KR20220127523A - 흐름 통로를 포함하는 에어로졸 생성 장치 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 흐름 통로를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한다. 일 측면에 따른 에어로졸 생성 장치는, 서셉터, 코일, 하우징, 및 제1 흐름 통로를 포함하고, 제1 흐름 통로는 하우징과 코일 사이에 배치된 외측 흐름 통로 및 코일과 서셉터 사이에 배치되고 외측 흐름 통로와 유체 연통하도록 구성된 내측 흐름 통로를 포함한다.
Description
본 개시는 흐름 통로를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 에어로졸 생성 물질을 가열시켜 에어로졸을 생성시키는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
에어로졸 생성 물품은 히터에 의해 가열됨으로써 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 사용자가 에어로졸 생성 장치를 그립(grip)하는데 히터의 열을 전달받게 되면 사용자가 불편함을 느낄 수 있다.
생성된 에어로졸은 공기에 의해 운반되어 사용자에게 제공될 수 있다. 담체(carrier)로서의 공기의 온도가 낮으면 에어로졸의 품질을 저하시킬 수 있다.
이에, 상술한 문제점들을 해결하기 위한 에어로졸 생성 장치가 요구된다.
사용자의 편한 그립을 위해, 히터로부터 하우징으로 전달되는 열을 차단할 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공하고자 한다.
에어로졸의 품질 유지를 위해, 적정 온도의 공기를 담체로 이용할 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공하고자 한다.
고온의 히터와 저온의 하우징의 온도 차이로 인해 결로가 발생하는 것을 방지할 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공하고자 한다.
기술적 과제는 상술한 바에 한정되지 않으며, 이하의 예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
일 측면에 따른 에어로졸 생성 장치는, 상부에 에어로졸 생성 물품이 삽입되도록 구성된 삽입홀을 포함하고, 에어로졸 생성 물품을 가열하도록 구성된 서셉터; 상기 서셉터를 둘러싸도록 배치된 코일; 상기 코일의 외측에 배치된 하우징; 및 상기 하우징의 외부로부터 상기 에어로졸 생성 물품으로 공기가 흐를 수 있도록 구성된 제1 흐름 통로를 포함하고, 상기 제1 흐름 통로는 상기 하우징과 상기 코일 사이에 배치된 외측 흐름 통로 및 상기 코일과 상기 서셉터 사이에 배치되고 상기 외측 흐름 통로와 유체 연통하도록 구성된 내측 흐름 통로를 포함한다.
서셉터로부터 발생한 열은 외측 흐름 통로의 공기에 의해 단열됨으로써, 사용자가 에어로졸 생성 장치를 편하게 그립할 수 있다.
내측 흐름 통로에서 공기가 가열됨으로써, 적정 온도를 갖는 공기가 담체로 이용될 수 있다. 그로 인해, 사용자에게 풍부한 에어로졸이 제공될 수 있다.
흐름 통로의 구조로 인해 결로가 방지될 수 있다.
발명의 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치를 구성하는 요소들을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 제1 흐름 통로를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 제1 흐름 통로의 기류를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 제2 흐름 통로를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 기류를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 서셉터에 의한 온도 분포를 대략적으로 나타낸다.
도 8은 일 실시예에 따른 내측 흐름 통로에서 가열된 공기의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 제2 흐름 통로 및 연결 흐름 통로의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 제2 흐름 통로의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 제1 흐름 통로를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 제1 흐름 통로의 기류를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 제2 흐름 통로를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 기류를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 서셉터에 의한 온도 분포를 대략적으로 나타낸다.
도 8은 일 실시예에 따른 내측 흐름 통로에서 가열된 공기의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 제2 흐름 통로 및 연결 흐름 통로의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 제2 흐름 통로의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "-부", "-모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "적어도 어느 하나의"와 같은 표현이 배열된 구성요소들 앞에 있을 때, 배열된 각각의 구성이 아닌 전체 구성 요소들을 수식한다. 예를 들어, "a, b, 및 c 중 적어도 어느 하나"라는 표현은 a, b, c, 또는 a와 b, a와 c, b와 c, 또는 a와 b와 c를 포함하는 것으로 해석하여야 한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치를 구성하는 요소들을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 히터(130), 코일(131), 배터리(110), 및 제어부(120)를 포함할 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니고, 도 1에 도시되는 요소들 외에 다른 범용적인 요소들이 에어로졸 생성 장치(100)에 더 포함될 수 있다.
에어로졸 생성 장치(100)는 유도 가열(induction heating) 방식으로 에어로졸 생성 장치(100)에 수용되는 에어로졸 생성 물품을 가열함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다. 유도 가열 방식은 외부 자기장에 의해 발열하는 자성체에 주기적으로 방향이 변하는 교번 자기장(alternating magnetic field)을 인가하여 자성체를 발열시키는 방식을 의미할 수 있다.
자성체에 교번 자기장이 인가되는 경우, 자성체에는 와류손(eddy current loss) 및 히스테리시스손(hysteresis loss)에 따른 에너지 손실이 발생할 수 있고, 손실되는 에너지가 열에너지로서 자성체로부터 방출될 수 있다. 자성체에 인가되는 교번 자기장의 진폭 또는 주파수가 클수록 자성체로부터 많은 열에너지가 방출될 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)는 자성체에 교번 자기장을 인가함으로써 자성체로부터 열에너지를 방출시킬 수 있고, 자성체로부터 방출되는 열에너지를 에어로졸 생성 물품에 전달할 수 있다.
외부 자기장에 의해 발열하는 자성체는 서셉터(susceptor)일 수 있다. 서셉터는 조각, 박편, 또는 스트립 등의 형상으로 에어로졸 생성 장치(100)에 구비될 수 있다. 예를 들면, 에어로졸 생성 장치(100)의 내부에 배치되는 히터(130)의 적어도 일부가 서셉터 물질로 형성될 수 있다.
서셉터 물질의 적어도 일부는 강자성체(ferromagnetic substance)로 형성될 수 있다. 예를 들면, 서셉터 물질은 금속 또는 탄소를 포함할 수 있다. 서셉터 물질은 페라이트(ferrite), 강자성 합금(ferromagnetic alloy), 스테인리스강(stainless steel), 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 서셉터 물질은 흑연(graphite), 몰리브덴(molybdenum), 실리콘 카바이드(silicon carbide), 니오븀(niobium), 니켈 합금(nickel alloy), 금속 필름(metal film), 지르코니아(zirconia) 등과 같은 세라믹, 니켈(Ni)이나 코발트(Co) 등과 같은 전이 금속, 붕소(B)나 인(P)과 같은 준금속 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
에어로졸 생성 장치(100)는 에어로졸 생성 물품을 수용할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)에는 에어로졸 생성 물품을 수용하기 위한 공간이 형성될 수 있다. 에어로졸 생성 물품을 수용하기 위한 공간에는 히터(130)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 히터(130)는 내부에 에어로졸 생성 물품을 수용하기 위한 원통 형상의 수용공간을 가질 수 있다. 따라서, 에어로졸 생성 물품이 에어로졸 생성 장치(100)에 수용되는 경우 에어로졸 생성 물품은 히터(130)의 수용공간에 수용될 수 있다.
히터(130)는 에어로졸 생성 장치(100)에 수용된 에어로졸 생성 물품의 외측면의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 예를 들면, 히터(130)는 에어로졸 생성 물품에 포함된 담배 매질을 둘러쌀 수 있다. 그에 따라, 히터(130)로부터 담배 매질에 열이 보다 효율적으로 전달될 수 있다.
히터(130)는 에어로졸 생성 장치(100)에 수용된 에어로졸 생성 물품을 가열할 수 있다. 전술한 바와 같이, 히터(130)는 유도 가열 방식으로 에어로졸 생성 물품을 가열할 수 있다. 히터(130)는 외부 자기장에 의해 발열하는 서셉터 물질을 포함할 수 있고, 에어로졸 생성 장치(100)는 히터(130)에 교번 자기장을 인가할 수 있다.
코일(131)은 에어로졸 생성 장치(100)에 구비될 수 있다. 코일(131)은 히터(130)에 교번 자기장을 인가할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)로부터 코일(131)에 전력이 공급되는 경우 코일(131) 내부에 자기장이 형성될 수 있다. 코일(131)에 교류 전류가 인가되는 경우 코일(131) 내부에 형성되는 자기장의 방향은 지속적으로 변경될 수 있다. 히터(130)가 코일(131) 내부에 위치하여 주기적으로 방향이 변하는 교번 자기장에 노출되는 경우, 히터(130)가 발열할 수 있고, 히터(130)의 수용공간에 수용된 에어로졸 생성 물품이 가열될 수 있다.
코일(131)은 히터(130)의 외측면을 따라 권선될 수 있다. 또한, 코일(131)은 에어로졸 생성 장치(100)의 외부 하우징의 내면을 따라 권선될 수 있다. 코일(131)이 권선되어 형성되는 내부 공간에 히터(130)가 위치할 수 있다. 코일(131)에 전력이 공급되는 경우 코일(131)에 의해 생성되는 교번 자기장이 히터(130)에 인가될 수 있다.
코일(131)은 에어로졸 생성 장치(100)의 길이 방향으로 연장될 수 있다. 코일(131)은 길이 방향을 따라 적정한 길이로 연장될 수 있다. 예를 들면, 코일(131)은 히터(130)의 길이에 대응되는 길이로 연장될 수 있고, 또는 히터(130)의 길이보다 긴 길이로 연장될 수 있다.
코일(131)은 히터(130)에 교번 자기장을 인가하기에 적합한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들면, 코일(131)은 히터(130)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 이와 같은 코일(131)의 크기 및 배치에 의해 코일(131)의 교번 자기장이 히터(130)에 인가되는 효율이 향상될 수 있다.
코일(131)에 의해 형성되는 교번 자기장의 진폭 또는 주파수가 변경되는 경우 히터(130)가 에어로졸 생성 물품을 가열하는 정도 또한 변경될 수 있다. 코일(131)에 의한 자기장의 진폭 또는 주파수는 코일(131)에 인가되는 전력에 의해 변경될 수 있으므로, 에어로졸 생성 장치(100)는 코일(131)에 인가되는 전력을 조정함으로써 에어로졸 생성 물품의 가열을 제어할 수 있다. 예를 들면, 에어로졸 생성 장치(100)는 코일(131)에 인가되는 교류 전류의 진폭 및 주파수를 제어할 수 있다.
하나의 예시로서, 코일(131)은 솔레노이드(solenoid)로 구현될 수 있다. 코일(131)은 에어로졸 생성 장치(100)의 외부 하우징의 내면을 따라 권선되는 솔레노이드일 수 있고, 솔레노이드의 내부 공간에 히터(130) 및 에어로졸 생성 물품이 위치할 수 있다. 솔레노이드를 구성하는 도선의 재질은 구리(Cu)일 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니고, 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 아연(Zn), 및 니켈(Ni) 중 어느 하나, 또는 적어도 하나를 포함하는 합금이 솔레노이드를 구성하는 도선의 재질이 될 수 있다.
배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(100)에 전력을 공급할 수 있다. 배터리(110)는 코일(131)에 전력을 공급할 수 있다. 배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(100)에 직류를 공급하는 배터리 및 배터리로부터 공급되는 직류를 코일(131)에 공급되는 교류로 변환하는 변환부를 포함할 수 있다.
배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(100)에 직류를 공급할 수 있다. 배터리(110)는 리튬인산철(LiFePO4) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 배터리는 산화 리튬 코발트(LiCoO2) 배터리, 리튬 티탄산염 배터리, 리튬폴리머(LiPoly) 배터리 등일 수 있다.
변환부는 배터리로부터 공급되는 직류에 대한 필터링을 수행하여 코일(131)에 공급되는 교류를 출력하는 저역 통과 필터(low-pass filter)를 포함할 수 있다. 변환부는 배터리로부터 공급되는 직류를 증폭하기 위한 증폭기(amplifier)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 변환부는 D급 증폭기(class-D amplifier)의 부하 네트워크를 구성하는 저역 통과 필터를 통해 구현될 수 있다.
제어부(120)는 코일(131)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 제어부(120)는 코일(131)에 공급되는 전력이 조정되도록 배터리(110)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(120)는 히터(130)의 온도에 기초하여 히터(130)가 에어로졸 생성 물품을 가열하는 온도를 일정하게 유지하기 위한 제어를 수행할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 배터리(110), 히터(130), 센서(140), 사용자 인터페이스(150), 메모리(160), 및 제어부(120)를 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(100)의 내부 구조는 도 2에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(100)의 설계에 따라, 도 2에 도시된 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(100)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(110)는 히터(130)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(100) 내에 구비된 다른 구성들, 즉, 센서(140), 사용자 인터페이스(150), 메모리(160), 및 제어부(120)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(110)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다.
에어로졸 생성 장치(100)는 적어도 하나의 센서(140)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서(140)에서 센싱된 결과는 제어부(120)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 제어부(120)는 히터의 동작 제어, 흡연의 제한, 에어로졸 생성 물품의 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(100)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 센서(140)는 퍼프 센서를 포함할 수 있다. 퍼프 센서는 온도 변화, 유량(flow) 변화, 전압 변화, 및 압력 변화 중 어느 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 센서(140)는 히터(130)(또는, 에어로졸 생성 물품)의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)는 히터(130)의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하거나, 별도의 온도 센서를 포함하는 대신 히터(130) 자체가 온도 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 히터(130)가 온도 센서의 역할을 수행함과 동시에 에어로졸 생성 장치(100)에 별도의 온도 센서가 더 포함될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 센서(140)는 에어로졸 생성 장치(100)의 주위 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 포함할 수 있다. 주위 온도는 에어로졸 생성 장치(100) 외부의 온도이다. 주위 온도는 에어로졸 생성 장치(100)에서 에어로졸 생성 물품으로부터 생성된 에어로졸이 방출되는 대기의 온도이다. 온도 센서는 주위 온도를 측정할 수 있도록 하우징의 외부에 배치되거나, 외부 공기가 유입되는 경로 상에 배치될 수 있다. 온도 센서는 측정한 주위 온도의 값을 제어부(120)에게 전달할 수 있고, 제어부(120)는 주위 온도에 기초하여 에어로졸 생성 물품을 가열하기 위한 가열 프로파일을 결정할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 센서는 습도 센서를 포함할 수 있다. 습도 센서는 에어로졸 생성 장치(100)의 주위 습도를 측정할 수 있다. 주위 습도는 에어로졸 생성 장치(100) 외부의 습도이다. 주위 습도는 에어로졸 생성 장치(100)에서 에어로졸 생성 물품으로부터 생성된 에어로졸이 방출되는 대기의 습도이다. 습도 센서는 주위 습도를 측정할 수 있도록 하우징의 외부에 배치되거나, 외부 공기가 유입되는 경로 상에 배치될 수 있다. 습도 센서는 측정한 주위 습도의 값을 제어부(120)에 전달할 수 있고, 제어부(120)는 주위 습도에 기초하여 에어로졸 생성 물품을 가열기 위한 가열 프로파일을 결정할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 센서는 인덕티브 센서를 포함할 수 있다. 인덕티브 센서는 에어로졸 생성 장치(100)에 에어로졸 생성 물품이 삽입되었는지 여부를 감지할 수 있다. 일 예에서, 에어로졸 생성 물품은 알루미늄과 같은 금속 물질을 포함할 수 있고, 인덕티브 센서는 에어로졸 생성 물품이 에어로졸 생성 장치(100)에 삽입됨에 따라 발생되는 인덕턴스 변화를 감지할 수 있다. 다만, 이에 반드시 제한되는 것은 아니며, 인덕티브 센서는 광 센서, 온도 센서, 저항 센서 등의 다른 종류의 센서로 대체될 수도 있다.
제어부(120)는 에어로졸 생성 물품의 삽입이 감지되면, 추가적인 외부의 입력이 없이도 자동으로 가열이 시작되도록 에어로졸 생성 장치(100)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 에어로졸 생성 물품의 삽입이 감지되면, 배터리(110)가 코일로 전력을 공급하도록 제어할 수 있다. 다만, 이에 반드시 제한되는 것은 아니며, 제어부(120)는 추가적인 외부의 입력이 존재해야 가열이 시작되도록 에어로졸 생성 장치(100)를 제어할 수 있다.
사용자 인터페이스(150)는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(100)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(150)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 인터페이스 등의 다양한 인터페이싱 수단들을 포함할 수 있다.
다만, 에어로졸 생성 장치(100)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스(150) 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.
사용자 인터페이스(150)는 에어로졸 생성 장치(100)와 관련된 시각 정보를 출력하는 디스플레이를 포함할 수 있다. 여기에서, 에어로졸 생성 장치(100)와 관련된 시각 정보는 에어로졸 생성 장치(100)의 동작과 관련된 모든 정보를 포함한다. 예를 들어, 디스플레이는 에어로졸 생성 장치(100)의 상태에 대한 정보(예를 들어, 에어로졸 생성 장치의 사용 가능 여부 등), 히터(130)에 대한 정보(예를 들어, 예열 시작, 예열 진행, 예열 완료 등), 배터리(110)와 관련된 정보(예를 들어, 배터리(110)의 잔여 용량, 사용 가능 여부 등), 에어로졸 생성 장치(100)의 리셋과 관련된 정보(예를 들어, 리셋 시기, 리셋 진행, 리셋 완료 등), 에어로졸 생성 장치(100)의 청소와 관련된 정보(예를 들어, 청소 시기, 청소 필요, 청소 진행, 청소 완료 등), 에어로졸 생성 장치(100)의 충전과 관련된 정보(예를 들어, 충전 필요, 충전 진행, 충전 완료 등), 퍼프와 관련된 정보(예를 들어, 퍼프 횟수, 퍼프 종료 예고 등) 또는 안전과 관련된 정보(예를 들어, 사용시간 경과 등) 등을 출력할 수 있다.
통신 인터페이스는 외부 디바이스, 외부 서버 등과 통신 연결될 수 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스는 다양한 타입의 디지털 인터페이스, AP 기반의 Wi-Fi(와이파이, Wireless LAN 네트워크), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 유/무선 LAN(Local Area Network), WAN, 이더넷(Ethernet), IEEE 1394, HDMI, USB, MHL, AES/EBU, 옵티컬(Optical), 코액셜(Coaxial) 등 중 적어도 하나의 통신 방식을 지원하는 형태로 구현될 수 있다. 또한, 통신 인터페이스는 비디오와 오디오 신호를 전송하기 위한 TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 채널과, 디바이스 정보, 비디오 또는 오디오에 관련된 정보(예로 E-EDID(Enhanced Extended Display Identification Data))를 송수신하기 위한 DDC(Display Data Channel) 및 제어 신호를 송수신하기 위한 CEC(Consumer Electronic Control)를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 인터페이스로 구현될 수 있다.
메모리(160)는, 에어로졸 생성 장치(100) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 제어부(120)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(160)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(160)에는 에어로졸 생성 장치(100)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일, 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다.
제어부(120)는 에어로졸 생성 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(120)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
한편, 도 2에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(100)는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(100)의 배터리(110)를 충전하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)는 크래들 내부의 수용 공간에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(100)의 배터리(110)를 충전할 수 있다.
이하의 도면들에서 에어로졸 생성 장치의 상하좌우는 도면의 상하좌우와 동일하다고 간주한다.
도 3은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(200)의 제1 흐름 통로(260)를 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(200)는 서셉터(230), 코일(231), 하우징(240), 및 제1 흐름 통로(260)를 포함한다.
에어로졸 생성 장치(200)는 에어로졸 생성 물품이 삽입되도록 구성된 삽입홀(250)을 포함할 수 있다. 삽입홀(250)은 에어로졸 생성 장치(200)의 상부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 삽입홀(250)은 하우징(240)의 상면에 배치될 수 있다.
서셉터(230)는 도 1 및 2의 히터에 대응될 수 있다. 서셉터(230)는 에어로졸 생성 물품을 가열하도록 구성될 수 있다. 서셉터(230)는 내부에 에어로졸 생성 물품이 수용되는 공간이 형성되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 서셉터(230)는 원통형일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
코일(231)은 도 1 및 2의 코일에 대응될 수 있다. 코일(231)은 서셉터(230)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 코일(231)의 외측에는 전자기파를 차단하기 위한 차단벽이 배치될 수 있다.
하우징(240)은 코일(231)의 외측에 배치될 수 있다. 하우징(240)은 코일(231) 및 서셉터(230)를 수용하도록 구성될 수 있다. 또한, 하우징(240)은 제어부 및 배터리를 수용하도록 구성될 수 있다. 하우징(240)은 에어로졸 생성 장치(200)의 외관을 형성할 수 있다. 하우징(240)은 단일 구성요소이거나 조립체일 수 있다. 예를 들어, 하우징(240)은 코일(231)을 수용하는 구성요소와 제어부 및 배터리를 수용하는 구성요소의 조립체일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 흐름 통로(260)는 하우징(240)의 외부로부터 에어로졸 생성 물품으로 공기가 흐를 수 있도록 구성될 수 있다. 제1 흐름 통로(260)는 제1 입구(263), 외측 흐름 통로(261), 연결 흐름 통로(265), 내측 흐름 통로(262), 및 출구(264)를 포함할 수 있다.
제1 입구(263)는 외부로부터 외측 흐름 통로(261)로 공기가 유입되도록 구성될 수 있다. 제1 입구(263)는 삽입홀(250)과 하우징(240)의 서로 다른 면에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서 삽입홀(250)은 하우징(240)의 상면에 배치되고, 제1 입구(263)는 하우징(240)의 측면에 배치된다. 서셉터(230)가 가열되는 동안 삽입홀(250)을 통해 열이 배출될 수 있다. 제1 입구(263)를 삽입홀(250)과 다른 면에 배치함으로써, 삽입홀(250)을 통해 배출된 열이 제1 입구(263)로 유입되는 공기에 미치는 영향을 줄일 수 있다.
외측 흐름 통로(261)는 코일(231)과 하우징(240) 사이에 배치될 수 있다. 외측 흐름 통로(261)는 전자기파 차단벽과 하우징(240) 사이에 배치될 수 있다. 외측 흐름 통로(261)는 위쪽 방향으로 공기가 흐를 수 있도록, 하우징(240)과 코일(231) 사이에서 연장 형성될 수 있다. 구체적으로, 외측 흐름 통로(261)는 사용자가 흡입하면 공기가 위쪽 방향으로 흐르도록 구성될 수 있다.
내측 흐름 통로(262)는 서셉터(230)와 코일(231) 사이에 배치될 수 있다. 내측 흐름 통로(262)는 아래쪽 방향으로 공기가 흐를 수 있도록, 서셉터(230)와 코일(231) 사이에서 연장 형성될 수 있다. 구체적으로, 내측 흐름 통로(262)는 사용자가 흡입하면 공기가 아래쪽 방향으로 흐르도록 구성될 수 있다.
연결 흐름 통로(265)는 외측 흐름 통로(261)에서 내측 흐름 통로(262)로 연장 형성될 수 있다. 연결 흐름 통로(265)는 코일의 상단(231UE)보다 상측에 배치될 수 있다. 그에 따라, 외측 흐름 통로(261), 내측 흐름 통로(262), 및 연결 흐름 통로(265)는 코일(231)을 따라 연장 형성될 수 있다.
사용자가 흡입을 하지 않으면 내측 흐름 통로(262)의 열 또는 뜨거운 공기가 연결 흐름 통로(265)를 통해 외측 흐름 통로(261)로 이동할 수 있다. 열 또는 뜨거운 공기가 하우징(240)으로 전달되면 사용자가 하우징(240)을 그립하기 불편할 수 있다. 또한, 열 또는 뜨거운 공기가 차가운 하우징(240)과 만나 결로가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 연결 흐름 통로(265)의 단면적은 내측 흐름 통로(262)의 단면적보다 작을 수 있다. 또한, 연결 흐름 통로(265)는 내측 흐름 통로(262)와 수직하게 연결될 수 있다. 좁은 단면적 및 수직한 연결에 의해 내측 흐름 통로(262)의 열 또는 뜨거운 공기가 연결 흐름 통로(265)로 이동하는 것이 방지될 수 있다.
출구(264)는 내측 흐름 통로(262)로부터 에어로졸 생성 물품으로 공기가 배출되도록 구성될 수 있다. 출구(264)는 삽입홀(250)과 마주보도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(200)의 제1 흐름 통로(260)의 기류를 설명하기 위한 도면이다.
사용자가 흡입하면 제1 입구(263)를 통해 외부의 공기가 에어로졸 생성 장치(200)의 내부로 유입될 수 있다. 제1 입구(263)는 가열된 서셉터로 인한 영향을 받지 않도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 입구(263)는 서셉터의 하단(230LE)보다 하측에 배치될 수 있다. 이러한 배치로 인해, 상온의 외부 공기가 제1 입구(263)로 유입될 수 있다.
내측 흐름 통로(262)에서 아래쪽 방향으로 흐르는 공기는 서셉터(230)에 의해 가열될 수 있다. 가열된 공기는 에어로졸 생성 물품(300)에서 생성된 에어로졸을 운반할 수 있다. 내측 흐름 통로(262)에서 공기가 가열됨으로써, 적정 온도를 갖는 공기가 담체로 이용될 수 있다. 그로 인해, 사용자에게 풍부한 에어로졸이 제공될 수 있다.
외측 흐름 통로(261)를 통해 위쪽 방향으로 흐르는 공기는 단열층을 형성할 수 있다. 외측 흐름 통로(261)의 공기는 외부로부터 유입되므로, 내측 흐름 통로(262)의 공기보다 온도가 낮을 수 있다. 서셉터(230)로부터 발생한 열은 외측 흐름 통로(261)의 공기에 의해 단열됨으로써, 사용자가 에어로졸 생성 장치(200)를 편하게 그립할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(200)의 제2 흐름 통로(270)를 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(200)는 제2 흐름 통로(270)를 포함한다. 제2 흐름 통로(270)는 하우징(240)의 외부로부터 제1 흐름 통로(260)로 공기가 흐를 수 있도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 제2 흐름 통로(270)는 하우징(240)의 외부로부터 내측 흐름 통로(262)로 공기가 흐를 수 있도록 구성될 수 있다.
제2 입구(271)는 외부로부터 제2 흐름 통로(270)로 공기가 유입될 수 있도록 구성될 수 있다. 제2 입구(271)는 제1 입구(263)와 하우징(240)의 서로 다른 면에 배치될 수 있다. 제1 입구(263)는 하우징(240)의 측면에 배치될 수 있다. 제2 입구(271)는 하우징(240)의 상면에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 입구(271)는 삽입홀(250)의 인근에 배치될 수 있다. 서셉터가 가열되는 동안 삽입홀(250)을 통해 열이 배출될 수 있다. 제2 입구(271)가 삽입홀(250)과 인접하게 배치됨으로써, 삽입홀(250)을 통해 배출된 열이 제2 입구(271)를 형성하는 하우징(240)의 온도를 높일 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(200)의 기류를 설명하기 위한 도면이다.
사용자가 흡입하면 제1 입구(263) 및 제2 입구(271)를 통해 외부의 공기가 에어로졸 생성 장치(200)의 내부로 유입될 수 있다. 제2 입구(271)로 유입된 공기는 제2 흐름 통로(270)에서 아래쪽 방향으로 흐를 수 있다.
제2 흐름 통로(270)를 통과한 공기는 외측 흐름 통로(261)를 통과한 공기와 만나 내측 흐름 통로(262)로 유입될 수 있다. 내측 흐름 통로(262)를 지나며 서셉터(230)에 의해 가열된 공기는 에어로졸 생성 물품(300)으로 전달될 수 있다.
에어로졸 생성 장치(200)는 크기, 흡인 저항 등과 같은 다양한 요인들을 고려하여 설계될 필요가 있다. 에어로졸 생성 장치(200)는 제1, 2 흡입 통로를 포함하므로, 다양한 요인들의 밸런스를 유지하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 외측 흐름 통로(261)의 단면적을 좁힘으로써 에어로졸 생성 장치(200)의 크기를 줄이면, 제2 흐름 통로(270)의 단면적을 넓힘으로써, 좁아진 외측 흐름 통로(261)로 인해 증가한 흡인 저항을 보상하는 것이 가능하다.
도 7은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(200)의 서셉터(230)에 의한 온도 분포를 대략적으로 나타낸다.
코일(231)에 의해 가열된 서셉터(230)로부터 열이 발생한다. 도 7은 서셉터(230)의 열로 인한 에어로졸 생성 장치(200)의 온도 분포를 대략적으로 도시한다.
제1, 2, 3 영역들(G1, G2, G3)은 온도 분포를 기준으로 대략적으로 나뉜 영역들이다. 제1 영역(G1), 제2 영역(G2), 및 제3 영역(G3)의 순서로 온도가 높을 수 있다. 제3 영역(G3)은 상온인 영역일 수 있다.
제2 입구(271)는 삽입홀(250)의 인근에 배치되고, 제1 입구(263)는 서셉터(230)의 하단보다 하측에 배치됨으로써, 제2 입구(271)는 제2 영역(G2)에 포함되고, 제1 입구(263)는 제3 영역(G3)에 포함될 수 있다. 따라서, 가열된 서셉터(230)에 의한 제1 입구(263)에서의 공기의 온도 변화는 가열된 서셉터(230)에 의한 제2 입구(271)에서의 공기의 온도 변화보다 작을 수 있다. 또한, 제2 입구(271)를 형성하는 하우징(240)의 부분의 온도는 제1 입구(263)를 형성하는 하우징(240)의 부분의 온도보다 높을 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 내측 흐름 통로(262)에서 가열된 공기의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
사용자가 흡입을 하지 않는 동안에는 공기의 흐름 방향이 정해지지 않을 수 있다. 예를 들어, 내측 흐름 통로(262)에서 가열된 공기가 외측 흐름 통로(261)로 역류하거나, 제1 흐름 통로(260)로 역류할 수 있다. 내측 흐름 통로(262)에서 가열된 공기가 제1 흐름 통로(260)로 역류하는 경우, 낮은 온도의 하우징(240)과 가열된 공기가 만나 결로가 발생할 가능성이 있다.
제2 입구(271) 및 제2 입구를 형성하는 하우징(240)의 부분은 삽입홀(250)로부터 배출되는 열을 받으므로, 내측 흐름 통로(262)에서 가열된 공기가 제2 흐름 통로(270)로 역류하더라도 결로가 발생할 가능성이 낮다.
결로를 방지하기 위해서는 내측 흐름 통로(262)에서 가열된 공기가 외측 흐름 통로(261)보다 제2 흐름 통로(270)로 역류하도록 에어로졸 생성 장치(200)를 설계하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 제2 흐름 통로(270)는 내측 흐름 통로(262)와 동일한 축상에서 내측 흐름 통로(262)로부터 제2 입구(271)로 연장 형성될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 제2 흐름 통로(270) 및 연결 흐름 통로(265)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하여 설명하였듯이, 결로를 방지하기 위해서는 내측 흐름 통로(262)에서 가열된 공기가 외측 흐름 통로(261)보다 제2 흐름 통로(270)로 역류하도록 에어로졸 생성 장치를 설계하는 것이 바람직하다.
이를 위해, 연결 흐름 통로(265)는 내측 흐름 통로(262)와 수직하도록 연장 형성되고, 제2 흐름 통로(270)는 내측 흐름 통로(262)와 동일한 축상에서 연장 형성될 수 있다. 또한, 내측 흐름 통로(262)와 연결된 연결 흐름 통로의 부분(265LE)의 단면적은 내측 흐름 통로(262)와 연결된 제2 흐름 통로의 부분(270LE)의 단면적보다 작을 수 있다.
이와 같이 제2 흐름 통로(270) 및 연결 흐름 통로(265)의 구조를 설계함으로써, 결로가 방지될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 제2 흐름 통로(270)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
사용자가 흡입을 하지 않는 동안에는 공기의 흐름 방향이 정해지지 않을 수 있다. 예를 들어, 내측 흐름 통로(262)에서 가열된 공기가 제2 흐름 통로(270)로 역류할 수 있다. 제2 입구(271)로 가열된 공기가 빠져나가는 것은 열의 손실을 일으킬 수 있다.
이를 방지하기 위해, 제2 입구(271)의 단면적은 내측 흐름 통로(262)와 연결된 제2 흐름 통로의 부분(270LE)의 단면적보다 작을 수 있다. 예를 들어, 도 10과 같이 제2 입구(271)에 단턱이 형성될 수 있다.
이와 같이 제2 흐름 통로(270)의 구조를 설계함으로써, 내측 흐름 통로(262)에서 가열된 공기가 제2 흐름 통로(270)에서 보유됨으로써, 열의 손실이 방지될 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.
100: 에어로졸 생성 장치
110: 배터리
120: 제어부 130: 히터
131: 코일 140: 센서
150: 사용자 인터페이스 160: 메모리
200: 에어로졸 생성 장치 230: 서셉터
231: 코일 240: 하우징
250: 삽입홀 260: 제1 흐름 통로
261: 외측 흐름 통로 262: 내측 흐름 통로
263: 제1 입구 264: 출구
265: 연결 흐름 통로 270: 제2 흐름 통로
271: 제2 입구 300: 에어로졸 생성 물품
120: 제어부 130: 히터
131: 코일 140: 센서
150: 사용자 인터페이스 160: 메모리
200: 에어로졸 생성 장치 230: 서셉터
231: 코일 240: 하우징
250: 삽입홀 260: 제1 흐름 통로
261: 외측 흐름 통로 262: 내측 흐름 통로
263: 제1 입구 264: 출구
265: 연결 흐름 통로 270: 제2 흐름 통로
271: 제2 입구 300: 에어로졸 생성 물품
Claims (14)
- 상부에 에어로졸 생성 물품이 삽입되도록 구성된 삽입홀을 포함하는 에어로졸 생성 장치에 있어서,
에어로졸 생성 물품을 가열하도록 구성된 서셉터;
상기 서셉터를 둘러싸도록 배치된 코일;
상기 코일의 외측에 배치된 하우징; 및
상기 하우징의 외부로부터 상기 에어로졸 생성 물품으로 공기가 흐를 수 있도록 구성된 제1 흐름 통로를 포함하고,
상기 제1 흐름 통로는 상기 하우징과 상기 코일 사이에 배치된 외측 흐름 통로 및 상기 코일과 상기 서셉터 사이에 배치되고 상기 외측 흐름 통로와 유체 연통하도록 구성된 내측 흐름 통로를 포함하는, 에어로졸 생성 장치. - 제1항에 있어서,
위쪽 방향으로 공기가 흐를 수 있도록, 상기 외측 흐름 통로는 상기 하우징과 상기 코일 사이에서 연장 형성되고,
아래쪽 방향으로 공기가 흐를 수 있도록, 상기 내측 흐름 통로는 상기 코일과 상기 서셉터 사이에서 연장 형성된, 에어로졸 생성 장치. - 제1항에 있어서,
외부로부터 상기 외측 흐름 통로로 공기가 유입되도록 구성된 제1 입구를 더 포함하고,
상기 제1 입구는 상기 하우징의 측면에 배치된, 에어로졸 생성 장치. - 제3항에 있어서,
상기 제1 입구는 상기 서셉터의 하단보다 하측에 배치된, 에어로졸 생성 장치. - 제3항에 있어서,
상기 하우징의 외부로부터 상기 제1 흐름 통로로 공기가 흐를 수 있도록 구성된 제2 흐름 통로를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치. - 제5항에 있어서,
외부로부터 상기 제2 흐름 통로로 공기가 유입되도록 구성된 제2 입구를 더 포함하고,
상기 제2 입구는 상기 하우징의 상면에 배치된, 에어로졸 생성 장치. - 제6항에 있어서,
상기 제2 입구는 상기 삽입홀의 인근에 배치된, 에어로졸 생성 장치. - 제6항에 있어서,
상기 제2 흐름 통로는 상기 내측 흐름 통로와 동일한 축상에서 상기 내측 흐름 통로로부터 상기 제2 입구로 연장 형성된, 에어로졸 생성 장치. - 제6항에 있어서,
상기 제2 입구의 단면적은 상기 내측 흐름 통로와 연결된 상기 제2 흐름 통로의 부분의 단면적보다 작은, 에어로졸 생성 장치. - 제6항에 있어서,
상기 코일에 의해 가열된 상기 서셉터에 의한 상기 제1 입구에서의 공기의 온도 변화는 상기 코일에 의해 가열된 상기 서셉터에 의한 상기 제2 입구에서의 공기의 온도 변화보다 작은, 에어로졸 생성 장치. - 제5항에 있어서,
상기 외측 흐름 통로에서 상기 내측 흐름 통로로 연장 형성된 연결 흐름 통로를 더 포함하고,
상기 연결 흐름 통로는 상기 코일의 상단보다 상측에 배치된, 에어로졸 생성 장치. - 제11항에 있어서,
상기 연결 흐름 통로는 상기 내측 흐름 통로와 수직하도록 연장 형성된, 에어로졸 생성 장치. - 제11항에 있어서,
상기 내측 흐름 통로와 연결된 상기 연결 흐름 통로의 부분의 단면적은 상기 내측 흐름 통로와 연결된 상기 제2 흐름 통로의 부분의 단면적보다 작은, 에어로졸 생성 장치. - 제11항에 있어서,
상기 연결 흐름 통로의 단면적은 상기 내측 흐름 통로의 단면적보다 작은, 에어로졸 생성 장치.
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- 2022-03-04 WO PCT/KR2022/003074 patent/WO2022191517A1/en active Application Filing
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