KR102278595B1 - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

Abstract

에어로졸 생성 장치가 개시된다. 에어로졸 생성 장치는 자기장을 발생시키는 자성체, 자성체에 의해 발생되는 자기장 내에 배치되고 유도 코일, 에어로졸 생성 물질을 수용하고 적어도 일 부분이 유도 코일에 의해 둘러싸이는 수용부, 유도 코일에 전력을 공급하는 전력 공급부 및 유도 코일에 공급되는 전력을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 유도 코일은 전력이 공급됨에 따라 제1 주파수의 교번 자기장 및 제2 주파수의 교번 자기장 중 적어도 하나의 교번 자기장을 발생시킬 수 있고, 수용부는 제1 주파수의 교번 자기장과 자성체에 의해 발생되는 자기장 간의 상호 작용에 의해 유도 코일과 함께 진동함으로써 음향을 발생시킬 수 있다.

Description

에어로졸 생성 장치 {AEROSOL GENERATING DEVICE AND OPERATION METHOD}

본 개시는 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.

근래에 일반적인 궐련을 대체하는 흡연 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

에어로졸 생성 장치에 적용될 수 있는 가열 방식들 중 하나로서 유도 가열 방식이 있다. 유도 가열 방식의 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질에 열적으로 인접하게 배열된 유도 코일을 포함하며, 유도 코일에 소정의 주파수의 교류 전력을 공급함으로써 발생시킨 교번 자기장을 이용하여 에어로졸 생성 물질을 가열한다. 또한, 유도 가열 방식의 에어로졸 생성 장치는 교류 전력을 증폭하기 위한 증폭기를 포함한다.

한국공개특허 KR10-2018-0124755A

본 개시의 실시예들은 유도 가열 방식의 에어로졸 생성 장치에 포함된 증폭기와 유도 코일을 이용하여 음향을 발생시킬 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공하고자 한다.

본 개시가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 개시의 일 측면에 따른 에어로졸 생성 장치는, 자기장을 발생시키는 자성체; 상기 자성체에 의해 발생되는 자기장 내에 배치되고, 전력이 공급됨에 따라 제1 주파수의 교번 자기장 및 제2 주파수의 교번 자기장 중 적어도 하나의 교번 자기장을 발생시키는 유도 코일; 에어로졸 생성 물질을 수용하고, 적어도 일 부분이 상기 유도 코일에 의해 둘러싸이며, 상기 제1 주파수의 교번 자기장과 상기 자성체에 의해 발생되는 자기장 간의 상호 작용에 의해 상기 유도 코일과 함께 진동함으로써 음향을 발생시키는 수용부; 상기 유도 코일이 상기 적어도 하나의 교번 자기장을 발생시키도록 상기 유도 코일에 전력을 공급하는 전력 공급부; 및 상기 유도 코일에 공급되는 전력을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

상기 제2 주파수의 교번 자기장은, 상기 에어로졸 생성 물질을 가열하도록 상기 에어로졸 생성 물질과 열적으로 인접하게 배열된 서셉터를 관통할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 음향의 발생을 위한 제1 신호, 상기 에어로졸 생성 물질의 가열을 위한 제2 신호, 및 상기 제1 신호와 상기 제2 신호가 결합된 제3 신호 중 어느 하나의 신호를 상기 전력 공급부로 출력할 수 있다.

상기 전력 공급부는, 상기 제어부로부터 입력된 상기 제1 신호, 상기 제2 신호 및 상기 제3 신호 중 어느 하나의 신호를 증폭하고, 증폭된 상기 어느 하나의 신호를 필터링하여 획득된 필터링 신호에 따라 상기 유도 코일에 전력을 공급할 수 있다.

상기 전력 공급부는, 상기 유도 코일이 상기 제1 주파수의 교번 자기장을 발생시키도록, 상기 증폭된 제1 신호를 필터링하여 획득된 제1 필터링 신호에 따라 상기 유도 코일에 전력을 공급할 수 있다.

상기 전력 공급부는, 상기 유도 코일이 상기 제2 주파수의 교번 자기장을 발생시키도록, 상기 증폭된 제2 신호를 필터링하여 획득된 제2 필터링 신호에 따라 상기 유도 코일에 전력을 공급할 수 있다.

상기 전력 공급부는, 상기 유도 코일이 상기 제1 주파수의 교번 자기장 및 상기 제2 주파수의 교번 자기장을 함께 발생시키도록, 상기 증폭된 제3 신호를 필터링하여 획득된 제3 필터링 신호에 따라 상기 유도 코일에 전력을 공급할 수 있다.

상기 전력 공급부는, 상기 제1 신호를 필터링하는 저역 통과 필터, 상기 제2 신호를 필터링하는 대역 통과 필터 및 상기 제3 신호를 필터링하는 광대역 통과 필터를 포함할 수 있다.

상기 수용부는 일측 단부에서 개방되는 개구를 포함하고, 상기 수용부에 의해 발생된 음향은 상기 개구를 통해 출력될 수 있다.

상기 자성체는, 상기 개구에 대향하는 상기 수용부의 타측 단부에 인접하게 배치될 수 있다.

본 개시의 실시예들에 따르면, 에어로졸 생성 장치는 유도 가열을 위한 구성을 활용하여 음향을 출력할 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예들에 따르면, 음향의 출력을 위해 필요한 하드웨어 구성을 최소화함으로써, 저전력화 및 소형화가 용이한 에어로졸 생성 장치를 제공할 수 있다.

한편, 본 개시의 실시예들에 의한 효과가 전술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 상태를 나타내는 예시도이다.
도 2는 에어로졸 생성 장치에 삽입될 수 있는 궐련의 예시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 음향 발생 및 유도 가열을 위한 에어로졸 생성 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 제어부로부터 출력되는 신호들을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 매칭부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 제어부로부터 출력되는 신호들이 증폭 및 필터링된 결과를 나타내는 예시도이다.

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 1은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 상태를 나타내는 예시도이다.

도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 전력 공급부(11), 제어부(12) 및 유도 코일(13)을 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)는 궐련(2)을 수용하기 위한 수용부(16)를 포함한다. 수용부(16)는 궐련(2)이 수용될 수 있도록 내부 공간을 포함하며, 일측 단부에서 개방되는 개구(161)를 포함할 수 있다. 궐련(2)은 수용부(16)의 개구(161)를 통해 내부 공간의 외측으로부터 내측을 향하는 방향으로 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입될 수 있다.

도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치(1)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(1)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

전력 공급부(11)는 에어로졸 생성 장치(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 전력 공급부(11)는 유도 코일(13)이 교번 자기장을 발생시킬 수 있도록 유도 코일(13)에 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 전력 공급부(11)는 에어로졸 생성 장치(1)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.

제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 동작을 전반적으로 제어하며, 유도 코일(13)에 공급되는 전력을 제어한다. 제어부(12)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

유도 코일(13)은 전력 공급부(11)로부터 공급된 전력에 의해 교번 자기장을 발생시킨다. 유도 코일(13)은 전기 전도성 코일일 수 있으며, 수용부(16)의 적어도 일 부분을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 유도 코일(13)은 수용부(16)의 측면을 따라 수용부(16)의 적어도 일 부분에 권선될 수 있다.

일 실시예에서, 유도 코일(13)은 솔레노이드로 구현될 수 있다. 예를 들면, 솔레노이드를 구성하는 도선의 재질은 구리(Cu)일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 높은 전류가 흐르도록 낮은 비저항값을 갖는 재질로서, 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 아연(Zn) 및 니켈(Ni) 중 어느 하나, 또는 적어도 하나를 포함하는 합금이 솔레노이드를 구성하는 도선의 재질이 될 수 있다.

서셉터(14)는 유도 코일(13)에 의해 발생된 교번 자기장이 인가됨에 따라 가열된다. 서셉터(14)는 에어로졸 생성 물질을 가열하도록 에어로졸 생성 물질과 열적으로 인접하게 배열된다. 가열된 서셉터(14)에 의하여 궐련(2) 내의 에어로졸 생성 물질의 온도가 상승하고, 이에 따라 에어로졸이 생성될 수 있다. 생성된 에어로졸은 궐련(2)을 통과하여 사용자에게 전달된다.

서셉터(14)는 에어로졸 생성 장치(1)에 포함되거나, 궐련(2) 내부에 포함될 수 있다.

서셉터(14)는 금속 또는 탄소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 서셉터(14)는 페라이트(ferrite), 강자성 합금(ferromagnetic alloy), 스테인리스강(stainless steel) 및 알루미늄(aluminum) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 서셉터(14)는 흑연(graphite), 몰리브덴(molybdenum), 실리콘 카바이드(silicon carbide), 니오븀(niobium), 니켈 합금(nickel alloy), 금속 필름(metal film), 지르코니아(zirconia) 등과 같은 세라믹, 니켈(Ni)이나 코발트(Co) 등과 같은 전이 금속 및 붕소(B)나 인(P)과 같은 준금속 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.

그러나, 서셉터(14)는 전술한 예에 한정되지 않으며, 교번 자기장이 인가됨에 따라 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(1)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.

도 1에는 서셉터(14)가 궐련(2)의 길이 방향을 따라 연장하는 세장형으로 형성되며, 궐련(2)의 내부에 삽입되도록 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 서셉터(14)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 궐련(2)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다. 일 실시예에서, 서셉터(14)는 에어로졸 생성 장치(1)에 고정되거나, 착탈 가능하도록 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 서셉터(14)는 궐련(2)의 내부에 배치되어 궐련(2)과 일체로 제작될 수도 있다.

한편, 궐련(2)은 일반적인 연소형 궐련과 유사한 형상의 물품으로서, 예를 들어, 궐련(2)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제1 부분(21)과 필터 등을 포함하는 제2 부분(22)으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(2)의 제2 부분(22)에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제2 부분(22)에 삽입될 수도 있다.

에어로졸 생성 장치(1)의 내부에는 제1 부분(21)의 전체가 삽입되고, 제2 부분(22)은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부에 제1 부분(21)의 일부만 삽입될 수도 있고, 제1 부분(21)의 전체 및 제2 부분(22)의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제2 부분(22)을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제1 부분(21)을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제2 부분(22)을 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.

일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 생성 장치(1)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 궐련(2)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(2)의 내부로 유입될 수도 있다.

도 2를 참조하여, 궐련(2)의 기본적인 구조의 일 예에 대하여 설명한다.

도 2는 에어로졸 생성 장치에 삽입될 수 있는 궐련의 예시도이다.

도 2를 참조하면, 궐련(2)은 담배 로드(21) 및 필터 로드(22)를 포함한다. 도 1을 참조하여 전술한 제1 부분(21)은 담배 로드(21)로 지칭될 수 있고, 제2 부분(22)은 필터 로드(22)로 지칭될 수 있다.

도 2에는 필터 로드(22)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(22)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(22)는 에어로졸을 냉각하는 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(22)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.

궐련(2)은 적어도 하나의 래퍼(24)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(24)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 궐련(2)은 하나의 래퍼(24)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 궐련(2)은 2 이상의 래퍼(24)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(241)에 의하여 담배 로드(21)가 포장되고, 래퍼들(242, 243, 244)에 의하여 필터 로드(22)가 포장될 수 있다. 그리고, 단일 래퍼(245)에 의하여 궐련(2) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 필터 로드(22)가 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 래퍼들(242, 243, 244)에 의하여 포장될 수 있다.

담배 로드(21)는 에어로졸 생성 물질을 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 담배 로드(21)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(21)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(21)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.

담배 로드(21)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(21)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21)는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 담배 로드(21)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(21)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(21)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 담배 로드(21)는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.

필터 로드(22)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(22)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(22)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(22)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(22)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.

또한, 필터 로드(22)에는 적어도 하나의 캡슐(23)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(23)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(23)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(23)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

다만, 도 2에 도시된 궐련(2)은 예시에 불과하며, 본 개시의 실시예들에 따른 에어로졸 생성 장치(1)와 함께 사용될 수 있는 궐련의 구조, 배치 및 재료는 다양하게 변형될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예들에 따른 에어로졸 생성 장치(1)는 전술한 바와 같은 유도 가열을 위한 구성요소들을 활용하여 음향을 발생시킬 수 있다. 여기서, 음향은 에어로졸 생성 장치(1)의 상태에 대한 정보나 음악 등을 포함한 모든 음성/음을 지칭한다. 다시 도 1을 참조하여, 이에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

에어로졸 생성 장치(1)는 음향을 발생시키기 위해 자성체(15)를 더 포함한다. 자성체(15)는 영구자석 또는 전자석일 수 있다. 자성체(15)에 의해 발생되는 자기장 내에는 유도 코일(13)이 배치된다.

자성체(15)는 에어로졸 생성 장치(1)의 내부에 배치되어 고정될 수 있다. 예를 들어, 자성체(15)는 수용부(16)의 일측 단부에 형성된 개구(161)에 대향하는 타측 단부에 인접하게 배치될 수 있다. 수용부(16)의 타측 단부 부근에는 자성체(15)를 고정하기 위한 고정 부재가 마련될 수 있다.

예를 들어, 자성체(15)는 유도 코일(13)의 적어도 일부의 외주를 둘러싸는 링 형태일 수 있다. 다른 예로, 자성체(15)는 적어도 일부가 유도 코일(13)에 의해 둘러싸이는 원기둥 형태일 수 있다. 그러나, 자성체(15)의 형태는 전술한 예시에 한정되지 않으며, 유도 코일(13)에 의해 발생되는 자기장과 상호 작용 가능한 자기장을 발생시킬 수 있는 형태라면 제한 없이 해당될 수 있다.

유도 코일(13)은 전력 공급부(11)로부터 전력이 공급됨에 따라 제1 주파수의 교번 자기장 및 제2 주파수의 교번 자기장 중 적어도 하나의 교번 자기장을 발생시킨다. 제1 주파수의 교번 자기장은 음향을 발생시키기 위한 자기장이며, 제1 주파수는 가청주파수이다. 즉, 제1 주파수는 20 kHz 이하의 임의의 주파수일 수 있다. 제2 주파수의 교번 자기장은 에어로졸 생성 물질을 가열하도록 서셉터(14)를 관통하는 자기장이며, 제2 주파수는 에어로졸 생성 물질을 희망 온도까지 가열하기 위한 주파수이다.

유도 코일(13)은 공급되는 전력에 따라 제1 주파수의 교번 자기장 및 제2 주파수의 교번 자기장 중 어느 하나를 발생시키거나, 제1 주파수의 교번 자기장 및 제2 주파수의 교번 자기장을 함께 발생시킬 수 있다.

즉, 유도 코일(13)에 의해 제1 주파수의 교번 자기장만이 발생된 경우, 에어로졸 생성 장치(1)는 서셉터(14)를 가열하지 않고 음향을 발생시킬 수 있고, 유도 코일(13)에 의해 제2 주파수의 교번 자기장만이 발생된 경우, 에어로졸 생성 장치(1)는 음향을 발생시키지 않고 서셉터(14)를 가열할 수 있다. 한편, 제1 주파수의 교번 자기장 및 제2 주파수의 교번 자기장이 함께 발생된 경우, 에어로졸 생성 장치(1)는 서셉터(14)를 가열하면서 음향을 발생시킬 수 있다.

유도 코일(13)에 의해 제1 주파수의 교번 자기장이 발생되면, 유도 코일(13)은 제1 주파수의 교번 자기장과 자성체(15)에 의해 발생되는 자기장 간의 상호 작용에 의해 진동하게 된다. 이러한 진동은 유도 코일(13)에 의해 둘러싸인 수용부(16)로 전달된다.

수용부(16) 및 유도 코일(13)은 에어로졸 생성 장치(1)의 길이방향과 나란한 방향으로 직선왕복 이동할 수 있다. 예를 들어, 수용부(16)는 직선왕복 이동이 가능하도록 상기 자성체(15)와 소정의 거리만큼 이격된 상태로 에어로졸 생성 장치(1) 내부의 고정 부재에 결합될 수 있다.

수용부(16)는 유도 코일(13)과 함께 진동함으로써 음향을 발생시킨다. 수용부(16)에 의해 발생된 음향은 개구(161)를 통해 출력될 수 있다. 일부 실시예서, 수용부(16)는 발생된 음향이 보다 잘 발산되도록 적어도 하나의 개방홀(미도시)을 더 포함할 수도 있다.

이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 음향 발생 및 유도 가열을 위한 에어로졸 생성 장치(1)의 동작에 대해 설명한다.

도 3은 일 실시예에 따른 음향 발생 및 유도 가열을 위한 에어로졸 생성 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 3을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 전술한 바와 같이 제어부(12) 및 전력 공급부(11)를 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 생성부(17)를 더 포함한다. PWM 신호 생성부(17)는 도 3에서 독립적인 모듈로 도시되었으나, 이에 한정되는 것이 아니며 제어부(12)에 통합되어 구현될 수도 있다.

음향 신호 생성부(18)는 실시예에 따라서 에어로졸 생성 장치(1)에 포함되거나, 인터페이싱 수단을 통해 에어로졸 생성 장치(1)와 연결될 수 있는 외부 기기에 포함될 수 있다.

PWM 신호 생성부(17)는 에어로졸 생성 물질의 가열을 위한 신호로서 PWM 신호를 생성하여, 제어부(12)로 전달할 수 있다. 음향 신호 생성부(18)는 음향의 발생을 위한 신호를 생성하여, 제어부(12)로 전달할 수 있다.

제어부(12)는 음향 신호 생성부(18)에 의해 생성된 음향 신호(이하, 제1 신호) 및 PWM 신호 생성부(17)에 의해 생성된 PWM 신호(이하, 제2 신호) 중 적어도 하나를 포함하는 신호(S1)를 제어신호로서 전력 공급부(11)에 출력한다. 예를 들어, 제어부(12)는 음향의 발생을 위한 제1 신호, 에어로졸 생성 물질의 가열을 위한 제2 신호 및 제1 신호와 제2 신호가 결합된 제3 신호 중 어느 하나의 신호를 전력 공급부(11)로 출력할 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 제어부로부터 출력되는 신호들을 설명하기 위한 블록도이다.

도 4를 참조하면, 음향 신호 생성부(18)는 음원(182), 삼각파 생성기(184) 및 비교기(186)를 포함할 수 있다. 음원(182)은 음향을 발생시키기 위한 정현파 신호를 생성하여 비교기(186)로 출력한다. 삼각파 생성기(184)는 음원(182)에 의해 생성된 정현파 신호를 변조하기 위한 삼각파 신호를 생성하여 비교기(186)로 출력한다. 비교기(186)는 음원(182) 및 삼각파 생성기(184)로부터 신호들이 입력됨에 따라, 펄스폭변조된 구형파를 제1 신호로서 출력한다.

음향 신호 생성부(18)로부터 출력된 제1 신호 및 PWM 신호 생성부(17)로부터 출력된 제2 신호 중 적어도 하나의 신호(S1)는 스위치/결합기(19)를 통해 제어부(12)로부터 출력될 수 있다. 스위치/결합기(19)는 실시예에 따라서 제어부(12) 내에 포함되도록 구현되거나, 음향 신호 생성부(18) 내에 포함되도록 구현될 수 있다.

예를 들어, 제어부(12)는 스위치(19)의 동작에 의해, 음향 신호 생성부(18)로부터 출력된 제1 신호를 출력하거나, PWM 신호 생성부(17)로부터 출력된 제2 신호를 출력할 수 있다. 또한, 제어부(12)는 결합기(19)의 동작에 의해, 제1 신호 및 제2 신호가 결합된 제3 신호를 출력할 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 전력 공급부(11)는 제어부(12)로부터 입력된 제1 신호, 제2 신호 및 제3 신호 중 어느 하나의 신호(S1)에 응답하여 유도 코일(13)에 전력을 공급함으로써, 유도 코일(13)이 제1 주파수의 교번 자기장 및 제2 주파수의 교번 자기장 중 적어도 하나의 교번 자기장을 발생시키도록 한다.

전력 공급부(11)는 증폭부(112) 및 매칭부(114)를 포함할 수 있다. 증폭부(112)는 제어부(12)로부터 입력된 제1 신호, 제2 신호 및 제3 신호 중 어느 하나의 신호(S1)를 증폭하고, 증폭된 신호(S2)를 출력한다. 매칭부(114)는 증폭된 신호(S2)를 필터링하여 획득된 필터링 신호(S3)를 출력한다. 예를 들어, 증폭부(112)는 클래스 D 증폭기로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

전력 공급부(11)는 필터링 신호(S3)에 따라 유도 코일(13)에 전력을 공급한다. 유도 코일(13)은 전력 공급부(11)로부터 공급받은 전력에 대응하여 서셉터(14)를 가열하기 위한 제1 주파수의 교번 자기장을 발생시키거나, 음향을 발생시키기 위한 제2 주파수의 교번 자기장을 발생시키거나, 또는 제1 주파수의 교번 자기장 및 제2 주파수의 교번 자기장을 모두 발생시킬 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따른 매칭부의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 5를 참조하면, 매칭부(114)는 스위칭부(1142), 저역 통과 필터(1144), 대역 통과 필터(1146) 및 광대역 통과 필터(1148)를 포함할 수 있다.

매칭부(114)는 스위칭부(1142)의 동작에 의해 저역 통과 필터(1144), 대역 통과 필터(1146) 및 광대역 통과 필터(1148) 중 어느 하나의 필터를 선택할 수 있다. 매칭부(114)는 증폭부(112)에 의해 증폭된 신호(S2)에 따라 어느 하나의 필터를 선택하고, 증폭된 신호(S2)를 선택된 필터를 통해 필터링하여 출력한다.

예를 들어, 매칭부(114)는 증폭부(112)로부터 증폭된 제1 신호가 입력된 경우, 저역 통과 필터(1144)를 이용하여 증폭된 제1 신호를 필터링하고, 증폭된 제1 신호를 필터링함으로써 획득된 제1 필터링 신호(S31)를 출력할 수 있다. 제1 필터링 신호(S31)에 따라 유도 코일(13)에 전력이 공급되고, 유도 코일(13)은 제1 주파수의 교번 자기장을 발생시킬 수 있다.

매칭부(114)는 증폭부(112)로부터 증폭된 제2 신호가 입력된 경우, 대역 통과 필터(1146)를 이용하여 증폭된 제2 신호를 필터링하고, 증폭된 제2 신호를 필터링함으로써 획득된 제2 필터링 신호(S32)를 출력할 수 있다. 제2 필터링 신호(S32)에 따라 유도 코일(13)에 전력이 공급되고, 유도 코일(13)은 제2 주파수의 교번 자기장을 발생시킬 수 있다.

매칭부(114)는 증폭부(112)로부터 증폭된 제3 신호가 입력된 경우, 광대역 통과 필터(1148)를 이용하여 증폭된 제3 신호를 필터링하고, 증폭된 제3 신호를 필터링함으로써 획득된 제3 필터링 신호(S33)를 출력할 수 있다. 제3 필터링 신호(S33)에 따라 유도 코일(13)에 전력이 공급되고, 유도 코일(13)은 제1 주파수의 교번 자기장 및 제2 주파수의 교번 자기장을 함께 발생시킬 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 제어부로부터 출력되는 신호들이 증폭 및 필터링된 결과를 나타내는 예시도이다.

도 6을 참조하면, 제어부(12)는 음향 신호 생성부(18)에 의해 생성된 음향 신호인 제1 신호(S11), PWM 신호 생성부(17)에 의해 생성된 PWM 신호인 제2 신호(S12), 및 제1 신호(S11)와 제2 신호(S12)가 결합된 제3 신호(S13) 중 어느 하나의 신호를 전력 공급부(11)의 증폭부(112)로 출력한다.

증폭부(112)는 제1 신호(S11)를 증폭함으로써 증폭된 제1 신호(S21)를 생성하고, 제2 신호(S12)를 증폭함으로써 증폭된 제2 신호(S22)를 생성하며, 제3 신호(S13)를 증폭함으로써 증폭된 제3 신호(S23)를 생성한다. 증폭부(112)는 증폭된 제1 신호(S21), 증폭된 제2 신호(S22) 및 증폭된 제3 신호(S23) 중 어느 하나의 신호를 매칭부(114)로 출력한다.

매칭부(114)는 증폭된 제1 신호(S21)를 저역 통과 필터(1144)를 통해 필터링하여 제1 필터링 신호(S31)를 생성하고, 증폭된 제2 신호(S22)를 대역 통과 필터(1146)를 통해 필터링하여 제2 필터링 신호(S32)를 생성하며, 증폭된 제3 신호(S23)를 광대역 통과 필터(1148)를 통해 필터링하여 제3 필터링 신호(S33)를 생성한다.

유도 코일(13)은 생성된 각 필터링 신호(S31, S32, S33)에 따라 전력을 공급받음으로써 제1 주파수의 교번 자기장 및 제2 주파수의 교번 자기장 중 적어도 하나의 교번 자기장을 발생시킨다. 이에 따라, 에어로졸 생성 장치(1)는 유도 가열 및 음향 발생 중 적어도 하나를 수행하게 된다.

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

1: 에어로졸 생성 장치 2: 궐련
11: 전력 공급부 12: 제어부
13: 유도 코일 14: 서셉터
15: 자성체 16: 수용부
17: PWM 신호 생성부 18: 음향 신호 생성부
19: 스위치/결합기 21: 담배 로드
22: 필터 로드 23: 캡슐
24: 래퍼 112: 증폭부
114: 매칭부 116: 개구

Claims (10)

1. 자기장을 발생시키는 자성체;
   상기 자성체에 의해 발생되는 자기장 내에 배치되고, 전력이 공급됨에 따라 제1 주파수의 교번 자기장 및 제2 주파수의 교번 자기장 중 적어도 하나의 교번 자기장을 발생시키는 유도 코일;
   에어로졸 생성 물질을 수용하고, 적어도 일 부분이 상기 유도 코일에 의해 둘러싸이도록 구성된 수용부;
   상기 유도 코일이 상기 적어도 하나의 교번 자기장을 발생시키도록 상기 유도 코일에 전력을 공급하는 전력 공급부; 및
   상기 유도 코일에 공급되는 전력을 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 수용부는 상기 제1 주파수의 교번 자기장과 상기 자성체에 의해 발생되는 자기장 간의 상호 작용에 의해 상기 유도 코일과 함께 진동함으로써 음향을 발생시키도록 구성된, 에어로졸 생성 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 주파수의 교번 자기장은,
   상기 에어로졸 생성 물질을 가열하도록 상기 에어로졸 생성 물질과 열적으로 인접하게 배열된 서셉터를 관통하는, 에어로졸 생성 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 음향의 발생을 위한 제1 신호, 상기 에어로졸 생성 물질의 가열을 위한 제2 신호, 및 상기 제1 신호와 상기 제2 신호가 결합된 제3 신호 중 어느 하나의 신호를 상기 전력 공급부로 출력하는, 에어로졸 생성 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 전력 공급부는,
   상기 제어부로부터 입력된 상기 제1 신호, 상기 제2 신호 및 상기 제3 신호 중 어느 하나의 신호를 증폭하고, 증폭된 상기 어느 하나의 신호를 필터링하여 획득된 필터링 신호에 따라 상기 유도 코일에 전력을 공급하는, 에어로졸 생성 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 전력 공급부는,
   상기 유도 코일이 상기 제1 주파수의 교번 자기장을 발생시키도록, 상기 증폭된 제1 신호를 필터링하여 획득된 제1 필터링 신호에 따라 상기 유도 코일에 전력을 공급하는, 에어로졸 생성 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 전력 공급부는,
   상기 유도 코일이 상기 제2 주파수의 교번 자기장을 발생시키도록, 상기 증폭된 제2 신호를 필터링하여 획득된 제2 필터링 신호에 따라 상기 유도 코일에 전력을 공급하는, 에어로졸 생성 장치.
7. 제4항에 있어서,
   상기 전력 공급부는,
   상기 유도 코일이 상기 제1 주파수의 교번 자기장 및 상기 제2 주파수의 교번 자기장을 함께 발생시키도록, 상기 증폭된 제3 신호를 필터링하여 획득된 제3 필터링 신호에 따라 상기 유도 코일에 전력을 공급하는, 에어로졸 생성 장치.
8. 제4항에 있어서,
   상기 전력 공급부는,
   상기 제1 신호를 필터링하는 저역 통과 필터, 상기 제2 신호를 필터링하는 대역 통과 필터 및 상기 제3 신호를 필터링하는 광대역 통과 필터를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 수용부는 일측 단부에서 개방되는 개구를 포함하고,
   상기 수용부에 의해 발생된 음향은 상기 개구를 통해 출력되는, 에어로졸 생성 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 자성체는, 상기 개구에 대향하는 상기 수용부의 타측 단부에 인접하게 배치되는, 에어로졸 생성 장치.

Images