以下、添付図面を参照してこの明細書に開示する実施例を詳細に説明する。同一又は類似の構成要素は他の図面に図示されていても同じ参照番号を付与し、それについての重複説明は省略する。
以下の説明で使われる構成要素に対する接尾辞「モジュール」及び「部」は明細書の説明の容易性のみを考慮して使用されるものである。「モジュール」及び「部」は互いに区別される意味又は役割を有するものではない。
また、本明細書に開示された実施例の以降の説明において、関連した公知の技術についての具体的説明が本明細書に開示された実施例の要旨をあいまいにする可能性がある場合はその詳細な説明を省略する。また、添付図面は本明細書に開示された実施例を容易に理解することができるようにするためのものであり、添付図面によって本明細書に開示された技術的思想が限定されない。したがって、添付図面は本開示の思想及び範囲に含まれるすべての変更、均等物及び代替物を含むものと解釈されなければならない。
第1、第2などのような序数を含む用語は多様な構成要素を説明するのに使われることができるが、前記構成要素は前記用語によって限定されないことを理解しなければならない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素と区別する目的のみで使われる。
ある構成要素が他の構成要素に「連結」されていると言及するときには、中間に他の構成要素が存在することもできると理解可能であろう。一方で、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結」されていると言及するときには、中間に他の構成要素が存在しないと理解可能であろう。
単数の表現は、文脈上明白に他に指示しない限り、複数の表現を含む。
図1は本開示の一実施例によるエアロゾル生成装置のブロック図である。
図1を参照すると、エアロゾル生成装置10は、通信インターフェース11、入出力インターフェース12、エアロゾル生成モジュール13、メモリ14、センサーモジュール15、バッテリー16、及び/又は制御部17を含むことができる。
一実施例で、エアロゾル生成装置10は本体100のみで構成され得る。この場合、エアロゾル生成装置10に含まれた構成要素は本体100に配置され得る。他の一実施例で、エアロゾル生成装置10は、エアロゾル生成物質を貯蔵するカートリッジ200及び本体100から構成され得る。この場合、エアロゾル生成装置10に含まれた構成要素は本体100及びカートリッジ200のうちの少なくとも一つに配置され得る。
通信インターフェース11は、外部装置及び/又はネットワークとの通信のための少なくとも一つの通信モジュールを含むことができる。例えば、通信インターフェース11は、USB(universal serial bus)などの有線通信のための通信モジュールを含むことができる。例えば、通信インターフェース11は、WiFi(wireless fidelity)、ブルートゥース(登録商標)(Bluetooth(登録商標))、ブルートゥース(登録商標)低電力(BLE)、ジグビー(Zigbee(登録商標))、NFC(near field communication)などの無線通信のための通信モジュールを含むことができる。
入出力インターフェース12は、使用者から命令を受信する入力装置及び/又は使用者に情報を出力する出力装置を含むことができる。例えば、入力装置は、タッチパネル、物理的ボタン、マイクなどを含むことができる。例えば、出力装置は、ディスプレイ、発光ダイオード(Light Emitting Diode、LED)などの視覚情報を出力する表示装置、スピーカー、ブザーなどの聴覚情報を出力するオーディオ装置、触覚効果などの触覚情報を出力するモーターなどを含むことができる。
入出力インターフェース12は、入力装置を介して使用者から入力された命令に対応するデータをエアロゾル生成装置10の他の構成要素(等)に伝達することができる。入出力インターフェース12は、エアロゾル生成装置10の他の構成要素(等)から受信されたデータに対応する情報を出力装置を介して出力することができる。
エアロゾル生成モジュール13は、エアロゾル生成物質からエアロゾル(aerosol)を発生させることができる。ここで、エアロゾル生成物質は、エアロゾルを発生させることができる液体状態、固体状態、ゲル(gel)状態などの多様な状態のうちのいずれか1種の物質又は2種以上の物質の組合せを意味し得る。
液体状態のエアロゾル生成物質は、一実施例によって、揮発性タバコ香成分を含むタバコ含有物質を含む液体であり得る。液体状態のエアロゾル生成物質は、他の実施例によって、非タバコ物質を含む液体であり得る。例えば、液体状態のエアロゾル生成物質は、水、ソルベント、ニコチン、植物抽出物、香料、香味剤、ビタミン混合物などを含むことができる。
固体状態のエアロゾル生成物質は、再構成タバコシート、細断タバコ、顆粒タバコなどのタバコ原料を基にする固体物質を含むことができる。また、固体状態のエアロゾル生成物質は、味調節剤、調味料などが含まれた固体物質を含むことができる。例えば、味調節剤は、炭酸カルシウム、炭酸水素ナトリウム、酸化カルシウムなどを含むことができる。例えば、調味料は、ハーブ顆粒などの天然物質、香成分を含むシリカ(silica)、ゼオライト(zeolite)、デキストリン(dextrin)などを含むことができる。
また、エアロゾル生成物質は、グリセリン、プロピレングリコールのようなエアロゾル形成剤をさらに含むことができる。
エアロゾル生成モジュール13は、少なくとも一つのヒーター131を含むことができる。
エアロゾル生成モジュール13は、電気抵抗性ヒーターを含むことができる。例えば、電気抵抗性ヒーターは、少なくとも一つの電気伝導性トラック(track)を含むことができ、電気伝導性トラックに流れる電流によって加熱され得る。ここで、加熱された電気抵抗性ヒーターによってエアロゾル生成物質が加熱され得る。
電気伝導性トラックは、電気抵抗性物質を含むことができる。一例として、電気伝導性トラックは、金属物質から形成され得る。他の一例として、電気伝導性トラックは、セラミック物質、炭素、金属合金、又はセラミック物質と金属との合成物質から形成され得る。
電気抵抗性ヒーターは、多様な形状に形成された電気伝導性トラックを含むことができる。例えば、電気伝導性トラックは、管状、板状、針状、棒状及びコイル状のうちのいずれか一つに形成され得る。
エアロゾル生成モジュール13は、誘導加熱(induction heating)方式を用いるヒーターを含むことができる。例えば、誘導加熱式ヒーターは、電気伝導性コイルを含むことができ、電気伝導性コイルに流れる電流を調節することで、周期的に方向が変わる交番磁場(alternating magnetic field)を発生させることができる。ここで、交番磁場が磁性体に印加される場合、磁性体で渦電流損(eddy current loss)及びヒステリシス損(hysteresis loss)によるエネルギー損失が発生することがあり、損失されるエネルギーが熱エネルギーとして放出されることにより、磁性体に隣接したエアロゾル生成物質が加熱され得る。ここで、磁場によって発熱する客体はサセプタ(susceptor)と言える。
一方、エアロゾル生成モジュール13は、超音波振動を発生させることで、エアロゾル生成物質からエアロゾルを生成することもできる。
エアロゾル生成モジュール13は、カートマイザー(cartomizer)、噴霧器(atomizer)、気化器(vaporizer)などと言える。
エアロゾル生成装置10がエアロゾル生成物質を保有するカートリッジ200及び本体100から構成される場合、エアロゾル生成モジュール13は本体100及びカートリッジ200のうちの少なくとも一つに配置され得る。
メモリ14は、制御部17内の各信号処理及び制御のためのプログラムを保存することができ、制御部17で処理されたデータ及び処理対象のデータを保存することができる。
例えば、メモリ14は、制御部17によって処理可能な多様な作業を実行するための目的で設計された応用プログラムを保存し、制御部17の要請の際、保存された応用プログラムのうちの一部を選択的に提供することができる。
例えば、メモリ14は、エアロゾル生成装置10の動作時間、最大パフ回数、現在のパフ回数、少なくとも一つの温度プロファイル、使用者の吸入パターンについてのデータ、充放電についてのデータなどを保存することができる。ここで、パフは使用者の吸入を意味することができ、吸入は使用者が口や鼻を通して使用者の口腔内、鼻腔内又は肺内に引き込む状況を意味し得る。
メモリ14は、揮発性メモリ(例えば、DRAM、SRAM、SDRAMなど)、非揮発性メモリ(例えば、フラッシュメモリー(Flashme mory)、ハードディスクドライブ(Hard disk drive;HDD)、ソリッドステートドライブ(Solid-state drive;SSD)など)のうちの少なくとも一つを含むことができる。
センサーモジュール15は、少なくとも一つのセンサーを含むことができる。
例えば、センサーモジュール15は、パフを感知するセンサー(以下、「パフセンサー」という)を含むことができる。ここで、パフセンサーは、IRセンサーのような近接センサー、圧力センサー、ジャイロセンサー、加速度センサー、磁場センサーなどによって具現され得る。
例えば、センサーモジュール15は、エアロゾル生成モジュール13に含まれたヒーター131の温度、エアロゾル生成物質の温度などを感知するセンサー(以下、温度センサーという)を含むことができる。
ここで、エアロゾル生成モジュール13に含まれたヒーター131が温度センサーの役割を果たすこともできる。例えば。ヒーター131の電気抵抗性物質は抵抗温度係数(temperature coefficient of resistance、TCR)を有する物質であってもよい。センサーモジュール15は、温度によって変わるヒーター131の抵抗を測定してヒーター131の温度をセンシングすることができる。
例えば、エアロゾル生成装置10の本体にスティックが挿入可能な場合、センサーモジュール15は、スティックの挿入を感知するセンサー(以下、「スティック感知センサー」という)を含むことができる。
例えば、エアロゾル生成装置10がカートリッジ200を含む場合、センサーモジュール15は、本体100に対するカートリッジ200の装着/分離、位置などを感知するセンサー(以下、「カートリッジ感知センサー」という)を含むことができる。
ここで、スティック感知センサー及び/又はカートリッジ感知センサーは、インダクタンス基盤のセンサー、静電容量型センサー、抵抗センサー、ホール効果(hall effect)を用いたホールセンサー(hall IC)などによって具現され得る。本発明のいくつかの実施例によれば、カートリッジ感知センサーは、接続端子を含むことができる。接続端子は本体100に備えられ、カートリッジ200が本体100に結合されることにより、カートリッジ200に備えられた電極と電気的に連結されることができる。接続端子はカートリッジ感知センサーの役割を果たすこともできる。例えば、センサーモジュール15は、接続端子に流れる電流、接続端子に印加される電圧などに基づいて、本体100に対するカートリッジ200の装着/分離を感知することができる。
例えば、センサーモジュール15は、エアロゾル生成装置10に備えられた構成(例えば、バッテリー16)に印加される電圧を感知する電圧センサー及び/又は電流を感知する電流センサーを含むことができる。
例えば、センサーモジュール15は、エアロゾル生成装置10の動きを感知する少なくとも一つのセンサー(以下、動作センサーという)を含むことができる。ここで、動作センサーは、ジャイロセンサー及び加速度センサーのうちの少なくとも一つによって具現され得る。
バッテリー16は、制御部17の制御によって、エアロゾル生成装置10の動作に用いられる電力を供給することができる。バッテリー16は、エアロゾル生成装置10に備えられた他の構成に電力を供給することができる。例えば、バッテリー16は、通信インターフェース11に含まれた通信モジュール、入出力インターフェース12に含まれた出力装置、エアロゾル生成モジュール13に含まれたヒーター131などに電力を供給することができる。
バッテリー16は充電可能なバッテリーであるか又は使い捨てバッテリーであり得る。例えば、バッテリー16は、リチウムイオンバッテリー又はリチウムポリマー(Li-Polymer)バッテリーであり得るが、これに限定されない。例えば、バッテリー16が充電可能な場合、バッテリー16の充電率(C-rate)は10C、放電率(C-rate)は10C~20Cであり得るが、これに限定されない。また、安定的な使用のために、バッテリー16は、充放電を2000回実施した場合にも、全容量の80%以上を確保することができるように製作され得る。
エアロゾル生成装置10は、バッテリー16を保護するための回路であるバッテリー保護モジュール(Protection Circuit Module、PCM)をさらに含むことができる。バッテリー保護モジュール(PCM)はバッテリー16の上面に隣接して配置され得る。例えば、バッテリー保護モジュール(PCM)は、バッテリー16の過充電及び過放電を防止するために、バッテリー16と連結された回路で短絡が発生する場合、バッテリー16に過電圧が印加される場合、バッテリー16に過電流が流れる場合などにおいて、バッテリー16に対する電路を遮断することができる。
エアロゾル生成装置10は、外部から供給される電力が入力される充電端子をさらに含むことができる。例えば、エアロゾル生成装置10の本体の一側に充電端子が形成され、エアロゾル生成装置10は、充電端子を介して供給される電力を用いてバッテリー16を充電することができる。ここで、充電端子は、USB通信のための有線端子、ポゴピン(pogo pin)などから構成され得る。
エアロゾル生成装置10は通信インターフェース11を介して外部から供給される電力を無線で受信することもできる。例えば、エアロゾル生成装置10は、無線通信のための通信モジュールに含まれたアンテナを用いて無線で電力を受けることができ、無線で供給される電力を用いてバッテリー16を充電することができる。
制御部17は、エアロゾル生成装置10の全般的な動作を制御することができる。制御部17は、エアロゾル生成装置10に備えられた各構成と連結され、各構成との間に信号を送信及び/又は受信して各構成の全般的な動作を制御することができる。
制御部17は、少なくとも一つのプロセッサを含むことができ、プロセッサを用いてエアロゾル生成装置10の動作全般を制御することができる。ここで、プロセッサはCPU(central processing unit)のような一般的なプロセッサであってもよい。もちろん、プロセッサはASICのような専用装置(dedicated device)であるか又は他のハードウェアに基づくプロセッサであり得る。
制御部17は、エアロゾル生成装置10の複数の機能のうちのいずれか一つを果たすことができる。例えば、制御部17は、エアロゾル生成装置10に備えられた各構成の状態、入出力インターフェース12を介して受信する使用者の命令などに応じて、エアロゾル生成装置10の複数の機能(例えば、予熱機能、加熱機能、充電機能、掃除機能など)のうちのいずれか一つを実行することができる。
制御部17は、メモリ14に保存されたデータに基づいて、エアロゾル生成装置10に備えられた各構成の動作を制御することができる。例えば、制御部17は、メモリ14に保存された温度プロファイル、使用者の吸入パターンなどについてのデータに基づいて、バッテリー16からエアロゾル生成モジュール13に所定の電力を所定の時間供給するように制御することができる。
制御部17は、センサーモジュール15に含まれたパフセンサーによってパフの発生を判断することができる。例えば、制御部17は、パフセンサーのセンシング値に基づいてエアロゾル生成装置10内の温度変化、流量(flow)変化、圧力変化、電圧変化などを確認することができ、パフセンサーのセンシング値に基づいて、確認した結果によってパフの発生を判断することができる。
制御部17は、パフ有無及び/又はパフ回数によって、エアロゾル生成装置10に備えられた各構成の動作を制御することができる。例えば、制御部17は、メモリ14に保存された温度プロファイルに基づいて、ヒーターの温度が変更されるか維持されるように制御することができる。
制御部17は、所定の条件の下で、ヒーター131に対する電力供給を遮断するように制御することができる。例えば、スティックが除去されカートリッジ200が分離された場合、パフ回数が既設定の最大パフ回数に到逹した場合、既設定の時間以上にパフが感知されない場合、バッテリー16の残量が所定値未満の場合などにおいて、制御部17はヒーター131に対する電力供給を遮断するように制御することができる。
制御部17は、バッテリー16に貯蔵された電力の残量を算出することができる。例えば、制御部17は、センサーモジュール15に含まれた電圧センサー及び/又は電流センサーのセンシング値に基づいてバッテリー16の残量を算出することができる。
制御部17は、パルス幅変調(pulse width modulation、PWM)方式及び比例-積分-微分(Proportional-Integral-Differential、PID)方式のうちの少なくとも一方式を用いてヒーター131に電力を供給するように制御することができる。
例えば、制御部17は、PWM方式を用いて、所定の周波数及びデューティ比を有する電流パルスがヒーター131に供給されるように制御することができる。ここで、制御部17は、電流パルスの周波数及びデューティ比を調節することで、ヒーター131に供給される電力を制御することができる。
例えば、制御部17は、温度プロファイルに基づいて、制御の目標になる目標温度を決定することができる。ここで、制御部17は、ヒーター131の温度と目標温度との差分値、差分値を時間が経つにつれて積分した値及び差分値を時間が経つにつれて微分した値によるフィードバック制御方式であるPID方式を用いて、ヒーター131に供給される電力を制御することができる。
例えば、制御部17は、温度プロファイルに基づいて、ヒーター131に供給される電力を制御することができる。制御部17は、ヒーター131を加熱する加熱区間の長さ、加熱区間にヒーター131に供給される電力量などを制御することができる。制御部17は、ヒーター131の目標温度に基づいて、ヒーター131に供給される電力を制御することができる。
一方、ヒーター131に電力を供給する制御方式として、PWM方式と、PID方式とを例示として説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、比例-積分(Proportional-Integral、PI)方式、比例-微分(Proportional-Differential、PD)方式などの多様な制御方式を使うことができる。
制御部17はヒーター131の温度を判断することができ、ヒーター131の温度によって、ヒーター131に供給される電力を調節することができる。例えば、制御部17は、ヒーター131の抵抗値、ヒーター131に流れる電流及び/又はヒーター131に印加される電圧を確認してヒーター131の温度を判断することができる。
一方、制御部17は、既設定の条件の下で、ヒーター131に電力を供給するように制御することができる。例えば、入出力インターフェース12を介して使用者から入力された命令に従ってスティックが挿入される空間を掃除する掃除機能が選択された場合、制御部17は、ヒーター131に所定の電力を供給するように制御することができる。
図2~図4は本開示の実施例によるエアロゾル生成装置を説明する図である。
本発明の多様な実施例によれば、エアロゾル生成装置10は、本体100及び/又はカートリッジ200を含むことができる。
図2を参照すると、一実施例によるエアロゾル生成装置10は、ハウジング101によって形成される空間にスティック20が挿入できるように構成された本体100を含むことができる。
スティック20は一般的な燃焼型シガレットと類似であり得る。例えば、スティック20は、エアロゾル生成物質を含む第1部分と、フィルターなどを含む第2部分とに区分することができる。若しくは、スティック20の第2部分もエアロゾル生成物質を含むこともできる。例えば、顆粒又はカプセルの形態に製造されたエアロゾル生成物質が第2部分に挿入されることもできる。
エアロゾル生成装置10の内部には第1部分の全体が挿入され、第2部分は外部に露出され得る。若しくは、エアロゾル生成装置10の内部に第1部分の一部のみ挿入されるか、又は第1部分及び第2部分の一部が挿入されることができる。使用者は第2部分を口で銜えた状態でエアロゾルを吸入することができる。ここで、エアロゾルは外部空気が第1部分を通過することによって生成され、生成されたエアロゾルは第2部分を通過して使用者の口に伝達されることができる。
本体100は、スティック20が挿入された状態で外部空気が本体100の内部に流入することができる構造に形成され得る。ここで、本体100内に流入した外部空気はスティック20を通過して使用者の口に流動することができる。
ヒーターは、スティック20が本体100に挿入される位置に対応する位置で本体100内に配置され得る。本図では、ヒーターが針状の電気伝導性トラックを含む電気伝導性ヒーター110として示されているが、本発明がこれに限定されるものではない。
ヒーターは、バッテリー16から供給される電力を用いてスティック20の内部及び/又は外部を加熱することができる。ここで、加熱されたスティック20でエアロゾルが生成され得る。ここで、使用者はスティック20の一端を介して口で吸入することにより、タバコ香のエアロゾルを吸入することができる。
一方、制御部17は、所定の条件によって、スティック20が挿入されなかった場合にもヒーターに電力を供給するように制御することができる。例えば、入出力インターフェース12を介して使用者から入力された命令に従って、スティック20が挿入される空間を掃除する掃除機能が選択された場合、制御部17はヒーターに所定の電力を供給するように制御することができる。
制御部17は、スティック20が挿入された時点から、パフセンサーのセンシング値に基づいてパフ回数をモニタリングすることができる。
制御部17は、挿入されたスティック20が除去された場合、メモリ14に保存された現在のパフ回数を初期化することができる。
図3を参照すると、一実施例によるエアロゾル生成装置100は、カートリッジ200を支持する本体100と、エアロゾル生成物質を貯蔵するカートリッジ200と、を含むことができる。本体100は、挿入空間130にスティック20が挿入できるように構成され得る。
カートリッジ200は、一実施例によって、本体100に着脱可能に構成され得る。カートリッジ200は、他の実施例によって、本体100と一体に構成され得る。例えば、カートリッジ200の少なくとも一部が、本体100のハウジング101によって形成される内部空間に挿入されることにより、カートリッジ200が本体100に装着され得る。
本体100は、カートリッジ200が挿入された状態で、外部空気が本体100の内部に流入することができる構造に形成され得る。ここで、本体100内に流入した外部空気はカートリッジ200を通して使用者の口に流動することができる。
制御部17は、センサーモジュール15に含まれたカートリッジ感知センサーによって、カートリッジ200の装着/脱着を判断することができる。例えば、カートリッジ感知センサーは、カートリッジ200と連結される一端子を介してパルス電流を伝送することができる。ここで、カートリッジ感知センサーは、他の一端子を介してパルス電流が受信するかに基づいて、カートリッジ200の連結有無を感知することができる。
カートリッジ200は、エアロゾル生成物質を加熱するヒーター210及び/又はエアロゾル生成物質を貯蔵する貯蔵部220を含むことができる。例えば、エアロゾル生成物質を含浸(含有)する液体伝達手段が貯蔵部220の内部に配置され得る。ヒーター210の電気伝導性トラックは液体伝達手段を巻く構造に形成され得る。ここで、ヒーター210によって液体伝達手段が加熱されることによってエアロゾルを生成することができる。ここで、液体伝達手段は、綿繊維、セラミック繊維、ガラス繊維、又は多孔性セラミックからなる芯(wick)を含むことができる。
カートリッジ200は、スティック20が挿入可能に構成された挿入空間230を含むことができる。例えば、カートリッジ200は、スティック20が挿入される方向に沿って円周方向に延びる内壁(図示せず)によって形成される挿入空間を含むことができる。ここで、挿入空間は、内壁の内側が上下に開放することによって形成され得る。スティック20は内壁によって形成された挿入空間230に挿入され得る。
スティック20が挿入される挿入空間は、挿入空間に挿入されるスティック20の一部の形状に対応する形状に形成され得る。例えば、スティック20が円筒形に形成される場合、挿入空間は円筒形に形成され得る。
スティック20が挿入空間に挿入される場合、スティック20の外周面は内壁によって取り囲まれ、内壁に接触し得る。
カートリッジ200の挿入空間230にはスティック20の一部が挿入され、残部は外部に露出され得る。
使用者は、スティック20の一端を口で銜えた状態でエアロゾルを吸入することができる。ヒーター210によって生成されたエアロゾルはスティック20を通過して使用者の口に伝達され得る。ここで、エアロゾルがスティック20を通過するうち、スティック20に含まれた物質がエアロゾルに付加され、物質が付加されたエアロゾルがスティック20の一端を通して使用者の口腔に吸入され得る。
図4を参照すると、一実施例によるエアロゾル生成装置10は、カートリッジ200を支持する本体100と、エアロゾル生成物質を保有するカートリッジ200と、を含むことができる。本体100は、挿入空間130にスティック20が挿入できるように構成され得る。
エアロゾル生成装置10は、カートリッジ200に貯蔵されたエアロゾル生成物質を加熱する第1ヒーターを含むことができる。例えば、使用者がスティック20の一端を通して口で吸入する場合、第1ヒーターによって生成されたエアロゾルがスティック20を通過することができる。ここで、エアロゾルがスティック20を通過するうち、エアロゾルに香味が付加され得る。香味が付加されたエアロゾルはスティック20の一端を通して使用者の口腔に吸入され得る。
一方、他の実施例によって、エアロゾル生成装置10は、カートリッジ200に貯蔵されたエアロゾル生成物質を加熱するヒーターと、本体100に挿入されたスティック20を加熱するヒーターと、を含むこともできる。例えば、エアロゾル生成装置100は、複数のヒーターによって、カートリッジ200に貯蔵されたエアロゾル生成物質及びスティック20をそれぞれ加熱することによってエアロゾルを生成することもできる。
図5~図7は本開示の実施例によるスティックを説明する図である。図5~図7と重複する内容については詳細な説明を省略する。
図5を参照すると、一実施例によるスティック20は、タバコロッド21及びフィルターロッド22を含むことができる。図2を参照して上述した第1部分はタバコロッド21を含むことができる。図2に基づいて前述した第2部分はフィルターロッド22を含むことができる。
図5にはフィルターロッド22が単一セグメントとして示されているが、これに限定されない。言い換えれば、フィルターロッド22は、複数のセグメントから構成され得る。例えば、フィルターロッド22は、エアロゾルを冷却する第1セグメント、及びエアロゾル内に含まれた所定の成分をフィルタリングする第2セグメントを含むことができる。また、必要に応じて、フィルターロッド22には他の機能を果たす少なくとも一つのセグメントをさらに含むことができる。
スティック20の直径は5mm~9mmの範囲であり、長さは約48mmであり得るが、これに限定されない。例えば、タバコロッド21の長さは約12mm、フィルターロッド22の第1セグメントの長さは約10mm、フィルターロッド22の第2セグメントの長さは約14mm、フィルターロッド22の第3セグメントの長さは約12mmであり得るが、これに限定されない。
スティック20は、少なくとも一つのラッパー24によって包装され得る。ラッパー24には、外部空気が流入するか内部気体が流出する少なくとも一つの孔(hole)が形成され得る。一例として、スティック20は、一つのラッパー24によって包装され得る。他の例として、スティック20は、2以上のラッパー24によって重畳して包装され得る。例えば、第1ラッパーに241よってタバコロッド21が包装され得る。例えば、ラッパー242、243、244によってフィルターロッド22が包装され得る。個別ラッパーによって包装されたタバコロッド21及びフィルターロッド22が結合され、第3ラッパーによってスティック20全体がさらに包装され得る。フィルターロッド22のそれぞれが複数のセグメントから構成されている場合、それぞれのセグメントが個別ラッパー242、243、244によって包装され得る。個別ラッパーによって包装されたセグメントが結合されたスティック20の全体が他のラッパーによってさらに包装され得る。
第1ラッパー241及び第2ラッパー242は一般的なフィルター包装紙から製作され得る。例えば、第1ラッパー241及び第2ラッパー242は多孔質包装紙又は無孔質包装紙であり得る。また、第1ラッパー241及び第2ラッパー242は耐油性を有する紙類及び/又はアルミニウムラミネート包装材から製作され得る。
第3ラッパー243はハード包装紙から製作され得る。例えば、第3ラッパー243の坪量は88g/m2~96g/m2の範囲に含まれ得る。例えば、第3ラッパー243の坪量は90g/m2~94g/m2の範囲に含まれ得る。また、第3ラッパー243の厚さは120μm~130μmの範囲に含まれ得る。例えば、第3ラッパー243の厚さは125μmであり得る。
第4ラッパー244は耐油性ハード包装紙から製作され得る。例えば、第4ラッパー244の坪量は88g/m2~96g/m2の範囲に含まれ得る。例えば、第4ラッパー244の坪量は90g/m2~94g/m2の範囲に含まれ得る。また、第4ラッパー244の厚さは120μm~130μmの範囲に含まれ得る。例えば、第4ラッパー244の厚さは125μmであり得る。
第5ラッパー245は滅菌紙(MFW)から製作され得る。ここで、滅菌紙(MFW)は、引張強度、耐水度、平滑度などが一般紙よりも向上するように特殊に製造された紙を意味し得る。例えば、第5ラッパー245の坪量は57g/m2~63g/m2の範囲に含まれ得る。例えば、第5ラッパー245の坪量は60g/m2であり得る。また、第5ラッパー245の厚さは64μm~70μmの範囲に含まれ得る。例えば、第5ラッパー245の厚さは67μmであり得る。
第5ラッパー245は所定の物質を含むことができる。ここで、所定の物質の例はシリコンであり得るが、これに限定されない。例えば、シリコンは、温度による変化が少ない耐熱性、酸化しない耐酸化性、各種の薬品に対する抵抗性、水に対する撥水性、又は電気絶縁性などの特性を有し得る。ただ、シリコンではなくても、上述した特性を有する物質であれば制限なしに第5ラッパー245に塗布又はコーティングされ得る。
第5ラッパー245は、スティック20が燃焼する現象を防止することができる。例えば、タバコロッド21がヒーター210によって加熱されると、スティック20が燃焼する可能性がある。具体的には、タバコロッド21に含まれた材料のうちのいずれか一つの引火点よりも高く温度が上昇すると、スティック20が燃焼することがある。このような場合にも、第5ラッパー245は不燃性物質を含むので、スティック20が燃焼する現象を防止することができる。
また、第5ラッパー245は、スティック20で生成される物質によって本体100が汚染することを防止することができる。使用者のパフによって、スティック20内で液体物質が生成され得る。例えば、スティック20で生成されたエアロゾルが外部空気によって冷却することにより、液体物質(例えば、水分など)が生成され得る。第5ラッパー245がスティック20を包装することにより、スティック20内で生成された液体物質がスティック20の外部に漏れることを防止することができる。
タバコロッド21は、エアロゾル生成物質を含むことができる。例えば、エアロゾル生成物質は、グリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、及びオレイルアルコールのうちの少なくとも1種を含むことができるが、これに限定されない。また、タバコロッド21は、風味剤、湿潤剤及び/又は有機酸(organic acid)のような他の添加物質を含むことができる。また、タバコロッド21には、メントール又は保湿剤などの加香液がタバコロッド21に噴射されることによって添加され得る。
タバコロッド21は多様に製作可能である。例えば、タバコロッド21は、シート(sheet)から製作され得る。例えば、タバコロッド21は、ストランド(strand)から製作され得る。例えば、タバコロッド21は、タバコシートが細かく切られた細断片から製作され得る。例えば、タバコロッド21は、熱伝導物質によって取り囲まれ得る。例えば、熱伝導物質は、アルミニウムホイルのような金属ホイルであり得るが、これに限定されない。一例として、タバコロッド21を取り囲む熱伝導物質はタバコロッド21に伝達される熱を均一に分散させて、タバコロッドへの熱伝導率を向上させることができる。よって、タバコ味を向上させることができる。タバコロッド21を取り囲む熱伝導物質は誘導加熱式ヒーターによって加熱されるサセプタとしての機能を果たすことができる。ここで、図面に示されていないが、タバコロッド21は、外部を取り囲む熱伝導物質の他にも、追加のサセプタをさらに含むことができる。
フィルターロッド22はセルロースアセテートフィルターであってもよい。一方、フィルターロッド22の形状には制限がない。例えば、フィルターロッド22は、円柱型(type)ロッドであり得る。例えば、フィルターロッド22は、内部に中空を有するチューブ型(type)ロッドであってもよい。例えば、フィルターロッド22はリセス型(type)ロッドであり得る。フィルターロッド22が複数のセグメントから構成された場合、複数のセグメントのうちの少なくとも一つが他の形状に製作され得る。
フィルターロッド22の第1セグメントはセルロースアセテートフィルターであり得る。例えば、第1セグメントは、内部に中空を含むチューブ形の構造物であり得る。第1セグメントによって、ヒーター110が挿入される場合、タバコロッド21の内部物質が後ろに押される現象を防止することができ、エアロゾルの冷却効果も提供することができる。第1セグメントに含まれた中空の直径は、2mm~4.5mmの範囲内で適切な直径を採用することができるが、これに限定されない。
第1セグメントの長さは、4mm~30mmの範囲内で適切な長さを採用することができるが、これに限定されない。例えば、第1セグメントの長さは10mmであり得るが、これに限定されない。
フィルターロッド22の第2セグメントは、ヒーター110がタバコロッド21を加熱することによって生成されたエアロゾルを冷却させる。よって、使用者は適当な温度に冷却したエアロゾルを吸入することができる。
第2セグメントの長さ又は直径は、スティック20の形態によって多様に決定することができる。例えば、第2セグメントの長さは、7mm~20mmの範囲内で適切に採用することができる。好ましくは、第2セグメントの長さは約14mmであり得るが、これに限定されない。
第2セグメントはポリマー繊維を織ることで製作することができる。この場合、ポリマーから製造された繊維に香味液を塗布することもできる。若しくは、香味液が塗布された別途の繊維とポリマーから製造された繊維とを一緒に製織して第2セグメントを製作することもできる。若しくは、第2セグメントは縮れたポリマーシートから形成され得る。
例えば、ポリマーは、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ乳酸(PLA)、セルロースアセテート(CA)、及びアルミニウムホイルからなる群から選択される材料から製作され得る。
第2セグメントが織られたポリマー繊維又は縮れたポリマーシートによって形成されることにより、第2セグメントは縦方向に延びる単数又は複数のチャネルを含むことができる。ここで、チャネルは、気体(例えば、空気又はエアロゾル)が通過する通路を意味し得る。
例えば、縮れたポリマーシートからなる第2セグメントは、約5μmと約300μmとの間、例えば約10μmと約250μmとの間の厚さを有する材料から形成され得る。また、第2セグメントの全表面積は、約300mm2/mmと約1000mm2/mmとの間になり得る。また、エアロゾル冷却要素は、比表面積が約10mm2/mgと約100mm2/mgとの間の材料から形成され得る。
一方、第2セグメントは、揮発性香味成分を含むスレッド(thread)を含むことができる。ここで、揮発性香味成分はメントールであり得るが、これに限定されない。例えば、スレッドには、1.5mg以上のメントールを第2セグメントに提供するために、十分な量のメントールが充填され得る。
フィルターロッド22の第3セグメントはセルロースアセテートフィルターであり得る。第3セグメントの長さは、4mm~20mmの範囲内で適切に採用することができる。例えば、第3セグメントの長さは約12mmであり得るが、これに限定されない。
フィルターロッド22は香味を発生させるように製作され得る。一例として、フィルターロッド22に加香液が噴射され得る。一例として、加香液が塗布された別途の繊維がフィルターロッド22の内部に挿入され得る。
また、フィルターロッド22は少なくとも一つのカプセル23を含むことができる。ここで、カプセル23は、香味を発生させる機能を果たすことができる。カプセル23は、エアロゾルを発生させる機能を果たすこともできる。例えば、カプセル23は、香料を含む液体を被膜で包んでいる構造を有することができる。カプセル23は球形又は円筒形を有することができるが、これに限定されない。
図6を参照すると、一実施例によるスティック30は、前端プラグ33をさらに含むこともできる。前端プラグ33は、タバコロッド31に対して、フィルターロッド32の反対側に配置され得る。前端プラグ33は、タバコロッド31が外部に離脱することを防止することができる。前端プラグ33は、喫煙中にタバコロッド31から液状化したエアロゾルがエアロゾル生成装置100に流入することを防止することができる。
フィルターロッド32は、第1セグメント321及び第2セグメント322を含むことができる。第1セグメント321は、図4のフィルターロッド22の第1セグメントに対応し得る。第2セグメント322は、図4のフィルターロッド22の第3セグメントに対応し得る。
スティック30の直径及び全長は図4のスティック20の直径及び全長に対応し得る。例えば、前端プラグ33の長さは約7mm、タバコロッド31の長さは約15mm、第1セグメント321の長さは約12mm、第2セグメント322の長さは約14mmであり得るが、これに限定されない。
スティック30は少なくとも一つのラッパー35によって包装され得る。ラッパー35には、外部空気が流入するか又は内部気体が流出する少なくとも一つの孔(hole)が形成され得る。例えば、第1ラッパー351によって前端プラグ33が包装され、第2ラッパー352によってタバコロッド31が包装され、第3ラッパー353によって第1セグメント321が包装され、第4ラッパー354によって第2セグメント322が包装され得る。そして、第5ラッパー355によってスティック30の全体が再包装され得る。
また、第5ラッパー355には少なくとも一つの穿孔36が形成され得る。例えば、穿孔36はタバコロッド31を取り囲む領域に形成されることができるが、これに限定されない。例えば、穿孔36は、図2に示すヒーター210によって形成された熱をタバコロッド31の内部に伝達する役割を果たすことができる。
また、第2セグメント322は、少なくとも一つのカプセル34を含むことができる。ここで、カプセル34は香味を発生させる機能を果たすこともできる。カプセル34はエアロゾルを発生させる機能を果たすこともできる。例えば、カプセル34は香料を含む液体を被膜で包んでいる構造であり得る。カプセル34は球形又は円筒形を有し得るが、これに限定されない。
第1ラッパー351は、一般的なフィルター包装紙にアルミニウムホイルのような金属ホイルを結合してなることができる。例えば、第1ラッパー351の全厚は45μm~55μmの範囲に含まれ得る。例えば、第1ラッパー351の全厚は50.3μmであり得る。また、第1ラッパー351の金属ホイルの厚さは6μm~7μmの範囲に含まれ得る。例えば、第1ラッパー351の金属ホイルの厚さは6.3μmであり得る。また、第1ラッパー351の坪量は50g/m2~55g/m2の範囲に含まれ得る。例えば、第1ラッパー351の坪量は53g/m2であり得る。
第2ラッパー352及び第3ラッパー353は一般的なフィルター包装紙から製作され得る。例えば、第2ラッパー352及び第3ラッパー353は多孔質包装紙又は無孔質包装紙であり得る。
例えば、第2ラッパー352の多孔度は35000CUであり得るが、これに限定されない。また、第2ラッパー352の厚さは70μm~80μmの範囲に含まれ得る。例えば、第2ラッパー352の厚さは78μmであり得る。また、第2ラッパー352の坪量は20g/m2~25g/m2の範囲に含まれ得る。例えば、第2ラッパー352の坪量は23.5g/m2であり得る。
例えば、第3ラッパー353の多孔度は24000CUであり得るが、これに限定されない。また、第3ラッパー353の厚さは60μm~70μmの範囲に含まれ得る。例えば、第3ラッパー353の厚さは68μmであり得る。また、第3ラッパー353の坪量は20g/m2~25g/m2の範囲に含まれ得る。例えば、第3ラッパー353の坪量は21g/m2であり得る。
第4ラッパー354はPLAラミネート紙から製作され得る。ここで、PLAラミネート紙は、紙層、PLA層及び紙層を含む3重紙を意味し得る。例えば、第4ラッパー354の厚さは100μm~120μmの範囲に含まれ得る。例えば、第4ラッパー354の厚さは110μmであり得る。また、第4ラッパー354の坪量は80g/m2~100g/m2の範囲に含まれ得る。例えば、第4ラッパー354の坪量は88g/m2であり得る。
第5ラッパー355は滅菌紙(MFW)から製作され得る。ここで、滅菌紙(MFW)は、引張強度、耐水度、平滑度などが一般紙よりも向上するように特殊に製造された紙を意味し得る。例えば、第5ラッパー355の坪量は57g/m2~63g/m2の範囲に含まれ得る。例えば、第5ラッパー355の坪量は60g/m2であり得る。また、第5ラッパー355の厚さは64μm~70μmの範囲に含まれ得る。例えば、第5ラッパー355の厚さは67μmであり得る。
第5ラッパー355は、所定の物質を含むことができる。ここで、所定の物質の例はシリコンであり得るが、これに限定されない。例えば、シリコンは、温度による変化が少ない耐熱性、酸化しない耐酸化性、各種の薬品に対する抵抗性、水に対する撥水性、又は電気絶縁性などの特性を有する。ただ、シリコンではなくても、上述した特性を有する物質であれば制限なしに第5ラッパー355に塗布(又は、コーティング)され得る。
前端プラグ33はセルロースアセテートから製作され得る。一例として、前端プラグ33は、セルロースアセテートトーに可塑剤(例えば、トリアセチン)を加えることで製作することができる。セルロースアセテートトーを構成するフィラメントのモノデニール(mono denier)は1.0~10.0の範囲に含まれ得る。例えば、セルロースアセテートトーを構成するフィラメントのモノデニールは4.0~6.0の範囲に含まれ得る。例えば、前端プラグ33のフィラメントのモノデニールは5.0であり得る。また、前端プラグ33を構成するフィラメントの断面はY字形であり得る。前端プラグ33のトータルデニール(total denier)は20000~30000の範囲に含まれ得る。例えば、前端プラグ33のトータルデニールは、25000~30000の範囲に含まれ得る。例えば、前端プラグ33のトータルデニールは28000であり得る。
また、必要に応じて、前端プラグ33は少なくとも一つのチャネルを含むことができる。チャネルの断面は多様な形状に製作され得る。
タバコロッド31は図5を参照して上述したタバコロッド21に対応し得る。よって、以下では、タバコロッド31についての具体的な説明は省略する。
第1セグメント321はセルロースアセテートから製作され得る。例えば、第1セグメントは、内部に中空を含むチューブ形の構造物であり得る。第1セグメント321は、セルロースアセテートトーに可塑剤(例えば、トリアセチン)を加えることで製作することができる。例えば、第1セグメント321のモノデニール及びトータルデニールは前端プラグ33のモノデニール及びトータルデニールと同一であってもよい。
第2セグメント322はセルロースアセテートから製作され得る。第2セグメント322を構成するフィラメントのモノデニール(mono denier)は1.0~10.0の範囲に含まれ得る。例えば、第2セグメント322のフィラメントのモノデニールは8.0~10.0の範囲に含まれ得る。例えば、第2セグメント322のフィラメントのモノデニールは9.0であり得る。また、第2セグメント322のフィラメントの断面はY字形であり得る。第2セグメント322のトータルデニール(total denier)は20000~30000の範囲に含まれ得る。例えば、第2セグメント322のトータルデニールは25000であり得る。
図7を参照すると、スティック40は媒質部410を含むことができる。スティック40は冷却部420を含むことができる。スティック40はフィルター部430を含むことができる。
冷却部420は媒質部410とフィルター部430との間に配置され得る。スティック40はラッパー440を含むことができる。ラッパー440は媒質部410を包むことができる。ラッパー440は冷却部420を包むことができる。ラッパー440はフィルター部430を包むことができる。スティック40は円柱形状を有し得る。
媒質部410は媒質411を含むことができる。媒質部410は第1支持部413を含むことができる。媒質部410は第2支持部415を含むことができる。媒質411は第1支持部413と第2支持部415との間に配置され得る。第1支持部413はスティック40の一端に配置され得る。媒質部410の長さは24mmであり得る。
媒質411は多様な成分の物質を含むことができる。媒質に含まれる物質は多様な成分の香味物質であり得る。媒質411は複数の顆粒で構成され得る。複数の顆粒のそれぞれは0.4mm~1.12mmの大きさを有することができる。媒質411の内部には顆粒が70%程度満たされ得る。媒質411の長さL2は10mmであり得る。第1支持部413は紙材で構成され得る。第2支持部415は紙材で構成され得る。第1支持部413はアセテート材質で構成され得る。第2支持部415はアセテート材質で構成され得る。第1支持部413はアセテート材質で構成され得る。第2支持部415はアセテート材質で構成され得る。第1支持部413及び第2支持部415のうちの少なくとも一つは紙材質で構成され、しわ寄った形状になり、その間に空気が流動するための複数の隙間が形成され得る。前記隙間は媒質411の各顆粒の大きさよりも小さくてもよい。第1支持部413の長さL1は媒質411の長さL2よりも短くてもよい。第2支持部413の長さL3は媒質411の長さL2よりも短くてもよい。第1支持部413の長さL1は7mmであり得る。第2支持部413の長さL2は7mmであり得る。
したがって、媒質411の各顆粒は媒質部410及びスティック40から離脱することができない。
冷却部420はシリンダー形状を有し得る。冷却部420は中空形状を有し得る。冷却部420は媒質部410とフィルター部430との間に配置され得る。冷却部420は第2支持部415とフィルター部430との間に配置され得る。冷却部420は内部の冷却通過424を取り囲む管状に形成され得る。冷却部420はラッパー440よりも厚くてもよい。冷却部420はラッパー440よりも厚い紙材質で構成され得る。冷却部420の長さL4は媒質411の長さL2と同一であるか又はほぼ同一であり得る。冷却部420及び冷却通過424の長さL4は10mmであり得る。スティック40がエアロゾル生成装置10の内部に挿入されると、冷却部420の少なくとも一部はエアロゾル生成装置10の外部に露出され得る。
したがって、冷却部420は媒質部410及びフィルター部430を支持し、スティック40の剛性を確保することができる。また、冷却部420は媒質部410とフィルター部430との間でラッパー440を支持し、ラッパー440が接着される部位を確保することができる。また、加熱された空気及びエアロゾルは、冷却部420の内部の冷却通過424を通過しながら冷却され得る。
フィルター部430はアセテート材質のフィルターで構成され得る。フィルター部430はスティック40の他端に配置され得る。スティック40がエアロゾル生成装置10の内部に挿入されると、フィルター部430はエアロゾル生成装置10の外部に露出され得る。使用者はフィルター部430を口に銜えて空気を吸入することができる。フィルター部430の長さL5は14mmであり得る。
ラッパー440は媒質部410、冷却部420及びフィルター部430を包むか又は取り囲むことができる。ラッパー440はスティック40の外形をなすことができる。ラッパー440は紙材質で構成され得る。接着部441はラッパー440の一側端に形成され得る。ラッパー440は、媒質部410、冷却部420及びフィルター部430を包み、一側縁部に形成された接着部441と他側縁部とが互いに接着され得る。媒質部410、冷却部420及びフィルター部430を包むラッパー440はスティック40の一端及び他端を覆わなくてもよい。
したがって、ラッパー440は、媒質部410、冷却部420及びフィルター部430を固定し、スティック40からの離脱を防止することができる。
第1薄膜443は第1支持部413に対応する位置に配置され得る。第1薄膜443はラッパー440と第1支持部413との間に配置されるか、又はラッパー440の外部に配置され得る。第1薄膜443は第1支持部413を取り囲むことができる。第1薄膜443は金属材質で構成され得る。第1薄膜443はアルミニウム材質で構成され得る。第1薄膜443はラッパー440に密着するか又はコーティングされ得る。
第2薄膜445は第2支持部415に対応する位置に配置され得る。第2薄膜445はラッパー440と第2支持部415との間に配置されるか、又はラッパー440の外部に配置され得る。第2薄膜445は金属材質で構成され得る。第2薄膜445はアルミニウム材質で構成され得る。第2薄膜445はラッパー440に密着するか又はコーティングされ得る。
図8は、本開示の一実施例によるエアロゾル生成装置の構造を示す図であり、図9及び図10は本開示の一実施例による、エアロゾル生成装置を説明する図である。
図8~図10を参照すると、エアロゾル生成装置10は、チャンバーC1と、ヒーター131と、バッテリー16と、温度スイッチ50と、を含むことができる。
エアロゾル生成装置10のハウジング101内には、エアロゾル生成物質を保有するチャンバーC1が形成され得る。チャンバーC1の一側には、チャンバーC1と連通し、エアロゾル生成物質が流動することができる流路を含むことができる。流路内には、エアロゾル生成物質を含浸(含有)する芯(図示せず)を含むことができる。チャンバーC1内のエアロゾル生成物質は芯に含浸され得る。例えば、芯は、綿繊維、セラミック繊維、ガラス繊維、多孔性セラミックなどを含むことができる。
ヒーター131は、芯を取り囲むコイル1313と、前記コイル1313の一端に連結される第1ヒーター端子1311と、前記コイル1313の他端に連結される第2ヒーター端子1312と、を含むことができる。ヒーター131はチャンバーC1の一端に隣接して配置され得る。ヒーター131はチャンバーC1内で芯に流動して、芯に含浸されたアロゾル生成物質を加熱することができる。
バッテリー16はヒーター131と電気的に連結され、ヒーター131に電力を供給することができる。バッテリー16は、第1バッテリー端子161及び第2バッテリー端子162を含むことができる。第1バッテリー端子161及び第2バッテリー端子162のそれぞれはヒーター131のコイル1313の両端と電気的に連結され、第1バッテリー端子161及び第2バッテリー端子162の間の電圧がコイル1313の両端に印加されることにより、バッテリー16からヒーター131に電力を供給することができる。
温度スイッチ50は、ヒーター131及びバッテリー16と電気的に連結され得る。
図9を参照すると、温度スイッチ50は、ヒーター131及びバッテリー16と電気的に連結され得る。温度スイッチ50は長く延びる形状を有し、長手方向の両端にスイッチ端子を備えることができる。温度スイッチ50は、長手方向の一端に第1スイッチ端子53を備え、他端に第2スイッチ端子54を備えることができる。温度スイッチ50の第1スイッチ端子53は第1ヒーター端子1311と接触(電気的に連結)することができる。第2スイッチ端子54はバッテリー16の第1バッテリー端子161と電気的に連結され得る。
温度スイッチ50の第1スイッチ端子53は第1ヒーター端子1311と接触及び分離可能に自由端の形態としてハウジング101内に配置され得る。温度スイッチ50の第2スイッチ端子54は第1バッテリー端子161と電気的に連結され、ハウジング101内に固定され得る。
図10を参照すると、温度スイッチ50の第1スイッチ端子53はヒーター131のコイル1313に隣接して配置され得る。バッテリー16からヒーター131に電力が供給されてヒーター131が加熱されると、温度スイッチ50はヒーターとともに加熱され得る。温度スイッチ50はコイル1313の温度又はこれに近い温度に加熱され得る。温度スイッチ50は、温度スイッチ50が加熱されて温度が上昇することにより、一方向に曲がることができる。例えば、温度スイッチ50が第1温度(温度閾値)以上に加熱されると、温度スイッチ50は一方向に曲がることができる。ここで、第1温度は、温度スイッチ50を構成する金属成分によって決定することができる。
温度スイッチ50が一方向に曲がるのに伴って、第1スイッチ端子53は第1ヒーター端子1311から離隔することができる。第1スイッチ端子53は第1ヒーター端子1311と電気的に分離されることができる。
温度スイッチ50は、2個以上の金属プレートを含むことができる。例えば、温度スイッチ50は、第1金属を含む第1プレート51と、第2金属を含む第2プレート52と、を含むことができる。前記第1プレート51は第1金属で形成され、前記第2プレートは第2金属で形成され得る。第1プレート51の一面と第2プレート52の一面とは互いに接触することができる。
第1プレート51の両端は第1スイッチ端子53及び第2スイッチ端子54と連結され、第1プレート51と接触した第2プレート52の両端は第1スイッチ端子53及び第2スイッチ端子54と連結され得る。例えば、第1スイッチ端子53及び第2スイッチ端子54は第1プレート51及び第2プレート52の両端に電気的に連結され、第1プレート51及び第2プレート52を構成する第1金属又は第2金属のうちのいずれか一つの金属で形成され得る。一方、第1スイッチ端子53及び第2スイッチ端子54は第1プレート51及び/又は第2プレート52の一部であり得る。この場合、第1プレート51の一端又は第2プレート52の一端が第1スイッチ端子53になり、第1プレート51の他端又は第2プレート52の他端が第2スイッチ端子54になり得る。
第1金属と第2金属とは互いに異なる熱膨張係数を有し得る。例えば、第1金属の熱膨張係数は第2金属の熱膨張係数よりも大きい値を有し得る。例えば、第1金属の熱膨張係数は第2金属の熱膨張係数よりも小さい値を有し得る。
例えば、第1金属は銅(Cu)であり、第2金属は鉄(Fe)であり得る。例えば、第1金属は、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)及びマンガン(Mn)の合金、又はニッケル(Ni)、鉄(Fe)及びモリブデン(Mo)の合金、又はニッケル(Ni)、マンガン(Mn)及び銅(Cu)の合金であり、第2金属は、ニッケル(Ni)及び鉄(Fe)の合金であり得る。ただし、第1金属及び第2金属の種類はこれに限定されない。
温度スイッチ50は、温度スイッチ50の温度が上昇する場合、第1プレート51及び第2プレート52の膨張程度が互いに異なることにより、一方向に曲がることができる。例えば、第1金属の熱膨張係数が第2金属の熱膨張係数よりも大きい場合、温度の上昇によって温度スイッチ50は第2プレート52が位置する方向に曲がることができる。例えば、第1金属の熱膨張係数が第2金属の熱膨張係数よりも小さい場合、温度の上昇によって、温度スイッチ50は第1プレート51が位置する方向に曲がることができる。
第1温度はエアロゾル生成物質の気化温度よりも高い温度であり得る。温度スイッチ50の第1スイッチ端子53が第1ヒーター端子1311と接触した状態で、ヒーター131はバッテリー16から電力を受けて加熱されることができる。ヒーター131はエアロゾル生成物質の気化温度よりも高い温度に加熱されることができる。ヒーター131がエアロゾル生成物質の気化温度よりも高い温度に加熱された状態で、芯内のエアロゾル生成物質はヒーター131の熱によって気化することができる。
第1温度は設定温度と同じかそれより低い温度であり得る。ここで、設定温度は、芯内に含浸されたアロゾル生成物質が全部気化して枯渇した状態のヒーター131の温度であり得る。設定温度はエアロゾル生成物質の気化温度よりも高い温度であり得る。芯に追加的なエアロゾル生成物質が供給されない状態で芯内に含まれたエアロゾル生成物質が全部気化すると、ヒーター131の温度は急激に上昇し得る。よって、設定温度は、芯内に含まれたエアロゾル生成物質が全部気化した後、ヒーター131の温度が上昇し始める時点の温度に設定することができる。例えば、設定温度は、エアロゾル生成物質の気化温度よりも5度又は10度高い温度であり得る。ただし、設定温度はこれに限定されず、実験データなどに基づいて設定することができる。
温度スイッチ50が、第1温度に基づいて、ヒーター131とバッテリー16との間の電気的連結をスイッチングすることにより、ヒーター131はエアロゾル生成物質の気化温度又は気化温度以上の温度に加熱され、エアロゾル生成物質を気化させることができる。
また、エアロゾル生成物質が枯渇することにより、ヒーター131がエアロゾル生成物質の気化温度よりも一定のレベルだけ高い温度(第1温度)まで加熱される場合、ヒーター131とバッテリー161との間の電気的連結を遮断させることにより、ヒーターの過熱を防止することができる。
図11及び図12は本開示の一実施例によるエアロゾル生成装置を説明する図である。図9及び図10で説明した内容と重複する内容については詳細な説明を省略する。
図11及び図12を参照すると、ヒーター131の第2ヒーター端子1312とバッテリー16の第2バッテリー端子162との間にヒューズ60が電気的に連結され得る。ヒューズ60の両端はそれぞれ第2ヒーター端子1312及び第2バッテリー端子162に連結され得る。ヒューズ60の第1端部は第2ヒーター端子1312に連結され、ヒューズ60の第2端部は第2バッテリー端子162に連結され得る。
ヒーター131は第3ヒーター端子1314を含むことができる。第3ヒーター端子1314は第2ヒーター端子1312と電気的に連結され得る。例えば、第3ヒーター端子1314は第2ヒーター端子1312と導線を介して連結され得る。例えば、第3ヒーター端子1314はPCB回路パターンを介して第2ヒーター端子1312と連結され得る。
第3ヒーター端子1314は、温度スイッチ50の第1スイッチ端子53に隣接して配置され得る。
図11を参照すると、第1温度未満の温度で、温度スイッチ50の第1スイッチ端子53は第1ヒーター端子1311と接触することができる。
図12を参照すると、温度スイッチ50の第1プレート51を構成する第1金属の熱膨張係数は第2プレート52を構成する第2金属の熱膨張係数よりも大きくてもよい。この場合、温度スイッチ50が第1温度以上に加熱されると、温度スイッチ50が一方向に曲がることにより、第1スイッチ端子53が第3ヒーター端子1314と接触して第3ヒーター端子1314と電気的に連結されることができる。
ヒューズ60は、ヒューズ60を介して流れる電流が所定の値以上の場合、電気的に開放することができる。ヒューズ60が電気的に開放する閾値電流は遮断電流と言える。例えば、ヒューズ60は、遮断電流の大きさよりも大きい電流が流れる場合、切れることができる。ヒューズ60が切れる場合、ヒューズ60の両端は電気的に永久的に分離されることができる。
第1温度未満の温度で、温度スイッチ50の第1スイッチ端子53が第1ヒーター端子1311と電気的に連結されると、バッテリー16、温度スイッチ50、ヒーター131及びヒューズ60が直列に連結される第1閉ループが形成されることができる。
第1温度以上の温度で、温度スイッチ50の第1スイッチ端子53が第3ヒーター端子1314と電気的に連結されると、バッテリー16、温度スイッチ50及びヒューズ60が直列に連結される第2閉ループが形成されることができる。
第1閉ループで、ヒューズ60には遮断電流よりも小さい電流が流れることができる。第2閉ループで、ヒューズ60には遮断電流と同じかそれより大きい電流が流れることができる。第2閉ループは、第1閉ループと比較して、ヒーター131による抵抗が存在しないので、第2閉ループを介して流れる電流は第1閉ループを介して流れる電流よりも大きくなることができる。
第1スイッチ端子53が第3ヒーター端子1314と電気的に連結される場合、ヒューズ60には遮断電流以上の電流が流れることができる。よって、ヒューズ60は電気的に開放し、ヒーター131はバッテリー16から電気的に分離(open)され、バッテリー16からヒーター131に供給される電力を遮断することができる。
ヒューズ60が電気的に開放する場合、ヒューズ60を交替しない限り、ヒーター131とバッテリー16とが電気的に連結されない。よって、温度スイッチ50の温度が第1温度未満に減少しても、ヒーター131はバッテリー16から電気的に分離された状態に維持され、バッテリー16からヒーター131に供給される電力を遮断することができる。
一方、ヒーター131の第2ヒーター端子1312とバッテリー16の第2バッテリー端子162との間にヒューズ60及び保護抵抗70が電気的に連結され得る。ヒューズ60及び保護抵抗70は第2ヒーター端子1312及び第2バッテリー端子162の間に直列に連結され得る。
第1温度未満の温度で、温度スイッチ50の第1スイッチ端子53が第1ヒーター端子1311と電気的に連結されると、バッテリー16、温度スイッチ50、ヒーター131、ヒューズ60及び保護抵抗70が直列に連結される第3閉ループが形成されることができる。
第1温度以上の温度で、温度スイッチ50の第1スイッチ端子53が第3ヒーター端子1314と電気的に連結されると、バッテリー16、温度スイッチ50、ヒューズ60及び保護抵抗70が直列に連結される第4閉ループが形成されることができる。
第3閉ループで、ヒューズ60には遮断電流よりも小さい電流が流れることができる。第4閉ループで、ヒューズ60には遮断電流と同じかそれより大きい電流が流れることができる。
前述した第2閉ループで、温度スイッチ50及びヒューズ60のみがバッテリー16に連結される場合、第2閉ループを介して流れる電流の大きさが必要以上に大きくなることがある。この場合、ヒューズ60は遮断電流が大きいものを使用しなければならず、バッテリー16が損傷する可能性がある。よって、第4閉ループで、ヒューズ60に保護抵抗70が直列にさらに連結されることにより、保護抵抗70の大きさにより、第4閉ループを介して流れる電流の大きさを適正の範囲内で設定することができる。
図13及び図14は本開示の一実施例によるエアロゾル生成装置を説明する図である。図9及び図10で説明した内容と重複する内容については詳細な説明を省略する。
図13及び図14を参照すると、温度スイッチ50の一側には第1接着部55が備えられ得る。例えば、温度スイッチ50の第1プレート51はハウジング101の一側面に隣接して配置され、ハウジング101の一側面に隣接する第1プレート51の面に第1接着部55が備えられ得る。第1接着部55には接着剤が塗布されるか又は接着剤が含まれ得る。
ハウジング101の一側面には第2接着部111が備えられ得る。第1プレート51に隣接して配置されるハウジング101の面には第2接着部111が備えられ得る。第2接着部111は、温度スイッチ50の長手方向(第1ヒーター端子1311から第1バッテリー端子161に向かう方向)を基準に、第1接着部55が備えられた位置に対応する位置に備えられ得る。
第2接着部111には接着剤が塗布されるか又は接着剤が含まれ得る。接着剤が塗布されるか又は接着剤が含まれた第2接着部111の部分は、接着剤が塗布されるか又は接着剤が含まれた第1接着部55の部分の反対側に配置され得る。
温度スイッチ50の第1プレート51の第1金属の熱膨張係数は、第2プレート52の第2金属の熱膨張係数よりも小さくてもよい。この場合、温度スイッチ50が第1温度以上に加熱されると、温度スイッチ50が第2接着部111の配置される方向に曲がることにより、第1接着部55と第2接着部111とが接触することができる。
温度スイッチ50が第1温度以上に加熱されると、第1接着部55と第2接着部111とが接触して、温度スイッチ50がハウジング101の一側面に接触した状態に固定されることができる。よって、温度スイッチ50の温度が第1温度未満に低下しても、ヒーター131はバッテリー16から電気的に分離(open)された状態に維持され、バッテリー16からヒーター131に供給される電力を遮断することができる。
前述したように、本開示の実施例のうちの少なくとも一つによれば、エアロゾル生成物質の残量に基づいて、ヒーターに供給される電力を遮断することができる。
本開示の実施例のうちの少なくとも一つによれば、エアロゾル生成物質の残量が足りない場合、ヒーターの過熱を防止することができる。
図1~図14を参照すると、本開示の一側面によるエアロゾル生成装置10は、ハウジング101と、エアロゾル生成物質を加熱するヒーター131と、前記ヒーター131に電力を供給するバッテリー16と、前記ヒーター131と前記バッテリー16との電気的連結をスイッチングする温度スイッチ50と、を含むことができる。前記温度スイッチ50は、前記ヒーター131の第1ヒーター端子1311と電気的に連結されるように位置する第1ヒーター端子1311と、前記バッテリー16の第1バッテリー端子161と電気的に連結されるように位置する第2スイッチ端子54と、を含み、前記温度スイッチ50は、第1温度以上に加熱されると、一方向に曲がることができる。前記第1スイッチ端子53は、前記温度スイッチ50が前記一方向に曲がった後、前記第1スイッチ端子が前記第1ヒーター端子1311から離隔して前記第1スイッチ端子53と前記第1ヒーター端子1311との連結を電気的に分離することができる。
本開示の他の側面によれば、前記第1温度は前記エアロゾル生成物質の気化温度よりも高くてもよい。
本開示の他の側面によれば、前記温度スイッチ50は、第1金属を含み、前記第1バッテリー端子161から前記第1ヒーター端子1311に向かう方向に延びる第1プレート51と、第2金属を含み、一面が前記第1プレート51の一面と接触する第2プレート52と、を含むことができる。前記第1金属の熱膨張係数は前記第2金属の熱膨張係数と異なり得る。
本開示の他の側面によれば、前記エアロゾル生成装置10は、第1端部及び第2端部を有するヒューズ60をさらに含むことができる。前記ヒーター131は、前記第1ヒーター端子1311と一端が連結されるコイル1313と、前記コイル1313の他端部と連結される第2ヒーター端子1312と、を含むことができる。前記バッテリー16は、前記第2バッテリー端子162を含むことができる。前記ヒューズ60の第1端部は前記第2ヒーター端子1312に連結され、前記ヒューズ60の第2端部は前記第2バッテリー端子162と連結され得る。
本開示の他の側面によれば、前記ヒーター131は、前記第2ヒーター端子1312と電気的に連結され、前記第1スイッチ端子53に隣接して配置される第3ヒーター端子1314をさらに含むことができる。
本開示の他の側面によれば、前記第1金属の熱膨張係数は前記第2金属の熱膨張係数よりも大きくてもよい。前記温度スイッチ50が前記第1温度以上に加熱されると、前記温度スイッチ50が一方向に曲がることにより、前記第1スイッチ端子53が前記第3ヒーター端子1314と電気的に接触して前記第3ヒーター端子1314と電気的に連結されることができる。
本開示の他の側面によれば、前記ヒューズ60は、遮断電流以上の電流が流れる場合、電気的に開放することができる。前記第1スイッチ端子53が前記第3ヒーター端子1314と電気的に連結される場合、前記ヒューズ60には前記遮断電流以上の電流が流れることができる。
本開示の他の側面によれば、前記エアロゾル生成装置10は、保護抵抗70をさらに含むことができる。前記ヒューズ60及び前記保護抵抗70は前記第2ヒーター端子1312と前記第2バッテリー端子162との間に直列に連結され得る。
本開示の他の側面によれば、前記第1金属の熱膨張係数は前記第2金属の熱膨張係数より小さくてもよい。前記第1プレート51の他面の少なくとも一部には第1接着部55が備えられ得る。
本開示の他の側面によれば、前記ハウジング101は、前記第1プレート51の他面に隣接して配置される一面に第2接着部111を含むことができる。前記温度スイッチ50が第1温度以上に加熱されると、前記温度スイッチ50は前記第2接着部111が配置される方向に曲がることにより、前記第1接着部55と前記第2接着部111とが接触することができる。
本開示の他側面によるエアロゾル生成装置10は、エアロゾル生成物質を加熱するヒーター131と、前記ヒーター131に電力を供給して、前記ヒーター131によって前記エアロゾル生成物質を加熱するバッテリー16と、前記ヒーター131と前記バッテリー16との間の電気的連結をスイッチングする温度スイッチ50と、前記ヒーター131、前記バッテリー16及び前記温度スイッチ50を含むハウジング101と、を含み、前記温度スイッチ50は、前記温度スイッチ50が第1配向状態にあるとき、前記ヒーター131の第1ヒーター端子1311に電気的に連結される第1スイッチ端子53と、前記温度スイッチ50が前記第1配向状態にあるとき、前記バッテリー16の第1バッテリー端子161に電気的に連結されるように位置する第2スイッチ端子54と、含み、前記温度スイッチ50は、前記温度スイッチ50が温度閾値を超えて加熱されるとき、前記第1配向状態に対して曲がり、前記温度スイッチ0が曲がるうち、前記第1スイッチ端子53は前記第1ヒーター端子1311から離隔して、前記第1スイッチ端子53と前記第1ヒーター端子1311との連結を電気的に分離する。
前述した本開示の特定の実施例又は他の実施例は互いに排他的であるか区別されるものではない。前述した本開示の実施例の特定の要素又は全ての要素は構成又は機能が他の要素と組み合わせられるか互いに組み合わせられることができる。
例えば、本開示及び図面の一実施例で説明したA構成と本開示及び図面の他の実施例で説明したB構成は互いに組み合わせられることができる。すなわち、構成間の組合せについて直接的に説明しない場合であっても、前記組合せが不可であると説明した場合を除き、前記組合せは可能である。
以上で実施例を多数の例示的実施例に応じて説明したが、本開示の原理の範囲に属する技術分野の当業者であれば多くの他の変形例及び実施例が可能であることを理解しなければならない。より具体的には、本開示、図面及び添付の特許請求の範囲の範囲内の対象組合せの構成部及び/又は配置において多様な修正例及び変形例が可能である。前記構成部及び/又は配置の修正例及び変形例に加えて、別の用途も当業者に明らかになるであろう。