KR20220079375A - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

Abstract

에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 에어로졸 생성 장치는, 본체, 상기 본체에 탈착 가능하게 연결되고, 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지 및 상기 카트리지에 배치되고, 일 면과 타 면에 전극을 포함하며, 진동함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 초음파 진동자를 포함하고, 상기 전극은 상기 초음파 진동자에 증착될 수 있다.

Description

에어로졸 생성 장치{Aerosol generating device}

실시예들은 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진동에 의하여 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 초음파 진동자를 포함하고, 초음파 진동자의 전극은 초음파 진동자의 양면에 증착되되, 적어도 일부가 동일 면에 배치되는 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.

궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성하는 방식을 대체하여 비연소 방식으로 에어로졸을 생성하는 에어로졸 생성 장치에 관한 수요가 증가하고 있다. 에어로졸 생성 장치는 예를 들어, 에어로졸 생성 물질로부터 비연소 방식으로 에어로졸을 생성하여 사용자에게 공급하거나, 에어로졸 생성 물질로부터 생성한 증기를 향 매체를 통과시킴으로써 향미를 갖는 에어로졸을 생성하는 기능을 수행하는 장치이다.

에어로졸 생성 장치에 있어서, 에어로졸 생성 물품을 가열하거나 무화시키는 가열 소자로서 초음파 진동자가 사용될 수 있다. 초음파 진동자는 직접적으로 열을 발생하지 않고 전력이 인가되면 진동을 발생하여 에어로졸 생성 물질을 작은 입자로 쪼개어 무화시키는 방식으로 에어로졸을 생성할 수 있다.

초음파 진동자는 전원 장치와 연결되는 전극을 포함한다. 일반적으로 전극은 초음파 진동자의 표면에 배치된다. 초음파 진동자가 전원 장치와 용이하게 연결되기 위한 전극의 배치 구조가 요구된다.

실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치는 카트리지에 초음파 진동자가 배치되고, 초음파 진동자의 전극이 증착됨으로써 내부식성, 내마모성이 우수하고 안정적인 에어로졸 생성 장치를 제공한다.

실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치는 초음파 진동자의 서로 다른 극성을 가지는 전극이 동일 면에 배치되어 전원 공급 장치와 연결이 용이하여 탈부착이 용이하고 부품의 교체가 용이한 에어로졸 생성 장치를 제공한다.

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.

상술한 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는, 본체, 상기 본체에 탈착 가능하게 연결되고, 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지 및 상기 카트리지에 배치되고, 일 면과 타 면에 전극을 포함하며, 진동함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 초음파 진동자를 포함하고, 상기 전극은 상기 초음파 진동자에 증착될 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는, 본체, 상기 본체에 탈착 가능하게 연결되고, 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지, 상기 카트리지에 배치되고, 진동함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 초음파 진동자, 상기 초음파 진동자의 일 면에 증착된 제1 전극 및 상기 초음파 진동자의 타 면에 증착된 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극의 적어도 일부는 상기 제2 전극과 상기 초음파 진동자의 동일 면에 배치되는 제2 전극을 포함할 수 있다.

실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치는 에어로졸을 무화시키는 초음파 진동자의 전극이 초음파 진동자에 증착됨으로써 에어로졸 생성 물질과 장시간 접촉하거나 사용 횟수가 증가하더라도 부식되거나 마모되지 않아 안정성이 우수한 효과를 가진다.

또한 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치는 초음파 진동자의 서로 다른 극성을 가지는 전극이 동일 면에 배치되어 전원 공급 장치와 연결이 용이하고, 내부 구조가 단순하며, 탈부착이 용이하다.

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 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 카트리지의 사시도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ' 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 초음파 진동자의 사시도이다.
도 7a는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 초음파 진동자의 사시도이다.
도 7b는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 초음파 진동자의 배면 사시도이다.
도 8은 도 7a 및 도 7b에 도시된 초음파 진동자의 개략적인 측면도이다.
도 9a는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 초음파 진동자의 사시도이다.
도 9b는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 초음파 진동자의 개략적인 측면도이다.
도 10은 도 5에 도시된 카트리지의 일부를 확대한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 초음파 진동자와 고정부재를 개략적으로 도시한 도면이다.

실시예들의 설명을 위하여 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 용어들은 실시예들이 속하는 기술분야에 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 실시예들의 설명을 위해 사용되는 용어를 해석할 때 단순히 용어의 명칭만으로 한정할 것이 아니라 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 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 실시예에 한정되지 않는다.

이하에서는 도면을 참조하여 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10)는 배터리(11), 무화기(12), 센서(13), 사용자 인터페이스(14), 메모리(15) 및 프로세서(16)를 포함할 수 있다. 그러나 에어로졸 생성 장치(10)의 내부 구조는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(10)의 설계에 따라, 도 1에 도시된 하드웨어 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

일 예로서 에어로졸 생성 장치(10)는 본체를 포함할 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치(10)에 포함된 하드웨어 요소들은 본체에 위치한다.

다른 실시예로서 에어로졸 생성 장치(10)는 본체 및 카트리지를 포함할 수 있고, 에어로졸 생성 장치(10)에 포함된 하드웨어 요소들은 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 또는 에어로졸 생성 장치(10)에 포함된 하드웨어 요소들 중 적어도 일부는 본체 및 카트리지 각각에 위치할 수도 있다.

이하에서는 에어로졸 생성 장치(10)에 포함된 각 요소들이 위치하는 공간을 한정하지 않고, 각 요소들의 동작에 대해 설명한다.

배터리(11)는 에어로졸 생성 장치(10)가 동작하는 데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(11)는 무화기(12)가 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한 배터리(11)는 에어로졸 생성 장치(10) 내에 구비된 다른 하드웨어 요소들, 즉, 센서(13), 사용자 인터페이스(14), 메모리(15) 및 프로세서(16)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(11)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다.

예를 들어, 배터리(11)는 니켈 계열 배터리(예를 들어, 니켈-금속 하이드라이드 배터리, 니켈-카드뮴 배터리), 또는 리튬 계열 배터리(예를 들어, 리튬-코발트 배터리, 리튬-포스페이트 배터리, 리튬 티타네이트 배터리, 리튬-이온 배터리 또는 리튬-폴리머 배터리)를 포함할 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(10)에 사용될 수 있는 배터리(11)의 종류는 상술한 바에 의해 제한되지 않는다. 필요에 따라 배터리(11)는 알카라인 배터리, 또는 망간 배터리를 포함할 수도 있다.

무화기(12)는 프로세서(16)의 제어에 따라 배터리(11)로부터 전력을 공급 받는다. 무화기(12)는 배터리(11)로부터 전력을 공급 받아 에어로졸 생성 장치(10)에 저장된 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있다.

무화기(12)는 에어로졸 생성 장치(10)의 본체에 위치할 수 있다. 또는 에어로졸 생성 장치(10)가 본체 및 카트리지를 포함하는 경우, 무화기(12)는 카트리지에 위치하거나 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 무화기(12)가 카트리지에 위치하는 경우, 무화기(12)는 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(11)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 또한 무화기(12)가 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치하는 경우 무화기(12)에서 전력의 공급이 필요한 부품은 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(11)로부터 전력을 공급받을 수 있다.

무화기(12)는 카트리지의 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸(aerosol)을 발생시킨다. 에어로졸은 기체 중에 액체 및/또는 고체 미세 입자가 분산되어 있는 부유물을 의미한다. 따라서 무화기(12)로부터 발생되는 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 공기가 혼합된 상태를 의미할 수 있다. 예를 들어, 무화기(12)는 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기화 및/또는 승화를 통하여 기체의 상으로 변환시킬 수 있다. 또한 무화기(12)는 액체 및/또는 고체 상의 에어로졸 생성 물질을 미세 입자화하여 방출함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다.

예를 들어, 무화기(12)는 초음파 진동 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 초음파 진동 방식은 진동자에 의해 발생되는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시킴으로써 에어로졸을 발생시키는 방식을 의미할 수 있다.

도 1에 도시되지 않았으나, 무화기(12)는 열을 발생시킴으로써 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있는 히터를 선택적으로 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 히터에 의해 가열될 수 있으며, 그 결과 에어로졸이 생성될 수 있다.

히터는 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 히터는 금속 열선(wire), 전기 전도성 트랙(track)이 배치된 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

예를 들어, 일 실시예에서 히터는 카트리지(200)의 일부분일 수 있다. 또한 카트리지(200)는 후술하는 액체 전달 수단 및 액체 저장부를 포함할 수 있다. 액체 저장부에 수용된 에어로졸 생성 물질은 액체 전달 수단으로 이동하고, 히터는 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 히터는 액체 전달 수단에 감기거나 액체 전달 수단에 인접하게 배치될 수 있다.

다른 예로서 에어로졸 생성 장치(10)는 궐련을 수용할 수 있는 수용 공간을 포함할 수 있으며, 히터는 에어로졸 생성 장치(10)의 수용 공간에 삽입된 궐련을 가열할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10)의 수용 공간에 궐련이 수용됨에 따라 히터는 궐련의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 이로써, 히터는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다.

한편, 히터는 유도 가열식 히터일 수 있다. 히터는 궐련 또는 카트리지를 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련 또는 카트리지에는 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터가 포함될 수 있다.

에어로졸 생성 장치(10)는 적어도 하나의 센서(13)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서(13)에서 센싱된 결과는 프로세서(16)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 프로세서(16)는 무화기(12)의 동작 제어, 흡연의 제한, 카트리지(또는 궐련) 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(10)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 적어도 하나의 센서(13)는 퍼프 감지 센서를 포함할 수 있다. 퍼프 감지 센서는 외부에서 유입되는 기류의 유량(flow) 변화, 압력 변화, 및 소리의 검출 중 적어도 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 퍼프 감지 센서는 사용자의 퍼프의 시작 타이밍 및 종료 타이밍을 검출할 수 있고, 프로세서(16)는 검출된 퍼프의 시작 타이밍 및 종료 타이밍에 따라 퍼프 기간(puff period) 및 비 퍼프(non-puff) 기간을 판단할 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서(13)는 사용자 입력 센서를 포함할 수 있다. 사용자 입력 센서는 스위치, 물리적 버튼, 터치 센서 등과 같이 사용자의 입력을 수신할 수 있는 센서일 수 있다. 예를 들어, 터치 센서는 사용자가 금속 재질로 형성된 소정의 영역을 터치하는 경우 커패시턴스(capacitance)의 변화가 발생하고, 커패시턴스의 변화를 검출함으로써 사용자의 입력을 감지할 수 있는 정전용량형 센서일 수 있다. 프로세서(16)는 정전용량형 센서로부터 수신한 커패시턴스의 변화의 전후 값을 비교함으로써 사용자의 입력이 발생하였는지 여부를 결정할 수 있다. 커패시턴스의 변화 전후 값이 기설정된 임계값을 초과한 경우, 프로세서(16)는 사용자의 입력이 발생한 것으로 결정할 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서(13)는 모션 센서를 포함할 수 있다. 모션 센서를 통해 에어로졸 생성 장치(10)의 기울기, 이동 속도 및 가속도 등과 같은 에어로졸 생성 장치(10)의 움직임에 관한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 모션 센서는 에어로졸 생성 장치(10)가 움직이는 상태, 에어로졸 생성 장치(10)의 정지 상태, 퍼프를 위해 에어로졸 생성 장치(10)가 소정의 범위 내의 각도로 기울어진 상태 및 각 퍼프 동작들의 사이에서 퍼프 동작 시와는 다른 각도로 에어로졸 생성 장치(10)가 기울어진 상태에 관한 정보들을 측정할 수 있다. 모션 센서는 해당 기술 분야에서 알려진 다양한 방법들을 이용하여 에어로졸 생성 장치(10)의 운동 정보를 측정할 수 있다. 예를 들어, 모션 센서는 x축, y축 및 z축 3방향의 가속도를 측정할 수 있는 가속도 센서 및 3 방향의 각속도를 측정할 수 있는 자이로 센서를 포함할 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서(13)는 근접 센서를 포함할 수 있다. 근접 센서는 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무 또는 거리를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 의미하며, 이를 통해 에어로졸 생성 장치(10)에 사용자가 접근하는지 여부를 검출할 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서(13)는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 예를 들어 물체의 이미지를 획득하기 위한 카메라를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 카메라에 의해 획득된 이미지에 기초하여 물체를 인식할 수 있다. 프로세서(16)는 이미지 센서를 통해 획득된 이미지를 분석하여 사용자가 에어로졸 생성 장치(10)를 사용하기 위한 상황인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 에어로졸 생성 장치(10)를 사용하기 위하여 에어로졸 생성 장치(10)를 입술 근방으로 접근시킬 때, 이미지 센서는 입술의 이미지를 획득할 수 있다. 프로세서(16)는 획득된 이미지를 분석하여 입술로 판단될 경우에 사용자가 에어로졸 생성 장치(10)를 사용하기 위한 상황임을 결정할 수 있다. 이를 통해 에어로졸 생성 장치(10)는 무화기(12)를 미리 동작시키거나, 히터를 예열시킬 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서(13)는 에어로졸 생성 장치(10)에 사용될 수 있는 소모품(예를 들어, 카트리지, 궐련 등)의 장착 또는 탈거를 감지할 수 있는 소모품 탈착 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어 소모품 탈착 센서는 소모품이 에어로졸 생성 장치(10)에 접촉하였는지 여부를 감지하거나, 이미지 센서에 의해 소모품이 탈착되는지 여부를 판단할 수 있다. 또한 소모품 탈착 센서는 소모품의 마커와 상호 작용할 수 있는 코일의 인덕턴스 값의 변화를 감지하는 인덕턴스 센서이거나, 소모품의 마커와 상호 작용할 수 있는 커패시터의 커패시턴스 값의 변화를 감지하는 커패시턴스 센서일 수 있다.

또한 적어도 하나의 센서(13)는 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서는 무화기(12)의 히터(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10)는 히터의 온도를 감지하는 별도의 온도 센서를 포함하거나, 별도의 온도 센서를 포함하는 대신 히터 자체가 온도 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 히터가 온도 센서의 역할을 수행함과 동시에 에어로졸 생성 장치(10)에 별도의 온도 센서가 더 포함될 수 있다. 또한 온도 센서는 히터뿐만 아니라 에어로졸 생성 장치(10)의 인쇄회로기판(PCB), 배터리 등과 같은 내부 부품들의 온도를 감지할 수도 있다.

또한 적어도 하나의 센서(13)는 에어로졸 생성 장치(10)의 주변 환경의 정보를 측정하는 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어 적어도 하나의 센서(13)는 주변 환경의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서, 주변 환경의 습도를 측정하는 습도 센서, 주변 환경의 압력을 측정하는 대기압 센서 등을 포함할 수 있다.

에어로졸 생성 장치(10)에 구비될 수 있는 센서(13)는 상술한 종류에 한정되지 않고, 다양한 센서들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10)는 사용자 인증 및 보안을 위하여 사용자의 손가락으로부터 지문 정보를 획득할 수 있는 지문 센서, 눈동자의 홍채 무늬를 분석하는 홍채 인식 센서, 손바닥을 촬영한 이미지로부터 정맥 내 환원 헤모글로빈의 적외선의 흡수량을 감지하는 정맥 인식 센서, 눈, 코, 입 및 안면 윤곽 등의 특징점들을 2D 또는 3D 방식으로 인식하는 안면 인식 센서 및 RFID(Radio-Frequency Identification) 센서 등을 포함할 수 있다.

에어로졸 생성 장치(10)에는 위의 예시된 다양한 센서(13)의 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수 있다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(10)는 전술한 센서들 중 적어도 하나 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

사용자 인터페이스(14)는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(10)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(14)는 시각 정보를 출력하는 디스플레이 또는 램프, 촉각 정보를 출력하는 모터, 소리 정보를 출력하는 스피커, 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나 사용자에게 정보를 출력하는 입/출력(I/O) 인터페이싱 수단들(예를 들어, 버튼 또는 터치스크린)과 데이터 통신을 하거나 충전 전력을 공급받기 위한 단자들, 외부 디바이스와 무선 통신(예를 들어, WI-FI, WI-FI Direct, Bluetooth, NFC(Near-Field Communication) 등)을 수행하기 위한 통신 인터페이싱 모듈 등의 다양한 인터페이싱 수단들을 포함할 수 있다.

다만, 에어로졸 생성 장치(10)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스(14) 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.

메모리(15)는 에어로졸 생성 장치(10) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(15)는 프로세서(16)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(15)는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory) 등의 다양한 종류들로 구현될 수 있다.

메모리(15)에는 에어로졸 생성 장치(10)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다.

프로세서(16)는 에어로졸 생성 장치(10)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(16)는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한 프로세서(16)가 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

프로세서(16)는 적어도 하나의 센서(13)에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다.

프로세서(16)는 적어도 하나의 센서(13)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 무화기(12)의 동작이 개시 또는 종료되도록 무화기(12)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 또한 프로세서(16)는 적어도 하나의 센서(13)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 무화기(12)가 적절한 양의 에어로졸을 발생시킬 수 있도록 무화기(12)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(16)는 무화기(12)의 진동자가 소정의 주파수로 진동할 수 있도록 진동자에 공급되는 전류 또는 전압을 제어할 수 있다.

일 실시예에서 프로세서(16)는 에어로졸 생성 장치(10)에 대한 사용자 입력을 수신한 후 무화기(12)의 동작을 개시할 수 있다. 또한 프로세서(16)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 사용자의 퍼프를 감지한 후 무화기(12)의 동작을 개시할 수 있다. 또한 프로세서(16)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면 무화기(12)에 전력 공급을 중단시킬 수 있다.

프로세서(16)는 적어도 하나의 센서(13)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 사용자 인터페이스(14)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면, 프로세서(16)는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치(10)가 곧 종료될 것임을 예고할 수 있다.

한편, 도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(10)는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템에 포함될 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(10)의 배터리(11)를 충전하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10)는 크래들 내부의 수용 공간에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(10)의 배터리(11)를 충전할 수 있다.

일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈과 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.

도 2는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(10)는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(200)와, 카트리지(200)를 지지하는 본체(100)를 포함한다.

카트리지(200)는 마우스피스(201)를 포함할 수 있다. 마우스피스(201)는 본체(100)와 결합되는 일부분과 반대 방향에 형성될 수 있으며, 사용자의 구강으로 삽입되는 부분이다. 마우스피스(201)는 카트리지(200) 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 발생된 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공(202)을 포함할 수 있다.

카트리지(200)는 예를 들어 액체 상태나, 고체 상태나, 기체 상태나, 겔(gel) 상태 등의 어느 하나의 상태를 갖는 에어로졸 생성 물질을 보유할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 액상 조성물을 포함할 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.

액상 조성물은 예를 들어, 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 및 비타민 혼합물의 어느 하나의 성분이나, 이들 성분의 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.

예를 들어, 액상 조성물은 니코틴 염이 첨가된 임의의 중량비의 글리세린 및 프로필렌 글리콜 용액을 포함할 수 있다. 액상 조성물에는 2종 이상의 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(10)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 2 이상의 산들의 혼합이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

카트리지(200)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용하는 카트리지 본체(203)를 포함할 수 있다. 카트리지 본체(203)가 내부에 '에어로졸 생성 물질을 수용한다'는 것은 카트리지 본체(203)가 그릇(container)의 용도와 같이 에어로졸 생성 물질을 단순히 담는 기능을 수행하는 것과, 카트리지 본체(203)의 내부에 예를 들어 스펀지(sponge)나 솜이나 천이나 다공성 세라믹 구조체와 같은 에어로졸 생성 물질을 함침(함유)하는 요소를 포함하는 것을 의미한다.

에어로졸 생성 장치(10)는 카트리지(200)의 내부의 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 변환하여 에어로졸(aerosol)을 발생시키는 무화기(12)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10)의 무화기(12)는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시키는 초음파 진동 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질의 상을 변환할 수 있다. 무화기(12)는 초음파 진동을 발생시키는 초음파 진동자(300)와, 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 액체 전달 수단(205)과, 액체 전달 수단의 에어로졸 생성 물질에 초음파 진동을 전달하여 에어로졸을 발생시키는 진동 수용부(204)를 포함할 수 있다.

진동 수용부(204)는 초음파 진동자(300)로부터 발생한 진동을 전달 받아 카트리지 본체(203)로부터 전달된 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.

액체 전달 수단(205)은 카트리지 본체(203)의 액상 조성물을 진동 수용부(204)로 전달할 수 있다. 예를 들어 액체 전달 수단(205)은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹의 적어도 하나를 포함하는 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

무화기(12)는 또한 별도의 액체 전달 수단을 사용하지 않고 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 기능과 에어로졸 생성 물질에 진동을 전달하여 에어로졸을 발생시키는 기능을 모두 수행하는 메시 형상(mesh shape)이나 판 형상(plate shape)의 진동 수용부로 구현될 수 있다.

또한 도 2에 도시된 실시예에서 무화기(12)의 초음파 진동자(300)는 본체(100)에 배치되고, 진동 수용부(204) 및 액체 전달 수단(205)은 카트리지(200)에 배치되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 카트리지(200)는 초음파 진동자(300), 진동 수용부(204) 및 액체 전달 수단(205)을 포함할 수 있으며, 본체(100)에 카트리지(200)의 일부분이 삽입되면 본체(100)는 단자(미도시)를 통하여 카트리지(200)에 전력을 제공하거나 카트리지(200)의 작동과 관련한 신호를 카트리지(200)에 공급할 수 있으며, 이를 통하여 초음파 진동자(300)의 작동이 제어될 수 있다.

카트리지(200)의 내부에 수용된 에어로졸 생성 물질을 외부에서 시각적으로 확인할 수 있도록 카트리지(200)의 카트리지 본체(203)는 적어도 일부가 투명한 소재를 포함할 수 있다. 마우스피스(201) 및 카트리지 본체(203)의 전체가 투명한 플라스틱이나 유리 등의 소재로 제작될 수 있으며, 카트리지 본체(203)의 일부분만이 투명한 소재로 제작될 수 있다.

에어로졸 생성 장치(10)의 카트리지(200)는 에어로졸 배출 통로(206) 및 기류 통로(207)를 포함할 수 있다.

에어로졸 배출 통로(206)는 카트리지 본체(203)의 내부에 형성되어 마우스피스(201)의 배출공(202)과 유체 연통할 수 있다. 따라서 무화기(12)에서 발생된 에어로졸은 에어로졸 배출 통로(206)를 따라 이동할 수 있으며, 마우스피스(201)의 배출공(202)을 통해 사용자에게 전달될 수 있다.

기류 통로(207)는 외부 공기를 에어로졸 생성 장치(10)의 내부로 유입할 수 있는 통로이다. 기류 통로(207)를 통해 유입된 외부 공기는 에어로졸 배출 통로(206)로 유입될 수 있거나 에어로졸이 발생하는 공간으로 유입될 수 있다. 이에 따라 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 혼합되어 에어로졸이 생성될 수 있다.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 기류 통로(207)는 에어로졸 배출 통로(206)의 외부를 감싸도록 형성될 수 있다. 따라서 에어로졸 배출 통로(206) 및 기류 통로(207)의 형태는 에어로졸 배출 통로(206)가 내측에 배치되고 기류 통로(207)가 에어로졸 배출 통로(206)의 외측에 배치되는 이중관 형태일 수 있다. 이를 통해 외부 공기는 에어로졸 배출 통로(206)에서 에어로졸이 이동하는 방향과 반대 방향으로 유입될 수 있다.

한편, 기류 통로(207)의 구조는 상술한 바에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 기류 통로는 본체(100)와 카트리지(200)가 결합할 때 본체(100)와 카트리지(200)의 사이에 형성되어 무화기(12)와 유체 연통되는 공간일 수 있다.

상술한 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(10)에서 본체(100)와 카트리지(200)의 길이 방향을 가로지르는 방향에서의 단면 형상은 대략 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형 또는 여러 가지 형태의 다각형의 단면 형상일 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(10)의 단면 형상은 상술한 바에 의해 제한되지 않으며, 에어로졸 생성 장치(10)는 길이 방향으로 연장할 때 반드시 직선적으로 연장하는 구조로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 에어로졸 생성 장치(10)의 단면 형상은 사용자가 손으로 잡기 편하게 유선형으로 만곡되거나 특정 영역에서 미리 정해진 각도로 절곡되며 길게 연장할 수 있으며, 에어로졸 생성 장치(10)의 단면 형상은 길이 방향을 따라 변화할 수 있다.

도 3은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 사시도이다.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(10)는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(200), 카트리지(200)를 지지하는 본체(100)를 포함할 수 있다.

카트리지(200)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체(100)에 결합할 수 있다. 예를 들어, 카트리지(200)의 일부분이 본체(100)에 삽입되거나, 본체(100)의 일부분이 카트리지(200)에 삽입됨으로써 카트리지(200)가 본체(100)에 장착될 수 있다. 이때, 본체(100)와 카트리지(200)는 스냅-핏(snap-fit) 방식, 나사 결합 방식, 자력 결합 방식, 억지 끼워 맞춤 방식 등에 의해 결합된 상태를 유지할 수 있으나, 본체(100)와 카트리지(200)의 결합 방식은 상술한 바에 의해 제한되지 않는다.

카트리지(200)는 본체(100)에 탈착 가능하게 연결될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 카트리지(200)가 본체(100)에 장착되면, 카트리지(200)의 일부는 본체(100)의 내부에 수용될 수 있다. 카트리지(200)는 본체(100)에 장착된 경우 본체(100)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 사용자는 카트리지(200)를 본체(100)에 장착하여 사용하거나, 분리하여 교체할 수 있다. 도 3에는 도시하지 않았으나, 본체(100)는 도 2에 도시된 배터리와 같은 전원 공급 장치, 무화기, 센서를 포함할 수 있고, 에어로졸 생성 장치(10)의 일반적인 구성을 포함할 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 카트리지의 사시도이고, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ' 단면도이다.

도 4를 참조하면, 카트리지(200)는 마우스피스와 카트리지 본체(203)를 포함할 수 있다. 사용자는 마우스피스(201)의 배출공(202)으로 배출되는 에어로졸을 흡입할 수 있다. 카트리지 본체(203)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용하고, 에어로졸 생성 물질을 무화시켜 에어로졸을 생성하는 초음파 진동자(300)를 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 카트리지(200)는 에어로졸 생성 물질을 무화시켜 에어로졸을 생성하는 초음파 진동자(300)를 포함할 수 있다. 초음파 진동자(300)는 도 2를 참조하여 설명한 초음파 진동자(300)에 대응될 수 있다.

초음파 진동자(300)는 카트리지 본체(203)의 하부에 배치될 수 있다. 초음파 진동자(300)는 진동함으로써 에어로졸 생성 물질을 기화하거나 입자화하여 에어로졸을 생성할 수 있다. 초음파 진동자(300)에 전력이 인가되면 스스로 진동하여 에어로졸을 생성하거나, 다른 구성으로부터 진동을 전달받아 진동함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다.

초음파 진동자(300)는 짧은 주기의 진동을 발생시킬 수 있다. 초음파 진동자(300)로부터 생성된 진동은 초음파 진동일 수 있으며, 초음파 진동의 주파수는 예를 들어 100kHz 내지 3.5 MHz일 수 있다. 초음파 진동자(300)로부터 생성된 짧은 주기의 진동에 의해 에어로졸 생성 물질은 기화 및/또는 입자화되어 에어로졸로 무화될 수 있다.

초음파 진동자(300)는 예를 들어, 압전 세라믹을 포함할 수 있으며, 압전 세라믹은 물리적인 힘(압력)에 의해 전기(전압)를 발생하고 역으로 전기가 인가될 때 진동(기계적인 힘)을 발생함으로써 전기와 기계적인 힘을 상호 변환할 수 있는 기능성 재료이다. 따라서 초음파 진동자(300)에 인가된 전기에 의해 진동(물리적인 힘)이 발생하고, 이와 같은 물리적인 작은 진동이 에어로졸 생성 물질을 작은 입자로 쪼개어 에어로졸로 무화시킬 수 있다.

도 5를 참조하면, 카트리지(200)는 에어로졸 생성 물질을 수용하는 액체 저장부(208)와 에어로졸 생성 물질을 초음파 진동자(300)로 전달하는 이송부(209)를 포함할 수 있다. 이송부(209)는 액체 저장부(208)의 내부와 연결되고, 예를 들어 스펀지(sponge)나 솜이나 천이나 다공성 세라믹 구조체와 같은 에어로졸 생성 물질을 함침(함유)하는 요소일 수 있다. 이송부(209)는 도 2를 참조하여 설명한 액체 전달 수단(205)에 대응될 수 있다.

도 10에 도시된 화살표는 에어로졸 생성 물질의 이동 경로를 개략적으로 도시한 것으로, 도 5 및 도 10을 참조하면, 액체 저장부(208)에 수용된 에어로졸 생성 물질은 이송부(209)를 통해 초음파 진동자(300)로 전달될 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 초음파 진동자(300)의 일 면(301)으로 전달되고, 초음파 진동자(300)에 의하여 무화됨으로써 에어로졸화 될 수 있다. 생성된 에어로졸은 에어로졸 배출 통로(206)를 따라 이동하여 배출공(202)을 통해 사용자에게 전달될 수 있다.

본 개시의 초음파 진동자(300)의 일 면(301)은 초음파 진동자(300)의 전면 또는 배면 중 어느 한 면을 의미한다. 본 개시의 설명과 첨부된 도면에서 초음파 진동자(300)의 일 면(301)은 에어로졸이 배출되는 에어로졸 배출 통로(206)를 향하는 방향을 향하는 전면으로 정의하고, 초음파 진동자(300)의 타 면(303)은 초음파 진동자(300)의 일 면(301)의 반대측인 배면으로 정의하여 설명한다. 초음파 진동자(300)의 일 면(301)과 타 면(303)은 각각 초음파 진동자(300)의 전면과 배면에 반드시 한정되는 것은 아니고, 카트리지(200)의 배치 구조에 따라서 변경될 수 있다. 다시 말해, 적절한 구조 변경에 따라서 초음파 진동자(300)의 일 면(301)은 배면일 수 있고, 타 면(303)은 전면일 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 초음파 진동자의 사시도이다. 구체적으로, 도 6a는 초음파 진동자(300)의 평면 사시도이고, 도 6b는 초음파 진동자(300)의 배면 사시도이다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(10)의 초음파 진동자(300)의 일 면(301)과 타 면(303)에는 전기 에너지를 인가하기 위한 단자로서 이용하는 전극을 포함할 수 있다. 전극은 초음파 진동자(300)를 구동하기 위하여 배터리로부터 전력을 공급받을 수 있다. 초음파 진동자(300)의 일 면(301)과 타 면(303)에 형성된 전극은 양극(+극)과 음극(-극)으로 구별될 수 있다. 따라서 양극과 음극은 서로 전기적으로 절연되어야 한다. 또한 양극과 음극은 각각 전원 공급 장치와 전기적으로 연결되어 전력이 인가될 수 있다.

일반적으로 초음파 진동자(300)의 전극은 스크린 인쇄 등의 방법을 통해 실버(Ag) 페이스트 층을 초음파 진동자(300)의 양 면에 도포한 후 열처리하여 부착하는 은 소부법을 사용하여 형성한다.

그러나 에어로졸 생성 장치(10)의 가열 수단은 액상의 에어로졸 생성 물질에 지속적으로 노출되기 때문에, 액상과의 반응에 의하여 사용 시간과 횟수가 증가할수록 은 전극이 마모될 수 있다. 특히, 초음파 진동자(300)가 진동을 하는 과정에서 발생하는 공동(cavitation) 현상과 침식작용에 의해 은 전극이 쉽게 마모될 수 있다. 전극이 마모되면 초음파 진동자(300)의 성능이 현저하게 감소하여 원하는 기능을 원할하게 수행하지 못할 수 있다. 또한 실버 페이스트에 의한 전극 형성 방법은 열처리 온도와 공정 시 압력, 온도 등 공정 변수들에 매우 민감하다.

실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치(10)에 사용되는 초음파 진동자(300)의 전극은 증착 공정에 의하여 초음파 진동자(300)의 일 면(301)과 타 면(303)에 증착될 수 있다. 증착 공정은 화학적 기상 증착(CVD, Chemical Vapor Deposition) 공정, 물리적 기상 증착(PVD, Physical Vapor Deposition) 공정, 원자층 증착(ALD, Atomic Layer Deposition) 공정일 수 있다. 예를 들어, TiN, DLC, TiCN, TiAlN, TiAlCN, AlTiN, AlCrN, CrN, CrCN, ZrN, ZrCN 등의 물질을 가열과 입자 충돌에 의하여 원자로 분해하고, 이를 다시 이온화하여 초음파 진동자(300)의 표면에 증착시켜 전극을 형성할 수 있다. 증착 공정은 700℃ 이하에서 이루어질 수 있다.

실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치(10)에 사용되는 초음파 진동자(300)의 전극은 약 200 Hv 내지 약 9000 Hv의 미세 경도를 가질 수 있고, 약 0.01 내지 약 0.8의 마찰계수를 가질 수 있다. 또한 전극의 두께는 약 0.5㎛ 내지 약 5㎛ 일 수 있다. 약 0.5㎛ 내지 약 5㎛ 의 두께를 가지는 전극은 진동에 의한 물리적인 힘에 의하여 결함이 발생하지 않고, 초음파 진동자(300)를 실링하기 충분할 수 있다. 증착된 전극은 상술한 은 전극에 비하여 별도의 보호막층을 포함하지 않더라도 내구성과 내부식성이 우수하여 초음파 진동자(300)의 수명을 연장하고, 안정성을 향상시킬 수 있다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 초음파 진동자(300)의 일 면(301)에는 제1 전극(310)이 형성되고, 타 면(303)에는 제2 전극(320)이 배치될 수 있다. 제1 전극(310)과 제2 전극(320)은 각각 초음파 진동자(300)의 서로 대향하는 일 면(301)과 타 면(303)에 형성되므로, 서로 전기적으로 절연된다.

도 7a는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 초음파 진동자의 사시도이고, 도 7b는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 초음파 진동자의 배면 사시도이다.

도 7a 및 7b를 참조하면, 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(10)의 초음파 진동자(300)는 제1 전극(310)은 초음파 진동자(300)의 일 면(301)에 배치되되, 측면(302)의 적어도 일부로 연장되어 타 면(303)의 일부에 배치될 수 있다. 도 7b를 참조하면, 제1 전극(310)은 초음파 진동자(300)의 측면(302)으로 연장된 후 타 면(303)의 일부에 배치될 수 있다. 도면에 도시된 초음파 진동자(300)는 디스크 형상이지만, 여기에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 다양한 형상일 수 있다.

도 7b에 도시된 바와 같이, 초음파 진동자(300)의 타 면(303)의 일부에는 제1 전극(310)이 형성되고, 나머지 부분에는 제2 전극(320)이 형성될 수 있다. 또한 초음파 진동자(300)의 타 면(303)에서 제1 전극(310)과 제2 전극(320)은 소정 간격 이격되어 형성됨으로써 서로 전기적으로 절연될 수 있다.

초음파 진동자(300)의 타 면(303)에서 제1 전극(310)의 형상과 제2 전극(320)의 형상은 서로 이격되는 경계 부분에서 대응되는 형상일 수 있다. 예를 들어, 초음파 진동자(300)의 타 면(303)에 형성된 제1 전극(310)의 형상이 만곡진 형상인 경우, 제1 전극(310)과 소정 간격 이격되는 경계 부분의 제2 전극(320)의 형성도 만곡진 형상일 수 있다. 경계 부분에서 제1 전극(310)과 제2 전극(320)의 형상이 대응됨으로써 초음파 진동자(300)의 타 면(303)에 형성되는 전극의 표면적을 최대화할 수 있다.

도 8은 도 7a 및 도 7b에 도시된 초음파 진동자의 개략적인 측면도이다.

제1 전극(310)과 제2 전극(320)은 서로 다른 극성의 전극이므로, 서로 다른 극성의 전압을 외부로부터 인가 받아야 한다. 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(10)에 사용되는 초음파 진동자(300)의 경우, 제1 전극(310)과 제2 전극(320)이 초음파 진동자(300)의 서로 대향하는 면에 형성된다. 따라서, 배터리와 같은 전원 공급 장치와 초음파 진동자(300)의 전기적인 연결을 위해서는 초음파 진동자(300)의 양 면과 전원 공급 장치를 전기적으로 연결해야 한다.

도 8을 참조하면, 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치(10)의 경우, 초음파 진동자(300)의 동일한 면에 제1 전극(310)과 제2 전극(320)이 형성되므로, 전원 공급 장치와 연결이 용이한 장점을 가진다. 초음파 진동자(300)의 동일한 면에 전극이 형성된다는 의미는 초음파 진동자(300)의 일 면(301) 또는 타 면(303) 중 어느 하나에 제1 전극(310) 및 제2 전극(320)이 모두 배치되는 것을 의미한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 초음파 진동자(300)의 타 면(303)에 제1 전극(310)과 제2 전극(320)이 형성된 경우, 초음파 진동자(300)의 타 면(303)과 배터리(11)의 연결 구조가 간단하므로, 전원 공급 장치와 연결이 용이할 수 있다. 예를 들어, 초음파 진동자(300)의 타 면(303)에 제1 전극(310)과 제2 전극(320)이 모두 배치되어 있으므로, 초음파 진동자(300)의 하부에 전원 공급 장치를 배치하여 단순한 구조에 의하여 초음파 진동자(300)와 전원 공급 장치를 전기적으로 연결할 수 있다.

따라서, 초음파 진동자(300)의 전면과 배면이 각각 전원 공급 장치와 연결되기 위한 별도의 리드선이나 내부 구조가 요구되지 않으므로, 구조적으로 단순하여 제조가 용이하고, 제조원가를 절감할 수 있다. 또한 단순한 구조에 의하여 카트리지(200)의 탈부착이 용이하여 탈부착 시 장치의 파손을 방지할 수 있다.

또한 에어로졸 생성 물질이 초음파 진동자(300)의 일 면(301)과 접촉하는 경우, 초음파 진동자(300)의 타 면(303)이 전원 공급 장치와 전기적으로 연결되므로 액상의 에어로졸 생성 물질과 전원 공급 장치를 구조적으로 이격시켜 안정성에 있어서도 유리한 효과를 가질 수 있다.

도 9a는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 초음파 진동자의 사시도이고, 도 9b는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 초음파 진동자의 개략적인 측면도이다.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(10)는 제1 전극(310)과 제2 전극(320)을 전기적으로 절연하기 위한 절연체(330)를 더 포함할 수 있다. 절연체(330)는 전기에 대한 저항이 매우 커서 전기를 전달하지 못하는 물체로서, 제1 전극(310)과 제2 전극(320)의 사이에 배치될 수 있다.

구체적으로, 절연체(330)는 초음파 진동자(300)의 측면(302)의 적어도 일부에서 타 면(303)으로 연장되되, 타 면(303)에서 제2 전극(320) 위에 배치될 수 있다. 제1 전극(310)은 초음파 진동자(300)의 일 면(301)에서 측면(302)의 적어도 일부로 연장되어 타 면(303)에 절연체(330)가 위치하는 부분에 증착될 수 있다. 다시 말해, 제1 전극(310)은 절연체(330)가 위치하는 부분에만 증착된다. 따라서, 절연체(330)가 초음파 진동자(300)의 타 면(303)에 형성된 부분의 넓이는 제1 전극(310)이 초음파 진동자(300)의 타 면(303)에 증착된 넓이보다 같거나 넓을 수 있다.

도 9a에 도시된 바와 같이, 초음파 진동자(300)의 타 면(303)에서 제1 전극(310)과 제2 전극(320) 사이에 절연체(330)가 배치될 수 있다. 따라서, 절연체(330)에 의하여 제1 전극(310)과 제2 전극(320)이 전기적으로 절연될 수 있다.

전원 공급 장치와의 연결 용이성을 확보하고, 초음파 진동자(300)의 정전용량이 증가하기 위하여 타 면(303)에 형성되는 제1 전극(310)과 제2 전극(320)의 표면적을 최대로 확보할 필요가 있다.

절연체(330)에 의하여 제1 전극(310)과 제2 전극(320)이 전기적으로 절연되면서도 제1 전극(310)과 제2 전극(320)의 표면적을 최대로 확보할 수 있다. 절연체(330)가 초음파 진동자(300)의 타 면(303)에 형성된 부분의 넓이와 제1 전극(310)이 초음파 진동자(300)의 타 면(303)에 증착된 넓이와 같을 경우, 제1 전극(310)과 제2 전극(320)은 전기적으로 절연되면서도 표면적을 최대로 확보할 수 있다. 따라서, 초음파 진동자(300)의 정전용량이 증가하여 에어로졸을 효율적으로 생성할 수 있다.

도 10은 도 5에 도시된 카트리지의 일부를 확대한 도면이고, 도 11은 도 10에 도시된 초음파 진동자와 고정 부재를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치(10)는 초음파 진동자(300)를 카트리지(200)의 내부에 고정하는 고정 부재(400)를 포함할 수 있다. 초음파 진동자(300)는 고정 부재(400)의 내부에 적어도 일부가 삽입되어 카트리지(200) 내부에 고정될 수 있다.

고정 부재(400)는 중공(410) 및 삽입부(420)를 포함할 수 있다. 중공(410)은 고정 부재(400)의 중심부에 위치하고, 길이방향으로 연장될 수 있다. 따라서 중공(410)에 의하여 고정 부재(400)는 중심부에 통공이 형성된 링 형상일 수 있다.

초음파 진동자(300)는 포고 핀(Pogo Pin) 또는 C-클립에 의해 회로와 전기적으로 접속될 수 있다. 따라서 초음파 진동자(300)는 포고 핀(Pogo Pin) 또는 C-클립으로부터 전류 또는 전압을 공급받아 진동을 발생할 수 있다. 다만, 초음파 진동자(300)에 전류 또는 전압을 공급하기 위하여 연결되는 소자의 종류는 상술한 바에 의해 제한되지 않는다.

중공(410)은 카트리지(200)와 본체(100)를 연통시킬 수 있다. 따라서 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치(10)에서 초음파 진동자(300)의 타 면(303)은 전원 공급 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 중공(410)을 통해 초음파 진동자(300)는 전원 공급 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 상술한 포고 핀, C-클립은 중공(410)을 통해 초음파 진동자와 연결될 수 있다. 또한 중공(410)에 의하여 초음파 진동자(300)의 적어도 일부가 노출되어 에어로졸 생성 물질과 접촉함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다.

삽입부(420)는 중공(410)에 교차하는 방향으로 함몰될 수 있다. 삽입부(420)에 초음파 진동자(300)의 적어도 일부가 삽입된다. 따라서, 초음파 진동자(300)는 일부가 삽입부(420)에 삽입되고, 나머지 일부는 중공(410)에 노출된다.

도 11을 참조하면, 제1 전극(310)이 초음파 진동자(300)의 타 면(303)에 증착된 부분의 길이(X)는 삽입부(420)의 길이(Y)보다 길게 형성될 수 있다. 따라서, 초음파 진동자(300)를 고정 부재(400)에 삽입한 상태에서도 제1 전극(310)은 초음파 진동자(300)의 타 면(303)으로 노출될 수 있다. 제1 전극(310)이 초음파 진동자(300)의 타면으로 노출되어 전원 공급 장치와 전기적으로 연결될 수 있다.

또한 도 11을 참조하면, 중공의 직경(A)은 초음파 진동자의 직경(B)보다 작다. 따라서 초음파 진동자(300)가 고정 부재(400)에 삽입된 상태에서 초음파 진동자(300)의 일부가 중공의 직경(A)만큼 노출될 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: 본체
200: 카트리지
300: 초음파 진동자
301: 초음파 진동자의 일 면
303: 초음파 진동자의 타 면
310: 제1 전극
320: 제2 전극
330: 절연체
400: 고정 부재
410: 중공
420: 삽입부

Claims (12)

1. 본체;
   상기 본체에 탈착 가능하게 연결되고, 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지; 및
   상기 카트리지에 배치되고, 일 면과 타 면에 전극을 포함하며, 진동함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 초음파 진동자;를 포함하고,
   상기 전극은 상기 초음파 진동자에 증착되는 에어로졸 생성 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전극의 두께는 0.5㎛ 내지 5㎛ 인 에어로졸 생성 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 초음파 진동자는,
   상기 초음파 진동자의 상기 일 면에 배치되는 제1 전극; 및
   상기 초음파 진동자의 상기 타 면에 배치되는 제2 전극;을 포함하고,
   상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 서로 전기적으로 절연되는 에어로졸 생성 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 전극은 상기 초음파 진동자의 상기 일 면에서 측면의 적어도 일부로 연장되어 상기 타 면의 일부에 배치되고,
   상기 제2 전극은 상기 초음파 진동자의 타 면에 증착되되, 상기 제1 전극과 이격되어 서로 전기적으로 절연되는 에어로졸 생성 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 초음파 진동자의 상기 타 면에 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 배치되어 배터리가 상기 초음파 진동자의 상기 타 면과 전기적으로 연결되는 에어로졸 생성 장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 초음파 진동자는 측면의 적어도 일부에서 상기 타 면으로 연장되되, 상기 타 면에서 상기 제2 전극 위에 배치되는 절연체를 포함하고,
   상기 제1 전극은 상기 초음파 진동자의 일 면에서 측면의 적어도 일부로 연장되어 상기 타 면의 일부에 증착되되, 상기 절연체가 위치하는 부분에 증착됨으로써 상기 제2 전극과 전기적으로 절연되는 에어로졸 생성 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 절연체가 상기 초음파 진동자의 타 면에 형성된 부분의 넓이는 상기 제1 전극이 상기 초음파 진동자의 타 면에 증착된 넓이보다 같거나 넓은 에어로졸 생성 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 카트리지는 상기 초음파 진동자를 상기 카트리지의 내부에 고정하는 고정 부재를 포함하고,
   상기 고정 부재는 길이방향으로 연장되는 중공 및 상기 중공에 교차하는 방향으로 함몰되어 상기 초음파 진동자의 적어도 일부가 삽입되는 삽입부를 포함하는 에어로졸 생성 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 전극은 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고,
   상기 제1 전극은 상기 초음파 진동자의 일 면에 증착되되, 측면의 적어도 일부로 연장되어 상기 타 면의 일부에 증착되고, 상기 타 면에 증착된 부분의 길이는 상기 삽입부의 길이보다 길게 형성되며,
   상기 제2 전극은 상기 초음파 진동자의 타 면에 증착되되, 상기 제1 전극과 전기적으로 절연되는 에어로졸 생성 장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 중공의 직경은 상기 초음파 진동자의 직경보다 작은 에어로졸 생성 장치.
11. 본체;
    상기 본체에 탈착 가능하게 연결되고, 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지;
    상기 카트리지에 배치되고, 진동함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 초음파 진동자;
    상기 초음파 진동자의 일 면에 증착된 제1 전극; 및
    상기 초음파 진동자의 타 면에 증착된 제2 전극;을 포함하고,
    상기 제1 전극의 적어도 일부는 상기 제2 전극과 동일 면에 배치되는 제2 전극;을 포함하는 에어로졸 생성 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 초음파 진동자의 상기 일 면에서 측면의 적어도 일부로 연장되어 상기 타 면의 일부에 배치되고,
    상기 제2 전극은 상기 초음파 진동자의 타 면에 증착되되, 상기 제1 전극과 이격되어 서로 전기적으로 절연되는 에어로졸 생성 장치.
    

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