KR20230022052A - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

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aerosol generating
generating device
aerosol
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이원경
김민규
김정호
이종섭
이형석
정헌준
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주식회사 케이티앤지
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Abstract

에어로졸 생성 장치는, 하우징, 하우징의 내부의 일면을 따라 연장하도록 배치된 제1인쇄회로기판; 및 하우징의 내부에 배치되고, 제어신호를 생성하는 프로세서가 실장되고, 일면이 연장하는 방향을 가로지르는 방향으로 연장된 제2인쇄회로기판을 포함한다.

Description

에어로졸 생성 장치 {Aerosol generating device}
본 발명은 초음파 진동을 이용하여 에어로졸을 생성하는 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
종래의 초음파진동을 사용한 에어로졸 발생 장치는, 교류 전압이 인가된 초음파진동자에 의한 초음파진동으로 인해 초음파진동자에 맞닿아 있는 액상의 점도가 하락되면, 초음파진동에 의해 액상이 잘게 쪼개지면서 에어로졸이 발생되는 방식으로 동작한다. 초음파진동을 통해 액상을 무화시키기 위해서는 배터리 전압을 승압시켜야 하며, 이때 발생된 높은 전압에 의해, 회로에 사용된 소자에서 높은 열이 발생하게 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 내부발열이 개선된 에어로졸 생성 장치를 제공하는 데에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 하우징; 상기 하우징의 내부의 일면을 따라 연장하도록 배치된 제1인쇄회로기판; 및상기 하우징의 내부에 배치되고, 제어신호를 생성하는 프로세서가 실장되고, 상기 일면이 연장하는 방향을 가로지르는 방향으로 연장된 제2인쇄회로기판을 포함한다.
상기 장치에 있어서, 상기 하우징의 내부의 다른 면에 의해 지지되어, 상기 제2인쇄회로기판의 위치를 유지하는 적어도 하나의 브라켓(bracket)을 더 포함할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 브라켓은, 상기 제2인쇄회로기판의 일단부에 결합되는 지지부를 포함할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 지지부는, 상기 브라켓과 상기 제2인쇄회로기판 중 어느 하나에 형성된 오목부를 포함하고, 상기 브라켓과 상기 제2인쇄회로기판 중 다른 하나가 상기 오목부에 삽입될 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 하우징은, 외부의 일측면에 사용자의 입력을 수용하는 입력부를 더 포함하고, 상기 입력부는, 상기 하우징 내부에 배치된 연성회로기판(FPCB)을 통해, 상기 제2인쇄회로기판에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 연성회로기판은, 상기 브라켓의 적어도 일부분과 접촉하며, 상기 제2인쇄회로기판에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 하우징에 배치된 공기감지마이크(air sensing MIC)를 더 포함하고, 상기 공기감지마이크는, 상기 제2인쇄회로기판과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 제1인쇄회로기판에는, 외부전력을 통해 배터리를 충전시키는 충전모듈이 실장될 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 제1인쇄회로기판에 실장되어 압력변화를 감지하는 압력센서를 더 포함할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 제1인쇄회로기판 및 상기 제2인쇄회로기판에 분할실장되어 압력변화를 감지하는 압력센서를 더 포함하고, 상기 압력센서는, 단일칩을 포함한 제1부분과 적어도 하나의 수동소자를 포함하는 제2부분을 포함할 수 있다.
상기 장치는, 상기 하우징의 내부에 설치되어, 상기 프로세서의 제어신호에 따라 소정의 주파수로 진동하는 초음파진동자; 및 상기 하우징에 결합되는 카트리지를 더 포함하고, 상기 카트리지는, 에어로졸 생성 물질을 저장하는 저장부; 및 상기 저장부의 상기 에어로졸 생성 물질을 흡수하고, 상기 에어로졸 생성 물질이 에어로졸로 변환되도록 상기 초음파진동자의 진동에 의해 진동하는 물질전달수단을 포함할 수 있다.
상기 장치는, 상기 하우징에 결합되는 카트리지를 더 포함하고, 상기 카트리지는, 상기 카트리지의 내부에 설치되어, 상기 프로세서의 제어신호에 따라 소정의 주파수로 진동하는 초음파진동자; 에어로졸 생성 물질을 저장하는 저장부; 및 상기 저장부의 상기 에어로졸 생성 물질을 흡수하고, 상기 에어로졸 생성 물질이 에어로졸로 변환되도록 상기 초음파진동자의 진동에 의해 진동하는 물질전달수단을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 본체에 포함되는 인쇄회로기판의 수를 복수로 늘리고, 늘어난 수의 인쇄회로기판을 중심으로 각종 모듈을 최적화하여 배치함으로써, 에어로졸 생성 장치의 내부의 온도가 지나치게 올라가서 내열성이 낮은 소자가 오동작하게 되는 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 에어로졸 생성 장치를 통해 퍼프가 계속 진행됨에 따라 계속 증가하는 PCB의 주요 소자들의 온도를 설명하기 위한 도면의 일 예이다.
도 4는 에어로졸 생성 장치를 통해 퍼프가 계속 진행됨에 따라 계속 증가하는 PCB의 주요 소자들의 온도를 설명하기 위한 도면의 다른 예이다.
도 5는 본 발명에 따른 에어로졸 생성 장치의 내부 구성을 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 제1인쇄회로기판 및 제2인쇄회로기판의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 5의 브라켓을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 압력센서의 일 예를 나타내는 도면이다.
실시 예들에서 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.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 무화기(12000), 센서(13000), 사용자 인터페이스(14000), 메모리(15000) 및 프로세서(16000)를 포함할 수 있다. 그러나 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 구조는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(10000)의 설계에 따라, 도 1에 도시된 하드웨어 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시 예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
일 예로서 에어로졸 생성 장치(10000)는 본체를 포함할 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 요소들은 본체에 위치한다.
다른 실시 예로서 에어로졸 생성 장치(10000)는 본체 및 카트리지를 포함할 수 있고, 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 요소들은 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 또는 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 요소들 중 적어도 일부는 본체 및 카트리지 각각에 위치할 수도 있다.
이하에서는 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 각 요소들이 위치하는 공간을 한정하지 않고, 각 요소들의 동작에 대해 설명한다.
배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작하는 데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(11000)는 무화기(12000)가 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000) 내에 구비된 다른 하드웨어 요소들, 즉, 센서(13000), 사용자 인터페이스(14000), 메모리(15000) 및 프로세서(16000)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(11000)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다.
예를 들어, 배터리(11000)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(10000)에 사용될 수 있는 배터리(11000)의 종류는 상술한 바에 의해 제한되지 않는다. 필요에 따라 배터리(11000)는 알카라인 배터리, 또는 망간 배터리를 포함할 수도 있다.
무화기(12000)는 프로세서(16000)의 제어에 따라 배터리(11000)로부터 전력을 공급 받는다. 무화기(12000)는 배터리(11000)로부터 전력을 공급 받아 에어로졸 생성 장치(10000)에 저장된 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있다.
무화기(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 본체에 위치할 수 있다. 또는 에어로졸 생성 장치(10000)가 본체 및 카트리지를 포함하는 경우, 무화기(12000)는 카트리지에 위치하거나 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 무화기(12000)가 카트리지에 위치하는 경우, 무화기(12000)는 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(11000)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 또한, 무화기(12000)가 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치하는 경우 무화기(12000)에서 전력의 공급이 필요한 부품은 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(11000)로부터 전력을 공급받을 수 있다.
무화기(12000)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(12000)로부터 발생되는 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 공기가 혼합된 상태를 의미할 수 있다. 예를 들어, 무화기(12000)는 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기화 및/또는 승화를 통하여 기체의 상으로 변환시킬 수 있다. 또한, 무화기(12000)는 액체 및/또는 고체 상의 에어로졸 생성 물질을 미세 입자화하여 방출함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다.
예를 들어, 무화기(12000)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(12000)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 실시 예에서 히터는 카트리지(2000)의 일부분일 수 있다. 또한, 카트리지(2000)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(10000)는 궐련을 수용할 수 있는 수용 공간을 포함할 수 있으며, 히터는 에어로졸 생성 장치(10000)의 수용 공간에 삽입된 궐련을 가열할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10000)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(10000)는 적어도 하나의 센서(13000)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서(13000)에서 센싱된 결과는 프로세서(16000)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 프로세서(16000)는 무화기(12000)의 동작 제어, 흡연의 제한, 카트리지(또는 궐련) 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(10000)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 센서(13000)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(16000)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(13000)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(16000)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(16000)는 사용자의 입력이 발생한 것으로 결정할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 센서(13000)는 모션 센서를 포함할 수 있다. 모션 센서를 통해 에어로졸 생성 장치(10000)의 기울기, 이동 속도 및 가속도 등과 같은 에어로졸 생성 장치(10000)의 움직임에 관한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 모션 센서는 에어로졸 생성 장치(10000)가 움직이는 상태, 에어로졸 생성 장치(10000)의 정지 상태, 퍼프를 위해 에어로졸 생성 장치(10000)가 소정의 범위 내의 각도로 기울어진 상태 및 각 퍼프 동작들의 사이에서 퍼프 동작 시와는 다른 각도로 에어로졸 생성 장치(10000)가 기울어진 상태에 관한 정보들을 측정할 수 있다. 모션 센서는 해당 기술 분야에서 알려진 다양한 방법들을 이용하여 에어로졸 생성 장치(10000)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(13000)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(10000)에 사용자가 접근하는지 여부를 검출할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 센서(13000)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(16000)는 이미지 센서를 통해 획득된 이미지를 분석하여 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)를 사용하기 위한 상황인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)를 사용하기 위하여 에어로졸 생성 장치(10000)를 입술 근방으로 접근시킬 때, 이미지 센서는 입술의 이미지를 획득할 수 있다. 프로세서(16000)는 획득된 이미지를 분석하여 입술로 판단될 경우에 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)를 사용하기 위한 상황임을 결정할 수 있다. 이를 통해 에어로졸 생성 장치(10000)는 무화기(12000)를 미리 동작시키거나, 히터를 예열시킬 수 있다.
또한, 적어도 하나의 센서(13000)는 에어로졸 생성 장치(10000)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(10000)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(13000)는 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서는 무화기(12000)의 히터(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10000)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(10000)에 별도의 온도 센서가 더 포함될 수 있다. 또한, 온도 센서는 히터뿐만 아니라 에어로졸 생성 장치(10000)의 인쇄회로기판(PCB), 배터리 등과 같은 내부 부품들의 온도를 감지할 수도 있다.
또한, 적어도 하나의 센서(13000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 주변 환경의 정보를 측정하는 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어 적어도 하나의 센서(13000)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(10000)에 구비될 수 있는 센서(13000)는 상술한 종류에 한정되지 않고, 다양한 센서들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)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(10000)에는 위의 예시된 다양한 센서(13000)의 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수 있다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(10000)는 전술한 센서들 중 적어도 하나 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
사용자 인터페이스(14000)는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(10000)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(14000)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(10000)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스(14000) 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.
메모리(15000)는 에어로졸 생성 장치(10000) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(15000)는 프로세서(16000)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(15000)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(15000)에는 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다.
프로세서(16000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(16000)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(16000)가 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
프로세서(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다.
프로세서(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 무화기(12000)의 동작이 개시 또는 종료되도록 무화기(12000)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 무화기(12000)가 적절한 양의 에어로졸을 발생시킬 수 있도록 무화기(12000)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(16000)는 무화기(12000)의 진동자가 소정의 주파수로 진동할 수 있도록 진동자에 공급되는 전류 또는 전압을 제어할 수 있다.
일 실시 예에서 프로세서(16000)는 에어로졸 생성 장치(10000)에 대한 사용자 입력을 수신한 후 무화기(12000)의 동작을 개시할 수 있다. 또한, 프로세서(16000)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 사용자의 퍼프를 감지한 후 무화기(12000)의 동작을 개시할 수 있다. 또한, 프로세서(16000)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면 무화기(12000)에 전력 공급을 중단시킬 수 있다.
프로세서(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 사용자 인터페이스(14000)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면, 프로세서(16000)는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치(10000)가 곧 종료될 것임을 예고할 수 있다.
한편, 도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(10000)는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템에 포함될 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)를 충전하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)는 크래들 내부의 수용 공간에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)를 충전할 수 있다.
일 실시 예는 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 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.
도 2는 도 1에 도시된 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치(10000)는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(2000)와, 카트리지(2000)를 지지하는 본체(1000)를 포함한다.
카트리지(2000)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체(1000)에 결합할 수 있다. 예를 들어, 카트리지(2000)의 일부분이 본체(1000)에 삽입되거나, 본체(1000)의 일부분이 카트리지(2000)에 삽입됨으로써 카트리지(2000)가 본체(1000)에 장착될 수 있다. 이때, 본체(1000)와 카트리지(2000)는 스냅-핏(snap-fit) 방식, 나사 결합 방식, 자력 결합 방식, 억지 끼워 맞춤 방식 등에 의해 결합된 상태를 유지할 수 있으나, 본체(1000)와 카트리지(2000)의 결합 방식은 상술한 바에 의해 제한되지 않는다.
카트리지(2000)는 마우스피스(2100)를 포함할 수 있다. 마우스피스(2100)는 본체(1000)와 결합되는 일부분과 반대 방향에 형성될 수 있으며, 사용자의 구강으로 삽입되는 부분이다. 마우스피스(2100)는 카트리지(2000) 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 발생된 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공(2110)을 포함할 수 있다.
카트리지(2000)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(10000)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(2000)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용하는 액체 저장부(2200)를 포함할 수 있다. 액체 저장부(2200)가 내부에 '에어로졸 생성 물질을 수용한다'는 것은 액체 저장부(2200)가 그릇(container)의 용도와 같이 에어로졸 생성 물질을 단순히 담는 기능을 수행하는 것과, 액체 저장부(2200)의 내부에 예를 들어 스펀지(sponge)나 솜이나 천이나 다공성 세라믹 구조체와 같은 에어로졸 생성 물질을 함침(함유)하는 요소를 포함하는 것을 의미한다.
액체 저장부(2000)는 저장되는 에어로졸 생성 물질은 액체이다. 실시 예에 따라서, 에어로졸 생성 물질은 겔 형태가 될 수도 있고, 에어로졸 생성 물질의 상에 따라서 액체 저장부(2000)는 저장부로 별칭될 수 있다.
에어로졸 생성 장치(10000)는 카트리지(2000)의 내부의 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 변환하여 에어로졸(aerosol)을 발생시키는 무화기를 포함할 수 있다.
예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)의 무화기는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시키는 초음파 진동 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질의 상을 변환할 수 있다. 무화기는 초음파 진동을 발생시키는 진동자(1300)와, 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 액체 전달 수단(2400)과, 액체 전달 수단의 에어로졸 생성 물질에 초음파 진동을 전달하여 에어로졸을 발생시키는 진동 수용부(2300)를 포함할 수 있다.
진동자(1300)는 짧은 주기의 진동을 발생시킬 수 있다. 진동자(1300)로부터 생성된 진동은 초음파 진동일 수 있으며, 초음파 진동의 주파수는 예를 들어 100kHz 내지 3.5MHz일 수 있다. 진동자(1300)로부터 생성된 짧은 주기의 진동에 의해 에어로졸 생성 물질은 기화 및/또는 입자화되어 에어로졸로 무화될 수 있다.
진동자(1300)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 진동자(1300)에 인가된 전기에 의해 진동(물리적인 힘)이 발생하고, 이와 같은 물리적인 작은 진동이 에어로졸 생성 물질을 작은 입자로 쪼개어 에어로졸로 무화시킬 수 있다.
진동자(1300)는 포고 핀(Pogo Pin) 또는 C-클립에 의해 회로와 전기적으로 접속될 수 있다. 따라서 진동자(1300)는 포고 핀(Pogo Pin) 또는 C-클립으로부터 전류 또는 전압을 공급받아 진동을 발생할 수 있다. 다만, 진동자(1300)에 전류 또는 전압을 공급하기 위하여 연결되는 소자의 종류는 상술한 바에 의해 제한되지 않는다.
진동 수용부(2300)는 진동자(1300)로부터 발생한 진동을 전달 받아 액체 저장부(2200)로부터 전달된 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.
액체 전달 수단(2400)은 액체 저장부(2200)의 액상 조성물을 진동 수용부(2300)로 전달할 수 있다. 예를 들어 액체 전달 수단(2400)은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹의 적어도 하나를 포함하는 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 일 실시 예로서, 액체 전달 수단(2400)은 에어로졸 생성 물질이 액체 상태가 아닌 경우, 물질 전달 수단으로 별칭될 수 있다.
무화기는 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 실시 예에서 무화기의 진동자(1300)는 본체(1000)에 배치되고, 진동 수용부(2300) 및 액체 전달 수단(2400)은 카트리지(2000)에 배치되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 카트리지(2000)는 진동자(1300), 진동 수용부(2300) 및 액체 전달 수단(2400)을 포함할 수 있으며, 본체(1000)에 카트리지(2000)의 일부분이 삽입되면 본체(1000)는 단자(미도시)를 통하여 카트리지(2000)에 전력을 제공하거나 카트리지(2000)의 작동과 관련한 신호를 카트리지(2000)에 공급할 수 있으며, 이를 통하여 진동자(1300)의 작동이 제어될 수 있다.
또한, 실시 예에 따라서, 본 발명에 따른 에어로졸 생성 장치(10000)에서 진동 수용부(2300)가 생략될 수도 있다. 이 경우, 카트리지(2000)는 진동자(1300), 액체 저장부(2200), 액체 전달 수단(2400)을 포함할 수 있다. 위와 같은 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치(10000)는, 진동 수용부(2300)가 생략되므로, 도 2에 도시된 것과 다르게 구현되며, 진동자(1300)에서 발생된 진동은 액체 전달 수단(2400)에 있는 에어로졸 생성 물질(액체)에 곧바로 전달될 수 있다.
카트리지(2000)는 진동자(1300) 및 액체 전달 수단(2400)을 포함하고, 진동 수용부
카트리지(2000)의 내부에 수용된 에어로졸 생성 물질을 외부에서 시각적으로 확인할 수 있도록 카트리지(2000)의 액체 저장부(2200)는 적어도 일부가 투명한 소재를 포함할 수 있다. 마우스피스(2100) 및 액체 저장부(2200)의 전체가 투명한 플라스틱이나 유리 등의 소재로 제작될 수 있으며, 액체 저장부(2200)의 일부분만이 투명한 소재로 제작될 수 있다.
에어로졸 생성 장치(10000)의 카트리지(2000)는 에어로졸 배출 통로(2500) 및 기류 통로(2600)를 포함할 수 있다.
에어로졸 배출 통로(2500)는 액체 저장부(2200)의 내부에 형성되어 마우스피스(2100)의 배출공(2110)과 유체 연통할 수 있다. 따라서 무화기에서 발생된 에어로졸은 에어로졸 배출 통로(2500)를 따라 이동할 수 있으며, 마우스피스(2100)의 배출공(2110)을 통해 사용자에게 전달될 수 있다.
기류 통로(2600)는 외부 공기를 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부로 유입할 수 있는 통로이다. 기류 통로(2600)를 통해 유입된 외부 공기는 에어로졸 배출 통로(2500)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(2600)는 에어로졸 배출 통로(2500)의 외부를 감싸도록 형성될 수 있다. 따라서 에어로졸 배출 통로(2500) 및 기류 통로(2600)의 형태는 에어로졸 배출 통로(2500)가 내측에 배치되고 기류 통로(2600)가 에어로졸 배출 통로(2500)의 외측에 배치되는 이중관 형태일 수 있다. 이를 통해 외부 공기는 에어로졸 배출 통로(2500)에서 에어로졸이 이동하는 방향과 반대 방향으로 유입될 수 있다.
한편, 기류 통로(2600)의 구조는 상술한 바에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 기류 통로는 본체(1000)와 카트리지(2000)가 결합할 때 본체(1000)와 카트리지(2000)의 사이에 형성되어 무화기와 유체 연통되는 공간일 수 있다.
상술한 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치(10000)에서 본체(1000)와 카트리지(2000)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(10000)의 단면 형상은 상술한 바에 의해 제한되지 않으며, 에어로졸 생성 장치(10000)는 길이 방향으로 연장할 때 반드시 직선적으로 연장하는 구조로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 에어로졸 생성 장치(10000)의 단면 형상은 사용자가 손으로 잡기 편하게 유선형으로 만곡되거나 특정 영역에서 미리 정해진 각도로 절곡되며 길게 연장할 수 있으며, 에어로졸 생성 장치(10000)의 단면 형상은 길이 방향을 따라 변화할 수 있다.
도 3은 에어로졸 생성 장치를 통해 퍼프가 계속 진행됨에 따라 계속 증가하는 PCB의 주요 소자들의 온도를 설명하기 위한 도면의 일 예이다.
보다 구체적으로, 도 3은 카트리지(310)와 본체(330)가 결합되어 동작하는 에어로졸 생성 장치(300)의 일부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3의 에어로졸 생성 장치는 카트리지(310)와 본체(330)를 각각 포함하고, 카트리지(310)는 제1온도측정부(315)를 포함하며, 본체(330)는 제2온도측정부(331) 및 제3온도측정부(333)를 각각 포함한다. 도 3의 에어로졸 생성 장치(300), 카트리지(310) 및 본체(330)는 도 2의 에어로졸 생성 장치(10000), 카트리지(2000) 및 본체(1000)와 각각 대응되는 것으로 간주한다.
도 3에서 제1온도측정부(315), 제2온도측정부(331) 및 제3온도측정부(333)는 에어로졸 생성 장치(300)에서 온도가 측정된 위치를 명확하게 지칭하기 위해 명명된 것으로서, 에어로졸 생성 장치(300)에 탈착가능한 특정한 모듈을 의미하는 것은 아니다.
또한, 제1온도측정부(315), 제2온도측정부(331) 및 제3온도측정부(333)에는 특정한 모듈이 위치해 있을 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(300)가 초음파진동식 에어로졸 생성 장치라면, 제1온도측정부(315)에는 본체(330)의 초음파진동자로부터 진동을 전달받아 액상 기질을 진동시키는 진동수용부가 배치될 수 있고, 제2온도측정부(331) 및 제3온도측정부(333)는 전력공급을 위해서 스위치 기능을 수행하는 전계효과트랜지스터(FET)가 인쇄회로기판(PCB)에 실장된(mounted) 위치일 수 있다.
구체적으로, 제1온도측정부(315)는 카트리지(310)와 본체(330)가 결합하는 결합부에 인접한 위치를 의미한다. 사용자가 에어로졸 생성 장치(300)의 전원을 켜고 퍼프(puff)를 계속하면, 제1온도측정부(315)의 온도는 섭씨 31.6도에서 섭씨 108.0도까지 상승하게 된다. 이때, 에어로졸 생성 장치(300)의 하나의 흡연 세션(smoking session)의 종료시점은, 14회 퍼프가 완료되거나, 퍼프가 시작된지 4분 30초가 경과한 시점일 수 있다.
제2온도측정부(331) 및 제3온도측정부(333)는 본체(330)에 포함되어 있는 인쇄회로기판(PCB)의 중앙(center)에서 x축의 양의 방향으로 치우치도록 배치된 두 위치를 의미한다. 도 3에 도시된 것처럼 제2온도측정부(331) 및 제3온도측정부(333)를 3차원 공간좌표로 나타내면, 동일한 x축 좌표값을 갖고 y축 좌표값만 상이할 수 있다. 전술한 예처럼, 제2온도측정부(331) 및 제3온도측정부(333)에는 전기적 신호를 기초로 스위치 기능을 수행하며 전력공급에 관여하는 전계효과트랜지스터(Power FET)가 배치될 수도 있다.
온도
315 331 333
Puff 횟수 제1온도측정부 제2온도측정부 제3온도측정부
1 31.6 47.3 49.4
2 35.8 53.1 54.8
3 42.8 60.6 62.0
4 50.4 63.3 65.4
5 56.8 67.3 67.4
6 63.2 71.2 70.2
7 69.6 75.4 74.4
8 76.5 79,1 77.2
9 82.0 86.3 82.6
10 87.8 84.4 80.7
11 94.2 83.1 78.4
12 98.8 77.0 72.7
13 104.0 78.6 73.9
14 108.0 81.7 76.5
표 1은 도 3에서 퍼프가 진행됨에 따라 달라지는 제1온도측정부(315), 제2온도측정부(331) 및 제3온도측정부(333)의 온도값을 나타낸 표이다. 표 1을 참조하면, 제1온도측정부(315)는 퍼프가 계속됨에 따라 섭씨 108도까지 상승하고, 제2온도측정부(331)는 섭씨 86.3도까지 상승하며, 제3온도측정부(333)는 섭씨 82.6도까지 상승하는 것을 알 수 있다.
에어로졸 생성 장치(300)가 초음파진동식 에어로졸 생성 장치라고 가정하고 표 1을 해석하면, 초음파진동자의 진동을 전달받아서 카트리지(310)의 액상 기질을 가열하는 진동수용부가 위치하고 있는 제1온도측정부(315)의 승온 속도가 가장 빠르고, 상대적으로 초음파진동자나 진동수용부의 위치로부터 일정 거리만큼 떨어져 있는 제2온도측정부(331) 및 제3온도측정부(333)의 승온 속도는 느린 것을 알 수 있다.
또한, 표 1을 참조하면, 제2온도측정부(331) 및 제3온도측정부(333)는 제1온도측정부(315)로부터 동일한 x축 거리만큼 이격되어 있지만, 본체(330)의 PCB에 실장된 주변 소자들의 영향을 받아서, 제2온도측정부(331) 및 제3온도측정부(333)의 승온 속도는 상이하다는 것을 알 수 있다.
에어로졸 생성 장치의 PCB에 실장되거나, PCB에 직접 실장되지는 않더라도 전기적으로 연결된 센서(모듈) 중에는 섭씨 100도 근처에서 오동작현상이 나타내는 센서(모듈)가 존재한다. 예를 들어, 장치 내 압력변화를 감지하는 압력센서(pressure sensor)의 일부 모델의 권장온도범위는 섭씨 -40도 내지 85도이며, 이러한 압력센서는 표 1에 도시된 것처럼, 에어로졸 생성 장치(300)의 내부의 온도가 85도를 초과하거나 85도 가까이 상승할 경우, 오동작을 일으킬 수 있다. 전술한 온도값 및 온도범위는 예시적인 수치이므로, 사용되는 센서의 종류나 센서의 모델번호에 따라서 달라질 수 있으며, 특정한 값이나 범위로 제한되지 않는다.
도 4는 에어로졸 생성 장치를 통해 퍼프가 계속 진행됨에 따라 계속 증가하는 PCB의 주요 소자들의 온도를 설명하기 위한 도면의 다른 예이다.
보다 구체적으로, 도 4는 카트리지(410)와 본체(430)가 결합되어 동작하는 에어로졸 생성 장치(400)의 일부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4의 에어로졸 생성 장치(400)는 카트리지(410)와 본체(430)를 각각 포함하고, 본체(430)는 제4온도측정부(431), 제5온도측정부(433) 및 제6온도측정부(435)를 각각 포함한다. 도 4의 에어로졸 생성 장치(400), 카트리지(410) 및 본체(430)는 도 2의 에어로졸 생성 장치(10000), 카트리지(2000) 및 본체(1000)와 각각 대응되는 것으로 간주한다.
도 4에서 제4온도측정부(431), 제5온도측정부(433) 및 제6온도측정부(435)는 도 3의 제1온도측정부(315), 제2온도측정부(331) 및 제3온도측정부(333)처럼 에어로졸 생성 장치(400)에서 온도가 측정되는 위치를 명확하게 지칭하기 위해 명명된 것이며, 에어로졸 생성 장치(400)에 탈착가능한 특정한 모듈을 의미하는 것은 아니다.
구체적으로, 제4온도측정부(431)는 본체(430)에 포함되어 있는 인쇄회로기판(PCB)의 중앙에서 x축의 양의 방향으로 치우치도록 배치된 위치를 의미하고, 제5온도측정부(433)는 본체(430)의 중앙 위치를 의미하며, 제6온도측정부(435)는 본체(430)의 중앙에서 x축의 음의 방향으로 치우치도록 배치된 위치를 의미한다.
도 4의 에어로졸 생성 장치(400)가 초음파진동식 에어로졸 생성 장치라면, 퍼프가 반복되면서 초음파진동자의 누적진동시간이 길어지면 길수록, 제4온도측정부(431), 제5온도측정부(433) 및 제6온도측정부(435)의 온도는 계속 상승하게 된다.
온도
431 433 435
Puff 횟수 제4온도측정부 제5온도측정부 제6온도측정부
1 34.8 32.8 28.6
2 39.5 36.1 31.1
3 44.7 38.4 32.9
4 49.1 41.7 35.1
5 53.3 44.0 37.1
6 57.2 46.3 39.0
7 60.0 48.0 40.6
8 62.1 49.6 42.1
9 63.0 51.5 43.6
10 65.7 52.9 45.0
11 73.9 53.7 46.3
12 79.3 55.1 47.4
13 88.2 57.1 48.6
14 93.1 59.5 50.8
표 2는 도 4에서 퍼프가 진행됨에 따라 달라지는 제4온도측정부(431), 제5온도측정부(433) 및 제6온도측정부(435)의 온도값을 나타낸 표이다. 표 2를 참조하면, 제4온도측정부(431)는 퍼프가 계속됨에 따라 섭씨 93.1도까지 상승하고, 제5온도측정부(433)는 섭씨 59.5도까지 상승하며, 제6온도측정부(435)는 섭씨 50.8도까지 상승하는 것을 알 수 있다.
일 예로서, 제5온도측정부(433)에는 에어로졸 생성 장치(400)의 각종 모듈을 제어하는 프로세서(processor)가 실장될 수 있다. 다른 예로서, 제5온도측정부(433) 및 제6온도측정부(435)에는 표 1에서 설명한 권장온도범위의 상한값이 섭씨 85도인 압력센서가 실장되더라도, 그 압력센서는 퍼프횟수와 상관없이 정상적으로 동작할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(400)가 초음파진동식 에어로졸 생성 장치로 가정하고 표 2를 해석하면, 특정한 주파수로 진동하는 초음파진동자와 가장 가까이 위치하고 있는 제4온도측정부(431)의 승온 속도가 가장 빠르고, 상대적으로 초음파진동자의 위치로부터 일정거리만큼 떨어진 제5온도측정부(433) 및 제6온도측정부(435)의 승온 속도는 느린 것을 알 수 있다. 특히, 제6온도측정부(435)는 제4온도측정부(431)로부터 x축의 음의 방향으로 가장 먼 위치에 있으므로, 퍼프가 계속됨에 따라 상승하는 온도값이 가장 작다.
도 3 및 도 4를 종합적으로 해석하면, 초음파진동식 에어로졸 생성 장치에서 초음파진동자 또는 초음파진동자의 진동을 전달받은 진동수용부의 위치와 가까울수록 퍼프횟수가 증가에 따른 승온 속도도 빠르다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 제1온도측정부(315)의 승온 속도는 가장 빠르고, 제6온도측정부(435)의 승온 속도는 가장 느리다.
또한, 진동이 발생되는 위치에서 동일한 거리만큼 떨어져 있더라도, 해당 위치에 실장된 소자의 특성이나 PCB에 실장된 다른 소자들의 영향에 따라서, 승온 속도가 달라질 수 있다. 예를 들어, 제2온도측정부(331) 및 제3온도측정부(333)는 제1온도측정부(315)로부터 동일한 거리만큼 이격되어 있지만, 서로 다른 승온 속도를 갖는다는 것을 표 1을 통해 설명한 바 있다.
본 발명은 위와 같은 실험적 및 경험적인 자료를 기초로 하여, 권장온도범위의 상한값이 섭씨 50도 내지 100도인 소자들이 정상적으로 동작할 수 있게 하는 소자배치를 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치를 제안한다. 본 발명은 도 3 및 도 4에서 설명한 것처럼 단일 PCB로 동작하는 기존의 에어로졸 생성 장치보다 과열로 인한 오동작현상 발생률이 현저하게 낮다.
도 5는 본 발명에 따른 에어로졸 생성 장치의 내부 구성을 도식적으로 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 에어로졸 생성 장치는 도 5에 도시된 하우징(500)과 카트리지가 결합되어 동작할 수 있다. 카트리지는 도 5의 하우징(500)의 일 단부에 결합되거나, 실시 예에 따라서, 도 5의 하우징(500)의 내부에 포함되는 형태로도 결합될 수 있다. 일 예로서, 도 5는 카트리지를 제외한 에어로졸 생성 장치를 구체적으로 도시하고 있다.
하우징(500)은 내부 또는 외부에 각종 모듈이 설치될 수 있도록 외관을 형성한다. 하우징(500)의 내부에는 공동(cavity)이 정의되어 에어로졸 생성 장치를 동작시키기 위해 필요한 다양한 모듈들이 설치될 수 있다. 하우징(500)의 내부에는 적어도 두 개 이상의 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)이 설치될 수 있다.
제1인쇄회로기판(510)은 하우징(500)의 내부의 일면에 설치될 수 있다. 도 5를 참조하면, 제1인쇄회로기판(510)은 x축과 y축이 형성하는 평면에 평행하게 연장하는 하우징(500)의 내부의 일면(500a)에 설치될 수 있다. 도 5에서 하우징(500)의 내부의 일면(500a)은 하우징(500)의 덮개 형태로 도시된 하우징(500)의 내부의 타면(500b)와 서로 대향하는 면이 될 수 있다.
제2인쇄회로기판(520)은 제1인쇄회로기판(510)이 설치된 하우징(500)의 일면의 연장방향을 가로지르는 방향으로 연장되게 설치될 수 있다. 일 예로서, 도 5에 도시된 것처럼, 제2인쇄회로기판(520)은 제1인쇄회로기판(510)이 설치된 하우징(500)의 일면의 수직 방향으로서, z축의 양의 방향을 향하여 돌출되도록 설치될 수 있다. 실시 예에 따라서, 제1인쇄회로기판(510)이 설치되는 일면이 도 5에 도시된 평면과 다른 방향에 위치한 평면이라면, 제2인쇄회로기판(520)이 설치되는 방향도 도 5에 도시된 것과 상이할 수 있다.
제2인쇄회로기판(520)에는 제어신호를 생성하여 하우징(500) 내부의 각종 모듈에 제어신호를 송신하는 프로세서(521)가 실장(mounted)될 수 있다.
도 5에 도시된 것처럼, 제1인쇄회로기판(510)과 제2인쇄회로기판(520)이 설치된 방향이 서로에게 수직방향으로 설치되면, 제1인쇄회로기판(510) 및 제2인쇄회로기판(520)에서 발생되는 전도열, 대류열, 복사열의 영향이 기하급수적으로 누적되지 않고 분산됨으로써, 하우징(500) 내부의 온도 및 하우징(500)의 내부에 설치된 인쇄회로기판들에 실장된 소자들의 온도가 급격하게 올라가는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1인쇄회로기판(510) 및 제2인쇄회로기판(520)에 실장되는 소자들의 특성을 고려하여, 제1인쇄회로기판(510) 및 제2인쇄회로기판(520)에 실장되는 소자들의 종류를 적절하게 한정하거나, 제1인쇄회로기판(510) 및 제2인쇄회로기판(520)의 주변에 배치되는 각종 모듈을 효과적으로 배치함으로써, 하우징(500) 내부의 온도 및 하우징(500)의 내부에 설치된 인쇄회로기판들에 실장된 소자들의 온도가 급격하게 올라가는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 브라켓(530, bracket)은 하우징(500)의 내부의 다른 면에 의해 지지되도록 제2인쇄회로기판(520)의 길이방향을 따라 연장하도록 배치되어, 하우징(500)의 내부에서 제2인쇄회로기판(520)의 위치를 유지하는 기능을 수행한다.
여기서, 브라켓이 지지되는 면은 제1인쇄회로기판(510)이 설치된 일면과 서로 다른 면을 의미한다. 예를 들어, 하우징(500)이 직육면체(cuboid)의 형상을 갖는다면, 브라켓(530)이 지지되는 면은 제1인쇄회로기판(510)이 설치된 일면(500a)을 제외한 나머지 5개의 면 중 어느 하나의 면이 될 수 있다.
실시 예에 따라서, 브라켓(530)은 적어도 하나 이상일 수 있다. 또한, 브라켓(530)은 제2인쇄회로기판(520)의 일 단부에 결합되는 지지부를 포함할 수 있으며, 실시 예에 따라서, 지지부는 브라켓(530)과 제2인쇄회로기판(520) 중 어느 하나에 형성된 오목부를 포함하는 부분일 수 있다. 브라켓(530)과 제2인쇄회로기판(520) 중 다른 하나가 오목부에 삽입될 수 있으며, 도 5는 브라켓(530)에 오목부(530a)가 포함되어 있어서, 오목부(530a)에 제2인쇄회로기판(520)의 일 단부가 결합된 것을 도시된 일 예를 나타내고 있다. 도 5에 도시되어 있지 않지만, 실시 예에 따라서, 제2인쇄회로기판(520)에 오목부가 포함되고, 브라켓(530)이 제2인쇄회로기판(520)에 형성된 오목부에 결합되는 형태로 구현될 수도 있다. 브라켓(530)에 형성된 오목부(530a)에 대한 설명은 도 7을 통해 구체적으로 설명하기로 한다.
공기감지마이크(540, air sensing MIC)는 하우징(500)의 외부의 일측면에 설치되며, 하우징(500)의 외부 또는 내부의 공기의 흐름의 변화를 감지하여 감지한 결과를 제2인쇄회로기판(520)의 프로세서에 전달하는 기능을 수행한다. 도 5에 도시된 것처럼, 공기감지마이크(540)는 제2인쇄회로기판(520)과 일정한 거리만큼 이격된 채로 제2인쇄회로기판(520)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5에서는 공기감지마이크(540)와 제2인쇄회로기판(520)을 전기적으로 연결하는 커넥터(561)가 도시되어 있으나, 공기감지마이크(540)와 제2인쇄회로기판(520)을 전기적으로 연결하는 소자는 이에 한정되지 않는다. 공기감지마이크(540)와 제2인쇄회로기판(520)간에 소정의 이격거리가 설정되는 것은 공기감지마이크(540)가 제2인쇄회로기판(520)이 발생시킨 열에 영향을 받아 오동작되는 경우를 방지하기 위함이다.
다른 일 실시예로서, 도 5에 도시되어 있지 않으나, 하우징(500)의 내부에는 열전도성 물질로 제작되고 내부에 냉매를 포함하는 히트 파이프(heat pipe)가 설치될 수 있다. 히트 파이프는 열전도성 물질로 제작된 중공형 파이프의 내부를 진공상태로 만든 상태에서 물이나 프레온계 냉매를 소량 투입한 형태로 구현될 수 있다. 히트 파이프는 공기감지마이크(540)와 제2인쇄회로기판(520) 사이에 설치되어, 공기감지마이크(540)에 대한 열전달을 방해할 수 있다.
충전모듈(550)은 제1인쇄회로기판(510)에 실장되어 하우징(500)의 배터리(570)를 충전할 수 있다. 충전모듈(550)은 외부로부터 충전커넥터(550a)가 연결되면, 하우징(500)에 포함되어 있는 배터리(570)를 충전하는 기능을 수행하고, 충전커넥터(550a)의 타입은 유니버셜 시리얼 버스(USB)타입, C-타입, 마이크로 5핀타입 등 여러 가지 타입 중 하나가 될 수 있다. 도 5는 배터리(570)가 배치되는 일 실시 예를 나타낸 것으로서, 하우징(500)의 내부에서 배터리(570)의 배치되는 위치는 특정한 위치로 제한되지 않는다.
실시 예에 따라서, 본 발명에 따른 에어로졸 생성 장치가 초음파진동식 에어로졸 생성 장치로 구현되면, 제1인쇄회로기판(510)에는 충전모듈(550)이 배치되고, 제2인쇄회로기판(520)에는 프로세서(521)가 각각 실장되며, 제1인쇄회로기판(510) 및 제2인쇄회로기판(520)은 서로 수직 방향으로 설치되어, 열분산 효과가 발생될 수 있다. 특히, 위와 같은 열분산 효과는, 포고 핀(pogo pin)을 통해서 전력을 전달받고 진동하는 초음파진동자에 불필요한 열이 가해져서 초음파진동자의 파손이 발생되는 일을 방지할 수 있다.
연성회로기판(560, FPCB)은 하우징(500)에 사용자의 입력을 수용하는 입력부(590)가 구비되면, 그 입력부(590)와 제2인쇄회로기판(520)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 도 5에서 입력부(590)는 공기감지마이크(540)가 설치된 본체의 일측면과 반대면(또는 대향하는 면)에 설치될 수 있다.
연성회로기판(560)은 입력부(590)와 제2인쇄회로기판(520)을 전기적으로 연결하면서, 동시에 브라켓(530)의 위치를 안정적으로 유지하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 브라켓(530)이 제2인쇄회로기판(520)의 위치를 유지하는 기능을 수행하므로, 브라켓(530)의 위치를 안정적으로 유지시키는 연성회로기판(560)도 제2인쇄회로기판(520)의 위치를 안정적으로 유지하는 데에 간접적으로 도움을 줄 수 있다.
기판지지부(580)는 도 5에서 z축의 양의 방향으로 설치되어 있는 제2인쇄회로기판(520)을 안정적으로 지지하는 부재로서, 다양한 형상으로 구현될 수 있다. 기판지지부(580)의 기능에 대해서는 도 6에서 구체적으로 설명하기로 한다.
하우징(500)의 일 측에는 개구(599)가 형성될 수 있다. 도 5에 도시되어 있지 않으나, 하우징(500)과 결합되어 동작되는 카트리지는 개구(599)를 통해 하우징(500)에 결합되어 하우징(500)의 내부의 프로세서 및 배터리와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 6은 제1인쇄회로기판 및 제2인쇄회로기판의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5에서 설명한 제1인쇄회로기판(510) 및 제2인쇄회로기판(520)의 상대적인 배치특성을 구체적으로 설명하기 위한 도면으로서, 설명의 편의를 위해서, 하우징(500)의 내부에 설치된 모듈 중 일부 모듈들은 생략되었으며, 이하에서, 도 6은 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
제1인쇄회로기판(510)은 하우징(500)의 내부의 일면(500a)에 설치될 수 있다.
제2인쇄회로기판(520)은 제1인쇄회로기판(510)이 설치된 하우징(500)의 일면이 연장하는 방향을 가로지르는 방향으로 연장되게(또는, 돌출되게) 설치될 수 있다. 일 예로서, 도 6에 도시된 것처럼, 제2인쇄회로기판(520)은 x축과 y축이 형성하는 평면의 수직 방향인 z축의 양의 방향으로 연장되도록 설치될 수 있다.
도 6에는 제1인쇄회로기판(510) 및 제2인쇄회로기판(520)이 물리적으로 접촉되어 있는 것처럼 도시되어 있으나, 실시 예에 따라서, 제2인쇄회로기판(520)은 제1인쇄회로기판(510)과 일정한 간격을 두고 설치될 수 있다. 또한, 도 6에는 제2인쇄회로기판(520)이 하우징(500)의 내부의 일면(500a)에 대향하는 면(500b)에 접촉되어 있는 실시 예가 도시되어 있으나, 실시 예에 따라서, 제2인쇄회로기판(520)은 하우징(500)의 내부의 일면(500a)에 대향하는 면(500b)에 접촉되지 않을 수 있다.
도 6에서 브라켓(530)은 x축과 y축이 형성하는 평면의 수직 방향인 z축의 양의 방향으로 세워져서 설치된 제2인쇄회로기판(520)의 일 단부를 고정시켜서 제2인쇄회로기판(520)의 설치상태의 안정성을 높일 수 있다. 브라켓(530)은 제2인쇄회로기판(520)의 일 단부를 수용하기 위해 오목부를 구비할 수 있고, 오목부에 대해서는 도 7에서 후술하기로 한다.
기판지지부(580)는 제2인쇄회로기판(520)이 제1인쇄회로기판(510)이 설치된 방향과 수직 방향으로 설치되면, 그 설치된 제2인쇄회로기판(520)을 지지하는 부재이다. 실시 예에 따라서, 기판지지부(580)는 제1인쇄회로기판(510)에 실장되어, 충전모듈(550)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 6에 도시되어 있지 않으나, 기판지지부(580)는 충전모듈(550)과 전기적으로 연결될 수 있는 단자(소켓)를 추가로 구비하고 있으며, 충전모듈(550)에 의해서 공급되는 전력을 하우징(500)에 포함된 배터리에 전달하고, 배터리가 충전되도록 하는 매개체 역할을 수행할 수도 있다.
기판지지부(580)는 제1인쇄회로기판(510)에 실장되어 제2인쇄회로기판(520)을 물리적으로 지지하고, 동시에 충전모듈(550)과 유기적으로 연결되어 배터리의 충전에도 관여하는 다기능소자(multi-funtional element)로 동작할 수 있다.
도 7은 도 5의 브라켓을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7에서는 설명의 편의를 위해서, 도 5의 하우징(500)을 구성하는 각종 모듈 중에서 브라켓(530) 및 연성회로기판(560) 외의 다른 구성들은 생략되었으며, 이하에서, 도 7은 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
브라켓(530)은 제2인쇄회로기판(520)의 일 단부를 효과적으로 지지하기 위한 오목부(530a)를 포함할 수 있다. 도 5 및 도 7에 도시된 것처럼, 오목부(530a)는 제2인쇄회로기판(520)의 일 단부의 적어도 일 부분을 수용가능하도록 오목하게 파여있는 브라켓(530)의 일 부분을 의미한다.
제1인쇄회로기판(510)은 하우징(500)의 일면에 설치되어 안정적이지만, 제2인쇄회로기판(520)은 열분산효과를 위해서, 제1인쇄회로기판(510)이 설치된 하우징(500)의 일면의 수직 방향으로 세워져서 설치되고, 하우징(500)의 내벽에 고정되지 않으므로, 제1인쇄회로기판(510)에 비해서 상대적으로 불안정한 고정상태를 갖는다.
제2인쇄회로기판(520)의 설치상태의 안정성을 향상시키기 위해서, 도 6에서 설명한 기판지지부(580)가 제1인쇄회로기판(510)에 실장될 수 있고, 다른 방식으로서, 브라켓(530)은 오목부(530a)를 더 포함할 수 있다. 오목부(530a)는 제2인쇄회로기판(520)의 일 단부를 수용함으로써, 제2인쇄회로기판(520)의 설치상태가 임의로 변경되는 것을 최소화할 수 있다.
브라켓(530)은 브라켓지지부(530b)에 의해 하우징(500)의 내부의 다른 면에 지지될 수 있다. 브라켓지지부(530b)는 브라켓(530)의 최상단에 위치하여 일정한 너비(width)를 갖는 부분을 가리키는 것으로서, 도 6에 도시된 것처럼 브라켓(530)이 하우징(500)의 내부의 다른 면에 의해 지지되도록, 그 타면의 x축 방향의 길이에 대해 일정한 비율을 갖는 길이로 형성되어 있다. 여기서, 하우징(500)의 내부의 타면은 제1인쇄회로기판(510)이 설치되어 있는 하우징(500)의 내부의 일면(500a)과는 서로 다른 면을 의미한다.
연성회로기판(560)은 하우징(500)의 외부에 설치된 입력부(590)와 제2인쇄회로기판(520)을 전기적으로 연결시키는 기능을 수행한다. 연성회로기판(560)은 도 6 및 도 7에 각각 도시된 것처럼, 브라켓(530)의 적어도 일부분과 접촉하며 입력부(590)와 제2인쇄회로기판(520)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
도 8은 압력센서의 일 예를 나타내는 도면이다.
편의상, 도 8은 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명에서 하우징(500)은 공기감지마이크(540)를 구비하여 공기흐름의 변화를 감지할 수 있으며, 공기감지마이크(540)를 대체하기 위해서 또는 공기감지마이크(540)와 상관없이 독립적으로 압력센서를 더 포함할 수 있다. 압력센서는 압력변화를 감지하고, 감지결과를 제2인쇄회로기판(520)에 실장되어 동작하는 프로세서에 전달할 수 있다.
압력센서는 다른 모듈에 비해서 권장온도범위의 상한값이 낮은 편이며, 제1인쇄회로기판(510)에 실장되어 동작할 수 있다. 다른 예로서, 압력센서(810)는 단일칩을 포함한 제1부분(811)과 복수의 수동소자를 포함한 제2부분(812)을 포함하고, 제1부분(811)과 제2부분(812)은 서로 다른 인쇄회로기판에 실장되어 동작할 수 있다.
도 8은 구체적으로, 제1부분(811) 및 제2부분(812)으로 구성되는 압력센서(810)의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8에서 압력센서(810)는 단일칩(single chip 또는 SoC)을 포함한 제1부분(811)과, 제1부분을 제외한 나머지 부분(제2부분)을 포함할 수 있다. 압력센서(810)의 제1부분(811)은 상대적으로 낮은 온도에서 정상동작이 가능한 특징을 갖는다. 한편, 제2부분(812)은 저항, 커패시터 등을 포함하는 수동소자를 포함하여 제1부분(811)보다 상대적으로 더 높은 온도에서 정상동작이 가능한 특징을 갖는다.
도 8에 도시된 것처럼, 압력센서(810)의 제1부분(811)은 제1인쇄회로기판(510)에 실장되고, 제2부분(812)은 제2인쇄회로기판(520)에 각각 분할실장될 수 있다. 상대적으로 열에 취약한 압력센서(810)의 제1부분(811)을 제1인쇄회로기판(510)에 실장시키고, 내열성이 우수한 압력센서(810)의 제2부분(812)을 제2인쇄회로기판(520)에 실장시킴으로써, 압력센서(810)의 과열로 인한 오동작을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 본체에 포함되는 인쇄회로기판의 수를 복수로 늘리고, 늘어난 수의 인쇄회로기판을 중심으로 각종 모듈을 최적화하여 배치함으로써, 에어로졸 생성 장치의 내부의 온도가 지나치게 올라가서 내열성이 낮은 소자가 오동작하게 되는 현상을 방지할 수 있다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
1000: 본체
10000: 에어로졸 생성 장치
11000: 배터리
12000: 무화기
1300: 진동자
14000: 사용자 인터페이스
15000: 메모리
16000: 프로세서
2000: 카트리지
2100: 마우스피스
2110: 배출공
2200: 액체 저장부
2300: 진동 수용부
2400: 액체 전달 수단
2500: 에어로졸 배출 통로
2600: 기류 통로
300: 에어로졸 생성 장치
310: 카트리지
315: 제1온도측정부
330: 본체
331: 제2온도측정부
400: 에어로졸 생성 장치
410: 카트리지
430: 본체
431: 제4온도측정부
433: 제5온도측정부
435: 제6온도측정부
500: 하우징
510: 제1인쇄회로기판
520: 제2인쇄회로기판
530: 브라켓
530a: 오목부
530b: 브라켓지지부
540: 공기감지마이크
550: 충전모듈
550a: 충전커넥터
560: 연성회로기판
561: 커넥터
570: 배터리
580: 기판지지부
590: 입력부

Claims (12)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 내부의 일면을 따라 연장하도록 배치된 제1인쇄회로기판; 및
    상기 하우징의 내부에 배치되고, 제어신호를 생성하는 프로세서가 실장되고, 상기 일면이 연장하는 방향을 가로지르는 방향으로 연장된 제2인쇄회로기판을 포함하는 에어로졸 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 내부의 다른 면에 의해 지지되어, 상기 제2인쇄회로기판의 위치를 유지하는 적어도 하나의 브라켓(bracket)을 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 브라켓은,
    상기 제2인쇄회로기판의 일단부에 결합되는 지지부를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 브라켓과 상기 제2인쇄회로기판 중 어느 하나에 형성된 오목부를 포함하고,
    상기 브라켓과 상기 제2인쇄회로기판 중 다른 하나가 상기 오목부에 삽입되는, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 하우징은,
    외부의 일측면에 사용자의 입력을 수용하는 입력부를 더 포함하고,
    상기 입력부는,
    상기 하우징 내부에 배치된 연성회로기판(FPCB)을 통해, 상기 제2인쇄회로기판에 전기적으로 연결된, 에어로졸 생성 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연성회로기판은,
    상기 브라켓의 적어도 일부분과 접촉하며, 상기 제2인쇄회로기판에 전기적으로 연결된, 에어로졸 생성 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하우징에 배치된 공기감지마이크(air sensing MIC)를 더 포함하고,
    상기 공기감지마이크는,
    상기 제2인쇄회로기판과 전기적으로 연결된, 에어로졸 생성 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1인쇄회로기판에는,
    외부전력을 통해 배터리를 충전시키는 충전모듈이 실장된, 에어로졸 생성 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1인쇄회로기판에 실장되어 압력변화를 감지하는 압력센서를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1인쇄회로기판 및 상기 제2인쇄회로기판에 분할실장되어 압력변화를 감지하는 압력센서를 더 포함하고,
    상기 압력센서는,
    상기 제1인쇄회로기판에 실장되고, 단일칩을 포함하는 제1부분; 및
    상기 제2인쇄회로기판에 실장되고, 적어도 하나의 수동소자를 포함하는 제2부분을 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 하우징의 내부에 설치되어, 상기 프로세서의 제어신호에 따라 소정의 주파수로 진동하는 초음파진동자; 및
    상기 하우징에 결합되는 카트리지를 더 포함하고,
    상기 카트리지는,
    에어로졸 생성 물질을 저장하는 저장부; 및
    상기 저장부의 상기 에어로졸 생성 물질을 흡수하고, 상기 에어로졸 생성 물질이 에어로졸로 변환되도록 상기 초음파진동자의 진동에 의해 진동하는 물질전달수단을 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 하우징에 결합되는 카트리지를 더 포함하고,
    상기 카트리지는,
    상기 카트리지의 내부에 설치되어, 상기 프로세서의 제어신호에 따라 소정의 주파수로 진동하는 초음파진동자;
    에어로졸 생성 물질을 저장하는 저장부; 및
    상기 저장부의 상기 에어로졸 생성 물질을 흡수하고, 상기 에어로졸 생성 물질이 에어로졸로 변환되도록 상기 초음파진동자의 진동에 의해 진동하는 물질전달수단을 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101600646B1 (ko) * 2011-11-11 2016-03-07 주식회사 케이티앤지 향미 전달 기구
MX2017017095A (es) * 2015-06-29 2018-05-23 Philip Morris Products Sa Cartucho para un sistema generador de aerosol.
US11528936B2 (en) * 2017-10-30 2022-12-20 Kt&G Corporation Aerosol generating device
CN207853506U (zh) * 2017-12-26 2018-09-11 深圳市优维尔科技有限公司 给雾化器供电的杆子主机
WO2020057636A1 (zh) * 2018-09-21 2020-03-26 湖南中烟工业有限责任公司 一种超声波雾化片、雾化器及超声波电子烟
US20220183369A1 (en) * 2019-03-11 2022-06-16 Nicoventures Trading Limited Aerosol provision device
KR20210092082A (ko) * 2020-01-15 2021-07-23 주식회사 케이티앤지 자동으로 가열 동작을 수행하는 에어로졸 생성 장치
CN213096098U (zh) * 2020-07-30 2021-05-04 深圳市多特优品科技有限公司 一种新型数显电子烟主机

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