WO2020009457A1 - 에어로졸 생성 장치 및 방법 - Google Patents

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WO2020009457A1
WO2020009457A1 PCT/KR2019/008097 KR2019008097W WO2020009457A1 WO 2020009457 A1 WO2020009457 A1 WO 2020009457A1 KR 2019008097 W KR2019008097 W KR 2019008097W WO 2020009457 A1 WO2020009457 A1 WO 2020009457A1
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WO
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puff
holder
heater
threshold
air pressure
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PCT/KR2019/008097
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English (en)
French (fr)
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정순환
고동균
양지훈
박인수
정은미
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KT&G Corp
Original Assignee
KT&G Corp
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Publication date
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    • 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
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • 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
    • A24F47/00—Smokers' requisites not otherwise provided for

Definitions

  • the present disclosure relates to an aerosol generating device and method.
  • a research on a method of controlling a temperature of a heater for heating a cigarette by detecting a user's puff with respect to a cigarette accommodated in an aerosol generating device has been conducted.
  • a device that detects a puff through a sensor that measures the sound pressure generated by the air flow generated by the user's puff, and controls the temperature of the heater in a predetermined manner based on the detected puff is used Has been.
  • the conventional method of detecting puff through sound pressure is less accurate in that it may malfunction due to wind or noise around the device, and there is a problem that puff detection is delayed due to the process of distinguishing sound pressure and noise caused by puff. there was.
  • the method of controlling the temperature of the heater based on the conventional sensed puff is determined by the uniform criteria without considering that the intensity and duration of the puff may vary from user to user, and accordingly In terms of controlling the temperature of the heaters, aerosols could be produced in excess or excess.
  • Various embodiments are directed to providing an aerosol generating device and method.
  • the technical problem to be solved by the present disclosure is not limited to the technical problems as described above, and further technical problems can be inferred from the following embodiments.
  • an aerosol generating device a heater for heating a cigarette accommodated in the aerosol generating device;
  • An air pressure sensor measuring an air pressure inside the aerosol generating device; And calculating a pressure altitude inside the aerosol-generating device based on the measured air pressure, and comparing the calculated air pressure altitude with a threshold to sense a user's puff for the cigarette,
  • a control unit for adjusting the power supplied to the heater based on the threshold value may be determined according to the puff characteristics of the user.
  • the method for controlling the temperature of a heater for heating a cigarette accommodated in an aerosol-generating device includes measuring air pressure inside the aerosol-generating device; Calculating an air pressure altitude inside the aerosol-generating device based on the measured air pressure; Detecting a user's puff for the cigarette by comparing the calculated barometric altitude with a threshold; And adjusting the power supplied to the heater based on the sensed puff, wherein the threshold may be determined according to a puff characteristic of the user.
  • the air pressure sensor and the control unit included in the aerosol generating device may calculate the air pressure altitude and detect a user's puff for a cigarette. Since the controller may not be affected by wind or noise around the device while detecting the puff by comparing the calculated barometric altitude value with a preset threshold value, the puff is detected as compared to the conventional method of measuring the sound pressure to detect the puff. The responsiveness and reliability of can be improved.
  • control unit may adjust the threshold value used for comparison with the air pressure altitude in the process of detecting the puff, puff characteristics that may be different for each user may be considered in puff detection, and the accuracy of puff detection may be increased.
  • controller analyzes the puff characteristics of the user and automatically adjusts the threshold value according to the analysis result without the user's manipulation, thereby increasing the user's convenience.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an aerosol generating device.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a holder.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a cradle.
  • 4A and 4B show examples of cradles.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which a holder is inserted into a cradle.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which the holder is tilted in a state where the holder is inserted into the cradle.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating another example of an aerosol generating device.
  • FIGS. 8A and 8B are views illustrating an example of an air pressure sensor included in an aerosol generating device.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a graph for explaining a process of detecting a puff by a controller included in an aerosol generating device.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a graph for explaining a process in which a controller included in an aerosol generating device detects a puff and adjusts power supplied to a heater based on the detected puff.
  • an aerosol generating device a heater for heating a cigarette accommodated in the aerosol generating device;
  • An air pressure sensor measuring an air pressure inside the aerosol generating device; And calculating a pressure altitude inside the aerosol-generating device based on the measured air pressure, and comparing the calculated air pressure altitude with a threshold to sense a user's puff for the cigarette,
  • a control unit for adjusting the power supplied to the heater based on the threshold value may be determined according to the puff characteristics of the user.
  • the controller may analyze the puff characteristic including at least one of the intensity and duration of the puff and adjust the threshold based on the analyzed puff characteristic.
  • control unit determines the puff amount of the user based on the analyzed puff characteristics, decreases the threshold value when the puff amount increases, and increases the threshold value when the puff amount decreases. You can.
  • the threshold includes a first threshold and a second threshold
  • the controller determines that the puff is started when the barometric pressure altitude becomes less than the first threshold, and is greater than the second threshold. It may be determined that the puff is terminated when it becomes large.
  • the control unit when the control unit determines that the puff starts, the control unit increases the power supplied to the heater in proportion to an integral value of the portion where the barometric pressure decreases, and determines that the puff ends.
  • the power supplied to the heater may be reduced in proportion to an integral value of the portion where the barometric pressure is increased.
  • the controller may adjust the power supplied to the heater by adjusting at least one of a frequency and a duty cycle of the current pulse supplied to the heater.
  • the air pressure sensor includes a diaphragm and a vacuum portion that deforms as air flow is formed in the aerosol generating device, and measures the air pressure based on the degree of deformation of the diaphragm,
  • the controller may calculate the barometric pressure altitude based on the measured barometric pressure and the average atmospheric pressure.
  • the method for controlling the temperature of a heater for heating a cigarette accommodated in an aerosol-generating device includes measuring air pressure inside the aerosol-generating device; Calculating an air pressure altitude inside the aerosol-generating device based on the measured air pressure; Detecting a user's puff for the cigarette by comparing the calculated barometric altitude with a threshold; And adjusting the power supplied to the heater based on the sensed puff, wherein the threshold may be determined according to a puff characteristic of the user.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an aerosol generating device.
  • an aerosol generating device 1 (hereinafter referred to as a “holder”) includes a battery 110, a controller 120, and a heater 130.
  • the holder 1 includes an inner space formed by the case 140. A cigarette may be inserted into the inner space of the holder 1.
  • the holder 1 shown in FIG. 1 shows only the components related to this embodiment. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that the general purpose components other than the components shown in FIG. 1 may be further included in the holder 1.
  • the holder 1 heats the heater 130.
  • the aerosol generating material in the cigarette is raised in temperature by the heated heater 130, thereby producing an aerosol.
  • the resulting aerosol is delivered to the user through the filter of the cigarette.
  • the holder 1 may heat the heater 130.
  • the case 140 may be moved between the first position and the second position. For example, when the case 140 is in the first position, the user can insert a cigarette into the holder 1 to inhale the aerosol. On the other hand, when the case 140 is in the second position, the user can remove (separate) the cigarette from the holder 1. As the user pushes or pulls the case 140, the case 140 may be moved between the first position and the second position. In addition, the case 140 may be completely separated from the holder 1 by a user's manipulation.
  • the diameter of the hole formed by the end 141 of the case 140 may be made smaller than the diameter of the space formed by the case 140 and the heater 130, in this case is inserted into the holder (1) Can serve as a guide to cigarettes.
  • the battery 110 supplies the power used to operate the holder 1.
  • the battery 110 may supply power so that the heater 130 may be heated, and may supply power necessary for the control unit 120 to operate.
  • the battery 110 may supply power required to operate a display, a sensor, a motor, etc. installed in the holder 1.
  • the battery 110 may be a lithium iron phosphate (LiFePO 4) battery, but is not limited to the example described above.
  • the battery 110 may correspond to a lithium cobalt oxide (LiCoO 2) battery, a lithium titanate battery, or the like.
  • Whether the battery 110 is fully charged or completely discharged may be determined by how much the power stored in the battery 110 is compared with the total capacity of the battery 110. For example, when the power stored in the battery 110 is 95% or more of the total capacity, it may be determined that the battery 110 is fully charged. In addition, when the power stored in the battery 110 is 10% or less of the total capacity, it may be determined that the battery 110 is completely discharged.
  • the criterion for determining whether the battery 110 is fully charged or completely discharged is not limited to the above-described example.
  • the heater 130 is heated by the power supplied from the battery 110.
  • the heater 130 is located inside the cigarette.
  • the heated heater 130 may raise the temperature of the aerosol generating material in the cigarette.
  • the heater 130 may be manufactured in a shape that can be easily inserted into the interior of the cigarette.
  • the heater 130 may have a blade shape or a shape in which a cylinder and a cone are combined, but is not limited thereto.
  • only a part of the heater 130 may be heated.
  • the first portion of the heater 130 may be heated, and the second portion may not be heated.
  • the first part may be a part where the tobacco rod is located when the cigarette is inserted into the holder 1.
  • the heater 130 may be heated to a different temperature for each part.
  • the above-mentioned first portion and the above-mentioned second portion may be heated to different temperatures from each other.
  • the heater 130 may be an electric resistance heater.
  • the heater 130 may be fabricated such that an electrically conductive track is disposed on a substrate formed of an electrically insulating material.
  • the substrate may be made of a ceramic material, and the electrically conductive track may be made of tungsten, but is not limited thereto.
  • Holder 1 may be provided with a separate temperature sensor.
  • the temperature sensor may not be provided in the holder 1, and the heater 130 may serve as the temperature sensor.
  • the heater 130 of the holder 1 may serve as a temperature sensor, and at the same time, a separate temperature sensor may be further included in the holder 1.
  • the heater 130 may include at least one electrically conductive track for heat generation and temperature sensing.
  • the heater 130 may separately include a second electrically conductive track for temperature sensing in addition to the first electrically conductive track for heat generation.
  • the resistance R can be determined.
  • the temperature T of the electrically conductive track may be determined by Equation 1 below.
  • Equation 1 R denotes a current resistance value of the electrically conductive track
  • R0 denotes a resistance value at a temperature T0 (eg, 0 ° C.)
  • ⁇ denotes a resistance temperature coefficient of the electrically conductive track.
  • the conductive material eg metal
  • ⁇ may be predetermined according to the conductive material constituting the electrically conductive track. Therefore, when the resistance R of the electrically conductive track is determined, the temperature T of the electrically conductive track can be calculated by Equation 1 above.
  • the electrically conductive track comprises an electrically resistive material.
  • the electrically conductive track can be made of a metallic material.
  • the electrically conductive track can be made of an electrically conductive ceramic material, carbon, a metal alloy or a composite of ceramic material and metal.
  • the holder 1 may include both an electrically conductive track and a temperature sensing sensor which serve as a temperature sensing sensor.
  • the controller 120 controls the overall operation of the holder 1. Specifically, the controller 120 controls the operation of not only the battery 110 and the heater 130, but also other components included in the holder 1. In addition, the controller 120 may determine whether the holder 1 is in an operable state by checking a state of each of the components of the holder 1.
  • the controller 120 includes at least one processor.
  • the processor may be implemented as an array of multiple logic gates, or may be implemented as a combination of a general purpose microprocessor and a memory storing a program that may be executed on the microprocessor.
  • a general purpose microprocessor and a memory storing a program that may be executed on the microprocessor.
  • the present embodiment may be implemented in other forms of hardware.
  • the controller 120 may control the operation of the heater 130.
  • the controller 120 may control the amount of power supplied to the heater 130 and the time at which power is supplied so that the heater 130 may be heated to a predetermined temperature or maintain an appropriate temperature.
  • the controller 120 may check the state of the battery 110 (for example, the remaining amount of the battery 110) and generate a notification signal if necessary.
  • the controller 120 may check the presence or absence of the puff and the strength of the puff, and count the number of puffs. In addition, the controller 120 may continuously check the time that the holder 1 is operating. In addition, the controller 120 determines whether the cradle 2 to be described later is coupled with the holder 1, and controls the operation of the holder 1 according to the coupling or detachment of the cradle 2 and the holder 1. Can be.
  • the holder 1 may further include general components in addition to the battery 110, the controller 120, and the heater 130.
  • the holder 1 may include a display capable of outputting visual information or a motor for outputting tactile information.
  • the controller 120 may display information about the state of the holder 1 (for example, whether the holder may be used), a heater (eg, a user) through the display.
  • Information on the battery 110 (eg, preheating start, preheating progress, preheating completion, etc.), information related to the battery 110 (eg, remaining capacity of the battery 110, availability, etc.), holder 1 Information related to the resetting of the holder (for example, reset timing, reset progress, reset completion, etc.), information related to cleaning of the holder 1 (for example, cleaning timing, cleaning necessity, cleaning progress, cleaning completion, etc.), Information related to the charging of the holder 1 (e.g., charging required, charging progress, charging completed, etc.), information related to the puff (e.g., puff count, puff completion notice, etc.) or safety related information (e.g. For example, the use time elapsed) can be delivered.
  • the controller 120 may generate the vibration signal using the motor, thereby transferring the above-described information to the user.
  • the holder 1 may comprise a terminal coupled with at least one input device (eg a button) and / or the cradle 2 through which the user can control the function of the holder 1.
  • the user can execute various functions using the input device of the holder 1. Multiple functions of the holder 1 by adjusting the number of times the user presses the input device (for example, once, twice, etc.) or the time for holding the input device (for example, 0.1 seconds, 0.2 seconds, etc.) You can execute any of these functions.
  • the holder 1 has a function of preheating the heater 130, a function of adjusting the temperature of the heater 130, a function of cleaning a space where a cigarette is inserted, and a holder 1 of the holder 1.
  • a function of checking whether it is in an operable state, a function of displaying a residual amount (available power) of the battery 110, a reset function of the holder 1, and the like may be performed.
  • the function of the holder 1 is not limited to the examples described above.
  • the holder 1 may clean the space where the cigarette is inserted by controlling the heater 130 as follows.
  • the holder 1 can clean the space where the cigarette is inserted by heating the heater 130 to a sufficiently high temperature.
  • a sufficiently high temperature means a temperature suitable for cleaning the space where the cigarette is inserted.
  • the holder 1 may heat the heater 130 to the highest of a temperature range in which an aerosol can be generated in the inserted cigarette and a temperature range in which the heater 130 is preheated, but is not limited thereto. .
  • the holder 1 may maintain the temperature of the heater 130 at a sufficiently high temperature for a predetermined time period.
  • the predetermined time period means a time period sufficient to clean the space where the cigarette is inserted.
  • the holder 1 may maintain the temperature of the heated heater 130 for an appropriate time of 10 seconds to 10 minutes, but is not limited thereto.
  • the holder 1 may maintain the temperature of the heated heater 130 for a suitable time period selected within the range of 20 seconds to 1 minute.
  • the holder 1 may maintain the temperature of the heated heater 130 for a suitable time period selected within the range of 20 seconds to 1 minute 30 seconds.
  • the surface of the heater 130 and / or the space into which the cigarette is inserted may be generated by volatilizing the substance deposited on the substrate.
  • the holder 1 may comprise a puff sensor, a temperature sensor and / or a cigarette insertion sensor.
  • the puff sensor may be implemented by a general pressure sensor.
  • the holder 1 may detect a puff by a change in resistance of an electrically conductive track included in the heater 130 without a separate puff detection sensor.
  • the electrically conductive track here comprises an electrically conductive track for heat generation and / or an electrically conductive track for temperature sensing.
  • the holder 1 may further include a puff detecting sensor separately from detecting the puff using an electrically conductive track included in the heater 130.
  • the cigarette insertion sensor may be implemented by a general capacitive sensor or a resistance sensor.
  • the holder 1 may be manufactured in a structure in which external air may be introduced / exhausted even when a cigarette is inserted.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a holder.
  • the holder 1 may be manufactured in a cylindrical shape, but is not limited thereto.
  • the case 140 of the holder 1 may be moved or separated by a user's operation, and a cigarette may be inserted into the end 141 of the case 140.
  • the holder 1 may include a button 150 that allows a user to control the holder 1.
  • the holder 1 may further include a display on which an image is output.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a cradle.
  • the cradle 2 includes a battery 210 and a controller 220.
  • the cradle 2 also includes an interior space 230 into which the holder 1 can be inserted.
  • the cradle 2 may or may not include a separate lid.
  • the holder 1 may be inserted into and fixed to the cradle 2 even if the cradle 2 does not include a separate lid.
  • the holder 1 may be fixed to the cradle 2 as the lid of the cradle 2 is closed after the holder 1 is inserted into the cradle 2.
  • the cradle 2 shown in FIG. 3 shows only the components related to this embodiment. Accordingly, it will be understood by those skilled in the art that the general purpose components other than the components shown in FIG. 3 may be further included in the cradle 2.
  • the battery 210 supplies the power used to operate the cradle 2.
  • the battery 210 may supply power for charging the battery 110 of the holder 1.
  • the battery 210 of the cradle 2 is the battery of the holder 1. Power may be supplied to 110.
  • the battery 210 may supply power used to operate the holder 1.
  • the holder 1 and the terminal of the cradle 2 are coupled, regardless of whether the battery 110 of the holder 1 is discharged, the holder 1 is a battery of the cradle 2 ( The operation may be performed by using the power supplied by the 210.
  • the battery 210 may be a lithium ion battery, but is not limited thereto.
  • the capacity of the battery 210 may be larger than that of the battery 110.
  • the controller 220 generally controls the operation of the cradle 2.
  • the controller 220 may control the operation of all the components of the cradle 2.
  • the controller 220 may determine whether the holder 1 and the cradle 2 are coupled, and control the operation of the cradle 2 according to the coupling or detachment of the cradle 2 and the holder 1.
  • the controller 220 supplies power of the battery 210 to the holder 1 to charge the battery 110 or to heat the heater 130. You can. Therefore, even when the remaining amount of the battery 110 is small, the user can continuously smoke by combining the holder 1 and the cradle 2.
  • the controller 220 includes at least one processor.
  • the processor may be implemented as an array of multiple logic gates, or may be implemented as a combination of a general purpose microprocessor and a memory storing a program that may be executed on the microprocessor.
  • a general purpose microprocessor and a memory storing a program that may be executed on the microprocessor.
  • the present embodiment may be implemented in other forms of hardware.
  • the cradle 2 may further include general components in addition to the battery 210 and the controller 220.
  • the cradle 2 may include a display capable of outputting visual information.
  • the controller 220 generates a signal to be displayed on the display, thereby providing the user with a battery 210 (eg, remaining capacity of the battery 210, available for use).
  • Information related to whether the cradle 2 is reset e.g., reset timing, reset progress, reset completion, etc.
  • cleaning of the holder 1 e.g., cleaning timing, cleaning needs, cleaning
  • Information related to progress, cleaning completion, etc., and information related to charging of the cradle 2 may be transmitted.
  • the cradle 2 may include at least one input device (e.g., a button) that allows a user to control the function of the cradle 2, a terminal coupled with the holder 1, and / or a charge of the battery 210. It may include an interface for (eg, USB port, etc.).
  • a button e.g., a button that allows a user to control the function of the cradle 2, a terminal coupled with the holder 1, and / or a charge of the battery 210.
  • It may include an interface for (eg, USB port, etc.).
  • the user can execute various functions using the input device of the cradle 2.
  • the cradle 2 has the function of preheating the heater 130 of the holder 1, the function of adjusting the temperature of the heater 130 of the holder 1, within the holder 1.
  • a function of cleaning the space where the cigarette is inserted, a function of checking whether the cradle 2 is in an operable state, a function of displaying the remaining amount (power available) of the battery 210 of the cradle 2, and a reset of the cradle 2 Functions and the like can be performed.
  • the function of the cradle 2 is not limited to the examples described above.
  • 4A and 4B show examples of cradles.
  • FIG. 4A shows an example of a cradle 2 without a lid.
  • the cradle 2 may include a button 240 that allows a user to control the cradle 2.
  • the cradle 2 may further include a display on which an image is output.
  • FIG. 4b shows an example of a cradle 2 with a lid.
  • the holder 1 may be inserted into the interior space 230 of the cradle 2, and the holder 1 may be fixed to the cradle 2 as the lid 250 is closed.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which a holder is inserted into a cradle.
  • the cradle 2 may not include another configuration (eg a lid) for not exposing the holder 1 to the outside.
  • the cradle 2 may include at least one fastening member 271, 272 to increase the fastening strength with the holder 1.
  • the holder 1 may also include at least one binding member 181.
  • the binding members 181, 271, and 272 may be magnets, but are not limited thereto.
  • the fastening member The number of (181, 271, 272) is not limited to this.
  • the holder 1 may include a binding member 181 in a first position
  • the cradle 2 may include binding members 271 and 272 in a second position and a third position, respectively.
  • the first position and the third position may be positions facing each other when the holder 1 is inserted into the cradle 2.
  • the fastening members 181, 271, 272 are included in the holder 1 and the cradle 2, even if the holder 1 is inserted into one side of the cradle 2, the holder 1 and the cradle 2 are secured.
  • the binding can be stronger.
  • the holder 1 and the cradle 2 further include the fastening members 181, 271, and 272 in addition to the terminals, the holder 1 and the cradle 2 may be more strongly bound.
  • the cradle 2 does not have a separate configuration (eg a lid), the inserted holder 1 may not be easily separated from the cradle 2.
  • the controller 220 uses the power of the battery 210 to control the holder.
  • the battery 110 of (1) can be charged.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which the holder is tilted in a state where the holder is inserted into the cradle.
  • the holder 1 is tilted inside the cradle 2.
  • tilt means that the holder 1 is inclined at an angle with the holder 1 inserted in the cradle 2.
  • the end 141 of the holder 1 is exposed to the outside. Accordingly, the user may insert a cigarette into the end 141 and inhale (smoke) the generated aerosol.
  • the tilt angle [theta] can be secured at a sufficient angle so that when the cigarette is inserted into the distal end 141 of the holder 1, the cigarette is not bent or damaged.
  • the holder 1 may be tilted at a minimum angle greater than or greater than the entire cigarette insertion hole included in the distal end 141 is exposed to the outside.
  • the range of the tilt angle ⁇ may be greater than 0 ° and less than 180 °, and preferably, greater than or equal to 5 ° and less than or equal to 90 °. More preferably, the tilt angle ⁇ is in a range of 5 ° to 20 °, 5 ° to 30 °, 5 ° to 40 °, 5 ° to 50 °, or 5 ° to 60 °. Can be. More preferably, the tilt angle ⁇ can be 10 degrees.
  • the heater 130 of the holder 1 may be heated by the power supplied by the battery 210 of the cradle 2.
  • holder 1 may generate aerosol using battery 210 of cradle 2.
  • the holder 1 comprises one fastening member 182 and the cradle 2 includes two fastening members 273, 274.
  • the positions of each of the binding members 182, 273, and 274 are as described above with reference to FIG. 5. If the binding members 182, 273, and 274 are magnets, the magnet strength of the binding member 274 may be greater than the magnet strength of the binding member 273. Therefore, even when the holder 1 is tilted, by the binding member 182 and the binding member 274, the holder 1 may not be completely separated from the cradle 2.
  • the controller 220 uses the power of the battery 210 to heat the heater of the holder 1.
  • the 130 may be heated or the battery 110 may be charged.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating another example of an aerosol generating device.
  • the holder 1 may further include an air pressure sensor 160 in addition to the battery 110, the controller 120, and the heater 130.
  • the air pressure sensor 160 is illustrated as being positioned between the control unit 120 and the heater 130, the present invention is not limited thereto, and the air pressure sensor 160 may be located at any place capable of measuring the air pressure inside the holder 1.
  • the barometric pressure sensor 160 may measure the barometric pressure inside the holder 1. When a user's puff is performed on the cigarette contained in the holder 1, air flow may occur in the holder 1, and the inside of the holder 1 may be reduced from the initial air pressure before the puff is performed by the air flow. Barometric pressure can be measured.
  • the barometric pressure sensor 160 will be described in more detail with reference to FIGS. 8A and 8B.
  • FIG. 8A and 8B illustrate an example of an air pressure sensor included in an aerosol generating device.
  • the barometric pressure sensor 160 may include a diaphragm 161 and a vacuum unit 162.
  • other general-purpose components may be further included in the barometric pressure sensor 160.
  • the diaphragm 161 may be deformed as air flow is formed in the holder 1.
  • 8A illustrates an example of the air pressure sensor 160 when no puff is performed. Referring to FIG. 8A, since the air pressure received from the outside is greater than the pressure that the diaphragm 161 receives from the vacuum unit 162, the diaphragm 161 may be deformed toward the vacuum unit 162.
  • 8B illustrates an example of the air pressure sensor 160 when the puff is performed. Referring to FIG. 8B, as the air flow is formed inside the holder 1, the air pressure received by the diaphragm 161 may be reduced, and the degree of deformation of the diaphragm 161 toward the vacuum part 162 may be reduced. . Accordingly, the barometric pressure sensor 160 may measure the barometric pressure inside the holder 1 based on the degree of deformation of the diaphragm 161 toward the vacuum part 162.
  • the controller 120 may calculate an air pressure altitude inside the holder 1 based on the air pressure measured by the air pressure sensor 160.
  • the controller 120 may calculate an air pressure altitude inside the holder 1 based on the air pressure inside the holder 1 and the average atmospheric pressure measured by the air pressure sensor 160.
  • the controller 120 may calculate an air pressure altitude inside the holder 1 according to Equation 2 below.
  • Equation 2 below p may mean an air pressure measured by the barometric pressure sensor 160, and p 0 may mean an average atmospheric pressure at sea level.
  • the barometric pressure sensor 160 and the controller 120 included in the aerosol generating device 1 may calculate the barometric pressure altitude and detect a user's puff for a cigarette. Since the controller 120 may not be affected by wind or noise around the device in the process of detecting the puff by comparing the calculated air pressure altitude value with a preset threshold, the conventional sound pressure is measured to detect the puff. In comparison, the responsiveness and reliability of puff sensing can be improved.
  • the controller 120 determines whether a puff is performed. Unlike conventional sound pressure sensors that can only be sensed on and off, the degree to which the puff is performed can be measured from the absolute value measured. Therefore, more accurate detection of puffs can be performed as compared to the case of only detecting whether puffs are performed, and optimization of puff detection according to adjustment of a threshold can be implemented.
  • the controller 120 may detect the user's puff for the cigarette accommodated in the holder 1 by comparing the calculated air pressure altitude within the holder 1 with a threshold value. For example, the controller 120 may determine that the puff is performed when the calculated air pressure altitude is smaller than the preset and stored threshold.
  • the process of detecting the puff by the controller 120 will be described in more detail with reference to FIG. 9.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a graph for explaining a process of detecting a puff by a controller included in an aerosol generating device.
  • the controller 120 may determine that the puff starts when the air pressure altitude inside the holder 1 becomes smaller than the threshold value, and may determine that the puff ends when the air pressure altitude inside the holder 1 becomes larger than the threshold value. have. In addition, even if the air pressure altitude inside the holder 1 decreases, if it does not decrease below the threshold, the controller 120 may determine that the puff is not performed.
  • the first threshold used in determining that the puff is started and the second threshold used in determining that the puff is finished have been illustrated as having the same value, but are not limited thereto.
  • the first threshold and the second threshold may have different values.
  • the controller 120 determines that the puff starts when the air pressure altitude inside the holder 1 becomes smaller than the first threshold value, and when the puff ends when the air pressure becomes larger than the second threshold value different from the first threshold value. It can be judged that.
  • the threshold may be a preset value, but the threshold may be adjusted by the controller 120.
  • the adjustment of the threshold by the controller 120 may be based on the puff characteristics of the user.
  • the puff characteristics of the user may include at least one of the strength and duration of the puff.
  • the controller 120 may analyze the puff characteristics of the user and adjust the threshold value based on the analyzed puff characteristics. For example, the controller 120 may measure a difference between the minimum value of the air pressure altitude reduced by the puff and the threshold value, and increase the threshold value when the measured difference value is smaller than the previously stored average value. As another example, the controller 120 may measure the duration of the puff from a time point at which the puff starts and a time point at which the puff starts, and may increase the threshold value when the measured time duration is smaller than a previously stored average value.
  • the controller 120 may determine the user's puff amount from the user's puff characteristics.
  • the amount of puffs may be determined based on at least one of the strength of the puff and the duration of the puff. For example, it may be determined to be proportional to the degree of reduction from the initial barometric altitude before the puff is performed and to the multiplication value of the duration of the puff, or may be determined by an integration operation on the section where the barometric altitude decreases.
  • the controller 120 may decrease the threshold when the determined amount of puff increases, and increase the threshold when the determined amount of puff decreases. Meanwhile, when the first threshold value and the second threshold value are different from each other, the controller 120 may independently adjust each of the first threshold value and the second threshold value.
  • the controller 120 included in the aerosol-generating device 1 may adjust the threshold value, the accuracy of puff detection may be increased according to puff characteristics that may be different for each user.
  • the control unit 120 may analyze the user's puff characteristics and automatically adjust the threshold value according to the analysis result, user convenience may be increased.
  • the threshold has been described as being adjusted by the controller 120 without user intervention, the present invention is not limited thereto, and the threshold may be adjusted to meet the user's puff characteristics through an input device such as a button provided in the holder 1. May be adjusted directly.
  • the controller 120 may adjust the power supplied from the battery 110 to the heater 130 based on the detected puff.
  • the heater 130 may include an electrically resistive material, and the controller 120 may control the battery 110 to supply a plurality of current pulses to the heater 130.
  • the process of adjusting the power supplied from the battery 110 to the heater 130 based on the detected puff by the controller 120 will be described in more detail with reference to FIG. 10.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a graph for explaining a process in which a controller included in an aerosol generating device detects a puff and adjusts power supplied to a heater based on the detected puff.
  • an example of a graph of barometric altitude changes with time is shown, and an example of a graph showing current pulses supplied to the heater 130, adjusted as the start and end of the puff is determined.
  • An example of a graph showing the temperature of the heater that is shown and maintained as the current pulse supplied to the heater 130 is adjusted is shown.
  • control unit 120 may determine that the puff is started when the air pressure altitude is smaller than the first threshold, and that the puff is terminated when the air pressure is higher than the second threshold, and the control unit 120 starts the puff.
  • the power supplied to the heater 130 may be reduced.
  • the controller 120 detects the puff and adjusts the power supplied to the heater 130 based on the detected puff, despite the occurrence of air flow through the heater 130, the temperature of the heater 130 is relatively high. It can be kept constant, so that aerosol can be generated more uniformly.
  • the controller 120 may control the battery 110 to supply power to the heater 130 by supplying a current pulse to the heater 130.
  • the controller 120 may adjust the power supplied to the heater 130 by adjusting at least one of a frequency and a duty cycle of the current pulse supplied to the heater 130. For example, when it is determined that the puff is started, the controller 120 may increase the power supplied to the heater 130 by increasing the frequency or duty cycle of the current pulse supplied to the heater 130.
  • the controller 120 may determine the amount of power supplied to the heater 130. The higher the strength of the puff, the longer the duration of the puff, the greater the temperature of the heater 130 to be compensated for, so that the amount of power supplied to the heater 130 is a puff characteristic, or a change in barometric altitude that determines the puff characteristic. Can be determined from an aspect.
  • the barometric altitude may be divided into a decreasing portion and an increasing portion, and when the control unit 120 determines that the puff starts due to a decrease in the atmospheric pressure altitude, an integrated value of the portion at which the atmospheric pressure altitude decreases.
  • the power supplied to the heater 130 in proportion to, and when the puff is determined to be terminated by increasing the atmospheric pressure altitude the power supplied to the heater in proportion to the integral value of the increase in the atmospheric pressure altitude can be reduced. have.
  • the method of controlling the temperature of the heater 130 for heating a cigarette accommodated in the holder 1 includes steps that are processed in time series in the holder 1 shown in FIGS. 7 to 10. do. Therefore, although omitted below, the contents described above with respect to the holder 1 of FIGS. 7 to 10 control the temperature of the heater 130 for heating a cigarette accommodated in the holder 1 of FIG. 11. It can be seen that the method also applies.
  • the holder 1 may measure the air pressure inside the holder 1 through the air pressure sensor 160.
  • air flow may occur in the holder 1, and the holder 1 may be before the puff is performed by air flow through the air pressure sensor 160. It is possible to measure the air pressure inside the holder 1 which is reduced from the initial air pressure of.
  • the holder 1 may calculate an air pressure altitude inside the holder 1 based on the air pressure measured by the controller 120. Specifically, the holder 1 may calculate the air pressure altitude inside the holder 1 according to Equation 2 above.
  • the holder 1 may detect the user's puff for the cigarette by comparing the air pressure altitude calculated by the controller 120 with a threshold value.
  • the threshold may be determined according to the puff characteristics of the user.
  • the holder 1 may adjust the power supplied to the heater 130 based on the puff detected through the controller 120. For example, the holder 1 may adjust the power supplied to the heater 130 by adjusting at least one of a frequency and a duty cycle of the current pulse supplied to the heater 130.
  • the method of controlling the temperature of the heater 130 for heating a cigarette accommodated in the holder 1 may be recorded on a computer readable recording medium having one or more programs containing instructions for executing the method.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and floppy disks.
  • program instructions include machine language code, such as produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • control unit 120 control unit

Landscapes

  • Electric Vacuum Cleaner (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Direct Air Heating By Heater Or Combustion Gas (AREA)

Abstract

에어로졸 생성 장치에 수용되는 궐련을 가열하는 히터; 에어로졸 생성 장치 내부의 기압을 측정하는 기압 센서; 및 측정된 기압에 기초하여 에어로졸 생성 장치 내부의 기압 고도를 계산하고, 계산된 기압 고도를 임계치와 비교함으로써 궐련에 대한 사용자의 퍼프를 감지하며, 감지된 퍼프에 기초하여 히터에 공급되는 전력을 조정하는 제어부를 포함하고, 임계치는 사용자의 퍼프 특성에 따라 결정되는, 에어로졸 생성 장치가 제공된다.

Description

에어로졸 생성 장치 및 방법
본 개시는 에어로졸 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성하는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질을 가열하는 방식으로 에어로졸을 생성하는 방법에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치에 수용된 궐련에 대한 사용자의 퍼프(puff)를 감지하여 궐련을 가열하는 히터의 온도를 제어하는 방법에 관한 연구가 진행되고 있다. 종래에는 사용자의 퍼프에 의해 형성되는 공기 유동으로 인해 발생하는 음압(sound pressure)을 측정하는 센서를 통해 퍼프를 감지하고, 감지된 퍼프에 기초하여 기 설정된 방식으로 히터의 온도를 제어하는 장치가 사용되어 왔다.
다만, 종래의 음압을 통해 퍼프를 감지하는 방식은 장치 주변의 바람이나 소음 등에 의해 오작동할 수 있다는 점에서 정확성이 떨어지고, 퍼프에 의한 음압과 노이즈를 구별하는 과정에 의해 퍼프 감지가 지연되는 문제가 있었다.
또한, 종래의 감지된 퍼프를 바탕으로 히터의 온도를 제어하는 방식은 사용자마다 퍼프의 강도 및 지속 시간 등이 상이할 수 있다는 점을 고려하지 않은 채 일률적인 기준에 의해 퍼프를 판단하고, 그에 따라 히터의 온도를 제어한다는 점에서, 에어로졸이 부족 또는 과다하게 생성될 수 있었다.
상술한 문제점들을 해결하기 위해 궐련에 대한 사용자의 퍼프를 감지하는 개선된 방식이 요구될 수 있다.
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.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 에어로졸 생성 장치는, 상기 에어로졸 생성 장치에 수용되는 궐련을 가열하는 히터; 상기 에어로졸 생성 장치 내부의 기압을 측정하는 기압 센서; 및 상기 측정된 기압에 기초하여 상기 에어로졸 생성 장치 내부의 기압 고도(pressure altitude)를 계산하고, 상기 계산된 기압 고도를 임계치와 비교함으로써 상기 궐련에 대한 사용자의 퍼프를 감지하며, 상기 감지된 퍼프에 기초하여 상기 히터에 공급되는 전력을 조정하는 제어부를 포함하고, 상기 임계치는 상기 사용자의 퍼프 특성에 따라 결정될 수 있다.
에어로졸 생성 장치에 수용되는 궐련을 가열하는 히터의 온도를 제어하는 방법은, 상기 에어로졸 생성 장치 내부의 기압을 측정하는 단계; 상기 측정된 기압에 기초하여 상기 에어로졸 생성 장치 내부의 기압 고도를 계산하는 단계; 상기 계산된 기압 고도를 임계치와 비교함으로써 상기 궐련에 대한 사용자의 퍼프를 감지하는 단계; 및 상기 감지된 퍼프에 기초하여 상기 히터에 공급되는 전력을 조정하는 단계를 포함하고, 상기 임계치는 상기 사용자의 퍼프 특성에 따라 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 에어로졸 생성 장치에 포함되는 기압 센서 및 제어부는 기압 고도를 계산할 수 있고, 궐련에 대한 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 제어부가 계산된 기압 고도의 수치와 기 설정된 임계치를 비교하여 퍼프를 감지하는 과정에서 장치 주변의 바람이나 소음 등에 영향을 받지 않을 수 있으므로, 종래의 음압을 측정해 퍼프를 감지하는 방식에 비해 퍼프 감지의 응답성 및 신뢰성이 개선될 수 있다.
또한, 제어부는 퍼프를 감지하는 과정에서 기압 고도와의 비교에 사용되는 임계치를 조정할 수 있으므로, 퍼프 감지에 있어서 사용자마다 상이할 수 있는 퍼프 특성이 고려될 수 있고, 퍼프 감지의 정확도가 증가될 수 있다. 한편, 사용자에 의한 조작 없이도 제어부가 사용자의 퍼프 특성을 분석하고, 분석 결과에 따라 자동으로 임계치를 조정할 수 있으므로, 사용자의 편의성이 증대될 수 있다.
도 1은 에어로졸 생성 장치의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 2는 홀더의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 크래들의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 4A 및 도 4B는 크래들의 예들을 도시한 도면들이다.
도 5는 홀더가 크래들에 삽입되는 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 홀더가 크래들에 삽입된 상태에서 틸트되는 일 예를 도시한 도면이다.
도 7은 에어로졸 생성 장치의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 8A 및 도 8B는 에어로졸 생성 장치에 포함되는 기압 센서의 일 예를 도시한 도면들이다.
도 9는 에어로졸 생성 장치에 포함되는 제어부가 퍼프를 감지하는 과정을 설명하기 위한 그래프의 일 예를 도시한 도면이다.
도 10은 에어로졸 생성 장치에 포함되는 제어부가 퍼프를 감지하고, 감지된 퍼프에 기초하여 히터에 공급되는 전력을 조정하는 과정을 설명하기 위한 그래프의 일 예를 도시한 도면이다.
도 11은 에어로졸 생성 장치에 수용되는 궐련을 가열하는 히터의 온도를 제어하는 방법을 설명하는 도면이다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 에어로졸 생성 장치는, 상기 에어로졸 생성 장치에 수용되는 궐련을 가열하는 히터; 상기 에어로졸 생성 장치 내부의 기압을 측정하는 기압 센서; 및 상기 측정된 기압에 기초하여 상기 에어로졸 생성 장치 내부의 기압 고도(pressure altitude)를 계산하고, 상기 계산된 기압 고도를 임계치와 비교함으로써 상기 궐련에 대한 사용자의 퍼프를 감지하며, 상기 감지된 퍼프에 기초하여 상기 히터에 공급되는 전력을 조정하는 제어부를 포함하고, 상기 임계치는 상기 사용자의 퍼프 특성에 따라 결정될 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 퍼프의 강도 및 지속 시간 중 적어도 하나를 포함하는 상기 퍼프 특성을 분석하고, 상기 분석된 퍼프 특성에 기초하여 상기 임계치를 조정할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 분석된 퍼프 특성에 기초하여 상기 사용자의 퍼프량을 결정하고, 상기 퍼프량이 증가하는 경우에 상기 임계치를 감소시키며, 상기 퍼프량이 감소하는 경우에 상기 임계치를 증가시킬 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 임계치는 제1 임계치 및 제2 임계치를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 기압 고도가 상기 제1 임계치보다 작아지는 경우에 상기 퍼프가 시작되는 것으로 판단하고, 상기 제2 임계치보다 커지는 경우에 상기 퍼프가 종료되는 것으로 판단할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 퍼프가 시작되는 것으로 판단하는 경우에 상기 기압 고도가 감소하는 부분을 적분한 값에 비례하여 상기 히터에 공급되는 전력을 증가시키고, 상기 퍼프가 종료되는 것으로 판단하는 경우에 상기 기압 고도가 증가하는 부분을 적분한 값에 비례하여 상기 히터에 공급되는 전력을 감소시킬 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 히터에 공급되는 전류 펄스의 주파수 및 듀티 사이클(duty cycle) 중 적어도 하나를 조정함으로써 상기 히터에 공급되는 전력을 조정할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 기압 센서는, 상기 에어로졸 생성 장치 내부에 공기 유동이 형성됨에 따라 변형되는 다이어프램(diaphragm) 및 진공부를 포함하고, 상기 다이어프램이 변형되는 정도에 기초하여 상기 기압을 측정하며, 상기 제어부는, 상기 측정된 기압 및 평균 대기압에 기초하여 상기 기압 고도를 계산할 수 있다.
에어로졸 생성 장치에 수용되는 궐련을 가열하는 히터의 온도를 제어하는 방법은, 상기 에어로졸 생성 장치 내부의 기압을 측정하는 단계; 상기 측정된 기압에 기초하여 상기 에어로졸 생성 장치 내부의 기압 고도를 계산하는 단계; 상기 계산된 기압 고도를 임계치와 비교함으로써 상기 궐련에 대한 사용자의 퍼프를 감지하는 단계; 및 상기 감지된 퍼프에 기초하여 상기 히터에 공급되는 전력을 조정하는 단계를 포함하고, 상기 임계치는 상기 사용자의 퍼프 특성에 따라 결정될 수 있다.
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 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 에어로졸 생성 장치의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)(이하, ‘홀더’라고 함)는 배터리(110), 제어부(120) 및 히터(130)를 포함한다. 또한, 홀더(1)는 케이스(140)에 의하여 형성된 내부 공간을 포함한다. 홀더(1)의 내부 공간에는 궐련이 삽입될 수 있다.
도 1에 도시된 홀더(1)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 홀더(1)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
궐련이 홀더(1)에 삽입되면, 홀더(1)는 히터(130)를 가열한다. 궐련 내의 에어로졸 생성 물질은 가열된 히터(130)에 의하여 온도가 상승하고, 이에 따라 에어로졸이 생성된다. 생성된 에어로졸은 궐련의 필터를 통하여 사용자에게 전달된다. 다만, 궐련이 홀더(1)에 삽입되지 않은 경우에도, 예를 들어 히터(130)의 청소를 위하여, 홀더(1)는 히터(130)를 가열할 수 있다.
케이스(140)는 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동될 수 있다. 예를 들어, 케이스(140)가 제 1 위치에 있을 때, 사용자는 궐련을 홀더(1)에 삽입하여 에어로졸을 흡입할 수 있다. 한편, 케이스(140)가 제 2 위치에 있을 때, 사용자는 홀더(1)에서 궐련을 제거(분리)할 수 있다. 사용자가 케이스(140)를 밀거나 당김에 따라, 케이스(140)는 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동될 수 있다. 또한, 사용자의 조작에 의하여 케이스(140)는 홀더(1)로부터 완전히 분리될 수도 있다.
또한, 케이스(140)의 말단(141)이 형성하는 구멍의 직경은 케이스(140)와 히터(130)에 의하여 형성된 공간의 직경에 비하여 작게 제작될 수 있고, 이 경우 홀더(1)에 삽입되는 궐련의 가이드 역할을 수행할 수 있다.
배터리(110)는 홀더(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(110)는 히터(130)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(120)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(110)는 홀더(1)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
배터리(110)는 리튬인산철(LiFePO4) 배터리일 수 있으나, 상술한 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 배터리(110)는 산화 리튬 코발트(LiCoO2) 배터리, 리튬 티탄산염 배터리 등이 해당될 수 있다.
배터리(110)의 완전 충전 및 완전 방전 여부는, 배터리(110)에 저장된 전력이 배터리(110)의 전체 용량 대비 어느 수준인가에 의하여 판단될 수 있다. 예를 들어, 배터리(110)에 저장된 전력이 전체 용량의 95% 이상인 경우에, 배터리(110)가 완전 충전되었다고 판단될 수 있다. 또한, 배터리(110)에 저장된 전력이 전체 용량의 10% 이하인 경우에, 배터리(110)가 완전 방전되었다고 판단될 수 있다. 그러나, 배터리(110)의 완전 충전 및 완전 방전 여부에 대한 판단 기준은 상술한 예에 한정되지 않는다.
히터(130)는 배터리(110)로부터 공급된 전력에 의하여 가열된다. 궐련이 홀더(1)에 삽입되면, 히터(130)는 궐련의 내부에 위치한다. 따라서, 가열된 히터(130)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(130)는 궐련의 내부에 용이하게 삽입될 수 있는 형상으로 제작될 수 있다. 예를 들어, 히터(130)는 블레이드(blade) 형상 또는 원기둥과 원뿔이 조합된 형상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 히터(130)는 일부 부분만 가열될 수도 있다. 예를 들어, 히터(130)의 제 1 부분만 가열되고, 제 2 부분은 가열되지 않을 수도 있다. 여기에서, 제 1 부분은 궐련이 홀더(1)에 삽입되었을 때 담배 로드가 위치하는 부분일 수 있다. 또한, 히터(130)는 부분별로 상이한 온도로 가열될 수도 있다. 예를 들어, 상술한 제 1 부분과 상술한 제 2 부분이 서로 상이한 온도로 가열될 수도 있다.
히터(130)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(130)는 전기 절연 물질로 형성된 기판 상에 전기 전도성 트랙(track)이 배치되도록 제작될 수 있다. 여기에서, 기판은 세라믹 물질로 제작되고, 전기 전도성 트랙은 텅스텐으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
홀더(1)에는 별도의 온도 감지 센서가 구비될 수 있다. 또는, 홀더(1)에 온도 감지 센서가 구비되지 않고, 히터(130)가 온도 감지 센서의 역할을 수행할 수도 있다. 또는, 홀더(1)의 히터(130)가 온도 감지 센서의 역할을 수행함과 동시에 홀더(1)에는 별도의 온도 감지 센서가 더 구비될 수도 있다. 히터(130)가 온도 감지 센서의 역할을 수행하기 위하여, 히터(130)에는 발열 및 온도 감지를 위한 적어도 하나의 전기 전도성 트랙이 포함될 수 있다. 또한, 히터(130)에는 발열을 위한 제 1 전기 전도성 트랙 이외에 온도 감지를 위한 제 2 전기 전도성 트랙이 별도로 포함될 수 있다.
예를 들어, 전기 전도성 트랙에 걸리는 전압 및 전기 전도성 트랙에 흐르는 전류가 측정되면, 저항(R)이 결정될 수 있다. 이 때, 아래의 수학식 1에 의하여 전기 전도성 트랙의 온도(T)가 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2019008097-appb-M000001
수학식 1에서, R은 전기 전도성 트랙의 현재 저항 값을 의미하고, R0는 온도 T0(예를 들어, 0℃)에서의 저항 값을 의미하고, α는 전기 전도성 트랙의 저항 온도 계수를 의미한다. 전도성 물질(예를 들어, 금속)은 고유의 저항 온도 계수를 갖고 있는바, 전기 전도성 트랙을 구성하는 전도성 물질에 따라 α는 미리 결정될 수 있다. 따라서, 전기 전도성 트랙의 저항(R)이 결정되는 경우, 상기 수학식 1에 의하여 전기 전도성 트랙의 온도(T)가 연산될 수 있다.
전기 전도성 트랙은 전기 저항성 물질을 포함한다. 일 예로서, 전기 전도성 트랙은 금속 물질로 제작될 수 있다. 다른 예로서, 전기 전도성 트랙은 전기 전도성 세라믹 물질, 탄소, 금속 합금 또는 세라믹 물질과 금속의 합성 물질로 제작될 수 있다.
또한, 홀더(1)는 온도 감지 센서의 역할을 수행하는 전기 전도성 트랙 및 온도 감지 센서를 모두 포함할 수도 있다.
제어부(120)는 홀더(1)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(120)는 배터리(110) 및 히터(130)뿐 만 아니라 홀더(1)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(120)는 홀더(1)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 홀더(1)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(120)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
예를 들어, 제어부(120)는 히터(130)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(120)는 히터(130)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(130)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 배터리(110)의 상태(예를 들어, 배터리(110)의 잔량 등)를 확인하고, 필요한 경우 알림 신호를 생성할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 사용자의 퍼프(puff)의 유무 및 퍼프의 강도를 확인할 수 있고, 퍼프의 수를 카운팅할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 홀더(1)가 작동하고 있는 시간을 계속하여 확인할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 후술할 크래들(2)이 홀더(1)와 결합되었는지 여부를 확인하고, 크래들(2)과 홀더(1)의 결합 또는 분리에 따라 홀더(1)의 동작을 제어할 수 있다.
한편, 홀더(1)는 배터리(110), 제어부(120) 및 히터(130) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 홀더(1)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 일 예로서, 홀더(1)에 디스플레이가 포함되는 경우, 제어부(120)는 디스플레이를 통하여, 사용자에게 홀더(1)의 상태에 대한 정보(예를 들어, 홀더의 사용 가능 여부 등), 히터(130)에 대한 정보(예를 들어, 예열 시작, 예열 진행, 예열 완료 등), 배터리(110)와 관련된 정보(예를 들어, 배터리(110)의 잔여 용량, 사용 가능 여부 등), 홀더(1)의 리셋과 관련된 정보(예를 들어, 리셋 시기, 리셋 진행, 리셋 완료 등), 홀더(1)의 청소와 관련된 정보(예를 들어, 청소 시기, 청소 필요, 청소 진행, 청소 완료 등), 홀더(1)의 충전과 관련된 정보(예를 들어, 충전 필요, 충전 진행, 충전 완료 등), 퍼프와 관련된 정보(예를 들어, 퍼프 횟수, 퍼프 완료 예고 등) 또는 안전과 관련된 정보(예를 들어, 사용시간 경과 등) 등을 전달 할 수 있다. 다른 예로서, 홀더(1)에 모터가 포함되는 경우, 제어부(120)는 모터를 이용하여 진동 신호를 생성함으로써, 사용자에게 상술한 정보들을 전달할 수 있다.
또한, 홀더(1)는 사용자가 홀더(1)의 기능을 제어할 수 있는 적어도 하나의 입력 장치(예를 들어, 버튼) 및/또는 크래들(2)과 결합되는 단자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 홀더(1)의 입력 장치를 이용하여 다양한 기능들을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 누르는 횟수(예를 들어, 1회, 2회 등) 또는 입력 장치를 누르고 있는 시간(예를 들어, 0.1초, 0.2초 등)을 조절함으로써, 홀더(1)의 복수의 기능들 중 원하는 기능을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 작동시킴에 따라, 홀더(1)는 히터(130)를 예열하는 기능, 히터(130)의 온도를 조절하는 기능, 궐련이 삽입되는 공간을 청소하는 기능, 홀더(1)가 작동 가능한 상태인지를 점검하는 기능, 배터리(110)의 잔량(가용 전력)을 표시하는 기능, 홀더(1)의 리셋 기능 등이 수행될 수 있다. 그러나, 홀더(1)의 기능은 상술한 예들에 한정되지 않는다.
예를 들어, 홀더(1)는 다음과 같이 히터(130)를 제어함으로써 궐련이 삽입되는 공간을 청소할 수 있다. 예를 들어, 홀더(1)는 히터(130)를 충분히 높은 온도로 가열함으로써 궐련이 삽입되는 공간을 청소할 수 있다. 여기에서, 충분히 높은 온도는 궐련이 삽입되는 공간이 청소되기에 적절한 온도를 의미한다. 예를 들어, 홀더(1)는 삽입된 궐련에서 에어로졸이 발생될 수 있는 온도 범위 및 히터(130)를 예열하는 온도 범위 중 가장 높은 온도로 히터(130)를 가열할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 홀더(1)는 소정의 시구간 동안 히터(130)의 온도를 충분히 높은 온도로 유지시킬 수 있다. 여기에서, 소정의 시구간은 궐련이 삽입되는 공간이 청소되기에 충분한 시구간을 의미한다. 예를 들어, 홀더(1)는 10초 내지 10분의 시구간 중 적절한 시간 동안 가열된 히터(130)의 온도를 유지시킬 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 홀더(1)는 20초 내지 1분의 범위 내에서 선택된 적절한 시구간 동안 가열된 히터(130)의 온도를 유지시킬 수 있다. 또한, 바람직하게는, 홀더(1)는 20초 내지 1분 30초의 범위 내에서 선택된 적절한 시구간 동안 가열된 히터(130)의 온도를 유지시킬 수 있다.
홀더(1)가 히터(130)를 충분히 높은 온도로 가열하고 또한 소정의 시구간 동안 가열된 히터(130)의 온도를 유지시킴에 따라, 히터(130)의 표면 및/또는 궐련이 삽입되는 공간에 증착된 물질이 휘발됨으로써 청소의 효과가 발생될 수 있다.
또한, 홀더(1)는 퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서 및/또는 궐련 삽입 감지 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서는 일반적인 압력 센서에 의하여 구현될 수 있다. 또는, 홀더(1)는, 별도의 퍼프 감지 센서가 구비됨이 없이, 히터(130)에 포함된 전기 전도성 트랙의 저항 변화에 의하여 퍼프를 감지할 수도 있다. 여기에서, 전기 전도성 트랙은 발열을 위한 전기 전도성 트랙 및/또는 온도 감지를 위한 전기 전도성 트랙을 포함한다. 또는, 홀더(1)가 히터(130)에 포함된 전기 전도성 트랙을 이용하여 퍼프를 감지하는 것과는 별개로 퍼프 감지 센서를 더 포함할 수도 있다.
궐련 삽입 감지 센서는 일반적인 정전 용량형 센서 또는 저항 센서에 의하여 구현될 수 있다. 또한, 홀더(1)는 궐련이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입/유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 2는 홀더의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 홀더(1)는 원통형으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 홀더(1)의 케이스(140)는 사용자의 동작에 의하여 이동 또는 분리될 수 있으며, 케이스(140)의 말단(141)으로 궐련이 삽입될 수 있다. 또한, 홀더(1)에는 사용자가 홀더(1)를 제어할 수 있는 버튼(150)이 포함될 수 있다. 또한, 필요에 따라, 홀더(1)에는 화면(image)이 출력되는 디스플레이가 더 포함될 수 있다.
도 3은 크래들의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 크래들(2)은 배터리(210) 및 제어부(220)를 포함한다. 또한, 크래들(2)은 홀더(1)가 삽입될 수 있는 내부 공간(230)을 포함한다. 크래들(2)의 설계에 따라, 크래들(2)은 별도의 뚜껑을 포함할 수도 있고, 포함하지 않을 수도 있다. 일 예로서, 크래들(2)에 별도의 뚜껑이 포함되지 않더라도 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입되고 고정될 수 있다. 다른 예로서, 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입된 후에 크래들(2)의 뚜껑이 닫힘에 따라 홀더(1)가 크래들(2)에 고정될 수도 있다.
도 3에 도시된 크래들(2)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 크래들(2)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
배터리(210)는 크래들(2)이 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 또한, 배터리(210)는 홀더(1)의 배터리(110)를 충전하는 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입되어 홀더(1)의 단자와 크래들(2)의 단자가 결합하는 경우, 크래들(2)의 배터리(210)는 홀더(1)의 배터리(110)에 전력을 공급할 수 있다.
또한, 홀더(1)와 크래들(2)이 결합된 경우, 배터리(210)는 홀더(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 홀더(1)의 단자와 크래들(2)의 단자가 결합되면, 홀더(1)의 배터리(110)가 방전되었는지 여부를 불문하고, 홀더(1)는 크래들(2)의 배터리(210)가 공급하는 전력을 이용하여 동작할 수 있다.
예를 들어, 배터리(210)는 리튬 이온 배터리일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 배터리(210)의 용량은 배터리(110)의 용량보다 클 수 있다.
제어부(220)는 크래들(2)의 동작을 전반적으로 제어한다. 제어부(220)는 크래들(2)의 모든 구성들의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(220)는 홀더(1)와 크래들(2)이 결합되었는지를 판단하고, 크래들(2)과 홀더(1)의 결합 또는 분리에 따라 크래들(2)의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 홀더(1)와 크래들(2)이 결합되면, 제어부(220)는 배터리(210)의 전력을 홀더(1)에 공급함으로써, 배터리(110)를 충전하거나 히터(130)를 가열시킬 수 있다. 따라서, 배터리(110)의 잔량이 적은 경우에도, 사용자는 홀더(1)와 크래들(2)을 결합하여 연속적으로 흡연할 수 있다.
제어부(220)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
한편, 크래들(2)은 배터리(210) 및 제어부(220) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 크래들(2)은 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 크래들(2)에 디스플레이가 포함되는 경우, 제어부(220)는 디스플레이에 표시될 신호를 생성함으로써, 사용자에게 배터리(210)(예를 들어, 배터리(210)의 잔여 용량, 사용 가능 여부 등)와 관련된 정보, 크래들(2)의 리셋(예를 들어, 리셋 시기, 리셋 진행, 리셋 완료 등)과 관련된 정보, 홀더(1)의 청소(예를 들어, 청소 시기, 청소 필요, 청소 진행, 청소 완료 등)와 관련된 정보, 크래들(2)의 충전(예를 들어, 충전 필요, 충전 진행, 충전 완료 등)과 관련된 정보 등을 전달 할 수 있다.
또한, 크래들(2)은 사용자가 크래들(2)의 기능을 제어할 수 있는 적어도 하나의 입력 장치(예를 들어, 버튼), 홀더(1)와 결합하는 단자 및/또는 배터리(210)의 충전을 위한 인터페이스(예를 들어, USB 포트 등)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 사용자는 크래들(2)의 입력 장치를 이용하여 다양한 기능들을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 누르는 횟수 또는 입력 장치를 누르고 있는 시간을 조절함으로써, 크래들(2)의 복수의 기능들 중 원하는 기능을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 작동시킴에 따라, 크래들(2)은 홀더(1)의 히터(130)를 예열하는 기능, 홀더(1)의 히터(130)의 온도를 조절하는 기능, 홀더(1) 내의 궐련이 삽입되는 공간을 청소하는 기능, 크래들(2)이 작동 가능한 상태인지를 점검하는 기능, 크래들(2)의 배터리(210)의 잔량(가용 전력)을 표시하는 기능, 크래들(2)의 리셋 기능 등이 수행될 수 있다. 그러나, 크래들(2)의 기능은 상술한 예들에 한정되지 않는다.
도 4a 및 도 4b는 크래들의 예들을 도시한 도면들이다.
도 4a에는 뚜껑이 포함되지 않은 크래들(2)의 일 예가 도시되어 있다. 예를 들어, 크래들(2)의 일 측면에는 홀더(1)가 삽입될 수 있는 공간(230)이 존재할 수 있다. 크래들(2)이 뚜껑과 같은 별도의 고정 수단을 포함하지 않더라도 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입되고 고정될 수 있다. 또한, 크래들(2)에는 사용자가 크래들(2)를 제어할 수 있는 버튼(240)이 포함될 수 있다. 또한, 필요에 따라, 크래들(2)에는 화면(image)이 출력되는 디스플레이가 더 포함될 수 있다.
도 4b에는 뚜껑이 포함된 크래들(2)의 일 예가 도시되어 있다. 예를 들어, 크래들(2)의 내부 공간(230)에 홀더(1)가 삽입되고, 뚜껑(250)이 닫힘에 따라 홀더(1)가 크래들(2)에 고정될 수 있다.
도 5는 홀더가 크래들에 삽입되는 일 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입된 일 예가 도시되어 있다. 홀더(1)가 삽입될 공간(230)이 크래들(2)의 일 측면에 존재하므로, 삽입된 홀더(1)는 크래들(2)의 다른 측면들에 의하여 외부에 노출되지 않을 수 있다. 따라서, 크래들(2)은, 홀더(1)를 외부에 노출시키지 않기 위한 다른 구성(예를 들어, 뚜껑)을 포함하지 않을 수 있다.
크래들(2)에는 홀더(1)와의 결착 강도를 높이기 위하여 적어도 하나의 결착 부재(271, 272)가 포함될 수 있다. 또한, 홀더(1)에도 적어도 하나의 결착 부재(181)가 포함될 수 있다. 여기에서, 결착 부재(181, 271, 272)는 자석이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 도 5에는, 설명의 편의를 위하여, 홀더(1)가 하나의 결착 부재(181)를 포함하고, 크래들(2)이 두 개의 결착 부재들(271, 272)을 포함하는 것으로 도시하였으나, 결착 부재(181, 271, 272)의 수는 이에 한정되지 않는다.
홀더(1)는 제 1 위치에 결착 부재(181)를 포함할 수 있고, 크래들(2)은 제 2 위치 및 제 3 위치에 각각 결착 부재(271, 272)를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 위치와 제 3 위치는 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입되는 경우에 서로 마주보는 위치일 수 있다.
홀더(1) 및 크래들(2)에 결착 부재(181, 271, 272)가 포함됨에 따라, 홀더(1)가 크래들(2)의 일 측면에 삽입되더라도, 홀더(1)와 크래들(2)이 더욱 강하게 결착될 수 있다. 다시 말해, 홀더(1) 및 크래들(2)에 단자 이외에 결착 부재(181, 271, 272)가 더 포함됨에 따라, 홀더(1)와 크래들(2)이 더욱 강하게 결착될 수 있다. 따라서, 크래들(2)에 별도의 구성(예를 들어, 뚜껑)이 없더라도, 삽입된 홀더(1)가 크래들(2)로부터 쉽게 분리되지 않을 수 있다.
또한, 단자들 및/또는 결착 부재들(181, 271, 272)에 의하여 홀더(1)가 크래들(2)에 완전히 삽입되었다고 판단되면, 제어부(220)은 배터리(210)의 전력을 이용하여 홀더(1)의 배터리(110)를 충전할 수 있다.
도 6은 홀더가 크래들에 삽입된 상태에서 틸트되는 일 예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 홀더(1)가 크래들(2)의 내부에서 틸트되어 있다. 여기에서, 틸트는 홀더(1)가 크래들(2)에 삽입된 상태에서 일정 각도로 기울여지는 것을 의미한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 홀더(1)가 크래들(2)에 완전히 삽입되는 경우, 사용자는 흡연을 할 수 없다. 다시 말해, 홀더(1)가 크래들(2)에 완전히 삽입되면, 홀더(1)에 궐련이 삽입될 수 없다. 따라서, 홀더(1)가 크래들(2)에 완전히 삽입된 상태에서는 사용자가 흡연을 할 수 없다.
도 6에 도시된 바와 같이, 홀더(1)가 틸트되면, 홀더(1)의 말단(141)이 외부로 노출된다. 따라서, 사용자는 말단(141)에 궐련을 삽입하고, 생성된 에어로졸을 흡입(흡연)할 수 있다. 틸트 각(θ)은 궐련이 홀더(1)의 말단(141)에 삽입될 때, 궐련이 꺾이거나 훼손되지 않을 수 있도록 충분한 각도가 확보될 수 있다. 예를 들어, 홀더(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.
또한, 홀더(1)가 틸트되더라도, 홀더(1)의 단자와 크래들(2)의 단자는 서로 결합되어 있다. 따라서, 홀더(1)의 히터(130)는 크래들(2)의 배터리(210)가 공급하는 전력에 의하여 가열될 수 있다. 따라서, 홀더(1)의 배터리(110)의 잔량이 적거나 없는 경우에도, 홀더(1)는 크래들(2)의 배터리(210)를 이용하여 에어로졸을 생성할 수 있다.
도 6에는 홀더(1)가 하나의 결착 부재(182)를 포함하고, 크래들(2)이 두 개의 결착 부재들(273, 274)을 포함하는 예가 도시되어 있다. 예를 들어, 결착 부재들(182, 273, 274) 각각의 위치는 도 5를 참조하여 상술한 바와 같다. 만약, 결착 부재들(182, 273, 274)이 자석이라고 가정하면, 결착 부재(274)의 자석 강도가 결착 부재(273)의 자석 강도보다 클 수 있다. 따라서, 홀더(1)가 틸트되더라도, 결착 부재(182) 및 결착 부재(274)에 의하여, 홀더(1)는 크래들(2)과 완전히 분리되지 않을 수 있다.
또한, 단자들 및/또는 결착 부재들(182, 273, 274)에 의하여 홀더(1)가 틸트되었다고 판단되면, 제어부(220)은 배터리(210)의 전력을 이용하여, 홀더(1)의 히터(130)를 가열하거나, 배터리(110)를 충전할 수 있다.
도 7은 에어로졸 생성 장치의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 홀더(1)는 배터리(110), 제어부(120) 및 히터(130) 외에도 기압 센서(160)를 더 포함할 수 있다. 기압 센서(160)는 제어부(120)와 히터(130) 사이에 위치하는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 홀더(1) 내부의 기압을 측정할 수 있는 임의의 장소에 위치할 수 있다.
도 7에 도시된 홀더(1)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 7에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 홀더(1)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
기압 센서(160)는 홀더(1) 내부의 기압을 측정할 수 있다. 홀더(1)에 수용된 궐련에 대한 사용자의 퍼프가 수행되는 경우, 홀더(1) 내에 공기 유동이 발생할 수 있고, 공기 유동에 의해 퍼프가 수행되기 이전의 초기 기압보다 감소된 홀더(1) 내부의 기압이 측정될 수 있다. 이하 도 8A 및 도 8B을 참조하여 기압 센서(160)가 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 8a 및 도 8b는 에어로졸 생성 장치에 포함되는 기압 센서의 일 예를 도시한 도면들이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 기압 센서(160)는 다이어프램(161) 및 진공부(162)를 포함할 수 있다. 다만, 도 8a 및 도 8b에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 기압 센서(160)에 더 포함될 수 있다.
다이어프램(161)은 홀더(1) 내부에 공기 유동이 형성됨에 따라 변형될 수 있다. 도 8a에는 퍼프가 수행되지 않는 경우의 기압 센서(160)의 일 예가 도시되어 있다. 도 8a를 참조하면, 다이어프램(161)이 진공부(162)로부터 받는 압력보다 외부로부터 받는 기압이 더 크므로, 다이어프램(161)이 진공부(162) 측으로 변형될 수 있다. 도 8b에는 퍼프가 수행되는 경우의 기압 센서(160)의 일 예가 도시되어 있다. 도 8b를 참조하면, 홀더(1) 내부에 공기 유동이 형성됨에 따라 다이어프램(161)이 외부로부터 받는 기압이 감소하고, 다이어프램(161)이 진공부(162) 측으로 변형되는 정도가 감소될 수 있다. 따라서, 기압 센서(160)는 다이어프램(161)이 진공부(162) 측으로 변형되는 정도에 기초하여 홀더(1) 내부의 기압을 측정할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 제어부(120)는 기압 센서(160)에 의해 측정된 기압에 기초하여 홀더(1) 내부의 기압 고도를 계산할 수 있다. 예를 들면, 제어부(120)는 기압 센서(160)에 의해 측정된 홀더(1) 내부의 기압 및 평균 대기압에 기초하여 홀더(1) 내부의 기압 고도를 계산할 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)는 하기 수학식 2에 따라 홀더(1) 내부의 기압 고도(altitude)를 계산할 수 있다. 하기 수학식 2에서, p는 기압 센서(160)에 의해 측정된 기압을, p0는 해수면에서의 평균 대기압을 의미할 수 있다.
Figure PCTKR2019008097-appb-M000002
본 개시에 따른 에어로졸 생성 장치(1)에 포함되는 기압 센서(160) 및 제어부(120)는 기압 고도를 계산할 수 있고, 궐련에 대한 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 제어부(120)가 계산된 기압 고도의 수치와 기 설정된 임계치를 비교하여 퍼프를 감지하는 과정에서 장치 주변의 바람이나 소음 등에 의한 영향을 받지 않을 수 있으므로, 종래의 음압을 측정해 퍼프를 감지하는 방식에 비해 퍼프 감지의 응답성 및 신뢰성이 개선될 수 있다.
또한, 본 개시에 따른 에어로졸 생성 장치(1)에 포함되는 기압 센서(160) 및 제어부(120)가 기압 고도의 절대적 수치를 측정할 수 있다는 점에서, 제어부(120)는 퍼프가 수행되는지 여부를 온오프로만 감지할 수 있는 종래의 음압 센서와 달리, 측정된 절대적 수치로부터 퍼프가 수행되는 정도를 측정할 수 있다. 따라서, 퍼프가 수행되는지 여부만을 감지하는 경우에 비해 보다 정확한 퍼프의 감지가 수행될 수 있고, 임계치의 조정에 따른 퍼프 감지의 최적화가 구현될 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 제어부(120)는 계산된 홀더(1) 내부의 기압 고도를 임계치와 비교함으로써 홀더(1)에 수용된 궐련에 대한 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 예를 들면, 제어부(120)는 미리 설정되어 저장된 임계치보다 계산된 기압 고도가 더 작은 경우에 퍼프가 수행되는 것으로 판단할 수 있다. 이하 도 9를 참조하여 제어부(120)가 퍼프를 감지하는 과정이 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 9는 에어로졸 생성 장치에 포함되는 제어부가 퍼프를 감지하는 과정을 설명하기 위한 그래프의 일 예를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 시간에 따라 변하는 홀더(1) 내부의 기압 고도에 대한 그래프의 일 예가 도시되어 있다. 제어부(120)는 홀더(1) 내부의 기압 고도가 임계치보다 작아지는 경우에 퍼프가 시작되는 것으로 판단하고, 홀더(1) 내부의 기압 고도가 임계치보다 커지는 경우에 퍼프가 종료되는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 홀더(1) 내부의 기압 고도가 감소하더라도 임계치 이하로 감소하지 않으면, 제어부(120)는 퍼프가 수행되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
도 9에 도시되어 있는 일 예에서는, 퍼프가 시작되는 것으로 판단하는 과정에서 사용되는 제1 임계치 및 퍼프가 종료되는 것으로 판단하는 과정에서 사용되는 제2 임계치가 동일한 값을 갖는 것으로 예시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 임계치와 제2 임계치는 상이한 값을 가질 수 있다. 예를 들면, 제어부(120)는 홀더(1) 내부의 기압 고도가 제1 임계치보다 작아지는 경우에 퍼프가 시작되는 것으로 판단하고, 제1 임계치와 상이한 제2 임계치보다 커지는 경우에 퍼프가 종료되는 것으로 판단할 수 있다.
임계치는 미리 설정된 값일 수 있지만, 제어부(120)에 의해 임계치가 조정될 수 있다. 제어부(120)에 의한 임계치의 조정은 사용자의 퍼프 특성을 기초로 할 수 있다. 사용자의 퍼프 특성은 퍼프의 강도 및 지속 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제어부(120)는 사용자의 퍼프 특성을 분석하고, 분석된 퍼프 특성에 기초하여 임계치를 조정할 수 있다. 일 예로, 제어부(120)는 퍼프에 의해 감소하는 기압 고도의 최소값과 임계치의 차이를 측정할 수 있고, 측정된 차이값이 미리 저장된 평균값보다 작은 경우 임계치를 증가시킬 수 있다. 다른 예로, 제어부(120)는 퍼프가 시작되는 시점 및 종료되는 시점으로부터 퍼프의 지속 시간을 측정할 수 있고, 측정된 지속 시간이 미리 저장된 평균값보다 작은 경우 임계치를 증가시킬 수 있다.
또 다른 예로, 제어부(120)는 사용자의 퍼프 특성으로부터 사용자의 퍼프량을 결정할 수 있다. 퍼프량은 퍼프의 강도 및 퍼프의 지속 시간 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 퍼프가 수행되기 이전의 초기 기압 고도로부터 감소한 정도 및 퍼프의 지속 시간의 곱셈 값에 비례하도록 결정될 수 있고, 또는 기압 고도가 감소하는 구간에 대한 적분 연산에 의해 결정될 수도 있다. 제어부(120)는 결정된 퍼프량이 증가하는 경우에 임계치를 감소시키고, 결정된 퍼프량이 감소하는 경우에 임계치를 증가시킬 수 있다. 한편, 제어부(120)는 제1 임계치 및 제2 임계치가 서로 상이한 값을 갖는 경우, 제1 임계치 및 제2 임계치 각각을 독립적으로 조정할 수 있다.
본 개시에 따른 에어로졸 생성 장치(1)에 포함되는 제어부(120)가 임계치를 조정할 수 있다는 점에서, 사용자마다 상이할 수 있는 퍼프 특성에 따라 퍼프 감지의 정확도가 증가될 수 있다. 한편, 제어부(120)가 사용자의 퍼프 특성을 분석하고, 분석 결과에 따라 자동으로 임계치를 조정할 수 있으므로, 사용자의 편의성이 증대될 수 있다.
또한, 임계치는 사용자의 개입 없이 제어부(120)에 의해 조정되는 것으로 설명되었으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 홀더(1)에 구비되는 버튼 등의 입력 장치를 통해 임계치는 사용자의 퍼프 특성에 부합하도록 사용자에 의해 직접 조정될 수도 있다.
다시 도 7을 참조하면, 제어부(120)는 감지된 퍼프에 기초하여 배터리(110)로부터 히터(130)에 공급되는 전력을 조정할 수 있다. 히터(130)는 전기 저항성 물질을 포함할 수 있고, 제어부(120)는 히터(130)에 복수의 전류 펄스들을 공급하도록 배터리(110)를 제어할 수 있다. 이하 도 10을 참조하여 제어부(120)가 감지된 퍼프에 기초하여 배터리(110)로부터 히터(130)에 공급되는 전력을 조정하는 과정이 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 10은 에어로졸 생성 장치에 포함되는 제어부가 퍼프를 감지하고, 감지된 퍼프에 기초하여 히터에 공급되는 전력을 조정하는 과정을 설명하기 위한 그래프의 일 예를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 시간에 따라 변하는 기압 고도에 대한 그래프의 일 예가 도시되어 있고, 퍼프의 시작과 종료가 판단됨에 따라 조정되는, 히터(130)에 공급되는 전류 펄스를 도시하는 그래프의 일 예가 도시되어 있으며, 히터(130)에 공급되는 전류 펄스가 조정됨에 따라 유지되는 히터의 온도를 도시하는 그래프의 일 예가 도시되어 있다.
상술한 바와 같이, 제어부(120)는 기압 고도가 제1 임계치보다 작아지는 경우 퍼프가 시작되는 것으로, 제2 임계치보다 커지는 경우 퍼프가 종료되는 것으로 판단할 수 있고, 제어부(120)는 퍼프가 시작되는 것으로 판단된 경우 히터(130)에 공급되는 전력을 증가시키고, 퍼프가 종료되는 것으로 판단된 경우 히터(130)에 공급되는 전력을 감소시킬 수 있다.
제어부(120)가 퍼프를 감지하고 감지된 퍼프에 기초하여 히터(130)에 공급되는 전력을 조정함에 따라, 히터(130)를 지나는 공기 유동이 발생함에도 불구하고, 히터(130)의 온도가 비교적 일정하게 유지될 수 있고, 그에 따라 에어로졸이 보다 균일하게 발생될 수 있다.
제어부(120)는 히터(130)에 전류 펄스를 공급함으로써 히터(130)에 전력을 공급하도록 배터리(110)를 제어할 수 있다. 제어부(120)는 히터(130)에 공급되는 전류 펄스의 주파수 및 듀티 사이클 중 적어도 하나를 조정함으로써 히터(130)에 공급되는 전력을 조정할 수 있다. 예를 들면, 제어부(120)는 퍼프가 시작되는 것으로 판단된 경우 히터(130)에 공급되는 전류 펄스의 주파수 또는 듀티 사이클을 증가시킴으로써 히터(130)에 공급되는 전력을 증가시킬 수 있다.
제어부(120)는 히터(130)에 공급되는 전력의 양을 결정할 수 있다. 퍼프의 강도가 강할수록, 퍼프의 지속 시간이 길수록 보상되어야 할 히터(130)의 온도가 크다는 점에서, 히터(130)에 공급되는 전력의 양은 퍼프 특성, 또는 퍼프 특성을 결정하는 기압 고도의 변화 양상으로부터 결정될 수 있다.
구체적으로, 도 10에서 기압 고도는 감소하는 부분과 증가하는 부분으로 구분될 수 있고, 제어부(120)는 기압 고도가 감소하여 퍼프가 시작되는 것으로 판단하는 경우 기압 고도가 감소하는 부분을 적분한 값에 비례하여 히터(130)에 공급되는 전력을 증가시키고, 기압 고도가 증가하여 퍼프가 종료되는 것으로 판단하는 경우 기압 고도가 증가하는 부분을 적분한 값에 비례하여 히터에 공급되는 전력을 감소시킬 수 있다.
도 11은 에어로졸 생성 장치에 수용되는 궐련을 가열하는 히터의 온도를 제어하는 방법을 설명하는 도면이다. 도 11을 참조하면, 홀더(1)에 수용되는 궐련을 가열하는 히터(130)의 온도를 제어하는 방법은 도 7 내지 도 10에 도시된 홀더(1)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라고 하더라도 도 7 내지 도 10의 홀더(1)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 11의 홀더(1)에 수용되는 궐련을 가열하는 히터(130)의 온도를 제어하는 방법에도 적용됨을 알 수 있다.
단계 1110에서, 홀더(1)는 기압 센서(160)를 통해 홀더(1) 내부의 기압을 측정할 수 있다. 홀더(1)에 수용된 궐련에 대한 사용자의 퍼프가 수행되는 경우, 홀더(1) 내에 공기 유동이 발생할 수 있고, 홀더(1)는 기압 센서(160)를 통해 공기 유동에 의해 퍼프가 수행되기 이전의 초기 기압보다 감소된 홀더(1) 내부의 기압을 측정할 수 있다.
단계 1120에서, 홀더(1)는 제어부(120)를 통해 측정된 기압에 기초하여 홀더(1) 내부의 기압 고도를 계산할 수 있다. 구체적으로, 홀더(1)는 상기 수학식 2에 따라 홀더(1) 내부의 기압 고도를 계산할 수 있다.
단계 1130에서, 홀더(1)는 제어부(120)를 통해 계산된 기압 고도를 임계치와 비교함으로써 궐련에 대한 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 한편, 임계치는 사용자의 퍼프 특성에 따라 결정될 수 있다.
단계 1140에서, 홀더(1)는 제어부(120)를 통해 감지된 퍼프에 기초하여 히터(130)에 공급되는 전력을 조정할 수 있다. 예를 들면, 홀더(1)는 히터(130)에 공급되는 전류 펄스의 주파수 및 듀티 사이클 중 적어도 하나를 조정함으로써 히터(130)에 공급되는 전력을 조정할 수 있다.
한편, 홀더(1)에 수용되는 궐련을 가열하는 히터(130)의 온도를 제어하는 방법은 그 방법을 실행하는 명령어들을 포함하는 하나 이상의 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 본 실시예가 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.
(부호의 설명)
1: 홀더
110: 배터리
120: 제어부
130: 히터
160: 기압 센

Claims (8)

  1. 에어로졸 생성 장치에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치에 수용되는 궐련을 가열하는 히터;
    상기 에어로졸 생성 장치 내부의 기압을 측정하는 기압 센서; 및
    상기 측정된 기압에 기초하여 상기 에어로졸 생성 장치 내부의 기압 고도(pressure altitude)를 계산하고, 상기 계산된 기압 고도를 임계치와 비교함으로써 상기 궐련에 대한 사용자의 퍼프(puff)를 감지하며, 상기 감지된 퍼프에 기초하여 상기 히터에 공급되는 전력을 조정하는 제어부를 포함하고,
    상기 임계치는 상기 사용자의 퍼프 특성에 따라 결정되는, 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 퍼프의 강도 및 지속 시간 중 적어도 하나를 포함하는 상기 퍼프 특성을 분석하고, 상기 분석된 퍼프 특성에 기초하여 상기 임계치를 조정하는, 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 분석된 퍼프 특성에 기초하여 상기 사용자의 퍼프량을 결정하고, 상기 퍼프량이 증가하는 경우에 상기 임계치를 감소시키며, 상기 퍼프량이 감소하는 경우에 상기 임계치를 증가시키는, 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 임계치는 제1 임계치 및 제2 임계치를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 기압 고도가 상기 제1 임계치보다 작아지는 경우에 상기 퍼프가 시작되는 것으로 판단하고, 상기 제2 임계치보다 커지는 경우에 상기 퍼프가 종료되는 것으로 판단하는, 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 퍼프가 시작되는 것으로 판단하는 경우에 상기 기압 고도가 감소하는 부분을 적분한 값에 비례하여 상기 히터에 공급되는 전력을 증가시키고, 상기 퍼프가 종료되는 것으로 판단하는 경우에 상기 기압 고도가 증가하는 부분을 적분한 값에 비례하여 상기 히터에 공급되는 전력을 감소시키는, 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 히터에 공급되는 전류 펄스의 주파수 및 듀티 사이클(duty cycle) 중 적어도 하나를 조정함으로써 상기 히터에 공급되는 전력을 조정하는, 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 기압 센서는,
    상기 에어로졸 생성 장치 내부에 공기 유동이 형성됨에 따라 변형되는 다이어프램(diaphragm) 및 진공부를 포함하고, 상기 다이어프램이 변형되는 정도에 기초하여 상기 기압을 측정하며,
    상기 제어부는,
    상기 측정된 기압 및 평균 대기압에 기초하여 상기 기압 고도를 계산하는, 장치.
  8. 에어로졸 생성 장치에 수용되는 궐련을 가열하는 히터의 온도를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치 내부의 기압을 측정하는 단계;
    상기 측정된 기압에 기초하여 상기 에어로졸 생성 장치 내부의 기압 고도를 계산하는 단계;
    상기 계산된 기압 고도를 임계치와 비교함으로써 상기 궐련에 대한 사용자의 퍼프를 감지하는 단계; 및
    상기 감지된 퍼프에 기초하여 상기 히터에 공급되는 전력을 조정하는 단계를 포함하고,
    상기 임계치는 상기 사용자의 퍼프 특성에 따라 결정되는, 방법.
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