KR20240057977A - 에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 생성 시스템 - Google Patents

Abstract

본 출원은 에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 생성 시스템에 관한 것이다. 에어로졸 생성 장치는 외측케이싱과, 외측케이싱 내부에 위치하는 발열부재, 단열부재 및 열균일화부재를 포함하되, 단열부재는 발열부재와 열균일화부재 사이에 위치하고, 열균일화부재는 단열부재와 외측케이싱 사이에 위치하며, 열균일화부재는 발열부재 및/또는 단열부재에서 방출되는 열을 균일화하도록 구성된다. 발열부재의 외측에 단열부재를 배치함으로써 외측으로 분산되어 소실되는 열을 감소시켜 소비전력을 줄일 수 있고, 또한 단열부재의 외측에 열균일화부재를 배치함으로써 단열부재에서 열균일화부재로 전달된 열을 균일화시켜 고온 집중점을 제거할 수 있다. 또한, 에어로졸 형성 기재에 대한 베이킹 효과가 향상된다. 또한, 단열부재 및 열균일화부재의 배치 방식 및 구조가 간단하기 때문에, 에어로졸 생성 장치의 내부에 배치할 수 있고, 외측케이싱 외부에 보조적인 방열 기구를 추가로 배치할 필요가 없으므로, 에어로졸 생성 장치의 부피를 추가로 증가시키지 않는다.

Description

에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 생성 시스템{AEROSOL GENERATING DEVICE AND AEROSOL GENERATING SYSTEM}

본 출원은 에어로졸 생성 장치 기술분야에 관한 것으로, 특히 에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 생성 시스템에 관한 것이다.

비연소·가열식(Heat Not Burning, HNB) 에어로졸 생성 장치는 안전성, 편의성, 건강, 친환경 등의 장점으로 인해 점점 더 많은 관심과 선호를 받고 있다.

종래의 비연소·가열식 에어로졸 생성 장치는 일반적으로 에어로졸 형성 기재(aerosol generating material) 중의 휘발성 화합물을 무화하여 사용자가 흡입할 수 있는 에어로졸을 형성하도록 조작 가능한 발열체를 구비한 무화기를 포함한다.

그러나 발열체에 의한 에어로졸 형성 기재의 가열에는 구배 온도장(고온영역/중온영역/저온영역)이 존재해야 하므로, 발열체의 둘레 가열 방식 및 중심 가열 방식을 막론하고 무화기의 내측케이싱에는 국부적인 고온점이 형성하게 된다. 종래의 기술에서는 고온 집중점을 제거하기 위해 외측케이싱과 내측케이싱 사이에 열균일화 알루미늄 시트를 사용하여 열균일화를 이루는 경우가 많지만, 이는 열 손실을 초래하여 소비전력을 증가시키고, 담배에 대한 베이킹 효과가 떨어져 흡입 일관성이 저하되는 문제점이 있다. 에어로졸 생성 장치와 충전 장치와 분리된 분체형 에어로졸 생성 장치의 경우, 에어로졸 생성 장치의 부피가 작아 외측케이싱 외부에 복잡한 방열 기구를 더 추가하기 어렵다.

이를 감안하여, 종래의 비연소·가열식 에어로졸 생성 장치의 문제점에 대하여, 에어로졸 생성 장치의 부피를 추가로 증가시키지 않으면서, 무화기 외측케이싱의 국부적인 고온점을 제거하며, 열 손실 및 소비전력 증가를 완화할 수 있는 에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 생성 시스템을 제공할 필요가 있다.

제1 측면에서, 본 출원에 따른 에어로졸 생성 장치는 외측케이싱과, 외측케이싱 내부에 위치하는 발열부재, 단열부재 및 열균일화부재를 포함하되, 단열부재는 발열부재와 열균일화부재 사이에 위치하고, 열균일화부재는 단열부재와 외측케이싱 사이에 위치하며, 열균일화부재는 발열부재 및/또는 단열부재에서 방출되는 열을 균일화하도록 구성된다.

상기 에어로졸 생성 장치는, 발열부재가 에어로졸 형성 기재를 가열하여 구배 온도장(temperature field)을 형성할 때, 발열부재의 외측에 단열부재를 배치함으로써 외측으로 분산되어 소실되는 열을 감소시켜 소비전력을 줄일 수 있고, 또한 단열부재의 외측에 열균일화부재를 배치함으로써 단열부재에서 열균일화부재로 전달된 열을 균일화시켜 고온 집중점을 제거할 수 있으므로, 국부적인 고온으로 인한 관련 부품의 손상, 나아가 사용자의 화상을 방지할 수 있다.

또한, 발열부재의 외측이 열균일화부재에 의해 둘러싸인 경우, 열균일화부재의 작용하에 구배 온도장의 중온영역의 내외부 온도차와 구배 온도장의 저온영역의 내외부 온도차가 감소되고, 따라서 외부로 전달되는 열이 감소되어 에어로졸 형성 기재에 대한 베이킹 효과가 향상되고, 구체적으로 흡입의 일관성이 향상되고 흡입감이 더 좋아진다.

또한, 단열부재 및 열균일화부재의 배치 방식 및 구조가 간단하기 때문에, 에어로졸 생성 장치의 내부에 배치할 수 있고, 외측케이싱 외부에 보조적인 방열 기구를 추가로 배치할 필요가 없으므로, 에어로졸 생성 장치의 부피를 추가로 증가시키지 않는다.

일 실시예에서, 열균일화부재는 비금속 열균일화부재를 포함한다.

일 실시예에서, 비금속 열균일화부재는 흑연층을 포함한다.

흑연은 통상적인 열균일화 알루미늄 시트에 비해 열전도율이 높으므로, 열균일화부재는 열전도 성능이 우수하여 나아가 고온 집중점이 제거되도록 더욱 확보한다.

일 실시예에서, 열균일화부재는 제1 종방향 대칭축을 가지고, 제1 종방향 대칭축을 따른 열균일화부재의 축방향 치수를 L1이라 하며, 단열부재는 제2 종방향 대칭축을 가지고, 제2 종방향 대칭축을 따른 단열부재의 축방향 치수를 L2라고 하며, 여기서, L1 ≥ 2/3×L2이다.

L1 ≥ 2/3×L2로 설정함으로써 양호한 열균일화 효과를 얻고, 또한 고온 집중점을 제거할뿐만 아니라 흡입감을 향상시킬 수 있으며, 실험에 따르면 L1 < 2/3×L2 일 때 열균일화 효과가 저하되어 필요한 열균일화 효과를 얻지 못한다.

일 실시예에서, 단열부재는 에어로겔층을 포함한다.

에어로겔(aerogel)은 나노스케일의 기공 크기를 갖는 다공성 재료로서, 공극률이 매우 높으며 내부에 다량의 공기를 함유하고 있다. 에어로겔의 나노 기공 구조로 인해 재료의 열전도율이 매우 낮으므로 단열 보온 효과가 우수하다. 따라서 에어로겔층을 사용하면 단열 효과를 더욱 향상시켜 소비전력을 줄일 수 있다.

일 실시예에서, 단열부재는 발열부재의 둘레 전체를 둘러싸고; 및/또는 열균일화부재는 단열부재의 둘레 전체를 둘러싼다.

이러한 방식으로, 전면적인 단열 및 열균일화 효과를 달성한다.

일 실시예에서, 단열부재는 복수의 서브 단열부재를 포함하고, 각 서브 단열부재는 반경 방향을 따라 적층되어 배치된다.

복수의 서브 단열부재가 적층된 적층형구조로 단열부재를 구성함으로써, 서브 단열부재와 서브 단열부재 사이의 열 전달 통로를 줄여 단열부재 사이의 두께 방향(반경 방향)의 단열 효과를 향상시킬 수 있다.

일 실시예에서, 단열부재는 발열부재의 외측에 접착되고, 및/또는 열균일화부재는 단열부재의 외측에 접착된다.

접착은 방식이 간단하고 관련된 둘 사이의 관계를 더 밀접하게 하여 단열 및 열균일화 효과를 향상시킨다.

일 실시예에서, 무화기는 내측케이싱을 더 포함하고, 내측케이싱은 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 내부 캐비티를 형성하고, 발열부재는 내부 캐비티의 중부에 배치되며, 단열부재는 내측케이싱의 외측에 배치되고; 또는 발열부재는 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 수용 캐비티를 형성한다.

발열부재가 내부 캐비티의 중부에 배치될 때, 발열부재는 상단이 에어로졸 형성 기재에 삽입되고, 전원이 공급되어 온도가 상승한 후 에어로졸 형성 기재를 베이킹 가열하여 사용자가 흡입할 수 있는 에어로졸을 형성한다. 또한, 단열부재의 배치는 에어로졸 형성 기재가 내부 캐비티로 삽입하는 데 영향을 미치지 않고 에어로졸 형성 기재의 주위에 대해 단열 효과를 달성할 수 있다. 발열부재가 수용 캐비티를 형성할 때, 발열부재를 통해 에어로졸 형성 기재의 외주를 가열할 수 있어, 가열 면적이 확대되고 가열 효율이 향상된다. 또한, 단열부재는 발열부재에 더 가깝게 배치될 수 있어, 단열 효과가 향상되어 소비전력이 더욱 감소된다.

제2 측면에서, 본 출원에 따른 에어로졸 생성 시스템은, 상기 실시예 중 어느 하나에 따른 에어로졸 생성 장치, 및 충전 장치를 포함하되, 충전 장치는 에어로졸 생성 장치에 전기에너지를 공급할 수 있다.

상기 에어로졸 생성 시스템은, 발열부재가 에어로졸 형성 기재를 가열하여 구배 온도장을 형성할 때, 발열부재의 외측에 단열부재를 배치함으로써 외측으로 분산되어 소실되는 열을 감소시켜 소비전력을 줄일 수 있고, 또한 단열부재의 외측에 열균일화부재를 배치함으로써 단열부재에서 열균일화부재로 전달된 열을 균일화시켜 고온 집중점을 제거할 수 있으므로, 국부적인 고온으로 인한 관련 부품의 손상, 나아가 사용자의 화상을 방지할 수 있다.

또한, 발열부재의 외측이 열균일화부재에 의해 둘러싸인 경우, 열균일화부재의 작용하에 구배 온도장의 중온영역의 내외부 온도차와 구배 온도장의 저온영역의 내외부 온도차가 감소되고, 따라서 외부로 전달되는 열이 감소되어 에어로졸 형성 기재에 대한 베이킹 효과가 향상되고, 구체적으로 흡입의 일관성이 향상되고 흡입감이 더 좋아진다.

또한, 단열부재 및 열균일화부재의 배치 방식 및 구조가 간단하기 때문에, 에어로졸 생성 장치의 내부에 배치할 수 있고, 외측케이싱 외부에 보조적인 방열 기구를 추가로 배치할 필요가 없으므로, 에어로졸 생성 장치의 부피를 추가로 증가시키지 않는다.

도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구조를 제시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치의 단면구조를 제시하는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 에어로졸 생성 장치의 무화기 부분의 단면구조를 제시하는 도면이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 시스템의 분해구조를 제시하는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 에어로졸 생성 시스템의 구조를 제시하는 도면이다.

본 출원의 상기 목적, 특징 및 장점을 보다 명확하게 이해하기 위해, 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 구체적인 실시예에 대해 보다 상세하게 설명한다. 본 출원을 철저하게 이해하기 위해 이하의 설명에서 다수의 구체적인 세부 사항이 기재된다. 그러나, 본 출원은 본 명세서에 기술된 것 이외의 다양한 방식으로 구현될 수 있고, 당업자는 본 출원의 범위를 벗어나지 않고 유사한 수정을 할 수 있으므로, 본 출원은 아래에 개시된 특정 실시예에 의해 제한되지 않는다.

본 명세서에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 달리 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 실시예를 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "및/또는"은 하나 이상의 관련된 항목에 대한 임의 및 모든 조합을 포함한다.

본 출원의 설명에서, "중심", "종방향”, "횡방향", "길이", “폭", "두께", "상", "하", "전", "후", "좌", "우", "수직", “수평", "위", "밑", "내", “외", "시계 방향”, "반시계 방향", "축 방향", "반경 방향”, "원주 방향” 등 용어가 나타내는 방향 또는 위치 관계는 첨부된 도면에 도시된 방향 또는 위치 관계를 기초로 한 것이며, 단지 본 출원을 쉽고 간략하게 설명하기 위한 것 뿐이며, 언급된 장치 또는 구성 요소가 반드시 특정된 방향을 가져야 하고, 특정된 방향으로 구성되고 작동되어야 함을 나타내거나 암시하는 것이 아니므로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, "제1", "제2" 등의 용어는 단지 설명의 목적으로 사용되며, 상대적인 중요성을 나타내거나 암시하는 것, 또는 수식된 구성요소의 개수를 암묵적으로 나타내는 것으로 해석되어서는 아니된다. 따라서, "제1", "제2"로 한정된 구성요소는 적어도 하나의 상기 구성요소를 명시적 또는 암묵적으로 포함할 수 있다. 본 출원의 설명에서, "복수"는 특별히 정의되지 않는 한, 2개, 3개 등과 같은 2개 이상을 의미한다.

본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "장착", "서로 연결", "연결", "고정” 등 용어는 광범위한 개념으로 해석되어야 하며, 예를 들어, 고정 연결되거나 탈착 가능하게 연결되거나 일체로 구성되는 것일 수 있고; 또는 기계적으로 연결되거나 전기적으로 연결되는 것일 수 있고; 또는 직접적으로 연결되거나 중간요소를 통해 간접적으로 연결되는 것일 수 있고; 또는 두 구성 요소의 내부가 연통되거나 두 구성 요소 간의 상호 작용 관계가 될 수 있다. 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 구체적인 상황에 따라 상기 용어가 본 출원에서 갖는 구체적인 의미를 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 제1 요소가 제2 요소 “상” 또는 “하”에 있는 것으로 지칭되는 경우, 제1 요소와 제2 요소는 직접적으로 접촉되거나, 또는 중간에 다른 요소를 통해 간접적으로 접촉될 수 있다. 또한, 제1 요소가 제2 요소 “상”, “상단” 및 “상면”에 있는 것으로 지칭되는 경우, 제1 요소는 제2 요소의 바로 위쪽 또는 비스듬한 위쪽에 있거나, 단지 제1 요소의 수평 고도가 제2 요소보다 높다는 것을 의미할 수 있다. 제1 요소가 제2 요소 “아래”, “하단” 및 “하면”에 있는 것으로 지칭되는 경우, 제1 요소는 제2 요소의 바로 아래쪽 또는 비스듬한 아래쪽에 있거나, 단지 제1 요소의 수평 고도가 제2 요소보다 낮다는 것을 의미할 수 있다.

본 명세서에서, 구성 요소가 다른 구성 요소에 “고정” 또는 "배치"되는 것으로 지칭되는 경우, 그 구성 요소는 다른 구성 요소 위에 직접 존재하거나, 또는 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하는 것으로 이해될 것이다. 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결"되는 것으로 지칭되는 경우, 그 구성 요소는 다른 구성 요소에 직접 연결되거나, 또는 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하는 것으로 이해될 것이다. 본 명세서에서 사용되는 “수직”, “수평”, "상", "하”, "좌", "우” 및 이와 유사한 용어는 단지 예시적인 목적을 위한 것이며, 유일한 실시예를 의미하는 것이 아니다.

도면은 1:1의 축척으로 작성된 것이 아니며, 각 구성요소의 상대적인 크기는 실제 축척이 아니라 단지 예시적으로 도시된다.

도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구조를 제시하는 도면이고; 도 2는 도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치의 단면구조를 제시하는 도면이며; 도 3은 도 2에 도시된 에어로졸 생성 장치의 무화기 부분의 단면구조를 제시하는 도면이다. 설명의 편의를 위해, 도면에는 본 출원의 실시예와 관련된 구조만 도시된다.

첨부된 도면을 참조하면, 본 출원의 일 실시예는 외측케이싱(10), 발열부재(20), 단열부재(30) 및 열균일화부재(40)를 포함하는 에어로졸 생성 장치(100)를 제공한다.

단열부재(30)는 발열부재(20)와 열균일화부재(40) 사이에 배치되고, 열균일화부재(40)는 단열부재(30)와 외측케이싱(10) 사이에 배치되며, 열균일화부재(40)는 발열부재(20) 및/또는 단열부재(30)에서 방출되는 열을 균일화하도록 구성된다.

발열부재(20)는 제어에 의해 열을 발생시킬 수 있는 구성요소를 의미한다. 구체적으로, 발열부재(20)는 저항 발열부재, 전자기 발열부재 또는 적외선 발열부재 등일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.

단열부재(30)는 열을 격리하는 기능을 갖는 구성요소로, 발열부재(20)에서 발생하는 열을 단열부재(30)의 외측 환경과 상대적으로 격리시킴으로써 발열을 위한 공간 내에 열을 집중시켜 외부로의 불필요한 열 손실을 줄인다.

열균일화부재(40)는 열을 균일화시키는 기능을 갖는 구성요소로, 열을 균일하게 분산시킬 수 있다. 구체적으로, 열균일화부재(40)에 접촉되는 어느 부재 또는 공간의 온도가 높은 경우, 열균일화부재(40)는 열이 균일하게 분산되도록 열을 자체의 각 부위에 전달할 수 있다.

따라서, 본 출원의 에어로졸 생성 장치(100)는, 발열부재(20)가 에어로졸 형성 기재를 가열하여 구배(gradient) 온도장(temperature field)을 형성할 때, 발열부재(20)의 외측에 단열부재(30)를 배치함으로써 외측으로 분산되어 소실되는 열을 감소시켜 소비전력을 줄일 수 있고, 또한 단열부재(30)의 외측에 열균일화부재(40)를 배치함으로써 단열부재(30)에서 열균일화부재(40)로 전달된 열을 균일화시켜 고온 집중점을 제거할 수 있으므로, 국부적인 고온으로 인한 관련 부품의 손상, 나아가 사용자의 화상을 방지할 수 있다.

또한, 발열부재(20)의 외측이 열균일화부재(40)에 의해 둘러싸인 경우, 열균일화부재(40)의 작용하에 구배 온도장의 중온영역의 내외부 온도차와 구배 온도장의 저온영역의 내외부 온도차가 감소되고, 따라서 외부로 전달되는 열이 감소되어 에어로졸 형성 기재에 대한 베이킹 효과가 향상되고, 구체적으로 흡입의 일관성이 향상되고 흡입감이 더 좋아진다.

또한, 단열부재(30) 및 열균일화부재(40)의 배치 방식 및 구조가 간단하기 때문에, 에어로졸 생성 장치(100)의 내부에 배치할 수 있고, 외측케이싱(10) 외부에 보조적인 방열 기구를 추가로 배치할 필요가 없으므로, 에어로졸 생성 장치(100)의 부피를 추가로 증가시키지 않는다.

일부 실시예에서, 에어로졸 생성 장치(100)는 내측케이싱을 더 포함하고, 내측케이싱은 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 내부 캐비티를 형성하고, 발열부재(20)는 내부 캐비티의 중부에 배치된다.

본 출원의 에어로졸 형성 기재는 소모성 에어로졸 생성 제품(200)을 형성하도록 종이에 포장될 수 있다. 구체적으로, 이러한 에어로졸 생성 제품(200)은 사용자의 입에 삽입되어 해당 제품을 흡입하기 위한 흡입노즐 단부를 포함한다.

발열부재(20)가 내부 캐비티의 중부에 배치될 때, 발열부재(20)는 내부 캐비티 내로 돌출되어 연장된 기둥 형태로 구성될 수 있고, 에어로졸 생성 제품(200)은 에어로졸 형성 기재와 함께 내측케이싱의 상단부로부터 내부 캐비티로 삽입될 수 있다. 발열부재(20)는 상단이 에어로졸 형성 기재에 삽입되고, 전원이 공급되어 온도가 상승한 후 에어로졸 형성 기재를 베이킹 가열하여 사용자가 흡입할 수 있는 에어로졸을 형성한다.

다른 실시예에서, 단열부재(30)는 내측케이싱의 외측에 배치된다. 따라서, 단열부재(30)의 배치는 에어로졸 형성 기재가 내부 캐비티로 삽입하는 데 영향을 미치지 않고 에어로졸 형성 기재의 주위에 대해 단열 효과를 달성할 수 있다.

다른 실시예에서, 발열부재(20) 자체가 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 수용 캐비티(21)를 형성할 수 있다.

따라서, 발열부재(20)를 통해 에어로졸 형성 기재의 외주를 가열할 수 있어, 가열 면적이 확대되고 가열 효율이 향상된다. 또한, 단열부재(30)를 발열부재(20)에 더 가깝게 배치할 수 있어, 단열 효과가 향상되어 소비전력이 더욱 감소된다.

구체적으로, 발열부재(20)는 발열관체(22)와 발열관체(22)의 외측에 배치되는 발열기(23)를 포함하며, 발열관체(22)는 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 수용 캐비티(21)를 형성하고, 발열기(23)는 제어에 의해 발열관체(22)를 가열한다. 보다 구체적으로, 발열기(23)는 가열 저항선, 자기 유도 코일 등이며, 이에 제한되지 않는다.

본 출원의 실시예에서, 외측케이싱(10)은 내부에 있는 열균일화부재(40), 단열부재(30) 및 발열부재(20) 등을 보호할 수 있고, 또한 열균일화부재(40)와의 직접적인 접촉을 방지할 수 있어 사용자가 접촉하는 에어로졸 생성 장치(100)의 외표면의 온도를 더욱 낮추어 화상을 피한다.

또한, 외측케이싱(10)과 열균일화부재(40)는 반경 방향으로 이격 배치됨으로써 이격 공간이 형성된다. 이격 공간을 배치함으로써, 열균일화부재(40)로부터 외측케이싱(10)에 전달되는 열이 이 공간에서 또한 소모되어, 외측케이싱(10)에 도달하는 열이 더 감소되므로, 외측케이싱(10)의 온도가 더 낮아져 사용자가 쉽게 잡을 수 있다.

일부 실시예에서, 단열부재(30)는 발열부재(20)의 외측에 접착되고, 및/또는 열균일화부재(40)는 단열부재(30)의 외측에 접착될 수 있다. 접착은 방식이 간단하고 관련된 둘 사이의 관계를 더 밀접하게 하여 단열 및 열균일화 효과를 향상시킨다.

본 출원의 실시예에서, 열균일화부재(40)는 비금속 열균일화부재를 포함한다.

본 출원의 실시예에서, 열균일화부재(40)는 흑연층을 포함한다.

흑연은 통상적인 열균일화 알루미늄 시트에 비해 비열용량이 작으므로, 흑연의 자체 열 흡수가 적어 열균일화부재(40)의 온도를 더 낮추어, 고온 집중점이 제거되도록 더욱 확보한다.

본 출원의 실시예에서, 열균일화부재(40)는 제1 종방향 대칭축을 가지고, 제1 종방향 대칭축을 따른 열균일화부재(40)의 축방향 치수를 L1이라 하며, 단열부재(30)는 제2 종방향 대칭축을 가지고, 제2 종방향 대칭축을 따른 단열부재(30)의 축방향 치수를 L2라고 하며, 여기서, L1 ≥ 2/3×L2이다.

여기서, 제1 종방향 대칭축의 축 방향과 제2 종방향 대칭축의 축 방향은 모두 도 2에 도시된 수직 방향을 의미하며, 열균일화부재(40)와 단열부재(30)의 길이방향 대칭축의 축 방향으로도 이해할 수 있다.

L1 ≥ 2/3×L2로 설정함으로써 양호한 열균일화 효과를 얻고, 또한 고온 집중점을 제거할 뿐만 아니라 흡입감을 향상시킬 수 있으며, 실험에 따르면 L1 < 2/3×L2 일 때 열균일화 효과가 저하되어 필요한 열균일화 효과를 얻지 못한다.

선택적으로, L1＝L2이다.

본 출원의 실시예에서, 단열부재(30)는 에어로겔층을 포함한다.

에어로겔(aerogel)은 나노스케일의 기공 크기를 갖는 다공성 재료로서, 공극률이 매우 높으며 내부에 다량의 공기를 함유하고 있다. 에어로겔의 나노 기공 구조로 인해 재료의 열전도율이 매우 낮으므로 단열 보온 효과가 우수하다. 따라서 에어로겔층을 사용하면 단열 효과를 더욱 향상시켜 소비전력을 줄일 수 있다.

본 출원의 실시예에서, 단열부재(30)는 복수의 서브 단열부재(31)를 포함하고, 각 서브 단열부재(31)는 반경 방향을 따라 적층되어 배치된다.

복수의 서브 단열부재(31)를 적층한 적층형구조로 단열부재(30)를 구성함으로써, 서브 단열부재(31)와 서브 단열부재(31) 사이의 열 전달 통로를 줄여 단열부재(30)의 두께 방향(반경 방향)의 단열 효과를 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 각 서브 단열부재(31) 사이는 접착된다. 접착은 방식이 간단하고, 서브 단열부재(31) 사이의 관계를 더 긴밀하게 한다. 다른 구현예에서, 각 서브 단열부재(31) 사이는 또한 서로 이격되어 단열 공간을 형성할 수 있다.

본 출원의 구현예에서, 서브 단열부재(31)는 에어로겔 서브 단열층을 포함한다.

전면적인 단열 및 열균일화 효과를 달성하기 위해, 본 출원의 실시예에서, 단열부재(30)는 발열부재(20) 둘레 전체를 감싸거나, 열균일화부재(40)는 단열부재(30) 둘레 전체를 감싸고, 또는 단열부재(30)는 발열부재(20) 둘레 전체를 감싸며 열균일화부재(40)는 단열부재(30) 둘레 전체를 감싼다.

본 출원의 실시예에서, 발열부재(20), 단열부재(30), 열균일화부재(40) 및 외측케이싱(10)은 순차적으로 슬리빙되어 배치된다.

다른 실시예에서, 단열부재(30) 또는 열균일화부재(40)는 대상의 둘레 일부만 감싸는 방식으로 배치될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.

본 출원의 일 바람직한 실시예에서, 발열부재(20), 단열부재(30), 및 열균일화부재(40)는 순차적으로 슬리빙되면서 연결된다. 에어로졸 생성 장치(100)는 서로 이격된 상부 지지물(50)과 하부 지지물(60)을 더 포함하며, 발열부재(20), 단열부재(30) 및 열균일화부재(40)는 모두 상부 지지물(50)과 하부 지지물(60) 사이에 구속되어 배치된다. 구체적으로, 상부 지지물(50) 및 하부 지지물(60)은 모두 외측케이싱(10) 내에 배치된다.

발열부재(20), 단열부재(30) 및 열균일화부재(40)가 순차적으로 슬리빙되어 연결되기 때문에, 상부 지지물(50)과 하부 지지물(60)로 발열부재(20), 단열부재(30) 및 열균일화부재(40)를 구속하고자 할 때, 상부 지지물(50)과 하부 지지물(60) 각각은 삼자 중 하나 이상과 맞닿아 구속을 실현할 수 있다는 점에 유의해야 한다.

또한, 에어로졸 생성 장치(100)는 상부 커버(70)를 더 포함하며, 상부 커버(70)는 상부 지지물(50)이 외측케이싱(10) 내에 구속되도록 외측케이싱(10)과 걸림 연결될 수 있다.

일부 실시예에서, 에어로졸 생성 장치(100)는 에어로졸 생성 장치(100)에 전기에너지를 공급하도록 구성된 전원 어셈블리(80)를 더 포함한다.

구체적으로, 에어로졸 생성 장치(100)는 충전 포트(90)를 더 포함하며, 충전 포트(90)는 외부 전원에 의한 충전이 허용되도록 전원 어셈블리(80)에 전기적으로 연결된다. 보다 구체적으로, 충전 포트(90)는 제1 전기접점(electrical contact)을 포함하며, 제1 전기접점을 통하여 외부 전원에 전기적으로 연결된다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 동일한 발명의 개념에 기초하여, 본 출원은 상기 실시예 중 어느 하나에 따른 에어로졸 생성 장치(100), 및 충전 장치(310)를 포함하는 에어로졸 생성 시스템(300)을 더 제공하며, 충전 장치(310)는 에어로졸 생성 장치(100)에 전기에너지를 공급할 수 있다.

발열부재(20)가 에어로졸 형성 기재를 가열하여 구배 온도장을 형성할 때, 발열부재(20)의 외측에 단열부재(30)를 배치함으로써 외측으로 분산되어 소실되는 열을 감소시켜 소비전력을 줄일 수 있고, 또한 단열부재(30)의 외측에 열균일화부재(40)를 배치함으로써 단열부재(30)에서 열균일화부재(40)로 전달된 열을 균일화시켜 고온 집중점을 제거할 수 있으므로, 국부적인 고온으로 인한 관련 부품의 손상, 나아가 사용자의 화상을 방지할 수 있다.

또한, 발열부재(20)의 외측이 열균일화부재(40)에 의해 둘러싸인 경우, 열균일화부재(40)의 작용하에 구배 온도장의 중온영역의 내외부 온도차와 구배 온도장의 저온영역의 내외부 온도차가 감소되고, 따라서 외부로 전달되는 열이 감소되어 에어로졸 형성 기재에 대한 베이킹 효과가 향상되고, 구체적으로 흡입의 일관성이 향상되고 흡입감이 더 좋아진다.

또한, 단열부재(30) 및 열균일화부재(40)의 배치 방식 및 구조가 간단하기 때문에, 에어로졸 생성 장치(100)의 내부에 배치할 수 있고, 외측케이싱(10) 외부에 보조적인 방열 기구를 추가로 배치할 필요가 없으므로, 에어로졸 생성 장치(100)의 부피를 추가로 증가시키지 않는다.

구체적으로, 충전 장치(310)는 제2 전기접점을 포함하고, 충전 장치(310)는 제2 전기접점과 제1 전기접점이 전기적으로 연결되도록 에어로졸 생성 장치(100)를 수용할 수 있다.

본 출원의 충전 장치(310)는 에어로졸 생성 장치(100)를 수용할 수 있을 뿐만 아니라, 이에 충전하여 전기에너지를 공급하는 전기적 동작을 수행할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 구체적으로, 충전 장치(310)는 필요한 경우 배터리를 포함할 수 있다. 배터리는 충전 포트에 전기적으로 연결되어, 상용 전원(commercial power)과 같은 외부 전원으로부터 배터리가 충전될 수 있도록 한다. 충전 장치(310)는 배터리의 충전 및 방전을 제어하기 위한 하나 이상의 마이크로 프로세서와 같은 회로를 더 포함한다.

본 실시예에서 제공되는 에어로졸 생성 장치(100) 및 에어로졸 생성 시스템(300)은 다음과 같은 유익한 효과를 갖는다.

발열부재(20)가 에어로졸 형성 기재를 가열하여 구배 온도장을 형성할 때, 발열부재(20)의 외측에 단열부재(30)를 배치함으로써 외측으로 분산되어 소실되는 열을 감소시켜 소비전력을 줄일 수 있고, 또한 단열부재(30)의 외측에 열균일화부재(40)를 배치함으로써 단열부재(30)에서 열균일화부재(40)로 전달된 열을 균일화시켜 고온 집중점을 제거할 수 있으므로, 국부적인 고온으로 인한 관련 부품의 손상, 나아가 사용자의 화상을 방지할 수 있다.

또한, 발열부재(20)의 외측이 열균일화부재(40)에 의해 둘러싸인 경우, 열균일화부재(40)의 작용하에 구배 온도장의 중온영역의 내외부 온도차와 구배 온도장의 저온영역의 내외부 온도차가 감소되고, 따라서 외부로 전달되는 열이 감소되어 에어로졸 형성 기재에 대한 베이킹 효과가 향상되고, 구체적으로 흡입의 일관성이 향상되고 흡입감이 더 좋아진다.

또한, 단열부재(30) 및 열균일화부재(40)의 배치 방식 및 구조가 간단하기 때문에, 에어로졸 생성 장치(100)의 내부에 배치할 수 있고, 외측케이싱(10) 외부에 보조적인 방열 기구를 추가로 배치할 필요가 없으므로, 에어로졸 생성 장치(100)의 부피를 추가로 증가시키지 않는다.

이상에서 설명된 실시예의 각 기술적 특징들은 임의로 조합될 수 있고, 설명의 간략화를 위해, 상기 실시예에서 기술적 특징들의 모든 가능한 조합은 서술되지 않았지만, 이들의 기술적 특징의 조합에 모순이 없는 한 본 명세서의 기재 범위에 속하는 것으로 간주되어야 한다.

이상에서 설명된 실시예는 단지 본 출원의 특정 실시예를 나타내며, 그에 대한 설명은 구체적이고 상세하지만, 본 출원의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 당업자는 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정을 행할 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 청구범위에 속한다. 따라서, 본 출원의 보호 범위는 첨부된 특허청구의 범위에 의해 결정된다.

100 - 에어로졸 생성 장치;
10 - 외측케이싱;
20 - 발열부재;
21 - 수용 캐비티, 22 - 발열관체, 23 - 발열기;
30 - 단열부재;
31 - 서브 단열부재;
40 - 열균일화부재;
50 - 상부 지지물;
60 - 하부 지지물;
70 - 상부 커버;
80 - 전원 어셈블리;
90 - 충전 포트;
200 - 에어로졸 생성 제품;
300 - 에어로졸 생성 시스템;
310 - 충전 장치.

Claims (10)

1. 외측케이싱과, 상기 외측케이싱 내부에 위치하는 발열부재, 단열부재 및 열균일화부재를 포함하되,
   상기 단열부재는 상기 발열부재와 상기 열균일화부재 사이에 위치하고,
   상기 열균일화부재는 상기 단열부재와 상기 외측케이싱 사이에 위치하며, 상기 열균일화부재는 상기 발열부재 및/또는 상기 단열부재에서 방출되는 열을 균일화하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 열균일화부재는 비금속 열균일화부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 비금속 열균일화부재는 흑연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 열균일화부재는 제1 종방향 대칭축을 가지고, 상기 제1 종방향 대칭축을 따른 상기 열균일화부재의 축방향 치수를 L1이라 하며, 상기 단열부재는 제2 종방향 대칭축을 가지고, 상기 제2 종방향 대칭축을 따른 상기 단열부재의 축방향 치수를 L2라고 하며, L1 ≥ 2/3×L2를 만족하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 단열부재는 에어로겔층을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 단열부재는 상기 발열부재의 둘레 전체를 둘러싸고; 및
   상기 열균일화부재는 상기 단열부재의 둘레 전체를 둘러싸는 것; 중 적어도 하나를 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 단열부재는 복수의 서브 단열부재를 포함하고, 각 상기 서브 단열부재는 반경 방향을 따라 적층되어 배치되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 단열부재는 상기 발열부재의 외측에 접착되고; 및
   상기 열균일화부재는 상기 단열부재의 외측에 접착되는 것; 중 적어도 하나를 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치.
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 내부 캐비티를 형성하는 내측케이싱을 더 포함하되, 상기 발열부재는 상기 내부 캐비티의 중부에 배치되며, 상기 단열부재는 상기 내측케이싱의 외측에 배치되고; 또는
   상기 발열부재는 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 수용 캐비티를 형성하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치.
10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 생성 장치, 및 상기 에어로졸 생성 장치에 전기에너지를 공급할 수 있는 충전 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 시스템.

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