KR20220022759A - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

Abstract

에어로졸 생성 장치는 외부 공기가 유입되는 히터 하우징, 히터 하우징의 내부에서 궐련을 가열하는 히터 및 히터 하우징의 내부에서 수용공간 및 히터를 둘러싸도록 배치되어 히터의 열이 히터 하우징의 외주면으로 전달되는 것을 차단하는 단열부를 포함할 수 있다.

Description

에어로졸 생성 장치{AEROSOL GENERATING DEVICE}

실시예들은 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단열 기능을 구비하고 히터의 열을 이용하여 전력을 생산할 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 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.

일반적인 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 발생 물품을 가열하는 히터 또는 증기화기를 포함한다. 히터나 증기화기는 고온의 열을 방출하여 에어로졸 발생 물품을 가열하여 하우징의 온도가 상승할 수 있다.

또한, 배터리에 저장된 전력을 이용하여 히터 또는 증기화기에 전력을 제공하므로 수시로 배터리의 충전이 요구된다. 그러나 에어로졸 생성 장치의 크기는 휴대하기 용이한 크기로 제작되므로, 배터리의 용량을 크게 하는 것에 한계가 있다. 주로 야외에서 사용되는 에어로졸 생성 장치의 특성상 배터리의 수시 충전이 불가능하다. 따라서 배터리의 방전으로 에어로졸 생성 장치를 사용하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

실시예들은 히터에서 발생하는 열을 단열함으로써 하우징의 외부로 전달되는 것을 방지하여 안전하게 사용할 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공한다.

또한, 실시예들은 히터에서 발생하는 열을 흡수하여 전력을 생산함으로써 버려지는 폐열을 이용하여 전력을 생산하여 배터리를 충전하여 에너지의 효율이 높은 에어로졸 생성 장치를 제공한다.

실시예들에 관한 기술적 과제는 상술한 바에 한정되지 않으며 이하의 예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.

일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 궐련이 삽입되는 수용공간, 외부 공기가 내부로 유입되는 공기 유입구 및 내부로 유입된 상기 외부 공기가 상기 수용공간으로 배출되는 공기 배출구를 포함하는 히터 하우징, 상기 히터 하우징의 내부에서 상기 수용공간에 삽입된 상기 궐련을 가열하는 히터 및 상기 히터 하우징의 내부에서 상기 히터의 외측에 배치되어 상기 히터의 열이 상기 히터 하우징의 외주면으로 전달되는 것을 차단하는 단열부를 포함한다.

실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치에서는 히터에서 발생하는 열을 단열하여 하우징의 외측의 온도가 상승하는 것을 방지하여 안전성이 향상된다.

또한 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치에 의하면 단열부에 의하여 히터의 내부 공간을 통과하는 공기에 온열감을 더하여 끽연감을 향상시킬 수 있다.

또한 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치가 히터의 열을 흡수하여 전력을 생산하는 열전 소자를 포함하므로 에너지 효율이 증가되고, 배터리의 충전 횟수를 감소시킬 수 있으며, 냉각핀에 의하여 열전 소자의 전력 생산 효율을 향상시킬 수 있다.

실시예들의 효과는 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 장치에 궐련이 삽입된 상태를 도시한 설명도이다.
도 2는 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치에 사용될 수 있는 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소들의 결합 관계를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소들의 결합 관계를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7은 실시예들에 포함된 열전 소자의 발전 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 실시예들에서 최대 전력 추종 제어를 위한 제어부의 블록도이다.
도 9는 실시예들에 포함된 단열부의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 10은 실시예들에 포함된 단열부를 흐르는 외부 공기를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 실시예들에 포함된 히터 하우징과 단열부의 단면도이다.

실시예들에서 사용되는 용어는 실시예들의 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 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 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 본 발명이 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 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.

도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10)는 배터리(300), 제어부(600), 히터(200) 및 증기화기(11)를 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10)의 내부 공간에는 궐련(20)이 삽입될 수 있다.

도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치(10)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(10)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

또한, 도 1에는 에어로졸 생성 장치(10)에 히터(200)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라, 히터(200)는 생략될 수도 있다.

도 1에는 배터리(300), 제어부(600), 증기화기(11) 및 히터(200)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(10)의 내부 구조는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(10)의 설계에 따라, 배터리(300), 제어부(600), 히터(200) 및 증기화기(11)의 배치는 변경될 수 있다.

궐련(20)이 에어로졸 생성 장치(10)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(10)는 히터(200) 및/또는 증기화기(11)를 작동시켜, 궐련(20) 및/또는 증기화기(11)로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(200) 및/또는 증기화기(11)에 의하여 발생된 에어로졸은 궐련(20)을 통과하여 사용자에게 전달된다.

필요에 따라, 궐련(20)이 에어로졸 생성 장치(10)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성 장치(10)는 히터(200)를 가열할 수 있다.

배터리(300)는 에어로졸 생성 장치(10)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(300)는 히터(200) 또는 증기화기(11)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(600)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(300)는 에어로졸 생성 장치(10)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.

제어부(600)는 에어로졸 생성 장치(10)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(600)는 배터리(300), 히터(200) 및 증기화기(11)뿐 만 아니라 에어로졸 생성 장치(10)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(600)는 에어로졸 생성 장치(10)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(10)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.

제어부(600)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.

히터(200)는 배터리(300)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성 장치(10)에 삽입되면, 히터(200)는 궐련의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(200)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.

히터(200)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(200)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(200)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(200)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(10)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.

한편, 다른 예로, 히터(200)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(200)에는 궐련을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다.

예를 들어, 히터(200)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(20)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.

또한, 에어로졸 생성 장치(10)에는 히터(200)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(200)들은 궐련(20)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(20)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(200)들 중 일부는 궐련(20)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(20)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(200)의 형상은 도 1 내지 도 3에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.

증기화기(11)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(20)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(11)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(10)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(11)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 증기화기(11)는 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소는 독립적인 모듈로서 에어로졸 생성 장치(10)에 포함될 수도 있다.

또한, 도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치(10)에 증기화기(11)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 증기화기(11)는 생략될 수 있다.

액체 저장부는 액상 조성물을 저장할 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. 액체 저장부는 증기화기(11)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(11)와 일체로서 제작될 수도 있다.

예를 들어, 액상 조성물은 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 또는 비타민 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.

액체 전달 수단은 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

가열 요소는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소이다. 예를 들어, 가열 요소는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 가열 요소는 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액체 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수 있다. 가열 요소는, 전류 공급에 의해 가열될 수 있으며, 가열 요소와 접촉된 액체 조성물에 열을 전달하여, 액체 조성물을 가열할 수 있다. 그 결과, 에어로졸이 생성될 수 있다.

예를 들어, 증기화기(11)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

한편, 에어로졸 생성 장치(10)는 배터리(300), 제어부(600), 히터(200) 및 증기화기(11) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10)는 궐련(20)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.

도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(10)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(10)의 배터리(300)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(10)가 결합된 상태에서 히터(200)가 가열될 수도 있다.

궐련(20)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(20)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분과 필터 등을 포함하는 제 2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(20)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(10)의 내부에는 제 1 부분의 전체가 삽입되고, 제 2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(10)의 내부에 제 1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제 1 부분의 전체 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(10)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10)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(20)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(20)의 내부로 유입될 수도 있다.

이하, 도 2를 참조하여, 궐련(20)의 일 예에 대하여 설명한다.

도 2는 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치에 사용될 수 있는 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 궐련(20)은 담배 로드(21) 및 필터 로드(22)를 포함한다. 도 1을 참조하여 상술한 제 1 부분은 담배 로드(21)를 포함하고, 제 2 부분은 필터 로드(22)를 포함한다.

궐련(20)은 적어도 하나의 래퍼(24)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(24)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다.

담배 로드(21)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, 담배 로드(21)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(21)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(21)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.

필터 로드(22)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(22)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(22)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(22)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(22)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.

필터 로드(22)는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 필터 로드(22)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터 로드(22)의 내부에 삽입될 수도 있다.

또한, 필터 로드(22)에는 적어도 하나의 캡슐(23)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(23)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(23)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(23)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

도 3은 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(10)의 단면도이다.

도 3에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(10)는 히터 하우징(100), 히터(200), 배터리(300) 및 단열부(400)를 포함한다.

히터 하우징(100)은 궐련이 삽입되는 수용공간(101)을 포함할 수 있다. 수용공간(101)은 히터 하우징(100)의 중심에 형성될 수 있다. 수용공간(101)의 직경은 삽입된 궐련(20)을 수용하고 지지할 수 있도록 궐련(20)의 직경보다 약간 클 수 있다. 수용공간(101)의 내주면에는 궐련(20)이 수용되는 히트 파이프(P)가 배치될 수도 있다.

히터 하우징(100)은 외부 공기가 내부로 유입되는 공기 유입구(110) 및 내부로 유입된 외부 공기가 수용공간(101)으로 배출되는 공기 배출구(120)를 포함할 수 있다. 외부 공기는 공기 유입구(110)를 통해 히터 하우징(100)의 내부로 유입될 수 있다. 히터 하우징(100)의 내부로 유입된 외부 공기는 공기 배출구(120)를 통해 수용공간(101)으로 배출될 수 있다. 다시 말해, 공기 유입구(110)와 공기 배출구(120)는 히터 하우징(100)의 내부를 흐르는 외부 공기의 기류 패스를 형성할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 공기 유입구(110)는 히터 하우징(100)의 외측에서 상부에 위치할 수 있고, 공기 배출구(120)는 수용공간(101)의 하부에 위치할 수 있다.

히터(200)는 궐련(20)을 가열하여 에어로졸을 형성하는 장치이고, 배터리(300)는 히터(200)에 전력을 공급하는 장치이다. 히터(200)와 배터리(300)는 도 1을 참조하여 설명한 히터(200)와 배터리(300)에 대응될 수 있다. 히터(200)는 히터 하우징(100)의 내부에서 수용공간(101)에 인접하게 배치될 수 있다.

단열부(400)는 히터(200)에서 발생한 열이 히터 하우징(100)의 외측으로 전달되는 것을 차단하는 기능을 수행할 수 있다. 단열부(400)는 히터 하우징(100)의 내부에 배치된다. 단열부(400)는 히터(200)의 외측에 배치된다.

단열부(400)는 수용공간(101)과 히터(200)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 따라서, 단열부(400)는 히터 하우징(100)의 내부를 2개의 공간으로 분리할 수 있다. 단열부(400)가 수용공간(101)과 히터(200)를 둘러싸도록 배치되어 수용공간(101)과 히터(200)를 포함하는 공간과 나머지 공간으로 분리할 수 있다. 이하에서는 수용공간(101)과 히터(200)를 포함하는 공간을 제1 공간(102), 나머지 공간을 제2 공간(103)으로 정의하여 설명하기로 한다.

에어로졸을 생성하기 위하여 히터(200)가 가열되면 열이 방출된다. 열은 수용공간(101)으로 전달되어 궐련(20)을 가열함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다. 히터(200)에서 발생하는 열은 히터 하우징(100)의 외주면으로 전달되어 히터 하우징(100)의 외주면 온도가 상승될 수 있다.

단열부(400)는 히터(200)를 둘러싸도록 배치되어 히터(200)에서 발생하는 열이 제1 공간(102)에 머무르도록 하고 제2 공간(103)으로 흐르는 것을 방지할 수 있다. 히터(200)에서 발생한 열이 단열부(400)에 의하여 제2 공간으로 흐르지 않고 분리된 제1 공간(102)에만 머물게 됨으로써 히터 하우징(100)의 외주면의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.

단열부(400)와 히터 하우징(100)의 외주면의 사이 공간인 제2 공간(103)에는 외부 공기가 유입되어 공기층이 형성될 수 있다. 따라서 공기층에 의한 단열 효과도 가질 수 있다. 히터(200)에서 발생된 열이 단열부(400)와 공기층에 의하여 이중으로 단열될 수 있다.

단열부(400)는 히터(200)에서 발생하는 열이 수용공간(101)으로 집중될 수 있도록 한다. 단열부(400)는 히터(200)에서 발생한 열이 히터 하우징(100)의 외측으로 전달하는 것을 차단하여 수용공간(101)으로 집중될 수 있도록 할 수 있다.

또한, 단열부(400)는 에어로졸 생성 장치(10)에서 생성되는 에어로졸의 풍미를 향상시킬 수 있다. 공기 유입구(110)로 유입된 외부 공기는 히터 하우징(100)의 내부를 통과하여 수용공간(101)으로 전달된 후, 에어로졸과 함께 사용자에게 전달된다. 단열부(400)는 히터 하우징(100)의 제1 공간(102)에 열이 머무르도록 함으로써 공기가 제1 공간(102)을 통과할 때 온열감이 더해질 수 있다. 공기의 온도가 상승하여 사용자에게 전달되므로, 에어로졸의 풍미가 향상될 수 있다. 따라서 사용자가 느끼는 끽연감이 향상될 수 있다.

연속하여 에어로졸 생성 장치(10)를 사용하는 경우 일반적인 에어로졸 생성 장치(10)는 히터(200)에 남은 잔열이 외부로 방출되어 히터(200)를 다시 가열하는데 많은 전력이 소모될 수 있다. 그러나, 상술한 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치에서는 단열부(400)가 히터(200)의 온도가 빠르게 식는 것을 방지하여 히터(200)의 재사용 대기 시간을 줄일 수 있으므로, 전력 소비량을 감소시킬 수 있다.

단열부(400)의 형상은 히터 하우징(100)의 내부를 분리하기 위하여 히터 하우징(100)의 내주면 형상에 대응되도록 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 히터 하우징(100)이 원기둥 형상인 경우 단열부(400)도 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 단열부(400)의 형상이 히터 하우징(100)의 내주면 형상에 대응됨으로써 히터 하우징(100)의 내부에 안정적으로 배치되고, 내부를 효과적으로 분리할 수 있다.

단열부(400)는 적어도 하나 이상의 단열 소재를 포함할 수 있다. 단열부(400)는 히터(200)에서 발생하여 외부로 전달되는 열의 이동을 차단하는 임의의 적절한 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 히터(200)에서 발생된 열이 히터 하우징(100)으로 방출되는 것을 차단하고 수용공간(101)으로 열전달이 용이하게 이루어질 수 있도록 그라파이트 재질 및 세라믹 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다. 단열부(400)의 두께는 히터(200)의 열을 차단할 수 있는 적절한 두께로 이루어질 수 있다.

단열부(400)는 외부 공기가 통과하는 공기 구멍(420)을 포함할 수 있다. 공기 유입구(110)를 통해서 히터 하우징(100)의 내부로 유입된 외부 공기는 단열부(400)의 공기 구멍(420)을 통과한 후 공기 배출구(120)를 통해서 수용공간(101)으로 배출될 수 있다. 공기 유입구(110)-공기 구멍(420)-공기 배출구(120)에 의하여 기류 패스가 형성될 수 있다.

히터(200)는 면상 발열체일 수 있다. 면상 발열체는 탄소 재질의 섬유를 필름 형태로 제작하여 면상의 형태를 가지는 발열체이다. 면상의 전도성 발열체의 양단에 금속 전극을 구비하고, 전력이 공급되면 면 전체에 발열이 이루어진다. 면상 발열체는 궐련(20) 등 에어로졸 생성 물품의 적어도 일부를 감싸도록 배치될 수 있다. 따라서 면상 발열체의 일부 또는 전부는 곡면을 형성하거나 구부러진 형태일 수 있다.

면상 발열체는 온도 조절이 용이하고, 발열 효율이 우수하며, 부피가 작아 작은 디바이스에 사용하기 용이한 장점이 있다. 히터(200)는 수용공간(101)의 외주면을 둘러싸는 면상 발열체로 이루어져 궐련(20)을 외부에서 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있다. 단열부(400)는 면상 발열체로 이루어진 히터(200)의 외주면을 둘러싸도록 배치될 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(10)의 일부 구성요소들의 결합 관계를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 4를 참조하면, 단열부(400)는 히터(200)의 외주면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 다시 말해, 히터(200)는 단열부(400)의 내부에 삽입될 수 있다. 히터(200)의 일부 또는 전부가 곡면을 형성하는 경우 단열부(400)도 이에 대응되는 형상으로 이루어질 수 있다.

히터(200)는 도 3에 도시된 수용공간(101)의 외주면의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 히터(200)는 중공이 형성된 원기둥 형상의 면상 발열체일 수 있고, 이 경우 수용공간(101)의 외주면의 전체를 둘러싸도록 배치될 수 있다.

수용공간(101)에는 히트 파이프(P)가 마련될 수 있다. 다만, 히트 파이프(P)는 필수적인 구성요소는 아니다. 히트 파이프(P)는 히터(200)의 내부에 배치될 수 있다. 히트 파이프(P)는 히터(200)에서 발생하는 열을 흡수하여 궐련(20)에 전달하는 기능을 수행한다. 히트 파이프(P)는 열 전도성이 높은 금속 등의 재질로 이루어져 히터(200)에서 발생하는 열을 궐련(20)으로 전달할 수 있다.

단열부(400)의 내부에 히터(200)가 배치되고, 히터(200)의 내부에 히트 파이프(P)가 배치될 수 있다. 따라서, 단열부(400)의 직경은 히터(200)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 마찬가지로, 히터(200)의 직경은 히트 파이프(P)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 단열부(400)는 내부에 배치된 히터(200)에서 발생한 열이 단열부(400)의 외부로 흐르지 않도록 단열함으로써 상술한 효과들을 가질 수 있다.

도 5는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(10)의 단면도이다. 도 3에 도시된 실시예와 차이점은 열전 소자(500) 및 제어부(600)를 더 포함한다는 점이다. 이하, 도 3과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고, 동일한 구성요소에 대한 중복된 설명은 생략한다.

도 5를 참조하면, 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 열전 소자(500)를 더 포함할 수 있다.

열전 소자(500)는 열과 전기의 상호작용으로 나타나는 각종 효과를 이용하는 소자이다. 열전 소자(500)는 2개의 전극을 포함하고, 양 전극의 온도차에 기초하여 기전력(electromotive force, electromotance)을 발생시킬 수 있다. 이하에서는 고온으로 가열되는 전극을 고온부(510)로 정의하고, 고온부(510)에 비하여 상대적으로 낮은 온도로 냉각되는 전극을 저온부(520)로 정의한다. 본 실시예에서, 고온부(510)는 제1 온도 이상의 온도로 가열되는 전극을 의미하고, 저온부(520)는 제1 온도보다 낮은 제2 온도 이하의 온도로 가열되는 전극을 의미할 수 있다.

열전 소자(500)는 고온부(510)와 저온부(520) 사이에 배치되는 열전 재료를 포함할 수 있다. 열전 재료는 n형 반도체 및 P형 반도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, n형 반도체는 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb), 비스무트(Bi) 등이 도핑된 반도체일 수 있다. 또한, P형 반도체는 붕소(B), 알루미늄(Al), 인듐(In), 갈륨(Ga) 등이 도핑된 반도체일 수 있다.

도 5를 참조하면, 열전 소자(500)는 히터(200)와 단열부(400) 사이에 배치될 수 있다. 열전 소자(500)는 히터(200)의 외주면에 인접하게 배치되어 히터(200)에서 발생하는 열을 흡수하여 전력을 생산할 수 있다.

히터(200)는 배터리(300)로부터 전력을 제공받아 가열되어 열을 방출한다. 히터(200)에서 방출되는 열은 궐련(20)이나 액상 조성물 등 에어로졸 생성 기질을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있다. 히터(200)에서 방출되는 열의 전부가 에어로졸의 생성에 사용되는 것은 아니고, 일부 열은 주위 온도를 상승시키는데 사용될 수 있다. 열전 소자(500)는 히터(200)에서 발생하는 열을 흡수하여 전력을 생산할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 전력 소비 효율이 향상될 수 있다.

제어부(600)는 열전 소자(500)에서 생산된 전력을 이용하여 배터리(300)를 충전할 수 있다. 열전 소자(500)와 배터리(300)는 직접 전기적으로 연결될 수 있다. 열전 소자(500)에서 생산된 전력이 배터리(300)로 공급되어 배터리(300)의 충전에 사용될 수 있다.

또한, 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치(10)는 전력 저장 소자(310)를 포함할 수 있다. 배터리(300)의 방전 중에는 열전 소자(500)에서 생산된 전력이 전력 저장 소자(310)로 공급되어 임시 저장될 수 있다. 배터리(300)의 방전이 종료된 후 제어부(600)는 전력 저장 소자(310)와 배터리(300)를 전기적 연결시킬 수 있다. 전력 저장 소자(310)에 저장되었던 전력이 배터리(300)로 공급되어 배터리(300)가 충전될 수 있다.

열전 소자(500)는 히터(200)를 둘러싸도록 배치된 유연 열전 소자(flexible thermoelectric devices)일 수 있다. 유연 열전 소자는 휘어지거나 구부러질 수 있는 플렉서블(flexible)한 열전 소자로서, 폴리머 기반으로 제작되거나 무기물질을 프린트 하는 형식으로 제작되어 유연성을 확보할 수 있다. 히터(200)가 면상 발열체로 이루어지고, 수용공간(101)을 둘러싸도록 배치된 경우 열전 소자(500)는 히터(200)의 외주면을 둘러싸도록 배치될 수 있다.

도 6은 도 5에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(10)의 일부 구성요소들의 결합 관계를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 6을 참조하면, 단열부(400)의 내부에 열전 소자(500)와 히터(200)가 배치될 수 있다. 열전 소자(500)는 히터(200)와 단열부(400) 사이에 배치될 수 있다. 히트 파이프(P)가 구비된 경우, 히트 파이프(P)는 히터(200)의 내부에 배치될 수 있다. 따라서, 단열부(400), 열전 소자(500), 히터(200), 히트 파이프(P) 순으로 직경이 작아진다.

도 7은 실시예들에 포함된 열전 소자(500)의 발전 특성을 설명하기 위한 그래프이다.

도 7에서 곡선은 열전 소자(500)는 고온부(510)와 저온부(520)의 온도차가 발생하였을 때 생산되는 전력을 나타내고, 직선은 전압과 전류를 나타낸다. 직선 그래프의 X축 절편은 열전 소자(500)의 개방 전압(Voc)이고, Y축 절편은 열전 소자(500)를 저항이 0인 도선으로 연결하였을 때의 출력 전류(Short Circuit Current, Isc)이다. 열전 소자(500)에서 생산되는 전력은 전압과 전류를 곱한 값에 해당한다.

도 7의 전력 특성을 살펴보면, 열전 소자(500)는 전압은 1/2Voc, 전류는 1/2Isc인 지점에서 최대 전력을 생산할 수 있다. 최대 전력을 전달하기 위해서는 열전 소자(500)의 출력 전압이 개방 전압의 절반에 해당하여야 한다. 다시 말해, 열전 소자(500)의 최대 전력 추종(Maximum Power Point Tracking, MPPT) 제어를 위해서는 열전 소자(500)의 출력 전압이 Voc/2 값이 되도록 출력 구동점을 제어하여야 한다.

도 8은 실시예들에서 최대 전력 추종 제어를 위한 제어부(600)의 구성도이다.

도 8을 참조하면, 제어부(600)는 샘플링부(610), 비교부(620), 컨버터(630)를 포함할 수 있다.

샘플링부(610)는 주기적으로 샘플링 클럭을 발생시켜 열전 소자(500)의 개방 전압(Voc)의 절반에 해당하는 개방 반전압(Voc/2)을 샘플링할 수 있다. 샘플링부(610)는 열전 소자(500)의 크기, 배터리(300)의 용량, 에어로졸 생성 장치(10)의 사용 태양 등에 기초하여 샘플링 주기를 조절할 수 있다. 샘플링부(610)는 샘플링된 개방 반전압을 다음 주기까지 유지할 수 있다.

비교부(620)는 샘플링부(610)에서 샘플링된 개방 반전압(Voc/2)을 수신하고, 개방 반전압(Voc/2)을 열전 소자(500)의 출력 전압과 비교한다. 비교부(620)는 비교 결과에 따라 출력 신호를 생성할 수 있다.

컨버터(630)는 DC-DC 변환기를 포함할 수 있다. 비교부(620)의 출력 신호에 의하여 제어된다. 비교부(620)에서 비교된 출력 신호는 컨버터(630)의 DC-DC 변환기로 입력된다. 컨버터(630)의 입력단의 전압은 비교부(620)의 출력 신호에 따라서 컨트롤될 수 있다.

컨버터(630)는 boost 컨버터와 buck 컨버터를 포함할 수 있다. 열전 소자(500)의 출력 전압이 개방 반전압(Voc/2)보다 높을 경우 buck 컨버터로 전압을 낮추며 최대 전력을 저장하고, boost 컨버터로 배터리(300)의 공급 전압에 맞게 안정된 정전압을 출력한다. 반대로, 열전 소자(500)의 출력 전압이 개방 반전압(Voc/2)보다 낮을 경우 boost 컨버터로 전압을 상승시키며 최대 전력을 저장하고 bcuk 컨버터로 배터리(300)의 공급 전압에 맞게 안정된 정전압을 출력한다.

컨버터(630)의 입력단의 전압은 개방 반전압(Voc/2)과 같아지도록 조절되고, 결국 컨버터(630)는 열전 소자(500)에서 생산된 전력을 최대 전력으로 공급받을 수 있다. 컨버터(630)는 배터리(300)에 맞게 안정된 전압을 출력하고, 배터리(300)는 최대 효율로 충전될 수 있다.

도 9는 실시예들에 포함된 단열부(400)의 일 예를 도시한 도면이다.

열전 소자(500)는 고온부(510)와 저온부(520)를 포함할 수 있다. 고온부(510)는 히터(200)를 향하여 배치됨으로써 히터(200)의 열에 의하여 가열되어 온도가 상승될 수 있다. 저온부(520)는 고온부(510)에 대향하여 배치됨으로써 저온부(520)에 비하여 상대적으로 냉각될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 고온부(510)는 히터(200)를 향하여 배치되고, 저온부(520)는 히터(200)의 반대편인 단열부(400)를 향하여 배치된다.

공기 유입구(110)를 통하여 히터 하우징(100)의 내부로 유입된 공기는 단열부(400)의 외측에서 유동하면서 수용공간(101)으로 흐를 수 있다. 저온부(520)는 단열부(400)에 인접하여 배치되므로, 외부 공기가 단열부(400)와 접촉하는 면적을 증가시키거나 외부 공기의 유속을 증가시키면 저온부(520)의 온도가 하강할 수 있다. 저온부(520)가 냉각되면, 고온부(510)와의 온도차가 증가된다. 열전 소자(500)의 기전력은 고온부(510)와 저온부(520)의 온도차에 의하여 결정되므로, 상기 온도차를 크게 하여 전력 생산량을 향상시킬 수 있다.

외부 공기가 단열부(400)와 접촉하는 면적을 증가시키기 위하여 단열부(400)의 외주면에 복수의 냉각핀(410)이 형성될 수 있다. 도 9를 참조하면, 냉각핀(410)은 단열부(400)의 외주면에 돌출 형성되고, 복수의 냉각핀(410)이 서로 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.

외부 공기는 공기 유입구(110)를 통해서 히터 하우징(100)의 내부로 유입된다. 공기는 복수의 냉각핀(410) 사이를 따라서 흐른 후 공기 배출구(120)를 통해서 수용공간(101)으로 배출된다. 외부 공기가 단열부(400)의 외측을 따라서 유동하면서 열전 소자(500)의 저온부(520)를 냉각시키고, 저온부(520)의 온도가 하강하여 고온부(510)와의 온도차가 증가할 수 있다. 따라서 열전 소자(500)의 전력 생산량이 증대될 수 있다.

냉각핀(410)은 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 일정한 형상의 냉각핀(410)이 단열부(400)의 외주면에 복수 개 형성될 수 있다. 또한, 단열부(400)의 외주면을 따라서 나선 방향으로 냉각핀(410)이 형성될 수도 있다. 냉각핀(410)은 외부 공기가 단열부(400)의 외주면과 접촉면을 향상시킬 수 있는 적절한 형상으로 이루어질 수 있다.

도 10은 실시예들에 포함된 단열부(400)를 흐르는 외부 공기를 설명하기 위한 도면이다. 도 10에 도시된 단열부(400)는 히터(200)를 둘러싸도록 배치된 단열부(400)가 펼쳐진 형태이다.

도 10을 참조하면, 냉각핀(410)은 단열부(400)의 외주면 둘레를 따라서 제1 부재(411) 및 제2 부재(412)가 번갈아가면서 배치될 수 있다. 제1 부재(411)는 단열부(400)의 외주면의 일단에서부터 길이방향을 따라 연장되고, 단열부(400)의 타단에 소정 간격 이격되도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 부재(411)의 길이는 단열부(400)의 길이보다 짧게 형성된다. 따라서, 제1부재에 의하여 단열부(400)의 타단은 공기가 유동할 수 있도록 개방될 수 있다.

제2 부재(412)는 단열부(400)의 타단에서부터 길이방향을 따라서 연장되되, 단열부(400)의 일단이 개방되는 정도까지 연장될 수 있다. 다시 말해, 제2 부재(412)는 제1 부재(411)가 타단에서부터 형성된 것에 해당한다.

제1 부재(411)와 제2 부재(412)는 이격되어 단열부(400)의 외주면 둘레를 따라서 반복적으로 배치될 수 있다. 외부 공기가 히터 하우징(100)의 내부로 유입되면, 제1 부재(411)와 제2 부재(412)에 의하여 단열부(400)의 외주면을 따라 흐를 수 있다. 예를 들어, 외부 공기는 제1 부재(411)를 따라서 단열부(400)의 일단에서 타단으로 흐를 수 있다. 외부 공기는 단열부(400)의 타단으로 흐른 후, 개방된 부분을 통과하고 제2 부재(412)를 따라서 단열부(400)의 타단에서 일단으로 흐를 수 있다.

또한, 제1 부재(411)와 제2 부재(412)에 의하여 공기는 와류가 형성될 수 있다. 공기가 와류를 형성하여 단열부(400)와 접촉면이 증가될 수 있기 때문에 저온부(520)의 냉각 효과가 향상될 수 있다.

외부 공기는 제1 공간(102)에서 제1 부재(411)와 제2 부재(412)를 따라서 단열부(400)의 외주면을 따라 흐른 후 공기 구멍(420)을 통해 제2 공간(103)으로 유입될 수 있다.

도 11은 실시예들에 포함된 히터 하우징(100)과 단열부(400)의 단면도이다. 도 11은 히터 하우징(100)의 공기 유입구(110)와 단열부(400)의 공기 구멍(420)의 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.

외부 공기는 공기 유입구(110)를 통해서 히터 하우징(100)의 내부로 유입된다. 외부 공기가 단열부(400)의 외주면과 최대한 접촉한 후 제2 공간(103)으로 유입될 경우 열전 소자(500)를 최대한 냉각시킬 수 있다. 공기와 단열부(400)의 접촉면을 증대시키기 위하여 공기 유입구(110)와 공기 구멍(420)의 적절한 배치관계가 요구된다.

도 11을 참조하면, 공기 유입구(110)는 히터 하우징(100)의 외측에 위치될 수 있다. 공기 유입구(110)는 서로 마주보는 한 쌍이 구비될 수 있다. 공기 구멍(420)은 단열부(400)에 형성되되, 공기 유입구(110)의 위치에서 수용공간의 원주방향을 따라 일정 거리 이격된 지점에 위치될 수 있다. 공기 구멍(420)은 단열부(400)를 관통하여 형성되며, 서로 마주보는 한 쌍이 구비될 수 있다.

마주보는 한 쌍의 공기 유입구(110)와 한 쌍의 공기 구멍(420)은 서로 90도 내외의 각도를 이루도록 배치될 수 있다. 외부 공기는 공기 유입구(110)를 통해 히터 하우징(100)의 내부로 유입되고, 냉각핀(410)에 의하여 단열부(400)의 원주를 따라서 공기 구멍(420)이 형성된 지점까지 흐를 수 있다. 공기 유입구(110)와 공기 구멍(420)이 서로 약 90도 각도를 이루는 지점에 형성됨으로써 외부 공기가 단열부(400)의 외주면과 접촉하는 접촉면을 최대로 증가시킬 수 있다. 외부 공기가 단열부(400)의 외주면과 접촉하면서 흐르게 되어 단열부(400)에 인접하게 배치된 열전 소자(500)의 저온부(520)를 냉각시킬 수 있다. 따라서 열전 소자(500)는 고온부(510)와 저온부(520)의 온도차가 증가되어 전력 생산량이 향상될 수 있다.

공기가 제2 공간(103)을 흐를 경우에는 단열부(400)와 최대 접촉면을 가질 수 있도록 공기 유입구(110)와 공기 구멍(420)은 서로 다른 높이에 위치될 수 있다. 공기가 제1 공간(102)을 흐를 경우에는 수용공간(101)으로 배출되기 용이하도록 공기 구멍(420)과 공기 배출구(120)는 비슷한 높이에 위치될 수 있다.

공기 유입구(110)는 히터 하우징(100)의 외측에서 상부에 위치될 수 있고, 공기 배출구(120)는 히터 하우징(100)에서 수용공간(101)의 하부에 위치될 수 있다. 공기 구멍(420)은 단열부(400)의 하부에 위치될 수 있다. 외부 공기는 히터 하우징(100)의 외측 상부에 위치된 공기 유입구(110)를 통해 내부로 유입되고, 냉각핀(410)을 따라서 흐른 후 단열부(400)의 하부에 형성된 공기 구멍(420)을 통과한다. 그리고 수용공간(101)의 하부에 위치된 공기 배출구(120)를 통해 배출될 수 있다.

또한, 단열부(400)는 히터 하우징(100)의 내부에서 회전 가능하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 단열부(400)의 회전 구동을 위하여 단열부(400)에서 히터 하우징(100)의 외부로 일부가 노출된 조작부가 형성될 수 있고, 히터 하우징(100)의 외주면에는 조작부가 이동하는 가이드 홈이 형성될 수 있다. 사용자가 힘을 가하여 조작부를 손으로 회전시켰을 때 단열부(400)가 회전할 수 있다. 단열부(400)의 효과적인 회전을 위하여 베어링이 포함될 수 있다. 상술한 회전 구동은 하나의 예시에 불과할 뿐, 단열부(400)가 회전되는 구조이면 공지된 어느 것이라도 적용 가능하다.

단열부(400)가 히터 하우징(100)의 내부에서 회전하면 냉각핀(410)을 따라서 흐르는 외부 공기의 유속이 증가할 수 있다. 외부 공기의 유속이 증가하여 저온부(520)를 더 효과적으로 냉각시킬 수 있다. 따라서, 열전 소자(500)의 전력 생산량이 향상될 수 있다. 본 실시예에서 단열부(400)는 히터 하우징(100)의 단열기능과 열전 소자(500)의 냉각 기능을 동시에 수행할 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: 에어로졸 생성 장치 100: 히터 하우징
101: 수용공간 110: 공기 유입구
120: 공기 배출구 200: 히터
300: 배터리 310: 전력 저장 소자
400: 단열부 410: 냉각핀
411: 제1 부재 412: 제2 부재
420: 공기 구멍 500: 열전 소자
510: 고온부 520: 저온부
600: 제어부 610: 샘플링부
620: 비교부 630: 컨버터

Claims (14)

1. 궐련이 삽입되는 수용공간, 외부 공기가 내부로 유입되는 공기 유입구 및 내부로 유입된 공기가 상기 수용공간으로 배출되는 공기 배출구를 포함하는 히터 하우징;
   상기 히터 하우징의 내부에서 상기 수용공간에 삽입된 상기 궐련을 가열하는 히터; 및
   상기 히터 하우징의 내부에서 상기 히터의 외측에 배치되어 상기 히터의 열이 상기 히터 하우징의 외주면으로 전달되는 것을 차단하는 단열부;를 포함하는 에어로졸 생성 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 단열부는 상기 수용공간 및 상기 히터를 둘러싸도록 배치된 에어로졸 생성 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 단열부는 공기가 통과하는 공기 구멍을 포함하는 에어로졸 생성 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 공기 유입구는 상기 히터 하우징의 외측에 위치되고,
   상기 공기 구멍은 단열부를 관통하여 형성되되, 상기 공기 유입구가 형성된 위치에서 상기 수용공간의 원주방향을 따라 일정 거리 이격된 지점에 위치된 에어로졸 생성 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 히터는 상기 수용공간의 외주면의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치된 면상 발열체이고,
   상기 단열부는 상기 히터의 외주면의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치된 에어로졸 생성 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 히터와 상기 단열부 사이에 배치되고, 상기 히터의 열을 흡수하여 전력을 생산하는 열전 소자;
   상기 히터에 전력을 공급하는 배터리; 및
   상기 열전 소자에서 생산된 전력에 기초하여 상기 배터리를 충전하는 제어부;를 더 포함하는 에어로졸 생성 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 열전 소자는 상기 히터를 둘러싸도록 배치된 유연 열전 소자인 에어로졸 생성 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 열전 소자는 상기 히터를 향하여 배치된 고온부 및 상기 단열부를 향하여 배치된 저온부를 포함하고,
   상기 저온부는 상기 단열부의 외주면에 접촉하는 외부 공기에 의하여 냉각되는 에어로졸 생성 장치.
9. 제6항에 있어서,
   상기 열전 소자에서 생산되는 전력을 저장하는 전력 저장 소자;를 더 포함하는 에어로졸 생성 장치.
10. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    주기적으로 샘플링 클럭을 발생시켜 상기 열전 소자의 양단 전압의 절반에 해당하는 양단 반전압을 샘플링하는 샘플링부;
    상기 샘플링부에서 샘플링된 상기 양단 반전압을 수신하고, 상기 양단 반전압을 상기 열전 소자의 출력 전압과 비교하는 비교부; 및
    상기 열전 소자의 출력 전압을 상기 양단 반전압과 같아지도록 조절하는 컨버터;를 포함하는 에어로졸 생성 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 단열부는 외주면에 돌출 형성된 복수의 냉각핀을 포함하고, 상기 외부 공기가 복수의 냉각핀 사이로 유동하는 에어로졸 생성 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 냉각핀은 길이방향을 따라 연장 형성되고, 상기 수용공간을 중심으로 원주방향으로 이격되어 배치된 에어로졸 생성 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 냉각핀은,
    상기 단열부의 원주방향을 따라서 공기의 흐름을 허용하는 제1 부재 및 제2 부재를 포함하고,
    상기 제1 부재는 상기 단열부의 외주면의 일단에서 길이방향을 따라 연장되어 상기 단열부의 외주면의 타단을 개방하고, 상기 제2 부재는 상기 단열부의 타단에서 길이방향을 따라 연장 형성되어 상기 단열부의 외주면의 일단을 개방하며, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재가 반복적으로 상기 단열부의 외주면의 둘레를 따라서 배치된 에어로졸 생성 장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 단열부는 상기 히터 하우징의 내부에서 회전 가능하게 배치된 에어로졸 생성 장치.

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