KR20240044117A

KR20240044117A - 가열 조립체 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치

Info

Publication number: KR20240044117A
Application number: KR1020220123473A
Authority: KR
Inventors: 장철호; 고경민; 서장원; 정진철
Original assignee: 주식회사 케이티앤지
Priority date: 2022-09-28
Filing date: 2022-09-28
Publication date: 2024-04-04
Also published as: EP4373333A1; CN118102917A; WO2024071699A1

Abstract

가열 조립체는, 유도 자기장에 의해 가열 가능한 에어로졸 생성 물품을 수용하기 위한 수용부, 수용부의 외부에 배치되어 수용부를 향하여 유도 자기장을 발생시키는 나선형 코일, 수용부의 내부의 일측에 배치되어 에어로졸 생성 물품의 외면을 지지하고, 수용부에 수용된 에어로졸 생성 물품의 외면을 수용부의 내벽으로부터 이격시키기 위한 제1 지지부를 포함하고, 나선형 코일은 수용부의 외벽의 일부를 덮는 판 형상을 이루도록 감기고, 나선형 코일이 감기는 중심은 수용부의 외벽의 일 지점에 배치된다.

Description

가열 조립체 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치{HEATING ASSEMBLY AND AEROSOL GENERATING DEVICE COMPRISING THE SAME}

실시 예들은 가열 조립체 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에어로졸 생성 물품에 포함된 서셉터를 효율적으로 가열할 수 있는 가열 조립체 및 이를 포함하는 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. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치는 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 대한 연구가 점차 증가하고 있다.

종래의 유도 가열식 에어로졸 생성 장치는 서셉터 및 코일을 포함하며, 서셉터가 코일에서 발생하는 자기장에 의해 가열됨으로써 에어로졸 생성 물품에 열 에너지를 전달한다.

최근에는 에어로졸 생성 장치에 별도의 서셉터를 배치하지 않고, 에어로졸 생성 물품에 포함된 알루미늄 소재의 서셉터를 가열하는 방식이 활발히 연구되고 있다. 하지만, 종래의 유도 가열식 에어로졸 생성 장치에 사용되는 코일의 형상은 에어로졸 생성 물품에 포함된 알루미늄 소재의 서셉터를 가열하기에 적합하지 않으므로, 에어로졸 생성 물품을 효율적으로 가열하기 위한 새로운 형상의 코일이 요구된다.

실시 예들은 에어로졸 생성 물품에 포함된 서셉터를 효율적으로 가열할 수 있는 형상의 코일을 포함하는 가열 조립체 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치를 제공한다.

또한, 실시 예들은 가열 조립체의 내부에서 기류가 이동할 수 있는 공간을 형성하도록 구성요소들의 사이가 이격된 가열 조립체 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치를 제공한다.

실시 예들을 통해 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시 예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

실시 예들은 가열 조립체 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치를 구현할 수 있다.

일 실시 예에 따른 가열 조립체는, 유도 자기장에 의해 가열 가능한 에어로졸 생성 물품을 수용하기 위한 수용부, 수용부의 외부에 배치되어 수용부를 향하여 유도 자기장을 발생시키는 나선형 코일, 수용부의 내부의 일측에 배치되어 에어로졸 생성 물품의 외면을 지지하고, 수용부에 수용된 에어로졸 생성 물품의 외면을 수용부의 내벽으로부터 이격시키기 위한 제1 지지부를 포함할 수 있고, 나선형 코일은 수용부의 외벽의 일부를 덮는 판 형상을 이루도록 감길 수 있고, 나선형 코일이 감기는 중심은 수용부의 외벽의 일 지점에 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치는 일 실시 예에 따른 가열 조립체, 가열 조립체를 수용하는 하우징, 가열 조립체에 전력을 공급하는 배터리를 포함할 수 있다.

실시 예들에 관한 가열 조립체 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 의하면, 에어로졸 생성 물품에 포함된 서셉터를 효율적으로 가열할 수 있다.

또한, 실시 예들에 관한 가열 조립체 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 의하면, 가열 조립체의 내부에서 기류가 원활하게 이동할 수 있다.

실시 예들에 의한 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시 예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 에어로졸 생성 물품이 삽입된 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 나선형 코일을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 나선형 코일에 의해 생성되는 자기력선의 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치를 A-A 방향으로 절단한 단면도이다.
도 6은 에어로졸 생성 물품이 삽입된 일 실시 예에 따른 가열 조립체의 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 가열 조립체를 B-B 방향으로 절단한 단면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 수용부의 길이 방향을 가로지르는 방향에 대한 단면을 통해 수용부의 일 부분을 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 수용부의 일 부분에 에어로졸 생성 물품이 수용된 모습을 도시한 평면도이다.
도 10은 도 6에 도시된 수용부의 타 부분의 사시도이다.
도 11은 도 6에 도시된 가열 조립체를 C-C 방향으로 절단한 단면도이다.
도 12는 도 5에 도시된 가열 조립체의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 13은 에어로졸 생성 물품의 일 예를 도시한 도면이다.
도 14는 종래의 에어로졸 생성 장치의 코일을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 15는 종래의 에어로졸 생성 장치의 코일에 의해 생성되는 자기력선의 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 일 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치 및 종래의 에어로졸 생성 장치의 가열 성능을 비교하기 위한 실험의 결과를 나타내는 도면이다.
도 17은 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.

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.

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.

일 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 내부 공간에 수용되는 궐련을 전기적으로 가열하여 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.

에어로졸 생성 장치는 히터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 히터는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터는 전기 전도성 트랙(track)을 포함할 수 있고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐르면 히터가 가열될 수 있다.

히터는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있고, 가열 요소의 모양에 따라 궐련의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.

궐련은 담배 로드 및 필터 로드를 포함할 수 있다. 담배 로드는 시트(sheet)로 제작될 수 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수 있고, 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수 있다. 또한, 담배 로드는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

필터 로드는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 필터 로드는 적어도 하나 이상의 세그먼트로 구성될 수 있다. 예를 들어, 필터 로드는 에어로졸을 냉각하는 제1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제2 세그먼트를 포함할 수 있다.

다른 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지를 이용하여 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.

에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지 및 카트리지를 지지하는 본체를 포함할 수 있다. 카트리지는 본체와 착탈 가능하게 결합될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 카트리지는 본체와 일체로 형성되거나 조립될 수 있고, 사용자에 의해 탈착되지 않도록 고정될 수도 있다. 카트리지는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체에 장착될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 카트리지가 본체에 결합된 상태에서 카트리지 내부에 에어로졸 생성 물질이 주입될 수도 있다.

카트리지는 액체 상태, 고체 상태, 기체 상태, 겔(gel) 상태 등의 다양한 상태들 중 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.

카트리지는 본체로부터 전달되는 전기 신호 또는 무선 신호 등에 의해 작동함으로써, 카트리지 내부의 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기체의 상으로 변환하여 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수 있다. 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자 및 공기가 혼합된 상태의 기체를 의미할 수 있다.

또 다른 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있고, 생성된 에어로졸은 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 즉, 액상 조성물로부터 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.

또 다른 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 초음파 진동 방식을 이용하여 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다. 이때, 초음파 진동 방식은 진동자에 의해 발생되는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시킴으로써 에어로졸을 발생시키는 방식을 의미할 수 있다.

에어로졸 생성 장치는 진동자를 포함할 수 있고, 진동자를 통해 짧은 주기의 진동을 발생시켜 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있다. 진동자에서 발생되는 진동은 초음파 진동일 수 있고, 초음파 진동의 주파수 대역은 약 100kHz 내지 약 3.5MHz 주파수 대역일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 심지를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 심지는 진동자의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치되거나 또는 진동자의 적어도 일 영역과 접촉하도록 배치될 수 있다.

진동자에 전압(예: 교류 전압)이 인가됨에 따라, 진동자로부터 열 및/또는 초음파 진동이 발생할 수 있으며, 진동자로부터 발생된 열 및/또는 초음파 진동은 심지에 흡수된 에어로졸 생성 물질에 전달될 수 있다. 심지에 흡수된 에어로졸 생성 물질은 진동자로부터 전달되는 열 및/또는 초음파 진동에 의해 기체의 상(phase)으로 변환될 수 있으며, 그 결과 에어로졸이 생성될 수 있다.

예를 들어, 진동자로부터 발생된 열에 의해 심지에 흡수된 에어로졸 생성 물질의 점도가 낮아질 수 있으며, 진동자로부터 발생된 초음파 진동에 의해 점도가 낮아진 에어로졸 생성 물질이 미세 입자화됨으로써, 에어로졸이 생성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

또 다른 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 유도 가열(induction heating) 방식으로 에어로졸 생성 장치에 수용되는 에어로졸 생성 물품을 가열함으로써, 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.

에어로졸 생성 장치는 서셉터(susceptor) 및 코일을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 코일은 서셉터에 자기장을 인가할 수 있다. 에어로졸 생성 장치로부터 코일에 전력이 공급됨에 따라, 코일의 내부에는 자기장이 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 서셉터는 외부 자기장에 의해 발열하는 자성체일 수 있다. 서셉터가 코일의 내부에 위치하여 자기장이 인가됨에 따라, 발열함으로써 에어로졸 생성 물품이 가열될 수 있다. 또한, 선택적으로, 서셉터는 에어로졸 생성 물품 내에 위치할 수 있다.

또 다른 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 크래들(cradle)을 더 포함할 수 있다.

에어로졸 생성 장치는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치의 배터리를 충전할 수 있다. 또는 크래들과 에어로졸 생성 장치가 결합된 상태에서 히터가 가열될 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 개시는 앞서 설명된 다양한 실시 예들의 에어로졸 생성 장치들에서 구현 가능한 형태로 실시되거나 또는 여러 가지 상이한 형태로 구현되어 실시될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 제한되지 않는다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들을 상세히 설명한다.

도 1은 에어로졸 생성 물품이 삽입된 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치(100)는 하우징(110) 및 디스플레이(150)를 포함할 수 있다.

하우징(110)은 에어로졸 생성 장치(100)의 전체적인 외관을 형성하며, 에어로졸 생성 장치(100)의 구성요소들이 배치될 수 있는 내부 공간(또는 '배치 공간')을 포함할 수 있다. 도면 상에는 하우징(110)이 사각형 기둥의 형상을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 하우징(110)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 하우징(110)은 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되거나, 다각형 기둥(예: 삼각형 기둥) 형상으로 형성될 수도 있다.

하우징(110)의 내부 공간에는 하우징(110)에 삽입되는 에어로졸 생성 물품(200)을 가열하여 에어로졸을 생성하기 위한 구성요소들이 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 하우징(110)은 상기 구성요소들을 보호하는 기능을 수행할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 하우징(110)은 에어로졸 생성 물품(200)을 수용하는 수용부(121)의 일 부분이 장착될 수 있는 장착용 구멍(110m)을 포함할 수 있다. 수용부(121)는 하우징(110)의 장착용 구멍(110m)에 의해 지지될 수 있다.

하우징(110)의 내부 공간에 배치되는 수용부(121)는 에어로졸 생성 물품이 수용부(121)의 내부로 삽입될 수 있는 개구(121h)를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물품(200)의 적어도 일부는 개구(121h)를 통해 수용부(121)의 내부에 삽입 또는 수용될 수 있다.

수용부(121)의 내부에 삽입 또는 수용된 에어로졸 생성 물품(200)은 수용부(121)의 내부에서 가열될 수 있으며, 그 결과 에어로졸이 생성될 수 있다. 사용자는 에어로졸 생성 물품(200)에서 배출되는 에어로졸을 흡입할 수 있다.

디스플레이(150)는 시각적인 정보를 표시하며 디스플레이(150)의 적어도 일부 영역이 하우징(110)의 외측에 노출되도록 배치될 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)는 디스플레이(150)를 통해 사용자에게 다양한 시각적인 정보를 제공할 수 있다.

예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)는 디스플레이(150)를 통해 사용자의 퍼프 동작의 발생 여부에 관한 정보 및/또는 삽입된 에어로졸 생성 물품(200)의 남은 퍼프 횟수에 관한 정보를 제공할 수 있으나, 디스플레이(150)를 통해 제공되는 정보는 다양하게 변형될 수 있다.

도 2는 일 실시 예 에 따른 에어로졸 생성 장치의 분해 사시도이다.

도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치(100)는 하우징(110), 가열 조립체(120), 배터리(130), 인쇄회로기판(140), 디스플레이(150) 및 프레임(160)을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치(100)는 유도 가열(induction heating) 방식으로 에어로졸 생성 물품(200)을 가열함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다. 유도 가열 방식은 교번 자기장을 인가하여 자성체로부터 열을 생성하는 방식을 의미할 수 있다. 이 때, 교번 자기장을 '유도 자기장'이라고 지칭할 수 있다.

자성체에 교번 자기장이 인가되는 경우, 자성체에는 와류손(eddy current loss) 및 히스테리시스손(hysteresis loss)에 따른 에너지 손실이 발생할 수 있다. 손실되는 에너지는 열에너지로서 자성체로부터 방출될 수 있다. 교번 자기장의 진폭 또는 주파수가 클수록 자성체로부터 많은 열에너지가 방출될 수 있다.

일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치(100)의 구성 요소들 중 적어도 하나는 도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치(100)의 구성 요소들 중 적어도 하나와 동일 또는 유사할 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

하우징(110)은 가열 조립체(120), 배터리(130), 인쇄회로기판(140), 디스플레이(150) 및 프레임(160)을 수용할 수 있다.

하우징(110)에 수용된 구성요소들이 하우징(110)의 외부로 나가는 것을 막기 위해, 하우징(110)은 베이스부(111)를 포함할 수 있다.

베이스부(111)는 하우징(110)에서 개구(예: 도 1의 개구(121h))가 위치한 단부의 반대 측의 단부에 배치된다. 베이스부(111)는 하우징(110)의 수용 공간을 막을 수 있고, 하우징(110)의 내부 공간에 배치되는 구성요소들을 지지할 수 있다. 예를 들어 베이스부(111)는 프레임(160)과 접촉하여, 프레임(160)을 지지할 수 있다.

가열 조립체(120)는 수용부(121), 나선형 코일(122)을 포함할 수 있다.

수용부(121)는 에어로졸 생성 물품(200)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 수용부(121)는 에어로졸 생성 물품(200)을 에어로졸 생성 장치(100)에 수용하기 위한 개구(미도시)를 포함할 수 있다. 수용부(121)의 개구는 에어로졸 생성 장치(100)의 외부를 향해 개방될 수 있다. 에어로졸 생성 물품(200)은 수용부(121)의 개구를 통해 수용부(121)의 외부에서 수용부(121)의 내부를 향하는 방향으로 가열 조립체(120)에 수용될 수 있다.

가열 조립체(120)는 수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)을 가열할 수 있다. 구체적으로, 가열 조립체(120)의 나선형 코일(122)은 수용부(121)에 외부에 배치되어 수용부(121)를 향하여 유도 자기장을 발생시킬 수 있다.

수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)은 내부에 서셉터를 포함한다. 서셉터가 유도 자기장에 의해 유도 발열함으로써, 에어로졸 생성 물품(200)이 가열될 수 있다.

나선형 코일(122)은 수용부(121)의 외측에 배치되어 유도 자기장을 발생시킬 수 있다. 나선형 코일(122)은 배터리(130)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 나선형 코일(122)에 전력이 공급됨에 따라 수용부(121)의 내부를 향하여 자기장이 형성될 수 있다.

나선형 코일(122)에 교류 전류가 인가되는 경우 수용부(121)의 내부에 형성되는 자기장의 방향은 주기적으로 변할 수 있다. 서셉터가 나선형 코일(122)에 의해 형성된 자기장에 노출되면 서셉터가 발열할 수 있다.

나선형 코일(122)에 의해 형성된 자기장의 진폭 또는 주파수가 변함에 따라 가열되는 서셉터의 온도가 변할 수 있다. 제어부(미도시)는 나선형 코일(122)에 공급되는 전력을 제어하여 나선형 코일(122)에 의해 형성되는 교번 자기장의 진폭 또는 주파수를 조정할 수 있고, 그에 따라 서셉터의 온도가 제어될 수 있다.

하나의 예시로서, 나선형 코일(122)은 구리를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 나선형 코일(122)은 낮은 비저항을 가짐으로써 높은 전류가 흐를 수 있도록, 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 아연(Zn), 및 니켈(Ni) 중 어느 하나, 또는 적어도 하나를 포함하는 합금을 포함할 수 있다.

배터리(130)는 에어로졸 생성 장치(100)가 동작하는 데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(130)는 가열 조립체(120)에 교류 전류가 인가될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부가 동작하는 데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한 배터리(130)는 에어로졸 생성 장치(100)에 설치된 디스플레이(150), 센서(미도시), 모터(미도시) 등이 동작하는 데 필요한 전력을 공급할 수 있다.

인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)(140)은 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는 에어로졸 생성 장치(100)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부는 배터리(130) 및 가열 조립체(120)뿐만 아니라, 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 다른 구성요소들의 동작을 제어한다.

또한 제어부는 에어로졸 생성 장치(100)의 구성요소들의 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(100)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.

제어부는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 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 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

프레임(160)은 하우징(110)의 내부 공간에 배치되는 구성요소들을 지지할 수 있다. 예를 들어, 프레임(160)은 배터리(130)와 인쇄회로기판(140)의 적어도 일 면에 접촉하여 이들을 지지할 수 있다. 또한 프레임(160)은 일측 단부에 홈(미도시)을 포함한다. 수용부(121)의 적어도 일부가 홈에 삽입됨으로써 프레임(160)이 수용부(121)를 지지할 수 있다.

도 3 및 도 4는 일 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치의 나선형 코일을 설명하기 위한 도면이다.

도 3는 일 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치의 나선형 코일을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4은 일 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치의 나선형 코일에 의해 생성되는 자기력선의 방향을 설명하기 위한 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 나선형 코일(122)은 수용부(121)의 외벽의 일부를 덮는 판 형상을 이루도록 감길 수 있다. 나선형 코일(122)이 감기는 중심은 수용부(121)의 외벽의 일 지점에 배치될 수 있다(도 3 및 도 4에 도시되지 않은 수용부(121)는 도 2를 참조할 수 있다).

'나선형 코일(122)이 수용부(121)의 외벽의 일부를 덮는 것'은 나선형 코일(122)의 내측의 표면(이하, '나선형 코일의 내면'이라고 한다.)이 수용부(121)의 외벽을 향하도록 나선형 코일(122)이 배치되는 배치 구조를 의미하는 것이다. 따라서 '나선형 코일(122)이 수용부(121)의 외벽의 일부를 덮는 것'은 나선형 코일(122)이 수용부(121)의 외벽과 접촉하는 구조와 나선형 코일(122)이 수용부(121)의 외벽으로부터 이격된 구조를 모두 포함할 수 있다.

'수용부(121)의 외벽'은 수용부(121)의 반경 방향에서 수용부(121)의 중심으로부터 멀어지는 방향을 바라보는 수용부(121)의 외부의 벽을 의미하고, '수용부(121)의 내벽'은 수용부(121)의 반경 방향에서 수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)을 바라보는 수용부(121)의 내부의 벽을 의미한다. 해당 표현은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.

나선형 코일(122) 나선축은 수용부(121)의 길이 방향을 가로지르는 방향일 수 있다. 이 때, '길이 방향'은 도 1에 도시된 z축 방향을 의미하며, 수용부(121)의 일 방향으로 길게 연장하는 방향을 의미할 수 있다. 또한 '길이 방향'은 수용부(121)에 에어로졸 생성 물품(200)이 삽입되는 방향을 의미할 수 있다. '길이 방향'은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.

수용부(121)의 외벽이 만곡된 벽을 포함하는 경우, 나선형 코일(122)은 수용부(121)의 외벽을 따라 만곡된 판 형상을 가질 수 있다. 즉, 수용부(121)의 길이 방향을 가로지르는 방향에서의 나선형 코일(122)의 단면은 원호 형상을 가질 수 있다.

나선형 코일(122)은 나선형 코일(122)이 감기는 중심을 기준으로 원 형상을 가질 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니며, 나선형 코일(122)의 형상은 필요에 따라 변형될 수 있다. 예를 들어, 나선형 코일은 나선형 코일이 감기는 중심을 기준으로 사각형 형상을 가질 수 있다.

나선형 코일(122)은 나선형 코일(122)이 감기는 중심에 삽입 구멍(122h)을 포함할 수 있다. 나선형 코일(122)은 삽입 구멍(122h)을 통해 수용부(121)에 결합하여, 수용부(121)에 의해 지지될 수 있다.

나선형 코일(122)은 전류의 방향에 따라 나선형 코일(122)의 나선축을 중심으로 자기력선(M)이 출입하는 형태의 자기장을 형성할 수 있다. 즉, 수용부(121)의 길이 방향을 가로지르는 방향으로 자기력선(M)이 수용부(121)에 대해 출입할 수 있으며, 수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)의 내부에서 에어로졸 생성 물품(200)의 길이 방향을 가로지르는 방향으로 자기력선(M)이 통과할 수 있다.

종래의 유도 가열 방식의 에어로졸 생성 장치에 포함되는 코일과 달리, 자기력선(M)의 방향이 에어로졸 생성 물품(200)의 길이 방향을 가로지르는 방향을 가지므로, 에어로졸 생성 물품(200)에 포함된 서셉터를 통과하는 자기력선(M)의 밀도가 증가할 수 있으며, 이에 따라 서셉터의 가열 효율이 향상될 수 있다.

특히 에어로졸 생성 물품(200)에 포함된 서셉터가 에어로졸 생성 물품(200)의 내부에서 원호 방향으로 연장하거나 평평한 시트 형상을 가질 경우, 자기력선(M)이 시트의 넓은 면적을 통과하기 때문에 서셉터가 충분한 온도로 가열될 수 있다.

나선형 코일(122)은 복수 개가 배치될 수 있다. 복수 개의 나선형 코일(122) 중에 적어도 한 쌍은 전기적으로 연결될 수 있다. 복수 개의 나선형 코일(122)이 모두 한 쌍을 이루기 위해, 나선형 코일(122)은 짝수 개가 배치될 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 나선형 코일(122)은 한 쌍을 이루며 전기적으로 연결된다. 나선형 코일(122)은 제1 나선형 코일(122a) 및 제2 나선형 코일(122b)을 포함한다.

제1 나선형 코일(122a)과 제2 나선형 코일(122b)은 나선 연결부(122c)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 나선 연결부(122c)는 제1 나선형 코일(122a)의 가장자리와 제2 나선형 코일(122b)의 가장자리를 연결할 수 있다. 전기적으로 연결된 한 쌍의 나선형 코일(122)은 하나의 도선으로 이루어질 수 있다.

한 쌍의 나선형 코일(122)을 이루는 도선의 양 단은 나선형 코일(122)이 감기는 중심에서 수용부(121)의 외벽을 따라 길이 방향으로 연장되어 배터리(예: 도 2의 배터리(130))와 연결될 수 있다.

예를 들어, 제1 나선형 코일(122a)의 일 단과 제2 나선형 코일(122b)의 일 단은 나선 연결부(122c)에 의해 전기적으로 연결되어, 하나의 도선으로 이루어진 한 쌍의 나선형 코일(122)이 될 수 있다. 제1 나선형 코일(122a)의 타 단(122ae)과 제2 나선형 코일(122b)의 타 단(122be)은 각각 한 쌍의 나선형 코일(122)의 일 단과 타 단이 되어 배터리와 연결될 수 있다.

제1 나선형 코일(122a) 및 제2 나선형 코일(122b)은 동일한 크기와 형상을 가질 수 있으며, 수용부(121)의 중심축을 기준으로 대칭적으로 배치될 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니며, 나선형 코일(122)의 개수, 크기 및 형상은 필요에 따라 변형될 수 있다.

예를 들어, 수용부(121)의 외부에 4개의 나선형 코일(122)이 배치되는 일 예에 의하면, 4개의 나선형 코일(122)이 수용부(121)의 둘레 방향에서 수용부(121)의 외벽을 따라 서로 동일한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.

수용부(121)의 외부에 4개의 나선형 코일(122)이 배치되는 다른 예에 의하면, 한 쌍의 나선형 코일은 수용부(121)의 둘레 방향에서 수용부의 외벽을 따라 배치되고, 다른 한 쌍의 나선형 코일은 상술한 한 쌍의 나선형 코일로부터 수용부의 길이 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 이 때, 다른 한 쌍의 나선형 코일은 수용부(121)의 둘레 방향에서 상술한 한 쌍의 나선형 코일의 사이에 배치될 수 있다.

나선형 코일(122)이 서로 전기적으로 연결된 한 쌍을 이루며 복수 개 배치될 경우, 복수 개의 나선형 코일(122)에서 생성되는 자기장의 방향이 교차하여 자기장의 세기가 상쇄되지 않도록 각각의 나선형 코일(122)에 인가되는 교류 전류의 방향을 정교하게 제어하는 것이 요구된다.

일 실시 예에 따르면 복수 개의 나선형 코일(122)이 전기적으로 연결되고 복수의 나선형 코일(122)에서 교류 전류가 동일한 방향으로 흐르도록 복수의 나선형 코일(122)의 각각의 감김 방향이 설정되어 있으므로 복수의 나선형 코일(122)의 각각의 별도의 제어가 요구되지 않는다.

또한 전술한 바와 같이, 자기력선(M)은 나선형 코일(122)의 나선축에 대하여 수용부(121)의 길이 방향을 가로지르는 방향으로 출입할 수 있다.

나선형 코일(122) 나선축에서 자속 밀도가 높기 때문에, 나선형 코일(122)의 나선축과 인접하는 에어로졸 생성 물품(200)의 부분이 다른 부분에 비하여 상대적으로 높은 온도로 가열될 수 있다.

이에 따라 복수 개의 나선형 코일(122)을 배치할 경우, 나선형 코일(122)이 감기는 중심이 수용부(121)의 외벽의 복수의 지점에 배치되므로, 수용부(121)에 수용되는 에어로졸 생성 물품(200)이 고르게 가열될 수 있다.

이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 가열 조립체(120)에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 5 및 도 6은 일 실시 예에 관한 가열 조립체를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치를 A-A 방향으로 절단한 단면도이다. 도 6은 도 5에 도시된 에어로졸 생성 물품이 삽입된 가열 조립체의 사시도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치(100)는 하우징(110) 및 가열 조립체(120)를 포함할 수 있다. 가열 조립체(120)는 수용부(121), 나선형 코일(122), 단부 지지부(124) 및 제2 지지부(125)를 포함할 수 있다.

하우징(110)은 결합홈(110c)을 포함할 수 있고, 수용부(121)는 결합홈(110c)에 수용되는 결합부(121c)를 포함할 수 있다. 결합홈(110c)과 결합부(121c)의 결합 구조에 의해 하우징(110)의 내부에서 수용부(121)가 하우징(110)에 대해 고정될 수 있다.

결합홈(110c)은 하우징(110)의 내벽의 일 부분이 돌출되어 형성될 수 있다. 결합부(121c)는 수용부(121)의 외벽의 일 부분이 돌출되어 형성될 수 있다.

도 5를 보면, 하우징(110)의 내벽의 일 부분이 -z 방향으로 돌출됨으로써 결합홈(110c)이 형성될 수 있다. 수용부(121)의 외벽의 일부분이 x축 방향으로 돌출됨으로써 결합부(121c)가 형성될 수 있다. 결합홈(110c)과 결합부(121c)의 구조와 형상은 다양하게 변형될 수 있다.

하우징(110)의 장착용 구멍(110m)에 수용부(121)가 장착된다. 수용부(121)는 장착용 구멍(110m)에 의해 지지되어 하우징(110)에 대해 고정될 수 있다.

수용부(121)는 에어로졸 생성 물품이 삽입될 수 있는 개구(121h)를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물품(200)의 적어도 일부는 개구(121h)를 통해 수용부(121)의 내부에 삽입 또는 수용될 수 있다.

수용부(121)는 수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)과 나선형 코일(122)의 사이에 배치되어, 에어로졸 생성 물품(200)에서 발생한 열이 외부로 이동하는 것을 차단할 수 있다.

수용부(121)는 에어로졸 생성 물품(200)에서 발생한 열이 수용부(121)의 외부로 방출되는 것을 차단하는 단열 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수용부(121)는 세라믹, 유리섬유 등의 단열 성능이 우수한 단열 소재를 포함할 수 있다. 수용부(121)의 단열 소재는 다양하게 변형될 수 있다.

수용부(121)는 수용부(121)의 외벽의 적어도 일부를 둘러싸는 통 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 수용부(121)는 에어로졸 생성 물품(200)의 외형과 동일한 원통 형상을 가질 수 있다.

수용부(121)는 에어로졸 생성 물품(200)의 서셉터에서 발생된 열이 에어로졸 생성 물품(200)에 집중되도록 함으로써, 가열 조립체(120)의 가열 효율을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 수용부(121)는 에어로졸 생성 장치(100)의 예열 시간을 단축시키고, 소비 전력도 감소시킬 수 있다.

수용부(121)는 외부로 돌출된 돌출부(121p)를 포함할 수 있다. 돌출부(121p)는 수용부(121)의 외부에 배치된 나선형 코일(122)의 삽입 구멍(예: 도 3의 삽입 구멍(122h))에 삽입될 수 있다. 따라서 나선형 코일(122)은 수용부(121)에 의해 움직이지 않도록 지지될 수 있다.

돌출부(121p)의 형상은 삽입 구멍(122h)의 형상에 대응될 수 있다. 돌출부(121p)의 개수는 나선형 코일(122)의 개수와 동일할 수 있다.

나선형 코일(122)은 수용부(121)의 외부에 배치되어 수용부(121)를 향하여 유도 자기장을 발생시킬 수 있다. 수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)에 포함된 서셉터는 유도 자기장에 의해 유도 발열함으로써, 에어로졸 생성 물품(200)이 가열될 수 있다.

나선형 코일(122)이 수용부(121)를 향하여 유도 자기장을 가하는 동안, 나선형 코일(122)의 자체에서도 열이 발생할 수 있다. 이 때, 수용부(121)가 나선형 코일(122)과 접촉하면 나선형 코일(122)에서 발생하는 열이 수용부(121)에 직접적으로 전달될 수 있다. 나선형 코일(122)과 수용부(121)의 사이의 열전달을 줄이기 위하여 수용부(121)와 나선형 코일(122)이 서로 이격될 필요가 있다.

나선형 코일(122)을 수용부(121)의 외벽으로부터 이격시키기 위하여, 수용부(121)는 외벽의 적어도 일 영역에 접촉부(121t)를 포함할 수 있다. 접촉부(121t)는 수용부(121)의 반경 방향에서 외측을 향하여 돌출될 수 있다.

접촉부(121t)는 수용부의 둘레 방향을 따라 복수 개 배치될 수 있다. 또한 복수 개의 접촉부(121t)는 수용부(121)의 둘레 방향으로 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 또한 접촉부(121t)의 각각은 수용부(121)의 길이 방향으로 길게 연장될 수 있다. 실시 예들은 도면에 도시된 접촉부(121t)의 형상에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어, 접촉부(121t)는 원형 또는 타원형의 단면을 갖는 돌기 형상을 가질 수 있다.

접촉부(121t)는 수용부(121)를 바라보는 나선형 코일(122)의 내면과 접촉한다. 접촉부(121t)는, 나선형 코일(122)이 수용부의 반경 방향으로 움직이지 못하도록 나선형 코일(122)을 지지할 수 있다. 나선형 코일(122)의 내면에서 접촉부(121t)와 접촉하지 않는 영역은 수용부(121)의 외벽으로부터 이격될 수 있다.

제1 지지부(미도시), 단부 지지부(124) 및 제2 지지부(125)는 수용부(121)의 내부에 배치되어 에어로졸 생성 물품(200)의 적어도 일 영역을 지지할 수 있고, 수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)을 수용부(121)로부터 이격시킬 수 있다.

이하에서는, 도 7 내지 도 10를 참조하여 제1 지지부, 단부 지지부(124) 및 제2 지지부(125)에 대해 상세하게 설명하도록 한다.

도 7 내지 도 10은 일 실시 예에 관한 가열 조립체의 지지부를 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 도 6에 도시된 가열 조립체를 B-B 방향으로 절단한 단면도이다. 도 8은 도 6에 도시된 수용부의 길이 방향을 가로지르는 방향에 대한 단면을 통해 수용부의 일 부분을 보여주는 사시도이다. 도 9는 도 8에 도시된 수용부의 일 부분에 에어로졸 생성 물품이 수용된 모습을 도시한 평면도이다. 도 10은 도 6에 도시된 수용부의 타 부분의 사시도이다.

이 때, 'B-B 방향으로 절단한 단면'은 xz평면을 z축을 기준으로 반시계 방향으로 45도 회전한 평면으로 절단한 단면을 의미한다.

도 7을 참조하면, 일 실시 예에 따른 가열 조립체(120)는 수용부(121), 나선형 코일(122), 제1 지지부(123), 단부 지지부(124), 제2 지지부(125) 및 기류 통로(126)를 포함할 수 있다.

제1 지지부(123)는 수용부(121)의 내부의 일측에 배치되어, 에어로졸 생성 물품(200)의 외면을 지지할 수 있고, 수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)의 외면을 수용부(121)의 내벽으로부터 이격시킬 수 있다.

이 때, 수용부(121)의 내부의'일측'은 수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품의 일단에 대응하는 수용부(121)의 일 부분이다. 수용부(121)의 내부의'타측'은 외부를 향해 개방된 개구(예: 도 5의 개구(121h))가 위치한 수용부(121)의 다른 부분이다.

이 때, '에어로졸 생성 물품(200)의 외면'은 에어로졸 생성 물품(200)의 반경 방향을 향하는 면을 의미한다.

도 8을 참조하면, 제1 지지부(123)는 에어로졸 생성 물품(200)의 외면을 지지하는 제1 지지체(123s)와, 수용부(121)의 내부의 공기를 수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)의 일단으로 전달하는 제1 유입 통로(123i)를 포함할 수 있다.

수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)의 외면이 제1 지지체(123s)와 접촉하면, 에어로졸 생성 물품(200)의 외면은 수용부(121)의 반경 방향으로 움직이지 않도록 제1 지지체(123s)에 의해 지지될 수 있다.

에어로졸 생성 물품(200)을 안정적으로 지지하기 위해, 제1 지지체(123s)는 복수 개일 수 있다. 도 8에는 제1 지지체(123s)가 4개 도시되어 있으나, 실시 예들은 제1 지지체의 개수에 의해 한정되지 않는다.

복수 개의 제1 지지체(123s)는 수용부(121)의 둘레 방향에서 수용부(121)의 내벽을 따라 동일한 간격으로 또는 불규칙적인 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.

제1 지지체(123s)는 수용부(121)의 내벽으로부터 수용부(121)의 중심을 향하여 돌출된 형상을 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물품(200)이 제1 지지체(123s)에 의해 지지됨에 따라, 수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)의 외면은 제1 지지체(123s)의 사이의 수용부(121)의 내벽으로부터 이격될 수 있다.

상술한 이격된 공간은 제1 유입 통로(123i)와 함께 공기의 통로를 형성할 수 있다.

수용부(121)의 내부의 공기는 제1 지지부(123)의 제1 유입 통로(123i)로 유입될 수 있다. 제1 유입 통로(123i)를 따라 이동한 공기는 에어로졸 생성 물품의 일단에 도달할 수 있다.

제1 지지부(123)는 수용부(121)에 에어로졸 생성 물품(200)이 삽입되는 동작을 안내하기 위해 수용부(121)의 일측으로 들어갈수록 수용부(121)의 중심을 향하여 돌출하는 가이드부(123g)를 더 포함할 수 있다.

에어로졸 생성 물품(200)이 수용부(121)에 수용되는 과정을 설명하면, 에어로졸 생성 물품(200)의 단부는 가이드부(123g)와 접촉하면서 수용부(121)의 중심을 향하여 돌출하는 가이드부(123g)의 경사면에 의해 에어로졸 생성 물품(200)의 단부가 변형될 수 있다. 가이드부(123g)의 경사면은 에어로졸 생성 물품(200)의 이동을 부드럽게 안내하면서 에어로졸 생성 물품(200)의 단부를 변형시키는 작용을 할 수 있다.

가이드부(123g)는 제1 지지체(123s)의 상부에 형성될 수 있고, 가이드부(123g)와 제1 지지체(123s)는 일체형으로 형성될 수 있다. 이 때, '상부'는 +z 방향에 위치한 부분을 의미한다.

가이드부(123g)의 경사면을 따라 이동한 에어로졸 생성 물품(200)은 제1 지지체(123s)에 삽입된다. 수용부(121)에 완전히 삽입된 상태의 에어로졸 생성 물품(200)의 일단의 외면은 수용부(121)의 제1 지지체(123s)에 의해 안정적으로 지지될 수 있다.

단부 지지부(124)는 수용부(121)의 내부의 일측에 배치되어 상기 에어로졸 생성 물품(200)의 일단의 단부면을 지지할 수 있고, 수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)의 일단의 단부면을 수용부(121)의 바닥벽으로부터 이격시킬 수 있다.

이 때, '수용부(121)의 바닥벽'은 수용부(121)의 내부에서 +z 방향을 향하는 벽이며, 수용부(121)의 길이 방향에서 수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)을 바라보는 수용부(121)의 내부의 벽을 의미한다.

수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)의 일단의 단부면이 단부 지지부(124)와 접촉하면, 에어로졸 생성 물품(200)의 일단은 수용부(121)의 길이 방향으로 움직이지 않도록 단부 지지부(124)에 의해 지지될 수 있다.

에어로졸 생성 물품(200)이 수용부(121)의 일측의 바닥벽과 접촉하지 않고 단부 지지부(124)에 의해 지지되기 위해, 단부 지지부(124)는 수용부(121)의 내벽으로부터 수용부(121)의 중심을 향하여 돌출되는 형상을 포함할 수 있다.

도 8에는 단부 지지부(124)가 제1 지지체(123s)의 수용부(121)의 내벽으로부터 수용부(121)의 중심을 향하여 돌출되는 정도보다 더 돌출되어 있으나, 실시 예들은 단부 지지부가 돌출되는 정도에 의해 한정되지 않는다.

에어로졸 생성 물품(200)을 안정적으로 지지하기 위해, 단부 지지부(124)는 복수 개일 수 있다. 도 9를 보면, 단부 지지부(124)가 4개 도시되어 있으나, 실시 예들은 단부 지지부의 개수에 의해 한정되지 않는다.

복수 개의 단부 지지부(124)는 수용부(121)의 둘레 방향에서 수용부(121)의 내벽을 따라 동일한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.

단부 지지부(124)는 제1 유입 통로(123i)의 일 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 단부 지지부(124)는 두 개의 제1 지지체(123s)의 사이에서 각각의 제1 지지체(123s)으로부터 동일한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.

에어로졸 생성 물품(200)의 일단은 단부 지지부(124)에 의해 수용부(121)의 바닥벽으로부터 이격되어 있으므로, 제1 유입 통로(123i)를 따라 이동한 공기는 에어로졸 생성 물품(200)의 일단으로 전달되어 에어로졸 생성 물품(200)의 내부로 유입될 수 있다.

도 8 및 도 9에 도시된 단부 지지부(124)는 수용부(121)의 길이 방향으로만 에어로졸 생성 물품(200)을 지지할 수 있다. 단부 지지부(124)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다.

예를 들어, 단부 지지부(124)의 상부는 제1 지지체(123s)의 수용부(121)의 내벽으로부터 수용부(121)의 중심을 향하여 돌출되는 정도와 동일한 정도로 돌출될 수 있다. 이에 따라, 에어로졸 생성 물품(200)의 외면과 단부면이 단부 지지부에 접촉할 수 있다. 에어로졸 생성 물품(200)은 단부 지지부에 의해 수용부(121)의 반경 방향과 길이 방향으로 움직이지 않도록 지지될 수 있다.

제2 지지부(125)는 수용부(121)의 내부의 타측에 배치되어, 에어로졸 생성 물품(200)의 외면을 지지할 수 있고, 수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)의 외면을 수용부(121)의 내벽으로부터 이격시킬 수 있다.

제2 지지부(125)는 에어로졸 생성 물품(200)의 외면을 지지하는 제2 지지체(125s)와, 수용부(121)의 외부의 공기를 수용부(121)의 내부로 전달하는 제2 유입 통로(125i)를 포함할 수 있다.

수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)의 외면이 제2 지지체(125s)와 접촉하면, 에어로졸 생성 물품(200)의 외면은 수용부(121)의 반경 방향으로 움직이지 않도록 제2 지지체(125s)에 의해 지지될 수 있다.

제1 지지부(123)는 수용부(121)의 내부의 일측에 배치되고 제2 지지부(125)는 수용부(121)의 내부의 타측에 배치되므로, 수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)은 수용부(121)의 길이 방향에서 서로 이격되어 있는 제1 지지체(123s)와 제2 지지체(125s)에 의해 안정적으로 지지될 수 있다.

또한 에어로졸 생성 물품(200)을 안정적으로 지지하기 위해, 제1 지지체(123s)는 복수 개일 수 있다. 도 10에는 제2 지지체(125s)가 8개 도시되어 있으나, 실시 예들은 제2 지지체(125s)의 개수에 의해 한정되지 않는다.

복수 개의 제2 지지체(125s)는 수용부(121)의 둘레 방향에서 수용부(121)의 내벽을 따라 동일한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.

제2 지지체(125s)는 수용부(121)의 내벽으로부터 수용부(121)의 중심을 향하여 돌출된 형상을 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물품(200)이 제2 지지체(125s)에 의해 지지됨에 따라, 수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)의 외면은 제2 지지체(125s)의 사이의 수용부(121)의 내벽으로부터 이격될 수 있다.

상술한 이격된 공간은 제2 유입 통로(125i)와 함께 공기의 통로를 형성할 수 있다.

수용부(121)의 외부의 공기는 제2 지지부(125)의 제2 유입 통로(125i)로 유입될 수 있다. 제2 유입 통로(125i)를 따라 이동한 공기는 수용부(121)의 내부에 도달할 수 있다.

수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)의 외면은 제1 지지부(123)와 제2 지지부(125)에 의해 수용부(121)의 내벽으로부터 이격될 수 있다. 수용된 에어로졸 생성 물품(200)의 외면과 수용부(121)의 내벽이 서로 이격되어 형성되는 공간은 수용부(121)의 내부의 공기가 에어로졸 생성 물품(200)의 외면을 따라 에어로졸 생성 물품의 일단으로 이동하기 위한 기류 통로를 형성할 수 있다.

이하에서는 도 11을 참조하여 기류 통로(126)에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 11은 도 6에 도시된 가열 조립체를 C-C 방향으로 절단한 단면도이다.

이 때, 'C-C 방향으로 절단한 단면'은 기류 통로를 포함하는 단면을 의미한다. '도 11에 표시된 화살표'는 공기의 흐름을 의미한다.

도 11을 참조하면, 기류 통로(126)는 수용부(121)의 일측에 위치하는 제1 유입 통로(123i) 및 수용부(121)의 타측에 위치하는 제2 유입 통로(125i)와 연결될 수 있다.

사용자가 에어로졸 생성 물품(200)에 구부를 접촉하고 퍼프 동작을 수행하는 경우, 에어로졸 생성 장치(미도시)의 외부와 내부 공간의 사이에 압력 차이가 발생하여 외부 공기가 제2 지지부(125)의 제2 유입 통로(125i)로 유입될 수 있다.

제2 유입 통로(125i)를 통과한 공기는 수용부(121)의 내벽과 에어로졸 생성 물품(200)의 외면의 사이의 기류 통로(126)에 도달할 수 있다. 기류 통로(126)를 따라 이동한 공기는 제1 지지부(123)의 제1 유입 통로(123i)로 유입될 수 있다.

제1 유입 통로(123i)로 유입된 공기는 수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)의 일단에 도달할 수 있다. 에어로졸 생성 물품(200)의 일단은 단부 지지부(124)에 의해 수용부(121)의 바닥벽으로부터 이격되어 있으므로, 공기는 U자 형상을 그리며 제1 유입 통로(123i)를 통과하여 에어로졸 생성 물품(200)의 내부로 유입될 수 있다.

에어로졸 생성 물품(200)으로 유입된 공기는 에어로졸 생성 물품(200)이 가열됨에 따라 발생되는 증기화된 입자와 혼합되어 에어로졸을 생성할 수 있다. 사용자는 에어로졸 생성 물품(200)을 흡입하는 퍼프 동작을 통해 수용부(121)에서 생성된 에어로졸을 흡입할 수 있다.

결과적으로, 가열 조립체(120)의 외부의 공기는 제2 유입 통로(125i), 기류 통로(126) 및 제1 유입 통로(123i)를 따라 에어로졸 생성 물품(200)의 일단을 향해 이동할 수 있다. 즉, 가열 조립체(120)의 외부의 공기는 수용부(121)의 길이 방향으로 에어로졸 생성 물품(200)의 외면을 따라 이동할 수 있다.

수용부(121)의 일측에 배치되는 복수 개의 제1 지지체(미도시)와 수용부(121)의 타측에 배치되는 복수 개의 제2 지지체(미도시)와 복수 개의 단부 지지부(미도시)는 수용부(121)의 길이 방향을 따라 대향하도록 수용부(121)의 원주 방향을 기준으로 서로 대응하는 위치에 정렬되어 배치될 수 있다.

제1 지지체(미도시)와 제2 지지체(미도시)와 단부 지지부(미도시)의 상술한 배치 구조에 따라, 제1 유입 통로(123i)와 제2 유입 통로(125i)는 수용부(121)의 길이 방향으로 연결될 수 있다. 이로 인해 공기는 수용부(121)의 내부에서 -z 방향을 향하여 흐를 수 있다.

이 때, '길이 방향으로 연결'되는 것은 수용부(121)의 길이 방향을 따라 제1 유입 통로(123i)와 제2 유입 통로(125i)가 이어지도록 정렬되게 배치되는 것을 의미한다.

제2 유입 통로(125i), 기류 통로(126) 및 제1 유입 통로(123i)를 통하여 가열 조립체(120)의 내부에서 기류가 원활하게 이동할 수 있다.

한편, 수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)의 외면이 수용부(121)의 내벽으로부터 이격되는 거리가 멀어지면 수용부(121)의 외부에 배치되는 나선형 코일(122)과 에어로졸 생성 물품(200)의 서셉터의 사이의 거리가 멀어지므로, 에어로졸 생성 물품(200)의 가열 효율이 떨어질 수 있다.

수용부(121)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)의 외면이 수용부(121)의 내벽으로부터 이격되는 거리가 가까워지면 에어로졸 생성 물품(200)의 서셉터에서 발생하는 열에 의해 수용부(121)도 가열되므로, 수용부(121)의 외부로 열이 방출되는 것을 차단하는 효율(이하, '수용부(121)의 단열 효율'이라 한다.)이 떨어질 수 있다.

즉, 가열 조립체(120)를 이루는 구성요소들 간의 적정한 거리가 중요한 바, 이하에서는 도 12를 참조하여 가열 조립체(120)의 구성요소들 간의 거리에 대하여 설명한다.

도 12는 도 5에 도시된 가열 조립체의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이다.

도 12를 참조하면, 일 실시 예에 따른 가열 조립체(120)는 수용부(121), 나선형 코일(122) 및 기류 통로(126)를 포함할 수 있다.

에어로졸 생성 물품(200)의 서셉터와 수용부(121)의 사이의 거리는 수용부(121)의 단열 효율에 영향을 미칠 수 있다.

또한 에어로졸 생성 물품(200)의 서셉터와 나선형 코일(122)의 사이의 거리는 에어로졸 생성 물품(200)의 가열 효율에 영향을 미칠 수 있다.

수용부(121)의 반경 방향으로 에어로졸 생성 물품(200)의 외면으로부터 수용부(121)의 내벽까지의 거리(d1)는, 수용부(121)의 단열 효율 및 수용부(121)의 내부에 존재하는 열과 기류의 원활한 이동 등을 고려 했을 때, 최소 0.2mm 이고 최대 3mm일 수 있다.

수용부(121)의 반경 방향으로 에어로졸 생성 물품(200)의 외면으로부터 수용부(121)를 바라보는 나선형 코일(122)의 내면까지의 거리(d2)는, 에어로졸 생성 물품(200)의 외면으로부터 수용부(121)의 내벽까지의 거리(d1)를 포함하므로, 상술한 고려 요소들과 더불어 에어로졸 생성 물품(200)의 가열 효율, 수용부(121) 자체의 두께, 수용부(121)의 외벽과 나선형 코일(122)의 사이의 거리 등을 추가로 고려 했을 때, 최대 3mm일 수 있다.

도 13은 에어로졸 생성 물품의 일 예를 도시한 도면이다.

도 13을 참조하면, 에어로졸 생성 물품(200)은 담배 로드(210) 및 필터 로드(220)를 포함한다. 도 13에는 필터 로드(220)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(220)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다.

예를 들어, 필터 로드(220)는 에어로졸을 냉각하는 제1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제2 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(220)는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.

에어로졸 생성 물품(200)은 적어도 하나의 래퍼(240)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(240)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 에어로졸 생성 물품(200)은 하나의 래퍼(240)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 에어로졸 생성 물품(200)은 2 이상의 래퍼(240)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(241)에 의하여 담배 로드(210)가 포장되고, 래퍼들(242, 243, 244)에 의하여 필터 로드(220)가 포장될 수 있다. 그리고, 단일 래퍼(245)에 의하여 에어로졸 생성 물품(200) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 필터 로드(220)가 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 래퍼들(242, 243, 244)에 의하여 포장될 수 있다.

담배 로드(210)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(210)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(210)에는 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이 담배 로드(210)에 분사됨으로써 첨가될 수 있다.

담배 로드(210)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(210)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다.

또한, 담배 로드(210)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다.

담배 로드(210)는 자기장에 의해 발열하는 서셉터를 포함할 수 있다. 서셉터는 금속 또는 탄소를 포함할 수 있다. 서셉터는 페라이트(ferrite), 강자성 합금(ferromagnetic alloy), 스테인리스강(stainless steel), 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 서셉터는 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.

담배 로드(210)에 포함되는 서셉터는 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 서셉터는 시트 형태를 가질 수 있으며, 담배 로드(210)의 외부를 둘러쌀 수 있다. 다른 예로 서셉터는 가닥 또는 미립자의 형태를 가질 수 있으며, 복수 개의 서셉터가 담배 로드(210)내에 분산되어 배치될 수 있다.

또한, 담배 로드(210)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(210)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(210)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드(210)에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있고, 그에 따라 담배 로드(210)로부터 생성되는 에어로졸의 풍미가 향상될 수 있다. 또한, 담배 로드(210)를 둘러싸는 열 전도 물질은 외부 자기장에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다.

필터 로드(220)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(220)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(220)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(220)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(220)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.

필터 로드(220)는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 필터 로드(220)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터 로드(220)의 내부에 삽입될 수도 있다.

또한, 필터 로드(220)에는 적어도 하나의 캡슐(230)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(230)은 향미 또는 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 캡슐(230)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(230)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

만약, 필터 로드(220)에 에어로졸을 냉각하는 세그먼트가 포함될 경우, 냉각 세그먼트는 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 냉각 세그먼트는 순수한 폴리락트산만으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 냉각 세그먼트는 복수의 구멍들이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 그러나, 냉각 세그먼트는 상술한 예에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행할 수 있다면, 제한 없이 해당될 수 있다.

도면에 도시되지는 않았으나, 에어로졸 생성 물품(200)은 전단 플러그를 더 포함할 수 있다. 전단 플러그는 담배 로드(210)에 있어서, 필터 로드(220)에 반대되는 일 측에 위치할 수 있다. 전단 플러그는 담배 로드(210)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 담배 로드(210)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 생성 장치(도 1의 100)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.

실험 예. 에어로졸 생성 장치의 가열 성능 비교

일 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치 및 종래의 에어로졸 생성 장치의 가열 성능을 비교하기 위하여 실험을 진행했다.

실험에는 시트형 서셉터를 포함하는 에어로졸 생성 물품이 사용되었으며, 시트형 서셉터로는 알루미늄 박을 사용하였다. 알루미늄 박은 에어로졸 생성 물품의 담배 로드를 둘러싸도록 배치되었다.

도 14는 및 도 15는 비교 예로 사용되는 종래의 유도 가열 방식의 에어로졸 생성 장치의 코일을 설명하기 위한 도면이다.

도 14는 종래의 에어로졸 생성 장치의 코일을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 15는 종래의 유도 가열 방식의 에어로졸 생성 장치의 코일에 의해 생성되는 자기력선의 방향을 설명하기 위한 도면이다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 종래의 유도 가열 방식의 에어로졸 생성 장치에 포함되는 코일(22)은 일반적으로 도선을 촘촘하고 균일하게 원통형으로 길게 감아 만든 솔레노이드(solenoid)로 구현된다. 솔레노이드의 내부 공간에는 에어로졸 생성 물품(200)이 삽입되는 수용 공간이 형성될 수 있다.

종래의 유도 가열 방식의 에어로졸 생성 장치에 포함되는 코일(22)은 전류의 방향에 따라 솔레노이드의 내부로 자기력선(M)이 출입하는 형태의 자기장이 형성할 수 있다. 즉, 수용 공간의 길이 방향으로 자기력선(M)이 출입할 수 있으며, 수용된 에어로졸 생성 물품(200)의 내부에는 에어로졸 생성 물품(200)의 길이 방향과 동일한 방향으로 자기력선(M)이 통과할 수 있다. 여기서 수용 공간의 길이 방향은 수용 공간의 길이가 연장되는 방향 또는 에어로졸 생성 물품(200)이 수용 공간에 삽입되는 방향을 의미한다. 또한 에어로졸 생성 물품(200)의 길이 방향은 에어로졸 생성 물품(200)의 길이가 연장되는 방향 또는 에어로졸 생성 물품(200)이 에어로졸 생성 장치에 삽입되는 방향을 의미한다.

자기력선(M)의 방향이 에어로졸 생성 물품(200)의 길이 방향과 동일한 방향을 가지므로, 에어로졸 생성 물품(200)에 포함된 서셉터를 통과하는 자기력선(M)의 밀도는 감소할 수 있으며, 이에 따라 서셉터가 충분한 열 에너지를 방출하지 못할 수 있다. 특히 에어로졸 생성 물품(200)에 포함된 서셉터가 에어로졸 생성 물품(200)을 둘러싸는 시트 형태일 경우, 자기력선(M)이 시트의 넓은 면적으로 자기력선(M)이 거의 통과하지 않는다. 이에 따라 서셉터가 충분히 가열되지 못하여 에어로졸 생성 물품(200)을 효율적으로 가열하지 못하는 문제가 있다.

도 14에 도시된 바와 같은 솔레노이드를 포함하는 에어로졸 생성 장치(이하, 비교 예로 명명한다.) 및 도 2에 도시된 바와 같은 나선형 코일(122)을 포함하는 에어로졸 생성 장치(이하, 실시 예로 명명한다.)를 이용하여 에어로졸 생성 물품을 가열하였으며, 에어로졸 생성 물품의 알루미늄 박의 온도의 변화를 시간의 경과에 따라 측정하였다. 비교 예의 솔레노이드 및 실시 예의 나선형 코일에는 동일한 조건의 교류 전류를 인가하였다.

도 16은 일 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치 및 종래의 에어로졸 생성 장치의 가열 성능을 비교하기 위한 실험의 결과를 나타내는 도면이다.

도 16은 상기 실험에 따라 실시 예 및 비교 예에 의해 가열되는 에어로졸 생성 물품의 알루미늄 박의 시간의 경과에 따른 온도 변화 그래프를 나타낸다.

도 16을 참조할 때, 실시 예의 경우 에어로졸 생성 물품의 알루미늄 박이 예열 구간을 제외하고는 약 200 ℃ 내지 약 250 ℃의 온도 범위로 가열된 반면, 비교 예의 경우 에어로졸 생성 물품의 알루미늄 박이 약 50 ℃ 내지 약 100 ℃ 이하의 온도 범위로 가열됨을 확인할 수 있었다. 일반적인 에어로졸 생성 물품에 포함되는 에어로졸 생성 물질(글리세린 등)이 약 140 내지 250 ℃의 기화 온도를 가지는 점을 고려할 때, 비교 예의 경우 정상적인 에어로졸 생성이 어려움을 확인할 수 있었다.

도 17은 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.

에어로졸 생성 장치(1700)는 제어부(1710), 센싱부(1720), 출력부(1730), 배터리(1740), 히터(1750), 사용자 입력부(1760), 메모리(1770) 및 통신부(1780)를 포함할 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(1700)의 내부 구조는 도 17에 도시된 것에 제한되지 않는다. 즉, 에어로졸 생성 장치(1700)의 설계에 따라, 도 17에 도시된 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

센싱부(1720)는 에어로졸 생성 장치(1700)의 상태 또는 에어로졸 생성 장치(1700) 주변의 상태를 감지하고, 감지된 정보를 제어부(1710)에 전달할 수 있다. 제어부(1710)는 상기 감지된 정보에 기초하여, 히터(1750)의 동작 제어, 흡연의 제한, 에어로졸 생성 물품(예: 궐련, 카트리지 등)의 삽입 여부 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(1700)를 제어할 수 있다.

센싱부(1720)는 온도 센서(1722), 삽입 감지 센서(1724) 및 퍼프 센서(1726) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

온도 센서(1722)는 히터(1750)(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(1700)는 히터(1750)의 온도를 감지하는 별도의 온도 센서를 포함하거나, 히터(1750) 자체가 온도 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 온도 센서(1722)는 배터리(1740)의 온도를 모니터링하도록 배터리(1740)의 주위에 배치된 것일 수도 있다.

삽입 감지 센서(1724)는 에어로졸 생성 물품의 삽입 및/또는 제거를 감지할 수 있다. 예를 들어, 삽입 감지 센서(1724)는 필름 센서, 압력 센서, 광 센서, 저항성 센서, 용량성 센서, 유도성 센서 및 적외선 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 에어로졸 생성 물품이 삽입 및/또는 제거됨에 따른 신호 변화를 감지할 수 있다.

퍼프 센서(1726)는 기류 통로 또는 기류 채널의 다양한 물리적 변화에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 센서(1726)는 온도 변화, 유량(flow) 변화, 전압 변화 및 압력 변화 중 어느 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다.

센싱부(1720)는 전술한 센서(1722 내지 1726) 외에, 온/습도 센서, 기압 센서, 지자기 센서(magnetic sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자이로스코프 센서, 위치 센서(예컨대, GPS), 근접 센서, 및 RGB 센서(illuminance sensor) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 각 센서들의 기능은 그 명칭으로부터 통상의 기술자가 직관적으로 추론할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략될 수 있다.

출력부(1730)는 에어로졸 생성 장치(1700)의 상태에 대한 정보를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다. 출력부(1730)는 디스플레이부(1732), 햅틱부(1734) 및 음향 출력부(1736) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 디스플레이부(1732)와 터치 패드가 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(1732)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다.

디스플레이부(1732)는 에어로졸 생성 장치(1700)에 대한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1700)에 대한 정보는 에어로졸 생성 장치(1700)의 배터리(1740)의 충/방전 상태, 히터(1750)의 예열 상태, 에어로졸 생성 물품의 삽입/제거 상태 또는 에어로졸 생성 장치(1700)의 사용이 제한되는 상태(예: 이상 물품 감지) 등의 다양한 정보를 의미할 수 있고, 디스플레이부(1732)는 상기 정보를 외부로 출력할 수 있다. 디스플레이부(1732)는 예를 들면, 액정 디스플레이 패널(LCD), 유기 발광 디스플레이 패널(OLED) 등일 수 있다. 또한, 디스플레이부(1732)는 LED 발광 소자 형태일 수도 있다.

햅틱부(1734)는 전기적 신호를 기계적인 자극 또는 전기적인 자극으로 변환하여 에어로졸 생성 장치(1700)에 대한 정보를 사용자에게 촉각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 햅틱부(1734)는 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.

음향 출력부(1736)는 에어로졸 생성 장치(1700)에 대한 정보를 사용자에게 청각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 음향 출력부(1736)는 전기 신호를 음향 신호로 변환하여 외부로 출력할 수 있다.

배터리(1740)는 에어로졸 생성 장치(1700)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 배터리(1740)는 히터(1750)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(1740)는 에어로졸 생성 장치(1700) 내에 구비된 다른 구성들(예: 센싱부(1720), 출력부(1730), 사용자 입력부(1760), 메모리(1770) 및 통신부(1780))의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(1740)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. 예를 들어, 배터리(1740)는 리튬폴리머(LiPoly) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

히터(1750)는 배터리(1740)로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있다. 도 17에 도시되지는 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1700)는 배터리(1740)의 전력을 변환하여 히터(1750)에 공급하는 전력 변환 회로(예: DC/DC 컨버터)를 더 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1700)가 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 경우, 에어로졸 생성 장치(1700)는 배터리(1740)의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 DC/AC 컨버터를 더 포함할 수 있다.

제어부(1710), 센싱부(1720), 출력부(1730), 사용자 입력부(1760), 메모리(1770) 및 통신부(1780)는 배터리(1740)로부터 전력을 공급받아 기능을 수행할 수 있다. 도 17에 도시되지는 않았으나, 배터리(1740)의 전력을 변환하여 각각의 구성요소들에 공급하는 전력 변환 회로, 예를 들면 LDO(low dropout) 회로 또는 전압 레귤레이터 회로를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 히터(1750)는 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, 히터(1750)는 금속 열선(wire), 전기 전도성 트랙(track)이 배치된 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

다른 실시 예에서, 히터(1750)는 유도 가열 방식의 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(1750)는 코일에 의해 인가된 자기장을 통해 발열하여, 에어로졸 생성 물질을 가열하는 서셉터를 포함할 수 있다.

사용자 입력부(1760)는 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나, 사용자에게 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력부(1760)는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(접촉식 정전 용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지 방식, 표면 초음파 전도 방식, 적분식 장력 측정 방식, 피에조 효과 방식 등), 조그 휠, 조그 스위치 등이 있을 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 도 17에 도시되지는 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1700)는 USB(universal serial bus) 인터페이스 등과 같은 연결 인터페이스(connection interface)를 더 포함하고, USB 인터페이스 등과 같은 연결 인터페이스를 통해 다른 외부 장치와 연결하여 정보를 송수신하거나, 배터리(1740)를 충전할 수 있다.

메모리(1770)는 에어로졸 생성 장치(1700) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 제어부(1710)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(1770)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, random access memory) SRAM(static random access memory), 롬(ROM, read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 메모리(1770)는 에어로졸 생성 장치(1700)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로 파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등을 저장할 수 있다.

통신부(1780)는 다른 전자 장치와의 통신을 위한 적어도 하나의 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(1780)는 근거리 통신부(1782) 및 무선 통신부(1784)를 포함할 수 있다.

근거리 통신부(short-range wireless communication unit)(1782)는 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부, UWB(ultra wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

무선 통신부(1784)는 셀룰러 네트워크 통신부, 인터넷 통신부, 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN) 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 무선 통신부(1784)는 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI)를 이용하여 통신 네트워크 내에서 에어로졸 생성 장치(1700)를 확인 및 인증할 수도 있다.

제어부(1710)는 에어로졸 생성 장치(1700)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 제어부(1710)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 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 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

제어부(1710)는 배터리(1740)의 전력을 히터(1750)에 공급하는 것을 제어함으로써 히터(1750)의 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1710)는 배터리(1740)와 히터(1750) 사이의 스위칭 소자의 스위칭을 제어함으로써 전력 공급을 제어할 수 있다. 다른 예에서, 제어부(1710)의 제어 명령에 따라 가열직접회로가 히터(1750)에 대한 전력 공급을 제어할 수도 있다.

제어부(1710)는 센싱부(1720)에 의해 감지된 결과를 분석하고, 이후 수행될 처리들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1710)는 센싱부(1720)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 히터(1750)의 동작이 개시 또는 종료되도록 히터(1750)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 제어부(1710)는 센싱부(1720)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 히터(1750)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(1750)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다.

제어부(1710)는 센싱부(1720)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 출력부(1730)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 센서(1726)를 통해 카운트 된 퍼프 횟수가 기 설정된 횟수에 도달하면, 제어부(1710)는 디스플레이부(1732), 햅틱부(1734) 및 음향 출력부(1736) 중 적어도 하나를 통해 사용자에게 에어로졸 생성 장치(1700)가 곧 종료될 것을 예고할 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 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈과 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.

상술한 실시 예들에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이며, 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위에 있는 모든 차이점은 청구범위에 의해 정해지는 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 에어로졸 생성 장치
110: 하우징
110c: 결합홈
110m: 장착용 구멍
111: 베이스부
120: 가열 조립체
121: 수용부
121c: 결합부
121h: 개구
121p: 돌출부
121t: 접촉부
122: 나선형 코일
122a: 제1 나선형 코일
122b: 제2 나선형 코일
122c: 나선 연결부
122h: 삽입 구멍
123: 제1 지지부
123i: 제1 유입 통로
123s: 제1 지지체
124: 단부 지지부
125: 제2 지지부
125i: 제2 유입 통로
125s: 제2 지지체
126: 기류 통로
130: 배터리
140: 인쇄회로기판
150: 디스플레이
160: 프레임
200: 에어로졸 생성 물품
210: 담배 로드
220: 필터 로드
230: 캡슐
240: 래퍼
22: 코일
M: 자기력선

Claims

유도 자기장에 의해 가열 가능한 에어로졸 생성 물품을 수용하기 위한 수용부;
상기 수용부의 외부에 배치되어 상기 수용부를 향하여 유도 자기장을 발생시키는 나선형 코일; 및
상기 수용부의 내부의 일측에 배치되어 상기 에어로졸 생성 물품의 외면을 지지하고, 상기 수용부에 수용된 상기 에어로졸 생성 물품의 상기 외면을 상기 수용부의 내벽으로부터 이격시키기 위한 제1 지지부;를 포함하고,
상기 나선형 코일은 상기 수용부의 외벽의 일부를 덮는 판 형상을 이루도록 감기고, 상기 나선형 코일이 감기는 중심은 상기 수용부의 외벽의 일 지점에 배치되는, 가열 조립체.
제1항에 있어서,
상기 수용부의 상기 외벽의 적어도 일부는 만곡된 벽을 포함하고,
상기 나선형 코일은 상기 수용부의 상기 외벽을 따라 만곡된 판 형상인, 가열 조립체.
제1항에 있어서,
상기 나선형 코일은 복수 개이고, 복수 개의 상기 나선형 코일의 적어도 한 쌍은 전기적으로 연결된, 가열 조립체.
제3항에 있어서,
상기 나선형 코일은 짝수 개인, 가열 조립체.
제1항에 있어서,
상기 수용부는 상기 에어로졸 생성 물품에서 발생한 열이 상기 수용부의 외부로 방출되는 것을 차단하는 단열 소재를 포함하는, 가열 조립체.
제1항에 있어서,
상기 나선형 코일은 상기 중심에 삽입 구멍을 포함하고,
상기 수용부는 외부로 돌출되어 상기 삽입 구멍에 삽입되는 돌출부를 포함하는, 가열 조립체.
제1항에 있어서,
상기 수용부는 상기 수용부의 상기 내벽으로부터 상기 나선형 코일을 이격시키기 위한 접촉부를 포함하는, 가열 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제1 지지부는 상기 에어로졸 생성 물품의 상기 외면을 지지하는 제1 지지체와, 상기 수용부의 내부의 공기를 상기 수용부에 수용된 에어로졸 생성 물품의 일단으로 전달하는 제1 유입 통로를 포함하는, 가열 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제1 지지부는 상기 수용부에 상기 에어로졸 생성 물품이 삽입되는 동작을 안내하도록 상기 수용부의 상기 일측으로 들어갈수록 상기 수용부의 중심을 향하여 돌출하는 가이드부를 포함하는, 가열 조립체.
제1항에 있어서,
상기 수용부의 내부의 상기 일측에 배치되어 상기 에어로졸 생성 물품의 일단을 지지하며, 상기 수용부에 수용된 상기 에어로졸 생성 물품의 상기 일단을 상기 수용부의 바닥벽으로부터 이격시키기 위한 단부 지지부를 더 포함하는, 가열 조립체.
제1항에 있어서,
상기 수용부의 내부의 타측에 배치되어 상기 에어로졸 생성 물품의 상기 외면을 지지하며, 상기 수용부에 수용된 상기 에어로졸 생성 물품의 상기 외면을 상기 수용부의 상기 내벽으로부터 이격시키기 위한 제2 지지부를 더 포함하고,
상기 제2 지지부는 상기 에어로졸 생성 물품의 상기 외면을 지지하는 제2 지지체와, 상기 수용부의 외부의 공기를 상기 수용부의 내부로 전달하는 제2 유입 통로를 포함하는, 가열 조립체.
제1항에 있어서,
상기 수용부의 상기 내벽은 상기 수용부에 수용된 상기 에어로졸 생성 물품의 상기 외면으로부터 이격되어, 공기가 상기 에어로졸 생성 물품의 상기 외면을 따라 상기 에어로졸 생성 물품의 일단으로 이동하기 위한 기류 통로를 형성하는, 가열 조립체.
제1항에 있어서,
상기 수용부에 수용된 상기 에어로졸 생성 물품의 상기 외면으로부터 상기 수용부의 반경 방향으로 상기 수용부의 내벽까지의 거리는 0.2mm 내지 3mm인, 가열 조립체.
제1항에 있어서,
상기 수용부에 수용된 상기 에어로졸 생성 물품의 상기 외면으로부터 상기 수용부의 반경 방향으로 상기 수용부를 바라보는 상기 나선형 코일의 내면까지의 거리는 최대 3mm인, 가열 조립체.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 상기 가열 조립체;
상기 가열 조립체를 수용하는 하우징; 및
상기 가열 조립체에 전력을 공급하는 배터리;를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.