CIGARETTE AND AEROSOL GENERATION DEVICE FOR CIGARETTE

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 "쪋부", "쪋모듈" 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 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 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.

도 1은 궐련의 일 실시예에 관한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 궐련(300)은, 담배 로드(31) 및 필터 로드(32) 및 전단 플러그(33)로 구성될 수 있고, 전자기 유도체(380)를 포함할 수 있다.

담배 로드(31)는 담배 물질 및 에어로졸 생성 물질을 포함한다. 담배 물질은 토바코(tobacco)일 수 있다.

필터 로드(32)는 에어로졸을 냉각하거나 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링할 수 있다.

전단 플러그(33)는 담배 로드(31)에 있어서, 필터 로드(32)에 대향하는 일 측에 위치할 수 있다. 전단 플러그(33)는 담배 로드(31)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(31)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(도 1 내지 도 3의 1)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.

궐련(300)은 적어도 하나의 래퍼(35)에 의하여 포장될 수 있다.

궐련(300)은 전자기 유도체(380)를 포함할 수 있다. 전자기 유도체(380)는 전자기 유도에 의해 에어로졸 생성 장치(100)의 감지기(160)를 통해 감지될 수 있다.

전자기 유도체(380)는 와전류(Eddy current)가 유도될 수 있는 전도체 및 자속 변화를 발생시킬 수 있는 자성체 등을 포함할 수 있다. 예를 들면 전자기 유도체(380)는 전도성 금속 물질, 마그네틱 잉크, 마그네틱 테이프 등을 포함할 수 있다. 예를 들면 전자기 유도체(380)는 알루미늄(Al) 박 또는 그라파이트(Graphite)일 수 있다. 이 외에도 전자기 유도체(380)는 감지기(160)의 코일에 자속 변화를 유발하여 감지될 수 있는 물질들을 제한없이 포함할 수 있다.

궐련(300) 내에서 전자기 유도체(380)가 구비되는 위치는 다양할 수 있다.

예를 들면, 전자기 유도체(380)는 전단 플러그(33)에 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 여기서, 궐련(300)은 전단 플러그(33)가 에어로졸 생성 장치(100)를 향하는 방향으로 에어로졸 생성 장치(100)에 삽입되기 때문에, 전자기 유도체(380)는 궐련(300)이 삽입되기 시작하면 곧바로 에어로졸 생성 장치(100)에 삽입될 수 있다. 이로써, 감지기(160)는 전자기 유도체(380)의 접근을 감지함으로써 이른 시점에 궐련(300)의 삽입이 시작됨을 감지할 수 있다.

또한, 궐련(300)의 분리 시 전단 플러그(33)는 가장 늦게 에어로졸 생성 장치(100)로부터 분리되기 때문에, 감지기(160)는 전자기 유도체(380)의 분리를 감지함으로써, 궐련(300)이 완전히 이탈하였음을 감지할 수 있다.

전자기 유도체(380)는 예를 들어, 금속박일 수 있다. 전자기 유도체(380)는 궐련(300)의 둘레를 따라 궐련(300)의 내용물을 전부 또는 일부 감쌀 수 있다. 전자기 유도체(380)는 금속박의 일 면이 래퍼(35)의 내면과 마주보면서 포개어진 채로 래퍼(35)에 의해 둘러싸일 수 있다.

전자기 유도체(380)가 궐련(300)의 축 방향으로 연장되는 길이는 6mm 내지 9mm일 수 있다. 구체적으로 전자기 유도체(380)의 궐련(300)의 축 방향 길이는 7mm일 수 있다.

전자기 유도체(380)는 예를 들어 알루미늄(Al)박일 수 있으며, 그 두께는 6μm 내지 7μm일 수 있다. 구체적으로 그 두께는 6.3 μ m일 수 있다.

궐련(300)의 직경은 5mm 내지 9mm의 범위 이내이고, 길이는 약 48mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전단 플러그(33)의 길이는 약 7mm, 담배 로드(31)의 길이는 약 15mm, 제1 세그먼트(321)의 길이는 약 12mm, 제2 세그먼트(322)의 길이는 약 14mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

담배 로드(31)는 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(31)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(31)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(31)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.

담배 로드(31)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(31)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(31)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(31)는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(32)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(32)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(32)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(32)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.

전단 플러그(33)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다.

또한, 필요에 따라, 전단 플러그(33)는 적어도 하나의 채널을 포함할 수 있고, 채널의 단면 형상은 다양하게 제작될 수 있다.

도 2는 궐련의 다른 일 실시예에 관한 사시도이다.

도 2에서 설명하는 궐련(300)에는 도 1을 통해 상술한 사항들이 적용될 수 있으며, 도 2에서는 도 1에서 상술한 궐련(300)이 추가적으로 더 포함할 수 있는 사항들에 관해 기술한다.

필터 로드(32)는 단일 세그먼트 또는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(32)는 에어로졸을 냉각하는 제1 세그먼트(321) 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제2 세그먼트(322)를 포함할 수 있다.

필터 로드(32)의 제1 세그먼트(321)는 가열부(130)가 담배 로드(31)를 가열함으로써 생성된 에어로졸을 냉각시킬 수 있다. 따라서, 사용자는 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 흡입할 수 있다.

제1 세그먼트(321)의 길이 또는 직경은 궐련(300)의 형태에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트(321)의 길이는 7mm 내지 20mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 바람직하게는, 제1 세그먼트(321)의 길이는 약 12mm 또는 14mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

일 실시예에 따르면, 필터 로드(32)의 제1 세그먼트(321)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 또한, 제1 세그먼트(321)는 내부(예를 들어, 중공)에 동일 혹은 이형의 재질의 필름, 튜브 등의 구조물을 삽입하여 제조될 수 있다.

예를 들어, 제1 세그먼트(321)는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 제1 세그먼트(321)에 의하여 가열부(130)가 삽입되는 경우에 담배 로드(31)의 내부 물질이 뒤로 밀리는 현상을 방지할 수도 있고, 에어로졸의 냉각 효과도 발생될 수 있다. 제1 세그먼트(321)에 포함된 중공의 직경은 2mm 내지 4.5mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

다른 일 실시예에 따르면, 제1 세그먼트(321)는 폴리머 섬유를 직조하여 제작될 수 있다. 이 경우, 폴리머로 제조된 섬유에 가향액을 도포할 수도 있다. 또는, 가향액이 도포된 별도의 섬유와 폴리머로 제조된 섬유를 함께 직조하여 제1 세그먼트(321)를 제작할 수도 있다. 또는, 제1 세그먼트(321)는 권축된 폴리머 시트에 의하여 형성될 수 있다. 이로써, 에어로졸과 접촉하는 표면적이 증대될 수 있다. 따라서, 냉각 구조물(830)의 에어로졸 냉각 효과는 더욱 향상될 수 있다.

예를 들어, 폴리머는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리젖산(PLA), 셀룰로오스 아세테이트(CA) 및 알루미늄 호일으로 이루어진 군으로부터 선택된 재료로 제작될 수 있다.

제1 세그먼트(321)가 직조된 폴리머 섬유 또는 권축된 폴리머 시트에 의하여 형성됨에 따라, 제1 세그먼트(321)는 종 방향으로 연장되는 단수 또는 복수의 채널들을 포함할 수 있다. 여기에서, 채널은 기체(예를 들어, 공기 또는 에어로졸)가 통과하는 통로를 의미한다.

한편, 제1 세그먼트(321)에는 휘발성 향미 성분을 함유하는 스레드(thread)가 포함될 수 있다. 여기에서, 휘발성 향미 성분은 멘톨일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

필터 로드(32)의 제2 세그먼트(322)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 제2 세그먼트(322)의 길이는 4mm 내지 20mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 예를 들어, 제2 세그먼트(322)의 길이는 약 14mm 또는 약 12mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

제2 세그먼트(322)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다.

제2 세그먼트(322)를 제작하는 과정에서, 제2 세그먼트(322)에 가향액을 분사함으로써 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 또는, 가향액이 도포된 별도의 섬유를 제2 세그먼트(322)의 내부에 삽입할 수도 있다. 담배 로드(31)에서 생성된 에어로졸은 제1 세그먼트(321)를 통과함에 따라 냉각되고, 냉각된 에어로졸이 제2 세그먼트(322)를 통하여 사용자에게 전달된다. 따라서, 제2 세그먼트(322)에 가향 요소가 첨가되는 경우, 사용자에게 전달되는 향미의 지속성이 증진되는 효과가 발생될 수 있다.

이하에서는 래퍼(35)에 대해서 자세히 설명한다.

래퍼(35)는 각 세그먼트를 감싸는 다수의 래퍼들을 포함할 수 있다.

예를 들어, 제1 래퍼(351)에 의하여 전단 플러그(33)가 포장되고, 제2 래퍼(352)에 의하여 담배 로드(31)가 포장되고, 제3 래퍼(353)에 의하여 제1 세그먼트(321)가 포장되고, 제4 래퍼(354)에 의하여 제2 세그먼트(322)가 포장될 수 있다. 그리고, 제5 래퍼(355)에 의하여 궐련(300) 전체가 재포장될 수 있다.

제1 래퍼(351)는 일반적인 필터 권지에 알루미늄 호일과 같은 금속 호일이 결합된 것일 수 있다.

제2 래퍼(352) 및 제3 래퍼(353)는 일반적인 필터 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제2 래퍼(352) 및 제3 래퍼(353)는 다공질 권지 또는 무다공질 권지일 수 있다.

래퍼(35)에는 적어도 하나의 천공(36)이 형성될 수 있다. 래퍼(35)에 형성된 천공(36)을 통해 궐련(300) 외부의 공기가 궐련(300) 내부로 유입될 수 있다.

천공(36)의 개수는 3개 내지 10개 등으로 다양할 수 있고, 각 천공(36) 간 이격 거리는 일정할 수 있으며, 또는 일정한 패턴을 가지고 상이한 이격 거리에 따라 형성될 수도 있다.

전자기 유도체(380)는, 금속박의 일 면이 제1 래퍼(351)의 내면과 마주보면서 포개어진 채로 제1 래퍼(351)에 의해 둘러싸일 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 전자기 유도체(380)의 금속박은 제1 래퍼(351) 및 제5 래퍼(355)의 사이에 포개어진 채 궐련(300)을 둘러쌀 수 있다. 이로써, 전자기 유도체(380)는 래퍼(35)에 의해 외부 물질로 인한 손상을 방지할 수 있다.

전자기 유도체(380)는 그 일 단이 전단 플러그(33)를 감싸는 제1 래퍼(351)와 맞닿고, 타 단은 담배 로드(31)를 감싸는 제2 래퍼(352)와 맞닿을 수 있다. 또는 타 단은 필터 로드(32)를 감싸는 제3 래퍼(353)에 이를 수 있다.

도 3 및 4는 에어로졸 생성 장치의 실시예들을 도시한 블록 구성도이다.

도 3을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 케이스(110), 가열부(130), 감지기(160), 배터리(150) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다. 또한, 궐련(300)은 전자기 유도체(380)를 구비할 수 있다. 궐련(300)은 에어로졸 생성 장치(100)의 내부 공간에 삽입될 수 있다.

도 3 내지 도 4에 도시된 에어로졸 생성 장치(100)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 내지 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(100)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

도 3에는 배터리(150), 제어부(140) 및 가열부(130)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 3에는 배터리(150), 제어부(140), 증기화기(170) 및 가열부(130)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 4에는 증기화기(170) 및 가열부(130)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(100)의 내부 구조는 도 3 내지 도 4에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(100)의 설계에 따라, 배터리(150), 제어부(140), 가열부(130) 및 증기화기(170)의 배치는 변경될 수 있다.

궐련(300)이 에어로졸 생성 장치(100)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(100)는 가열부(130) 및/또는 증기화기(170)를 작동시켜, 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 가열부(130) 및/또는 증기화기(170)에 의하여 발생된 에어로졸은 궐련(300)을 통과하여 사용자에게 전달된다.

필요에 따라, 궐련(300)이 에어로졸 생성 장치(100)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성 장치(100)는 가열부(130)를 가열할 수 있다.

케이스(110)는 에어로졸 생성 장치(100)의 외관의 일부분을 형성하며 내부에 여러 가지 구성요소들을 수용하여 보호하는 기능을 수행한다.

가열부(130)는 배터리(150)로부터 공급된 전력에 의하여 가열되고, 이로 인해 에어로졸 생성 물질을 가열 및 기화시킬 수 있다. 가열부(130)는 에어로졸을 기화시키기 위한 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(100)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.

가열부(130)는 궐련(300)이 에어로졸 생성 장치(100)에 삽입되면, 궐련(300)의 내부 또는 외부에 위치하여 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있다.

일 실시예에 따르면 가열부(130)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 가열부(130)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 가열부(130)가 가열될 수 있다.

일 실시예에 따르면 가열부(130)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 가열부(130)에는 에어로졸 생성 물질을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일(260)을 포함할 수 있으며, 궐련(300) 또는 액상 카트리지는 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터(320)를 포함할 수 있다.

가열부(130)의 형상은 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 예를 들면, 가열부(130)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있다. 가열부(130)는 가열 요소의 모양에 따라 궐련(300)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.

도 3 및 4에는 하나의 가열부(130)만이 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것이 아니며, 에어로졸 생성 장치(100)에는 가열부(130)가 복수 개 배치될 수도 있다. 에어로졸 생성 물질이 궐련(300)에 구비되는 경우, 복수 개의 가열부(130)들은 궐련(300)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(300)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 가열부(130)들 중 일부는 궐련(300)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(300)의 외부에 배치될 수 있다.

감지기(160)는 궐련(300)의 에어로졸 생성 장치(100)에 삽입 상태를 감지할 수 있다. 감지기(160)는 코일을 포함할 수 있다. 궐련(300)이 케이스(110)에 삽입되거나 분리됨에 따라, 코일과 전자기 유도체(380) 사이에는 전자기유도가 발생할 수 있다. 이 때 감지기(160)는 전자기 유도에 의해 발생하여 코일을 흐르는 전류의 특성 변화를 감지할 수 있다.

도 3 및 도 4 상으로는 하나의 감지기(160)만 도시하였으나, 일 실시예에 따르면, 두 개 이상의 감지기(160)가 배치될 수 있다.

감지기(160)들은 서로 상이한 위치에서 궐련(300)의 삽입 상태를 감지할 수 있다. 복수의 감지기(160)들은 상하 방향으로 이격 배치될 수 있다.

전자기 유도체(380)에는 감지기(160)에 의해 와전류(Eddy current)가 유도되어 흐를 수 있다. 감지기(160)는 다시 전자기 유도체(380)에 의해 감지기(160)의 코일에 유도된 와전류를 감지할 수 있다.

감지기(160)가 전자기 유도를 이용하여 그 변화를 감지하는 전류 특성은 다양할 수 있다. 예를 들면, 전류 특성은 코일에 흐르는 전류의 전류값, 교류 전류인 경우 주파수 값, 전압의 크기, 상호 유도에 의해 전류가 변화시킨 코일의 인덕턴스 값, 코일의 품질 팩터, 유효 저항 및 임피던스 값 등일 수 있다. 이를 위해, 감지기(160)를 포함하는 감지기(160)는 주파수 측정 소자, 정류기, 증폭기, 전기 진동을 발생시키는 발진 회로 등을 더 포함할 수 있다.

감지기(160)가 전자기 유도에 따른 코일에 흐르는 전류의 특성 변화를 감지하는 방법은 다양할 수 있다. 일 실시예에 따르면 코일에는 교류 전류가 인가될 수 있고, 이 교류 전류는 전자기 유도체(380)에 와전류를 유도할 수 있다. 전자기 유도체(380)에 흐르는 와전류는 다시 코일과의 상호 유도를 통해 코일에 흐르는 전류에 변화를 유도할 수 있다. 감지기(160)를 포함하는 감지기(160)는 이러한 코일에 흐르는 전류의 변화를 감지할 수 있다.

다른 일 실시예에 따라 감지기(160)는, 교류 전류가 흐르고, 전자기 유도체(380)에 와전류를 유도하는 송신 코일 및 전자기 유도체(380)에 흐르는 와전류를 감지하는 감지 코일을 구비할 수 있다. 이 때, 송신 코일 및 감지 코일은 수직 방향으로 배치되어, 송신 코일 및 감지 코일 상호 간 간섭을 최소화할 수 있다. 감지기(160)가 코일 및 전자기 유도체(380) 간 발생하는 상호 유도 현상을 감지하는 방법은 다양할 수 있으며, 상술한 예에 한정되지 않는다.

감지기(160)가 전자기 유도에 따른 전류의 특성 변화를 감지한다라는 것은, 전류계를 이용하여 직접적으로 전류를 측정하는 것뿐만 아니라, 간접적인 방법으로 전류를 감지하는 것도 포함할 수 있다. 예를 들면, 통상의 기술자라면 코일에 유도되는 유도 기전력을 전압의 형태로 측정함으로써 전류의 변화를 감지하는 것도, 감지기(160)가 전류의 변화를 감지하는 것에 포함될 수 있음을 이해할 수 있다.

도 4를 참조하면, 에어로졸 생성 장치는 증기화기를 더 포함할 수 있다.

증기화기(170)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(300)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(170)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(100)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(170)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련(300)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다. 증기화기(170)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하고, 에어로졸이 궐련 삽입부에 삽입된 궐련(300)을 통과하도록, 에어로졸을 궐련(300)을 향해 방출할 수 있다.

예를 들어, 증기화기(170)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(100)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(170)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(170)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(170)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

배터리(150)는 에어로졸 생성 장치(100)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(150)는 가열부(130)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(140)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(150)는 감지기(160)가 동작할 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(150)는 에어로졸 생성 장치(100)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.

일 실시예에 따르면 배터리(150)는 어댑터와 전기적으로 연결될 수 있고, 어댑터에는 배터리(150)에서 출력되는 직류를 교류 전류로 변환하여 출력할 수 있다.

제어부(140)는 에어로졸 생성 장치(100)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(140)는 배터리(150) 가열부(130), 감지기(160)뿐 만 아니라 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다.

제어부(140)는 감지기(160)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(140)는 감지기(160)에 인가하는 교류 전류의 주파수, 전류의 크기 등을 상이하게 조절할 수 있다.

제어부(140)는 감지기(160)에서 감지한 코일에 흐르는 전류 변화에 기초하여, 코일에 전자기 유도체(380)가 접근한 상태인지 판단할 수 있다. 다시 말하면, 제어부(140)는 전자기 유도체(380)를 구비하는 커버(120)가 케이스(110)에 결합된 상태인지 또는 분리된 상태인지 판단할 수 있다.

제어부(140)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, 에어로졸 생성 장치(100)는 배터리(150), 가열부(130), 감지기(160) 및 제어부(140) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터, 배터리(150)를 충전하기 위한 충전 단자 등을 포함할 수 있다. 모터는 예를 들면, 가열부(130)의 가열이 완료되었음을 진동을 통해 알릴 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)는 LED를 포함하고, LED를 통해 가열부(130)의 동작 상태를 표시할 수 있다.

에어로졸 생성 장치(100)는 별도의 크래들(미도시)과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(100)의 배터리(150)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(100)가 결합된 상태에서 가열부(130)가 가열될 수도 있다.

도 5는 궐련이 삽입된 상태의 에어로졸 생성 장치에 관한 도면이다.

도 5를 참조하면, 궐련(300)이 케이스에 삽입되면, 담배 로드(31)는 가열부(130)와 나란히 배치되고, 전단 플러그(33)는 감지기(160)와 나란히 배치될 수 있다. 담배 로드(31)는 가열부(130)에 의해 둘러싸여 가열될 수 있고, 전단 플러그(33)는 감지기(160)에 근접할 수 있다.

궐련(300)이 케이스(110)에 삽입됨에 따라, 전자기 유도체(380) 및 감지기(160) 간 이격 거리가 줄어들 수 있다. 감지기(160)는 전자기 유도체(380)가 가까워짐에 따라 발생하는 코일에 흐르는 전류의 특성 변화를 감지할 수 있다. 제어부(140)는 감지한 전류의 특성 변화에 기초하여, 궐련(300)이 케이스(110)에 삽입됨을 판단할 수 있다.

반대로 궐련(300)이 케이스(110)로부터 분리될 시, 전자기 유도체(380) 및 감지기(160) 간 이격 거리가 증가할 수 있고, 감지기(160)는 이에 따라 발생하는 코일에 흐르는 전류의 특성 변화를 감지할 수 있다. 제어부(140)는 감지한 전류의 특성 변화에 기초하여, 궐련(300)이 케이스(110)에서 분리됨을 판단할 수 있다.

에어로졸 생성 장치(100)는, 삽입된 궐련(300)의 종류를 식별할 수도 있다. 전자기 유도체(380)의 길이, 위치 및 형태 등에 따라 감지기(160)가 전자기 유도체(380)에 의해 감지하는 전류 특성값은 상이할 수 있다. 제어부는 감지기(160)로부터 각각 수신한 전류 특성값에 기초하여 전자기 유도체(380)의 길이, 위치 및 형태 등을 파악함으로써, 궐련(300)의 종류를 식별할 수 있다.

도 6은 에어로졸 생성 장치가 궐련의 삽입 상태에 따라 감지하는 전류 특성에 관한 그래프이다.

도 6을 참조하여 에어로졸 생성 장치(100)가 감지할 수 있는 다양한 전류 특성값 중 주파수값 및 코일의 인덕턴스값을 일 예로서 설명한다. 후술하는 내용들은 주파수값 및 인덕턴스값에 한정되는 것은 아니고, 전류 특성값이 변화하는 정도를 감지하여, 기준값과 비교한다라는 점에서 다른 전류 특성값에도 적용될 수 있다.

한편, 전류 특성값들은 연산을 통해서 서로 변환될 수 있는 물리량일 수 있다. 예를 들어, 수식 1을 통해 주파수값을 감지한 후, 연산을 통해 코일의 인덕턴스값을 구할 수 있다. 따라서 하나의 전류 특성값을 측정한다는 것은, 측정한 전류 특성값을 이용하여 변환할 수 있는 다른 전류 특성값을 측정한다라는 것도 포함하는 의미이다.

[수식 1]

코일의 인덕턴스(L)는 예를 들면, 수식 1을 통해 획득될 수 있다. Fsen는 코일에 흐르는 전류의 주파수를 의미하며, C는 코일의 정전 용량을 의미한다. 코일의 정전 용량(C)은 코일 자체의 정전 용량 및 기생 정전 용량을 고려한 값일 수 있다.

도 6(a)를 참조하면, 제어부(140)는 최소 주파수 기준값(f1,min) 및 최대 주파수 기준값(f1,max)을 미리 설정해 둘 수 있다. 제어부(140)는 감지기(160)를 통해 측정한 신호의 주파수 값이 최소 주파수 기준값(f1,min) 이상 최대 주파수 기준값(f1,max) 미만인 경우, 궐련(300)이 삽입된 상태이거나, 특정 종류의 궐련(300)이 삽입된 것으로 인식할 수 있다.

예를 들어, 감지기(160)가 신호(A0)를 감지한 경우 제어부(140)는 신호(A0)의 주파수 값(f0)이 최소 주파수 기준값(f1,min) 미만이므로, 궐련(300)이 삽입되지 않은 상태인 것으로 판단할 수 있다.

최소 주파수 기준값 (f1,min) 및 최대 주파수 기준값(f1,max)은, 제어부(140)가 코일에 인가하는 전류가 케이스(110) 자체의 금속성 물질 등에 영향을 받아 발생되는 기본 신호를 고려하여 설정될 수 있다. 기본 신호는 궐련(300)의 삽입 상태에 무관하게 지속적으로 감지기(160)에 영향을 미칠 수 있으므로, 제어부(140)는 기본 신호의 존재를 고려하여 궐련(300)의 삽입 상태 및 삽입된 궐련(300)의 종류를 인식할 수 있다.

최소 주파수 기준값 (f1,min)은 기본 신호의 주파수 이상이되, 궐련(300)의 삽입 시 신호의 주파수 미만인 값으로 설정될 수 있다.

상술한 예에서는, 궐련(300)의 삽입 시 신호의 주파수 값이 기본 신호의 주파수 값보다 크지만, 다른 일 실시예에 따르면, 감지기(160)의 형상 및 배치, 전자기 유도체(380)의 형상 및 배치 등에 따라서 궐련(300)의 삽입 시 신호의 주파수 값이 기본 신호의 주파수 값보다 작게 측정될 수도 있다.

도 6(b)를 참조하면, 제어부(140)는 최소 인덕턴스 기준값(L1,min) 및 최대 주파수 기준값(L1,max)을 미리 설정해 둘 수 있다.

인덕턴스 값은, 주파수 값으로부터 연산을 통해 획득될 수 있다. 인덕턴스 값은 전자기 유도체(380)의 접근에 따라 변화할 수 있는데, 그 변화의 경향성이 주파수 값의 변화와 반대의 경향성을 보일 수 있다. 예를 들어, 전자기 유도체(380)의 접근 시, 주파수 값은 증가할 수 있음에 반해, 인덕턴스 값은 감소할 수 있다.

제어부(140)는 감지기(160)를 통해 측정한 신호(B1)에 따라 변화하는 코일의 인덕턴스값(L1)이 최소 인덕턴스 기준값(L1,min) 이상 최대 인덕턴스 기준값(L1,max) 미만인 경우, 궐련(300)이 삽입된 상태이거나, 특정 종류의 궐련(300)이 삽입된 것으로 인식할 수 있다.

또는, 감지기(160)가 신호(B0)를 감지한 경우 제어부(140)는 신호(B0)에 따라 변화하는 인덕턴스 값(L0)이 최대 인덕턴스 기준값(L1,max) 이상이므로, 궐련(300)이 삽입되지 않은 상태인 것으로 판단할 수 있다.

최소 인덕턴스 기준값 (L1,min) 및 최대 인덕턴스 기준값(f1,max)은, 제어부(140)가 코일에 인가하는 전류가 케이스(110) 자체의 금속성 물질 등에 영향을 받아 발생되는 기본 신호를 고려하여 설정될 수 있다.

물론, 상술한 예와 달리 감지기(160)의 형상 및 배치, 전자기 유도체(380)의 형상 및 배치 등에 따라 전자기 유도체(380)의 접근에 따라 인덕턴스 값이 증가할 수도 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.