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WO2024258132A1 - 에어로졸 생성 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

에어로졸 생성 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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WO2024258132A1
WO2024258132A1 PCT/KR2024/007893 KR2024007893W WO2024258132A1 WO 2024258132 A1 WO2024258132 A1 WO 2024258132A1 KR 2024007893 W KR2024007893 W KR 2024007893W WO 2024258132 A1 WO2024258132 A1 WO 2024258132A1
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WO
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terminal
heater
aerosol generating
generating device
control unit
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/KR2024/007893
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English (en)
French (fr)
Inventor
박주언
김태훈
신연지
임헌일
정형진
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KT&G Corp
Original Assignee
KT&G Corp
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Publication date
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Application filed by KT&G Corp filed Critical KT&G Corp
Priority to CN202480019020.5A priority Critical patent/CN120813272A/zh
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    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/30—Devices using two or more structurally separated inhalable precursors, e.g. using two liquid precursors in two cartridges

Definitions

  • the present disclosure relates to an aerosol generating device and a method for controlling the same.
  • Aerosol generating devices use a heater to heat the aerosol generating material. If the heater malfunctions, the user's smoking satisfaction may be reduced and the device may be damaged.
  • An aerosol generating device comprises: at least one heater for heating an aerosol generating material; a power source for supplying power to the at least one heater; a load switch including a first terminal electrically connected to the power source, a second terminal electrically connected to the at least one heater, and a third terminal for receiving an enable signal for turning on/off electrical connection of the first terminal and the second terminal; a control unit for controlling power supplied to the heater; and a protection circuit for monitoring an electric signal of the load switch and outputting an enable signal to the third terminal.
  • a method for controlling an aerosol generating device includes a first step of monitoring an electric signal of a load switch that transmits electric power supplied from a power source to a heater; and a second step of preventing abnormal operation of the load switch.
  • An aerosol generating device can prevent malfunction of a heater.
  • FIGS. 1 to 3 illustrate aerosol generating devices according to embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a front perspective view of an aerosol generating device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a perspective view of the body, cartridge, and cap of an aerosol generating device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an aerosol generating device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a block diagram of an aerosol generating device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating the operation of a protection circuit according to one embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method for controlling an aerosol generating device according to one embodiment.
  • the aerosol generating device may be a device that electrically heats a cigarette accommodated in an internal space to generate an aerosol.
  • the cigarette may include a tobacco rod and a filter rod.
  • the tobacco rod may be made of a sheet, may be made of a strand, or may be made of chopped tobacco sheets. Additionally, the tobacco rod may be surrounded by a heat-conducting material.
  • the heat-conducting material may be, but is not limited to, a metal foil such as aluminum foil.
  • the aerosol generating device may be a device that generates an aerosol using a cartridge containing an aerosol generating material.
  • An aerosol generating device may include a cartridge containing an aerosol generating substance and a body supporting the cartridge.
  • the cartridge may be detachably coupled to the body, but is not limited thereto.
  • the cartridge may be formed integrally with or assembled to the body, and may be fixed so as not to be detached by a user.
  • the cartridge may be mounted to the body while containing an aerosol generating substance therein.
  • the invention is not limited thereto, and the aerosol generating substance may be injected into the cartridge while the cartridge is coupled to the body.
  • the cartridge can contain an aerosol generating material in any one of a variety of states, such as a liquid state, a solid state, a gaseous state, a gel state, etc.
  • the aerosol generating material can comprise a liquid composition.
  • the liquid composition can be a liquid comprising a tobacco-containing material including a volatile tobacco flavor component, or it can be a liquid comprising a non-tobacco material.
  • the cartridge can perform the function of generating an aerosol by converting the phase of an aerosol generating substance inside the cartridge into a gas phase by operating with an electric signal or wireless signal transmitted from the main body.
  • the aerosol can mean a gas in a mixed state of vaporized particles and air generated from the aerosol generating substance.
  • the aerosol generating device can generate an aerosol by heating a liquid composition, and the generated aerosol can be delivered to a user through a cigarette. That is, the aerosol generated from the liquid composition can travel along an airflow path of the aerosol generating device, and the airflow path can be configured such that the aerosol can pass through the cigarette and be delivered to a user.
  • the aerosol generating device may be a device that generates an aerosol from an aerosol generating material using an ultrasonic vibration method.
  • the ultrasonic vibration method may mean a method of generating an aerosol by atomizing an aerosol generating material using ultrasonic vibration generated by a vibrator.
  • the aerosol generating device may include a vibrator, and may generate short-cycle vibrations through the vibrator to atomize the aerosol generating material.
  • the vibration generated from the vibrator may be an ultrasonic vibration, and the frequency band of the ultrasonic vibration may be, but is not limited to, a frequency band of about 100 kHz to about 3.5 MHz.
  • the aerosol generating device may further include a wick that absorbs the aerosol generating material.
  • the wick may be positioned to surround at least a portion of the vibrator or may be positioned to contact at least a portion of the vibrator.
  • the viscosity of an aerosol generating substance absorbed into a wick may be lowered by heat generated from a vibrator, and an aerosol may be generated by the aerosol generating substance having a lowered viscosity being broken down into fine particles by ultrasonic vibration generated from the vibrator, but is not limited thereto.
  • the aerosol generating device may be a device that generates an aerosol by heating an aerosol generating article accommodated in the aerosol generating device by induction heating.
  • the aerosol generating device may include a susceptor and a coil.
  • the coil may apply a magnetic field to the susceptor.
  • a magnetic field may be formed inside the coil.
  • the susceptor may be a magnetic material that generates heat by an external magnetic field. As the susceptor is positioned inside the coil and the magnetic field is applied, the susceptor generates heat, thereby heating the aerosol generating article. Additionally, optionally, the susceptor may be positioned within the aerosol generating article.
  • the aerosol generating device may further include a cradle.
  • the aerosol generating device may be configured as a system with a separate cradle.
  • the cradle may charge the battery of the aerosol generating device.
  • the heater may be heated while the cradle and aerosol generating device are combined.
  • FIGS. 1 to 3 illustrate aerosol generating devices according to embodiments of the present disclosure.
  • an aerosol generating device may include at least one of a power source (11), a control unit (12), a sensor (13), and a heater (18). At least one of the power source (11), the control unit (12), the sensor (13), and the heater (18) may be disposed inside a body (10) of the aerosol generating device.
  • the body (10) may provide a space opened upwardly so that a stick (S), which is an aerosol generating article, may be inserted.
  • the space opened upwardly may be referred to as an insertion space.
  • the insertion space may be formed by being sunken toward the inside of the body (10) to a predetermined depth so that at least a portion of the stick (S) may be inserted.
  • the depth of the insertion space may correspond to the length of a region of the stick (S) containing an aerosol generating material and/or a medium.
  • a lower end of the stick (S) may be inserted into the inside of the body (10), and an upper end of the stick (S) may protrude outside the body (10). The user can inhale air by placing the top of the stick (S) exposed to the outside in their mouth.
  • the heater (18) can heat the stick (S).
  • the heater (18) can be extended upwardly in a space where the stick (S) is inserted.
  • the heater (18) can include a tubular heating element, a plate-shaped heating element, a needle-shaped heating element, or a rod-shaped heating element.
  • the heater (18) can be inserted into the lower part of the stick (S).
  • the heater (18) can include an electrical resistance heater and/or an induction heating heater.
  • the heater (18) includes an electrically conductive track, and the heater (18) can be heated as current flows through the electrically conductive track.
  • the heater (18) can be electrically connected to a power source (11).
  • the heater (18) can be directly heated by receiving current from the power source (11).
  • the heater (18) may be a multi-heater.
  • the heater (18) may include a first heater (18A) and a second heater (18B).
  • the first and second heaters (18A, 18B) may be arranged side by side along the longitudinal direction.
  • the first and second heaters (18A, 18B) may be heated sequentially or simultaneously.
  • the aerosol generating device (1) may include at least one of a power source (11), a control unit (12), a sensor (13), a heater (18), and a cartridge (19). At least one of the power source (11), the control unit (12), the sensor (13), and the heater (18) may be disposed inside a body (10) of the aerosol generating device.
  • the body (10) may provide a space opened upwardly so that a stick (S), which is an aerosol generating article, may be inserted.
  • the space opened upwardly may be referred to as an insertion space.
  • the insertion space may be formed by being sunken toward the inside of the body (10) to a predetermined depth so that at least a portion of the stick (S) may be inserted.
  • the depth of the insertion space may correspond to the length of a region in the stick (S) containing an aerosol generating material and/or a medium.
  • the lower end of the stick (S) is inserted into the inside of the body (10), and the upper end of the stick (S) can protrude outside of the body (10). The user can put the upper end of the stick (S) exposed to the outside in his mouth and inhale air.
  • the heater (18) can heat the stick (S).
  • the heater (18) can be extended upwardly around the space where the stick (S) is inserted.
  • the heater (18) can be in the form of a tube having a hollow portion therein.
  • the heater (18) can be arranged around the periphery of the insertion space.
  • the heater (18) can be arranged to surround at least a portion of the insertion space.
  • the heater (18) can heat the insertion space or the stick (S) inserted into the insertion space.
  • the heater (18) can include an electrical resistance heater and/or an induction heating heater.
  • the aerosol generator (1) may include an induction coil surrounding a heater (18).
  • the induction coil may heat the heater (18).
  • the heater (18) may be a susceptor, and the heater (18) may be heated by a magnetic field generated by an AC current flowing through the induction coil.
  • the magnetic field may pass through the heater (18) and generate an eddy current within the heater (18).
  • the current may generate heat in the heater (18).
  • a susceptor may be included inside the stick (S), and the susceptor inside the stick (S) may be heated by a magnetic field generated by an AC current flowing through the induction coil.
  • the cartridge (19) may contain an aerosol generating material having any one of a liquid state, a solid state, a gaseous state, or a gel state therein.
  • the aerosol generating material may include a liquid composition.
  • the liquid composition may be a liquid including a tobacco-containing material including a volatile tobacco flavoring component, or may be a liquid including a non-tobacco material.
  • the cartridge (19) may be formed integrally with the body (10) or may be detachably coupled to the body (10).
  • the cartridge (19) is formed integrally with the body (10) and can communicate with the insertion space through an airflow channel (CN).
  • a space is formed on one side of the body (10), and at least a portion of the cartridge (19) is inserted into the space formed on one side of the body (10) so that the cartridge (19) can be mounted on the body (10).
  • the airflow channel (CN) can be defined by a portion of the cartridge and/or a portion of the body (10), and the cartridge (19) can communicate with the insertion space through the airflow channel (CN).
  • the body (10) can be formed in a structure in which outside air can flow into the interior of the body (10) while the cartridge (19) is inserted. At this time, the outside air that flows into the body (10) can pass through the cartridge (19) and flow into the user's oral cavity.
  • the cartridge (19) may include a storage portion (C0) containing an aerosol generating material and/or a cartridge heater (24) for heating the aerosol generating material in the storage portion (C0).
  • a liquid delivery means impregnating (containing) the aerosol generating material may be disposed inside the storage portion (C0).
  • the liquid delivery means may include a wick such as cotton fiber, ceramic fiber, glass fiber, porous ceramic, etc.
  • the electrically conductive track of the heater (24) may be formed as a coil-shaped structure that winds the liquid delivery means or a structure that contacts one side of the liquid delivery means.
  • the heater (24) may be referred to as a cartridge heater (24).
  • the cartridge (19) can generate an aerosol.
  • the aerosol can be generated.
  • the aerosol can be generated by heating the stick (S) by the heater (18). While the aerosol generated by the cartridge heater (24) and the heater (18) passes through the stick (S), tobacco material can be added to the aerosol, and the aerosol added with the tobacco material can be inhaled into the user's mouth through one end of the stick (S).
  • the aerosol generator (1) may be equipped with only a cartridge heater (24) and the body (10) may not be equipped with a heater (18). At this time, the aerosol generated by the cartridge heater (24) may pass through the stick (S) and be inhaled into the user's mouth with tobacco material added thereto.
  • the aerosol generator (1) may include a cap (not shown).
  • the cap may be detachably coupled to the body (10) so as to cover at least a portion of a cartridge (19) coupled to the body (10).
  • a stick (S) may be inserted into the body (10) through the cap.
  • an aerosol generating device (A100) may include a body (A3).
  • the aerosol generating device (A100) may include a cap (A30).
  • the aerosol generating device (A100) may include a cartridge (A40).
  • the cartridge (A40) may be detachably coupled to one side of the body (A3).
  • the cap (A30) may be detachably coupled to the body (A3) to cover the cartridge (A40).
  • the stick (S) may be inserted into the body (A3) by penetrating the cap (A30).
  • the body (A3) may include a lower body (A1) and an upper body (A2).
  • Components of an aerosol generating device (A100), such as a battery and a control unit, may be installed inside the lower body (A1).
  • the upper body (A2) may be coupled to the upper side of the lower body (A1).
  • the upper body (A2) may include a column (A10) and a mounting portion (A20).
  • the column (A10) may be extended in a vertical direction.
  • the column (A10) may have an outer wall (A11), an inner wall (A12), and an upper wall (A13).
  • the mounting portion (A20) may protrude from the lower portion of the inner wall (A12) of the column (A10).
  • the mounting portion (A20) may face the upper side.
  • the cartridge area (A24) may be formed between the inner wall (A12) of the column (A10) and the mounting portion (A20).
  • the cartridge area (A24) may be located on one side of the inner wall (A12) of the column (A10) and may be located on the upper side of the mounting portion (A20).
  • the column (A10) may have an insertion space (A142).
  • the insertion space (A142) may extend vertically within the interior of the column (A10) and may be opened upward so that the upper wall (A13) is open.
  • the body inlet (A141) may be formed on one side of the column (A10).
  • the body inlet (A141) may be formed by opening the inner wall (A12).
  • the body inlet (A141) may be opened to the outside of the column (A10).
  • the body inlet (A141) may be communicated with the insertion space (A142).
  • the body inlet (A141) may be arranged to face the cartridge area (A24).
  • the body inlet (A141) may be communicated with the cartridge area (A24).
  • the cap (A30) covers the upper body (A2) and can be detachably coupled to the body (A3).
  • the cap (A30) can cover the upper body (A2) and the cartridge (A40) coupled to the upper body (A2).
  • the cap (A30) can have a space formed therein into which the upper body (A2) and the cartridge (A40) are inserted.
  • the space inside the cap (A30) can be opened downward.
  • the side wall (A31) of the cap (A30) can surround a side of the space inside the cap (A30).
  • the upper wall (A33) of the cap (A30) can cover an upper portion of the space inside the cap (A30).
  • the insertion port (A34) can be formed by opening the upper wall (A33).
  • the insertion port (A34) can be communicated with the insertion space (A142) from the upper side of the insertion space (A142).
  • the cover (A35) can be movably installed on the upper wall (A33).
  • the cover (A35) can slide on the upper wall (A33).
  • the cover (A35) can open and close the insertion port (A34).
  • the first chamber (C1) may be formed inside the first container (A41). Liquid may be stored in the first chamber (AC1).
  • the second chamber (AC2) may be formed inside the second container (A42).
  • the cartridge inlet (A441) may be formed by opening the cartridge (A40).
  • the cartridge outlet (A442) may be formed by opening the cartridge (A40).
  • the cartridge path (A443) may connect the cartridge inlet (A441) and the second chamber (AC2).
  • the cartridge outlet (A442) may be communicated with the second chamber (AC2).
  • the cartridge discharge port (A442) may be formed by opening one side of the second container (A42).
  • the discharge port (A422) may surround the cartridge discharge port (A442).
  • the discharge port (A422) may protrude from one side of the second container (A42).
  • the wick (A45) may be installed in the second chamber (AC2).
  • the wick (A45) may be connected to the first chamber (AC1).
  • the wick (A45) may be supplied with liquid from the first chamber (AC1).
  • the heater (A46) may be heated to heat the wick (A45).
  • the heater (A46) may be placed in the second chamber (AC2).
  • the heater (A46) may wind the wick (A45). When the heater (A46) heats the wick (A45), an aerosol may be generated around the wick (A45) in the second chamber (AC2).
  • the heater terminal (A47) may be exposed to the lower portion of the cartridge (A40).
  • the heater terminal (A47) may be formed at the bottom of the second container (A42).
  • the heater terminal (A47) may be electrically connected to the heater (A46).
  • the heater terminal (A47) When the cartridge (A40) is coupled to the upper body (A2), the heater terminal (A47) may be brought into contact with the first pin (A50) and electrically connected thereto.
  • the first pin (A50) may protrude outside the mounting portion (A20).
  • the first pin (A50) may receive power from a battery installed inside the lower body (A1) through a connector (A97) and provide it to the heater terminal (A47) and the heater (A46).
  • the heater (A46) may receive power and generate heat.
  • Air outside the cartridge (A40) can be introduced into the interior of the cartridge (A40) through the cartridge inlet (A441).
  • the air can sequentially flow through the cartridge inlet (A441), the cartridge passage (A443), the second chamber (AC2), and the cartridge outlet (A442).
  • the air inside the cartridge (A40) can be discharged to the exterior of the cartridge (A40) through the cartridge outlet (A442).
  • the air introduced into the interior of the cartridge (A40) can be discharged to the exterior of the cartridge (A40) through the cartridge outlet (A442) along with the aerosol generated in the second chamber (AC2).
  • the first pin (A50) is arranged on the inside of the body (A3), but may protrude outwardly from the body (A3).
  • the body (A3) may include a fixing portion (A20).
  • the lower part of the outer recessed groove (A25) may be covered with a bottom part (A251), and the side part may be covered with a peripheral part (A252).
  • the upper part of the outer recessed groove (A25) may be open.
  • One side of the outer recessed groove (A25) may be open without being covered with the peripheral part (A252).
  • the front of the outer recessed groove (A25) may be open.
  • the upper part of the first pin (A50) may be convexly protruded or exposed upward from the bottom part (A251) of the outer recessed groove (A25) toward the outer recessed groove (A25).
  • the bottom of the cartridge (A40) may have a shape corresponding to the mounting portion (A20) and the outer recessed groove (A25).
  • the bottom of the cartridge (A40) is mounted on the mounting portion (A20), and the first pin (A50) and the heater terminal (A47) may be electrically connected to each other.
  • the guide portion (A253) may be provided in multiple forms.
  • the guide portion (A253) may be extended from the front to the rear.
  • the guide portion (A253) may be formed to be inclined so as to gradually increase in height from the front to the rear.
  • Each of the plurality of guide portions (A253) may be arranged in front of each of the plurality of first fins (A50).
  • the height of the rear end of the guide portion (A253) adjacent to the first fin (A50) may be the same as or similar to the height of the first fin (A50).
  • the guide portion (A253) can guide the placement of the cartridge (A40) so that the first pin (A50) and the heater terminal (A47) come into contact.
  • FIG. 7 is a drawing illustrating a stick according to one embodiment.
  • the stick (S) includes a tobacco rod (S21) and a filter rod (S22).
  • the filter load (S22) is illustrated as a single segment, but is not limited thereto.
  • the filter load (S22) may be composed of a plurality of segments.
  • the filter load (S22) may include a segment for cooling the aerosol and a segment for filtering a predetermined component contained in the aerosol.
  • the filter load (S22) may further include at least one segment for performing another function.
  • the diameter of the stick (SS) is within a range of 5 mm to 9 mm, and the length may be about 48 mm, but is not limited thereto.
  • the length of the tobacco rod (S21) may be about 12 mm
  • the length of the first segment of the filter rod (S22) may be about 10 mm
  • the length of the second segment of the filter rod (S22) may be about 14 mm
  • the length of the third segment of the filter rod (S22) may be about 12 mm, but is not limited thereto.
  • the stick (S) can be wrapped by at least one wrapper (S24).
  • the wrapper (S24) can have at least one hole formed through which outside air is introduced or internal gas is discharged.
  • the stick (S) can be wrapped by one wrapper (S24).
  • the stick (S) can be wrapped by two or more wrappers (S24) in an overlapping manner.
  • the tobacco rod (S21) can be wrapped by a first wrapper (S241)
  • the filter rod (S22) can be wrapped by wrappers (S242, S243, S244).
  • the entire stick (S) can be repackaged by a single wrapper (S245). If the filter rod (S22) is composed of a plurality of segments, each segment can be wrapped by wrappers (S242, S243, S244).
  • the first wrapper (S241) and the second wrapper (S242) can be made of general filter paper.
  • the first wrapper (S241) and the second wrapper (S242) can be porous paper or non-porous paper.
  • the first wrapper (S241) and the second wrapper (S242) can be made of oil-resistant paper and/or aluminum composite packaging material.
  • the third wrapper (S243) can be made of hard paper.
  • the basis weight of the third wrapper (S243) can be within a range of 88 g/m2 to 96 g/m2, and preferably within a range of 90 g/m2 to 94 g/m2.
  • the thickness of the third wrapper (S243) can be within a range of 120 um to 130 um, and preferably 125 um.
  • the fourth wrapper (S244) can be made of a hard paper having a high oil resistance.
  • the basis weight of the fourth wrapper (S244) can be included in the range of 88 g/m2 to 96 g/m2, and preferably can be included in the range of 90 g/m2 to 94 g/m2.
  • the thickness of the fourth wrapper (S244) can be included in the range of 120 um to 130 um, and preferably can be 125 um.
  • the fifth wrapper (S245) can be made of sterilized paper (MFW).
  • the sterilized paper (MFW) means paper specially manufactured to have improved tensile strength, water resistance, smoothness, etc. compared to general paper.
  • the basis weight of the fifth wrapper (S245) can be included in the range of 57 g/m2 to 63 g/m2, and preferably can be 60 g/m2.
  • the thickness of the fifth wrapper (S245) can be included in the range of 64 um to 70 um, and preferably can be 67 um.
  • the fifth wrapper (S245) may have a predetermined material added thereto.
  • the predetermined material may be silicon, but is not limited thereto.
  • silicon has properties such as heat resistance that is less affected by temperature, oxidation resistance that does not oxidize, resistance to various chemicals, water repellency, or electrical insulation.
  • any material having the above-described properties may be applied (or coated) to the fifth wrapper (S245) without limitation.
  • the fifth wrapper (S245) can prevent the stick (S) from burning.
  • the tobacco rod (S210) is heated by the heater (18)
  • the stick (S) will burn.
  • the temperature rises above the ignition point of any one of the materials included in the tobacco rod (S310) the stick (S) may burn.
  • the fifth wrapper (S245) includes a non-combustible material, the stick (S) can be prevented from burning.
  • the fifth wrapper (S245) can prevent the holder (not shown) from being contaminated by substances generated from the stick (S).
  • Liquid substances can be generated inside the stick (S) by the user's puff.
  • liquid substances e.g., moisture, etc.
  • liquid substances generated inside the stick (S) can be prevented from leaking out of the stick (S).
  • the tobacco rod (S21) contains an aerosol generating material.
  • the aerosol generating material may include, but is not limited to, at least one of glycerin, propylene glycol, ethylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and oleyl alcohol.
  • the tobacco rod (S21) may contain other additives such as a flavoring agent, a humectant, and/or an organic acid.
  • a flavoring agent such as menthol or a humectant may be added to the tobacco rod (S21) by spraying it onto the tobacco rod (S21).
  • the tobacco rod (S21) can be manufactured in various ways.
  • the tobacco rod (S21) can be manufactured as a sheet or as a strand.
  • the tobacco rod (S21) can be manufactured as a cut tobacco sheet.
  • the tobacco rod (S21) can be surrounded by a heat-conducting material.
  • the heat-conducting material can be a metal foil such as aluminum foil, but is not limited thereto.
  • the heat-conducting material surrounding the tobacco rod (S21) can evenly distribute heat transferred to the tobacco rod (S21) to improve heat conductivity applied to the tobacco rod, thereby improving the taste of the tobacco.
  • the heat-conducting material surrounding the tobacco rod (S21) can function as a susceptor heated by an induction heater.
  • the tobacco rod (S21) can further include an additional susceptor in addition to the heat-conducting material surrounding the outside.
  • the filter rod (S22) may be a cellulose acetate filter. Meanwhile, there is no limitation on the shape of the filter rod (S22).
  • the filter rod (S22) may be a cylindrical rod or a tube-shaped rod having a hollow portion therein.
  • the filter rod (S22) may be a recessed rod. If the filter rod (S22) is composed of a plurality of segments, at least one of the plurality of segments may be manufactured in a different shape.
  • the first segment of the filter rod (S22) may be a cellulose acetate filter.
  • the first segment may be a tube-shaped structure having a hollow space therein.
  • the diameter of the hollow space included in the first segment may be adopted as an appropriate diameter within a range of 2 mm to 4.5 mm, but is not limited thereto.
  • the length of the first segment may be adopted as an appropriate length within the range of 4 mm to 30 mm, but is not limited thereto.
  • the length of the first segment may be 10 mm, but is not limited thereto.
  • the hardness of the first segment can be adjusted by controlling the content of the plasticizer during the manufacture of the first segment.
  • the first segment can be manufactured by inserting a structure such as a film or tube of the same or different material into the interior (e.g., hollow).
  • the second segment of the filter rod (S22) cools the aerosol generated by the heater (18) heating the tobacco rod (S21). Accordingly, the user can inhale the aerosol cooled to an appropriate temperature.
  • the length or diameter of the second segment can be determined variously depending on the shape of the stick (S).
  • the length of the second segment can be appropriately adopted within a range of 7 mm to 20 mm.
  • the length of the second segment can be about 14 mm, but is not limited thereto.
  • the second segment can be made by weaving polymer fibers.
  • a flavoring agent can be applied to the fibers made of the polymer.
  • a separate fiber to which a flavoring agent has been applied and a fiber made of the polymer can be woven together to make the second segment.
  • the second segment can be formed by a crimped polymer sheet.
  • the polymer can be made of a material selected from the group consisting of polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polyethylene terephthalate (PET), polylactic acid (PLA), cellulose acetate (CA), and aluminum foil.
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • PVC polyvinyl chloride
  • PET polyethylene terephthalate
  • PLA polylactic acid
  • CA cellulose acetate
  • aluminum foil aluminum foil
  • the second segment may include a single or multiple longitudinally extending channels.
  • a channel means a passage through which a gas (e.g., air or an aerosol) passes.
  • the second segment comprised of the compressed polymer sheet can be formed from a material having a thickness of between about 5 ⁇ m and about 300 ⁇ m, for example between about 10 ⁇ m and about 250 ⁇ m.
  • the total surface area of the second segment can be between about 300 mm2/mm and about 1000 mm2/mm.
  • the aerosol-cooling element can be formed from a material having a specific surface area of between about 10 mm2/mg and about 100 mm2/mg.
  • the second segment may include a thread containing a volatile flavor component.
  • the volatile flavor component may be menthol, but is not limited thereto.
  • the thread may be filled with a sufficient amount of menthol to provide 1.5 mg or more of menthol to the second segment.
  • the third segment of the filter load (S22) may be a cellulose acetate filter.
  • the length of the third segment may be appropriately adopted within a range of 4 mm to 20 mm.
  • the length of the third segment may be about 12 mm, but is not limited thereto.
  • the third segment may be manufactured so that flavor is generated by spraying a flavoring agent into the third segment.
  • a separate fiber coated with a flavoring agent may be inserted into the inside of the third segment.
  • the aerosol generated from the tobacco rod (S21) is cooled as it passes through the second segment of the filter rod (S22), and the cooled aerosol is delivered to the user through the third segment. Therefore, when a flavoring element is added to the third segment, the effect of increasing the persistence of flavor delivered to the user can be generated.
  • the filter load (S22) may include at least one capsule (S23).
  • the capsule (S23) may perform a function of generating a flavor or a function of generating an aerosol.
  • the capsule (S23) may be a structure in which a liquid including a flavor is wrapped with a film.
  • the capsule (S23) may have a spherical or cylindrical shape, but is not limited thereto.
  • FIG. 8 is a block diagram of an aerosol generating device according to one embodiment of the present disclosure.
  • the aerosol generator (1) may include a power supply (11), a control unit (12), a sensor (13), an output unit (14), an input unit (15), a communication unit (16), a memory (17), at least one heater (18, 24), a protection circuit (30), and a load switch (31).
  • a power supply 11
  • a control unit (12)
  • a sensor 13
  • an output unit 14
  • an input unit 15
  • a communication unit 16
  • at least one heater (18, 24) a protection circuit (30)
  • a load switch (31) the internal structure of the aerosol generator (1) is not limited to that shown in Fig. 8. That is, a person having ordinary skill in the art related to the present embodiment will understand that some of the components shown in Fig. 8 may be omitted or new components may be added depending on the design of the aerosol generator (1).
  • the sensor (13) can detect the status of the aerosol generator (1) or the status around the aerosol generator (1) and transmit the detected information to the control unit (12). Based on the detected information, the control unit (12) can control the aerosol generator (1) so that various functions such as controlling the operation of the cartridge heater (24) and/or the heater (18), restricting smoking, determining whether a stick (S) and/or cartridge (19) is inserted, and displaying a notification are performed.
  • the sensor (13) may include at least one of a temperature sensor (131), a puff sensor (132), an insertion detection sensor (133), a reuse detection sensor (134), a cartridge detection sensor (135), a cap detection sensor (136), and a movement detection sensor (137).
  • the temperature sensor (131) can detect the temperature at which the cartridge heater (24) and/or the heater (18) is heated.
  • the aerosol generator (1) may include a separate temperature sensor that detects the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18), or the cartridge heater (24) and/or the heater (18) itself may serve as the temperature sensor.
  • the temperature sensor (131) can output a signal corresponding to the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the temperature sensor (131) can include a resistance element whose resistance value changes in response to a change in the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18). It can be implemented by a thermistor, which is an element that utilizes the property of changing resistance depending on temperature.
  • the temperature sensor (131) can output a signal corresponding to the resistance value of the resistance element as a signal corresponding to the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the temperature sensor (131) can be configured as a sensor that detects the resistance value of the cartridge heater (24) and/or the heater (18). At this time, the temperature sensor (131) can output a signal corresponding to the resistance value of the cartridge heater (24) and/or the heater (18) as a signal corresponding to the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the temperature sensor (131) may be placed around the power source (11) to monitor the temperature of the power source (11).
  • the temperature sensor (131) may be placed adjacent to the power source (11).
  • the temperature sensor (131) may be attached to one side of a battery, which is the power source (11).
  • the temperature sensor (131) may be mounted on one side of a printed circuit board.
  • a temperature sensor (131) is placed inside the body (10) and can detect the internal temperature of the body (10).
  • the puff sensor (132) can detect the user's puff based on various physical changes in the airflow path.
  • the puff sensor (926) can detect the user's puff based on any one of temperature change, flow change, voltage change, and pressure change.
  • the puff sensor (132) can output a signal corresponding to the puff.
  • the puff sensor (132) can be a pressure sensor.
  • the puff sensor (132) can output a signal corresponding to the internal pressure of the aerosol generating device.
  • the internal pressure of the aerosol generating device (1) can correspond to the pressure of the airflow path through which the gas flows.
  • the puff sensor (132) can be arranged corresponding to the airflow path through which the gas flows in the aerosol generating device (1).
  • the insertion detection sensor (133) can detect insertion and/or removal of the stick (S).
  • the insertion detection sensor (133) can detect a signal change according to the insertion and/or removal of the stick (S).
  • the insertion detection sensor (133) can be installed around the insertion space.
  • the insertion detection sensor (133) can detect the insertion and/or removal of the stick (S) according to a change in the dielectric constant inside the insertion space.
  • the insertion detection sensor (133) can be an inductive sensor and/or a capacitance sensor.
  • the inductive sensor may include at least one coil.
  • the coil of the inductive sensor may be arranged adjacent to the insertion space.
  • the characteristics of the current flowing in the coil may change according to Faraday's law of electromagnetic induction.
  • the characteristics of the current flowing in the coil may include the frequency of the alternating current, the current value, the voltage value, the inductance value, the impedance value, etc.
  • An inductive sensor can output a signal corresponding to the characteristics of the current flowing in the coil.
  • an inductive sensor can output a signal corresponding to the inductance value of the coil.
  • the capacitance sensor may include a conductor.
  • the conductor of the capacitance sensor may be arranged adjacent to the insertion space.
  • the capacitance sensor may output a signal corresponding to an electromagnetic characteristic of the surroundings, for example, an electrostatic capacitance of the surroundings of the conductor.
  • an electromagnetic characteristic of the surroundings of the conductor For example, when a stick (S) including a wrapper made of a metal material is inserted into the insertion space, the electromagnetic characteristic of the surroundings of the conductor may be changed by the wrapper of the stick (S).
  • the reuse detection sensor (134) can detect whether the stick (S) is reused.
  • the reuse detection sensor (134) can be a color sensor.
  • the color sensor can detect the color of the stick (S).
  • the color sensor can detect the color of a part of a wrapper that wraps the outside of the stick (S).
  • the color sensor can detect a value for an optical characteristic corresponding to the color of an object based on light reflected from the object.
  • the optical characteristic can be a wavelength of light.
  • the color sensor can be implemented as a single configuration with the proximity sensor, or can be implemented as a separate configuration distinct from the proximity sensor.
  • At least some of the wrappers constituting the stick (S) may change color due to the aerosol.
  • the reuse detection sensor (134) may be arranged in response to a position where at least some of the wrappers whose color changes due to the aerosol are arranged when the stick (S) is inserted into the insertion space.
  • the color of at least some of the wrappers may be a first color.
  • the color of at least some of the wrappers may change to a second color. Meanwhile, the color of at least some of the wrappers may be maintained as the second color after changing from the first color to the second color.
  • the cartridge detection sensor (135) can detect the mounting and/or removal of the cartridge (19).
  • the cartridge detection sensor (135) can be implemented by an inductance-based sensor, a capacitive sensor, a resistance sensor, a Hall sensor (hall IC) using the Hall effect, etc.
  • the cap detection sensor (136) can detect the attachment and/or removal of the cap. When the cap is separated from the body (10), a portion of the cartridge (19) and the body (10) covered by the cap may be exposed to the outside.
  • the cap detection sensor (136) can be implemented by a contact sensor, a hall sensor (hall IC), an optical sensor, or the like.
  • the motion detection sensor (137) can detect the movement of the aerosol generating device.
  • the motion detection sensor (137) can be implemented with at least one of an acceleration sensor and a gyro sensor.
  • the sensor (13) may further include at least one of a humidity sensor, a pressure sensor, a magnetic sensor, a position sensor (GPS), and a proximity sensor. Since the function of each sensor can be intuitively inferred from its name by a person skilled in the art, a detailed description thereof may be omitted.
  • the output unit (14) can output information on the status of the aerosol generator (1) and provide it to the user.
  • the output unit (14) can include at least one of a display (141), a haptic unit (142), and an audio output unit (143), but is not limited thereto.
  • the display (141) and the touch pad form a layered structure to form a touch screen
  • the display (141) can be used as an input device in addition to an output device.
  • the display (141) can visually provide information about the aerosol generator (1) to the user.
  • the information about the aerosol generator (1) can mean various information such as the charging/discharging status of the power supply (11) of the aerosol generator (1), the preheating status of the heater (18), the insertion/removal status of the stick (S) and/or cartridge (19), the mounting/removal status of the cap, or the status in which the use of the aerosol generator (1) is restricted (e.g., detection of an abnormal item), and the display (141) can output the information to the outside.
  • the display (141) can be in the form of an LED light-emitting element.
  • the display (141) can be a liquid crystal display panel (LCD), an organic light-emitting display panel (OLED), etc.
  • the haptic unit (142) can convert an electrical signal into a mechanical stimulus or an electrical stimulus to provide tactile information about the aerosol generating device (1) to the user.
  • the haptic unit (142) can generate a vibration corresponding to the completion of the initial preheating when the initial power is supplied to the cartridge heater (24) and/or the heater (18) for a set period of time.
  • the haptic unit (142) can include a vibration motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the acoustic output unit (143) can provide information about the aerosol generator (1) to the user audibly.
  • the acoustic output unit (143) can convert an electric signal into an acoustic signal and output it to the outside.
  • the power source (11) can supply power used to operate the aerosol generator (1).
  • the power source (11) can supply power so that the cartridge heater (24) and/or the heater (18) can be heated.
  • the power source (11) can supply power required for the operation of other components provided in the aerosol generator (1), such as a sensor (13), an output unit (14), an input unit (15), a communication unit (16), and a memory (17).
  • the power source (11) can be a rechargeable battery or a disposable battery.
  • the power source (11) can be a lithium polymer (LiPoly) battery, but is not limited thereto.
  • the aerosol generator (1) may further include a power protection circuit.
  • the power protection circuit may be electrically connected to a power source (11) and may include a switching element.
  • the power protection circuit can block the power path to the power source (11) according to a predetermined condition. For example, the power protection circuit can block the power path to the power source (11) when the voltage level of the power source (11) is equal to or higher than a first voltage corresponding to overcharge. For example, the power protection circuit can block the power path to the power source (11) when the voltage level of the power source (11) is lower than a second voltage corresponding to overdischarge.
  • the heater (18) can receive power from the power source (11) to heat the medium or aerosol generating material within the stick (S).
  • the aerosol generating device (1) may further include a power conversion circuit (e.g., a DC/DC converter) that converts the power of the power source (11) and supplies it to the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the aerosol generating device (1) may further include a DC/AC converter that converts the direct current power of the power source (11) into alternating current power.
  • the control unit (12), the sensor (13), the output unit (14), the input unit (15), the communication unit (16), and the memory (17) can receive power from the power supply (11) and perform their functions.
  • a power conversion circuit for example, an LDO (low dropout) circuit or a voltage regulator circuit, which converts the power of the power supply (11) and supplies it to each component, may be further included.
  • a noise filter may be provided between the power supply (11) and the heater (18).
  • the noise filter may be a low pass filter.
  • the low pass filter may include at least one inductor and a capacitor. The cutoff frequency of the low pass filter may correspond to the frequency of the high frequency switching current applied from the power supply (11) to the heater (18). By the low pass filter, it is possible to prevent a high frequency noise component from being applied to a sensor (13), such as an insertion detection sensor (133).
  • the cartridge heater (24) and/or the heater (18) may be formed of any suitable electrically resistive material.
  • suitable electrically resistive materials may be metals or metal alloys including, but not limited to, titanium, zirconium, tantalum, platinum, nickel, cobalt, chromium, hafnium, niobium, molybdenum, tungsten, tin, gallium, manganese, iron, copper, stainless steel, nichrome, and the like.
  • the heater (18) may be implemented as, but is not limited to, a metal wire, a metal plate having electrically conductive tracks arranged thereon, a ceramic heating element, and the like.
  • the heater (18) may be an induction heating type heater.
  • the heater (18) may include a susceptor that heats the aerosol generating material by generating heat through a magnetic field applied by the coil.
  • the input unit (15) can receive information input from a user or output information to the user.
  • the input unit (15) can be a touch panel.
  • the touch panel can include at least one touch sensor that detects touch.
  • the touch sensor can include, but is not limited to, a capacitive touch sensor, a resistive touch sensor, a surface acoustic wave touch sensor, an infrared touch sensor, etc.
  • the display (141) and the touch panel may be implemented as a single panel.
  • the touch panel may be inserted (on-cell type or in-cell type) into the display (141).
  • the touch panel may be added-on (add-on type) on the display (141) panel.
  • the input unit (15) may include, but is not limited to, buttons, key pads, dome switches, jog wheels, jog switches, etc.
  • the memory (17) is a hardware that stores various data processed in the aerosol generator (1), and can store data processed and data to be processed in the control unit (12).
  • the memory (17) may include at least one type of storage medium among a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (for example, an SD or XD memory, etc.), a RAM (random access memory), a SRAM (static random access memory), a ROM (read-only memory), an EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory), a PROM (programmable read-only memory), a magnetic memory, a magnetic disk, and an optical disk.
  • the memory (17) may store data on the operation time of the aerosol generator (1), the maximum number of puffs, the current number of puffs, at least one temperature profile, and the user's smoking pattern.
  • the communication unit (16) may include at least one component for communicating with another electronic device.
  • the communication unit (16) may include at least one of a short-range communication unit and a wireless communication unit.
  • the short-range wireless communication unit may include, but is not limited to, a Bluetooth communication unit, a BLE (Bluetooth Low Energy) communication unit, a Near Field Communication unit, a WLAN (Wi-Fi) communication unit, a Zigbee communication unit, an infrared (IrDA, infrared Data Association) communication unit, a WFD (Wi-Fi Direct) communication unit, an UWB (ultra wideband) communication unit, an Ant+ communication unit, etc.
  • a Bluetooth communication unit a BLE (Bluetooth Low Energy) communication unit, a Near Field Communication unit, a WLAN (Wi-Fi) communication unit, a Zigbee communication unit, an infrared (IrDA, infrared Data Association) communication unit, a WFD (Wi-Fi Direct) communication unit, an UWB (ultra wideband) communication unit, an Ant+ communication unit, etc.
  • the wireless communication unit may include, but is not limited to, a cellular network communication unit, an Internet communication unit, a computer network (e.g., a LAN or WAN) communication unit, etc.
  • the aerosol generator (1) further includes a connection interface, such as a USB (universal serial bus) interface, and can transmit and receive information or charge a power source (11) by connecting to another external device through a connection interface, such as a USB interface.
  • a connection interface such as a USB (universal serial bus) interface
  • the control unit (12) can control the overall operation of the aerosol generating device (1).
  • the control unit (12) can include at least one processor.
  • the processor can be implemented as an array of a plurality of logic gates, or can be implemented as a combination of a general-purpose microprocessor and a memory storing a program that can be executed in the microprocessor.
  • the processor can be implemented as other types of hardware.
  • the aerosol generator (1) may include a power supply circuit (not shown) electrically connected to the power supply (11) between the power supply (11) and the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the power supply circuit may be electrically connected to the cartridge heater (24), the heater (18), or the induction coil (181).
  • the power supply circuit may include at least one switching element.
  • the switching element may be implemented by a bipolar junction transistor (BJT), a field effect transistor (FET), or the like.
  • the control unit (12) may control the power supply circuit.
  • the control unit (12) can control power supply by controlling the switching of the switching elements of the power supply circuit.
  • the power supply circuit may be an inverter that converts direct current power output from the power source (11) into alternating current power.
  • the inverter may be configured as a full-bridge circuit or a half-bridge circuit including a plurality of switching elements.
  • the control unit (12) can turn on the switching element so that power is supplied from the power source (11) to the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the control unit (12) can turn off the switching element so that power is cut off to the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the control unit (12) can control the current supplied from the power source (11) by controlling the frequency and/or duty ratio of the current pulse input to the switching element.
  • the control unit (12) can control the voltage output from the power source (11) by controlling the switching of the switching element of the power supply circuit.
  • the power conversion circuit can convert the voltage output from the power source (11).
  • the power conversion circuit can include a buck converter that steps down the voltage output from the power source (11).
  • the power conversion circuit can be implemented through a buck-boost converter, a zener diode, etc. Details on the power supplied from the power source (11) to the heater (18, 24) will be described later with reference to FIG. 9.
  • the control unit (12) can control the on/off operation of the switching element included in the power conversion circuit to adjust the level of the voltage output from the power conversion circuit.
  • the level of the voltage output from the power conversion circuit may correspond to the level of the voltage output from the power source (11).
  • the duty ratio for the on/off operation of the switching element may correspond to the ratio of the voltage output from the power conversion circuit to the voltage output from the power source (11). As the duty ratio for the on/off operation of the switching element decreases, the level of the voltage output from the power conversion circuit may decrease.
  • the heater (18) can be heated based on the voltage output from the power conversion circuit.
  • the control unit (12) can control power to be supplied to the heater (18) by using at least one of the pulse width modulation (PWM) method and the proportional-integral-differential (PID) method.
  • PWM pulse width modulation
  • PID proportional-integral-differential
  • control unit (12) can control a current pulse having a predetermined frequency and duty ratio to be supplied to the heater (18) using the PWM method.
  • the control unit (12) can control the power supplied to the heater (18) by adjusting the frequency and duty ratio of the current pulse.
  • control unit (12) can determine a target temperature that is a target of control based on a temperature profile.
  • the control unit (12) can control the power supplied to the heater (18) by using a PID method, which is a feedback control method using a difference value between the temperature of the heater (18) and the target temperature, a value obtained by integrating the difference value over time, and a value obtained by differentiating the difference value over time.
  • PID method is a feedback control method using a difference value between the temperature of the heater (18) and the target temperature, a value obtained by integrating the difference value over time, and a value obtained by differentiating the difference value over time.
  • the control unit (12) can prevent the cartridge heater (24) and/or the heater (18) from overheating.
  • the control unit (12) can control the operation of the power conversion circuit to cut off the supply of power to the cartridge heater (24) and/or the heater (18) based on the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18) exceeding a preset limit temperature.
  • the control unit (12) can reduce the amount of power supplied to the cartridge heater (24) and/or the heater (18) by a predetermined ratio based on the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18) exceeding a preset limit temperature.
  • the control unit (12) can determine that the aerosol generating material contained in the cartridge (19) is exhausted based on the temperature of the cartridge heater (24) exceeding a preset limit temperature, and can cut off the supply of power to the cartridge heater (24).
  • the control unit (12) can control the charging and discharging of the power supply (11).
  • the control unit (12) can check the temperature of the power supply (11) based on the output signal of the temperature sensor (131).
  • the control unit (12) can check whether the temperature of the power source (11) is equal to or higher than the first limit temperature, which is a criterion for blocking charging of the power source (11). When the temperature of the power source (11) is lower than the first limit temperature, the control unit (12) can control the power source (11) to be charged based on a preset charging current. When the temperature of the power source (11) is equal to or higher than the first limit temperature, the control unit (12) can block charging of the power source (11).
  • the control unit (12) can check whether the temperature of the power source (11) is equal to or higher than the second limit temperature, which is a criterion for blocking discharge of the power source (11). If the temperature of the power source (11) is lower than the second limit temperature, the control unit (12) can control to use the power stored in the power source (11). If the temperature of the power source (11) is equal to or higher than the second limit temperature, the control unit (12) can stop using the power stored in the power source (11).
  • the control unit (12) can calculate the remaining capacity of the power stored in the power source (11). For example, the control unit (12) can calculate the remaining capacity of the power source (11) based on the voltage and/or current sensing values of the power source (11).
  • the control unit (12) can determine whether a stick (S) is inserted into the insertion space through the insertion detection sensor (133). The control unit (12) can determine that the stick (S) is inserted based on the output signal of the insertion detection sensor (133). If it is determined that the stick (S) is inserted into the insertion space, the control unit (12) can control to supply power to the cartridge heater (24) and/or the heater (18). For example, the control unit (12) can supply power to the cartridge heater (24) and/or the heater (18) based on the temperature profile stored in the memory (17).
  • the control unit (12) can determine whether the stick (S) is removed from the insertion space. For example, the control unit (12) can determine whether the stick (S) is removed from the insertion space through the insertion detection sensor (133). For example, the control unit (12) can determine that the stick (S) is removed from the insertion space when the temperature of the heater (18) is higher than a limited temperature or when the temperature change slope of the heater (18) is higher than a set slope. When it is determined that the stick (S) is removed from the insertion space, the control unit (12) can cut off the power supply to the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the control unit (12) can control the power supply time and/or power supply amount to the heater (18) according to the state of the stick (S) detected by the sensor (13).
  • the control unit (12) can check the level range that includes the level of the signal of the capacitance sensor based on a lookup table.
  • the control unit (12) can determine the moisture content of the stick (S) according to the checked level range.
  • control unit (12) can control the power supply time to the heater (18) to increase the preheating time of the stick (S) compared to the normal state.
  • the control unit (12) can determine whether the stick (S) inserted into the insertion space is reused through the reuse detection sensor (134). For example, the control unit (12) can compare the sensing value of the signal of the reuse detection sensor with a first reference range that includes a first color, and if the sensing value is included in the first reference range, it can determine that the stick (S) has not been used. For example, the control unit (12) can compare the sensing value of the signal of the reuse detection sensor with a second reference range that includes a second color, and if the sensing value is included in the second reference range, it can determine that the stick (S) has been used. If it is determined that the stick (S) has been used, the control unit (12) can cut off the supply of power to the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the control unit (12) can determine whether the cartridge (19) is coupled and/or removed through the cartridge detection sensor (135). For example, the control unit (12) can determine whether the cartridge (19) is coupled and/or removed based on the sensing value of the signal of the cartridge detection sensor.
  • the control unit (12) can determine whether the aerosol generating material of the cartridge (19) is exhausted. For example, the control unit (12) can preheat the cartridge heater (24) and/or the heater (18) by applying power, and determine whether the temperature of the cartridge heater (24) exceeds a limit temperature during the preheating section. If the temperature of the cartridge heater (24) exceeds the limit temperature, the control unit (12) can determine that the aerosol generating material of the cartridge (19) is exhausted. If the control unit (12) determines that the aerosol generating material of the cartridge (19) is exhausted, the control unit (12) can cut off the supply of power to the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the control unit (12) can determine whether the cartridge (19) is usable. For example, the control unit (12) can determine that the cartridge (19) cannot be used if the current number of puffs is greater than or equal to the maximum number of puffs set for the cartridge (19) based on data stored in the memory (17). For example, the control unit (12) can determine that the cartridge (19) cannot be used if the total time that the cartridge heater (24) has been heated is greater than or equal to the preset maximum time or the total amount of power supplied to the cartridge heater (24) is greater than or equal to the preset maximum amount of power.
  • the control unit (12) can perform a judgment regarding the user's inhalation through the puff sensor (132). For example, the control unit (12) can determine whether a puff has occurred based on the sensing value of the signal of the puff sensor. For example, the control unit (12) can determine the intensity of the puff based on the sensing value of the signal of the puff sensor (132). If the number of puffs reaches a preset maximum number of puffs or if no puffs are detected for a preset time or longer, the control unit (12) can cut off the supply of power to the cartridge heater (24) and/or heater (18).
  • the control unit (12) can determine whether the cap is attached and/or removed through the cap detection sensor (136). For example, the control unit (12) can determine whether the cap is attached and/or removed based on the sensing value of the signal of the cap detection sensor.
  • the control unit (12) can control the output unit (14) based on the result detected by the sensor (13). For example, when the number of puffs counted through the puff sensor (132) reaches a preset number, the control unit (12) can notify the user that the aerosol generating device (1) will soon be terminated through at least one of the display (141), the haptic unit (142), and the sound output unit (143). For example, the control unit (12) can notify the user through the output unit (14) based on the determination that the stick (S) does not exist in the insertion space. For example, the control unit (12) can notify the user through the output unit (14) based on the determination that the cartridge (19) and/or the cap is not mounted. For example, the control unit (12) can transmit information on the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18) to the user through the output unit (14).
  • the control unit (12) can store and update the history of the event that occurred in the memory (17) based on the occurrence of a predetermined event.
  • the event can include operations such as detection of insertion of the stick (S), initiation of heating of the stick (S), detection of puff, termination of puff, detection of overheating of the cartridge heater (24) and/or the heater (18), detection of overvoltage application to the cartridge heater (24) and/or the heater (18), termination of heating of the stick (S), power on/off of the aerosol generator (1), initiation of charging of the power source (11), detection of overcharge of the power source (11), termination of charging of the power source (11), etc.
  • the history of the event can include the time when the event occurred, log data corresponding to the event, etc.
  • the log data corresponding to the event can include data on the sensing value of the insertion detection sensor (133), etc.
  • log data corresponding to the event may include data on the temperature of the cartridge heater (24) and/or heater (18), the voltage applied to the cartridge heater (24) and/or heater (18), the current flowing to the cartridge heater (24) and/or heater (18), etc.
  • the control unit (12) can control to form a communication link with an external device, such as a user's mobile terminal.
  • the control unit (12) can release the restriction on the use of at least one function of the aerosol generator (1).
  • the data regarding authentication can include data indicating completion of user authentication for a user corresponding to the external device.
  • the user can perform user authentication through the external device.
  • the external device can determine whether user data is valid based on the user's birthday, a unique number indicating the user, etc., and can receive data regarding the use authority of the aerosol generator (1) from an external server.
  • the external device can transmit data indicating completion of user authentication to the aerosol generator (1) based on the data regarding the use authority.
  • control unit (12) can release the restriction on the use of at least one function of the aerosol generator (1).
  • control unit (12) can release the restriction on the use of the heating function that supplies power to the heater (18) when user authentication is completed.
  • the control unit (12) can transmit data on the status of the aerosol generator (1) to the external device through a communication link formed with the external device. Based on the received status data, the external device can output the remaining capacity of the power supply (11) of the aerosol generator (1), the operation mode, etc. through the display of the external device.
  • the external device can transmit a location search request to the aerosol generator (1) based on an input that initiates location search of the aerosol generator (1).
  • the control unit (12) can control at least one of the output devices to perform an operation corresponding to the location search based on the received location search request.
  • the haptic unit (142) can generate vibration in response to the location search request.
  • the display (141) can output an object corresponding to location search and search termination in response to the location search request.
  • the control unit (12) can control to perform a firmware update when receiving firmware data from an external device.
  • the external device can check the current version of the firmware of the aerosol generator (1) and determine whether a new version of the firmware exists.
  • the external device can receive a new version of the firmware data and transmit the new version of the firmware data to the aerosol generator (1).
  • the control unit (12) can control to perform a firmware update of the aerosol generator (1) when receiving a new version of the firmware data.
  • the control unit (12) can transmit data on the sensing value of at least one sensor (13) to an external server (not shown) through the communication unit (16), and receive and store a learning model generated by learning the sensing value through machine learning such as deep learning from the server.
  • the control unit (12) can perform an operation of determining a user's inhalation pattern, an operation of generating a temperature profile, etc., using the learning model received from the server.
  • the control unit (12) can store, in the memory (17), the sensing value data of at least one sensor (13) and data for learning an artificial neural network (ANN).
  • the memory (17) can store a database for each component equipped in the aerosol generating device (1) for learning the artificial neural network (ANN), and weights and biases forming the artificial neural network (ANN) structure.
  • the control unit (12) can learn data on the sensing values of at least one sensor (13), the user's suction pattern, temperature profile, etc., stored in the memory (17), and generate at least one learning model used for determining the user's suction pattern, generating a temperature profile, etc.
  • the load switch (31) can receive power from the power source (11) and supply it to the heater (18, 24).
  • the protection circuit (30) can monitor the electric signal of the load switch (31) and control the load switch (31) based on the monitoring result.
  • the protection circuit (30) can receive a control signal from the control unit (12).
  • the protection circuit (30) can receive a duty ratio of the power supplied to the heater (18, 24) from the control unit (12).
  • Figure 9 is a block diagram for explaining the operation of a protection circuit according to one embodiment.
  • An aerosol generating device includes a power supply (911), a converter (920), a control unit (912), at least one load switch (931), a protection circuit (930), at least one heater (940), and a duty ratio control switch (950).
  • the embodiment of the present disclosure is not limited to the configuration of FIG. 9, and some configurations may be omitted, some configurations of FIG. 8 may be added, or the configuration may be combined with that of FIG. 8.
  • the power supply (911) supplies the power required to operate the aerosol generating device (1).
  • the power supply (911) can supply power to the control unit (912), the protection circuit (930), and the load switch (931). It will be understood by those skilled in the art related to the present embodiment that other general-purpose components, in addition to the components illustrated in FIG. 9, can receive power from the power supply (911).
  • the control unit (912) can control the overall operation of the aerosol generating device.
  • the control unit (912) can adjust the amount of power supplied to the heater (940). In one embodiment, the control unit (912) can adjust the duty ratio of the power supplied to the heater (940) using a PID (Proportional Integral Derivation) control method.
  • the PID control method is a control method that combines proportional control (P control), integral control (I control), and differential control (D control).
  • P control is a control method that feeds back the difference from the target value by a constant gain. P control is controlled in a form that fluctuates by the deviation from the target value. If the control operation is performed by multiplying the gain using P control, the target value can be quickly approached. However, in cases where the target value cannot be properly tracked by P control alone, such as in systems of two or more orders, I control and/or D control methods can be added.
  • I-control is a control method that integrates errors and feeds them back. In other words, I-control is a control method that accumulates errors and reflects them in the next cycle.
  • P-control if a value that fluctuates greatly is performed under PI control, the overshoot is gradually reduced and the target value can be tracked.
  • PI control if only PI control is performed, a value that fluctuates slightly arithmetically exists as a residual deviation, and the measured value can oscillate for a considerable period of time due to the residual deviation.
  • D control is a control method that differentiates the error and feeds it back to the control system.
  • D control is added to PI control, differentiation is applied in the form of a proportional and integrated graph, and by eliminating the residual deviation, the oscillating system can be controlled to follow the target value without error within an appropriate time.
  • control unit (912) may adjust the duty ratio of the power supplied to the heater (940) using a PWM (Pulse Width Modulation) control method.
  • the control unit (912) may supply power to the heater (940) based on a preset duty ratio.
  • the control unit (912) may transmit a duty ratio control signal to a duty ratio control switch (950). At this time, the control unit (912) may also transmit the duty ratio control signal to the protection circuit (930).
  • the protection circuit (930) monitors the electric signal of the load switch and controls the load switch (931) based on the monitoring result, thereby preventing abnormal operation of the load switch (931).
  • the protection circuit (930) and the control unit (912) are illustrated as separate configurations in FIGS. 8 and 9, this is only an example for convenience of explanation, and the protection circuit (930) and the control unit (912) may be implemented in a single integrated circuit (IC).
  • the protection circuit (930) may be implemented as hardware independent from the control unit (912), and the protection circuit (930) may be implemented as an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the load switch (931) can receive power from the power source (911).
  • the load switch (931) can receive an enable signal from the protection circuit (930).
  • the load switch (931) can transfer the power received from the power source (911) to the heater (940).
  • the load switch (931) includes a first terminal (9311) electrically connected to the power source (911), a second terminal (9312) electrically connected to the heater, and a third terminal (9313) that receives an enable signal for turning on/off the electrical connection of the first terminal (9311) and the second terminal (9312).
  • the load switch (931) receives the first enable signal through the third terminal (9313), it turns off the electrical connection of the first terminal (9311) and the second terminal (9312).
  • the load switch (931) When the load switch (931) receives a second enable signal through the third terminal (9313), it turns on the electrical connection between the first terminal (9311) and the second terminal (9312). When the load switch (931) is turned on, power is supplied to the heater (940), and when the load switch (931) is turned off, power is cut off to the heater (940).
  • the first enable signal can have a logic low value
  • the second enable signal can have a logic high value.
  • the load switch (931) may have a limit on the power that can be transmitted through the first terminal (9311) and the second terminal (9312). Specifically, the load switch (931) may have a maximum current Imax, which is a limit on the magnitude of the current flowing through the first terminal (9311) and the second terminal (9312). In addition, the load switch (931) may have a maximum input voltage Vmax, which is a limit on the magnitude of the voltage applied to the first terminal (9311). If the voltage and current applied to the load switch (931) exceed the maximum current or the maximum input voltage, semiconductor elements such as FETs constituting the load switch (931) may be damaged, and normal on/off operations according to the first and second enable signals may not be performed.
  • the heater (940) may malfunction, the user's smoking satisfaction may be reduced, and further, the aerosol generating device (1) may be damaged. Accordingly, a technology is required to prevent damage to the load switch (931).
  • the protection circuit (930) can monitor the electric signal of the load switch (931).
  • the protection circuit (930) can output an enable signal to the third terminal (9313) of the protection circuit (930) based on the monitoring result of the load switch (931).
  • the protection circuit (930) can output a first enable signal to turn off the electrical connection between the first terminal (9311) and the second terminal (9312) of the load switch (931) when the current flowing through the first terminal (9311) and the second terminal (9312) of the load switch (931) exceeds a first threshold value.
  • the first threshold value can be a value smaller than the maximum current Imax described above.
  • the protection circuit (930) can output a first enable signal to turn off the electrical connection between the first terminal (9311) and the second terminal (9312) of the load switch (931) when the voltage applied to the first terminal (9311) of the load switch (931) exceeds a second threshold value.
  • the second threshold value can be a value smaller than the maximum input voltage Vmax described above.
  • the protection circuit (930) can prevent abnormal operation of the heater (940) based on the operation duration of the heater (940). Specifically, the protection circuit (930) can output a first enable signal to turn off the electrical connection between the first terminal (9311) and the second terminal (9312) of the load switch (931) when the turn-on duration of the load switch (931) exceeds a third threshold value.
  • the third threshold value can be 4 to 5 minutes.
  • the aerosol generating device (1) can preset the heating operation time of the heater (940) in consideration of the type of stick or cartridge to be inserted, the smoking environment, etc.
  • the fact that the turn-on duration of the load switch (931) exceeds the preset heating operation time of the heater (940) may mean that an error has occurred in the heating operation time control algorithm of the heater (940). If an error occurs in the heating operation time control algorithm of the heater (940), damage to the aerosol generating device (1) may occur.
  • the aerosol generating device (1) according to the embodiment can prevent damage to the aerosol generating device (1) by turning off the electrical connection between the first terminal (9311) and the second terminal (9312) of the load switch (931) when the turn-on duration of the load switch (931) exceeds the third threshold value.
  • the protection circuit (930) can prevent abnormal operation of the heater (940) based on the duty ratio of the power supplied to the heater (940). Specifically, the protection circuit (930) receives the duty ratio of the power supplied to the heater (940) from the control unit (912), and when the duty ratio is maintained at the same value for a predetermined period of time, outputs a first enable signal to turn off the electrical connection between the first terminal (9311) and the second terminal (9312) of the load switch (931).
  • the predetermined period of time may be 5 seconds, 10 seconds, 15 seconds, etc., but is not limited thereto.
  • the fact that the duty ratio of the power supplied to the heater (940) is maintained at the same value for a predetermined period of time may indicate that an error has occurred in the duty ratio control algorithm of the control unit (912).
  • the control unit (912) controls the power supplied to the heater (940) according to the PID control method. If the same duty ratio is supplied to the heater (940) for a predetermined period of time, a decrease in the user's smoking satisfaction or damage to the aerosol generating device (1) may occur.
  • the first to third threshold values and a predetermined time can be stored in advance in a memory (e.g., memory (17) of FIG. 8).
  • control unit (912) can receive the first and second enable signals output by the protection circuit (930).
  • the control unit (912) can notify that the aerosol generating device is in a paused state through an output unit (for example, an output unit (14) of FIG. 8).
  • the output unit can notify that the aerosol generating device is in a paused state by at least one of visual, tactile, and auditory methods.
  • control unit (912) can detect the reinsertion of the stick through the insertion detection sensor (for example, the insertion detection sensor (133) of FIG. 8).
  • the control unit (912) can control the protection circuit (930) to output a second enable signal when reinsertion of the stick into the insertion space is detected.
  • the second enable signal output by the protection circuit (930) is output to the third terminal of the load switch (931) to turn on the electrical connection between the first terminal and the second terminal of the load switch (931).
  • the control unit (912) can supply power to the heater (940) again to operate the aerosol generating device when reinsertion of the stick is detected.
  • the control unit (912) can notify that the aerosol generating device is in a heating operation state through the output unit (for example, the output unit (14) of FIG. 8).
  • the output member can indicate that the aerosol generating device is in a heating operation state by at least one of visual, tactile, and auditory means.
  • the converter (920) can supply power supplied from the power source (911) to the heater (940) through the load switch (931).
  • the converter (920) can control the level of the voltage output from the power source (911) and supply it to the heater (940).
  • the converter (920) can be implemented using a buck-boost converter, a zener diode, or the like.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method for controlling an aerosol generating device according to one embodiment.
  • the protection circuit (930) monitors the electrical signal of the load switch (931).
  • the protection circuit (930) measures the current flowing through the first terminal (9311) and the second terminal (9312) of the load switch (931) and compares the current flowing through the first terminal (9311) and the second terminal (9312) with a first threshold value.
  • the first threshold value may be a value smaller than Imax, which is a maximum limit of the magnitude of the current flowing through the first terminal (9311) and the second terminal (9312) of the load switch (931).
  • the protection circuit (930) measures a voltage applied to a first terminal (9311) of the load switch (931) and compares the voltage applied to the first terminal (9311) with a second threshold value.
  • the second threshold value may be a value smaller than Vmax, which is a maximum limit of the voltage magnitude applied to the first terminal (9311) of the load switch (931).
  • the protection circuit (930) measures the turn-on duration of the load switch (931) and compares the turn-on duration to a third threshold.
  • the third threshold can be 4 to 5 minutes.
  • the protection circuit (930) prevents abnormal operation of the load switch (931). Specifically, the protection circuit (930) can output an enable signal to the third terminal (9313) of the protection circuit (930) based on the monitoring result of the load switch (931).
  • the protection circuit (930) can output a first enable signal to turn off the electrical connection between the first terminal (9311) and the second terminal (9312) of the load switch when the current flowing through the first terminal (9311) and the second terminal (9312) of the load switch exceeds a first threshold value.
  • the protection circuit (930) can output a first enable signal to turn off the electrical connection between the first terminal (9311) and the second terminal (9312) of the load switch when the voltage applied to the first terminal (9311) of the load switch exceeds a second threshold value.
  • the protection circuit (930) can output a first enable signal to turn off the electrical connection between the first terminal (9311) and the second terminal (9312) of the load switch when the turn-on duration of the load switch (931) exceeds a third threshold value.
  • the protection circuit (930) can prevent abnormal operation of the heater (940) based on the duty ratio of the power supplied to the heater (940). Specifically, the protection circuit (930) can receive the duty ratio of the power supplied to the heater (940) from the control unit (912). When the duty ratio is maintained at the same value for a predetermined time, the protection circuit (930) can output a first enable signal to turn off the electrical connection between the first terminal (9311) and the second terminal (9312) of the load switch.
  • the aerosol generating device can prevent malfunction of the heater.
  • any of the embodiments or other embodiments of the present disclosure described above are not mutually exclusive or distinct. Any of the embodiments or other embodiments of the present disclosure described above may have their respective components or functions combined or used together.
  • a configuration A described in a particular embodiment and/or drawing can be combined with a configuration B described in another embodiment and/or drawing. That is, even if a combination between configurations is not directly described, it means that a combination is possible, except in cases where a combination is described as impossible.

Landscapes

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Abstract

실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 가열하는 적어도 하나의 히터; 상기 적어도 하나의 히터에 전력을 공급하는 전원; 상기 전원과 전기적으로 연결된 제1 단자, 상기 적어도 하나의 히터와 전기적으로 연결된 제2 단자, 및 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자의 전기적 연결을 온/오프하는 인에이블 신호를 수신하는 제3 단자를 포함하는 부하 스위치; 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어부; 및 상기 부하 스위치의 전기 신호를 모니터링 하고, 상기 제3 단자에 인에이블 신호를 출력하는 보호 회로;를 포함한다.

Description

에어로졸 생성 장치 및 그 제어 방법
본 개시는 에어로졸 생성 장치 및 그 제어 방법에 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.
에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위한 히터를 사용한다. 히터가 오작동할 경우 사용자의 흡연 만족감이 저하되고, 장치가 파손될 수 있다.
이에 히터가 장착된 에어로졸 생성 장치는 히터의 오작동을 방지하기 위한 기술이 요구된다.
본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 가열하는 적어도 하나의 히터; 상기 적어도 하나의 히터에 전력을 공급하는 전원; 상기 전원과 전기적으로 연결된 제1 단자, 상기 적어도 하나의 히터와 전기적으로 연결된 제2 단자, 및 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자의 전기적 연결을 온/오프하는 인에이블 신호를 수신하는 제3 단자를 포함하는 부하 스위치; 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어부; 및 상기 부하 스위치의 전기 신호를 모니터링 하고, 상기 제3 단자에 인에이블 신호를 출력하는 보호 회로;를 포함한다.
실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 제어 방법은 전원으로부터 공급되는 전력을 히터에 전달하는 부하 스위치의 전기 신호를 모니터링 하는 제1 단계; 및 상기 부하 스위치의 이상 동작을 방지하는 제2 단계;를 포함한다.
실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 히터의 오동작을 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 개시의 실시예들에 관한 에어로졸 생성장치를 도시한 것이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 관한 에어로졸 생성장치의 전방 사시도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 관한 에어로졸 생성장치의 바디, 카트리지 및 캡의 결합 사시도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 관한 에어로졸 생성장치의 단면도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 스틱을 도시한 도면이다.
도 8 은 본 개시의 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
도 9 는 일 실시예에 따른 보호 회로의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치를 제어하는 방법을 나타내는 순서도이다.
실시 예들에서 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.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "적어도 어느 하나의"와 같은 표현이 배열된 구성요소들 앞에 있을 때, 배열된 각각의 구성이 아닌 전체 구성 요소들을 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.
일 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 내부 공간에 수용되는 궐련을 전기적으로 가열하여 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 히터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 히터는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터는 전기 전도성 트랙(track)을 포함할 수 있고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐르면 히터가 가열될 수 있다.
히터는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있고, 가열 요소의 모양에 따라 궐련의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
궐련은 담배 로드 및 필터 로드를 포함할 수 있다. 담배 로드는 시트(sheet)로 제작될 수 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수 있고, 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수 있다. 또한, 담배 로드는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
필터 로드는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 필터 로드는 적어도 하나 이상의 세그먼트로 구성될 수 있다. 예를 들어, 필터 로드는 에어로졸을 냉각하는 제1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제2 세그먼트를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지를 이용하여 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지 및 카트리지를 지지하는 본체를 포함할 수 있다. 카트리지는 본체와 착탈 가능하게 결합될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 카트리지는 본체와 일체로 형성되거나 조립될 수 있고, 사용자에 의해 탈착되지 않도록 고정될 수도 있다. 카트리지는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체에 장착될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 카트리지가 본체에 결합된 상태에서 카트리지 내부에 에어로졸 생성 물질이 주입될 수도 있다.
카트리지는 액체 상태, 고체 상태, 기체 상태, 겔(gel) 상태 등의 다양한 상태들 중 어느 하나의 상태를 갖는 에어로졸 생성 물질을 보유할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 액상 조성물을 포함할 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.
카트리지는 본체로부터 전달되는 전기 신호 또는 무선 신호 등에 의해 작동함으로써, 카트리지 내부의 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기체의 상으로 변환하여 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수 있다. 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자 및 공기가 혼합된 상태의 기체를 의미할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있고, 생성된 에어로졸은 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 즉, 액상 조성물로부터 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치의 기류 패스를 따라 이동할 수 있고, 기류 패스는 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 초음파 진동 방식을 이용하여 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다. 이때, 초음파 진동 방식은 진동자에 의해 발생되는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시킴으로써 에어로졸을 발생시키는 방식을 의미할 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 진동자를 포함할 수 있고, 진동자를 통해 짧은 주기의 진동을 발생시켜 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있다. 진동자에서 발생되는 진동은 초음파 진동일 수 있고, 초음파 진동의 주파수 대역은 약 100kHz 내지 약 3.5MHz 주파수 대역일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 심지를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 심지는 진동자의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치되거나 또는 진동자의 적어도 일 영역과 접촉하도록 배치될 수 있다.
진동자에 전압(예: 교류 전압)이 인가됨에 따라, 진동자로부터 열 및/또는 초음파 진동이 발생할 수 있으며, 진동자로부터 발생된 열 및/또는 초음파 진동은 심지에 흡수된 에어로졸 생성 물질에 전달될 수 있다. 심지에 흡수된 에어로졸 생성 물질은 진동자로부터 전달되는 열 및/또는 초음파 진동에 의해 기체의 상(phase)으로 변환될 수 있으며, 그 결과 에어로졸이 생성될 수 있다.
예를 들어, 진동자로부터 발생된 열에 의해 심지에 흡수된 에어로졸 생성 물질의 점도가 낮아질 수 있으며, 진동자로부터 발생된 초음파 진동에 의해 점도가 낮아진 에어로졸 생성 물질이 미세 입자화됨으로써, 에어로졸이 생성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또 다른 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 유도 가열(induction heating) 방식으로 에어로졸 생성 장치에 수용되는 에어로졸 생성 물품을 가열함으로써, 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 서셉터(susceptor) 및 코일을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 코일은 서셉터에 자기장을 인가할 수 있다. 에어로졸 생성 장치로부터 코일에 전력이 공급됨에 따라, 코일의 내부에는 자기장이 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 서셉터는 외부 자기장에 의해 발열하는 자성체일 수 있다. 서셉터가 코일의 내부에 위치하여 자기장이 인가됨에 따라, 발열함으로써 에어로졸 생성 물품이 가열될 수 있다. 또한, 선택적으로, 서셉터는 에어로졸 생성 물품 내에 위치할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 크래들(cradle)을 더 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치의 배터리를 충전할 수 있다. 또는 크래들과 에어로졸 생성 장치가 결합된 상태에서 히터가 가열될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 개시는 앞서 설명된 다양한 실시 예들의 에어로졸 생성 장치들에서 구현 가능한 형태로 실시되거나 또는 여러 가지 상이한 형태로 구현되어 실시될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 제한되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 개시의 실시예들에 관한 에어로졸 생성장치를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 관한 에어로졸 생성장치는, 전원(11), 제어부(12), 센서(13) 및 히터(18) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전원(11), 제어부(12), 센서(13) 및 히터(18) 중 적어도 하나는 에어로졸 생성장치의 바디(10) 내부에 배치될 수 있다. 바디(10)는 에어로졸 생성 물품인 스틱(S)이 삽입되도록 상측으로 개구된 공간을 제공할 수 있다. 상측으로 개구된 공간은 삽입공간으로 칭할 수 있다. 삽입공간은, 스틱(S)의 적어도 일부가 삽입 가능하도록, 바디(10)의 내부를 향해 소정 깊이만큼 함몰되어 형성될 수 있다. 삽입공간의 깊이는, 스틱(S)에서 에어로졸 생성 물질 및/또는 매질이 포함된 영역의 길이에 대응될 수 있다. 스틱(S)의 하단은 바디(10)의 내부에 삽입되고, 스틱(S)의 상단은 바디(10)의 외부로 돌출될 수 있다. 사용자는 외부로 노출된 스틱(S)의 상단을 입에 물고 공기를 흡입할 수 있다.
히터(18)는 스틱(S)을 가열할 수 있다. 히터(18)는 스틱(S)이 삽입되는 공간에서, 상측으로 길게 연장될 수 있다. 예를 들어, 히터(18)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있다. 히터(18)는 스틱(S)의 하부에 삽입될 수 있다. 히터(18)는, 전기 저항성 히터 및/또는 유도 가열식 히터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 히터(18)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(18)가 가열될 수 있다. 히터(18)는 전원(11)와 전기적으로 연결될 수 있다. 히터(18)는 전원(11)으로부터 전류를 제공받아 직접적으로 발열될 수 있다.
예를 들어, 히터(18)는 다중 히터일 수 있다. 히터(18)는 제1 히터(18A)와 제2 히터(18B)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 히터(18A,18B)는 길이 방향을 따라 나란히 배치될 수 있다. 제1 및 제2 히터(18A,18B)는 순차적으로 가열될 수 있고, 동시에 가열될 수도 있다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 에어로졸 생성장치(1)는, 전원(11), 제어부(12), 센서(13), 히터(18) 및 카트리지(19) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전원(11), 제어부(12), 센서(13) 및 히터(18) 중 적어도 하나는 에어로졸 생성장치의 바디(10) 내부에 배치될 수 있다. 바디(10)는 에어로졸 생성 물품인 스틱(S)이 삽입되도록 상측으로 개구된 공간을 제공할 수 있다. 상측으로 개구된 공간은 삽입공간으로 칭할 수 있다. 삽입공간은, 스틱(S)의 적어도 일부가 삽입 가능하도록, 바디(10)의 내부를 향해 소정 깊이만큼 함몰되어 형성될 수 있다. 삽입공간의 깊이는, 스틱(S)에서 에어로졸 생성 물질 및/또는 매질이 포함된 영역의 길이에 대응될 수 있다. 스틱(S)의 하단은 바디(10)의 내부에 삽입되고, 스틱(S)의 상단은 바디(10)의 외부로 돌출될 수 있다. 사용자는 외부로 노출된 스틱(S)의 상단을 입에 물고 공기를 흡입할 수 있다.
히터(18)는 스틱(S)을 가열할 수 있다. 히터(18)는 스틱(S)이 삽입되는 공간 주변에서, 상측으로 길게 연장될 수 있다. 예를 들어, 히터(18)는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태일 수 있다. 히터(18)는 삽입공간의 주변에 배치될 수 있다. 히터(18)는 삽입공간의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 히터(18)는 삽입공간 또는 삽입공간에 삽입된 스틱(S)을 가열할 수 있다. 히터(18)는, 전기 저항성 히터 및/또는 유도 가열식 히터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 에어로졸 생성장치(1)는 히터(18)를 둘러싸는 유도코일을 포함할 수 있다. 유도코일은 히터(18)를 발열시킬 수 있다. 히터(18)는 서셉터(susceptor)로서, 히터(18)는 유도코일을 통해 흐르는 AC 전류에 의해 발생된 자기장에 의해 발열될 수 있다. 자기장은 히터(18)를 관통하고, 히터(18) 내에 와전류를 발생시킬 수 있다. 전류는 히터(18)에 열을 발생시킬 수 있다.
한편, 스틱(S) 내부에 서셉터가 포함될 수 있고, 스틱(S) 내부의 서셉터는 유도코일을 통해 흐르는 AC 전류에 의해 발생된 자기장에 의해 발열될 수 있다.
카트리지(19)는 내부에 액체 상태, 고체 상태, 기체 상태 또는 겔(gel) 상태 등의 어느 하나의 상태를 갖는 에어로졸 생성 물질을 포함(contain)할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 액상 조성물을 포함할 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.
카트리지(19)는 바디(10)에 일체로 형성되거나 바디(10)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
예를 들어, 도 2를 참조하면, 카트리지(19)는 바디(10)에 일체로 형성되고, 기류채널(CN)을 통해 삽입공간과 연통할 수 있다.
예를 들어, 도 3을 참조하면, 바디(10)의 일측에 공간이 형성되고, 카트리지(19)의 적어도 일부가 바디(10)에 일측에 형성된 공간에 삽입되어 카트리지(19)가 바디(10)에 장착될 수 있다. 기류채널(CN)은 카트리지의 일부 및/또는 바디(10)의 일부에 의해 정의될 수 있고, 카트리지(19)는 기류채널(CN)을 통해 삽입공간과 연통할 수 있다.
바디(10)는, 카트리지(19)가 삽입된 상태에서 외기가 바디(10)의 내부로 유입될 수 있는 구조로 형성될 수 있다. 이때, 바디(10) 내로 유입된 외기는 카트리지(19)를 통과하여 사용자의 구강으로 유동할 수 있다.
카트리지(19)는, 에어로졸 생성 물질을 포함(contain)하는 저장부(C0) 및/또는 저장부(C0)의 에어로졸 생성 물질을 가열하는 카트리지 히터(24)를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물질을 함침(함유)하는 액체 전달 수단이 저장부(C0)의 내부에 배치될 수 있다. 여기서, 액체 전달 수단은, 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick) 등을 포함할 수 있다. 히터(24)의 전기 전도성 트랙은 액체 전달 수단을 감는 코일 형태의 구조 또는 액체 전달 수단의 일측에 접촉하는 구조로 형성될 수 있다. 히터(24)는 카트리지 히터(24)로 칭할 수 있다.
카트리지(19)는 에어로졸을 생성할 수 있다. 카트리지 히터(24)에 의해 액체 전달 수단이 가열됨에 따라, 에어로졸이 생성될 수 있다. 히터(18)에 의해 스틱(S)을 가열하여 에어로졸이 생성될 수 있다. 카트리지 히터(24) 및 히터(18)에 의해 생성된 에어로졸이 스틱(S)을 통과하는 동안 에어로졸에 담배 물질이 가미될 수 있으며, 담배 물질이 가미된 에어로졸이 스틱(S)의 일단을 통해 사용자의 구강으로 흡입될 수 있다.
에어로졸 생성장치(1)는 카트리지 히터(24)만을 구비하고 바디(10)에는 히터(18)가 구비되지 않을 수 있다. 이때, 카트리지 히터(24)에 의해 생성된 에어로졸이 스틱(S)을 통과하면서 담배 물질이 가미되어 사용자의 구강으로 흡입될 수 있다.
에어로졸 생성장치(1)는 캡(미도시)을 포함할 수 있다. 캡은 바디(10)에 결합된 카트리지(19)의 적어도 일부를 덮도록 바디(10)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 스틱(S)은 캡을 관통하여 바디(10)에 삽입될 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 관한 에어로졸 생성장치의 전방 사시도이고, 도 5는 본 개시의 일 실시예에 관한 에어로졸 생성장치의 바디, 카트리지 및 캡의 결합 사시도이며, 도 6은 본 개시의 일 실시예에 관한 에어로졸 생성장치의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 관한 에어로졸 생성장치(A100)는 바디(A3)를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성장치(A100)는 캡(A30)을 포함할 수 있다. 에어로졸 생성장치(A100)는 카트리지(A40)를 포함할 수 있다. 카트리지(A40)는 바디(A3)의 일측에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 캡(A30)은 카트리지(A40)를 덮도록 바디(A3)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 스틱(S)은 캡(A30)을 관통하여 바디(A3)에 삽입될 수 있다.
도 5를 참조하면, 바디(A3)는, 로어바디(A1) 및 어퍼바디(A2)를 포함할 수 있다. 로어바디(A1)의 내부에는, 배터리, 제어부 등 에어로졸 생성장치(A100)의 구성요소들이 설치될 수 있다. 어퍼바디(A2)는 로어바디(A1)의 상측에 결합될 수 있다.
어퍼바디(A2)는 컬럼(A10)과 안착부(A20)를 포함할 수 있다. 컬럼(A10)은 상하방향으로 길게 연장될 수 있다. 컬럼(A10)은 외측벽(A11), 내측벽(A12) 및 상벽(A13)을 구비할 수 있다.
안착부(A20)는 컬럼(A10)의 내측벽(A12)의 하부로부터 돌출될 수 있다. 안착부(A20)는 상측을 면할 수 있다. 카트리지영역(A24)는 컬럼(A10)의 내측벽(A12)과 안착부(A20)의 사이에 형성될 수 있다. 카트리지영역(A24)은 컬럼(A10)의 내측벽(A12)의 일측에 위치하고, 안착부(A20)의 상측에 위치할 수 있다.
컬럼(A10)은 삽입공간(A142)을 구비할 수 있다. 삽입공간(A142)은 컬럼(A10)의 내부에서 상하방향으로 연장되며, 상벽(A13)이 개구되도록 상측으로 개구될 수 있다.
바디유입구(A141)는 컬럼(A10)의 일측에 형성될 수 있다. 바디유입구(A141)는 내측벽(A12)이 개방되어 형성될 수 있다. 바디유입구(A141)는 컬럼(A10)의 외측으로 개구될 수 있다. 바디유입구(A141)는 삽입공간(A142)과 연통될 수 있다. 바디유입구(A141)는 카트리지영역(A24)을 향하도록 배치될 수 있다. 바디유입구(A141)는 카트리지영역(A24)과 연통될 수 있다.
카트리지(A40)는 카트리지영역(A24)에서 어퍼바디(A2)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 카트리지(A40)는 컬럼(A10)의 내측벽(A12)에 결합되며, 안착부(A20)에 안착되어 바닥이 지지될 수 있다. 카트리지(A40)는 제1 컨테이너(A41) 및 제2 컨테이너(A42)를 구비할 수 있다. 제1 컨테이너(A41)는 제2 컨테이너(A42)의 상측에 배치될 수 있다. 제1 컨테이너(A41)는 액체를 저장할 수 있다.
캡(A30)은 어퍼바디(A2)를 덮으며 바디(A3)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 캡(A30)은 어퍼바디(A2) 및 어퍼바디(A2)에 결합된 카트리지(A40)를 덮을 수 있다. 캡(A30)은, 내부에 어퍼바디(A2)와 카트리지(A40)가 삽입되는 공간이 형성될 수 있다. 캡(A30) 내부의 공간은 하측으로 개구될 수 있다. 캡(A30)의 측벽(A31)은 캡(A30) 내부의 공간의 측부를 감쌀 수 있다. 캡(A30)의 상벽(A33)은 캡(A30) 내부의 공간의 상부를 덮을 수 있다. 삽입구(A34)는 상벽(A33)이 개구되어 형성될 수 있다. 캡(A30)이 바디(A3)에 결합되면, 삽입구(A34)는, 삽입공간(A142)의 상측에서, 삽입공간(A142)과 연통될 수 있다. 커버(A35)는 상벽(A33)에 이동 가능하게 설치될 수 있다. 커버(A35)는 상벽(A33)에서 슬라이드될 수 있다. 커버(A35)는 삽입구(A34)를 개폐할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 챔버(C1)는 제1 컨테이너(A41)의 내부에 형성될 수 있다. 액체는 제1 챔버(AC1)에 저장될 수 있다. 제2 챔버(AC2)는 제2 컨테이너(A42)의 내부에 형성될 수 있다.
카트리지유입구(A441)는 카트리지(A40)가 개구되어 형성될 수 있다. 카트리지배출구(A442)는 카트리지(A40)가 개구되어 형성될 수 있다. 카트리지유로(A443)는 카트리지유입구(A441)와 제2 챔버(AC2)를 연결할 수 있다. 카트리지배출구(A442)는 제2 챔버(AC2)와 연통될 수 있다.
카트리지배출구(A442)는 제2 컨테이너(A42)의 일측이 개방되어 형성될 수 있다. 배출포트(A422)는 카트리지배출구(A442)를 둘러쌀 수 있다. 배출포트(A422)는 제2 컨테이너(A42)의 일측으로부터 돌출될 수 있다. 카트리지(A40)가 어퍼바디(A2)에 결합되면, 배출포트(A422)는 바디유입구(A141)에 삽입되고, 카트리지배출구(A442)와 바디유입구(A141)는 연통될 수 있다.
심지(A45)는 제2 챔버(AC2)에 설치될 수 있다. 심지(A45)는 제1 챔버(AC1)와 연결될 수 있다. 심지(A45)는 제1 챔버(AC1)로부터 액체를 공급받을 수 있다. 히터(A46)는 발열되어 심지(A45)를 가열할 수 있다. 히터(A46)는 제2 챔버(AC2)에 배치될 수 있다. 히터(A46)는 심지(A45)를 권선할 수 있다. 히터(A46)가 심지(A45)를 가열하면, 제2 챔버(AC2)에서, 심지(A45)의 주변에 에어로졸이 생성될 수 있다.
히터단자(A47)는 카트리지(A40)의 하부로 노출될 수 있다. 히터단자(A47)는 제2 컨테이너(A42)의 바닥에 형성될 수 있다. 히터단자(A47)는 히터(A46)와 전기적으로 연결될 수 있다. 카트리지(A40)가 어퍼바디(A2)에 결합되면, 히터단자(A47)는 제1 핀(A50)과 접촉되어, 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 핀(A50)은 안착부(A20)의 외측으로 돌출될 수 있다. 제1 핀(A50)은, 커넥터(A97)를 통해 로어바디(A1)의 내부에 설치된 배터리로부터 전력을 공급받아, 히터단자(A47) 및 히터(A46)에 제공할 수 있다. 히터(A46)는 전력을 공급받아 발열될 수 있다.
카트리지(A40) 외부의 공기는 카트리지유입구(A441)를 통해 카트리지(A40)의 내부로 유입될 수 있다. 공기는 카트리지유입구(A441), 카트리지유로(A443), 제2 챔버(AC2) 및 카트리지배출구(A442)를 순차적으로 유동할 수 있다. 카트리지(A40) 내부의 공기는 카트리지배출구(A442)를 통해 카트리지(A40)의 외부로 배출될 수 있다. 카트리지(A40)의 내부로 유입된 공기는, 제2 챔버(AC2)에서 생성된 에어로졸을 동반하여, 카트리지배출구(A442)를 통해 카트리지(A40)의 외부로 배출될 수 있다.
제1 핀(A50)은 바디(A3)의 내측에 배치되되, 바디(A3)의 외측으로 돌출될 수 있다. 바디(A3)는 안착부(A20)를 포함할 수 있다.
안착부(A20)는 외측함몰홈(A25)을 구비할 수 있다. 외측함몰홈(A25)은 안착부(A20)의 상부면(A21)이 하측으로 함몰되어 형성될 수 있다. 외측함몰홈(A25)은 카트리지영역(A24)의 하측에 위치될 수 있다. 안착부(A20)의 상부면(A21)은 바디(A3)의 외면이라 명명할 수 있다. 외측함몰홈(A25)은 바디(A3)의 외면에 형성될 수 있다.
외측함몰홈(A25)의 하부는, 바닥부(A251)로 덮히고, 측부는 둘레부(A252)로 덮일 수 있다. 외측함몰홈(A25)의 상측은 개방될 수 있다. 외측함몰홈(A25)의 일측부는 둘레부(A252)로 덮히지 않고 개방될 수 있다. 좌표계에 표시된 x 방향을 전방이라 정의하면, 외측함몰홈(A25)의 전방은 개방될 수 있다. 제1 핀(A50)의 상단은 외측함몰홈(A25)의 바닥부(A251)로부터 외측함몰홈(A25)을 향하여 상측으로 볼록하게 돌출되거나 노출될 수 있다.
카트리지(A40)의 바닥은, 안착부(A20) 및 외측함몰홈(A25)에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 카트리지(A40)가 어퍼바디(A2)에 결합되면, 카트리지(A40)의 바닥은 안착부(A20)에 안착되고, 제1 핀(A50)과 히터단자(A47)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
가이드부(A253)는 복수로 구비될 수 있다. 가이드부(A253)는 전방으로부터 후방으로 길게 연장될 수 있다. 가이드부(A253)는 전방으로부터 후방으로 향할수록 점차 높아지도록 경사지게 형성될 수 있다. 복수의 가이드부(A253) 각각은, 복수의 제1 핀(A50) 각각의 전방에 배치될 수 있다. 제1 핀(A50)에 인접한 가이드부(A253)의 후단의 높이는, 제1 핀(A50)의 높이와 동일하거나 유사할 수 있다.
이에 따라, 카트리지(A40)가 어퍼바디(A2)에 결합될 때, 가이드부(A253)는, 제1 핀(A50)과 히터단자(A47)이 접촉되도록 카트리지(A40)의 배치를 안내할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 스틱을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 스틱(S)은 담배 로드(S21) 및 필터 로드(S22)를 포함한다.
도 7에는 필터 로드(S22)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(S22)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(S22)는 에어로졸을 냉각하는 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(S22)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.
스틱(SS)의 직경은 5mm 내지 9mm의 범위 이내이고, 길이는 약 48mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 담배 로드(S21)의 길이는 약 12mm, 필터 로드(S22)의 제1 세그먼트의 길이는 약 10mm, 필터 로드(S22)의 제2 세그먼트의 길이는 약 14mm, 필터 로드(S22)의 제3 세그먼트의 길이는 약 12mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
스틱(S)은 적어도 하나의 래퍼(S24)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(S24)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 스틱(S)은 하나의 래퍼(S24)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 스틱(S)은 2 이상의 래퍼(S24)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(S241)에 의하여 담배 로드(S21)가 포장되고, 래퍼들(S242, S243, S244)에 의하여 필터 로드(S22)가 포장될 수 있다. 그리고, 단일 래퍼(S245)에 의하여 스틱(S) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 필터 로드(S22)가 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 래퍼들(S242, S243, S244)에 의하여 포장될 수 있다.
제1 래퍼(S241) 및 제2 래퍼(S242)는 일반적인 필터 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(S241) 및 제2 래퍼(S242)는 다공질 권지 또는 무다공질 권지일 수 있다. 또한, 제1 래퍼(S241) 및 제2 래퍼(S242)는 내유성을 갖는 종이류 및/또는 알루미늄 합지 포장제로 제작될 수 있다.
제3 래퍼(S243)는 하드 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제3 래퍼(S243)의 평량은 88g/m2~96g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 90g/m2~94g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 또한, 제3 래퍼(S243)의 두께는 120um~130um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 125um일 수 있다.
제4 래퍼(S244)는 내유성 하드 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제4 래퍼(S244)의 평량은 88g/m2~96g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 90g/m2~94g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 또한, 제4 래퍼(S244)의 두께는 120um~130um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 125um일 수 있다.
제5 래퍼(S245)는 멸균지(MFW)로 제작될 수 있다. 여기에서, 멸균지(MFW)는 인장 강도, 내수도, 평활도 등이 일반 종이보다 증진되도록 특수하게 제조된 종이를 의미한다. 예를 들어, 제5 래퍼(S245)의 평량은 57g/m2~63g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 60g/m2일 수 있다. 또한, 제5 래퍼(S245)의 두께는 64um~70um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 67um일 수 있다.
제5 래퍼(S245)는 소정의 물질이 내첨될 수 있다. 여기에서, 소정의 물질의 예로서는 실리콘이 해당될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 실리콘은 온도에 따른 변화가 적은 내열성, 산화되지 않는 내산화성, 각종 약품에 대한 저항성, 물에 대한 발수성, 또는 전기 절연성 등의 특성을 갖는다. 다만, 실리콘이 아니더라도, 상술한 특성들을 갖는 물질이라면 제한 없이 제5 래퍼(S245)에 도포(또는, 코팅)될 수 있다.
제5 래퍼(S245)는 스틱(S)이 연소되는 현상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(S210)가 히터(18)에 의하여 가열되면, 스틱(S)이 연소될 가능성이 있다. 구체적으로, 담배 로드(S310)에 포함된 물질들 중 어느 하나의 발화점 이상으로 온도가 상승될 경우, 스틱(S)이 연소될 수 있다. 이러한 경우에도, 제5 래퍼(S245)는 불연성 물질을 포함하므로, 스틱(S)이 연소되는 현상이 방지될 수 있다.
또한, 제5 래퍼(S245)는 스틱(S)에서 생성되는 물질들에 의하여 홀더(미도시)가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 사용자의 퍼프에 의하여, 스틱(S) 내에서 액체 물질들이 생성될 수 있다. 예를 들어, 스틱(S)에서 생성된 에어로졸이 외부 공기에 의하여 냉각됨으로써, 액체 물질들(예를 들어, 수분 등)이 생성될 수 있다. 제5 래퍼(S245)가 스틱(S)을 포장함에 따라, 스틱(S) 내에서 생성된 액체 물질들이 스틱(S)의 외부로 새어 나가는 것이 방지될 수 있다.
담배 로드(S21)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(S21)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(S21)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(S21)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(S21)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(S21)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(S21)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(S21)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(S21)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(S21)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(S21)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 담배 로드(S21)는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.
필터 로드(S22)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(S22)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(S22)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(S22)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(S22)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
필터 로드(S22)의 제1 세그먼트는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 제1 세그먼트에 의하여 히터(18)가 삽입되는 경우에 담배 로드(S210)의 내부 물질이 뒤로 밀리는 현상을 방지할 수도 있고, 에어로졸의 냉각 효과도 발생될 수 있다. 제1 세그먼트에 포함된 중공의 직경은 2mm 내지 4.5mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 세그먼트의 길이는 4mm 내지 30mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 제1 세그먼트의 길이는 10mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 세그먼트의 제조 시에 가소제의 함량을 조절함으로써 제1 세그먼트의 경도가 조정될 수 있다. 또한, 제1 세그먼트는 내부(예를 들어, 중공)에 동일 혹은 이형의 재질의 필름, 튜브 등의 구조물을 삽입하여 제조될 수 있다.
필터 로드(S22)의 제2 세그먼트는 히터(18)가 담배 로드(S21)를 가열함으로써 생성된 에어로졸을 냉각시킨다. 따라서, 사용자는 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 흡입할 수 있다.
제2 세그먼트의 길이 또는 직경은 스틱(S)의 형태에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 제2 세그먼트의 길이는 7mm 내지 20mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 바람직하게는, 제2 세그먼트의 길이는 약 14mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 세그먼트는 폴리머 섬유를 직조하여 제작될 수 있다. 이 경우, 폴리머로 제조된 섬유에 가향액을 도포할 수도 있다. 또는, 가향액이 도포된 별도의 섬유와 폴리머로 제조된 섬유를 함께 직조하여 제2 세그먼트를 제작할 수도 있다. 또는, 제2 세그먼트는 권축된 폴리머 시트에 의하여 형성될 수 있다.
예를 들어, 폴리머는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리젖산(PLA), 셀룰로오스 아세테이트(CA) 및 알루미늄 호일으로 이루어진 군으로부터 선택된 재료로 제작될 수 있다.
제2 세그먼트가 직조된 폴리머 섬유 또는 권축된 폴리머 시트에 의하여 형성됨에 따라, 제2 세그먼트는 종 방향으로 연장되는 단수 또는 복수의 채널들을 포함할 수 있다. 여기에서, 채널은 기체(예를 들어, 공기 또는 에어로졸)가 통과하는 통로를 의미한다.
예를 들어, 권축된 폴리머 시트로 이루어진 제2 세그먼트는 약 5μm와 약 300μm 사이, 예를 들어 약 10μm와 약 250μm 사이의 두께를 가지는 재료로부터 형성될 수 있다. 또한, 제2 세그먼트의 전 표면적은 약 300mm2/mm와 약 1000mm2/mm 사이가 될 수 있다. 또한, 에어로졸 냉각 요소는 비표면적이 약 10mm2/mg와 약 100mm2/mg 사이의 재료로부터 형성될 수 있다.
한편, 제2 세그먼트에는 휘발성 향미 성분을 함유하는 스레드(thread)가 포함될 수 있다. 여기에서, 휘발성 향미 성분은 멘톨일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 스레드에는, 1.5mg 이상의 멘톨을 제2 세그먼트에 제공하기 위해서, 충분한 양의 멘톨이 충진될 수 있다.
필터 로드(S22)의 제3 세그먼트는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 제3 세그먼트의 길이는 4mm 내지 20mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 예를 들어, 제3 세그먼트의 길이는 약 12mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제3 세그먼트를 제작하는 과정에서, 제3 세그먼트에 가향액을 분사함으로써 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 또는, 가향액이 도포된 별도의 섬유를 제3 세그먼트의 내부에 삽입할 수도 있다. 담배 로드(S21)에서 생성된 에어로졸은 필터 로드(S22)의 제2 세그먼트를 통과함에 따라 냉각되고, 냉각된 에어로졸이 제3 세그먼트를 통하여 사용자에게 전달된다. 따라서, 제3 세그먼트에 가향 요소가 첨가되는 경우, 사용자에게 전달되는 향미의 지속성이 증진되는 효과가 발생될 수 있다.
또한, 필터 로드(S22)에는 적어도 하나의 캡슐(S23)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(S23)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(S23)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(S23)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
에어로졸 생성장치(1)는 전원(11), 제어부(12), 센서(13), 출력부(14), 입력부(15), 통신부(16), 메모리(17), 적어도 하나의 히터(18, 24), 보호 회로(30), 및 부하 스위치(31)를 포함할 수 있다. 다만, 에어로졸 생성장치(1)의 내부 구조는 도 8에 도시된 것에 제한되지 않는다. 즉, 에어로졸 생성장치(1)의 설계에 따라, 도 8에 도시된 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
센서(13)는 에어로졸 생성장치(1)의 상태 또는 에어로졸 생성장치(1) 주변의 상태를 감지하고, 감지된 정보를 제어부(12)에 전달할 수 있다. 제어부(12)는 상기 감지된 정보에 기초하여, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 동작 제어, 흡연의 제한, 스틱(S) 및/또는 카트리지(19)의 삽입 여부 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성장치(1)를 제어할 수 있다.
센서(13)는 온도 센서(131), 퍼프 센서(132), 삽입감지센서(133), 재사용 감지 센서(134), 카트리지 감지 센서(135), 캡 감지 센서(136), 움직임 감지 센서(137) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
온도 센서(131)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성장치(1)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도를 감지하는 별도의 온도 센서를 포함하거나, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18) 자체가 온도 센서의 역할을 수행할 수 있다.
온도 센서(131)는, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도에 대응하는 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(131)는, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도 변화에 대응하여 저항 값이 변하는 저항소자를 포함할 수 있다. 온도에 따라 저항이 변하는 성질을 이용한 소자인 서미스터(thermistor) 등에 의하여 구현될 수 있다. 이때, 온도 센서(131)는, 저항소자의 저항 값에 대응하는 신호를, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도에 대응하는 신호로 출력할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(131)는, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 저항 값을 검출하는 센서로 구성될 수 있다. 이때, 온도 센서(131)는, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 저항 값에 대응하는 신호를, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도에 대응하는 신호로 출력할 수 있다.
온도 센서(131)는 전원(11)의 온도를 모니터링하도록 전원(11)의 주위에 배치될 수 있다. 온도 센서(131)는, 전원(11)에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(131)는, 전원(11)인 배터리의 일면에 부착될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(131)는, 인쇄회로기판의 일면에 실장될 수 있다.
온도 센서(131)는 바디(10)의 내부에 배치되어 바디(10)의 내부 온도를 감지할 수 있다.
퍼프 센서(132) 는 기류 패스의 다양한 물리적 변화에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 퍼프 센서(926)는 온도 변화, 유량(flow) 변화, 전압 변화 및 압력 변화 중 어느 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 퍼프 센서(132)는, 퍼프에 대응하는 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 센서(132)는 압력센서일 수 있다. 퍼프 센서(132)는, 에어로졸 생성장치의 내부 압력에 대응하는 신호를 출력할 수 있다. 여기서, 에어로졸 생성장치(1)의 내부 압력은, 기체가 유동하는 기류 패스의 압력에 대응할 수 있다. 퍼프 센서(132)는, 에어로졸 생성장치(1)에서 기체가 유동하는 기류 패스에 대응하여 배치될 수 있다.
삽입감지센서(133) 는 스틱(S)의 삽입 및/또는 제거를 감지할 수 있다. 삽입감지센서(133)는 스틱(S)이 삽입 및/또는 제거됨에 따른 신호 변화를 감지할 수 있다. 삽입감지센서(133)는 삽입공간의 주변에 설치될 수 있다. 삽입감지센서(133)는 삽입공간 내부의 유전율 변화에 따라 스틱(S)의 삽입 및/또는 제거를 감지할 수 있다. 예를 들어, 삽입감지센서(133)는 인덕티브 센서 및/또는 커패시턴스 센서일 수 있다.
인덕티브 센서는, 적어도 하나의 코일을 포함할 수 있다. 인덕티브 센서의 코일은, 삽입공간에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 전류가 흐르는 코일의 주변에서 자기장이 변화하는 경우, 패러데이의 전자기 유도 법칙(Faraday's law)에 따라, 코일에 흐르는 전류의 특성이 변할 수 있다. 여기서, 코일에 흐르는 전류의 특성은, 교류 전류의 주파수, 전류값, 전압값, 인덕턴스 값, 임피던스 값 등을 포함할 수 있다.
인덕티브 센서는, 코일에 흐르는 전류의 특성에 대응하는 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 인덕티브 센서는, 코일의 인덕턴스 값에 대응하는 신호를 출력할 수 있다.
커패시턴스 센서는, 도전체를 포함할 수 있다. 커패시턴스 센서의 도전체는, 삽입공간에 인접하게 배치될 수 있다. 커패시턴스 센서는, 주변의 전자기적 특성, 예컨대, 도전체 주변의 정전용량에 대응하는 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 금속 재질의 래퍼를 포함하는 스틱(S)이 삽입공간에 삽입되는 경우, 스틱(S)의 래퍼에 의해 도전체 주변의 전자기적 특성이 변할 수 있다.
재사용 감지 센서(134) 는 스틱(S)의 재사용 여부를 감지할 수 있다. 재사용 감지 센서(134)는 컬러 센서일 수 있다. 컬러 센서는 스틱(S)의 색상을 감지할 수 있다. 컬러 센서는 스틱(S)의 외부를 감싸는 래퍼의 일부의 색상을 감지할 수 있다. 컬러 센서는, 물체로부터 반사된 빛에 기초하여, 물체의 색상에 대응하는 광학적 특성에 대한 값을 검출할 수 있다. 예를 들어, 광학적 특성은, 빛의 파장일 수 있다. 컬러 센서는, 근접 센서와 하나의 구성으로 구현될 수도 있고, 근접 센서와 구분되는 별도의 구성으로 구현될 수도 있다.
스틱(S)을 구성하는 래퍼 중 적어도 일부는, 에어로졸에 의해 색상이 변할 수 있다. 재사용 감지 센서(134)는, 삽입공간에 스틱(S)이 삽입되는 경우에 있어서, 에어로졸에 의해 색상이 변하는 래퍼 중 적어도 일부가 배치되는 위치에 대응하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 사용자에 의해 스틱(S)이 사용되기 이전에는, 래퍼 중 적어도 일부의 색상이 제1 색상일 수 있다. 이때, 에어로졸 생성장치(1)에 의해 생성된 에어로졸이 스틱(S)을 통과하는 동안 래퍼 중 적어도 일부가 에어로졸에 의해 적셔짐에 따라, 래퍼 중 적어도 일부의 색상이 제2 색상으로 변경될 수 있다. 한편, 래퍼 중 적어도 일부의 색상은, 제1 색상에서 제2 색상으로 변경된 후 제2 색상으로 유지될 수 있다.
카트리지 감지 센서(135)는 카트리지(19)의 장착 및/또는 제거를 감지할 수 있다. 카트리지 감지 센서(135)는, 인덕턴스 기반의 센서, 정전 용량형 센서, 저항 센서, 홀 효과(hall effect)를 이용한 홀 센서(hall IC) 등에 의하여 구현될 수 있다.
캡 감지 센서(136)는 캡의 장착 및/또는 제거를 감지할 수 있다. 캡이 바디(10)로부터 분리되는 경우, 캡에 의해 덮여 있던 카트리지(19) 및 바디(10)의 일부가 외부에 노출될 수 있다. 캡 감지 센서(136)는 접촉 센서, 홀 센서(hall IC), 광학 센서 등에 의하여 구현될 수 있다.
움직임 감지 센서(137)는 에어로졸 생성장치의 움직임을 감지할 수 있다. 움직임 감지 센서(137)는 가속도 센서 및 자이로(gyro) 센서 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
센서(13)는 전술한 센서(131 내지 137) 외에, 습도 센서, 기압 센서, 지자기 센서(magnetic sensor), 위치 센서(GPS), 근접 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 각 센서들의 기능은 그 명칭으로부터 통상의 기술자가 직관적으로 추론할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략될 수 있다.
출력부(14)는 에어로졸 생성장치(1)의 상태에 대한 정보를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다. 출력부(14)는 디스플레이(141), 햅틱부(142) 및 음향 출력부(143) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 디스플레이(141)와 터치 패드가 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이(141)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다.
디스플레이(141) 는 에어로졸 생성장치(1)에 대한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성장치(1)에 대한 정보는 에어로졸 생성장치(1)의 전원(11)의 충/방전 상태, 히터(18)의 예열 상태, 스틱(S) 및/또는 카트리지(19)의 삽입/제거 상태, 캡의 장착/제거 상태, 또는 에어로졸 생성장치(1)의 사용이 제한되는 상태(예: 이상 물품 감지) 등의 다양한 정보를 의미할 수 있고, 디스플레이(141)는 상기 정보를 외부로 출력할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(141)는 LED 발광 소자 형태일 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(141)는 액정 디스플레이 패널(LCD), 유기 발광 디스플레이 패널(OLED) 등일 수 있다.
햅틱부(142) 는 전기적 신호를 기계적인 자극 또는 전기적인 자극으로 변환하여 에어로졸 생성장치(1)에 대한 정보를 사용자에게 촉각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 햅틱부(142)는 초기 전력이 설정 시간동안 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 공급된 경우, 초기 예열의 완료에 대응하는 진동을 발생시킬 수 있다. 햅틱부(142)는 진동 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
음향 출력부(143)는 에어로졸 생성장치(1)에 대한 정보를 사용자에게 청각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 음향 출력부(143)는 전기 신호를 음향 신호로 변환하여 외부로 출력할 수 있다.
전원(11)은 에어로졸 생성장치(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 전원(11)은 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 전원(11)은 에어로졸 생성장치(1) 내에 구비된 다른 구성들인 센서(13), 출력부(14), 입력부(15), 통신부(16) 및 메모리(17)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 전원(11)은 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. 예를 들어, 전원(11)은 리튬폴리머(LiPoly) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성장치(1)는 전원 보호 회로를 더 포함할 수 있다. 전원 보호 회로는 전원(11)과 전기적으로 연결되고 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
전원 보호 회로는 소정 조건에 따라 전원(11)에 대한 전로를 차단할 수 있다. 예를 들어, 전원 보호 회로는 전원(11)의 전압 레벨이 과충전에 대응하는 제1 전압 이상인 경우 전원(11)에 대한 전로를 차단할 수 있다. 예를 들어, 전원 보호 회로는 전원(11)의 전압 레벨이 과방전에 대응하는 제2 전압 미만인 경우 전원(11)에 대한 전로를 차단할 수 있다.
히터(18)는 전원(11)으로부터 전력을 공급받아 스틱(S) 내의 매질 또는 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있다. 도 1에 도시되지는 않았으나, 에어로졸 생성장치(1)는 전원(11)의 전력을 변환하여 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 공급하는 전력 변환 회로(예: DC/DC 컨버터)를 더 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성장치(1)가 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 경우, 에어로졸 생성장치(1)는 전원(11)의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 DC/AC 컨버터를 더 포함할 수 있다.
제어부(12), 센서(13), 출력부(14), 입력부(15), 통신부(16) 및 메모리(17)는 전원(11)으로부터 전력을 공급받아 기능을 수행할 수 있다. 도 1에 도시되지는 않았으나, 전원(11)의 전력을 변환하여 각각의 구성요소들에 공급하는 전력 변환 회로, 예를 들면 LDO(low dropout) 회로 또는 전압 레귤레이터 회로를 더 포함할 수 있다. 또한 도 1에 도시되지는 않았으나, 전원(11)과 히터(18) 사이에 노이즈 필터가 구비될 수 있다. 노이즈 필터는 저역 통과 필터(low pass filter)일 수 있다. 저역 통과 필터는 적어도 하나의 인덕터와 커패시터를 포함할 수 있다. 저역 통과 필터의 차단 주파수는 전원(11)에서 히터(18)로 인가되는 고주파 스위칭 전류의 주파수에 대응할 수 있다. 저역 통과 필터에 의해, 삽입감지센서(133) 등과 같은 센서(13)에 고주파 노이즈 성분이 인가되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시 예에서, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)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(18)는 금속 열선(wire), 전기 전도성 트랙(track)이 배치된 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
다른 실시 예에서, 히터(18)는 유도 가열 방식의 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(18)는 코일에 의해 인가된 자기장을 통해 발열하여, 에어로졸 생성 물질을 가열하는 서셉터를 포함할 수 있다.
입력부(15)는 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나, 사용자에게 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 입력부(15)는 터치 패널 일 수 있다. 터치 패널은, 터치를 감지하는 터치 센서를 적어도 하나 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 센서는, 정전용량 방식의 터치 센서(capacitive touch sensor), 저항막 방식의 터치 센서(resistive touch sensor), 초음파 방식의 터치 센서(surface acoustic wave touch sensor), 적외선 방식의 터치 센서(infrared touch sensor) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
디스플레이(141) 및 터치 패널은, 하나의 패널로 구현될 수 있다. 예를 들어, 터치 패널은, 디스플레이(141) 내에 삽입(on-cell type 또는 in-cell type)될 수 있다. 예를 들어, 터치 패널은, 디스플레이(141) 패널 상에 애드-온(add-on type)될 수 있다.
한편, 입력부(15)는 버튼, 키 패드, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
메모리(17)는 에어로졸 생성장치(1) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 제어부(12)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(17)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(17)는 에어로졸 생성장치(1)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(16)는 다른 전자 장치와의 통신을 위한 적어도 하나의 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(16)는 근거리 통신부 및 무선 통신부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
근거리 통신부 (short-range wireless communication unit)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 통신부는 셀룰러 네트워크 통신부, 인터넷 통신부, 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN) 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 1에 도시되지는 않았으나, 에어로졸 생성장치(1)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, 전원(11)을 충전할 수 있다.
제어부(12)는 에어로졸 생성장치(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 제어부(12)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 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
제어부(12)는 전원(11)의 전력을 히터(18)에 공급하는 것을 제어함으로써 히터(18)의 온도를 제어할 수 있다. 제어부(12)는, 온도센서(131)가 센싱한 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도에 기초하여, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도를 제어할 수 있다. 제어부(12)는, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도에 기초하여, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 공급되는 전력을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는, 메모리(17)에 저장된 온도 프로파일에 기초하여, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 대한 목표 온도를 결정할 수 있다.
에어로졸 생성장치(1)는 전원(11)과 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18) 사이에서 전원(11)과 전기적으로 연결되는 전력공급회로(미도시)를 포함할 수 있다. 전력공급회로는 카트리지 히터(24), 히터(18) 또는 유도코일(181)과 전기적으로 연결될 수 있다. 전력공급회로는 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 스위칭 소자는, 양극성 접합 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor, BJT), 전계 효과 트랜지스터(Field Effective Transistor, FET) 등에 의하여 구현될 수 있다. 제어부(12)는 전력공급회로를 제어할 수 있다.
제어부(12)는 전력공급회로의 스위칭 소자의 스위칭을 제어함으로써 전력 공급을 제어할 수 있다. 전력공급회로는 전원(11)에서 출력되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터일 수 있다. 예를 들어, 인버터는, 복수의 스위칭 소자를 포함하는 풀 브릿지(full-bridge) 회로 또는 하프 브릿지(half-bridge) 회로로 구성될 수 있다.
제어부(12)는, 전원(11)으로부터 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 전력이 공급되도록, 스위칭 소자를 턴-온시킬 수 있다. 제어부(12)는, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 대한 전력의 공급이 차단되도록, 스위칭 소자를 턴-오프시킬 수 있다. 제어부(12)는, 스위칭 소자에 입력되는 전류 펄스의 주파수 및/또는 듀티비를 조절하여, 전원(11)에서 공급되는 전류를 조절할 수 있다.
제어부(12)는 전력공급회로의 스위칭 소자의 스위칭을 제어함으로써 전원(11)에서 출력되는 전압을 제어할 수 있다. 전력변환회로는, 전원(11)에서 출력되는 전압을 변환할 수 있다. 예를 들어, 전력변환회로는, 전원(11)에서 출력되는 전압을 강압하는 벅 컨버터(Buck-converter)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력변환회로는, 벅-부스트 컨버터(Buck-boost converter), 제너 다이오드 등을 통해 구현될 수 있다. 전원(11)에서 히터(18, 24)로 공급되는 전력에 대한 상세한 내용은 도 9를 참조하여 후술한다.
제어부(12)는, 전력변환회로에 포함된 스위칭 소자의 온/오프 동작을 제어하여 전력변환회로에서 출력되는 전압의 레벨을 조절할 수 있다. 스위칭 소자의 온(on) 상태가 지속되는 경우, 전력변환회로에서 출력되는 전압의 레벨은, 전원(11)에서 출력되는 전압의 레벨에 해당할 수 있다. 스위칭 소자의 온/오프 동작에 대한 듀티비는, 전원(11)에서 출력되는 전압에 대한 전력변환회로에서 출력되는 전압의 비에 대응할 수 있다. 스위칭 소자의 온/오프 동작에 대한 듀티비가 감소할수록, 전력변환회로에서 출력되는 전압의 레벨이 감소할 수 있다. 히터(18)는, 전력변환회로에서 출력되는 전압에 기초하여 가열될 수 있다.
제어부(12)는, 펄스폭 변조(pulse width modulation, PWM) 방식 및 비례-적분-미분(Proportional-Integral-Differential, PID) 방식 중 적어도 하나의 방식을 이용하여, 히터(18)에 전력이 공급되도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(12)는, PWM 방식을 이용하여, 소정 주파수 및 듀티비를 가지는 전류 펄스가 히터(18)에 공급되도록 제어할 수 있다. 제어부(12)는, 전류 펄스의 주파수 및 듀티비를 조절하여, 히터(18)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(12)는, 온도 프로파일에 기초하여, 제어의 목표가 되는 목표 온도를 결정할 수 있다. 제어부(12)는, 히터(18)의 온도와 목표 온도의 차이 값, 차이 값을 시간의 흐름에 따라 적분한 값 및 차이 값을 시간의 흐름에 따라 미분한 값을 통한 피드백 제어 방식인 PID 방식을 이용하여, 히터(18)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 제어부(12)가 히터(18, 24)에 공급되는 전력을 제어하는 좀 더 구체적인 설명은 도 9를 참조하여 후술한다.
제어부(12)는, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)가 과열되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도가 기 설정된 제한 온도를 초과하는 것에 기초하여, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 대한 전력의 공급이 중단되도록 전력변환회로의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도가 기 설정된 제한 온도를 초과하는 것에 기초하여, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 공급되는 전력량을 일정 비율만큼 줄일 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 카트리지 히터(24)의 온도가 제한 온도를 초과하는 것에 기초하여 카트리지(19)에 수용된 에어로졸 생성 물질이 소진된 것으로 판단할 수 있고, 카트리지 히터(24)에 대한 전력 공급을 차단할 수 있다.
제어부(12)는, 전원(11)의 충방전을 제어할 수 있다. 제어부(12)는, 온도센서(131)의 출력 신호에 기초하여 전원(11)의 온도를 확인할 수 있다.
에어로졸 생성장치(1)의 배터리단자에 전력선이 연결되는 경우, 제어부(12)는, 전원(11)의 온도가 전원(11)의 충전을 차단하는 기준인 제1 제한 온도 이상인지 여부를 확인할 수 있다. 제어부(12)는, 전원(11)의 온도가 제1 제한 온도 미만인 경우 기 설정된 충전 전류에 기초하여, 전원(11)이 충전되도록 제어할 수 있다. 제어부(12)는, 전원(11)의 온도가 제1 제한 온도 이상인 경우, 전원(11)의 충전을 차단할 수 있다.
에어로졸 생성장치(1)의 전원이 온(on)된 상태에서, 제어부(12)는, 전원(11)의 온도가 전원(11)의 방전을 차단하는 기준인 제2 제한 온도 이상인지 여부를 확인할 수 있다. 제어부(12)는, 전원(11)의 온도가 제2 제한 온도 미만인 경우 전원(11)에 저장된 전력을 사용하도록 제어할 수 있다. 제어부(12)는, 전원(11)의 온도가 제2 제한 온도 이상인 경우, 전원(11)에 저장된 전력의 사용을 중단할 수 있다.
제어부(12)는 전원(11)에 저장된 전력에 대한 잔여 용량을 산출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는, 전원(11)의 전압 및/또는 전류 센싱 값에 기초하여, 전원(11)의 잔여 용량을 산출할 수 있다.
제어부(12)는 삽입감지센서(133)를 통해, 삽입공간에 스틱(S)이 삽입되는지 여부를 판단할 수 있다. 제어부(12)는, 삽입감지센서(133)의 출력 신호에 기초하여, 스틱(S)이 삽입된 것을 판단할 수 있다. 삽입공간에 스틱(S)이 삽입된 것으로 판단한 경우, 제어부(12)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 전력을 공급하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 메모리(17)에 저장된 온도 프로파일에 기초하여, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 전력을 공급할 수 있다.
제어부(12)는, 삽입공간에서 스틱(S)이 제거되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 삽입감지 센서(133)를 통해 삽입공간에서 스틱(S)이 제거되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 히터(18)의 온도가 제한 온도 이상인 경우 또는 히터(18)의 온도 변화 기울기가 설정 기울기 이상인 경우, 삽입공간에서 스틱(S)이 제거된 것으로 판단할 수 있다. 삽입공간에서 스틱(S)이 제거된 것으로 판단한 경우, 제어부(12)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 대한 전력의 공급을 차단할 수 있다.
제어부(12)는 센서(13)에 의해 감지된 스틱(S)의 상태에 따라 히터(18)에 대한 전력 공급 시간 및/또는 전력 공급량을 제어할 수 있다. 제어부(12)는 룩-업 테이블(lookup table)에 기초하여, 커패시턴스 센서의 신호의 레벨이 포함되는 레벨 범위를 확인할 수 있다. 제어부(12)는, 확인된 레벨 범위에 따라, 스틱(S)에 대한 수분량을 판단할 수 있다.
스틱(S)이 과습 상태인 경우에, 제어부(12)는 히터(18)에 대한 전력 공급 시간을 제어하여, 일반적인 상태인 경우보다 스틱(S)의 예열 시간을 증가시킬 수 있다.
제어부(12)는 재사용 감지 센서(134)를 통해, 삽입공간에 삽입된 스틱(S)의 재사용 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는, 재사용 감지 센서의 신호의 센싱 값을 제1 색상이 포함되는 제1 기준 범위와 비교하고, 센싱 값이 제1 기준 범위에 포함되는 경우, 스틱(S)이 사용되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는, 재사용 감지 센서의 신호의 센싱 값을 제2 색상이 포함되는 제2 기준 범위와 비교하고, 센싱 값이 제2 기준 범위에 포함되는 경우, 스틱(S)이 사용된 것으로 판단할 수 있다. 스틱(S)이 사용된 것으로 판단되는 경우, 제어부(12)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 대한 전력의 공급을 차단할 수 있다.
제어부(12)는, 카트리지 감지 센서(135)를 통해, 카트리지(19)의 결합 및/또는 제거 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는, 카트리지 감지 센서의 신호의 센싱 값에 기초하여, 카트리지(19)의 결합 및 또는 제거 여부를 판단할 수 있다.
제어부(12)는 카트리지(19)의 에어로졸 생성 물질의 소진 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 전력을 인가하여 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)를 예열하고, 예열 구간에서 카트리지 히터(24)의 온도가 제한 온도를 초과하는지를 판단하여, 카트리지 히터(24)의 온도가 제한 온도를 초과하는 경우 카트리지(19)의 에어로졸 생성 물질이 소진된 것으로 판단할 수 있다. 카트리지(19)의 에어로졸 생성 물질이 소진된 것으로 판단한 경우, 제어부(12)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 대한 전력의 공급을 차단할 수 있다.
제어부(12)는, 카트리지(19)의 사용 가능 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 메모리(17)에 저장된 데이터에 기초하여 현재 퍼프 횟수가 카트리지(19)에 설정된 최대 퍼프 횟수 이상인 경우, 카트리지(19)의 사용이 불가한 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 카트리지 히터(24)가 가열된 총 시간이 기 설정된 최대 시간 이상이거나 카트리지 히터(24)에 공급된 총 전력량이 기 설정된 최대 전력량 이상인 경우, 카트리지(19)에 대한 사용이 불가한 것으로 판단할 수 있다.
제어부(12)는, 퍼프 센서(132)를 통해, 사용자의 흡입에 관한 판단을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는, 퍼프 센서의 신호의 센싱 값에 기초하여, 퍼프의 발생 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 퍼프 센서(132)의 신호의 센싱 값에 기초하여, 퍼프의 세기를 판단할 수 있다. 퍼프 횟수가 기 설정된 최대 퍼프 횟수에 도달한 경우 또는 기 설정된 시간 이상 퍼프가 감지되지 않은 경우, 제어부(12)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 대한 전력의 공급을 차단할 수 있다.
제어부(12)는, 캡 감지 센서(136)를 통해, 캡의 결합 및/또는 제거 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는, 캡 감지 센서의 신호의 센싱 값에 기초하여, 캡의 결합 및 또는 제거 여부를 판단할 수 있다.
제어부(12)는 센서(13)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 출력부(14)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 센서(132)를 통해 카운트된 퍼프 횟수가 기 설정된 횟수에 도달하면, 제어부(12)는 디스플레이(141), 햅틱부(142) 및 음향 출력부(143) 중 적어도 하나를 통해 사용자에게 에어로졸 생성장치(1)가 곧 종료될 것을 예고할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 삽입공간에 스틱(S)이 존재하지 않는다는 판단에 기초하여 출력부(14)를 통해 사용자에게 알릴 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 카트리지(19) 및/또는 캡이 장착되지 않는다는 판단에 기초하여 출력부(14)를 통해 사용자에게 알릴 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도에 대한 정보를 출력부(14)를 통해 사용자에게 전달할 수 있다.
제어부(12)는, 소정의 이벤트 발생에 기초하여 메모리(17)에 발생된 이벤트에 대한 이력을 저장하고 업데이트할 수 있다. 이벤트는 에어로졸 생성장치(1)에서 수행되는, 스틱(S)의 삽입 감지, 스틱(S)의 가열 개시, 퍼프 감지, 퍼프 종료, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 과열 감지, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 대한 과전압 인가 감지, 스틱(S)의 가열 종료, 에어로졸 생성장치(1)의 전원 온/오프(on/off) 등의 동작, 전원(11)에 대한 충전 개시, 전원(11)의 과충전 감지, 전원(11)에 대한 충전 종료 등을 포함할 수 있다. 이벤트에 대한 이력은 이벤트가 발생한 일시, 이벤트에 대응하는 로그 데이터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 소정의 이벤트가 스틱(S)의 삽입 감지인 경우, 이벤트에 대응하는 로그 데이터는, 삽입감지센서(133)의 센싱 값 등에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 소정의 이벤트가 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 과열 감지인 경우, 이벤트에 대응하는 로그 데이터는, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 인가된 전압, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 흐르는 전류 등에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
제어부(12)는, 사용자의 이동 단말기와 같은 외부 장치와 통신 링크를 형성하도록 제어할 수 있다. 통신 링크를 통해 외부 장치로부터 인증에 관한 데이터를 수신하면, 제어부(12)는 에어로졸 생성장치(1)의 적어도 하나의 기능의 사용에 대한 제한을 해제할 수 있다. 여기서, 인증에 관한 데이터는, 외부 장치에 대응하는 사용자에 대한 사용자 인증의 완료를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 사용자는, 외부 장치를 통해 사용자 인증을 수행할 수 있다. 외부 장치는 사용자의 생일, 사용자를 나타내는 고유 번호 등에 기초하여 사용자 데이터가 유효한지를 판단하고, 외부 서버로부터 에어로졸 생성장치(1)의 사용 권한에 대한 데이터를 수신할 수 있다. 외부 장치는 사용 권한에 대한 데이터에 기초하여, 에어로졸 생성장치(1)로 사용자 인증의 완료를 나타내는 데이터를 전송할 수 있다. 사용자 인증이 완료된 경우, 제어부(12)는, 에어로졸 생성장치(1)의 적어도 하나의 기능의 사용에 대한 제한을 해제할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는, 사용자 인증이 완료된 경우, 히터(18)에 전력을 공급하는 가열 기능의 사용에 대한 제한을 해제할 수 있다.
제어부(12)는, 외부 장치와 형성된 통신 링크를 통해 외부 장치로 에어로졸 생성장치(1)의 상태에 대한 데이터를 전송할 수 있다. 외부 장치는 수신된 상태 데이터에 기초하여, 외부 장치의 디스플레이를 통해 에어로졸 생성장치(1)의 전원(11)의 잔여용량, 동작 모드 등을 출력할 수 있다.
외부 장치는 에어로졸 생성장치(1)의 위치 검색을 개시하는 입력에 기초하여, 에어로졸 생성장치(1)로 위치 검색 요청을 전송할 수 있다. 외부 장치로부터 위치 검색 요청을 수신하는 경우, 제어부(12)는 수신된 위치 검색 요청에 기초하여, 출력장치 중 적어도 하나가 위치 검색에 대응하는 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 위치 검색 요청에 대응하여 햅틱부(142)가 진동을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 위치 검색 요청에 대응하여 디스플레이(141)가 위치 검색 및 검색 종료에 대응하는 오브젝트를 출력할 수 있다.
제어부(12)는, 외부 장치로부터 펌웨어 데이터를 수신하면, 펌웨어 업데이트를 수행하도록 제어할 수 있다. 외부 장치는 에어로졸 생성장치(1)의 펌웨어의 현재 버전을 확인하고, 펌웨어의 새로운 버전이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 외부 장치는 펌웨어 다운로드를 요청하는 입력이 수신되는 경우, 새로운 버전의 펌웨어 데이터를 수신하고, 새로운 버전의 펌웨어 데이터를 에어로졸 생성장치(1)로 전송할 수 있다. 제어부(12)는 새로운 버전의 펌웨어 데이터를 수신함에 따라, 에어로졸 생성장치(1)의 펌웨어 업데이트가 수행되도록 제어할 수 있다.
제어부(12)는, 통신부(16)를 통해 적어도 하나의 센서(13)의 센싱 값에 대한 데이터를 외부 서버(미도시)에 전송하고, 서버로부터 딥 러닝(deep learning) 등 머신 러닝(machine learning)을 통해 센싱 값을 학습하여 생성된 학습 모델을 수신 및 저장할 수 있다. 제어부(12)는, 서버로부터 수신된 학습 모델을 사용하여, 사용자의 흡입 패턴을 판단하는 동작, 온도 프로파일을 생성하는 동작 등을 수행할 수 있다. 제어부(12)는, 메모리(17)에 적어도 하나의 센서(13)의 센싱 값 데이터 및 인공신경망(ANN)을 학습하기 위한 데이터 등을 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(17)는, 인공신경망(ANN)을 학습하기 위한, 에어로졸 생성장치(1)에 구비된 각 구성에 대한 데이터베이스, 인공신경망(ANN) 구조를 이루는 웨이트(weight), 바이어스(bias)들을 저장할 수 있다. 제어부(12)는, 메모리(17)에 저장된, 적어도 하나의 센서(13)의 센싱 값에 대한 데이터, 사용자의 흡입 패턴, 온도 프로파일 등을 학습하여, 사용자의 흡입 패턴의 판단, 온도 프로파일의 생성 등에 사용되는 학습 모델을 적어도 하나 생성할 수 있다.
부하 스위치(31)는 전원(11)으로부터 전력을 수신하여 히터(18, 24)에 공급할 수 있다. 보호 회로(30)는 부하 스위치(31)의 전기 신호를 모니터링 하고, 모니터링 결과에 기초하여 부하 스위치(31)를 제어할 수 있다. 보호 회로(30)는 제어부(12)로부터 제어 신호를 수신할 수 있다. 보호 회로(30)는 제어부(12)로부터 히터(18, 24)에 공급되는 전력의 듀티 비를 수신할 수 있다. 부하 스위치(31) 및 보호 회로(30)에 대한 구체적인 설명은 도 9를 참조하여 후술한다.
도 9는 일 실시예에 따른 보호 회로의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 전원(911), 컨버터(920), 제어부(912), 적어도 하나의 부하 스위치(931), 보호 회로(930), 적어도 하나의 히터(940), 및 듀티 비 제어 스위치(950)를 포함한다. 본 개시의 실시예가 도 9의 구성으로 한정되는 것은 아니고, 일부 구성이 생략되거나, 도 8의 일부 구성이 추가되거나, 도 8의 구성과 조합될 수 있다.
전원(911)은 에어로졸 생성 장치(1)가 동작하는데 필요한 전력을 공급한다.
전원(911)은 제어부(912), 보호 회로(930) 및 부하 스위치(931)에 전력을 공급할 수 있다. 도 9에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 전원(911)로부터 전력을 공급받을 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
제어부(912)는 에어로졸 생성 장치의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
제어부(912)는 히터(940)에 공급되는 전력량을 조절할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(912)는 PID(Proportional Integral Derivation) 제어 방식을 이용하여 히터(940)에 공급되는 전력의 듀티 비(duty ratio)를 조절할 수 있다. PID 제어 방식은 비례제어(P제어), 적분제어(I제어) 및 미분제어(D제어)를 조합하한 제어 방식이다.
P제어는 목표값과의 차이에 상수인 이득(gain)을 곱하여 피드백하는 제어방식이다. P제어는 목표값을 중심으로 편차만큼 출렁이는 형태로 제어된다. P제어를 이용하여 이득을 곱하는 방식으로 제어동작을 수행하면, 빠르게 목표값에 근접할 수 있다. 다만, 2차 이상의 시스템과 같이 P제어만으로는 목표값을 적절히 추종할 수 없는 경우에는 I제어 및/또는 D제어 방법을 추가할 수 있다.
I제어는 오차를 적분하여 피드백하는 제어방식이다. 즉, I제어는 오차를 누적하고 다음 회차에 반영하는 제어방식이다. P제어에서는 크게 출렁이는 형태의 값이 PI제어를 수행하면 점진적으로 오버슈트(overshoot)가 감소하며 목표값을 추종할 수 있다. 한편, PI제어만 수행하면, 산술적으로 미세하게 출렁이는 값이 잔류 편차로서 존재하게 되고, 잔류 편차에 의해 측정값이 상당 시간 동안 진동할 수 있다.
D제어는 오차를 미분하여 제어시스템에 피드백하는 제어방식이다. PI제어에 D제어를 추가하면, 비례되고 적분된 그래프 형태에서 미분을 적용하는 것으로, 잔류 편차를 소거함으로써, 진동하던 시스템이 적절한 시간 내에 오차 없이 목표값을 추종하도록 제어할 수 있다.
다른 실시예에서, 제어부(912)는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 이용하여 히터(940)에 공급되는 전력의 듀티 비(duty ratio)를 조절할 수 있다. 제어부(912)는 기설정된 듀티 비에 기초하여 히터(940)에 전력을 공급할 수 있다. 제어부(912)는 듀티 비 제어신호를 듀티 비 제어 스위치(950)에 전송할 수 있다. 이때, 제어부(912)는 듀티 비 제어신호를 보호 회로(930)에도 전송할 수 있다.
보호 회로(930)는 부하 스위치의 전기 신호를 모니터링 하고, 모니터링 결과에 기초하여 부하 스위치(931)를 제어함으로써, 부하 스위치(931)의 이상 동작을 방지할 수 있다. 도 8 내지 도 9에서 보호 회로(930)와 제어부(912)는 별개의 구성으로 도시되어 있지만, 설명의 편의를 위한 예시일 뿐, 보호 회로(930)와 제어부(912)는 하나의 집적회로(IC)에 구현될 수도 있다. 일 실시예에서 보호 회로(930)는 제어부(912)와 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있으며, 보호 회로(930)는 FPGA(Field Programmable Gate Array)로 구현될 수 있다.
부하 스위치(931)는 전원(911)으로부터 전력을 수신할 수 있다. 부하 스위치(931)는 보호 회로(930)로부터 인에이블 신호를 수신할 수 있다. 부하 스위치(931)는 전원(911)으로부터 수신한 전력을 히터(940)에 전달할 수 있다. 부하 스위치(931)는 전원(911)과 전기적으로 연결된 제1 단자(9311), 히터와 전기적으로 연결된 제2 단자(9312), 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)의 전기적 연결을 온(on) / 오프(off)하는 인에이블 신호를 수신하는 제3 단자(9313)를 포함한다. 부하 스위치(931)는 제3 단자(9313)를 통해 제1 인에이블 신호를 수신하면, 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)의 전기적 연결을 오프(off)한다. 부하 스위치(931)는 제3 단자(9313)를 통해 제2 인에이블 신호를 수신하면, 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)의 전기적 연결을 온(on)한다. 부하 스위치(931)가 턴-온 되면 히터(940)에 전력이 공급되고, 부하 스위치(931)가 턴-오프되면 히터(940)에 전력 공급이 차단된다. 제1 인에이블 신호는 로직 low 값을 가지고, 제2 인에이블 신호는 로직 high 값을 가질 수 있다.
부하 스위치(931)는 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)를 통해서 전달할 수 있는 전력에 제한이 있을 수 있다. 구체적으로 부하 스위치(931)는 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)를 흐르는 전류 크기의 한계인 최대 전류 Imax가 있을 수 있다. 또한 부하 스위치(931)는 제1 단자(9311)에 인가되는 전압 크기의 한계인 최대 입력 전압 Vmax가 있을 수 있다. 부하 스위치(931)에 인가되는 전압 및 전류가 최대 전류 또는 최대 입력 전압을 초과할 경우 부하 스위치(931)를 구성하는 FET 등의 반도체 소자가 손상되어, 제1 내지 제2 인에이블 신호에 따른 정상적인 on/off 동작이 안될 수 있다. 부하 스위치(931)가 손상되어 정상적인 동작이 안 될 경우 히터(940)는 오동작하게 되고, 사용자의 흡연 만족감이 저하되고, 나아가 에어로졸 생성 장치(1)가 파손될 수 있다. 이에 부하 스위치(931)의 손상을 방지하기 위한 기술이 요구된다.
보호 회로(930)는 부하 스위치(931)의 전기 신호를 모니터링 할 수 있다. 보호 회로(930)는 부하 스위치(931)의 모니터링 결과에 기초하여 보호 회로(930)의 제3 단자(9313)에 인에이블 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에서 보호 회로(930)는 부하 스위치(931)의 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)를 흐르는 전류가 제1 임계값을 초과할 경우, 제1 인에이블 신호를 출력하여 부하 스위치(931)의 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)의 전기적 연결을 off할 수 있다. 제1 임계값은 전술한 최대 전류 Imax 보다 작은 값일 수 있다.
일 실시예에서 보호 회로(930)는 부하 스위치(931)의 제1 단자(9311)에 인가되는 전압이 제2 임계값을 초과할 경우, 제1 인에이블 신호를 출력하여 부하 스위치(931)의 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)의 전기적 연결을 off할 수 있다. 제2 임계값은 전술한 최대 입력 전압 Vmax 보다 작은 값일 수 있다.
일 실시예에서 보호 회로(930)는 히터(940)의 동작 지속 시간에 기초하여 히터(940)의 이상 동작을 방지할 수 있다. 구체적으로 보호 회로(930)는 부하 스위치(931)의 턴 온 지속시간이 제3 임계값을 초과할 경우 제1 인에이블 신호를 출력하여 부하 스위치(931)의 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)의 전기적 연결을 off할 수 있다. 제3 임계값은 4분 내지 5분일 수 있다. 에어로졸 생성 장치(1)는 삽입되는 스틱 내지 카트리지의 종류나 흡연 환경 등을 고려하여 히터(940)의 가열 동작 시간을 미리 설정할 수 있다. 부하 스위치(931)의 턴 온 지속시간이 미리 설정된 히터(940)의 가열 동작 시간을 초과한다는 것은 히터(940)의 가열 동작 시간 제어 알고리즘에 오류가 발생된 경우일 수 있다. 히터(940)의 가열 동작 시간 제어 알고리즘에 오류가 발생된 경우 에어로졸 생성 장치(1)의 손상 등이 발생될 수 있는데, 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(1)는 부하 스위치(931)의 턴 온 지속시간이 제3 임계값을 초과할 경우 부하 스위치(931)의 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)의 전기적 연결을 off함으로써, 에어로졸 생성 장치(1)의 손상 등을 방지할 수 있다.
다른 일 실시예에서 보호 회로(930)는 히터(940)에 공급되는 전력의 듀티 비에 기초하여 히터(940)의 이상 동작을 방지할 수 있다. 구체적으로 보호 회로(930)는 제어부(912)로부터 히터(940)에 공급되는 전력의 듀티 비를 수신하고, 듀티 비가 소정의 시간 동안 동일한 값으로 유지될 경우, 제1 인에이블 신호를 출력하여 부하 스위치(931)의 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)의 전기적 연결을 off할 수 있다. 예를 들어, 소정의 시간은 5초, 10초, 15초 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 히터(940)에 공급되는 전력의 듀티 비가 일정 시간 동안 동일한 값으로 유지된다는 것은 제어부(912)의 듀티 비 제어 알고리즘에 오류가 발생된 경우일 수 있다. 제어부(912)는 PID 제어 방식에 따라 히터(940)에 공급되는 전력을 조절하는데, 소정의 시간 동안 히터(940)에 동일한 듀티 비가 공급되는 경우, 사용자의 흡연 만족도 감소 내지 에어로졸 생성 장치(1)의 손상 등이 발생 될 수 있다.
제1 내지 제3 임계값, 및 소정의 시간은 메모리(예를 들면, 도 8의 메모리(17))에 미리 저장될 수 있다.
일 실시예에서 제어부(912)는 보호 회로(930)가 출력하는 제1, 제2 인에이블 신호를 수신할 수 있다. 제어부(912)는 보호 회로(930)가 제1 인에이블 신호를 출력할 경우 출력부(예를 들면 도 8의 출력부(14))를 통해 에어로졸 생성 장치가 일시 정지 상태임을 알릴 수 있다. 출력부는 시각, 촉각, 청각 중 적어도 어느 하나의 방법으로 에어로졸 생성 장치가 일시 정지 상태임을 알릴 수 있다.
일 실시예에서 제어부(912)는 삽입감지센서(예를 들면, 도 8의 삽입감지센서(133))를 통해 스틱의 재삽입을 감지할 수 있다. 제어부(912)는 삽입공간에 스틱의 재삽입이 감지되면 보호 회로(930)가 제2 인에이블 신호를 출력하도록 제어할 수 있다. 보호 회로(930)가 출력한 제2 인에이블 신호는 부하 스위치(931)의 제3 단자에 출력되어, 부하 스위치(931)의 제1 단자와 제2 단자의 전기적 연결을 on 시킨다. 그 결과 제어부(912)는 스틱의 재삽입이 감지되면 다시 히터(940)에 전력을 공급하여 에어로졸 생성 장치를 동작시킬 수 있게 된다. 제어부(912)는 보호 회로(930)가 제2 인에이블 신호를 출력할 경우 출력부(예를 들면 도 8의 출력부(14))를 통해 에어로졸 생성 장치가 가열 동작 상태임을 알릴 수 있다. 출력부는 시각, 촉각, 청각 중 적어도 어느 하나의 방법으로 에어로졸 생성 장치가 가열 동작 상태임을 알릴 수 있다.
컨버터(920)는 전원(911)으로부터 공급되는 전력을 부하 스위치(931)를 통해서 히터(940)로 공급할 수 있다. 컨버터(920)는 전원(911)에서 출력되는 전압의 레벨을 조절하여 히터(940)로 공급할 수 있다. 컨버터(920)는, 벅-부스트 컨버터(Buck-boost converter), 제너 다이오드 등을 통해 구현될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치를 제어하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 단계 1010에서 보호 회로(930)는 부하 스위치(931)의 전기 신호를 모니터링 한다.
일 실시예에서 보호 회로(930)는 부하 스위치(931)의 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)를 흐르는 전류를 측정하고, 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)를 흐르는 전류를 제1 임계값과 비교한다. 제1 임계값은 부하 스위치(931)의 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)를 흐르는 전류 크기의 최대 한계인 Imax보다 작은 값일 수 있다.
일 실시예에서 보호 회로(930)는 부하 스위치(931)의 제1 단자(9311)에 인가되는 전압을 측정하고, 제1 단자(9311)에 인가된 전압을 제2 임계값과 비교한다. 제2 임계값은 부하 스위치(931)의 제1 단자(9311)에 인가되는 전압 크기의 최대 한계인 Vmax보다 작은 값일 수 있다.
일 실시예에서 보호 회로(930)는 부하 스위치(931)의 턴 온 지속시간을 측정하고, 턴 온 지속시간을 제3 임계값과 비교한다. 제3 임계값은 4분 내지 5분일 수 있다.
단계 1020에서 보호 회로(930)는 부하 스위치(931)의 이상 동작을 방지한다. 구체 적으로 보호 회로(930)는 부하 스위치(931)의 모니터링 결과에 기초하여 보호 회로(930)의 제3 단자(9313)에 인에이블 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에서 보호 회로(930)는 부하 스위치(931)의 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)를 흐르는 전류가 제1 임계값을 초과할 경우, 제1 인에이블 신호를 출력하여 부하 스위치의 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)의 전기적 연결을 off할 수 있다.
일 실시예에서 보호 회로(930)는 부하 스위치의 제1 단자(9311)에 인가되는 전압이 제2 임계값을 초과할 경우, 제1 인에이블 신호를 출력하여 부하 스위치의 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)의 전기적 연결을 off할 수 있다.
일 실시예에서 보호 회로(930)는 부하 스위치(931)의 턴 온 지속시간이 제3 임계값을 초과할 경우, 제1 인에이블 신호를 출력하여 부하 스위치의 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)의 전기적 연결을 off할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 보호 회로(930)는 히터(940)에 공급되는 전력의 듀티 비에 기초하여 히터(940)의 이상 동작을 방지할 수 있다. 구체적으로 보호 회로(930)는 제어부(912)로부터 히터(940)에 공급되는 전력의 듀티 비를 수신할 수 있다. 보호 회로(930)는 듀티 비가 소정의 시간 동안 동일한 값으로 유지될 경우, 제1 인에이블 신호를 출력하여 부하 스위치의 제1 단자(9311) 및 제2 단자(9312)의 전기적 연결을 off할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 개시의 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 히터의 오작동을 방지할 수 있다.
앞에서 설명된 본 개시의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 개시의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.
예를 들어 특정 실시예 및/또는 도면에 설명된 A 구성과 다른 실시예 및/또는 도면에 설명된 B 구성이 결합될 수 있음을 의미한다. 즉, 구성 간의 결합에 대해 직접적으로 설명하지 않은 경우라고 하더라도 결합이 불가능하다고 설명한 경우를 제외하고는 결합이 가능함을 의미한다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (15)

  1. 에어로졸 생성 물질을 가열하는 적어도 하나의 히터;
    상기 적어도 하나의 히터에 전력을 공급하는 전원;
    상기 전원과 전기적으로 연결된 제1 단자, 상기 적어도 하나의 히터와 전기적으로 연결된 제2 단자, 및 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자의 전기적 연결을 온/오프하는 인에이블 신호를 수신하는 제3 단자를 포함하는 부하 스위치;
    상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어부; 및
    상기 부하 스위치의 전기 신호를 모니터링 하고, 상기 제3 단자에 인에이블 신호를 출력하는 보호 회로;를 포함하는,
    에어로졸 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호 회로는,
    상기 제1 단자 및 상기 제2 단자를 흐르는 전류가 제1 임계값을 초과할 경우, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자의 전기적 연결을 오프하는 제1 인에이블 신호를 출력하는,
    에어로졸 생성 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보호 회로는,
    상기 제1 단자에 인가되는 전압이 제2 임계값을 초과할 경우, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자의 전기적 연결을 오프하는 제1 인에이블 신호를 출력하는,
    에어로졸 생성 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보호 회로는
    상기 부하 스위치의 턴 온 지속시간이 제3 임계값을 초과할 경우, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자의 전기적 연결을 오프하는 제1 인에이블 신호를 출력하는,
    에어로졸 생성 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보호 회로는
    상기 제어부로부터 상기 히터에 공급되는 전력의 듀티 비를 수신하고,
    상기 튜티 비가 소정의 시간 동안 동일한 값으로 유지될 경우, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자의 전기적 연결을 오프하는 제1 인에이블 신호를 출력하는,
    에어로졸 생성 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치는 상기 에어로졸 생성 장치의 상태에 대한 정보를 출력하는 출력부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 보호 회로가 상기 제1 인에이블 신호를 출력할 경우, 상기 출력부를 통해 상기 에어로졸 생성 장치가 일시 정지 상태임을 알리는,
    에어로졸 생성 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 출력부는 시각, 촉각, 청각 중 적어도 어느 하나의 방법으로 사용자에게 정보를 제공하는,
    에어로졸 생성 장치.
  8. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치는 삽입공간에 스틱의 삽입 여부를 감지하는 삽입감지센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 삽입공간에 상기 스틱의 재삽입이 감지되면, 상기 보호 회로가 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자의 전기적 연결을 온하는 제2 인에이블 신호를 출력하도록 제어하는,
    에어로졸 생성 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 삽입감지센서는 상기 삽입공간 내부의 유전율 변화를 기초로, 상기 스틱의 삽입 여부를 감지하는,
    에어로졸 생성 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 PID 방식으로 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는,
    에어로졸 생성 장치.
  11. 에어로졸 생성 장치를 제어하는 방법에 있어서,
    전원과 전기적으로 연결된 제1 단자, 히터와 전기적으로 연결된 제2 단자, 및 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자의 전기적 연결을 온/오프하는 인에이블 신호를 수신하는 제3 단자를 포함하며, 상기 전원으로부터 공급되는 전력을 상기 히터에 전달하는 부하 스위치의 전기 신호를 모니터링 하는 제1 단계; 및
    상기 부하 스위치의 이상 동작을 방지하는 제2 단계;를 포함하는
    방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 단계는
    상기 제1 단자, 및 상기 제2 단자를 흐르는 전류를 측정하는 단계; 및
    상기 전류와 제1 임계값을 비교하는 단계;를 포함하고,
    상기 제2 단계는
    상기 전류가 제1 임계값을 초과할 경우, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자의 전기적 연결을 오프하는 단계;를 포함하는
    방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 단계는
    상기 제1 단자에 인가되는 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 전압과 제2 임계값을 비교하는 단계;를 포함하고,
    상기 제2 단계는
    상기 전압이 제2 임계값을 초과할 경우, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자의 전기적 연결을 오프하는 단계;를 포함하는
    방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 단계는
    상기 부하 스위치의 턴 온 지속시간을 측정하는 단계; 및
    상기 턴 온 지속시간을 제3 임계값을 비교하는 단계;를 포함하고,
    상기 제2 단계는
    상기 턴 온 지속시간이 제3 임계값을 초과할 경우, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자의 전기적 연결을 오프하는 단계;를 포함하는
    방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 히터에 공급되는 전력의 듀티 비를 수신하는 단계; 를 더 포함하고,
    상기 제2 단계는
    상기 튜티 비가 소정의 시간 동안 동일한 값으로 유지될 경우, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자의 전기적 연결을 오프하는 단계;를 포함하는
    방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210088299A (ko) * 2020-01-06 2021-07-14 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성 장치
KR20210101043A (ko) * 2020-02-07 2021-08-18 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법
US20210321489A1 (en) * 2018-06-25 2021-10-14 Juul Labs, Inc. Vaporizer device heater control
WO2022101878A1 (en) * 2020-11-16 2022-05-19 Rai Strategic Holdings, Inc. Closed-loop control of temperature and pressure sensing for an aerosol provision device
KR20220163327A (ko) * 2020-04-22 2022-12-09 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성 장치 및 그의 제어 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210321489A1 (en) * 2018-06-25 2021-10-14 Juul Labs, Inc. Vaporizer device heater control
KR20210088299A (ko) * 2020-01-06 2021-07-14 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성 장치
KR20210101043A (ko) * 2020-02-07 2021-08-18 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법
KR20220163327A (ko) * 2020-04-22 2022-12-09 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성 장치 및 그의 제어 방법
WO2022101878A1 (en) * 2020-11-16 2022-05-19 Rai Strategic Holdings, Inc. Closed-loop control of temperature and pressure sensing for an aerosol provision device

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