KR102342332B1 - 에어로졸 생성 장치를 위한 청소 기능을 구비한 충전 시스템 및 충전 기기 - Google Patents

에어로졸 생성 장치를 위한 청소 기능을 구비한 충전 시스템 및 충전 기기 Download PDF

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Abstract

에어로졸 생성 장치를 위한 청소 기능을 구비한 충전 시스템이 개시된다. 충전 시스템은 궐련 삽입부에 배치되는 서셉터를 유도 가열하는 가열 동작 및 전원부를 충전하기 위한 전력을 외부로부터 수신하는 충전 동작을 수행하는 유도 코일을 포함하는 에어로졸 생성 장치와, 유도 코일에 전력을 송신하는 송신 코일을 포함한다. 충전 기기는 송신 코일을 통해 유도 코일에 전력을 송신하는 동안, 서셉터 및 궐련 삽입부 중 적어도 하나에 대한 청소 동작을 수행한다.

Description

에어로졸 생성 장치를 위한 청소 기능을 구비한 충전 시스템 및 충전 기기{Charging System and Charging Apparatus with Cleaning Function for Aerosol Generating Apparatus}
본 개시는 에어로졸 생성 장치를 위한 청소 기능을 구비한 충전 시스템 및 충전 기기에 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 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
가열식 에어로졸 생성 장치는 내부 배터리의 충전을 위해 외부 전력원으로부터 유선 또는 무선으로 전력을 공급받는다. 유선 충전의 경우, 충전용 케이블을 이용하여 충전을 해야 하는 점에서 사용자의 번거로움이 존재하고, 무선 충전의 경우, 유선 충전에 비하여 편리하나 무선 전력을 수신하기 위한 별도의 구성요소를 더 포함해야 하는 점에서 에어로졸 생성 장치의 구조를 복잡하게 만들고 제조비용을 상승시키는 문제가 존재한다.
또한, 가열식 에어로졸 생성 장치는 반복적으로 궐련을 가열하기 때문에 내부에 각종 이물질이 잔류하여 정기적인 청소 작업을 필요로 한다. 종래의 에어로졸 생성 장치는 청소 도구를 이용하여 사용자에 의해 청소될 수 있는데, 이는 청소 작업을 위해 별도의 시간을 들여야 하는 점에서 사용자에게 번거로운 과정이 된다.
본 개시의 실시예들은 에어로졸 생성 장치를 위한 청소 기능을 구비한 충전 시스템 및 충전 기기를 제공하고자 한다.
본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않음, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 개시의 일 측면에 따른 에어로졸 생성 장치를 위한 청소 기능을 구비한 충전 시스템은, 궐련 삽입부에 배치되는 서셉터를 유도 가열하는 가열 동작 및 전원부를 충전하기 위한 전력을 외부로부터 수신하는 충전 동작을 수행하는 유도 코일을 포함하는 에어로졸 생성 장치; 및 상기 유도 코일에 전력을 송신하는 송신 코일을 포함하는 충전 기기를 포함한다. 상기 충전 기기는, 상기 송신 코일을 통해 상기 유도 코일에 전력을 송신하는 동안, 상기 서셉터 및 상기 궐련 삽입부 중 적어도 하나에 대한 청소 동작을 수행한다.
상기 청소 동작은, 상기 충전 기기에 구비된 청소 수단을 구동시킴으로써, 상기 서셉터의 표면 및 상기 궐련 삽입부의 내측면 중 적어도 하나 상에 부착된 물질을 제거하는 제1 청소 동작; 및 상기 송신 코일에 교류 전류를 인가함으로써 발생된 교류 자기장이 상기 서셉터 내에 전류를 유도하여 상기 서셉터가 가열되도록 함으로써, 상기 서셉터의 표면 상에 부착된 물질을 제거하는 제2 청소 동작 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 충전 기기는, 상기 제2 청소 동작이 개시되면 상기 송신 코일에 인가되는 교류 전류의 크기를 제1 크기까지 증가시키고, 상기 제2 청소 동작이 완료되면 상기 송신 코일에 인가되는 교류 전류의 크기를 제2 크기까지 감소시킬 수 있다.
상기 제1 청소 동작이 수행되는 제1 기간은 적어도 부분적으로 상기 제2 청소 동작이 수행되는 제2 기간과 중첩될 수 있다.
상기 제1 청소 동작이 수행되는 제1 기간과 상기 제2 청소 동작이 수행되는 제2 기간은 중첩되지 않을 수 있다.
상기 충전 기기는, 본체; 및 상기 본체의 일면에서 수직 방향으로 연장되며, 상기 송신 코일이 권취되는 돌출부를 포함할 수 있다. 상기 청소 수단은, 상기 궐련 삽입부 내로 삽입 가능하게 형성되며, 상기 궐련 삽입부의 내부에서 운동하여 상기 서셉터의 표면 및 상기 궐련 삽입부의 내측면 중 적어도 하나 상에 부착된 물질을 제거하는 클리닝부; 및 상기 본체 내에 배치되며, 상기 클리닝부와 연결되어 상기 클리닝부를 구동시키는 구동부를 포함할 수 있다.
상기 클리닝부는, 상기 돌출부의 내부 공간에 배치될 수 있다.
상기 클리닝부는, 상기 돌출부의 외부로 노출될 수 있다.
본 개시의 다른 측면에 따른 에어로졸 생성 장치를 위한 청소 기능을 구비한 충전 기기는, 교류 전류가 인가됨에 따라 교류 자기장을 발생시킴으로써 전력을 송신하는 송신 코일; 상기 에어로졸 생성 장치에 구비된 궐련 삽입부 내로 삽입 가능하게 형성되며, 상기 궐련 삽입부의 내부에서 운동하여 상기 궐련 삽입부에 배치된 서셉터의 표면 및 상기 궐련 삽입부의 내측면 중 적어도 하나 상에 부착된 물질을 제거하는 클리닝부; 상기 클리닝부와 연결되어 상기 클리닝부를 구동시키는 구동부; 및 상기 송신 코일에 인가되는 상기 교류 전류를 제어하고, 상기 서셉터 및 상기 궐련 삽입부 중 적어도 하나에 대한 청소 동작이 수행되도록 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 청소 동작은, 상기 클리닝부가 상기 구동부에 의해 구동되어 상기 서셉터의 표면 및 상기 궐련 삽입부의 내측면 중 적어도 하나 상에 부착된 물질을 제거하는 제1 청소 동작; 및 상기 송신 코일에 교류 전류를 인가함으로써 발생된 교류 자기장이 상기 서셉터 내에 전류를 유도하여 상기 서셉터가 가열되도록 함으로써, 상기 서셉터의 표면 상에 부착된 물질을 제거하는 제2 청소 동작 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제2 청소 동작이 개시되면 상기 송신 코일에 인가되는 교류 전류의 크기를 제1 크기까지 증가시키고, 상기 제2 청소 동작이 완료되면 상기 송신 코일에 인가되는 교류 전류의 크기를 제2 크기까지 감소시킬 수 있다.
상기 제1 청소 동작이 수행되는 제1 기간은 적어도 부분적으로 상기 제2 청소 동작이 수행되는 제2 기간과 중첩될 수 있다.
상기 제1 청소 동작이 수행되는 제1 기간과 상기 제2 청소 동작이 수행되는 제2 기간은 중첩되지 않을 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 에어로졸 생성 장치의 충전과 함께 에어로졸 생성 장치의 내부를 청소할 수 있으므로, 사용자에게 별도의 시간을 필요로 하는 청소 작업을 요구하지 않을 수 있고, 결과적으로 사용자의 편의를 증대할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치의 관리가 용이해질 수 있다.
본 개시의 일부 실시예들에 따르면, 가열에 의한 청소 동작 및 청소 수단의 구동에 의한 청소 동작이 병행되어, 에어로졸 생성 장치의 내부에 부착된 잔여물들이 보다 깨끗하게 제거될 수 있고, 에어로졸 생성 장치의 가열 성능이 양호한 상태로 유지될 수 있다. 결과적으로, 사용자에게 균일한 흡연 경험을 지속적으로 제공할 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예들에 따르면, 에어로졸 생성 장치의 코일을 통해, 전력을 수신하는 충전 동작 및 서셉터를 가열하는 가열 동작이 수행됨으로써, 에어로졸 생성 장치가 간소화 및 소형화될 수 있다.
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 에어로졸 생성 장치를 위한 충전 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 충전 기기의 전류 제어를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치를 위한 충전 기기의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6는 내지 도 8은 다양한 실시예들에 따른 에어로졸 생성 장치 및 충전 기기가 충전 동작 및 청소 동작을 위해 결합된 상태를 나타내는 예시도들이다.
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 전원부(11), 제어부(12), 유도 코일(13) 및 서셉터(14, susceptor)를 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)에 구비되는 수용 공간인 궐련 삽입부(15)에는 궐련(2)이 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.
도 1에는 전원부(11), 제어부(12) 및 서셉터(14)가 일렬로 배치되고, 유도 코일(13)이 서셉터(14) 및 궐련 삽입부(15)를 둘러싸도록 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(1)의 설계에 따라, 전원부(11), 제어부(12), 유도 코일(13) 및 서셉터(14)의 배치는 변경될 수 있다.
궐련(2)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(1)는 유도 코일(13)이 교류 자기장(alternating magnetic field)을 발생시키도록 유도 코일(13)에 전력을 공급할 수 있다. 유도 코일(13)에 의해 발생된 교류 자기장이 유도 코일(13)을 관통함에 따라 서셉터(14)가 가열될 수 있다. 궐련(2) 내의 에어로졸 생성 물질은 가열된 서셉터(14)에 의하여 온도가 상승하고, 이에 따라 에어로졸이 생성될 수 있다. 생성된 에어로졸은 궐련(2)을 통과하여 사용자에게 전달된다.
필요에 따라, 궐련(2)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성 장치(1)는 유도 코일(13)을 이용하여 서셉터(14)를 가열할 수 있다.
전원부(11)는 에어로졸 생성 장치(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 전원부(11)는 유도 코일(13)이 교류 자기장을 발생시킬 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 전원부(11)는 에어로졸 생성 장치(1)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(12)는 전원부(11) 및 유도 코일(13)뿐만 아니라 에어로졸 생성 장치(1)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(1)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(12)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
유도 코일(13)은 전원부(11)로부터 공급된 전력에 의해 교류 자기장을 발생시키는 전기 전도성 코일일 수 있다. 유도 코일(13)은 궐련 삽입부(15)의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 유도 코일(13)에 의해 발생된 교류 자기장은 궐련 삽입부(15)의 내측 단부에 배치되는 서셉터(14)에 인가될 수 있다.
서셉터(14)는 유도 코일(13)로부터 발생되는 교류 자기장이 관통됨에 따라 가열되며, 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, 교류 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.
궐련(2)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 서셉터(14)는 궐련(2)의 내부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 서셉터(14)는 궐련(2) 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
도 1에는 서셉터(14)가 궐련의 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. 또한, 서셉터(14)는 에어로졸 생성 장치(1)에 고정되어 배치되나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 착탈 가능할 수도 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(1)에는 서셉터(14)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 서셉터(14)들은 궐련(2)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(2)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 서셉터(14)들 중 일부는 궐련(2)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(2)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 서셉터(14)의 형상은 도 1에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
한편, 에어로졸 생성 장치(1)는 전원부(11), 제어부(12), 유도 코일(13) 및 서셉터(14) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(1)는 궐련(2)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(1)의 전원부(11)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(1)가 결합된 상태에서 서셉터(14)가 가열될 수도 있다.
궐련(2)은 일반적인 연소형 궐련과 유사한 형상의 물품으로서, 예를 들어, 궐련(2)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분과 필터 등을 포함하는 제 2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(2)의 제 2 부분에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제 2 부분에 삽입될 수도 있다.
에어로졸 생성 장치(1)의 내부에는 제 1 부분의 전체가 삽입되고, 제 2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부에 제 1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제 1 부분의 전체 및 제 2 부분의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제 2 부분을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제 1 부분을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제 2 부분을 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.
일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 생성 장치(1)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 궐련(2)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(2)의 내부로 유입될 수도 있다.
이하, 도 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 제 1 부분(21)은 담배 로드(21)를 포함하고, 제 2 부분(22)은 필터 로드(22)를 포함한다.
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.
도 3은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치를 위한 충전 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
에어로졸 생성 장치를 위한 충전 시스템은 에어로졸 생성 장치(1) 및 충전 기기(4)를 포함한다. 에어로졸 생성 장치(1)는 전원부(11), 제어부(12), 유도 코일(13) 및 서셉터(14)를 포함한다. 충전 기기(4)는 전원부(41), 제어부(42) 및 송신 코일(43)을 포함한다. 충전 기기(4)는 청소 수단(44)을 더 포함할 수 있으며, 청소 수단(44)은 클리닝부(441) 및 구동부(442)를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하여 전술한 에어로졸 생성 장치(1)의 구성에 대한 설명은 도 3의 동일한 구성에 대해서도 적용될 수 있다.
에어로졸 생성 장치(1)는 전자기 유도 현상을 이용하여 유도 코일(13)을 통해 서셉터(14)의 온도를 상승시킴으로써, 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)는 서셉터(14)의 가열에 이용되는 유도 코일(13)을 통해 충전 기기(4)로부터 전력을 공급받아 전원부(11)를 충전시킬 수 있다.
충전 기기(4)에 의한 에어로졸 생성 장치(1)의 충전은 자기장을 이용한 무선전력전송 방식에 의해 이루어진다. 무선전력전송 방식은 접촉 방식인 자기유도 기반 무선전력전송 방식과, 비접촉 방식인 자기공명 기반 무선전력전송 방식을 모두 포함할 수 있다. 충전 시, 충전 기기(4)의 송신 코일(43)은 전력을 송신하는 송신 코일(Tx)로 동작하고, 에어로졸 생성 장치(1)의 유도 코일(13)은 송신 코일(43)로부터 송신되는 전력을 수신하는 수신 코일(Rx)로 동작한다.
도 3에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1) 및 충전 기기(4)가 무선전력전송 방식에 의한 충전을 위해 필요한 세부구성들을 더 포함할 수 있다는 것을 본 기술분야에 속하는 통상의 기술자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
이하, 설명의 편의상 자기유도 기반의 무선전력전송 방식을 이용하는 경우를 예로 들어 설명한다. 충전 기기(4)는 송신 코일(43)에 흐르는 전류를 제어함으로써, 교류 자기장을 발생시킬 수 있다. 송신 코일(43)에서 발생되는 교류 자기장의 영향으로 에어로졸 생성 장치(1)의 유도 코일(13)에는 와전류(eddy current)가 유도될 수 있다. 에어로졸 생성 장치(1)는 유도 코일(13)에 흐르는 와전류를 이용하여 전원부(11)에 전력을 공급함으로써, 전원부(11)를 충전시킬 수 있다. 즉, 송신 코일(43)이 유도 코일(13)에 자기장을 인가하여 유도 코일(13)에 와전류를 유도하는 것은, 송신 코일(43)이 유도 코일(13)로 전력을 송신하는 것을 의미할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(1)는 전원부(11)에 전력을 공급하는 충전부(charger) 및 충전부에 공급되는 전압을 제어하는 정류 회로(regulator)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 유도 코일(13) 및 송신 코일(43)은 솔레노이드(solenoid)로 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.
에어로졸 생성 장치(1)의 전원부(11)는 에어로졸 생성 장치(1)의 각 구성 요소가 동작하는데 필요한 전력을 공급한다. 예를 들면, 전원부(11)는 유도 코일(13)이 자기장을 발생시키는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 유도 코일(13)에 공급되는 전력의 크기는 제어부(12)가 생성한 제어신호에 의해 조절될 수 있다.
전원부(11)는 유도 코일(13)을 통해 수신한 전력에 의해 충전될 수 있다. 예를 들어, 전원부(11)는 니켈 카드뮴((Ni-Cd), 알카라인 전지, 니켈 수소(Ni-Mh), 밀폐형 납산(SLA), 리튬 이온(Li-ion) 및 리튬 폴리머(Li-polymer) 등을 기반으로 하는 배터리를 포함할 수 있다.
실시예들에 따라, 전원부(11)는 배터리로부터 공급되는 직류 전류를 유도 코일(13)에 공급되는 교류 전류로 변환하거나, 또는 송신 코일(43)로부터 수신한 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 변환부를 포함할 수 있다.
실시예들에 따라, 전원부(11)는 배터리와 제어부(12) 사이의 전압을 일정하게 유지시키는 레귤레이터(regulator)를 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(1)의 제어부(12)는 전원부(11)를 제어하여 유도 코일(13)에 전류를 인가하거나, 유도 코일(13)을 통해 수신되는 전력을 이용하여 전원부(11)를 충전시킬 수 있다.
이하, 충전 기기(4)의 구성요소들에 대하여 설명한다.
전원부(41)는 충전 기기(4)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 전원부(41)는 송신 코일(43)이 교류 자기장을 발생시킬 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(42)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있으며, 청소 수단(44)이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전원부(41)는 에어로졸 생성 장치(1)로 전송될 전력을 축적하거나, 외부 전력원으로부터 전력을 수신하여 에어로졸 생성 장치(1)로 전달하거나, 또는 이들 모두를 수행할 수 있도록 구현된다.
제어부(42)는 충전 기기(4)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(42)는 전원부(41), 송신 코일(43) 및 청소 수단(44)뿐만 아니라 충전 기기(4)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(42)는 송신 코일(43)에 인가되는 교류 전류를 제어할 수 있다.
제어부(42)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.
일 실시예에 따르면, 제어부(42)는 에어로졸 생성 장치(1)의 유도 코일(13)을 감지할 수 있다. 유도 코일(13)은 충전 동작이 개시될 수 있는 충전 영역에 에어로졸 생성 장치(1)가 위치하는 경우에 제어부(42)에 의해 감지될 수 있다. 충전 동작이 개시될 수 있는 충전 영역은 충전 효율이 소정 수준 이상으로 달성될 수 있는 영역을 의미할 수 있다. 제어부(42)는 충전 기기(4)에 포함된 적어도 하나의 센서(미도시) 또는 소정의 통신 프로토콜을 통해, 충전 영역에 에어로졸 생성 장치(1)가 위치하는지 여부를 모니터링할 수 있다.
예를 들어, 제어부(42)는 충전 기기(4) 상에 에어로졸 생성 장치(1)가 안착되거나, 충전 기기(4)의 일부 구성이 에어로졸 생성 장치(1)와 결합된 것을 센서를 통해 감지하면, 에어로졸 생성 장치(1)가 충전 영역에 위치하는 것으로 판단할 수 있다. 제어부(42)는 에어로졸 생성 장치(1)와 충전 기기(4) 간의 충전 효율이 소정 수준 이상으로 달성될 수 있는 임의의 배치 상태를 감지하면, 충전 영역에 에어로졸 생성 장치(1)가 위치하는 것으로 판단할 수 있다.
다른 예로, 제어부(42)는 에어로졸 생성 장치(1)를 감지하기 위한 감지 신호를 전송하고, 송신 코일(43)의 전류 변화에 기반하여 에어로졸 생성 장치(1)가 충전 영역에 위치하는지 여부를 판단할 수 있다. 감지 신호는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(ping) 신호일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
에어로졸 생성 장치(1)가 충전 영역에 위치하는 것으로 판단되면, 제어부(42)는 에어로졸 생성 장치(1)의 유도 코일(13)을 식별하기 위한 식별 신호를 전송할 수 있다. 식별 신호는 디지털 핑 신호일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제어부(42)는 식별 신호에 대한 응답 신호(예: 신호 세기 패킷)로서 에어로졸 생성 장치(1)에 의한 부하 변조가 검출되면, 에어로졸 생성 장치(1)의 유도 코일(13)을 감지(또는 식별)하여 유도 코일(13)로의 전력 송신이 가능한 상태로 전이할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어부(42)는 에어로졸 생성 장치(1)의 전원부(11)의 충전이 필요한지 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(42)는 에어로졸 생성 장치(1)로부터 전력 공급 요청과 관련된 신호를 수신(또는 이 신호에 대응하는 부하 변조를 검출)하지 못하거나, 전력 공급이 불필요하다는 신호를 수신(또는 이 신호에 대응하는 부하 변조를 검출)하면, 전원부(11)의 충전이 불필요한 것으로 판단할 수 있다. 전원부(11)의 충전이 필요한 것으로 판단되면, 제어부(42)는 송신 코일(43)을 통해, 에어로졸 생성 장치(1)의 유도 코일(13)로 전력 송신을 개시할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어부(42)는 송신 코일(43)을 통해 유도 코일(13)에 전력을 송신하는 동안, 에어로졸 생성 장치(1)의 서셉터(14) 및 궐련 삽입부(15) 중 적어도 하나에 대한 청소 동작이 수행되도록 충전 기기(4)를 제어한다. 즉, 제어부(42)는 충전 기기(4)가 충전 동작을 수행하는 동안 청소 동작도 함께 수행하도록 제어할 수 있다.
본 실시예에 따른 충전 기기(4)는 에어로졸 생성 장치(1)에 대한 충전 동작과 함께 청소 동작도 수행함으로써 사용자에 의한 별도의 청소 작업을 필요로 하지 않을 수 있다. 또한, 본 실시예는 반복적으로 수행될 수 밖에 없는 충전 동작과 병행하여 청소 작업이 이루어지도록 함으로써, 사용자에 편리함을 제공함은 물론 에어로졸 생성 장치(1)의 가열 성능을 양호한 상태로 유지할 수 있다.
충전 기기(4)가 수행하는 청소 동작은 제1 청소 동작 및 제2 청소 동작 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 충전 기기(4)는 제1 청소 동작만을 수행하거나, 제2 청소 동작만을 수행하거나, 또는 제1 청소 동작 및 제2 청소 동작 모두를 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 청소 동작은 충전 기기(4)에 구비된 청소 수단(44)을 구동시킴으로써, 에어로졸 생성 장치(1)의 서셉터(14)의 표면 및 궐련 삽입부(15)의 내측면 중 적어도 하나 상에 부착된 물질을 제거하는 것이다. 궐련 삽입부(15)의 내측면은 서셉터(14)가 배치되는 바닥면 및 삽입되는 궐련(2)의 길이방향을 따라 연장하는 내부 측면을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 청소 수단(44)은 클리닝부(441) 및 구동부(442)를 포함할 수 있다.
클리닝부(441)는 궐련 삽입부(15) 내로 삽입 가능하게 형성되어, 서셉터(14)의 표면 및 궐련 삽입부(15)의 내측면 중 적어도 하나 상에 부착된 물질을 제거하도록 운동한다. 일 실시예에 따르면, 클리닝부(441)는 구동부(442)에 의해 회전 구동되어, 회전축을 중심으로 한 회전 운동 및/또는 각 운동을 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 클리닝부(441)는 구동부(442)에 의해 직선 구동되어, 궐련 삽입부(15)의 측면과 평행한 방향의 직선 운동 및/또는 궐련 삽입부(15)의 바닥면과 평행한 방향의 직선 운동을 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 클리닝부(441)는 전술한 회전 운동, 각 운동 및 직선 운동들 중에서 2 이상의 조합을 수행할 수 있다.
클리닝부(441)는 충전 기기(4)에 분리 가능하게 장착될 수 있다. 클리닝부(441)는 충전 기기(4)로부터 분리되어 다른 종류의 클리닝부 또는 새로운 클리닝부로 교체될 수 있다. 예를 들어, 클리닝부(441)는 재질, 직경, 높이 및 형상 중 적어도 하나가 상이한 여러 종류의 클리닝 수단들을 포함할 수 있다.
구동부(442)는 클리닝부(441)와 연결되어 클리닝부(441)가 소정의 운동을 하도록 구동시킨다. 구동부(442)는 전원부(41)로부터 전력을 공급받아 클리닝부(441)를 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 구동부(442)는 구동축을 통해 연결된 클리닝부(441)가 회전 운동, 각 운동, 수평방향 직선 운동 및 수직방향 직선 운동 중 어느 하나의 운동 또는 2 이상이 조합된 운동을 수행하도록 클리닝부(441)를 구동시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 청소 동작은 충전 기기(4)의 송신 코일(43)에 교류 전류를 인가함으로써 발생된 교류 자기장이 에어로졸 생성 장치(1)의 서셉터(14) 내에 전류를 유도하여 서셉터(14)가 가열되도록 함으로써, 서셉터(14)의 표면 상에 부착된 물질을 제거하는 것이다. 제2 청소 동작에 의한 서셉터(14)의 가열 온도는 에어로졸 생성 장치(1)가 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하기 위한 가열 온도보다 높을 수 있다.
제1 청소 동작 및 제2 청소 동작이 모두 수행되는 실시예들에 있어서, 제1 청소 동작이 수행되는 제1 기간은 적어도 부분적으로, 제2 청소 동작이 수행되는 제2 기간과 중첩될 수 있다. 예를 들어, 제1 청소 동작과 제2 청소 동작의 개시 및 종료가 동시에 이루어지거나, 제1 청소 동작과 제2 청소 동작이 동시에 개시된 뒤 어느 하나의 청소 동작이 먼저 종료될 수 있다. 다른 예로, 제1 청소 동작 및 제2 청소 동작 중 어느 하나가 먼저 개시되어 수행되는 동안, 나머지 하나의 청소 동작이 개시될 수도 있다.
다른 실시예들에 있어서, 제1 청소 동작이 수행되는 제1 기간과 제2 청소 동작이 수행되는 제2 기간은 중첩되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제1 청소 동작이 먼저 개시되어 종료된 이후 제2 청소 동작이 개시되거나, 제2 청소 동작이 먼저 개시되어 종료된 이후 제1 청소 동작이 개시될 수 있다.
그러나, 제1 청소 동작 및 제2 청소 동작이 수행되는 기간들은 위의 예시들로 한정되지 않으며, 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 상기 제1 기간과 상기 제2 기간의 길이는 동일하거나 상이할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 충전 기기의 전류 제어를 설명하기 위한 예시도이다.
충전 기기(4)의 제2 청소 동작이 개시되면, 제어부(42)는 송신 코일(43)에 인가되는 교류 전류의 크기를 증가시킨다. 예를 들어, 제어부(42)는 제2 청소 동작이 개시된 때로부터 소정의 시간 동안(0-t1 구간), 송신 코일(43)에 인가되는 교류 전류의 크기를 제1 크기(I1)까지 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 송신 코일(43)에 의해 형성되는 교류 자기장 내에서 에어로졸 생성 장치(1)의 서셉터(14)가 제2 청소 동작을 위한 최고 온도까지 가열될 수 있다. 제2 청소 동작 동안, 충전 기기(4)는 서셉터(14)를 높은 온도로 가열함으로써 표면 상에 부착된 물질을 제거할 수 있다.
제2 청소 동작이 완료되면, 제어부(42)는 송신 코일(43)에 인가되는 교류 전류의 크기를 감소시킨다. 예를 들어, 제어부(42)는 교류 전류의 크기가 제1 크기(I1)에 도달한 때로부터 소정의 시간 동안(t1-t2 구간), 송신 코일(43)에 인가되는 교류 전류의 크기를 제2 크기(I2)까지 감소시킬 수 있다. 제2 크기(I2)는 에어로졸 생성 장치(1)의 전원부(11)를 충전시키기 위해 필요한 전류의 크기이다.
예를 들어, 충전 기기(4)는 송신 코일(43)에 인가되는 교류 전류의 크기가 제2 크기(I2) 이상이 되는 구간 동안, 에어로졸 생성 장치(1)의 유도 코일(13)에 연속적으로 전력을 송신할 수 있다. 예를 들어, 충전 기기(4)는 0-t1 구간 동안 제2 청소 동작을 수행할 수 있고, 0-t2 구간 동안 제1 청소 동작을 수행할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라서 제1 청소 동작은 0-t2 구간 중 임의의 구간 동안 수행되거나, t2-t3 구간 동안 수행(단, I2가 충전 동작 및 제1 청소 동작을 모두 수행하기에 적절한 크기로 설정되는 경우)될 수도 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치를 위한 충전 기기의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
단계 S410에서, 충전 기기(4)는 전력을 송신하기 전, 대기 상태로 존재할 수 있다.
단계 S420에서, 충전 기기(4)는 대기 상태에 있으면서, 에어로졸 생성 장치(1)의 유도 코일(13)이 감지되는지 모니터링할 수 있다. 유도 코일(13)이 감지되지 않으면, 충전 기기(4)는 대기 상태를 유지한다.
에어로졸 생성 장치(1)의 유도 코일(13)이 감지되면, 단계 S430에서, 충전 기기(4)는 에어로졸 생성 장치(1)의 전원부(11)가 충전을 필요로 하는지 판단한다. 판단 결과, 에어로졸 생성 장치(1)의 전원부(11)가 충전을 필요로 하지 않으면, 충전 기기(4)는 대기 상태를 유지한다.
전원부(11)의 충전이 필요한 것으로 판단되면, 단계 S440에서, 충전 기기(4)가 송신 코일(43)을 통하여 에어로졸 생성 장치(1)의 수신 코일(13)로 전력을 송신하기 시작한다.
단계 S450에서, 충전 기기(4)는 충전 기기(4)의 청소 기능이 활성화되어 있는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 충전 기기(4)의 청소 기능은 충전 기기(4)에 구비된 입력수단(미도시)을 통해 사용자에 의해 활성화/비활성화(또는 온/오프)될 수 있다. 예를 들어, 입력수단은 버튼, 스위치, 또는 터치센서를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 대안적으로, 충전 기기(4)의 청소 기능은 사용자에 의한 조작 없이 자동적으로 활성화되도록 설정될 수도 있다.
청소 기능이 활성화되지 않은 경우, 충전 기기(4)는 청소 동작을 수행하지 않고, 송신 코일(43)을 통해 전력을 송신하는 충전 동작만을 수행한다.
청소 기능이 활성화된 경우, 단계 S460에서, 충전 기기(4)는 청소 동작의 수행을 개시한 뒤, 소정의 시간이 경과하면 청소 동작을 완료한다. 단계 S460의 청소 동작은 앞서 설명한 바와 같이 에어로졸 생성 장치(1)로의 전력 전송과 함께 수행될 수 있다.
도 5에는 단계 S450이 단계 S440 이후에 수행되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 실시예에 따라 이전 단계들과 병렬적으로 또는 이전 단계들 사이에서 수행될 수 있다.
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 에어로졸 생성 장치(1)와 충전 기기(4)의 예시적인 결합 구조에 대하여 설명한다.
도 6는 내지 도 8은 다양한 실시예들에 따른 에어로졸 생성 장치(1) 및 충전 기기(4)가 충전 동작 및 청소 동작을 위해 결합된 상태를 나타내는 예시도들이다.
우선 도 6 내지 도 8에 도시된 실시예들에 대하여 공통적으로 적용될 수 있는 사항들에 대하여 설명한다.
에어로졸 생성 장치(1)는 충전 및 청소를 위해 충전 기기(4) 상에 안착된다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)는 충전 기기(4)의 일부 구성과 결합될 수 있다. 이 경우, 에어로졸 생성 장치(1) 및 충전 기기(4) 중 적어도 하나는 결합 상태를 유지하기 위하여 예를 들어, 레일, 장착용 홈이나 돌기, 자석을 이용한 결합수단을 포함할 수 있다.
충전 기기(4)는 본체(45) 및, 본체(45)의 일면에서 수직 방향으로 연장되는 돌출부(46)를 포함한다. 돌출부(46)에는 송신 코일(43)이 권취될 수 있다. 송신 코일(43)은 본체(45)로부터 돌출부(46)가 연장하는 방향을 따라 돌출부(46)의 측면 전체 또는 일부에 걸쳐 배치될 수 있다. 예를 들어, 송신 코일(43)은 돌출부(46)의 외면을 감싸도록 권취될 수 있다. 다른 예로, 돌출부(46)가 내부 공간(47)을 포함하는 경우, 내부 공간(47)의 내면을 따라 권취될 수 있다.
돌출부(46)는 송신 코일(43)이 소정의 권선 수로, 소정의 거리만큼 연장되어 배치될 수 있도록, 그리고 클리닝부(441)가 적절하게 배치될 수 있도록 소정의 길이만큼 돌출될 수 있다. 송신 코일(43)의 권선 수가 증가할수록 유도 코일(13)에 유도되는 기전력의 크기는 증가할 수 있다. 또한, 돌출부(46)의 길이는 에어로졸 생성 장치(1)의 서셉터(14) 전체를 수용하도록 서셉터(14)의 길이보다 길 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 돌출부(46)는 전자기 유도로 인한 효과를 증폭하여 효과적인 무선 충전 및 가열 청소(즉, 제2 청소 동작)가 이루어질 수 있도록 소정의 투자율을 갖는 금속 물체 또는 자성 물체일 수 있다. 이 경우, 송신 코일(43)은 내부에 금속 물체 또는 자성 물체를 구비하는 솔레노이드일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 충전 기기(4)는 제1 청소 동작을 수행하기 위한 청소 수단(44)을 더 포함한다. 청소 수단(44)은 클리닝부(441), 구동부(442) 및 구동축(443)을 포함할 수 있다.
클리닝부(441)는 에어로졸 생성 장치(1)의 궐련 삽입부(15) 내로 삽입 가능하게 형성된다. 에어로졸 생성 장치(1)와 충전 기기(4)의 결합 상태에서, 클리닝부(441)는 서셉터(14)의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 실시예에 따라, 클리닝부(441)는 서셉터(14), 서셉터(14)가 배치되는 궐련 삽입부(15)의 바닥면, 및 궐련 삽입부(15)의 내부 측면 중 적어도 하나와 부분적으로 또는 전체적으로 접촉할 수 있다. 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 다르게, 클리닝부(441)의 직경(또는 수평 방향의 길이)은 궐련 삽입부(15)로 삽입 가능한 범위 내에서 다양하게 변형될 수 있다.
예를 들어, 클리닝부(441)는 브러쉬 형태로 구현되어, 복수의 섬유 가닥을 포함할 수 있다. 복수의 섬유 가닥은 다양한 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 복수의 섬유 가닥은 궐련 삽입부(15)의 내측면 또는 서셉터(14)의 표면과 접촉하면서 부착된 이물질 등을 제거할 수 있도록 적절한 강도를 가지되, 접촉으로 인한 손상이 발생하지 않도록 수지 등과 같은 합성 섬유 계열의 재료를 포함할 수 있다.
클리닝부(441)는 서셉터(14)의 표면 및 궐련 삽입부(15)의 내측면 중 적어도 하나 상에 부착된 물질을 제거하도록 운동한다. 일 실시예에 따르면, 클리닝부(441)는 구동부(442)에 의해 회전 구동되어, 회전축을 중심으로 한 회전 운동 및/또는 각 운동을 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 클리닝부(441)는 구동부(442)에 의해 직선 구동되어, 궐련 삽입부(15)의 측면과 평행한 방향의 직선운동 및/또는 궐련 삽입부(15)의 바닥면과 평행한 방향의 직선운동을 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 클리닝부(441)는 전술한 회전 운동, 각 운동 및 직선 운동들 중에서 2 이상의 조합을 수행할 수 있다.
구동부(442)는 충전 기기(44)의 본체(45) 내에 배치될 수 있다. 구동부(442)는 구동축(443)을 통해 클리닝부(441)와 연결되어 클리닝부(441)가 소정의 운동을 하도록 구동시킨다. 예를 들어, 구동부(442)는 클리닝부(441)가 회전 운동, 각 운동, 수평방향 직선 운동 및 수직방향 직선 운동 중 어느 하나의 운동 또는 2 이상의 조합을 포함하는 운동을 수행하도록, 구동축(443)을 통해 클리닝부(441)로 구동 에너지를 전달할 수 있다.
구동축(443)은 구동부(442)로부터 클리닝부(441)로 연장되는 길이를 갖는다. 구동축(443)의 길이는 클리닝부(441)의 수직방향 직선 운동이 가능하도록 가변적으로 조절될 수 있다. 또한, 구동축(443)은 클리닝부(441)의 수평방향 직선 운동이 가능하도록 소정의 수평방향들로 이동할 수 있다.
충전 기기(4)와 에어로졸 생성 장치(10)의 결합 시, 유도 코일(13)의 중심축 및 송신 코일(43)의 중심축은 평행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 유도 코일(13)의 중심축 및 송신 코일(43)의 중심축은 일직선을 이루도록 정렬될 수 있다. 중심축이 정렬되면, 송신 코일(43)과 유도 코일(13) 간의 전력 송수신이 효율적으로 이루어질 수 있고, 전력 손실이 최소화될 수 있다.
이하, 도 6에 도시된 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(1) 및 충전 기기(4)에 대하여 설명한다.
도 6을 참조하면, 충전 기기(4)의 돌출부(46)는 에어로졸 생성 장치(1)의 궐련 삽입부(15) 내부로 삽입되어 결합될 수 있다. 본 실시예에서, 송신 코일(43)은 유도 코일(13) 내부에 위치한다. 유도 코일(13)의 권취 직경은 송신 코일(43)의 권취 직경보다 크고, 유도 코일(13)이 송신 코일(43)을 둘러싼다.
구동축(443)과 평행한 유도 코일(13) 및 송신 코일(43)의 축 방향 길이는 동일하거나 유사할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(1)와 충전 기기(4)의 결합 상태에서, 유도 코일(13) 및 송신 코일(43)의 축 방향 길이는 일부 또는 전부가 중첩될 수 있다. 중첩되는 부분이 증가할수록 송신 코일(43)과 유도 코일(13) 간의 전력 송수신 효율은 증가할 수 있다.
돌출부(46)에는 축 방향을 따라 함입된 내부 공간(47)이 형성되고, 내부 공간(47)에는 클리닝부(441)가 배치된다. 돌출부(46)는 서셉터(14)가 삽입될 수 있도록 일측에서 개방되는 개구를 포함한다. 돌출부(46)가 에어로졸 생성 장치(1)의 궐련 삽입부(15)에 삽입될 때, 서셉터(14)의 적어도 일부는 클리닝부(441)에 의해 둘러싸일 수 있다.
이하, 도 7에 도시된 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(1) 및 충전 기기(4)에 대하여 설명한다.
도 7을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 충전 기기(4)의 돌출부(46)에 형성된 내부 공간(47)으로 삽입되어 결합될 수 있다. 본 실시예에서, 송신 코일(43)은 유도 코일(13) 외부에 위치한다. 유도 코일(13)의 권취 직경은 송신 코일(43)의 권취 직경보다 작고, 송신 코일(43)이 유도 코일(13)을 둘러싼다. 그 밖의 구조에 대해서는 도 6에서 설명한 바가 동일하게 적용될 수 있다.
이하, 도 8에 도시된 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(1) 및 충전 기기(4)에 대하여 설명한다.
도 8을 참조하면, 충전 기기(4)의 돌출부(46)는 도 6 및 도 7의 돌출부(46)와 달리 개구를 포함하지 않고, 폐쇄된 내부 공간(47)을 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(1)는 돌출부(46) 상부에서 충전 기기(4)와 결합될 수 있다. 에어로졸 생성 장치(1)와 충전 기기(4)는 축 방향으로 정렬될 수 있다.
본 실시예에서, 유도 코일(13)은 송신 코일(43)의 상부에 위치한다. 도 7에는 유도 코일(13)의 권취 직경과 송신 코일(43)의 권취 직경이 동일한 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 에어로졸 생성 장치(1)와 충전 기기(4)의 결합이 유지되는 한 유도 코일(13)의 권취 직경 및 송신 코일(43)의 권취 직경 중 어느 하나가 다른 하나보다 클 수 있다. 다만, 축 방향으로 정렬된 유도 코일(13)과 송신 코일(43)의 권취 직경이 서로 유사할수록 전력 송수신 효율이 증가할 수 있다.
돌출부(46)의 내부 공간(47)에는 구동축(443)이 배치될 수 있으며, 클리닝부(441)는 돌출부(46)의 외부로 노출될 수 있다. 외부로 노출된 클리닝부(441)는 에어로졸 생성 장치(1)의 궐련 삽입부(15) 내로 삽입되어 서셉터(14)의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 도 7에는 클리닝부(441)가 궐련 삽입부(15)의 측면과 접촉하지 않는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 클리닝부(441)의 직경은 궐련 삽입부(15)의 측면과 접촉 가능하도록 형성될 수도 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 에어로졸 생성 장치 11: 전원부
12: 제어부 13: 유도 코일
14: 서셉터 4: 충전 기기
41: 전원부 42: 제어부
43: 송신 코일 44: 청소 수단
441: 클리닝부 442: 구동부

Claims (13)

  1. 에어로졸 생성 장치를 위한 청소 기능을 구비한 충전 시스템에 있어서,
    궐련 삽입부에 배치되는 서셉터를 유도 가열하는 가열 동작 및 전원부를 충전하기 위한 전력을 외부로부터 수신하는 충전 동작을 수행하는 유도 코일을 포함하는 에어로졸 생성 장치;
    상기 유도 코일에 전력을 송신하는 송신 코일을 포함하는 충전 기기; 및
    상기 충전 기기에 구비되고, 상기 에어로졸 생성 장치의 상기 궐련 삽입부 내로 삽입 가능하며 상기 궐련 삽입부의 내부에서 운동하여 상기 서셉터와 상기 궐련 삽입부의 적어도 하나의 이물질을 제거하는 청소 수단을 포함하고,
    상기 충전 기기는 상기 송신 코일을 통해 상기 유도 코일에 전력을 송신하는 동안, 상기 서셉터 및 상기 궐련 삽입부 중 적어도 하나에 대한 청소 동작을 수행하고,
    상기 청소 동작은 상기 청소 수단을 구동시키는 제1 청소 동작 및 상기 송신 코일에 교류 전류를 인가하여 상기 서셉터를 가열함으로써 상기 서셉터의 이물질을 제거하는 제2 청소 동작 중 적어도 하나를 포함하는, 충전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 청소 동작은 상기 서셉터의 표면 및 상기 궐련 삽입부의 내측면 중 적어도 하나 상에 부착된 이물질을 제거하고, 상기 제2 청소 동작은 상기 송신 코일에 교류 전류를 인가함으로써 발생된 교류 자기장이 상기 서셉터 내에 전류를 유도하여 상기 서셉터가 가열되도록 함으로써, 상기 서셉터의 표면 상에 부착된 이물질을 제거하는, 충전 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 충전 기기는,
    상기 제2 청소 동작이 개시되면 상기 송신 코일에 인가되는 교류 전류의 크기를 제1 크기까지 증가시키고, 상기 제2 청소 동작이 완료되면 상기 송신 코일에 인가되는 교류 전류의 크기를 제2 크기까지 감소시키는, 충전 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 청소 동작이 수행되는 제1 기간은 적어도 부분적으로 상기 제2 청소 동작이 수행되는 제2 기간과 중첩되는, 충전 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 청소 동작이 수행되는 제1 기간과 상기 제2 청소 동작이 수행되는 제2 기간은 중첩되지 않는, 충전 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 충전 기기는,
    본체; 및
    상기 본체의 일면에서 수직 방향으로 연장되며, 상기 송신 코일이 권취되는 돌출부를 포함하고,
    상기 청소 수단은,
    상기 궐련 삽입부 내로 삽입 가능하게 형성되며, 상기 궐련 삽입부의 내부에서 운동하여 상기 서셉터의 표면 및 상기 궐련 삽입부의 내측면 중 적어도 하나 상에 부착된 이물질을 제거하는 클리닝부; 및
    상기 본체 내에 배치되며, 상기 클리닝부와 연결되어 상기 클리닝부를 구동시키는 구동부를 포함하는, 충전 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 클리닝부는,
    상기 돌출부의 내부 공간에 배치되는, 충전 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 클리닝부는,
    상기 돌출부의 외부로 노출되는, 충전 시스템.
  9. 에어로졸 생성 장치를 위한 청소 기능을 구비한 충전 기기에 있어서,
    교류 전류가 인가됨에 따라 교류 자기장을 발생시킴으로써 전력을 송신하는 송신 코일;
    상기 에어로졸 생성 장치에 구비된 궐련 삽입부 내로 삽입 가능하며, 상기 궐련 삽입부의 내부에서 운동하여 상기 궐련 삽입부에 배치된 서셉터 및 상기 궐련 삽입부 중 적어도 하나의 이물질을 제거하는 클리닝부;
    상기 클리닝부와 연결되어 상기 클리닝부를 구동시키는 구동부; 및
    상기 송신 코일에 인가되는 상기 교류 전류를 제어하고, 상기 서셉터 및 상기 궐련 삽입부 중 적어도 하나에 대한 청소 동작이 수행되도록 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 청소 동작은 상기 클리닝부를 구동하는 제1 청소 동작 및 상기 송신 코일에 교류 전류를 인가하여 상기 서셉터를 가열함으로써 상기 서셉터의 이물질을 제거하는 제2 청소 동작 중 적어도 하나를 포함하는 충전 기기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 청소 동작은 상기 클리닝부가 상기 구동부에 의해 구동되어 상기 서셉터의 표면 및 상기 궐련 삽입부의 내측면 중 적어도 하나 상에 부착된 이물질을 제거하고,
    상기 제2 청소 동작은 상기 송신 코일에 교류 전류를 인가함으로써 발생된 교류 자기장이 상기 서셉터 내에 전류를 유도하여 상기 서셉터가 가열되도록 함으로써, 상기 서셉터의 표면 상에 부착된 이물질을 제거하는 중 적어도 하나를 포함하는, 충전 기기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 청소 동작이 개시되면 상기 송신 코일에 인가되는 교류 전류의 크기를 제1 크기까지 증가시키고, 상기 제2 청소 동작이 완료되면 상기 송신 코일에 인가되는 교류 전류의 크기를 제2 크기까지 감소시키는, 충전 기기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 청소 동작이 수행되는 제1 기간은 적어도 부분적으로 상기 제2 청소 동작이 수행되는 제2 기간과 중첩되는, 충전 기기.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 청소 동작이 수행되는 제1 기간과 상기 제2 청소 동작이 수행되는 제2 기간은 중첩되지 않는, 충전 기기.
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