KR102447360B1 - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 케이스; 상기 케이스의 내부에 상기 케이스의 길이 방향을 따라 이동하도록 설치되며 궐련을 수용하는 수용공간을 구비하는 용기; 전방 단부가 상기 용기의 수용공간으로 삽입되도록 상기 케이스의 내부에 배치되며 전기가 인가되면 상기 궐련을 가열하는 히터; 상기 용기를 케이스에 대해 탄성적으로 지지하는 탄성 지지부; 및 궐련의 삽입 유무를 감지하여 히터에 전기를 인가하는 스위치;를 구비하는 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.

Description

에어로졸 생성 장치{Aerosols generating apparatus}
본 발명은 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
에어로졸 생성 장치는 새로운 방식의 흡연용 장치로서, 전통적인 담배를 대체하는 새로운 시장을 형성하고 있다. 에어로졸 생성 장치에는 액체 상태의 담배를 기화시키는 액체 니코틴 기화장치나 궐련을 가열하여 훈증 방식으로 흡연용 기체를 발생시키는 에어로졸 발생장치 등이 포함된다.
전기를 이용하여 궐련을 가열하는 히터를 구비한 에어로졸 생성 장치를 사용할 때에는 히터에 의해 가열됨으로써 흡연용 기체를 발생시킨 궐련을 에어로졸 생성 장치에서 분리하여 폐기한 후 새로운 궐련을 에어로졸 생성 장치에 삽입할 수 있다.
한국 등록특허 제10-1667124호는 궐련을 가열하여 흡연용 기체를 발생시키는 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 에어로졸 생성 장치에 궐련을 삽입하는 동작이나 에어로졸 생성 장치로부터 궐련을 분리하는 동작을 보조하는 홀더(holder)의 구조를 설명한다.
사용자가 이러한 구조의 에어로졸 생성 장치를 사용할 때에는 흡연시에 에어로졸 생성 장치의 외부로 추출되는 홀더에 궐련을 삽입하여 홀더와 궐련을 에어로졸 생성 장치로 밀어 넣는 동작을 실시한 후, 가열을 시작하기 위해 가열 버튼을 누르는 예비 동작이 필요하다. 또한, 정해진 가열 시간 전에 흡연을 종료하기 위해서는 궐련 제거시 가열 버튼을 눌러야 가열이 종료되며, 버튼을 누르지 않을 경우 내부 타이머에 의해 정해진 가열 시간 동안 계속 가열이 된다.
상기와 같이 종래의 에어로졸 생성 장치는 궐련의 삽입 유무를 판별하지 못하므로 가열의 시작 및 종료를 위하여 가열 버튼을 누르는 동작이 필요하다. 또한, 궐련이 미삽입되는 경우에도 사용자 부주의로 인해 가열 버튼이 눌러져 가열이 될 수 있고, 가열 종료 버튼을 누르지 않을 경우 히터는 계속해서 가열이 되어 불필요한 배터리 소모에 대한 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1667124호
상술한 바와 같이 종래의 에어로졸 생성 장치의 문제점을 해결하고자,
본 발명은 궐련의 삽입 유무를 감지하여 궐련 삽입시 히터가 가열되며, 궐련 제거시 히터의 가열이 종료되는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 케이스;
상기 케이스의 내부에 상기 케이스의 길이 방향을 따라 이동하도록 설치되며 궐련을 수용하는 수용공간을 구비하는 용기;
전방 단부가 상기 용기의 수용공간으로 삽입되도록 상기 케이스의 내부에 배치되며 전기가 인가되면 상기 궐련을 가열하는 히터;
상기 용기를 케이스에 대해 탄성적으로 지지하는 탄성 지지부; 및
궐련의 삽입 유무를 감지하는 스위치;를 구비하는 에어로졸 생성 장치를 제공한다.
본 발명의 에어로졸 생성 장치는 궐련의 삽입 유무를 감지하여 히터를 자동 가열 또는 가열 종료할 수 있어 가열 버튼을 누르는 예비 동작이 필요하지 않아 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있으며, 사용자 부주의에 의해 가열 버튼이 눌러지는 동작을 예방할 수 있어 불필요한 배터리 소모를 감소시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 작동 상태를 예시적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입되지 않은 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입되지 않은 상태를 도시한 단면도이다.
도 4는 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입되기 위한 작동상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 궐련이 삽입되기 위한 작동상태 또는 궐련이 제거되기 위한 작동상태의 에어로졸 생성 장치의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 6은 궐련이 삽입되기 위한 작동상태 또는 궐련이 제거되기 위한 작동상태의 에어로졸 생성 장치의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 7은 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입되지 않은 상태를 도시한 단면도이다.
도 8은 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입되지 않은 상태를 도시한 단면도이다.
도 9는 도 7 및 8에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 10은 도 9에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 작동상태를 도시한 단면도이다.
도 11은 에어로졸 생성 장치의 일 예를 도시한 구성도이다..
도 12 및 13은 홀더의 일 예를 여러 측면에서 도시한 도면들이다.
도 14는 크래들의 일 예를 도시한 구성도이다.
이하, 본 발명을 보다 자세히 설명한다.
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.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 작동 상태를 예시적으로 도시한 사시도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입되지 않은 상태를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 케이스(10)와, 케이스(10)의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 케이스(10)의 내부에 설치되며 궐련(7)을 수용하는 수용공간(20v)을 구비하는 용기(20)와, 전방 단부(31)가 용기(20)의 수용공간(20v)에 삽입되도록 케이스(10)의 내부에 배치되며 궐련(7)을 가열하는 히터(30)와, 용기(20)를 케이스(10)에 대하여 탄성적으로 지지하는 탄성 지지부(40)와, 궐련의 삽입 유무를 감지하여 히터에 전기를 인가하는 스위치(60)를 구비한다.
케이스(10)는 에어로졸 생성 장치의 외관을 형성하며 내부에 형성된 내부공간(10v)에 여러 가지 구성요소들을 수용하고 보호하는 기능을 수행한다. 케이스(10)는 내부가 비어 있는 중공의 원통형상을 가지며, 전방 단부에 외부로 개방되어 궐련(7)이 삽입될 수 있는 개구(10i)를 구비한다. 케이스(10)는 전기와 열을 전달하지 않는 플라스틱 소재나, 표면에 플라스틱 소재가 코팅된 금속성 소재로 제작될 수 있다.
케이스(10)의 내부에는 케이스(10)의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 용기(20)가 설치된다. 궐련(7)은 원통형상으로 제작될 수 있으며 용기(20)와 케이스(10)도 궐련(7)의 형상에 대응하여 궐련(7)의 길이 방향을 따라 연장한다.
용기(20)는 내부가 비어 있는 원통형상으로 제작되며, 전방의 단부에 궐련(7)이 삽입되도록 개방되는 개구(10i)와 후방의 단부에 히터(30)의 전방 단부(31)가 통과하는 통공(20r)과 내부에 궐련(7)을 수용하는 수용공간(20v)을 구비한다.
용기(20)는 케이스(10)의 내부에 수용된 상태에서 궐련(7)을 수용하고 지지하며 궐련(7)과 함께 케이스(10)의 길이 방향을 따라 이동하는 기능을 수행한다. 따라서 용기(20)는 케이스(10)의 외부로 분리되는 것이 아니다.
케이스(10)의 내부에는 궐련(7)을 가열하는 기능을 수행하는 히터(30)가 배치된다. 히터(30)의 전방 단부(31)는 용기(20)의 통공(20r)을 통해 용기(20)의 내부로 삽입되며, 용기(20)에 궐련(7)이 수용되는 경우 히터(30)의 전방 단부(31)가 궐련(7)의 후방의 단부에 삽입된다.
용기(20)의 통공(20r)의 크기는 히터(30)의 전방 단부(31)의 두께에 대응할 수 있다. 예를 들어, 히터(30)의 전방 단부(31)가 원형의 단면을 갖는 경우 통공(20r)도 원형의 단면 형상을 갖고, 통공(20r)의 내경은 히터(30)의 전방 단부(31)의 외경에 대응하도록 형성된다. 따라서 통공(20r)의 내면은 히터(30)의 전방 단부(31)의 외측 표면에 접촉하는 상태를 유지한다.
따라서 용기(20)가 이동하는 동안 통공(20r)이 히터(30)의 전방 단부(31)의 외측 표면에 부착된 물질을 긁어내는 기능을 수행할 수 있다. 용기(20)의 통공(20r)과 히터(30)의 전방 단부(31)가 서로 접촉하며 상대적으로 움직이는 동작이 반복적으로 이루어지므로, 히터(30)의 전방 단부(31)의 표면에 내마모성 소재의 코팅층이 형성될 수 있다. 예를 들어 코팅층은 금속, 합금, 세라믹, 플라스틱, 유리 등의 소재를 포함할 수 있다.
실시예는 상술한 바와 같이 통공(20r)의 내면이 히터(30)의 전방 단부(31)의 외측 표면에 접촉하는 구성에 의해 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 통공(20r)의 크기가 히터(30)의 전방 단부(31)의 크기보다 더 크게 형성됨으로써, 통공(20r)의 내면이 히터(30)의 전방 단부(31)의 외측면으로부터 이격될 수 있다.
히터(30)의 후방 단부(32)는 전기 배선(71)을 통해 케이스(10)의 후방에 배치된 전기공급장치(72)에 전기적으로 연결된다. 케이스(10)의 후방 단부에는 전기공급장치(72)를 둘러싸는 베이스(19)가 연결된다. 히터(30)의 전방 단부(31)에 궐련(7)이 삽입된 상태에서 전기공급장치(72)의 전기가 히터(30)에 공급되면 히터(30)가 가열됨으로써 궐련(7)이 가열된다.
도 2 및 도 3은 에어로졸 생성 장치에 궐련(7)이 삽입되지 않은 상태를 도시한다. 에어로졸 생성 장치에 궐련(7)이 삽입되어 에어로졸 생성 장치가 담배 연기 발생 기능을 수행하기 위해서는 궐련(7)이 용기(20)의 후방단부의 통공(20r)의 위치까지 삽입되어야 한다. 히터(30)의 전체 길이는 약 25mm이며 히터(30)의 전방 단부(31) 중 궐련(7)에 삽입된 부분의 길이는 약 12mm이다. 이러한 상태에서는 히터(30)의 전방 단부(31)가 궐련(7)의 후방단부가 삽입되어 있으므로, 히터(30)에 전기가 공급되면 히터(30)가 궐련(7)을 가열하여 담배 연기를 발생시킬 수 있다.
케이스(10)는 히터(30)의 후방 단부(32)에 결합되어 케이스(10)에 대한 히터(30)의 위치를 고정하는 고정부(50)를 구비한다. 고정부(50)는 상단이 개방되며 내부가 빈 중공 원통형상을 가지며 내부에 용기(20)를 수용하는 공간(50v)을 구비한다. 고정부(50)는 후단에 히터(30)의 전방 단부(31)가 삽입되는 구멍(50r)을 구비한다.
히터(30)의 전방 단부(31)는 고정부(50)의 구멍(50r)을 관통한다. 히터(30)는 외측 면에 돌출되는 플랜지(30p)를 구비한다. 플랜지(30p)가 고정부(50)에 고정됨으로써 케이스(10)에 대한 히터(30)의 위치가 고정될 수 있다.
탄성 지지부(40)는 고정부(50)와 용기(20)의 사이에 배치됨으로써 용기(20)를 케이스(10)에 대해 탄성적으로 지지하는 기능을 수행한다. 도시된 실시예에서 탄성 지지부(40)는 원통형의 압축 코일 스프링으로 구현되었으나, 실시예는 탄성 지지부(40)의 예에 의해 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 탄성 지지부(40)는 액체나 기체를 이용한 압축 실린더나, 고무 등에 의해 구현될 수 있다.
용기(20)는 일측 단부에 외측으로 확장되는 확장부(20f)를 구비한다. 확장부(20f)의 내경은 궐련(7)의 외경보다 크게 형성된다. 케이스(10)는 용기(20)의 확장부(20f)의 내벽면(20w)과 궐련(7)의 외주면의 사이에 삽입되어 용기(20)의 이동 방향을 따라 직선적으로 연장하는 삽입부(10s)를 구비한다. 즉 케이스(10)의 확장부(20f)와 케이스(10)의 내벽면(20w)의 사이에 형성되는 안내공간(10g)에 용기(20)의 확장부(20f)가 삽입된 상태에서, 용기(20)가 케이스(10)의 길이 방향을 따라 직선적으로 이동할 수 있다.
용기(20)는 확장부(20f)의 외측에서 고정부(50)를 향하는 면에 형성된 지지턱(29)을 구비한다. 탄성 지지부(40)의 일단(40f)은 용기(20)의 지지턱(29)에 의해 지지되고 타단(40r)은 고정부(50)에 의해 지지된다.
스위치(60)는 스위치의 동작 신호를 받아들여 히터(30)에 전기를 인가시키는 센서(61)를 구비한다. 상기 센서(61)는 마이크로 컨트롤러 유닛(micro controller unit, MCU)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
스위치(60)는 궐련 삽입시 궐련의 삽입을 인도하는 케이스 내부, 상기 용기 내벽면(20w), 또는 상기 용기(20)의 이동완료시점에서 용기(20)의 바닥면에 의해 가압되는 위치에 설치되며, 보다 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이 고정부(50)와 용기(20) 사이에 설치되거나, 도 3에 도시된 바와 같이 삽입부(10s)에 궐련(7)의 외주면을 마주보도록 설치될 수 있다.
본 발명에서 상기 스위치(60)의 종류를 특별히 한정하지는 않으나, 예를 들어 푸쉬버튼 스위치(Push Button Switch) 또는 택트 스위치(Tack Switch) 등이 사용될 수 있다. 일 실시예로 스위치(60)가 도 2에 도시된 바와 같이 고정부(50)와 용기(20) 사이에 설치되면 푸쉬버튼 스위치를 사용할 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 삽입부(10s)에 궐련(7)의 외주면을 마주보도록 설치되면 택트 스위치를 사용할 수 있다.
상기 푸쉬버튼 스위치는 스위치가 가압될 때마다 온(on)/오프(off) 상태가 변경되는 스위치로, 스위치에 한 번 가압이 되어 온(on) 상태가 뒤면, 스위치가 다시 한번 가압되기 전까지 상기 온(on) 상태를 유지하고 있다.
상기 택트 스위치는 스위치에 가압이 계속 가해져야만 온(on) 상태가 유지되는 스위치이며, 가압이 가해지지 않을 때 오프(off) 상태가 된다.
사용자가 에어로졸 생성 장치를 사용하기 위해서는 에어로졸 생성 장치에 궐련(7)을 삽입해야 한다.
도 4는 도 2 및 도 3의 에어로졸 생성 장치에 궐련(7)을 삽입하기 위하여 사용자가 궐련(7)을 가압하는 작동상태를 나타낸다. 사용자가 에어로졸 생성 장치에 궐련(7)을 삽입하기 위하여 비어 있는 용기(20)의 수용공간(20v)에 궐련(7)을 삽입한 후 궐련(7)을 가압하면, 궐련(7)과 함께 용기(20)가 탄성 지지부(40)를 가압하며, 도 4에 도시된 것과 같이 후방을 향하여 직선적으로 이동함으로써 가압 위치로 이동한다. 궐련(7)과 용기(20)가 가압되는 동안 히터(30)는 고정부(50)에 고정된 상태를 유지하므로, 케이스(10)에 대한 히터(30)의 위치는 변하지 않고 유지된다.
도 4는 에어로졸 생성 장치에 궐련(7)을 삽입하기 위한 동작이지만, 에어로졸 생성 장치에 궐련(7)을 제거할 때에도 도 4에 도시된 것과 유사한 작동상태가 될 수 있다. 궐련(7)을 에어로졸 생성 장치에 제거하기 위해서 궐련(7)을 가압하면 궐련(7)과 함께 용기(20)가 탄성 지지부(40)를 가압하며 후방을 향하여 이동한다.
스위치(60)는 궐련(7)이 삽입되지 않은 상태이거나 궐련(7)이 제거되는 상태에서 오프(off) 상태이며, 궐련(7)이 삽입된 상태는 온(on) 상태이다. 상기 스위치(60)가 온(on) 상태이면 센서(61)가 스위치(60)의 온(on) 상태의 동작 신호를 받아들여 히터(30)에 전기를 인가하여 궐련(7)을 가열시키며, 스위치(60)가 오프(off) 상태이면 센서(61)가 스위치(60)의 오프(off) 상태의 동작 신호를 받아들여 히터(30)에 전기 인가를 중지시켜 가열을 종료시킨다.
상술한 바와 같이 상기 스위치(60)는 고정부(50)와 용기(20) 사이에 설치되거나, 삽입부(10s)에 궐련(7)의 외주면을 마주보도록 설치될 수 있다.
일 실시예로, 도 2와 같이 상기 스위치(60)가 고정부(50)와 용기(20) 사이에 배치될 경우, 궐련(7)이 삽입되지 않은 상태에서 스위치는 오프(off) 상태를 나타내며, 센서는 스위치의 오프(off) 신호를 받아들여 히터에 전기를 인가시키지 않는다. 궐련(7)을 삽입하기 위하여 궐련(7)을 가압하면, 궐련(7)과 함께 용기(20)가 탄성 지지부(40)를 가압하고, 가압된 탄성 지지부(40)가 스위치(60)를 가압한다. 스위치(60)에 가압이 가해지므로 스위치(60)는 궐련(7)의 삽입을 감지하여 온(on) 상태가 된다. 상기 온(on) 상태의 스위치(60)는 스위치(60)가 가압된 상태를 유지하고 있는 것을 의미하며, 스위치(60)가 다시 가압되기 전까지 온(on) 상태를 유지한다. 상기 스위치(60)의 온(on) 상태의 동작 신호를 센서(61)가 받아들여 히터(30)에 전기를 인가시켜 궐련(7)을 가열시킨다. 또한, 궐련(7) 제거를 위하여 다시 궐련(7)을 가압하면, 궐련(7)과 함께 용기(20)가 탄성 지지부(40)를 가압하고, 가압된 탄성 지지부(40)가 온(on) 상태의 스위치(60)를 가압한다. 온(on) 상태의 스위치(60)에 다시 가압이 가해지므로 스위치(60)는 궐련(7)의 제거를 감지하여 오프(off) 상태가 되며, 상기 스위치(60)의 오프(off) 상태의 동작 신호를 센서(61)가 받아들여 히터(30)에 전기 인가를 중지시켜 가열을 중지시킨다. 상기 궐련(7)을 제거하기 위하여 온(on) 상태의 스위치(60)를 다시 가압하여 스위치(60)를 오프(off) 상태로 하며, 상기 스위치(60)의 오프(off) 상태는 스위치(60)가 가압되지 않은 상태를 의미한다. 도 5는 궐련(7)을 삽입 또는 제거하기 위한 상태를 도시한 것으로, 스위치(60)가 가압된 상태이다.
일 실시예로, 도 3과 같이 상기 스위치(60)가 삽입부(10s)에 궐련(7)의 외주면을 마주보도록 배치될 경우 궐련(7)이 삽입되지 않은 상태에서 스위치는 오프(off) 상태를 나타내며, 센서는 스위치의 오프(off) 신호를 받아들여 히터에 전기를 인가시키지 않는다. 궐련(7)을 삽입하기 위하여 궐련(7)을 가압하면, 궐련(7)의 외주면이 삽입부(10s)에 궐련(7)의 외주면을 마주보도록 위치한 스위치(60)를 가압한다. 스위치(60)에 가압이 가해지므로 스위치(60)는 궐련(7)의 삽입을 감지하여 온(on) 상태가 된다. 상기 온(on) 상태의 스위치(60)는 궐련(7)에 의하여 스위치(60)에 계속해서 가압이 가해지고 있는 상태를 의미한다. 상기 스위치(60)의 온(on) 상태의 동작 신호를 센서(61)가 받아들여 히터(30)에 전기를 인가시켜 궐련(7)을 가열시킨다. 또한, 궐련(7)을 가압하여 궐련(7)을 제거하면, 스위치(60)에 가해진 가압이 해제되므로 스위치(60)는 궐련(7)의 제거를 감지하여 오프(off) 상태가 되며, 상기 스위치(60)의 오프(off) 상태의 동작 신호를 센서(61)가 받아들여 히터(30)에 전기 인가를 중지시켜 가열을 중지시킨다. 상기 스위치(60)의 오프(off) 상태는 스위치(60)가 가압되지 않은 상태를 의미한다. 도 6은 궐련(7)을 삽입 또는 제거하기 위한 상태를 도시한 것으로, 스위치(60)가 가압된 상태이다.
본 발명의 에어로졸 생성 장치에 포함된 스위치(60)는 궐련(7)의 삽입 유무를 감지하고, 감지된 동작 신호를 센서가 받아들여 히터에 전기를 인가시켜 가열 또는 전기 인가를 중지시켜 가열을 종료할 수 있다. 종래의 에어로졸 생성 장치는 가열을 시작하거나 종료할 때 별도의 가열 버튼을 누르는 예비 동작이 반드시 필요하였으나, 본 발명은 궐련 삽입 유무를 감지하여 히터의 가열 및 가열 종료를 자동으로 실행할 수 있어, 상기의 예비 동작이 필요하지 않아 사용성의 편의성을 증대시킬 수 있다. 또한, 사용자 부주의에 의해 가열 버튼이 눌러지는 동작을 예방할 수 있어 불필요한 배터리 소모를 감소시킬 수 있다.
궐련(7)이 히터(30)에 의해 가열되는 동안 궐련(7)에서 발생한 담배물질(잔류물)은 히터(30)와 궐련(7)의 사이의 접촉면에 응축되어 부착된다. 궐련(7)과 용기(20)가 가압됨으로써 직선 운동을 하여 도 4에 도시된 것과 같이 궐련(7)과 용기(20)가 가압 위치까지 이동하는 동안 히터(30)는 위치를 유지한다. 용기(20)는 가압 위치까지 이동함으로써 약 5mm만큼 이동한다. 이러한 작동으로 인해 궐련(7)과 히터(30)의 사이의 접촉면에 부착된 담배 물질에 의해 서로 부착된 상태를 유지하던 궐련(7)과 히터(30)의 접촉면이 쉽게 분리될 수 있다.
도 4에 도시된 상태에서 사용자가 궐련(7)과 용기(20)를 가압하지 않고 놓으면, 도 2 및 3에 도시된 것과 같이 탄성 지지부(40)의 복원력에 의해 용기(20)와 궐련(7)이 전방을 향하여 직선적으로 이동하여 도 2 및 3에 도시된 것과 같이 용기(20)가 원래의 위치인 초기 위치로 이동한다. 그 후에 사용자가 궐련(7)을 잡아서 용기(20)의 수용공간(20v)의 외부로 추출함으로써 사용된 궐련(7)을 에어로졸 생성 장치의 용기(20)로부터 완전히 분리할 수 있다.
종래의 에어로졸 생성 장치에서는 에어로졸 생성 장치에서 궐련을 분리할 때에 사용자가 에어로졸 생성 장치로부터 단순히 빼내는 방식을 이용하므로, 궐련과 히터의 사이에 존재하는 담배 물질이 히터에 부착되는 경우가 많다.
그러나 상술한 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서 궐련(7)을 에어로졸 생성 장치에서 분리하기 전에 먼저 궐련(7)과 용기(20)을 가압 위치, 즉 도 4에 도시된 것과 같이 용기(20)가 탄성 지지부(40)를 끝까지 가압하도록 하측 방향으로 이동한 위치로 이동시킬 수 있다.
용기(20)와 궐련(7)이 가압 위치까지 이동하는 동안, 히터(30)가 고정된 상태를 유지함으로써 히터(30)의 케이스(10)에 대한 위치가 변화하지 않으므로 담배 물질에 의해 고착되어 있던 히터(30)와 궐련(7)의 사이의 접촉면이 쉽게 분리될 수 있다.
또한 용기(20)와 궐련(7)이 도 4에 도시된 가압 위치까지 이동하는 동작과 가압 위치까지 이동하였던 용기(20)와 궐련(7)이 도 2 및 도 3에 도시된 초기 위치로 이동하는 동작에 의해 히터(30)의 표면에 부착되어 있던 담배 물질을 히터(30)로부터 분리하는 작용이 발생한다. 즉 용기(20)와 궐련(7)이 도 4에 도시된 가압 위치까지 도달하는 동안 궐련(7)이 히터(30)의 표면을 밀어서 히터(30)의 표면에 부착된 잔류물을 밀어내는 작용을 하고, 탄성 지지부(40)에 의해 가압되는 용기(20)가 도 2 및 도 3에 도시된 초기 위치로 다시 이동을 하는 과정에서 용기(20)와 궐련(7)이 탄성 지지부(40)의 가압력에 의해 진동을 하므로 히터(30)의 표면과 궐련(7)의 접촉면의 사이에 진동이 전달되어 히터(30)의 표면에 부착된 잔류물이 히터(30)의 표면으로부터 분리된다.
상술한 작동을 통해 히터(30)가 먼저 궐련(7)으로부터 분리된 후에 사용자가 궐련(7)을 잡아서 에어로졸 생성 장치로부터 궐련(7)을 분리할 수 있으므로, 궐련(7)과 함께 궐련(7)에 부착되어 있는 잔류물을 손쉽게 에어로졸 생성 장치의 외부로 배출시킬 수 있다.
만일, 용기(20)를 지지하는 탄성 지지부(40)가 없다면 궐련(7)을 가압하는 사용자는 궐련(7)이 용기(20)에 완전히 삽입된 것인지를 알 수가 없으므로 사용자가 무리한 힘으로 궐련(7)을 계속 가압할 수 있다.
그러나 상술한 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서는 사용자가 궐련(7)을 가압하는 동안 케이스(10)를 따라 이동하는 용기(20)에 탄성 지지부(40)에 의한 저항력이 가해진다. 따라서 사용자는 용기(20)와 궐련(7)으로부터 전달되는 저항력을 느낌으로써 궐련(7)이 용기(20)에 완전히 삽입된 것을 알 수 있다.
용기(20)와 궐련(7)을 가압하던 사용자가 궐련(7)을 놓으면, 궐련(7)과 용기(20)는 상측을 향하여 직선적으로 이동하여 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이 궐련(7)과 용기(20)는 초기 위치로 이동한다. 도 2 및 도 3에 도시된 상태에서 히터(30)가 궐련(7)을 가열함으로써 담배 연기를 발생시킨다.
도 7 및 도 8은 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 단면도이다.
도 7 및 도 8에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 케이스(110)와, 케이스(110)의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 케이스(110)의 내부에 설치되며 궐련(7)을 수용하는 수용공간(120v)을 구비하는 용기(120)와, 전방 단부(131)가 용기(120)의 수용공간(120v)에 삽입되도록 케이스(110)의 내부에 배치되며 궐련(7)을 가열하는 히터(130)와, 용기(120)를 케이스(110)에 대하여 탄성적으로 지지하는 탄성 지지부(140)를 구비한다.
케이스(110)는 에어로졸 생성 장치의 외관을 형성하며 내부에 형성된 내부공간(110v)에 여러 가지 구성요소들을 수용하고 보호하는 기능을 수행한다.
케이스(110)는 내부가 비어 있는 중공의 원통형상을 가지며, 전방 단부에 외부로 개방되어 궐련(7)이 삽입될 수 있는 개구(110i)를 구비한다. 케이스(110)는 전기와 열을 전달하지 않는 플라스틱 소재나, 표면에 플라스틱 소재가 코팅된 금속성 소재로 제작될 수 있다.
케이스(110)의 내부에는 케이스(110)의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 용기(120)가 설치된다. 궐련(7)은 원통형상으로 제작될 수 있으며 용기(120)와 케이스(110)도 궐련(7)의 형상에 대응하여 궐련(7)의 길이 방향을 따라 연장한다.
용기(120)는 내부가 비어 있는 원통형상으로 제작되며, 전방의 단부에 궐련(7)이 삽입되도록 개구되는 개구와 후방의 단부에 히터(130)의 전방 단부(131)가 통과하는 통공(120r)과 내부에 궐련(7)을 수용하는 수용공간(120v)을 구비한다.
용기(120)는 케이스(110)의 내부에 수용된 상태에서 궐련(7)을 수용하고 지지하며 궐련(7)과 함께 케이스(110)의 길이 방향을 따라 이동하는 기능을 수행한다. 따라서 용기(120)는 케이스(110)의 외부로 분리되는 것이 아니다.
케이스(110)의 내부에는 궐련(7)을 가열하는 기능을 수행하는 히터(130)가 배치된다. 히터(130)의 전방 단부(131)는 용기(120)의 통공(120r)을 통해 용기(120)의 내부로 삽입되며, 용기(120)에 궐련(7)이 수용되는 경우 히터(130)의 전방 단부(131)가 궐련(7)의 후방의 단부에 삽입된다.
히터(130)의 후방 단부(132)는 전기 배선(171)을 통해 케이스(110)의 후방에 배치된 전기공급장치(72)에 전기적으로 연결된다. 히터(130)의 전방 단부(131)에 궐련(7)이 삽입된 상태에서 전기공급장치(172)의 전기가 히터(130)에 공급되면 히터(130)가 가열됨으로써 궐련(7)이 가열된다.
케이스(110)는 히터(130)의 후방 단부(132)에 결합되어 케이스(110)에 대한 히터(130)의 위치를 고정하는 고정부(150)를 구비한다. 고정부(150)는 상단이 개구되며 내부가 빈 중공 원통형상을 가지며 내부에 용기(120)를 수용하는 공간(150v)을 구비한다. 고정부(150)는 후단에 히터(130)의 전방 단부(131)가 삽입되는 구멍(150r)을 구비한다.
히터(130)의 전방 단부(131)는 고정부(150)의 구멍(150r)을 관통한다. 히터(130)는 외측 면에 돌출되는 플랜지를 구비한다. 플랜지가 고정부(150)에고정됨으로써 케이스(110)에 대한 히터(130)의 위치가 고정될 수 있다.
탄성 지지부(140)는 고정부(150)와 용기(120)의 사이에 배치됨으로써 용기(120)를 케이스(110)에 대해 탄성적으로 지지하는 기능을 수행한다. 도시된 실시예에서 탄성 지지부(140)는 원통형의 단면 형상을 갖는 압축 코일 스프링으로 구현되었으나, 실시예는 탄성 지지부(140)의 예에 의해 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 탄성 지지부(140)는 액체나 기체를 이용한 압축 실린더나, 고무 등에 의해 구현될 수 있다.
용기(120)는 일측 단부에 외측으로 확장되는 확장부(120f)를 구비한다. 확장부(120f)의 내경은 궐련(7)의 외경보다 크게 형성된다. 케이스(110)는 용기(120)의 확장부(120f)의 내벽면(120w)과 궐련(7)의 외주면의 사이에 삽입되어 용기(120)의 이동 방향을 따라 직선적으로 연장하는 삽입부(110s)를 구비한다. 즉 케이스(110)의 확장부(120f)와 케이스(110)의 내벽면(120w)의 사이에 형성되는 안내공간(110g)에 용기(120)의 확장부(120f)가 삽입된 상태에서, 용기(120)가 케이스(110)의 길이 방향을 따라 직선적으로 이동할 수 있다.
탄성 지지부(140)의 일단(140f)은 용기(120)의 하면에 의해 지지되고 타단(140r)은 고정부(150)에 의해 지지된다.
스위치(160)는 스위치의 동작 신호를 받아들여 히터(130)에 전기를 인가시키는 센서(161)를 구비한다. 상기 센서(161)는 마이크로 컨트롤러 유닛(micro controller unit, MCU)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
스위치(160)는 도 7에 도시된 바와 같이 고정부(150)와 탄성 지지부(140) 사이에 배치되거나, 도 8에 도시된 바와 같이 삽입부(110s)와 궐련(7)의 외주면의 사이에 배치될 수 있다.
상기 다른 실시예의 에어로졸 생성 장치에 궐련을 삽입하거나 제거하기 위하여 궐련을 가압하는 작동 상태는 상술한 일 실시예와 동일하며, 이 때의 스위치(160)가 궐련 삽입 유무를 감지한 동작 상태 및 센서(161)가 상기 스위치(160)의 동작 신호를 받아들여 히터에 전기를 인가하여 가열 또는 전기 인가를 중지시켜 가열 종료하는 것도 상술한 일 실시예와 동일하다.
도 9는 도 7 및 도 8에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 작동상태를 도시한 단면도이다. 도 9 및 도 10은 도 7 및 도 8의 F로 표시된 부분을 확대하여 도시한 것이다.
에어로졸 생성 장치는 용기(120)와 케이스(110)의 사이에 배치되어 용기(120)의 이동에 반대되는 저항력을 부여하는 스토퍼를 구비한다. 스토퍼는 용기(120)의 외측 표면에서 돌출된 이동 돌기(129t)와, 케이스(110)의 내측 표면에서 돌출된 고정 돌기(119t)를 구비한다.
사용자가 용기(120)를 하측 방향을 향해 가압하면 도 9에 도시된 것과 같이, 용기(120)의 이동 돌기(129t)가 용기(120)와 함께 하측 방향으로 이동함으로써 고정 돌기(119t)에 접근한다.
사용자가 용기(120)를 계속 가압하면 도 10에 도시된 것과 같이 용기(120)의 이동 돌기(129t)가 케이스(110)의 고정 돌기(119t)의 사이에 삽입됨으로써, 이동 돌기(129t)와 고정 돌기(119t)의 결합 작용에 의해 용기(120)의 이동이 제한된다.
이동 돌기(129t)와 고정 돌기(119t)의 크기를 크게 형성함으로써 두개의 고정 돌기(119t)가 이동 돌기(129t)를 고정하는 힘이 탄성 지지부(140)의 가압력보다 크도록 설정하는 경우, 스토퍼는 용기(120)를 도 10에 도시된 가압 위치에 유지하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 경우 도 10에 도시된 가압 위치로부터 용 기(120)를 상측으로 이동시키기 위해서는 사용자가 용기(120)에 힘을 가하여 이동돌기(129t)와 고정 돌기(119t)의 결합을 해제해야 한다. 이동 돌기(129t)가 고정돌기(119t)로부터 빠져나오면 탄성 지지부(140)의 복원력에 의해 용기(120)는 상측을 향하여 이동한다.
이동 돌기(129t)와 고정 돌기(119t)의 크기를 크게 형성함으로써 두개의 고정 돌기(119t)가 이동 돌기(129t)를 고정하는 힘이 탄성 지지부(140)의 가압력보다 작도록 설정하는 경우, 스토퍼는 용기(120)를 도 10에 도시된 가압 위치에 유지하는 기능을 수행할 수 없으며 하측 방향을 이동하던 용기(120)의 운동에 대해 저항력을 부여하는 기능만을 수행한다. 즉 용기(120)가 도 10에 도시된 가압 위치에 도달하여 이동 돌기(129t)가 두 개의 고정 돌기(119t)의 사이에 삽입되는 과정에서 용기(120)를 가압하던 사용자의 손에 저항감이 전달되므로, 사용자는 용기(120)가 충분히 가압된 것임을 알 수 있다.
상술한 실시예에서는 고정 돌기(119t)가 2개로 도시되었으나, 실시예는 이러한 고정 돌기(119t)의 개수나 형상이나 크기에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어 고정 돌기(119t)를 하나만 설치하되, 이동 돌기(129t)가 고정 돌기(119t)를 통과할 수 없도록 이동 돌기(129t)와 고정 돌기(119t)의 크기를 충분히 크게 형성함으로써 이동 돌기(129t)와 고정 돌기(119t)는 용기(120)가 가압 위치를 지나서 더 이동할 수 없도록 용기(120)의 직선 운동을 제한하는 기능을 수행할 수 있다.
이하의 도 11 내지 13에 도시된 실시예들은 상술한 도 1 내지 도 10에 도시된 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치에 적용될 수 있는 변형된 에어로졸 생성 장치를 도시한다.
도 11은 에어로졸 생성 장치의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 11을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)(이하, '홀더'라고 함)는 배터리(210), 제어부(220) 및 히터(230)를 포함한다. 또한, 홀더(1)는 케이스(240)에 의하여 형성된 내부 공간을 포함한다. 홀더(1)의 내부 공간에는 궐련이 삽입될 수 있다.
도 11에 도시된 홀더(1)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 11에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 홀더(1)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
궐련이 홀더(1)에 삽입되면, 홀더(1)는 히터(230)를 가열한다. 궐련 내의 에어로졸 생성 물질은 가열된 히터(230)에 의하여 온도가 상승하고, 이에 따라 에어로졸이 생성된다. 생성된 에어로졸은 궐련의 필터를 통하여 사용자에게 전달된다. 다만, 궐련이 홀더(1)에 삽입되지 않은 경우에도 홀더(1)는 히터(230)를 가열할 수 있다.
케이스(240)는 홀더(1)에서 분리될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 케이스(240)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 돌림으로써, 케이스(240)는 홀더(1)에서 분리될 수 있다.
또한, 케이스(240)의 말단(241)이 형성하는 구멍의 직경은 케이스(240)와 히터(230)에 의하여 형성된 공간의 직경에 비하여 작게 제작될 수 있고, 이 경우 홀더(1)에 삽입되는 궐련의 가이드 역할을 수행할 수 있다.
배터리(210)는 홀더(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(210)는 히터(230)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(220)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(210)는 홀더(1)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
배터리(210)는 리튬인산철(LiFePO4) 배터리일 수 있으나, 상술한 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 배터리(210)는 산화 리튬 코발트(LiCoO2) 배터리, 리튬 티탄산염 배터리 등이 해당될 수 있다.
또한, 배터리(210)는 직경이 10mm이고, 길이가 37mm인 원기둥의 형상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 배터리(210)의 용량은 120mAh 이상 일 수 있고, 충전이 가능한 배터리 이거나 일회용 배터리 일 수 있다. 예를 들어, 배터리(210)가 충전이 가능한 경우, 배터리(210)의 충전율(C-rate)은 10C, 방전율(C-rate)는 16C 내지 20C 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 안정적인 사용을 위하여, 배터리(210)는 충/방전이 8000회 진행된 경우에도, 전체 용량의 80% 이상이 확보될 수 있도록 제작될 수 있다.
여기에서, 배터리(210)의 완전 충전 및 완전 방전 여부는, 배터리(210)에 저장된 전력이 배터리(210)의 전체 용량 대비 어느 수준인가에 의하여 판단될 수 있다. 예를 들어, 배터리(210)에 저장된 전력이 전체 용량의 95% 이상인 경우에, 배터리(210)가 완전 충전되었다고 판단될 수 있다. 또한, 배터리(210)에 저장된 전력이 전체 용량의 10% 이하인 경우에, 배터리(210)가 완전 방전되었다고 판단될 수 있다. 그러나, 배터리(210)의 완전 충전 및 완전 방전 여부에 대한 판단 기준은 상술한 예에 한정되지 않는다.
히터(230)는 배터리(210)로부터 공급된 전력에 의하여 가열된다. 궐련이 홀더(1)에 삽입되면, 히터(230)는 궐련의 내부에 위치한다. 따라서, 가열된히터(230)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(230)는 원기둥과 원뿔이 조합된 형상일 수 있다. 예를 들어, 히터(230)는 직경이 약 2mm, 길이가 약 23mm인 원기둥 형상을 갖고, 히터(230)의 말단(231)은 예각으로 마감될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 히터(230)는 궐련의 내부에 삽입될 수 있는 형태라면 제한 없이 해당될 수 있다. 또한, 히터(230)는 일부 부분만 가열될 수도 있다. 예를 들어, 히터(230)의 길이가 23mm라고 가정하면, 히터(230)의 말단(231)으로부터 12mm만 가열되고, 히터(230)의 나머지 부분은 가열되지 않을 수도 있다.
히터(230)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(230)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(230)가 가열될 수 있다.
안정적인 사용을 위하여, 히터(230)에는 3.2 V, 2.4 A, 8 W의 규격에 따른 전력이 공급될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 히터(230)에 전력이 공급되는 경우, 히터(230)의 표면 온도는 400℃ 이상으로 상승할 수 있다.
히터(230)에 전력이 공급되기 시작한 때부터 15초가 초과되기 이전에 히터(230)의 표면 온도는 약 350℃까지 상승할 수 있다.
홀더(1)에는 별도의 온도 감지 센서가 구비될 수 있다. 또는, 홀더(1)에 온도 감지 센서가 구비되지 않고, 히터(230)가 온도 감지 센서의 역할을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 히터(230)에는 발열을 위한 제 1 전기 전도성 트랙 이외에 온도 감지를 위한 제 2 전기 전도성 트랙이 더 포함될 수 있다.
예를 들어, 제 2 전기 전도성 트랙에 걸리는 전압 및 제 2 전기 전도성 트랙에 흐르는 전류가 측정되면, 저항(R)이 결정될 수 있다. 이 때, 아래의 수학식 1에 의하여 제 2 전기 전도성 트랙의 온도(T)가 결정될 수 있다.
[수학식 1]
R=R0{1+α(T-T 0 )}
수학식 1에서, R은 제 2 전기 전도성 트랙의 현재 저항 값을 의미하고, R0는 온도 T0(예를 들어, 0℃)에서의 저항 값을 의미하고, α는 제 2 전기 전도성 트랙의 저항 온도 계수를 의미한다. 전도성 물질(예를 들어, 금속)은 고유의 저항 온도 계수를 갖고 있는바, 제 2 전기 전도성 트랙을 구성하는 전도성 물질에 따라 α는 미리 결정될 수 있다. 따라서, 제 2 전기 전도성 트랙의 저항(R)이 결정되는 경우, 상기 수학식 1에 의하여 제 2 전기 전도성 트랙의 온도(T)가 연산될 수 있다.
히터(230)는 적어도 하나의 전기 전도성 트랙(제 1 전기 전도성 트랙 및 제 2 전기 전도성 트랙)으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 히터(230)는 2개의 제 1 전기 전도성 트랙 및 1개 또는 2개의 제 2 전기 전도성 트랙으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
전기 전도성 트랙은 전기 저항성 물질을 포함한다. 일 예로서, 전기 전도성 트랙은 금속 물질로 제작될 수 있다. 다른 예로서, 전기 전도성 트랙은 전기 전도성 세라믹 물질, 탄소, 금속 합금 또는 세라믹 물질과 금속의 합성 물질로 제작될 수 있다.
또한, 홀더(1)는 온도 감지 센서의 역할을 수행하는 전기 전도성 트랙 및 온도 감지 센서를 모두 포함할 수 있다.
제어부(220)는 홀더(1)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(220)는 배터리(210) 및 히터(230)뿐 만 아니라 홀더(1)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(220)는 홀더(1)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 홀더(1)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(220)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.
예를 들어, 제어부(220)는 히터(230)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(220)는 히터(230)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(230)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다.
또한, 제어부(220)는 배터리(210)의 상태(예를 들어, 배터리(210)의 잔량 등)를 확인하고, 필요한 경우 알림 신호를 생성할 수 있다.
또한, 제어부(220)는 사용자의 퍼프(puff)의 유무 및 퍼프의 강도를 확인할 수 있고, 퍼프의 수를 카운팅할 수 있다. 또한, 제어부(220)는 홀더(1)가 작동하고 있는 시간을 계속하여 확인할 수 있다. 또한, 제어부(220)는 후술할 크래들(2)이 홀더(1)와 결합되었는지 여부를 확인하고, 크래들(2)과 홀더(1)의 결합 또는 분리에 따라 홀더(1)의 동작을 제어할 수 있다.
한편, 홀더(1)는 배터리(210), 제어부(220) 및 히터(230) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 홀더(1)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 일 예로서, 홀더(1)에 디스플레이가 포함되는 경우, 제어부(220)는 디스플레이를 통하여, 사용자에게 홀더(1)의 상태에 대한 정보(예를 들어, 홀더의 사용 가능 여부 등), 히터(230)에 대한 정보(예를 들어, 예열 시작, 예열 진행, 예열 완료 등), 배터리(210)와 관련된 정보(예를 들어, 배터리(210)의 잔여 용량, 사용 가능 여부 등), 홀더(1)의 리셋과 관련된 정보(예를 들어, 리셋 시기, 리셋 진행, 리셋 완료 등), 홀더(1)의 청소와 관련된 정보(예를 들어, 청소 시기, 청소 필요, 청소 진행, 청소 완료 등), 홀더(1)의 충전과 관련된 정보(예를 들어, 충전 필요, 충전 진행, 충전 완료 등), 퍼프와 관련된 정보(예를 들어, 퍼프 횟수, 퍼프 종료 예고 등) 또는 안전과 관련된 정보(예를 들어, 사용시간 경과 등) 등을 전달 할 수 있다. 다른 예로서, 홀더(1)에 모터가 포함되는 경우, 제어부(220)는 모터를 이용하여 진동 신호를 생성함으로써, 사용자에게 상술한 정보들을 전달할 수 있다.
또한, 홀더(1)는 사용자가 홀더(1)의 기능을 제어할 수 있는 적어도 하나의 입력 장치(예를 들어, 버튼) 및/또는 크래들(2)과 결합되는 단자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 홀더(1)의 입력 장치를 이용하여 다양한 기능들을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 누르는 횟수(예를 들어, 1회, 2회 등) 또는 입력 장치를 누르고 있는 시간(예를 들어, 0.1초, 0.2초 등)을 조절함으로써, 홀더(1)의 복수의 기능들 중 원하는 기능을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 작동시킴에 따라, 홀더(1)는 히터(230)를 예열하는 기능, 히터(230)의 온도를 조절하는 기능, 궐련이 삽입되는 공간을 청소하는 기능, 홀더(1)가 작동 가능한 상태인지를 점검하는 기능, 배터리(210)의 잔량(가용 전력)을 표시하는 기능, 홀더(1)의 리셋 기능 등이 수행될 수 있다. 그러나, 홀더(1)의 기능은 상술한 예들에 한정되지 않는다.
또한, 홀더(1)는 퍼프 감지 센서 또는 온도 감지 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서는 일반적인 압력 센서에 의하여 구현될 수 있다. 또한, 홀더(1)는 궐련이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입/유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 12 및 도 13은 홀더의 일 예를 여러 측면에서 도시한 도면들이다.
도 12는 홀더(1)를 제 1 방향에서 바라본 예를 도시한 도면이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 홀더(1)는 원통형으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 홀더(1)의 케이스(240)는 사용자의 동작에 의하여 분리될 수 있으며, 케이스(240)의 말단(241)으로 궐련이 삽입될 수 있다. 또한, 홀더(1)에는 사용자가 홀더(1)를 제어할 수 있는 버튼(250) 및 화면(image)이 출력되는 디스플레이(260)가 포함될 수 있다.
도 13은 홀더(1)를 제 2 방향에서 바라본 예를 도시한 도면이다. 홀더(1)는 크래들(2)과 결합되는 단자(270)를 포함할 수 있다. 홀더(1)의 단자(270)가 크래들(2)의 단자와 결합함으로써, 크래들(2)의 배터리(310)가 공급하는 전력에 의하여 홀더(1)의 배터리(210)가 충전될 수 있다. 또한, 단자(270)와 단자를 통하여, 크래들(2)의 배터리(310)가 공급하는 전력에 의하여 홀더(1)가 동작할 수도 있고, 홀더(1)와 크래들(2)간에 통신(신호의 송수신)이 가능하다. 예를 들어, 단자(270)는 4개의 마이크로 핀(pin)들로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 14는 크래들의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 14를 참조하면 크래들(2)은 배터리(310) 및 제어부(320)를 포함한다. 또한, 크래들(2)은 홀더(1)가 삽입될 수 있는 내부 공간(330)을 포함한다. 예를 들어, 내부 공간(330)은 크래들(2)의 일 측면에 형성될 수 있다. 따라서, 크래들(2)이 별도의 뚜껑을 포함하지 않더라도 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입되고 고정될 수 있다.
도 14에 도시된 크래들(2)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 14에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소 들이 크래들(2)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
배터리(310)는 크래들(2)이 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 또한, 배터리(310)는 홀더(1)의 배터리(210)를 충전하는 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입되어 홀더(1)의 단자(270)와 크래들(2)의 단자가 결합하는 경우, 크래들(2)의 배터리(310)는 홀더(1)의 배터리(210)에 전력을 공급할 수 있다.
또한, 홀더(1)와 크래들(2)이 결합된 경우, 배터리(310)는 홀더(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 홀더(1)의 단자(270)와 크래들(2)의 단자가 결합되면, 홀더(1)의 배터리(210)가 방전되었는지 여부를 불문하고, 홀더(1)는 크래들(2)의 배터리(310)가 공급하는 전력을 이용하여 동작할 수 있다.
배터리(310) 종류의 예는 도 11을 참조하여 상술한 배터리(210)의 예와 동일할 수 있다. 배터리(310)의 용량은 배터리(210)의 용량보다 클 수 있고, 예를 들어 배터리(310)의 용량은 3000mAh 이상이 될 수 있다, 다만, 배터리(310)의 용량은 상술한 예에 한정되지 않는다.
제어부(320)는 크래들(2)의 동작을 전반적으로 제어한다. 제어부(320)는 크래들(2)의 모든 구성들의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(320)는 홀더(1)와 크래들(2)이 결합되었는지를 판단하고, 크래들(2)과 홀더(1)의 결합 또는 분리에 따라 크래들(2)의 동작을 제어할 수 있다
예를 들어, 홀더(1)와 크래들(2)이 결합되면, 제어부(320)는 배터리(310)의 전력을 홀더(1)에 공급함으로써, 배터리(210)를 충전하거나 히터(230)를 가열시킬 수 있다. 따라서, 배터리(210)의 잔량이 적은 경우에도, 사용자는 홀더(1)와 크래들(2)을 결합하여 연속적으로 흡연할 수 있다.
제어부(220)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.
한편, 크래들(2)은 배터리(310) 및 제어부(320) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 크래들(2)은 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 크래들(2)에 디스플레이가 포함되는 경우, 제어부(320)는 디스플레이에 표시될 신호를 생성함으로써, 사용자에게 배터리(320)(예를 들어, 배터리(320)의 잔여 용량, 사용 가능 여부 등)와 관련된 정보, 크래들(2)의 리셋(예를 들어, 리셋 시기, 리셋 진행, 리셋 완료 등)과 관련된 정보, 홀더(1)의 청소(예를 들어, 청소 시기, 청소 필요, 청소 진행, 청소 완료 등)와 관련된 정보, 크래들(2)의 충전(예를 들어, 충전 필요, 충전 진행, 충전 완료 등)과 관련된 정보 등을 전달 할 수 있다.
또한, 크래들(2)은 사용자가 크래들(2)의 기능을 제어할 수 있는 적어도 하나의 입력 장치(예를 들어, 버튼), 홀더(1)와 결합하는 단자 및/또는 배터리(310)의 충전을 위한 인터페이스(예를 들어, USB 포트 등)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 사용자는 크래들(2)의 입력 장치를 이용하여 다양한 기능들을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 누르는 횟수 또는 입력 장치를 누르고 있는 시간을 조절함으로써, 크래들(2)의 복수의 기능들 중 원하는 기능을 실행 할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 작동시킴에 따라, 크래들(2)은 홀더(1)의 히터(230)를 예열하는 기능, 홀더(1)의 히터(230)의 온도를 조절하는 기능, 홀더(1) 내의 궐련이 삽입되는 공간을 청소하는 기능, 크래들(2)이 작동 가능한 상태인지를 점검하는 기능, 크래들(2)의 배터리(310)의 잔량(가용 전력)을 표시하는 기능, 크래들(2)의 리셋 기능 등이 수행될 수 있다. 그러나, 크래들(2)의 기능은 상술한 예들에 한정되지 않는다.
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 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
7: 궐련 30, 130, 230: 히터
10g, 110g: 안내공간 31, 131: 전방 단부
10i, 110i: 개구 32, 132: 후방 단부
10s, 110s: 삽입부 40r, 140r: 타단
10v, 110v: 내부공간 40f, 140f: 일단
10, 110, 240: 케이스 40, 140: 탄성 지지부
19: 베이스 50, 150: 고정부
20w, 120w: 내벽면 50r, 150r: 구멍
20v, 120v: 수용공간 50v, 150v: 공간
20, 120: 용기 71: 전기 배선
20r, 120r: 통공 72: 전기공급장치
20f, 120f: 확장부 119t: 고정 돌기
29: 지지턱 129t: 이동 돌기
30p: 플랜지 60, 160: 스위치
61, 161: 센서 210: 홀더의 배터리
220: 홀더의 제어부 231: 히터의 말단
241: 케이스의 말단 250: 버튼
260: 디스플레이 270: 단자
330: 크래들의 내부공간 310: 크래들의 배터리
320: 크래들의 제어부

Claims (9)

  1. 케이스;
    상기 케이스의 내부에 상기 케이스의 길이 방향을 따라 이동하도록 설치되며 궐련을 수용하는 수용공간을 구비하는 용기;
    전방 단부가 상기 용기의 수용공간으로 삽입되도록 상기 케이스의 내부에 배치되며 전기가 인가되면 상기 궐련을 가열하는 히터;
    상기 용기를 케이스에 대해 탄성적으로 지지하는 탄성 지지부; 및
    궐련의 삽입 유무를 감지하여 히터에 전기를 인가하는 스위치;를 구비하는 에어로졸 생성 장치로,
    상기 용기는 일측 단부의 내경이 외측으로 확장된 확장부를 더 구비하고, 상기 케이스는 상기 용기의 상기 확장부의 내벽면과 상기 궐련의 외주면의 사이에 삽입되어 상기 용기의 이동방향을 따라 직선적으로 연장하는 삽입부를 더 구비하고,
    상기 스위치는 궐련 삽입 시 궐련, 또는 용기의 외부 바닥면과의 접촉을 통한 가압에 의해 궐련의 삽입 유무를 감지하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 스위치는 스위치의 동작 신호를 받아들여 히터에 전기를 인가시키는 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 스위치는 궐련 삽입시 온(on) 상태가 되며, 상기 센서는 스위치의 온(on) 상태의 동작 신호를 받아들여 히터에 전기를 인가하여 가열시키며,
    상기 스위치는 궐련 제거시 오프(off) 상태가 되며, 상기 센서는 스위치의 오프(off) 상태의 동작 신호를 받아들여 히터에 전기 인가를 중지시켜 가열을 종료하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 에어로졸 생성 장치는 용기와 케이스의 사이에 배치되어 용기의 이동에 반대되는 저항력을 부여하는 스토퍼를 구비하며,
    상기 스토퍼는 용기의 외측 표면에서 돌출된 이동 돌기 및 케이스의 내측 표면에서 돌출된 고정 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 히터의 후방 단부에 결합되며 상기 히터의 위치를 상기 케이스에 대해 고정하는 고정부를 더 구비하고, 상기 탄성 지지부는 상기 고정부와 상기 용기의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 용기는 확장부의 외측에서 상기 고정부를 향하는 면에 형성된 지지턱을 더 구비하고, 상기 탄성 지지부는 상기 지지턱과 상기 고정부의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치.
  8. 청구항 5에 있어서, 상기 고정부와 용기 사이에 스위치가 설치되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 삽입부에 궐련의 외주면을 마주보도록 스위치가 배치되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치.
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