KR20220020046A - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질이 저장되는 저장조, 압축 공기를 배출하는 공기 배출구를 포함하는 압축 공기 공급부, 제1 지점에서 제2 지점으로 이동하여 상기 공기 배출구를 개방하거나, 상기 제2 지점에서 상기 제1 지점으로 이동하여 상기 공기 배출구를 폐쇄하는 마개부, 상기 공기 배출구로부터 배출되는 압축 공기가 유입되는 유입구와 상기 유입구로 유입된 압축 공기가 외부로 배출되는 배출구를 포함하는 노즐부 및 상기 배출구와 인접하여 배치되는 분쇄부를 포함하고, 상기 저장조에 저장된 에어로졸 생성 물질은 상기 배출구를 통해 압축 공기가 배출됨에 따라 발생되는 부압에 의해 상기 배출구 방향으로 유동하고, 상기 분쇄부의 적어도 일 영역과 충돌하여 에어로졸로 무화된다.

Description

에어로졸 생성 장치{AEROSOL GENERATING DEVICE}
본 개시의 다양한 실시예들은 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축 공기를 분사함으로써 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 무화시킬 수 있는 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 또는 카트리지 내의 에어로졸 생성 물질을 가열하거나 또는 미립화(atomization)하여 에어로졸을 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다.
에어로졸 생성 물질이 특정 대상과 충돌할 경우, 에어로졸 생성 물질은 에어로졸로 미립화될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질이 빠른 속력으로 배출되는 압축 공기와 충돌하는 경우 미립화될 수 있다.
압축 공기는 에어로졸 생성 물질을 향하여 배출되어 에어로졸 생성 물질에 충격을 가할 수 있으며, 에어로졸 생성 물질은 압축 공기에 의해 가해지는 충격에 의해 미립화된 후, 사용자에 의해 흡입될 수 있다.
기존에는 컴프레서(compressor)를 이용하여 압축 공기를 형성하였으나, 컴프레서를 이용하는 경우에는 공기를 압축 과정에서 큰 소음이 발생할 수 있다는 문제가 있었다.
이에 따라, 본 개시의 다양한 실시예들은 컴프레서가 아닌 디스펜서(dispenser)를 이용하여 공기를 압축함으로써, 공기 압축 과정에서 발생되는 소음을 줄일 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공하고자 한다.
본 개시의 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.
본 개시의 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질이 저장되는 저장조, 압축 공기를 배출하는 공기 배출구를 포함하는 압축 공기 공급부, 제1 지점에서 제2 지점으로 이동하여 상기 공기 배출구를 개방하거나, 상기 제2 지점에서 상기 제1 지점으로 이동하여 상기 공기 배출구를 폐쇄하는 마개부, 상기 공기 배출구로부터 배출되는 압축 공기가 유입되는 유입구와 상기 유입구로 유입된 압축 공기가 외부로 배출되는 배출구를 포함하는 노즐부 및 상기 배출구와 인접하여 배치되는 분쇄부를 포함하고, 상기 저장조에 저장된 에어로졸 생성 물질은 상기 배출구를 통해 압축 공기가 배출됨에 따라 발생되는 부압에 의해 상기 배출구 방향으로 유동하고, 상기 분쇄부의 적어도 일 영역과 충돌하여 에어로졸로 무화된다.
본 개시의 다양한 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치는 컴프레서를 이용하지 않고 공기를 압축함으로써, 공기 압축 과정에서 발생되는 소음을 줄일 수 있다.
또한 본 개시의 다양한 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치는 압축 공기를 분사함으로써, 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 미립화(atomization)시킬 수 있다.
또한 본 개시의 다양한 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치는 부압을 이용하여 에어로졸 생성 물질을 소정의 위치로 이동시킬 수 있으며, 그 결과 에어로졸 생성 장치의 내부 구조를 단순화할 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 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 압축 공기 공급부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 3는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 압축 공기 공급부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 4a는 사용자가 흡입할 때, 도 1의 에어로졸 생성 장치의 마개부의 위치 변화 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4b는 사용자의 흡입이 중단되었을 때, 도 1의 에어로졸 생성 장치의 마개부의 위치 변화 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 마개부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 마개부를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치의 분쇄부를 나타내는 도면이다.
도 8은 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 단면도이다.
도 9는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치가 분리되었을 때의 단면도이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 실시예들의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 그 의미를 상세히 기재할 것이다. 따라서 실시예들의 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 개시에서 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.
또한 본 개시에서 에어로졸 생성 장치는, 사용자의 입을 통해 사용자의 폐로 직접적으로 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 생성 물질을 이용하여 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.
또한 본 개시에서 "퍼프(puff)"라 함은 사용자의 흡입을 의미하며, 흡입이란 사용자의 입이나 코를 통해 사용자의 구강 내, 비강 내 또는 폐로 끌어 당기는 상황을 의미할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시예들에 대하여 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시의 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 개시에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서 "실시예"는 본 개시에서 발명을 용이하게 설명하기 위한 임의의 구분으로서, 실시예 각각이 서로 배타적일 필요는 없다. 예를 들어, 일 실시예에 개시된 구성들은 다른 실시예에 적용 및/또는 구현될 수 있으며, 본 개시의 범위를 벗어나지 않는 한도에서 변경되어 적용 및/또는 구현될 수 있다.
또한 본 개시에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 실시예들을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 개시에서 단수형은 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 압축 공기 공급부(100), 마개부(200), 노즐부(300), 저장조(400) 및 분쇄부(500)를 포함한다.
압축 공기 공급부(100)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부에 배치될 수 있으며, 공기를 압축하여 압축 공기를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 압축 공기 공급부(100)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 길이 방향(예: 도 1의 z 방향 또는 -z 방향)을 따라 이동하는 피스톤(piston) 또는 스크류(screw)를 이용하여 압축 공기를 생성할 수 있으며, 압축 공기 공급부(100)에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다. 본 개시에서 '길이 방향'은 도 1의 z 축과 평행한 방향을 의미할 수 있으며, 해당 표현은 이하에서도 별도의 언급이 없는 한 동일한 의미로 사용될 수 있다.
압축 공기 공급부(100)의 내부에 저장된 공기가 압축됨에 따라, 공기의 속력이 압축되기 전에 비해 상대적으로 빨라질 수 있으며, 압축된 공기는 압축 공기 공급부(100)의 일 영역에 형성된 공기 배출구(100e)를 통해 압축 공기 공급부(100)의 외부로 배출 또는 토출될 수 있다.
압축 공기 공급부(100)의 공기 배출구(100e)는 예를 들어, 압축 공기 공급부(100)의 일단(예: z 방향의 일단)에 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
마개부(200)는 사용자의 흡입(puff)에 대응하여 압축 공기 공급부(100)의 공기 배출구(100e)를 개방 또는 폐쇄함으로써, 압축 공기의 배출을 제어할 수 있다.
예를 들어, 마개부(200)는 사용자가 에어로졸 생성 장치(1000)를 흡입하지 않는 경우, 압축 공기 공급부(100)의 공기 배출구(100e)와 접촉하여 공기 배출구(100e)를 폐쇄할 수 있다.
본 개시에서 '공기 배출구(100e)가 폐쇄된다'는 표현은 마개부(200)가 공기 배출구(100e)를 막아 공기 배출구(100e)에서 압축 공기가 배출될 수 없는 상태를 의미할 수 있으며, 해당 표현은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.
반면, 마개부(200)는 사용자가 에어로졸 생성 장치(1000)를 흡입하는 경우, 사용자의 흡입에 의해 발생되는 압력 변화로 z축 방향으로 이동하여 압축 공기 공급부(100)의 공기 배출구(100e)로부터 이격될 수 있다. 이에 따라, 공기 배출구(100e)가 개방되어 압축 공기 공급부(100)의 내부에 저장된 압축 공기가 노즐부(300) 방향으로 배출될 수 있다.
압축 공기 공급부(100)로부터 배출되는 압축 공기는 압축 공기 공급부(100)의 내부 공간과 노즐부(300)를 연통하는 유동 통로(110)를 통해 노즐부(300) 방향으로 유동할 수 있다.
즉, 본 개시에서 '공기 배출구(100e)가 개방된다'는 표현은 마개부(200)와 공기 배출구(100e)가 접촉하여 공기 배출구(100e)에서 압축 공기가 배출될 수 있는 상태를 의미할 수 있으며, 해당 표현은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.
마개부(200)는 마개부(200)의 z 축 방향의 이동에 대응하여 압축되는 탄성체(210)와 연결될 수 있다. 사용자의 흡입에 의해 z 축 방향으로 이동한 마개부(200)는 사용자의 에어로졸 생성 장치(1000) 흡입이 중단 또는 종료된 경우, 탄성체(210)로부터 가해지는 탄성 복원력에 의해 원 위치로 복원될 수 있다.
즉, 사용자의 흡입이 중단 또는 종료된 경우, 마개부(200)는 탄성체(210)에 의해 공기 배출구(100e)와 다시 접촉하게 될 수 있으며, 이에 따라 개방되었던 공기 배출구(100e)는 다시 폐쇄될 수 있다. 사용자의 흡입 여부에 따른 마개부(200)와 탄성체(210)의 동작 및/또는 배치 구조에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
노즐부(300)는 압축 공기 공급부(100)로부터 배출되는 압축 공기가 유입되는 유입구(300i)와 유입된 압축 공기가 노즐부(300)의 외부로 배출되기 위한 배출구(300e)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 압축 공기 공급부(100)에서 배출되는 압축 공기는 유동 통로(110)를 유동한 후, 노즐부(300)의 일단(예: -z 방향)에 형성된 유입구(300i)를 통해 노즐부(300)의 내부로 유입될 수 있다.
노즐부(300)의 내부로 유입된 압축 공기는 노즐부(300)의 길이 방향(예: z 방향)을 따라 유동한 후, 노즐부(300)의 다른 일단(예: z 방향)에 형성된 배출구(300e)를 통해 노즐부(300)의 외부로 배출될 수 있다.
일 실시예에서, 노즐부(300)는 일단(예: -z 방향의 일단)에서 타단(예: z 방향의 일단)으로 갈수록 단부가 점차 좁아지는 형태로 형성될 수 있으며, 이에 따라 노즐부(300)에서 압축 공기가 배출될 때, 배출구(300e)의 주변에는 부압(negative pressure)이 발생 또는 형성될 수 있다. 본 개시에서 '부압(또는 음압)'은 에어로졸 생성 장치(1000)의 외부 공기의 압력(예: 대기압)보다 낮은 압력을 의미할 수 있으며, 해당 표현은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.
배출구(300e)의 주변에 형성되는 부압에 의해 저장조(400)에 저장된 에어로졸 생성 물질(410)은 배출구(300e) 방향으로 유동할 수 있다. 예를 들어, 저장조(400)는 노즐부(300)의 외주면을 감싸도록 배치될 수 있으며, 저장조(400)에 저장된 에어로졸 생성 물질(410)은 노즐부(300)의 외벽을 따라 배출구(300e) 방향으로 유동할 수 있다. 다만, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
저장조(400)는 노즐부(300)의 외부를 감싸도록 배치될 수 있으며, 저장조(400)에는 에어로졸 생성 물질(410)이 저장될 수 있다. 저장조(400)에 저장된 에어로졸 생성 물질(410)은 예를 들어, 액상 조성물을 포함할 수 있다.
액상 조성물은 니코틴, 프로필렌글리콜(propylene glycol), 및 글리세린(glycerin) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 니코틴은 담뱃잎을 성형하거나, 재구성함으로써 획득되는 담배 물질에 포함되는 니코틴일 수 있다. 또한, 니코틴은 자연적으로 발생하는 니코틴 또는 합성 니코틴일 수 있다. 예를 들어, 니코틴은 프리 베이스 니코틴(free base nicotine), 니코틴 염(nicotine salt) 또는 이들의 조합 중 하나를 포함할 수 있다.
액상 조성물에는 니코틴 또는 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(1000)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 산들의 혼합이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
액상 조성물에 포함된 프로필렌글리콜 및 글리세린은 에어로졸 형성제로서, 프로필렌글리콜 및 글리세린이 무화될 경우 에어로졸이 생성될 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 니코틴이 첨가된 임의의 중량비의 글리세린 및 프로필렌 글리콜 용액을 포함할 수 있다.
액상 조성물은 또한 예를 들어, 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미 요소, 및 비타민 혼합물의 어느 하나의 성분이나, 이들 성분의 혼합물을 더 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미 요소는 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.
분쇄부(500)는 노즐부(300)의 배출구(300e)와 인접한 위치에 위치하여 에어로졸 생성 물질(410)을 에어로졸로 무화시키는 무화기(atomizer)로 동작할 수 있다.
예를 들어, 저장조(400)에 저장된 에어로졸 생성 물질(410)은 노즐부(300)의 배출구(300e)에서 압축 공기가 배출될 때 발생되는 부압에 의해 배출구(300e) 방향으로 유동할 수 있으며, 배출구(300e) 방향으로 유동한 에어로졸 생성 물질(410)은 분쇄부(500)와 충돌하여 에어로졸로 무화될 수 있다.
분쇄부(500)에 의해 무화된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(1000)의 외부와 연결된 기류 통로(600)를 통해 에어로졸 생성 장치(1000)의 외부로 배출될 수 있다. 사용자는 에어로졸 생성 장치(1000)의 일단(예: z 방향의 일단)에 형성된 마우스피스 부분(mouthpiece portion)(M)에 구강을 접촉하고, 기류 통로(600)를 통해 에어로졸 생성 장치(1000)의 외부로 배출되는 에어로졸을 흡입할 수 있다.
일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 제어기(710) 및 배터리(720)를 더 포함할 수 있다.
제어기(710)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부에 배치되어, 에어로졸 생성 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
일 예시에서, 제어기(710)는 압축 공기 공급부(100)와 전기적으로 또는 작동적으로(operatively) 연결되어, 압축 공기 공급부(100)의 구동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기(710)는 압축 공기 공급부(100)를 온(on) 또는 오프(off)할 수 있다.
또한 제어기(710)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 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 개시의 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
배터리(720)는 에어로졸 생성 장치(1000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(720)는 압축 공기 공급부(100)와 전기적으로 연결되어 압축 공기 공급부(100)의 동작에 요구되는 전력을 공급할 수 있다. 또한 배터리(720)는 에어로졸 생성 장치(1000) 내에 구비된 다른 구성들(예: 센서)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수도 있다.
일 예시에서, 배터리(720)는 충전이 가능한 배터리(720)거나 일회용 배터리(720)일 수 있다. 배터리(720)는 예를 들어, 리튬폴리머(LiPoly) 배터리(720)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 압축 공기 공급부를 확대하여 도시한 단면도이다. 도 2의 압축 공기 공급부(100)는 도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치(1000)에 적용되는 압축 공기 공급부(100)의 일 예시일 수 있으며, 이하에서 도 1에 관한 설명과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)의 압축 공기 공급부(100)는 공기 저장조(101), 압축 부재(102) 및 구동부(105)를 포함할 수 있다.
공기 저장조(101)는 내부 공간에 공기가 저장될 수 있으며, 저장된 공기가 공기 저장조(101)의 외부로 배출되는 공기 배출구(100e)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 공기 배출구(100e)는 공기 저장조(101)의 마개부(200)와 인접한 일단에 형성되고, 공기 배출구(100e)는 마개부(200)의 이동에 대응하여 개방되거나, 폐쇄될 수 있다.
압축 부재(102)는 공기 저장조(101)의 내부 공간에서 이동하여 공기 저장조(101)에 저장된 공기를 압축할 수 있다.
일 실시예에서, 압축 부재(102)는 공기 저장조(101)의 공기 배출구(100e)가 폐쇄된 상태에서 공기 저장조(101)의 내부 공간에서 길이 방향(예: z 방향)을 따라 이동하여 저장된 공기를 압축할 수 있으나, 압축 부재(102)의 이동 방향이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 압축 부재(102)는 직선 방향의 이동을 통해 공기 저장조(101)에 저장된 공기를 압축하는 피스톤(piston)으로 동작할 수 있다.
구동부(105)는 공기 저장조(101)의 내부 공간에서 압축 부재(102)를 이동시킬 수 있다.
일 예시에서, 구동부(105)는 공기 저장조(101)의 내부 공간에서 압축 부재(102)를 길이 방향을 따라 이동시키는 모터(motor)일 수 있다. 상술한 구동부(105)는 제어기(710) 및/또는 배터리(720)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 배터리(720)는 구동부(105)의 구동에 필요한 전력을 공급하고, 제어기(710)는 구동부(105)의 구동을 제어할 수 있다.
도면 상에 도시되지 않았으나, 다른 예시에서, 구동부(105)는 공기 저장조(101)의 내부 공간에 위치하여 압축 부재(102)를 길이 방향을 따라 이동시키는 탄성체일 수도 있다. 상술한 구동부(105)는 배터리(720)로부터의 전력 공급 없이 구동부(105)를 이동시킬 수 있다.
즉, 공기 저장조(101)에 저장된 공기는 구동부(105)를 통한 압축 부재(102)의 이동에 의해 압축될 수 있으며, 압축된 공기는 공기 배출구(100e)가 개방됨에 따라 공기 저장조(101)의 외부로 배출될 수 있다. 공기 저장조(101)의 외부로 배출된 압축 공기는 유동 통로(110)를 통해 노즐부(예: 도 1의 노즐부(300)) 방향으로 유동할 수 있다.
일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 공기 저장조(101)의 내부 공간과 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부 공간을 연결(또는 연통)하는 연결 통로(L) 및 연결 통로(L)에 배치되어 공기의 유동 방향을 제한하는 밸브(150)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 공기 배출구(100e)를 통해 공기 저장조(101)의 외부로 압축 공기가 배출됨에 따라, 공기 저장조(101)에 잔존하는 공기의 양이 줄어들 수 있다.
일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)에서는 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부 공기가 연결 통로(L)를 통해 공기 저장조(101)의 내부로 유동하도록 함으로써, 공기 저장조(101)에 공기를 충전할 수 있다.
예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1000)의 제어기(710)는 압축 부재(102)가 공기 저장조(101)의 내부 공간에서 공기 배출구(100e)로부터 멀어지도록 구동부(105)를 제어하여 공기 저장조(101)의 내부 공간의 압력을 낮출 수 있으며, 그 결과 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부 공기가 공기 저장조(101)의 내부로 이동할 수 있다.
밸브(150)는 연결 통로(L) 상에 배치되어 공기 저장조(101)의 내부 공간에서 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부 공간으로 공기가 유동하는 것을 제한할 수 있다. 다시 말해, 밸브(150)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부 공간에서 공기 저장조(101)의 내부 공간을 향하는 유동만 허용하고, 공기 저장조(101)의 내부 공간에서 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부 공간을 향하는 유동은 차단하는 원 웨이 밸브(one-way valve)일 수 있다.
즉, 에어로졸 생성 장치(1000)는 상술한 연결 통로(L) 및/또는 밸브(150)를 통해 공기 저장조(101)의 내부 공간에 공기를 충전함으로써, 에어로졸 생성 장치(1000)의 구동에 요구되는 공기 양을 유지할 수 있다.
도 3는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 압축 공기 공급부를 확대하여 도시한 단면도이다. 도 3의 압축 공기 공급부(100)는 도 2의 압축 공기 공급부(100)에서 나사 결합부(103)가 추가된 구성일 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 3을 참조하면, 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 공기 저장조(101)와 압축 부재(102) 사이를 나사 결합시키기 위한 나사 결합부(103)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 나사 결합부(103)는 압축 부재(102)의 외부의 적어도 일 영역에 돌출되어 형성되는 나사산(103a) 및 공기 저장조(101)의 내벽에 형성되어, 압축 부재(102)의 나사 산(103a)과 결합되는 나사 홈(103b)을 포함할 수 있다.
나사 홈(103b)은 예를 들어, 나사 산(103a)과 대응되는 형상으로 형성될 수 있으나, 나사 산(103a)과 결합될 수 있다면 나사 홈(103b)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
압축 부재(102)는 상술한 나사 결합부(103)를 통해 공기 저장조(101)에 나사 결합함으로써, 공기 저장조(101)의 길이 방향을 따라 회전 이동함으로써, 공기 저장조(101)에 저장된 공기를 압축할 수 있다.
예를 들어, 압축 부재(102)는 반시계 방향으로 회전함에 따라, 공기 저장조(101)의 z 축 방향으로 이동할 수 있으며, 그 결과 공기 저장조(101)에 저장된 공기는 압축될 수 있다. 다른 예로, 압축 부재(102)는 시계 방향으로 회전함에 따라, 공기 저장조(101)의 -z 방향으로 이동할 수도 있다.
구동부(105)는 압축 부재(102)를 반시계 방향 또는 시계 방향으로 회전시킴으로써, 압축 부재(102)를 공기 저장조(101)의 길이 방향을 따라 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 구동부(105)는 압축 부재(102)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있는 모터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다만, 나사 결합부(103)의 구조가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 도면 상에 도시되지는 않았으나, 다른 실시예에 따른 나사 결합부(103)에서는 공기 저장조(101)의 내벽에 나사 산이 형성되고, 압축 부재(102)에 나사 산과 결합되는 나사 홈이 형성될 수도 있다.
도 4a는 사용자가 흡입할 때, 도 1의 에어로졸 생성 장치의 마개부의 위치 변화 과정을 설명하기 위한 단면도이고, 도 4b는 사용자의 흡입이 중단되었을 때, 도 1의 에어로졸 생성 장치의 마개부의 위치 변화 과정을 설명하기 위한 단면도이다. 구체적으로, 도 4a와 도 4b는 도 2 및/또는 도 3의 에어로졸 생성 장치(1000)에서 A 영역을 확대한 확대 단면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 공기 저장조(101)의 공기 배출구(100e)를 개방 또는 폐쇄하는 마개부(200), 마개부(200)를 탄성적으로 가압하는 탄성체(210) 및 탄성체(210)를 유동 통로(110) 내에 고정하는 돌출부(211)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)의 구성 요소들 중 적어도 하나는 도 1의 에어로졸 생성 장치(1000)의 구성 요소들 중 적어도 하나와 실질적으로 동일 또는 유사할 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
마개부(200)는 사용자의 흡입에 대응하여 제1 지점(P1)과 제2 지점(P2) 사이를 이동하며, 공기 저장조(101)의 공기 배출구(100e)를 개방하거나 또는 폐쇄할 수 있다.
예를 들어, 마개부(200)는 제1 지점(P1)에서 공기 저장조(101)의 공기 배출구(100e)와 접촉하게 될 수 있으며, 이에 따라, 공기 배출구(100e)는 마개부(200)에 의해 폐쇄할 수 있다.
반면, 마개부(200)는 도 4a에 도시된 바와 같이 제1 지점(P1)에서 제2 지점(P2)으로 이동함에 따라, 공기 저장조(101)의 공기 배출구(100e)로부터 이격될 수 있으며, 그 결과 공기 배출구(100e)는 개방되어 공기 저장조(101)의 내부에 저장된 압축 공기가 외부로 배출될 수 있다.
일 실시예에서, 마개부(200)는 사용자의 에어로졸 생성 장치(1000)의 흡입에 대응하여 제1 지점(P1)에서 제2 지점(P2)으로 이동할 수 있다.
예를 들어, 마개부(200)는 사용자의 흡입 압력이 담배에서의 흡인 저항과 실질적으로 동일 또는 유사한 압력인 경우, 제1 지점(P1)에서 제2 지점(P2)으로 이동하여 공기 저장조(101)의 공기 배출구(100e)를 개방할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
사용자가 에어로졸 생성 장치(1000)를 흡입하는 과정에서 에어로졸 생성 장치(1000)의 외부와 연결되는 기류 통로(예: 도 1의 기류 통로(600))의 압력이 감소할 수 있으며, 그 결과 기류 통로를 유동하는 외부의 공기가 마개부(200)를 가압하는 압력보다 공기 저장조(101)의 내부 공간에 저장된 압축 공기가 마개부(200)를 가압하는 압력이 더 커지게 될 수 있다.
즉, 사용자의 흡입이 이루어지는 경우, 마개부(200)에는 공기 저장조(101)의 공기 배출구(100e)로부터 멀어지는 방향(예: z 방향)으로 압력이 가해질 수 있으며, 상술한 압력에 의해 마개부(200)는 제1 지점(P1)에서 제2 지점(P2)으로 이동할 수 있다.
탄성체(210)는 유동 통로(110)의 내부에 위치하고, 마개부(200)의 이동에 대응하여 압축됨으로써, 마개부(200)에 탄성 복원력을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 탄성체(210)는 유동 통로(110)의 내벽에서 유동 통로(110)의 중심 방향으로 돌출되어 형성되는 돌출부(211)의 적어도 일 영역에 고정되어, 유동 통로(110)의 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 탄성체(210)의 일단은 돌출부(211)에 고정되고, 탄성체(210)의 다른 일단은 마개부(200)의 적어도 일 영역과 접촉할 수 있다.
탄성체(210)는 상술한 배치 구조에 의해 마개부(200)의 제1 지점(P1)에서 제2 지점(P2)을 향하는 이동에 대응하여 압축될 수 있으며, 압축된 탄성체(210)는 제2 지점(P2) 방향으로 이동한 마개부(200)를 제1 지점(P1) 방향으로 가압할 수 있다.
사용자의 흡입이 중단 또는 종료되는 경우, 기류 통로의 내부의 압력이 다시 증가하게 되며, 제2 지점(P2)으로 이동한 마개부(200)는 도 4b에 도시된 바와 같이 기류 통로의 내부 압력 증가 및/또는 탄성체(210)로부터 가해지는 탄성 복원력에 의해 다시 제1 지점(P1) 방향으로 복원될 수 있다.
다시 말해, 사용자의 흡입에 대응하여 제2 지점(P2)으로 이동한 마개부(200)는 사용자의 흡입이 중단 또는 종료됨에 따라, 다시 제1 지점(P1)으로 이동할 수 있으며, 그 결과 공기 저장조(101)의 공기 배출구(100e)가 폐쇄될 수 있다.
즉, 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 사용자의 흡입에 대응하여 공기 배출구(100e)를 개방하고, 사용자의 흡입 중단에 대응하여 공기 배출구(100e)를 폐쇄하는 마개부(200)를 통해 별도의 전력을 공급하지 않고도 노즐부(300)에 압축 공기를 공급할 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 마개부를 나타내는 사시도이다.
도 5를 참조하면, 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 공기 저장조(101)의 공기 배출구(100e)를 개방 또는 폐쇄하는 마개부(200), 마개부(200)를 탄성적으로 가압하는 탄성체(210) 및 탄성체(210)를 유동 통로(110) 내에 고정하기 위한 고정 플레이트(212)를 포함할 수 있다.
도 5의 에어로졸 생성 장치(1000)는 도 4a 및/또는 도 4b에 도시된 에어로졸 생성 장치(1000)에서 유동 통로(110) 내에 탄성체(210)를 고정하기 위한 구조가 돌출부(예: 도 4a, 도4b의 돌출부(211))에서 고정 플레이트(212)로 변경된 에어로졸 생성 장치일 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 5를 참조하면, 탄성체(210)는 유동 통로(110)의 내벽에 배치된 고정 플레이트(212)의 적어도 일 영역에 고정되어, 유동 통로(110)의 내부에 위치할 수 있다.
예를 들어, 탄성체(210)의 일단은 고정 플레이트(212)에 고정되고, 탄성체(210)의 다른 일단은 마개부(200)의 적어도 일 영역과 접촉할 수 있으며, 이에 따라 탄성체(210)는 마개부(200)의 이동에 대응하여 압축될 수 있다.
일 실시예에서, 고정 플레이트(212)는 유동 통로(110)의 내벽 중 공기 저장조(101)와 인접한 영역에 고정되고, 유동 통로(110)의 내벽과 실질적으로 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
고정 플레이트(212)는 예를 들어, 유동 통로(110)의 내벽과 대응되는 원형 플레이트 형상으로 형성될 수 있으나, 고정 플레이트(212)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
고정 플레이트(212)의 탄성체(210)가 고정되는 영역을 제외한 일 영역에는 압축 공기 유동홀(212h)이 형성될 수 있으며, 공기 배출구(100e) 개방 시 공기 저장조(101)로부터 배출되는 압축 공기는 공기 유동홀(212h)을 통해 노즐부(300) 방향으로 이동할 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 마개부를 나타내는 단면도이다.
도 6의 에어로졸 생성 장치(1000)는 도 4a 및/또는 도 4b에 도시된 에어로졸 생성 장치(1000)에서 유동 통로(110) 내에 탄성체(210)를 고정하기 위한 구조가 돌출부(예: 도 4a, 도4b의 돌출부(211))에서 저장조(400)의 돌출 영역(400e)으로 변경된 에어로졸 생성 장치일 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 6을 참조하면, 탄성체(210)는 저장조(400)의 일 영역에서 공기 저장조(101)를 향하는 방향으로 돌출된 돌출 영역(400e)에 고정되어 유동 통로(110)의 내부에 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 탄성체(210)의 일단은 저장조(400)의 돌출 영역(400e)에 고정되고, 탄성체(210)의 다른 일단에는 마개부(200)가 고정될 수 있으며, 이에 따라 탄성체(210)는 마개부(200)의 이동에 대응하여 압축될 수 있다.
예를 들어, 마개부(200)는 탄성체(210)의 공기 저장조(101)와 인접한 일단의 내측에 위치하여, 탄성체(210)에 의해 감싸진 상태로 고정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도면 상에 도시되지 않았으나, 다른 실시예에서 마개부(200)는 탄성체(210)의 공기 저장조(101)와 인접한 일단을 감싸도록 형성되거나, 탄성체(210)의 공기 저장조(101)와 인접한 일단에 결합될 수도 있다.
탄성체(210)에 고정된 마개부(200)는 사용자의 흡입이 없는 경우에는 공기 배출구(100e)와 접촉하여 공기 배출구(100e)를 폐쇄할 수 있다. 반면, 상술한 마개부(200)는 사용자가 에어로졸 생성 장치(1000)를 흡입하는 경우에는 공기 배출구(100e)로부터 멀어지도록 이동하여 공기 배출구(100e)를 개방할 수 있다.
이 때, 마개부(200)는 사용자의 흡입에 따른 기류 통로(예: 도 1의 기류 통로(600))의 압력 변화에 의해 공기 배출구(100e)로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있으며, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
마개부(200)가 공기 배출구(100e)로부터 멀어지는 방향으로 이동함에 따라, 탄성체(210)는 공기 배출구(100e)로부터 멀어지는 방향으로 압축되어 마개부(200)에 공기 배출구(100e)를 향하는 방향의 탄성 복원력을 제공할 수 있다.
사용자의 흡입이 중단 또는 종료된 경우, 마개부(200)는 기류 통로의 압력이 증가 및/또는 탄성체(210)로부터 가해지는 탄성 복원력에 의해 다시 공기 저장조(101)의 공기 배출구(100e) 방향으로 이동할 수 있으며, 그 결과 공기 배출구(100e)가 폐쇄될 수 있다.
도 7은 도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치의 분쇄부를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 노즐부(300), 저장조(400), 분쇄부(500) 및 기류 통로(600)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)의 구성 요소들 중 적어도 하나는 도 1의 에어로졸 생성 장치(1000)의 구성 요소들 중 적어도 하나와 실질적으로 동일 또는 유사할 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
노즐부(300)는 압축 공기가 유입되는 유입구(300i) 및 유입된 압축 공기가 노즐부(300)의 외부로 배출되는 배출구(300e)를 포함할 수 있다.
노즐부(300)의 유입구(300i)는 유동 통로(예: 도 1의 유동 통로(110))를 통해 압축 공기 공급부(예: 도 1의 압축 공기 공급부(100))의 공기 배출구(예: 도 1의 공기 배출구(100e))와 연결 또는 연통될 수 있다. 이에 따라, 압축 공기 공급부로부터 배출 또는 토출되는 압축 공기는 유입구(300i)를 통해 노즐부(300)의 내부로 유입될 수 있다.
노즐부(300)의 배출구(300e)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 외부와 연결되는 기류 통로(600)와 연결될 수 있으며, 노즐부(300)를 통과한 압축 공기는 배출구(300e)를 통해 기류 통로(600) 방향으로 배출될 수 있다.
일 실시예에서, 배출구(300e)의 단면적은 유입구(300i)의 단면적보다 작을 수 있다. 예를 들어, 배출구(300e)는 제1 단면적(S1)을 갖도록 형성되고, 유입구(300i)는 제1 단면적(S1)보다 큰 제2 단면적(S2)을 갖도록 형성될 수 있다.
배출구(300e)의 단면적이 유입구(300i)의 단면적보다 작게 형성됨에 따라, 배출구(300e)로 배출되는 압축 공기의 속력은 유입구(300i)로 유입될 때의 속력에 비해 빨라질 수 있다. 예를 들어, 노즐부(300)로 유입되는 압축 공기의 유량이 일정한 상태에서 배출구(300e)의 단만적이 유입구(300i)의 단면적보다 작게 형성됨으로써, 배출구(300e)에서의 압축 공기의 속력이 증가할 수 있다.
또한 배출구(300e)에서 압축 공기의 속력이 증가함에 따라, 노즐부(300)의 배출구(300e)로 압축 공기가 배출될 때, 배출구(300e)의 주변 영역에는 부압이 형성 또는 발생될 수 있다.
배출구(300e)에서 압축 공기의 속력이 증가함에 따라, 배출구(300e)에서 압축 공기의 압력은 베르누이 원리(principle of Bernoulli)에 의해 감소될 수 있다. 즉, 배출구(300e)에서 발생되는 압력 강하(pressure drop)에 의해 노즐부(300)의 배출구(300e) 주변에는 부압이 형성 또는 발생될 수 있다.
일 실시예에서, 저장조(400)는 노즐부(300)의 외주면을 감싸도록 배치되며, 내부에는 에어로졸 생성 물질(410)이 저장될 수 있다. 저장조(400)에 저장된 에어로졸 생성 물질(410)은 노즐부(300)의 배출구(300e) 주변에서 발생되는 부압에 의해 노즐부(300)의 외벽을 타고 배출구(300e) 방향으로 유동 또는 유인될 수 있다.
도면 상에 도시되지는 않았으나, 다른 실시예에 따르면, 저장조(400)에 저장된 에어로졸 생성 물질(410)은 배출구(300e) 주변에서 부압이 발생될 때, 노즐부(300)의 외벽을 따라 형성되어 저장조(400)의 내부와 배출구(300e)를 연통하는 관(미도시)을 통해 배출구(300e)로 유동 또는 유인될 수도 있다.
부압에 의해 저장조(400)에서 노즐부(300)의 배출구(300e) 방향으로 유동된 에어로졸 생성 물질(410)은 배출구(300e)와 인접하게 배치되는 분쇄부(500)와 충돌할 수 있으며, 에어로졸 생성 물질(410)과 분쇄부(500)의 충돌에 의해 에어로졸 생성 물질(410)이 미립화되어 에어로졸이 생성될 수 있다.
일 실시예에서, 분쇄부(500)는 기류 통로(600) 내부의 노즐부(300)의 배출구(300e)와 인접한 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 분쇄부(500)는 노즐부(300)의 배출구(300e)로부터 지정된 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 이 때, 지정된 거리는 부압에 의해 저장조(400)에서 배출구(300e) 방향으로 유동된 에어로졸 생성 물질(410)이 분쇄부(500)의 적어도 일 영역과 접촉할 수 있는 거리를 의미할 수 있다.
또한 분쇄부(500)는 기류 통로(600)의 내부에 위치하여 분쇄부(500)를 기류 통로(600)의 내벽에 고정시키는 고정 부재(510)에 의해 기류 통로(600) 내부에 고정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
분쇄부(500)는 분쇄부(500)를 관통하는 적어도 하나의 관통 홀(501)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 관통 홀(501)은 분쇄부(500)의 배출구(300e)를 향하는 일면과 상술한 일면과 반대 방향을 향하는 타면을 관통하여 형성될 수 있다.
부압에 의해 저장조(400)에서 배출구(300e) 방향으로 유동된 에어로졸 생성 물질(410)은 분쇄부(500)의 적어도 하나의 관통 홀(501)을 통과하면서 분쇄부(500)와 충돌할 수 있으며, 상술한 충돌에 의해 에어로졸 생성 물질(410)이 에어로졸로 무화될 수 있다. 즉, 분쇄부(500)는 에어로졸 생성 물질(410)을 무화시키는 무화기로 동작할 수 있다.
또한 부압에 의해 저장조(400)에서 노즐부(300)의 배출구(300e) 방향으로 유동된 에어로졸 생성 물질(410)은 배출구(300e)에서 배출되는 압축 공기와 충돌하여 에어로졸로 무화될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질(410)은 운동 에너지를 갖는 압축 공기와 충돌함에 따라 미립화될 수 있으며, 그 결과 에어로졸이 생성될 수 있다.
상술한 과정을 통해 생성된 에어로졸은 분쇄부(500)읜 적어도 하나의 관통 홀(501)을 통과하여 기류 통로(600)로 유동할 수 있으며, 기류 통로(600)로 유동한 에어로졸은 마우스피스 부분(M)을 향하여 유동하여 에어로졸 생성 장치(1000)의 외부로 배출될 수 있다.
즉, 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)에서는 노즐부(300)에서 압축 공기가 배출됨에 따라 배출구(300e) 주변에서 발생되는 부압에 의해 에어로졸 생성 물질(410)이 배출구(300e)로 유동될 수 있으며, 유동된 에어로졸 생성 물질(410)은 압축 공기 및/또는 분쇄부(500)와 충돌하여 에어로졸로 무화될 수 있다.
또한 무화된 에어로졸은 분쇄부(500)의 적어도 하나의 관통 홀(501)을 통과하여 기류 통로(600)로 유동할 수 있으며, 사용자는 기류 통로(600)를 통해 에어로졸 생성 장치(1000)의 외부로 배출되는 에어로졸을 흡입할 수 있다.
도 8은 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 압축 공기 공급부(100), 마개부(200), 노즐부(300), 저장조(400), 분쇄부(500), 기류 통로(600) 및 향미 요소(610)를 포함할 수 있다.
도 8의 에어로졸 생성 장치(1000)는 도 1의 에어로졸 생성 장치(1000)에서 향미 요소(flavor element)(610)가 추가된 에어로졸 생성 장치일 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
향미 요소(610)는 기류 통로(600)의 일 영역에 배치되어 기류 통로(600)를 통과하는 에어로졸에 향미(flavor)를 공급 또는 부가할 수 있다. 즉, 향미 요소(610)를 통과한 에어로졸은 향미 요소(610)로부터 배출된 향미를 동반하여 에어로졸 생성 장치(1000)의 외부로 배출될 수 있다.
향미 요소(610)는, 예를 들어 담배, 향기(aroma), 또는 니코틴 내용물(nicotine content)과 같은 향료를 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 향미 요소(610)는 과립을 포함하는 궐련일 수 있다. 이때, 향미 요소(610)의 과립에는 니코틴 내용물(nicotine content)이 포함될 수 있다. 향미 요소(610)의 과립에 니코틴 내용물이 포함될 때, 저장조(400) 내부에 저장된 에어로졸 생성 물질(410)에는 니코틴 내용물이 포함되지 않을 수 있다. 즉, 에어로졸 생성 물질(410)에는 프로필렌글리콜 및 글리세린과 같은 에어로졸 형성제만이 포함될 수 있다.
일 실시예에서, 향미 요소(610)는 기류 통로(600)와 서로 대응되는 형상으로 형성되어 기류 통로(600)의 내부에 고정될 수 있다. 예를 들어, 향미 요소(610)는 기류 통로(600)의 형상과 대응되는 원기둥 형상으로 형성될 수 있으나, 향미 요소(610)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
에어로졸 생성 장치(1000)는 기류 통로(600)를 통과하는 에어로졸 및/또는 기류 통로(600)에 배치된 향미 요소(610)를 가열하는 히터(620)를 더 포함할 수 있다.
히터(620)는 기류 통로(600)의 외부의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치될 수 있으며, 배터리(720)로부터 전력을 공급 받아 열을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 히터(620)는 기류 통로(600)에 배치된 향미 요소(610)를 감싸도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
히터(620)에서 발생되는 열은 기류 통로(600)의 내부로 전달될 수 있으며, 기류 통로(600)의 내부를 유동하는 에어로졸 및/또는 향미 요소(610)를 가열할 수 있다.
기류 통로(600)를 유동하는 에어로졸은 히터(620)로부터 전달되는 열에 의해 온도가 높아질 뿐만 아니라, 미립화될 수 있으므로, 상술한 히터(620)에 의해 사용자의 흡연감이 향상될 수 있다.
또한 기류 통로(600)에 배치되는 향미 요소(610)는 히터(620)로부터 전달되는 열에 의해 가열되어 향미를 배출할 수 있으며, 그 결과 향미 요소(610)를 통과하는 에어로졸에 부가 또는 공급되는 향미가 풍부해질 수 있다.
일 실시예에서, 히터(620)는 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 히터(620)는 금속 열선(wire), 전기 전도성 트랙(track)이 배치된 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 실시예(미도시)에서, 히터(620)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 히터(620)는 교번적인 자기장을 발생시키기 위한 전기 전도성 코일 및/또는 교번적인 자기장에 의해 가열되는 서셉터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도면 상에는 향미 요소(610) 및/또는 히터(620)가 마우스피스 부분(M)과 인접한 영역에 배치되는 실시예에 대해 도시되어 있으나, 향미 요소(610) 및/또는 히터(620)가 배치되는 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치가 분리되었을 때의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 노즐부(300), 저장조(400), 분쇄부(500)를 포함하는 카트리지(10) 및 압축 공기 공급부(100), 마개부(200)를 포함하는 본체(20)를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)의 구성 요소들 중 적어도 하나는 도 1의 에어로졸 생성 장치(1000)의 구성 요소들 중 적어도 하나와 동일 또는 유사할 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
카트리지(10)는 본체(20)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 카트리지(10)는 저장조(400)에 저장된 에어로졸 생성 물질(410)이 소모된 경우, 카트리지(10)를 본체에서 탈착하고 다른 카트리지(10)로 교체할 수 있다.
예를 들어, 카트리지(10)는 본체(20)에 억지 끼워 맞춤되거나, 본체(20)의 일 영역에 수용됨으로써 본체(20)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있으나, 카트리지(10)와 본체(20)의 결합 방식이 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 카트리지(10)는 노즐부(300), 저장조(400), 분쇄부(500) 외에 에어로졸이 외부로 배출되기 위한 기류 통로(600)를 더 포함할 수 있으나, 실시예에 따라 상술한 구성 외에 다른 구성이 추가되거나, 적어도 하나의 구성이 생략될 수도 있다. 예를 들어, 카트리지(10)는 기류 통로(600)에 배치되는 향미 요소(예: 도 8의 향미 요소(610)) 및/또는 기류 통로(600)를 감싸도록 배치되는 히터(예: 도 8의 히터(620))를 더 포함할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 본체(20)는 압축 공기 공급부(100), 마개부(200) 외에 압축 공기가 유동하는 유동 통로(110), 제어기(710) 및/또는 배터리(720)를 더 포함할 수 있으나, 실시예에 따라 상술한 구성 외에 다른 구성이 추가되거나, 적어도 하나의 구성이 생략될 수도 있다.
일 실시예에서, 본체(20)는 카트리지(10)의 탈부착을 감지하는 센서(30)를 더 포함할 수 있다.
센서(30)는 본체(20)의 내부에 위치하여, 카트리지(10)가 본체(20)에 부착되거나, 본체(20)로부터 탈착되었는지 여부를 감지할 수 있다.
또한 센서(30)는 본체(20)의 제어기(710)와 전기적 또는 작동적으로 연결될 수 있다. 제어기(710)는 센서(30)로부터 감지 결과에 대응되는 신호를 수신하고, 수신된 신호에 기초하여 압축 공기 공급부(100)의 구동을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어기(710)는 카트리지(10)가 본체(20)로부터 탈착 또는 분리되었다는 판단에 기초하여, 압축 공기 공급부(100)의 구동부(예: 도 2, 도 3의 구동부(105))를 구동시켜 공기 저장조(예: 도 2, 도 3의 공기 저장조(101)) 내부의 압력을 낮출 수 있으며, 그 결과 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부 공기가 공기 저장조 내로 유입될 수 있다.
즉, 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 제어기(710)의 상술한 동작을 통해 카트리지(10)가 본체(20)로부터 탈착 또는 분리된 경우, 압축 공기 공급부(100)의 내부에 저장되는 공기를 충전할 수 있으며, 이에 따라 에어로졸 생성 물질(410)을 무화시키기 위해 필요한 공기의 양을 유지할 수 있다.
본 개시의 상술한 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치는 압축 공기를 분사함으로써, 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 미립화시킬 수 있으며, 컴프레서를 이용하지 않고 공기를 압축함으로써, 공기 압축 과정에서 발생되는 소음을 줄일 수 있다.
본 실시예들과 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 실시예들의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 실시예들에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 카트리지 20: 본체
30: 센서 100: 압축 공기 공급부
101: 공기 저장조 102: 압축 부재
103: 나사 결합부 103a: 나사 산
103b: 나사 홈 105: 구동부
110: 유동 통로 150: 밸브
200: 마개부 210: 탄성체
211: 돌출부 212: 고정 플레이트
300: 노즐부 400: 저장조
410: 에어로졸 생성 물질 500: 분쇄부
510: 고정 부재 600: 기류 통로
610: 향미 요소 620: 히터
1000: 에어로졸 생성 장치

Claims (15)

  1. 에어로졸 생성 물질이 저장되는 저장조;
    압축 공기를 배출하는 공기 배출구를 포함하는 압축 공기 공급부;
    제1 지점에서 제2 지점으로 이동하여 상기 공기 배출구를 개방하거나, 상기 제2 지점에서 상기 제1 지점으로 이동하여 상기 공기 배출구를 폐쇄하는 마개부;
    상기 공기 배출구로부터 배출되는 압축 공기가 유입되는 유입구와 상기 유입구로 유입된 압축 공기가 외부로 배출되는 배출구를 포함하는 노즐부; 및
    상기 배출구와 인접하여 배치되는 분쇄부;를 포함하고,
    상기 저장조에 저장된 에어로졸 생성 물질은 상기 배출구를 통해 압축 공기가 배출됨에 따라 발생되는 부압에 의해 상기 배출구 방향으로 유동하고, 상기 분쇄부의 적어도 일 영역과 충돌하여 에어로졸로 무화되는, 에어로졸 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노즐부의 상기 배출구의 단면적은 상기 노즐부의 상기 유입구의 단면적보다 작은, 에어로졸 생성 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 노즐부는 상기 유입구에서 상기 배출구를 향할수록 단면적이 점차 좁아지는, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부압에 의해 상기 저장조에서 상기 배출구 방향으로 유동한 에어로졸 생성 물질은 상기 배출구를 통해 배출되는 상기 압축 공기와 충돌하여 에어로졸로 무화되는, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 압축 공기 공급부는,
    공기가 저장되는 공기 저장조;
    상기 공기 저장조의 내부에서 이동하여, 상기 공기 저장조에 저장된 공기를 압축하는 압축 부재; 및
    상기 압축 부재를 이동시키는 구동부(driver);를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 압축 공기 공급부는,
    상기 공기 저장조와 상기 압축 부재 사이를 나사 결합시키는 나사 결합부;를 더 포함하고,
    상기 압축 부재는 상기 공기 저장조의 길이 방향을 따라 회전 이동하는, 에어로졸 생성 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 나사 결합부는,
    상기 압축 부재의 외부의 적어도 일 영역에 돌출되어 형성되는 나사 산; 및
    상기 공기 저장조의 내벽에 형성되고, 상기 나사 산과 결합되는 나사 홈;을 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 마개부는 사용자의 흡입(puff)에 대응하여, 상기 제1 지점에서 상기 제2 지점으로 이동하여 상기 공기 배출구를 개방하는, 에어로졸 생성 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 마개부를 상기 제1 지점을 향하는 방향으로 가압하는 탄성체;를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 지점으로 이동한 상기 마개부는 사용자의 흡입이 중단됨에 따라, 상기 탄성체로부터 제공되는 탄성 복원력에 의해 상기 제1 지점으로 이동하여 상기 공기 배출구를 폐쇄하는, 에어로졸 생성 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 분쇄부는 적어도 하나의 관통 홀;을 포함하고,
    상기 배출구 방향으로 유동한 에어로졸 생성 물질은 상기 적어도 하나의 관통 홀을 통과하며 에어로졸로 무화되는, 에어로졸 생성 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치의 외부와 연결되는 기류 통로;를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 분쇄부는 상기 기류 통로의 상기 노즐부의 상기 배출구와 인접한 일 영역에 배치되고,
    무화된 에어로졸은 상기 기류 통로를 통해 상기 에어로졸 생성 장치의 외부로 배출되는, 에어로졸 생성 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 기류 통로에 배치되고, 상기 기류 통로를 유동하는 에어로졸에 향미를 부가하는 향미 요소(flavor element);를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 기류 통로의 외부의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치되어, 상기 기류 통로에서 유동하는 에어로졸을 가열하는 히터;를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
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