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KR102513572B1 - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

에어로졸 생성 장치 Download PDF

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KR102513572B1
KR102513572B1 KR1020200084944A KR20200084944A KR102513572B1 KR 102513572 B1 KR102513572 B1 KR 102513572B1 KR 1020200084944 A KR1020200084944 A KR 1020200084944A KR 20200084944 A KR20200084944 A KR 20200084944A KR 102513572 B1 KR102513572 B1 KR 102513572B1
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KR
South Korea
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aerosol
compressed air
aerosol generating
generating device
outlet end
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KR1020200084944A
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김동성
정헌준
이원경
최재성
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주식회사 케이티앤지
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Priority to US17/626,395 priority patent/US20230292829A1/en
Priority to JP2022508592A priority patent/JP7372444B2/ja
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Abstract

에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 저장조, 압축공기를 생성하는 압축공기 생성부 및 압축공기가 유입되는 유입단과 압축공기가 유출되는 유출단을 포함하는 노즐부를 포함한다. 저장조에 보유된 에어로졸 생성 물질은 노즐부의 유출단으로부터 배출된 압축공기와 충돌하여 에어로졸로 무화될 수 있다.

Description

에어로졸 생성 장치{Aerosol generating device}
실시예들은 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압축공기를 분사함으로써 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 무화시키는 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 또는 카트리지 내의 에어로졸 생성 물질을 가열 또는 미립화함에 따라 에어로졸을 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다.
에어로졸 생성 물질이 운동 에너지를 갖는 대상과 충돌할 경우, 에어로졸 생성 물질은 에어로졸로 미립화될 수 있다. 소정 대상은 예를 들어 빠른 속력으로 배출되는 공기일 수 있다. 공기는 압축되어 압축공기로서 형성될 수 있다. 압축공기는 에어로졸 생성 물질을 향하여 배출되어 에어로졸 생성 물질에 충격을 가할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 충격을 통하여 에어로졸로 미립화된 후, 사용자에 의해 흡입될 수 있다.
실시예들은 압축공기를 분사시켜 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 미립화(微粒化)시키는 에어로졸 생성 장치를 제공한다.
본 실시예들이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단의 일 측면으로서, 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 저장조; 압축공기를 생성하는 압축공기 생성부; 및 압축공기가 유입되는 유입단과 압축공기가 유출되는 유출단을 포함하는 노즐부;를 포함하되, 상기 저장조에 보유된 에어로졸 생성 물질은 상기 노즐부의 상기 유출단으로부터 배출된 압축공기와 충돌하여 에어로졸로 무화될 수 있다.
실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치는 압축공기를 분사시켜 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 미립화(微粒化)시킬 수 있다. 미립화 가능한 에어로졸 생성 물질의 종류는 에어로졸 생성 물질의 특성에 의해 제한되지 않고 다양할 수 있다. 에어로졸 생성 물질의 종류가 다양화됨에 따라 사용자는 보다 다양한 풍미의 에어로졸을 흡입할 수 있다.
실시예들은 부압 작용을 이용하여 에어로졸 생성 물질을 소정 위치로 이동시킬 수 있다. 에어로졸 생성 물질이 소정 위치로 이동함에 따라 에어로졸 생성 장치의 내부 구조가 용이하게 변경 및 단순화될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치의 일 부분을 확대한 단면도이다.
도 3은 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일 부분을 단면도이다.
도 4a는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일 양태에 따른 단면도이다.
도 4b는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 다른 양태에 따른 단면도이다.
도 5는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 분리 시 단면도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 단면도이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 실시예들에서의 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 실시예들의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 실시예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시예들의 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 구비할 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.
명세서 전체에서 '실시예'는 본 명세서에서 발명을 용이하게 설명하기 위한 임의의 구분으로서, 실시예 각각이 서로 배타적일 필요는 없다. 예를 들어, 일 실시예에 개시된 구성들은 다른 실시예에 적용 및 구현될 수 있으며, 본 명세서의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 한도에서 변경되어 적용 및 구현될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 실시예들을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
명세서 전체에서 구성 요소의'길이 방향'은 구성 요소가 구성 요소의 일 방향 축을 따라 연장하는 방향일 수 있으며, 이때 구성 요소의 일 방향 축은 일 방향 축을 가로지르는 타 방향 축보다 구성 요소가 더 길게 연장하는 방향을 의미할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)의 단면도이다.
일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 저장조(110)를 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 물질은 액상 조성물일 수 있다. 액상 조성물은 에어로졸 생성 물질을 포함할 수 있다. 액상 조성물은 니코틴, 프로필렌글리콜(PG), 및 글리세린(Gl) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 니코틴은 담뱃잎을 성형하거나, 재구성함으로써 획득되는 담배 물질에 포함되는 니코틴일 수 있다. 또한, 니코틴은 자연적으로 발생하는 니코틴 또는 합성 니코틴일 수 있다. 예를 들어, 니코틴은 프리 베이스 니코틴(free base nicotine), 니코틴 염(nicotine salt) 또는 이들의 조합 중 하나를 포함할 수 있다.
액상 조성물에는 니코틴 또는 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(100)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 산들의 혼합이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
액상 조성물에 포함된 프로필렌글리콜 및 글리세린은 에어로졸 형성제로서, 프로필렌글리콜 및 글리세린이 무화될 경우 에어로졸이 생성될 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 니코틴이 첨가된 임의의 중량비의 글리세린 및 프로필렌 글리콜 용액을 포함할 수 있다.
액상 조성물은 또한 예를 들어, 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미 요소, 및 비타민 혼합물의 어느 하나의 성분이나, 이들 성분의 혼합물을 더 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미 요소는 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.
저장조(110)는 에어로졸 생성 장치(100)의 외부와 유체 연통할 수 있는 유입 통로(111)를 포함할 수 있다. 유입 통로(111)를 통하여 저장조(110)에 외부 공기가 유입될 수 있다. 예를 들어, 저장조(110)의 압력이 감소할 때, 외부 공기가 저장조(110)에 유입될 수 있다. 유입 통로(111)에는 멤브레인(membrane; 미도시)이 배치될 수 있다. 멤브레인에 의해 저장조(110)에 보유된 에어로졸 생성 물질은 저장조(110)로부터 외부로 유출되지 않고 보유될 수 있다.
일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 압축공기를 생성하는 압축공기 생성부(120)를 포함할 수 있다. 압축공기 생성부(120)는 공기를 압축시켜 공기가 빠른 속력을 가지게 할 수 있다. 일 예시로서, 압축공기 생성부(120)는 컴프레서(compressor)일 수 있다.
압축공기 생성부(120)가 컴프레서일 때, 컴프레서는 배터리(150)와 전기적으로 연결될 수 있다. 컴프레서는 배터리(150)로부터 전원을 공급받아 기체의 압력과 속도를 변화시킬 수 있다. 컴프레서는 유입된 외부공기를 압축시켜 압축공기를 생성할 수 있다. 컴프레서에 의해 압축 생성된 압축공기는 속력이 증가할 수 있다. 속력이 증가한 압축공기는 컴프레서로부터 토출될 수 있다.
다른 예시로서, 압축공기 생성부(120)는 펌프일 수 있다. 펌프는 사용자의 소정 동작에 의해 압축공기를 생성할 수 있다.
사용자의 소정 동작의 일 예로서, 사용자는 압축공기 생성부(120)인 펌프가 배치된 에어로졸 생성 장치(100)를 반복적으로 피스톤 운동시킬 수 있다. 피스톤 운동에 따라 펌프는 외부공기를 압축시켜 압축공기를 생성할 수 있다.
사용자의 소정 동작의 다른 예로서, 사용자는 에어로졸 생성 장치(100)를 비틀(twist)어 펌프를 작동시킬 수 있다. 사용자는 펌프가 배치된 에어로졸 생성 장치(100)를 파지한 후, 에어로졸 생성 장치(100)의 일 부분을 타 부분을 기준으로 비틀 수 있다. 비틈 운동에 따라 펌프가 작동될 수 있으며, 펌프는 외부공기를 압축시켜 압축공기를 생성할 수 있다.
사용자의 소정 동작의 또 다른 예로서, 펌프는 진동 운동에 따라 작동될 수 있다. 펌프의 진동 운동은 사용자에 의해 수행될 수 있다. 또한, 펌프의 진동 운동은 사용자가 에어로졸 생성 장치(100)를 지니고 이동함에 따라 자동으로 수행될 수 있다. 진동 운동에 따라 펌프는 작동될 수 있으며, 펌프는 외부공기를 압축시켜 압축공기를 생성할 수 있다. 펌프에 의하여 압축 생성된 압축공기는 속력이 증가할 수 있다. 속력이 증가한 압축공기는 펌프로부터 토출될 수 있다. 펌프를 작동시키기 위한 소정 동작은 상술한 예에 제한되지 않고 필요에 따라 변경될 수 있다.
일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 압축공기가 유입되는 유입단(131)과 압축공기가 유출되는 유출단(132)을 포함하는 노즐부(130)를 포함할 수 있다. 또한 에어로졸 생성 장치(100)는 유출단(132)에 근접하게 배치되어 에어로졸을 미립화시키는 분쇄부(115)를 포함할 수 있다.
저장조(110)에 보유된 에어로졸 생성 물질은 노즐부(130)의 유출단(132)으로부터 배출된 압축공기와 충돌하여 미립화될 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 미립화되어 에어로졸로 무화될 수 있다. 에어로졸 생성 물질의 무화는 도 2를 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명한다.
일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 배터리(150) 및 프로세서(140)를 포함할 수 있다.
배터리(150)는 에어로졸 생성 장치(100)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 배터리(150)는 압축공기 생성부(120)와 전기적으로 연결되어 압축공기 생성부(120)에 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(150)는 에어로졸 생성 장치(100) 내에 구비된 다른 하드웨어 구성들의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(150)는 충전이 가능한 배터리(150)거나 일회용 배터리(150)일 수 있다. 예를 들어, 배터리(150)는 리튬폴리머(LiPoly) 배터리(150)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
프로세서(140)는 에어로졸 생성 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하는 하드웨어이다. 프로세서(140)는 압축공기 생성부(120)와 전기적으로 연결되어 압축공기 생성부(120)를 온(on) 또는 오프(off)할 수 있다. 프로세서(140)는 복수 개의 프로세서(140)를 포함할 수 있다. 프로세서(140)는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있다.
프로세서(140)는 범용적인 마이크로 프로세서(140)와 마이크로 프로세서(140)에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 프로세서(140)는 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있다.
도 2는 도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치(100)의 일 부분을 확대한 단면도이다.
도 2를 참조하여, 에어로졸 생성 물질의 무화에 대하여 보다 상세히 살펴본다.
일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)의 노즐부(130)는 압축공기가 유입되는 유입단(131)을 포함할 수 있다. 유입단(131)은 압축공기 생성부(120)와 유체 연통할 수 있다. 즉, 압축공기 생성부(120)로부터 토출된 압축공기는 노즐부(130)의 유입단(131)에 유입될 수 있다. 유입단(131)으로 유입된 압축공기는 노즐부(130)의 유출단(132)으로 배출될 수 있다.
노즐부(130)의 유입단(131)의 직경은 유출단(132)의 직경보다 클 수 있다. 예를 들어, 유입단(131)의 직경이 d1이고, 유출단(132)의 직경이 d2일 때, 유입단(131)의 직경인 d1은 유출단(132)의 직경인 d2보다 클 수 있다. 유입단(131)의 직경인 d1은 유출단(132)의 직경인 d2의 2 배 내지 12 배일 수 있다.
유입단(131)의 직경이 유출단(132)의 직경보다 더 클 때, 유입단(131)으로 유입되어 유출단(132)으로부터 배출되는 압축공기의 속력이 증가할 수 있다. 베르누이의 원리에 따라 압축공기는 유출단(132)을 통과할 때 속력이 증가할 수 있다. 압축공기의 속력이 증가함에 따라 에어로졸 생성 물질과 충돌하는 압축공기의 운동량이 증가할 수 있다. 압축공기의 운동량 증가에 따라 에어로졸 생성 물질이 보다 효과적으로 에어로졸로 미립화될 수 있다.
유출단(132)으로 배출되는 압축공기의 속력 증가에 따라 유출단(132) 근처의 일 영역의 압력이 감소될 수 있다. 유출단(132) 근처의 일 잉역의 압력이 감소됨에 따라 부압 작용에 따라 에어로졸 생성 물질이 유출단(132) 근처의 일 영역으로 유인될 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 유출단(132) 근처의 일 영역으로 유인된 후, 속력이 증가한 압축공기와 충돌할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 압축공기와 충돌하여 에어로졸로 미립화될 수 있다.
에어로졸 생성 장치(100)는 유출단(132)에 인접하게 배치되는 분쇄부(115)를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물질이 압축공기와 충돌함에 따라 생성된 에어로졸은 분쇄부(115)와 충돌할 수 있다. 에어로졸은 분쇄부(115)에 의하여 분쇄 및 이산되어 보다 미립화될 수 있다. 분쇄부(115)에 의하여 분쇄 및 이산된 에어로졸의 입자 크기는 감소될 수 있다.
분쇄부(115)는 복수 개의 통공(1151)을 포함할 수 있다. 복수 개의 통공(1151)은 분쇄부(115)의 일 면으로부터 타 면으로 연장 형성될 수 있다. 이때, 분쇄부(115)의 일 면은 노즐부(130)의 유출단(132)을 바라보는 면일 수 있으며, 분쇄부(115)의 타 면은 분쇄부(115)의 일 면에 대향되는 면일 수 있다. 분쇄부(115)는 노즐부(130)의 유출단(132)으로부터 소정거리 이격되어 배치될 수 있다. 분쇄부(115)의 노즐부(130)의 길이 방향을 따라 노즐부(130)로부터 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
생성된 에어로졸은 분쇄부(115)에 형성된 통공(1151)을 통과할 수 있다. 통공(1151)을 통과하는 에어로졸은 미립화되어 입자 크기가 감소할 수 있다. 에어로졸은 분쇄부(115)를 통과하여 기류 패스(160)로 유동할 수 있다.
기류 패스(160)를 유동한 에어로졸은 마우스피스(170)를 향하여 이동할 수 있다. 마우스피스(170)는 에어로졸 생성 장치(100) 중 사용자의 구부와 접촉하는 부분일 수 있다. 사용자는 구부를 마우스피스(170)에 접촉시켜 에어로졸을 흡입할 수 있다. 사용자의 구부와 마우스피스(170)에는 흡입 수단이 추가적으로 배치될 수 있다. 사용자는 구부를 직접적으로 접촉시키는 대신 흡입 수단을 통하여 에어로졸을 흡입할 수 있다.
일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)에서 에어로졸의 제공은 다음과 같은 프로세스를 따라 수행될 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 부압 작용에 의해 노즐부(130)의 유출단(132) 근처의 일 영역으로 유인될 수 있다. 유출단(132) 근처의 일 영역으로 유인된 에어로졸 생성 물질은 빠른 속력의 압축공기와 충돌하여 에어로졸로 무화될 수 있다. 무화된 에어로졸은 분쇄부(115)에 형성된 통공(1151)을 통과할 수 있다. 에어로졸은 분쇄부(115)에 의하여 분쇄 및 이산되어 보다 미립화될 수 있으며, 에어로졸의 입자 크기가 감소할 수 있다. 에어로졸은 기류 패스(160)를 유동하여 마우스피스(170)를 향하여 이동할 수 있다. 사용자는 구부를 마우스피스(170)와 접촉시켜 마우스피스(170)로 이동한 에어로졸을 흡입할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 일 실시예의 구성 요소와 동일한 도면 부호를 갖는 구성 요소는 이하에서 실질적으로 동일한 구성요소를 의미할 수 있으며, 일 실시예에 관한 구성 요소는 다른 실시예들에도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
도 3은 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)의 일 부분을 확대한 단면도이다.
다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)의 구성에 더하여 노즐부(130)로부터 연장되며 저장조(110)의 적어도 일부를 감싸는 연장 유로(133)를 포함할 수 있다.
연장 유로(133)는 노즐부(130)로부터 연장될 수 있다. 연장 유로(133)는 노즐부(130)로부터 저장조(110)의 일부를 감싸며 연장될 수 있다. 예를 들어 연장 유로(133)는 저장조(110)의 하부와 측부를 감싸며 노즐부(130)로부터 연장될 수 있다. 이후, 연장 유로(133)는 저장조(110)의 상부로부터 하부로 연장될 수 있다. 연장 유로(133)의 직경은 d3일 수 있다. 연장 유로(133)의 직경은 유입단(131)의 직경인 d1보다 작을 수 있다.
연장 유로(133)에서 토출되는 압축공기의 방향은 연장 유로(133)가 연장되는 방향일 수 있다. 예를 들어, 연장 유로(133)가 저장조(110)의 상부로부터 하부로 연장되는 일 부분을 포함하며, 일 부분 말단에 출구를 가질 수 있다. 이때, 연장 유로(133)에서 토출되는 압축공기는 저장조(110)의 상부로부터 하부를 향하는 방향일 수 있다.
다른 예시로서, 연장 유로(133)는 저장조(110)의 저면과 접촉하며 저장조(110)의 중심 축을 향하여 연장되는 일 부분을 가지며, 일 부분 말단에 출구가 형성될 수 있다. 이때, 연장 유로(133)에서 토출되는 압축공기는 저장조(110)의 저면에서 저장조(110)의 중심축을 향하는 방향일 수 있다.
연장 유로(133)를 통과한 압축공기는 연장 유로(133)의 출구에서 토출될 수 있다. 연장 유로(133)는 압축공기를 토출함으로써 저장조(110) 내부의 에어로졸 생성 물질을 가압할 수 있다. 연장 유로(133)로부터 토출된 압축공기는 저장조(110) 내부의 에어로졸 생성 물질이 유출단(132)에 근접하도록 에어로졸 생성 물질을 가압할 수 있다.
연장 유로(133)에서부터 토출된 압축공기는 압축공기의 토출방향으로 에어로졸 생성 물질을 가압할 수 있다. 예를 들어, 압축공기는 저장조(110)의 상부로부터 하부를 향하는 방향으로 토출될 수 있다. 압축공기가 저장조(110)의 상부로부터 하부를 향하는 방향으로 토출될 때, 에어로졸 생성 물질은 저장조(110)의 상부로부터 하부를 향하는 방향으로 가압될 수 있다. 에어로졸 생성 물질이 가압됨에 따라, 에어로졸 생성 물질은 노즐부(130)의 유출단(132)에 근접하는 부분으로 이동할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 유출단(132) 근처의 일 영역으로 유인될 수 있다.
에어로졸 생성 물질은 상술한 부압 작용에 더해 연장 유로(133)로부터 토출되는 압축공기에 의해 노즐부(130)의 유출단(132) 근처의 일 영역으로 유인될 수 있다. 유출단(132) 근처의 일 영역으로 유인된 에어로졸 생성 물질은 유출단(132)을 통과한 빠른 속력의 압축공기와 충돌하여 에어로졸로 무화될 수 있다. 무화된 에어로졸은 기류 패스(160) 및 마우스피스(170)를 통과하여 사용자에게 흡입될 수 있다.
도 4a는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)의 일 양태에 따른 단면도이고, 도 4b는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)의 다른 양태에 따른 단면도이다.
또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 기류 패스(160)에 위치하는 히터(200)를 포함할 수 있다. 히터(200)는 기류 패스(160)의 외면을 감싸도록 배치될 수 있다. 히터(200)는 기류 패스(160) 내부로 열을 전달할 수 있다. 히터(200)는 기류 패스(160) 내부를 유동하는 에어로졸에 열을 전달할 수 있다. 에어로졸은 히터(200)로부터의 열에 의해 온도가 상승할 수 있다. 에어로졸은 히터(200)로부터의 열에 의해 미립화될 수 있다. 에어로졸의 온도 및 미립화 정도는 사용자가 흡입하기에 적합한 온도 및 미립화 정도일 수 있다.
히터(200)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(200)는 금속 열선(wire), 전기 전도성 트랙(track)이 배치된 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
히터(200)는 유도 가열식 히터(200)일 수 있다. 히터(200)는 궐련 또는 카트리지(100a)를 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련 또는 카트리지(100a)에는 유도 가열식 히터(200)에 의해 가열될 수 있는 서셉터가 포함될 수 있다.
또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 기류 패스(160)를 유동하는 에어로졸에 향미를 부가하기 위한 향미 요소를 포함할 수 있다.
향미 요소(300, 400)와 기류 패스(160)는 서로 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 향미 요소(300, 400)가 원기둥의 형상을 가질 때 기류 패스(160) 또한 향미 요소(300, 400)를 수용할 수 있도록 원기둥 형상일 수 있다. 다만, 향미 요소(300, 400) 및 기류 패스(160)의 형상은 이에 제한되지 않고 필요에 따라 변경될 수 있다.
향미 요소(300, 400)는 사용자에 의한 흡입을 위해 기류 패스(160)를 통과하는 에어로졸에 향미(flavor)를 부여할 수 있다. 이때 에어로졸은 향미 요소(300, 400)로부터 배출된 향미를 비말 동반할 수 있다. 향미 요소(300, 400)는, 예를 들어 담배, 향기(aroma), 또는 니코틴 내용물(nicotine content)과 같은 향료를 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, 향미 요소(300, 400)는 과립을 포함하는 궐련일 수 있다. 이때, 향미 요소(300, 400)의 과립에는 니코틴 내용물(nicotine content)이 포함될 수 있다. 향미 요소(300, 400)의 과립에 니코틴 내용물이 포함될 때, 저장조(110) 내부의 에어로졸 생성 물질에는 니코틴 내용물이 포함되지 않을 수 있다. 에어로졸 생성 물질에는 프로필렌글리콜 및 글리세린과 같은 에어로졸 형성제만이 포함될 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 향미 요소(300)는 기류 패스(160)에 완전히 삽입될 수 있다. 향미 요소(300)는 기류 패스(160) 내에 배치될 수 있다. 향미 요소(300)는 사용자에 의하여 기류 패스(160)에 삽입될 수 있다. 향미 요소(300)는 선택적으로 기류 패스(160)에 삽입될 수 있으며, 사용 후 배출될 수 있다.
향미 요소(300)는 히터(200)가 배치된 위치에 대응되도록 기류 패스(160) 내에 배치될 수 있다. 향미 요소(300)는 히터(200)로부터 전달되는 열에 의해 향미를 배출할 수 있다. 향미 요소(300)로부터 배출된 향미는 기류 패스(160)를 유동하는 에어로졸에 부가될 수 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 향미 요소(400)의 적어도 일부는 기류 패스(160)로부터 돌출되어 기류 패스(160)의 외부로 노출될 수 있다. 이때, 향미 요소(400)는 사용자의 구부와 접촉하는 마우스피스(170)일 수 있다. 향미 요소(400)는 기류 패스(160)에 삽입되는 일 단부와 기류 패스(160)로부터 돌출되는 타 단부를 포함할 수 있다. 향미 요소(400)의 타 단부는 사용자의 구부와 접촉할 수 있다.
사용자는 향미 요소(400)와 접촉하여 향미 요소(400)를 통과한 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 향미 요소(400)를 통과한 에어로졸에는 향미 요소(400)로부터 방출된 향미가 포함될 수 있다.
도 5는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)의 분리 시 단면도이다.
또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 저장조(110) 및 노즐부(130)를 포함하는 카트리지(100a)와 압축공기 생성부(120)를 포함하는 본체(100b)를 포함할 수 있다.
카트리지(100a)는 저장조(110) 및 노즐부(130) 이외에 분쇄부(115) 및 기류 패스(160)를 더 포함할 수 있으나, 카트리지(100a)가 더 포함할 수 있는 구성 요소는 이에 제한되지 않고 필요에 따라 변경될 수 있다. 본체(100b)는 압축공기 생성부(120) 이외에 프로세서(140) 및 배터리(150)를 더 포함할 수 있으나, 본체(100b)가 포함할 수 있는 구성 요소는 이에 제한되지 않고 필요에 따라 변경될 수 있다.
카트리지(100a)는 본체(100b)와 분리 및 결합 가능하다. 카트리지(100a)의 저장조(110)에 저장된 에어로졸 생성 물질이 소모될 경우, 사용자는 카트리지(100a)를 교환할 수 있다. 카트리지(100a)와 본체(100b)는 패킹구조(180)를 이용하여 결합될 수 있다.
카트리지(100a)에는 제 1 패킹구조(181)가 형성될 수 있다. 본체(100b)에는 제 2 패킹구조(182)가 형성될 수 있다. 카트리지(100a) 및 본체(100b)는 제 1 패킹구조(181) 및 제 2 패킹구조(182)를 이용하여 결합될 수 있다.
제 1 패킹구조(181) 및 제 2 패킹구조(182)는 서로 대응되는 형상일 수 있다. 제 1 패킹구조(181) 및 제 2 패킹구조(182)는 서로 기밀하게 밀봉될 수 있다. 제 1 패킹구조(181)와 제 2 패킹구조(182)를 이용함으로써 압축공기 생성부(120)로부터 배출된 압축공기가 외부로의 유출 없이 노즐부(130) 내부를 유동할 수 있다.
예를 들어, 제 1 패킹구조(181)는 돌출부일 수 있으며, 제 2 패킹구조(182)는 돌출부가 삽입되는 홈부일 수 있다. 돌출부인 제 1 패킹구조(181)는 홈부인 제 2 패킹구조(182)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 돌출부인 제 1 패킹구조(181)는 홈부인 제 2 패킹구조(182)에 삽입될 수 있다. 제 1 패킹구조(181)는 제 2 패킹구조(182)에 끼워 맞춤될 수 있다. 돌출부인 제 1 패킹구조(181)와 홈부인 제 2 패킹구조(182)는 카트리지(100a)와 본체(100b)를 기밀하게 밀봉할 수 있다.
다른 예로서, 제 1 패킹구조(181)는 고리부일 수 있으며, 제 2 패킹구조(182)는 고리부를 수용하는 수용부일 수 있다. 고리부인 제 1 패킹구조(181)는 수용부인 제 2 패킹구조(182)에 체결될 수 있다. 제 1 패킹구조(181)는 제 2 패킹구조(182)에 맞춤 체결될 수 있다. 고리부인 제 1 패킹구조(181)와 수용부인 제 2 패킹구조(182)는 카트리지(100a)와 본체(100b)를 기밀하게 밀봉할 수 있다.
제 1 패킹구조(181) 및 제 2 패킹구조(182)는 가요성을 가질 수 있다. 제 1 패킹구조(181) 및 제 2 패킹구조(182)는 가요성을 갖는 고무를 재료로서 포함할 수 있다.
제 1 패킹구조(181) 및 제 2 패킹구조(182)가 서로 기밀하게 밀봉되어 카트리지(100a)와 본체(100b)를 결합할 수 있는 한, 제 1 패킹구조(181)와 제 2 패킹구조(182)의 형상 및 재료는 상술한 예에 제한되지 않는다.
도 6은 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)의 단면도이다.
또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 저장조(110)로부터 유출단(132)을 향하여 연장되는 연장관(600)을 포함할 수 있다. 연장관(600)은 저장조(110)의 저면부에 형성될 수 있다. 저장조(110)에 저장된 에어로졸 생성 물질은 연장관(600)을 유동할 수 있다.
연장관(600)을 유동한 에어로졸 생성 물질은 노즐부(130)의 유출단(132)으로 유인될 수 있다. 연장관(600)의 배치에 따라 에어로졸 생성 물질은 노즐부(130)의 유출단(132)으로 유동할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 물질은 부압 작용에 의해 노즐부(130)의 유출단(132) 근처의 일 영역으로 유인될 수 있다. 유출단(132) 근처의 일 영역으로 유인된 에어로졸 생성 물질은 유출단(132)을 통과한 빠른 속력의 압축공기와 충돌하여 에어로졸로 무화될 수 있다. 에어로졸은 기류 패스(160)를 유동하여 마우스피스(170)를 향하여 이동할 수 있다. 사용자는 구부를 마우스피스(170)와 접촉시켜 마우스피스(170)로 이동한 에어로졸을 흡입할 수 있다.
실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 압축공기를 분사시켜 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 미립화(微粒化)시킬 수 있다. 미립화 가능한 에어로졸 생성 물질의 종류는 에어로졸 생성 물질의 특성에 의해 제한되지 않고 다양할 수 있다. 에어로졸 생성 물질의 종류가 다양화됨에 따라 사용자는 보다 다양한 풍미의 에어로졸을 흡입할 수 있다.
실시예들은 부압 작용을 이용하여 에어로졸 생성 물질을 소정 위치로 이동시킬 수 있다. 에어로졸 생성 물질이 소정 위치로 이동함에 따라 에어로졸 생성 장치(100)의 내부 구조가 용이하게 변경 및 단순화될 수 있다.
본 실시예들과 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.
100: 에어로졸 생성 장치 100a: 카트리지
100b: 본체 110: 저장조
111: 유입 통로 115: 분쇄부
1151: 통공 120: 압축공기 생성부
130: 노즐부 131: 유입단
132: 유출단 133: 연장 유로
140: 프로세서 150: 배터리
160: 기류 패스 170: 마우스피스
180: 패킹구조 181: 제 1 패킹구조
182: 제 2 패킹구조 200: 히터
300, 400: 향미 요소 600: 연장관

Claims (15)

  1. 에어로졸 생성 물질을 보유하는 저장조;
    압축공기를 생성하는 압축공기 생성부;
    압축공기가 유입되는 유입단과 압축공기가 유출되는 유출단을 포함하는 노즐부; 및
    상기 노즐부로부터 연장되며 상기 저장조의 적어도 일부를 감싸는 연장 유로;를 포함하고,
    상기 연장 유로는 상기 압축공기를 상기 저장조를 향하는 방향으로 토출하여 상기 에어로졸 생성 물질을 가압함으로써, 상기 에어로졸 생성 물질을 상기 유출단을 향하는 방향으로 이동시키고,
    상기 저장조에서 상기 유출단으로 이동한 에어로졸 생성 물질은 상기 유출단으로부터 배출된 압축공기와 충돌하여 에어로졸로 무화되는, 에어로졸 생성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장조는 상기 에어로졸 생성 장치의 외부와 유체 연통할 수 있는 유입 통로를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입단의 직경은 상기 유출단의 직경보다 큰, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유입단의 직경은 상기 유출단의 직경의 2 배 내지 12 배인, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유출단에 인접하게 배치되어 에어로졸을 미립화시키는 분쇄부를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 분쇄부는 복수 개의 통공을 포함하고,
    에어로졸은 복수 개의 상기 통공을 통과함으로써 미립화되는, 에어로졸 생성 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 연장 유로는 상기 저장조의 상부로부터 하부로 연장되는 부분을 포함하고,
    상기 연장 유로로부터 토출된 압축공기는 상기 저장조 내부의 에어로졸 생성 물질이 상기 유출단에 근접하도록 에어로졸 생성 물질을 가압하는, 에어로졸 생성 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    무화된 에어로졸이 유동하는 기류 패스; 및
    상기 기류 패스에 위치하는 히터;를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 히터는 상기 기류 패스의 외면을 감싸며, 상기 기류 패스를 유동하는 에어로졸을 가열하는, 에어로졸 생성 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 기류 패스에 배치되며, 상기 기류 패스를 유동하는 에어로졸에 향미를 부가하는 향미 요소를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 향미 요소는 상기 기류 패스의 외부로 노출되어 사용자의 구부와 접촉하는, 에어로졸 생성 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장조 및 상기 노즐부를 포함하는 카트리지는, 상기 압축공기 생성부를 포함하는 본체와 분리 및 결합 가능한, 에어로졸 생성 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 카트리지 및 상기 본체는 상기 카트리지에 형성된 제 1 패킹구조와 상기 본체에 형성된 제 2 패킹구조를 이용하여 결합되는, 에어로졸 생성 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장조로부터 상기 유출단을 향하여 연장되는 연장관을 더 포함하고,
    상기 연장관을 유동한 에어로졸 생성 물질은 상기 노즐부의 상기 유출단으로부터 배출된 압축공기와 충돌하여 에어로졸로 무화되는, 에어로졸 생성 장치.
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