가열부(130)를 균일한 온도로 가열시킬 수 있다.

도 7의 그래프에서, x축 좌표값이 0인 지점은 본체부(150)를 향하는 단열부(140)의 일 면을 의미할 수 있다. x축 좌표값은 본체부(150)를 향하는 단열부(140)의 일 면으로부터 단열부(140) 또는 가열부(130)까지의 거리를 의미할 수 있다. 그래프의 세로축은 해당 지점의 가열부(130) 또는 단열부(140)의 온도를 의미할 수 있다. 가열부(130)가 유도 코일(170)에 의해 가열되면, 가열부(130)에서 발생한 열은 x축 좌표값이 감소하는 방향(본체부(150)를 향하는 방향)으로 이동할 수 있다.

단열부(140)가 열 전도율이 낮은 소재를 포함하면 가열부(130)에서 단열부(140)로 전달되는 열량이 감소할 수 있다. 또한, 단열부(140)의 열 용량이 커지면, 동일한 열량을 전달 받을 때의 단열부(140)의 온도 변화가 단열부(140)의 열 용량이 작을 때에 비하여 작기 때문에, 본체부(150)로 전달되는 열량이 감소할 수 있다. 이에 따라, 단열부(140)의 온도는 가열부(130)와 단열부(140)가 접하는 지점에서부터 x축 좌표 값이 감소함에 따라 감소할 수 있다.

온도 센서(180)는 가열부(130)의 온도가 상대적으로 감소하기 직전의 지점에 배치될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(180)는 단열부(140)에 근접하여 가열부(130)의 내주면과 접하도록 제1 공동(131)의 내부에 배치될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

도 8은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)의 가열부(130) 및 단열부(140)의 단면도이다.

도 8을 참조하면, 단열부(140)는 가열부(130)를 향하는 방향으로 편향되어 형성되는 제2 공동(143)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 공동(143)은 가열부(130)의 일 단부와 접하도록 단열부(140)의 내부에 형성될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

제2 공동(143)의 형상은 단면이 사각형인 형태로 도 8에 도시되었으나, 이에 제한되지 않고 단면이 원형인 형태 등 다양한 형태일 수 있다.

제2 공동(143)은 빈 공간으로서, 진공과 유사한 공간일 수 있다. 제2 공동(143)이 단열부(140)의 내부에 형성됨으로써, 가열부(130)와 단열부(140)의 접촉면적이 감소하여 가열부(130)에서 단열부(140)로 전도되는 열량이 감소할 수 있다. 이에 따라, 단열부(140)는 가열부(130)에서 발생하는 열이 보유부(151)와 본체부(150)로 이동하는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

도 9는 도 8에 도시된 가열부(130) 및 단열부(140)의 단면도 및 가열부(130)와 단열부(140)의 온도 분포를 예시적으로 나타낸 그래프이다. 도 9의 그래프에서, 세로축의 의미 및 가로축인 x축의 의미는 도 7에서의 그래프에 대한 설명과 동일하다.

도 9를 참조하면, 제2 공동(143)은 가열부(130)의 일 단부와 접하도록 형성될 수 있다. 또한, 온도 센서(180)는 가열부(130)의 일 단부에 접하면서 제2 공동(143)의 내부에 배치될 수 있다.

제2 공동(143)에 의해 가열부(130)의 일 단부와 단열부(140)의 접촉면적이 감소하여, 단열부(140)로 이동하는 열량이 감소할 수 있다. 가열부(130)와 제2 공동(143)이 접하는 지점에서부터 본체부(150)에 가까운 제2 공동(143)의 일 면까지의 온도는 x축 좌표 값이 감소할수록 감소한다. 또한, 제2 공동(143)의 타 면에서부터 본체부(150)를 향하는 단열부(140) 일 면까지의 온도는 x축 좌표 값이 감소할수록 감소할 수 있다. 여기에서, 제2 공동(143)의 타 면은 가열부(130)와 접하는 제2 공동(143)의 일 면에 대향하는 면을 의미할 수 있다.

온도 센서(180)는 가열부(130)의 온도가 상대적으로 감소하기 직전의 지점에 배치될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(180)는 제2 공동(143)의 내부에서 가열부(130)의 일 단부와 접하도록 배치될 수 있다.

도 10은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)의 가열부(130) 및 단열부(140)의 단면도이다.

도 10을 참조하면, 단열부(140)의 일 면에 제2 공동(143)이 외부와 연통되는 개구(144)가 형성될 수 있다. 또한 가열부(130)의 적어도 일부는 개구(144)에 삽입될 수 있다. 가열부(130)를 수용하기 위하여, 단열부(140)의 단면적은 가열부(130)의 단면적보다 더 클 수 있다.

가열부(130)의 적어도 일부는 개구(144)에 삽입되어 제2 공동(143)에 수용될 수 있다. 제2 공동(143)은 진공과 유사한 공간일 수 있다. 제2 공동(143)은 제2 공동(143)에 삽입된 가열부(130)의 일 부분에서 발생하는 열을 제2 공동(143)의 내부에 가둬둘 수 있다.

또한, 가열부(130)의 일 면을 개구(144)의 둘레면과 접하도록 배치함으로써 가열부(130)와 단열부(140)의 접촉 면적을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 가열부(130)와 단열부(140)의 접촉 면적이 감소하여 가열부(130)에서 단열부(140)로 전도되는 열량이 감소할 수 있다.

가열부(130)는 가열부(130)와 단열부(140)가 나사 결합되는 형태로 단열부(140)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 가열부(130)의 일 측 및 개구(144)의 둘레면에 나사산이 형성되어 가열부(130)와 단열부(140)가 나사 결합되는 형태로 가열부(130)는 단열부(140)에 고정될 수 있다. 또한, 가열부(130)와 단열부(140)는 소결을 통하여 결합될 수 있다.

도 11은 도 10에 도시된 가열부(130) 및 단열부(140)의 단면도 및 가열부(130)와 단열부(140)의 온도 분포를 나타낸 그래프이다. 도 11의 그래프의 가로축인 x축의 의미는 도 7에서의 그래프에 관한 설명과 동일하고, 도 11의 그래프의 세로축은 가열부(130) 및/또는 단열부(140)의 온도를 의미한다.

도 11을 참조하면, 온도 센서(180)는 개구(144)에 근접하여 제2 공동(143)의 내부에 위치하는 가열부(130)의 일 부분에 배치될 수 있다.

도 11의 그래프에서 X1은 궐련(2000)이 삽입될 때 궐련(2000)을 바라보는 단열부(140)의 외면이 위치한 지점을 의미하고, X2는 제2 공동(143)에 수용된 가열부(130)의 일 단부가 위치한 지점을 의미한다. X3는 가열부(130)가 삽입된 제2 공동(143)의 일 면에 대향하는 제2 공동(143)의 타 면이 위치한 지점을 의미한다.

X1 지점보다 x축 좌표값이 큰 구간은 가열부(130)만을 포함하고, X1 지점에서부터 X2 지점까지의 구간은 가열부(130)뿐만 아니라 단열부(140)를 포함한다. X1 지점에서부터 가열부(130)와 단열부(140)가 접하므로, X1 지점에서부터 x축 좌표값이 감소할수록 가열부(130) 및 단열부(140)의 온도는 감소할 수 있다. X1 지점에서부터 X2 지점까지의 구간의 온도는 제2 공동(143)의 내부에 삽입된 가열부(130)에서 방출되는 열로 인하여 X2 지점에서부터 X3지점에서의 온도보다 높을 수 있다. 또한, X3 지점에서부터 본체부(150)를 향하는 단열부(140) 일 면까지의 온도는 x축 좌표 값이 감소할수록 감소할 수 있다.

온도 센서(180)는 가열부(130)의 온도가 상대적으로 감소하기 직전의 지점인 X1 지점에 근접하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(180)는 제2 공동(143)의 내부에 위치하는 가열부(130)의 일 부분과 접촉하면서 개구(144)에 근접하여 배치될 수 있다.

도 12는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)의 가열부(130) 및 단열부(140)의 단면도이다.

도 12를 참조하면, 가열부(130)는 단열부(140)의 일 측에 형성된 개구(144)에 삽입될 수 있다. 또한, 가열부(130)는 제2 공동(143)을 관통하면서 제2 공동(143)을 형성하는 단열부(140)의 내부의 일 면과 대향하는 타 면에 인입될 수 있다. 이에 따라, 가열부(130)는 개구(144)의 둘레면 및 단열부(140)의 내면과 접하면서 안정적으로 단열부(140)에 지지될 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.

1000: 에어로졸 생성 장치 110: 배터리
120: 제어부 130: 가열부
131: 제1 공동 140: 단열부
141: 제1 부재 142: 제2 부재
143: 제2 공동 144: 개구
150: 본체부 151: 보유부
160: 수용부 170: 유도 코일
180: 온도 센서 2000: 궐련
2100: 매질부 2200: 필터 로드
2300: 캡슐 2400: 래퍼

Claims (16)

1. 본체부;
   상기 본체부의 일 측에 배치되고 궐련을 수용하는 수용부;
   상기 궐련에 적어도 일부가 삽입되며 상기 궐련을 가열하는 가열부; 및
   상기 가열부 및 상기 본체부와 결합되고, 상기 가열부와 상이한 소재를 포함하여 상기 가열부에서 발생하는 열이 상기 본체부로 전달되는 것을 차단하는 단열부;를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 본체부는 상기 수용부의 일 면을 형성하며 상기 단열부를 지지하는 보유부를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 단열부는 상기 가열부의 소재에 비해 열 전도율이 낮은 소재를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 단열부의 열 용량은 상기 가열부의 열 용량보다 큰, 에어로졸 생성 장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 수용부의 외부에 배치되고 교류 자기장을 발생시키는 유도 코일;을 더 포함하고,
   상기 가열부는 교류 자기장에 의하여 발열되는, 에어로졸 생성 장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 단열부는 서로 다른 소재를 포함하는 복수개의 부재들이 상기 본체부에서 상기 수용부를 향하는 방향으로 적층되어 형성된, 에어로졸 생성 장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 단열부의 단면적은 상기 가열부의 단면적보다 큰, 에어로졸 생성 장치.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 가열부의 적어도 일부는 상기 단열부에 삽입된, 에어로졸 생성 장치.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 가열부와 상기 단열부는 상기 가열부의 적어도 일부 및 상기 단열부의 일부에 나사산이 형성되어 체결되는, 에어로졸 생성 장치.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 가열부의 내부에는 제1 공동이 형성되고,
    상기 제1 공동의 내부에 상기 단열부에 근접하여 배치되는 온도 센서;를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
11. 제1 항에 있어서,
    상기 단열부는 상기 가열부를 향하는 방향으로 편향되어 형성되는 제2 공동;을 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 공동은 상기 가열부의 일 단부와 접하도록 형성되며,
    상기 가열부의 일 단부에 배치됨으로써 상기 제2 공동 내부에 위치하는 온도센서;를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
13. 제11 항에 있어서,
    상기 단열부의 일 측에 상기 제2 공동과 연통되는 개구가 형성되며,
    상기 가열부의 적어도 일부는 상기 개구에 삽입되는, 에어로졸 생성 장치.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 가열부와 상기 단열부는 상기 가열부의 일 측 및 상기 개구의 둘레면에 나사산이 형성되어 체결되는, 에어로졸 생성 장치.
15. 제13 항에 있어서,
    상기 제2 공동의 내부에 위치하는 가열부의 일 부분과 접촉하며, 상기 개구에 근접하여 배치되는 온도센서;를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
16. 제13 항에 있어서,
    상기 가열부는 상기 제2 공동을 관통하며,
    상기 가열부의 일 단부는 상기 제2 공동을 형성하는 상기 단열부의 내부의 일 면과 대향하는 상기 단열부의 내부의 타 면에 인입된, 에어로졸 생성 장치.

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