KR102253051B1

KR102253051B1 - 에어로졸 생성 시스템

Info

Publication number: KR102253051B1
Application number: KR1020190054519A
Authority: KR
Inventors: 이승원; 박상규; 임헌일
Original assignee: 주식회사 케이티앤지
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2021-05-17
Also published as: KR20200129713A

Abstract

본 발명의 일실시예는, 에어로졸 생성 기질을 가열하는 제1 장치 및 상기 제1 장치와 분리 가능하게 연결되며 상기 제1 장치에 외부 전력을 공급하는 제2 장치를 포함하는 에어로졸 생성 시스템에 있어서, 상기 제1 장치는 내부 전력을 공급하는 제1 배터리와, 상기 내부 전력이 공급되는 제1 전원 단자에 직렬 접속되는 제1 스위칭 소자와 상기 외부 전력이 공급되는 제2 전원 단자에 직렬 접속되는 제2 스위칭 소자를 포함하는 스위칭부와, 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 사이의 노드에 접속되며 상기 내부 전력 또는 상기 외부 전력에 의해 상기 에어로졸 생성 기질을 가열하는 히터 및 상기 내부 전력에 의해 상기 히터를 가열하는 제1 모드 및 상기 외부 전력에 의해 상기 히터를 가열하는 제2 모드에 따라 상기 스위칭부의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

에어로졸 생성 시스템{AEROSOL GENERATING SYSTEM}

본 발명은 에어로졸 생성 시스템에 관한 것으로서 복수의 스위칭 소자를 제어함으로써 에어로졸 생성 장치를 다양한 모드로 동작시킬 수 있는 에어로졸 생성 시스템에 관한 것이다.

근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 또는 액체 저장부 내의 에어로졸 생성물질이 가열됨에 따라 에어로졸을 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다.

한편, 이러한 에어로졸 생성 장치는 일정시간 사용 후 별도 구비된 외부 전력 공급 장치에 연결되어 충전되어야 하나, 종래에는 에어로졸 생성 장치와 외부 전력 공급 장치의 연결 시, 외부 전력 공급 장치가 오로지 에어로졸 생성 장치의 충전 기능만을 수행할 뿐, 외부 전력을 에어로졸 생성 장치 내에 구비된 히터에 전달할 수 없었다. 이에 따라, 사용자는 에어로졸 생성 장치와 외부 전력 공급 장치의 결합시에는 에어로졸 생성 장치를 사용할 수 없는 불편이 있었다.

KR

10-1737648

B1

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 복수의 스위칭 소자를 제어함으로써 에어로졸 생성 장치를 다양한 모드로 동작시킬 수 있는 에어로졸 생성 시스템을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 기술적 과제는 상술한 바에 한정되지 않으며 이하의 예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 생성 시스템은 에어로졸 생성 기질을 가열하는 제1 장치 및 상기 제1 장치와 분리 가능하게 연결되며 상기 제1 장치에 외부 전력을 공급하는 제2 장치를 포함하는 에어로졸 생성 시스템에 있어서, 상기 제1 장치는 내부 전력을 공급하는 제1 배터리와, 상기 내부 전력이 공급되는 제1 전원 단자에 직렬 접속되는 제1 스위칭 소자와 상기 외부 전력이 공급되는 제2 전원 단자에 직렬 접속되는 제2 스위칭 소자를 포함하는 스위칭부와, 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 사이의 노드에 접속되며 상기 내부 전력 또는 상기 외부 전력에 의해 상기 에어로졸 생성 기질을 가열하는 히터 및 상기 내부 전력에 의해 상기 히터를 가열하는 제1 모드 및 상기 외부 전력에 의해 상기 히터를 가열하는 제2 모드에 따라 상기 스위칭부의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는 상기 제1 모드에서 상기 제1 스위칭 소자를 턴 온시키고, 상기 제2 스위칭 소자를 턴 오프시켜 상기 내부 전력이 상기 히터에 공급되도록 제어한다.

상기 제어부는 상기 제2 모드에서 상기 제1 스위칭 소자를 턴 오프 시키고, 상기 제2 스위칭 소자를 턴 온 시켜 상기 외부 전력이 상기 히터에 공급되도록 제어한다. 이에 따라, 제1 장치 및 제2 장치가 결합된 상태에서도 사용자는 제1 장치를 통해 에어로졸을 흡입할 수 있다.

상기 제1 장치는 상기 제1 배터리를 충전시키는 충전부를 더 포함하고, 상기 충전부는 상기 제1 전원 단자와 상기 제2 전원 단자 사이에 접속된다.

상기 제어부는 상기 외부 전력에 의해 상기 제1 배터리를 충전하는 제3 모드에서 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자를 오프시켜, 상기 외부 전력이 상기 충전부에 공급되도록 제어한다.

상기 제1 장치는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 사이의 노드와 상기 히터 사이에 직렬 접속되는 제3 스위칭 소자를 더 포함한다. 이에 따라, 제1 장치의 온 고장으로 인한 과열을 방지할 수 있다.

상기 제어부는 상기 제1 모드 및 제2 모드에서 상기 제3 스위칭 소자를 턴 온시켜 상기 내부 전력 또는 외부 전력이 상기 히터에 공급되도록 제어한다.

상기 제1 장치는 상기 히터에 연결되는 제4 스위칭 소자를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제4 스위칭 소자에 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 신호를 출력하여 상기 히터에 공급되는 전력을 조절한다.

상기 제1 장치는 상기 제2 장치와의 결합여부를 감지하는 연결 감지부 및 사용자의 히터 가열 명령을 입력 받는 입력부를 더 포함한다.

상기 제어부는 상기 제2 장치와 분리된 상태에서 상기 히터 가열 명령을 수신 받은 경우, 상기 제1 모드에 따라 상기 스위칭부의 스위칭 동작을 제어하고, 상기 제2 장치와 결합한 상태에서 상기 히터 가열 명령을 수신 받은 경우, 상기 제2 모드에 따라 상기 스위칭부의 스위칭 동작을 제어한다. 이에 따라, 제1 장치 및 제2 장치가 결합된 상태에서도 사용자는 제1 장치를 통해 에어로졸을 흡입할 수 있다.

상기 제1 장치는 상기 제1 배터리의 충전 전원의 레벨을 감지하는 전원 감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2 장치와 결합하고, 상기 제1 배터리의 상기 충전 전원이 기설정된 기준 레벨 이상인 상태에서 상기 히터 가열 명령을 수신 받은 경우, 상기 제1 모드에 따라 상기 스위칭부의 스위칭 동작을 제어한다.

상기 제2 장치는 상기 외부 전력을 공급하는 제2 배터리 및 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드에 따라 상기 제2 배터리에서 출력되는 전원의 레벨을 변환하는 DC-DC 컨버터를 더 포함한다.

상기 DC-DC 컨버터는 상기 제1 모드에서 제1 레벨의 전원을 출력하고, 상기 제2 모드에서 제1 레벨 보다 작은 제2 레벨의 전원을 출력한다.

상기 DC-DC 컨버터는 상기 외부 전력에 의해 상기 제1 배터리를 충전하는 제3 모드에서 상기 제1 레벨의 전원을 출력한다.

본 발명의 에어로졸 생성 시스템은 복수의 스위칭 소자를 제어함으로써, 다양한 모드를 사용자에게 제공하므로 사용자 편의성이 증대된다.

또한, 사용자는 에어로졸 생성 장치와 외부 전력 공급 장치의 결합 상태에서도 에어로졸 생성 장치를 사용할 수 있다는 이점이 있다.

발명의 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 4 및 도 5는 궐련의 예들을 도시한 도면들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 시스템을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 시스템을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 생성 시스템의 내부 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제1 장치의 회로도의 일예이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 제1 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 제2 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 제3 모드를 설명하기 위한 도면이다.

실시예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

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 실시예와 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 실시예와 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 실시예가 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)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.

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.

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.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 시스템을 나타내는 도면이다.

도면을 참조하여 설명하면 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 시스템(300)은 에어로졸 생성 기질을 가열하는 제1 장치(1)와, 제1 장치(1)와 분리 가능하게 연결되며 제1 장치(1)에 외부 전력을 공급하는 제2 장치(500)를 포함할 수 있다.

제1 장치(1)는 도 1 내지 도 3의 에어로졸 생성 장치(1) 중 어느 하나일 수 있다. 따라서, 이하에서 제1 장치(1)와 에어로졸 생성 장치(1)는 혼용하여 사용될 수 있다.

제1 장치(1)는 제2 장치(500)와 분리된 상태에서 내부 전력을 통해 히터(13)를 가열할 수 있다.

제2 장치(500)는 제1 장치(1)에 외부 전력을 공급하는 외부 전력 공급 장치일 수 있다.

제2 장치(500)는 제1 장치(1)가 삽입되는 삽입홀과 삽입홀을 덮기 위한 슬라이드 커버가 형성될 수 있다.

제2 장치(500)의 슬라이드 커버가 개방될 때, 제1 장치(1)는 삽입홀을 통하여 제2 장치(500)의 내부 공간에 수용될 수 있다. 또한, 제1 장치(1)가 제2 장치(500)의 내부 공간에 수용된 상태에서 슬라이드 커버가 폐쇄될 때, 제1 장치(1)는 제2 장치(500)에 수용된 상태로 은폐될 수 있다.

궐련(2)은 제1 장치(1)가 제2 장치(500)의 내부 공간에 수용된 상태에서 제2 장치(500)의 슬라이드 커버가 개방될 때, 제1 장치(1)에 삽입될 수 있다. 또는 제1 장치(1)에 궐련(2)이 삽입된 상태에서 제1 장치(1)가 제2 장치(500)의 내부 공간에 수용되는 것도 가능하다.

제2 장치(500)는, 제1 장치(1)가 제2 장치(500)의 내부 공간에 수용된 경우, 제1 장치(1)에 구비된 히터(13)에 외부 전력을 공급하거나, 제1 장치(1)에 구비된 배터리(11)에 외부 전력을 공급할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 시스템을 나타내는 도면이다.

도 6과의 차이점은 제1 장치(1)가 제2 장치(500)에 삽입되는 방식이다. 도 7을 참조하면, 제1 장치(1)는 제2 장치(500)의 내부 공간(230)에 삽입될 수 있다. 제1 장치(1)는 제2 장치(500)에 완전히 삽입될 수도 있고, 제2 장치(500)에 삽입된 상태에서 틸트(tilt)될 수도 있다.

내부 공간(230)은 제2 장치(500)의 일 측면에 형성될 수 있다. 내부 공간(230)이 제2 장치(500)의 일 측면에 형성되므로 제1 장치(1)가 제2 장치(500)에 완전히 삽입된 상태에서는 제1 장치(1)는 제2 장치(500)의 다른 측면들에 의하여 외부에 노출되지 않을 수 있다. 따라서, 제2 장치(500)는 제1 장치(1)를 외부에 노출시키지 않게 하기 위한 다른 구성(예를 들어, 슬라이드 커버 등)을 포함하지 않을 수 있다.

제2 장치(500)에는 제1 장치(1)와의 결착 강도를 높이기 위하여 적어도 하나의 결착 부재(273, 274)가 포함될 수 있다. 또한, 제1 장치(1)에도 적어도 하나의 결착 부재(182)가 포함될 수 있다. 이때, 결착 부재(182, 273, 274)는 자석이 될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

제1 장치(1) 및 제2 장치(500)에 결착 부재(182, 273, 274)가 포함됨에 따라 제1 장치(1)가 제2 장치(500)의 일 측면에 삽입되더라도 제1 장치(1)와 제2 장치(500)가 더욱 강하게 결착될 수 있다. 또한 제2 장치(500)에 별도의 구성(예를 들어, 슬라이드 커버)이 없더라도, 제1 장치(1)가 제2 장치(500)로부터 쉽게 분리되지 않을 수 있다.

제2 장치(500)는 제1 장치(1)가 제2 장치(500)에 완전히 삽입되었다고 판단되는 경우, 제1 장치(1)에 구비된 배터리(11)에 외부 전력을 공급할 수 있다.

한편, 제1 장치(1)는 제2 장치(500)에 삽입된 상태에서 일정 각도로 기울여질 수 있다. 다시 말해, 제1 장치(1)는 제2 장치(500)의 내부에서 틸트(tilt)될 수 있다.

한편, 제1 장치(1)가 제2 장치(500)에 완전히 삽입되면 제1 장치(1)에 궐련(2)이 삽입될 수 없다. 따라서, 제1 장치(1)가 제2 장치(500)에 완전히 삽입된 상태에서는 사용자가 흡연을 할 수 없다. 그러나, 제1 장치(1)가 틸트되면, 제1 장치(1)의 말단(141)이 외부로 노출된다. 따라서, 사용자는 말단(141)에 궐련을 삽입하고, 생성된 에어로졸을 흡입할 수 있다.

틸트 각(θ)은 궐련이 제1 장치(1)의 말단(141)에 삽입될 때, 궐련이 꺽이거나 훼손되지 않을 수 있도록 충분한 각도가 확보될 수 있다. 예를 들어, 제1 장치(1)는 말단(141)에 포함된 궐련 삽입 구멍 전체가 외부로 노출되는 최소 각도 또는 그 보다 큰 각도로 틸트될 수 있다. 예를 들어, 틸트 각(θ)의 범위는 0°초과 180°이하가 될 수 있고, 바람직하게는 5°이상 90°이하가 될 수 있다. 더 바람직하게는, 틸트 각(θ)의 범위는 5°이상 20°이하, 5°이상 30°이하, 5°이상 40°이하, 5°이상 50°이하, 또는 5°이상 60°이하가 될 수 있다. 더 바람직하게는, 틸트 각(θ)은 10°가 될 수 있다.

한편, 제1 장치(1)가 틸트되더라도, 제1 장치(1)와 제2 장치(500)는 서로 결합되어 있다. 따라서, 제1 장치(1)의 히터(13)는 제2 장치(500)가 공급하는 외부 전력에 의하여 가열될 수 있다. 따라서, 제1 장치(1)의 배터리(11)의 잔량이 적거나 없는 경우에도 제1 장치(1)는 제2 장치(500)에서 공급된 외부 전력을 이용하여 에어로졸을 생성할 수 있다.

또한, 제1 장치(1)가 틸트되더라도, 제1 장치(1)의 배터리(11)는 제2 장치(500)에서 공급된 외부 전력에 의해 충전될 수 있다.

한편, 도 6 내지 도 7의 제2 장치(500)는 외부 전력 공급 장치의 일 예일 뿐 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 외부 전력을 공급하는 장치라면 도 6 내지 도 7에서 도시된 제2 장치(500)의 형상에 제한되지 않는다. 따라서, 이하에서 제1 장치(1)와 제2 장치(500)의 연결은 도 6에서와 같이 제1 장치(1)가 제2 장치(500)에 수용되거나, 도 7에서와 같이 제1 장치(1)가 제2 장치(500)에 삽입되어 틸트되는 경우만을 예시하는 것이 아니다. 예를 들어, 제1 장치(1)와 제2 장치(500)의 결합은 제1 장치(1)에 구비된 단자에 전원선이 연결되어, 외부 전력이 공급되는 경우 등을 의미할 수도 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 생성 시스템의 내부 블록도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 따른 에어로졸 생성 시스템(300)은 에어로졸 생성 기질을 가열하는 제1 장치(1) 및 제1 장치(1)와 분리 가능하게 연결되며 제1 장치(1)에 외부 전력을 공급하는 제2 장치(500)를 포함할 수 있다.

제1 장치(1)는 연결 감지부(410), 스위칭부(430), 충전부(450), 배터리(11), 히터(13), 전원 감지부(470), 입력부(490) 및 제어부(12)를 포함할 수 있다.

제2 장치(500)는 연결 감지부(510), 입력부(530), 충전부(550), 배터리(551), DC-DC 컨버터(553) 및 제어부(570)를 포함할 수 있다.

제1 장치(1) 및 제2 장치(500)는 상기 구성 요소들 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다.

제1 장치(1)에 구비된 제어부(12)는 제1 장치(1)에 포함되어 있는 연결 감지부(410), 스위칭부(430), 충전부(450), 배터리(11), 히터(13), 전원 감지부(470), 입력부(490) 등을 총괄적으로 제어할 수 있다.

제1 장치(1)에 구비된 제어부(12)는 후술하는 제2 장치(500)에 구비된 제어부(570)와 구별하기 위하여 제1 제어부(12)라고 명명할 수 있다.

히터(13)는 전류를 인가하면 고유 저항에 의해 발열을 하고, 가열된 히터(13)에 에어로졸 생성기질이 접촉(결합)되면, 에어로졸이 생성될 수 있다.

배터리(11)는 히터(13)에 내부 전력(V1)을 공급하며 히터(13)에 공급되는 내부 전력(V1)의 크기는 제어부(12)에 의해 조절될 수 있다. 제1 장치(1)에 구비된 배터리(11)는 제2 장치(500)에 구비된 배터리(551)와 구별하기 위하여 제1 배터리(11)라고 명명할 수 있다.

제어부(12)는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 신호를 출력하여 히터(13)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(12)는 펄스 폭 변조기(Pulse Width Modulator)를 포함할 수 있다. 제어부(12)는 출력되는 펄스 폭 변조(PWM) 신호의 듀티(Duty)를 조절하여 히터(13)에 공급되는 전력을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 펄스 폭 변조(PWM) 신호의 듀티를 증가시켜 히터(13)에 공급되는 전력을 증가시킬 수 있다. 다른 예로, 제어부(12)는 펄스 폭 변조(PWM) 신호의 듀티를 감소시켜 히터(13)에 공급되는 전력을 감소시킬 수 있다.

충전부(450)는 배터리(11)를 충전시킬 수 있다. 제1 장치(1)에 구비된 충전부(450)는 제2 장치(500)에 구비된 충전부(550)를 구별하기 위하여 제1 충전부(450)라고 명명할 수 있다.

충전부(450)는 제1 장치(1)로부터 공급받은 외부 전력을 기초로 배터리(11)를 충전시킬 수 있다. 충전부(450)는 고속 충전이 가능하도록 설계될 수 있다.

충전부(450)는 배터리(11)의 안정적인 충전을 위한 레귤레이터(미도시) 및 역전압을 방지하기 위한 역전압 보호 회로(미도시)를 포함할 수 있다.

전원 감지부(470)는 배터리(11)의 전원 레벨을 감지할 수 있다. 충전부(450)는 배터리(11)의 전압이 기설정된 전압 이하인 경우, 배터리(11)를 충전할 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

연결 감지부(410)는 제2 장치(500)와의 결합여부를 감지할 수 있다. 제1 장치(1)에 구비된 연결 감지부(410)는 제2 장치(500)에 구비된 연결 감지부(510)와 구별하기 위하여 제1 연결 감지부(410)라고 명명할 수 있다.

연결 감지부(410)는 후술하는 제2 전원 단자(n2)의 전압 및/또는 전류를 검출하여 제2 장치(500)와의 결합여부를 감지할 수 있다. 또는 연결 감지부(410)는 적어도 어느 하나의 센서를 포함하고, 센서의 감지 정보를 기초로 제2 장치(500)와의 결합여부를 감지할 수 있다.

입력부(490)는 사용자 명령을 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 입력부(490)는 히터 가열 명령을 입력 받을 수 있다. 히터 가열 명령은 히터(13)를 가열시키기 위한 사용자 명령을 의미할 수 있다.

제어부(12)는 히터 가열 명령을 수신 받은 경우, 후술하는 스위칭부(430)를 제어하여 내부 전력(V1) 또는 외부 전력(V2)을 히터(13)에 공급할 수 있다.

제1 장치(1)에 구비된 입력부(490)는 제2 장치(500)에 구비된 입력부(490)와 구별하기 위하여 제1 입력부(490)라고 명명할 수 있다.

스위칭부(430)는 복수의 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 스위칭 소자는 전계효과 트랜지스터(FFT: Field Effect Transistor)일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

제어부(12)는 스위칭부(430)의 스위칭 동작을 제어하여, 제1 장치(1)가 내부 전력(V1)을 이용하여 히터(13)를 가열하는 제1 모드, 외부 전력(V2)을 이용하여 히터(13)를 가열하는 제2 모드 및 외부 전력(V2)을 이용하여 배터리(11)를 충전하는 제3 모드 중 어느 하나의 모드로 동작하게 할 수 있다.

제2 장치(500)에 구비된 제어부(570)는 제2 장치(500)에 구비된 연결 감지부(510), 입력부(530), 충전부(550), 배터리(551), DC-DC 컨버터(553)를 총괄적으로 제어할 수 있다.

제2 장치(500)에 구비된 제어부(570)는 제1 장치(1)에 구비된 제어부(12)와 구별하기 위하여 제2 제어부(570)라고 명명할 수 있다.

배터리(551)는 제1 장치(1)에 외부 전력(V2)을 공급할 수 있다. 제2 장치(500)에 구비된 배터리(551)는 제1 장치(1)에 구비된 배터리(11)와 구별하기 위하여 제2 배터리(551)라고 명명할 수 있다. 제2 배터리(551)의 용량은 제1 배터리(11)의 용량보다 클 수 있다.

충전부(550)는 배터리(551)를 충전시킬 수 있다. 제2 장치(500)에 구비된 충전부(550)는 제1 장치(1)에 구비된 충전부(450)를 구별하기 위하여 제1 충전부(550)라고 명명할 수 있다.

충전부(550)는 제2 장치(500)에 구비된 인터페이스부(미도시)를 통해 상용 전원을 공급 받을 수 있다. 충전부(550)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 배터리(551)를 충전시킬 수 있다. 이를 위해 충전부(550)는 AC-DC 컨버터(미도시)를 구비할 수 있다.

제어부(570)는 DC-DC 컨버터(553)를 제어하여 배터리(551)에서 출력된 전원의 레벨을 가변할 수 있다. DC-DC 컨버터(553)는 제어부(570)의 제어에 따라 제1 레벨 또는 제2 레벨의 전원을 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 레벨은 5V, 제2 레벨은 3.5V일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

제2 장치(500)도 제1 장치(1)와의 연결을 감지하기 위한 연결 감지부(510)를 포함할 수 있다. 제2 장치(500)에 구비된 연결 감지부(510)는 제1 장치(1)에 구비된 연결 감지부(410)와 구별하기 위하여 제1 연결 감지부(510)라고 명명할 수 있다.

또한, 제2 장치(500)도 제1 장치(1)와 같이 사용자 명령을 입력 받는 입력부(530)를 포함할 수 있다. 제2 장치(500)에 구비된 입력부(530)는 제1 장치(1)에 구비된 입력부(490)와 구별하기 위하여 제2 입력부(530)라고 명명할 수 있다. 제2 입력부(530)도 제1 입력부(490)와 같이 히터 가열 명령을 입력 받을 수 있다.

제어부(570)는 히터 가열 명령을 수신 받은 경우, 배터리(551)에 저장된 외부 전력이 제1 장치(1)에 공급되도록 제어할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제1 장치의 회로도의 일예이다.

도면을 참조하면, 제1 장치(1)는 내부 전력(V1)을 공급받는 제1 전원 단자(n1)와, 외부 전력(V2)을 공급받는 제2 전원 단자(n2)와, 제1 스위칭 소자(431) 및 제2 스위칭 소자(432)를 포함하며, 스위칭 동작에 따라 내부 전력(V1) 또는 외부 전력(V2)을 히터(13)에 공급하는 스위칭부(430)와, 제1 장치(1)의 오작동 방지를 위한 제3 스위칭 소자(433)와, 에어로졸 생성기질을 가열하는 히터(13)와, 히터(13)에 공급되는 전력을 제어하는 제4 스위칭 소자(434)와, 배터리(11)를 충전하기 위한 충전부(450)를 포함할 수 있다.

제1 전원 단자(n1)에는 제1 배터리(11)에서 공급된 내부 전력(V1)이 인가될 수 있다. 제2 전원 단자(n2)에는 제2 배터리(551)에서 공급된 외부 전력(V2)이 인가될 수 있다.

제1 전원 단자(n1)는 제1 스위칭 소자(431) 및 충전부(450) 사이의 노드(node)를 의미할 수도 있다. 또한, 제2 전원 단자(n2)는 제2 스위칭 소자(432)와 충전부(450) 사이의 노드를 의미할 수도 있다.

스위칭부(430)는 제1 스위칭 소자(431) 및 제2 스위칭 소자(432)를 포함할 수 있다. 제어부(12)는 내부 전력(V1)에 의해 히터(13)를 가열하는 제1 모드, 외부 전력(V2)에 히터(13)를 가열하는 제2 모드 및 외부 전력(V2)에 의해 제1 배터리(11)를 충전하는 제3 모드에 따라 제1 스위칭 소자(431) 및 제2 스위칭 소자(432)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.

제1 스위칭 소자(431)는 제1 전원 단자(n1)에 직렬 접속될 수 있다. 제2 스위칭 소자(432)는 제2 전원 단자(n2)에 직렬 접속될 수 있다. 제어부(12)는 내부 전력(V1) 또는 외부 전력(V2)이 히터(13)에 공급되도록 제1 스위칭 소자(431) 및 제2 스위칭 소자(432)를 제어할 수 있다.

충전부(450)는 제1 전원 단자(n1) 및 제2 전원 단자(n2) 사이에 접속될 수 있다. 제어부(12)는 외부 전력(V2)이 충전부(450)에 공급되도록 제1 스위칭 소자(431) 및 제2 스위칭 소자(432)를 제어할 수 있다.

제3 스위칭 소자(433)는 제1 스위칭 소자(431) 및 제2 스위칭 소자(432) 사이의 노드와 히터(13) 사이에 직렬 접속될 수 있다. 따라서 제1 스위칭 소자(431) 및 제2 스위칭 소자(432)는 서로 병렬 접속된다.

제3 스위칭 소자(433)는 제1 스위칭 소자(431) 및 제2 스위칭 소자(432)는 물론, 제4 스위칭 소자(434)의 온 고장으로 인한 과열을 방지하기 위해 사용될 수 있다. 온 고장은 스위칭 소자가 단락된 상태로 고정되는 것을 의미할 수 있다.

제어부(12)는 제3 스위칭 소자(433)를 제어하여 스위칭 소자의 온 고장으로 인한 과열을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위칭 소자(431) 및 제2 스위칭 소자(432)가 온 고장된 경우에도 제어부(12)는 제3 스위칭 소자(433)를 턴 오프 시켜, 내부 전력(V1) 또는 외부 전력(V2)이 히터(13)에 공급되지 못하도록 할 수 있다. 다른 예로, 제4 스위칭 소자(434)가 온 고장으로 폭주하는 경우에도, 제어부(12)는 제3 스위칭 소자(433)를 턴 오프 시켜, 히터(13)에 전력이 공급되지 못하도록 할 수 있다.

제4 스위칭 소자(434)는 히터(13)에 연결될 수 있다. 제어부(12)는 제4 스위칭 소자(434)에 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 신호를 출력하여 히터(13)에 공급되는 전력을 조절할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 제1 모드를 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 제1 장치(1)와 제2 장치(500)는 분리될 수 있다. 연결 감지부(410)는 제2 장치(500)와의 분리 상태를 감지하여 제1 감지 신호를 제어부(12)에 전송할 수 있다.

입력부(490)는 제2 장치(500)와 분리된 상태에서 히터 가열 명령을 수신 받을 수 있다. 입력부(490)는 히터 가열 명령을 제어신호로써, 제어부(12)에 전송할 수 있다.

제어부(12)는 제1 감지 신호 및 제어 신호를 수신 받은 경우, 제1 모드에 따라 스위칭부(430)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 다시 말해, 제어부(12)는 제2 장치(500)와 분리된 상태에서 히터 가열 명령을 수신 받은 경우, 제1 모드에 따라 스위칭부(430)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.

실시예에 따라, 제1 장치(1)는 제2 장치(500)가 결합된 상태에서도, 제1 모드로 동작할 수 있다.

구체적으로, 연결 감지부(410)는 제2 장치(500)와의 결합 상태를 감지하여 제2 감지 신호를 제어부(12)에 전송할 수 있다.

제1 입력부(490) 및 제2 입력부(530) 중 적어도 어느 하나는 제2 장치(500)와 결합된 상태에서 히터 가열 명령을 수신 받을 수 있다. 입력부(490)는 히터 가열 명령을 제어신호로써, 제어부(12)에 전송할 수 있다.

전원 감지부(470)는 배터리(11)의 충전 전원의 레벨을 감지할 수 있다. 전원 감지부(470)는 충전 전원의 레벨 정보를 제어부(12)에 전송할 수 있다.

제어부(12)는 제2 장치(500)와 결합하고, 배터리(11)의 충전 전원이 기설정된 기준 레벨 이상인 상태에서 히터 가열 명령을 수신 받은 경우, 제1 모드에 따라 스위칭부(430)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 기설정된 기준 레벨은 배터리(11)의 공칭전압(nominal voltage)의 80%일 수 있으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

제어부(12)는 제1 모드에서 제1 스위칭 소자(431) 및 제3 스위칭 소자(433)를 턴 온시키고 제2 스위칭 소자(432)를 턴 오프시킬 수 있다.

제2 스위칭 소자(432)가 턴 오프되었으므로 외부 전력(V2)은 제2 스위칭 소자(432)를 경유하여 히터(13)에 인가될 수 없다. 도 10에서는 Path 1을 예시한다.

반면, 제1 스위칭 소자(431) 및 제3 스위칭 소자(433)는 턴 온되었으므로, 내부 전력(V1)은 제1 스위칭 소자(431) 및 제3 스위칭 소자(433)를 경유하여 히터(13)에 인가될 수 있다. 도 10에서는 Path 2를 예시한다.

제어부(12)는 제4 스위칭 소자(434)에 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 출력하여 히터(13)에 공급되는 전력을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 펄스 폭 변조(PWM) 신호의 듀티를 가변하여 히터(13)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 제2 모드를 설명하기 위한 도면이다.

제1 장치(1)와 제2 장치(500)는 결합할 수 있다. 연결 감지부(410)는 제2 장치(500)와의 결합 상태를 감지하여 제2 감지 신호를 제어부(12)에 전송할 수 있다.

제1 입력부(490) 및 제2 입력부(530) 중 적어도 어느 하나는 제2 장치(500)와 결합된 상태에서 히터 가열 명령을 수신 받을 수 있다. 제1 입력부(490) 및 제2 입력부(530) 중 적어도 어느 하나는 히터 가열 명령을 제어신호로써, 제어부(12)에 전송할 수 있다.

제어부(12)는 제2 감지 신호 및 제어 신호를 수신 받은 경우, 제2 모드에 따라 스위칭부(430)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 다시 말해, 제어부(12)는 제2 장치(500)와 결합한 상태에서 히터 가열 명령을 수신 받은 경우, 제2 모드에 따라 스위칭부(430)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.

제어부(12)는 제2 모드에서 제1 스위칭 소자(431)를 턴 오프시키고, 제2 스위칭 소자(432) 및 제3 스위칭 소자(433)를 턴 온시킬 수 있다.

제1 스위칭 소자(431)가 턴 오프되었으므로 내부 전력(V1)은 제1 스위칭 소자(431)를 경유하여 히터(13)에 인가될 수 없다. 도 11에서는 Path 3을 예시한다.

반면, 제2 스위칭 소자(432) 및 제3 스위칭 소자(433)는 턴 온되었으므로, 외부 전력(V2)은 제2 스위칭 소자(432) 및 제3 스위칭 소자(433)를 경유하여 히터(13)에 인가될 수 있다. 도 11에서는 Path 4를 예시한다.

한편, 제2 장치(500)는 제1 장치(1)와의 결합 상태를 감지하여, 제1 모드 또는 제2 모드에 따라 배터리(551)에서 출력되는 전원의 레벨을 변환할 수 있다.

일반적으로 제1 배터리(11)의 공칭 전압(nominal voltage)은 제2 배터리(551)의 공칭 전압(nominal voltage) 보다 낮게 설정되는 것이 보통이며, 히터(13)에 공급되는 전원의 레벨은 제1 배터리(11)의 공칭 전압(nominal voltage)에 맞게 설정되므로, 제2 장치(500)는 내부 전력(V1)을 이용하여 히터(13)를 가열하는 제1 모드에서 제1 레벨의 전원(V2a)을 출력하고, 외부 전력(V2)을 이용하여 히터(13)를 가열하는 제2 모드에서 제1 레벨 보다 작은 제2 레벨의 전원(V2b)을 출력할 수 있다. 이때, 제2 레벨은 제1 배터리(11)의 공칭 전압(nominal voltage)을 기초로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 레벨은 5.0V, 제2 레벨은 3.2V일 수 있다.

이에 따라, 사용자는 제1 장치(1)와 제2 장치(500)의 결합 상태에서도, 에어로졸 생성 장치(1)를 이용하여 에어로졸을 흡입할 수 있게 된다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 제3 모드를 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 제1 장치(1)와 제2 장치(500)는 결합할 수 있다. 연결 감지부(410)는 제2 장치(500)와의 결합 상태를 감지하여 제2 감지 신호를 제어부(12)에 전송할 수 있다.

제어부(12)는 제2 감지 신호를 수신 받은 경우, 제3 모드에 따라 스위칭부(430)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 다시 말해, 제어부(12)는 제2 장치(500)와 결합하는 경우, 제3 모드에 따라 스위칭부(430)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.

제어부(12)는 제3 모드에서 제1 스위칭 소자(431), 제2 스위칭 소자(432), 및 제3 스위칭 소자(433)를 턴 오프시킬 수 있다.

제1 스위칭 소자(431)가 턴 오프되었으므로 내부 전력(V1)은 제1 스위칭 소자(431)를 경유하여 히터(13)에 인가될 수 없다. 도 12에서는 Path 5를 예시한다.

또한, 제2 스위칭 소자(432)도 턴 오프되었으므로 외부 전력(V2)도 제2 스위칭 소자(432)를 경유하여 히터(13)에 인가될 수 없다. 도 12에서는 Path 6을 예시한다.

또한, 제1 스위칭 소자(431) 및 제2 스위칭 소자(432)가 턴 오프되었으므로 외부 전력(V2)의 일부가 충전부(450)에 인가될 수 있다. 도 12에서는 Path 7을 예시한다.

한편, 제2 장치(500)는 모드에 따라 배터리(551)에서 출력되는 전원의 레벨을 변환할 수 있다.

배터리의 충전시에는 공칭 전압(nominal voltage) 보다 큰 레벨의 전압을 인가하는 것이 바람직하므로, 제2 장치(500)는 외부 전력(V2)을 이용하여 배터리(11)를 충전시키는 제3 모드에서 도 11의 제2 레벨의 전원(V2b) 보다 큰 제1 레벨의 전원(V2a)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 레벨은 5.0V, 제2 레벨은 3.2V일 수 있다.

본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 제1 장치
11: 제1 배터리
12: 제어부
13: 히터
300: 에어로졸 생성 시스템
430: 스위칭부

Claims

에어로졸 생성 기질을 가열하는 제1 장치 및 상기 제1 장치와 분리 가능하게 연결되며 상기 제1 장치에 외부 전력을 공급하는 제2 장치를 포함하는 에어로졸 생성 시스템에 있어서,
상기 제1 장치는
내부 전력을 공급하는 제1 배터리;
상기 내부 전력이 공급되는 제1 전원 단자에 직렬 접속되는 제1 스위칭 소자와 상기 외부 전력이 공급되는 제2 전원 단자에 직렬 접속되는 제2 스위칭 소자를 포함하는 스위칭부;
상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 사이의 노드에 접속되며 상기 내부 전력 또는 상기 외부 전력에 의해 상기 에어로졸 생성 기질을 가열하는 히터;
사용자의 히터 가열 명령을 입력 받는 입력부; 및
상기 사용자의 히터 가열 명령에 기초하여 상기 내부 전력에 의해 상기 히터를 가열하는 제1 모드 및 상기 외부 전력에 의해 상기 히터를 가열하는 제2 모드에 따라 상기 스위칭부의 스위칭 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 에어로졸 생성 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 모드에서 상기 제1 스위칭 소자를 턴 온시키고, 상기 제2 스위칭 소자를 턴 오프시켜 상기 내부 전력이 상기 히터에 공급되도록 제어하는 에어로졸 생성 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제2 모드에서 상기 제1 스위칭 소자를 턴 오프 시키고, 상기 제2 스위칭 소자를 턴 온 시켜 상기 외부 전력이 상기 히터에 공급되도록 제어하는 에어로졸 생성 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 장치는
상기 제1 배터리를 충전시키는 충전부를 더 포함하고,
상기 충전부는
상기 제1 전원 단자와 상기 제2 전원 단자 사이에 접속되는 에어로졸 생성 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제어부는
상기 외부 전력에 의해 상기 제1 배터리를 충전하는 제3 모드에서 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자를 오프시켜, 상기 외부 전력이 상기 충전부에 공급되도록 제어하는 에어로졸 생성 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 장치는
상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 사이의 노드와 상기 히터 사이에 직렬 접속되는 제3 스위칭 소자를 더 포함하는 에어로졸 생성 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 모드 및 제2 모드에서 상기 제3 스위칭 소자를 턴 온시켜 상기 내부 전력 또는 외부 전력이 상기 히터에 공급되도록 제어하는 에어로졸 생성 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제1 장치는
상기 히터에 연결되는 제4 스위칭 소자;를 더 포함하고,
상기 제어부는
상기 제4 스위칭 소자에 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 신호를 출력하여 상기 히터에 공급되는 전력을 조절하는 에어로졸 생성 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 장치는
상기 제2 장치와의 결합여부를 감지하는 연결 감지부;를 더 포함하는 에어로졸 생성 시스템.
제9항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제2 장치와 분리된 상태에서 상기 히터 가열 명령을 수신 받은 경우, 상기 제1 모드에 따라 상기 스위칭부의 스위칭 동작을 제어하고,
상기 제2 장치와 결합한 상태에서 상기 히터 가열 명령을 수신 받은 경우, 상기 제2 모드에 따라 상기 스위칭부의 스위칭 동작을 제어하는 에어로졸 생성 시스템.
제9항에 있어서,
상기 제1 장치는
상기 제1 배터리의 충전 전원의 레벨을 감지하는 전원 감지부;를 더 포함하고,
상기 제어부는
상기 제2 장치와 결합하고, 상기 제1 배터리의 상기 충전 전원이 기설정된 기준 레벨 이상인 상태에서 상기 히터 가열 명령을 수신 받은 경우, 상기 제1 모드에 따라 상기 스위칭부의 스위칭 동작을 제어하는 에어로졸 생성 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제2 장치는
상기 외부 전력을 공급하는 제2 배터리; 및
상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드에 따라 상기 제2 배터리에서 출력되는 전원의 레벨을 변환하는 DC-DC 컨버터;를 더 포함하는 에어로졸 생성 시스템.
제12항에 있어서,
상기 DC-DC 컨버터는
상기 제1 모드에서 제1 레벨의 전원을 출력하고, 상기 제2 모드에서 상기 제1 레벨 보다 작은 제2 레벨의 전원을 출력하는 에어로졸 생성 시스템.
제13항에 있어서,
상기 DC-DC 컨버터는
상기 외부 전력에 의해 상기 제1 배터리를 충전하는 제3 모드에서 상기 제1 레벨의 전원을 출력하는 에어로졸 생성 시스템.