KR20240047893A - 에어로졸 생성 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 시스템 - Google Patents

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KR20240047893A
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권영범
김용환
임헌일
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주식회사 케이티앤지
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Abstract

제1 에어로졸 생성 물질들을 포함하는 제1 매질부와 제1 매질부의 일 단에 인접하게 배치되고 제2 에어로졸 생성 물질들을 포함하는 제2 매질부를 포함하는 에어로졸 생성 물품 및 에어로졸 생성 물품을 수용하기 위한 수용 공간을 포함하는 하우징 및 수용 공간에 수용된 에어로졸 생성 물품의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되어 에어로졸 생성 물품을 가열하기 위한 가열 요소를 포함하는 에어로졸 생성 장치를 포함하고, 가열 요소가 제1 매질부를 둘러싸는 면적은 가열 요소가 제2 매질부를 둘러싸는 면적과 서로 다른, 에어로졸 생성 시스템.

Description

에어로졸 생성 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 시스템{AEROSOL GENERATING APPARATUS AND AEROSOL GENERATING SYSTEM}
실시 예들은 에어로졸 생성 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유도 가열을 통해 에어로졸을 발생시킬 수 있는 에어로졸 생성 시스템에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성하는 방법이 아닌, 에어로졸 생성 장치를 이용하여 궐련 또는 에어로졸 생성 물질을 가열함으로써 에어로졸을 생성하는 시스템에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
최근에는 에어로졸 생성 물품의 내부에 다양한 구성들을 다양하게 배열하여 효율적으로 에어로졸을 생성하려는 방법에 관한 수요가 증가하고 있는 실정이다. 이에 따라, 가열시켜 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성 물품 또는 에어로졸 생성 장치를 이용해 사용자에게 최적의 흡연 경험을 제공하기 위한 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 개시에 따른 일 실시 예는 내부에 다양한 구성들이 다양하게 배열된 에어로졸 생성 물품을 연소시키지 않고 소정의 온도로 가열하여 에어로졸을 생성함으로써, 사용자들에게 최적의 흡연 경험을 제공할 수 있다.
본 개시의 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.
일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템은 제1 에어로졸 생성 물질들을 포함하는 제1 매질부와 제1 매질부의 일단에 인접하게 배치되고 제2 에어로졸 생성 물질들을 포함하는 제2 매질부를 포함하는 에어로졸 생성 물품 및 에어로졸 생성 물품을 수용하기 위한 수용 공간을 포함하는 하우징과 수용 공간에 수용된 에어로졸 생성 물품의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되어 에어로졸 생성 물품을 가열하기 위한 가열 요소를 포함하는 에어로졸 생성 장치를 포함할 수 있고, 가열 요소가 제1 매질부를 둘러싸는 면적은 가열 요소가 제2 매질부를 둘러싸는 면적과 서로 다를 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 에어로졸 생성 시스템은 흡인 저항을 조절하여 사용자의 흡연감을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 에어로졸 생성 시스템은 퍼프 동작 전반에 걸쳐 무화량을 균일하게 유지할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템의 사시도 이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템의 일부 구성 요소들을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3b는 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 물품을 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4b는 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 물품을 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5b는 또 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 물품을 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템의 퍼프 동작에 따른 무화량 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7b는 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템의 퍼프 동작에 따른 무화량 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7c는 또 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템의 퍼프 동작에 따른 무화량 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8은 일 실시 예에 다른 에어로졸 생성 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작 방법을 설명하는 순서도이다.
도 10은 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 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템의 사시도 이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치(100)는 에어로졸 생성 물품(110)이 삽입될 수 있는 하우징(120)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 하우징(120)은 에어로졸 생성 장치(100)의 전체적인 외관을 형성하며, 에어로졸 생성 장치(100)의 구성 요소들이 배치될 수 있는 내부 공간(또는 '배치 공간')을 포함할 수 있다. 도면 상에는 하우징(120)이 전체적으로 단면이 반원 형상으로 형성되는 실시 예에 대해서만 도시되어 있으나, 하우징(120)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시 예(미도시)에 따라, 하우징(120)은 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되거나, 다각형 기둥(예: 삼각형 기둥 또는 사각형 기둥) 형상으로 형성될 수도 있다.
일 실시 예에서, 하우징(120)의 내부 공간에는 하우징(120)에 삽입되는 에어로졸 생성 물품(110)을 가열하여 에어로졸을 생성하기 위한 구성 요소들 및 에어로졸 생성 장치(100)의 상태에 대한 화면을 출력하는 구성 요소들이 배치될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
일 실시 예에 따르면, 하우징(120)은 에어로졸 생성 물품(110)이 하우징(120)의 내부로 삽입될 수 있는 개구(100h)를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물품(110)의 적어도 일부는 개구(100h)를 통해 하우징(120)의 내부에 삽입 또는 수용될 수 있다.
하우징(120)의 내부에 삽입 또는 수용된 에어로졸 생성 물품(110)이 하우징(120)의 내부에서 가열됨에 따라, 에어로졸이 생성될 수 있다. 생성된 에어로졸은 삽입된 에어로졸 생성 물품(110) 및/또는 에어로졸 생성 물품(110)과 개구(100h) 사이의 공간을 통해 에어로졸 생성 장치(100)의 외부로 배출될 수 있으며, 사용자는 배출되는 에어로졸을 흡입할 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치(100)는 시각적 정보가 표시되는 디스플레이(130)를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 디스플레이(130)는 적어도 일부 영역이 하우징(120)의 외측에 노출되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(130)의 적어도 일부 영역은 하우징(120)의 외부의 커버 글래스를 통해 노출될 수 있다.
일 실시 예에서, 디스플레이(130)는 디스플레이 패널 및 터치 입력을 수신하는 터치 패널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널은 스캔 라인(scan line), 데이터 라인(data line) 및 스캔 라인 및 데이터 라인으로부터 공급되는 신호들에 기초하여 빛을 발광하는 발광 소자(예: OLED(organic light emitting diode), LED(light emitting diode))를 포함할 수 있다. 터치 패널은 사용자의 터치 입력에 따른 전기적 특성(예: 정전용량, 전파 등)의 변화를 검출하고, 변화가 감지된 위치 정보는 프로세서에 전달될 수 있다.
일 실시 예에서, 디스플레이(130)는 터치 패널을 통해 수신되는 터치 입력에 따라 전환되는 사용자 인터페이스(user interface)를 디스플레이 패널을 통해 표시할 수 있다. 이 때, 디스플레이(130)는 디스플레이 패널 및 터치 패널의 적층 구조로 형성될 수 있다.
에어로졸 생성 장치(100)는 디스플레이(130)를 통해 사용자에게 다양한 시각 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)는 디스플레이(130)를 통해 에어로졸 생성 물품(110)에 대한 예열 및 가열 정보, 배터리 잔량 정보, 시간 및 날짜 정보, 사용 모드 정보, 날씨 정보 및 블루투스 연결 정보 등을 표시할 수 있다. 디스플레이(130)를 통해 표시되는 정보는 예시적인 것이며, 상술한 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템의 일부 구성 요소들을 확대하여 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)은 에어로졸 생성 물품(110)과 하우징(120)(예: 도 1의 하우징(120)) 및 가열 요소(200)를 포함하는 에어로졸 생성 장치(100)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)의 구성 요소들은 도 1에 도시된 에어로졸 생성 시스템(1000)의 구성 요소들 중 적어도 하나와 실질적으로 동일 또는 유사할 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
가열 요소(200)는 개구(100h)를 통해 하우징(120)의 내부에 삽입 또는 수용된 에어로졸 생성 물품(110)을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있다. 가열 요소(200)는 예를 들어, 전력 공급에 의해 열을 발생하여 에어로졸 생성 물품(110)을 가열할 수 있다. 이 때, 에어로졸 생성 물품(110)의 가열에 의해 생성된 증기화된 입자와 개구(100h)를 통해 하우징(120)의 내부로 유입된 공기가 혼합되어 에어로졸이 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 가열 요소(200)는 유도 가열식 히터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가열 요소(200)는 전력이 공급됨에 따라 변화하는 자기장을 공급하는 코일(201)(또는 '전기 전도성 코일')과 코일(201)에서 생성되는 변화하는 자기장에 의해 열을 발생하는 서셉터(202)를 포함하여, 하우징(120)에 수용되는 에어로졸 생성 물품(110)을 유도 가열 방식으로 가열할 수 있다.
에어로졸 생성 물품(110)이 하우징(120)의 내부에 수용되면, 서셉터(202)는 에어로졸 생성 물품(110)의 외주면의 적어도 일부를 감싸도록 배치되어, 하우징(120)에 수용되는 에어로졸 생성 물품(110)을 가열할 수 있다. 서셉터(202)는 예를 들어, 코일(201)에서 생성되는 교번적인 자기장에 의해 발열할 수 있으며, 그 결과 에어로졸 생성 물품(110)이 가열될 수 있다.
일 예시에 따르면, 서셉터(202)는 에어로졸 생성 물품(110) 중 에어로졸 생성 재료를 포함하는 매질부의 외주면의 적어도 일부를 감싸도록 배치되고, 코일(201)은 서셉터(202)의 외주면의 적어도 일부를 감싸도록 배치되어, 하우징(120)에 수용되는 에어로졸 생성 물품(110)이 가열을 통해 에어로졸을 생성하도록 할 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 가열 요소(200)는 전기 저항성 히터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가열 요소(200)는 하우징(120)의 내부에 수용되는 에어로졸 생성 물품(110)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(120)에 삽입된 에어로졸 생성 물품(110)을 가열할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 가열 요소(200)는 하우징(120)에 수용되는 에어로졸 생성 물품(110)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(110)의 적어도 일 영역에 삽입되어, 에어로졸 생성 물품(110)의 내부를 가열할 수 있다.
가열 요소(200)는 상술한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 에어로졸 생성 물품(110)의 지정된 온도까지 가열할 수 있다면 가열 요소(200)의 실시 예는 가변 될 수 있다. 본 개시에서 '지정된 온도'는 에어로졸 생성 물품(110)에 포함된 에어로졸 생성 물질이 가열되어 에어로졸을 생성할 수 있는 온도를 의미할 수 있다. 지정된 온도는 에어로졸 생성 장치(100)에 기 설정된 온도일 수 있으나, 해당 온도는 에어로졸 생성 장치(100)의 종류 및/또는 사용자의 조작에 의해 변경될 수도 있다.
가열 요소(200)는 중공을 가지는 관형일 수 있다. 가열 요소(200)는 하우징(120)의 내부 공간에 수용된 에어로졸 생성 물품(110)과 +z축 방향에 대하여 동축을 가질 수 있다.
지지부(204)는 하우징(120)의 내부 공간에 배치될 수 있다. 지지부(204)는 +z축 방향인 하우징(120)의 바닥면에서 내부 공간을 향하는 방향으로 돌출하는 형상을 가질 수 있다. 지지부(204)는 에어로졸 생성 물품(110)과 가열 요소(200) 중 적어도 하나를 지지할 수 있다.
일 예에 따라, 지지부(204)는 서셉터(202)의 일측 단부를 지지하는 제1 지지부(204a)와 서셉터(202)의 타측 단부를 지지하는 제2 지지부(204b)를 포함할 수 있다. 제1 지지부(204a)는 에어로졸 생성 물품(110)의 일측 단부의 적어도 일 영역과 서셉터(202)의 일측 단부의 적어도 일 영역 중 적어도 하나를 지지할 수 있다. 제2 지지부(204b)는 서셉터(202)의 타측 단부의 적어도 일 영역을 지지할 수 있다.
지지부(204)가 지지하는 에어로졸 생성 물품(110) 및/ 또는 가열 요소(200)의 위치를 조정함으로써, 가열 요소(200)와 에어로졸 생성 물품(110)이 접촉하는 영역을 조정할 수 있다. 지지부(204)가 에어로졸 생성 물품(110)과 가열 요소(200)가 +z 축의 방향을 기준으로 하우징(120)의 바닥면으로부터 다른 높이를 갖도록 지지함으로써, 원하는 에어로졸 생성 물품(110)의 일 영역을 가열 요소(200)가 가열하도록 할 수 있다.
단열 구조체(256)는 가열 요소(200)의 외주면을 감싸도록 배치되어 가열 요소(200)에서 발생되는 열이 외부로 배출되는 것을 방지함으로써, 가열 요소(200)의 주변 온도를 높은 온도로 유지할 수 있다. 또한, 단열 구조체(256)는 가열 요소(200)를 밀폐하여 에어로졸 생성 과정에서 생성되는 액적이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 단열 구조체(256)는 가열 요소(200)의 외주면의 일 영역(예: 하단면 및/또는 측면)을 감싸도록 배치될 수 있다. 단열 구조체(256)는 서셉터(202)의 외주면의 일 영역을 감싸도록 배치되는 제1 단열 구조체(205)와 코일(201)의 외주면의 일 영역을 감싸도록 배치되는 제2 단열 구조체(206)를 포함할 수 있다.
서셉터(202)는 제1 단열 구조체(205)와 제2 단열 구조체(206)에 의해 형성되는 내부 공간 내에 위치할 수 있으며, 제1 단열 구조체(205)와 제2 단열 구조체(206)는 서셉터(202)를 밀폐할 수 있다.
일 예시에서, 제2 단열 구조체(206)는 진공 단열층을 포함할 수 있으며, 서셉터(202)를 진공 단열할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예시에서, 제2 단열 구조체(206)는 제1 단열 구조체(205)의 하단의 적어도 일 영역에 결합되거나, 제1 단열 구조체(205)와 제2 단열 구조체(206)는 일체로 형성될 수도 있다.
단열 구조체(256)는 중공을 갖는 실질적으로 관형일 수 있다. 하우징(120)에 수용된 에어로졸 생성 물품(110), 서셉터(202), 코일(201) 및 단열 구조체(256)는 +z축 방향에 대하여 동축을 가질 수 있다.
도 3a 내지 도 3b는 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 물품을 도시한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 에어로졸 생성 물품(310)은 제1 매질부(330), 제2 매질부(320), 냉각부(340) 및 필터부(350)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터부(350)는 셀룰로오스 아세테이트로 제조된 필터일 수 있으며, 냉각부(340)와 필터부(350)에는 캡슐 및 향미제가 포함될 수 있다. 에어로졸 생성 물품(310)이 가열되는 방식에 따라, 에어로졸 생성 물품(310)에는 열전도체가 포함되거나 포함되지 않을 수 있다.
제1 매질부(330)는 니코틴을 포함할 수 있다. 제1 매질부(330)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제조될 수 있다. 예를 들어, 제1 매질부(330)는 각초와 판상엽이 약 4:1의 비율로 혼합된 물질을 포함할 수 있으나, 상술한 혼합 비율에 한정되지는 않는다.
제2 매질부(320)는 무화를 발생시키는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 매질부(320)는 글리세린, 프로필렌 글리콘, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 제2 매질부(320)는 니코틴을 포함하지 않을 수 있다.
냉각부(340)는 생성된 에어로졸의 온도를 낮추는 효과를 발생시킴으로써, 사용자에게 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 제공할 수 있다. 예를 들어, 냉각부(340)는 셀룰로오스 아세테이트를 포함할 수 있고, 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 다만, 상술한 예시에 한정되지 않고 에어로졸이 냉각되는 효과를 발생시킨다면 제한없이 사용될 수 있다.
필터부(350)는 적어도 하나의 캡슐을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캡슐이 향액 을 포함하고 캡슐이 파쇄됨에 따라 누출된 향액에 의하여 향미가 발생할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
도 3b를 참조하면, 래퍼(361) 또는 권지(364)는 에어로졸 생성 물품(310)의 외주면을 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 래퍼(361)는 제2 매질부(320)와 제1 매질부(330)를 둘러쌀 수 있고, 가열 방식에 따라 열전도성 래퍼일 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 예시에 따라, 권지(364)는 에어로졸 생성 물품(310)에 포함된 캡슐이 파쇄됨에 따라 누출된 물질이 에어로졸 생성 물품(310)의 외부로 침투하는 것을 방지하기 위해, 내수 및/또는 내유 성능을 가질 수도 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3b를 참조하면, 래퍼(361) 및 권지(364)의 외주면을 외피(362)가 둘러쌀 수 있다. 또한, 사용자가 에어로졸을 흡입하면서 발생하는 에어로졸이나 사용자의 입김, 침 등에 의해 외피(362)가 젖는 것을 방지하기 위하여, 권지(364)를 둘러싸는 외피(362)의 외주면을 팁페이터(363)가 둘러쌀 수 있다.
도 4a 내지 도 4b는 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 물품을 도시한 도면이다.
도 4a 및/또는 도 4b에 도시된 에어로졸 생성 물품(410)은 도 3a 및/또는 도 3b에 도시된 에어로졸 생성 물품(310)에서 제1 매질부(330) 또는 권지(364)만 변경된 에어로졸 생성 물품일 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 4a를 참조하면, 에어로졸 생성 물품(410)은 제1 매질부(430), 제2 매질부(420), 냉각부(440) 및 필터부(450)를 포함할 수 있다. 제2 매질부(420)는 무화를 발생시키는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 매질부(420)는 글리세린만 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3a와 비교하여, 제1 매질부(430)는 니코틴 용액이 함침된 권축된 시트일 수 있다. 예를 들어, 권축된 시트는 고온으로 가열하더라도 열에 의한 이취가 발생되지 않는 종이 시트일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
도 4b를 참조하면, 래퍼(461) 또는 권지(464)는 에어로졸 생성 물품(410)의 외주면을 둘러쌀 수 있다. 도 3a와 비교하여, 권지(464)는 필터부(450)만 둘러싸도록 배치될 수 있다.
도 5a 내지 도 5b는 또 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 물품을 도시한 도면이다.
도 5a 및/또는 도 5b에 도시된 에어로졸 생성 물품(510)은 도 3a 및/또는 도 3b에 도시된 에어로졸 생성 물품(310)에서 제1 매질부(330)만 변경된 에어로졸 생성 물품일 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 5a를 참조하면, 에어로졸 생성 물품(510)은 제1 매질부(530), 제2 매질부(520), 냉각부(540) 및 필터부(550)를 포함할 수 있다. 제2 매질부(520)는 무화를 발생시키는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 매질부(520)는 글리세린만 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3a와 비교하여, 제1 매질부(530)는 복수의 담배 과립(granule)을 포함할 수 있다. 담배 과립은 담배 물질을 포함하는 구형의 입자를 의미할 수 있다. 복수의 담배 과립은 필터 물질의 사이에 매립될 수 있다. 예를 들어, 제1 매질부(530)는 종이 시트를 포함할 수 있고, 권취된 종이 시트의 내부에는 복수의 담배 과립이 균일하게 분산될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5b를 참조하면, 래퍼(561) 또는 권지(564)는 에어로졸 생성 물품(510)의 외주면을 둘러쌀 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 6에서 제2 매질부(620)의 길이, 제1 매질부(630)의 길이, 냉각부(640)의 길이 및 필터부(650)의 길이는 각각 A+B, C+D, E 및 F로 표시된다. 이 때, '길이'라는 표현은 제2 매질부(620), 제1 매질부(630), 냉각부(640) 및/또는 필터부(650)가 에어로졸 생성 물품의 길이 방향(예: 도 1 또는 도 2의 z 방향)을 따라 연장되는 길이를 의미할 수 있으며, 해당 표현은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 에어로졸 생성 시스템(1000)은 제2 매질부(620), 제1 매질부(630), 냉각부(640), 필터부(650) 및 서셉터(602)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제1 매질부(630)는 제2 매질부(620)의 일 단에 인접하게 배치되고, 냉각부(640)는 제1 매질부(630)의 일 단에 인접하게 배치되고, 필터부(650)는 냉각부(640)의 일 단에 인접하게 배치될 수 있다.
제2 매질부(620)의 길이(A+B)는 약 8mm 내지 12mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 제2 매질부(620)의 길이(A+B)는 약 10mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제2 매질부(620)의 직경은 약 7mm 내지 7.4mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 제2 매질부(620)의 직경은 약 7.2mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 매질부(630)의 길이(C+D)는 약 10mm 내지 14mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 제1 매질부(630)의 길이(C+D)는 약 12mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제1 매질부(630)의 직경은 약 7mm 내지 7.4mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 제1 매질부(630)의 직경은 약 7.2mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
냉각부(640)의 길이(E) 또는 직경은 에어로졸 생성 물품의 형태에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 냉각부(640)의 길이(E)는 약 10mm 내지 14mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있다. 바람직하게는, 냉각부(640)의 길이(E)는 약 12mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 냉각부(640)의 직경은 약 7mm 내지 7.4mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 냉각부(640)의 직경은 약 7.2mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
필터부(650)의 길이(E)는 약 12mm 내지 16mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 필터부(650)의 길이(E)는 약 14mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 필터부(650)의 직경은 약 7mm 내지 7.4mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 필터부(650)의 직경은 약 7.2mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
서셉터(602)는 제2 매질부(620) 및 제1 매질부(630)의 적어도 일부 영역을 둘러싸도록 배치되어, 코일(예: 도 2의 코일(201))에서 생성되는 교번적인 자기장에 의해 열을 발생하여 제2 매질부(620) 및 제1 매질부(630)의 적어도 일부 영역을 가열할 수 있다.
도 6에서, 서셉터(602)의 총 길이는 B+C로 표시될 수 있다. 이 때, 제2 매질부(620)의 외주면을 둘러싸도록 배치되어 제2 매질부(620)를 가열하는 서셉터(602)의 길이는 B로 표시되고, 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸도록 배치되어 제1 매질부(630)를 가열하는 서셉터(602)의 길이는 C로 표시된다.
서셉터(602)의 총 길이(B+C)는 약 12mm 내지 16mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 서셉터(602)의 길이(B+C)는 약 14mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 서셉터(602)의 직경은 약 7mm 내지 7.4mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 서셉터(602)의 직경은 약 7.27mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)에서, 서셉터(602)가 둘러싸는 제1 매질부(630)와 제2 매질부(620)의 외주면의 영역 및/또는 코일이 둘러싸는 서셉터(602)의 외주면의 영역은 다양할 수 있다. 서셉터(602)가 둘러싸는 제1 매질부(630)와 제2 매질부(620)의 외주면의 면적이나 위치 및/또는 코일이 둘러싸는 서셉터(602)의 외주면의 면적이나 위치에 따라, 발생하는 에어로졸의 품질이 상이할 수 있다. 본 개시에서 '에어로졸의 품질'은 에어로졸의 발생량 및/또는 사용자가 에어로졸을 흡입 시에 느낄 수 있는 흡인 저항을 의미할 수 있으며, 해당 표현은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)은 제1 매질부(630)의 외주면의 일부 영역과 제2 매질부(620)의 외주면의 일부 영역을 하나의 서셉터(602)와 하나의 코일이 둘러싸도록 배치될 수 있다. 하나의 서셉터(602)와 하나의 코일을 이용하여 에어로졸 생성 물품을 가열함으로써, 에어로졸 생성 장치의 구조를 단순화할 수 있고, 에어로졸 생성 장치의 무게를 경량화할 수 있다.
흡인 저항은 사용자가 흡연 시, 에어로졸을 빨아 당기는 힘을 의미할 수 있는데, 실험적으로 사용자에게 안정적인 흡연감을 제공하기 위해서는 흡인 저항의 크기를 약 6mmWG로 유지할 필요가 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)은 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제2 매질부(620)의 외주면을 둘러싸는 제2 매질부(620)의 길이(B)의 비율을 달리하여 흡인 저항을 조절함으로써, 사용자의 흡연감을 향상시킬 수 있는 흡인 저항을 유지할 수 있다.
예를 들어, 제1 매질부(630)가 서셉터(602)에 의해 가열되는 면적이 커질수록, 제1 매질부(630)의 내부의 기공이 확장될 수 있으며, 그 결과 구현되는 흡인 저항의 크기가 작아질 수 있다. 또한, 제2 매질부(620)가 서셉터(602)에 의해 가열되는 면적이 작아질수록, 제1 매질부(630)로 전달되는 열이 줄어 들어 제1 매질부(630)의 내부의 기공이 닫힐 수 있으며, 그 결과 구현되는 흡인 저항의 크기가 커질 수 있다.
즉, 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)가 서셉터(602)가 제2 매질부(620)의 외주면을 둘러싸는 제2 매질부(620)의 길이(B)보다 긴 경우 흡인 저항의 크기는 작아질 수 있으나, 서셉터(602)가 제2 매질부(620)의 외주면을 둘러싸는 제2 매질부(620)의 길이(B)가 너무 작아지는 경우에는 오히려 흡인 저항의 크기가 증가하게 될 수 있다.
이에 따라, 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)은 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제2 매질부(620)의 외주면을 둘러싸는 제2 매질부(620)의 길이(B)의 비율을 조정하여 사용자에게 최적의 흡연 경험을 제공하는 흡인 저항을 구현할 수 있다.
예를 들어, 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)은 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제2 매질부(620)의 외주면을 둘러싸는 제2 매질부(620)의 길이(B)의 비율을 조절하여 흡인 저항의 크기를 최적의 흡연 경험을 제공하는 약 6mmWG로 유지할 수 있다.
이하에서는 표 1을 참조하여, 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제2 매질부(620)의 외주면을 둘러싸는 제2 매질부(620)의 길이(B)의 비율에 따른 흡인 저항의 변화를 설명하도록 한다.
표 1에서 실시 예 1은 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)가 7mm이고, 서셉터(602)가 제2 매질부(620)의 외주면을 둘러싸는 제2 매질부(620)의 길이(B)가 7mm여서, 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제2 매질부(620)의 외주면을 둘러싸는 제2 매질부(620)의 길이(B)의 비율이 1:1인 실시 예를 나타낸다.
또한, 실시 예 2는 제1 매질부(630)의 길이(C)가 8mm이고, 서셉터(602)가 제2 매질부(620)의 외주면을 둘러싸는 제2 매질부(620)의 길이(B)가 6mm여서, 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제2 매질부(620)의 외주면을 둘러싸는 제2 매질부(620)의 길이(B)의 비율이 약 1.3:1인 실시 예를 나타낸다.
또한, 실시 예 3은 제1 매질부(630)의 길이(C)가 9mm이고, 서셉터(602)가 제2 매질부(620)의 외주면을 둘러싸는 제2 매질부(620)의 길이(B)가 5mm여서, 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제2 매질부(620)의 외주면을 둘러싸는 제2 매질부(620)의 길이(B)의 비율이 1.8:1인 실시 예를 나타낸다.
실험 예 1: 흡인 저항 크기 측정 실험
실시 예 1 내지 실시 예 3과 같이 배치된 에어로졸 생성 시스템(1000)을 각각 150개(100%)씩 준비하여 에어로졸을 발생시키고, 발생한 에어로졸을 사용자가 흡입 시 발생하는 흡인 저항(mmWG)을 측정하였다. 측정한 결과는 다음과 같다.
실시 예 1의 에어로졸 생성 시스템(1000)의 경우, 5mmWG의 흡인 저항은 1개(0.7%), 6mmWG의 흡인 저항은 42개(28.0%), 7mmWG의 흡인 저항은 107개(71.3%) 측정되어, 평균 흡인 저항은 6.71 mmWG로 측정되었다. 실시 예 2의 에어로졸 생성 시스템(1000)의 경우, 5mmWG의 흡인 저항은 4개(2.7%), 6mmWG의 흡인 저항은 19개(79.3%), 7mmWG의 흡인 저항은 27개(18.0%) 측정되어, 평균 흡인 저항은 6.15 mmWG로 측정되었다. 실시 예 3의 에어로졸 생성 시스템(1000)의 경우, 5mmWG의 흡인 저항은 3개(2.0%), 6mmWG의 흡인 저항은 62개(41.3%), 7mmWG의 흡인 저항은 85개(56.7%) 측정되어, 평균 흡인 저항은 6.57mmWG로 측정되었다. 측정한 흡인 저항은 아래의 표 1에 나타내었다.
흡인 저항 5mmWG인 개수(비율) 흡인 저항 6mmWG인 개수(비율) 흡인 저항 7mmWG인 개수(비율) 평균 흡인 저항 (mmWG)
실시 예 1 1개(0.7%) 42개(28.0%) 107개(71.3%) 약 6.71
실시 예 2 4개(2.7%) 19개(79.3%) 27개(18.0%) 약 6.15
실시 예 3 3개(2.0%) 62개(41.3%) 85개(56.7%) 약 6.57
표 1을 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이, 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)에서 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제2 매질부(620)의 외주면을 둘러싸는 제2 매질부(620)의 길이(B)의 비율이 1:1 미만인 경우 또는 1.8:1 초과인 경우, 구현되는 흡연 저항의 크기가 커지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제2 매질부(620)의 외주면을 둘러싸는 제2 매질부(620)의 길이(B)의 비율은 1:1 내지 1.8:1의 범위에서 사용자에게 최적의 흡연 경험을 제공하는 크기의 흡인 저항을 구현할 수 있고, 특히, 비율이 1.4:1인 경우, 약 6.15mmWG의 흡인 저항을 구현할 수있다는 것을 확인할 수 있었다.
에어로졸 생성 시스템(1000)은 하나의 에어로졸 생성 물품으로부터 수 회 이상의 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 시스템(1000)은 하나의 에어로졸 생성 물품으로부터 사용자가 수 회의 퍼프 동작을 수행하도록 하는 동안 발생하는 무화량은 일정하지 않을 수 있다. 수 회의 퍼프 동작을 수행하도록 하는 동안 발생하는 무화량의 편차가 작을수록, 해당 에어로졸 생성 시스템(1000)의 지속성이 향상될 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)은 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 감싸는 영역과 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 감싸지 않는 영역이 모두 존재할 수 있다. 예를 들어, 상기 두 영역의 비율은 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸지 않는 제1 매질부(630)의 길이(D)의 비율로 나타낼 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)에서 초기 퍼프 동작(예: 1 내지 7회의 퍼프 동작)이 수행되는 경우에는 주로 제1 매질부(630)의 서셉터(602)와 접촉하는 제1 영역(예: 도 6의 C 부분)부터 에어로졸이 발생되고, 후기 퍼프 동작(예: 8회 내지 14회)에서는 서셉터(602)와 접촉하지 않는 제1 매질부(630)의 제2 영역(예: 도 6의 D 부분)으로부터 에어로졸이 발생될 수 있다. 예를 들어, 초기 퍼프 동작에서는 서셉터(602)에 의해 직접적으로 가열되어 제1 매질부(630)의 제1 영역에서 에어로졸이 주로 발생되고, 후기 퍼프 동작에서는 서셉터(602)에서 전도된 열에 의해 제1 매질부(630)의 제2 영역에서 에어로졸이 주로 발생할 수 있다.
서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)가 길수록 초기에 발생하는 에어로졸 발생량이 풍부할 수 있다. 또한, 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸지 않는 제1 매질부(630)의 길이(D)가 짧을수록 후기에 발생하는 에어로졸 발생량이 감소할 수 있다. 즉, 에어로졸 생성 시스템(1000)에서 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸지 않는 제1 매질부(630)의 길이(D)의 비율에 따라, 사용자에게 제공되는 무화량의 지속성이 달라질 수 있다.
사용자는 수 회의 퍼프 동작이 수행되는 동안, 발생하는 무화량이 지속적일수록 좋은 흡연 경험을 제공받을 수 있다. 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸지 않는 제1 매질부(630)의 길이(D)의 비율을 조정하여 사용자에게 퍼프 동작 전반에 걸쳐 균일한 무화량을 제공되도록 할 수 있다. 예를 들어, 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸지 않는 제1 매질부(630)의 길이(D)의 비율을 조정하여 퍼프 동작 전반에 걸쳐 발생하는 무화량의 편차를 최소화할 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)은 제1 매질부(630) 및 제2 매질부(620)를 모두 포함하는 하나의 에어로졸 생성 물품을 하나의 서셉터(602) 및 하나의 코일로 가열하되, 서셉터(602)가 제1 매질부(630) 및 제2 매질부(620)의 일부 영역만을 둘러싸도록 배치하고 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸지 않는 제1 매질부(630)의 길이(D)의 비율을 조정함으로써, 추가적인 구성을 배치하지 않으면서도 지속적으로 무화량을 발생시킬 수 있다.
제1 매질부(630)와 제2 매질부(620)를 원하는 온도로 가열하거나 원하는 무화량을 발생시키도록 하기 위해, 추가적으로 서셉터(602) 또는 코일을 배치할 수도 있다. 그러나, 상기 에어로졸 생성 시스템(1000)은 추가적인 서셉터(602) 또는 코일을 배치하지 않고, 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸지 않는 제1 매질부(630)의 길이(D)의 비율을 조정함으로써, 최적의 지속적인 무화량을 발생시킬 수 있으면서도 구조의 단순화 및 장치의 경량화를 달성할 수 있다.
이하에서는 표 2를 참조하여, 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸지 않는 제1 매질부(630)의 길이(D)의 비율에 따른 퍼프 동작 전반에 걸친 무화량의 균일성에 대해 설명하도록 한다.
표 2에서 실시 예 1 내지 실시 예 3은 표 1에서 실시 예 1 내지 실시 예 3과 동일한 에어로졸 생성 물품으로, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
실험 예 2: 무화량의 지속성 평가 실험
실시 예 1 내지 실시 예 3과 같이 배치된 에어로졸 생성 시스템(1000)을 총 14퍼프씩 동작 시키고, 한 퍼프 동작 당 발생하는 무화량을 측정하였다. 사용자가 1 퍼프 동작 당 55cc씩 1.5초 흡입하는 것으로 가정하였다. 측정한 결과는 다음과 같다.
도 7a는 실시 예 1에 따른 에어로졸 생성 시스템의 퍼프 동작에 따른 무화량 변화를 상대적으로 나타내는 그래프이다. 실시 예 1의 에어로졸 생성 시스템(1000)의 경우, 발생하는 무화량의 최대값은 1.2이고 발생하는 무화량의 최소값은 0.50으로, 그 편차가 0.70이다. 도 7b는 실시 예 2에 따른 에어로졸 생성 시스템의 퍼프 동작에 따른 무화량 변화를 상대적으로 나타내는 그래프이다. 실시 예 2의 에어로졸 생성 시스템(1000)의 경우, 발생하는 무화량의 최대값은 0.99이고 발생하는 무화량의 최소값은 0.60으로, 그 편차가 0.39이다. 도 7c는 실시 예 3에 따른 에어로졸 생성 시스템의 퍼프 동작에 따른 무화량 변화를 상대적으로 나타내는 그래프이다. 실시 예 3의 에어로졸 생성 시스템(1000)의 경우, 발생하는 무화량의 최대값은 1.0이고 발생하는 무화량의 최소값은 0.50으로, 그 편차가 0.50이다. 측정한 무화량은 아래의 표 2에 나타내었다.
최대값 최소값 편차
실시 예 1 1.2 0.50 0.70
실시 예 2 0.99 0.60 0.39
실시 예 3 1.0 0.50 0.50
표 2를 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이, 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)에서 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸지 않는 제1 매질부(630)의 길이(D)의 비율이 1.4:1 미만인 경우 또는 3:1 초과인 경우, 발생하는 무화량의 최대값과 최소값 간의 편차가 커지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸지 않는 제1 매질부(630)의 길이(D)의 비율은 1.4:1 내지 3:1의 범위에서 사용자에게 최적의 흡연 경험을 제공하는 지속적인 무화량을 제공할 수 있고, 특히 비율이 2:1인 경우, 퍼프 동작 전반에 걸쳐 가장 편차가 적은 무화량을 지속적으로 사용자에게 제공할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
표 1과 표 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)에서 최적의 흡인 저항을 구현하면서도 하나의 에어로졸 생성 물품으로부터 수 회의 퍼프 동작이 수행되는 동안 일정한 양의 무화량이 발생하도록 하기 위해서, 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제2 매질부(620)의 외주면을 둘러싸는 제2 매질부(620)의 길이(B)의 비율은 1:1 내지 1.8:1의 범위 이내이거나 바람직하게는 1.4:1일 수 있고, 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸지 않는 제1 매질부(630)의 길이(D)의 비율은 1.4:1 내지 3:1의 범위 이내이거나 바람직하게는 2:1일 수 있다.
이에 따라, 서셉터(602)가 제2 매질부(620)의 외주면을 둘러싸는 제2 매질부(620)의 길이(B)와 서셉터(602)가 제2 매질부(620)의 외주면을 둘러싸지 않는 제2 매질부(620)의 길이(A)의 비율은 1:1 내지 2.3:1의 범위일 수 있고, 바람직하게는 2:3일 수 있다.
주류연은 사용자가 흡연 시, 사용자의 입 안으로 빨려 들어오는 연기를 의미할 수 있는데, 사용자에게 최적의 흡연 경험을 제공하기 위해서는 주류연의 온도를 약 50℃로 유지할 필요가 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)은 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 냉각부(640)의 길이(E)의 비율을 달리하여 주류연의 온도를 조절함으로써, 사용자의 흡연감을 향상시킬 수 있는 주류연의 온도를 유지할 수 있다.
주류연의 온도는 제1 매질부(630)가 가열되는 정도에 영향을 받을 수 있어, 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)가 길어질수록, 주류연의 온도는 상승할 수 있다. 또한, 주류연의 온도는 냉각부(640)의 길이(E)가 길수록, 낮아질 수 있다.
예를 들어, 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)은 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 냉각부(640)의 길이(E)의 비율을 조절하여 주류연의 온도를 최적의 흡연 경험을 제공하는 약 50℃로 유지할 수 있다.
이하에서는 표 3을 참조하여, 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)와 냉각부(640)의 길이(E)의 비율에 따른 주류연의 온도 변화를 설명하도록 한다.
표 3에서 실시 예 1 내지 실시 예 3은 표 1에서 실시 예 1 내지 실시 예 3과 동일한 에어로졸 생성 물품으로, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
실험 예 3: 주류연의 온도 측정 실험
실시 예 1 내지 실시 예 3과 같이 배치된 에어로졸 생성 시스템(1000)을 각각 10개씩 준비하여 에어로졸을 발생시키고, 발생한 주류연의 온도(℃)를 측정하였다. 측정한 결과는 다음과 같다.
실시 예 1의 에어로졸 생성 시스템(1000)의 경우, 주류연의 최저 온도는 61.4℃이고 최고 온도는 67.3℃로, 평균 64.1℃로 측정되었다. 실시 예 2의 에어로졸 생성 시스템(1000)의 경우, 주류연의 최저 온도는 62.2℃이고 최고 온도는 68.1℃로, 평균 64.4℃로 측정되었다. 실시 예 3의 에어로졸 생성 시스템(1000)의 경우, 주류연의 최저 온도는 66.8℃이고 최고 온도는 69.5℃로, 평균 65.4℃로 측정되었다. 측정한 주류연의 온도는 아래의 표 3에 나타내었다.
최저 온도(℃) 최고 온도(℃) 평균 온도(℃)
실시 예 1 61.4 67.3 64.1
실시 예 2 62.2 68.1 64.4
실시 예 3 66.8 69.5 65.4
표 3을 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이, 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)에서 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)가 길어질수록 주류연의 온도가 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)에서 냉각부(640)의 길이(E)와 서셉터(602)가 제1 매질부(630)의 외주면을 둘러싸는 제1 매질부(630)의 길이(C)의 비율은 1.3:1 내지 1.7:1의 범위에서 최적의 흡인 저항을 구현하면서도 지속적으로 무화량을 발생시키며 최적의 주류연의 온도를 사용자에게 제공할 수 있고, 특히 비율이 1.5:1인 경우, 흡인 저항의 크기를 약 6mmWG로 유지하면서 퍼프 동작 전반에 걸쳐 발생 무화량의 편차를 최소화하고 주류연의 온도를 약 50℃로 유지할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
도 8은 일 실시 예에 다른 에어로졸 생성 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)은 센서(810)와 프로세서(1010)를 더 포함할 수 있다. 일 예시에 따른, 센서(810)는 프로세서(1010)와 전기적 또는 작동적으로 연결될 수 있으며, 하우징(120)의 개구(100h)와 인접하도록 배치되어 개구(100h)에 수용되는 에어로졸 생성 물품(110)의 종류 및/또는 에어로졸 생성 물품(110)의 수용 여부를 검출하는데 활용될 수 있다.
다른 예시에 따른, 센서(810)는 개구(100h)에 수용되는 에어로졸 생성 물품(110)의 종류 및/또는 에어로졸 생성 물품(110)의 수용 또는 제거 여부에 대응되는 하우징(120)의 내부의 인덕턴스 값을 검출할 수 있다. 프로세서(1010)는 센서(810)를 통해 에어로졸 생성 물품(110)의 종류 및/또는 에어로졸 생성 물품(110)의 수용 또는 제거 여부에 대응되는 인덕턴스 값을 획득할 수 있고, 상기 획득된 인덕턴스 값에 기초하여 개구(100h)에 수용된 에어로졸 생성 물품(110)의 종류 및/또는 에어로졸 생성 물품(110)의 수용 또는 제거 여부를 검출할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)에서, 프로세서(1010)는 센서(810)를 통해 개구(100h)에 에어로졸 생성 물품(110)이 수용되었는지 검출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1010)는 센서(810)를 통해 에어로졸 생성 물품(110)이 개구(100h)에 수용되고 있는지 또는 제거되고 있는지 여부를 검출할 수 있다.
도시하지 않았으나, 에어로졸 생성 물품(110)은 내부에 열 전도성 박막을 포함할 수 있다. 이에 따라, 에어로졸 생성 물품(110)이 개구(100h)에 수용되거나, 개구(100h)로부터 제거될 때, 하우징(120)의 내부의 전기적 특성이 변화할 수 있다.
프로세서(1010)는 센서(810)를 통해 하우징(120)의 내부의 전기적 특성의 변화를 감지할 수 있고, 그 감지 결과에 기초하여 에어로졸 생성 물품(110)이 개구(100h)에 수용되고 있는지 또는 제거되고 있는지 여부를 검출할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)에서, 프로세서(1010)는 센서(810)를 통해 개구(100h)에 수용되는 에어로졸 생성 물품(110)의 종류를 검출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1010)는 센서(810)를 통해 개구(100h)에 수용되는 에어로졸 생성 물품(110)이 도 3a 내지 3b의 에어로졸 생성 물품인지, 도 4a 내지 4b의 에어로졸 생성 물품인지 또는 도 5a 내지 5b의 에어로졸 생성 물품인지 여부를 검출할 수 있다.
에어로졸 생성 물품(110)은 내부에 열 전도성 박막을 포함함에 따라, 에어로졸 생성 물품(110)이 개구(100h)에 수용될 때 하우징(120)의 내부의 전기적 특성이 변화할 수 있다. 에어로졸 생성 물품(110)의 종류에 따라, 에어로졸 생성 물품(110)이 포함하는 열 전도성 박막의 크기, 형상 및 재료 등은 상이할 수 있으며, 이에 따라 개구(100h)에 수용되는 에어로졸 생성 물품(110)의 종류에 따라, 하우징(120)의 내부의 전기적 특성의 변화가 상이할 수 있다.
프로세서(1010)는 센서(810)를 통해 상기 하우징(120)의 내부의 전기적 특성의 변화를 감지하고, 그 감지 결과에 기초하여 개구(100h)에 수용되는 에어로졸 생성 물품(110)의 종류를 검출할 수 있다.
도 9는 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작 방법을 설명하는 순서도이다. 이하에서, 도 9에 도시된 에어로졸 생성 장치의 동작 방법을 설명함에 있어, 도 1 및/또는 도 8에 도시된 에어로졸 생성 시스템(1000)의 구성 요소들을 참고하여 설명하도록 한다.
도 9를 참조하면, 단계 910에서, 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 시스템(1000)의 에어로졸 생성 장치는 센서(810)를 통하여 에어로졸 생성 물품(110)의 수용 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(1010)는 센서(810)를 통해 에어로졸 생성 물품(110)이 개구(100h)를 통하여 내부 공간에 수용되는 경우, 하우징(120)의 내부의 전기적 특성의 변화를 감지할 수 있고, 그 감지 결과에 기초하여 에어로졸 생성 물품(110)이 개구(100h)를 통해 하우징(120)의 내부에 수용되었는지 여부를 검출할 수 있다.
단계 920에서, 에어로졸 생성 물품(110)이 개구(100h)를 통해 수용 공간에 수용되었다고 판단되는 경우 단계 930을 수행할 수 있고, 그렇지 않다고 판단되는 경우 에어로졸 생성 시스템(1000)은 작동하지 않고 종료될 수 있다.
단계 920에서 에어로졸 생성 물품(110)이 하우징(120)의 내부에 수용되었다고 판단되는 경우, 단계 930에서, 에어로졸 생성 시스템(1000)의 에어로졸 생성 장치는 센서(810)에 포함된 인덕턴스 센서를 통해 하우징(120)의 내부의 수용 공간에 수용되는 에어로졸 생성 물품(110)의 종류를 검출할 수 있다. 프로세서(1010)는 센서(810)를 통해 개구(100h)를 통하여 내부 공간에 수용되는 에어로졸 생성 물품(110)의 종류에 따라 상이한 하우징(120)의 내부의 전기적 특성의 변화를 감지할 수 있고, 그 감지 결과에 기초하여 수용되는 에어로졸 생성 물품(110)의 종류를 검출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1010)는 수용되는 에어로졸 생성 물품(110)이 도 3a 내지 3b의 에어로졸 생성 물품인지, 도 4a 내지 4b의 에어로졸 생성 물품인지 또는 도 5a 내지 5b의 에어로졸 생성 물품인지 여부를 감지할 수 있다.
단계 940에서, 에어로졸 생성 시스템(1000)의 에어로졸 생성 장치는 상기 단계 930에서 검출된 에어로졸 생성 물품(110)의 종류에 따라 가열 요소(220)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 프로세서(1010)는 수용 공간에 제1 에어로졸 생성 물품이 수용된 경우, 가열 요소가 제1 온도 프로파일에 따라 가열되도록 가열 요소에 전력을 공급할 수 있고, 수용 공간에 제1 에어로졸 생성 물품과 다른 제2 에어로졸 생성 물품이 수용된 경우, 가열 요소가 제2 온도 프로파일에 따라 가열되도록 가열 요소에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 도 3a 내지 3b의 에어로졸 생성 물품(110)에 대응되는 온도 프로파일이 사용자에 의해 입력되거나 에어로졸 생성 시스템(1000)에 기 설정되어 있을 수 있고, 프로세서(1010)는 도 3a 내지 3b의 에어로졸 생성 물품(110)이 수용되었다고 판단되는 경우 서셉터(602)가 상기 온도 프로파일에 따라 발열할 수 있도록 코일에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
도 10은 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
에어로졸 생성 장치(100)는 프로세서(1010), 센싱부(1020), 출력부(1030), 배터리(1040), 히터(1050), 사용자 입력부(1060), 메모리(1070) 및 통신부(1080)를 포함할 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(100)의 내부 구조는 도 10에 도시된 것에 제한되지 않는다. 즉, 에어로졸 생성 장치(100)의 설계에 따라, 도 10에 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(1020)는 에어로졸 생성 장치(100)의 상태 또는 에어로졸 생성 장치(100) 주변의 상태를 감지하고, 감지된 정보를 프로세서(1010)에 전달할 수 있다. 프로세서(1010)는 상기 감지된 정보에 기초하여, 히터(1050)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(100)를 제어할 수 있다.
센싱부(1020)는 온도 센서(1022), 삽입 감지 센서(1024) 및 퍼프 센서(1026) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
온도 센서(1022)는 히터(1050)(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)는 히터(1050)의 온도를 감지하는 별도의 온도 센서를 포함하거나, 히터(1050) 자체가 온도 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 온도 센서(1022)는 배터리(1040)의 온도를 모니터링하도록 배터리(1040)의 주위에 배치된 것일 수도 있다.
삽입 감지 센서(1024)는 에어로졸 생성 물품의 삽입 및/또는 제거를 감지할 수 있다. 예를 들어, 삽입 감지 센서(1024)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(1026)는 기류 통로 또는 기류 채널의 다양한 물리적 변화에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 센서(1026)는 온도 변화, 유량(flow) 변화, 전압 변화 및 압력 변화 중 어느 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다.
센싱부(10120)는 전술한 센서(1022 내지 1026) 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(1030)는 에어로졸 생성 장치(100)의 상태에 대한 정보를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다. 출력부(1030)는 디스플레이부(1032), 햅틱부(1034) 및 음향 출력부(1036) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 디스플레이부(1032)와 터치 패드가 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(1032)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다.
디스플레이부(1032)는 에어로졸 생성 장치(100)에 대한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)에 대한 정보는 에어로졸 생성 장치(100)의 배터리(1040)의 충/방전 상태, 히터(1050)의 예열 상태, 에어로졸 생성 물품의 삽입/제거 상태 또는 에어로졸 생성 장치(100)의 사용이 제한되는 상태(예: 이상 물품 감지) 등의 다양한 정보를 의미할 수 있고, 디스플레이부(1032)는 상기 정보를 외부로 출력할 수 있다. 디스플레이부(1032)는 예를 들면, 액정 디스플레이 패널(LCD), 유기 발광 디스플레이 패널(OLED) 등일 수 있다. 또한, 디스플레이부(1032)는 LED 발광 소자 형태일 수도 있다.
햅틱부(1034)는 전기적 신호를 기계적인 자극 또는 전기적인 자극으로 변환하여 에어로졸 생성 장치(100)에 대한 정보를 사용자에게 촉각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 햅틱부(1034)는 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
음향 출력부(1036)는 에어로졸 생성 장치(100)에 대한 정보를 사용자에게 청각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 음향 출력부(1036)는 전기 신호를 음향 신호로 변환하여 외부로 출력할 수 있다.
배터리(1040)는 에어로졸 생성 장치(100)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 배터리(1040)는 히터(1050)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(1040)는 에어로졸 생성 장치(100) 내에 구비된 다른 구성들(예: 센싱부(1020), 출력부(1030), 사용자 입력부(1060), 메모리(1070) 및 통신부(1080))의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(1040)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. 예를 들어, 배터리(1040)는 리튬폴리머(LiPoly) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
히터(1050)는 배터리(1040)로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있다. 도 10에 도시되지는 않았으나, 에어로졸 생성 장치(100)는 배터리(1040)의 전력을 변환하여 히터(1050)에 공급하는 전력 변환 회로(예: DC/DC 컨버터)를 더 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(100)가 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 경우, 에어로졸 생성 장치(100)는 배터리(1040)의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 DC/AC 컨버터를 더 포함할 수 있다.
프로세서(1010), 센싱부(1020), 출력부(1030), 사용자 입력부(1060), 메모리(1070) 및 통신부(1080)는 배터리(1040)로부터 전력을 공급받아 기능을 수행할 수 있다. 도 10에 도시되지는 않았으나, 배터리(1040)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(1050)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(1050)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(1050)는 유도 가열 방식의 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(1050)는 코일에 의해 인가된 자기장을 통해 발열하여, 에어로졸 생성 물질을 가열하는 서셉터를 포함할 수 있다.
사용자 입력부(1060)는 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나, 사용자에게 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력부(1060)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 10에 도시되지는 않았으나, 에어로졸 생성 장치(100)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(1040)를 충전할 수 있다.
메모리(1070)는 에어로졸 생성 장치(100) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 프로세서(1010)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(1070)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(1070)는 에어로졸 생성 장치(100)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(1080)는 다른 전자 장치와의 통신을 위한 적어도 하나의 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(1080)는 근거리 통신부(1082) 및 무선 통신부(1084)를 포함할 수 있다.
근거리 통신부(short-range wireless communication unit)(1082)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(1084)는 셀룰러 네트워크 통신부, 인터넷 통신부, 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN) 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 무선 통신부(1084)는 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI)를 이용하여 통신 네트워크 내에서 에어로졸 생성 장치(100)를 확인 및 인증할 수도 있다.
프로세서(1010)는 에어로졸 생성 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 프로세서(1010)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.
프로세서(1010)는 배터리(1040)의 전력을 히터(1050)에 공급하는 것을 제어함으로써 히터(1050)의 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1010)는 배터리(1040)와 히터(1050) 사이의 스위칭 소자의 스위칭을 제어함으로써 전력 공급을 제어할 수 있다. 다른 예에서, 프로세서(1010)의 제어 명령에 따라 가열직접회로가 히터(1050)에 대한 전력 공급을 제어할 수도 있다.
프로세서(1010)는 센싱부(1020)에 의해 감지된 결과를 분석하고, 이후 수행될 처리들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1010)는 센싱부(1020)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 히터(1050)의 동작이 개시 또는 종료되도록 히터(1050)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 프로세서(1010)는 센싱부(1020)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 히터(1050)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(1050)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다.
프로세서(1010)는 센싱부(1020)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 출력부(1030)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 센서(1026)를 통해 카운트 된 퍼프 횟수가 기 설정된 횟수에 도달하면, 프로세서(1010)는 디스플레이부(1032), 햅틱부(1034) 및 음향 출력부(1036) 중 적어도 하나를 통해 사용자에게 에어로졸 생성 장치(100)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.

Claims (15)

  1. 제1 에어로졸 생성 물질들을 포함하는 제1 매질부와 상기 제1 매질부의 일 단에 인접하게 배치되고 제2 에어로졸 생성 물질들을 포함하는 제2 매질부를 포함하는 에어로졸 생성 물품; 및
    상기 에어로졸 생성 물품을 수용하기 위한 수용 공간을 포함하는 하우징 및 상기 수용 공간에 수용된 에어로졸 생성 물품의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되어 상기 에어로졸 생성 물품을 가열하기 위한 가열 요소를 포함하는 에어로졸 생성 장치;를 포함하고,
    상기 가열 요소가 상기 제1 매질부를 둘러싸는 면적은 상기 가열 요소가 상기 제2 매질부를 둘러싸는 면적과 서로 다른, 에어로졸 생성 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열 요소는,
    교번적인 자기장을 생성하는 코일; 및
    상기 수용 공간에 수용된 에어로졸 생성 물품의 상기 제1 매질부와 상기 제2 매질부의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되고,
    상기 코일에서 생성된 자기장에 의해 열을 발생하여 상기 제1 매질부와 상기 제2 매질부를 가열하는 서셉터;를 포함하는, 에어로졸 생성 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가열 요소가 상기 제1 매질부를 둘러싸는 면적과 상기 가열 요소가 상기 제2 매질부를 둘러싸는 면적의 비율은 1:1 보다 크고 1.8:1 이하인, 에어로졸 생성 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가열 요소가 상기 제1 매질부를 둘러싸는 면적과 상기 가열 요소가 상기 제1 매질부를 둘러싸지 않는 면적의 비율은 1.4:1 이상이고 3:1 이하인, 에어로졸 생성 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가열 요소가 상기 제2 매질부를 둘러싸는 면적과 상기 가열 요소가 상기 제2 매질부를 둘러싸지 않는 면적의 비율은 1:1 이상이고 2.3:1 이하인, 에어로졸 생성 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 물품은 상기 제2 매질부의 일 단에 인접하게 배치되어 에어로졸을 냉각하는 냉각부; 및
    상기 냉각부의 일 단에 인접하게 배치되는 필터부;를 더 포함하는, 에어로졸 생성 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 냉각부의 상기 에어로졸 생성 물품의 길이 방향에 대한 길이와 서셉터가 상기 제1 매질부와 접촉하는 상기 에어로졸 생성 물품의 길이 방향에 대한 길이의 비율은 1.3:1 이상이고 1.7:1 이하인, 에어로졸 생성 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 매질부는 니코틴을 포함하고, 상기 제2 매질부는 글리세린을 포함하는, 에어로졸 생성 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 매질부는 니코틴 용액을 함유한 종이 필터를 포함하고, 상기 제2 매질부는 글리세린을 포함하는, 에어로졸 생성 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 매질부는 과립을 포함하고, 상기 제2 매질부는 글리세린을 포함하는, 에어로졸 생성 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치는,
    상기 가열 요소의 외주면을 감싸도록 배치되어, 상기 가열 요소를 밀폐하고 상기 가열 요소에서 발생되는 열을 단열하기 위한 단열 구조체;를 더 포함하는, 에어로졸 생성 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가열 요소는,
    상기 수용 공간에 수용된 에어로졸 생성 물품의 상기 제1 매질부와 상기 제2 매질부의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되고,
    상기 에어로졸 생성 물품을 가열하는 서셉터; 및
    상기 서셉터에 변화하는 자기장을 공급하는 코일;을 포함하고,
    상기 단열 구조체는,
    상기 서셉터의 외주면의 적어도 일 영역을 감싸고 상기 서셉터와 상기 코일의 사이에 위치하도록 배치되는 제1 단열 구조체; 및
    상기 코일의 외주면을 감싸도록 배치되고 진공관을 포함하는 제2 단열 구조체;를 포함하는, 에어로졸 생성 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치는 상기 에어로졸 생성 물품의 수용 여부를 감지하기 위한 센서; 및
    상기 센서와 전기적으로 연결되는 프로세서;를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 센서의 감지 결과에 기초하여 상기 에어로졸 생성 물품의 수용 여부를 검출하는, 에어로졸 생성 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 센서는 상기 수용 공간에 수용되는 상기 에어로졸 생성 물품의 종류를 검출하기 위한 인덕턴스 센서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    검출된 상기 수용 공간에 수용되는 상기 에어로졸 생성 물품의 종류에 기초하여 상기 가열 요소에 공급되는 전력을 제어하는, 에어로졸 생성 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 수용 공간에 제1 에어로졸 생성 물품이 수용된 경우, 상기 가열 요소가 제1 온도 프로파일에 따라 가열되도록 상기 가열 요소에 전력을 공급하고,
    상기 수용 공간에 상기 제1 에어로졸 생성 물품과 다른 제2 에어로졸 생성 물품이 수용된 경우, 상기 가열 요소가 제2 온도 프로파일에 따라 가열되도록 상기 가열 요소에 전력을 공급하는, 에어로졸 생성 시스템.
KR1020230005526A 2022-10-05 2023-01-13 에어로졸 생성 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 시스템 KR20240047893A (ko)

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