KR102412117B1 - 에어로졸 생성 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따르면, 배터리, 배터리로부터 공급되는 전력에 의해 가열되는 히터, 배터리로부터 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는 소정의 제1 주기에 따라 히터의 전압값을 측정하고, 히터의 전압값과 제1 기준값의 비교에 기초하여, 소정의 제1 주기를 변경하는 에어로졸 생성 장치가 제공될 수 있다.

Description

에어로졸 생성 장치 및 그 동작 방법{AEROSOL GENERATING APPARATUS AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}
본 출원에 의해 개시되는 발명은 에어로졸 생성 장치 및 그 동작 방법에 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.
특히, 에어로졸 생성 물질에 대한 가열 정도를 미리 설정된 범위 내에서 정밀하게 제어함으로써, 에어로졸 생성 물질의 탄화를 방지하고, 사용자의 안전을 도모하려는 시도가 증가하고 있다.
특허문헌 1: 공개특허공보 제10-2019-0140455호(2019. 12. 19.)
본 발명의 과제는, 히터의 온도에 따라 히터의 온도를 측정하는 주기를 조절함으로써 히터의 온도에 변화에 대응하는 속도를 향상시킨 에어로졸 생성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따르면, 배터리, 배터리로부터 공급되는 전력에 의해 가열되는 히터, 배터리로부터 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는 소정의 제1 주기에 따라 히터의 전압값을 측정하고, 히터의 전압값과 제1 기준값의 비교에 기초하여, 소정의 제1 주기를 변경하는 에어로졸 생성 장치가 제공될 수 있다.
배터리, 배터리로부터 공급되는 전력에 의해 가열되는 히터, 배터리로부터 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어부를 포함하는 에어로졸 생성 장치의 동작 방법으로서, 소정의 제1 주기에 따라 히터의 온도값을 측정하는 단계 및 히터의 온도값과 기준값의 비교에 기초하여, 소정의 제1 주기를 변경하는 단계를 포함하는 에어로졸 생성 장치의 동작 방법이 제공될 수 있다.
상술한 에어로졸 생성 장치의 동작 방법은 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다.
본 발명에 의하면, 에어로졸 생성 장치의 히터의 온도에 변화에 대응하는 속도를 향상시킴으로써, 에어로졸 생성 물질의 탄화를 방지하고, 사용자의 안전을 도모할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 물질을 보유하는 교체 가능한 카트리지와 이를 구비한 에어로졸 생성 장치의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 일 작동 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 다른 작동 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작 방법에 관한 순서도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 소정의 주기에 따라 히터에 인가된 전압값을 측정하는 것에 관한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작 방법에 관한 순서도이다.
도 8 내지 도 10은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 도 5에 따른 동작 방법을 수행하면서 히터에 가열 전력을 인가하고, 히터의 전압값을 측정하는 것에 관한 도면이다.
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 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 물질을 보유하는 교체 가능한 카트리지와 이를 구비한 에어로졸 생성 장치의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 1에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(5)는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(20)와, 카트리지(20)를 지지하는 본체(10)를 포함한다.
카트리지(20)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체(10)에 결합할 수 있다. 카트리지(20)의 일부분이 본체(10)의 수용 공간(19)에 삽입됨으로써 카트리지(20)가 본체(10)에 장착될 수 있다.
카트리지(20)는 예를 들어 액체 상태나, 고체 상태나, 기체 상태나, 겔(gel) 상태 등의 어느 하나의 상태를 갖는 에어로졸 생성 물질을 보유할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 액상 조성물을 포함할 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.
액상 조성물은 예를 들어, 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 및 비타민 혼합물의 어느 하나의 성분이나, 이들 성분의 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.
예를 들어, 액상 조성물은 니코틴 염이 첨가된 임의의 중량비의 글리세린 및 프로필렌 글리콜 용액을 포함할 수 있다. 액상 조성물에는 2종 이상의 니코틴 염이 포함될 수도 있다. 니코틴 염은 니코틴에 유기산 또는 무기산을 포함하는 적절한 산을 첨가함으로써 형성될 수 있다. 니코틴은 자연적으로 발생하는 니코틴 또는 합성 니코틴으로서, 액상 조성물의 총 용액 중량에 대한 임의의 적절한 중량의 농도를 가질 수 있다.
니코틴 염의 형성을 위한 산은 혈중 니코틴 흡수 속도, 에어로졸 생성 장치(5)의 작동 온도, 향미 또는 풍미, 용해도 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 니코틴 염의 형성을 위한 산은 벤조산, 락트산, 살리실산, 라우르산, 소르브산, 레불린산, 피루브산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 카프릴산, 카프르산, 시트르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 페닐아세트산, 타르타르산, 숙신산, 푸마르산, 글루콘산, 사카린산, 말론산 또는 말산으로 구성된 군으로부터 선택되는 단독의 산 또는 상기 군으로부터 선택되는 2 이상의 산들의 혼합이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
카트리지(20)는 본체(10)로부터 전달되는 전기 신호 또는 무선 신호 등에 의해 작동함으로써 카트리지(20)의 내부의 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기체의 상으로 변환하여 에어로졸(aerosol)을 발생시키는 기능을 수행한다. 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 공기가 혼합된 상태의 기체를 의미할 수 있다.
예를 들어, 카트리지(20)는 본체(10)로부터 전기 신호를 공급받아 에어로졸 생성 물질을 가열하거나, 초음파 진동 방식을 이용하거나, 유도 가열 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질의 상을 변환할 수 있다. 다른 예로서, 카트리지(20)가 자체적인 전력원을 포함하는 경우에는 본체(10)로부터 카트리지(20)에 전달되는 전기적인 제어 신호나 무선 신호에 의해 카트리지(20)가 작동함으로써 에어로졸을 발생시킬 수 있다.
카트리지(20)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용하는 액체 저장부(21)와, 액체 저장부(21)의 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 변환하는 기능을 수행하는 무화기(atomizer)를 포함할 수 있다.
액체 저장부(21)가 내부에 '에어로졸 생성 물질을 수용한다'는 것은 액체 저장부(21)가 그릇(container)의 용도와 같이 에어로졸 생성 물질을 단순히 담는 기능을 수행하는 것과, 액체 저장부(21)의 내부에 예를 들어 스펀지(sponge)나 솜이나 천이나 다공성 세라믹 구조체와 같은 에어로졸 생성 물질을 함침(함유)하는 요소를 포함하는 것을 의미한다.
무화기는 예를 들어, 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 액체 전달 수단(wick; 윅)과, 액체 전달 수단을 가열하여 에어로졸을 발생하는 히터를 포함할 수 있다.
액체 전달 수단은 예를 들어 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹의 적어도 하나를 포함할 수 있다.
히터는 전기 저항에 의해 열을 발생시킴으로써 액체 전달 수단에 전달되는 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위하여 구리, 니켈, 텅스텐 등의 금속 소재를 포함할 수 있다. 히터는 예를 들어, 금속 열선(wire), 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으며, 니크롬선과 같은 소재를 이용하여 전도성 필라멘트로 구현되거나 액체 전달 수단에 감기거나 액체 전달 수단에 인접하게 배치될 수 있다.
무화기는 또한 별도의 액체 전달 수단을 사용하지 않고 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 기능과 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생하는 기능을 모두 수행하는 메시 형상(mesh shape)이나 판 형상(plate shape)의 발열체로 구현될 수 있다.
카트리지(20)의 내부에 수용된 에어로졸 생성 물질을 외부에서 시각적으로 확인할 수 있도록 카트리지(20)의 액체 저장부(21)는 적어도 일부가 투명한 소재를 포함할 수 있다. 액체 저장부(21)는 본체(10)에 결합할 때에 본체(10)의 홈(11)에 삽입될 수 있도록 액체 저장부(21)로부터 돌출하는 돌출창(21a)을 포함한다. 마우스피스(22) 및 액체 저장부(21)의 전체가 투명한 플라스틱이나 유리 등의 소재로 제작될 수 있으며, 액체 저장부(21)의 일부분에 해당하는 돌출창(21a)만이 투명한 소재로 제작될 수 있다.
본체(10)는 수용 공간(19)의 내측에 배치된 접속 단자(10t)를 포함한다. 본체(10)의 수용 공간(19)에 카트리지(20)의 액체 저장부(21)가 삽입되면 본체(10)는 접속 단자(10t)를 통하여 카트리지(20)에 전력을 제공하거나, 카트리지(20)의 작동과 관련한 신호를 카트리지(20)에 공급할 수 있다.
카트리지(20)의 액체 저장부(21)의 일측 단부에는 마우스피스(22)가 결합된다. 마우스피스(22)는 에어로졸 생성 장치(5)의 사용자의 구강으로 삽입되는 부분이다. 마우스피스(22)는 액체 저장부(21) 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공(22a)을 포함한다.
본체(10)에는 슬라이더(7)가 본체(10)에 대하여 이동 가능하게 결합된다. 슬라이더(7)는 본체(10)에 대해 이동함으로써 본체(10)에 결합된 카트리지(20)의 마우스피스(22)의 적어도 일부를 덮거나 마우스피스(22)의 적어도 일부를 외부로 노출시키는 기능을 수행한다. 슬라이더(7)는 카트리지(20)의 돌출창(21a)의 적어도 일부를 외부로 노출시키는 장공(7a)을 포함한다.
슬라이더(7)는 내부가 비어 있으며 양측 단부가 개방된 통 형상을 갖는다. 슬라이더(7)의 구조는 도면에 도시된 것과 같이 통 형상으로 제한되는 것은 아니며, 본체(10)의 가장자리에 결합된 상태를 유지하면서 본체(10)에 대해 이동 가능한 클립 모양의 단면 형상을 갖는 절곡된 판의 구조나, 만곡된 원호 모양의 단면 형상을 갖는 구부러진 반원통 형상 등의 구조를 가질 수 있다.
슬라이더(7)는 본체(10)와 카트리지(20)에 대한 슬라이더(7)의 위치를 유지하기 위한 자성체를 포함한다. 자성체는 영구자석이나, 철, 니켈, 코발트, 또는 이들의 합금 등과 같은 소재를 포함할 수 있다.
자성체는 슬라이더(7)의 내부 공간을 사이에 두고 서로 마주보는 두 개의 제1 자성체(8a)와, 슬라이더(7)의 내부 공간을 사이에 두고 서로 마주보는 두 개의 제2 자성체(8b)를 포함한다. 제1 자성체(8a)와 제2 자성체(8b)는 슬라이더(7)의 이동 방향, 즉 본체(10)가 연장하는 방향인 본체(10)의 길이 방향을 따라 서로 이격되게 배치된다.
본체(10)는 슬라이더(7)가 본체(10)에 대하여 이동하는 동안 슬라이더(7)의 제1 자성체(8a)와 제2 자성체(8b)가 이동하는 경로 상에 배치된 고정 자성체(9)를 포함한다. 본체(10)의 고정 자성체(9)도 수용 공간(19)을 사이에 두고 서로 마주보도록 두 개가 설치될 수 있다.
슬라이더(7)의 위치에 따라, 고정 자성체(9)와 제1 자성체(8a) 또는 고정 자성체(9)와 제2 자성체(8b) 사이에서 작용하는 자력에 의하여 슬라이더(7)는 마우스피스(22)의 단부를 덮거나 노출시키는 위치에 안정적으로 유지될 수 있다.
본체(10)는 슬라이더(7)가 본체(10)에 대하여 이동하는 동안 슬라이더(7)의 제1 자성체(8a)와 제2 자성체(8b)의 이동하는 경로 상에 배치되는 위치변화 감지 센서(3)를 포함한다. 위치변화 감지 센서(3)는 예를 들어 자기장의 변화를 감지하여 신호를 발생하는 홀 효과(hall effect)를 이용한 홀 센서(hall IC)를 포함할 수 있다.
상술한 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(5)에서 본체(10)와 카트리지(20)와 슬라이더(7)는 길이 방향을 가로지르는 방향에서의 단면 형상이 대략 직사각형이지만, 실시예는 이러한 에어로졸 생성 장치(5)의 형상에 의해 제한되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(5)는 예를 들어 원형이나 타원형이나 정사각형이나 여러 가지 형태의 다각형의 단면 형상을 가질 수 있다. 또한 에어로졸 생성 장치(5)가 길이 방향으로 연장할 때 반드시 직선적으로 연장하는 구조로 제한되는 것은 아니며, 사용자가 손으로 잡기 편하게 예를 들어 유선형으로 만곡되거나 특정 영역에서 미리 정해진 각도로 절곡되며 길게 연장할 수 있다.
도 2는 도 1에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 일 작동 상태를 도시한 사시도이다.
도 2에서는 슬라이더(7)가 본체(10)와 결합된 카트리지의 마우스피스(22)의 단부를 덮는 위치로 이동한 작동 상태가 도시되었다. 슬라이더(7)가 마우스피스(22)의 단부를 덮는 위치로 이동한 상태에서는 마우스피스(22)가 외부의 이물질로부터 안전하게 보호되며 청결한 상태로 유지될 수 있다.
사용자는 슬라이더(7)의 장공(7a)을 통하여 카트리지의 돌출창(21a)을 시각적으로 확인함으로써 카트리지가 보유하는 에어로졸 생성 물질의 잔량을 확인할 수 있다. 사용자는 에어로졸 생성 장치(5)를 사용하기 위해서 슬라이더(7)를 본체(10)의 길이 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 3은 도 1에 나타난 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 예시적인 다른 작동 상태를 도시한 사시도이다.
도 3에서는 슬라이더(7)가 본체(10)와 결합된 카트리지의 마우스피스(22)의 단부를 외부로 노출시키는 위치로 이동한 작동 상태가 도시되었다. 슬라이더(7)가 마우스피스(22)의 단부를 외부로 노출시키는 위치로 이동한 상태에서 사용자가 자신의 구강에 마우스피스(22)를 삽입하여 마우스피스(22)의 배출공(22a)을 통해서 배출되는 에어로졸을 흡입할 수 있다.
슬라이더(7)가 마우스피스(22)의 단부를 외부로 노출시키는 위치로 이동한 상태에서도 슬라이더(7)의 장공(7a)을 통하여 카트리지의 돌출창(21a)이 외부로 노출되므로, 사용자가 카트리지가 보유하는 에어로졸 생성 물질의 잔량을 시각적으로 확인할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 히터(12000), 센서(13000), 사용자 인터페이스(14000), 메모리(15000) 및 제어부(16000)를 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 구조는 도 4에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(10000)의 설계에 따라, 도 4에 도시된 하드웨어 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
일 실시예에서 에어로졸 생성 장치(10000)는 본체만으로 구성될 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 구성들은 본체에 위치한다. 다른 실시예에서 에어로졸 생성 장치(10000)는 본체 및 카트리지로 구성될 수 있고, 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 구성들은 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 하드웨어 구성들 중 적어도 일부는 본체 및 카트리지 각각에 위치할 수도 있다.
이하에서는 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 각 구성들이 위치하는 공간을 한정하지 않고, 각 구성들의 동작에 대해 설명하기로 한다.
배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(11000)는 히터(12000)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000) 내에 구비된 다른 하드웨어 구성들, 즉, 센서(13000), 사용자 인터페이스(14000), 메모리(15000) 및 제어부(16000)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(11000)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. 예를 들어, 배터리(11000)는 리튬폴리머(LiPoly) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
히터(12000)는 제어부(16000)의 제어에 따라 배터리(11000)로부터 전력을 공급 받는다. 히터(12000)는 배터리(11000)로부터 전력을 공급 받아 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입된 궐련을 가열하거나, 에어로졸 생성 장치(10000)에 장착된 카트리지를 가열할 수 있다.
히터(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 본체에 위치할 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(10000)가 본체 및 카트리지로 구성되는 경우, 히터(12000)는 카트리지에 위치할 수 있다. 히터(12000)가 카트리지에 위치하는 경우, 히터(12000)는 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(11000)로부터 전력을 공급받을 수 있다.
히터(12000)는 임의의 적합한 전기 저항성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 적합한 전기 저항성 물질은 타이타늄, 지르코늄, 탄탈럼, 백금, 니켈, 코발트, 크로뮴, 하프늄, 나이오븀, 몰리브데넘, 텅스텐, 주석, 갈륨, 망간, 철, 구리, 스테인리스강, 니크롬 등을 포함하는 금속 또는 금속 합금일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 히터(12000)는 금속 열선(wire), 전기 전도성 트랙(track)이 배치된 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에서 히터(12000)는 카트리지에 포함된 구성일 수 있다. 카트리지는 히터(12000), 액체 전달 수단 및 액체 저장부를 포함할 수 있다. 액체 저장부에 수용된 에어로졸 생성 물질은 액체 전달 수단으로 이동하고, 히터(12000)는 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 히터(12000)는 니켈크롬과 같은 소재를 포함하고 액체 전달 수단에 감기거나 액체 전달 수단에 인접하게 배치될 수 있다.
다른 실시예에서 히터(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 수용 공간에 삽입된 궐련을 가열할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10000)의 수용 공간에 궐련이 수용됨에 따라 히터(12000)는 궐련의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 이로써, 히터(12000)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다.
예를 들어, 히터(12000)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 생성 장치(10000)에는 히터(12000)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(12000)들은 궐련(200)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(200)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(12000)들 중 일부는 궐련(200)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(200)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(12000)의 형상은 상술한 내용에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
한편, 히터(12000)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 히터(12000)는 궐련 또는 카트리지를 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련 또는 카트리지에는 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터가 포함될 수 있다.
에어로졸 생성 장치(10000)는 적어도 하나의 센서(13000)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서(13000)에서 센싱된 결과는 제어부(16000)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 제어부(16000)는 히터의 동작 제어, 흡연의 제한, 궐련(또는 카트리지) 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(10000)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 센서(13000)는 퍼프 감지 센서를 포함할 수 있다. 퍼프 감지 센서는 온도 변화, 유량(flow) 변화, 전압 변화 및 압력 변화 중 어느 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 센서(13000)는 온도 감지 센서를 포함할 수 있다. 온도 감지 센서는 히터(12000)(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10000)는 히터(12000)의 온도를 감지하는 별도의 온도 감지 센서를 포함하거나, 별도의 온도 감지 센서를 포함하는 대신 히터(12000) 자체가 온도 감지 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 히터(12000)가 온도 감지 센서의 역할을 수행함과 동시에 에어로졸 생성 장치(10000)에 별도의 온도 감지 센서가 더 포함될 수 있다.
온도 감지 센서는 해당 기술 분야에서 알려진 다양한 방법들을 이용하여 히터(12000)의 온도를 측정할 수 있다. 예를 들면, 온도 감지 센서는 온도에 따라 물질의 저항이 변화하는 성질을 이용하는 써미스터(thermistor)일 수 있다. 또는 온도 감지 센서는 온도에 따른 액체 물질의 열팽창을 이용하여 온도를 측정할 수 있다. 또는 온도 감지 센서는 표면 온도에 따라 방출되는 전자기파를 이용하여 온도를 측정할 수 있다.
온도 감지 센서가 써미스터인 경우, 온도 감지 센서는 히터(12000)의 전압값, 전류값 또는 저항값 등을 측정할 수 있고, 측정한 히터(12000)의 전압값, 전류값 또는 저항값 등과, 히터(12000)의 온도값을 미리 매칭해 둔 테이블을 참조하여 히터(12000)의 온도값을 획득할 수 있다. 또는 온도 감지 센서는 측정한 히터(12000)의 전압값, 전류값 또는 저항값 등과 히터(12000)의 온도값과의 관계를 정의하는 공식에 기초하여, 히터(12000)의 온도값을 직접 계산할 수 있다.
실시예들에 따르면, 에어로졸 생성 장치는 제어부(16000)가 히터의 온도 정보를 획득하는 기능을 수행함으로써 온도 감지 센서를 대체할 수 있다. 예를 들면, 제어부(16000)는 히터에 소정의 측정 전력을 공급하고, 이에 따라 히터에 인가된 전압값 또는 전류값을 측정할 수 있다.
히터의 전압값, 전류값 또는 저항값 등 히터의 전기적 특성값들은 히터의 온도값에 관한 정보를 포함할 수 있다. 제어부는 히터의 전압값 또는 전류값과, 히터의 온도값이 미리 매칭된 테이블을 참조하여 히터(12000)의 온도값을 획득할 수 있다. 또는, 제어부는 측정한 히터(12000)의 전압값 또는 전류값 등과 히터(12000)의 온도값과의 관계를 정의하는 공식에 기초하여, 히터(12000)의 온도값을 직접 계산할 수 있다.
또는, 제어부는 미리 저장된 테이블 또는 미리 저장된 공식을 이용하여, 히터의 전압값 또는 전류값으로부터 히터의 저항값을 계산할 수 있다. 제어부는 히터의 저항값으로부터 히터의 온도값을 계산할 수 있다.
또는 제어부는 히터(12000)에 연결된 측정용 저항에 소정의 측정 전압을 인가할 수 있다. 제어부(16000)는 소정의 측정 전압의 인가에 따라 측정용 저항에 인가된 전압값을 측정할 수 있다. 제어부(16000)는 측정용 저항에 인가된 전압값 및 측정용 저항과 히터의 합성 저항값에 기초하여, 히터(12000)의 전압값을 계산할 수 있다. 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값에 기초하여 히터(12000)의 저항값 또는 히터의 온도값을 획득할 수 있다.
명세서 전반에 걸쳐서, 전압값, 전류값 또는 저항값 등의 전기적 특성값들 중에서 어느 하나의 전기적 특성값의 관점에서 기술하는 사항들은, 옴의 법칙에 근거하여 다른 전기적 특성값의 관점으로 해석될 수 있음은 물론이다.
또한, 히터의 전기적 특성값들과 히터의 온도값의 관계가 정의되므로, 전기적 특성값들의 관점에서 기술한 사항들은 온도의 관점으로 해석될 수 있고, 온도의 관점에서 해석된 사항들은 전기적 특성ƒ„들의 관점에서 해석될 수도 있다.
제어부는 소정의 측정 주기에 따라 히터(12000)의 온도값을 측정할 수 있다. 제어부는 소정의 측정 주기를 변경하거나 유지할 수 있으며, 이에 관하여 도 5 내지 도 10을 참조하여 더 자세히 후술한다.
또한, 적어도 하나의 센서(13000)는 위치변화 감지 센서를 포함할 수 있다. 위치변화 감지 센서는 본체에 대하여 이동 가능하게 결합된 슬라이더의 위치 변화를 감지할 수 있다.
사용자 인터페이스(14000)는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(10000)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(14000)는 시각 정보를 출력하는 디스플레이 또는 램프, 촉각 정보를 출력하는 모터, 소리 정보를 출력하는 스피커, 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나 사용자에게 정보를 출력하는 입/출력(I/O) 인터페이싱 수단들(예를 들어, 버튼 또는 터치스크린)과 데이터 통신을 하거나 충전 전력을 공급받기 위한 단자들, 외부 디바이스와 무선 통신(예를 들어, WI-FI, WI-FI Direct, Bluetooth, NFC(Near-Field Communication) 등)을 수행하기 위한 통신 인터페이싱 모듈 등의 다양한 인터페이싱 수단들을 포함할 수 있다.
다만, 에어로졸 생성 장치(10000)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스(14000) 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.
사용자 인터페이스(14000)는 제어부(16000)의 명령에 따라 카트리지(20) 및 히터(12000)의 상태를 나타내는 메시지를 생성하고, 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스(14000)는 히터(12000)의 과열 상태를 나타내는 메시지 및 카트리지 내 액상이 소진됨을 나타내는 메시지 등을 생성하고, 사용자에게 제공할 수 있다.
메모리(15000)는 에어로졸 생성 장치(10000) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(15000)는 제어부(16000)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(15000)는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory) 등의 다양한 종류들로 구현될 수 있다.
메모리(15000)에는 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다.
제어부(16000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 전반적인 동작을 제어하는 하드웨어이다. 제어부(16000)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.
제어부(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다.
제어부(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 히터(12000)의 동작이 개시 또는 종료되도록 히터(12000)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 히터(12000)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(12000)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다.
일 실시예에서 제어부(16000)는 에어로졸 생성 장치(10000)에 대한 사용자 입력을 수신한 후 히터(12000)의 동작을 개시하기 위해 히터(12000)의 모드를 예열모드로 설정할 수 있다. 또한, 제어부(16000)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 사용자의 퍼프를 감지한 후 히터(12000)의 모드를 예열모드에서 동작모드로 전환할 수 있다. 또한, 제어부(16000)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면 히터(12000)에 전력 공급을 중단할 수 있다.
제어부(16000)는 적어도 하나의 센서(13000)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 사용자 인터페이스(14000)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면, 제어부(16000)는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치(10000)가 곧 종료될 것임을 예고할 수 있다.
제어부(16000)는 히터(12000)의 온도값, 전압값, 전류값 또는 저항값 등을 분석함으로써, 히터(12000)의 과열 여부 및 카트리지(20) 내 에어로졸 생성 물질의 소진 여부 등을 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(16000)는 히터(12000)의 온도값, 전압값, 전류값 또는 저항값 등을 미리 저장된 기준값과 비교할 수 있다.
제어부(16000)는 히터(12000)가 과열 상태이거나, 카트리지(20) 내 에어로졸 생성 물질이 소진된 것으로 판단된 경우, 사용자 인터페이스(14000)를 통해 경고 메시지를 생성하거나, 히터(12000)의 가열 동작을 중단할 수 있다.
제어부(16000)는 히터(12000)의 온도값, 전압값, 전류값 또는 저항값, 온도값 등을 측정하는 측정 주기를 변경하거나, 유지할 수 있다.
제어부(16000)는 히터의 온도값, 전압값, 전류값 또는 저항값 등의 특성값을 측정하기 위해, 배터리(11000)로부터 히터(12000)에게 소정의 측정 전력을 공급할 수 있다. 이후, 제어부(180)는 측정 전력에 따라 히터(12000)에 인가된 전압값 또는 전류값 등을 측정할 수 있다. 제어부는 전압값 또는 전류값에 기초하여, 히터의 저항값을 계산하고, 히터의 저항값에 기초하여 히터의 온도를 계산할 수 있다.
한편, 도 4에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(10000)는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)를 충전하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)는 크래들 내부의 수용 공간에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)를 충전할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작 방법에 관한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)의 제어부(16000)는 소정의 측정 주기에 따라 히터(12000)의 전압값을 측정할 수 있다(S1100). 제어부(16000)는 소정의 측정 주기에 따라 센서(180)에게 명령을 내리고, 센서(180)는 이에 따라 히터(12000)의 전압값을 측정한 후 제어부(16000)에게 측정한 전압값을 제공할 수 있다.
이하에서는 센서(180)가 히터(12000)의 전압값을 측정하는 것을 기준으로 설명하나, 이하에서 설명한 사항들은 히터(12000)의 온도값, 전압값, 전류값 또는 저항값에 대해서도 적용될 수 있다.
측정 주기는 히터(12000)의 정상 작동 여부를 감지하기 위하여 히터(12000)의 전압값을 모니터링하는 시간 간격이다. 측정 주기가 작을수록 제어부(16000)는 빈번하게 히터(12000)의 전압값을 측정할 수 있고, 측정 주기가 클수록 제어부(16000)는 드물게 히터(12000)의 전압값을 측정할 수 있다. 측정 주기는 다수의 테스트를 통해 실험적으로 정해진 값으로서, 메모리(15000)에 미리 저장될 수 있다.
에어로졸 생성 장치(10000)의 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값(Vsense)과 기준값(Vref)을 비교할 수 있다(S1200). 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값(Vsense)과 기준값(Vref)의 비교에 기초하여, 측정 주기를 변경할 수 있다.
일 실시예에 따라 히터의 전압값을 기준으로 설명하면, 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값(Vsense)과 기준값(Vref)을 비교할 수 있다. 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값(Vsense)과 기준값(Vref)의 비교에 기초하여, 측정 주기를 변경할 수 있다.
기준값은 히터(12000)의 과열 여부 및 카트리지(20) 내 에어로졸 생성 물질의 소진 여부를 판단하기 위한 기준이 되는 값이다. 기준값은 다수의 테스트를 통해 실험적으로 정해진 값으로서, 메모리(15000)에 미리 저장될 수 있다.
제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값이 기준값 초과인 경우(Vref < Vsense), 히터(12000)의 전압값을 측정하는 소정의 측정 주기를 감소시킬 수 있다(S1220). 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값이 기준값 초과인 경우(Vref < Vsense), 히터(12000)가 과열된 상태이거나 또는 카트리지(20) 내 에어로졸 생성 물질이 소진된 상태인 것으로 판단할 수 있다.
이에 따라, 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값 측정에 대한 신뢰도를 증가시키고, 히터(12000)의 전압값 변화에 즉각적으로 대응할 수 있도록 측정 주기를 증가시킬 수 있다.
예를 들어, 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값이 기준값(Vref)을 초과하는 횟수를 카운트할 수 있고, 카운트 횟수가 소정의 기준 횟수를 초과하는 경우, 경고 메시지를 생성할 수 있다. 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값을 측정하는 소정의 측정 주기를 감소시킴으로써, 카운트 횟수가 소정의 기준 횟수에 도달하는 시간을 단축시킬 수 있다.
제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값이 기준값 미만인 경우(Vsense < Vref), 히터(12000)의 전압값을 측정하는 소정의 측정 주기를 유지할 수 있다(S1240). 이 경우, 제어부(16000)는 히터(12000)의 가열 상태에 특이한 징후가 없고, 미리 정해진 온도 프로파일에 따라 가열되는 상태인 것으로 판단할 수 있다. 따라서 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값을 측정하는 소정의 측정 주기를 유지함으로써, 센서(180)의 동작에 소모되는 전력량을 낮은 정도로 유지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 히터(12000)의 전압값이 기준값 미만인 경우(Vsense < Vref), 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값을 측정하는 소정의 측정 주기를 증가시킴으로써, 센서(180)의 동작에 소모되는 전력량을 절약할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10000)가 소정의 측정 주기에 따라 히터(12000)의 전압값을 측정하는 것에 관한 도면이다.
도 6을 참조하면, 제어부(16000)는 소정의 측정 주기(Period_1, Period_2, Period_3)가 경과함에 따라 히터(12000)의 전압값을 측정할 수 있다.
제어부(16000)의 명령에 따라 센서(180)는 히터(12000) 또는 히터(12000)에 연결된 측정용 저항에 소정의 측정 전력(P)을 인가하고, 소정의 측정 전력(P)에 의해 히터(12000) 또는 히터(12000)에 연결된 측정용 저항에 인가된 전압값을 측정할 수 있다.
도 6은 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작의 일 실시예일 뿐이며, 에어로졸 생성 장치(10000)가 히터(12000)의 전압값을 측정하는 횟수 및 히터(12000)의 전압값이 기준값(Vref)을 초과하는 시점 등은 상이할 수 있다.
제어부(16000)는 제2 측정 주기(Period_2) 내 일 시점에서 측정한 히터(12000)의 전압값이 기준값 초과인 경우(Vref < Vsense), 히터(12000)의 전압값을 측정하는 측정 주기를 감소시킬 수 있다. 이에 따라 제1 측정 주기(Period_1)에 비해 제2 측정 주기(Period_2) 및 제3 측정 주기(Period_3)는 감소된다.
도시하지 않았으나, 제3 측정 주기 내(Period_3) 일 시점에서 측정한 히터(12000)의 전압값이 기준값 초과인 경우(Vref < Vsense), 제어부(16000)는 제3 측정 주기(Period_3)를 제2 측정 주기(Period_2)보다 작은 값으로 감소시킬 수 있다.
또, 도시하지 않았으나, 제3 측정 주기(Period_3) 내 일 시점에서 측정한 히터(12000)의 전압값이 기준값 미만인 경우(Vsense < Vref), 제어부(16000)는 제3 측정 주기(Period_3)를 제2 측정 주기(Period_2)보다 큰 값으로 증가시킬 수 있다. 제어부(16000)는 제3 측정 주기(Period_3)를 제1 측정 주기(Period_1)와 동일한 값으로 복귀시킬 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작 방법에 관한 순서도이고, 도 6 내지 도 8은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10000)가 도 5에 따른 동작 방법을 수행하면서 히터(12000)에 가열 전력을 인가하고, 히터(12000)의 전압값을 측정하는 것에 관한 도면이다.
도 7을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 소정의 가열 주기(Period_A) 및 소정의 듀티비에 따라 PWM(펄스 폭 변조; Pulse Width Modulation) 방식으로, 하이(high) 구간(Aon)에서 히터(12000)에 고전압의 하이 구간 전력(PA)을 공급하고, 로우(low) 구간(Aoff)에서 히터(12000)에 공급되는 전력을 저전압으로 감소시키거나, 전력 공급을 차단할 수 있다(S2100).
제어부(16000)가 히터(12000)에게 인가하는 가열 전력의 크기는 소정의 가열 주기(Period_A) 및 소정의 듀티비, 하이 구간 전력(PA) 및 로우 구간 전력 등에 기초하여, 평균적으로 결정될 수 있다.
제어부(16000)는, 요구되는 가열 전력의 크기에 따라 펄스 폭을 변조하면서 구형파의 듀티 사이클(duty cycle) 또는 듀티비(duty ratio)를 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 제어부(16000)는 가열 강도를 높이기 위해 하이 구간(Aon)의 듀티비를 증가시키고, 가열 강도를 낮추기 위해 하이 구간(Aon)의 듀티비를 감소시킬 수 있다.
제어부(16000)는 소정의 가열 주기(Period_A)에 따라 하이 구간(Aon) 및 로우 구간(Aoff)을 교번적으로 운용할 수 있다. 제어부(16000)는 소정의 가열 주기(Period_A)를 변경하거나 유지할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(10000)의 제어부(16000)는, 로우 구간(Aoff)에서 히터(12000)의 전압값을 측정할 수 있다(S2200).
하이 구간(Aon)에서 히터(12000)의 가열을 위해 히터(12000)에 하이 구간 전력(PA)이 공급됨에 따라 배터리(11000) 전압이 강하될 수 있다. 이에 따라, 히터(12000)의 가열을 위해 히터(12000)에 공급되는 고전압의 하이 구간 전력(PA)과, 히터(12000)의 온도 측정을 위해 히터(12000)에 공급되는 측정 전력(PB)의 구별이 어렵다. 측정 전력(PB)의 인가에 따른 히터(12000)의 전압값을 측정함으로써 히터(12000)의 과열 여부를 판단하는 방식은, 하이 구간(Aon)에서 정확성이 낮다.
따라서, 제어부(16000)는 로우 구간(Aoff)에서 히터(12000)의 전압값을 측정함으로써, 히터(12000)의 과열 여부를 판단할 수 있다. 이로써, 제어부(16000)는 측정 전력(PB)의 인가에 따른 히터(12000)의 전압값의 변화를 정확하게 측정할 수 있고, 이에 기초로 하여 히터(12000)의 과열 여부 등에 관한 판단의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
제어부(16000)는 로우 구간(Aoff)에서 히터(12000)의 전압값을 측정하므로, 소정의 측정 주기(Period_B)는 소정의 가열 주기(Period_A)의 정수배일 수 있다. 예를 들면, 소정의 가열 주기(Period_A)는 제어부(16000)가 히터(12000)의 전압값을 측정하는 소정의 측정 주기(Period_B)와 일치할 수 있다.
도 8을 참조하면, 제어부(16000)는 소정의 듀티비에 따라 하이 구간(Aon)에서 히터(12000)에 하이 구간 전력(PA)을 공급하고, 로우 구간(Aoff)에서 히터(12000)에 전력의 공급을 감소시키거나 차단할 수 있다. 제어부(16000)는 소정의 가열 주기(Period_A)에 따라 하이 구간(Aon) 및 로우 구간(Aoff)을 교번적으로 운용할 수 있다. 실시예들에 따르면 제어부(16000)는 로우 구간(Aoff)에서 0보다 큰 전력을 공급할 수도 있다.
제어부(16000)는 로우 구간(Aoff)의 일 시점에서 히터(12000)에 측정 전력(PB)을 공급하고, 히터(12000)의 전압값을 측정할 수 있다. 즉, 제어부(16000)는 소정의 측정 주기(Period_B)에 따라 히터(12000)에 측정 전력(PB)을 공급하고, 히터(12000)의 전압값을 측정할 수 있다.
제어부(16000)가 히터(12000)의 전압값을 측정하는 소정의 측정 주기(Period_B)는 PWM 방식의 로우 구간(Aoff)이 등장하는 가열 주기(Period_A)와 일치할 수 있다.
제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값과 제1 기준값(Vref1)을 비교할 수 있다(S2300). 제1 기준값(Vref1)은 카트리지(20) 내 에어로졸 생성 물질의 소진 여부를 판단하기 위한 기준이 되는 값이다. 제1 기준값(Vref1)은 다수의 테스트를 통해 실험적으로 정해진 값으로서, 메모리(15000)에 미리 저장될 수 있다.
제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값과 제1 기준값(Vref1)의 비교에 기초하여, 히터(12000)의 전압값을 측정하는 측정 주기(Period_B) 및 가열 전력 중 적어도 하나를 변경할 수 있다. 즉, 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값과 제1 기준값(Vref1)의 비교에 기초하여, PWM 제어 방식의 주파수 및 듀티비 중 적어도 하나를 변경할 수 있다.
일 실시예에 따라 히터의 전압값을 기준으로 설명하면, 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값(Vsense)과 제1 기준값(Vref1)을 비교할 수 있다. 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값(Vsense)과 기준값(Vref1)의 비교에 기초하여, 히터(12000)의 전압값을 측정하는 측정 주기(Period_B) 및 가열 전력 중 적어도 하나를 변경할 수 있다.
제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값이 제1 기준값 초과인 경우(Vref1 < Vsense), 히터(12000) 전압값을 측정하는 소정의 측정 주기(Period_B)를 감소시킬 수 있다. 또, 제어부(16000)는 가열을 위해 히터에게 공급되는 가열 전력을 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 제어부(16000)는 PWM 제어 방식의 듀티비를 감소시키거나, 하이 구간 전력(PA)를 감소시킬 수 있다(S2320).
도 9를 참조하면, 제어부(16000)는 제2 가열 주기(Period_A2) 내 로우 구간(Aoff)에서 측정된 히터(12000)의 전압값이 제1 기준값 초과인 경우(Vref1 < Vsense), 히터(12000)의 전압값을 측정하는 제2 측정 주기(Period_B2)를 감소시킬 수 있다. 히터(12000)의 전압값을 측정하는 제2 측정 주기(Period_B2)는 히터(12000)의 전압값을 측정하는 제1 측정 주기(Period_B1)보다 작은 값으로 설정될 수 있다. 이로써, 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값 측정에 대한 신뢰도를 증가시키고, 히터(12000)의 전압값 변화에 즉각적으로 대응할 수 있다.
또한, 제어부(16000)는 듀티비를 감소시킴으로써, 가열 전력의 크기를 감소시킬 수 있다. 이에 따라 제3 가열 주기(Period_A3) 및 제4 가열 주기(Period_A4)의 펄스폭 및 듀티비는 제1 가열 주기(Period_A1) 및 제2 가열 주기(Period_A2)의 펄스폭 및 듀티비보다 작은 값으로 설정될 수 있다. 이로써, 제어부(16000)는 카트리지(20) 내 에어로졸 생성 물질이 소진됨에 대응하여, 히터(12000)를 가열하는 정도를 낮추거나, 히터(12000)의 가열을 중단할 수 있다.
도 9에는 제어부(16000)가 하이 구간(Aon)에서 펄스폭 및 듀티비를 조절함으로써 가열 전력의 크기를 조절하는 것만이 개시되어 있다. 그러나, 실시예들에 따르면 제어부(16000)는 펄스폭 및 듀티비는 그대로 유지하고, 하이 구간 전력(PA)의 크기를 감소시킴으로써, 가열 전력의 크기를 조절할 수도 있다.
도 8에서 가열 주기, 측정 주기, 하이 구간 전력 및 측정 전력 등에 관해 설명한 사항들은 도 9에도 적용될 수 있다.
실시예들에 따르면, 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값이 제1 기준값 초과인 경우(Vref1 < Vsense), 사용자 인터페이스(14000)를 통해 카트리지(20) 내부의 액상의 에어로졸 생성 물질이 소진됨을 알리는 경고 메시지를 생성할 수 있다.
실시예들에 따르면, 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값이 제1 기준값(Vref1)을 초과하는 횟수를 카운트하고, 카운트 횟수가 소정의 기준 횟수를 초과하는 경우, 히터(12000)의 전압값의 측정 주기(Period_B)를 감소시키고, 가열 전력의 크기를 감소시킬 수 있다.
실시예들에 따르면, 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값이 제1 기준값(Vref1)을 초과하는 경우 히터(12000)의 전압값의 측정 주기(Period_B)를 감소시키고, 이후에 카운트 횟수가 소정의 기준 횟수를 초과하는 경우, 가열 전력의 크기를 감소시킬 수 있다.
제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값과 제2 기준값(Vref2)을 비교할 수 있다(S2400). 제2 기준값(Vref2)은 히터(12000)의 과열 여부를 판단하기 위한 기준이 되는 값이다. 제2 기준값(Vref2)은 카트리지(20) 내 에어로졸 생성 물질의 소진 여부와 무관하게, 미리 설정된 온도 프로파일보다 높은 온도로 히터(12000)가 과열됨으로써 에어로졸 생성 물질이 탄화되는 것을 판단하기 위한 기준이 되는 값이다. 제2 기준값(Vref2)은 제1 기준값(Vref1) 미만의 값으로 설정될 수 있다. 제2 기준값(Vref2)은 다수의 테스트를 통해 실험적으로 정해진 값으로서, 메모리(15000)에 미리 저장될 수 있다.
제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값이 제1 기준값 미만이고, 제2 기준값 초과인 경우(Vref2 < Vsense < Vref1), 가열 전력의 크기를 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 제어부(16000)는 PWM 제어 방식의 듀티비를 감소시키거나, 하이 구간 전력(PA)를 감소시킬 수 있다.
이 때, 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값을 측정하는 측정 주기(Period_B)를 그대로 유지할 수 있다. 즉, 제어부(16000)는 PWM 제어 방식의 주파수를 그대로 유지할 수 있다(S2420).
일 실시예에 따라 히터의 전압값을 기준으로 설명하면, 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값(Vsense)과 제2 기준값(Vref1)을 비교할 수 있다. 제어부(16000)는 히터의 전압값이 제1 기준값 미만이고, 제2 기준값 초과인 경우(Vref2 < Vsense < Vref1), 가열 전력의 크기를 감소시킬 수 있고, 히터의 전압값을 측정하는 측정 주기(Period_B)는 그대로 유지할 수 있다.
도 10을 참조하면, 제어부(16000)는 제2 가열 주기(Period_A2) 내 로우 구간(Aoff)에서 측정된 히터(12000)의 전압값이 제1 기준값 미만이고, 제2 기준값 초과인 경우(Vref2 < Vsense < Vref1), PWM 제어 방식의 듀티비를 감소시킴으로써, 가열 전력의 크기를 감소시킬 수 있다. 이에 따라 제3 가열 주기(Period_A3) 및 제4 가열 주기(Period_A4)의 펄스폭 및 듀티비는 제1 가열 주기(Period_A1) 및 제2 가열 주기(Period_A2)의 펄스폭 및 듀티비보다 작은 값으로 설정될 수 있다. 이로써, 제어부(16000)는 히터(12000)가 과열되는 것에 대응하여, 히터(12000)를 가열하는 정도를 낮추거나, 히터(12000)의 가열을 중단할 수 있다.
이 때 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값을 측정하는 제2 측정 주기(Period_B2)는 유지할 수 있다.
도 10에는 제어부(16000)가 하이 구간(Aon)에서 펄스폭 및 듀티비를 조절함으로써 가열 전력의 크기를 조절하는 것만이 개시되어 있다. 그러나, 실시예들에 따르면 제어부(16000)는 펄스폭 및 듀티비는 그대로 유지하고, 하이 구간 전력(PA)의 크기를 감소시킴으로써, 가열 전력의 크기를 조절할 수도 있다.
도 8에서 가열 주기, 측정 주기, 하이 구간 전력 및 측정 전력 등에 관해 설명한 사항들은 도 8에도 적용될 수 있다.
제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값이 제2 기준값 미만인 경우(Vsense < Vref2), 소정의 측정 주기(Period_B) 및 소정의 가열 전력의 크기를 유지할 수 있다(S2440).
일 실시예에 따라 히터의 전압값을 기준으로 설명하면, 제어부(16000)는 히터(12000)의 전압값이 제2 기준값 미만인 경우(Vsense < Vref2), 소정의 측정 주기(Period_B) 및 소정의 가열 전력의 크기를 유지할 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 히터(12000)의 전압값이 제2 기준값 미만인 경우(Vsense < Vref2), 히터(12000)의 온도가 정상 범위 내이며, 카트리지(20) 내 에어로졸 생성 물질의 양이 소진되지 않은 것으로 판단하고, 히터(12000)의 전압값을 측정하는 소정의 측정 주기(Period_B) 및 히터(12000)에 대한 가열 전력의 크기를 그대로 유지할 수 있다. 즉, 제어부(16000)는 PWM 제어 방식의 주파수 및 듀티비를 유지할 수 있다.
일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈과 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
상술한 실시예들에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이며, 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위에 있는 모든 차이점은 청구범위에 의해 정해지는 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 배터리;
    상기 배터리로부터 공급되는 전력에 의해 가열되는 히터;
    상기 배터리로부터 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    소정의 제1 주기에 따라 상기 히터의 전압값을 측정하고,
    상기 히터의 전압값과 에어로졸 생성 물질의 소진 여부와 관련된 제1 기준값 및 상기 히터의 과열 여부와 관련되고 상기 제1 기준값보다 작은 제2 기준값을 포함하는 기준값을 비교하고,
    상기 히터의 전압값 및 상기 기준값의 비교 결과에 기초하여, 상기 소정의 제1 주기 및 상기 히터에 공급되는 소정의 가열 전력의 크기 중 적어도 하나를 변경하는,
    에어로졸 생성 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 히터의 전압값이 상기 제1 기준값을 초과하는 경우, 상기 소정의 제1 주기를 감소시키는,
    에어로졸 생성 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 소정의 제2 주기에 따라 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 하이(high) 구간 및 로우(low) 구간을 운용하면서 상기 히터에 상기 소정의 가열 전력을 공급하고,
    상기 제어부는 상기 소정의 제1 주기에 따라 상기 로우 구간에서 상기 히터의 전압값을 측정하는,
    에어로졸 생성 장치.
  4. 삭제
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 히터의 전압값이 상기 제1 기준값을 초과하는 경우,
    상기 소정의 제1 주기를 감소시키고, 상기 소정의 가열 전력의 크기를 감소시키는
    에어로졸 생성 장치.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 히터의 전압값이 상기 제1 기준값 미만이고, 상기 제1 기준값 미만인 제2 기준값 초과인 경우,
    상기 소정의 제1 주기를 유지하고, 상기 소정의 가열 전력의 크기를 감소시키는
    에어로졸 생성 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 히터의 전압값이 상기 제2 기준값 미만인 경우,
    상기 소정의 제1 주기 및 상기 소정의 가열 전력의 크기를 유지하는
    에어로졸 생성 장치.
  8. 제3 항에 있어서,
    상기 소정의 제1 주기는 상기 소정의 제2 주기의 정수배인
    에어로졸 생성 장치.
  9. 제3 항에 있어서,
    상기 소정의 제1 주기 및 상기 소정의 제2 주기는 일치하는
    에어로졸 생성 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치는 액상의 에어로졸 생성 물질을 저장하는 카트리지 및 경고 메시지를 제공하는 사용자 인터페이스부를 포함하고,
    상기 히터는 상기 카트리지의 내부에 배치되고,
    상기 제어부는 상기 히터의 전압값이 상기 제1 기준값을 초과하는 경우, 상기 카트리지 내부의 상기 액상의 에어로졸 생성 물질이 소진된 것으로 판단하고, 상기 경고 메시지를 생성하는
    에어로졸 생성 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치는 경고 메시지를 제공하는 사용자 인터페이스부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 히터의 전압값이 상기 제1 기준값을 초과하는 횟수를 카운트하고, 상기 횟수가 소정의 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 경고 메시지를 생성하는
    에어로졸 생성 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 히터의 전압값에 기초하여 상기 히터의 온도 정보를 획득하는,
    에어로졸 생성 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치는 상기 히터에 연결된 측정용 저항을 포함하고, 상기 제어부는 상기 소정의 제1 주기에 따라 상기 측정용 저항에 인가된 전압값을 측정하는
    에어로졸 생성 장치.
  14. 배터리, 상기 배터리로부터 공급되는 전력에 의해 가열되는 히터, 상기 배터리로부터 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어부를 포함하는 에어로졸 생성 장치의 동작 방법으로서,
    소정의 제1 주기에 따라 상기 히터의 전압값을 측정하는 단계;
    상기 히터의 전압값과 에어로졸 생성 물질의 소진 여부와 관련된 제1 기준값 및 상기 히터의 과열 여부와 관련된 제2 기준값을 포함하는 기준값을 비교하는 단계; 및
    상기 히터의 전압값 및 상기 기준값의 비교 결과에 기초하여, 상기 소정의 제1 주기 및 상기 히터에 공급되는 소정의 가열 전력의 크기 중 적어도 하나를 변경하는 단계를 포함하는,
    에어로졸 생성 장치의 동작 방법.
  15. 제 14 항에 따른 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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