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KR102360137B1 - 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치 Download PDF

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KR102360137B1
KR102360137B1 KR1020200036431A KR20200036431A KR102360137B1 KR 102360137 B1 KR102360137 B1 KR 102360137B1 KR 1020200036431 A KR1020200036431 A KR 1020200036431A KR 20200036431 A KR20200036431 A KR 20200036431A KR 102360137 B1 KR102360137 B1 KR 102360137B1
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KR
South Korea
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unit
aerosol
cartridge
liquid composition
supply unit
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김태훈
최재성
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주식회사 케이티앤지
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Priority to JP2021522046A priority patent/JP7210721B2/ja
Priority to EP20859638.7A priority patent/EP3914108A1/en
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Abstract

일 실시예에 따른 카트리지는 에어로졸 생성 물질을 포함하는 액상 조성물을 저장하는 저장부, 저장부와 연결되고 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 발생시키는 생성 공간을 형성하는 에어로졸 생성부를 포함하고, 에어로졸 생성부는, 액상 조성물을 저장부로부터 생성 공간으로 공급시키는 공급부, 생성 공간 내부에 배치되며, 공급부로부터 공급된 액상 조성물을 흡수하는 액체 전달 수단, 액체 전달 수단에 흡수된 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하는 가열요소 및 생성 공간 내부에서 발생되어 공급부로 이동하는 기포를 공급부의 외부로 배출하는 기포 배출부를 포함할 수 있다.

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 가열 요소로의 액상 조성물의 공급을 저해하는 기포를 배출하는 카트리지 및 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.
최근에는 에어로졸 생성 물질이 함유된 액상 조성물을 가열하여 액상 조성물을 무화시킨 뒤, 무화된 증기를 흡입하는 전자 담배가 활발히 사용되고 있다. 전자 담배의 무화기에는 액상 조성물을 무화시키는 가열 요소와 가열 요소에 액상 조성물을 전달하는 액상 공급 매체가 포함되어 있다. 무화기 사용 시 액상 공급 매체를 통한 액상 조성물의 공급이 원활하지 않으면 가열 요소에 의하여 액상 공급 매체가 연소될 수 있는데, 이 때 사용자가 탄 맛을 느껴 불쾌감을 느끼거나, 무화기의 무화량이 줄어드는 문제가 발생할 수 있다.
실시예들을 통해 해결하고자 하는 과제는 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 것이다. 보다 구체적으로, 실시예들은 가열 요소로의 액상 조성물의 공급을 저해하는 기포를 배출하는 카트리지 및 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, 일 실시예에 따른 카트리지는, 에어로졸 생성 물질을 포함하는 액상 조성물을 저장하는 저장부, 저장부와 연결되고 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 발생시키는 생성 공간을 형성하는 에어로졸 생성부를 포함하고, 에어로졸 생성부는, 액상 조성물을 저장부로부터 생성 공간으로 공급시키는 공급부, 생성 공간 내부에 배치되며, 공급부로부터 공급된 액상 조성물을 흡수하는 액체 전달 수단, 액체 전달 수단에 흡수된 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하는 가열요소 및 생성 공간 내부에서 발생되어 공급부로 이동하는 기포를 공급부의 외부로 배출하는 기포 배출부를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는, 상술한 실시예에 관한 카트리지를 포함하고, 궐련이 삽입될 수 있는 본체, 본체에 삽입된 궐련을 가열하는 히터, 카트리지에서 생성된 에어로졸을 궐련의 일 단부로 전달하는 기류 통로를 포함할 수 있다.
실시예들에 관한 카트리지 및 에어로졸 생성 장치는 가열 요소에 대한 액상 공급 경로를 막는 기포를 액상 공급 경로 외부로 배출하여, 무화량이 줄어들거나 풍미가 감소하는 현상을 방지하여 사용자의 만족도를 높일 수 있는 효과를 가진다.
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 및 도 2는 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 3은 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 카트리지의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 카트리지의 에어로졸 생성부의 상면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 카트리지의 에어로졸 생성부의 다른 예의 상면도이다.
도 7은 도 4에 도시된 카트리지의 다른 예의 단면을 도시한 도면이다.
도 8은 도 4에 도시된 카트리지의 또 다른 예의 단면을 도시한 도면이다.
도 9는 도 4에 도시된 카트리지의 또 다른 예의 단면을 도시한 도면이다.
도 10은 도 4에 도시된 카트리지의 또 다른 예의 단면을 도시한 도면이다.
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 및 도 2는 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 제어부(12000), 히터(13000) 및 증기화기(14000)를 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 공간에는 궐련(20000)이 삽입될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 에어로졸 생성 장치(10000)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(10000)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에는 에어로졸 생성 장치(10000)에 히터(13000)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라, 히터(13000)는 생략될 수도 있다.
도 1에는 배터리(11000), 제어부(12000), 증기화기(14000) 및 히터(13000)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 2에는 증기화기(14000) 및 히터(13000)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 구조는 도 1 또는 도 2에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(10000)의 설계에 따라, 배터리(11000), 제어부(12000), 증기화기(14000) 및 히터(13000)의 배치는 변경될 수 있다.
궐련(20000)이 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 증기화기(14000)를 작동시켜, 증기화기(14000)로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 증기화기(14000)에 의해 생성된 에어로졸은 궐련(20000)을 통과하여 사용자에게 전달된다. 증기화기(14000)에 관한 설명은 하기에서 보다 상세히 하기로 한다.
배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(11000)는 히터(13000) 또는 증기화기(14000)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12000)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어부(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(12000)는 배터리(11000), 히터(13000) 및 증기화기(14000)뿐 만 아니라 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(12000)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(13000)는 배터리(11000)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입되면, 히터(13000)는 궐련의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(13000)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(13000)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(13000)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(13000)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(13000)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(10000)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(13000)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(13000)에는 궐련을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2에는 히터(13000)가 궐련(20000)의 외부에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 히터(13000)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 궐련(20000)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(10000)에는 히터(13000)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(13000)들은 궐련(20000)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(20000)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(13000)들 중 일부는 궐련(20000)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(20000)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(13000)의 형상은 도 1 및 도 2에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
증기화기(14000)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(20000)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(14000)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(10000)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(14000)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14000)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(10000)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(14000)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(14000)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(14000)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 제어부(12000) 및 히터(13000) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)는 궐련(20000)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 1 및 도 2에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(10000)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(10000)가 결합된 상태에서 히터(13000)가 가열될 수도 있다.
궐련(20000)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(20000)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분과 필터 등을 포함하는 제 2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(20000)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(10000)의 내부에는 제 1 부분 전체가 삽입되고, 제 2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부에 제 1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제 1 부분 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(10000)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)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(20000)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(20000)의 내부로 유입될 수도 있다.
이하, 도 3을 참조하여, 궐련(20000)의 일 예에 대하여 설명한다.
도 3은 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 궐련(20000)은 담배 로드(21000) 및 필터 로드(22000)를 포함한다. 도 1 및 도 2를 참조하여 상술한 제 1 부분은 담배 로드(21000)를 포함하고, 제 2 부분은 필터 로드(22000)를 포함한다.
도 3에는 필터 로드(22000)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(22000)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(22000)는 에어로졸을 냉각하는 제 1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제 2 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(22000)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.
궐련(20000)은 적어도 하나의 래퍼(24000)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(24000)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 궐련(20000)은 하나의 래퍼(24000)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 궐련(20000)은 2 이상의 래퍼(24000)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 래퍼에 의하여 담배 로드(21000)가 포장되고, 제 2 래퍼에 의하여 필터 로드(22000)가 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 담배 로드(21000) 및 필터 로드(22000)가 결합되고, 제 3 래퍼에 의하여 궐련(20000) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 담배 로드(21000) 또는 필터 로드(22000) 각각이 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 개별 래퍼에 의하여 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 세그먼트들이 결합된 궐련(20000) 전체가 다른 래퍼에 의하여 재포장될 수 있다.
담배 로드(21000)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(21000)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(21000)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(21000)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(21000)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(21000)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21000)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21000)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(21000)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(21000)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(21000)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.
필터 로드(22000)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(22000)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(22000)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(22000)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(22000)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
필터 로드(22000)는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 필터 로드(22000)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터 로드(22000)의 내부에 삽입될 수도 있다.
또한, 필터 로드(22000)에는 적어도 하나의 캡슐(23000)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(23000)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(23000)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(23000)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
만약, 필터 로드(22000)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(20000)은 전단 필터를 더 포함할 수 있다. 전단 필터는 담배 로드(21000)에 있어서, 필터 로드(22000)에 대향하는 일측에 위치한다. 전단 필터는 담배 로드(21000)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(21000)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(도 1 및 도 2의 10000)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 카트리지(100)의 단면을 도시한 도면이다. 카트리지(100)는 전술한 증기화기(14000)에 해당할 수 있으며, 전술한 구성과 중복되는 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 카트리지(100)는 에어로졸 생성 물질을 포함하는 액상 조성물을 저장하는 저장부(110)를 포함할 수 있다.
저장부(110)는 소정의 용량의 액상 조성물을 저장하여, 사용자가 매 흡연 시 마다 액상 조성물을 카트리지(100)에 공급하지 않도록 할 수 있다. 또한, 저장부(110)는 카트리지(100)와 일체형으로 제작될 수 있고, 카트리지(100)로부터 탈/부착 되도록 제작될 수 있다.
카트리지(100)는 저장부(110)와 연결되고, 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 발생시키는 생성 공간(125)을 형성하는 에어로졸 생성부(120)를 포함할 수 있다.
에어로졸 생성부(120)는 저장부(110)로부터 생성 공간(125)으로 액상 조성물을 공급시키는 공급부(121)를 포함할 수 있다. 공급부(121)는 중력 방향과 나란하게 배치되어 저장부(110)의 액상 조성물이 중력에 의해 생성 공간(125)으로 이동하도록 배치될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
공급부(121)는 홀 형상일 수 있다. 예를 들어, 공급부(121)의 액상 조성물의 공급 방향에 대하여 수직인 방향의 단면은 원형일 수 있으나, 이에 제한 되지 않고 액상 조성물의 공급을 원활히 할 수 있도록, 카트리지(100)의 구조 및 형상 등에 따라 공급부(121)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다.
액체 전달 수단(122)은 생성 공간(125)의 내부에 배치되며, 공급부(121)로부터 공급된 액상 조성물을 흡수할 수 있다. 또한 액체 전달 수단(122)은 저장부(110)의 액상 조성물을 가열 요소(123)로 전달할 수 있다.
가열 요소(123)는 액체 전달 수단(122)에 흡수된 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있다.
생성 공간(125) 내부에는 상술한 액체 전달 수단(122) 및 가열 요소(123)가 배치될 수 있다. 카트리지(100)의 무화 동작 시, 저장부(110)로부터 공급부(121)를 통해 이동한 액상 조성물이 생성 공간(125)의 내부에서 무화 되어 에어로졸이 생성될 수 있다. 또한, 생성 공간(125)에는 액체 전달 수단(122)에 흡수된 액상 조성물 외에도 액체 전달 수단(122)에 흡수되지 않은 액상 조성물이 존재할 수 있다. 이에 따라, 가열 요소(123)는 상기 액체 전달 수단(122)에 흡수되지 않은 액상 조성물에 잠겨있는 형태로 배치될 수 있다.
가열 요소(123)가 가열되면 액상 조성물이 무화 되는데, 경우에 따라 무화된 기체로 인하여 생성 공간(125) 내부에 기포가 발생할 수 있다. 기포가 발생하는 경우는 가열 요소(123)에 의하여 무화된 에어로졸이 미처 사용자에게 전부 흡입되지 못한 경우일 수 있다. 또한 무화 동작 시 가열 요소(123)의 전력이 강하여 무화량이 많은 경우, 사용자가 카트리지를 기울이는 경우 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
생성 공간(125) 내부에서 발생된 기포는 공급부(121)로 이동할 수 있다. 공급부(121)로 이동한 기포는 저장부(110)로부터 생성 공간(125) 내부로의 액상 조성물의 유입을 방해할 수 있다. 기포에 의하여 액상 조성물의 유입이 방해되면, 생성 공간(125) 내부의 액체 전달 수단(122)으로의 액상 조성물의 전달이 원활하지 않을 수 있다. 이로 인하여 무화 동작 시, 가열 요소(123)에 의하여 액체 전달 수단(122)이 연소되어 사용자에게 불편감을 줄 수 있다. 또한, 가열 요소(123)에 의하여 무화될 액상 조성물의 양이 일시적으로 줄어 들어, 무화 동작 시 기포가 생성되지 않을 경우의 무화량보다 적은 무화량이 생성되는 문제점이 발생할 수 있다.
일 실시예에 따른 카트리지(100)는 기포 배출부(124)를 포함할 수 있다. 기포 배출부(124)는 생성 공간(125)의 내부에서 발생되어 공급부(121)로 이동하는 기포를 공급부(121)의 외부로 배출할 수 있다. 공급부(121)의 외부는 저장부(110)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 5는 도 4에 도시된 카트리지의 에어로졸 생성부(120)의 상면도이다.
도 5를 참조하면, 기포 배출부(124)는 액상 조성물의 공급 방향과 소정의 각도를 이루는 경사면(124a)을 형성하는 홈을 포함할 수 있다. 기포 배출부(124)의 홈은 에어로졸 생성부(120)를 향하여 파인 형태일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 생성 공간(125) 내부에서 발생한 기포는 경사면(124a)이 형성된 홈을 따라 이동하여 공급부(121)의 외부로 배출될 수 있다.
기포 배출부(124)는 공급부(121)와 인접하도록 배치되며, 액상 조성물의 공급 방향과 수직인 방향의 홈의 단면이 V자형일 수 있다. 단면이 V자형임에 따라, 기포는 도 5의 경사면(124a)과 홈의 내면을 따라 신속하게 공급부(121)의 외부로 배출될 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 카트리지의 에어로졸 생성부(120)의 다른 예의 상면도이다.
도 6을 참조하면, 기포 배출부(124)는 공급부(121)와 인접하도록 배치되며, 액상 조성물의 공급 방향과 수직인 방향의 홈의 단면이 U자형일 수 있다. 단면이 U자형이므로, 기포가 이동할 수 있는 공간이 넓어져 비교적 크기가 큰 기포를 공급부(121)의 외부로 배출할 수 있다.
기포 배출부(124)의 액상 조성물의 공급 방향과 수직인 방향의 홈의 단면은 상술한 바에 제한되지 않으며, 적용되는 카트리지(100)의 구조 및 형상 등에 따라서 달라질 수 있다.
도 7은 도 4에 도시된 카트리지(100)의 다른 예의 단면을 도시한 도면이다. 도 7을 참조하면, 경사면(124a)은 곡선의 형태로 연장되어 형성될 수 있다. 따라서, 기포 배출부(124)의 홈의 경사면(124a)은 저장부(110)를 항하여 볼록하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 홈의 경사면(124a)은 사이클로이드 곡선의 형태로 저장부(110)를 향하여 볼록할 수 있다. 따라서, 기포는 경사면(124a)을 따라 이동하고, 공급부(121)의 액상 조성물의 공급을 원활하게 유지할 수 있다.
도 8은 도 4에 도시된 카트리지(100)의 또 다른 예의 단면을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 기포 배출부(124)의 홈의 경사면(124a)은 저장부를 향하여 오목하게 형성될 수 있다. 홈의 경사면(124a)이 저장부를 향하여 오목하게 형성됨에 따라, 기포 배출부(124)는 공급부(121)의 액상 조성물의 공급을 저해하는 비교적 커다란 크기의 기포를 공급부(121)외부로 배출할 수 있다.
기포 배출부(124)의 홈의 경사면(124a)의 형상은 상술한 바에 의하여 제한되지 않으며, 카트리지(100)의 구조 및 형상 등에 따라서 달라질 수 있다.
도 9는 도 4에 도시된 카트리지(100)의 또 다른 예의 단면을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 기포 배출부(124)는 공급부(121)의 둘레를 따라 적어도 하나 이상의 홈이 배치되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 기포 배출부(124)의 홈은 공급부(121)의 둘레의 일 측과 대향하는 타측에 배치될 수 있다. 기포 배출부(124)의 홈이 마주보도록 배치되어, 생성 공간(125)에서 발생하여 공급부(121)로 이동하는 기포를 효율적으로 배출할 수 있다. 또한, 기포 배출부(124)는 공급부(121)의 둘레를 따라 연속적으로 형성될 수도 있다.
도 10은 도 4에 도시된 카트리지(100)의 또 다른 예의 단면을 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 기포 배출부(124)는 공급부(121)와 적어도 하나 이상의 단차를 형성할 수 있다. 예를 들어, 기포 배출부(124)는 공급부(121)와 단차를 형성하여 계단식 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 공급부(121)의 액상 유입 경로가 확보된 채 기포가 기포 배출부(124)로 이동하여, 기포가 배출되는 동시에 생성 공간(125)으로의 액상 조성물의 원활한 유입을 도모할 수 있다.
기포 배출부(124)의 단차의 모서리는 모따기(chamfering)처리될 수 있다. 생성 공간(125)에서 발생한 기포는 단차의 모서리의 모따기면(124b)을 따라 기포 배출부(124)로 이동할 수 있다. 이에 따라 기포가 신속히 기포 배출부(124)로 이동하여 공급부(121)의 액상 유입 경로를 확보할 수 있다.
다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 상술한 카트리지(100)들 중 어느 하나를 포함하고, 궐련이 삽입될 수 있는 본체, 본체에 삽입된 궐련을 가열하는 히터 및 카트리지(100)에서 생성된 에어로졸을 궐련의 일 단부로 전달하는 기류 통로를 포함할 수 있다. 이 경우, 사용자는 흡연 시 카트리지(100)에서 생성된 에어로졸과 히터에 의하여 가열된 궐련에서 생성된 에어로졸을 동시에 흡입할 수 있다.
이와 같이, 상술한 카트리지(100)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하는 에어로졸 생성 장치에서 사용될 수 있으며, 궐련을 가열하여 에어로졸을 생성하는 에어로졸 생성 장치에서도 함께 사용될 수 있다.
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 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 에어로졸 생성 장치 2: 궐련
11: 배터리 12: 제어부
13: 히터 14: 증기화기
100: 카트리지 110: 저장부
120: 에어로졸 생성부 121: 공급부
122: 액체 전달 수단 123: 가열 요소
124: 기포 배출부 124a: 경사면
124b: 모따기면 125: 에어로졸 생성공간

Claims (11)

  1. 에어로졸 생성 물질을 포함하는 액상 조성물을 저장하는 저장부;
    상기 저장부와 연결되고 상기 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 발생시키는 생성 공간을 형성하는 에어로졸 생성부;를 포함하고,
    상기 에어로졸 생성부는,
    상기 액상 조성물을 상기 저장부로부터 상기 생성 공간으로 공급시키는 공급부;
    상기 생성 공간 내부에 배치되며, 상기 공급부로부터 공급된 상기 액상 조성물을 흡수하는 액체 전달 수단;
    상기 액체 전달 수단에 흡수된 상기 액상 조성물을 가열하여 상기 에어로졸을 생성하는 가열 요소; 및
    상기 생성 공간 내부에서 발생되어 상기 공급부로 이동하는 기포를 상기 공급부의 외부로 배출하는 기포 배출부;를 포함하는, 카트리지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 공급부는 상기 카트리지를 사용할 때 중력 방향과 나란하게 배치되어 상기 저장부의 액상 조성물이 중력에 의해 상기 액체 전달 수단으로 전달되는, 카트리지.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 기포 배출부는 상기 액상 조성물의 공급 방향과 소정의 각도를 이루는 경사면을 형성하는 홈을 포함하고, 상기 기포가 상기 홈을 따라 이동하여 상기 공급부의 외부로 배출되는, 카트리지.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 기포 배출부는 상기 공급부와 인접하여 배치되며, 상기 액상 조성물의 공급 방향과 수직인 방향의 상기 홈의 단면이 U자형인, 카트리지.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 기포 배출부는 상기 공급부와 인접하여 배치되며, 상기 액상 조성물의 공급 방향과 수직인 방향의 상기 홈의 단면이 V자형인, 카트리지.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 홈의 경사면은 상기 저장부를 향하여 볼록하게 형성된, 카트리지.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 홈의 경사면은 상기 저장부를 향하여 오목하게 형성된, 카트리지.
  8. 제3 항에 있어서,
    상기 기포 배출부는 상기 공급부의 둘레를 따라 적어도 하나 이상의 상기 홈이 배치되어 형성되는, 카트리지.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 기포 배출부는 상기 공급부와 적어도 하나 이상의 단차를 형성하는, 카트리지.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 기포 배출부의 상기 단차의 모서리는 모따기(chamfering) 처리된, 카트리지.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 따른 카트리지;
    궐련이 삽입될 수 있는 본체;
    상기 본체에 삽입된 상기 궐련을 가열하는 히터; 및
    상기 카트리지에서 생성된 에어로졸을 상기 궐련의 일 단부로 전달하는 기류 통로;를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
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