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KR20230121437A - 에어로졸 생성 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

에어로졸 생성 장치 및 이의 제어 방법 Download PDF

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KR20230121437A
KR20230121437A KR1020220018327A KR20220018327A KR20230121437A KR 20230121437 A KR20230121437 A KR 20230121437A KR 1020220018327 A KR1020220018327 A KR 1020220018327A KR 20220018327 A KR20220018327 A KR 20220018327A KR 20230121437 A KR20230121437 A KR 20230121437A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
heater
preheating
profile
aerosol
Prior art date
Application number
KR1020220018327A
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English (en)
Inventor
김용환
김동성
임헌일
장석수
Original Assignee
주식회사 케이티앤지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 주식회사 케이티앤지 filed Critical 주식회사 케이티앤지
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Priority to CN202380012019.5A priority patent/CN117412685A/zh
Priority to CA3218185A priority patent/CA3218185A1/en
Priority to JP2024501229A priority patent/JP2024526702A/ja
Priority to PCT/KR2023/001963 priority patent/WO2023153852A1/en
Priority to US18/289,312 priority patent/US20240237757A1/en
Priority to EP23753198.3A priority patent/EP4312635A4/en
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Abstract

실시 예들은 에어로졸 생성 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물품의 적어도 일부를 가열하는 히터, 히터의 온도를 측정하는 온도 센서 및 미리 정해진 예열 시간 및 예열 온도를 정의하는 제1 예열 프로파일에 따라 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 히터의 온도가 기준 온도 이상인 경우, 제1 예열 프로파일과는 다른 제2 예열 프로파일에 따라 히터에 대한 전력 공급을 제어한다.

Description

에어로졸 생성 장치 및 이의 제어 방법{AEROSOL GENERATING APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLING THEREOF}
본 개시에 따른 다양한 실시 예들은, 에어로졸 생성 장치 및 이의 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.
에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물품을 가열하기 위한 목표 온도가 설정될 수 있다. 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물품을 가열하기 이전에, 일정 시간 동안 히터를 예열하여 히터의 온도를 목표 온도까지 높일 수 있다.
사용자가 에어로졸 생성 장치를 사용하는 조건, 예를 들면 주위 온도가 매우 높은 장소 또는 낮은 장소에서 흡연하거나, 여름철 또는 겨울철, 실내 또는 실외에서 흡연하거나, 일회 흡연한 직후에 바로 다음 흡연하는 경우가 있을 수 있다.
특히, 사용자가 에어로졸 생성 물품에 대하여 기 설정된 퍼프 수만큼 흡연한 후에 종료하면, 에어로졸 생성 장치의 히터는 이미 고온으로 가열된 상태일 수 있다. 이후에 사용자가 연속적으로 흡연을 하기 위하여 에어로졸 생성 장치에 새로운 에어로졸 생성 물품을 삽입하면, 에어로졸 생성 장치의 히터는 고온의 상태에서 재차 예열될 수 있다. 에어로졸 생성 장치의 히터가 최초 흡연 및 연속 흡연에 대해 동일한 온도 프로파일에 따라 예열되면, 연속 흡연 시에 에어로졸 생성 물품으로부터 고온의 에어로졸이 생성될 수 있고, 이로 인해 사용자의 불편을 초래할 수 있다.
본 개시에 따른 다양한 실시 예에서는 최초 흡연과 연속 흡연을 구분하고, 각각에 대응되는 예열 온도 프로파일에 따라 히터의 온도를 제어하는 에어로졸 생성 장치를 제공하고자 한다.
본 개시의 실시 예들을 통해 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시 예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시 예에서의 에어로졸 생성 장치는, 에어로졸 생성 물품의 적어도 일부를 가열하는 히터; 상기 히터의 온도를 측정하는 온도 센서; 및 미리 정해진 예열 시간 및 예열 온도를 정의하는 제1 예열 프로파일에 따라 상기 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 히터의 온도가 기준 온도 이상인 경우, 상기 제1 예열 프로파일과는 다른 제2 예열 프로파일에 따라 상기 히터에 대한 전력 공급을 제어한다.
다른 실시 예에서의 에어로졸 생성 장치의 제어 방법은 에어로졸 생성 물품의 적어도 일부를 가열하는 히터의 온도를 측정하는 단계; 상기 히터의 온도가 기준 온도 이상인지 판단하는 단계; 및 상기 히터의 온도가 상기 기준 온도 이상인 경우, 제1 예열 프로파일과는 다른 제2 예열 프로파일에 따라 상기 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 단계를 포함한다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 최초 흡연과 연속 흡연에 대해 각각 대응되는 예열 온도 프로파일에 기초하여 예열을 수행함에 따라, 연속 흡연 시에도 에어로졸 생성 물품으로부터 생성되는 에어로졸의 열감을 완화할 수 있고, 고온의 에어로졸로 인한 사용자의 불편함을 방지할 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 연속 흡연에 대응되는 예열 온도 프로파일의 경우에 온도 하강 구간에 대응하는 시간이 길어짐에 따라, 사용자의 연속 흡연 시 히터의 소모 전류가 감소할 수 있다.
다만, 실시 예들에 의한 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시 예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 3은 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 4 및 도 5는 일 실시 예에 따른 궐련의 예들을 도시한 도면들이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 개략적인 블록 도이다.
도 7은 에어로졸 생성 장치의 전체 가열 구간의 온도 프로파일을 설명하기 위한 예시 도이다.
도 8은 도 7에 도시된 온도 프로파일 중 예열 구간의 일 예를 설명하기 위한 예시 도이다.
도 9는 도 7에 도시된 온도 프로파일 중 예열 구간의 다른 예를 설명하기 위한 예시 도이다.
도 10은 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름 도이다.
도 11은 또 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름 도이다.
도 12는 또 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 블록 도이다.
도 13 내지 16은 도 12에 도시된 에어로졸 생성 장치의 예열 모드를 설명하기 위한 도면들이다.
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.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리(11), 제어부(12) 및 히터(13)를 포함한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 증기화기(14)를 더 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 공간에는 궐련(2)이 삽입될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 에어로졸 생성 장치(1)에는 본 실시 예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 내지 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(1)에 더 포함될 수 있음을 본 실시 예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에는 에어로졸 생성 장치(1)에 히터(13)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라, 히터(13)는 생략될 수도 있다.
도 1에는 배터리(11), 제어부(12) 및 히터(13)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 2에는 배터리(11), 제어부(12), 증기화기(14) 및 히터(13)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 3에는 증기화기(14) 및 히터(13)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 구조는 도 1 내지 도 3에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(1)의 설계에 따라, 배터리(11), 제어부(12), 히터(13) 및 증기화기(14)의 배치는 변경될 수 있다.
궐련(2)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(1)는 히터(13) 및/또는 증기화기(14)를 작동시켜, 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(13) 및/또는 증기화기(14)에 의하여 발생된 에어로졸은 궐련(2)을 통과하여 사용자에게 전달된다.
필요에 따라, 궐련(2)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성 장치(1)는 히터(13)를 가열할 수 있다.
배터리(11)는 에어로졸 생성 장치(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(11)는 히터(13) 또는 증기화기(14)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11)는 에어로졸 생성 장치(1)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(12)는 배터리(11), 히터(13) 및 증기화기(14)뿐 만 아니라 에어로졸 생성 장치(1)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(1)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(12)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
히터(13)는 배터리(11)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 히터(13)는 궐련의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(13)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(13)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(13)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(13)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(13)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(1)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(13)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(13)에는 궐련을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 히터(13)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 궐련(2)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(1)에는 히터(13)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(13)들은 궐련(2)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(2)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(13)들 중 일부는 궐련(2)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(2)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(13)의 형상은 도 1 내지 도 3에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
증기화기(14)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(2)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(14)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(1)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(14)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14)는 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소는 독립적인 모듈로서 에어로졸 생성 장치(1)에 포함될 수도 있다.
액체 저장부는 액상 조성물을 저장할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다. 액체 저장부는 증기화기(14)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(14)와 일체로서 제작될 수도 있다.
예를 들어, 액상 조성물은 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 또는 비타민 혼합물을 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 액상 조성물은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
액체 전달 수단은 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
가열 요소는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소이다. 예를 들어, 가열 요소는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 가열 요소는 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액체 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수 있다. 가열 요소는, 전류 공급에 의해 가열될 수 있으며, 가열 요소와 접촉된 액체 조성물에 열을 전달하여, 액체 조성물을 가열할 수 있다. 그 결과, 에어로졸이 생성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리(11), 제어부(12), 히터(13) 및 증기화기(14) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)는 궐련(2)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 1 내지 도 3에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(1)의 배터리(11)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(1)가 결합된 상태에서 히터(13)가 가열될 수도 있다.
궐련(2)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(2)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분과 필터 등을 포함하는 제 2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(2)의 제 2 부분에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제 2 부분에 삽입될 수도 있다.
에어로졸 생성 장치(1)의 내부에는 제 1 부분의 전체가 삽입되고, 제 2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부에 제 1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제 1 부분의 전체 및 제 2 부분의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제 2 부분을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제 1 부분을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제 2 부분을 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.
일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 생성 장치(1)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 궐련(2)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(2)의 내부로 유입될 수도 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 궐련(2)의 예들을 설명한다.
도 4 및 도 5는 궐련의 예들을 도시한 도면들이다.
도 4를 참조하면, 궐련(2)은 담배 로드(21) 및 필터 로드(22)를 포함한다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 제 1 부분(21)은 담배 로드(21)를 포함하고, 제 2 부분(22)은 필터 로드(22)를 포함한다.
도 4에는 필터 로드(22)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(22)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(22)는 에어로졸을 냉각하는 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(22)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.
궐련(2)의 직경은 5mm 내지 9mm의 범위 이내이고, 길이는 약 48mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 담배 로드(21)의 길이는 약 12mm, 필터 로드(22)의 제1 세그먼트의 길이는 약 10mm, 필터 로드(22)의 제2 세그먼트의 길이는 약 14mm, 필터 로드(22)의 제3 세그먼트의 길이는 약 12mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
궐련(2)은 적어도 하나의 래퍼(24)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(24)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 궐련(2)은 하나의 래퍼(24)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 궐련(2)은 2 이상의 래퍼(24)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(241)에 의하여 담배 로드(21)가 포장되고, 래퍼들(242, 243, 244)에 의하여 필터 로드(22)가 포장될 수 있다. 그리고, 단일 래퍼(245)에 의하여 궐련(2) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 필터 로드(22)가 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 래퍼들(242, 243, 244)에 의하여 포장될 수 있다.
제1 래퍼(241) 및 제2 래퍼(242)는 일반적인 필터 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(241) 및 제2 래퍼(242)는 다공질 권지 또는 무다공질 권지일 수 있다. 또한, 제1 래퍼(241) 및 제2 래퍼(242)는 내유성을 갖는 종이류 및/또는 알루미늄 합지 포장제로 제작될 수 있다.
제3 래퍼(243)는 하드 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제3 래퍼(243)의 평량은 88g/m2~96g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 90g/m2~94g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 또한, 제3 래퍼(243)의 두께는 120um~130um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 125um일 수 있다.
제4 래퍼(244)는 내유성 하드 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제4 래퍼(244)의 평량은 88g/m2~96g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 90g/m2~94g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 또한, 제4 래퍼(244)의 두께는 120um~130um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 125um일 수 있다.
제5 래퍼(245)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(245)의 평량은 57g/m2~63g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 60g/m2일 수 있다. 또한, 제5 래퍼(245)의 두께는 64um~70um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 67um일 수 있다.
제5 래퍼(245)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(245)에 도포(또는, 코팅)될 수 있다.
제5 래퍼(245)는 궐련(2)이 연소되는 현상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(210)가 히터(13)에 의하여 가열되면, 궐련(2)이 연소될 가능성이 있다. 구체적으로, 담배 로드(310)에 포함된 물질들 중 어느 하나의 발화점 이상으로 온도가 상승될 경우, 궐련(2)이 연소될 수 있다. 이러한 경우에도, 제5 래퍼(245)는 불연성 물질을 포함하므로, 궐련(2)이 연소되는 현상이 방지될 수 있다.
또한, 제5 래퍼(245)는 궐련(2)에서 생성되는 물질들에 의하여 홀더(1)가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 사용자의 퍼프에 의하여, 궐련(2) 내에서 액체 물질들이 생성될 수 있다. 예를 들어, 궐련(2)에서 생성된 에어로졸이 외부 공기에 의하여 냉각됨으로써, 액체 물질들(예를 들어, 수분 등)이 생성될 수 있다. 제5 래퍼(245)가 궐련(2)을 포장함에 따라, 궐련(2) 내에서 생성된 액체 물질들이 궐련(2)의 외부로 새어 나가는 것이 방지될 수 있다.
담배 로드(21)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(21)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(21)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(21)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(21)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(21)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21)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(21)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(21)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(21)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 담배 로드(21)는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.
필터 로드(22)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(22)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(22)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(22)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(22)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
필터 로드(22)의 제1 세그먼트는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 제1 세그먼트에 의하여 히터(13)가 삽입되는 경우에 담배 로드(210)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(22)의 제2 세그먼트는 히터(13)가 담배 로드(21)를 가열함으로써 생성된 에어로졸을 냉각시킨다. 따라서, 사용자는 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 흡입할 수 있다.
제2 세그먼트의 길이 또는 직경은 궐련(2)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(22)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(21)에서 생성된 에어로졸은 필터 로드(22)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(22)에는 적어도 하나의 캡슐(23)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(23)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(23)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(23)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 5를 참조하면, 궐련(3)은 전단 플러그(33)를 더 포함할 수 있다. 전단 플러그(33)는 담배 로드(31)에 있어서, 필터 로드(32)에 대향하는 일 측에 위치할 수 있다. 전단 플러그(33)는 담배 로드(31)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(31)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(도 1 내지 도 3의 1)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
필터로드(32)은 제1 세그먼트(321) 및 제2 세그먼트(322)를 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 세그먼트(321)은 도 4의 필터 로드(22)의 제1 세그먼트에 대응될 수 있고, 제2 세그먼트(322)는 도 4의 필터 로드(22)의 제3 세그먼트에 대응될 수 있다.
궐련(3)의 직경 및 전체 길이는 도 4의 궐련(2)의 직경 및 전체 길이에 대응될 수 있다. 예를 들어, 전단 플러그(33)의 길이는 약 7mm, 담배 로드(31)의 길이는 약 15mm, 제1 세그먼트(321)의 길이는 약 12mm, 제2 세그먼트(322)의 길이는 약 14mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
궐련(3)은 적어도 하나의 래퍼(35)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(35)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(351)에 의하여 전단 플러그(33)이 포장되고, 제2 래퍼(352)에 의하여 담배 로드(31)가 포장되고, 제3 래퍼(353)에 의하여 제1 세그먼트(321)이 포장되고, 제4 래퍼(354)에 의하여 제2 세그먼트(322)가 포장될 수 있다. 그리고, 제5 래퍼(355)에 의하여 궐련(3) 전체가 재포장될 수 있다.
또한, 제5 래퍼(355)에는 적어도 하나의 천공(36)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 천공(36)은 담배 로드(31)를 둘러싸는 영역에 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 천공(36)은 도 2 및 도 3에 도시된 히터(13)에 의하여 형성된 열을 담배 로드(31)의 내부로 전달하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 제2 세그먼트(322)에는 적어도 하나의 캡슐(34)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(34)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(34)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(34)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 래퍼(351)는 일반적인 필터 권지에 알루미늄 호일과 같은 금속 호일이 결합된 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(351)의 전체 두께는 45um~55um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 50.3um일 수 있다. 또한, 제1 래퍼(351)의 금속 호일의 두께는 6um~7um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 6.3um일 수 있다. 또한, 제1 래퍼(351)의 평량은 50g/m2~55g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 53g/m2일 수 있다.
제2 래퍼(352) 및 제3 래퍼(353)는 일반적인 필터 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제2 래퍼(352) 및 제3 래퍼(353)는 다공질 권지 또는 무다공질 권지일 수 있다.
예를 들어, 제2 래퍼(352)의 다공도는 35000CU일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 제2 래퍼(352)의 두께는 70um~80um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 78um일 수 있다. 또한, 제2 래퍼(352)의 평량은 20g/m2~25g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 23.5g/m2일 수 있다.
예를 들어, 제3 래퍼(353)의 다공도는 24000CU일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 제3 래퍼(353)의 두께는 60um~70um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 68um일 수 있다. 또한, 제3 래퍼(353)의 평량은 20g/m2~25g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 21g/m2일 수 있다.
제 4 래퍼(354)는 PLA 합지로 제작될 수 있다. 여기에서, PLA 합지는 종이 층, PLA 층 및 종이 층을 포함하는 3겹의 종이를 의미한다. 예를 들어 제4 래퍼(354)의 두께는 100um~120um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 110um일 수 있다. 또한, 제4 래퍼(354)의 평량은 80g/m2~100g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 88g/m2일 수 있다.
제5 래퍼(355)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(355)의 평량은 57g/m2~63g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 60g/m2일 수 있다. 또한, 제5 래퍼(355)의 두께는 64um~70um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 67um일 수 있다.
제5 래퍼(355)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(355)에 도포(또는, 코팅)될 수 있다.
전단 플러그(33)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 일 예로서, 전단 플러그(33)는 셀룰로오스 아세테이트 토우에 가소제(예를 들어, 트리아세틴)을 가하여 제작될 수 있다. 셀룰로오스 아세테이트 토우를 구성하는 필라멘트의 모노 데니어(mono denier)는 1.0~10.0의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 4.0~6.0의 범위 내에 포함될 수 있다. 더 바람직하게는, 전단 플러그(33)의 필라멘트의 모노 데니어는 5.0일 수 있다. 또한, 전단 플러그(33)를 구성하는 필라멘트의 단면은 Y자 형일 수 있다. 전단 플러그(33)의 토탈 데니어(total denier)는 20000~30000의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 25000~30000의 범위 내에 포함될 수 있다. 더 바람직하게는, 전단 플러그(33)의 토탈 데니어는 28000일 수 있다.
또한, 필요에 따라, 전단 플러그(33)는 적어도 하나의 채널을 포함할 수 있고, 채널의 단면 형상은 다양하게 제작될 수 있다.
담배 로드(31)는 도 4를 참조하여 상술한 담배 로드(21)와 대응될 수 있다. 따라서, 이하에서는 담배 로드(31)에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제1 세그먼트(321)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 제1 세그먼트(321)는 셀룰로오스 아세테이트 토우에 가소제(예를 들어, 트리아세틴)을 가하여 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트(321)의 모노 데니어 및 토탈 데니어는 전단 플러그(33)의 모노 데니어 및 토탈 데니어와 동일할 수 있다.
제2 세그먼트(322)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 제2 세그먼트(322)를 구성하는 필라멘트의 모노 데니어(mono denier)는 1.0~10.0의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 8.0~10.0의 범위 내에 포함될 수 있다. 더 바람직하게는, 제2 세그먼트(322)의 필라멘트의 모노 데니어는 9.0일 수 있다. 또한, 제2 세그먼트(322)의 필라멘트의 단면은 Y자 형일 수 있다. 제2 세그먼트(322)의 토탈 데니어(total denier)는 20000~30000의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 25000일 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 개략적인 블록 도이다.
도 6을 참조하면, 에어로졸 생성 장치는 제어부(610), 온도 센서(620) 및 히터(630)를 포함한다. 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구성 요소들이 이에 제한되는 것은 아니며, 실시 예에 따라 다른 구성 요소가 추가되거나, 적어도 하나의 구성 요소가 생략될 수도 있다.
실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치는 미리 정해진 제1 예열 프로파일에 따라 히터에 대한 전력 공급을 제어한다. 에어로졸 생성 장치는 히터(630)의 온도가 기준 온도 이상인 경우, 제1 예열 프로파일과는 다른 제2 예열 프로파일에 따라 히터에 대한 전력 공급을 제어한다. 에어로졸 생성 장치는 일반적인 조건, 예를 들면 상온에서는 미리 정의된 예열 프로파일에 따라 히터에 전력을 공급하고, 특수한 조건, 예를 들면 히터의 온도가 높은 경우에는, 다른 예열 프로파일에 따라 히터에 전력을 공급한다. 여기서, 예열 프로파일은 미리 정해진 예열 시간, 예열 온도를 정의한 프로파일을 의미한다. 제1 예열 프로파일과 제2 예열 프로파일은 도 8 및 9를 참조하여 후술한다.
히터(630)의 온도가 기준 온도 이상인 경우는, 예를 들면 장치의 연속 사용, 또는 연속 흡연의 경우일 수 있다. 예를 들면 제1 흡연 시리즈가 종료된 이후에 짧은 시간 내에 다시 제2 흡연 시리즈가 이루어지는 경우이다.
실시 예에서는, 히터(630)의 온도가 기준 온도 이상인 경우에 대해서 설명하지만, 히터(630)의 온도가 전술한 기준 온도 또는 다른 기준 온도 미만인 경우에도, 일반적인 조건과 상이하므로, 다른 예열 프로파일을 적용할 수 있음은 물론이다.
온도 센서(620)는 히터(630)의 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(620)는 히터(630)와 접촉한 상태로 온도를 측정하는 접촉식 온도 센서이거나, 히터(630)와 접촉하지 않은 상태로 온도를 측정하는 비접촉식 온도 센서일 수 있다. 접촉식 온도 센서는, 써모커플(thermocouple), RTD(resistance temperature detector), 써미스터(thermistor) 또는 온도 라벨일 수 있고, 비접촉식 온도 센서는, 적외선 온도 센서일 수 있다. 실시 예에서, 온도 센서(620)는 히터(630)의 온도를 측정하는 것으로 설명하지만, 이에 한정되지 않고, 히터(630)의 주위 또는 인접한 위치에서의 온도를 측정할 수도 있다.
히터(630)는 에어로졸 생성 물품의 적어도 일부를 가열할 수 있다. 히터(630)는 도 1 내지 3을 참조하여 설명한 다양한 유형의 히터일 수 있다. 히터(630)는 제어부(610)의 제어에 따라 전력이 공급되어 에어로졸 생성 물품의 적어도 일부를 가열할 수 있다. 에어로졸 생성 물품의 적어도 일부는 에어로졸 생성 물질 및 담배 물질 중 적어도 하나를 포함하는 담배 로드를 의미할 수 있다. 일 실시 예에서, 히터(630)는 예열 구간 및 가열 구간에 대응하는 온도 프로파일에 따라 제어부(610)를 통해 전력을 공급받을 수 있다.
제어부(610)는 에어로졸 생성 장치의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 제어부(610)는 사용자의 흡연 동작을 검출할 수 있다. 이때, 본 개시에서 "제1 흡연 시리즈", "제2 흡연 시리즈" 또는 "사용자의 흡연 동작'은 1개의 에어로졸 생성 물품에 대해 기 설정된 퍼프 수(예: 14회)만큼 사용자가 일련의 퍼프를 수행하는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 제어부(610)는 온도 센서(620)를 통해 측정된 히터(630)의 온도에 기초하여 사용자의 연속 흡연 동작을 검출할 수 있다. 다른 예에서, 제어부(610)는 타이머(미도시)를 통해 측정된 시간에 기초하여 사용자의 연속 흡연 동작을 검출할 수도 있다. 즉, 제1 흡연 시리즈가 종료된 후 소정의 시간, 예를 들면 3초 내에 제2 흡연 시리즈가 이어지는 경우에, 연속 흡연 동작이라고 판단할 수 있다.
제어부(610)는 에어로졸 생성 장치에 에어로졸 생성 물품이 삽입된 경우, 히터(630)의 온도를 측정하고, 히터(630)의 온도가 기준 온도 이상인지 판단할 수 있다. 실시 예에서, 제어부(610)는 궐련삽입감지센서를 통해 에어로졸 생성 물품이 삽입되었는지를 판단함으로써, 사용자가 흡연 동작을 시작하려고 하는지를 판단한다. 다른 예시에서, 제어부(610)는 에어로졸 생성 장치를 동작시키기 위한 사용자 입력, 예를 들면 동작개시버튼 또는 파워버튼이 눌러진 경우에, 히터(630)의 온도를 측정하고, 측정된 온도가 기준 온도 이상인지를 판단할 수도 있다.
제어부(610)는 사용자의 흡연 동작에 따라 히터(630)에 대한 전력 공급을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(610)는 사용자의 흡연 동작이 최초 흡연 동작인지, 아니면 최초 흡연 동작에 이어지는 연속 흡연 동작인지 여부를 검출하고, 검출 결과에 기초하여 히터(630)에 대한 전력 공급을 제어할 수 있다.
도 7은 에어로졸 생성 장치의 전체 가열 구간의 온도 프로파일을 설명하기 위한 예시 도이다.
도 7을 참조하면, 예열 구간(to 내지 t1)과 가열구간(t1 내지 t2)을 포함하는 전체 가열구간의 온도 프로파일이 도시되어 있다. 에어로졸 생성 장치의 흡연 동작이 시작되면, 도 7에 도시된 것처럼, 시간별 온도값들로 정의된 온도 프로파일에 따라 히터에 전력을 공급한다. 각각의 예열 구간과 가열 구간은 더 세분화된 구간으로 나눠질 수 있다.
예열 구간은 제1 목표 온도(T1)까지 상승하는 제1 예열 구간, 제1 목표 온도(T1)를 유지하는 제2 예열 구간, 제2 목표 온도(T2)로 하강시키는 제3 예열 구간을 포함할 수 있다. 가열 구간은 제3 목표 온도(T3)로 하강시키는 제1 가열 구간, 제4 목표 온도(T4)로 하강시키는 제2 가열 구간, 제4 목표 온도(T4)를 유지하는 제3 가열 구간을 포함할 수 있다. 여기서, 예열 구간을 제1 예열 구간, 제2 예열 구간, 제3 예열 구간으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 에어로졸 생성 물품 또는 히터의 형태나 종류에 따라 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
이하, 도 8 및 9를 참조하여, 도 7에 도시된 예열 구간 또는 예열 프로파일에 대해 상세히 설명한다.
도 8은 도 7에 도시된 온도 프로파일 중 예열 구간의 일 예를 설명하기 위한 예시 도이다. 도 8을 참조하면, 제1 예열 프로파일(800)과 제2 예열 프로파일(810)이 도시되어 있다.
제1 예열 프로파일(800)은 기설정된 예열 시간(t1) 동안의 미리 정의된 예열 시간 및 예열 온도를 나타낸다. 에어로졸 생성 장치는 제1 예열 프로파일에 따라 히터에 전력 공급을 제어한다. 도시된 것처럼, 제1 예열 프로파일(800)은 to 시간까지 제1 목표 온도(T1)로 상승시키고, t2 시간까지 제1 목표 온도(T1)를 유지하고, t1 시간까지 제2 목표 온도(T2)로 하강시킨다. 예를 들면, 예열 시간이 대략 37초로 설정된 경우, 대략 19초 동안 270도로 상승시키고, 이후 11초 동안 270도를 유지하고, 이후 7초 동안 225도로 하강시킬 수 있다. 여기서, 예열 시간, 목표 온도는 예시적인 것으로 이에 한정되지 않음은 물론이다.
제2 예열 프로파일(810)은 ta 시간까지 제1 목표 온도(T1)로 상승시키고, tb시간까지 제1 목표 온도(T1)를 유지하고, t2 시간까지 제2 목표온도(T2)로 하강시킨다. 제2 예열 프로파일의 시작온도(Ta)는 제1 예열 프로파일의 시작온도, 예를 들면 상온(대략 15도)보다 높은 온도이다. 따라서, 제2 예열 프로파일(810)은 제1 목표 온도(T1)에 도달하는 시간이 제1 예열 프로파일(800)보다 빠르다. 이 경우, 에어로졸 생성 장치가 초기에 높은 온도를 유지하기 때문에 사용자에게 뜨거운 열감을 줄 수 있는 문제점이 있다.
실시 예에서, 제2 예열 프로파일(810)은 제1 목표온도(T1)에 도달한 이후의 예열 시간을 제1 예열 프로파일(800)보다 길게 가져감으로써, 초기 열감을 완화시킬 수 있다.
도 8에 도시된 것처럼, 제2 예열 프로파일(810)의 제1 목표온도(T1)에 도달한 이후의 예열 시간은 t1-ta이고, 제1 예열 프로파일(800)의 제1 목표온도(T1)에 도달한 이후의 예열 시간은 t1-t0이다. 여기서, t1-ta는 t1-t0보다 긴 시간이다. 또한, 제2 예열 프로파일(810)의 제1 목표온도(T1)를 유지하는 시간(tb-ta)을 제1 예열 프로파일(800)의 제1 목표온도(T1)를 유지하는 시간(t2-t0)보다 짧게 할 수 있다. 또한, 제2 예열 프로파일(810)은 제2 목표온도(T2)로 하강시키는 시간(t1-tb)을 제1 예열 프로파일(800)의 시간(t1-t2)보다 길게할 수도 있다.
제2 예열 프로파일의 제1 목표온도(T1)를 유지하는 시간과 제2 목표 온도(T2)로 하강시키는 시간을 합한 시간 구간의 길이는 시작온도(Ta)의 크기에 따라 가변될 수 있다. 예를 들면 시작온도(Ta)가 높은 경우에는 시간 구간의 길이를 길게하고, 시작온도(Ta)가 낮은 경우에는 시간 구간의 길이를 짧게 할 수 있다. 또한, 제1 목표온도(T1)를 유지하는 시간과 제2 목표온도(T2)로 하강시키는 시간의 비율도 시작온도(Ta)의 값에 따라 비율을 조절할 수 있다.
실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 현재 히터의 온도가 기준 온도보다 작은 경우, 즉 일반적인 조건에서 동작하는 경우에는, 제1 예열 프로파일에 따라 히터에 전력을 공급한다. 에어로졸 생성 장치는 현재 히터의 온도가 기준 온도이상인 경우, 즉 히터의 온도가 높아진 조건에서 동작하는 경우에는 제2 예열 프로파일에 따라 히터에 전력을 공급한다. 여기서, 히터의 온도가 높아진 조건은, 주위 온도가 높은 경우, 장치의 연속 사용인 경우 등을 포함한다. 따라서, 에어로졸 생성 장치는, 히터의 현재 온도에 따라 적응적으로 예열 프로파일을 선택함으로써, 사용자가 초기 퍼프 시에 뜨거운 열감을 느끼지 않도록 하고, 충분한 양의 에어로졸을 제공할 수 있다.
도 9는 도 7에 도시된 온도 프로파일 중 예열 구간의 다른 예를 설명하기 위한 예시 도이다.
도 9를 참조하면, 도 7에 도시된 제2 예열 프로파일과는 다른 프로파일을 갖는다. 도 9에 도시된 것처럼, 제2 예열 프로파일(900)은 초기 시작 온도(Ta)가 상온보다 높은 경우, 지연시간(td) 후에 te 시간까지 제1 목표온도(T1)로 상승시키고, tf시간까지 제1 목표 온도(T1)를 유지하고, t1시간까지 제2 목표온도(T2)로 하강시킨다.
실시 예에서, 제2 예열 프로파일(900)은 상온보다 높은 온도(Ta)에서 시작하기 때문에, 일정한 지연시간(td)이 지난 뒤에 te시간까지 제1 목표온도(T1)로 상승된다. 이때, 지연시간(td)의 길이는 측정된 히터의 온도에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면 히터의 온도가 높은 경우, 지연시간(td)의 길이는 길어지고, 히터의 온도가 낮은 경우, 지연시간(td)의 길이는 짧아질 수 있다. 또한, 지연시간(td)의 길이에 따라 후속하는 제1 목표온도(T1) 유지시간 또는 제2 목표온도(T2)로 하강시키는 시간의 길이를 조절할 수도 있다.
실시 예에서, 제2 예열 프로파일(900)은 제1 목표온도(T1)를 유지하는 시간(tf-te) 또는 제2 목표온도(T2)로 하강시키는 시간(t1-tf)은 도 8에 도시된 제1 예열 프로파일의 제1 목표온도(T1)를 유지하는 시간(t1-t0), 제2 목표온도(T2)로 하강시키는 시간(t2-t1)보다 길게함으로써, 초기 히터의 온도가 높은 경우에도, 사용자가 느끼는 초기 열감을 완화할 수 있다.
도 10은 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름 도이다.
도 10을 참조하면, 단계 1000에서, 히터의 온도를 측정한다.
단계 1002에서, 측정된 히터의 온도와 기준온도를 비교한다. 단계 1002에서, 히터의 온도가 기준온도보다 작은 경우, 단계 1004에서, 제1 예열 프로파일을 선택한다. 여기서, 기준온도는 임의로 설정할 수 있는 온도로, 예를 들면 상온에 해당하는 대략 섭씨 17도 내지 일 수 있다. 또한, 특정된 히터의 온도와 특정한 값이 아닌 특정한 온도 범위와 비교할 수도 있다. 제1 예열 프로파일은 일반적인 조건에서 사용되는 예열 프로파일일 수 있으며, 미리 정의된 시간 대비 목표온도를 정의한 것이다.
단계 1002에서, 측정된 히터의 온도가 기준온도이상인 경우, 단계 1006에서, 제2 예열 프로파일을 선택한다. 현재 측정된 히터의 온도가 기준 온도 이상인 경우에는 제1 예열 프로파일과는 다른 제2 예열 프로파일을 선택한다. 제2 예열 프로파일은 제1 예열 프로파일보다 목표온도에 도달한 후 유지시키는 시간, 목표온도보다 낮은 온도까지 하강시키는 시간이 더 길게 설정될 수 있다.
단계 1008에서, 단계 1004 또는 단계 1006에서 선택된 예열 프로파일에 따라 히터에 전력을 공급한다.
도 11은 또 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름 도이다.
도 11을 참조하면, 단계 1100에서, 에어로졸 생성 장치에 궐련의 삽입을 감지한다. 궐련의 삽입을 감지함으로써, 에어로졸 생성 장치가 사용될 것임을 예측할 수 있다. 또한, 궐련의 삽입을 감지함으로써, 에어로졸 생성 장치의 전원을 켜거나 히터의 가열을 개시할 수도 있다. 궐련이 삽입된 경우, 단계 1002에서, 연속 사용인지 판단한다. 연속 사용인지 여부는 궐련이 삽입되어, 1회 흡연 시리즈가 종료된 후에 소정의 시간 내에 다시 궐련이 삽입된 것을 의미한다. 연속 사용인지 여부는, 히터의 온도가 기준 온도이상인 경우에 연속 사용이라고 판단할 수 있다. 또한, 1회 흡연 시리즈가 종료된 후, 소정의 시간 내에 다시 궐련이 삽입된 것을 감지한 경우에 연속 사용이라고 판단할 수 있다.
단계 1002에서, 연속 사용이 아닌 경우, 단계 1004에서, 제1 예열 프로파일을 선택한다.
단계 1002에서, 연속 사용인 경우, 단계 1006에서, 제2 예열 프로파일을 선택한다.
단계 1108에서, 단계 1004 또는 단계 1006에서 선택된 예열 프로파일에 따라 히터에 전력을 공급한다.
도 12는 또 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 블록 도이다.
도 12를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1200)는 제어부(1210), 센싱부(1220), 출력부(1230), 배터리(1240), 히터(1250), 사용자 입력부(1260), 메모리(1270) 및 통신부(1280)를 포함할 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(1200)의 내부 구조는 도 6에 도시된 것에 제한되지 않는다. 즉, 에어로졸 생성 장치(1200)의 설계에 따라, 도 6에 도시된 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
센싱부(1220)는 에어로졸 생성 장치(1200)의 상태 또는 에어로졸 생성 장치(1200) 주변의 상태를 감지하고, 감지된 정보를 제어부(1210)에 전달할 수 있다. 제어부(1210)는 상기 감지된 정보에 기초하여, 히터(1250)의 동작 제어, 흡연의 제한, 에어로졸 생성 물품(예: 궐련, 카트리지 등)의 삽입 여부 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(1200)를 제어할 수 있다.
센싱부(1220)는 온도 센서(1222), 삽입 감지 센서(1224) 및 퍼프 센서(1226) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
온도 센서(1222)는 히터(1250)(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(1200)는 히터(1250)의 온도를 감지하는 별도의 온도 센서를 포함하거나, 히터(1250) 자체가 온도 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 온도 센서(1222)는 배터리(1240)의 온도를 모니터링하도록 배터리(1240)의 주위에 배치된 것일 수도 있다. 실시 예에서, 온도 센서(1222)는 가열되기 전 히터(1250)의 온도를 측정할 수 있다.
삽입 감지 센서(1224)는 에어로졸 생성 물품의 삽입 및/또는 제거를 감지할 수 있다. 예를 들어, 삽입 감지 센서(1224)는 필름 센서, 압력 센서, 광 센서, 저항성 센서, 용량성 센서, 유도성 센서 및 적외선 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 에어로졸 생성 물품이 삽입 및/또는 제거됨에 따른 신호 변화를 감지할 수 있다. 실시 예에서, 삽입 감지 센서(1224)는 에어로졸 생성 물품의 삽입을 감지한 후, 1회 흡연 시리즈가 종료된 후, 소정의 시간 내에 다시 에어로졸 생성 물품의 삽입을 감지한 경우, 연속 사용이라고 판단할 수 있다.
퍼프 센서(1226)는 기류 통로 또는 기류 채널의 다양한 물리적 변화에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 센서(1226)는 온도 변화, 유량(flow) 변화, 전압 변화 및 압력 변화 중 어느 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다.
센싱부(1220)는 전술한 센서(1222 내지 1226) 외에, 온/습도 센서, 기압 센서, 지자기 센서(magnetic sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자이로스코프 센서, 위치 센서(예컨대, GPS), 근접 센서, 및 RGB 센서(illuminance sensor) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 각 센서들의 기능은 그 명칭으로부터 통상의 기술자가 직관적으로 추론할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략될 수 있다.
출력부(1230)는 에어로졸 생성 장치(1200)의 상태에 대한 정보를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다. 출력부(1230)는 디스플레이부(1232), 햅틱부(1234) 및 음향 출력부(1236) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 디스플레이부(1232)와 터치 패드가 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(1232)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다.
디스플레이부(1232)는 에어로졸 생성 장치(1200)에 대한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1200)에 대한 정보는 에어로졸 생성 장치(1200)의 배터리(1240)의 충/방전 상태, 히터(1250)의 예열 상태, 에어로졸 생성 물품의 삽입/제거 상태 또는 에어로졸 생성 장치(1200)의 사용이 제한되는 상태(예: 이상 물품 감지) 등의 다양한 정보를 의미할 수 있고, 디스플레이부(1232)는 상기 정보를 외부로 출력할 수 있다. 디스플레이부(1232)는 예를 들면, 액정 디스플레이 패널(LCD), 유기 발광 디스플레이 패널(OLED) 등일 수 있다. 또한, 디스플레이부(1232)는 LED 발광 소자 형태일 수도 있다.
햅틱부(1234)는 전기적 신호를 기계적인 자극 또는 전기적인 자극으로 변환하여 에어로졸 생성 장치(1200)에 대한 정보를 사용자에게 촉각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 햅틱부(1234)는 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
음향 출력부(1236)는 에어로졸 생성 장치(1200)에 대한 정보를 사용자에게 청각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 음향 출력부(1236)는 전기 신호를 음향 신호로 변환하여 외부로 출력할 수 있다.
배터리(1240)는 에어로졸 생성 장치(1200)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 배터리(1240)는 히터(1250)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(1240)는 에어로졸 생성 장치(1200) 내에 구비된 다른 구성들(예: 센싱부(1220), 출력부(1230), 사용자 입력부(1260), 메모리(1270) 및 통신부(1280))의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(1240)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. 예를 들어, 배터리(1240)는 리튬폴리머(LiPoly) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
히터(1250)는 배터리(1240)로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있다. 도 12에 도시되지는 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1200)는 배터리(1240)의 전력을 변환하여 히터(1250)에 공급하는 전력 변환 회로(예: DC/DC 컨버터)를 더 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1200)가 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 경우, 에어로졸 생성 장치(1200)는 배터리(1240)의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 DC/AC 컨버터를 더 포함할 수 있다.
제어부(1210), 센싱부(1220), 출력부(1230), 사용자 입력부(1260), 메모리(1270) 및 통신부(910)는 배터리(1240)로부터 전력을 공급받아 기능을 수행할 수 있다. 도 12에 도시되지는 않았으나, 배터리(1240)의 전력을 변환하여 각각의 구성요소들에 공급하는 전력 변환 회로, 예를 들면 LDO(low dropout) 회로 또는 전압 레귤레이터 회로를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 히터(1250)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(130)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(1250)는 유도 가열 방식의 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(1250)는 코일에 의해 인가된 자기장을 통해 발열하여, 에어로졸 생성 물질을 가열하는 서셉터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 히터(1250)는 복수의 히터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 히터(1250)는 궐련을 가열하기 위한 제1 히터 및 액상을 가열하기 위한 제2 히터를 포함할 수 있다.
사용자 입력부(1260)는 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나, 사용자에게 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력부(1260)는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(접촉식 정전 용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지 방식, 표면 초음파 전도 방식, 적분식 장력 측정 방식, 피에조 효과 방식 등), 조그 휠, 조그 스위치 등이 있을 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 도 12에 도시되지는 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1200)는 USB(universal serial bus) 인터페이스 등과 같은 연결 인터페이스(connection interface)를 더 포함하고, USB 인터페이스 등과 같은 연결 인터페이스를 통해 다른 외부 장치와 연결하여 정보를 송수신하거나, 배터리(1240)를 충전할 수 있다.
메모리(1270)는 에어로졸 생성 장치(1200) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 제어부(1210)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(1270)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(1270)는 에어로졸 생성 장치(1200)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로 파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등을 저장할 수 있다. 실시 예에서, 메모리(1270)는 복수의 온도 프로파일을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1270)는 온도 프로파일 중 예열 구간을 정의한 복수의 예열 프로파일을 저장할 수 있다. 메모리(1270)는 도 8 및 9를 참조하여 설명한 복수의 예열 프로파일을 저장할 수 있다.
통신부(1280)는 다른 전자 장치와의 통신을 위한 적어도 하나의 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(1280)는 근거리 통신부(1282) 및 무선 통신부(1284)를 포함할 수 있다.
근거리 통신부(short-range wireless communication unit)(1282)는 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부, UWB(ultra wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
무선 통신부(1284)는 셀룰러 네트워크 통신부, 인터넷 통신부, 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN) 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 무선 통신부(1284)는 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI)를 이용하여 통신 네트워크 내에서 에어로졸 생성 장치(1200)를 확인 및 인증할 수도 있다.
제어부(1210)는 에어로졸 생성 장치(1200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 제어부(1210)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로프로세서와 이 마이크로프로세서에서 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(1210)는 배터리(1240)의 전력을 히터(1250)에 공급하는 것을 제어함으로써 히터(1250)의 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1210)는 배터리(1240)와 히터(1250) 사이의 스위칭 소자의 스위칭을 제어함으로써 전력 공급을 제어할 수 있다. 다른 예에서, 제어부(1210)의 제어 명령에 따라 가열직접회로가 히터(1250)에 대한 전력 공급을 제어할 수도 있다.
제어부(1210)는 에어로졸 생성 장치(1200)의 동작이 개시되면, 미리 정해진 온도 프로파일 또는 미리 정해진 예열 프로파일에 따라 히터(1250)에 대한 전력 공급을 제어한다.
실시 예에서, 제어부(1210)는 에어로졸 생성 장치(1200)의 동작이 개시되거나, 에어로졸 생성물품이 삽입된 경우, 온도 센서(1222)를 통해 히터(1250)의 현재 온도를 측정한다. 제어부(1210)는 히터(1250)의 온도가 기준온도 이상인 경우에는 메모리(1270)로부터 미리 정해진 예열 프로파일, 즉 제1 예열 프로파일과는 다른 제2 예열 프로파일을 로딩하고, 제2 예열 프로파일에 따라 히터(1250)에 대한 전력 공급을 제어한다.
실시 예에서, 제어부(1210)는 PID(proportional-integral-differential) 제어 방식으로 히터(1250)에 대한 전력 공급을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(1210)는 히터(1250)가 설정된 온도 프로파일에 대응하는 온도를 갖도록, PID 제어 방식으로 히터(1250)에 대한 전력 공급을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1210)는 온도 프로파일에 따라 온도 상승 구간에 대응하는 시간 동안에 히터(1250)의 온도가 목표온도까지 도달하도록, 비례제어에 대한 파라미터(Kp), 적분제어에 대한 파라미터(Ki) 및 미분제어에 대한 파라미터(Kd)를 조정하거나, 이러한 파라미터들 중 적어도 하나를 조정하여 전력을 공급할 수 있다.
제어부(1210)는 센싱부(1220)에 의해 감지된 결과를 분석하고, 이후 수행될 처리들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1210)는 센싱부(1220)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 히터(1250)의 동작이 개시 또는 종료되도록 히터(1250)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 제어부(1210)는 센싱부(1220)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 히터(1250)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(1250)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다.
제어부(1210)는 센싱부(1220)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 출력부(1230)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 센서(1226)를 통해 카운트 된 퍼프 횟수가 기 설정된 횟수에 도달하면, 제어부(1210)는 디스플레이부(1232), 햅틱부(1234) 및 음향 출력부(1236) 중 적어도 하나를 통해 사용자에게 에어로졸 생성 장치(1200)가 곧 종료될 것을 예고할 수 있다.
일 실시 예에서, 제어부(1210)는 센싱부(1220)에 의해 감지된 에어로졸 생성 물품의 상태에 따라 히터(1250)에 대한 전력 공급 시간 및/또는 전력 공급량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물품(15)이 과습 상태인 경우에, 제어부(1210)는 유도 코일에 대한 전력 공급 시간을 제어하여, 에어로졸 생성 물품(15)이 일반적인 상태인 경우보다 예열 시간을 증가시킬 수 있다.
도 13 내지 16은 도 12에 도시된 에어로졸 생성 장치의 예열 모드를 설명하기 위한 도면들이다.
도 13을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)의 수용부에 에어로졸 생성 물품(200)이 삽입된다. 여기서, 궐련형 에어로졸 생성 물품이 수직방향으로 삽입되는 형태를 예로서 설명하지만, 이에 한정되지 않음은 물론이다. 또한, 디스플레이부(1232)는 에어로졸 생성 장치(100)의 상태, 조건, 사용자 정보 등의 표시정보 또는 인디케이터를 표시할 수 있다. 여기서, 표시정보 또는 인디케이터는 아이콘 또는 텍스트일 수 있다. 또한, 도 13에 도시된 것처럼, 에어로졸 생성 물품(200)이 에어로졸 생성 장치(100)에 수용되기 전 디스플레이부(1232)는 오프 상태일 수 있다.
도 14를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)의 수용부에 에어로졸 생성물품이 수용되면, 에어로졸 생성 장치(100)는 에어로졸 생성 물품(200)의 수용을 감지하여 디스플레이부(1232)를 오프상태에서 온상태로 변경할 수 있다. 이 경우, 에어로졸 생성 장치(100)의 전원을 켜거나, 가열 동작을 시작한다. 이어 히터에 전력 공급을 개시할 수 있다.
실시 예에서, 에어로졸 생성 물품(200)이 삽입되는 경우, 히터의 온도를 측정한다. 에어로졸 생성 장치(100)는 히터의 온도가 기준온도보다 작은 경우에는 메모리(1270)로부터 제1 예열 프로파일을 로딩하고, 제1 예열 프로파일에 따라 히터(1250)에 전력을 공급한다. 여기서, 제1 예열 프로파일은 일반적인 조건에서 히터를 예열하기 위한 예열시간 및 예열 온도를 정의한 것이다.
도 15에 도시된 것처럼, 에어로졸 생성 장치(100)는 디스플레이부(1232)에 제1 예열 프로파일에 따라 히터(1250)를 예열하고 있음을 나타내는 표시정보(1500)를 디스플레이할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)는 제1 예열 프로파일에 따른 히터의 예열이 완료된 경우, 예열이 완료되었음을 나타내는 표시정보를 디스플레이부(1232)에 디스플레이하거나, 햅틱부(1234)를 통해 진동 등의 알림을 출력할 수 있다.
실시 예에서, 에어로졸 생성 장치(100)는 히터의 온도가 기준온도 이상인 경우에는 메모리(1270)로부터 제2 예열 프로파일을 로딩하고, 히터(1250)에 전력을 공급한다. 여기서, 제2 예열 프로파일은 히터의 온도가 높은 경우로서, 예를 들면 연속 사용인 경우에 히터를 예열하기 위한 예열시간 및 예열 온도를 정의한 것이다. 즉, 에어로졸 생성 물품(200)이 수용되어 제1 흡연 시리즈가 종료된 후, 에어로졸 생성 물품(200)이 분리된 후에, 수초 내에 다른 에어로졸 생성 물품(200)이 수용되는 경우에는 제1 흡연 시리즈의 영향 또는 히터(1250)의 잔열 등으로 인하여, 히터(1250)의 온도는 처음 에어로졸 생성 물품(200)이 수용될 때보다 높다. 따라서, 이러한 경우에는 에어로졸 생성 장치(100)는 메모리(1270)로부터 제1 예열 프로파일과는 다른 제2 예열 프로파일을 로딩하고, 제2 예열 프로파일에 따라 히터(1250)에 전력을 공급한다. 따라서, 제2 흡연 시리즈 초기에 히터의 높은 온도에 따른 열감을 줄여주고, 충분한 양의 에어로졸을 사용자에게 제공할 수 있다.
도 16에 도시된 것처럼, 에어로졸 생성 장치(100)는 디스플레이부(1232)에 제2 예열 프로파일에 따라 히터(1250)를 예열하고 있음을 나타내는 표시정보(1600)를 디스플레이할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)는 제2 예열 프로파일에 따른 히터의 예열이 완료된 경우, 예열이 완료되었음을 나타내는 표시정보를 디스플레이부(1232)에 디스플레이하거나, 햅틱부(1234)를 통해 진동 등의 알림을 출력할 수 있다.
일 실시 예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈과 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
상술한 실시 예들에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이며, 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위에 있는 모든 차이점은 청구범위에 의해 정해지는 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 에어로졸 생성 장치에 있어서,
    에어로졸 생성 물품의 적어도 일부를 가열하는 히터;
    상기 히터의 온도를 측정하는 온도 센서; 및
    미리 정해진 예열 시간 및 예열 온도를 정의하는 제1 예열 프로파일에 따라 상기 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 히터의 온도가 기준 온도 이상인 경우, 상기 제1 예열 프로파일과는 다른 제2 예열 프로파일에 따라 상기 히터에 대한 전력 공급을 제어하는, 에어로졸 생성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 히터의 온도가 상기 기준 온도 이상인 경우, 제1 흡연 시리즈가 종료된 이후에 제2 흡연 시리즈가 이루어진 것으로 판단하는, 에어로졸 생성 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 에어로졸 생성 물품의 삽입을 검출한 경우, 상기 히터의 온도를 측정하고, 상기 히터의 온도가 상기 기준 온도 이상인지 판단하는, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 예열 프로파일의 목표 온도에 도달하는 시간 구간은 상기 제1 예열 프로파일의 상기 목표 온도에 도달하는 시간 구간보다 짧게 설정된, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 예열 프로파일의 목표 온도를 유지하는 시간 구간은 상기 제1 예열 프로파일의 상기 목표 온도를 유지하는 시간 구간보다 길게 설정된, 에어로졸 생성 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 예열 프로파일의 목표 온도보다 낮은 온도로 낮추는 시간 구간은 상기 제1 예열 프로파일의 상기 목표 온도보다 낮은 온도로 낮추는 시간 구간보다 길게 설정된, 에어로졸 생성 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 히터의 온도가 상기 기준 온도 이상인 경우, 소정의 지연 시간이 경과한 후에 상기 제2 예열 프로파일에 따라 상기 히터에 대한 전력 공급을 제어하는, 에어로졸 생성 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 히터의 온도에 따라 상기 지연 시간의 길이를 다르게 결정하는, 에어로졸 생성 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치의 예열 모드를 표시하는 디스플레이를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 예열 프로파일에 따른 예열 모드 또는 상기 제2 예열 프로파일에 따른 예열 모드를 상기 디스플레이에 표시하도록 제어하는, 에어로졸 생성 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 예열 프로파일 또는 상기 제2 예열 프로파일에 따른 상기 예열 시간에 도달한 경우, 상기 디스플레이에 예열완료에 상응하는 알림을 출력하도록 제어하는, 에어로졸 생성 장치.
  11. 에어로졸 생성 장치의 제어 방법에 있어서,
    에어로졸 생성 물품의 적어도 일부를 가열하는 히터의 온도를 측정하는 단계;
    상기 히터의 온도가 기준 온도 이상인지 판단하는 단계; 및
    상기 히터의 온도가 상기 기준 온도 이상인 경우, 제1 예열 프로파일과는 다른 제2 예열 프로파일에 따라 상기 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 단계를 포함하는, 에어로졸 생성 장치의 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 판단 단계는,
    상기 히터의 온도가 상기 기준 온도 이상인 경우, 제1 흡연 시리즈가 종료된 이후에 제2 흡연 시리즈가 이루어진 것으로 판단하는, 에어로졸 생성 장치의 제어 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 물품의 삽입을 검출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 에어로졸 생성 물품의 삽입이 검출된 경우, 상기 히터의 온도를 측정하고, 상기 히터의 온도가 상기 기준 온도 이상인지 판단하는, 에어로졸 생성 장치의 제어 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 예열 프로파일의 목표 온도에 도달하는 시간 구간은 상기 제1 예열 프로파일의 상기 목표 온도에 도달하는 시간 구간보다 짧게 설정되고,
    상기 제2 예열 프로파일의 목표 온도를 유지하는 시간 구간은 상기 제1 예열 프로파일의 상기 목표 온도를 유지하는 시간 구간보다 길게 설정되거나,
    상기 제2 예열 프로파일의 목표 온도보다 낮은 온도로 낮추는 시간 구간은 상기 제1 예열 프로파일의 상기 목표 온도보다 낮은 온도로 낮추는 시간 구간보다 길게 설정된, 에어로졸 생성 장치의 제어 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 히터의 온도가 상기 기준 온도 이상인 경우, 소정의 지연 시간이 경과한 후에 상기 제2 예열 프로파일에 따라 상기 히터에 대한 전력 공급을 제어하는, 에어로졸 생성 장치의 제어 방법.
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