KR102180421B1 - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

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KR102180421B1
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Abstract

에어로졸 생성 장치는 궐련이 삽입될 수 있는 케이스와, 케이스에 배치되어 케이스에 삽입된 궐련을 가열하는 히터와, 궐련의 단부와 외부를 연결하는 주류연 통로와, 궐련을 통과하도록 흡입되는 공기의 압력의 변화를 감지하는 압력 감지 센서를 포함한다.

Description

에어로졸 생성 장치{Apparatus for generating aerosols}
실시예들은 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비연소식 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸을 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치와 같인 비연소식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
비연소식 에어로졸 생성 장치는 궐련을 연소시키지 않고 소정 온도로 가열함으로써, 궐련에 포함된 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하여 에어로졸을 공기와 함께 흡입할 수 있도록 한 장치를 말한다.
비연소식 에어로졸 생성 장치에서는 사용자가 궐련을 흡입하는 퍼프 동작을 감지한다. 에어로졸 생성 장치는 압력 감지 센서를 이용하여 흡입 압력을 측정하여 퍼프 동작을 감지할 수 있다. 퍼프 동작의 감지는 에어로졸 생성 장치의 제어의 한 기준이 되므로, 흡입 압력을 안정적으로 감지할 수 있는 구조가 요구된다.
궐련을 통해 흡입되는 공기의 흡입 압력을 안정적으로 감지할 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공한다.
에어로졸 발생원과 궐련을 복합적으로 활용함으로써 사용자에게 다양한 경험과 사용의 편리를 제공할 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공한다.
에어로졸 발생원을 가열하여 생성한 에어로졸의 흐름을 궐련을 통과시킴으로써 풍부한 풍미와 니코틴 등을 포함하는 에어로졸을 제공할 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공한다.
일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는, 궐련이 삽입될 수 있는 케이스; 상기 케이스에 배치되어 상기 케이스에 삽입된 상기 궐련을 가열하는 히터; 상기 궐련의 단부와 외부를 연결하는 주류연 통로; 및 상기 궐련을 통과하도록 흡입되는 공기의 압력의 변화를 감지하는 압력 감지 센서;를 포함한다.
에어로졸 생성 장치는 상기 궐련의 단부와 상기 압력 감지 센서를 연결하는 것으로서, 상기 주류연 통로와 독립적으로 형성되는 압력 감지 통로;를 포함할 수 있다.
상기 주류연 통로의 단면적은 상기 궐련의 단면적의 15% 이상일 수 있다.
상기 주류연 통로의 단면적은 상기 궐련의 단면적의 70% 이하일 수 있다.
상기 압력 감지 통로는 두 개 이상일 수 있다.
상기 압력 감지 통로의 단면적은 2 mm2 이상이고, 상기 주류연 통로의 단면적보다 작을 수 있다.
상기 케이스 내에는 상기 압력 감지 센서를 수용하는 수용부가 마련되며, 상기 수용부와 상기 압력 감지 센서 사이에는 공기의 누출을 막는 보호막이 개재되며, 상기 보호막에는 상기 압력 감지 센서를 노출시키고 두 개 이상의 상기 압력 감지 통로와 각각 연결되는 두 개 이상의 통공이 마련될 수 있다.
상기 케이스 내에는 상기 압력 감지 센서를 수용하는 수용부가 마련되며, 상기 수용부와 상기 압력 감지 센서 사이에는 공기의 누출을 막는 보호막이 개재되며, 상기 보호막에는 상기 압력 감지 센서를 노출시키고 상기 압력 감지 통로와 연결된 통공이 마련될 수 있다.
상기 압력 감지 통로는, 상기 궐련의 연장 방향으로 연장되며, 상기 궐련의 단부에 연통된 제1단부와 상기 제1단부의 반대쪽인 제2단부를 구비하며, 상기 제2단부는 상기 압력 감지 센서에 연결된 개방 단부일 수 있다.
상기 압력 감지 통로는, 상기 궐련의 연장 방향으로 연장되며, 상기 궐련의 단부에 연통된 제1단부와 상기 제1단부의 반대쪽인 제2단부를 구비하며, 상기 제2단부는 닫힌 단부이며, 상기 제1단부와 상기 제2단부 사이에 상기 압력 감지 센서에 연결되는 압력 감지 구멍이 마련될 수 있다.
상기 압력 감지 통로는, 상기 궐련의 연장 방향으로 연장된 주 통로; 상기 주 통로로부터 분기되어 그 단부에 상기 압력 감지 센서와 연결되는 압력 감지 구멍이 마련된 분기 통로;를 포함할 수 있다.
상기 분기 통로는 상기 궐련의 단부를 향하여 비스듬하게 연장될 수 있다.
상기 에어로졸 생성 장치는, 액체로부터 에어로졸을 생성하여 상기 주류연 통로를 통하여 상기 궐련 측으로 전달하는 증기화기;를 구비할 수 있다.
상기 히터는 상기 궐련의 외주를 감쌀 수 있다.
상기 히터는 상기 궐련의 단부를 통하여 상기 궐련의 내부로 삽입될 수 있다.
상기 주류연 통로는 상기 히터를 적어도 부분적으로 에워쌀 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 상기 궐련의 상기 단부를 지지하는 궐련 지지부를 더 포함할 수 있고, 상기 주류연 통로는 상기 궐련 지지부의 내부를 관통하도록 형성될 수 있으며, 상기 궐련 지지부는 상기 주류연 통로의 일부를 외부로 노출시키는 압력 감지용 구멍을 포함할 수 있고, 상기 압력 감지 센서는 상기 압력 감지용 구멍에 배치될 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 상기 궐련 지지부의 외측에 배치되는 회로기판을 더 포함할 수 있으며, 상기 압력 감지 센서는 상기 회로기판에 장착될 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 상기 압력 감지 센서의 적어도 일부를 둘러싸도록 상기 압력 감지 센서와 상기 압력 감지용 구멍의 사이에 배치되는 보호막을 더 포함할 수 있다.
상기 보호막은 탄성을 가져 상기 회로기판이 상기 궐련 지지부에 결합되면 상기 보호막이 상기 궐련 지지부에 대해 가압되어 변형될 수 있다.
상기 궐련 지지부는 상기 보호막을 지지하도록 상기 압력 감지용 구멍의 가장자리에 형성되는 단턱을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치에 의하면, 궐련을 통과하도록 흡입되는 공기의 흡입 압력을 안정적으로 측정하여 퍼프 동작을 안정적으로 감지할 수 있다.
에어로졸 발생원에서 에어로졸을 발생시킨 후 발생한 에어로졸의 흐름을 궐련을 통과시켜 사용자에게 적합한 풍미와 니코틴 등을 포함하는 에어로졸을 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2는 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 3은 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4a와 도 4b는 에어로졸 생성 장치의 일 실시예의 개략적인 구성도들이다.
도 5과 도 6은 주류연 통로와 압력 감지 통로의 배치의 예를 보여주는 도면들이다.
도 7a와 도 7b는 에어로졸 생성 장치의 일 실시예의 개략적인 구성도들이다.
도 8a와 도 8b는 에어로졸 생성 장치의 일 실시예의 개략적인 구성도들이다.
도 9a와 도 9b는 에어로졸 생성 장치의 일 실시예의 개략적인 구성도들이다.
도 10은 에어로졸 생성 장치의 일 실시예의 개략적인 구성도이다.
도 11, 도 12, 및 도 13은 주류연 통로와 압력 감지 통로의 배치의 예를 보여주는 도면들이다.
도 14는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 단면도이다.
도 15는 도 14에 나타난 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소들의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분해도이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 제어부(12000), 히터(13000) 및 증기화기(14000)를 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 공간에는 궐련(20000)이 삽입될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 에어로졸 생성 장치(10000)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(10000)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에는 에어로졸 생성 장치(10000)에 히터(13000)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라, 히터(13000)는 생략될 수도 있다.
도 1에는 배터리(11000), 제어부(12000), 증기화기(14000) 및 히터(13000)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 2에는 증기화기(14000) 및 히터(13000)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 구조는 도 1 또는 도 2에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(10000)의 설계에 따라, 배터리(11000), 제어부(12000), 증기화기(14000) 및 히터(13000)의 배치는 변경될 수 있다.
궐련(20000)이 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 증기화기(14000)를 작동시켜, 증기화기(14000)로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 증기화기(14000)에 의해 생성된 에어로졸은 궐련(20000)을 통과하여 사용자에게 전달된다. 증기화기(14000)에 관한 설명은 하기에서 보다 상세히 하기로 한다.
배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작하는 데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(11000)는 히터(13000) 또는 증기화기(14000)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12000)가 동작하는 데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어부(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(12000)는 배터리(11000), 히터(13000) 및 증기화기(14000)뿐 만 아니라 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 구성요소들의 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(12000)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 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 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
히터(13000)는 배터리(11000)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련(20000)이 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입되면, 히터(13000)는 궐련(20000)의 외부에 위치할 수 있다. 일 예로, 히터(13000)는 궐련(20000)의 외주를 감쌀 수 있다. 따라서, 가열된 히터(13000)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(13000)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(13000)는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(13000)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(13000)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(10000)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(13000)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(13000)에는 궐련(20000)을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련(20000)은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2에는 히터(13000)가 궐련(20000)의 외부에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 히터(13000)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 궐련(20000)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(10000)에는 히터(13000)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(13000)들은 궐련(20000)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(20000)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(13000)들 중 일부는 궐련(20000)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(20000)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(13000)의 형상은 도 1 및 도 2에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
증기화기(14000)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(20000)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(14000)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(10000)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(14000)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14000)는 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소는 독립적인 모듈로서 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함될 수도 있다.
액체 저장부는 액상 조성물을 저장할 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. 액체 저장부는 증기화기(14000)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(14000)와 일체로서 제작될 수도 있다.
예를 들어, 액상 조성물은 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 또는 비타민 혼합물을 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 액상 조성물은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
액체 전달 수단은 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
가열 요소는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소이다. 예를 들어, 가열 요소는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 가열 요소는 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액체 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수 있다. 가열 요소는, 전류 공급에 의해 가열될 수 있으며, 가열 요소와 접촉된 액체 조성물에 열을 전달하여, 액체 조성물을 가열할 수 있다. 그 결과, 에어로졸이 생성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14000)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 제어부(12000) 및 히터(13000) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)는 궐련(20000)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 1 및 도 2에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(10000)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(10000)가 결합된 상태에서 히터(13000)가 가열될 수도 있다.
궐련(20000)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(20000)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분과 필터 등을 포함하는 제 2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(20000)의 제 2 부분에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제 2 부분에 삽입될 수도 있다.
에어로졸 생성 장치(10000)의 내부에는 제 1 부분 전체가 삽입되고, 제 2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부에 제 1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제 1 부분 및 제 2 부분의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제 2 부분을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제 1 부분을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제 2 부분을 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.
일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 생성 장치(10000)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 궐련(20000)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(20000)의 내부로 유입될 수도 있다.
이하, 도 3을 참조하여, 궐련(20000)의 일 예에 대하여 설명한다.
도 3은 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 궐련(20000)은 담배 로드(21000) 및 필터 로드(22000)를 포함한다. 도 1 및 도 2를 참조하여 상술한 제 1 부분은 담배 로드(21000)를 포함하고, 제 2 부분은 필터 로드(22000)를 포함한다.
도 3에는 필터 로드(22000)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(22000)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(22000)는 에어로졸을 냉각하는 제 1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제 2 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(22000)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.
궐련(20000)은 적어도 하나의 래퍼(24000)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(24000)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 궐련(20000)은 하나의 래퍼(24000)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 궐련(20000)은 2 이상의 래퍼(24000)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 래퍼에 의하여 담배 로드(21000)가 포장되고, 제 2 래퍼에 의하여 필터 로드(22000)가 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 담배 로드(21000) 및 필터 로드(22000)가 결합되고, 제 3 래퍼에 의하여 궐련(20000) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 담배 로드(21000) 또는 필터 로드(22000) 각각이 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 개별 래퍼에 의하여 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 세그먼트들이 결합된 궐련(20000) 전체가 다른 래퍼에 의하여 재포장될 수 있다.
담배 로드(21000)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(21000)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(21000)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(21000)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(21000)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(21000)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21000)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21000)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(21000)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(21000)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(21000)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 담배 로드(21000)는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.
필터 로드(22000)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(22000)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(22000)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(22000)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(22000)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
필터 로드(22000)는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 필터 로드(22000)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터 로드(22000)의 내부에 삽입될 수도 있다.
또한, 필터 로드(22000)에는 적어도 하나의 캡슐(23000)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(23000)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(23000)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(23000)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
만약, 필터 로드(22000)에 에어로졸을 냉각하는 세그먼트가 포함될 경우, 냉각 세그먼트는 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 냉각 세그먼트는 순수한 폴리락트산 만으로 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.
한편, 도 3에는 도시되지 않았으나, 일 실시예에 따른 궐련(20000)은 전단 필터를 더 포함할 수 있다. 전단 필터는 담배 로드(21000)에 있어서, 필터 로드(22000)에 대향하는 일측에 위치한다. 전단 필터는 담배 로드(21000)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(21000)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(도 1 및 도 2의 10000)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
도 4a는 에어로졸 생성 장치(10000)의 일 실시예의 개략적인 구성도이다.
도 4a를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 외관을 형성하는 케이스(10001)를 구비한다. 케이스(10001)에는 궐련(20000)이 삽입되는 삽입부(10003)가 마련된다.
에어로졸 생성 장치(10000)는 궐련(20000)을 통과하도록 흡입되는 공기의 압력의 변화를 감지하는 압력 감지 센서(60)를 구비할 수 있다. 압력 감지 센서(60)는 사용자가 궐련(20000)을 입으로 물어 빨아들이는 동작(퍼프 동작)에 의해 생성된 공기의 압력인 흡입 압력을 감지하여 신호를 발생한다.
압력 감지 센서(60)의 감지 신호는 제어부(12000)로 전달된다. 압력 감지 센서(60)를 이용함으로써 제어부(12000)는 흡입 동작(puffing)의 미리 정해진 횟수(예를 들어, 14회) 후에 증기화기(14000)와 히터(13000)의 동작을 자동으로 종료하도록 에어로졸 생성 장치(10000)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(12000)는 흡입 동작(puffing)의 횟수가 미리 정해진 횟수(예를 들어, 14회)에 도달하지 않아도 미리 지정된 시간(예를 들어 6분 경과 시)이 경과된 후에 증기화기(14000)와 히터(13000)의 동작을 강제로 종료시킬 수도 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 에어로졸 생성 장치(10000)에서는, 증기화기(14000)에 의해 생성된 에어로졸이 궐련(20000)을 통과하여 사용자에게 전달된다. 증기화기(14000)와 궐련(20000)은 주류연 통로(57)에 의하여 연결된다. 참조부호 14001, 14002, 14003은 각각 액체 저장부, 액체 전달 수단, 및 액체를 가열하는 가열 요소를 표시한다. 액체 저장부(14001)는 개별적으로 교체가능한 카트리지 형태일 수 있다. 액체 저장부(14001)는 액체를 보충할 수 있는 구조를 가질 수도 있다. 증기화기(14000)는 전체적으로 교체 가능한 카트리지 형태일 수도 있다. 주류연 통로(57)는, 사용자가 궐련(20000)을 입으로 물어 빨아들이는 동작(퍼프 동작)에 의해 외부 공기가 궐련(20000)으로 유입될 수 있도록, 궐련(20000)의 제1단부(20001)와 외부를 연결한다. 외부 공기는 케이스(10001)에 마련된 에어 벤트(10002)를 통하여 케이스(10001) 내부로 흡입된다. 공기는 증기화기(14000)를 통과한다. 증기화기(14000)를 통과한 공기에는 액체가 무화되어 생성되는 에어로졸이 포함된다. 증기화기(14000)를 통과한 공기는 주류연 통로(57)를 통하여 궐련(20000)의 제1단부(20001), 즉 필터 로드(22000)의 반대쪽 단부로 인입된다. 궐련(20000)의 제1단부(20001)는 케이스(10001)의 내부에 위치된 단부이다. 공기는 담배 로드(21000), 필터 로드(22000)를 통과하여 제2단부(20002)를 통하여 흡연자에게 흡입된다.
본 실시예의 에어로졸 생성 장치(10000)는 압력 감지 통로(58)를 구비한다. 압력 감지 통로(58)는 압력 감지 센서(60)가 사용자가 궐련(20000)을 입으로 물어 빨아들이는 동작(퍼프 동작)에 의해 생성된 공기의 압력인 흡입 압력을 감지할 수 있도록, 궐련(20000)와 제1단부(20001)와 압력 감지 센서(60)를 연결한다. 압력 감지 통로(58)는 주류연 통로(57)와 독립적으로 형성된다. 압력 감지 통로(58)와 주류연 통로(57)가 서로 독립적으로 분리되게 설치됨으로써, 압력 감지 센서(60) 측으로 액체(누액)가 유입되는 것을 차단할 수 있다.
압력 감지 통로(58)의 직경은 주류연 통로(57)의 직경보다 작게 설정될 수 있다. 또한, 압력 감지 센서(60)를 둘러싸는 공간을 통해 궐련(20000) 측으로 공기가 흐를 때의 공기흐름 저항(압력 감지 통로(58)에서의 흡입 저항)이 주류연 통로(57)를 흐르는 공기의 흐름 저항(주류연 기류의 흡입 저항)보다 크게 설정됨으로써 에어로졸의 흐름을 원활히 함과 동시에 흡입 압력을 정밀하게 측정할 수 있다.
케이스(10001) 내부에는 압력 감지 센서(60)를 수용하는 수용부(56)가 마련될 수 있다. 압력 감지 센서(60)와 수용부(56)의 사이에는 고무와 같은 유연성 재질의 소재를 가지며 압력 감지 센서(60)의 적어도 일부를 둘러싸며 압력 감지 센서(60)를 보호하는 보호막(55)이 설치될 수 있다.
이하, 주류연 통로(57)와 압력 감지 통로(58)의 구성을 상세히 설명한다.
압력 감지 통로(58)와 주류연 통로(57)는 분리되어, 서로 독립적이다. 주류연 통로(57)의 내측 단부(57-1)는 궐련(20000)의 제1단부(20001)와 연통된다. 압력 감지 통로(58)는 제1단부(58-1)와 제2단부(58-2)를 구비할 수 있다. 제1단부(58-1)는 궐련(20000)의 제1단부(20001)와 연통된다. 예를 들어, 압력 감지 통로(58)의 제1단부(58-1)는 궐련(20000)의 제1단부(20001)에 가까이 위치될 수 있으며, 궐련(20000)의 제1단부(20001)에 접촉될 수도 있다. 주류연 통로(57)의 내측 단부(57-1)는 압력 감지 통로(58)의 제1단부(58-1)로부터 이격된다. 압력 감지 통로(58)는 주류연 통로(57)의 연장방향으로 연장된다. 압력 감지 통로(58)는 궐련(20000)의 연장방향으로 연장된다. 압력 감지 통로(58)는 압력 감지 센서(60)와 연결되는 압력 감지 구멍을 구비한다. 도 4에 도시된 실시예에서는 압력 감지 통로(58)의 제2단부(58-2)가 개방 단부이며, 압력 감지 센서(60)에 연결된다. 따라서, 도 4a에 도시된 실시예에서는 압력 감지 통로(58)의 제2단부(58-2)가 압력 감지 구멍으로서 기능한다. 도 4a에 도시된 실시예에서는, 압력 감지 센서(60)와 수용부(56)의 내벽과의 사이에 개재되어 공기 누출을 막는 보호막(55)에 압력 감지 센서(60)를 노출시키는 통공(55-1)이 마련되고, 압력 감지 구멍, 다시 말하면 제2단부(58-2)는 통공(55-2)에 연결된다. 이와 같은 구성에 의하여, 주류연 통로(57)로부터 독립적인 압력 감지 통로(58)가 구현될 수 있다.
외부 공기가 증기화기(14000)를 통과하면, 주류연과 함께 에어로졸이 주류연 통로(57)로 유입된다. 에어로졸은 주류연 통로(57) 내부에서 부분적으로 액화될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 압력 감지 통로(58)와 주류연 통로(57)가 서로 독립적이므로, 에어로졸 또는 에어로졸이 액화된 액적이 압력 감지 통로(58)로 유입되지 않는다. 따라서, 에어로졸 또는 에어로졸이 액화된 액적에 의한 압력 감지 센서(60)의 고장 또는 압력 감지 에러 가능성을 줄일 수 있다.
도 5와 도 6은 주류연 통로(57)와 압력 감지 통로(58)의 배치의 예를 보여주는 도면들이다. 도 4a와 도 5 및 도 6을 참조하면, 주류연 통로(57)의 단면적은 궐련(20000)의 단면적의 15%~70% 정도일 수 있다. 주류연 통로(57)의 단면적이 궐련(20000)의 단면적의 약15%보다 작으면, 과도한 흡입 저항이 형성되어 충분한 양의 공기가 흡입되지 않을 수 있으며, 에어로졸의 흡입량이 작아서 사용자에게 충분한 향미를 제공하기 어려울 수 있으며, 에어로졸이 주류연 통로(57) 내에서 액화될 가능성이 커질 수 있다. 주류연 통로(57)의 단면적이 궐련(20000)의 단면적의 15%~70% 정도일 때에 충분한 양의 공기와 에어로졸이 흡입될 수 있다. 또한, 주류연 통로(57)의 단면적이 궐련(20000)의 단면적의 15%~70% 정도일 때에 주류연 통로(57) 내에서 에어로졸의 액화가 최소화될 수 있다.
궐련(20000)의 제1단부(20001)는 스토퍼(54)에 의하여 지지된다. 궐련(20000)을 지지할 수 있는 스토퍼(54)의 최대 단면적은 궐련(20000)의 단면적에서 주류연 통로(57)의 단면적과 압력 감지 통로(58)의 단면적을 뺀 값이다. 주류연 통로(57)의 단면적은 압력 감지 통로(58)의 단면적에 비하여 충분히 크므로, 스토퍼(54)의 단면적은 주류연 통로(57)의 단면적에 의존된다. 스토퍼(54)의 단면적은 궐련(20000)의 제1단부(20001)를 안정적으로 지지할 수 있도록 설정된다. 주류연 통로(57)의 단면적이 궐련(20000)의 단면적의 약70%보다 크면, 궐련(20000)의 제1단부(20001)를 안정적으로 지지할 수 있는 스토퍼(54)의 단면적이 확보되기 어렵다. 따라서, 주류연 통로(57)의 단면적이 궐련(20000)의 단면적의 약70% 이하로 할 수 있다.
압력 감지 통로(58)의 단면적은 주류연 통로(57)의 단면적보다 작다. 이와 같은 구성에 의하면, 압력 감지 통로(58)에서의 흡입 저항이 주류연 통로(57)에서의 흡입 저항보다 커서, 흡입 압력이 정밀하게 측정될 수 있으며, 주류연 통로(57)를 통한 공기와 에어로졸의 흐름을 원활히 할 수 있다.
압력 감지 통로(58)의 제1단부(58-1)는 궐련(20000)의 제1단부(20001)와 연통된다. 따라서, 궐련(20000) 내부의 구성물질, 예를 들어 에어로졸 생성물질 또는 에어로졸 생성물질을 수용하는 수용체가 궐련(20000)으로부터 분리되어 압력 감지 통로(58)를 막을 수 있다. 또한, 궐련(20000)이 케이스(10001)로부터 제거된 상태에서 외부로부터 유입된 이물질에 의하여 압력 감지 통로(58)가 막힐 가능성이 있다.
흡입 압력의 측정 감도의 확보와 압력 감지 통로(58)의 막힘 방지를 감안하여, 압력 감지 통로(58)의 단면적은 2 mm2 이상으로 할 수 있다. 또한, 압력 감지 통로(58)의 갯수를 둘 이상으로 함으로써, 일부 압력 감지 통로(58)가 일시적으로 또는 영구적으로 막히더라도 안정적으로 흡입 압력이 측정, 감지될 수 있다. 도 5과 도 6에는 세 개의 압력 감지 통로(58)가 도시되어 있으나, 필요에 따라서는 두 개 또는 네 개 이상의 압력 감지 통로(58)가 마련될 수도 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 보호막(55)에는 다수의 압력 감지 통로(58) 각각에 대응되는 다수의 통공(55-1)이 마련될 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 보호막(55)에는 다수의 압력 감지 통로(58) 전체에 대응되는 장공 형태의 통공(55-1)이 마련될 수도 있다.
도 5와 도 6에서 압력 감지 통로(58)와 주류연 통로(57)의 단면 형상은 원형으로 도시되어 있으나, 압력 감지 통로(58)와 주류연 통로(57)의 단면 형상이 반드시 원형일 필요는 없다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 도 4a와 도 5 및 도 6에 도시된 압력 감지 통로(58)와 주류연 통로(57)의 구조 및 압력 감지 센서(60)의 배치 구조는 도 2에 도시된 에어로졸 생성 장치(10000)에도 적용될 수 있다.
압력 감지 통로(58)와 압력 감지 센서(60)의 배치 형태는 다양할 수 있다. 도 7a는 에어로졸 생성 장치(10000)의 일 실시예의 개략적인 구성도이다. 도 7a를 참조하면, 압력 감지 통로(58)의 제1단부(58-1)는 궐련(20000)의 제1단부(20001)와 연통된다. 압력 감지 통로(58)는 주류연 통로(57)의 연장방향으로 연장된다. 압력 감지 통로(58)는 궐련(20000)의 연장방향으로 연장된다. 압력 감지 통로(58)의 제2단부(58-2)는 막힌 단부이다. 제1단부(58-1)와 제2단부(58-2) 사이에 압력 감지 구멍(58-3)이 마련된다. 압력 감지 구멍(58-3)은 압력 감지 센서(60)와 연결된다. 도 7a에 도시된 실시예에서, 압력 감지 센서(60)와 수용부(56)의 내벽과의 사이에 개재되어 공기 누출을 막는 보호막(55)에 압력 감지 센서(60)를 노출시키는 통공(55-1)이 마련되고, 압력 감지 구멍(58-3)은 통공(55-2)에 연결된다.
이와 같은 구성에 의하면, 압력 감지 통로(58)로 이물질이나 액체가 유입되더라도 이물질이나 액체가 제2단부(58-2) 쪽으로 흘러가므로, 이물질이나 액체에 의한 압력 감지 센서(60)의 고장 또는 압력 감지 에러 가능성을 줄일 수 있다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 도 7a에 도시된 압력 감지 통로(58)와 주류연 통로(57)의 구조 및 압력 감지 센서(60)의 배치 구조는 도 2에 도시된 에어로졸 생성 장치(10000)에도 적용될 수 있다.
도 8a는 에어로졸 생성 장치(10000)의 일 실시예의 개략적인 구성도이다. 도 8a를 참조하면, 압력 감지 통로(58)는 주 통로(58a)와 분기 통로(58b)를 구비한다. 주 통로(58a)의 제1단부(58-1)는 궐련(20000)의 제1단부(20001)와 연통된다. 주 통로(58a)는 주류연 통로(57)의 연장방향으로 연장된다. 주 통로(58a)는 궐련(20000)의 연장방향으로 연장된다. 주 통로(58a)의 제2단부(58-2)는 막힌 단부이다. 분기 통로(58b)는 제1단부(58-1)와 제2단부(58-2) 사이에 분기된다. 분기 통로(58b)는 궐련(20000)의 제1단부(20001) 쪽으로 비스듬하게 연장된다. 압력 감지 구멍(58-3)은 분기 통로(58-4)의 단부에 마련된다. 압력 감지 구멍(58-3)은 압력 감지 센서(60)와 연결된다. 도 8a에 도시된 실시예에서, 압력 감지 센서(60)와 수용부(56)의 내벽과의 사이에 개재되어 공기 누출을 막는 보호막(55)에 압력 감지 센서(60)를 노출시키는 통공(55-1)이 마련되고, 압력 감지 구멍(58-3)은 통공(55-2)에 연결된다.
이와 같은 구성에 의하면, 주 통로(58a)로 이물질이나 액체가 유입되더라도 이물질이나 액체가 제2단부(58-2) 쪽으로 흘러가므로, 이물질이나 액체에 의한 압력 감지 센서(60)의 고장 또는 압력 감지 에러 가능성을 줄일 수 있다. 분기 통로(58b)에 의하여 압력 감지 센서(60)가 주 통로(58a)로부터 이격되어 있기 때문에 이물질이나 액체에 의한 압력 감지 센서(60)의 오염 가능성을 더욱 줄일 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10000)는 궐련(20000)이 중력 방향의 위쪽을 향하도록 세워진 생태에서 사용된다. 에어로졸 생성 장치(10000)의 통상의 사용 상태에서 이물질이나 액체가 압력 감지 센서(60)에 도달되기 위하여는 중력을 거슬러서 분기 통로(58b)를 따라 이동되어야 한다. 따라서, 분기 통로(58b)가 궐련(20000)의 제1단부(20001) 쪽으로 비스듬하게 연장된 구조에 따르면, 이물질이나 액체에 의한 압력 감지 센서(60)을 오염시킬 가능성이 더욱 줄어들 수 있다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 도 8a에 도시된 압력 감지 통로(58)와 주류연 통로(57)의 구조 및 압력 감지 센서(60)의 배치 구조는 도 2에 도시된 에어로졸 생성 장치(10000)에도 적용될 수 있다.
전술한 실시예들에서는 압력 감지 센서(60)가 케이스(10001) 내부에서 공기의 흐름 방향을 기준으로 하여 궐련(2000)의 제1단부(20001)의 상류측에 위치된다. 압력 감지 센서(60)는 궐련(2000)의 제1단부(20001)의 하류측에 위치될 수도 있다.
도 9a는 에어로졸 생성 장치(10000)의 일 실시예의 개략적인 구성도이다. 도 9a를 참조하면, 압력 감지 통로(58)의 제1단부(58-1)는 궐련(20000)의 제1단부(20001)와 연통된다. 압력 감지 통로(58)는 궐련(20000)의 길이 방향으로 "U"자 형상이다. 다시 말하면, 압력 감지 통로(58)는 궐련(20000)의 제1단부(20001)로부터 궐련(20000)의 상류측으로 연장되다가 방향을 바꾸어 하류측으로 연장된다. 압력 감지 통로(58)의 제2단부(58-2)는 궐련(20000)의 제1단부(20001)의 하류측에 위치되며 개방 단부이다. 따라서, 제2단부(58-2)는 압력 감지 구멍으로서 기능한다. 제2단부(58-2)는 압력 감지 센서(60)와 연결된다. 도 9a에 도시된 실시예에서, 압력 감지 센서(60)와 수용부(56)의 내벽과의 사이에 개재되어 공기 누출을 막는 보호막(55)에 압력 감지 센서(60)를 노출시키는 통공(55-1)이 마련되고, 제2단부(58-2)는 통공(55-2)에 연결된다.
이와 같은 구성에 의하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 궐련(20000)이 중력 방향의 위쪽을 향하도록 세워진 생태에서 사용된다. 에어로졸 생성 장치(10000)의 통상의 사용 상태에서 이물질이나 액체가 압력 감지 센서(60)에 도달되기 위하여는 중력을 거슬러서 압력 감지 통로(58)를 따라 이동되어야 한다. 따라서, 이물질이나 액체에 의한 압력 감지 센서(60)을 오염시킬 가능성이 더욱 줄어들 수 있다.
도 9b에 도시된 바와 같이, 도 9a에 도시된 압력 감지 통로(58)와 주류연 통로(57)의 구조 및 압력 감지 센서(60)의 배치 구조는 도 2에 도시된 에어로졸 생성 장치(10000)에도 적용될 수 있다.
히터(13000)는 궐련(20000)의 단부를 통하여 궐련(20000)의 내부로 삽입될 수도 있다. 도 10은 에어로졸 생성 장치(10000)의 일 실시예의 개략적인 구성도이다. 도 10을 참조하면, 도 11, 도 12, 및 도 13은 주류연 통로(57)와 압력 감지 통로(58)의 배치의 예를 보여주는 도면들이다.
도 10, 도 11, 도 12, 및 도 13을 참조하면, 궐련(20000)을 가열하기 위한 히터(13000)가 궐련(2000)의 제1단부(20001)에 삽입될 수 있는 침 형상(needle shape)이다. 본 실시예의 압력 감지 통로(58)와 주류연 통로(57)의 구조는 도 8a에 도시된 형태와 유사하다. 압력 감지 통로(58)는 주류연 통로(57)와 독립적으로 형성되어, 궐련(20000)의 제1단부(20001)와 압력 감지 센서(60)를 연결한다.
히터(13000)와 주류연 통로(57)의 배치 형태는 다양할 수 있다. 주류연 통로(57)는 히터(13000)를 적어도 부분적으로 에워쌀 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 히터(13000)를 궐련(20000)의 중심부 또는 중심부에 가까운 위치에 위치시킬 수 있으며, 주류연 통로(57)의 단면적을 가능한 한 크게 확보할 수 있다.
예를 들어, 도 11을 참조하면, 히터(13000)는 궐련(20000)이 중심부에 위치될 수 있다. 주류연 통로(57)는 히터(13000)를 부분적으로 에워싸는 형태일 수 있다. 압력 감지 통로(58)는 주류연 통로(57)와 독립적으로 위치될 수 있다.
예를 들어, 도 12를 참조하면, 히터(13000)는 궐련(20000)이 중심부로부터 일측으로 편위된 위치에 될 수 있다. 주류연 통로(57)는 히터(13000)를 전체적으로 에워싸는 형태일 수 있다. 압력 감지 통로(58)는 주류연 통로(57)와 독립적으로 위치될 수 있다.
도 13을 참조하면, 히터(13000)는 궐련(20000)의 중심부에 위치될 수 있다. 주류연 통로(57)는 히터(13000)를 전체적으로 에워싸는 형태일 수 있다. 압력 감지 통로(58)는 주류연 통로(57)와 독립적으로 위치될 수 있다.
도 10 내지 도 13에 도시된 에어로졸 생성 장치(10000)의 구조는 도 2, 도 4a, 4b, 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b에 도시된 에어로졸 생성 장치(10000)에도 적용될 수 있다.
전술한 압력 감지 통로(58)가 주류연 통로(57)로부터 독립적인 구조의 실시예들은 증기화기(14000)가 채용되지 않고 주류연 통로(57)가 외부와 직접 연결된 비연소식 흡연 장치에도 적용될 수 있다. 압력 감지 통로(58)가 주류연 통로(57)로부터 독립되어 있으므로, 측정 압력이 주류연 압력의 영향을 덜 받을 수 있다. 따라서, 퍼프 동작에 의하여 형성되는 흡입 압력의 측정 감도가 향상될 수 있으며, 흡입 압력이 정밀하게 측정될 수 있다.
도 14는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 단면도이고, 도 15는 도 14에 나타난 에어로졸 생성 장치의 일부 구성요소들의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분해도이다.
도 14 및 도 15에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(10000)는 외관을 형성하며 궐련(20000)이 삽입될 수 있는 케이스(10001)와, 케이스(10001)에 배치되어 케이스(10001)에 삽입된 궐련(20000)을 가열하는 히터(13000)와, 궐련(20000)의 제1단부(20001)와 외부를 연결하는 주류연 통로(57)와, 궐련(20000)을 통과하도록 흡입되는 공기의 압력의 변화를 감지하는 압력 감지 센서(60)를 포함한다.
케이스(10001)의 내부에는 궐련(20000)의 제1단부(20001)를 지지하는 궐련 지지부(70)가 배치된다. 궐련 지지부(70)는 궐련(20000)의 제1단부(20001)가 삽입되는 궐련 지지 구멍(59)을 포함한다. 궐련 지지부(70)는 내부에 관통하도록 형성되는 주류연 통로(57)를 포함한다. 궐련 지지부(70)는 주류연 통로(57)의 일부를 궐련 지지부(70)의 외부로 노출시키는 압력 감지용 구멍(75)을 포함한다. 압력 감지 센서(60)는 압력 감지용 구멍(75)에 배치된다.
본 실시예의 에어로졸 생성 장치(10000)에서는, 증기화기(14000)에 의해 생성된 에어로졸이 궐련(20000)을 통과하여 사용자에게 전달된다. 증기화기(14000)와 궐련(20000)은 주류연 통로(57)에 의하여 연결된다. 참조부호 14001, 14002, 14003은 각각 액체 저장부, 액체 전달 수단, 및 액체를 가열하는 가열 요소를 표시한다. 액체 저장부(14001)는 개별적으로 교체가능한 카트리지 형태일 수 있다. 액체 저장부(14001)는 액체를 보충할 수 있는 구조를 가질 수도 있다. 증기화기(14000)는 전체적으로 교체 가능한 카트리지 형태일 수도 있다.
주류연 통로(57)는, 사용자가 궐련(20000)을 입으로 물어 빨아들이는 동작(퍼프 동작)에 의해 외부 공기가 궐련(20000)으로 유입될 수 있도록, 궐련(20000)의 제1단부(20001)와 외부를 연결한다. 외부 공기는 증기화기(14000)에 마련된 에어 벤트(10002)를 통하여 케이스(10001)의 내부로 흡입된다. 공기는 증기화기(14000)를 통과한다. 증기화기(14000)를 통과한 공기에는 액체가 무화되어 생성되는 에어로졸이 포함된다. 증기화기(14000)를 통과한 공기는 주류연 통로(57)를 통하여 궐련(20000)의 제1단부(20001)로 인입된다. 궐련(20000)의 제1단부(20001)는 케이스(10001)의 내부에 위치된 단부이다. 공기는 궐련(20000)을 통과하여 제2단부(20002)를 통하여 흡연자에게 흡입된다.
압력 감지 센서(60)는 궐련 지지부(70)의 외측에 배치되는 회로기판(67)에 장착된다. 회로기판(67)은 강성의 재질이나 유연성의 재질로 제작된 인쇄회로기판(printed circuit board)이며, 압력 감지 센서(60)에 전기를 공급하고 압력 감지 센서(60)가 생성한 감지 신호를 제어부(12000)로 전달하는 기능을 수행할 수 있다.
회로기판(67)이 볼트(68)에 의해 궐련 지지부(70)의 외측에 결합되면, 회로기판(67)에 장착된 압력 감지 센서(60)가 압력 감지용 구멍(75)에 배치됨으로써 압력 감지 센서(60)가 주류연 통로(57)의 내부로 노출된다.
압력 감지 센서(60)와 압력 감지용 구멍(75)의 사이에는 보호막(55)이 배치된다. 보호막(55)은 압력 감지 센서(60)를 주류연 통로(57)로 노출시키는 통공(55-1)을 포함한다. 궐련 지지부(70)는 압력 감지용 구멍(75)의 가장자리를 따라 확장됨으로써 보호막(55)을 지지하는 단턱(76)을 포함한다.
보호막(55)은 고무나 유연성 플라스틱이나 스펀지와 같은 탄성 소재로 제작되며, 압력 감지 센서(60)의 적어도 일부를 둘러싸서 압력 감지 센서(60)를 보호하고 압력 감지 센서(60)와 주류연 통로(57)의 사이의 연결 부위를 통해 공기나 액체가 누출되지 않도록 밀봉하는 기능을 수행한다.
보호막(55)이 탄성을 가지므로 회로기판(67)이 볼트(68)에 의해 궐련 지지부(70)에 결합되면서 회로기판(67)이 궐련 지지부(70)를 향하여 가압되면, 보호막(55)이 가압되며 변형됨으로써 압력 감지 센서(60)와 압력 감지용 구멍(75)의 연결 부위를 긴밀하게 밀봉할 수 있다.
상술한 바와 같이 압력 감지 센서(60)는 주류연 통로(57)의 일부를 궐련 지지부(70)의 외부로 노출시키는 압력 감지용 구멍(75)에 배치되므로 사용자가 궐련(20000)을 입으로 물어 빨아들이는 동작(퍼프 동작)에 의해 생성된 공기의 압력인 흡입 압력을 감지할 수 있다.
압력 감지 센서(60)가 주류연 통로(57)와 직접 연결되게 배치되는 구조로 인하여, 압력 감지 센서(60)가 주류연 통로(57)를 통과하여 흡입되는 공기의 변화를 더욱 정확하게 감지할 수 있어서 감지 동작의 오류 가능성을 줄일 수 있다.
또한 압력 감지 센서(60)가 주류연 통로(57)에 직접 연결되게 배치되는 구조로 인하여 압력 감지 센서(60)가 배치된 부분에 액적이 축적되는 현상을 최소화할 수 있다.
또한 압력 감지 센서(60)가 압력 감지용 구멍(75)을 통해 주류연 통로(57)로 직접 노출되게 배치되므로, 압력 감지 센서(60)가 배치된 위치에 더 쉽게 접근하여 편리하게 청소 작업을 실시할 수도 있다. 즉 증기화기(14000)가 교체가능한 카트리지 형태로 제작된 경우에는 케이스(10001)로부터 증기화기(14000)를 분리한 후 주류연 통로(57)를 청소할 수 있는데, 주류연 통로(57)로 직접 노출되는 압력 감지 센서(60)에 쉽게 접근할 수 있어서 청소 작업을 편리하게 실시할 수 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
54: 스토퍼 55: 보호막
55-1: 통공 56: 수용부
57: 주류연 통로 58: 압력 감지 통로
58a: 주 통로 58b: 분기 통로
58-3: 압력 감지 구멍 60: 압력 감지 센서
10000: 에어로졸 생성 장치 10001: 케이스
10002: 에어 벤트 10003: 삽입부
11000: 배터리 12000: 제어부
13000: 히터 14000: 증기화기
14001: 액체 저장부 14002: 액체 전달 수단
14003: 가열 요소

Claims (24)

  1. 궐련이 삽입될 수 있는 케이스;
    상기 케이스에 배치되어 상기 케이스에 삽입된 상기 궐련을 가열하는 히터;
    액체로부터 에어로졸을 생성하는 증기화기;
    상기 증기화기에서 생성된 에어로졸을 상기 궐련의 단부로 전달하는 주류연 통로; 및
    상기 주류연 통로와 독립적으로 형성되어 상기 궐련의 단부에 연결되는 압력 감지 통로 또는 상기 주류연 통로의 압력 감지용 구멍에 배치되어 상기 궐련을 통과하도록 흡입되는 공기의 압력의 변화를 감지하는 압력 감지 센서;를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주류연 통로의 단면적은 상기 궐련의 단면적의 15% 이상인, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 주류연 통로의 단면적은 상기 궐련의 단면적의 70% 이하인, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 압력 감지 통로는 두 개 이상인, 에어로졸 생성 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 압력 감지 통로의 단면적은 2 mm2 이상이고, 상기 주류연 통로의 단면적보다 작은, 에어로졸 생성 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 케이스 내에는 상기 압력 감지 센서를 수용하는 수용부가 마련되며,
    상기 수용부와 상기 압력 감지 센서 사이에는 공기의 누출을 막는 보호막이 개재되며,
    상기 보호막에는 상기 압력 감지 센서를 노출시키고, 두 개 이상의 상기 압력 감지 통로와 각각 연결되는 두 개 이상의 통공이 마련된, 에어로졸 생성 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 케이스 내에는 상기 압력 감지 센서를 수용하는 수용부가 마련되며,
    상기 수용부와 상기 압력 감지 센서 사이에는 공기의 누출을 막는 보호막이 개재되며,
    상기 보호막에는 상기 압력 감지 센서를 노출시키고, 상기 압력 감지 통로와 연결된 통공이 마련된, 에어로졸 생성 장치.
  9. 제1항, 또는 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 감지 센서는 상기 궐련의 단부를 기준으로 하여 상류측에 위치되는 에어로졸 생성 장치.
  10. 제1항, 또는 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 감지 센서는 상기 궐련의 단부를 기준으로 하여 하류측에 위치되는 에어로졸 생성 장치.
  11. 제1항, 또는 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 감지 통로는,
    상기 궐련의 연장 방향으로 연장되며,
    상기 궐련의 단부에 연통된 제1단부와 상기 제1단부의 반대쪽인 제2단부를 구비하며,
    상기 제2단부는 상기 압력 감지 센서에 연결된 개방 단부인 에어로졸 생성 장치.
  12. 제1항, 또는 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 감지 통로는,
    상기 궐련의 연장 방향으로 연장되며,
    상기 궐련의 단부에 연통된 제1단부와 상기 제1단부의 반대쪽인 제2단부를 구비하며,
    상기 제2단부는 닫힌 단부이며,
    상기 제1단부와 상기 제2단부 사이에 상기 압력 감지 센서에 연결되는 압력 감지 구멍이 마련된 에어로졸 생성 장치.
  13. 제1항, 또는 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 감지 통로는,
    상기 궐련의 연장 방향으로 연장된 주 통로;
    상기 주 통로로부터 분기되어 그 단부에 상기 압력 감지 센서와 연결되는 압력 감지 구멍이 마련된 분기 통로;를 포함하는 에어로졸 생성 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 분기 통로는 상기 궐련의 단부를 향하여 비스듬하게 연장된 에어로졸 생성 장치.
  15. 제1항, 또는 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 감지 통로는 상기 궐련의 길이 방향으로 "U"자 형상인 에어로졸 생성 장치.
  16. 삭제
  17. 제1항에 있어서,
    상기 히터는 상기 궐련의 외주를 감싸는, 에어로졸 생성 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 히터는 상기 궐련의 단부를 통하여 상기 궐련의 내부로 삽입되는, 에어로졸 생성 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 주류연 통로는 상기 히터를 적어도 부분적으로 에워싸는, 에어로졸 생성 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 궐련의 상기 단부를 지지하는 궐련 지지부를 더 포함하고,
    상기 주류연 통로는 상기 궐련 지지부의 내부를 관통하도록 형성되는 에어로졸 생성 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 궐련 지지부의 외측에 배치되는 회로기판을 더 포함하며, 상기 압력 감지 센서는 상기 회로기판에 장착되는, 에어로졸 생성 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 압력 감지 센서의 적어도 일부를 둘러싸도록 상기 압력 감지 센서와 상기 압력 감지용 구멍의 사이에 배치되는 보호막을 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 보호막은 탄성을 가져 상기 회로기판이 상기 궐련 지지부에 결합되면 상기 보호막이 상기 궐련 지지부에 대해 가압되어 변형되는, 에어로졸 생성 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 궐련 지지부는 상기 보호막을 지지하도록 상기 압력 감지용 구멍의 가장자리에 형성되는 단턱을 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
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