KR20220166643A - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

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김용환
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장석수
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Abstract

에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물품이 삽입되는 제1 챔버, 제1 챔버와 이격되어 배치되는 제2 챔버 및 제1 챔버와 제2 챔버를 연결하는 공기 통로를 포함하는 하우징, 제2 챔버와 인접하게 배치되는 압력 센서 및 압력 센서와 전기적으로 연결되고, 압력 센서를 통해 제2 챔버의 내부의 압력 변화를 감지하는 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 제2 챔버의 내부의 압력 변화량이 지정된 값 이상이면 사용자의 퍼프 동작이 발생하였음을 나타내는 알림을 출력할 수 있다.

Description

에어로졸 생성 장치{Aerosol generating apparatus}
실시예들은 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기류 통로로부터 이격되는 압력 센서를 통해 사용자의 퍼프 동작을 감지할 수 있는 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.
최근에는 궐련을 연소시켜 에어로졸을 공급하는 방법을 대체하기 위한 방안으로 에어로졸 생성 물품을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있는 에어로졸 생성 장치가 제안된 바 있다. 에어로졸 생성 장치는 예를 들어, 히터를 통해 액체 또는 고체 상태의 에어로졸 생성 물질을 소정의 온도로 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있는 장치를 의미할 수 있다.
에어로졸 생성 장치를 사용하는 경우, 라이터와 같은 부가 용품 없이도 흡연이 가능하고, 사용자가 원하는 만큼 흡연이 가능해지는 등 사용자의 흡연 편의성이 향상될 수 있으므로, 최근 들어 에어로졸 생성 장치에 관한 연구가 점차 활발해지고 있다.
기존의 에어로졸 생성 장치는 열전대 와이어(Thermocouple wire)를 통해 에어로졸 생성 물품을 가열하기 위한 열원과 인쇄 회로 기판을 연결하고, 인쇄 회로 기판에 배치된 프로세서에서 열원의 온도 또는 전류의 변화에 기초하여 사용자의 퍼프 동작을 감지하는 것이 일반적이었다.
다만, 상술한 에어로졸 생성 장치에서는 열전대 와이어를 통해 열원과 인쇄 회로 기판을 연결하기 위해서는 열전대 와이어가 열원을 포함하는 구조체(또는 '밀폐 구조체')를 관통할 수 밖에 없었다. 열전대 와이어가 열원을 포함하는 구조체를 관통함에 따라, 열전대 와이어가 관통하는 구조체의 공간을 통해 일부 액적이 유출되는 상황이 발생할 수 있으므로, 상술한 에어로졸 생성 장치에서는 누액(leakage)에 의한 에어로졸 생성 장치의 부품들의 오작동 또는 손상을 방지하기 어려웠다.
본 개시는 압력 센서를 통해 기류 통로의 압력 변화를 측정하고, 기류 통로의 압력 변화에 기초하여 사용자의 퍼프 동작을 감지할 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공함으로써, 열전대 와이어를 통해 사용자의 퍼프 동작을 감지하는 에어로졸 생성 장치의 문제점을 해결하고자 한다.
본 개시의 실시예들을 통해 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물품이 삽입되는 제1 챔버, 제1 챔버와 이격되어 배치되는 제2 챔버 및 제1 챔버와 제2 챔버를 연결하는 공기 통로를 포함하는 하우징, 제2 챔버와 인접하게 배치되는 압력 센서 및 압력 센서와 전기적으로 연결되고, 압력 센서를 통해 제2 챔버의 내부의 압력 변화를 감지하는 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 제2 챔버의 내부의 압력 변화량이 지정된 값 이상이면 사용자의 퍼프 동작이 발생하였음을 나타내는 알림을 출력할 수 있다.
다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물품이 삽입되는 챔버 및 챔버의 일 지점에서 챔버를 가로지르는 방향으로 분기되는 공기 통로를 포함하는 하우징, 챔버에 삽입되는 에어로졸 생성 물품을 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터, 공기 통로와 인접하게 배치되는 압력 센서 및 압력 센서와 전기적으로 연결되고, 압력 센서를 통해 챔버의 압력 변화를 감지하는 프로세서를 포함하고, 프로세서는 챔버의 내부의 압력 변화량이 지정된 값 이상이면 사용자의 퍼프 동작이 발생하였음을 나타내는 알림을 출력할 수 있다.
상술한 실시예들에 따른 에어로졸 생성 장치는 사용자에게 사용자의 퍼프 동작이 발생하였다는 알림을 제공할 수 있다.
또한, 상술한 실시예들에 따른 에어로졸 생성 장치는 열원에서 발생되는 열에 의한 압력 센서의 오작동 내지 손상을 줄일 수 있다. 아울러, 상술한 실시예들에 따른 에어로졸 생성 장치는 동작 과정에서 발생되는 누액(leakage)에 의한 에어로졸 생성 장치의 부품들의 오작동 또는 손상을 방지할 수 있다.
실시예들에 의한 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구성 요소들을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 단면 중 일부 구성 요소들을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 에어로졸 생성 장치에서 사용자의 퍼프 동작에 따른 공기의 이동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3a에 도시된 에어로졸 생성 장치에서 사용자의 퍼프 동작에 따른 기류 통로의 압력 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5a는 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 단면 중 일부 구성 요소들을 확대하여 도시한 도면이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 에어로졸 생성 장치에서 사용자의 퍼프 동작에 따른 공기의 이동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5a에 도시된 에어로졸 생성 장치에서 사용자의 퍼프 동작에 따른 공기 챔버의 압력 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7a은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 압력 센서와 인쇄 회로 기판을 전기적으로 연결하기 위한 전기적 연결 부재를 나타내는 사시도이다.
도 7b는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하우징과 전기적 연결 부재의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 일부 구성 요소들을 나타내는 블록도이다.
도 9은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 사용자의 퍼프 동작을 감지하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치에서 디스플레이를 통해 시각적 알림이 제공되고 있는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 물품을 나타내는 도면이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 물품을 나타내는 도면이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 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 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 개시에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 본 개시에 기재된 "-부", "-모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 개시에서 사용 된 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.
본 개시에서 '에어로졸(aerosol)'은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 공기가 혼합된 상태의 기체를 의미할 수 있다.
또한, 본 개시에서 '에어로졸 생성 장치'는 사용자의 입을 통해 사용자의 폐로 직접적으로 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 생성 물질을 이용하여 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.
본 개시에서 '퍼프(puff)'는 사용자의 흡입을 의미하며, 흡입이란 사용자의 입이나 코를 통해 사용자의 구강 내, 비강 내 또는 폐로 끌어 당기는 상황을 의미할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시예들에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다 그러나 본 개시의 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 에어로졸 생성 물품(20)이 삽입될 수 있는 하우징(100)을 포함할 수 있다.
하우징(100)은 에어로졸 생성 장치(10)의 전체적인 외관을 형성하며, 에어로졸 생성 장치(10)의 구성 요소들이 배치될 수 있는 내부 공간(또는 '배치 공간')을 포함할 수 있다. 도면 상에는 하우징(100)이 전체적으로 단면이 반원 형상으로 형성되는 실시예에 대해서만 도시되어 있으나, 하우징(100)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예(미도시)에 따라, 하우징(100)은 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되거나, 다각형 기둥(예: 삼각형 기둥 또는 사각형 기둥) 형상으로 형성될 수도 있다.
하우징(100)의 내부 공간에는 하우징(100)에 삽입되는 에어로졸 생성 물품(20)을 가열하여 에어로졸을 생성하기 위한 구성 요소들 및 사용자의 퍼프 동작을 검출하기 위한 구성 요소들이 배치될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
일 실시예에 따르면, 하우징(100)은 에어로졸 생성 물품(20)이 하우징(100)의 내부로 삽입될 수 있는 개구(100h)를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물품(20)의 적어도 일부는 개구(100h)를 통해 하우징(100)의 내부에 삽입 또는 수용될 수 있다.
하우징(100)의 내부에 삽입 또는 수용된 에어로졸 생성 물품(20)이 하우징(100)의 내부에서 가열됨에 따라, 에어로졸이 생성될 수 있다. 생성된 에어로졸은 삽입된 에어로졸 생성 물품(20) 및/또는 에어로졸 생성 물품(20)과 개구(100h) 사이의 공간을 통해 에어로졸 생성 장치(10)의 외부로 배출될 수 있으며, 사용자는 배출되는 에어로졸을 흡입할 수 있다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 시각적 정보가 표시되는 디스플레이(D)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이(D)는 적어도 일부 영역이 하우징(100)의 외측에 노출되도록 배치될 수 있으며, 에어로졸 생성 장치(10)는 디스플레이(D)를 통해 사용자에게 다양한 시각적인 정보를 제공할 수 있다.
예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10)는 디스플레이(D)를 통해 사용자의 퍼프 동작의 발생 여부에 관한 정보 또는 삽입된 에어로졸 생성 물품(20)의 남은 퍼프 횟수에 관한 정보를 제공할 수 있으나, 디스플레이(D)를 통해 제공되는 정보가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구성 요소들을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치를 A-A' 방향으로 절단한 단면도이며, 하우징의 내부에 배치되는 일부 구성을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 하우징(100)(예: 도 1의 하우징(100)), 히터(200), 제1 챔버(300), 단열 구조체(400) 및 압력 센서(500)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)의 구성 요소들이 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라 다른 구성 요소(예: 증기화기)가 추가되거나, 적어도 하나의 구성 요소가 생략될 수도 있다.
하우징(100)은 에어로졸 생성 장치(10)의 구성 요소들이 배치될 수 있는 내부 공간을 포함하며, 에어로졸 생성 장치(10)의 전체적인 외관을 형성할 수 있다. 도면 상에는 하우징(100)이 전체적으로 단면이 반원 형상으로 형성되는 실시예에 대해서만 도시되어 있으나, 하우징(100)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예(미도시)에 따라, 하우징(100)은 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되거나, 다각형 기둥(예: 삼각형 기둥 또는 사각형 기둥) 형상으로 형성될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 하우징(100)은 에어로졸 생성 물품(20)이 하우징(100)의 내부로 삽입될 수 있는 개구(100h)를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물품(20)의 적어도 일부는 개구(100h)를 통해 하우징(100)의 내부에 삽입 또는 수용될 수 있다.
히터(200)는 개구(100h)를 통해 하우징(100)의 내부에 삽입 또는 수용된 에어로졸 생성 물품(20)을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있다. 히터(200)는 예를 들어, 전력 공급에 의해 열을 발생하여 에어로졸 생성 물품(20)을 가열할 수 있다. 이 때, 에어로졸 생성 물품(20)의 가열에 의해 생성된 증기화된 입자와 개구(100h)를 통해 하우징(100)의 내부로 유입된 공기가 혼합되어 에어로졸이 생성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 히터(200)는 유도 가열식 히터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 히터(200)는 전력이 공급됨에 따라 교번적인 자기장을 생성하는 코일(또는 '전기 전도성 코일') 및 코일에서 생성되는 교번적인 자기장에 의해 열을 발생하는 서셉터를 포함할 수 있다. 서셉터는 하우징(100)의 내부에 삽입되는 에어로졸 생성 물품(20)의 외주면의 적어도 일부를 감싸도록 배치되어, 삽입된 에어로졸 생성 물품(20)을 가열할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 히터(200)는 전기 저항성 히터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 히터(200)는 하우징(100)의 내부에 삽입되는 에어로졸 생성 물품(20)의 외주면의 적어도 일부를 감싸도록 배치되는 필름 히터를 포함할 수 있다. 필름 히터는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 필름 히터가 열을 발생하여 하우징(100)에 삽입된 에어로졸 생성 물품(20)을 가열할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 히터(200)는 하우징(100)에 삽입되는 에어로졸 생성 물품(20)의 내부를 가열할 수 있는 침 형 히터, 봉 형 히터 및 관 형 히터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상술한 히터는 예를 들어, 에어로졸 생성 물품(20)의 적어도 일 영역에 삽입되어, 에어로졸 생성 물품(20)의 내부를 가열할 수 있다.
히터(200)는 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 에어로졸 생성 물품(20)의 지정된 온도까지 가열할 수 있다면 히터(200)의 실시예는 가변될 수 있다. 본 개시에서 '지정된 온도'는 에어로졸 생성 물품(20)에 포함된 에어로졸 생성 물질이 가열되어 에어로졸을 생성할 수 있는 온도를 의미할 수 있다. 지정된 온도는 에어로졸 생성 장치(10)에 기 설정된 온도일 수 있으나, 해당 온도는 에어로졸 생성 장치(10)의 종류 및/또는 사용자의 조작에 의해 변경될 수도 있다.
제1 챔버(300)(또는 '기류 통로')는 하우징(100)의 내부 공간에 위치하며, 히터(200)와 하우징(100)의 외부 또는 에어로졸 생성 장치(10)의 외부를 연결 또는 연통할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 챔버(300)는 하우징(100)의 길이 방향을 따라 연장될 수 있으며, 제1 챔버(300)의 일단은 히터(200)와 연결되고, 타단은 개구(100h)와 연결될 수 있다.
히터(200)에서 생성된 에어로졸의 적어도 일부는 하우징(100)에 삽입된 에어로졸 생성 물품(20)을 통과하거나, 제1 챔버(300)를 따라 이동하며, 개구(100h)를 통해 하우징(100) 또는 에어로졸 생성 장치(10)의 외부로 배출될 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10)의 외부의 공기(이하, '외부 공기')는 개구(100h)를 통해 하우징(100)의 내부로 유입된 후, 제1 챔버(300)를 따라 히터(200)를 향하는 방향으로 이동할 수 있다.
단열 구조체(400)는 히터(200)의 외주면을 감싸도록 배치되어 히터(200)에서 발생되는 열이 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있다. 일 실시예에서, 단열 구조체(400)는 히터(200)를 감싸도록 배치되는 진공 단열층을 포함하여 히터(200)를 진공 단열할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예시에서, 단열 구조체(400)는 히터(200)에서 발생되는 열이 외부로 배출되는 것을 방지함으로써, 히터(200)의 온도를 높은 온도로 유지할 수 있으며, 그 결과 히터(200)를 작동시키는 데 소요되는 전력량을 줄일 수 있다.
다른 예시에서, 단열 구조체(400)는 히터(200)에서 발생되는 열이 외부로 배출되는 것을 방지함으로써, 히터(200)에서 하우징(100)으로 전달되는 열의 양을 감소시킬 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10)는 상술한 단열 구조체(400)를 통해 사용자가 에어로졸 생성 장치(10)를 파지 시 느낄 수 있는 온도를 감소시킬 수 있으므로, 에어로졸 생성 장치(10)의 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.
또 다른 예시에서, 단열 구조체(400)는 히터(200)를 밀폐함으로써 에어로졸 생성 장치(10)의 작동 과정에서 발생할 수 있는 액적(droplet)이 단열 구조체(400)의 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
히터(200)의 에어로졸 생성 과정에서 일부 에어로졸의 응집에 의해 액적이 생성될 수 있으며, 생성된 액적은 에어로졸 생성 장치(10)의 구성 요소들의 오작동 또는 손상을 야기할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 과정에서 생성된 액적이 인쇄 회로 기판(600)에 유입되는 경우, 인쇄 회로 기판(600)의 오작동 또는 손상이 발생할 수 있다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 히터(200)를 밀폐하는 단열 구조체(400)를 통해 히터(200)의 에어로졸 생성 과정에서 발생되는 액적이 외부로 유출되는 것을 방지함으로써, 액적에 의한 에어로졸 생성 장치(10)의 구성 요소들의 오작동 또는 손상을 방지할 수 있다.
압력 센서(500)는 제1 챔버(300)로부터 이격되어 배치되고, 제1 챔버(300)와 연결되어 사용자의 퍼프 동작에 따른 압력 변화를 감지할 수 있다. 예를 들어, 압력 센서(500)는 공기 통로(미도시)를 통해 제1 챔버(300)와 연결되어 제1 챔버(300)의 압력 변화를 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 압력 센서(500)는 히터(200)에서 발생되는 열에 의한 오작동 내지 손상을 방지하기 위하여 단열 구조체(400)와 지정된 거리(예: 도 2의 d)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 압력 센서(500)는 단열 구조체(400)로부터 개구(100h)를 향하는 방향 또는 길이 방향(예: ① 방향)으로 이격되어 단열 구조체(400)의 상단에 배치될 수 있다.
본 개시에서 '상단'은 도 2의 ① 방향을 의미하고, '하단'은 상단과 반대 방향을 의미할 수 있으며, 해당 표현은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.
압력 센서(500)가 지정된 온도(예: 약 70 내지 80 °C) 이상이 되는 경우, 압력 센서(500)의 측정 정밀도가 떨어지거나, 압력 센서(500)의 고장이 발생할 수 있다. 특히, 압력 센서(500)가 히터(200) 및/또는 단열 구조체(400)와 인접하여 배치되는 경우, 단열 구조체(400)에 의해 히터(200)의 주변의 온도가 높은 온도로 상승하면 압력 센서(500)가 히터(200)의 주변의 높은 온도로 인해 손상되는 상황이 발생할 수 있다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)에서는 압력 센서(500)가 고온이 유지되는 단열 구조체(400)로부터 지정된 거리(d)만큼 이격되어 배치됨으로써, 열에 의한 압력 센서(500)의 오작동 또는 고장을 방지할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 상술한 배치 구조를 통해 압력 센서(500)의 측정 정밀성을 유지하여, 사용자의 퍼프 동작에 따른 제1 챔버(300)의 압력 변화를 정확하게 감지할 수 있다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 프로세서(610) 및 배터리(620)를 더 포함할 수 있다.
프로세서(610)는 에어로졸 생성 장치(10)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 일 예로, 프로세서(610)는 히터(200)와 전기적 또는 작동적으로 연결되어, 히터(200)의 작동을 제어할 수 있다. 다른 예로, 프로세서(610)는 압력 센서(500)와 전기적 또는 작동적으로 연결되어 압력 센서(500)의 감지 결과에 기초하여, 사용자의 퍼프 동작을 감지할 수 있다.
본 개시에서 '작동적으로 연결된다(operatively connected)'는 표현은 구성 요소들이 무선 통신으로 신호를 주고 받거나, 광학적 신호 및/또는 자기 신호 등을 주고 받을 수 있도록 연결된 상태를 의미할 수 있으며, 해당 표현은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(610)는 하우징(100)의 내부 공간에 위치하는 인쇄 회로 기판(600)에 배치 또는 실장될 수 있으나, 프로세서(610)의 배치가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
배터리(620)는 에어로졸 생성 장치(10)의 작동에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 배터리(620)는 히터(200)를 가열시키기 위해 히터(200)에 전력을 공급할 수 있다. 다른 예로, 배터리(620)는 프로세서(610)의 작동에 필요한 전력을 공급하거나, 압력 센서(500)의 작동에 필요한 전력을 공급할 수도 있다.
도 3a는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 단면 중 일부 구성 요소들을 확대하여 도시한 도면이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 에어로졸 생성 장치에서 사용자의 퍼프 동작에 따른 공기의 이동 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 3a에 도시된 에어로졸 생성 장치에서 사용자의 퍼프 동작에 따른 기류 통로의 압력 변화를 나타내는 그래프이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 하우징(100), 히터(200), 제1 챔버(300), 공기 통로(310), 단열 구조체(400), 압력 센서(500) 및 프로세서(예: 도 2의 프로세서(610))를 포함할 수 있다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 에어로졸 생성 장치(10)는 도 2의 에어로졸 생성 장치(10)의 일 실시예일 수 있다.
히터(200)는 하우징(100)의 내부에 위치하며, 하우징(100)에 삽입되는 에어로졸 생성 물품(20)을 가열하여 에어로졸 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 히터(200)는 도 3a에 도시된 바와 같이 코일(210)(또는 '전기 전도성 코일') 및 서셉터(220)를 포함하여, 하우징(100)에 삽입되는 에어로졸 생성 물품(20)을 유도 가열 방식으로 가열할 수 있다.
코일(210)은 서셉터(220)의 외주면을 감싸도록 배치될 수 있으며, 배터리(예: 도 1의 배터리(620))에서 공급되는 전력을 통해 교번적인 자기장을 생성할 있다.
서셉터(220)는 하우징(100)에 삽입되는 에어로졸 생성 물품(20)의 외주면의 적어도 일부를 감싸도록 배치되어, 하우징(100)에 삽입되는 에어로졸 생성 물품(20)을 가열할 수 있다. 서셉터(220)는 예를 들어, 코일(210)에서 생성되는 교번적인 자기장에 의해 발열할 수 있으며, 그 결과 에어로졸 생성 물품(20)이 가열될 수 있다.
다만, 히터(200)의 실시예가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라 히터(200)는 하우징(100)에 삽입되는 에어로졸 생성 물품(20)의 내부 및/또는 외부를 가열할 수 있는 전기 저항성 히터를 포함할 수도 있다.
단열 구조체(400)는 히터(200)의 외주면을 감싸도록 배치되어 히터(200)를 밀폐하여 에어로졸 생성 과정에서 생성되는 액적이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 단열 구조체(400)는 히터(200)를 밀폐하여 히터(200)에서 발생되는 열이 외부로 배출되는 것을 방지함으로써, 히터(200)의 주변 온도를 높은 온도로 유지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단열 구조체(400)는 히터(200)의 외주면의 일 영역(예: 하단면 및/또는 측면)을 감싸도록 배치되는 제1 구조(410) 및 제1 구조(410)의 상단에 위치하며 히터(200)의 외주면의 다른 영역(예: 상단면)을 덮는 제2 구조(420)를 포함할 수 있다.
히터(200)는 제1 구조(410)와 제2 구조(420)에 의해 형성되는 내부 공간 내에 위치할 수 있으며, 제1 구조(410) 및 제2 구조(420)는 상술한 히터(200)를 밀폐할 수 있다. 일 예로, 제2 구조(420)는 제1 구조(410)의 상단의 적어도 일 영역에 결합될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예(미도시)로, 제1 구조(410)와 제2 구조(420)는 일체로 형성될 수도 있다.
제1 챔버(300)는 하우징(100)의 내부와 하우징(100)의 외부 또는 에어로졸 생성 장치(10)의 외부를 연결하도록 배치되어, 공기 또는 에어로졸이 에어로졸 생성 장치(10)의 내부에서 외부 또는 외부에서 내부로 이동하기 위한 유동 경로로 동작할 수 있다.
일 예로, 에어로졸 생성 장치(10)의 내부에서 생성된 에어로졸은 에어로졸 하우징(100)에 삽입된 에어로졸 생성 물품(20)을 통과하거나, 제1 챔버(300)를 따라 이동하며 에어로졸 생성 장치(10) 또는 하우징(100)의 외부로 배출될 수 있다. 다른 예로, 에어로졸 생성 장치(10)의 외부의 공기(이하, '외부 공기')는 제1 챔버(300)를 통해 하우징(100)의 내부 공간으로 유입될 수 있다.
압력 센서(500)는 제1 챔버(300)로부터 지정된 거리만큼 이격되어 배치되고, 공기 통로(310)를 통해 제1 챔버(300)와 연결되어 제1 챔버(300)의 압력 변화를 감지할 수 있다. 예를 들어, 압력 센서(500)는 제1 챔버(300)로부터 약 0.5mm 내지 10mm 거리만큼 이격되어 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
압력 센서(500)는 제1 챔버(300)의 압력 변화량에 대응되는 전기적 신호를 생성할 수 있으며, 압력 센서(500)에서 생성된 전기적 신호는 압력 센서(500)와 전기적 또는 작동적으로 연결된 프로세서(예: 도 2의 프로세서(610))에 전송될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 압력 센서(500)는 센서 인쇄 회로 기판(550)에 배치될 수 있으며, 센서 인쇄 회로 기판(550)과 인쇄 회로 기판(예: 도 2의 인쇄 회로 기판(600))을 연결하는 전기적 연결 부재를 통해 인쇄 회로 기판에 배치된 프로세서와 전기적으로 연결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
공기 통로(310)는 제1 챔버(300)의 일 지점에서 제1 챔버(300)를 가로지르는 방향(예: 도 2의 ② 방향)으로 분기되어 제1 챔버(300)와 압력 센서(500)를 연결할 수 있다. 예를 들어, 공기 통로(310)는 약 0.8 내지 12mm2의 단면적을 갖도록 형성되어 제1 챔버(300)와 압력 센서(500)를 연결할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
압력 센서(500)는 공기 통로(310)를 통해 제1 챔버(300)와 연결됨으로써 제1 챔버(300)의 압력 변화를 감지할 수 있다. 압력 센서(500)는 예를 들어, 제1 챔버(300)와 연결 또는 유체 연결된 공기 통로(310)의 압력을 감지함으로써, 제1 챔버(300)의 압력 변화를 감지 또는 검출할 수 있다.
프로세서는 압력 센서(500)와 전기적 또는 작동적으로 연결되며, 압력 센서(500)를 통해 감지 또는 검출된 제1 챔버(300)의 압력 변화량에 기초하여 사용자의 퍼프 동작을 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서는 압력 센서(500)에서 감지 또는 검출된 제1 챔버(300)의 압력 강하량에 기초하여 사용자의 퍼프 동작을 감지할 수 있다.
사용자의 퍼프 동작으로 인해 제1 챔버(300) 및/또는 공기 통로(310)의 공기의 적어도 일부는 도 3b에 도시된 바와 같이 에어로졸 생성 물품(20)을 통과하여 하우징(100)의 외부로 배출될 수 있다.
이와 같은 사용자의 퍼프 동작에 의해 하우징(100)의 외부와 하우징(100)의 내부의 사이에 압력 차이가 발생할 수 있으며, 그 결과 제1 챔버(300) 및/또는 공기 통로(310)의 공기의 적어도 일부가 하우징(100)의 외부로 배출되어 제1 챔버(300)에는 압력 강하가 발생할 수 있다.
도 4의 그래프를 참조하면, 사용자의 퍼프 동작에 의해 제1 챔버(300) 및/또는 공기 통로(310)에서 공기의 흐름이 형성됨에 따라, 제1 챔버(300)의 압력은 약 60 내지 80 Pa만큼 줄어들 수 있으며, 압력 센서(500)는 제1 챔버(300)의 압력 강하량을 감지할 수 있다.
도 4에서 't1, t2, t3, *?*?*'는 사용자의 퍼프 동작이 감지되는 시점을 나타내며, 사용자의 퍼프 동작이 감지되는 시점에서 제1 챔버(300)에 압력 강하가 발생할 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 사용자의 퍼프 동작이 감지되는 시점은 본 개시의 일 실시예에 해당하며, 본 개시의 다양한 실시예들에서 사용자의 퍼프 동작이 감지되는 시점이 도 4에 도시된 시점에 한정되는 것은 아니다.
이에 따라, 프로세서는 압력 센서(500)를 통해 감지된 제1 챔버(300)의 압력 강하량에 기초하여 사용자의 퍼프 동작을 감지할 수 있다. 프로세서는 예를 들어, 압력 센서(500)를 통해 감지 또는 검출된 제1 챔버(300)의 압력 강하량과 지정된 값(예: 도 4의 P)을 비교하고, 제1 챔버(300)의 압력 강하량이 지정된 값(P) 이상인 경우에 사용자의 퍼프 동작이 수행되었다고 판단할 수 있다.
본 개시에서 '지정된 값(P)'은 사용자의 퍼프 동작을 감지하는 데 기준이 되는 압력 강하량을 의미할 수 있다. 상술한 지정된 값(P)은 에어로졸 생성 장치(10)에 미리 저장된 값일 수 있으며, 에어로졸 생성 장치(10)의 종류 또는 사용자의 설정에 따라 가변될 수 있다. 예를 들어, 지정된 값(P)은 약 60 내지 80 Pa일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도 4에 도시된 지정된 값(P)는 본 개시의 일 실시예에 해당하며, 본 개시의 다양한 실시예들에서 지정된 값(P)이 도 4에 도시된 값으로 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 제1 챔버(300)의 압력 강하량이 지정된 값(P) 이상인 경우에만 사용자의 퍼프 동작이 수행된 것으로 판단함으로써, 사용자의 퍼프 동작을 보다 정확하게 측정할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(10)의 작동 과정에서 발생되는 노이즈에 의해 제1 챔버(300)의 압력 강하가 감지되는 상황이 발생할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 에어로졸 생성 장치(10)를 파지한 상태에서 사용자의 움직임에 의한 진동이 에어로졸 생성 장치(10)에 전달될 경우 제1 챔버(300)에 순간적인 공기의 흐름이 발생하여 압력 강하가 발생할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 프로세서의 상술한 동작을 통해 노이즈에 의한 제1 챔버(300)의 압력 강하를 사용자의 퍼프 동작에 의한 압력 강하로 오인하지 않을 수 있다.
또한, 압력 센서(500)는 열에 의한 오작동 내지 손상을 방지하기 위하여 단열 구조체(400)로부터 지정된 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 압력 센서(500)는 단열 구조체(400)의 상단에 위치할 수 있다. 단열 구조체(400)의 상단은 에어로졸 생성 물품(20)이 삽입되는 개구(예: 도 2의 개구(100h))를 향하는 단열 구조체(400)의 상부의 단부와 인접한 영역을 의미할 수 있다.
압력 센서(500)의 온도가 지정된 온도 이상에 도달하는 경우, 열에 의해 압력 센서(500)의 측정 정밀도가 떨어지거나, 압력 센서(500)가 고장나는 상황이 발생할 수 있다. 특히, 압력 센서(500)가 히터(200)를 밀폐하는 단열 구조체(400)와 인접하게 배치되는 경우, 히터(200)에서 발생되는 고온의 열에 의해 압력 센서(500)의 오작동 또는 고장이 발생할 수 있다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)에서는 압력 센서(500)가 단열 구조체(400)로부터 단열 구조체(400)의 상단 방향(예: 도 2의 ① 방향)으로 이격되어 배치됨으로써, 히터(200)에서 발생되는 열에 의한 압력 센서(500)의 오작동 또는 고장을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 열에 의한 압력 센서(500)의 오작동 내지 고장을 방지하기 위하여 센서 브라켓(510), 센서 커버(520) 및/또는 보호 부재(530)를 더 포함할 수 있다. 다만, 실시예(미도시)에 따라, 상술한 구성 요소들 중 적어도 하나의 구성이 생략될 수도 있다.
센서 브라켓(510)은 압력 센서(500)의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치되어 압력 센서(500)를 지지 또는 고정하면서, 히터(200)에서 발생되는 열이 압력 센서(500)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 센서 브라켓(510)은 압력 센서(500)의 제1 챔버(300)를 향하는 일 영역을 감싸도록 배치될 수 있으나, 센서 브라켓(510)의 배치 구조가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 센서 브라켓(510)은 공기 통로(310)와 압력 센서(500)를 연결하는 관통 홀(510h)을 포함할 수 있으며, 압력 센서(500)는 공기 통로(310) 및 관통 홀(510h)을 통해 제1 챔버(300)와 연결 또는 유체 연결될 수 있다.
센서 커버(520)는 압력 센서(500)의 적어도 일 영역을 덮도록 배치되어 압력 센서(500)를 지지할 수 있다. 또한, 센서 커버(520)는 열전도성을 갖는 재료를 포함하여 압력 센서(500)에 전달된 열을 방열하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 히터(200)에서 생성된 열의 적어도 일부가 대류 및/또는 복사를 통해 압력 센서(500)로 전달될 수 있으며, 센서 커버(520)는 압력 센서(500)에 전달된 열을 압력 센서(500)의 외부(예: 하우징(100))로 전달(transfer)할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 센서 커버(520)는 압력 센서(500)를 기준으로 센서 브라켓(510)과 반대 방향에 위치하여, 압력 센서(500)의 다른 영역을 지지할 수 있으나, 센서 커버(520)의 배치 구조가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
보호 부재(530)는 압력 센서(500)의 외주면의 적어도 일부를 감싸도록 배치되어 압력 센서(500)를 보호하고, 제1 챔버(300)에서 압력 센서(500)로 유입된 공기가 누출되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 보호 부재(530)는 탄성 특성을 갖는 재료(예: 고무)를 포함하여 압력 센서(500)를 보호하면서, 압력 센서(500)로 유입된 공기가 압력 센서(500)의 외부로 누출을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 보호 부재(530)는 센서 브라켓(510)과 센서 커버(520)의 사이에 배치될 수 있으나, 압력 센서(500)를 보호하고, 압력 센서(500)에 유입된 공기의 누출을 방지할 수 있다면 보호 부재(530)의 배치 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 상술한 센서 브라켓(510) 및/또는 센서 커버(520)을 통해 압력 센서(500)를 단열 및/또는 방열함으로써, 열에 의한 압력 센서(500)의 오작동 내지 고장을 방지할 수 있다. 그 결과, 에어로졸 생성 장치(10)는 압력 센서(500)의 측정 정밀성을 향상시킬 수 있어, 사용자의 퍼프 동작을 보다 정확하게 감지할 수 있다.
도면 상에 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(10)는 압력 센서(500)와 센서 브라켓(510)의 사이에 위치하여 압력 센서(500)에 전달된 열을 외부로 방열하는 방열판을 더 포함할 수도 있다. 방열판은 예를 들어, 높은 열전도성을 갖는 재료를 포함하여, 압력 센서(500)에 전달된 열을 압력 센서(500)의 외부로 전달할 수 있다.
도 5a는 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 단면 중 일부 구성 요소들을 확대하여 도시한 도면이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 에어로졸 생성 장치에서 사용자의 퍼프 동작에 따른 공기의 이동 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 도 5a에 도시된 에어로졸 생성 장치에서 사용자의 퍼프 동작에 따른 공기 챔버의 압력 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6에서 't1, t2, t3, *?*?*'는 사용자의 퍼프 동작이 감지되는 시점을 나타내며, 'P'는 지정된 값을 의미할 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 사용자의 퍼프 동작이 감지되는 시점 및 지정된 값은 본 개시의 일 실시예에 해당하며, 본 개시의 다양한 실시예들에서 사용자의 퍼프 동작이 감지되는 시점 및/또는 지정된 값이 도 6에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 하우징(100), 히터(200), 제1 챔버(300), 공기 통로(310), 제2 챔버(320), 단열 구조체(400), 압력 센서(500) 및 프로세서(예: 도 2의 프로세서(610))를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 도 3a 및/또는 도 3b의 에어로졸 생성 장치(10)에서 제2 챔버(320)가 추가되고, 압력 센서(500)의 배치 위치가 변경된 에어로졸 생성 장치일 수 있다.
제1 챔버(300)는 하우징(100)의 내부와 하우징(100)의 외부 또는 에어로졸 생성 장치(10)의 외부를 연결하도록 배치되어, 공기 또는 에어로졸이 에어로졸 생성 장치(10)의 내부에서 외부 또는 외부에서 내부로 이동하기 위한 유동 경로로 동작할 수 있다.
일 예로, 에어로졸 생성 장치(10)의 내부에서 생성된 에어로졸은 하우징(10)에 삽입된 에어로졸 생성 물품(20)을 통과하거나, 제1 챔버(300)를 따라 이동하며 에어로졸 생성 장치(10) 또는 하우징(100)의 외부로 배출될 수 있다. 다른 예로, 에어로졸 생성 장치(10)의 외부의 공기(이하. '외부 공기')는 제1 챔버(300)를 통해 하우징(100)의 내부 공간으로 유입될 수 있다.
제2 챔버(320)(또는 '공기 챔버')는 제1 챔버(300)로부터 지정된 거리만큼 이격되어 배치되며, 공기 통로(310)를 통해 제1 챔버(300)와 연결 또는 유체 연결될 수 있다. 제2 챔버(320)는 예를 들어, 제1 챔버(300)로부터 하우징(100)의 길이 방향을 가로지르는 방향으로 이격되어 제1 챔버(300)와 독립된 공간에 배치될 수 있다.
공기 통로(310)는 제1 챔버(300)의 일 지점에서 제1 챔버(300)를 가로지르는 방향으로 분기되어, 제1 챔버(300)와 제1 챔버(300)와 이격된 제2 챔버(320)를 연결 또는 연통할 수 있다. 예를 들어, 공기 통로(310)의 일단은 제1 챔버(300)와 연결되고, 공기 통로(310)의 타단은 제2 챔버(320)와 연결됨으로써, 제1 챔버(300)와 제2 챔버(320)가 연결될 수 있다.
상술한 연결 구조를 통해 제1 챔버(300)의 공기가 공기 통로(310)를 따라 이동하여 제2 챔버(320)에 유입되거나, 제2 챔버(320)의 공기가 공기 통로(310)를 통해 제1 챔버(300)로 배출될 수 있다. 즉, 공기 통로(310)는 제1 챔버(300)와 제2 챔버(320)의 사이의 공기 이동 경로로 동작할 수 있다.
압력 센서(500)는 제1 챔버(300)로부터 지정된 거리만큼 이격되고, 제2 챔버(320)와 인접한 일 영역에 위치하여 제2 챔버(320)에 수용된 공기의 압력 변화를 감지할 수 있다. 예를 들어, 압력 센서(500)는 제2 챔버(320)의 내부 공간과 연결 또는 유체 연결되어 제2 챔버(320)에 수용된 공기의 압력 변화를 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 압력 센서(500)는 제2 챔버(320)의 내부 공간에 수용된 공기의 압력 변화량에 대응되는 전기적 신호를 생성할 수 있으며, 압력 센서(500)에서 생성된 전기적 신호는 압력 센서(500)와 작동적으로 연결된 프로세서에 전송될 수 있다.
일 예로, 압력 센서(500)는 센서 인쇄 회로 기판(550)에 배치될 수 있으며, 센서 인쇄 회로 기판(550)과 인쇄 회로 기판(예: 도 2의 인쇄 회로 기판(600))을 연결하는 전기적 연결 부재를 통해 인쇄 회로 기판에 배치된 프로세서와 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
일 실시예에 따르면, 압력 센서(500)는 단열 구조체(400)로부터 지정된 거리만큼 이격되도록 배치되어 히터(200) 및/또는 단열 구조체(400)로부터 전달되는 열에 의한 압력 센서(500)의 오작동 또는 고장을 방지할 수 있다.
압력 센서(500)가 고온의 환경이 유지되는 히터(200) 및/또는 단열 구조체(400)와 인접하여 배치되는 경우, 히터(200) 및/또는 단열 구조체(400)에서 압력 센서(500)로 전달되는 열에 의해 압력 센서(500)가 오작동하거나, 고장나는 상황이 발생할 수 있다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)에서는 제2 챔버(320) 및 압력 센서(500)가 단열 구조체(400)로부터 지정된 거리만큼 이격되어 배치됨으로써, 압력 센서(500)로 전달되는 열의 양을 줄일 수 있다. 결과적으로, 에어로졸 생성 장치(10)는 상술한 구조를 통해 열에 의한 압력 센서(500)의 오작동 또는 고장을 방지할 수 있다.
압력 센서(500)는 예를 들어, 단열 구조체(400)를 기준으로 단열 구조체(400)의 상단을 향하는 방향(예: 도 2의 ① 방향)으로 이격되어 배치될 수 있으나, 압력 센서(500)의 배치 구조가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 단열 구조체(400)의 상단을 향하는 방향은 에어로졸 생성 물품(20)이 하우징(100)에 삽입되는 개구를 향하는 방향을 의미할 수 있다.
또한, 압력 센서(500)는 제1 챔버(300)로부터 이격된 제2 챔버(320)의 상단에 위치하여 히터(200) 및/또는 단열 구조체(400)로부터 전달되는 열의 양을 줄일 수 있다.
제2 챔버(320)의 상단은 에어로졸 생성 물품이 연장하는 방향을 기준으로 제2 챔버(320)의 상측 단부 또는 단열 구조체(400)를 향하는 제2 챔버(320)의 일측 단부와 반대되는 반대측 단부를 의미할 수 있다.
예를 들어, 압력 센서(500)가 제2 챔버(320)의 측면 또는 하단에 배치되는 경우, 압력 센서(500)와 고온의 환경이 유지되는 히터(200) 및/또는 단열 구조체(400)의 사이의 거리가 가까워져 히터(200) 및/또는 단열 구조체(400)로부터 전달되는 열에 의해 압력 센서(500)가 오작동 또는 고장나는 상황이 발생할 수 있다.
반면, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)에서는 압력 센서(500)가 제2 챔버(320)의 상단에 배치함으로써, 압력 센서(500)와 히터(200) 및/또는 단열 구조체(400)의 사이의 거리가 압력 센서(500)가 제2 챔버(320)의 하단 또는 측면에 배치될 때에 비해 멀어지도록 할 수 있다. 결과적으로, 에어로졸 생성 장치(10)는 상술한 압력 센서(500)의 배치 구조를 통해 히터(200) 및/또는 단열 구조체(400)로부터 압력 센서(500)에 전달되는 열의 양을 줄임으로써, 열에 의한 압력 센서(500)의 오작동 내지 고장을 방지할 수 있다.
다만, 압력 센서(500)의 배치 구조가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 실시예(미도시)에 따라 압력 센서(500)가 제2 챔버(320)의 측면 또는 하단에 배치될 수도 있다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 열에 의한 압력 센서(500)의 오작동 내지 고장을 방지하기 위하여 센서 브라켓(510), 센서 커버(520), 보호 부재(530) 및/또는 방열판(540)을 더 포함할 수 있다. 다만, 실시예(미도시)에 따라, 상술한 구성 요소들 중 적어도 하나의 구성(예: 방열판(540))이 생략될 수도 있다.
센서 브라켓(510)은 압력 센서(500)의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치되어 압력 센서(500)를 지지 또는 고정하면서, 히터(200)에서 발생되는 열이 압력 센서(500)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 센서 브라켓(510)은 제2 챔버(320)의 상단에 위치하여 압력 센서(500)의 제2 챔버(320)를 향하는 일 영역을 감싸도록 배치될 수 있으나, 센서 브라켓(510)의 배치 구조가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 다른 예(미도시)로, 압력 센서(500)가 제2 챔버(320)의 측면 또는 하단에 배치되는 경우, 센서 브라켓(510)은 제2 챔버(320)의 측면 또는 하단에 배치될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 센서 브라켓(510)은 제2 챔버(320)와 압력 센서(500)를 연결하는 관통 홀(510h)을 포함할 수 있으며, 센서 브라켓(510)에 의해 지지되는 압력 센서(500)는 상술한 관통 홀(510h)을 통해 제2 챔버(320)와 연결 또는 유체 연결될 수 있다.
센서 커버(520)는 압력 센서(500)의 적어도 일 영역을 덮도록 배치되어 압력 센서(500)를 지지할 수 있다. 또한, 센서 커버(520)는 열전도성을 갖는 재료를 포함하여 압력 센서(500)에 전달된 열을 방열하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 히터(200)에서 생성된 열의 적어도 일부가 대류 및/또는 복사를 통해 압력 센서(500)로 전달될 수 있으며, 센서 커버(520)는 압력 센서(500)에 전달된 열을 압력 센서(500)의 외부(예: 하우징(100))로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 센서 커버(520)는 압력 센서(500)를 기준으로 센서 브라켓(510)과 반대 방향에 위치하여, 압력 센서(500)의 다른 영역을 지지할 수 있으나, 센서 커버(520)의 배치 구조가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
보호 부재(530)는 압력 센서(500)의 외주면의 적어도 일부를 감싸도록 배치되어 압력 센서(500)를 보호하고, 제1 챔버(300)에서 압력 센서(500)로 유입된 공기가 누출되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 보호 부재(530)는 탄성 특성을 갖는 재료(예: 고무)를 포함하여 압력 센서(500)를 보호하면서, 압력 센서(500)로 유입된 공기가 압력 센서(500)의 외부로 누출을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 보호 부재(530)는 센서 브라켓(510)과 센서 커버(520)의 사이에 배치될 수 있으나, 압력 센서(500)를 보호하고, 압력 센서(500)에 유입된 공기의 누출을 방지할 수 있다면 보호 부재(530)의 배치 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.
방열판(540)은 압력 센서(500)와 센서 브라켓(510)의 사이에 위치하며, 높은 열전도성을 갖는 재료(예: 알루미늄)을 포함하여 압력 센서(500)로 전달된 열을 방열할 수 있다. 예를 들어, 방열판(540)은 히터(200) 및/또는 단열 구조체(400)로부터 압력 센서(500)에 전달된 열을 압력 센서(500)의 외부로 전달함으로써, 압력 센서(500)에 전달된 열을 방열할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
프로세서는 압력 센서(500)와 전기적 또는 작동적으로 연결되며, 압력 센서(500)에서 감지된 제2 챔버(320)에 수용된 공기의 압력 변화량에 기초하여 사용자의 퍼프 동작을 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서는 압력 센서(500)에서 감지된 제2 챔버(320)의 압력 강하량에 기초하여 사용자의 퍼프 동작을 감지할 수 있다.
사용자의 퍼프 동작으로 인해 제1 챔버(300) 및/또는 제2 챔버(320)의 공기의 적어도 일부는 도 5b에 도시된 바와 에어로졸 생성 물품(20)을 통과하여 하우징(100)의 외부로 배출될 수 있다.
예를 들어, 사용자의 퍼프 동작에 의해 하우징(100)의 외부의 압력이 감소함에 따라, 하우징(100)의 내부와 하우징(100)의 외부의 사이에는 압력 차이가 발생할 수 있으며, 그 결과 제1 챔버(300) 및/또는 제2 챔버(320)의 공기의 적어도 일부가 하우징(100)의 외부로 배출되어 제1 챔버(300) 및 제2 챔버(320)에는 압력 강하가 발생할 수 있다.
이에 따라, 프로세서는 압력 센서(500)를 통해 감지된 제2 챔버(320)의 압력 강하량에 기초하여 사용자의 퍼프 동작을 감지할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 압력 센서(500)를 통해 감지된 제2 챔버(320)의 압력 강하량과 지정된 값을 비교하고, 제2 챔버(320)의 압력 강하량이 지정된 값(예: 도 6의 P) 이상인 경우에 사용자의 퍼프 동작이 수행되었다고 판단할 수 있다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 제1 챔버(300)가 아닌 제2 챔버(320)에 수용된 공기의 압력 변화량을 감지함으로써, 제1 챔버(300)의 압력 변화량을 감지할 때에 비해 사용자의 퍼프 동작을 보다 정확하게 감지할 수 있다.
히터(200) 및/또는 단열 구조체(400)에서 발생된 열의 적어도 일부가 제1 챔버(300) 및 공기 통로(310)를 통해 제2 챔버(320) 내로 전달됨에 따라, 제2 챔버(320)에 수용된 공기에 열이 가해져 제2 챔버(320) 내에 수용된 공기의 운동 에너지가 증가할 수 있다. 제1 챔버(300)에 존재하는 공기와 달리 제2 챔버(320) 내에 수용된 공기는 일정한 공간 내에 존재함에 따라, 공기의 운동 에너지 증가는 제2 챔버(320)의 압력이 증가로 이어질 수 있다.
결과적으로, 제2 챔버(320)는 에어로졸 생성 장치(10)의 작동 과정에서 제1 챔버(300)에 비해 상대적으로 높은 압력을 유지할 수 있다. 예를 들어, 앞선 도 4와 도 6을 그래프를 참조하면, 제1 챔버(300)의 압력은 에어로졸 생성 장치(10)의 작동 과정에서 약 100980 내지 101020 Pa의 범위 내에서 유지되는 반면, 제2 챔버(320)의 압력은 제1 챔버(300)보다 높은 약 101600 내지 101800 Pa의 범위에서 유지됨을 확인할 수 있다.
제2 챔버(320)가 제1 챔버(300)에 비해 상대적으로 높은 압력을 유지함에 따라, 사용자의 퍼프 동작에 따른 제2 챔버(320)의 압력 강하량은 제1 챔버(300)의 압력 강하량보다 클 수 있다. 예를 들어, 도 4와 도 6의 그래프를 다시 참조하면, 제1 챔버(300)에서는 사용자의 퍼프 동작에 따라 약 40 내지 60 Pa의 압력 강하가 발생하는 반면, 제2 챔버(320)에서는 사용자의 퍼프 동작에 따라 약 150 내지 300 Pa의 압력 강하가 발생함을 확인할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(10)의 작동 환경 또는 작동 상황에 따라 압력 센서(500)에 노이즈가 발생하여 사용자의 퍼프 동작이 없는 경우에도 압력 센서(500)에서 제2 챔버(320)의 압력 강화가 감지되는 상황이 발생할 수 있다.
이 때, 사용자의 퍼프 동작에 따른 압력 강하량이 적은 경우, 노이즈에 의한 압력 강하와 사용자의 퍼프 동작에 의한 압력 강하의 구분이 어려워, 에어로졸 생성 장치(10)가 노이즈에 의한 압력 강하를 사용자의 퍼프 동작에 의한 압력 강하로 인식하는 상황이 발생할 수 있다.
반면, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 사용자의 퍼프 동작에 따른 압력 강하량이 큰 제2 챔버(320)의 압력 강하량에 기초하여 사용자의 퍼프 동작을 감지함으로써, 노이즈에 의한 제2 챔버(320)의 압력 강하를 사용자의 퍼프 동작에 의한 압력 강하로 오인하지 않을 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 제2 챔버(320)의 압력 강하량에 기초하여 사용자의 퍼프 동작을 감지함으로써, 노이즈에 의한 오판을 줄여 사용자의 퍼프 동작을 보다 정확하게 파악할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 제2 챔버(320)의 압력 변화량에 기초하여 사용자의 퍼프 동작을 감지함으로써, 제2 챔버(320)의 압력 변화량에 따라 변화하는 압력 센서(500)의 신호의 수준을 스케일 업(scale-up)(예: 신호의 진폭을 확대함)하거나, 압력 센서(500)로부터 수신된 신호를 증폭시키지 않고도 사용자의 퍼프 동작을 정확하게 감지할 수 있다.
즉, 에어로졸 생성 장치(10)는 스케일 업 또는 신호 증폭 동작을 생략하고도 사용자의 퍼프 동작을 정확하게 감지할 수 있으므로, 사용자의 퍼프 동작 감지에 소요되는 시간을 단축할 수 있다. 아울러, 에어로졸 생성 장치(10)는 프로세서의 사용자의 퍼프 동작을 감지하는 과정을 단순화하여 프로세서의 전력 소비량을 줄일 수 있으며, 그 결과 에어로졸 생성 장치(10)의 작동 시간을 증가시킬 수 있다.
이하에서는 도 7a 및 도 7b를 참조하여, 압력 센서(500)와 프로세서를 전기적으로 연결하기 위한 구성 요소에 대하여 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 7a은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 압력 센서와 인쇄 회로 기판을 전기적으로 연결하기 위한 전기적 연결 부재를 나타내는 사시도이고, 도 7b는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하우징과 전기적 연결 부재의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및/또는 도 7b에 도시된 전기적 연결 부재(700)는 도 2, 도 3a 및/또는 도 5a의 에어로졸 생성 장치(10)에 적용될 수 있는 구성 요소일 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 7a를 참조하면, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 압력 센서(500)와 프로세서(610)를 전기적으로 연결하기 위한 전기적 연결 부재(700)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 압력 센서(500) 센서 인쇄 회로 기판(550)에 배치(또는 '실장')되고, 프로세서(610)는 센서 인쇄 회로 기판(550)과 이격된 인쇄 회로 기판(600)에 배치될 수 있다.
전기적 연결 부재(700)는 센서 인쇄 회로 기판(550)과 인쇄 회로 기판(600)을 전기적으로 연결함으로써, 센서 인쇄 회로 기판(550)에 배치된 압력 센서(500)와 인쇄 회로 기판(600)에 배치된 프로세서(610)를 연결할 수 있다. 예를 들어, 전기적 연결 부재(700)는 일단(700a)이 센서 인쇄 회로 기판(550)에 연결되고, 타단(700b)이 인쇄 회로 기판(600)에 연결됨으로써, 압력 센서(500)와 프로세서(610)를 전기적 또는 작동적으로 연결할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전기적 연결 부재(700)는 연성 인쇄 회로 기판(FPCB, flexible printed circuit board)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 전기적 연결 부재(700)는 전선 및 동축 케이블(coaxial cable) 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
전기적 연결 부재(700)는 압력 센서(500)와 프로세서(610)를 전기적 또는 작동적으로 연결하되, 단열 구조체(400)를 회피하도록 배치될 수 있다.
본 개시에서 '전기적 연결 부재가 단열 구조체를 회피하도록 배치된다'는 표현은 전기적 연결 부재(700)가 단열 구조체(400)의 외측을 따라 연장되도록 배치되거나, 전기적 연결 부재(700)가 단열 구조체(400)를 우회하도록 배치되어 전기적 연결 부재(700)가 단열 구조체(400)를 관통하지 않도록 배치되는 것을 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전기적 연결 부재(700)는 적어도 일부 영역이 단열 구조체(400)로부터 소정의 거리(l)만큼 이격된 상태에서 압력 센서(500)와 프로세서(610)를 전기적으로 연결할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예(미도시)에 따르면, 전기적 연결 부재(700)는 적어도 일부 영역이 단열 구조체(400)의 외주면과 접촉할 수도 있다.
기존의 에어로졸 생성 장치는 열전대 와이어(Thermocouple wire)를 통해 히터(예: 도 2의 히터(200))와 프로세서를 연결하고, 열전도 와이어를 통해 감지되는 히터의 온도 또는 전류 변화에 기초하여 사용자의 퍼프 동작을 감지하는 것이 일반적이었다.
열전대 와이어를 히터에 연결하기 위해서는 열전대 와이어가 히터를 감싸는 단열 구조체(400)의 일부 영역을 관통할 수 밖에 없으며, 이 경우 히터의 주변에서 생성된 액적이 열전대 와이어가 단열 구조체(400)를 관통하는 공간을 통해 단열 구조체(400)의 외부로 유출되어 에어로졸 생성 장치(10)의 구성 요소들이 손상되는 상황이 발생할 수 있다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 열전대 와이어가 아닌 압력 센서(500)를 통해 사용자의 퍼프 동작을 감지하고, 단열 구조체(400)를 회피하도록 배치된 전기적 연결 부재(700)를 통해 압력 센서(500)와 프로세서(610)를 연결함으로써, 단열 구조체(400)의 외부로 액적이 유출되는 것을 방지할 수 있다.
다시 말해, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)에서는 상술한 전기적 연결 부재(700)를 통해 단열 구조체(400)를 관통하지 않고도 압력 센서(500)와 프로세서(610)를 연결할 수 있으며, 그 결과 단열 구조체(400)를 관통하는 공간을 통해 액적이 유출되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전기적 연결 부재(700)는 단열 구조체(400)를 회피하여 배치될 수 있도록 적어도 일부 영역이 절곡 또는 굴곡된 형상으로 형성될 수 있으나, 전기적 연결 부재(700)의 형상이 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 7b를 참조하면, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)의 하우징(100)(예: 도 2, 도 3a 및/또는 도 5a의 하우징(100))은 전기적 연결 부재(700)를 지지 또는 고정시키기 위한 가이드 홈(101)을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 가이드 홈(101)은 하우징(100)의 내측면(100i)에 형성되어, 가이드 홈(101)에 수용되는 전기적 연결 부재(700)를 지지 또는 고정할 수 있다. 예를 들어, 전기적 연결 부재(700)는 가이드 홈(101)에 끼워 맞춤되어 가이드 홈(101)에 의해 지지 또는 고정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도면 상에 도시되지는 않았으나, 다른 실시예에 따르면 에어로졸 생성 장치(10)는 하우징(100)의 내측면(100i)에서 전기적 연결 부재(700)를 향하는 방향으로 돌출되는 적어도 하나의 돌출 부재(미도시)를 포함할 수도 있다.
적어도 하나의 돌출 부재는 예를 들어, 전기적 연결 부재(700)의 일 영역과 접촉하여 전기적 연결 부재(700)를 지지할 수 있으며, 그 결과 에어로졸 생성 장치(10)의 사용 과정에서 전기적 연결 부재(700)의 위치가 고정될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 일부 구성 요소들을 나타내는 블록도이다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 압력 센서(500)(예: 도 3a 및/또는 도 5a의 압력 센서(500)), 프로세서(610)(예: 도 2, 도 7의 프로세서(610)) 및 디스플레이(D)(예: 도 1의 디스플레이(D))를 포함할 수 있다.
프로세서(610)는 압력 센서(500)와 전기적으로 연결되어, 압력 센서(500)에서 감지되는 기류 통로(예: 도 3a의 제1 챔버(300)) 및/또는 공기 챔버(예: 도 5a의 제2 챔버(320))의 압력 변화량에 기초하여 사용자의 퍼프 동작을 감지할 수 있다.
예를 들어, 사용자의 퍼프 동작 시, 에어로졸 생성 장치(10)의 내부와 외부의 사이에 압력 차이가 발생하여 에어로졸 생성 장치(10)의 내부 공기의 적어도 일부가 에어로졸 생성 장치(10)의 외부로 배출되어 기류 통로 및/또는 공기 챔버에 압력 강하가 발생할 수 있다.
이에 따라, 프로세서(610)는 압력 센서(500)에서 감지되는 기류 통로 및/또는 공기 챔버의 압력 강하량에 기초하여, 사용자의 퍼프 동작을 감지할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(610)는 기류 통로 및/또는 공기 챔버의 압력 강하량이 지정된 값 이상인 경우, 사용자의 퍼프 동작이 수행 또는 발생되었다고 판단할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(10)의 작동 과정에서 발생되는 노이즈에 의해 기류 통로 및/또는 공기 챔버의 압력 강하가 감지되는 상황이 발생할 수 있다. 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 기류 통로 및/또는 공기 챔버의 압력 강하량이 지정된 값 이상인 경우에 사용자의 퍼프 동작이 수행 또는 발생되었다고 판단함으로써, 사용자의 퍼프 동작을 보다 정밀하게 측정할 수 있다.
프로세서(610)는 사용자의 퍼프 동작이 수행되었다는 판단에 기초하여, 사용자의 퍼프 동작이 발생하였음을 나타내는 알림(또는 '사용자 알림')을 출력할 수 있다.
알림은 예를 들어, 시각적인 정보를 통해 사용자의 퍼프 동작이 발생하였음을 알리는 시각적 알림, 청각적인 정보(예: 소리)를 통해 사용자의 퍼프 동작이 발생하였음을 알리는 청각적 알림 및 촉각적인 정보(예: 진동)를 통해 사용자의 퍼프 동작이 발생하였음을 촉각적 알림 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예시에서, 프로세서(610)는 디스플레이(D) 및/또는 LED(미도시)를 통해 사용자의 퍼프 동작이 발생하였음을 나타내는 알림을 표시함으로써, 사용자의 퍼프 동작이 발생하였음을 나타내는 알림을 출력할 수 있다.
다른 예시에서, 프로세서(610)는 스피커(미도시)를 통해 소리를 발생시킴으로써, 사용자의 퍼프 동작이 발생하였음을 나타내는 알림을 출력할 수 있다. 또 다른 예시에서, 프로세서(610)는 모터(미도시) 및/또는 액추에이터(미도시)를 통해 진동을 발생시킴으로써, 사용자의 퍼프 동작이 발생하였음을 나타내는 알림을 출력할 수도 있다.
또한, 프로세서(610)는 사용자의 퍼프 횟수에 기초하여 에어로졸 생성 장치(10)에 삽입된 에어로졸 생성 물품(예: 도 2의 에어로졸 생성 물품(20))의 남은 퍼프 횟수(또는 '잔여 퍼프 횟수')를 계산 또는 카운트하고, 사용자에게 남은 퍼프 횟수에 대응되는 알림을 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(610)는 사용자의 퍼프 동작이 수행되었다고 판단되는 경우, 사용자의 퍼프 횟수를 카운트하고, 미리 지정된 에어로졸 생성 물품의 총 퍼프 횟수와 카운트된 사용자의 퍼프 횟수의 차이를 통해 에어로졸 생성 장치(10)에 삽입된 에어로졸 생성 물품의 남은 퍼프 횟수를 계산할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(610)는 미리 지정된 에어로졸 생성 물품의 총 퍼프 횟수가 14회이고, 카운트된 사용자의 퍼프 횟수가 4회인 경우, 삽입된 에어로졸 생성 물품의 남은 퍼프 횟수를 10회로 계산할 수 있다.
프로세서(610)는 예를 들어, 시각적 알림, 청각적 알림 및 촉각적 알림 중 적어도 하나의 알림을 통해 사용자에게 남은 퍼프 횟수에 관한 정보를 제공할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 사용자의 퍼프 동작을 감지하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 10은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치에서 디스플레이를 통해 시각적 알림이 제공되고 있는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서, 도 9에 도시된 에어로졸 생성 장치의 사용자의 퍼프 동작을 감지하는 과정을 설명함에 있어, 도 3a, 도 5a 및/또는 도 8에 도시된 에어로졸 생성 장치(10)의 구성 요소들을 참고하여 설명하도록 한다.
도 9를 참조하면, 901 단계에서, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 압력 센서(500)(예: 도 3a 및/또는 도 5a의 압력 센서(500))를 통해 제1 챔버(300)(예: 도 3a의 제1 챔버(300)) 및/또는 제2 챔버(320)(예: 도 5a의 제2 챔버(320))의 압력 변화를 감지할 수 있다.
이 때, 압력 센서(500)에서 감지된 제1 챔버(300) 및/또는 제2 챔버(320)의 압력 변화량에 대한 정보는 압력 센서(500)와 전기적 또는 작동적으로 연결된 프로세서(610)로 전송될 수 있다.
902 단계에서, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)의 프로세서(610)는 사용자의 퍼프 동작을 감지하기 위하여 901 단계를 통해 감지된 제1 챔버(300) 및/또는 제2 챔버(320)의 압력 변화량과 지정된 값을 비교할 수 있다.
본 개시에서 '지정된 값'은 사용자의 퍼프 동작을 감지하는 데 기준이 되는 압력 강하량을 의미할 수 있으며, 해당 표현은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다. 상술한 지정된 값은 에어로졸 생성 장치(10)의 프로세서(610) 또는 메모리(미도시)에 저장된 값일 수 있으며, 지정된 값은 사용자의 조작에 의해 가변될 수 있다.
예를 들어, 사용자의 퍼프 동작 시, 에어로졸 생성 장치(10)의 내부와 외부의 사이에 압력 차이가 발생하여 에어로졸 생성 장치(10)의 내부 공기의 적어도 일부가 에어로졸 생성 장치(10)의 외부로 배출되어 제1 챔버(300) 및/또는 제2 챔버(320)에 압력 강하가 발생할 수 있다.
이에 따라, 프로세서(610)는 사용자의 퍼프 동작을 감지하기 위하여 제1 챔버(300) 및/또는 제2 챔버(320)의 압력 강하량과 지정된 값(예: 도 4, 도 6의 지정된 값(P))을 비교하고, 제1 챔버(300) 및/또는 제2 챔버(320)의 압력 강하량이 지정된 값 이상인지 여부를 판단할 수 있다.
903 단계에서, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)의 프로세서(610)는 제1 챔버(300) 및/또는 제2 챔버(320)의 압력 강하량이 지정된 값 이상이라고 판단되는 경우, 사용자의 퍼프 동작의 발생을 지정된 방식으로 출력할 수 있다.
지정된 방식은 예를 들어, 디스플레이(D) 및/또는 LED를 통해 시각적 알림을 제공하는 방식, 스피커를 통해 청각적 알림(예: 소리)을 제공하는 방식 및 모터 및/또는 엑추에이터를 통해 촉각적 알림(예: 진동)을 제공하는 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(610)는 902 단계에서 제1 챔버(300) 및/또는 제2 챔버(320)의 압력 강하량이 지정된 값 이상이라고 판단되는 경우, 사용자의 퍼프 동작이 수행되었다고 판단하고, 사용자에게 사용자의 퍼프 동작 발생에 관한 알림을 제공할 수 있다.
이와 달리, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)의 프로세서(610)는 제1 챔버(300) 및/또는 제2 챔버(320)의 압력 강하량이 지정된 값보다 작은 경우, 노이즈에 의해 압력 강하가 발생하였거나, 압력 변화가 없다고 판단하고 901 단계 및 902 단계를 다시 수행할 수 있다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)의 프로세서(610)는 사용자의 퍼프 횟수에 기초하여 에어로졸 생성 장치(10) 또는 하우징(100)에 삽입된 에어로졸 생성 물품(20)의 남은 퍼프 횟수를 계산하고, 사용자에게 남은 퍼프 횟수에 대응되는 사용자 알림을 제공할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(610)는 사용자의 퍼프 동작이 수행되었다고 판단되는 경우, 사용자의 퍼프 횟수를 카운트하고, 미리 지정된 에어로졸 생성 물품(20)의 총 퍼프 횟수와 카운트된 사용자의 퍼프 횟수의 차이를 통해 에어로졸 생성 장치(10)에 삽입된 에어로졸 생성 물품(20)의 남은 퍼프 횟수를 계산할 수 있다.
프로세서(610)는 상술한 과정을 통해 계산된 에어로졸 생성 물품(20)의 남은 퍼프 횟수에 알림을 다양한 방식으로 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(610)는 도 10에 도시된 바와 같이 하우징(100)의 외주면의 적어도 일 영역에 배치된 디스플레이(D)와 전기적 또는 작동적으로 연결되어, 디스플레이(D)를 통해 남은 퍼프 횟수에 대응되는 시각적 알림을 출력할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(610)는 디스플레이(D)에 남은 퍼프 횟수를 표시함으로써, 사용자에게 하우징(100)에 삽입된 에어로졸 생성 물품(20)의 남은 퍼프 횟수에 대한 정보를 알릴 수 있다. 다만, 디스플레이(D)에 표시되는 시각적 정보가 도 10에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 사용자에게 남은 퍼프 횟수에 대한 정보를 알릴 수 있다면 디스플레이(D)에 표시되는 시각적 정보는 가변될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 프로세서(610)는 청각 및/또는 촉각을 통해 사용자에게 남은 퍼프 횟수에 대한 정보를 알릴 수 있다. 예를 들어, 프로세서(610)는 남은 퍼프 횟수에 대응되는 소리를 발생시키는 청각적 알림 또는 남은 퍼프 횟수에 대응되는 진동을 발생시키는 촉각적 알림을 통해 사용자에게 남은 퍼프 횟수에 대한 정보를 제공할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 프로세서(610)는 시각적 알림, 청각적 알림 및 촉각적 알림 중 적어도 2개를 통해 사용자에게 남은 퍼프 횟수에 대한 정보를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(610)는 시각적 알림과 청각적 알림을 동시에 제공하거나, 시각적 알림, 청각적 알림 및 촉각적 알림을 모두 제공할 수도 있다.
이하에서는, 도 11 및 도 12를 참조하여, 에어로졸 생성 물품의 예들을 설명한다.
도 11은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 물품을 나타내는 도면이고, 도 12는 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 물품을 나타내는 도면이다.
도 11를 참조하면, 에어로졸 생성 물품(20)은 담배 로드(21) 및 필터 로드(22)를 포함한다.
도 11에는 필터 로드(22)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(22)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(22)는 에어로졸을 냉각하는 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(22)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 물품(20)은 적어도 하나의 래퍼(24)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(24)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 에어로졸 생성 물품(20)은 하나의 래퍼(24)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 에어로졸 생성 물품(20)은 2 이상의 래퍼(24)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(241)에 의하여 담배 로드(21)가 포장되고, 래퍼들(242, 243, 244)에 의하여 필터 로드(22)가 포장될 수 있다. 그리고, 단일 래퍼(245)에 의하여 에어로졸 생성 물품(20) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 필터 로드(22)가 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 래퍼들(242, 243, 244)에 의하여 포장될 수 있다.
담배 로드(21)는 에어로졸 생성 물질을 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 담배 로드(21)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(21)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(21)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(21)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(21)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21)는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 담배 로드(21)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(21)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(21)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 담배 로드(21)는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다. 로드(32
필터 로드(22)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(22)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(22)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(22)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(22)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
또한, 필터 로드(22)에는 적어도 하나의 캡슐(23)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(23)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(23)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(23)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 12를 참조하면, 에어로졸 생성 물품(30)은 전단 플러그(33)를 더 포함할 수 있다. 전단 플러그(33)는 담배 로드(31)에 있어서, 필터 로드(32)에 대향하는 일 측에 위치할 수 있다. 전단 플러그(33)는 담배 로드(31)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(31)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(도 11 내지 도 13의 1)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
필터 로드(32)는 제1 세그먼트(321) 및 제2 세그먼트(322)를 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 세그먼트(321)는 도 11의 필터 로드(22)의 제1 세그먼트에 대응될 수 있고, 제2 세그먼트(322)는 도 11의 필터 로드(22)의 제3 세그먼트에 대응될 수 있다.
에어로졸 생성 물품(30)의 직경 및 전체 길이는 도 11의 에어로졸 생성 물품(20)의 직경 및 전체 길이에 대응될 수 있다. 예를 들어, 전단 플러그(33)의 길이는 약 7mm, 담배 로드(31)의 길이는 약 15mm, 제1 세그먼트(321)의 길이는 약 12mm, 제2 세그먼트(322)의 길이는 약 14mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
에어로졸 생성 물품(30)은 적어도 하나의 래퍼(35)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(35)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(351)에 의하여 전단 플러그(33)가 포장되고, 제2 래퍼(352)에 의하여 담배 로드(31)가 포장되고, 제3 래퍼(353)에 의하여 제1 세그먼트(321)가 포장되고, 제4 래퍼(354)에 의하여 제2 세그먼트(322)가 포장될 수 있다. 그리고, 제5 래퍼(355)에 의하여 에어로졸 생성 물품(30) 전체가 재포장될 수 있다.
또한, 제5 래퍼(355)에는 적어도 하나의 천공(36)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 천공(36)은 담배 로드(31)를 둘러싸는 영역에 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 천공(36)은 도 12 및 도 13에 도시된 히터(13)에 의하여 형성된 열을 담배 로드(31)의 내부로 전달하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 제2 세그먼트(322)에는 적어도 하나의 캡슐(34)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(34)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(34)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(34)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
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 20: 에어로졸 생성 물품
100: 하우징 100h: 개구
101: 가이드 홈 200: 히터
210: 코일 220: 서셉터
300: 제1 챔버 310: 공기 통로
320: 제2 챔버 400: 단열 구조체
500: 압력 센서 510: 센서 브라켓
510h: 관통 홀 520: 센서 커버
530: 보호 부재 540: 방열판
550: 센서 인쇄 회로 기판 600: 인쇄 회로 기판
610: 프로세서 620: 배터리
700: 전기적 연결 부재

Claims (15)

  1. 에어로졸 생성 장치에 있어서,
    에어로졸 생성 물품이 삽입되는 제1 챔버, 상기 제1 챔버와 이격되어 배치되는 제2 챔버 및 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버를 연결하는 공기 통로를 포함하는 하우징;
    상기 제2 챔버와 인접하게 배치되는 압력 센서; 및
    상기 압력 센서와 전기적으로 연결되고, 상기 압력 센서를 통해 상기 제2 챔버의 내부의 압력 변화를 감지하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제2 챔버의 내부의 압력 변화량이 지정된 값 이상이면 사용자의 퍼프 동작이 발생하였음을 나타내는 알림을 출력하는, 에어로졸 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 챔버에 삽입되는 에어로졸 생성 물품을 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터;를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 히터의 외주면을 감싸도록 배치되어 상기 히터를 밀폐하고, 상기 히터에서 발생되는 열을 단열하기 위한 단열 구조체;를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 단열 구조체로부터 이격되어 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 단열 구조체를 회피하도록 배치되어, 상기 압력 센서와 상기 프로세서를 전기적으로 연결하는 전기적 연결 부재;를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 제2 챔버의 상단에 위치하며, 상기 제2 챔버의 내부와 연결되는, 에어로졸 생성 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 압력 센서와 상기 제2 챔버를 연결하는 관통 홀을 포함하고, 상기 압력 센서를 지지하기 위한 센서 브라켓;
    상기 압력 센서의 외측면의 적어도 일부를 덮도록 배치되어, 상기 압력 센서에 전달된 열을 방열하기 위한 센서 커버; 및
    상기 센서 브라켓과 상기 센서 커버의 사이에서 상기 압력 센서의 외주면의 적어도 일부를 감싸도록 배치되며, 상기 압력 센서에 유입된 공기의 누출을 방지하기 위한 보호 부재;를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 히터는
    교번적인 자기장을 발생시키는 코일; 및
    상기 코일에서 생성된 교번적인 자기장에 의해 발열하여 상기 제1 챔버에 삽입되는 에어로졸 생성 물품을 가열하는 서셉터;를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제2 챔버의 내부의 공기의 압력 강하량(pressure drop)이 지정된 값 이상이면, 사용자의 퍼프 동작이 발생하였음을 나타내는 알림을 출력하는, 에어로졸 생성 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 알림은 시각적 알림, 청각적 알림 및 촉각적 알림 중 적어도 하나를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    디스플레이;를 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 디스플레이를 통해 사용자의 퍼프 동작이 발생하였음을 나타내는 알림을 표시하는, 에어로졸 생성 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    사용자의 퍼프 동작의 발생 횟수에 기초하여, 상기 삽입된 에어로졸 생성 물품의 남은 퍼프 횟수를 나타내는 알림을 출력하는, 에어로졸 생성 장치.
  13. 에어로졸 생성 장치에 있어서,
    에어로졸 생성 물품이 삽입되는 챔버 및 상기 챔버의 일 지점에서 상기 챔버를 가로지르는 방향으로 분기되는 공기 통로를 포함하는 하우징;
    상기 챔버에 삽입되는 에어로졸 생성 물품을 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터;
    상기 공기 통로와 인접하게 배치되는 압력 센서; 및
    상기 압력 센서와 전기적으로 연결되고, 상기 압력 센서를 통해 상기 챔버의 압력 변화를 감지하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 챔버의 내부의 압력 변화량이 지정된 값 이상이면 사용자의 퍼프 동작이 발생하였음을 나타내는 알림을 출력하는, 에어로졸 생성 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 히터의 외주면을 감싸도록 배치되어 상기 히터를 밀폐하고, 상기 히터에서 발생되는 열을 단열하기 위한 단열 구조체;를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 단열 구조체로부터 이격되어 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
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