KR102317838B1 - 에어로졸 생성장치의 히터의 전력을 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치 - Google Patents

에어로졸 생성장치의 히터의 전력을 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102317838B1
KR102317838B1 KR1020180141972A KR20180141972A KR102317838B1 KR 102317838 B1 KR102317838 B1 KR 102317838B1 KR 1020180141972 A KR1020180141972 A KR 1020180141972A KR 20180141972 A KR20180141972 A KR 20180141972A KR 102317838 B1 KR102317838 B1 KR 102317838B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heater
aerosol generating
generating device
integral control
temperature
Prior art date
Application number
KR1020180141972A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200057492A (ko
Inventor
이재민
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
Priority to KR1020180141972A priority Critical patent/KR102317838B1/ko
Priority to PCT/KR2019/013997 priority patent/WO2020101203A1/ko
Priority to US17/056,502 priority patent/US11992063B2/en
Priority to EP19885489.5A priority patent/EP3818873B1/en
Priority to CN201980034806.3A priority patent/CN112203537B/zh
Priority to PL19885489.5T priority patent/PL3818873T3/pl
Priority to JP2020541928A priority patent/JP7036499B2/ja
Publication of KR20200057492A publication Critical patent/KR20200057492A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102317838B1 publication Critical patent/KR102317838B1/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
    • 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
    • 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
    • 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
    • G05B11/42—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.
    • 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
    • G05B6/00—Internal feedback arrangements for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral or differential
    • G05B6/02—Internal feedback arrangements for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral or differential electric
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • 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
    • 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
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D1/00—Cigars; Cigarettes
    • A24D1/20—Cigarettes specially adapted for simulated smoking devices
    • 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
    • A24F40/10—Devices using 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
    • A24F40/20—Devices using solid 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
    • A24F40/30—Devices using two or more structurally separated inhalable precursors, e.g. using two liquid precursors in two cartridges
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시 예는, 에어로졸 생성장치로서, 에어로졸 생성기질을 가열하는 히터 및 상기 히터에 공급되는 전력을 비례적분미분(PID)방식을 통해 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 히터의 초기온도에 따라 결정되는 적분제어가중치를 기초로 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치를 개시한다.

Description

에어로졸 생성장치의 히터의 전력을 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치 {Method for controlling power of heater of aerosol generating apparatus and apparatus thereof}
본 발명은 에어로졸 생성장치의 히터의 전력을 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 에어로졸 생성장치의 히터에 공급되는 전력을 비례적분미분제어방식으로 제어함으로써, 에어로졸 생성장치를 통해서 연속적으로 흡연을 하더라도 흡연감이 일정하게 유지되도록 하는, 에어로졸 생성장치의 히터의 전력을 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 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 생성장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
종래에 알려진 에어로졸 생성장치를 통해서, 사용자는 연속적으로 흡연을 즐길 수 있으나, 종래에 알려진 에어로졸 생성장치에 따르면, 사용자가 흡연행위의 텀(term)을 짧게 하여 연속적으로 에어로졸을 흡입할 경우, 에어로졸 생성장치에서 에어로졸을 생성시키는 히터의 온도가 정상적으로 상승된 채 유지되는 것이 어려워서, 에어로졸의 무화량이 부족한 문제점이 지적되어 왔다.
1. 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0090138호 (2013.02.21 공개) 2. 대한민국 등록특허공보 제10-1872231호 (2016.02.18 공보발행)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 사용자가 에어로졸 생성장치를 통해서 연속적으로 흡연을 즐기더라도 사용자에게 일정한 무화량의 에어로졸을 제공하기 위한 에어로졸 생성장치를 구현하는 데에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 에어로졸 생성장치로서, 에어로졸 생성기질을 가열하는 히터 및 상기 히터에 공급되는 전력을 비례적분미분(PID)방식을 통해 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 히터의 초기온도에 따라 결정되는 적분제어가중치를 기초로 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 방법은, 에어로졸 생성장치의 히터에 공급되는 전력을 제어하는 방법으로서, 에어로졸 생성장치의 히터의 초기온도를 판단하는 온도판단단계; 상기 판단된 히터의 초기온도를 기초로 비례적분미분 중 적분제어를 하기 위한 적분제어가중치를 결정하는 가중치결정단계; 및 상기 히터가 예열온도에 도달하면, 상기 결정된 적분제어가중치를 기초로 하여, 상기 히터의 온도를 유지하는 온도유지단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예는, 상기 방법을 구현하기 위한 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독가능한 기록매체를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 연속사용행위에 따른 무화량 감소가 거의 없어지게 되어, 사용자는 에어로졸 생성장치를 통해서 연속적으로 흡연행위를 수행하더라도 일관된 흡연감을 느낄 수 있다.
도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 4 및 도 5는 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치의 일 예의 블록도를 도식적으로 타낸 도면이다.
도 7은 에어로졸 생성장치의 히터의 온도를 제어하는 방법을 설명하기 위한 그래프를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치의 히터의 전력을 제어하는 방법의 일 예의 흐름도를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시 예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시 예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시 예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징을 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성장치(10)는 배터리(120), 제어부(110) 및 히터(130)를 포함한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 에어로졸 생성장치(10)는 증기화기(180)를 더 포함한다. 또한, 에어로졸 생성장치(10)의 내부 공간에는 궐련(200)이 삽입될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 에어로졸 생성장치(10)에는 본 실시 예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 내지 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성장치(10)에 더 포함될 수 있음을 본 실시 예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에는 에어로졸 생성장치(10)에 히터(130)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라, 히터(130)는 생략될 수도 있다.
도 1에는 배터리(120), 제어부(110) 및 히터(130)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 2에는 배터리(120), 제어부(110), 증기화기(180) 및 히터(130)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 3에는 증기화기(180) 및 히터(130)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성장치(10)의 내부 구조는 도 1 내지 도 3에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성장치(10)의 설계에 따라, 배터리(120), 제어부(110), 히터(130) 및 증기화기(180)의 배치는 변경될 수 있다.
궐련(200)이 에어로졸 생성장치(10)에 삽입되면, 에어로졸 생성장치(10)는 히터(130) 및/또는 증기화기(180)를 작동시켜, 궐련(200) 및/또는 증기화기(180)로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(130) 및/또는 증기화기(180)에 의하여 발생된 에어로졸은 궐련(200)을 통과하여 사용자에게 전달된다.
필요에 따라, 궐련(200)이 에어로졸 생성장치(10)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성장치(10)는 히터(130)를 가열할 수 있다.
배터리(120)는 에어로졸 생성장치(10)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(120)는 히터(130) 또는 증기화기(180)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(110)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(120)는 에어로졸 생성장치(10)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어부(110)는 에어로졸 생성장치(10)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(110)는 배터리(120), 히터(130) 및 증기화기(180)뿐 만 아니라 에어로졸 생성장치(10)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(110)는 에어로졸 생성장치(10)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성장치(10)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(110)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
히터(130)는 배터리(120)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성장치(10)에 삽입되면, 히터(130)는 궐련의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(130)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(130)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(130)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(130)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(130)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성장치(10)에 기설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(130)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(130)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(130)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(200)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성장치(10)에는 히터(130)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(130)들은 궐련(200)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(200)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(130)들 중 일부는 궐련(200)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(200)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(130)의 형상은 도 1 내지 도 3에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
증기화기(180)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(200)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(180)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성장치(10)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(180)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(180)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 생성장치(10)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(180)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(180)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(180)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 에어로졸 생성장치(10)는 배터리(120), 제어부(110), 히터(130) 및 증기화기(180) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성장치(10)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성장치(10)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성장치(10)는 궐련(200)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 1 내지 도 3에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성장치(10)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성장치(10)의 배터리(120)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성장치(10)가 결합된 상태에서 히터(130)가 가열될 수도 있다.
궐련(200)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(200)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분과 필터 등을 포함하는 제 2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(200)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 생성장치(10)의 내부에는 제 1 부분의 전체가 삽입되고, 제 2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성장치(10)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 생성장치(10)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성장치(10)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(200)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(200)의 내부로 유입될 수도 있다.
이하, 도 4를 참조하여, 궐련(200)의 일 예에 대하여 설명한다.
도 4 및 도 5는 궐련의 예들을 도시한 도면들이다.
도 4를 참조하면, 궐련(2)은 담배 로드(21) 및 필터 로드(22)를 포함한다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 제 1 부분(21)은 담배 로드(21)를 포함하고, 제 2 부분(22)은 필터 로드(22)를 포함한다.
도 4에는 필터 로드(22)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(22)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(22)는 에어로졸을 냉각하는 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(22)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.
궐련(2)의 직경은 5mm 내지 9mm의 범위 이내이고, 길이는 약 48mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 담배 로드(21)의 길이는 약 12mm, 필터 로드(22)의 제1 세그먼트의 길이는 약 10mm, 필터 로드(22)의 제2 세그먼트의 길이는 약 14mm, 필터 로드(22)의 제3 세그먼트의 길이는 약 12mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
궐련(2)은 적어도 하나의 래퍼(24)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(24)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 궐련(2)은 하나의 래퍼(24)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 궐련(2)은 2 이상의 래퍼(24)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(241)에 의하여 담배 로드(21)가 포장되고, 래퍼들(242, 243, 244)에 의하여 필터 로드(22)가 포장될 수 있다. 그리고, 단일 래퍼(245)에 의하여 궐련(2) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 필터 로드(22)가 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 래퍼들(242, 243, 244)에 의하여 포장될 수 있다.
제1 래퍼(241) 및 제2 래퍼(242)는 일반적인 필터 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(241) 및 제2 래퍼(242)는 다공질 권지 또는 무다공질 권지일 수 있다. 또한, 제1 래퍼(241) 및 제2 래퍼(242)는 내유성을 갖는 종이류 및/또는 알루미늄 합지 포장제로 제작될 수 있다.
제3 래퍼(243)는 하드 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제3 래퍼(243)의 평량은 88g/m2~96g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 90g/m2~94g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 또한, 제3 래퍼(243)의 두께는 120um~130um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 125um일 수 있다.
제4 래퍼(244)는 내유성 하드 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제4 래퍼(244)의 평량은 88g/m2~96g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 90g/m2~94g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 또한, 제4 래퍼(244)의 두께는 120um~130um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 125um일 수 있다.
제5 래퍼(245)는 멸균지(MFW)로 제작될 수 있다. 여기에서, 멸균지(MFW)는 인장 강도, 내수도, 평활도 등이 일반 종이보다 증진되도록 특수하게 제조된 종이를 의미한다. 예를 들어, 제5 래퍼(245)의 평량은 57g/m2~63g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 60g/m2일 수 있다. 또한, 제5 래퍼(245)의 두께는 64um~70um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 67um일 수 있다.
제5 래퍼(245)는 소정의 물질이 내첨될 수 있다. 여기에서, 소정의 물질의 예로서는 실리콘이 해당될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 실리콘은 온도에 따른 변화가 적은 내열성, 산화되지 않는 내산화성, 각종 약품에 대한 저항성, 물에 대한 발수성, 또는 전기 절연성 등의 특성을 갖는다. 다만, 실리콘이 아니더라도, 상술한 특성들을 갖는 물질이라면 제한 없이 제5 래퍼(245)에 도포(또는, 코팅)될 수 있다.
제5 래퍼(245)는 궐련(2)이 연소되는 현상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(210)가 히터(13)에 의하여 가열되면, 궐련(2)이 연소될 가능성이 있다. 구체적으로, 담배 로드(310)에 포함된 물질들 중 어느 하나의 발화점 이상으로 온도가 상승될 경우, 궐련(2)이 연소될 수 있다. 이러한 경우에도, 제5 래퍼(245)는 불연성 물질을 포함하므로, 궐련(2)이 연소되는 현상이 방지될 수 있다.
또한, 제5 래퍼(245)는 궐련(2)에서 생성되는 물질들에 의하여 홀더(1)가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 사용자의 퍼프에 의하여, 궐련(2) 내에서 액체 물질들이 생성될 수 있다. 예를 들어, 궐련(2)에서 생성된 에어로졸이 외부 공기에 의하여 냉각됨으로써, 액체 물질들(예를 들어, 수분 등)이 생성될 수 있다. 제5 래퍼(245)가 궐련(2)을 포장함에 따라, 궐련(2) 내에서 생성된 액체 물질들이 궐련(2)의 외부로 새어 나가는 것이 방지될 수 있다.
담배 로드(21)는 에어로졸 생성 물질을 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 담배 로드(21)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(21)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(21)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(21)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(21)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21)는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 담배 로드(21)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(21)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(21)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 담배 로드(21)는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.
필터 로드(22)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(22)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(22)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(22)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(22)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
필터 로드(22)의 제1 세그먼트는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 제1 세그먼트에 의하여 히터(13)가 삽입되는 경우에 담배 로드(210)의 내부 물질이 뒤로 밀리는 현상을 방지할 수도 있고, 에어로졸의 냉각 효과도 발생될 수 있다. 제1 세그먼트에 포함된 중공의 직경은 2mm 내지 4.5mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 세그먼트의 길이는 4mm 내지 30mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 제1 세그먼트의 길이는 10mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 세그먼트의 제조 시에 가소제의 함량을 조절함으로써 제1 세그먼트의 경도가 조정될 수 있다. 또한, 제1 세그먼트는 내부(예를 들어, 중공)에 동일 혹은 이형의 재질의 필름, 튜브 등의 구조물을 삽입하여 제조될 수 있다.
필터 로드(22)의 제2 세그먼트는 히터(13)가 담배 로드(21)를 가열함으로써 생성된 에어로졸을 냉각시킨다. 따라서, 사용자는 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 흡입할 수 있다.
제2 세그먼트의 길이 또는 직경은 궐련(2)의 형태에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 제2 세그먼트의 길이는 7mm 내지 20mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 바람직하게는, 제2 세그먼트의 길이는 약 14mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 세그먼트는 폴리머 섬유를 직조하여 제작될 수 있다. 이 경우, 폴리머로 제조된 섬유에 가향액을 도포할 수도 있다. 또는, 가향액이 도포된 별도의 섬유와 폴리머로 제조된 섬유를 함께 직조하여 제2 세그먼트를 제작할 수도 있다. 또는, 제2 세그먼트는 권축된 폴리머 시트에 의하여 형성될 수 있다.
예를 들어, 폴리머는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리젖산(PLA), 셀룰로오스 아세테이트(CA) 및 알루미늄 호일으로 이루어진 군으로부터 선택된 재료로 제작될 수 있다.
제2 세그먼트가 직조된 폴리머 섬유 또는 권축된 폴리머 시트에 의하여 형성됨에 따라, 제2 세그먼트는 종 방향으로 연장되는 단수 또는 복수의 채널들을 포함할 수 있다. 여기에서, 채널은 기체(예를 들어, 공기 또는 에어로졸)가 통과하는 통로를 의미한다.
예를 들어, 권축된 폴리머 시트로 이루어진 제2 세그먼트는 약 5μm와 약 300μm 사이, 예를 들어 약 10μm와 약 250μm 사이의 두께를 가지는 재료로부터 형성될 수 있다. 또한, 제2 세그먼트의 전 표면적은 약 300mm2/mm와 약 1000mm2/mm 사이가 될 수 있다. 또한, 에어로졸 냉각 요소는 비표면적이 약 10mm2/mg와 약 100mm2/mg 사이의 재료로부터 형성될 수 있다.
한편, 제2 세그먼트에는 휘발성 향미 성분을 함유하는 스레드(thread)가 포함될 수 있다. 여기에서, 휘발성 향미 성분은 멘톨일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 스레드에는, 1.5mg 이상의 멘톨을 제2 세그먼트에 제공하기 위해서, 충분한 양의 멘톨이 충진될 수 있다.
필터 로드(22)의 제3 세그먼트는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 제3 세그먼트의 길이는 4mm 내지 20mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 예를 들어, 제3 세그먼트의 길이는 약 12mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제3 세그먼트를 제작하는 과정에서, 제3 세그먼트에 가향액을 분사함으로써 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 또는, 가향액이 도포된 별도의 섬유를 제3 세그먼트의 내부에 삽입할 수도 있다. 담배 로드(21)에서 생성된 에어로졸은 필터 로드(22)의 제2 세그먼트를 통과함에 따라 냉각되고, 냉각된 에어로졸이 제3 세그먼트를 통하여 사용자에게 전달된다. 따라서, 제3 세그먼트에 가향 요소가 첨가되는 경우, 사용자에게 전달되는 향미의 지속성이 증진되는 효과가 발생될 수 있다.
또한, 필터 로드(22)에는 적어도 하나의 캡슐(23)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(23)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(23)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(23)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 5를 참조하면, 궐련(3)은 전단 플러그(33)를 더 포함할 수 있다. 전단 플러그(33)는 담배 로드(31)에 있어서, 필터 로드(32)에 대향하는 일 측에 위치할 수 있다. 전단 플러그(33)는 담배 로드(31)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(31)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
필터로드(32)은 제1 세그먼트(321) 및 제2 세그먼트(322)를 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 세그먼트(321)은 도 4의 필터 로드(22)의 제1 세그먼트에 대응될 수 있고, 제2 세그먼트(322)는 도 4의 필터 로드(22)의 제3 세그먼트에 대응될 수 있다.
궐련(3)의 직경 및 전체 길이는 도 4의 궐련(2)의 직경 및 전체 길이에 대응될 수 있다. 예를 들어, 전단 플러그(33)의 길이는 약 7mm, 담배 로드(31)의 길이는 약 15mm, 제1 세그먼트(321)의 길이는 약 12mm, 제2 세그먼트(322)의 길이는 약 14mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
궐련(3)은 적어도 하나의 래퍼(35)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(35)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(351)에 의하여 전단 플러그(33)이 포장되고, 제2 래퍼(352)에 의하여 담배 로드(31)가 포장되고, 제3 래퍼(353)에 의하여 제1 세그먼트(321)이 포장되고, 제4 래퍼(354)에 의하여 제2 세그먼트(322)가 포장될 수 있다. 그리고, 제5 래퍼(355)에 의하여 궐련(3) 전체가 재포장될 수 있다.
또한, 제5 래퍼(355)에는 적어도 하나의 천공(36)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 천공(36)은 담배 로드(31)를 둘러싸는 영역에 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 천공(36)은 도 2 및 도 3에 도시된 히터(13)에 의하여 형성된 열을 담배 로드(31)의 내부로 전달하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 제2 세그먼트(322)에는 적어도 하나의 캡슐(34)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(34)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(34)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(34)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 래퍼(351)는 일반적인 필터 권지에 알루미늄 호일과 같은 금속 호일이 결합된 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(351)의 전체 두께는 45um~55um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 50.3um일 수 있다. 또한, 제1 래퍼(351)의 금속 호일의 두께는 6um~7um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 6.3um일 수 있다. 또한, 제1 래퍼(351)의 평량은 50g/m2~55g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 53g/m2일 수 있다.
제2 래퍼(352) 및 제3 래퍼(353)는 일반적인 필터 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제2 래퍼(352) 및 제3 래퍼(353)는 다공질 권지 또는 무다공질 권지일 수 있다.
예를 들어, 제2 래퍼(352)의 다공도는 35000CU일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 제2 래퍼(352)의 두께는 70um~80um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 78um일 수 있다. 또한, 제2 래퍼(352)의 평량은 20g/m2~25g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 23.5g/m2일 수 있다.
예를 들어, 제3 래퍼(353)의 다공도는 24000CU일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 제3 래퍼(353)의 두께는 60um~70um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 68um일 수 있다. 또한, 제3 래퍼(353)의 평량은 20g/m2~25g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 21g/m2일 수 있다.
제 4 래퍼(354)는 PLA 합지로 제작될 수 있다. 여기에서, PLA 합지는 종이 층, PLA 층 및 종이 층을 포함하는 3겹의 종이를 의미한다. 예를 들어 제4 래퍼(354)의 두께는 100um~120um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 110um일 수 있다. 또한, 제4 래퍼(354)의 평량은 80g/m2~100g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 88g/m2일 수 있다.
제5 래퍼(355)는 멸균지(MFW)로 제작될 수 있다. 여기에서, 멸균지(MFW)는 인장 강도, 내수도, 평활도 등이 일반 종이보다 증진되도록 특수하게 제조된 종이를 의미한다. 예를 들어, 제5 래퍼(355)의 평량은 57g/m2~63g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 60g/m2일 수 있다. 또한, 제5 래퍼(355)의 두께는 64um~70um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 67um일 수 있다.
제5 래퍼(355)는 소정의 물질이 내첨될 수 있다. 여기에서, 소정의 물질의 예로서는 실리콘이 해당될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 실리콘은 온도에 따른 변화가 적은 내열성, 산화되지 않는 내산화성, 각종 약품에 대한 저항성, 물에 대한 발수성, 또는 전기 절연성 등의 특성을 갖는다. 다만, 실리콘이 아니더라도, 상술한 특성들을 갖는 물질이라면 제한 없이 제5 래퍼(355)에 도포(또는, 코팅)될 수 있다.
전단 플러그(33)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 일 예로서, 전단 플러그(33)는 셀룰로오스 아세테이트 토우에 가소제(예를 들어, 트리아세틴)을 가하여 제작될 수 있다. 셀룰로오스 아세테이트 토우를 구성하는 필라멘트의 모노 데니어(mono denier)는 1.0~10.0의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 4.0~6.0의 범위 내에 포함될 수 있다. 더 바람직하게는, 전단 플러그(33)의 필라멘트의 모노 데니어는 5.0일 수 있다. 또한, 전단 플러그(33)를 구성하는 필라멘트의 단면은 Y자 형일 수 있다. 전단 플러그(33)의 토탈 데니어(total denier)는 20000~30000의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 25000~30000의 범위 내에 포함될 수 있다. 더 바람직하게는, 전단 플러그(33)의 토탈 데니어는 28000일 수 있다.
또한, 필요에 따라, 전단 플러그(33)는 적어도 하나의 채널을 포함할 수 있고, 채널의 단면 형상은 다양하게 제작될 수 있다.
담배 로드(31)는 도 4를 참조하여 상술한 담배 로드(21)와 대응될 수 있다. 따라서, 이하에서는 담배 로드(31)에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제1 세그먼트(321)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 제1 세그먼트(321)는 셀룰로오스 아세테이트 토우에 가소제(예를 들어, 트리아세틴)을 가하여 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트(321)의 모노 데니어 및 토탈 데니어는 전단 플러그(33)의 모노 데니어 및 토탈 데니어와 동일할 수 있다.
제2 세그먼트(322)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 제2 세그먼트(322)를 구성하는 필라멘트의 모노 데니어(mono denier)는 1.0~10.0의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 8.0~10.0의 범위 내에 포함될 수 있다. 더 바람직하게는, 제2 세그먼트(322)의 필라멘트의 모노 데니어는 9.0일 수 있다. 또한, 제2 세그먼트(322)의 필라멘트의 단면은 Y자 형일 수 있다. 제2 세그먼트(322)의 토탈 데니어(total denier)는 20000~30000의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 25000일 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치의 일 예의 블록도를 도식적으로 타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치는 제어부(110), 배터리(120), 히터(130), 펄스폭변조처리부(140), 디스플레이부(150), 모터(160), 저장장치(170)를 포함하는 것을 알 수 있다.
제어부(110)는 에어로졸 생성장치에 포함되어 있는 배터리(120), 히터(130), 펄스폭변조처리부(140), 디스플레이부(150), 모터(160), 저장장치(170)들을 총괄적으로 제어한다. 도 6에 도시되어 있지는 않지만, 실시 예에 따라서, 제어부(110)는 사용자의 버튼입력이나 터치입력을 수신하는 입력수신부(미도시) 및 사용자단말과 같은 외부 통신 장치와 통신을 수행할 수 있는 통신부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 도 6에 도시되어 있지 않으나, 제어부(110)는 히터(130)에 대해 비례적분미분제어(PID)를 수행하기 위한 모듈을 추가로 더 포함할 수도 있다.
배터리(120)는 히터(130)에 전력을 공급하며, 히터(130)에 공급되는 전력의 크기는 제어부(110)에 의해 조절될 수 있다.
히터(130)는 전류를 인가하면 고유 저항에 의해 발열을 하고, 에어로졸 생성기질이 가열된 히터에 접촉(결합)되면, 에어로졸이 생성될 수 있다.
펄스폭변조처리부(140)는 히터(130)에 PWM(pulse width modulation)신호를 전달하는 방식을 통해서, 제어부(110)가 히터(130)에 공급되는 전력을 제어할 수 있도록 한다. 실시 예에 따라서, 펄스폭변조처리부(140)는 제어부(110)에 포함되는 방식으로 구현될 수도 있다.
디스플레이부(150)는 에어로졸 생성장치(10)에서 발생되는 각종 알람 메시지(Alarm message)를 시각적으로 출력하여 에어로졸 생성장치(10)를 사용하는 사용자가 확인할 수 있게 한다. 사용자는 디스플레이부(150)에 출력되는 배터리 전력부족 메시지나 히터의 과열경고메시지 등을 확인하고 에어로졸 생성장치(10)의 동작이 멈추거나 에어로졸 생성장치(10)가 파손되기 전에 적절한 조치를 취할 수 있게 된다.
모터(160)는 제어부(110)에 의해 구동되어 에어로졸 생성장치(10)가 사용할 준비가 되었다는 사실을 사용자가 촉각을 통해 인지할 수 있도록 한다.
저장장치(170)는 제어부(110)가 히터(130)에 공급되는 전력을 적절하게 제어하여, 에어로졸 생성장치(10)를 사용하는 사용자에게 다양한 풍미를 제공하도록 하기 위한 각종 정보를 저장하고 있다. 예를 들면, 저장장치(170)에 저장되는 정보에는 제어부(110)가 히터의 온도를 시간의 흐름에 따라 적절하게 가감제어하기 위해 참조하는 온도프로파일(temperature profile), 후술하는 제어기준비율, 비교제어값 등을 미리 저장하고 있다가 제어부(110)의 요청에 의해 제어부(110)에 해당 정보를 송신할 수 있다. 저장장치(170)는 플래시 메모리(flash memory)처럼 비휘발성 메모리로 구성될 수 있을 뿐만 아니라, 더 빠른 데이터 입출력(I/O)속도를 확보하기 위해서 통전시에만 한시적으로 데이터를 저장하는 휘발성 메모리로 구성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(110), 펄스폭변조처리부(140), 디스플레이부(150), 저장장치(170) 및 증기화기(180)는 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)에 해당하거나, 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제어부(110), 펄스폭변조처리부(140), 디스플레이부(150), 저장장치(170) 및 증기화기(180)는 마이크로 프로세서나 범용 컴퓨터 시스템과 같은 다른 하드웨어 장치에 포함된 형태로 구동될 수 있다.
본 발명에 따른 제어부(110)가 히터(130)에 공급되는 전력을 제어하는 방식은 설명의 편의를 위해서 도 7에서 후술하기로 한다.
도 7은 에어로졸 생성장치의 히터의 온도를 제어하는 방법을 설명하기 위한 그래프를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치의 히터(130)는 최대 T1까지 온도가 상승했다가 하강하여 일정온도를 유지하는 형태로 가열되는 것을 알 수 있다. 구체적으로, 히터(130)는 도 7과 같은 온도곡선을 나타내기 위해서, 제어부(110)를 통해 배터리(120)의 전력을 공급받는다. 도 7에서 가로축은 초(second), 세로축은 섭씨온도(Celsius Temperature)를 의미한다. 또한, 도 7에서 점선(710)은 본 발명을 적용하기 전의 히터(130)의 온도변화그래프, 실선(730)은 본 발명에 따른 적분제어가중치를 적용하여 히터(130)에 공급되는 전력을 비례적분미분제어했을 때의 히터(130)의 온도변화그래프를 의미한다.
먼저, 제어부(110)가 t1시점부터 히터(130)에 전력을 공급하면, 히터(130)는 예열목표온도인 T1까지 상승한 뒤에 급격히 온도가 하강하다가 일정한 온도에 도달하면, 그 온도를 유지하게 된다. 사용자는 히터(130)가 예열목표온도에 도달하고 나면, 에어로졸 생성장치를 통해 흡연을 즐길 수 있다. 다른 예로서, 제어부(110)는 히터(130)가 예열목표온도에 도달하였거나, 예열목표온도에 도달한 뒤에 일정시간이 경과한 후에 히터(130)가 예열되어 흡연이 가능하다는 정보가 디스플레이부(150)를 통해서 사용자에게 전달되도록 제어할 수도 있다. 사용자는 알림을 받은 시점부터 히터(130)의 온도가 유지되는 일정시간 동안 에어로졸 생성장치를 통해 에어로졸을 흡입할 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해서, 도 7에서, t1 내지 t2 사이의 시간간격을 제1흡연구간, t3 내지 t5 사이의 시간간격을 제2흡연구간, t4 내지 t6 사이의 시간간격을 제3흡연구간이라고 호칭하기로 하며, 각각의 흡연구간은 적어도 1회 이상의 퍼프(puff)를 포함하며, 흡연구간 앞에 제1, 제2, 제3은 각각의 흡연구간을 구별하기 위한 값으로서, 반드시 제1 내지 제3 순서로 진행되는 흡연행위를 의미하는 것은 아닌 것으로 본다.
종래의 에어로졸 생성장치에 따르면, 제1흡연구간에서 사용자가 흡연을 하여, t2시점에 히터(130)의 온도가 급격히 하강하고 나서 일정한 시간 이내에, 사용자가 다시 에어로졸 생성장치를 통해 흡연을 하는 경우, 제2흡연구간에 따라서, 히터(130)가 다시 가열된다. 이 과정에서, 히터(130)의 온도가 충분히 하강되지 않은 상태에서, 제어부(110)가 비례적분미분제어(PID)방식을 통해 히터(130)에 공급되는 전력을 제어하는 경우, 히터(130)의 예열목표온도는 제2흡연구간과 같이 T1이 아닌 T2로 낮아질 뿐만 아니라, 예열목표온도 T2에 도달한 이후에 t5시점까지 유지되는 히터(130)의 유지온도도 제1흡연구간의 유지온도보다 더 낮아진다. 제2흡연구간에서의 예열목표온도 및 유지온도가 제1흡연구간의 예열목표온도 및 유지온도보다 더 낮아지면, 에어로졸 생성기질에 열에너지를 충분하게 전달되지 않아서, 사용자가 흡입하기에 충분한 무화량이 확보되기 어려운 문제점이 있다.
반면, 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치에 따르면, 제1흡연구간에서 사용자가 흡연을 하여, t2시점에 히터(130)의 온도가 급격히 하강하고 나서 일정한 시간내에, 사용자가 다시 에어로졸 생성장치를 통해 흡연을 하는 경우, 제3흡연구간에 따라서, 히터(130)가 다시 가열된다. 이 과정에서, 히터(130)의 온도가 충분히 하강되지 않은 상태에서, 제어부(110)가 비례적분미분제어방식을 통해 히터(130)에 공급되는 전력을 제어하게 되며, 특히, 적분제어에 있어서, 적분비레가중치를 기초로 적분제어이득값을 보정함에 따라서, 제3흡연구간에서 히터(130)는 예열목표온도 T3까지 상승할 수 있고, 예열목표온도 T3에 도달한 후에 온도를 유지하는 유지온도도 제2흡연구간에서의 유지온도보다 더 높다. 제어부(110)는 타이머(timer)를 포함하여, t2시점과 t4시점 사이의 간격을 측정하여, 측정된 시간간격값이 기설정된 시간이내라면, 사용자에 의해 연속적인 흡연행위가 있는 것으로 간주할 수 있다.
도 7에서 설명한 것과 같이, 본 발명에 따르면, 에어로졸 생성장치에 포함되어 있는 제어부(110)가 히터의 초기온도에 따라 결정되는 적분제어가중치를 기초로 히터에 공급되는 전력을 비례적분미분제어함에 따라서, 사용자가 에어로졸 생성장치를 통해 연속적으로 흡연을 하더라도, 사용자에게 충분한 양의 무화량을 제공할 수 있다.
Figure 112018114438352-pat00001
수학식 1은 제어부(110)가 일반적인 비례적분미분방식을 통해서 히터에 공급되는 전력을 제어하는 경우에 사용하는 제어함수의 일 예를 나타낸다. 일반적인 비례적분미분제어방식은 공지된 기술이므로, 각각의 변수에 대한 설명은 생략하기로 한다. 제어부(110)는 수학적, 실험적 또는 경험적 방법을 통해서 시행착오(trial and error)를 거쳐가면서, 적절한 비례제어이득값, 적분제어이득값, 미분제어이득값을 얻을 수 있다. 다만, 위와 같은 비례적분미분제어방식에 따르면, 사용자가 연속적으로 흡연하는 경우에 발생되는 에어로졸의 무화량 감소현상을 방지할 수 없다.
Figure 112018114438352-pat00002
수학식 2는 본 발명에 따라, 제어부(110)가 히터에 공급되는 전력을 제어하는 경우에 사용하는 제어함수의 일 예를 나타낸다. 수학식 2에서 CI는 적분제어가중치를 의미한다. 본 발명에서는 히터(130)의 초기온도에 따라 적분제어가중치를 결정하고, 결정된 적분제어가중치를 적분제어를 하는 데에 이용함으로써, 사용자가 연속적으로 에어로졸 생성장치를 사용하더라도, 충분한 무화량의 에어로졸을 사용자에게 제공할 수 있다. 실시 예에 따라서, 적분제어가중치는 제어부(110)가 히터(130)의 초기온도를 기초로 직접 산출하는 방식으로 획득될 수도 있고, 제어부(110)가 저장장치(170)에 저장되어 있는 가중치표(table)를 참조하는 방식으로 획득될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명에서 제어부(110)가 적분제어가중치를 결정하는 다양한 선택적 실시 예에 대해서 기술하기로 한다.
선택적 일 실시 예로서, 제어부(110)는 히터가 예열목표온도에 도달하고 나서, 일정 시간이 경과한 후의 히터의 초기온도를 기초로 적분제어가중치를 산출할 수도 있다. 본 선택적 일 실시 예에 따르면, 제어부(110)는 히터(130)가 예열목표온도에 도달하고 나서 일정한 시간이 경과한 후에 히터(130)의 온도가 하강하게 되면, 그 때의 온도를 히터(130)의 초기 온도로 보고 적분제어가중치를 산출한다. 도 7을 참조하여 설명하면, 제어부(110)는 히터(130)의 온도가 T1에 도달한 후에 일정한 시간이 경과하여 t2시점이 되면, 사용자의 1차적 흡연이 종료된 것으로 간주하고, t2시점 이후 시점의 히터(130)의 온도를 초기온도로 하여 적분제어가중치를 산출하게 된다.
다른 선택적 일 실시 예로서, 제어부(110)는 히터(130)가 예열되어 섭씨 50도에 도달했을 때의 적분제어이득값을 기초로 적분제어가중치를 산출하거나, 히터(130)가 최대온도에 도달했을 때의 적분제어이득값을 기초로 적분제어가중치를 산출할 수도 있다.
Figure 112018114438352-pat00003
수학식 3은 제어부(110)가 히터(130)의 초기온도를 기초로 하여 적분제어가중치를 산출하기 위해 사용하는 수학식의 일 예이다. 수학식 3에서 KImax는 바로 직전의 흡연구간에서 히터(130)의 온도가 최고 온도일 때의 적분제어이득값, K50은 바로 직전의 흡연구간에서 히터(130)의 온도가 50도일 때의 적분제어이득값, Tmax는 바로 직전의 흡연구간에서 히터(130)의 최대온도, TInitial은 히터(130)의 초기온도, a는 1보다 크고 3보다 작은 비례상수이고, Cr은 임의의 상수를 의미한다. 제어부(110)는 수학식 3을 기초로 적분제어가중치를 산출할 수 있고, 적분제어가중치를 산출하기 위해 필요한 값들은 바로 직전의 흡연구간에서 히터(130)가 가열될 때에 수집되어 저장장치(170)에 저장된 값들이다.
또 다른 선택적 일 실시 예로서, 제어부(110)는 히터(130)의 초기온도별로 적분제어가중치를 대응시켜 저장한 표(table)를 참조하여, 적분제어가중치를 결정할 수도 있다.
히터의 초기온도범위(°C) 적분제어가중치(Ci)
50 미만 0
50~100 20
100~150 38
150~200 58
200~250 70
표 1은 저장장치(170)에 저장되는 표의 일 예를 나타낸다. 표 1에 따르면, 제어부(110)는 히터의 초기온도가 50°C에서 100°C사이이면, 적분제어가중치를 20으로 결정하고, 히터의 초기온도가 150°C에서 200°C사이이면, 적분제어가중치를 58로 결정할 수 있다. 표 1은 에어로졸 생성장치가 연속적으로 사용되었을 경우에, 제어부(110)가 참조하는 표로서, 에어로졸 생성장치가 연속적으로 사용되지 않았을 경우, 제어부(110)는 표 1을 참조하지 않고, 적분제어가중치를 결정하지 않는다. 표 1의 히터의 초기온도범위에 대응되는 적분제어가중치는 다양한 실시 예 중 하나에 불과하므로, 실시 예에 따라서, 세부적인 값은 달라질 수도 있다.
도 8은 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치의 히터의 전력을 제어하는 방법의 일 예의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 8은 도 6에 따른 에어로졸 생성장치에 의해 구현될 수 있으므로, 이하에서는 도 6을 참조하여 설명하기로 하며, 도 6에서 설명한 내용과 중복된 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 사용자에 의해 에어로졸 생성장치를 통해 제1흡연과정이 종료된다(S810). 단계 S810에서 에어로졸 생성장치에 포함된 제어부(110)는 제1흡연과정에서 히터(130)의 온도를 제어하는 데에 이용된 적분제어이득값을 기록하여, 저장장치(170)에 저장되도록 제어할 수 있다.
제어부(110)는 제2흡연과정을 시작하기 위해, 에어로졸 생성장치의 히터의 온도를 판단한다(S820). 제어부(110)는 내장된 타이머를 통해서 제1흡연과정이 끝난 시점과 제2흡연과정이 시작되는 시점 사이의 시간 간격을 측정해서 일정시간 이내라면, 연속적인 흡연행위가 발생된 것으로 보고, 본 발명에 따라 히터(130)에 공급되는 전력을 제어하게 된다.
제어부(110)는 히터의 초기온도를 기초로 비례적분미분제어 중 적분제어를 수행하기 위한 적분제어이득값을 결정하고, 구체적으로, 적분제어이득값을 결정하기 위한 적분제어가중치를 검색한다(S830). 단계 S830에서 검색되는 적분제어가중치는, 저장장치(170)에 표(table)로 저장되어 있는 값 또는 제어부(110)가 히터의 초기온도 등으로 수학식 3에 따라 산출한 값일 수 있다.
제어부(110)는 히터(130)의 온도를 예열목표온도로 상승시키기 위해 필요한 전력을 히터(130)에 공급한다(S840). 제어부(110)는 히터(130)가 예열목표온도에 도달하였는지 파악하고(S850), 히터가 예열목표온도에 도달하였다면, 단계 S830에서 검색된 적분제어가중치를 기초로 적분제어를 수행하여, 히터(130)의 온도가 일정하게 유지되도록 제어한다(S860).
단계 S860에서 적분제어가중치에 따라 히터(130)의 온도를 일정하게 유지하는 단계는, 비례적분미분제어의 과정에서 적분항이 정상상태(steady-state)오차를 제거하는 기능을 수행하며, 비례제어이득값이 1차적으로 결정된 이후에 적분비례이득값(gain)이 결정되는 경향에 따른 것이다. 단계 S840 내지 단계 S860에 따라 히터(130)의 온도가 충분하게 높은 예열목표온도(예를 들어, 도 7의 T3)로 가열되고 나서, 일정하게 유지되면, 에어로졸 생성기질에 충분한 열에너지가 전달될 수 있어서, 사용자가 연속적인 흡연을 함에도 불구하고 무화량 부족을 경험하지 않고, 일관된 흡연감을 느낄 수 있게 된다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시 예는 컴퓨터상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.
한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

Claims (19)

  1. 에어로졸 생성장치로서,
    에어로졸 생성기질을 가열하는 히터 및
    상기 히터에 공급되는 전력을 비례적분미분(PID)방식을 통해 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 히터의 초기온도에 따라 결정되는 적분제어가중치를 기초로 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하고,
    상기 히터에서 에어로졸 적어도 2회 이상 생성되고,
    상기 초기온도는,
    에어로졸이 생성되는 각 구간에서의 상기 히터의 최저온도인 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 히터가 기설정된 예열온도에 도달하고 나서, 일정 시간이 경과한 후의 상기 히터의 초기온도를 기초로 적분제어가중치를 산출하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 히터가 예열되어 50°C에 도달했을 때의 적분제어이득값을 기초로 상기 적분제어가중치를 산출하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 히터의 온도가 제1예열과정을 통해 도달한 최대온도를 기초로 상기 적분제어가중치를 산출하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치.
  5. 제1항에 있어서
    상기 제어부는,
    상기 히터의 제1예열과정을 통해 기록된 적분제어이득값을 참조하여, 상기 제1예열과정에서의 가장 높은 적분제어이득값을 기초로 상기 적분제어가중치를 산출하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 히터의 초기온도의 서로 다른 범위마다 일정한 적분제어가중치를 대응시킨 정보를 기초로, 상기 적분제어가중치를 결정하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적분제어가중치는,
    20 내지 70 중 어느 하나의 값인 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치.
  10. 에어로졸 생성장치의 히터에 공급되는 전력을 제어하는 방법으로서,
    에어로졸 생성장치의 히터의 초기온도를 판단하는 온도판단단계;
    상기 판단된 히터의 초기온도를 기초로 비례적분미분 중 적분제어를 하기 위한 적분제어가중치를 결정하는 가중치결정단계; 및
    상기 히터가 예열온도에 도달하면, 상기 결정된 적분제어가중치를 기초로 하여, 상기 히터의 온도를 유지하는 온도유지단계를 포함하고,
    상기 초기온도는,
    상기 히터에서 에어로졸이 적어도 2회 이상 생성되면, 에어로졸이 생성되는 각 구간에서의 상기 히터의 최저온도인, 에어로졸 생성장치의 히터에 공급되는 전력을 제어하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가중치결정단계는,
    상기 히터가 기설정된 예열온도에 도달하고 나서, 일정 시간이 경과한 후의 상기 히터의 초기온도를 기초로 하여, 제어부가 적분제어가중치를 산출하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치의 히터에 공급되는 전력을 제어하는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 가중치결정단계는,
    제어부가, 상기 히터가 예열되어 50°C에 도달했을 때의 적분제어이득값을 기초로 상기 적분제어가중치를 산출하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치의 히터에 공급되는 전력을 제어하는 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 가중치결정단계는,
    상기 히터의 온도가 제1예열과정을 통해 도달한 최대온도를 기초로 상기 적분제어가중치를 산출하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치의 히터에 공급되는 전력을 제어하는 방법.
  14. 제10항에 있어서
    상기 가중치결정단계는,
    제어부가, 상기 히터의 제1예열과정을 통해 기록된 적분제어이득값을 참조하여, 상기 제1예열과정에서의 가장 높은 적분제어이득값을 기초로 상기 적분제어가중치를 산출하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치의 히터에 공급되는 전력을 제어하는 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 가중치결정단계는,
    상기 히터의 초기온도의 서로 다른 범위마다 일정한 적분제어가중치를 대응시킨 정보를 기초로 하여, 상기 적분제어가중치를 결정하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치의 히터에 공급되는 전력을 제어하는 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제10항에 있어서,
    상기 적분제어가중치는,
    20 내지 70 중 어느 하나의 값인 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치의 히터에 공급되는 전력을 제어하는 방법.
  19. 제10항 내지 제15항, 제18항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독가능한 기록매체.
KR1020180141972A 2018-11-16 2018-11-16 에어로졸 생성장치의 히터의 전력을 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치 KR102317838B1 (ko)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180141972A KR102317838B1 (ko) 2018-11-16 2018-11-16 에어로졸 생성장치의 히터의 전력을 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치
PCT/KR2019/013997 WO2020101203A1 (ko) 2018-11-16 2019-10-23 에어로졸 생성장치의 히터의 전력을 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치
US17/056,502 US11992063B2 (en) 2018-11-16 2019-10-23 Method for controlling electric power of heater of aerosol generator, and aerosol generator
EP19885489.5A EP3818873B1 (en) 2018-11-16 2019-10-23 Method for controlling electric power of heater of aerosol generator, and aerosol generator
CN201980034806.3A CN112203537B (zh) 2018-11-16 2019-10-23 气溶胶生成装置、其电力控制方法及计算机可读记录介质
PL19885489.5T PL3818873T3 (pl) 2018-11-16 2019-10-23 Sposób sterowania zasilaniem elektrycznym podgrzewacza generatora aerozolu i generator aerozolu
JP2020541928A JP7036499B2 (ja) 2018-11-16 2019-10-23 エアロゾル生成装置のヒータの電力を制御する方法及びそのエアロゾル生成装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180141972A KR102317838B1 (ko) 2018-11-16 2018-11-16 에어로졸 생성장치의 히터의 전력을 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200057492A KR20200057492A (ko) 2020-05-26
KR102317838B1 true KR102317838B1 (ko) 2021-10-26

Family

ID=70730859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180141972A KR102317838B1 (ko) 2018-11-16 2018-11-16 에어로졸 생성장치의 히터의 전력을 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11992063B2 (ko)
EP (1) EP3818873B1 (ko)
JP (1) JP7036499B2 (ko)
KR (1) KR102317838B1 (ko)
CN (1) CN112203537B (ko)
PL (1) PL3818873T3 (ko)
WO (1) WO2020101203A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102317838B1 (ko) * 2018-11-16 2021-10-26 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성장치의 히터의 전력을 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치
GB201908353D0 (en) * 2019-06-11 2019-07-24 Nicoventures Trading Ltd A mouthpiece and an article for use in an aerosol provision system
KR102455535B1 (ko) * 2020-06-16 2022-10-17 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성 장치 및 그 동작 방법
EP3989755A4 (en) * 2020-09-07 2022-08-10 KT&G Corporation AEROSOL GENERATION DEVICE
CN114502021B (zh) * 2020-09-07 2024-02-23 韩国烟草人参公社 气溶胶生成装置
US11789476B2 (en) 2021-01-18 2023-10-17 Altria Client Services Llc Heat-not-burn (HNB) aerosol-generating devices including intra-draw heater control, and methods of controlling a heater
WO2022210883A1 (ja) * 2021-03-31 2022-10-06 日本たばこ産業株式会社 非燃焼加熱式香味吸引物品及び非燃焼加熱式香味吸引製品
CN113245093B (zh) * 2021-04-15 2022-03-29 深圳美众联科技有限公司 雾化装置的控制方法、雾化装置、计算机设备和存储介质
KR20230031578A (ko) * 2021-08-27 2023-03-07 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성 장치 및 이의 제어 방법
WO2024105151A1 (en) * 2022-11-16 2024-05-23 Philip Morris Products S.A. Aerosol-generating device with puff-prompting means
CN116885827B (zh) * 2023-09-07 2023-11-21 荣耀终端有限公司 充电电流控制方法和电子设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015013192A (ja) 2008-10-23 2015-01-22 バットマーク・リミテッド 吸入器
KR101792905B1 (ko) * 2011-12-30 2017-11-02 필립모리스 프로덕츠 에스.에이. 공기 흐름 검출을 구비하는 에어로졸 발생 장치
WO2018019786A1 (en) * 2016-07-26 2018-02-01 British American Tobacco (Investments) Limited Apparatus for heating smokable material

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63132302A (ja) 1986-11-21 1988-06-04 Omron Tateisi Electronics Co 制御装置
CN101605472B (zh) 2007-02-02 2011-04-06 日本烟草产业株式会社 吸烟用具
JP5579409B2 (ja) * 2009-08-03 2014-08-27 日本信号株式会社 温度制御装置及び温度制御方法
AR089648A1 (es) 2011-08-16 2014-09-10 Ploom Inc Dispositivo y metodos de vaporizacion electronica a baja temperatura
TWI608804B (zh) 2011-10-27 2017-12-21 菲利浦莫里斯製品股份有限公司 在一電加熱吸煙裝置中控制氣溶膠生產之方法、電加熱吸煙裝置、用於一電加熱吸煙裝置之電路、電腦程式以及電腦可讀取儲存媒體
UA121026C2 (uk) * 2013-12-19 2020-03-25 Філіп Морріс Продактс С.А. Система, що генерує аерозоль, для генерування і керування кількістю часток солі нікотину
US9791904B2 (en) * 2014-08-15 2017-10-17 Intel Corporation Balanced control of processor temperature
EP3272382B1 (en) * 2015-04-30 2020-09-02 Japan Tobacco Inc. Non-combustion type flavor inhaler
EP3316712B1 (en) * 2015-06-30 2021-03-24 Philip Morris Products S.a.s. An aerosol-generating device and system with a heated gas sensor
GB2540349B (en) 2015-07-09 2020-03-18 British Gas Trading Ltd Temperature control system
JP2017032235A (ja) * 2015-08-04 2017-02-09 アイリスオーヤマ株式会社 暖房機
EP3522959A1 (en) * 2016-10-04 2019-08-14 Stulz Air Technology Systems, Inc. Control of ultrasonic nebulizers in a humidifier
CN110121274A (zh) 2016-12-30 2019-08-13 Jt国际股份公司 气溶胶生成装置、气溶胶生成系统及生成气溶胶的方法
WO2018202403A1 (en) 2017-05-03 2018-11-08 Philip Morris Products S.A. A system and method for temperature control in an electrically heated aerosol-generating device
KR102116118B1 (ko) * 2018-07-18 2020-05-27 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성장치의 히터의 온도를 구간별로 제어하는 방법 및 그 방법을 구현하기 위한 에어로졸 생성장치
CN108652089A (zh) 2018-08-07 2018-10-16 深圳市合元科技有限公司 一种电子烟控制方法及电子烟具
KR102317838B1 (ko) * 2018-11-16 2021-10-26 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성장치의 히터의 전력을 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치
US11751606B2 (en) * 2020-02-10 2023-09-12 Altria Client Services Llc Heating engine control algorithm for non-nicotine e-vapor device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015013192A (ja) 2008-10-23 2015-01-22 バットマーク・リミテッド 吸入器
KR101792905B1 (ko) * 2011-12-30 2017-11-02 필립모리스 프로덕츠 에스.에이. 공기 흐름 검출을 구비하는 에어로졸 발생 장치
WO2018019786A1 (en) * 2016-07-26 2018-02-01 British American Tobacco (Investments) Limited Apparatus for heating smokable material

Also Published As

Publication number Publication date
US20210177065A1 (en) 2021-06-17
KR20200057492A (ko) 2020-05-26
JP2021512603A (ja) 2021-05-20
EP3818873A1 (en) 2021-05-12
JP7036499B2 (ja) 2022-03-15
EP3818873A4 (en) 2022-03-23
WO2020101203A1 (ko) 2020-05-22
CN112203537B (zh) 2023-10-24
US11992063B2 (en) 2024-05-28
PL3818873T3 (pl) 2024-03-18
EP3818873B1 (en) 2023-11-29
CN112203537A (zh) 2021-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102317838B1 (ko) 에어로졸 생성장치의 히터의 전력을 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치
KR102194730B1 (ko) 제1히터 및 제2히터를 갖는 에어로졸 생성장치 및 에어로졸 생성장치의 제1히터 및 제2히터의 전력을 제어하는 방법
KR102306051B1 (ko) 에어로졸을 발생 장치 및 에어로졸을 발생 장치의 제어 방법 및 그 장치
KR102330299B1 (ko) 외부 래퍼를 포함하는 궐련
KR102146055B1 (ko) 에어로졸 생성장치의 히터의 오버슛을 방지하는 방법 및 그 방법을 구현하기 위한 에어로졸 생성장치
KR20220072821A (ko) 궐련 및 궐련용 에어로졸 생성 장치
JP7173667B2 (ja) エアロゾル生成物品
KR20190051785A (ko) 에어로졸 생성장치를 통해 흡연감을 제공하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치
KR102400620B1 (ko) 궐련 및 궐련용 에어로졸 생성 장치
KR102199794B1 (ko) 연속사용이 가능한 에어로졸 생성장치의 히터의 전력을 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치
KR20210073373A (ko) 담배 시트를 포함하는 에어로졸 발생 물품, 및 이를 이용한 에어로졸 발생 시스템
JP2022119991A (ja) 一定周波数以下の信号によってエアロゾル生成装置のヒータの電力を制御する方法及びそのエアロゾル生成装置
JP2024506218A (ja) エアロゾル生成装置およびシステム
KR20190049629A (ko) 히터를 구비한 에어로졸 생성 장치
KR20190049646A (ko) 히터를 구비한 에어로졸 생성 장치
JP7291241B2 (ja) エアロゾル発生物品
KR102360137B1 (ko) 카트리지 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치
KR102412119B1 (ko) 제 1 래퍼 및 제 2 래퍼를 포함하는 에어로졸 발생 물품, 및 이를 이용한 에어로졸 발생 시스템
RU2783812C1 (ru) Способ управления электрической мощностью нагревателя устройства для генерирования аэрозоля и устройство для генерирования аэрозоля
KR20230011091A (ko) 에어로졸 생성 장치
KR20230001922A (ko) 퍼프보상을 제공하는 에어로졸 생성 장치 및 그 방법
CN118102895A (zh) 烟以及用烟生成气溶胶的装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant