KR20190010432A - 에어로졸 생성 장치 및 방법 - Google Patents

에어로졸 생성 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190010432A
KR20190010432A KR1020180074186A KR20180074186A KR20190010432A KR 20190010432 A KR20190010432 A KR 20190010432A KR 1020180074186 A KR1020180074186 A KR 1020180074186A KR 20180074186 A KR20180074186 A KR 20180074186A KR 20190010432 A KR20190010432 A KR 20190010432A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
heater
aerosol generating
value
sampling signal
Prior art date
Application number
KR1020180074186A
Other languages
English (en)
Inventor
이재민
최현욱
김동성
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이티앤지 filed Critical 주식회사 케이티앤지
Publication of KR20190010432A publication Critical patent/KR20190010432A/ko

Links

Images

Classifications

    • A24F47/008—
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • 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
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A24F40/53—Monitoring, e.g. fault detection
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/10—Chemical features of tobacco products or tobacco substitutes
    • A24B15/16—Chemical features of tobacco products or tobacco substitutes of tobacco substitutes
    • A24B15/167—Chemical features of tobacco products or tobacco substitutes of tobacco substitutes in liquid or vaporisable form, e.g. liquid compositions for electronic cigarettes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
    • A24B15/24—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by extraction; Tobacco extracts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F15/00—Receptacles or boxes specially adapted for cigars, cigarettes, simulated smoking devices or cigarettes therefor
    • A24F15/01—Receptacles or boxes specially adapted for cigars, cigarettes, simulated smoking devices or cigarettes therefor specially adapted for simulated smoking devices or cigarettes therefor
    • A24F15/015—Receptacles or boxes specially adapted for cigars, cigarettes, simulated smoking devices or cigarettes therefor specially adapted for simulated smoking devices or cigarettes therefor with means for refilling of liquid inhalable precursors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • 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
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/46—Shape or structure of electric heating means
    • A24F40/465—Shape or structure of electric heating means specially adapted for induction heating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • 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
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A24F40/51—Arrangement of sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • 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
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A24F40/57—Temperature control
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • 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
    • A24F40/60—Devices with integrated user interfaces
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • 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
    • A24F40/65—Devices with integrated communication means, e.g. wireless communication means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • 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
    • A24F40/90—Arrangements or methods specially adapted for charging batteries thereof
    • A24F40/95—Arrangements or methods specially adapted for charging batteries thereof structurally associated with cases
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M11/00—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes
    • A61M11/04—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by the vapour pressure of the liquid to be sprayed or atomised
    • A61M11/041—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by the vapour pressure of the liquid to be sprayed or atomised using heaters
    • A61M11/042—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by the vapour pressure of the liquid to be sprayed or atomised using heaters electrical
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M15/00—Inhalators
    • A61M15/0065—Inhalators with dosage or measuring devices
    • A61M15/0068—Indicating or counting the number of dispensed doses or of remaining doses
    • A61M15/008—Electronic counters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M15/00—Inhalators
    • A61M15/06—Inhaling appliances shaped like cigars, cigarettes or pipes
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/26—Automatic controllers electric in which the output signal is a pulse-train
    • G05B11/28—Automatic controllers electric in which the output signal is a pulse-train using pulse-height modulation; using pulse-width modulation
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
    • G05B11/40—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining an integral characteristic
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1919—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
    • G05D23/1921—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller using a thermal motor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/023—Industrial applications
    • H05B1/0244—Heating of fluids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3368—Temperature
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/36—General characteristics of the apparatus related to heating or cooling
    • A61M2205/3653—General characteristics of the apparatus related to heating or cooling by Joule effect, i.e. electric resistance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/50—General characteristics of the apparatus with microprocessors or computers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

일부 실시예에 따르면, 가열 방식의 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 특히 사용자가 에어로졸 생성 장치를 이용하는 동안 퍼프 유무를 감지할 수 있는 에어로졸 생성 장치의 퍼프 감지 방법이 개시된다.
또한, 일부 실시예에 따르면, 사용자가 에어로졸 생성 장치를 사용하는 동안 퍼프 유무 및 퍼프 횟수를 감지하여 히터의 온도를 제어할 수 있는 퍼프 인식 기반 에어로졸 생성 장치의 온도 제어 방법이 개시된다.

Description

에어로졸 생성 장치 및 방법{An apparatus and a method for generating aerosols}
실시예들은 에어로졸 생성 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자가 에어로졸 생성 장치를 사용하는 동안 퍼프(puff) 유무 또는 퍼프 횟수를 감지하여 히터의 온도를 제어할 수 있는 에어로졸 생성 장치의 퍼프 감지 및 온도 제어 방법에 관한 것이다.
공기 중의 미세 입자, 즉 에어로졸을 흡입하는 것으로 흔히 말하는 흡연과 같은 기호 물질 흡입이 달성될 수 있다. 종래에는 궐련 형태의 담배가 이러한 기호 물질 흡입의 거의 유일한 수단이었으나 최근에는 전자 담배(이하 '에어로졸 생성 장치'로 지칭함)라는 것도 또 하나의 수단으로 자리 잡고 있다. 에어로졸 생성 장치는 흡입 물질이 액체 형태로 담긴 카트리지에 열이나 초음파를 가하여 흡입 물질을 증기로 기화시켜 에어로졸을 발생시키므로 연소를 시켜 연기를 발생시키는 종래의 궐련 형태의 담배와는 방식 면에서 완전히 차별되며, 그로 인한 장점, 특히 연소로 발생할 수 있는 특정한 물질의 발생을 저지할 수 있다는 장점을 보유한다.
또한, 궐련 형태의 통상의 담배를 선호하는 수요자들의 요구에 따라, 통상의 담배의 필터 로드와, 담배 로드의 모양을 갖는 에어로졸 생성 장치도 제안되고 있는데, 이 에어로졸 생성 장치는 담배 로드에 포함된 에어로졸 생성 물질을 히터로 기화시키면서 통상의 담배와 동등한 구성을 갖는 필터 로드를 통해 사용자가 흡입하는 구성을 갖는다. 이러한 에어로졸 생성 장치에서는, 건조 담배 잎이 채워지는 담배 로드의 구성을 갖는 통상의 담배와는 다르게, 에어로졸 생성 물질이 함침되거나 표면에 묻혀진 종이 또는 시트로 채워진다. 궐련을 에어로졸 생성 장치에 끼우고 에어로졸 생성 장치 내부의 히터가 가열되어 담배 로드 내부의 에어로졸 생성 물질을 기화시키면 사용자가 필터 로드를 통해 기화되는 에어로졸을 흡입할 수 있게 된다. 종전의 에어로졸 생성 장치와 마찬가지로 연소가 일어나지 않는다는 장점은 가지면서 통상의 담배를 피울 때와 똑같은 메카니즘으로 필터 로드를 통해 기화된 에어로졸을 흡입할 수 있으므로 사용자 입장에서는 통상의 담배를 피우는 것과 같은 기분을 느낄 수 있게 된다.
일반적인 에어로졸 생성 장치는 도 1을 참조하면 사용자가 에어로졸 생성 장치를 사용하기 위해 에어로졸 생성 장치에 구비된 버튼을 누르면, 변화 지점(t) 시간까지 급속히 온도를 올리는 예열단계로 돌입하고, 온도 변화의 변화 지점(c)에서 예열단계가 종료하면서, 온도가 변화 지점(C+2)까지 시간축의 변화 지점(t)와 변화 지점(t+1)사이에서 하강한 후 시간축 변화 지점(t+1)에서 변화 지점(t+2)까지 온도축의 변화 지점(c+2)에서 변화 지점(c+1)까지 미세한 기울기로 상승하면서, 기화온도를 유지하고, 시간축의 변화 지점(t+2)에서 사용이 종료되어 온도가 급속히 하강한다. 상기와 같은 에어로졸 생성 장치의 일반적인 작동에 있어서는 사용 시작 또는 예열 단계 중에 공급되는 전력이 매우 높아서, 에어로졸 생성 장치의 배터리의 전력소모가 심하고, 과도한 열을 생성하는 경향이 있다. 또한 예열 후에 배터리는 예열 단계에서 소모된 전력손실이 감해진 배터리의 최대 출력에서 기화온도를 유지하면서 작동하므로, 생성된 과도한 열이 소산될 충분한 시간을 가지지 못하여서, 에어로졸 생성 장치의 하우징의 내부 및 외부 온도가 높아지며, 에어로졸 생성 장치의 배터리의 전력이 급속히 소진되는 경향이 있었다.
또한 상기와 같은 일반적인 에어로졸 생성 장치는 사용자가 에어로졸 생성 장치를 사용하는 경우 퍼프 유무를 감지하지 않고, 퍼프가 있을 경우 온도가 순간적으로 급격히 하강하지만 이에 따라 온도를 가변적으로 제어하지 않아 사용자에게 최적의 흡입감을 제공하지 못하는 문제점이 있었다.
또한 사용자가 에어로졸 생성 장치를 사용하는 도중 사용자의 사정에 의해 퍼프를 하지 않는 경우나, 에어로졸 생성 장치의 오작동에 의해 퍼프가 발생하지 않는 경우에 온도 제어를 하지 않기 때문에, 에어로졸 생성 장치의 온도가 높아져서, 심할 경우 사용자가 화상을 입을 수 있는 가능성도 배제할 수 없었다.
다양한 실시예들은 에어로졸 생성 장치 및 방법을 제공하는데 있다. 본 개시가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
예를 들어, 실시예들은 사용자의 퍼프 여부를 감지할 수 있는 에어로졸 생성 장치의 퍼프 감지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 실시예들은 사용자의 퍼프가 있을 경우 가변적으로 히터의 온도를 제어할 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 실시예들은 사용자의 퍼프 여부 및 퍼프 횟수를 감지하여 온도를 제어할 수 있는 에어로졸 생성 장치의 온도 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 실시예들은 사용자의 퍼프가 소정시간 동안 감지되지 않을 경우는 대기 온도로 히터의 온도를 제어할 수 있는 에어로졸 생성 장치의 온도 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 사용자의 흡입 행위에 의해 에어로졸이 흡입될 수 있도록 에어로졸을 발생시키는 에어로졸 생성 장치에 있어서, 전류를 인가하면 저항에 의해 발열을 하는 히터; 히터의 온도를 측정하는 온도 센서; 온도 센서에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터(ADC); 히터에 순간적으로 높은 전력을 공급할 수 있는 배터리; 및 이들 중 적어도 어느 하나 이상을 제어하는 제어부;를 포함하고, 히터는, 일정 온도 이상 가열시 기화하는 물질(에어로졸 생성 물질)이 포함된 기화재를 가열하여 에어로졸을 발생시키는 것을 특징으로 한다. 에어로졸은 공기 중에 떠돌 수 있는 정도로 미세한 입자일 수 있다.
또한, 일부 실시예에 따르면, 상기 에어로졸 생성 장치는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)에서 출력되는 샘플링 신호를 저장하는 ADC 윈도우 버퍼(ADC Window Buffer)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 제어부는 아날로그-디지털 컨버터의 출력값의 기울기에 따라 온도 변화를 감지할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 상기 에어로졸 생성 장치는 펄스 폭 변조기(PWM: Pulse Width Modulator) 처리부를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 제어부는 펄스 폭 변조기 처리부에서 출력되는 PWM 신호를 조정하여 온도를 제어할 수 있다.
또한, 상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 에어로졸 생성 장치의 퍼프(Puff) 감지 방법은 히터의 온도를 측정하는 온도 센서에서 출력하는 아날로그 신호를 아날로그-디지털 컨버터(ADC)에서 디지털 신호로 변환하여 샘플링 신호를 출력하는 단계;와 상기 샘플링 신호의 기울기를 계산하는 단계;와 상기 샘플링 신호의 기울기가 하강하는 경우는 상기 샘플링 신호값의 감소부분에 대한 적분값을 계산하는 단계;와 상기 샘플링 신호값의 감소부분에 대한 적분값이 기 설정한 특정 면적 이상인지를 판단하는 단계;와 상기 샘플링 신호값의 감소부분에 대한 적분값이 기 설정한 특정 면적 이상이면 퍼프로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일부 실시예에 따르면, 에어로졸 생성 장치의 퍼프 감지 방법은 상기 샘플링 신호값의 감소부분에 대한 적분값이 기 설정한 특정 면적 이상이어서 퍼프로 판단되면, 펄스 폭 변조기 처리부에서 출력되는 PWM 신호의 듀티(Duty)값을 증가시켜 온도를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 사용자의 흡입 행위에 의해 에어로졸이 흡입될 수 있도록 에어로졸을 발생시키는 에어로졸 생성 장치에 있어서, 전류를 인가하면 저항에 의해 발열을 하는 히터; 히터의 온도를 측정하는 온도 센서; 온도 센서에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터; 아날로그-디지털 컨버터에서 출력되는 샘플링 신호를 저장하는 ADC 윈도우 버퍼; 히터에 순간적으로 높은 전력을 공급할 수 있는 배터리; 및 이들 중 적어도 어느 하나 이상을 제어하는 제어부;를 포함하고, 제어부는 아날로그-디지털 컨버터의 출력값의 기울기에 따라 온도 변화를 감지하며, 히터는 일정 온도 이상 가열시 기화하는 물질(에어로졸 생성 물질)이 포함된 기화재를 가열하여 에어로졸을 발생시키는 것을 특징으로 한다. 에어로졸은 공기 중에 떠돌 수 있는 정도로 미세한 입자일 수 있다.
또한, 일부 실시예에 따르면, 제어부는 전처리부와 펄스 폭 변조기 처리부를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 제어부는 감지된 온도변화에 따라 펄스 폭 변조기 처리부에서 출력되는 PWM 신호를 조정하여 온도를 제어할 수 있다.
또한, 상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 퍼프 인식 기반 에어로졸 생성 장치의 온도 제어 방법은 히터의 온도를 측정하는 온도 센서에서 출력하는 아날로그 신호를 아날로그-디지털 컨버터에서 디지털 신호로 변환하여 샘플링 신호를 출력하는 단계;와 상기 샘플링 신호의 기울기를 계산하는 단계;와 상기 샘플링 신호의 기울기가 하강하는 경우는 상기 샘플링 신호값의 감소부분에 대한 적분값을 계산하는 단계;와 상기 샘플링 신호값의 감소부분에 대한 적분값이 기 설정된 특정 면적 이상인지를 판단하는 단계;와 상기 샘플링 신호값의 감소부분에 대한 적분값이 기 설정된 특정 면적 이상이면 퍼프로 판단하는 단계와 퍼프 횟수를 계수하는 단계;와 퍼프 횟수에 따라 기 설정된 온도로 히터를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일부 실시예에 따르면, 퍼프 인식 기반 에어로졸 생성 장치의 온도 제어 방법은 퍼프 횟수에 따라, 펄스 폭 변조기 처리부에서 출력되는 PWM 신호의 듀티값을 조정하여 온도를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일부 실시예에 따르면, 퍼프 인식 기반 에어로졸 생성 장치의 온도 제어 방법은 소정 시간이상 퍼프가 감지되지 않으면, 히터의 온도를 대기 온도로 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 개시는 에어로졸 생성 장치 및 방법을 제공할 수 있다. 구체적으로, 본 개시는 사용자의 퍼프 여부를 감지할 수 있는 에어로졸 생성 장치의 퍼프 감지 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시는 사용자의 퍼프 여부를 실시간으로 감지하여 가변적으로 제어함으로써 히터를 효율적으로 제어하고, 최적의 흡입감을 제공할 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공할 수 있다.
본 개시에 따르면, 사용자의 퍼프 여부 및 퍼프 횟수를 감지하여 온도를 제어하여 사용자에게 최적의 흡입감을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면 사용자의 퍼프가 소정시간 이상 감지되지 않을 경우는 대기 온도로 히터의 온도를 제어하여 에어로졸 생성 장치가 과열되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 에어로졸 생성 장치의 온도 제어 특성을 나타내는 개략도이다.
도 2 내지 도 4는 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 5는 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 일부 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 일부 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 개략적인 블록도이다.
도 8은 일부 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 퍼프 감지 방법에 대한 순서도이다.
도 9는 일부 실시예에 따른 퍼프 인식 기반 에어로졸 생성 장치의 온도 제어 방법에 대한 순서도이다.
도 10은 일부 실시예에 따른 퍼프 인식 기반 에어로졸 생성 장치의 온도 제어 방법에서 퍼프 횟수와 그에 따라 설정된 온도의 일례를 보여주는 표 및 다이어그램이다.
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.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 4는 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 2를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 제어부(12000) 및 히터(13000)를 포함한다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 증기화기(14000)를 더 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 공간에는 궐련(20000)이 삽입될 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 에어로졸 생성 장치(10000)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 2 내지 도 4에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(10000)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 3 및 도 4에는 에어로졸 생성 장치(10000)에 히터(13000)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라, 히터(13000)는 생략될 수도 있다.
도 2에는 배터리(11000), 제어부(12000) 및 히터(13000)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 3에는 배터리(11000), 제어부(12000), 증기화기(14000) 및 히터(13000)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 4에는 증기화기(14000) 및 히터(13000)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 구조는 도 2 내지 도 4에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(10000)의 설계에 따라, 배터리(11000), 제어부(12000), 히터(13000) 및 증기화기(14000)의 배치는 변경될 수 있다.
궐련(20000)이 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 히터(13000) 및/또는 증기화기(14000)를 작동시켜, 궐련(20000) 및/또는 증기화기(14000)로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(13000) 및/또는 증기화기(14000)에 의하여 발생된 에어로졸은 궐련(20000)을 통과하여 사용자에게 전달된다.
필요에 따라, 궐련(20000)이 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성 장치(10000)는 히터(13000)를 가열할 수 있다.
배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(11000)는 히터(13000) 또는 증기화기(14000)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12000)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어부(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(12000)는 배터리(11000), 히터(13000) 및 증기화기(14000)뿐 만 아니라 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(12000)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(13000)는 배터리(11000)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입되면, 히터(13000)는 궐련의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(13000)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(13000)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(13000)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(13000)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(13000)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(10000)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(13000)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(13000)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(13000)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(20000)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(10000)에는 히터(13000)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(13000)들은 궐련(20000)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(20000)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(13000)들 중 일부는 궐련(20000)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(20000)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(13000)의 형상은 도 2 내지 도 4에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
증기화기(14000)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(20000)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(14000)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(10000)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(14000)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14000)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(10000)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(14000)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(14000)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(14000)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 제어부(12000), 히터(13000) 및 증기화기(14000) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)는 궐련(20000)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 2 내지 도 4에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(10000)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(10000)가 결합된 상태에서 히터(13000)가 가열될 수도 있다.
궐련(20000)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(20000)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분과 필터 등을 포함하는 제 2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(20000)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(10000)의 내부에는 제 1 부분의 전체가 삽입되고, 제 2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(10000)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(10000)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)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(20000)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(20000)의 내부로 유입될 수도 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 궐련(20000)의 일 예에 대하여 설명한다.
도 5는 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 궐련(20000)은 담배 로드(21000) 및 필터 로드(22000)를 포함한다. 도 2 내지 도 4를 참조하여 상술한 제 1 부분은 담배 로드(21000)를 포함하고, 제 2 부분은 필터 로드(22000)를 포함한다.
도 5에는 필터 로드(22000)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(22000)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(22000)는 에어로졸을 냉각하는 제 1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제 2 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(22000)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.
궐련(20000)은 적어도 하나의 래퍼(24000)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(24000)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 궐련(20000)은 하나의 래퍼(24000)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 궐련(20000)은 2 이상의 래퍼(24000)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 래퍼에 의하여 담배 로드(21000)가 포장되고, 제 2 래퍼에 의하여 필터 로드(22000)가 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 담배 로드(21000) 및 필터 로드(22000)가 결합되고, 제 3 래퍼에 의하여 궐련(20000) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 담배 로드(21000) 또는 필터 로드(22000) 각각이 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 개별 래퍼에 의하여 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 세그먼트들이 결합된 궐련(20000) 전체가 다른 래퍼에 의하여 재포장될 수 있다.
담배 로드(21000)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(21000)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(21000)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(21000)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(21000)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(21000)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21000)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21000)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(21000)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(21000)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(21000)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 담배 로드(21000)는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.
필터 로드(22000)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(22000)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(22000)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(22000)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(22000)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
필터 로드(22000)는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 필터 로드(22000)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터 로드(22000)의 내부에 삽입될 수도 있다.
또한, 필터 로드(22000)에는 적어도 하나의 캡슐(23000)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(23000)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(23000)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(23000)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
만약, 필터 로드(22000)에 에어로졸을 냉각하는 세그먼트가 포함될 경우, 냉각 세그먼트는 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 냉각 세그먼트는 순수한 폴리락트산 만으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 냉각 세그먼트는 복수의 구멍들이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 그러나, 냉각 세그먼트는 상술한 예에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행할 수 있다면, 제한 없이 해당될 수 있다.
한편, 도 5에는 도시되지 않았으나, 일 실시예에 따른 궐련(20000)은 전단 필터를 더 포함할 수 있다. 전단 필터는 담배 로드(21000)에 있어서, 필터 로드(22000)에 대향하는 일측에 위치한다. 전단 필터는 담배 로드(21000)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(21000)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 생성 장치(도 2 내지 도 4의 10000)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 일부 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 에어로졸 생성 장치(10000)를 예열하기 위해 누를 수 있는 버튼(미도시)과 전류를 인가하면 저항에 의해 발열을 하는 히터(13000)와 상기 히터(13000)에 순간적으로 높은 전력을 공급할 수 있는 배터리(11000)와 상기 히터(13000)를 제어하기 위한 제어부(12000)를 포함한다. 상기 히터(13000)는, 카트리지(610)에 수용된 일정 온도 이상 가열시 기화하는 물질(에어로졸 생성 물질)이 포함된 기화재를 가열하여 에어로졸을 발생시킨다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질이 함침되거나 표면에 묻혀진 종이로 채워진 궐련을 상기 카트리지(610)에 삽입하면 상기 히터(13000)가 가열되어 담배 로드 내부의 에어로졸 생성 물질을 기화시키면 사용자가 필터 로드를 통해 기화되는 에어로졸을 흡입할 수 있게 된다.
상기 제어부(12000)는 상기 히터(13000)에 전력이 부족하여 에어로졸 생성 장치(10000)의 작동이 불가하여 충전이 필요한 경우나, 에어로졸 생성 장치(10000) 가 작동 준비가 완료된 경우에는 모터(740)를 구동하여 상기 에어로졸 생성 장치(10000)가 진동하게 되어 사용자가 인식할 수 있도록 한다.
또한 상기 제어부(12000)는 상기 배터리(11000)의 전력 잔량을 상기 에어로졸 생성 장치(10000)에 형성된 별도의 표시수단을 통해 표시해 주며, 상기 히터(13000)에 전력이 부족하여 에어로졸 생성 장치(10000)의 작동이 불가할 경우에도 상기 표시수단을 통해 상태를 표시할 수 있다. 상기 에어로졸 생성 장치(10000)는 충전단자(미도시)를 통해 외장 전력 공급 장치와 데이터 통신이 가능하고, 전력을 공급받을 수 있으며, 상기 에어로졸 생성 장치(10000)가 전력을 공급받을 때 상기 제어부(12000)는 배터리(11000)에 공급되는 전력을 상기 표시수단을 통해 표시할 수 있다. 상기 배터리(11000)는 상기 에어로졸 생성 장치(10000)로부터 착탈이 가능하여, 전력이 소진된 배터리(11000)를 교체하는 것이 가능하다. 또한, 일부 실시예에 따르면, 상기 에어로졸 생성 장치(10000)에는 광 에너지나 기계적 에너지 등의 외부에너지를 전기에너지로 변환시키는 발전수단을 내장하여 전력을 발생시켜 배터리(11000)를 충전시키는 것도 가능하다.
도 7은 일부 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 개략적인 블록도이다.
도 7을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 사용자의 흡입 행위에 의해 에어로졸이 흡입될 수 있도록 에어로졸을 발생시키는 에어로졸 생성 장치에 있어서, 전류를 인가하면 저항에 의해 발열을 하는 히터(13000); 히터의 온도를 측정하는 온도 센서(750); 히터(13000)에 순간적으로 높은 전력을 공급할 수 있는 배터리(11000); 및 이들 중 적어도 어느 하나 이상을 제어하는 제어부(12000);를 포함한다. 상기 히터(13000)는, 일정 온도 이상 가열시 기화하는 물질(예를 들어, 에어로졸 생성 물질)이 포함된 궐련 또는 기화재를 가열하여 에어로졸을 발생시키며, 에어로졸은 공기 중에 떠돌 수 있는 정도로 미세한 입자일 수 있다. 상기 온도 센서(750)는 상기 히터(13000)의 온도를 실시간으로 감지하여 아날로그 신호를 출력하며, 상기 아날로그 신호는 아날로그-디지털 컨버터(720)에서 디지털 신호로 변환되어 출력된다.
일부 실시예에 따르면, ADC 샘플링 타임(ADC Sampling time)은 50msec, 20 sample/sec일 수 있으며, ADC 윈도우 버퍼(730)는 아날로그-디지털 컨버터 (720)에서 출력되는 100개의 샘플링 신호를 누적하여 저장할 수 있다. 상기 일 실시예에 적용되는 수치는 한정되지 않으며, 실시예에 따라 변경이 가능하다. 상기 아날로그-디지털 컨버터(720)에서 출력되는 ADC 최대 출력값과 ADC 최소 출력값은 상기 ADC 윈도우 버퍼(730)내에서 검색되며, 상기 제어부(12000)는 상기 ADC 윈도우 버퍼(730)로부터 ADC 최대 출력값과 ADC 최소 출력값을 입력받아 하기와 같은 수학식 1에 의해 정의된 기울기에 의해 온도 변화를 계산할 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서 ADC(Max)는 ADC 최대 출력값이고, ADC(Min)은 ADC 최소 출력값이며, (X2 - X1)는 시간 X2와 시간 X1 사이의 차이값일 수 있다. 시간 X2는 ADC 최대 출력값에 대응되는 시간이고, 시간 X1은 ADC 최소 출력값에 대응되는 시간일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제어부(12000)는 상기와 같은 수학식 1에 의해 계산된 기울기에 따라 히터의 온도가 상승하는지 또는 하강하는지를 판단한다. 즉, 상기 제어부(12000)는 기울기값이 상승하면 히터의 온도가 상승하는 것으로 판단하고, 기울기값이 하강하면 히터의 온도가 하강하는 것으로 판단한다.
도 8은 일부 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 퍼프 감지 방법에 대한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)의 온도 퍼프 감지 방법은 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)에 예를 들어, 일정 온도 이상 가열시 기화하는 물질(예를 들어, 에어로졸 생성 물질)이 포함된 궐련을 삽입하여 흡입을 하기 시작하면 제어부(12000)는 히터(13000)를 가열시키고, 온도 센서(750)는 히터(13000)의 온도를 측정하여 아날로그 신호를 아날로그-디지털 컨버터(720)에 전송하고, 상기 아날로그-디지털 컨버터(720)에서는 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 샘플링 신호를 출력해서 ADC 윈도우 버퍼(730)에 저장한다. 제어부(12000)에서는 상기 ADC 윈도우 버퍼(730)에서 검색된 상기 샘플링 신호의 기울기를 계산하고, 예를 들어, 상기 샘플링 신호의 기울기가 하강하는 경우는 히터(13000)의 온도가 낮아지고 있다고 판단하여 상기 샘플링 신호값의 감소부분에 대해서 적분값을 계산한다. 상기 제어부(12000)는 계산된 샘플링 신호값의 감소부분에 대한 적분값이 퍼프가 발생했는지를 판단하기 위해 기 설정한 특정 면적 이상인지를 판단하고, 만약 상기 샘플링신호값의 감소부분에 대한 적분값이 기 설정한 특정 면적 이상이면 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)를 통해 흡입행위를 하여 퍼프가 발생한 것으로 판단한다.
일부 실시예에 따르면, 에어로졸 생성 장치의 퍼프 감지 방법은 상기 제어부(12000)가 상기 샘플링 신호값의 감소부분에 대한 적분값이 기 설정된 특정 면적 이상이어서 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)를 통해 흡입행위를 하여 퍼프로 판단되면, 히터(13000)의 온도가 유지하고자 하는 최적의 온도보다 낮아졌다고 판단하여, 상기 제어부(12000)는 펄스 폭 변조기 처리부(710)에서 출력되는 PWM 신호의 듀티값을 일정범위로 증가시켜서, 히터(13000)의 온도를 높여주어 히터(13000)의 온도가 최적의 온도로 유지되도록 제어함으로써, 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)를 사용할 때 퍼프로 인해 히터(13000)의 온도가 낮아져서 흡입감이 떨어지지 않도록 한다.
도 9는 일부 실시예에 따른 퍼프 인식 기반 에어로졸 생성 장치의 온도 제어 방법에 대한 순서도이고, 도 10은 일부 실시예에 따른 퍼프 인식 기반 에어로졸 생성 장치의 온도 제어 방법에서 퍼프 횟수와 그에 따라 설정된 온도의 일례를 보여주는 표 및 다이어그램이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 퍼프 인식 기반 에어로졸 생성 장치(10000)의 온도 제어 방법은 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)에 예를 들어, 일정 온도 이상 가열시 기화하는 물질(에어로졸 생성 물질)이 포함된 궐련을 삽입하여 흡입을 하기 시작하면 제어부(12000)는 히터(13000)를 가열시키고, 온도 센서(750)는 히터(13000)의 온도를 측정하여 아날로그 신호를 아날로그-디지털 컨버터(720)에 전송하고, 상기 아날로그-디지털 컨버터(720)에서는 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 샘플링신호를 출력해서 ADC 윈도우 버퍼(730)에 저장한다. 제어부(12000)에서는 상기 ADC 윈도우 버퍼(730)에서 검색된 상기 샘플링신호의 기울기를 계산하고, 예를 들어, 상기 샘플링신호의 기울기가 하강하는 경우는 히터(13000)의 온도가 낮아지고 있다고 판단하여 소정시간 경과 후 기울기가 하강한 후 상승하면 상기 샘플링 신호의 기울기 감소부분에 대해서 적분값을 계산한다. 상기 제어부(12000)는 계산된 샘플링 신호의 기울기 감소부분에 대한 적분값이 기 설정된 특정 면적 이상 인지를 판단하고 만약 상기 샘플링신호의 기울기 감소부분에 대한 적분값이 기 설정된 특정 면적 이상이면 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)를 통해 흡입행위를 하여 퍼프가 발생한 것으로 판단하고 퍼프 횟수를 계수하고 상기 제어부(12000)는 펄스 폭 변조기 처리부(710)에서 출력되는 PWM 신호의 듀티값을 조정하여 퍼프 횟수에 따라 기 설정된 온도로 히터(13000)의 온도를 제어한다.
또한 만약 상기 샘플링신호의 기울기 감소부분에 대한 적분값이 기 설정된 특정 면적이상이 아니면, 퍼프가 발생하지 않은 것으로 판단하여 상술한 바와 같이 퍼프를 감지하는 일련의 동작을 다시 수행한다.
또한, 일부 실시예에 따르면, 퍼프 인식 기반 에어로졸 생성 장치(10000)의 온도 제어 방법은 사용자가 에어로졸 생성 장치(10000)에 예를 들어, 일정 온도 이상 가열시 기화하는 물질(기화 물질)이 포함된 궐련을 삽입하여 흡입을 하기 시작하면 제어부(12000)는 히터(13000)를 가열시키고, 온도 센서(750)는 히터(13000)의 온도를 측정하여 아날로그 신호를 아날로그-디지털 컨버터(720)에 전송하고, 상기 아날로그-디지털 컨버터(720)에서는 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 샘플링 신호를 출력해서 ADC 윈도우 버퍼(730)에 저장한다. 제어부(12000)에서는 상기 ADC 윈도우 버퍼(730)에서 검색된 상기 샘플링 신호의 기울기를 계산하고, 예를 들어, 상기 샘플링 신호의 기울기가 증가하거나 0인 경우는 상기 제어부(12000)는 소정시간이 경과했는지 확인하여 만약 소정시간이 경과하지 않았으면 상술한 바와 같이 샘플링 신호의 기울기를 계산하는 일련의 과정을 다시 수행하면서 샘플링 신호의 기울기가 증가하거나 0인 경우에 소정시간이 경과하면 사용자가 퍼프를 하고 있지 않은 것으로 판단하여 펄스 폭 변조기 처리부(710)에서 출력되는 PWM 신호의 듀티값을 조정하여 히터의 온도를 대기온도로 제어한다. 따라서, 장시간 퍼프가 발생하지 않은 경우에 에어로졸 생성 장치(10000)가 과열되는 것을 방지할 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 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 에어로졸 생성 장치의 퍼프(puff) 감지 방법에 있어서,
    히터의 온도를 측정하는 온도 센서에서 출력하는 아날로그 신호를 아날로그-디지털 컨버터(ADC)에서 디지털신호로 변환하여 샘플링 신호를 출력하는 단계;와
    상기 샘플링 신호의 기울기를 계산하는 단계;와
    상기 샘플링 신호의 기울기가 하강하는 경우는 상기 샘플링 신호값의 감소부분에 대한 적분값을 계산하는 단계;와
    상기 샘플링 신호값의 감소부분에 대한 적분값이 기 설정한 특정 면적 이상인지를 판단하는 단계;와
    상기 샘플링 신호값의 감소부분에 대한 적분값이 기 설정한 특정 면적 이상이면 퍼프로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치의 퍼프 감지 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 샘플링 신호값의 감소부분에 대한 적분값이 기 설정한 특정 면적 이상이어서 퍼프로 판단되면, 펄스 폭 변조기(PWM: Pulse Width Modulator) 처리부에서 출력되는 PWM신호의 듀티(Duty)값을 증가시켜 온도를 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 장치의 퍼프 감지 방법.
  3. 에어로졸 생성 장치의 온도 제어 방법에 있어서,
    히터의 온도를 측정하는 온도 센서에서 출력하는 아날로그 신호를 아날로그-디지털 컨버터에서 디지털 신호로 변환하여 샘플링 신호를 출력하는 단계;와
    상기 샘플링 신호의 기울기를 계산하는 단계;와
    상기 샘플링 신호의 기울기가 하강하는 경우는 상기 샘플링 신호값의 감소부분에 대한 적분값을 계산하는 단계;와
    상기 샘플링 신호값의 감소부분에 대한 적분값이 기 설정된 특정 면적 이상인지를 판단하는 단계;와
    상기 샘플링 신호값의 감소부분에 대한 적분값이 기 설정된 특정 면적 이상이면 퍼프로 판단하는 단계와 퍼프 횟수를 계수하는 단계;와
    퍼프 횟수에 따라 기 설정된 온도로 히터를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼프 인식 기반 에어로졸 생성 장치의 온도 제어 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 방법은,
    퍼프 횟수에 따라, 펄스 폭 변조기 처리부에서 출력되는 PWM 신호의 듀티값을 조정하여 온도를 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼프 인식 기반 에어로졸 생성 장치의 온도 제어 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 방법은,
    소정시간 이상 퍼프가 발생하지 않은 것으로 판단되면, 히터의 온도를 대기온도로 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼프 인식 기반 에어로졸 생성 장치의 온도 제어 방법.
KR1020180074186A 2017-07-20 2018-06-27 에어로졸 생성 장치 및 방법 KR20190010432A (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170092264 2017-07-20
KR20170092264 2017-07-20
KR1020170146957 2017-11-06
KR20170146957 2017-11-06
KR20170156728 2017-11-22
KR1020170156728 2017-11-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190010432A true KR20190010432A (ko) 2019-01-30

Family

ID=65277026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180074186A KR20190010432A (ko) 2017-07-20 2018-06-27 에어로졸 생성 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190010432A (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020223941A1 (zh) * 2019-05-09 2020-11-12 东莞市麦斯莫科电子科技有限公司 电子烟的抽烟口数检测方法及其电子烟
KR20210043289A (ko) 2019-10-11 2021-04-21 주식회사 케이티앤지 광원을 이용하여 액체 조성물의 잔량을 나타내는 에어로졸 생성 장치 및 방법
KR20210150935A (ko) * 2020-06-04 2021-12-13 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법
KR20210150958A (ko) * 2020-06-04 2021-12-13 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법
CN114269176A (zh) * 2019-04-30 2022-04-01 韩国烟草人参公社 气溶胶生成装置及其操作方法
CN114466602A (zh) * 2020-08-31 2022-05-10 韩国烟草人参公社 包括压力传感器的气溶胶生成装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114269176A (zh) * 2019-04-30 2022-04-01 韩国烟草人参公社 气溶胶生成装置及其操作方法
CN114269176B (zh) * 2019-04-30 2023-11-24 韩国烟草人参公社 气溶胶生成装置及其主体和操作方法
WO2020223941A1 (zh) * 2019-05-09 2020-11-12 东莞市麦斯莫科电子科技有限公司 电子烟的抽烟口数检测方法及其电子烟
US11849770B2 (en) 2019-05-09 2023-12-26 Dongguan Mysmok Electronic Technology Co., Ltd Method for detecting the number of puffs of an electronic cigarette, and electronic cigarette
KR20210043289A (ko) 2019-10-11 2021-04-21 주식회사 케이티앤지 광원을 이용하여 액체 조성물의 잔량을 나타내는 에어로졸 생성 장치 및 방법
KR20210150935A (ko) * 2020-06-04 2021-12-13 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법
KR20210150958A (ko) * 2020-06-04 2021-12-13 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법
CN114466602A (zh) * 2020-08-31 2022-05-10 韩国烟草人参公社 包括压力传感器的气溶胶生成装置
CN114466602B (zh) * 2020-08-31 2023-12-19 韩国烟草人参公社 包括压力传感器的气溶胶生成装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7343251B2 (ja) シガレット及びシガレット用エアロゾル生成装置
JP7128894B2 (ja) １つのバッテリから２つのヒータに電力を供給するエアロゾル生成装置
KR20190010432A (ko) 에어로졸 생성 장치 및 방법
JP7197240B2 (ja) エアロゾル生成装置及びその動作方法
KR20190049420A (ko) 히터를 구비한 에어로졸 생성 장치
JP2022174176A (ja) エアロゾル生成装置
KR102183093B1 (ko) 온도를 가변적으로 제어할 수 있는 방법 및 장치
CN111629611B (zh) 包括外部包装纸的卷烟
KR20190049405A (ko) 에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 생성 장치용 히터
KR20190010433A (ko) 에어로졸 생성 장치의 온도 보정 방법
KR102146055B1 (ko) 에어로졸 생성장치의 히터의 오버슛을 방지하는 방법 및 그 방법을 구현하기 위한 에어로졸 생성장치
KR102057215B1 (ko) 에어로졸 생성 장치 및 생성 방법
KR20190049392A (ko) 에어로졸 생성 장치
CN110891808A (zh) 供给到气溶胶生成装置的加热器的电池的电力的控制方法及其气溶胶生成装置
JP2023027260A (ja) エアロゾル生成装置及びその動作方法
KR20190049629A (ko) 히터를 구비한 에어로졸 생성 장치
JP7180952B2 (ja) エアロゾル生成装置及びその動作方法
JP7338934B2 (ja) エアロゾル生成物品が過湿状態であるか否かを判断するエアロゾル生成装置
KR20190049646A (ko) 히터를 구비한 에어로졸 생성 장치
JP7390403B2 (ja) 圧力センサを含むエアロゾル生成装置
JP7260225B2 (ja) 媒質に含まれたニコチンの移行量が増大するようにエアロゾルを生成するための方法及びシステム
KR20220098932A (ko) 히터의 가열 시간을 제어하는 에어로졸 생성 장치 및 방법
KR20200132303A (ko) 에어로졸 생성 장치 및 이를 제어하는 방법
KR102625768B1 (ko) 에어로졸 생성 장치 및 그 제어 방법
KR20190049630A (ko) 에어로졸 생성 장치 및 제어 방법