KR20250019480A - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

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KR20250019480A
KR20250019480A KR1020230100645A KR20230100645A KR20250019480A KR 20250019480 A KR20250019480 A KR 20250019480A KR 1020230100645 A KR1020230100645 A KR 1020230100645A KR 20230100645 A KR20230100645 A KR 20230100645A KR 20250019480 A KR20250019480 A KR 20250019480A
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aerosol generating
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electrolyte
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이원경
박상규
안현호
오준엽
정종성
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주식회사 케이티앤지
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Abstract

일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물품을 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터 및 히터에 전력을 공급하는 제1 배터리를 포함하고, 제1 배터리는 수계 전해질을 포함한다.

Description

에어로졸 생성 장치{AEROSOL GENERATING DEVICE}
실시예들은 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 배터리의 사용 수명이 향상된 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성하는 방법이 아닌, 에어로졸 생성 장치를 이용하여 궐련 또는 에어로졸 생성 물질을 가열함으로써 에어로졸을 생성하는 시스템에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
가열식 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물품을 가열하기 위한 히터 및 히터에 전력을 공급하기 위한 배터리를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 장치는 휴대성을 갖춰야 하는 이유로 배터리의 크기와 용량에 제한이 있으며, 이에 따라 배터리의 반복적인 충전이 요구된다.
에어로졸 생성 장치의 사용 과정에서 요구되는 배터리의 빈번한 충방전은 배터리의 수명을 단축시키는 원인이 될 수 있다. 또한 사용자가 에어로졸 생성 장치를 휴대하는 동안 에어로졸 생성 장치의 낙하 등 외부 충격의 위험이 존재하므로, 배터리의 안정성이 확보될 필요가 있다.
실시예들을 통해 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물품을 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터 및 히터에 전력을 공급하는 제1 배터리를 포함하고, 제1 배터리는 수계 전해질을 포함한다.
과제의 해결 수단은 상술한 바에 제한되지 않으며, 본 명세서 전체에서 통상의 기술자에 의해 유추될 수 있는 사항들을 모두 포함할 수 있다.
실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 수계 전해질을 포함하는 전지를 포함하여, 빠른 충방전 속도, 향상된 사용 수명, 및 높은 안정성을 가질 수 있다.
실시예들의 효과는 상술한 바에 한정되지 않으며, 후술하는 구성으로부터 유추 가능한 효과를 모두 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 4은 에어로졸 생성 장치에 에어로졸 생성 물품이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 5는 제1 배터리의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 6는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 홀더를 도시한 구성도이다.
도 7 및 도 8은 홀더의 일 예를 여러 측면에서 도시한 도면들이다.
도 9은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 크래들을 도시한 구성도이다.
도 10 및 도 11은 크래들의 일 예를 여러 측면에서 도시한 도면들이다.
도 12은 홀더가 크래들에 삽입된 일 예를 도시한 구성도이다.
도 13는 홀더가 크래들에 삽입된 일 예를 도시한 도면이다.
도 14 내지 도 16는 에어로졸 생성 물품의 예들을 도시한 도면들이다.
도 17는 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 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 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 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.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "적어도 어느 하나의"와 같은 표현이 배열된 구성요소들 앞에 있을 때, 배열된 각각의 구성이 아닌 전체 구성요소들을 수식한다. 예를 들어, "a, b, 및 c 중 적어도 어느 하나"라는 표현은 a, b, c, 또는 a와 b, a와 c, b와 c, 또는 a와 b와 c를 포함하는 것으로 해석하여야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 "제1" 또는 "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서 전체에서, "에어로졸 생성 장치"는 사용자의 입을 통해 사용자의 폐로 직접적으로 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 생성 물질을 이용하여 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.
명세서 전체에서, "에어로졸 생성 물품"은 흡연을 하는데 이용되는 물품을 의미한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물품은 점화되어 연소되는 방식으로 이용되는 연소식 궐련일 수 있고, 에어로졸 생성 장치에 의하여 가열되는 방식으로 이용되는 가열식 궐련일 수도 있다.
명세서 전체에서, "상류" 및 "하류"는 사용자가 에어로졸 생성 물품을 이용하여 에어로졸을 흡입할 때, 공기가 흐르는 방향에 기초하여 결정될 수 있다. 해당 기술 분야의 통상의 기술자라면 "상류" 및 "하류"가 구성요소들의 관계에 따라 상대적일 수 있음을 쉽게 이해할 것이다.
명세서 전체에서, "퍼프"는 사용자의 흡입을 의미한다. 흡입은 사용자의 입이나 코를 통해 사용자의 구강 내, 비강 내 또는 폐로 에어로졸을 끌어당기는 상황을 의미할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치에 대해 설명한다.
도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성 장치에 에어로졸 생성 물품이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 제1 배터리(110), 제어부(120), 및 히터(130)를 포함한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 증기화기(140)를 더 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(100)의 내부 공간에는 에어로졸 생성 물품(200)이 삽입될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 에어로졸 생성 장치(100)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 내지 도 3에 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.
또한, 도 2 및 도 3에는 에어로졸 생성 장치(100)에 히터(130)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라, 히터(130)는 생략될 수도 있다.
도 1에는 제1 배터리(110), 제어부(120), 및 히터(130)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 2에는 제1 배터리(110), 제어부(120), 증기화기(140), 및 히터(130)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 3에는 증기화기(140) 및 히터(130)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(100)의 내부 구조는 도 1 내지 도 3에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(100)의 설계에 따라, 제1 배터리(110), 제어부(120), 히터(130), 및 증기화기(140)의 배치는 변경될 수 있다.
에어로졸 생성 물품(200)이 에어로졸 생성 장치(100)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(100)는 히터(130) 및/또는 증기화기(140)를 작동시켜, 에어로졸 생성 물품(200) 및/또는 증기화기(140)로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(130) 및/또는 증기화기(140)에 의하여 발생된 에어로졸은 에어로졸 생성 물품(200)을 통과하여 사용자에게 전달된다.
필요에 따라, 에어로졸 생성 물품(200)이 에어로졸 생성 장치(100)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성 장치(100)는 히터(130)를 가열할 수 있다.
제1 배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(100)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 제1 배터리(110)는 히터(130) 또는 증기화기(140)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(120)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 제1 배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(100)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어부(120)는 에어로졸 생성 장치(100)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(120)는 제1 배터리(110), 히터(130), 및 증기화기(140)뿐만 아니라 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(120)는 에어로졸 생성 장치(100)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(100)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(120)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(130)는 제1 배터리(110)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물품(200)이 에어로졸 생성 장치(100)에 삽입되면, 히터(130)는 에어로졸 생성 물품(200)의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(130)는 에어로졸 생성 물품(200) 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(130)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(130)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(130)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(130)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(100)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(130)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(130)에는 에어로졸 생성 물품을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 에어로졸 생성 물품은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 히터(130)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 에어로졸 생성 물품(200)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(100)에는 히터(130)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(130)들은 에어로졸 생성 물품(200)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 에어로졸 생성 물품(200)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(130)들 중 일부는 에어로졸 생성 물품(200)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 에어로졸 생성 물품(200)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(130)의 형상은 도 1 내지 도 3에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
증기화기(140)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 물품(200)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(140)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(100)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(140)에 의하여 생성된 에어로졸이 에어로졸 생성 물품(200)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(140)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(140)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(140)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(140)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 에어로졸 생성 장치(100)는 제1 배터리(110), 제어부(120), 히터(130), 및 증기화기(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 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(100)는 적어도 하나의 센서(퍼프 센서, 온도 센서, 에어로졸 생성 물품 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(100)는 에어로졸 생성 물품(200)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 4는 에어로졸 생성 장치에 에어로졸 생성 물품이 삽입된 다른 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 제1 배터리(110), 제어부(120) 및 히터(130)를 포함할 수 있고, 히터(130)는 가열체(131) 및 유도 코일(132)을 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(100)는 유도 가열(inductioin heating) 방식으로 에어로졸 생성 장치(100)에 수용되는 에어로졸 생성 물품(200)을 가열함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다. 유도 가열 방식은 외부 자기장에 의해 발열하는 자성체에 주기적으로 방향이 변하는 가변 자기장(alternating magenetic field)을 인가하여 자성체를 발열시키는 방식을 의미할 수 있다.
자성체에 가변 자기장이 인가되는 경우, 자성체에는 와류손(eddy current loss) 및 히스테리시스손(hysteresis loss)에 따른 에너지 손실이 발생할 수 있고, 손실되는 에너지가 열에너지로서 자성체로부터 방출될 수 있다. 자성체에 인가되는 가변 자기장의 진폭 또는 주파수가 클수록 자성체로부터 많은 열에너지가 방출될 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)는 자성체에 가변 자기장을 인가함으로써 자성체로부터 열에너지를 방출시킬 수 있고, 자성체로부터 방출되는 열에너지를 에어로졸 생성 물품(200)에 전달할 수 있다.
외부 자기장에 의해 발열하는 자성체는 서셉터(susceptor)일 수 있다. 서셉터는 조각, 박편, 또는 스트립 등의 형상으로 에어로졸 생성 장치(100)에 구비될 수 있다. 예를 들면, 에어로졸 생성 장치(100)의 내부에 배치되는 가열체(131)의 적어도 일부가 서셉터 물질로 형성될 수 있다.
서셉터 물질의 적어도 일부는 강자성체(ferromagnetic substance)로 형성될 수 있다. 예를 들면, 서셉터 물질은 금속 또는 탄소를 포함할 수 있다. 서셉터 물질은 페라이트(ferrite), 강자성 합금(ferromagnetic alloy), 스테인리스강(stainless steel), 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 서셉터 물질은 흑연(graphite), 몰리브덴(molybdenum), 실리콘 카바이드(silicon carbide), 니오븀(niobium), 니켈 합금(nickel alloy), 금속 필름(metal film), 지르코니아(zirconia) 등과 같은 세라믹, 니켈(Ni)이나 코발트(Co) 등과 같은 전이 금속, 붕소(B)나 인(P)과 같은 준금속 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
가열체(131)는 에어로졸 생성 장치(100)에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)을 가열할 수 있다. 전술한 바와 같이, 가열체(131)는 유도 가열 방식으로 에어로졸 생성 물품(200)을 가열할 수 있다. 가열체(131)는 외부 자기장에 의해 발열하는 서셉터 물질을 포함할 수 있고, 에어로졸 생성 장치(100)는 가열체(131)에 가변 자기장을 인가할 수 있다.
유도 코일(132)은 에어로졸 생성 장치(100)에 구비될 수 있다. 유도 코일(132)은 가열체(131)에 가변 자기장을 인가할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)로부터 유도 코일(132)에 전력이 공급되는 경우 유도 코일(132) 내부에 자기장이 형성될 수 있다. 유도 코일(132)에 교류 전류가 인가되는 경우 유도 코일(132) 내부에 형성되는 자기장의 방향은 지속적으로 변경될 수 있다. 가열체(131)가 유도 코일(132) 내부에 위치하여 주기적으로 방향이 변하는 가변 자기장에 노출되는 경우, 가열체(131)가 발열할 수 있고, 수용 공간에 수용된 에어로졸 생성 물품(200)이 가열될 수 있다.
유도 코일(132)은 가열체(131)의 외측면을 따라 권선될 수 있다. 또한, 유도 코일(132)은 에어로졸 생성 장치(100)의 외부 하우징의 내면을 따라 권선될 수 있다. 유도 코일(132)이 권선되어 형성되는 내부 공간에 가열체(131)가 위치할 수 있다. 유도 코일(132)에 전력이 공급되는 경우 유도 코일(132)에 의해 생성되는 가변 자기장이 가열체(131)에 인가될 수 있다.
유도 코일(132)은 에어로졸 생성 장치(100)의 길이 방향으로 연장될 수 있다. 유도 코일(132)은 길이 방향을 따라 적정한 길이로 연장될 수 있다. 예를 들면, 유도 코일(132)은 가열체(131)의 길이에 대응되는 길이로 연장될 수 있고, 또는 가열체(131)의 길이보다 긴 길이를 갖도록 연장될 수 있다.
유도 코일(132)은 가열체(131)에 가변 자기장을 인가하기에 적합한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들면, 유도 코일(132)은 가열체(131)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 이와 같은 유도 코일(132)의 크기 및 배치에 의해 유도 코일(132)의 가변 자기장이 가열체(131)에 인가되는 효율이 향상될 수 있다.
유도 코일(132)에 의해 형성되는 가변 자기장의 진폭 또는 주파수가 변경되는 경우 가열체(131)가 에어로졸 생성 물품(200)을 가열하는 정도 또한 변경될 수 있다. 유도 코일(132)에 의한 자기장의 진폭 또는 주파수는 유도 코일(132)에 인가되는 전력에 의해 변경될 수 있으므로, 에어로졸 생성 장치(100)는 유도 코일(132)에 인가되는 전력을 조정함으로써 에어로졸 생성 물품(200)의 가열을 제어할 수 있다. 예를 들면, 에어로졸 생성 장치(100)는 유도 코일(132)에 인가되는 교류 전류의 진폭 및 주파수를 제어할 수 있다.
하나의 예시로서, 유도 코일(132)은 솔레노이드(solenoid)로 구현될 수 있다. 유도 코일(132)은 에어로졸 생성 장치(100)의 외부 하우징의 내면을 따라 권선되는 솔레노이드일 수 있고, 솔레노이드의 내부 공간에 가열체(131) 및 에어로졸 생성 물품(200)이 위치할 수 있다. 솔레노이드를 구성하는 도선의 재질은 구리(Cu)일 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니고, 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 아연(Zn), 및 니켈(Ni) 중 어느 하나, 또는 적어도 하나를 포함하는 합금이 솔레노이드를 구성하는 도선의 재질이 될 수 있다.
제어부(120)는 유도 코일(132)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 제어부(120)는 유도 코일(132)에 공급되는 전력이 조정되도록 제1 배터리(110)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(120)는 가열체(131)가 목표 온도를 유지하도록 유도 코일(132)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
실시예에 따르면, 제1 배터리(110)는 수계(aqueous) 전해질을 포함할 수 있다. 수계 전해질은 용매로 물을 포함하는 전해질을 의미할 수 있다. 제1 배터리(110)는 화학적 반응으로 전기를 생산하는 전기화학적 에너지 저장장치를 의미할 수 있다.
가장 대표적인 에너지 저장장치인 리튬 이온 전지는 일반적으로 양극, 음극, 분리막, 및 전해질로 구성된다. 리튬 이온 전지는 방전 과정에서 리튬 이온이 음극에서 양극으로 이동하고, 충전 과정에서 리튬 이온이 양극에서 음극으로 이동한다. 분리막은 양극 및 음극의 사이에 배치되어 리튬 이온을 통과시키면서 양극과 음극의 접촉을 차단하는 역할을 한다.
전해질은 양극 및 음극의 사이에 위치하여 리튬 이온을 양 전극으로 운송하는 역할을 한다. 전해질은 용매, 염, 및 첨가제를 포함하며, 일반적으로 리튬 이온 이차전지의 전해질은 유기 용매를 포함한다. 유기 용매 전해질은 가연성을 가지며, 충방전 과정에서 발생한 산소 기체에 의해 화재의 위험성을 가진다.
이에 반해, 수계 전해질을 포함하는 배터리의 경우, 높은 안정성과 빠른 충방전 속도를 가진다. 수계 전해질을 포함하는 배터리는 물을 전해질 용매로 포함하기 때문에 배터리의 장기간 사이클 이후, 단락이 발생하더라도 발화의 위험이 없어 안정한 구동이 보장된다.
실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(100)는 제1 배터리(110)가 수계 전해질을 포함하므로, 빠른 충전이 가능하며, 빈번한 충방전에도 향상된 사용 수명을 가질 수 있다. 또한 외부 충격의 위험에 쉽게 노출되는 에어로졸 생성 장치(100)의 안정성을 향상시킬 수 있다.
수계 전해질은 Mg2+, Ca2+, Zn2+, 및 Al3+로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 다가 금속 이온을 포함할 수 있다. 다가 금속 이온은 복수의 전하가 전기화학적 반응에 참여한다는 장점을 가진다.
예를 들어, 제1 배터리(110)는 수계 전해질이 아연을 포함하는 수계 아연 이온 전지일 수 있다. 수계 아연 이온 전지는 아연 금속의 다전자 교환, 높은 밀도를 바탕으로 넓은 작동 전압 및 높은 에너지밀도를 가질 수 있다.
예를 들어, 수계 아연 이온 전지에서 수계 전해질은 ZnSO4, Zn(CF3SO3)2, Zn(NO3)2, Zn(ClO4)2, ZnCl2, Zn(CH3COO)2, Zn(TFSI)2, Zn(BF4)2·xH2O, 및 Zn(N(CF3SO2)2)2 (Zn(TFSI)2)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 염을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 수계 전해질을 포함하는 전지는 부반응인 물 분해 반응이 발생하여 에너지밀도가 점차적으로 낮아질 수 있다. 전술한 금속 염들은 수계 전해질의 물 분해 반응을 방지하여 제1 배터리(110)가 안정적인 전기화학적 성능을 제공할 수 있도록 할 수 있다.
수계 전해질의 금속 염의 농도는 약 1 M 이상일 수 있다. 수계 전해질을 포함하는 전지는 전극의 표면에 수지상(dendrite)이 형성되는 고질적인 문제를 가진다. 전극에 형성되는 수지상은 전극에서 탈락되어 전극 활물질로서의 기능을 상실할 뿐만 아니라, 전지의 단락(short-circuit)을 일으킬 수도 있다. 수계 전해질이 약 1 M 이상의 비교적 높은 농도의 금속 염을 포함할 경우, 수지상 형성을 억제하는 효과를 가질 수 있다. 수계 전해질의 금속 염의 농도는 약 3 M 이상, 약 5 M 이상, 약 10 M 이상, 약 20 M 이상, 약 30 M 이상 또는 약 50 M 이상일 수 있다. 또한 수계 전해질의 금속 염의 농도는 약 200 M 이하, 약 100 M 이하, 약 50 M 이하, 약 30 M 이하, 약 20 M 이하, 약 10 M 이하, 약 5 M 이하, 또는 약 3 M 이하일 수 있다.
예를 들어, 수계 전해질은 약 20 M 이상의 LiTFSI를 포함할 수 있다. 이 경우, 음극에서 물의 환원을 저해하여 수소의 발생을 억제하고 아연 이온의 안정적인 삽입/탈리 반응을 유도할 수 있다. 다른 예로, 수계 전해질은 약 30 M 이상의 ZnCl2를 포함할 수 있다. 이 경우, 수계 전해질은 전기 화학적으로 비활성인 부산물의 생성을 억제함으로써 작동 전압 영역을 증가시킬 수 있다.
또한 수계 전해질은 복수의 금속 염을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수계 전해질은 Zn(TFSI)2 및 LiTFSI를 포함할 수 있다. 수계 전해질은 약 1 M 이상의 Zn(TFSI)2 수용액 및 약 20 M 이상의 LiTFSI 수용액의 혼합물을 포함할 수 있다. 이 경우, 원치 않는 수소 발생 반응을 억제하고 90% 이상의 높은 쿨롱 효율을 가질 수 있다.
수계 전해질은 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수계 전해질은 Zinc triflate, Na2SO4, PAM(polyacrylamide), Et2O(diethyl ehter) 및 DMSO(dimethyl sulfoxide)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 첨가제는 제1 배터리(110)의 사이클 특성을 향상시키고, 높은 에너지 밀도를 갖도록 할 수 있다.
예를 들어, 수계 전해질은 첨가제로 Na2SO4를 포함할 수 있고, 수계 전해질 내의 Na2SO4의 농도는 약 0.1 g/L 내지 약 5 g/L일 수 있다. 다른 예로, 수계 전해질은 참가제로 Et2O를 포함하고, 수계 전해질 내의 Et2O의 농도는 약 1 vol% 내지 약 5 vol%일 수 있다. 첨가제는 전극의 표면에 흡수되거나, 고체 전해질 계면 상(solid electrolyte interphase, SEI)를 형성하여 아연이 부식되는 것을 방지하는 효과를 가진다. 이에 따라 제1 배터리(110)는 약 1000 사이클 이후 초기 용량 대비 약 95% 이상을 유지하면서 높은 충방전 속도와 사이클 특성을 가질 수 있다.
제1 배터리(110)는 양극 활물질로 망간 및 바나듐 중에서 선택된 1종 이상의 전이 금속을 포함하는 양극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 배터리(110)의 양극은 MnO2을 포함하거나, V2O5 및/또는 V6O13를 양극 활물질로 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한 제1 배터리(110)는 음극 활물질로 아연을 포함하는 음극을 포함할 수 있다. 예를 들어 제1 배터리(110)의 음극은 아연 금속을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다른 예로 제1 배터리(110)는 수계 레독스 흐름 전지(redox flow battery)일 수 있다.
도 5는 제1 배터리(110)의 일 예를 도시한 구성도이다. 도 5를 참조하면, 제1 배터리(110)의 수계 전해질(1100)은 양극 전해질(1101) 및 음극 전해질(1102)을 포함할 수 있다. 제1 배터리(110)는 양극(1121), 음극(1122), 양극(1121)과 음극(1122) 사이에 배치되는 분리막(1130), 양극 전해질(1101)을 수용하는 양극 전해질 탱크(1111), 및 음극 전해질(1102)을 수용하는 음극 전해질 탱크(1112)를 포함할 수 있다. 양극 전해질(1101)은 양극 전해질 탱크(1111)로부터 양극(1121)을 경유하여 양극 전해질 탱크(1111)로 순환하고, 음극 전해질(1102)은 음극 전해질 탱크(1112)로부터 음극(1122)을 경유하여 음극 전해질 탱크(1112)로 순환할 수 있다.
양극(1121) 및 음극(1122)에 공급된 양극 전해질(1101) 및 음극 전해질(1102)은 전극 사이에서 발생하는 각 전해질 내에 포함된 활성 물질의 산화환원 반응을 이용하여 에너지를 생산할 수 있다. 양극(1121)과 음극(1122)의 사이에 배치된 분리막(1130)은 양극(1121) 및 음극(1122)의 접촉은 방지하나, 양극 전해질(1101) 또는 음극 전해질(1102)에 존재하는 활성 물질의 이온이 분리막(1130)을 통해 이동할 수 있다.
양극 전해질(1101)은 브롬, 철, 니켈, 및 망간으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 음극 전해질(1102)은 아연을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 배터리(110)의 양극 전해질(1101)은 브롬을 포함하고, 음극 전해질(1102)은 아연을 포함할 수 있다.
또한 음극(1122)은 탄소계 물질을 포함할 수 있다. 탄소계 물질을 음극(1122)에 적용할 경우, 전극의 표면의 수지상 형성을 방지할 수 있으며, 향상된 수명 특성을 가질 수 있다. 음극(1122)은 예를 들어, 그래핀, 활성탄, 탄소 섬유, 탄소나노튜브, 및 풀러렌 중에서 선택된 1종 이상의 탄소계 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 배터리(110)는 양극 전해질(1101)을 양극 전해질 탱크(1111)로부터 양극(1121)을 경유하여 양극 전해질 탱크(1111)로 순환시키는 양극 펌프(1141)를 포함할 수 있다. 또한 제1 배터리(110)는 음극 전해질(1102)을 음극 전해질 탱크(1112)로부터 음극(1122)을 경유하여 음극 전해질 탱크(1112)로 순환시키는 음극 펌프(1142)를 포함할 수 있다. 양극 전해질 탱크(1111) 및 음극 전해질 탱크(1112)는 각각 양극 전해질 탱크(1111) 및 음극 전해질 탱크(1112)와 연결된 전해질 주입구와 전해질 배출구를 포함할 수 있으며, 양극 펌프(1141) 및 음극 펌프(1142)의 구동에 의해 양극 전해질(1101) 및 음극 전해질(1102)이 순환할 수 있다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(100)는 홀더 및 크래들을 포함할 수 있다. 홀더는 히터(130) 및 제1 배터리(110)를 포함할 수 있다. 크래들은 홀더를 수용하는 내부 공간을 포함하고 제1 배터리(110)에 전력을 공급하는 제2 배터리를 포함할 수 있다.
도 6는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 홀더를 도시한 구성도이다.
도 6를 참조하면, 홀더(1)는 제1 배터리(110), 제1 제어부(12) 및 히터(130)를 포함한다. 또한, 홀더(1)는 케이스(11)에 의하여 형성된 내부 공간을 포함한다. 홀더(1)의 내부 공간에는 에어로졸 생성 물품이 삽입될 수 있다.
도 6에 도시된 홀더(1)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 6에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 홀더(1)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
에어로졸 생성 물품이 홀더(1)에 삽입되면, 홀더(1)는 히터(130)를 가열한다. 에어로졸 생성 물품 내의 에어로졸 생성 물질은 가열된 히터(130)에 의하여 온도가 상승하고, 이에 따라 에어로졸이 생성된다. 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 물품의 필터를 통하여 사용자에게 전달된다. 다만, 에어로졸 생성 물품이 홀더(1)에 삽입되지 않은 경우에도 홀더(1)는 히터(130)를 가열할 수 있다.
케이스(11)는 홀더(1)에서 분리될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 케이스(11)를 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 돌림으로써, 케이스(11)는 홀더(1)에서 분리될 수 있다.
또한, 케이스(11)의 말단이 형성하는 구멍의 직경은 케이스(11)와 히터(130)에 의하여 형성된 공간의 직경에 비하여 작게 제작될 수 있고, 이 경우 홀더(1)에 삽입되는 에어로졸 생성 물품의 가이드 역할을 수행할 수 있다.
제1 배터리(110)는 홀더(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 제1 배터리(110)는 히터(130)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제1 제어부(12)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 제1 배터리(110)는 홀더(1)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
히터(130)는 제1 배터리(110)로부터 공급된 전력에 의하여 가열된다. 에어로졸 생성 물품이 홀더(1)에 삽입되면, 가열된 히터(130)는 에어로졸 생성 물품의 온도를 상승시킬 수 있다. 제1 배터리(110) 및 히터(130)에 대해서는 도 1 내지 도 4에 관하여 전술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
제1 제어부(12)는 홀더(1)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제1 제어부(12)는 제1 배터리(110) 및 히터(130)뿐만 아니라 홀더(1)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제1 제어부(12)는 홀더(1)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 홀더(1)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제1 제어부(12)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.
예를 들어, 제1 제어부(12)는 히터(130)의 동작을 제어할 수 있다. 제1 제어부(12)는 히터(130)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(130)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다. 또한, 제1 제어부(12)는 제1 배터리(110)의 상태(예를 들어, 제1 배터리(110)의 잔량 등)를 확인하고, 필요한 경우 알림 신호를 생성할 수 있다.
또한, 제1 제어부(12)는 사용자의 퍼프(puff)의 유무 및 퍼프의 강도를 확인할 수 있고, 퍼프의 수를 카운팅할 수 있다. 또한, 제1 제어부(12)는 홀더(1)가 작동하고 있는 시간을 계속하여 확인할 수 있다. 또한, 제1 제어부(12)는 후술할 크래들(2)이 홀더(1)와 결합되었는지 여부를 확인하고, 크래들(2)과 홀더(1)의 결합 또는 분리에 따라 홀더(1)의 동작을 제어할 수 있다.
한편, 홀더(1)는 제1 배터리(110), 제1 제어부(12) 및 히터(130) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 홀더(1)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 일 예로서, 홀더(1)에 디스플레이가 포함되는 경우, 제1 제어부(12)는 디스플레이를 통하여, 사용자에게 홀더(1)의 상태에 대한 정보(예를 들어, 홀더의 사용 가능 여부 등), 히터(130)에 대한 정보(예를 들어, 예열 시작, 예열 진행, 예열 완료 등), 제1 배터리(110)와 관련된 정보(예를 들어, 제1 배터리(110)의 잔여 용량, 사용 가능 여부 등), 홀더(1)의 리셋과 관련된 정보(예를 들어, 리셋 시기, 리셋 진행, 리셋 완료 등), 홀더(1)의 청소와 관련된 정보(예를 들어, 청소 시기, 청소 필요, 청소 진행, 청소 완료 등), 홀더(1)의 충전과 관련된 정보(예를 들어, 충전 필요, 충전 진행, 충전 완료 등), 퍼프와 관련된 정보(예를 들어, 퍼프 횟수, 퍼프 종료 예고 등) 또는 안전과 관련된 정보(예를 들어, 사용시간 경과 등) 등을 전달 할 수 있다. 다른 예로서, 홀더(1)에 모터가 포함되는 경우, 제1 제어부(12)는 모터를 이용하여 진동 신호를 생성함으로써, 사용자에게 상술한 정보들을 전달할 수 있다.
또한, 홀더(1)는 사용자가 홀더(1)의 기능을 제어할 수 있는 적어도 하나의 입력 장치(예를 들어, 버튼) 및/또는 크래들(2)과 결합되는 단자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 홀더(1)의 입력 장치를 이용하여 다양한 기능들을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 누르는 횟수(예를 들어, 1회, 2회 등) 또는 입력 장치를 누르고 있는 시간(예를 들어, 0.1초, 0.2초 등)을 조절함으로써, 홀더(1)의 복수의 기능들 중 원하는 기능을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 작동시킴에 따라, 홀더(1)는 히터(130)를 예열하는 기능, 히터(130)의 온도를 조절하는 기능, 에어로졸 생성 물품이 삽입되는 공간을 청소하는 기능, 홀더(1)가 작동 가능한 상태인지를 점검하는 기능, 제1 배터리(110)의 잔량(가용 전력)을 표시하는 기능, 홀더(1)의 리셋 기능 등이 수행될 수 있다. 그러나, 홀더(1)의 기능은 상술한 예들에 한정되지 않는다.
또한, 홀더(1)는 퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서 및/또는 에어로졸 생성 물품 삽입 감지 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서는 일반적인 압력 센서에 의하여 구현될 수 있고, 에어로졸 생성 물품 삽입 감지 센서는 일반적인 정전용량형 센서 또는 저항 센서에 의하여 구현될 수 있다. 또한, 홀더(1)는 에어로졸 생성 물품이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입/유출될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 7 및 도 8은 홀더의 일 예를 여러 측면에서 도시한 도면들이다.
도 7은 홀더(1)를 제1 방향에서 바라본 예를 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 홀더(1)는 원통형으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 홀더(1)의 케이스(11)는 사용자의 동작에 의하여 분리될 수 있으며, 케이스(11)의 말단으로 에어로졸 생성 물품이 삽입될 수 있다. 또한, 홀더(1)에는 사용자가 홀더(1)를 제어할 수 있는 제1 버튼(13) 및 화면(image)이 출력되는 제1 디스플레이(14)가 포함될 수 있다.
도 8은 홀더(1)를 제2 방향에서 바라본 예를 도시한 도면이다. 홀더(1)는 크래들(2)과 결합되는 제1 단자(15)를 포함할 수 있다. 홀더(1)의 제1 단자(15)가 크래들(2)의 제2 단자(26)와 결합함으로써, 크래들(2)의 제2 배터리(21)가 공급하는 전력에 의하여 홀더(1)의 제1 배터리(110)가 충전될 수 있다. 또한, 제1 단자(15)와 제2 단자(26)를 통하여, 크래들(2)의 제2 배터리(21)가 공급하는 전력에 의하여 홀더(1)가 동작할 수도 있고, 홀더(1)와 크래들(2)간에 통신(신호의 송수신)이 가능하다. 예를 들어, 제1 단자(15)는 4개의 마이크로 핀(pin)들로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 9은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 크래들을 도시한 구성도이다.
도 9을 참조하면, 크래들(2)은 제2 배터리(21) 및 제2 제어부(22)를 포함한다. 또한, 크래들(2)은 홀더(1)가 삽입될 수 있는 내부 공간(23)을 포함한다. 예를 들어, 내부 공간(23)은 크래들(2)의 일 측면에 형성될 수 있다. 따라서, 크래들(2)이 별도의 뚜껑을 포함하지 않더라도 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입되고 고정될 수 있다.
도 9에 도시된 크래들(2)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 9에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 크래들(2)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
제2 배터리(21)는 크래들(2)이 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 또한, 제2 배터리(21)는 홀더(1)의 제1 배터리(110)를 충전하는 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입되어 홀더(1)의 제1 단자(15)와 크래들(2)의 제2 단자(260)가 결합하는 경우, 크래들(2)의 제2 배터리(21)는 홀더(1)의 제1 배터리(110)에 전력을 공급할 수 있다.
또한, 홀더(1)와 크래들(2)이 결합된 경우, 제2 배터리(21)는 홀더(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 홀더(1)의 제1 단자(15)와 크래들(2)의 제2 단자(260)가 결합되면, 홀더(1)의 제1 배터리(110)가 방전되었는지 여부를 불문하고, 홀더(1)는 크래들(2)의 제2 배터리(21)가 공급하는 전력을 이용하여 동작할 수 있다.
제2 배터리(21)는 리튬 이온 전지일 수 있다. 예를 들어, 제2 배터리(21)는 리튬인산철(LFP) 전지, 산화리튬코발트(LCO) 전지, 리튬니켈망간코발트(NCM) 전지, 및 리튬니켈코발트알루미늄(NCA) 전지 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으나, 상술한 예에 한정되지 않는다.
홀더(1)의 제1 배터리(110)는 빈번한 충방전 및 외부 충격의 위험성을 고려하여 우수한 사이클 성능 및 안정성이 요구된다. 하지만 제1 배터리(110)는 사용자가 홀더(1)를 사용하는 비교적 짧은 기간을 제외한 나머지 기간에는 크래들(2)에 의해 충전될 수 있으므로, 높은 에너지밀도가 필수적으로 요구되는 것은 아니다.
이에 반해 크래들(2)의 제2 배터리(21)는 제1 배터리(110)에 비해 충방전 횟수가 적고, 외부 충격의 위험성이 낮은 반면, 제1 배터리(110)를 반복하여 충전할 수 있는 높은 에너지밀도가 요구된다. 이에 따라, 홀더(1)의 제1 배터리(110)는 우수한 사이클 성능 및 안정성을 갖는 수계 전해질을 포함하는 전지를 적용하고, 크래들(2)의 제2 배터리(21)는 높은 에너지밀도를 갖는 리튬 이온 전지를 적용하여 상술한 문제점을 해결할 수 있다.
제2 제어부(22)는 크래들(2)의 동작을 전반적으로 제어한다. 제2 제어부(22)는 크래들(2)의 모든 구성들의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제2 제어부(22)는 홀더(1)와 크래들(2)이 결합되었는지를 판단하고, 크래들(2)과 홀더(1)의 결합 또는 분리에 따라 크래들(2)의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 홀더(1)와 크래들(2)이 결합되면, 제2 제어부(22)는 제2 배터리(21)의 전력을 홀더(1)에 공급함으로써, 제1 배터리(110)를 충전하거나 히터(130)를 가열시킬 수 있다. 따라서, 제1 배터리(110)의 잔량이 적은 경우에도, 사용자는 홀더(1)와 크래들(2)을 결합하여 연속적으로 흡연할 수 있다.
제2 제어부(22)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, 크래들(2)은 제2 배터리(21) 및 제2 제어부(22) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 크래들(2)은 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 크래들(2)에 디스플레이가 포함되는 경우, 제2 제어부(22)는 디스플레이에 표시될 신호를 생성함으로써, 사용자에게 제2 배터리(21)(예를 들어, 제2 배터리(21)의 잔여 용량, 사용 가능 여부 등)와 관련된 정보, 크래들(2)의 리셋(예를 들어, 리셋 시기, 리셋 진행, 리셋 완료 등)과 관련된 정보, 홀더(1)의 청소(예를 들어, 청소 시기, 청소 필요, 청소 진행, 청소 완료 등)와 관련된 정보, 크래들(2)의 충전(예를 들어, 충전 필요, 충전 진행, 충전 완료 등)과 관련된 정보 등을 전달 할 수 있다.
또한, 크래들(2)은 사용자가 크래들(2)의 기능을 제어할 수 있는 적어도 하나의 입력 장치(예를 들어, 버튼), 홀더(1)와 결합하는 제2 단자(26) 및/또는 제2 배터리(21)의 충전을 위한 인터페이스(예를 들어, USB 포트 등)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 사용자는 크래들(2)의 입력 장치를 이용하여 다양한 기능들을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 누르는 횟수 또는 입력 장치를 누르고 있는 시간을 조절함으로써, 크래들(2)의 복수의 기능들 중 원하는 기능을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 작동시킴에 따라, 크래들(2)은 홀더(1)의 히터(130)를 예열하는 기능, 홀더(1)의 히터(130)의 온도를 조절하는 기능, 홀더(1) 내의 에어로졸 생성 물품이 삽입되는 공간을 청소하는 기능, 크래들(2)이 작동 가능한 상태인지를 점검하는 기능, 크래들(2)의 제2 배터리(21)의 잔량(가용 전력)을 표시하는 기능, 크래들(2)의 리셋 기능 등이 수행될 수 있다. 그러나, 크래들(2)의 기능은 상술한 예들에 한정되지 않는다.
도 10 및 도 11은 크래들의 일 예를 여러 측면에서 도시한 도면들이다.
도 10는 크래들(2)을 제1 방향에서 바라본 예를 도시한 도면이다. 크래들(2)의 일 측면에는 홀더(1)가 삽입될 수 있는 내부 공간(23)이 있다. 또한, 크래들(2)이 뚜껑과 같은 별도의 고정 수단을 포함하지 않더라도 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입되고 고정될 수 있다. 또한, 크래들(2)에는 사용자가 크래들(2)를 제어할 수 있는 제2 버튼(24) 및 화면(image)이 출력되는 제2 디스플레이(25)가 포함될 수 있다.
도 11은 크래들(2)을 제2 방향에서 바라본 예를 도시한 도면이다. 크래들(2)에는 삽입된 홀더(1)와 결합되는 제2 단자(26)를 포함할 수 있다. 제2 단자(26)가 홀더(1)의 제1 단자(15)와 결합함으로써, 크래들(2)의 제2 배터리(21)가 공급하는 전력에 의하여 홀더(1)의 제1 배터리(110)가 충전될 수 있다. 또한, 제1 단자(15)와 제2 단자(26)을 통하여, 크래들(2)의 제2 배터리(21)가 공급하는 전력에 의하여 홀더(1)가 동작할 수도 있고, 홀더(1)와 크래들(2)간의 신호의 송수신이 가능하다. 예를 들어, 제2 단자(26)는 4개의 마이크로 핀(pin)들로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상술한 바와 같이, 홀더(1)는 크래들(2)의 내부 공간(23)에 삽입될 수 있다. 또한, 홀더(1)는 크래들(2)의 내부에 완전히 삽입될 수도 있고, 크래들(2)에 삽입된 상태에서 틸트(tilt)될 수도 있다.
도 12은 홀더가 크래들에 삽입된 일 예를 도시한 도면이다.
도 12을 참조하면, 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입된 일 예가 도시되어 있다. 홀더(1)가 삽입될 내부 공간(23)이 크래들(2)의 일 측면에 존재하므로, 삽입된 홀더(1)는 크래들(2)의 다른 측면들에 의하여 외부에 노출되지 않을 수 있다. 따라서, 크래들(2)은, 홀더(1)를 외부에 노출시키지 않기 위한 다른 구성(예를 들어, 뚜껑)을 포함하지 않을 수 있다.
크래들(2)에는 홀더(1)와의 결착 강도를 높이기 위하여 적어도 하나의 결착 부재가 포함될 수 있다. 또한, 홀더(1)에도 적어도 하나의 결착 부재가 포함될 수 있다. 여기에서, 결착 부재는 자석이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
홀더(1) 및 크래들(2)에 결착 부재가 포함됨에 따라, 홀더(1)가 크래들(2)의 일 측면에 삽입되더라도, 홀더(1)와 크래들(2)이 더욱 강하게 결착될 수 있다. 따라서, 크래들(2)에 별도의 구성(예를 들어, 뚜껑)이 없더라도, 삽입된 홀더(1)가 크래들(2)로부터 쉽게 분리되지 않을 수 있다.
또한, 단자들(15, 26) 및/또는 결착 부재들에 의하여 홀더(1)가 크래들(2)에 완전히 삽입되었다고 판단되면, 제2 제어부(22)은 제2 배터리(21)의 전력을 이용하여 홀더(1)의 제1 배터리(110)를 충전할 수 있다.
도 13는 홀더가 크래들에 삽입된 예를 도시한 도면이다.
도 13에는 홀더(1)가 크래들(2)에 완전히 삽입된 예가 도시되어 있다. 홀더(1)가 크래들(2)에 완전히 삽입되는 경우, 사용자가 홀더(1)에 접촉하는 것을 최소화하기 위하여, 크래들(2)의 내부 공간(23)이 충분히 확보되도록 제작될 수 있다. 홀더(1)가 크래들(2)에 완전히 삽입되면, 제2 제어부(22)는, 홀더(1)의 제1 배터리(110)가 충전될 수 있도록, 제2 배터리(21)의 전력을 홀더(1)에 공급한다.
이하, 도 14 내지 도 16를 참조하여, 에어로졸 생성 물품의 예들을 설명한다.
도 14 및 도 15는 에어로졸 생성 물품의 예들을 도시한 도면들이다.
도 14를 참조하면, 에어로졸 생성 물품(200)은 담배 로드(210) 및 필터 로드(220)를 포함한다.
도 14에는 필터 로드(220)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(220)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(220)는 에어로졸을 냉각하는 제1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제2 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(220)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 물품(200)은 적어도 하나의 래퍼(240)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(240)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 에어로졸 생성 물품(200)은 하나의 래퍼(240)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 에어로졸 생성 물품(200)은 2 이상의 래퍼(240)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(241)에 의하여 담배 로드(210)가 포장되고, 래퍼들(242, 243, 244)에 의하여 필터 로드(220)가 포장될 수 있다. 그리고, 단일 래퍼(245)에 의하여 에어로졸 생성 물품(200) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 필터 로드(220)가 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 래퍼들(242, 243, 244)에 의하여 포장될 수 있다.
담배 로드(210)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(210)는 풍미제, 습윤제, 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(210)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(210)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(210)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(210)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(210)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(210)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(210)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(210)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(210)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 담배 로드(210)는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.
필터 로드(220)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(220)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(220)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(220)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(220)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
필터 로드(220)는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 필터 로드(220)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터 로드(220)의 내부에 삽입될 수도 있다.
또한, 필터 로드(220)에는 적어도 하나의 캡슐(230)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(230)은 향미 또는 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 캡슐(230)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(230)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
만약, 필터 로드(220)에 에어로졸을 냉각하는 세그먼트가 포함될 경우, 냉각 세그먼트는 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 냉각 세그먼트는 순수한 폴리락트산만으로 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.
도 15를 참조하면, 에어로졸 생성 물품(300)은 전단 플러그(330)를 더 포함할 수 있다. 전단 플러그(330)는 담배 로드(310)에 있어서, 필터 로드(320)에 반대되는 일 측에 위치할 수 있다. 전단 플러그(330)는 담배 로드(310)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(310)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 생성 장치로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
필터 로드(320)은 제1 세그먼트(321) 및 제2 세그먼트(322)를 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 세그먼트(321)는 도 14의 필터 로드(220)의 제1 세그먼트에 대응될 수 있고, 제2 세그먼트(322)는 도 14의 필터 로드(220)의 제2 세그먼트에 대응될 수 있다.
에어로졸 생성 물품(300)의 직경 및 전체 길이는 도 14의 에어로졸 생성 물품(200)의 직경 및 전체 길이에 대응될 수 있다. 예를 들어, 전단 플러그(330)의 길이는 약 7 mm, 담배 로드(310)의 길이는 약 15 mm, 제1 세그먼트(321)의 길이는 약 12mm, 제2 세그먼트(322)의 길이는 약 14 mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
에어로졸 생성 물품(300)은 적어도 하나의 래퍼(350)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(350)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(351)에 의하여 전단 플러그(330)가 포장되고, 제2 래퍼(352)에 의하여 담배 로드(310)가 포장되고, 제3 래퍼(353)에 의하여 제1 세그먼트(321)이 포장되고, 제4 래퍼(354)에 의하여 제2 세그먼트(322)가 포장될 수 있다. 그리고, 제5 래퍼(355)에 의하여 에어로졸 생성 물품(300) 전체가 재포장될 수 있다.
또한, 제5 래퍼(355)에는 적어도 하나의 천공(360)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 천공(360)은 담배 로드(310)를 둘러싸는 영역에 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 천공(360)은 도 2 및 도 3에 도시된 히터(130)에 의하여 형성된 열을 담배 로드(310)의 내부로 전달하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 제2 세그먼트(322)에는 적어도 하나의 캡슐(340)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(340)은 향미 또는 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 캡슐(340)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(340)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 16은 에어로졸 생성 물품의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 16을 참조하면, 에어로졸 생성 물품(400)은 제1 에어로졸 생성 로드(410), 제2 에어로졸 생성 로드(420), 냉각 로드(430), 및 필터 로드(440)를 포함할 수 있다. 또한 에어로졸 생성 물품(400)은 적어도 하나의 래퍼(450)에 의하여 포장될 수 있다.
제1 에어로졸 생성 로드(410), 제2 에어로졸 생성 로드(420), 냉각 로드(430), 및 필터 로드(440)는 에어로졸 생성 물품(400)의 길이 방향을 따라 순서대로 정렬될 수 있다. 여기에서, 에어로졸 생성 물품(400)의 길이 방향은 에어로졸 생성 물품(400)의 길이가 연장되는 방향일 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물품(400)의 길이 방향은 제1 에어로졸 생성 로드(410)에서 필터 로드(440)를 향하는 방향일 수 있다.
제1 에어로졸 생성 로드(410) 및 제2 에어로졸 생성 로드(420)에서 생성되는 에어로졸은 제1 에어로졸 생성 로드(410), 제2 에어로졸 생성 로드(420), 냉각 로드(430), 및 필터 로드(440)를 순서대로 통과하며 기류를 형성할 수 있고, 이에 따라 흡연자는 필터 로드(440)로부터 에어로졸을 흡입할 수 있다.
제1 에어로졸 생성 로드(410)는 가열되어 에어로졸을 생성할 수 있다. 제1 에어로졸 생성 로드(410)는 에어로졸 생성 물질을 포함할 수 있다. 또한, 제1 에어로졸 생성 로드(410)는 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있으며, 멘솔 등의 가향액을 함유할 수 있다. 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 있다.
제1 에어로졸 생성 로드(410)는 에어로졸 생성 물질이 함침된 에어로졸 생성 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 기재는 권축된 시트(crimped sheet)를 포함할 수 있으며, 에어로졸 생성 물질은 권축된 시트에 함침된 상태로 제1 에어로졸 생성 로드(410)에 포함될 수 있다. 또한, 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)와 같은 다른 첨가 물질들 및 가향액은 권축된 시트에 흡수된 상태로 제1 에어로졸 생성 로드(410)에 포함될 수 있다.
에어로졸 생성 기재는 권취된 상태로 제1 에어로졸 생성 로드(410)의 내부에 배치될 수 있다. 권취된 에어로졸 생성 기재는 에어로졸 생성 물품(400)의 길이 방향을 따라 연장되는 축을 중심으로 권취될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
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.
제1 에어로졸 생성 로드(410)는 에어로졸 생성 물품(400)의 말단부터 약 7 mm 내지 약 20 mm 지점까지 연장될 수 있고, 제2 에어로졸 생성 로드(420)는 제1 에어로졸 생성 로드(410)가 끝나는 지점부터 약 7 mm 내지 약 20 mm 지점까지 연장될 수 있다. 다만, 이러한 수치범위에 반드시 제한되는 것은 아니며, 제1 에어로졸 생성 로드(410) 및 제2 에어로졸 생성 로드(420) 각각이 연장되는 길이는 통상의 기술자가 용이하게 변경할 수 있는 범위에서 적절하게 조절될 수 있다.
제2 에어로졸 생성 로드(420)는 가열되어 니코틴을 포함하는 에어로졸을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제2 에어로졸 생성 로드(420)는 담배 물질을 포함할 수 있다. 담배 물질은 담배 가닥(strand), 담배 입자(particle), 담배 시트(sheet), 담배 비즈(beads), 담배 과립(granule), 담배 분말(powder) 또는 담배 추출물의 형태를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 제2 에어로졸 생성 로드(420)는 복수의 담배 가닥들을 포함할 수 있으며, 복수의 담배 가닥들은 판상엽 각초를 포함할 수 있다. 판상엽 각초는 판상엽 시트를 세절하여 제조될 수 있다. 판상엽 각초는 아래와 같은 과정에 의하여 제조될 수 있다. 담배 원료를 분쇄하여 에어로졸 생성 물질(예를 들어, 글리세린, 프로필렌 글리콜 등), 가향액, 바인더(예를 들어, 구아검, 잔탄검, 카르복시메틸 셀룰로오스 등), 물 등이 혼합된 슬러리를 제조한다. 슬러리에는 천연 펄프 또는 셀룰로오스가 첨가될 수 있으며, 하나 이상의 바인더가 혼합되어 사용될 수 있다. 슬러리를 캐스팅하여 시트를 형성한뒤, 건조시켜 판상엽 시트를 제조할 수 있다. 제조된 판상엽 시트를 절각 또는 세절함으로써 판상엽 각초를 제조할 수 있다. 담배 원료는 담배 잎, 담배 줄기 및/또는 담배 처리 중 발생된 담배 미분일 수 있다. 또한 판상엽 시트에는 목재 셀룰로오스 섬유와 같은 다른 첨가제가 함유될 수도 있다.
또한 제2 에어로졸 생성 로드(420)는 다양한 종류의 담배잎을 배합하여 가공한 후, 절각하여 제조된 담배 각초를 포함할 수 있다. 또한 제2 에어로졸 생성 로드(420)에는 판상엽 각초 및 담배 각초가 혼합되어 포함될 수 있다.
다른 예로, 제2 에어로졸 생성 로드(420)는 복수의 담배 과립을 포함할 수 있다. 담배 과립은 약 100 μm 내지 약 2,000 μm의 직경을 갖는 입자일 수 있다. 담배 과립은 담배잎 분쇄물, pH 조정제, 및 용매를 혼합한 혼합물을 압출하여 제조될 수 있다.
복수의 담배 과립은 필터 물질의 사이에 배치될 수 있다. 필터 물질은 예를 들어, 셀룰로오스 아세테이트 섬유 가닥들이 뭉친 섬유 다발을 포함할 수 있다. 복수의 담배 과립은 복수의 셀룰로오스 섬유들 사이에 균일하게 분산된 형태로 배치될 수 있다. 다른 예로, 필터 물질은 권축된 종이 시트를 포함할 수 있다. 권축된 종이 시트는 권취된 상태로 제2 에어로졸 생성 로드(420)의 내부에 배치될 수 있다. 권축된 종이 시트는 에어로졸 생성 물품(400)의 길이 방향을 따라 연장되는 축을 중심으로 권취될 수 있다. 권취된 종이 시트의 내부에는 복수의 담배 과립이 분산되어 배치될 수 있다.
또한 제2 에어로졸 생성 로드(420)는 액체 에어로졸 생성 조성물이 함침된 에어로졸 생성 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 기재는 권축된 시트를 포함할 수 있으며, 액체 에어로졸 생성 조성물은 권축된 시트에 함침된 상태로 제2 에어로졸 생성 로드(420)에 포함될 수 있다. 제2 에어로졸 생성 로드(420)에 포함되는 에어로졸 생성 기재는 제1 에어로졸 생성 로드(410)에 포함되는 에어로졸 생성 기재에 대하여 전술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
액체 에어로졸 생성 조성물은 니코틴을 포함할 수 있다. 니코틴은 프리베이스 니코틴(freebase nicotine) 및 니코틴 염(nicotine salt)를 포함할 수 있다. 프리베이스 니코틴은 양자(proton)가 부가되지 않은 중성의 니코틴을 의미할 수 있다. 예를 들어, 양전하를 띄는 니코틴 염에 암모니아와 같은 강염기를 가하면, 강염기는 양이온으로 변환되고, 니코틴 염은 중성의 상태인 프리베이스 니코틴이 될 수 있다.
또한 액체 에어로졸 생성 조성물은 에어로졸 생성 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 제1 에어로졸 생성 로드(410)에 포함되는 에어로졸 생성 기재에 대하여 전술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
액체 에어로졸 생성 조성물은 에어로졸 생성 기재 1 g 당 약 0.05 g 내지 약 1.0 g 함침될 수 있다. 예를 들어, 액상 에어로졸 생성 조성물은 에어로졸 생성 기재 1g 당 약 0.1 g 내지 약 0.8 g 함침될 수 있다.
냉각 로드(430)는 제1 에어로졸 생성 로드(410) 및 제2 에어로졸 생성 로드(420)에서 생성된 에어로졸을 냉각시킬 수 있다. 냉각 로드(430)는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있으며, 냉각 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 냉각 로드(430)는 폴리락트산(PLA) 섬유로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또는 냉각 로드(430)는 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 그러나, 냉각 로드(430)는 상술한 예시에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행하는 물질은, 제한 없이 이에 해당될 수 있다. 예를 들어, 냉각 로드(430)는 중공을 포함하는 튜브 필터 또는 종이로 형성된 지관일 수 있다.
냉각 로드(430)의 외면에는 적어도 하나의 구멍(431)이 형성될 수 있다. 적어도 하나의 구멍(431)은 냉각 로드(430)의 둘레 방향을 따라 형성되어 하나 이상의 열을 형성할 수 있다. 적어도 하나의 구멍(431)은 외부의 공기를 냉각 로드(430)의 내부로 유입시킬 수 있다. 냉각 로드(430)의 내부로 유입된 외부의 공기는 제1 에어로졸 생성 로드(410) 및 제2 에어로졸 생성 로드(420)에서 생성된 고온의 에어로졸과 혼합되어 에어로졸을 냉각시킬 수 있다.
필터 로드(440)는 필터 로드(440)를 경유하는 에어로졸에 포함된 일부 성분을 필터링할 수 있다. 필터 로드(440)는 필터 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터 로드(440)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 필터 로드(440)는 셀룰로오스 아세테이트 토우에 가소제(예를 들어, 트리아세틴)을 첨가하여 제조될 수 있다.
필터 로드(440)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(440)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또는, 필터 로드(440)는 말단이 개방된 중공을 포함하는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(440)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
필터 로드(440)는 향미를 발생하도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 필터 로드(440)에 가향액이 포함될 수 있고, 가향액이 포함된 별도의 섬유가 필터 로드(440)의 내부에 삽입될 수도 있다.
또한, 필터 로드(440)에는 적어도 하나의 캡슐이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐은 향미 또는 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 캡슐은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
에어로졸 생성 물품(400)은 제1 에어로졸 생성 로드(410) 내지 필터 로드(440) 중 적어도 일부를 둘러싸는 래퍼(450)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 물품(400)은 제1 에어로졸 생성 로드(410) 내지 필터 로드(440) 전부를 둘러싸는 래퍼(450)를 포함할 수 있다. 래퍼(450)는 에어로졸 생성 물품(400)의 최외곽에 위치될 수 있으며, 래퍼(450)는 단일 래퍼일 수 있으나, 복수 개의 래퍼들의 조합일 수 있다.
에어로졸 생성 물품(400)는 2개 이상의 래퍼들에 의하여 중첩적으로 포장될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(451)에 의하여 제1 에어로졸 생성 로드(410)가 포장되고, 제2 래퍼(452)에 의하여 제2 에어로졸 생성 로드(420)가 포장되고, 제3 래퍼(453)에 의하여 냉각 로드(430)가 포장되고, 제4 래퍼(454)에 의하여 필터 로드(440)가 포장될 수 있다. 그리고, 제5 래퍼(455)에 의하여 에어로졸 생성 물품(400)의 전체가 재포장될 수 있다.
제1 래퍼(451)는 제1 에어로졸 생성 로드(410)를 둘러싸고, 제2 래퍼(452)는 제2 에어로졸 생성 로드(420)를 둘러쌀 수 있다. 제1 래퍼(451) 및 제2 래퍼(452)는 종이 및 알루미늄 호일과 같은 금속 호일이 결합된 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(451) 및 제2 래퍼(452)는 종이 및 금속 호일이 적층된 적층 시트일 수 있다. 제1 래퍼(451) 및 제2 래퍼(452)는 금속 호일의 일 면에 종이가 배치된 적층 시트일 수 있고, 또는 금속 호일의 양 면에 종이가 배치된 적층 시트일 수도 있다.
제1 래퍼(451)의 종이는 내유성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(451)의 종이는 폴리비닐알코올(PVOH) 또는 실리콘을 포함할 수 있다. 제1 래퍼(451)의 종이는 폴리비닐알코올 또는 실리콘에 의해 표면이 코팅될 수 있다.
제3 래퍼(453)는 냉각 로드(430)를 둘러쌀 수 있다. 제3 래퍼(453)는 종이 권지를 포함할 수 있다. 제3 래퍼(453)의 종이 권지는 다공질 권지 또는 무다공질 권지일 수 있다. 제3 래퍼(453)에는 적어도 하나의 천공(256)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3 래퍼(453)는 적어도 하나의 구멍(431)이 형성된 냉각 로드(430)를 포장하고, 제3 래퍼(453)에 형성된 적어도 하나의 천공(256)은 냉각 로드(430)에 형성된 적어도 하나의 구멍(431)과 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
제4 래퍼(454)는 필터 로드(440)를 둘러쌀 수 있다. 제4 래퍼(454)는 일반적인 종이 권지에 비하여 두께와 평량이 큰 하드 권지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하드 권지의 두께는 약 70 um 내지 약 150 um일 수 있고, 평량은 약 50 g/m2 내지 약 100 g/m2일 수 있다. 또한 하드 권지는 내유성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하드 권지는 폴리비닐알코올 또는 실리콘 등의 내유성 물질에 의한 표면 처리를 포함할 수 있다.
제5 래퍼(455)는 제1 래퍼(451)에 의해 포장된 제1 에어로졸 생성 로드(410), 제2 래퍼(452)에 의해 포장된 제2 에어로졸 생성 로드(420), 제3 래퍼(453)에 의해 포장된 냉각 로드(430), 및 제4 래퍼(454)에 의해 포장된 필터 로드(440)를 일괄적으로 둘러쌀 수 있다. 제5 래퍼(455)는 에어로졸 생성 물품(400)에서 생성되는 에어로졸에 의하여 에어로졸 생성 물품(400)의 외부가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 사용자의 퍼프에 의하여, 에어로졸 생성 물품(400) 내에서 액체 물질들이 생성될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물품(400)에서 생성된 에어로졸이 외부 공기에 의하여 냉각됨으로써, 액체 물질들(예를 들어, 수분 등)이 생성될 수 있다. 제5 래퍼(455)가 에어로졸 생성 물품(400)의 외면을 포장함에 따라, 생성된 액체 물질들이 에어로졸 생성 물품(400)의 외부로 새어 나가는 것이 방지될 수 있다.
도 17는 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
에어로졸 생성 장치(1700)는 제어부(1710), 센싱부(1720), 출력부(1730), 배터리(1740), 히터(1750), 사용자 입력부(1760), 메모리(1770) 및 통신부(1780)를 포함할 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(1700)의 내부 구조는 도 17에 도시된 것에 제한되지 않는다. 즉, 에어로졸 생성 장치(1700)의 설계에 따라, 도 17에 도시된 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
센싱부(1720)는 에어로졸 생성 장치(1700)의 상태 또는 에어로졸 생성 장치(1700) 주변의 상태를 감지하고, 감지된 정보를 제어부(1710)에 전달할 수 있다. 제어부(1710)는 상기 감지된 정보에 기초하여, 히터(1750)의 동작 제어, 흡연의 제한, 에어로졸 생성 물품(예: 에어로졸 생성 물품, 카트리지 등)의 삽입 여부 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(1700)를 제어할 수 있다.
센싱부(1720)는 온도 센서(1722), 삽입 감지 센서(1724) 및 퍼프 센서(1726) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
온도 센서(1722)는 히터(1750)(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(1700)는 히터(1750)의 온도를 감지하는 별도의 온도 센서를 포함하거나, 히터(1750) 자체가 온도 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 온도 센서(1722)는 배터리(1740)의 온도를 모니터링하도록 배터리(1740)의 주위에 배치된 것일 수도 있다.
삽입 감지 센서(1724)는 에어로졸 생성 물품의 삽입 및/또는 제거를 감지할 수 있다. 예를 들어, 삽입 감지 센서(1724)는 필름 센서, 압력 센서, 광 센서, 저항성 센서, 용량성 센서, 유도성 센서 및 적외선 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 에어로졸 생성 물품이 삽입 및/또는 제거됨에 따른 신호 변화를 감지할 수 있다.
퍼프 센서(1726)는 기류 통로 또는 기류 채널의 다양한 물리적 변화에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 센서(1726)는 온도 변화, 유량(flow) 변화, 전압 변화 및 압력 변화 중 어느 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다.
센싱부(1720)는 전술한 센서(1722 내지 1726) 외에, 온/습도 센서, 기압 센서, 지자기 센서(magnetic sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자이로스코프 센서, 위치 센서(예컨대, GPS), 근접 센서, 및 RGB 센서(illuminance sensor) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 각 센서들의 기능은 그 명칭으로부터 통상의 기술자가 직관적으로 추론할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략될 수 있다.
출력부(1730)는 에어로졸 생성 장치(1700)의 상태에 대한 정보를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다. 출력부(1730)는 디스플레이부(1732), 햅틱부(1734) 및 음향 출력부(1736) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 디스플레이부(1732)와 터치 패드가 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(1732)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다.
디스플레이부(1732)는 에어로졸 생성 장치(1700)에 대한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1700)에 대한 정보는 에어로졸 생성 장치(1700)의 배터리(1740)의 충/방전 상태, 히터(1750)의 예열 상태, 에어로졸 생성 물품의 삽입/제거 상태 또는 에어로졸 생성 장치(1700)의 사용이 제한되는 상태(예: 이상 물품 감지) 등의 다양한 정보를 의미할 수 있고, 디스플레이부(1732)는 상기 정보를 외부로 출력할 수 있다. 디스플레이부(1732)는 예를 들면, 액정 디스플레이 패널(LCD), 유기 발광 디스플레이 패널(OLED) 등일 수 있다. 또한, 디스플레이부(1732)는 LED 발광 소자 형태일 수도 있다.
햅틱부(1734)는 전기적 신호를 기계적인 자극 또는 전기적인 자극으로 변환하여 에어로졸 생성 장치(1700)에 대한 정보를 사용자에게 촉각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 햅틱부(1734)는 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
음향 출력부(1736)는 에어로졸 생성 장치(1700)에 대한 정보를 사용자에게 청각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 음향 출력부(1736)는 전기 신호를 음향 신호로 변환하여 외부로 출력할 수 있다.
배터리(1740)는 에어로졸 생성 장치(1700)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 배터리(1740)는 히터(1750)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(1740)는 에어로졸 생성 장치(1700) 내에 구비된 다른 구성들(예: 센싱부(1720), 출력부(1730), 사용자 입력부(1760), 메모리(1770) 및 통신부(1780))의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(1740)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. 예를 들어, 배터리(1740)는 리튬폴리머(LiPoly) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
히터(1750)는 배터리(1740)로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있다. 도 17에 도시되지는 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1700)는 배터리(1740)의 전력을 변환하여 히터(1750)에 공급하는 전력 변환 회로(예: DC/DC 컨버터)를 더 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1700)가 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 경우, 에어로졸 생성 장치(1700)는 배터리(1740)의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 DC/AC 컨버터를 더 포함할 수 있다.
제어부(1710), 센싱부(1720), 출력부(1730), 사용자 입력부(1760), 메모리(1770) 및 통신부(1780)는 배터리(1740)로부터 전력을 공급받아 기능을 수행할 수 있다. 도 17에 도시되지는 않았으나, 배터리(1740)의 전력을 변환하여 각각의 구성요소들에 공급하는 전력 변환 회로, 예를 들면 LDO(low dropout) 회로 또는 전압 레귤레이터 회로를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 히터(1750)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(1750)는 금속 열선(wire), 전기 전도성 트랙(track)이 배치된 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
다른 실시예에서, 히터(1750)는 유도 가열 방식의 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(1750)는 코일에 의해 인가된 자기장을 통해 발열하여, 에어로졸 생성 물질을 가열하는 서셉터를 포함할 수 있다.
사용자 입력부(1760)는 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나, 사용자에게 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력부(1760)는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(접촉식 정전 용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지 방식, 표면 초음파 전도 방식, 적분식 장력 측정 방식, 피에조 효과 방식 등), 조그 휠, 조그 스위치 등이 있을 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 도 17에 도시되지는 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1700)는 USB(universal serial bus) 인터페이스 등과 같은 연결 인터페이스(connection interface)를 더 포함하고, USB 인터페이스 등과 같은 연결 인터페이스를 통해 다른 외부 장치와 연결하여 정보를 송수신하거나, 배터리(1740)를 충전할 수 있다.
메모리(1770)는 에어로졸 생성 장치(1700) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 제어부(1710)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(1770)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, random access memory) SRAM(static random access memory), 롬(ROM, read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 메모리(1770)는 에어로졸 생성 장치(1700)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로 파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등을 저장할 수 있다.
통신부(1780)는 다른 전자 장치와의 통신을 위한 적어도 하나의 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(1780)는 근거리 통신부(1782) 및 무선 통신부(1784)를 포함할 수 있다.
근거리 통신부(short-range wireless communication unit)(1782)는 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부, UWB(ultra wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
무선 통신부(1784)는 셀룰러 네트워크 통신부, 인터넷 통신부, 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN) 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 무선 통신부(1784)는 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI)를 이용하여 통신 네트워크 내에서 에어로졸 생성 장치(1700)를 확인 및 인증할 수도 있다.
제어부(1710)는 에어로졸 생성 장치(1700)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(1710)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
제어부(1710)는 배터리(1740)의 전력을 히터(1750)에 공급하는 것을 제어함으로써 히터(1750)의 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1710)는 배터리(1740)와 히터(1750) 사이의 스위칭 소자의 스위칭을 제어함으로써 전력 공급을 제어할 수 있다. 다른 예에서, 제어부(1710)의 제어 명령에 따라 가열직접회로가 히터(1750)에 대한 전력 공급을 제어할 수도 있다.
제어부(1710)는 센싱부(1720)에 의해 감지된 결과를 분석하고, 이후 수행될 처리들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1710)는 센싱부(1720)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 히터(1750)의 동작이 개시 또는 종료되도록 히터(1750)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 제어부(1710)는 센싱부(1720)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 히터(1750)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(1750)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다.
제어부(1710)는 센싱부(1720)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 출력부(1730)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 센서(1726)를 통해 카운트되는 퍼프 횟수가 기 설정된 횟수에 도달하면, 제어부(1710)는 디스플레이부(1732), 햅틱부(1734) 및 음향 출력부(1736) 중 적어도 하나를 통해 사용자에게 에어로졸 생성 장치(1700)가 곧 종료될 것을 예고할 수 있다.
일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈과 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
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.
100: 에어로졸 생성 장치 110: 제1 배터리
120: 제어부 130: 히터
131: 가열체 132: 유도 코일
140: 증기화기 1100: 수계 전해질
1101: 양극 전해질 1102: 음극 전해질
1111: 양극 전해질 탱크 1112: 음극 전해질 탱크
1121: 양극 1122: 음극
1130: 분리막
1141: 양극 펌프 1142: 음극 펌프
1: 홀더 11: 케이스
12: 제1 제어부 13: 제1 버튼
14: 제1 디스플레이 15: 제1 단자
2: 크래들 21: 제2 배터리
23: 내부 공간 24: 제2 버튼
25: 제2 디스플레이 26: 제2 단자
200, 300, 400: 에어로졸 생성 물품
210: 담배 로드 220: 필터 로드
230: 캡슐 240: 래퍼
310: 담배 로드 320: 필터 로드
321: 제1 세그먼트 322: 제2 세그먼트
330: 전단 플러그 340: 캡슐
350: 래퍼 360: 천공
410: 제1 에어로졸 생성 로드 420: 제2 에어로졸 생성 로드
430: 냉각 로드 431: 구멍
440: 필터 로드 450: 래퍼
451: 제1 래퍼 452: 제2 래퍼
453: 제3 래퍼 454: 제4 래퍼
455: 제5 래퍼 456: 천공

Claims (11)

  1. 에어로졸 생성 물품을 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터; 및
    상기 히터에 전력을 공급하는 제1 배터리;를 포함하고,
    상기 제1 배터리는 수계 전해질을 포함하는 에어로졸 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히터 및 상기 제1 배터리를 포함하는 홀더; 및
    상기 홀더를 수용하는 내부 공간을 포함하고 상기 제1 배터리에 전력을 공급함으로써 상기 제1 배터리를 충전하는 제2 배터리를 포함하는 크래들;을 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 배터리는 리튬 이온 전지인 에어로졸 생성 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수계 전해질은 Mg2+, Ca2+, Zn2+, 및 Al3+로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 다가 금속 이온을 포함하는 에어로졸 생성 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수계 전해질은 ZnSO4, Zn(CF3SO3)2, Zn(NO3)2, Zn(ClO4)2, ZnCl2, Zn(CH3COO)2, Zn(TFSI)2, Zn(BF4)2·xH2O, 및 Zn(N(CF3SO2)2)2 (Zn(TFSI)2)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 염을 포함하는 에어로졸 생성 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수계 전해질은 금속 염을 포함하고, 상기 수계 전해질의 상기 금속 염의 농도는 1 M 이상인 에어로졸 생성 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수계 전해질은 Zinc triflate, Na2SO4, PAM(polyacrylamide), Et2O(diethyl ehter) 및 DMSO(dimethyl sulfoxide)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 포함하는 에어로졸 생성 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배터리는 양극 활물질로 망간 및 바나듐 중에서 선택된 1종 이상의 전이 금속을 포함하는 양극 및 음극 활물질로 아연을 포함하는 음극을 포함하는 에어로졸 생성 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 수계 전해질은 양극 전해질 및 음극 전해질을 포함하고,
    상기 제1 배터리는 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극의 사이에 배치되는 분리막을 포함하고,
    상기 양극 전해질은 상기 양극 전해질을 수용하는 양극 전해질 탱크로부터 상기 양극을 경유하여 상기 양극 전해질 탱크로 순환하고,
    상기 음극 전해질은 상기 음극 전해질을 수용하는 음극 전해질 탱크로부터 상기 음극을 경유하여 상기 음극 전해질 탱크로 순환하는, 에어로졸 생성 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 양극 전해질은 브롬을 포함하고, 상기 음극 전해질은 아연을 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 배터리는 상기 양극 전해질을 상기 양극 전해질 탱크로부터 상기 양극을 경유하여 상기 양극 전해질 탱크로 순환시키는 양극 펌프, 및
    상기 음극 전해질을 상기 음극 전해질 탱크로부터 상기 음극을 경유하여 상기 음극 전해질 탱크로 순환시키는 음극 펌프를 더 포함하는 에어로졸 생성 장치.
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