KR20220030154A - 에어로졸 공급 장치 및 이를 구비한 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

에어로졸 공급 장치 및 이를 구비한 에어로졸 생성 장치 Download PDF

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KR20220030154A
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Abstract

에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성용 제1 물질을 수용하는 제1 카트리지와 제1 카트리지의 외측이나 내측에 제1 카트리지에 대해 회전하도록 배치되고 제1 물질로부터 생성된 에어로졸을 통과시키는 제2 물질을 수용하는 제2 카트리지를 포함하는 에어로졸 공급 장치와, 제1 카트리지에 연결되어 제1 물질을 무화시켜 에어로졸을 생성하여 제2 카트리지로 에어로졸을 전달하는 무화기를 포함한다.

Description

에어로졸 공급 장치 및 이를 구비한 에어로졸 생성 장치{Aerosol delivering device and aerosol generating device with the same}
실시예들은 에어로졸 공급 장치 및 이를 구비한 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수 개의 카트리지들의 일부가 회전하므로 휴대와 사용이 편리한 에어로졸 공급 장치 및 이를 구비한 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련을 연소시켜 에어로졸을 공급하는 방법을 대체하기 위한 기술의 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 액체 상태나 고체 상태의 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하거나, 액체 상태의 에어로졸 생성 물질로부터 증기를 생성한 후 생성한 증기를 고체 상태의 향 매체를 통과시킴으로써 향미를 갖는 에어로졸을 공급하는 등의 방법에 관한 연구가 진행되고 있다.
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 에어로졸 생성용 제1 물질을 수용하는 제1 카트리지와 제1 카트리지의 외측이나 내측에 제1 카트리지에 대해 회전하도록 배치되고 제1 물질로부터 생성된 에어로졸을 통과시키는 제2 물질을 수용하는 제2 카트리지를 포함하는 에어로졸 공급 장치와, 제1 카트리지에 연결되어 제1 물질을 무화시켜 에어로졸을 생성하여 제2 카트리지로 에어로졸을 전달하는 무화기를 포함한다.
제2 카트리지가 제1 카트리지의 외측에 배치되는 경우, 무화기가 제1 물질로부터 생성한 에어로졸을 제1 카트리지의 외부의 표면을 향해 전달할 수 있으며 제1 카트리지의 제1 물질로부터 생성된 에어로졸은 제1 카트리지의 외부의 표면의 적어도 일부를 따라 이동할 수 있다.
다른 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치는 에어로졸 생성용 제1 물질을 수용하는 제1 카트리지와, 제1 카트리지의 외측이나 내측에 제1 카트리지에 대해 회전하도록 배치되고 제1 물질로부터 생성된 에어로졸을 통과시키는 제2 물질을 수용하는 제2 카트리지를 포함한다.
상술한 바와 같은 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치와 에어로졸 공급 장치에 의하면 제1 물질을 수용한 제1 카트리지와 제2 물질을 수용한 제2 카트리지가 일체화된 1개의 장치로 취급될 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 사용자가 다양한 향미를 갖는 에어로졸을 자유롭게 즐길 수 있다.
또한 위치 센서의 신호에 기초하여 현재 사용 중인 사용 챔버를 식별할 수 있으므로 에어로졸 생성 장치의 확실하고 안정적인 제어가 가능하고, 사용 챔버에 관한 정보를 사용자에게 전달할 수 있어서 사용의 편리함이 증대된다.
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 선택하거나 챔버의 위치를 새로운 위치로 조정할 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.
또한 에어로졸 생성 장치에서 제2 카트리지와 무화기의 사이의 거리가 감소하여 무화기에서 생성된 에어로졸이 제2 카트리지로 신속하게 직접 전달될 수 있으므로, 에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 공급 장치가 양질의 에어로졸을 사용자에게 공급할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치 및 에어로졸 생성 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 구성요소들의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분해도이다.
도 3은 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소들을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 다른 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치 및 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치 및 에어로졸 생성 장치의 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치의 일부 구성요소들의 분리 상태를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 6에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이다.
도 9는 도 6에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소들의 연결 관계를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치의 일 작동상태를 도시한 횡방향 단면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 다른 작동상태를 도시한 횡방향 단면도이다.
도 12는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치의 횡방향 단면도이다.
도 13은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치의 횡방향 단면도이다.
도 14는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이다.
도 15는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치의 구성요소들의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분해도이다.
도 16은 도 15에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치를 포함한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이다.
도 17은 도 6 내지 도 16에 도시된 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치에 의한 에어로졸 생성 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 실시예들에서의 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 실시예들의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 실시예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시예들의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "~부", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 실시예들에 대하여 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 의해 한정되지 않는다.
명세서 전체에서 '실시예'는 본 명세서에서 발명을 용이하게 설명하기 위한 임의의 구분으로서, 실시예 각각이 서로 배타적일 필요는 없다. 예를 들어, 일 실시예에 개시된 구성들은 다른 실시예에 적용 및 구현될 수 있으며, 본 명세서의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 한도에서 변경되어 적용 및 구현될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 실시예들을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 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.
도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치 및 에어로졸 생성 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 구성요소들의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분해도이고, 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 공급하기 위한 에어로졸 공급 장치(5)와, 에어로졸 공급 장치(5)와 연결되는 무화기(50a)를 포함한다. 에어로졸 생성 장치는 무화기(50a)에 분리 가능하게 연결될 수 있는 본체(70a)를 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 에어로졸을 생성하여 사용자에게 공급하는 기능을 수행하는 장치로서, 전기, 유도자기장, 또는 초음파 등을 이용하는 방식으로 작동하는 히터로 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 장치이다.
에어로졸 공급 장치(5)는 무화기(50a)를 포함하여 에어로졸을 생성하여 사용자에게 에어로졸을 직접 전달하는 장치를 의미할 수 있고, 또는 에어로졸 공급 장치(5)는 무화기(50a)를 제외하고 무화기(50a)로부터 생성된 에어로졸을 사용자에게 공급하는 기능만을 수행하는 장치를 의미할 수 있다. 무화기(50a)는 무화기(50a)의 적어도 일부분이 원통 형상의 표면의 연장 방향과 다르게 형성된 위치고정면(10s)을 포함한다. 위치고정면(10s)은 에어로졸 공급 장치(5)가 에어로졸 생성 장치에 결합할 때 에어로졸 공급 장치(5)의 위치를 결정하는 기능을 수행할 수 있다.
에어로졸 공급 장치(5)는 에어로졸을 생성하기 위한 제1 물질(12)을 수용하는 제1 카트리지(10)와, 제1 카트리지(10)에 대해 회전하도록 제1 카트리지(10)의 외측에 배치되는 제2 카트리지(20)를 포함한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에서 에어로졸 공급 장치(5) 및 에어로졸 생성 장치의 전체적인 형상이 원통 형상을 갖지만, 실시예들은 이와 같은 에어로졸 공급 장치(5) 및 에어로졸 생성 장치의 형상에 의해 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 에어로졸 공급 장치(5) 및 에어로졸 생성 장치의 적어도 하나의 횡방향 단면 형상은 다각형이나 타원형 등으로 변형될 수 있다.
제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)는 일체화되어 하나의 부품으로 취급 가능하도록 서로 일체로 결합되어 에어로졸 공급 장치(5)를 형성한다. 따라서 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)에 수용된 재료들을 모두 소진한 후에는 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)를 포함한 에어로졸 공급 장치(5)를 새로 교체할 수 있다.
실시예들은 이와 같은 에어로졸 공급 장치(5)의 교체 방식에 의해 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 에어로졸 공급 장치(5)에서 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 적어도 하나를 분리할 수 있어서, 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 적어도 하나를 새로 교체할 수도 있다.
에어로졸 공급 장치(5)의 제1 카트리지(10)는 무화기(50a)에 연결되어 무화기(50a)에 제1 물질(12)을 공급한다. 무화기(50a)에서 생성된 에어로졸은 전달구멍(11)을 통해 제1 카트리지(10)의 외부의 표면을 향해 공급될 수 있다. 전달구멍(11)에서 배출된 에어로졸은 제1 카트리지(10)의 외부의 표면을 따라 이동할 수 있다.
여기에서 '에어로졸이 제1 카트리지(10)의 외부의 표면을 따라 이동한다'는 것은 에어로졸이 반드시 제1 카트리지(10)의 외부의 표면과 접촉하면서 이동하는 것만을 의미하는 것은 아니며, 에어로졸이 무화기(50a)로부터 배출되어 제1 카트리지(10)의 연장 방향을 따라 이동하는 에어로졸의 흐름의 방향을 의미하기 위해 사용된 표현이다.
제2 카트리지(20)는 무화기(50a)로부터 전달된 에어로졸을 통과시킴으로써 외부로 배출하는 제2 물질(22)을 수용한다. 제2 카트리지(20)는 격벽(20w)에 의해 서로 독립되게 구획되는 복수 개의 챔버들(21)을 포함하고, 챔버들(21)의 각각에는 제2 물질(22)이 수용된다. 제2 카트리지(20)의 복수 개의 챔버들(21)은 제2 카트리지(20)의 회전 방향을 따라 차례로 위치한다.
실시예들은 챔버들(21)의 개수에 의해 제한되지 않으며 챔버들(21)은 2개, 3개, 또는 4개 이상이 설치될 수도 있다. 또한 실시예들은 챔버들(21)이 복수 개가 설치되는 상술한 예에 의해 제한되는 것은 아니며, 단일한 1개의 챔버가 설치될 수도 있다.
제1 카트리지(10)의 외측에 배치되는 제2 카트리지(20)는 제1 카트리지(10)에 대해 회전할 수 있다. 도 2를 참조하면 제2 카트리지(20)는 무화기(50a)의 상단의 원주방향의 가장자리를 따라 형성된 레일(50s)에 결합되어 제1 카트리지(10)를 중심으로 회전 운동을 할 수 있다. 제1 카트리지(10)는 제2 카트리지(20)의 회전 운동을 위하여 제2 카트리지(20)를 회전 가능하게 지지하는 회전축의 기능을 수행할 수 있다.
사용자가 도 1에 도시된 것과 같이 조립된 상태의 에어로졸 생성 장치를 손으로 잡을 때에 한 손으로는 에어로졸 생성 장치의 본체(70a)를 잡고 다른 손으로 제2 카트리지(20)를 회전시키면 제2 카트리지(20)가 제1 카트리지(10)를 중심으로 회전할 수 있다.
에어로졸 공급 장치(5)는 제2 카트리지(20)의 상측 단부에 연결되어 제2 카트리지(20)의 제2 물질(22)을 통과한 에어로졸을 외부로 배출하여 사용자에게 에어로졸을 공급하기 위한 배출구(26e)를 포함하는 마우스피스(26)를 포함한다.
제2 카트리지(20)는 외측 표면에 표지(91)를 포함한다. 제2 카트리지(20)의 표지(91)는 제2 카트리지(20)는 내부의 복수 개의 챔버들(21)의 각각에 대응하는 위치에 형성된다.
무화기(50a)는 외측 표면에 제2 카트리지(20)의 표지(91)에 대한 기준위치로 이용될 수 있는 표지(92)를 포함한다. 따라서 사용자가 제2 카트리지(20)를 제1 카트리지(10)에 대해 회전시킴으로써 제2 카트리지(20)의 표지(91)를 무화기(50a)의 표지(92)에 일치시켜 챔버들 중 적어도 하나의 위치를 에어로졸을 배출하는 전달구멍(11)의 위치에 정렬시킬 수 있다.
또한 사용자는 제2 카트리지(20)의 표지(91)와 무화기(50a)의 표지(92)의 위치를 확인하여 제2 카트리지(20)의 챔버들 중 현재 에어로졸을 통과시키는 챔버에 관한 정보를 식별할 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 흡습성 소재나 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.
도 2를 참조하면 제1 카트리지(10)는 길이 방향으로 길게 연장하는 원통형상을 가질 수 있다. 제1 카트리지(10)는 내부에 제1 물질(12)을 수용하는 저장소(10p)와 저장소(10p)의 하측 단부에 설치된 무화기(50a)를 포함한다. 무화기(50a)의 하측 단부에는 상부를 향하여 노출된 전기 단자(50d)를 갖는 본체(70a)가 결합된다.
제1 카트리지(10)의 외측에는 제2 카트리지(20)가 회전하도록 결합한다. 제2 카트리지(20)의 내부에는 길이 방향을 따라 연장하며 제1 카트리지(10)의 외부 형상에 대응하는 원통벽(20p)이 형성된다. 제2 카트리지(20)의 원통벽(20p)에 제1 카트리지(10)가 삽입되면 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 결합이 완료되며 제2 카트리지(20)가 제1 카트리지(10)를 중심으로 제1 카트리지(10)에 대해 회전할 수 있다.
제2 카트리지(20)의 내부에는 격벽(20w)으로 구획되어 제2 물질(22)을 수용하는 복수 개의 챔버들(21)이 형성된다. 제2 카트리지(20)의 상단에는 제2 물질(22)이 수용된 챔버들(21)의 각각을 상측을 향해 개방하는 상부 구멍(20h)이 형성된다.
제2 카트리지(20)가 제1 카트리지(10)의 외측에 결합한 상태에서 제2 카트리지(20)의 상부에 중간 커버(29)가 결합된다. 중간 커버(29)는 제2 카트리지(20)의 상부 구멍(20h)에 대응하는 위치에 관통 형성되는 연결 구멍(29p)과, 중앙을 관통하여 형성되어 제1 카트리지(10)의 상단 플랜지(10a)를 통과시키는 중앙 구멍(29h)을 포함한다. 중간 커버(29)는 제2 카트리지(20)와 함께 회전 운동을 함으로써, 제2 카트리지(20)가 회전하는 동안에도 제2 카트리지(20)와 제1 카트리지(10)의 결합 상태를 안정적으로 유지시키는 기능을 수행한다.
제2 카트리지(20)와 중간 커버(29)가 제1 카트리지(10)에 결합되면 제1 카트리지(10)의 상단 플랜지(10a)가 중간 커버(29)의 상측으로 돌출한다. 제1 카트리지(10)의 상측 단부에는 상부 커버(28)가 결합된다. 체결 나사(28s)가 상부 커버(28)를 관통하여 제1 카트리지(10)의 상단 플랜지(10a)의 나사 구멍(10b)에 결합함으로써 상부 커버(28)가 제1 카트리지(10)의 상단 플랜지(10a)에 결합한다.
중간 커버(29)와 제2 카트리지(20)가 제1 카트리지(10)에 대해 회전하는 동안 상부 커버(28)는 회전하지 않고 제1 카트리지(10)의 상단 플랜지(10a)에 결합된 상태를 유지한다.
상부 커버(28)가 중간 커버(29)와 제2 카트리지(20)의 상부를 지지함으로써 제2 카트리지(20)가 제1 카트리지(10)에 대해 회전하는 동안 제2 카트리지(20)가 제1 카트리지(10)에 대해 상측으로 이탈하지 않고 제2 카트리지(20)와 제1 카트리지(10)의 결합 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
상부 커버(28)는 제2 카트리지(20)의 제2 물질(22)을 통과한 에어로졸을 마우스피스(26)로 전달하는 배출 구멍(28a)을 포함한다.
도 3을 참조하면 본체(70a)의 내부에 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 유지하고 외부로부터 공급된 전기에 의해 열을 발생함으로써 제1 물질(12)을 가열하여 에어로졸을 발생시키는 히터(52)를 포함한다. 히터(52)는 배선(51) 및 접속 단자(50t)를 통해 본체(70a)의 전기 단자(50d)에 전기적으로 연결된다.
무화기(50a)는 에어로졸 생성 물질인 제1 물질(12)의 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. 무화기(50a)에서 생성된 에어로졸은 배출공(50h)과 전달공(50p)과 전달구멍(11)을 차례로 통과하여 제1 카트리지(10)의 외부의 표면을 향해 배출된다.
도 4는 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소들을 개략적으로 도시한 사시도로서, 에어로졸 생성 장치에 사용될 수 있는 히터(52)의 구체적인 예를 도시한 것이다.
무화기(50a)의 히터(52)는 제1 카트리지(10)의 제1 물질(12)을 흡수하여 수용하거나 유지할 수 있는 다공성 소재의 전달체(52c)와, 전달체(52c)에 일체로 성형되거나 전달체(52c)의 표면에 인쇄되는 히터배선(52h)을 포함한다.
다공성 소재의 전달체(52c)는 예를 들어 다공성의 세라믹 소재, 다공성 플라스틱 소재, 또는 다공성 유리섬유 소재 등을 포함할 수 있다.
전달체(52c)는 도 4에 도시된 것과 같이 액체 상태의 제1 물질(12)을 수용할 수 있는 컵(cup) 형상을 가질 수 있으나, 실시예들은 전달체(52c)의 형상에 의해 제한되는 것은 아니다. 전달체(52c)는 예를 들어 좌우측 벽면이 외부로 개방되어 공기와 접촉 면적을 증가시킨 침대 구조(bed structure)를 가질 수 있다.
전달체(52c)의 내부에는 에어로졸 생성을 위한 분위기를 조성하는 공간이 형성된다. 전달체(52c)의 내부의 공간은 에어로졸 생성 작용이 일어나는 에어로졸 챔버(aerosol chamber)의 기능을 수행한다. 전달체(52c)는 내부의 에어로졸 챔버를 외부로 연결함으로써 에어로졸 챔버에서 생성된 에어로졸을 에어로졸 챔버의 외부로 배출하는 배출공(50h)을 포함한다. 배출공(50h)에서 배출된 에어로졸은 제1 카트리지(10)의 외부의 표면을 향하여 전달되고, 에어로졸은 제1 카트리지(10)의 외측에 위치하는 제2 카트리지(20)의 제2 물질(22)을 통과한 후 사용자에게 공급된다.
히터배선(52h)은 전기 저항성 발열체 소재를 전달체(52c)의 표면을 따라 인쇄하는 방식으로 전달체(52c)에 형성될 수 있다. 또는 히터배선(52h)은 전달체(52c)를 성형할 때에 전달체(52c)에 일체로 성형될 수 있다. 예를 들어 히터배선(52h)과 전달체(52c)는 인서트 사출(insert molding) 방식에 의해 일체로 성형될 수 있다.
히터배선(52h)에는 배선(51)이 전기적으로 연결되므로, 배선(51)을 통해 히터배선(52h)에 전기가 공급될 수 있다.
상술한 실시예에서는 무화기(50a)의 히터(52)가 전기 저항성 발열체를 포함하지만, 실시예들은 이러한 무화기(50a)의 구현 방식에 의해 제한되는 것은 아니다. 무화기(50a)는 예를 들어 초음파 진동 방식으로 에어로졸을 생성하거나, 유도가열 방식으로 에어로졸을 생성할 수도 있다.
또한 히터(52)는 상술한 바와 같은 컵 형상의 이외의 여러 가지 형태로 변형될 수 있다. 예를 들어 무화기(50a)의 히터는 제1 물질(12)을 흡수하여 유지하는 심지와, 심지에 감겨 있거나 심지와 접촉하거나 심지에 인접하도록 배치되어 제1 물질(12)을 가열하여 에어로졸을 발생시키는 와이어형 또는 코일형 발열체를 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면 제2 카트리지(20)의 상부에는 챔버들(21)의 어느 하나의 제2 물질(22)을 통과한 에어로졸을 외부로 배출하는 배출구(26e)를 포함하는 마우스피스(26)가 결합된다.
무화기(50a)는 제1 물질(12)로부터 생성된 에어로졸을 제1 카트리지(10)의 외부의 표면을 향해 전달하는 전달구멍(11)을 포함한다. 전달구멍(11)은 제2 카트리지(20)의 제2 물질(22)과 접하므로, 전달구멍(11)에서 배출되는 에어로졸은 제2 카트리지(20)의 제2 물질(22)을 통과함으로써 제1 카트리지(10)의 외부의 표면을 따라 상측으로 흐른다.
제2 카트리지(20)의 내부에서 제2 물질(22)의 상단에 도달한 에어로졸은 제2 물질(22)을 빠져 나와 마우스피스(26)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
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.
상술한 바와 같은 에어로졸 공급 장치(5) 및 이를 구비한 에어로졸 생성 장치를 사용할 때에는 사용자가 제1 카트리지(10)에 대해 제2 카트리지(20)를 회전시킴으로써 제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중 적어도 하나의 위치가 무화기(50a)의 전달구멍(11)에 대응하는 위치에 놓이도록 제2 카트리지(20)의 회전 위치를 조정할 수 있다.
제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중 적어도 하나의 위치가 무화기(50a)의 전달구멍(11)의 위치에 대응하는 상태에서, 사용자가 마우스피스(26)를 통해 에어로졸을 흡입할 수 있다.
에어로졸 공급 장치(5) 및 이를 구비한 에어로졸 생성 장치는 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 공급 장치(5)의 제1 카트리지(10)가 많은 양의 제1 물질(12)을 수용하도록 설계되어도, 제2 카트리지(20)를 회전시켜 에어로졸 공급을 위해 사용되는 챔버들(21)을 선택할 수 있으므로 제2 물질(22)을 포함한 카트리지를 교체하지 않고도 새로운 제2 물질(22)로 교체하는 효과를 얻을 수 있다.
또한 제2 카트리지(20)의 복수 개의 챔버들(21)은 서로 상이한 종류의 제2 물질(22)을 포함할 수 있다. 예를 들어 복수 개의 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 포함한다면 사용자는 챔버들(21) 중 하나를 선택하여 원하는 제2 물질(22)을 선택할 수 있으므로 사용자는 다양한 향미를 갖는 에어로졸을 자유롭게 즐길 수 있다.
또한 제2 카트리지(20)가 제1 카트리지(10)의 외측에 배치됨으로 인하여 에어로졸 생성 장치에서 제2 카트리지(20)와 무화기(50a)의 사이의 거리가 감소하므로, 무화기(50a)에서 생성된 에어로졸이 제2 카트리지(20)로 신속하게 직접 전달될 수 있다. 이와 같은 제2 카트리지(20)의 배치 구조의 개선에 의해 에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 공급 장치가 양질의 에어로졸을 사용자에게 공급할 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치 및 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이다.
도 5에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 구성은 도 1 및 도 4에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 구성과 전체적으로 유사하며, 무화기(50a)의 설치 위치가 변형되었다. 무화기(50a)는 에어로졸 공급 장치(5)의 하단에 설치되며 에어로졸 공급 장치(5)의 일부분을 이룬다.
무화기(50a)는 제1 카트리지(10)의 하부에서 제1 물질(12)을 흡수하여 하측으로 전달하는 기능을 수행하는 흡수체(53)와, 흡수체(53)에 연결되어 제1 물질(12)을 흡수하여 유지하는 심지(54)와, 심지(54)를 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터(52)를 포함한다.
흡수체(53)와 심지(54)는 예를 들어 예를 들어 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 소재를 포함할 수 있고, 메시(mesh) 소재를 포함할 수 있다.
히터(52)는 심지(54)에 유지된 제1 물질(12)을 가열하기 위한 요소이다. 예를 들어, 히터(52)는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한 히터(52)는 니크롬선과 같은 전기전도성 필라멘트를 포함할 수 있고 심지(54)를 둘러싸도록 심지(54)에 감기는 구조를 포함할 수 있다. 히터(52)에 전류가 공급되면 히터(52)가 열을 발생할 수 있으며, 히터(52)가 심지(54)에 유지된 제1 물질(12)에 열을 전달하여 제1 물질(12)을 가열함으로써 에어로졸이 생성된다.
무화기(50a)는 그 내부가 비어 있으며, 무화기(50a)의 내부 공간이 히터(52)와 심지(54)를 둘러싸며 공기를 공급함으로써 에어로졸을 생성하기 위한 분위기를 조성하는 에어로졸 챔버를 형성한다.
무화기(50a)의 내부의 에어로졸 챔버는 무화기(50a)에서 생성된 에어로졸을 제1 카트리지(10)의 외부의 표면을 향하여 전달하는 전달구멍(11)과 연결된다. 따라서 무화기(50a)에서 생성된 에어로졸은 전달구멍(11)을 통과한 후 제1 카트리지(10)의 외측에 배치된 제2 카트리지(20)의 제2 물질(22)로 전달된다.
에어로졸 공급 장치(5)의 하부에는 본체(70a)가 분리 가능하게 연결될 수 있다. 본체(70a)에는 무화기(50a)에 전력을 공급하는 배터리와 무화기(50a)의 작동을 제어하는 제어용 칩이나 제어용 회로기판 등을 포함하는 제어기(70)가 설치된다. 무화기(50a)의 히터(52)는 배선(51)에 의해 본체(70a)의 전기 단자(50d)에 전기적으로 연결된다.
도 6은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치 및 에어로졸 생성 장치의 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치의 일부 구성요소들의 분리 상태를 도시한 사시도이고, 도 8은 도 6에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이다.
도 6 내지 도 8에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 에어로졸을 생성하고 사용자에게 에어로졸을 공급하는 기능을 수행하는 장치로서, 전기, 유도자기장, 또는 초음파 등을 이용하는 방식으로 작동하는 히터로 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 장치이다.
도 8을 참조하면, 에어로졸 생성 장치는 제1 물질(12)을 내부에 수용하고 제1 물질(12)로부터 생성된 에어로졸이 외부의 표면의 적어도 일부를 따라 이동하는 제1 카트리지(10)와 제1 카트리지(10)의 외측에 회전하도록 배치되고 제1 물질(12)로부터 생성된 에어로졸을 통과시키는 제2 물질(22)을 수용하는 제2 카트리지(20)를 포함하는 에어로졸 공급 장치(5)와, 제1 카트리지(10)에 연결되어 제1 물질(12)을 무화시켜 에어로졸을 생성하며 제1 카트리지(10)의 외부의 표면을 향해 에어로졸을 전달하는 무화기(50a)를 포함한다.
제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)는 일체화되어 하나의 부품으로 취급 가능하도록 서로 일체로 결합되어 에어로졸 공급 장치(5)를 형성한다.
도 6을 참조하면, 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 공급 장치(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 일 예로서, 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 6 내지 도 8에 도시된 실시예에서 케이스(7)는 대략 직육면체의 형상을 갖고, 에어로졸 공급 장치(5)는 전체적으로 축 방향으로 길게 연장하는 원통형상을 갖지만 실시예들은 이와 같은 케이스(7) 및 에어로졸 공급 장치(5)의 형상에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어서 케이스(7)는 축 방향으로 길게 연장하는 원통형, 타원형 단면을 갖는 원통형, 납작한 원통형, 정육면체, 직육면체 등의 여러 가지 형상으로 변형될 수 있다. 또한 에어로졸 공급 장치(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. 즉 제2 카트리지(20)가 제1 카트리지(10)에 대해 상대적으로 회전함으로써 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 상대적인 회전 위치가 변경될 수 있다. 에어로졸 공급 장치(5)의 하단에 연결된 무화기(50a)도 전체적으로 원통 형상을 가지며 무화기(50a)의 적어도 일부분이 원통 형상의 표면의 연장 방향과 다르게 형성된 위치고정면(10s)을 포함한다.
케이스(7)의 수용통로(7a)는 에어로졸 공급 장치(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 공급 장치(5)가 케이스(7)의 수용통로(7a)에 수용되면, 위치유지면(7s)과 위치고정면(10s)이 서로 접촉하므로 케이스(7)에 대한 제1 카트리지(10) 및 무화기(50a)의 위치가 안정적으로 유지될 수 있다. 즉 제2 카트리지(20)가 제1 카트리지(10)에 대해 회전하는 동안 제1 카트리지(10)에 연결된 무화기(50a)의 위치고정면(10s)이 위치유지면(7s)에 의해 지지됨으로써 제1 카트리지(10)와 무화기(50a)가 회전하지 않고 케이스(7)에 대해 고정된 상태가 안정적으로 유지된다.
또한 위치유지면(7s)과 위치고정면(10s)은 에어로졸 공급 장치(5)가 케이스(7)의 수용통로(7a)에 삽입될 때에 수용통로(7a)의 축 방향의 중심에 대한 에어로졸 공급 장치(5)의 축 방향의 중심의 상대적인 위치를 정렬하기 위한 정렬 기능을 수행할 수 있다. 즉 에어로졸 공급 장치(5)의 위치고정면(10s)과 수용통로(7a)의 위치유지면(7s)이 대응하여야 에어로졸 공급 장치(5)가 케이스(7)의 수용통로(7a)에 삽입될 수 있다.
케이스(7)는 수용통로(7a)의 단부에 설치되어 무화기(50a)에 전기를 공급하는 전기 단자(50d)를 포함한다. 에어로졸 공급 장치(5)의 위치고정면(10s)과 수용통로(7a)의 위치유지면(7s)이 대응하도록 에어로졸 공급 장치(5)가 수용통로(7a)에 대해 정렬되면 전기 단자(50d)가 무화기(50a)에 정확하게 연결될 수 있다.
제1 카트리지(10)는 에어로졸 생성을 위한 제1 물질(12)을 무화기(50a)에 공급하는 기능을 수행한다. 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 흡습성 소재나 다공성 소재에 의해 함침된 상태로 유지될 수도 있다.
도 8을 참조하면, 무화기(50a)는 제1 카트리지(10)의 하부에서 제1 물질(12)을 흡수하여 하측으로 전달하는 기능을 수행하는 흡수체(53)와, 흡수체(53)로부터 제1 물질(12)을 흡수하여 유지하는 심지(54)와, 심지(54)에 감겨 있거나 심지(54)와 접촉하거나 심지(54)에 인접하도록 배치되어 제1 물질(12)을 가열하여 에어로졸을 발생시키는 히터(52)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(52)는 배선(51)에 의해 케이스(7)의 내부의 전기 단자(50d)에 전기적으로 연결되어 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.
또한 무화기(50a)는 제1 물질(12)로부터 에어로졸을 생성한 후 에어로졸을 제1 카트리지(10)의 외부의 표면으로 전달하는 기능을 수행한다. 무화기(50a)는 제1 카트리지(10)의 외측에 형성된 전달구멍(11)을 포함하며, 무화기(50a)가 전달구멍(11)을 통해 에어로졸을 배출함으로써 무화기(50a)가 에어로졸을 제2 카트리지(20)로 전달할 수 있다.
제2 카트리지(20)는 제1 카트리지(10)에 대해 회전하도록 제1 카트리지(10)의 외측에 배치된다. 제2 카트리지(20)는 격벽(20w)에 의해 서로 독립되게 구획되어 제2 카트리지(20)의 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 카트리지(20)가 보유하는 챔버들(21)의 개수는 다양하게 변형될 수 있고, 챔버(21)는 1개만이 설치될 수도 있다.
도 7을 참조하면, 제1 카트리지(10)는 무화기(50a)로부터 돌출하여 상측을 향해 연장하고, 제2 카트리지(20)가 제1 카트리지(10)에 결합할 때 제1 카트리지(10)가 제2 카트리지(20)의 원통벽(20p)에 삽입된다. 제2 카트리지(20)의 원통벽(20p)에 제1 카트리지(10)가 삽입되면 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 결합이 완료되며 제2 카트리지(20)가 제1 카트리지(10)를 중심으로 회전할 수 있다.
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.
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 하나의 위치가 무화기(50a)의 전달구멍(11)의 위치에 대응한다. 따라서 무화기(50a)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.
도 8을 참조하면, 케이스(7)의 내부에서 수용통로(7a)의 하측에는 무화기(50a)에 전력을 공급하는 배터리와, 무화기(50a)의 작동을 제어하는 제어용 칩이나 제어용 회로기판 등을 포함하는 제어기(70)가 설치된다.
에어로졸 생성 장치는 제2 카트리지(20)를 회전시키도록 구동력을 발생하는 구동장치(60)를 포함한다. 도 6 및 도 8을 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 배치된다.
에어로졸 공급 장치(5)가 케이스(7)에 장착되면 제2 카트리지(20)의 기어면(20g)과 기어(62)가 서로 결합된다. 제어기(70)의 전기신호가 구동장치(60)의 모터(61)에 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 6 및 도 8에 도시된 구동장치(60)의 구성에 의해 제한되지 않으며, 예를 들어 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 무화기(50a)의 전달구멍(11)의 위치에 대응한다는 것은, 복수 개의 챔버들(21)의 어느 하나의 위치가 무화기(50a)의 전달구멍(11)의 위치에 대응하는 것과 복수 개의 챔버들(21) 중 인접한 두 개의 챔버들(21)의 위치가 무화기(50a)의 전달구멍(11)의 위치에 대응하는 것을 모두 포함한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제2 카트리지(20)는 외측 표면에 배치된 표지(91)를 포함한다. 제2 카트리지(20)의 표지(91)는 제2 카트리지(20)의 내부의 복수 개의 챔버들(21)의 각각에 대응하는 위치에 형성된다.
무화기(50a)는 외측 표면에 제2 카트리지(20)의 표지(91)에 대한 기준위치로 이용될 수 있는 표지(92)를 포함한다. 따라서 제2 카트리지(20)의 표지(91)가 제1 카트리지(10)의 표지(92)에 일치하도록 정렬되면 챔버들 중 적어도 하나의 위치가 에어로졸을 배출하는 무화기(50a)의 전달구멍(11)의 위치에 정렬된다.
또한 사용자가 제2 카트리지(20)의 표지(91)와 무화기(50a)의 표지(92)의 위치를 확인하여 제2 카트리지(20)의 챔버들 중 현재 에어로졸을 통과시키는 챔버에 관한 정보를 식별할 수 있다.
도 7을 참조하면 제2 카트리지(20)와 무화기(50a)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, 무화기(50a)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 무화기(50a)에 배치되고 수신기(97b)가 제2 카트리지(20)에 배치될 수도 있다. 발신기(97a)는 챔버들(21)의 각각에 대응하도록 복수 개가 배치될 수 있다.
챔버들(21) 중 적어도 하나가 전달구멍(11)에 대응하도록 제2 카트리지(20)의 제1 카트리지(10)에 대한 회전 위치가 정렬되면 위치 센서(97)가 정렬된 챔버를 나타내는 상이한 식별신호를 발생할 수 있다.
위치 센서(97)의 발신기(97a)와 수신기(97b)는 예를 들어 포토 커플러와 같은 광학식 감지 센서나, 홀효과를 이용d하여 자력을 감지하는 자력 센서나, 전기 저항의 변화를 감지하는 전기 저항 센서, 물리적인 접촉에 의해 신호를 발생하는 스위치의 어느 하나 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다.
도 6 및 도 8을 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 무화기(50a)의 내부 공간과 연결됨으로써 무화기(50a)의 내부에 흐르는 에어로졸을 포함한 유체의 흐름, 즉 공기의 흐름에 의한 유체압력이나 유량의 변동을 감지하여 신호를 발생한다. 퍼프 센서(79p)는 무화기(50a)의 전달공(50p)에 연결된 압력감지구멍(79s)에 배치될 수 있다.
상술한 바와 같은 에어로졸 생성 장치를 사용할 때에 무화기(50a)에서 배출되어 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 마우스피스(26)를 통해 에어로졸 생성 장치의 외부로 배출된다.
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. 예를 들어 제2 카트리지(20)의 챔버들(21)에 포함된 제2 물질(22)에는 에어로졸을 통과시키는 동작과 관련하여 미리 정해진 사용시간을 갖고 있으며, 제2 물질(22)의 미리 정해진 사용시간이 미리 정해진 조건일 수 있다. 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)는 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 상대적인 회전 위치를 변경함으로써 에어로졸을 통과시키기 위하여 제2 카트리지(20)의 챔버들(21)의 다른 하나 또는 인접한 챔버들(21)을 선택하는 기능을 수행할 수 있다.
또한 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.
도 7을 참조하면, 무화기(50a)와 제2 카트리지(20)의 사이에는 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 상대적인 회전 위치의 변경을 제한하는 스토퍼(81a, 81b)가 배치된다. 스토퍼(81a, 81b)는 무화기(50a)와 제2 카트리지(20)의 사이에서 제2 카트리지(20)의 챔버들(21)의 회전 이동의 경로 상에 배치된다. 스토퍼(81a, 81b)는 전달구멍(11)을 기준으로 하여 챔버들(21)의 위치를 변경하기 위해 제2 카트리지(20)의 챔버들(21)이 제1 카트리지(10)에 대해 상대적인 회전 운동을 할 때에 제2 카트리지(20)의 회전 운동을 제한하는 기능을 수행한다.
여기에서 챔버들(21)의 '회전 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 스토퍼가 배치된 제2 카트리지(20)의 외측 가장자리가 이동하는 원주방향의 경로를 의미한다.
제2 카트리지(20)가 제1 카트리지(10)에 대해 일 방향으로 회전 운동을 하는 중에 스토퍼(81a, 81b)가 서로 접촉하면 제2 카트리지(20)는 더 이상 회전 운동을 할 수 없고 구동장치(60)는 제2 카트리지(20)의 회전 운동의 방향을 반대 방향으로 전환한다.
도 9는 도 6에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소들의 연결 관계를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 9에 도시된 제어기(70)는 도 6 및 도 8에 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 7에 도시된 위치 센서(97)가 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 회전 위치를 감지하여 발생한 신호 등을 수신하는 센서 제어기(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 정보 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, 구동장치(60)의 작동을 제어하기 위한 구동 제어기(77)를 포함한다.
상술한 바와 같은 제어기(70)는 사용자의 흡입 동작을 감지함으로써 무화기(50a)의 작동을 개시하거나 무화기(50a)의 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.
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 챔버의 미리 정해진 식별번호에 대응하여 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 미리 정해진 조건이 달성된 경우에 구동장치(60)를 작동시킬 수 있다. 제어기(70)가 구동장치(60)를 작동시켜 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 상대적인 회전 위치를 변경하기 위한 미리 정해진 조건은 에어로졸을 생성하기 위하여 히터가 열을 발생시키는 가열동작의 누적시간이나, 히터의 가열동작의 누적시간과 히터의 가열온도의 조합을 포함할 수 있다.
제어기(70)는 미리 정해진 조건이 달성된 경우에 먼저 정보 발생기(96)를 통하여 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치 변경이 필요한 것을 고지하는 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 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 조건에 포함되는 히터의 가열동작은 주 가열동작일 수 있다.
미리 정해진 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.
제어기(70)가 구동장치(60)를 작동시켜 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경하기 위한 미리 정해진 조건은 퍼프 센서(79p)에 의해 감지된 신호에 기초하여 결정되는 퍼프동작의 횟수와, 퍼프동작의 누적시간의 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제어기(70)는 퍼프 센서(79p)에 의해 감지된 신호의 세기가 미리 정해진 임계값을 초과하였을 때 사용자에 의해 유효한 흡입동작이 실행되었다고 판단하여 퍼프동작의 횟수를 계수할 수 있다.
미리 정해진 조건이 퍼프동작의 횟수를 포함한 경우, 제어기(70)는 퍼프 센서(79p)에서 발생한 신호에 기초하여 제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중에서 현재 에어로졸을 통과시키는 챔버에 대해 실행된 퍼프동작의 횟수를 계수할 수 있다. 이러한 경우, 제어기(70)는 사용자가 에어로졸을 흡입하는 흡입동작을 지속적으로 실행한 퍼프동작의 누적 시간을 무시하고 단순히 퍼프 센서(79p)의 신호에 기초하여 퍼프동작이 발생한 횟수만을 계수할 수 있다.
예를 들어 제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중 하나에 포함된 제2 물질(22)이 에어로졸을 통과시키며 에어로졸에 향미를 부여할 수 있게 하는 퍼프동작의 횟수가 m 회로 미리 정해진 경우, 제어기(70)는 퍼프동작의 횟수가 m 회에 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.
제어기(70)는 에어로졸 생성 장치의 사용 환경이나 사용자의 흡입 습관을 고려하여 새로운 챔버를 선택하기 위한 제2 카트리지(20)의 위치 변경 시점을 결정할 수 있다. 이를 위하여 미리 정해진 조건이 퍼프동작의 누적시간이나, 퍼프동작의 횟수와 퍼프동작의 누적시간의 조합을 포함할 수 있다.
미리 정해진 조건이 퍼프동작의 횟수와 퍼프동작의 누적시간의 조합을 포함한 경우의 작동은 다음과 같을 수 있다. 예를 들어 챔버들(21) 중 하나에 포함된 제2 물질(22)이 에어로졸을 통과시키며 에어로졸에 향미를 부여할 수 있는 퍼프동작의 횟수가 m 회이고 퍼프동작의 누적시간이 p 분으로 미리 정해진 경우, 퍼프동작의 횟수가 m 회에 도달하는 조건과 퍼프동작의 누적시간이 P 분에 도달하는 조건이 모두 충족되어야 제어기(70)가 현재 에어로졸을 통과시키는 챔버의 사용을 종료해야 하는 것으로 판단할 수 있다. 따라서 퍼프 센서(79p)의 신호에 기초하여 퍼프동작의 횟수가 m 회에 도달하더라도 퍼프동작의 누적시간이 p 분에 도달하지 않았다면 제어기(70)는 퍼프동작의 누적시간이 p 분에 도달할 때까지 현재 에어로졸을 통과시키는 챔버의 위치를 그대로 유지함으로써 퍼프동작의 횟수가 m + x 회까지 도달할 수 있다. 이러한 동작 조건을 변형하여 퍼프동작의 횟수가 m 회에 도달하는 조건과 퍼프동작의 누적시간이 P 분에 도달하는 조건의 어느 하나만 충족되어도 제어기(70)가 현재 에어로졸을 통과시키는 챔버의 사용을 종료해야 하는 것으로 판단할 수 있다.
제어기(70)가 구동장치(60)를 작동시켜 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경하기 위한 미리 정해진 조건은 입력 장치(95)가 사용자의 입력을 수신하여 발생하는 입력신호에 기초하여 결정되는 사용시간을 포함할 수 있다.
미리 정해진 조건이 입력 장치(95)의 입력신호에 기초하여 결정되는 사용시간을 포함할 경우는 사용자가 히터의 동작을 직접 개시하는 기능을 실행할 수 있을 때 더 유용할 수 있다. 예를 들어 에어로졸 생성 장치는 사용자의 취향을 충족시키거나 편리성을 향상시키기 위한 목적으로 사용자가 입력 장치(95)를 조작할 때에 무화기의 히터가 별도의 예비 가열동작을 실행하지 않고 히터가 즉각적으로 반응하여 고속으로 주 가열동작을 실행하는 기능을 제공할 수 있다. 이러한 경우 미리 정해진 조건이 입력 장치(95)의 입력신호에 기초하여 결정되는 사용시간을 포함함으로써, 사용자의 조작에 의해 무화기가 작동하는 사용시간이 미리 정해진 기준 사용시간에 도달하였을 때 제어기(70)가 현재 에어로졸을 통과시키는 사용 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.
상술한 설명 중 시간이나 횟수를 나타내기 위한 m, n, p, x 등의 문자는 정수 또는 실수나 시간의 길이를 의미할 수 있다.
제어기(70)가 구동장치(60)를 작동시켜 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경하기 위한 미리 정해진 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 무화기(50a)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 공급 장치(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 무화기(50a)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 공급 장치(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 공급 장치(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 무화기(50a)의 전달구멍(11)의 위치에 대응하는 상태에서 사용자가 마우스피스(26)를 통해 에어로졸을 흡입할 수 있다.
에어로졸 생성 장치의 에어로졸 공급 장치(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.
도 10은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치의 일 작동상태를 도시한 횡방향 단면도이다.
도 10에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치에서 제1 카트리지(10)는 제1 물질(12)을 수용하고, 제2 카트리지(20)는 제1 카트리지(10)의 외측에 제1 카트리지(10)에 대해 회전 가능하게 결합된다. 제2 카트리지(20)는 회전 방향을 따라 차례로 배치되는 복수 개의 챔버들(21)과 챔버들(21)의 각각에 수용된 제2 물질(22)을 포함한다.
제2 카트리지(20)가 구동장치에 의해 또는 사용자의 조작에 의해 제1 카트리지(10)에 대해 회전함으로써 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 상대적인 회전 위치가 변경될 수 있다.
도 10에 도시된 것과 같이 제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중 하나의 위치가 하나의 전달구멍(11)의 위치에 대응하도록 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 회전 위치가 정렬될 수 있다. 도 10에 도시된 것과 같은 정렬 상태에서 제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중 하나가 전달구멍(11)에서 전달되는 에어로졸을 통과시킴으로써 에어로졸의 특성을 변화시키는 사용 챔버의 기능을 수행할 수 있다.
도 11은 도 10에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 다른 작동상태를 도시한 횡방향 단면도이다.
제2 카트리지(20)가 구동장치에 의해 또는 사용자의 조작에 의해 회전함으로써 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 상대적인 회전 위치가 변경될 때에, 도 11에 도시된 것과 같이 인접한 챔버들(21)의 위치가 하나의 전달구멍(11)의 위치에 대응하도록 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 회전 위치가 정렬될 수 있다.
도 11에는 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.
제어기가 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경하기 위해 사용하는 미리 정해진 조건은 상술한 바와 같이 제2 카트리지(20)의 챔버들(21)에 포함된 제2 물질(22)이 에어로졸을 통과시키는 기능과 관련한 수명을 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 11에 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 무화기에서 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 통과시키기 위한 챔버를 차례로 선택할 수 있다. 복수 개의 챔버들(21) 중 에어로졸을 통과시키기 위한 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 협력하여 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 12는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치의 횡방향 단면도이다.
도 12에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치에서 제1 카트리지(10)는 제1 물질(12)을 수용하고, 제2 카트리지(20)는 제1 카트리지(10)의 외측에 제1 카트리지(10)에 대해 회전 가능하도록 결합한다.
제2 카트리지(20)는 제1 카트리지(10)의 적어도 일부를 둘러싸도록 제2 카트리지(20)의 회전 방향을 따라 연장하는 단일의 챔버(21)를 포함한다. 단일의 챔버(21)의 내부에는 제2 물질(22)이 수용된다. 도 12에서 단일의 챔버(21)는 제1 카트리지(10)의 원주방향의 전체 영역을 둘러싸지만, 실시예들은 이와 같은 챔버(21)의 구조에 의해 제한되지 않으며 예를 들어 챔버(21)는 제1 카트리지(10)의 원주방향의 일부 영역만을 둘러싸도록 설치될 수 있다.
제2 카트리지(20)가 구동장치에 의해 또는 사용자의 조작에 의해 제1 카트리지(10)에 대해 회전함으로써 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 상대적인 회전 위치가 변경될 수 있다.
제2 카트리지(20)가 구동장치에 의해 구동되는 경우 제2 카트리지(20)가 시간의 흐름을 따라 연속적으로 회전할 수 있다. 제2 카트리지(20)가 시간의 흐름을 따라 연속적으로 회전하기 위하여, 제2 카트리지(20)의 챔버(21)에 포함된 제2 물질(22)이 에어로졸을 통과시키는 기능과 관련한 수명에 기초하여 제2 카트리지(20)의 회전 속도가 결정될 수 있다.
실시예들은 제2 카트리지(20)의 회전 속도나 회전 방식에 의해 제한되는 것은 아니며, 전달구멍(11)의 크기에 대응하여 전달구멍(11)으로부터 전달된 에어로졸을 통과시킬 수 있는 제2 카트리지(20)의 원주 방향의 원호의 길이와 전달구멍(11)의 크기에 대응하는 제2 물질(22)의 면적 등을 고려하여 제2 카트리지(20)가 단속적으로 회전할 수 있다. '제2 카트리지(20)가 단속적으로 회전한다'는 것은 일정한 주기(시간 간격)를 미리 정하여 일정한 주기가 경과할 때마다 제2 카트리지(20)가 회전하는 것을 의미한다.
제2 카트리지(20)의 단속적인 회전 운동을 위하여 챔버(21)가 시각적으로 구획되어 있지 않지만 제어기가 전달구멍(11)의 크기에 대응하는 제2 물질(22)의 면적 등을 고려하여 제2 카트리지(20)의 원주 방향을 따라 챔버(21)를 복수 개의 영역들로 미리 구분할 수 있다. 또한 제어기는 챔버(21)의 복수 개의 영역들 중 에어로졸을 통과시키는 현재 영역의 제2 물질(22)의 수명이 종료한 경우 제2 카트리지(20)를 회전시켜 챔버(21)의 복수 개의 영역들 중 다음 영역을 전달구멍(11)에 대해 정렬할 수 있다.
도 13은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치의 횡방향 단면도이다.
도 13에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치에서 제1 카트리지(10)는 제1 물질(12)을 수용하고, 제2 카트리지(20)는 제1 카트리지(10)의 외측에 제1 카트리지(10)에 대해 회전 가능하도록 결합한다.
제2 카트리지(20)가 구동장치에 의해 또는 사용자의 조작에 의해 제1 카트리지(10)에 대해 회전함으로써 제1 카트리지(10)에 대한 제2 카트리지(20)의 상대적인 회전 위치가 변경될 수 있다.
제1 카트리지(10)는 제1 물질(12)의 잔량을 외부에서 시각적으로 확인할 수 있도록 제1 카트리지(10)의 적어도 일부분이 투명소재를 포함한다. 제1 물질(12)을 수용하는 제1 카트리지(10)의 전체 영역 또는 일부 영역이 투명한 유리나, 플라스틱 등의 투명소재를 포함할 수 있다.
제2 카트리지(20)는 제1 카트리지(10)의 적어도 일부를 둘러싸도록 제2 카트리지(20)의 회전 방향을 따라 차례로 위치하며 제2 물질(22)을 수용하는 복수 개의 챔버들(21)과, 챔버들(21)의 사이에서 제1 카트리지(10)의 투명소재를 외부로 노출시키는 투명창(20f)을 포함한다.
상술한 에어로졸 공급 장치에 의하면 에어로졸 공급 장치의 투명창(20f)을 통해 제1 카트리지(10)에 수용된 제1 물질(12)의 잔량을 에어로졸 공급 장치의 외부에서 확인할 수 있다. 따라서 사용자는 제1 카트리지(10)에 수용된 제1 물질(12)의 잔량을 확인하면서 에어로졸 흡입 동작을 실시할 수 있고. 제1 물질(12)의 잔량을 고려하여 제2 카트리지(20)를 회전시킬 수 있고, 필요한 경우 에어로졸 공급 장치를 교체할 수 있다.
실시예들은 도 13에 도시된 것과 같이 복수 개의 챔버들(21)을 갖는 제2 카트리지(20)에 투명창(20f)을 설치하는 구조에 의해 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 도 12에 도시된 단일의 챔버(21)를 갖는 제2 카트리지(20)에 투명창을 설치할 수도 있다.
도 14는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도로서, 도 14에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 전체적으로 도 6 내지 도 8에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치와 유사하다.
도 14에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 제1 카트리지(10)와 제2 카트리지(20)의 상대적인 위치를 변경하기 위하여 모터와 같은 구동장치를 대체하여 사용자가 수동으로 조작할 수 있는 손잡이(110)를 포함한다.
손잡이(110)는 케이스(7)에 회전 가능하게 배치된 손잡이 축(111)과 연결되어 있고, 손잡이 축(111)의 하단은 베어링(111b)에 의해 케이스(7)의 베이스(7b)에 회전 가능하게 결합된다.
손잡이(110)의 원주 방향의 외측 가장자리에는 기어가 설치되며, 손잡이(110)의 기어는 제2 카트리지(20)의 외측에 제2 카트리지(20)의 회전 방향을 따라 연장하도록 배치된 기어면(20g)에 맞물려 있다.
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, 예를 들어 제2 카트리지(20)의 외측에 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 기어면(20g)으로 전달되어 제2 카트리지(20)가 제1 카트리지(10)에 대하여 회전 운동을 한다.
제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중 적어도 하나의 위치가 무화기(50a)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 무화기(50a)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 도 14에 도시된 제2 카트리지(20)를 이동시키기 위한 손잡이(110)와 제2 카트리지(20)의 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)를 제2 카트리지(20)의 기어면(20g)에 직접 연결하지 않고 손잡이(110)와 제2 카트리지(20)의 사이에 힘을 전달하기 위하여 고무링이나 전달기어를 갖는 링과 같은 추가적인 전달요소를 설치하거나 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 스위치를 손잡이(110)에 설치할 수도 있다.
도 15는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치의 구성요소들의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분해도이고, 도 16은 도 15에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 공급 장치를 포함한 에어로졸 생성 장치의 종방향 단면도이다.
도 15 및 도 16에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 에어로졸을 사용자에게 공급하기 위한 에어로졸 공급 장치(5)와, 에어로졸 공급 장치(5)와 연결되는 무화기(50a)를 포함한다. 에어로졸 생성 장치는 무화기(50a)에 분리 가능하게 연결될 수 있는 본체(70a)를 더 포함할 수 있다.
에어로졸 공급 장치(5)는 에어로졸을 생성하기 위한 제1 물질(12)을 수용하는 제1 카트리지(10)와, 제1 카트리지(10)에 대해 회전하도록 제1 카트리지(10)의 내측의 배치되는 제2 카트리지(20)를 포함한다.
에어로졸 공급 장치(5)의 제1 카트리지(10)는 무화기(50a)에 연결되어 무화기(50a)에 제1 물질(12)을 공급한다. 무화기(50a)에서 생성된 에어로졸은 전달구멍(11)을 통해 제2 카트리지(20)로 전달될 수 있다.
제1 카트리지(10)는 제2 카트리지(20)를 수용할 수 있도록 내측에 지지공(10c)을 포함한다. 지지공(10c)은 제1 카트리지(10)의 길이 방향을 따라 연장하도록 형성된다. 제2 카트리지(20)가 제1 카트리지(10)의 지지공(10c)에 삽입된 상태에서 제2 카트리지(20)는 지지공(10c)의 길이방향의 중심축을 중심으로 제1 카트리지(10)에 대해 회전할 수 있다.
제1 카트리지(10)는 제2 카트리지(20)를 내부에 수용함으로써 제2 카트리지(20)를 회전 가능하게 지지하고 제2 카트리지(20)를 보호할 수 있다. 제1 카트리지(10)의 내부가 비어 있어서 제1 카트리지(10)는 제1 물질(12)을 수용할 수 있다.
제2 카트리지(20)는 무화기(50a)로부터 전달된 에어로졸을 통과시킴으로써 외부로 배출할 수 있는 제2 물질(22)을 수용한다. 제2 카트리지(20)는 격벽(20w)에 의해 서로 독립되게 구획되는 복수 개의 챔버들(21)을 포함하고, 챔버들(21)의 각각에는 제2 물질(22)이 수용된다. 제2 카트리지(20)의 복수 개의 챔버들(21)은 제2 카트리지(20)의 회전 방향을 따라 차례로 위치한다.
제2 카트리지(20)의 상단 개구에 복수 개의 챔버들(21)의 각각에 대응하도록 형성된 복수 개의 배출 구멍(28a)을 포함하는 중간 시트(28r)가 결합된다. 제2 카트리지(20)의 상측 단부에 상부 지지체(20c)가 결합된다. 상부 지지체(20c)의 상면에는 에어로졸을 외부로 배출하기 위한 배출구(26e)를 포함하는 마우스피스(26)가 형성된다. 중간 시트(28r)의 하부에는 제2 카트리지(20)의 상단 개구를 향해 돌출하는 간격 돌기(28p)가 배치된다. 도 16을 참조하면, 제2 카트리지(20)의 상단 개구에 중간 시트(28r)가 결합되면, 중간 시트(28r)와 제2 카트리지(20)에 수용된 제2 물질(22)의 상단이 서로 이격되므로 중간 시트(28r)와 제2 물질(22)의 상단의 사이에 에어로졸이 머무를 수 있는 챔버(28c)가 형성된다. 제2 카트리지(20)의 제2 물질(22)을 통과하며 제2 카트리지(20)의 상단으로 이동하는 에어로졸은 챔버(28c)로 집합하므로 챔버(28c)에서 에어로졸에 의한 충분한 압력이 형성될 수 있다. 챔버(28c)는 제2 카트리지(20)를 통과한 에어로졸이 마우스피스(26)로 전달되는 경로 상의 중간 영역에 형성됨으로써 마우스피스(26)로 배출되는 에어로졸의 압력을 완충 및/또는 조절하는 기능을 수행할 수 있다.
제2 카트리지(20)의 상단의 외주면에는 결합돌기(20r)가 돌출 형성되고, 상부 지지체(20c)의 하면에 결합돌기(20r)가 삽입될 수 있는 결합홈(20s)이 형성된다. 상부 지지체(20c)의 외측 표면에는 표지(91)가 배치된다. 결합돌기(20r)가 결합홈(20s)에 삽입되어야 제2 카트리지(20)와 상부 지지체(20c)가 결합될 수 있으므로, 제2 카트리지(20)와 상부 지지체(20c)의 서로에 대한 위치가 미리 정해진 결합 위치로 결정될 수 있다. 또한 결합돌기(20r)가 결합홈(20s)에 삽입된 상태에서 상부 지지체(20c)와 제2 카트리지(20)가 함께 회전할 수 있다.
제1 카트리지(10)의 외측에는 제2 카트리지(20)의 표지(91)에 대한 기준위치로 이용될 수 있는 표지(92)가 배치된다. 사용자는 제2 카트리지(20)의 표지(91)를 제1 카트리지(10)의 표지(92)에 일치시키도록 제2 카트리지(20)를 제1 카트리지(10)에 대해 회전시켜 제2 카트리지(20)의 챔버들(21) 중 적어도 하나의 위치를 에어로졸을 배출하는 전달구멍(11)의 위치에 정렬시킬 수 있다.
또한 제1 카트리지(10)의 외측의 일부 영역에 위치고정면(10s)이 형성된다. 위치고정면(10s)은 에어로졸 공급 장치(5)가 케이스(7) 에 삽입될 때에 케이스(7)에 대한 에어로졸 공급 장치(5)의 상대적인 위치를 정렬하기 위한 정렬 기능과, 제2 카트리지(20)가 회전하는 동안 제1 카트리지(10)가 케이스(10)에 대해 회전하지 않도록 제1 카트리지(10)의 회전 운동을 제한하는 기능을 수행할 수 있다.
제2 카트리지(20)의 상부 지지체(20c)의 외측에는 제2 카트리지(20)의 회전 방향을 따라 연장하도록 기어면(20g)이 배치된다. 기어면(20g)에는 사용자가 수동으로 조작할 수 있는 손잡이(110)의 기어가 결합된다. 도 16을 참조하면, 손잡이(110)에 연결되어 있는 손잡이 축(111)의 하단은 베어링(111b)에 의해 케이스(7)에 회전 가능하게 결합된다. 손잡이(110)에 전달되는 힘은 기어면(20g)을 통해 상부 지지체(20c)에 전달되어 상부 지지체(20c)와 제2 카트리지(20)가 회전 운동을 할 수 있다.
무화기(50a)는 제1 카트리지(10)의 하부에서 제1 물질(12)을 흡수하여 유지하는 심지(54)와, 심지(54)에 감겨 있거나 심지(54)와 접촉하거나 심지(54)에 인접하도록 배치되어 제1 물질(12)을 가열하여 에어로졸을 발생시키는 히터(52)를 포함한다.
히터(52)는 케이스(7)의 내부의 전기 단자(50d)에 전기적으로 연결되어 제어기(70)로부터 공급된 전기에 의해 열을 발생시키는 전기 저항성 발열체일 수 있다.
무화기(50a)는 제1 물질(12)로부터 에어로졸을 생성한 후 에어로졸을 제2 카트리지(20)로 전달하는 기능을 수행한다. 제1 카트리지(10)의 하단과 무화기(50a)의 사이에는 밀봉판(59)이 배치된다. 밀봉판(59)은 무화기(50a)의 상부 개구를 밀봉하여 무화기(50a)와 함께 에어로졸 생성을 위한 공간을 형성하고, 제1 카트리지(10)의 하단을 밀봉하는 기능을 수행할 수 있다. 밀봉판(59)은 제1 카트리지(10)의 제1 물질(12)을 심지(54)에 공급하기 위한 공급구멍(59a)과, 무화기(50a)에서 생성된 에어로졸을 제2 카트리지(20)로 전달하기 위한 전달구멍(11)을 포함한다.
전달구멍(11)은 제1 카트리지(10)의 내측의 지지공(10c)에 대응하도록 위치할 수 있다. 무화기(50a)에서 생성된 에어로졸을 전달구멍(11)을 통과한 후 제1 카트리지(10)의 내측의 지지공(10c)을 따라 제1 카트리지(10)의 내측에서 제1 카트리지(10)의 길이 방향으로 이동할 수 있다.
도 16을 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 감지할 수 있다. 퍼프 센서(79p)는 예를 들어 무화기(50a)의 내부 공간과 연결됨으로써 무화기(50a)의 내부에 흐르는 에어로졸을 포함한 유체의 흐름, 즉 공기의 흐름에 의한 유체압력이나 유량의 변동을 감지하여 신호를 발생한다. 퍼프 센서(79p)는 무화기(50a)의 전달공(50p)에 연결된 압력감지구멍(79s)에 배치될 수 있다.
상술한 바와 같은 에어로졸 생성 장치를 사용할 때에 무화기(50a)에서 배출되어 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 마우스피스(26)를 통해 에어로졸 생성 장치의 외부로 배출된다.
도 17은 도 6 내지 도 16에 도시된 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치에 의한 에어로졸 생성 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 17에 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, 미리 정해진 조건이 달성되었는지를 비교하는 단계(S180)와, 미리 정해진 조건이 달성된 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 변경하기 위한 미리 정해진 조건은 에어로졸을 생성하기 위하여 히터가 열을 발생시키는 가열동작의 누적시간이나, 히터의 가열동작의 누적시간과 히터의 가열온도의 조합을 포함할 수 있다.
또는 제1 카트리지와 제2 카트리지의 상대적인 위치를 변경하기 위한 미리 정해진 조건은 퍼프 센서에 의해 감지된 신호에 기초하여 결정되는 퍼프동작의 횟수와, 퍼프동작의 누적시간의 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
또는 제1 카트리지와 제2 카트리지의 상대적인 위치를 변경하기 위한 미리 정해진 조건은 입력 장치가 사용자의 입력을 수신하여 발생하는 입력신호에 기초하여 결정되는 사용시간을 포함할 수 있다.
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 변경할 수 있다. 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 위치를 변경하는 단계(S190)는 미리 정해진 조건이 달성된 경우 사용자에게 챔버들의 위치 변경의 필요를 알리기 위한 알림을 고지하는 단계와, 사용자가 입력장치를 조작하여 발생한 입력신호를 수신하는 단계와, 사용자에게 제2 카트리지의 챔버들 중 제1 카트리지의 전달구멍에 정렬된 챔버에 관한 정보를 제공하는 단계와, 입력장치로부터 수신된 입력조작에 기초하여 구동장치를 작동시켜 제1 카트리지와 제2 카트리지의 적어도 하나의 위치를 변경하는 단계를 포함할 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 협력하여 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.
에어로졸 생성 장치의 제1 카트리지가 많은 양의 제1 물질을 수용하도록 설계되어도, 구동장치에 의해 제2 카트리지를 자동적으로 회전시켜 에어로졸 공급을 위해 사용되는 챔버들을 선택하거나 챔버의 위치를 조정할 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.
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.
5: 에어로졸 공급 장치 26: 마우스피스
7: 케이스 50a: 무화기
10: 제1 카트리지 51: 배선
11: 전달구멍 52c: 전달체
12: 제1 물질 52: 히터
20w: 격벽 53: 흡수체
20g: 기어면 54: 심지
20: 카트리지 60: 구동장치
21: 챔버들 70a: 본체
22: 제2 물질 70: 제어기

Claims (15)

  1. 에어로졸 생성용 제1 물질을 수용하는 제1 카트리지와, 상기 제1 카트리지의 외측이나 내측에 상기 제1 카트리지에 대해 회전하도록 배치되고 상기 제1 물질로부터 생성된 에어로졸을 통과시키는 제2 물질을 수용하는 제2 카트리지를 포함하는 에어로졸 공급 장치; 및
    상기 제1 카트리지에 연결되어 상기 제1 물질을 무화시켜 에어로졸을 생성하여 상기 제2 카트리지로 에어로졸을 전달하는 무화기;를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 카트리지는 상기 제2 카트리지의 회전 방향을 따라 연장하여 상기 제2 물질을 수용하는 단일의 챔버를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 카트리지는 상기 제2 물질을 수용하도록 상기 제2 카트리지의 회전 방향을 따라 차례로 위치하는 복수 개의 챔버들을 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 카트리지를 회전시키는 구동장치를 더 포함하고, 상기 무화기는 상기 제1 물질로부터 생성된 에어로졸을 상기 제2 카트리지를 향해 전달하는 전달구멍을 포함하고,
    상기 제2 카트리지가 상기 구동장치에 의해 회전함으로써 상기 제2 카트리지의 상기 챔버들 중 적어도 하나가 상기 전달구멍으로부터 전달되는 에어로졸을 통과시키는, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 챔버들의 어느 하나의 위치가 상기 전달구멍의 위치에 정렬되도록 상기 제1 카트리지에 대한 상기 제2 카트리지의 상대적인 회전 위치가 변경되는, 에어로졸 생성 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 챔버들 중 인접한 챔버들이 동시에 상기 전달구멍과 겹치도록 상기 제1 카트리지에 대한 상기 제2 카트리지의 상대적인 위치가 변경되는, 에어로졸 생성 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 무화기는 상기 에어로졸 공급 장치에 분리 가능하게 결합되어 상기 제1 카트리지로부터 공급된 상기 제1 물질을 무화시켜 에어로졸을 생성하고, 상기 무화기는 상기 제2 카트리지를 향해 에어로졸을 전달하는 전달구멍을 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 카트리지에 대하여 상기 제2 카트리지를 회전시키는 구동장치와, 상기 구동장치를 제어함으로써 상기 제1 카트리지에 대한 상기 제2 카트리지의 회전 위치를 변경하는 제어기를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 카트리지에 대한 상기 제2 카트리지의 회전 위치를 감지하는 위치 센서를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 카트리지에 대한 상기 제2 카트리지의 상대적인 회전 위치를 변경하기 위해 사용자가 조작할 수 있는 손잡이를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 무화기는 상기 제1 카트리지의 상기 제1 물질을 흡수하여 유지하는 다공성 소재의 전달체와, 상기 전달체에 인쇄되거나 상기 전달체와 일체로 성형되어 외부로부터 인가된 전기에 의해 열을 발생하는 히터를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  12. 에어로졸 생성용 제1 물질을 수용하는 제1 카트리지; 및
    상기 제1 카트리지의 외측이나 내측에 상기 제1 카트리지에 대해 회전하도록 배치되고 상기 제1 물질로부터 생성된 에어로졸을 통과시키는 제2 물질을 수용하는 제2 카트리지;를 포함하는, 에어로졸 공급 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 카트리지는 상기 제2 카트리지의 회전 방향을 따라 연장하여 상기 제2 물질을 수용하는 단일의 챔버를 포함하는, 에어로졸 공급 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 카트리지는 상기 제2 물질을 수용하도록 상기 제2 카트리지의 회전 방향을 따라 차례로 위치하는 복수 개의 챔버들을 포함하는, 에어로졸 공급 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제2 카트리지는 상기 제1 카트리지의 외측에 배치되고, 상기 제1 물질의 잔량의 확인이 가능하도록 상기 제1 카트리지의 적어도 일부분이 투명소재를 포함하고, 상기 제2 카트리지는 상기 제1 카트리지의 상기 투명소재를 외부로 노출시키는 투명창을 포함하는, 에어로졸 공급 장치.
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