KR20210128267A

KR20210128267A - 에어로졸 생성 장치

Info

Publication number: KR20210128267A
Application number: KR1020200046261A
Authority: KR
Inventors: 이원경; 김동성; 최재성
Original assignee: 주식회사 케이티앤지
Priority date: 2020-04-16
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2021-10-26
Also published as: KR102427859B1

Abstract

일 실시예에 따른 에어로졸 생성장치는 궐련이 삽입될 수 있는 빈 공간이 형성 된 수용부, 수용부는 제1 방향을 따라 연장되고, 수용부 내부로 삽입된 궐련을 둘러싸는 제1 히터 및 제1 히터의 내벽에 배치되고 제1 히터로부터 궐련을 향하는 제2 방향을 따라 대류에 의해 가열할 수 있도록 궐련과 제1 히터 사이에 제2 방향으로 이격 공간을 형성하는 구조물을 포함할 수 있다.

Description

에어로졸 생성 장치{Aerosol generating device}

본 출원에 의해 개시되는 발명은 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이격 공간을 통해 궐련을 가열하는 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 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

궐련의 외부를 가열하는 히터의 경우 궐련과 직접적으로 접촉하여 가열하는 방식에 의해서 에어로졸을 생성한다.

이 때, 기존의 궐련의 외부를 가열하는 히터의 경우에는 열선의 배치 등에 따라 가열되지 않는 영역이 발생해서, 궐련의 외부에 고르게 열을 전달하지 못한다는 문제점을 수반하고 있다.

실시예들에 따른 일 과제는, 궐련이 삽입될 수 있는 빈 공간이 형성 된 수용부, 궐련을 둘러싸는 히터 및 이격 공간을 형성하여 대류에 의해 궐련을 가열할 수 있도록 하는 구조물을 포함하는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 것이다.

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, 본 개시의 일 양상에 따르면, 궐련이 삽입될 수 있는 빈 공간이 형성 된 수용부, 수용부 내부에 배치되어, 수용부 내부로 삽입된 궐련을 둘러싸고, 제1 방향을 따라 연장되는 제1 히터, 및 제1 히터의 내벽에 배치되고, 제1 히터와 궐련 사이에 제2 방향으로 이격 공간을 형성하는 이격 구조물을 포함하는 에어로졸 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 이격 구조물은 제1 히터의 제1 방향의 단부의 내벽에 배치되는 제1 환형 구조물을 포함할 수 있다.

또한, 이격 구조물은 제1 히터의 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 환형 구조물들을 포함할 수 있다.

또한, 이격 공간이 형성됨에 따라, 히터는 제2 방향을 따라 대류 방식으로 궐련을 가열할 수 있다.

또한, 이격 구조물은 제1 히터의 내벽을 따라 나선을 이루고, 제3 방향을 따라 연장되는 빈 공간인 제1 채널을 포함할 수 있다.

또한, 제1 채널의 폭은 제3 방향을 따라 감소할 수 있다.

또한, 이격 구조물은 제1 히터의 내벽을 따라 나선을 이루고, 제3 방향과 상이한 제4 방향을 따라 연장되는 빈 공간인 제2 채널을 포함하고, 제1 채널 및 제2 채널은 이격 공간 내의 기체가 순환되는 유로를 형성할 수 있다.

또한, 제1 히터는 PI(polyimide) 필름 히터, PE(Polyethylene) 필름 히터, 은 나노 와이어, 카본 및 금속 섬유 히터에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 이격 구조물은 스테인리스 스틸(Stainless steel), 알루미늄, 구리 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.또한, 궐련 내부에 삽입되는 제2 히터를 더 포함할 수 있다.

다른 일 양상에 따르면, 에어로졸 생성 시스템은 궐련이 삽입될 수 있는 빈 공간이 형성된 수용부, 수용부 내부로 삽입된 궐련을 둘러싸고 제1 방향을 따라 연장되는 제1 히터 및 제1 히터의 내벽에 배치되고, 제1 히터와 궐련 사이에 제2 방향으로 이격 공간을 형성하는 이격 구조물을 포함하는, 에어로졸 생성 장치 및 수용부 내에 삽입되어, 제2 방향에 따른 대류에 의해 가열되는 궐련을 포함할 수 있다.

에어로졸 생성 장치는 수용부에 삽입된 궐련의 측면에 히터와의 이격 공간을 형성함으로써, 대류 현상에 의해 궐련을 가열할 수 있다. 이에 따라 에어로졸 생성 장치는 궐련 전체에 대해 균일하게 가열할 수 있고, 열 전달이 효율적이므로 전력량을 감소시키고, 예열 시간을 단축시킬 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 1 은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예를 도시한 도면이다.
도 ２는 일 실시예에 따라 궐련 내부를 가열하는 히터를 더 포함하는 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예를 도시한 도면이다.
도 ３은 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 ４는 일 실시예에 따라 이격 구조물을 포함하는 에어로졸 생성 장치의 측단면도(a)와 상면도(b)이다.
도 ５는 일 실시예에 따라 복수의 환형 구조물들을 포함하는 에어로졸 생성 장치의 측단면도이다.
도 ６은 일 실시예에 따라 나선을 이루며 연장되는 채널을 포함하는 에어로졸 생성 장치의 측면도이다.
도 ７은 일 실시예에 따라 채널의 폭이 감소하는 에어로졸 생성 장치의 측면도이다.
도 ８은 일 실시예에 따라 제1 채널 및 제2 채널이 기류가 순환되는 유로를 형성하는 에어로졸 생성 장치의 측면도이다.

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 은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예를 도시한 도면들이다.

도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 시스템은 장치 및 궐련을 포함할 수 있다.

에어로졸 생성 장치(1000)의 내부 공간에는 궐련(2000)이 삽입될 수 있다. 에어로졸 생성 장치는 궐련(2000)을 가열하여, 에어로졸을 생성할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(1000)는 배터리(1100), 제어부(1200) 및 히터(1300)를 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치(1000)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(1000)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

도 1에는 배터리(1100), 제어부(1200)및 히터(1300)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부 구조는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(1000)의 설계에 따라, 배터리(1100), 제어부(1200), 히터(1300)의 배치는 변경될 수 있다.

궐련(2000)이 에어로졸 생성 장치(1000)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(1000)는 히터(1300)를 작동시켜, 궐련(2000)으로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(1300)에 의하여 발생된 에어로졸은 궐련(2000)을 통과하여 사용자에게 전달된다.

에어로졸 생성 장치는 궐련(2000)을 히터(1300)로부터 소정의 거리(d)만큼 이격시켜 이격 공간을 형성하는 이격 구조물을 포함할 수 있다. 히터에서 발생된 열은 이격 공간 내 기체의 움직임에 의한 대류 현상에 따라 궐련(2000)에 전달될 수 있다. 히터와 궐련(2000) 사이에 이격 공간을 형성하기 위한 이격 구조물에 대해서는 도 4 내지 도 8을 참조하여 더 자세히 후술한다.

필요에 따라, 궐련(2000)이 에어로졸 생성 장치(1000)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성 장치(1000)는 히터(1300)를 가열할 수 있다.

배터리(1100)는 에어로졸 생성 장치(1000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(1100)는 히터(1300)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(1200)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(1100)는 에어로졸 생성 장치(1000)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.

제어부(1200)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(1200)는 배터리(1100), 히터(1300)뿐 만 아니라 에어로졸 생성 장치(1000)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(1200)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(1000)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.

제어부(1200)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(1300)는 배터리(1100)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련(2000)이 에어로졸 생성 장치(1000)에 삽입되면, 히터(1300)는 궐련(2000)의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(1300)는 궐련(2000) 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.

히터(1300)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(1300)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(1300)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(1300)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(1000)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.

한편, 다른 예로, 히터(1300)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(1300)에는 궐련(2000)을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련(2000)은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 예를 들어, 히터(1300)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소를 포함할 수 있으며, 궐련(2000)의 외부를 가열할 수 있다. 또한, 히터(1300)의 형상은 도 1에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 히터(1300)는 PI(polyimide) 필름 히터, PE(Polyethylene) 필름 히터, 은 나노 와이어, 카본 및 금속 섬유 히터에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.

예를 들면, 히터는 열가소성 수지에 열전도성 물질이 배치된 형태의 필름 히터일 수 있다. 열가소성 수지는 PI, PE 및 PET(polyethylene terephthalate)에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 열전도성 물질은 은, 카본, 니크롬, 알루미늄 및 구리에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 필름 히터는 가볍고, 유연하며, 열과 화학물질에 강하다.

예를 들면, 히터는 금속 섬유를 직조하여 제조된 면상의 발열체인 금속 섬유 히터일 수 있다. 금속 섬유 히터는 유연성과 내구성이 우수하다.

도 2는 일 실시예에 따라 궐련(2000) 내부를 가열하는 히터를 더 포함하는 에어로졸 생성 장치에 궐련(2000)이 삽입된 예를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 수용부(1400) 내에 궐련(2000)내부에 삽입되는 히터(1700)를 더 포함할 수 있다.

궐련(2000) 내부를 가열하는 히터(1700)는 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소 일 수 있으며, 궐련(2000)의 내부를 가열할 수 있다. 또한, 궐련(2000) 내부를 가열하는 히터(1700)의 형상은 도 2에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 내부를 가열하는 히터(1700)를 더 포함함으로써, 궐련의 내부와 외부를 동시에 가열할 수 있다. 이에 따라, 궐련을 효과적으로 가열할 수 있으며, 예열시간도 단축 시킬 수 있다.

한편, 에어로졸 생성 장치(1000)는 배터리(1100), 제어부(1200), 히터(1300) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1000)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1000)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1000)는 궐련(2000)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.

도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1000)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(1000)의 배터리(1100)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(1000)가 결합된 상태에서 히터(1300)가 가열될 수도 있다.

궐련(2000)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(2000)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분과 필터 등을 포함하는 제 2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(2000)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(1000)의 내부에는 제 1 부분의 전체가 삽입되고, 제 2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부에 제 1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제 1 부분의 전체 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(1000)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 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. 다른 예로서, 외부 공기는 궐련(2000)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(2000)의 내부로 유입될 수도 있다.

도 3은 궐련의 일 예를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 궐련(2000)은 담배 로드(2100) 및 필터 로드(2200)를 포함한다. 도 1을 참조하여 상술한 제 1 부분(2100)은 담배 로드(2100)를 포함하고, 제 2 부분(2200)은 필터 로드(2200)를 포함한다.

도 3에는 도시되지 않았으나, 궐련(2000)은 액상 로드를 더 포함할 수 있다. 액상 로드는 액상 조성물을 보유할 수 있다. 액상 로드는 액상 조성물을 흡수하여 보유하는 흡수성 소재의 권축된 시트 또는 액상 조성물을 담지하는 컨테이너 등을 포함할 수 있다.

도 3에는 필터 로드(2200)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(2200)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(2200)는 에어로졸을 냉각하는 제 1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제 2 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(2200)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.

궐련(2000)은 적어도 하나의 래퍼(2400)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(2400)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 궐련(2000)은 하나의 래퍼(2400)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 궐련(2000)은 2 이상의 래퍼(2400)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 래퍼에 의하여 담배 로드(2100)가 포장되고, 제 2 래퍼에 의하여 필터 로드(2200)가 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 담배 로드(2100)및 필터 로드(2200)가 결합되고, 제 3 래퍼에 의하여 궐련(2000)전체가 재포장될 수 있다. 만약, 담배 로드(21000)또는 필터 로드(2200)각각이 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 개별 래퍼에 의하여 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 세그먼트들이 결합된 궐련(2000)전체가 다른 래퍼에 의하여 재포장될 수 있다.

담배 로드(2100)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(2100)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(2100)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(2100)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.

담배 로드(2100)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(2100)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(2100)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(2100)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(2100)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(2100)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(2100)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.

액상 로드는 에어로졸 생성 물질인 액상 조성물을 보유할 수 있다. 액상 로드가 에어로졸 생성 장치(1000)에 의해 가열됨에 따라, 액상 조성물이 증기화되어 에어로졸의 형태로 사용자에게 제공될 수 있다.

액상 로드는 니코틴을 포함하지 않을 수 있다. 또한, 액상 로드는 니코틴이 제외된 에어로졸 생성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 액상 로드는 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. 예를 들어, 액상 로드는 글리세린과 프로필렌 글리콜이 약 8:2의 비율로 혼합된 물질을 포함할 수 있다. 다만, 상술한 혼합 비율에 한정되지 않는다. 또한, 액상 로드는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 액상 로드는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액을 함유할 수 있다.

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.

액상 로드는 권축된 시트를 포함할 수 있으며, 에어로졸 생성 물질은 권축된 시트에 함침된 상태로 액상 로드에 포함될 수 있다. 또한, 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질들 및 가향액은 권축된 시트에 흡수된 상태로 액상 로드에 포함될 수 있다.

권축된 시트는 고분자 소재로 구성된 시트일 수 있다. 예를 들어, 고분자 소재는 종이, 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 라이오셀(lyocell), 폴리락트산(polylactic acid) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 권축된 시트는 고온으로 가열되더라도 열에 의한 이취가 발생되지 않는 종이 시트일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.

필터 로드(2200)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(2200)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(2200)는 원기둥 형(type)로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type)로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(2200)는 리세스 형(type)로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(2200)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.

필터 로드(2200)는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 필터 로드(2200)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터 로드(2200)의 내부에 삽입될 수도 있다.

또한, 필터 로드(2200)에는 적어도 하나의 캡슐(2300)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(2300)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(2300)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(2300)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

만약, 필터 로드(2200)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(2000)은 전단 필터를 더 포함할 수 있다. 전단 필터는 담배 로드(2100)에 있어서, 필터 로드(2200)에 대향하는 일측에 위치한다. 전단 필터는 담배 로드(2100)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(2100)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(도 1의 1000)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따라 이격 구조물을 포함하는 에어로졸 생성 장치의 측단면도(a)와 상면도(b)이다.

도 4의 (a)를 참조하면, 에어로졸 생성 장치는 궐련(2000)이 삽입될 수 있는 빈 공간인 수용부(1400), 수용부(1400) 내부로 삽입된 궐련(2000)을 둘러싸고 궐련(2000)을 가열하는 히터(1300), 히터(1300)와 궐련(2000)을 이격시키는 이격 공간(1600)을 형성하는 이격 구조물을 포함할 수 있다.

수용부(1400)는 제1 방향으로 연장되는 원통형으로 형성되고, 수용부(1400) 내부에는 빈 공간이 제1 방향을 따라 형성될 수 있다. 이로써, 궐련(2000)이 수용부(1400)에 삽입되면, 궐련(2000)은 수용부(1400) 내벽에 의해 둘러싸일 수 있다. 수용부(1400) 내에는 히터(1300)가 배치될 수 있다. 미도시 되었으나, 수용부(1400)에는 궐련(2000)의 내부에 삽입되는 히터가 배치될 수도 있다.

히터(1300) 내부의 빈 공간에는 궐련(2000)이 삽입될 수 있다. 히터(1300)는 수용부(1400) 내부로 삽입된 궐련(2000)을 둘러싸고 궐련(2000)의 외측면을 가열할 수 있다. 히터(1300)는 수용부(1400) 내벽에 배치되고, 제1 방향으로 연장되는 원통형일 수 있다.

제1 방향이 증가하는 방향은 상방과 일치하는 방향일 수 있다. 제1 방향이 감소하는 방향은 하방일 수 있다. 편의상, 명세서 상에서 제1 방향과, 상방은 혼용될 수 있다.

이격 구조물은 궐련(2000)과 히터(1300) 사이에 소정 거리(d)만큼의 이격 공간(1600)을 형성할 수 있다. 이격 구조물은 수용부(1400) 내부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 이격 구조물은 수용부(1400)의 내벽에 배치되거나, 또는 히터(1300)의 내벽에 배치될 수 있다.

이격 공간(1600) 내 기체의 유동에 의해 대류 현상이 발생하고, 히터(1300)에 의해 발생한 열이 제2 방향으로 궐련(2000)에게 전달될 수 있다. 제2 방향은 히터(1300)에서 궐련(2000) 중심부를 향하는 방향일 수 있다.

이격 공간(1600)내에서 궐련(2000)에 전달되는 열이 고르게 분산됨으로써 열 전도율이 향상될 수 있으며, 가열에 소요되는 전력이 절감될 수 있고, 예열시간 단축의 효과가 있다.

이격 구조물은 다양한 형상의 구조물들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면 이격 구조물은 환형 구조물(1500) 또는 나선형 구조물 등을 포함할 수 있다. 나선형 구조물에 대해서는 도 6 내지 8을 참조하여 더 자세히 후술한다.

도 4의 (b)를 참조하면, 환형 구조물(1500)은 궐련(2000)의 외면과, 히터(1300)의 내벽 또는 수용부(1400)의 내벽에 각각 밀착할 수 있다. 이에 따라, 환형 구조물(1500)은 이격 공간(1600) 내부의 가열된 기체가 제1 방향이 증가하는 방향으로 유출되는 것을 방해할 수 있다. 예를 들면, 환형 구조물의 폭은 수용부(1400) 또는 히터(1300)의 내경과, 궐련(1300)의 외경 간 차이에 대응되는 수치로 제작될 수 있다.

가열된 기체가 유출되는 것이 방해됨으로써, 가열된 기체가 이격 공간(1600) 내부에서 유지될 수 있고, 순환할 수 있다. 이에 따라, 열의 손실이 방지되고, 궐련(2000)의 외부는 골고루 가열될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 환형 구조물(1500)은 히터(1300)의 제1 방향의 단부의 내벽에 배치될 수 있다. 즉, 환형 구조물(1500)은 히터의 상측 단부의 내벽에 배치될 수 있다. 구조물이 상측 단부에 위치함으로써, 궐련(2000)이 대류에 의해 가열되는 범위는 최대화될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 환형 구조물(1500)은, 담배 로드(2100)의 일 말단에 대응되는 히터(1300)의 내벽 상의 일 지점 또는 수용부(1400)의 내벽 상의 일 지점에 배치될 수 있다.

예를 들면, 담배 로드(2100)의 길이가 히터(1300) 또는 수용부(1400)의 길이보다 짧을 수 있다. 이 때 환형 구조물은, 담배 로드(2100)의 일 말단에 대응되는 히터(1300)의 내벽 또는 수용부(1400) 내벽의 일 지점에 배치됨으로써, 궐련(2000)이 대류에 의해 가열되는 범위는 담배 로드(2100)의 길이에 상응하게 조절될 수 있다. 이에 따라 에어로졸 생성 장치는 담배 로드(2100) 부분만을 효율적으로 가열 할 수 있다.

일 실시예에 따르면 구조물은, 히터(1300)로부터 궐련(2000)에게 소정의 열에너지를 제공할 수 있도록 소정의 열전도율의 물성을 갖는 소재로 선택될 수 있다. 예를 들면, 구조물의 소재는 스테인리스 스틸(Stainless steel; STU)(Steel Use Stainless; SUS), 철, 알루미늄, 구리 및 이들의 합금으로부터 선택될 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따라 복수의 환형 구조물들을 포함하는 궐련(2000)이 삽입 된 에어로졸 생성 장치의 측단면도이다.

도 5를 참조하면, 이격 구조물은 히터의 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 환형 구조물들을 포함할 수 있다. 복수의 환형 구조물들은 제1 방향을 따라 서로 이격될 수 있고, 이에 따라 복수의 이격 공간들이 형성될 수 있다. 복수의 이격 공간들이 서로 분리됨으로써, 각 이격 공간 내의 가열된 기체는 각 이격 공간의 외부로 유출되지 않고, 이격 공간 내에 머물 수 있다.

예를 들면, 이격 구조물은 제1 환형구조물(1510), 제2 환형구조물(1520) 및 제3 환형구조물(1530)을 포함할 수 있다. 복수의 환형구조물들이 배치됨으로써, 제1 이격 공간(1610)과 제2 이격 공간(1620)이 형성될 수 있다.

제1 이격 공간(1610)은 제1 환형 구조물(1510)과 제2 환형구조물(1520)의 사이에 배치될 수 있고, 제2 이격 공간(1620)은 제2 환형 구조물(1520)과 제3 환형구조물(1530) 사이에 배치될 수 있다.

이로써, 제2 환형구조물(1520)은 제1 이격 공간(1610) 내부의 가열된 기체가 제2 이격 공간(1620)으로 유출되는 것을 방해할 수 있고, 제2 이격 공간(1620) 내부의 가열된 기체가 제1 이격 공간(1610)으로 유출되는 것을 방해 할 수 있다.

또한, 복수의 환형 구조물들이 서로 다른 지점들에서 궐련(2000)을 지지하므로, 궐련(2000)이 견고하게 고정 될 수 있다. 예를 들어, 제1 환형구조물(1510)은 제1 환형구조물(1510)과 밀착된 궐련(2000)의 일 지점을 지지할 수 있다. 또한 제2 환형구조물(1520)은 제2 환형구조물(1520)과 밀착된 궐련(2000)의 다른 일 지점을 지지할 수 있다.

제1 방향을 따라 배치된 복수의 환형 구조물들이 궐련(2000)의 서로 다른 지점들을 지지함으로써, 에어로졸 생성장치는 궐련(2000)과 히터(1300)가 소정의 거리(d)를 일정하게 유지할 수 있도록 궐련을 고정할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 환형 구조물은 히터(1300)의 제1 방향의 반대방향 단부의 내벽에 배치될 수 있다. 제1 방향의 반대방향 단부의 내벽에 위치한 환형 구조물은 이격공간의 가열된 기체가 제1 방향의 반대방향으로 유출되는 것을 방해할 수 있다. 이로써, 가열된 기체가 수용부 바닥면을 통해서 전자 기기들이 수용된 구획으로 유출되는 것이 방지될 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따라 나선을 이루며 연장되는 채널을 포함하는 에어로졸 생성 장치의 측면도이다.

도 6을 참조하면, 이격 구조물은 나선을 이루며 제3 방향을 따라 연장될 수 있다. 이격 구조물은 히터의 내주면을 따라 제3 방향으로 권취되는 나선형 구조물(1560)을 포함할 수 있다. 나선형 구조물이 수회 권취됨에 따라, 제3 방향을 따라 나선형으로 연장되는 빈 공간인 채널(1630)이 형성될 수 있다.

채널(1630)내에서 기체는 제3 방향을 따라 이동할 수 있다. 히터에 의해 가열된 기체가 채널(1630)을 따라 제3 방향으로 이동함으로써, 기체의 이동 거리가 증가되고, 이에 따라 채널(1630) 내에 열이 머무는 시간이 증가할 수 있다.

공간좌표에 의해서 제1 방향과 제3 방향의 관계를 보면, 제3 방향은 xy평면 상에서는 원을 그리며 연장될 수 있다. 제3 방향은 z축으로는 제1 방향으로 연장될 수 있다.

도 6에 도시된 나선형 구조물의 형상은 나선형 구조물의 일 실시예일뿐이며, 권취되는 방향, 권취되는 간격, 나선형 구조물(1560)의 폭, 나선형 구조물(1560)의 길이 등은 상이할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따라 채널(1630)의 폭이 제3 방향을 따라 감소하는 에어로졸 생성 장치의 측면도이다.

도 7을 참조하면, 채널(1630)의 폭은 제3 방향을 따라 변화할 수 있다. 예를 들면, 채널(1630)의 폭은 제3 방향을 따라 감소할 수 있다. 예를 들어, 나선형 구조물(1560)이 권취되는 간격을 제1 방향의 말단부터 a, b, c라 하면, a < b < c의 관계가 만족될 수 있다.

가열된 기체가 상승할수록 채널(1630)의 폭이 좁아짐에 따라, 가열된 기체가 상승하는 속도가 감소할 수 있다. 가열된 기체가 상승하는 속도가 감소함으로써, 이격 공간의 하부에 열이 머무를 수 있다. 이에 따라, 궐련(2000)의 외부를 균일하게 가열하는 효과가 있을 수 있다.

미도시 하였으나, 채널의 폭은 중간의 일 영역에서 폭이 최대가 될 수도 있다. 예를 들어, c < a < b 또는 a < c < b 의 관계가 만족될 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따라 기류가 순환되는 유로를 포함하는 에어로졸 생성 장치의 측면도이다.

도 8을 참조하면, 이격 구조물은 이격 공간 내의 기체가 순환되는 유로를 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이격 구조물은 복수의 나선형 구조물들을 포함할 수 있다. 복수의 나선형 구조물들은 소정의 간격만큼 이격되어 교번적으로 배치됨으로써, 기체가 통과하는 채널들을 형성할 수 있다. 채널들은 서로 연통됨으로써, 이격 공간 내의 기체가 순환되는 유로를 형성할 수 있다.

예를 들면, 이격 구조물은 제1 나선형 구조물(1560) 및 제2 나선형 구조물(1570)를 포함할 수 있다. 제1 나선형 구조물(1560)과 제2 나선형 구조물(1570)은 소정의 간격을 두고 나선을 이루며 히터(1300) 내벽에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 구조물 및 제2 구조물 사이에는 제1 채널 및 제2 채널이 형성될 수 있다.

제1 채널(1630)은 제3 방향을 따라 연장되고, 제2 채널(1640)은 제4 방향을 따라 연장될 수 있다. 제4 방향은 제3 방향과 상이한 방향일 수 있다.

공간좌표에 의해서 제1 방향과 제4 방향의 관계를 보면, 제4 방향은 xy평면 상에서는 원을 그리며 연장될 수 있다. 제4 방향은 z축으로는 제1 방향의 반대 방향으로 연장될 수 있다.

제1 채널의 일 단부는 제2 채널의 일 단부와 연통될 수 있다. 제1 채널의 다른 단부는 제2 채널의 다른 단부와 연통될 수 있다. 제1 채널과 제2 채널의 각 단부들이 연통됨으로써, 기체가 순환되는 유로를 형성할 수 있다. 기체가 순환되는 유로가 형성됨으로써, 제3 방향을 따라서 흐르는 기체가 제4 방향으로 이동할 수 있고, 다시 제4 방향으로 흐르는 기체가 제3 방향으로 흐를 수 있다.

이로써, 가열된 공기가 하부에서 상부로 이동한 후, 다시 상부에서 하부로 순환하게 되므로 열효율이 향상될 수 있다.

예를 들어, 이격 구조물은 환형 구조물(1510), 제1 나선형 구조물(1560) 및 제2 나선형 구조물(1570)을 포함할 수 있다. 제2 나선형 구조물(1570)의 일 단(1570a)은 환형 구조물(1510)과 맞닿지 않을 수 있다. 이로써, 환형 구조물(1510)과 제2 나선형 구조물(1570) 사이에 공간이 형성될 수 있다. 이 공간을 통해서 제1 채널과 제2 채널이 서로 연통될 수 있다.

제2 나선형 구조물(1570)의 다른 일 단(1570b)은 수용부의 바닥면과 맞닿지 않을 수 있다. 이로써, 수용부의 바닥면과 제2 나선형 구조물(1570) 사이에 공간이 형성될 수 있다. 이 공간을 통해서 제1 채널(1630)과 제2 채널(1640)이 연통될 수 있다. 제1 채널과 제2 채널의 양단이 연통됨으로써, 이격공간 내의 기체가 순환되는 유로가 형성될 수 있다.

또한, 도 7에서 도시된 형상이 아니더라도 기체가 순환되는 유로가 형성되는 이격 구조물의 형상을 포함할 수 있음은 물론이다.

상술한 실시예들에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이며, 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위에 있는 모든 차이점은 청구범위에 의해 정해지는 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1000 에어로졸 생성 장치
1100 배터리
1200 제어부
1300 제1 히터
1400 수용부
1500 이격 공간을 형성하는 구조물
2000 궐련
2100 담배 로드
2200 필터 로드
2300 캡슐
2400 래퍼

Claims

궐련이 삽입될 수 있는 빈 공간이 형성 된 수용부;
상기 수용부 내부에 배치되어, 상기 수용부 내부로 삽입된 상기 궐련을 둘러싸고, 제1 방향을 따라 연장되는 제1 히터; 및
상기 제1 히터의 내벽에 배치되고, 상기 제1 히터와 상기 궐련 사이에 제2 방향으로 이격 공간을 형성하는 이격 구조물을 포함하는,
에어로졸 생성 장치.
제 1항에 있어서,
상기 이격 구조물은 제1 히터의 상기 제1 방향의 단부의 내벽에 배치되는 제1 환형 구조물을 포함하는,
에어로졸 생성 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 이격 구조물은, 상기 제1 히터의 상기 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 환형 구조물들을 포함하는,
에어로졸 생성 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 이격 공간이 형성됨에 따라, 상기 히터는 상기 제2 방향을 따라 대류 방식으로 상기 궐련을 가열할 수 있는
에어로졸 생성 장치.
제 1항에 있어서,
상기 이격 구조물은
상기 제1 히터의 내벽을 따라 나선을 이루고, 제3 방향을 따라 연장되는 빈 공간인 제1 채널을 포함하는,
에어로졸 생성 장치.
제 5항에 있어서,
상기 제1 채널의 폭은 상기 제3 방향을 따라 감소하는
에어로졸 생성 장치.
제 5항에 있어서,
상기 이격 구조물은
상기 제1 히터의 내벽을 따라 나선을 이루고, 상기 제3 방향과 상이한 제4 방향을 따라 연장되는 빈 공간인 제2 채널을 포함하고,
상기 제1 채널 및 상기 제2 채널은 상기 이격 공간 내의 기체가 순환되는 유로를 형성하는,
에어로졸 생성 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 히터는 PI(polyimide) 필름 히터, PE(Polyethylene) 필름 히터, 은 나노 와이어, 카본 및 금속 섬유 히터에서 선택된 적어도 하나를 포함하는
에어로졸 생성 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 이격 구조물은 스테인리스 스틸, 알루미늄, 구리 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 에어로졸 생성 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 궐련 내부에 삽입되는 제2 히터를 더 포함하는,
에어로졸 생성 장치.
궐련이 삽입될 수 있는 빈 공간이 형성된 수용부, 상기 수용부 내부로 삽입된 상기 궐련을 둘러싸고 제1 방향을 따라 연장되는 제1 히터 및 상기 제1 히터의 내벽에 배치되고, 상기 제1 히터와 상기 궐련 사이에 제2 방향으로 이격 공간을 형성하는 이격 구조물을 포함하는, 에어로졸 생성 장치; 및
상기 수용부 내에 삽입되어, 상기 제2 방향에 따른 대류에 의해 가열되는 궐련;을 포함하는
에어로졸 생성 시스템.