KR102258050B1 - 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 관한 카트리지는 에어로졸 생성 물질을 저장하는 저장부, 저장부로부터 에어로졸 생성 물질을 공급받는 심지, 심지의 일 영역에 배치되고, 에어로졸 생성 물질을 가열하는 가열 요소 및 저장부의 일 단부에 배치되어 가열에 의해 기화된 에어로졸을 배출하는 배출공이 형성된 마우스피스를 포함하고, 저장부의 일 단부의 단면적은 저장부의 타 단부의 단면적보다 크다.

Description

카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치{Cartridge and Aerosol generating device comprising thereof}

실시예들은 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저장부에 저장된 에어로졸 생성 물질을 모두 소진시킬 수 있는 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.

근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 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.

일반적으로 카트리지의 내부의 액상의 에어로졸 생성 물질은 심지를 통해 전달된다. 그러나 사용시 에어로졸 생성 물질이 저장된 용기의 형상 등에 의해 에어로졸 생성 물질이 심지와 접촉하지 않는 경우가 발생하고, 이에 따라 에어로졸 생성 물질이 저장 용기에 잔존하는 문제가 발생한다.

실시예들을 통해 해결하고자 하는 과제는 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 것이다.

또한 실시예들은 저장부의 형상 및/또는 심지의 구성을 통해 저장부에 저장된 에어로졸 생성 물질을 모두 소진시킬 수 있는 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치를 제공하고자 한다.

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

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일 실시예에 관한 카트리지는, 에어로졸 생성 물질을 저장하는 저장부, 저장부로부터 에어로졸 생성 물질을 공급받는 심지, 심지의 일 영역에 배치되고, 에어로졸 생성 물질을 가열하는 가열 요소 및 저장부의 일 단부에 배치되어 가열에 의해 기화된 에어로졸을 배출하는 배출공이 형성된 마우스피스를 포함하고, 저장부의 일 단부의 단면적은 저장부의 타 단부의 단면적보다 크다.

또한, 저장부는 저장부의 타 단부를 향하여 단면적이 감소하는 만곡부를 포함할 수 있다.

또한, 심지는 저장부 내에 배치되어 저장부의 일 단부로부터 저장부의 타 단부를 향해 연장될 수 있다.

다른 실시예에 관한 카트리지는 심지가 가요성이며, 심지는 저장부의 타 단부를 향하는 말단부에 배치되는 중량부를 포함할 수 있다.

또 다른 실시예에 관한 카트리지는 심지의 기공도가 저장부의 일 단부로부터 저장부의 타 단부를 향하여 증가할 수 있다.

또 다른 실시예에 관한 카트리지는 심지가 복수 개이고, 각각의 심지는 저장부의 내부에 분산되어 배치될 수 있다.

또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는, 전술한 카트리지, 카트리지를 수용하는 수용 공간을 포함하는 본체, 카트리지에 전력을 공급할 수 있는 배터리 및 배터리를 통해 카트리지에 공급되는 전력을 제어할 수 있는 제어부를 포함할 수 있다.

실시예들에 관한 카트리지는 저장부의 내부에 저장된 에어로졸 생성 물질을 저장부의 내부에 잔존시키지 않고 모두 소진시킬 수 있는 효과를 가질 수 있다.

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

도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 물질을 보유하는 교체 가능한 카트리지와 이를 구비한 에어로졸 생성 장치의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 일 실시예에 관한 카트리지의 단면도이다.
도 4는 다른 실시예에 관한 카트리지의 단면도이다.
도 5는 또 다른 실시예에 관한 카트리지의 단면도이다.

실시예들에서 사용되는 용어는 실시예들의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자의 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 실시예들의 설명에서 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.

명세서 전체에서 에어로졸 생성 장치는, 사용자의 입을 통해 사용자의 폐로 직접적으로 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 생성 물질을 이용하여 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다. 예를 들면, 에어로졸 생성 장치는 홀더(holder)일 수 있다.

명세서 전체에서 “퍼프”라 함은 사용자의 흡입을 의미하며, 흡입이란 사용자의 입이나 코를 통해 사용자의 구강 내, 비강 내 또는 폐로 끌어 당기는 상황을 의미할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 실시예들에 대하여 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 히터(12000), 센서(13000), 사용자 인터페이스(14000), 메모리(15000) 및 제어부(16000)를 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 구조는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(10000)의 설계에 따라, 도 1에 도시된 하드웨어 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

일 실시예에서 에어로졸 생성 장치(10000)는 본체만으로 구성될 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 구성들은 본체에 위치한다. 다른 실시예에서 에어로졸 생성 장치(10000)는 본체 및 카트리지로 구성될 수 있고, 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 구성들은 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 구성들 중 적어도 일부는 본체 및 카트리지 각각에 위치할 수도 있다.

이하에서는 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 각 구성들이 위치하는 공간을 한정하지 않고, 각 구성들의 동작에 대해 설명하기로 한다.

배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(11000)는 히터(12000)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000) 내에 구비된 다른 하드웨어 구성들, 즉, 센서(13000), 사용자 인터페이스(14000), 메모리(15000) 및 제어부(16000)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(11000)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. 예를 들어, 배터리(11000)는 리튬폴리머(LiPoly) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

히터(12000)는 제어부(16000)의 제어에 따라 배터리(11000)로부터 전력을 공급 받는다. 히터(12000)는 배터리(11000)로부터 전력을 공급 받아 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입된 궐련을 가열하거나, 에어로졸 생성 장치(10000)에 장착된 카트리지를 가열할 수 있다.

히터(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 본체에 위치할 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(10000)가 본체 및 카트리지로 구성되는 경우, 히터(12000)는 카트리지에 위치할 수 있다. 히터(12000)가 카트리지에 위치하는 경우, 히터(12000)는 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(11000)로부터 전력을 공급받을 수 있다.

히터(12000)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(12000)는 금속 열선(wire), 전기 전도성 트랙(track)이 배치된 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

일 실시예에서 히터(12000)는 카트리지에 포함된 구성일 수 있다. 카트리지는 히터(12000), 액체 전달 수단 및 액체 저장부를 포함할 수 있다. 액체 저장부에 수용된 에어로졸 생성 물질은 액체 전달 수단으로 이동하고, 히터(12000)는 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 히터(12000)는 니켈크롬과 같은 소재를 포함하고 액체 전달 수단에 감기거나 액체 전달 수단에 인접하게 배치될 수 있다.

다른 실시예에서 히터(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 수용 공간에 삽입된 궐련을 가열할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10000)의 수용 공간에 궐련이 수용됨에 따라 히터(12000)는 궐련의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 이로써, 히터(12000)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다.

한편, 히터(12000)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 히터(12000)는 궐련 또는 카트리지를 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련 또는 카트리지에는 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터가 포함될 수 있다.

에어로졸 생성 장치(10000)는 적어도 하나의 센서(13000)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서(13000)에서 센싱된 결과는 제어부(16000)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 제어부(16000)는 히터의 동작 제어, 흡연의 제한, 궐련(또는 카트리지) 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(10000)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 적어도 하나의 센서(13000)는 퍼프 감지 센서를 포함할 수 있다. 퍼프 감지 센서는 온도 변화, 유량(flow) 변화, 전압 변화 및 압력 변화 중 어느 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다.

또한, 적어도 하나의 센서(13000)는 온도 감지 센서를 포함할 수 있다. 온도 감지 센서는 히터(12000)(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10000)는 히터(12000)의 온도를 감지하는 별도의 온도 감지 센서를 포함하거나, 별도의 온도 감지 센서를 포함하는 대신 히터(12000) 자체가 온도 감지 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 히터(12000)가 온도 감지 센서의 역할을 수행함과 동시에 에어로졸 생성 장치(10000)에 별도의 온도 감지 센서가 더 포함될 수 있다.

사용자 인터페이스(14000)는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(10000)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(14000)는 시각 정보를 출력하는 디스플레이 또는 램프, 촉각 정보를 출력하는 모터, 소리 정보를 출력하는 스피커, 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나 사용자에게 정보를 출력하는 입/출력(I/O) 인터페이싱 수단들(예를 들어, 버튼 또는 터치스크린)과 데이터 통신을 하거나 충전 전력을 공급받기 위한 단자들, 외부 디바이스와 무선 통신(예를 들어, WI-FI, WI-FI Direct, Bluetooth, NFC(Near-Field Communication) 등)을 수행하기 위한 통신 인터페이싱 모듈 등의 다양한 인터페이싱 수단들을 포함할 수 있다.

다만, 에어로졸 생성 장치(10000)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스(14000) 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.

메모리(15000)는 에어로졸 생성 장치(10000) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(15000)는 제어부(16000)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(15000)는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory) 등의 다양한 종류들로 구현될 수 있다.

메모리(15000)에는 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다.

제어부(16000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 전반적인 동작을 제어하는 하드웨어이다. 제어부(16000)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.

제어부(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다.

제어부(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 히터(12000)의 동작이 개시 또는 종료되도록 히터(12000)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 히터(12000)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(12000)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다.

일 실시예에서 제어부(16000)는 에어로졸 생성 장치(10000)에 대한 사용자 입력을 수신한 후 히터(12000)의 동작을 개시하기 위해 히터(12000)의 모드를 예열모드로 설정할 수 있다. 또한, 제어부(16000)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 사용자의 퍼프를 감지한 후 히터(12000)의 모드를 예열모드에서 동작모드로 전환할 수 있다. 또한, 제어부(16000)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면 히터(12000)에 전력 공급을 중단할 수 있다.

제어부(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 사용자 인터페이스(14000)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면, 제어부(16000)는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치(10000)가 곧 종료될 것임을 예고할 수 있다.

한편, 도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(10000)는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)를 충전하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)는 크래들 내부의 수용 공간에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)를 충전할 수 있다.

도 2는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 물질을 보유하는 교체 가능한 카트리지와 이를 구비한 에어로졸 생성 장치의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.

도 2에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(200)와, 카트리지(200)를 수용하는 본체(100)를 포함한다.

카트리지(200)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체(100)에 결합할 수 있다. 카트리지(200)의 일부분이 본체(100)의 수용 공간(110)에 삽입됨으로써 카트리지(200)가 본체(100)에 장착될 수 있다.

카트리지(200)는 예를 들어 액체 상태나, 고체 상태나, 기체 상태나, 겔(gel) 상태 등의 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.

액상 조성물은 예를 들어, 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 및 비타민 혼합물의 어느 하나의 성분이나, 이들 성분의 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.

예를 들어, 액상 조성물은 니코틴 염이 첨가된 임의의 중량비의 글리세린 및 프로필렌 글리콜 용액을 포함할 수 있다. 액상 조성물에는 2종 이상의 니코틴 염이 포함될 수도 있다. 니코틴 염은 니코틴에 유기산 또는 무기산을 포함하는 적절한 산을 첨가함으로써 형성될 수 있다. 니코틴은 자연적으로 발생하는 니코틴 또는 합성 니코틴으로서, 액상 조성물의 총 용액 중량에 대한 임의의 적절한 중량의 농도를 가질 수 있다.

니코틴 염의 형성을 위한 산은 혈중 니코틴 흡수 속도, 에어로졸 생성 장치(1000)의 작동 온도, 향미 또는 풍미, 용해도 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 니코틴 염의 형성을 위한 산은 벤조산, 락트산, 살리실산, 라우르산, 소르브산, 레불린산, 피루브산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 카프릴산, 카프르산, 시트르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 페닐아세트산, 타르타르산, 숙신산, 푸마르산, 글루콘산, 사카린산, 말론산 또는 말산으로 구성된 군으로부터 선택되는 단독의 산 또는 상기 군으로부터 선택되는 2 이상의 산들의 혼합이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

카트리지(200)는 본체(100)로부터 전달되는 전기 신호 또는 무선 신호 등에 의해 작동함으로써 카트리지(200)의 내부의 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기체의 상으로 변환하여 에어로졸(aerosol)을 발생시키는 기능을 수행한다. 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 공기가 혼합된 상태의 기체를 의미할 수 있다.

예를 들어, 카트리지(200)는 본체(100)로부터 전기 신호를 공급받아 에어로졸 생성 물질을 가열하거나, 초음파 진동 방식을 이용하거나, 유도 가열 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질의 상을 변환할 수 있다. 다른 예로서, 카트리지(200)가 자체적인 전력원을 포함하는 경우에는 본체(100)로부터 카트리지(200)에 전달되는 전기적인 제어 신호나 무선 신호에 의해 카트리지(200)가 작동함으로써 에어로졸을 발생시킬 수 있다.

카트리지(200)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용하는 액체 저장부(210)와, 액체 저장부(210)의 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 변환하는 기능을 수행하는 무화기(atomizer)를 포함할 수 있다.

액체 저장부(210)가 내부에 '에어로졸 생성 물질을 수용한다'는 것은 액체 저장부(210)가 그릇(container)의 용도와 같이 에어로졸 생성 물질을 단순히 담는 기능을 수행하는 것과, 액체 저장부(210)의 내부에 예를 들어 스펀지(sponge)나 솜이나 천이나 다공성 세라믹 구조체와 같은 에어로졸 생성 물질을 함침(함유)하는 요소를 포함하는 것을 의미한다.

무화기는 예를 들어, 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 액체 전달 수단(wick; 윅)과, 액체 전달 수단을 가열하여 에어로졸을 발생하는 히터를 포함할 수 있다.

액체 전달 수단은 예를 들어 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹의 적어도 하나를 포함할 수 있다.

히터는 전기 저항에 의해 열을 발생시킴으로써 액체 전달 수단에 전달되는 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위하여 구리, 니켈, 텅스텐 등의 금속 소재를 포함할 수 있다. 히터는 예를 들어, 금속 열선(wire), 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으며, 니크롬선과 같은 소재를 이용하여 전도성 필라멘트로 구현되거나 액체 전달 수단에 감기거나 액체 전달 수단에 인접하게 배치될 수 있다.

무화기는 또한 별도의 액체 전달 수단을 사용하지 않고 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 기능과 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생하는 기능을 모두 수행하는 메시 형상(mesh shape)이나 판 형상(plate shape)의 발열체로 구현될 수 있다.

카트리지(200)의 내부에 수용된 에어로졸 생성 물질을 외부에서 시각적으로 확인할 수 있도록 카트리지(200)의 액체 저장부(210)는 적어도 일부가 투명한 소재를 포함할 수 있다. 마우스피스(220) 및 액체 저장부(210)의 전체가 투명한 플라스틱이나 유리 등의 소재로 제작될 수 있다.

본체(100)는 수용 공간(110)의 내측에 배치된 접속 단자(미도시)를 포함할 수 있다. 본체(100)의 수용 공간(110)에 카트리지(200)의 액체 저장부(210)가 삽입되면 본체(100)는 접속 단자를 통하여 카트리지(200)에 전력을 제공하거나, 카트리지(200)의 작동과 관련한 신호를 카트리지(200)에 공급할 수 있다.

카트리지(200)의 액체 저장부(210)의 일측 단부에는 마우스피스(220)가 결합된다. 마우스피스(220)는 에어로졸 생성 장치(5)의 사용자의 구강으로 삽입되는 부분이다. 마우스피스(220)는 액체 저장부(210) 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공(221)을 포함한다.

에어로졸 생성 장치(1000)는 외부 공기를 유입할 수 있는 적어도 하나의 공기 통로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공기 통로는 본체에 카트리지(200)의 결합 시 본체의 수용 공간 및 수용 공간에 결합하는 카트리지(200)의 사이에 형성되는 공간일 수 있다. 공기 통로를 통해 유입된 공기는 카트리지(200)를 통과한 후 마우스피스를 통해 배출될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1000)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.

상술한 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1000)에서 본체(100)와 카트리지(200)는 길이 방향을 가로지르는 방향에서의 단면 형상이 대략 직사각형이지만, 실시예는 이러한 에어로졸 생성 장치(1000)의 형상에 의해 제한되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(1000)는 예를 들어 원형이나 타원형이나 정사각형이나 여러 가지 형태의 다각형의 단면 형상을 가질 수 있다. 또한 에어로졸 생성 장치(1000)가 길이 방향으로 연장할 때 반드시 직선적으로 연장하는 구조로 제한되는 것은 아니며, 사용자가 손으로 잡기 편하게 예를 들어 유선형으로 만곡되거나 특정 영역에서 미리 정해진 각도로 절곡되며 길게 연장할 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 일 실시예에 관한 카트리지의 단면도이다.

도 3을 참조하면, 카트리지(200)는 저장부(210), 심지(230) 및 가열 요소(240)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 저장부(210)는 에어로졸 생성 물질을 저장할 수 있다. 심지(230)는 저장부(210)와 연결되어, 저장부(210)에 저장된 에어로졸 생성 물질을 가열 요소(240)에 전달할 수 있다. 가열 요소(240)는 심지(230)의 에어로졸 생성 물질을 가열함으로써 기화된 에어로졸을 생성할 수 있다. 기화된 에어로졸은 배출공(221)을 통해 카트리지(200)의 외부로 배출될 수 있다.

저장부(210)는 외벽 및 외벽으로 둘러싸인 빈 공간을 포함한다. 저장부(210)의 빈 공간에는 에어로졸 생성 물질이 저장될 수 있다. 저장부(210)의 외벽은 카트리지(200)의 외관을 형성하는 하우징일 수 있다.

저장부(210)는 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 예를 들어, 저장부(210)는 y축을 따라 연장되는 원통형 또는 직육면체 등의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

심지(230)는 저장부(210)와 연결되어, 저장된 에어로졸 생성 물질을 공급받을 수 있다. 심지(230)는 저장부(210)로부터 에어로졸 생성 물질을 운반하여 가열 요소(240)에 전달할 수 있다. 심지(230)는 액체 또는 겔의 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 흡습성의 섬유일 수 있다. 심지(230)는 저장부(210)와 연결된 단부를 통해 에어로졸 생성 물질을 흡수함으로써 에어로졸 생성 물질을 운반할 수 있다. 또는 일 실시예에 따르면, 심지(230)는 가는 관 형상이고, 모세관 현상을 이용하여 관 내부를 통해 에어로졸 생성 물질을 운반할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 카트리지(200)의 실제 사용시 액상의 에어로졸 생성 물질은 심지(230)를 통해 중력을 거슬러 운반될 수 있다. 이때 심지(230)의 기공도를 상이하게 하여 심지(230)를 통해 에어로졸 생성 물질이 용이하게 운반되게 할 수 있다. 구체적으로, 심지(230)의 기공도는 마우스피스(220)와 연결되는 일 단부에서 타 단부를 향할수록 증가할 수 있다.

심지(230)의 형태는 다양할 수 있으며, 예를 들면, 심지(230)는 카트리지(200)가 연장하는 방향을 따라 연장하는 세장형일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

심지(230)의 양 단부 또는 일 단부는 저장부(210)와 연결될 수 있다. 심지(230)와 저장부(210)가 연결되는 것은 에어로졸 생성 물질이 심지(230)를 따라서 저장부(210)로부터 배출될 수 있는 것을 의미한다. 저장부(210) 내 에어로졸 생성 물질은 심지(230)를 통하지 않는 다른 경로를 통해서는 저장부(210) 외부로 누출되는 것이 방지된다.

가열 요소(240)는 심지(230)를 통해 운반된 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있고, 가열 온도가 에어로졸 생성 물질의 기화 온도 이상이 되면 에어로졸 생성 물질이 기화되어 에어로졸이 생성될 수 있다.

가열 요소(240)는 심지(230)의 일 영역에 배치된다. 이 때, 가열 요소(240)는 세장형 심지(230)의 일 단부에 배치될 수 있다. 가열 요소(240)는 심지(230)를 둘러싸는 코일 형태일 수 있다. 또는 가열 요소(240)는 심지(230)로부터 이격 배치된 채 심지(230)에 열을 전달할 수도 있다.

도 3에 도시된 실시예에서 저장부(210)는 마우스피스(220)가 배치되는 일 단부의 단면적은 타 단부의 단면적보다 크다. 구체적으로, 저장부(210)는 저장부(210)의 타 단부를 향하여 단면적이 감소하도록 만곡부를 형성하고 있다. 만일 저장부가 직육면체의 형상을 가진다면, 액상의 에어로졸 생성 물질은 심지가 닿지 않는 직육면체의 저장부의 모서리 영역에 잔존할 수 있다. 따라서, 도 3에 도시된 실시예와 같이 저장부(210)의 타 단부에 만곡부를 형성하여 액상의 에어로졸 생성 물질이 저장부(210)의 내부에 잔존하지 않고 모두 소진될 수 있다.

도 4는 다른 실시예에 관한 카트리지의 단면도이다. 이하에서는 전술한 카트리지의 구성 및 효과와 관련하여 중복되는 범위에서의 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도 4를 참조하면, 카트리지(300)의 심지(330)는 저장부(310)의 일 단부로부터 저장부(310)의 타 단부를 향해 연장하고 있으며, 심지(330)는 말단부에 배치된 중량부(331)를 포함한다. 또한, 심지(330)는 가요성이다. 중량부(331)는 가요성의 심지(330)가 구부러질 수 있도록 소정의 무게를 가지는 부재일 수 있다. 만일 사용 중에 카트리지가 기울여진다면, 중력에 의해 액상의 에어로졸 생성 물질도 함께 기울여질 수 있으며, 이에 따라 에어로졸 생성 물질은 심지에 접촉하지 않을 수 있다. 따라서, 심지(330)의 말단부에 중량부(331)를 배치시킴으로써, 중량부(331)에 의해 심지(330)도 카트리지(300)가 기울여지는 방향과 동일하게 기울여지게 할 수 있다. 이에 따라 에어로졸 생성 물질은 카트리지(300)가 기울여지더라도 심지(330)와 접촉하게 되므로, 카트리지(300)의 기울기와 관계없이 저장부(310)의 에어로졸 생성 물질은 저장부(310)의 내부에 잔존하지 않고 모두 소진될 수 있다.

도 5는 또 다른 실시예에 관한 카트리지의 단면도이다. 마찬가지로 이하에서는 전술한 카트리지의 구성 및 효과와 관련하여 중복되는 범위에서의 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도 5를 참조하면, 카트리지(400)의 심지(430)는 복수 개의 심지(430a, 430b, 430c)를 포함한다. 또한 각각의 심지(430a, 430b, 430c)는 저장부(410)의 내부에 분산되어 배치되어 있다. 만일 심지가 단일이라면, 저장부의 형상(예를 들어 직육면체) 및/또는 사용 중 기울임 등에 의해 액상의 에어로졸 생성 물질이 심지와 접촉하지 않을 수 있다. 따라서, 심지(430)를 복수 개로 하고, 각각의 심지(430)를 분산시켜 배치함으로써, 어느 경우라도 심지(430)가 에어로졸 생성 물질과 접촉할 수 있다. 이에 따라 저장부(410)의 에어로졸 생성 물질은 저장부(410)의 내부에 잔존하지 않고 모두 소진될 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

1000: 에어로졸 생성 장치
100: 본체
110: 수용 공간
200, 300, 400: 카트리지
210, 310, 410: 저장부
220, 320, 420: 마우스피스
221, 321, 421: 배출공
230, 330, 430: 심지
240, 340, 440: 가열 요소
331: 중량부
430a, 430b, 430c: 복수 개의 심지

Claims (7)

1. 에어로졸 생성 물질을 저장하는 저장부;
   가열에 의해 기화된 에어로졸을 배출하는 배출공이 형성된 마우스피스;
   상기 저장부로부터 상기 에어로졸 생성 물질을 공급받도록 상기 저장부 내에 배치되고, 상기 마우스피스를 향하는 상기 저장부의 일 단부에서 상기 저장부의 타 단부를 향해 연장된 심지; 및
   상기 심지의 일 단부에 배치되고, 상기 심지에 흡수된 상기 에어로졸 생성 물질을 가열하는 가열 요소; 를 포함하고,
   상기 저장부의 일 단부의 단면적은 상기 저장부의 타 단부의 단면적보다 크며,
   상기 심지는 상기 저장부의 만곡부를 향해 구부러질 수 있도록 가요성인, 카트리지.
2. 제1항에 있어서,
   상기 만곡부는 상기 저장부의 타 단부를 향하여 단면적이 감소하는, 카트리지.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 심지는 상기 저장부의 타 단부를 향하는 말단부에 배치되는 중량부를 포함하는, 카트리지.
5. 제1항에 있어서,
   상기 심지의 기공도는 상기 저장부의 일 단부로부터 상기 저장부의 타 단부를 향하여 증가하는, 카트리지.
6. 제1항에 있어서,
   상기 심지는 복수 개이고,
   각각의 심지는 상기 저장부의 내부에 분산되어 배치된, 카트리지.
7. 제1항, 제2항, 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 카트리지;
   상기 카트리지를 수용하는 수용 공간을 포함하는 본체;
   상기 카트리지에 전력을 공급할 수 있는 배터리; 및
   상기 배터리를 통해 상기 카트리지에 공급되는 전력을 제어할 수 있는 제어부;를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.

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