KR102397451B1

KR102397451B1 - 에어로졸 생성 장치

Info

Publication number: KR102397451B1
Application number: KR1020200001569A
Authority: KR
Inventors: 이승원; 김용환; 윤성욱; 한대남
Original assignee: 주식회사 케이티앤지
Priority date: 2020-01-06
Filing date: 2020-01-06
Publication date: 2022-05-12
Also published as: KR20210088299A; EP3890525A1; US20220369712A1; JP2022519467A; WO2021141249A1; JP7257527B2; CN113412067B; EP3890525A4; CN113412067A

Abstract

에어로졸 생성 장치는 히터에 인접하게 배치되며, 히터로부터 열을 흡수하고, 흡수된 열을 전력으로 변환하는 열전 소자 및 변환된 전력을 이용하여 배터리를 충전하는 제어부를 포함한다.

Description

에어로졸 생성 장치{AEROSOL GENERATING DEVICE}

본 개시는 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 히터의 열을 이용하여 배터리를 충전할 수 있는 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.

근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 또는 액체 저장부 내의 에어로졸 생성물질이 가열됨에 따라 에어로졸을 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다.

이러한 에어로졸 생성 장치는 히터의 가열 시 많은 전력을 소비하므로, 에너지 효율을 극대화할 수 있는 기술이 요구된다.

본 개시의 기술적 과제는 히터의 열을 이용하여 에너지 효율을 극대화할 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 데에 있다.

본 개시의 기술적 과제는 상술한 바에 한정되지 않으며 이하의 예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.

일 측면에 따른 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 기질을 가열하는 히터, 상기 히터에 전력을 공급하는 배터리, 상기 히터에 인접하게 배치되며, 상기 히터로부터 열을 흡수하고, 상기 흡수된 열을 전력으로 변환하는 열전 소자 및 상기 히터의 가열 시간을 기초로, 상기 변환된 전력을 이용하여 상기 배터리를 충전하는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 제어부는 기 설정된 예열 시간이 도과한 시점부터 상기 변환된 전력을 상기 배터리에 공급한다.

또한, 상기 제어부는 상기 히터의 가열이 종료되기 이전의 기 설정된 충전 시점부터 상기 변환된 전력을 상기 배터리에 공급한다.

또한, 에어로졸 생성 장치는 상기 히터의 가열 시간을 카운트하는 타이머를 더 포함한다.

다른 측면에 따른 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 기질을 가열하는 히터, 상기 히터에 전력을 공급하는 배터리, 상기 히터에 인접하게 배치되며, 상기 히터로부터 열을 흡수하고, 상기 흡수된 열을 전력으로 변환하는 열전 소자 및 상기 히터의 가열 온도를 기초로, 상기 변환된 전력을 이용하여 상기 배터리를 충전하는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 제어부는 상기 히터의 온도가 기 설정된 예열 온도에 도달한 경우, 상기 변환된 전력을 상기 배터리에 공급한다.

또한, 상기 제어부는 상기 히터의 단위 시간당 온도 변화량의 절대 값이 기 설정된 임계 값 미만인 경우, 상기 변환된 전력을 상기 배터리에 공급한다.

또한, 상기 제어부는 상기 히터의 온도가 제1 온도에 도달한 이후에 상기 제1 온도 보다 낮은 제2 온도에 도달한 경우, 상기 변환된 전력을 상기 배터리에 공급한다.

또한, 에어로졸 생성 장치는 상기 히터의 온도를 감지하는 온도 감지부를 더 포함한다.

또 다른 측면에 따른 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 기질을 가열하는 히터, 상기 히터에 전력을 공급하는 배터리, 상기 히터에 인접하게 배치되는 제1 전극과, 상기 제1 전극과 이격되어 배치되는 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되는 열전 재료를 포함하고, 상기 히터가 가열되는 경우, 상기 제1 전극에 여기된 전자가 상기 제2 전극으로 이동함에 따라 발생되는 전기장 및 상기 제1 전극에 여기된 정공이 상기 제2 전극으로 이동함에 따라 발생되는 전기장에 의한, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 페르미 준위차를 이용하여 전력을 생성하는 열전 소자 및 상기 전력을 이용하여 상기 배터리를 충전하는 제어부를 포함한다.

또한, 열전 소자는 상기 제2 전극에 연결되며 상기 제2 전극에서 발생하는 열을 냉각하는 냉각부를 더 포함한다.

또한, 열전 소자는 상기 제1 전극에 연결되며, 상기 히터에서 발생한 열을 흡열하여 상기 제1 전극에 전달하는 흡열부를 더 포함한다.

또한, 에어로졸 생성 장치는 상기 열전 소자에 접속하며, 상기 전력을 저장하는 커패시터 소자 및 상기 커패시터 소자에 직렬 접속하며, 상기 제어부의 제어에 의해 온, 오프되는 스위칭 소자를 더 포함한다.

또한, 상기 제어부는 상기 히터의 가열 시간, 상기 히터의 가열 온도 및 상기 배터리의 충전 레벨 중 적어도 어느 하나에 기초하여 상기 스위칭 소자의 온, 오프를 제어한다.

또한, 에어로졸 생성 장치는 상기 열전 소자 및 상기 커패시터 소자 사이에 접속하며, 상기 열전 소자가 출력한 전류를 안정화시키는 레귤레이터 회로부를 더 포함한다.

본 개시의 에어로졸 생성 장치는 히터의 가열 시 발생하는 열을 이용하여 배터리를 충전함으로써, 에너지 효율이 극대화된다는 이점이 있다.

또한, 열전 소자에 포함된 냉각 부재는 에어로졸 생성 장치 내부에서 발생된 열을 차폐 또는 방열시키므로, 에어로졸 생성 장치의 사용 시, 열상으로부터 사용자를 보호할 수 있다.

발명의 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 에어로졸 생성 장치의 내부 블록도이다.
도 3은 도 2의 열전 소자를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 충전부의 회로도를 예시하는 도면이다.
도 5는 히터의 가열 시간에 기초한 전력 공급 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 히터의 가열 온도에 기초한 전력 공급 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 예열 시간에 기초한 전력 공급 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 히터의 가열 종료 시점에 기초한 전력 공급 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 히터의 예열 온도에 기초한 전력 공급 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 히터 온도의 단위 시간당 온도 변화량에 기초한 전력 공급 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 히터의 도달 온도에 기초한 전력 공급 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 배터리의 충전 레벨에 기초한 전력 공급 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

실시예들에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 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 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 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 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시의 에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 생성 시스템은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예를 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리(11), 제어부(12) 및 히터(13)를 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 공간에는 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 있음은 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

도 1에는 배터리(11), 제어부(12), 히터(13)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 구조는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(1)의 설계에 따라, 배터리(11), 제어부(12) 및 히터(13)의 배치는 변경될 수 있다.

궐련(2)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(1)는 히터(13)를 작동시켜, 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(13)에 의하여 발생된 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 히터(13)를 가열할 수 있다.

배터리(11)는 에어로졸 생성 장치(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(11)는 히터(13)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(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 배터리(11) 및 히터(13)뿐 만 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.

히터(13)는 배터리(11)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련(2)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 히터(13)는 궐련의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(13)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.

히터(13)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(13)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(13)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(13)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 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.

한편, 다른 예로, 히터(13)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(13)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(13)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, 에어로졸 생성 장치(1)에는 히터(13)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(13)들은 궐련(2)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(2)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(13)들 중 일부는 궐련(2)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(2)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(13)의 형상은 도 1에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 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 배터리(11)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(1)가 결합된 상태에서 히터(13)가 가열될 수도 있다.

궐련(2)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 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.

도 2는 본 개시에 따른 에어로졸 생성 장치의 내부 블록도이다.

도면을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 에어로졸 생성 기질을 가열하는 히터(13), 히터(13)에 전력을 공급하는 배터리(11), 히터(13)에서 발생된 열을 전력으로 변환하는 열전 소자(14), 변환된 전력을 이용하여 배터리(11)를 충전하는 충전부(15), 히터(13)의 온도를 감지하는 온도 감지부(16), 히터(13)의 가열 시간을 카운트하는 타이머(17), 배터리(11)의 충전 레벨을 감지하는 충전 레벨 감지부(18) 및 제어부(12)를 포함할 수 있다.

한편, 에어로졸 생성 장치(1)는 도 2의 구성 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이, 촉각 정보의 출력을 위한 모터 및 에어로졸 생성 장치(1)의 동작을 위한 정보를 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.

히터(13)는 에어로졸 기질을 가열할 수 있다. 히터(13)에 전원이 인가되면, 고유 저항에 의해 발열을 하고, 가열된 히터(13)에 에어로졸 생성 기질이 접촉(결합)되면, 에어로졸이 생성될 수 있다. 히터(13)는 도 1의 히터(13)에 대응하는 구성일 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 기질은 도 1의 궐련(2)일 수 있다.

배터리(11)는 히터(13)에 전력을 공급할 수 있다. 히터(13)에 공급되는 전력의 크기는 제어부(12)에 의해 조절될 수 있다.

제어부(12)는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 신호를 출력하여 히터(13)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(12)는 펄스 폭 변조기(Pulse Width Modulator)를 포함할 수 있다. 제어부(12)는 출력되는 펄스 폭 변조(PWM) 신호의 듀티(Duty)를 조절하여 히터(13)에 공급되는 전력을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 펄스 폭 변조(PWM) 신호의 듀티를 증가시켜 히터(13)에 공급되는 전력을 증가시킬 수 있다. 다른 예로, 제어부(12)는 펄스 폭 변조(PWM) 신호의 듀티를 감소시켜 히터(13)에 공급되는 전력을 감소시킬 수 있다.

배터리(11)는 충전이 가능한 이차 전지(secondary cell)일 수 있다. 예를 들어, 배터리(11)는 리튬인산철(LiFePO4)　배터리, 산화　리튬　코발트(LiCoO2)　배터리,　리튬 티탄산염 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

열전 소자(14)는 히터(13)에 인접하게 배치되며, 히터(13)에서 발생된 열을 흡수하고, 흡수된 열을 전력으로 변환할 수 있다. 열전 소자(14)는 제1 전극(도 3의 310) 및 제2 전극(320)을 포함하고, 제1 전극(310) 및 제2 전극(320)의 온도차에 기초하여 기전력(electromotive force, electromotance)을 발생시킬 수 있다. 열전 소자(14)의 전력 생성 방법에 대해서는 도 3에서 보다 상세하게 살펴본다.

충전부(15)는 열전 소자(14)가 생성한 전력에 기초하여 배터리(11)를 충전시킬 수 있다. 충전부(15)는 배터리(11)의 고속 충전이 가능하도록 설계될 수 있다.

충전부(15)는 배터리(11)의 안정적인 충전을 위한 레귤레이터 회로부(도 4의 410)를 포함할 수 있다. 또한, 충전부(15)는 열전 소자(14)가 생성한 전력을 저장하는 커패시터 소자(도 4의 C1)을 포함할 수 있다. 또한, 충전부(15)는 열전 소자(14)가 생성한 전력을 변환하는 컨버터(420)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 충전부(15)는 역전압을 방지하기 위한 역전압 보호 회로를 더 포함할 수 있다.

충전부(15)는 열전 소자(14)가 생성한 전력을 저장한 후, 제어부(12)의 제어에 의해 배터리(11)에 전력을 공급할 수 있다.

제어부(12)는 열전 소자(14)가 생성한 전력을 이용하여 배터리(11)를 충전시킬 수 있다. 제어부(12)는 히터(13)의 가열 시간, 히터(13)의 가열 온도 및 배터리(11)의 충전 레벨에 기초하여 배터리(11)를 충전 시킬 수 있다. 이를 위하여, 에어로졸 생성 장치(1)는 히터(13)의 가열 시간을 카운트하는 타이머(17), 히터(13)의 가열 온도를 감지하는 온도 감지부(16) 및 배터리(11)의 충전 레벨을 감지하는 충전 레벨 감지부(18)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 제어부(12)는 히터(13)의 가열 시간을 기초로, 변환된 전력을 이용하여 배터리(11)를 충전할 수 있다.

예를 들어, 제어부(12)는 기 설정된 예열 시간이 도과한 시점부터 변환된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다. 예열 시간은 에어로졸이 생성되는 온도를 고려하여 적절하게 설정될 수 있다.

다른 예로, 제어부(12)는 히터(13)의 가열이 종료되기 이전의 기 설정된 충전 시점부터 변환된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다. 충전 시점은 에어로졸 생성에 지장을 주지 않으면서도, 히터(13)에서 발생된 잔열(residual heat)을 최대로 이용할 수 있는 시점을 고려하여 설정될 수 있다.

제어부(12)는 히터(13)의 가열 온도를 기초로, 변환된 전력을 이용하여 배터리(11)를 충전할 수 있다.

예를 들어, 제어부(12)는 히터(13)의 온도가 기 설정된 예열 온도에 도달한 경우, 변환된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다. 예열 온도는 300도일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

다른 예로, 제어부(12)는 히터(13)의 단위 시간당 온도 변화량의 절대 값이 기 설정된 임계 값 미만인 경우, 변환된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다. 임계 값은 히터(13)의 안정적인 가열을 고려하여 적절하게 설정될 수 있다.

또 다른 예로, 제어부(12)는 히터(13)의 온도가 제1 온도에 도달한 이후에 제1 온도 보다 낮은 제2 온도에 도달한 경우, 변환된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다. 제1 온도는 예열 온도이고, 제2 온도는 히터(13)의 가열 종료 시점의 히터(13)의 온도일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

제어부(12)는 배터리(11)의 충전 레벨이 기 설정된 기준 레벨 이하인 경우, 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 기준 레벨은 배터리(11)의 총 용량의 30%일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

도 3은 도 2의 열전 소자를 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 열전 소자(14)는 히터(13)에 인접하게 배치되는 제1 전극(310), 제1 전극(310)과 이격되어 배치되는 제2 전극(320) 및 제1 전극(310) 및 제2 전극(320) 사이에 배치되는 열전 재료(330a, 330b, 이하, 구분의 필요가 없는 경우, 330이라 함)를 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 열전 소자(14)는 제2 전극(320)에 연결되며, 제2 전극(320)에서 발생한 열을 냉각하는 냉각부(350)를 더 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 열전 소자(14)는 제1 전극(310)에 연결되며 히터(13)에서 발생한 열을 흡열하여 제1 전극(310)에 전달하는 흡열부(340)를 더 포함할 수 있다.

제1 전극(310) 및 제2 전극(320)은 도전성 금속일 수 있다. 제1 전극(310)은 히터(13)에 인접하게 배치될 수 있다. 제2 전극(320)은 제1 전극(310)에 이격되어 배치될 수 있다. 제2 전극(320)은 히터(13)의 반대 방향에 배치되며, 에어로졸 생성 장치(1)의 케이스에 인접하게 배치될 수 있다.

열전 재료(330)는 제1 전극(310) 및 제2 전극(320) 사이에 배치될 수 있다. 열전 재료(330)의 일측은 제1 전극(310)과 연결되고, 열전 재료(330)의 타측은 제2 전극에 연결될 수 있다.

열전 재료(330)는 n형 반도체(330a) 및 P형 반도체(330b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, n형 반도체(330a)는 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb), 비스무트(Bi) 등이 도핑된 반도체일 수 있다. 또한, P형 반도체(330b)는 붕소(B), 알루미늄(Al), 인듐(In), 갈륨(Ga) 등이 도핑된 반도체일 수 있다.

열전 재료(330)의 종류에 따라 제1 전극(310)의 극성이 결정될 수 있다.

예를 들어, n형 반도체(330a)의 경우, 제1 전극(310)과 n형 반도체(330a)가 접하는 영역에 전자가 여기될(excited) 수 있다. 또한, 여기된 전자는 전도대(conduction band)를 통해 제2 전극(320)에 전달되고, 전자의 이동에 따라 전기장이 발생될 수 있다. 전기장은 n형 반도체(330a) 내의 페르미 준위의 경사를 야기하고, 이에 따라, 제1 전극(310)의 극성은 양전위가 될 수 있다.

다른 예로, P형 반도체(330b)의 경우, 제1 전극(310)과 P형 반도체(330b)가 접하는 영역에 정공이 여기될 수 있다. 또한, 여기된 정공은 전도대를 통해 제2 전극(320)에 전달되고, 정공의 이동에 따라 전기장이 발생될 수 있다. 전기장은 열전 재료(330) 내의 페르미 준위의 경사를 야기하고, 이에 따라, 제1 전극(310)의 극성은 음전위가 될 수 있다.

열전 재료(330) 내의 페르미 준위차에 의해 발생된 제1 전극(310) 및 제2 전극(320) 사이의 기전력은 배터리(11)의 충전에 사용될 수 있다.

한편, 열전 소자(14)가 생성한 기전력은 제1 전극(310) 및 제2 전극(320) 사이의 온도차에 비례하여 커질 수 있다. 따라서, 본 개시의 에어로졸 생성 장치(1)는 제1 전극(310) 및 제2 전극(320)의 온도 차이를 증가시키기 위하여, 제1 전극(310)에 연결되는 흡열부(340) 및 제2 전극(320)에 연결되는 냉각부(350)를 더 포함할 수 있다.

흡열부(340)는 히터(13)에서 발생한 열을 흡열하여, 제1 전극(310)에 전달할 수 있다. 흡열부(340)의 일측은 히터(13)에 인접하고, 흡열부(340)의 타측은 제1 전극(310)에 접할 수 있다.

냉각부(350)는 제2 전극(320)에서 발생한 열을 냉각시킬 수 있다. 냉각부(350)의 일측은 제2 전극(320)에 접할 수 있다. 냉각부(350)의 타측은 냉각 공기와의 접촉면적을 증가시키기 위하여, 다수의 돌기가 형성될 수 있다.

제1 전극(310) 및 제2 전극(320)의 온도 차이를 극대화하기 위하여, 흡열부(340)의 두께(d1)는 냉각부(350)의 두께(d2)보다 작을 수 있다.

흡열부(340) 및 냉각부(350)는 열전도성 소재로 제작될 수 있다. 예를 들어, 냉각부(350)는 알루미늄, 탄소강, 스테인레스강 중 어느 하나 또는 상기 금속 군에서 선택된 합금으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

도 4는 도 2의 충전부의 회로도를 예시하는 도면이다.

도면을 참조하면, 충전부(15)는 열전 소자(14)가 생성한 전력을 안정화시키는 레귤레이터 회로부(410), 열전 소자(14)가 생성한 전력을 저장하는 커패시터 소자(C1), 커패시터 소자(C1)에 저장된 전력의 공급을 제어하는 스위칭 소자(Sw) 및 배터리(11)에 공급되는 전압을 가변하는 컨버터(420)를 포함할 수 있다.

레귤레이터 회로부(410)는 열전 소자(14)의 출력단에 접속할 수 있다. 레귤레이터 회로부(410)는 열전 소자(14)가 출력한 전류를 안정화시킬 수 있다. 이를 위하여, 레귤레이터 회로부(410)는 정전류 회로를 포함할 수 있다.

커패시터 소자(C1)는 레귤레이터 회로부(410)에 접속할 수 있다. 커패시터 소자(C1)는 레귤레이터 회로부(410)가 출력한 전류에 대응하여 전력을 저장할 수 있다. 커패시터 소자(C1)의 커패시턴스(capacitance) 크기는 열전 소자(14)의 열전 효율에 기초하여 설정될 수 있다.

스위칭 소자(Sw)는 커패시터 소자(C1)에 직렬 접속하며, 제어부(12)의 제어에 의해 온(on), 오프(off)될 수 있다.

구체적으로, 제어부(12)는 제1 제어 신호(S1), 제2 제어 신호(S2) 및 제3 제어 신호 중 적어도 하나의 제어 신호를 출력할 수 있다.

제1 제어 신호(S1)는 히터(13)의 가열 시간에 기초한 제어 신호일 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 기 설정된 예열 시간이 도과한 경우 제1 제어 신호(S1)를 출력할 수 있다. 다른 예로, 제어부(12)는 히터(13)의 가열이 종료되기 이전의 기 설정된 충전 시점에 제1 제어 신호(S1)를 출력할 수 있다.

제2 제어 신호(S2)는 히터(13)의 가열 온도에 기초한 제어 신호일 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 히터(13)의 온도가 기 설정된 예열 온도에 도달한 경우 제2 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다. 다른 예로, 제어부(12)는 히터(13)의 단위 시간당 온도 변화량의 절대 값이 기 설정된 임계 값 미만인 경우 제2 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다. 또 다른 예로, 제어부(12)는 히터(13)의 온도가 제1 온도에 도달한 이후에 제1 온도 보다 낮은 제2 온도에 도달한 경우 제2 제어 신호(S2)를 출력할 수 있다.

제3 제어 신호(S3)는 배터리(11)의 충전 레벨에 기초한 제어 신호일 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 배터리(11)의 충전 레벨이 기 설정된 기준 레벨 이하인 경우 제3 제어 신호(S3)를 출력할 수 있다.

스위칭 소자(Sw)는 제1 제어 신호(S1), 제2 제어 신호(S2) 및 제3 제어 신호(S3) 중 적어도 어느 하나의 제어 신호를 수신한 경우, 턴 온 될 수 있다. 스위칭 소자(Sw)가 턴 온 되는 경우, 커패시터 소자(C1)에 저장된 전력이 배터리(11)에 제공될 수 있다.

컨버터(420)는 배터리(11)에 공급되는 전압을 가변할 수 있다. 컨버터(420)는 커패시터 소자(C1)에 저장된 전압을 승압 또는 강압할 수 있다. 예를 들어, 컨버터(420)는 커패시터 소자(C1)에 저장된 전압을 3.5V로 승압 또는 강압할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 컨버터(420)는 가변된 전압을 배터리(11)에 공급할 수 있다.

배터리(11)는 컨버터(420)가 출력한 전압을 이용하여 충전될 수 있다.

도 5는 히터의 가열 시간에 기초한 전력 공급 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 도 5에는 히터(13)의 가열 시간에 따른 히터(13)의 온도 변화 그래프(510)가 도시되어 있다. 도 5에서와 같이, 제어부(12)는 기 설정된 예열 시간(t1) 동안 히터(13)에 전력을 급속하게 공급하고, 예열 시간(t1) 이후 기 설정된 흡연 시간(t2)동안 히터(13)의 온도가 에어로졸 생성에 적절한 온도가 유지되도록 전력을 공급한다. 예를 들어, 예열 시간(t1)은 40초이고, 흡연 시간(t2)은 4분일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예열 시간(t1) 및 흡연 시간(t2)은 에어로졸 생성 기질의 기화 온도, 배터리(11)의 전력, 히터(13) 성능 등을 고려하여 설정될 수 있다.

제어부(12)는 히터(13)의 가열 시간을 기초로, 변환된 전력을 히터(13)에 공급할 수 있다.

예를 들어, 제어부(12)는 기 설정된 예열 시간(t1)이 도과한 시점(p1)부터 변환된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다. 이는 열전 소자(14)가 전력을 생성하기 위해서는 히터(13)의 온도가 열전 재료(330)의 전자 및 정공을 여기시키기에 충분한 온도 이상이어야 하고, 예열 시간(t1) 동안에는 단 시간에 많은 전력이 요구되므로, 열전 소자(14)가 제공한 전력에 의하여 배터리(11)의 출력 전압이 불안정해지는 것을 방지하기 위함이다.

다른 예로, 제어부(12)는 히터(13)의 가열이 종료되기 이전의 기 설정된 충전 시점(p2)부터 변환된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다. 충전 시점(p2)은 가열 종료 시점(p3)으로부터 기 설정된 시간(ta) 앞선 시점일 수 있으며, 가열 종료 시점(p3)에 인접하게 설정될 수 있다. 기 설정된 시간(ta)은 2초일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이는 사용자에게 일정한 끽미감을 제공하기 위해서는 흡연 시간(t2) 동안 히터(13)의 온도가 정밀하게 유지되어야 하므로, 흡연 시간(t2) 동안 배터리(11)의 충전으로 인한 히터(13)의 온도 프로파일이 변경되는 것을 최대한 방지하는 한편 히터(13)의 가열 종료 시 발생하는 잔열을 이용하여 배터리(11)를 충전하도록 함으로써, 에너지 효율을 극대화하기 위함이다.

도 6은 히터의 가열 온도에 기초한 전력 공급 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 도 6에는 히터(13)의 온도 프로파일(610)이 도시되어 있다. 도 6에서와 같이, 제어부(12)는 히터(13)에 공급되는 전력을 제어하여 히터(13)의 온도를 기 설정된 예열 온도(tm1)까지 급속하게 증가시킨 후, 히터(13)의 온도가 예열 온도(tm1)에 도달한 경우 히터(13)의 온도를 에어로졸 생성에 적절한 온도인 흡연 온도(tm2)까지 감소시시킬 수 있다. 또한, 제어부(12)는 히터(13)의 온도가 흡연 온도(tm2)에 도달한 경우, 가열 종료 시까지 흡연 온도(tm2)를 유지할 수 있다. 예를 들어, 예열 온도(tm1)는 300도일 수 있고, 흡연 온도(tm2)는 250도일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예열 온도(tm1) 및 흡연 온도(tm2)는 에어로졸 생성 기질의 기화 온도, 배터리(11)의 전력, 히터(13) 성능 등을 고려하여 설정될 수 있다.

제어부(12)는 히터(13)의 가열 온도를 기초로, 변환된 전력을 히터(13)에 공급할 수 있다.

예를 들어, 제어부(12)는 히터(13)의 온도가 기 설정된 예열 온도(tm1)에 도달한 경우, 변환된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다. 배터리(11)의 충전 시점을 예열 시간(t1)이 아닌 예열 온도(tm1)에 기초하여 제어하는 경우, 배터리(11)의 충전 시 발생하는 출력 전압의 불안정에 의한 히터(13)의 불충분한 예열을 방지할 수 있다.

다른 예로, 제어부(12)는 히터(13)의 단위 시간당 온도 변화량의 절대 값이 기 설정된 임계 값 미만인 경우, 변환된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다. 단위 시간당 온도 변화량이 크다는 의미는 배터리(11)에서 히터(13)로 공급되는 출력 전압의 변화가 크다는 의미와 동일하므로, 히터(13)의 단위 시간당 온도 변화량이 큰 상태에서, 배터리(11)가 충전되는 경우, 출력 전압의 불안정성이 더욱 증가될 우려가 있기 때문에, 임계 값은 예열 구간에서 히터(13)의 단위 시간당 온도 변화량의 절대 값(△|a|)과 동일할 수 있다.

또 다른 예로, 제어부(12)는 히터(13)의 온도가 제1 온도에 도달한 이후에, 제1 온도 보다 낮은 제2 온도에 도달한 경우, 변환된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다. 제1 온도는 예열 온도(tm1)이고, 제2 온도는 흡연 온도(tm2)일 수 있다. 제1 온도를 예열 온도로 설정함에 따라, 히터(13)의 충분한 예열이 보장될 수 있을 뿐만 아니라, 배터리(11)의 충전이 출력 전압의 변화가 적은 구간에서 수행되므로, 보다 안정적으로 히터(13)의 제어가 가능하다.

도 7은 예열 시간에 기초한 전력 공급 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도면을 참조하면, S710 단계에서, 열전 소자(14)는 히터(13)로부터 열을 흡수하고, 흡수된 열을 전력으로 변환할 수 있다.

열전 소자(14)는 히터(13)에 인접하게 배치되는 제1 전극(310)과, 제1 전극(310)과 이격되어 배치되는 제2 전극(320)과, 제1 전극(310) 및 제2 전극(320) 사이에 배치되는 열전 재료(330)를 포함할 수 있다. 또한, 열전 소자(14)는 히터(13)가 가열되는 경우, 제1 전극(310)에 여기된 전자가 제2 전극(320)으로 이동함에 따라 발생되는 전기장 및 제1 전극(310)에 여기된 정공이 제2 전극(320)으로 이동함에 따라 발생되는 전기장에 의한, 제1 전극(310) 및 제2 전극(320)의 페르미 준위차를 이용하여 전력을 생성할 수 있다.

S720 단계에서, 제어부(12)는 히터(13)의 가열 시간이 기 설정된 예열 시간을 도과하였는지 여부를 판단할 수 있다. 제어부(12)는 타이머(17)가 제공한 히터(13)의 가열 시간 정보에 기초하여 히터(13)의 가열 시간이 기 설정된 예열 시간을 도과하였는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 예열 시간은 40초일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예열 시간은 에어로졸 생성 기질의 기화 온도, 배터리(11)의 전력, 히터(13) 성능 등을 고려하여 설정될 수 있다.

S730 단계에서, 제어부(12)는 히터(13)의 가열 시간이 예열 시간을 도과한 경우, 변환된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다. 제어부(12)는 스위칭 소자(SW)를 턴 온시켜, 커패시터 소자(C1)에 저장된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다.

도 8은 히터의 가열 종료 시점에 기초한 전력 공급 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도면을 참조하면, S810 단계에서, 열전 소자(14)는 히터(13)로부터 열을 흡수하고, 흡수된 열을 전력으로 변환할 수 있다. 도 8의 S810 단계는 도 7의 S710 단계에 대응될 수 있다.

S820 단계에서, 제어부(12)는 히터의 가열 시간이 히터(13)의 가열이 종료되기 이전의 기 설정된 충전 시점인지 여부를 판단할 수 있다. 제어부(12)는 타이머(17)가 제공한 히터(13)의 가열 시간 정보에 기초하여 히터(13)의 가열 시간이 기 설정된 충전 시점에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다. 충전 시점은 가열 종료 시점에 인접하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 충전 시점은 가열 종료 시점으로부터 2초 앞선 시점일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

S830 단계에서, 제어부(12)는 히터의 가열 시간이 가열이 종료되기 이전의 기 설정된 충전 시점에 도달한 경우, 변환된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다. 제어부(12)는 스위칭 소자(SW)를 턴 온시켜, 커패시터 소자(C1)에 저장된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다.

도 9는 히터의 예열 온도에 기초한 전력 공급 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도면을 참조하면, S910 단계에서, 열전 소자(14)는 히터(13)로부터 열을 흡수하고, 흡수된 열을 전력으로 변환할 수 있다. 도 9의 S910 단계는 도 7의 S710 및 도 8의 S810 단계에 대응될 수 있다.

S920 단계에서, 제어부(12)는 히터(13)의 가열 온도가 기 설정된 예열 온도에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다. 제어부(12)는 온도 감지부(16)가 제공한 히터(13)의 온도 정보에 기초하여 히터(13)의 가열 온도가 기 설정된 예열 온도에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 예열 온도는 300도일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예열 온도는 에어로졸 생성 기질의 기화 온도, 배터리(11)의 전력, 히터(13) 성능 등을 고려하여 설정될 수 있다.

S930 단계에서, 제어부(12)는 히터의 가열 온도가 기 설정된 예열 온도에 도달한 경우, 변환된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다. 제어부(12)는 스위칭 소자(SW)를 턴 온시켜, 커패시터 소자(C1)에 저장된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다.

도 10은 히터 온도의 단위 시간당 온도 변화량에 기초한 전력 공급 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도면을 참조하면, S1010 단계에서, 열전 소자(14)는 히터(13)로부터 열을 흡수하고, 흡수된 열을 전력으로 변환할 수 있다. 도 10의 S1010 단계는 도 7의 S710, 도 8의 S810 및 도 9의 S910 단계에 대응될 수 있다.

S1020 단계에서, 제어부(12)는 히터(13)의 단위 시간당 온도 변화량의 절대 값이 기 설정된 임계 값 미만인지 여부를 판단할 수 있다. 제어부(12)는 온도 감지부(16)가 제공한 히터(13)의 온도 정보에 기초하여 히터(13)의 단위 시간당 온도 변화량을 계산할 수 있다. 임계 값은 예열 구간에서 히터(13)의 단위 시간당 온도 변화량의 절대 값과 동일할 수 있다. 예를 들어, 단위 시간당 온도 변화량은 7.5 ℃/s 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

S1030 단계에서, 제어부(12)는 히터(13)의 단위 시간당 온도 변화량의 절대 값이 기 설정된 임계 값 미만인 경우, 변환된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다. 제어부(12)는 스위칭 소자(SW)를 턴 온시켜, 커패시터 소자(C1)에 저장된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다.

도 11은 히터의 도달 온도에 기초한 전력 공급 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도면을 참조하면, S1110 단계에서, 열전 소자(14)는 히터(13)로부터 열을 흡수하고, 흡수된 열을 전력으로 변환할 수 있다. 도 11의 S1110 단계는 도 7의 S710, 도 8의 S810, 도 9의 S910 및 도 10의 S1010 단계에 대응될 수 있다.

S1120 단계에서, 제어부(12)는 히터(13)의 온도가 제1 온도에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다. 제1 온도는 예열 온도일 수 있다. 예를 들어, 제1 온도는 300도일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

S1130 단계에서, 제어부(12)는 히터의 온도가 제1 온도에 도달한 경우, 계속하여, 히터(13)의 온도가 제1 온도 보다 낮은 제2 온도에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다. 제2 온도는 흡열 온도일 수 있다. 예를 들어, 제2 온도는 250일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

S1120 단계 및 S1130 단계에서, 제어부(12)는 온도 감지부(16)가 제공한 히터(13)의 온도 정보에 기초하여 히터(13)의 온도가 제1 온도 및 제2 온도에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다.

S1140 단계에서, 제어부(12)는 히터(13)의 온도가 제2 온도에 도달한 경우, 변환된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다. 제어부(12)는 스위칭 소자(SW)를 턴 온시켜, 커패시터 소자(C1)에 저장된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다.

도 12는 배터리의 충전 레벨에 기초한 전력 공급 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도면을 참조하면, S1210 단계에서, 열전 소자(14)는 히터(13)로부터 열을 흡수하고, 흡수된 열을 전력으로 변환할 수 있다. 도 12의 S1210 단계는 도 7의 S710, 도 8의 S810, 도 9의 S910, 도 10의 S1010 및 도 11의 S1110 단계에 대응될 수 있다.

S1220 단계에서, 제어부(12)는 배터리(11)의 충전 레벨이 기 설정된 기준 레벨 이하인지 여부를 판단할 수 있다. 기준 레벨은 배터리(11)의 총 용량 30%일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

S1230 단계에서, 제어부(12)는 배터리(11)의 충전 레벨이 기 설정된 기준 레벨 이하인 경우, 변환된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다. 제어부(12)는 스위칭 소자(SW)를 턴 온시켜, 커패시터 소자(C1)에 저장된 전력을 배터리(11)에 공급할 수 있다.

상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.

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 개시의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 개시에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 에어로졸 생성 장치
11: 배터리
12: 제어부
13: 히터
14: 열전소자

Claims

에어로졸 생성 기질을 가열하는 히터;
상기 히터에 전력을 공급하는 배터리;
상기 히터에 인접하게 배치되며, 상기 히터로부터 열을 흡수하고, 상기 흡수된 열을 전력으로 변환하는 열전 소자;
상기 변환된 전력을 저장하는 충전부; 및
상기 히터의 가열 시간을 기초로, 상기 충전부를 제어하여 상기 배터리를 충전하는 제어부;를 포함하는 에어로졸 생성 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
기 설정된 예열 시간이 도과한 시점부터 상기 변환된 전력을 상기 배터리에 공급하는 에어로졸 생성 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 히터의 가열이 종료되기 이전의 기 설정된 충전 시점부터 상기 변환된 전력을 상기 배터리에 공급하는 에어로졸 생성 장치.
제1항에 있어서,
상기 히터의 가열 시간을 카운트하는 타이머;를 더 포함하는 에어로졸 생성 장치.
에어로졸 생성 기질을 가열하는 히터;
상기 히터에 전력을 공급하는 배터리;
상기 히터에 인접하게 배치되며, 상기 히터로부터 열을 흡수하고, 상기 흡수된 열을 전력으로 변환하는 열전 소자;
상기 변환된 전력을 저장하는 충전부; 및
상기 히터의 가열 온도를 기초로, 상기 충전부를 제어하여 상기 배터리를 충전하는 제어부;를 포함하는 에어로졸 생성 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어부는
상기 히터의 온도가 기 설정된 예열 온도에 도달한 경우, 상기 변환된 전력을 상기 배터리에 공급하는 에어로졸 생성 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어부는
상기 히터의 단위 시간당 온도 변화량의 절대 값이 기 설정된 임계 값 미만인 경우, 상기 변환된 전력을 상기 배터리에 공급하는 에어로졸 생성 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어부는
상기 히터의 온도가 제1 온도에 도달한 이후에 상기 제1 온도 보다 낮은 제2 온도에 도달한 경우, 상기 변환된 전력을 상기 배터리에 공급하는 에어로졸 생성 장치.
제5항에 있어서,
상기 히터의 온도를 감지하는 온도 감지부;를 더 포함하는 에어로졸 생성 장치.
에어로졸 생성 기질을 가열하는 히터;
상기 히터에 전력을 공급하는 배터리;
상기 히터에 인접하게 배치되는 제1 전극과, 상기 제1 전극과 이격되어 배치되는 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되는 열전 재료를 포함하고, 상기 히터가 가열되는 경우, 상기 제1 전극에 여기된 전자가 상기 제2 전극으로 이동함에 따라 발생되는 전기장 및 상기 제1 전극에 여기된 정공이 상기 제2 전극으로 이동함에 따라 발생되는 전기장에 의한, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 페르미 준위차를 이용하여 전력을 생성하는 열전 소자;
상기 생성된 전력을 저장하는 충전부; 및
상기 히터의 가열 시간, 상기 히터의 가열 온도 및 상기 배터리의 충전 레벨 중 적어도 어느 하나를 기초로 상기 충전부를 제어하여 상기 배터리를 충전하는 제어부;를 포함하는 에어로졸 생성 장치.
제10항에 있어서,
상기 열전 소자는
상기 제2 전극에 연결되며 상기 제2 전극에서 발생하는 열을 냉각하는 냉각부;를 더 포함하는 에어로졸 생성 장치.
제10항에 있어서,
상기 열전 소자는
상기 제1 전극에 연결되며, 상기 히터에서 발생한 열을 흡열하여 상기 제1 전극에 전달하는 흡열부;를 더 포함하는 에어로졸 생성 장치.
제10항에 있어서,
상기 열전 소자에 접속하며, 상기 전력을 저장하는 커패시터 소자; 및
상기 커패시터 소자에 직렬 접속하며, 상기 제어부의 제어에 의해 온, 오프되는 스위칭 소자;를 더 포함하는 에어로졸 생성 장치.
제13항에 있어서,
상기 제어부는
상기 히터의 가열 시간, 상기 히터의 가열 온도 및 상기 배터리의 충전 레벨 중 적어도 어느 하나에 기초하여 상기 스위칭 소자의 온, 오프를 제어하는 에어로졸 생성 장치.
제13항에 있어서,
상기 열전 소자 및 상기 커패시터 소자 사이에 접속하며, 상기 열전 소자가 출력한 전류를 안정화시키는 레귤레이터 회로부;를 더 포함하는 에어로졸 생성 장치.