KR102477683B1 - 크래들과 홀더로 구성되는 에어로졸 생성 시스템 및 그 크래들 - Google Patents

크래들과 홀더로 구성되는 에어로졸 생성 시스템 및 그 크래들 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예는, 가열된 히터로 에어로졸을 생성하는 홀더가 착탈가능한 크래들로서, 상기 크래들은, 상기 히터 또는 상기 홀더의 배터리에 전력을 공급하는 크래들 배터리; 및 상기 크래들 배터리를 제어신호로 제어하는 크래들 프로세서;를 포함하고, 상기 크래들 프로세서는, 상기 홀더가 상기 크래들에 장착되면, 상기 홀더의 프로세서로부터 상기 홀더의 배터리의 충전 잔량값을 수신하고, 상기 수신된 충전 잔량값이 기설정된 기준값 이상이고, 상기 홀더의 삽입구에 에어로졸 생성물품이 삽입되면, 상기 크래들 배터리가 상기 히터에 전력을 공급하도록 제어하는 크래들을 개시한다.

Description

크래들과 홀더로 구성되는 에어로졸 생성 시스템 및 그 크래들 {Aerosol generating system comprising cradle and holder, and the cradle thereof}
본 발명은 크래들과 홀더로 구성되는 에어로졸 생성 시스템 및 그 크래들에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 서로간에 분리 및 결합이 가능한 크래들 및 홀더를 포함하는 에어로졸 생성 시스템에서 에어로졸을 생성하는 방법에 관한 발명이다.
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 장치를 사용하는 사용자들이 늘어남에 따라서, 다양한 사용자들의 요구를 반영한 장치들도 늘어나고 있다. 일 예로, 사용자에게 색다른 흡연감을 제공하기 위해서 히터의 온도프로파일을 소정 범위 내에서 변경할 수 있는 장치도 출시된 바 있으며, 특이한 온도프로파일이 적용될 수 있도록 다양한 형태 및 재질로 구성된 히터를 채용하고 있는 에어로졸 생성 장치도 출시되고 있다.
전술한 예시 외에, 고해상도의 디스플레이 패널을 구비한 에어로졸 생성장치나 고도의 사용자 편의성을 제공하기 위해 다양한 입출력장치를 구비하고 있는 에어로졸 생성장치도 널리 보급되고 있는 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 날로 증대되어 가는 에어로졸 생성장치의 기능을 지원할 수 있도록, 에어로졸 생성장치의 배터리를 효율적으로 사용하는 방법을 제공하는 데에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 가열된 히터로 에어로졸을 생성하는 홀더가 착탈가능한 크래들로서, 상기 크래들은,상기 히터 또는 상기 홀더의 배터리에 전력을 공급하는 크래들 배터리; 및 상기 크래들 배터리를 제어신호로 제어하는 크래들 프로세서;를 포함하고, 상기 크래들 프로세서는, 상기 홀더가 상기 크래들에 장착되면, 상기 홀더의 프로세서로부터 상기 홀더의 배터리의 충전 잔량값을 수신하고, 상기 수신된 충전 잔량값이 기설정된 기준값 이상이고, 상기 홀더의 삽입구에 에어로졸 생성물품이 삽입되면, 상기 크래들 배터리가 상기 히터에 전력을 공급하도록 제어한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 시스템은, 크래들 및 상기 크래들에 착탈되는 홀더를 포함하는 에어로졸 생성 시스템으로서, 상기 홀더는, 에어로졸 생성물품을 가열하는 히터, 상기 히터에 전력을 공급하는 홀더 배터리 및 상기 홀더 배터리의 충전 잔량값을 측정하는 홀더 프로세서를 포함하고, 상기 크래들은, 상기 홀더 배터리보다 더 큰 배터리 용량을 갖는 크래들 배터리 및 상기 크래들 배터리를 제어하고 상기 홀더 프로세서와 통신하는 크래들 프로세서를 포함하고, 상기 크래들 프로세서는, 상기 홀더가 상기 크래들에 장착되면, 상기 홀더의 프로세서로부터 상기 홀더의 배터리의 충전 잔량값을 수신하고, 상기 수신된 충전 잔량값이 기설정된 기준값 이상이고, 상기 홀더의 삽입구에 에어로졸 생성물품이 삽입되면, 상기 크래들 배터리가 상기 히터에 전력을 공급하도록 제어한다.
본 발명에 따르면, 크래들과 홀더로 구성되어 있는 에어로졸 생성장치에서, 홀더의 배터리를 효율적으로 사용할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 홀더의 배터리의 크기를 줄일 수 있어서, 홀더의 소형화가 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 에어로졸 생성 장치를 구성하는 크래들의 일 예를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 홀더의 개략적인 사시도를 나타낸 것이다.
도 3은 홀더에 궐련이 삽입된 일 예를 도시한 도면들이다.
도 4a는 크래들의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4b는 크래들의 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 4c는 크래들에 홀더가 결합되는 과정을 설명하는 도면이다.
도 5는 크래들에 결합된 홀더의 다른 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 크래들에 결합되는 홀더의 다른 일 예를 설명한 도면이다.
도 6b는 크래들에 결합된 홀더의 또 다른 일 예를 설명한 도면이다.
도 7은 홀더가 크래들에 삽입된 상태에서 틸트되는 일 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에서 홀더의 히터의 온도변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 10은 크래들에 장착된 홀더의 일 예를 블록도로 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명에 따른 에어로졸을 생성하는 방법의 일 예의 흐름도를 도시한다.
실시 예들에서 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 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 에어로졸 생성 장치를 구성하는 크래들의 일 예를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 크래들(10)은 홀더장착부(110), 제어부(130), 배터리(150) 및 분리제어부(170)를 포함하는 것을 알 수 있다. 도 1은, 설명의 편의를 위해서, 홀더(holder)와 크래들(cradle)을 포함하는 에어로졸 생성장치에서 크래들(10)의 일부 구성만을 부각시켜서 나타낸 것이므로, 도 1에 도시된 구성 외에 다른 구성이 추가되더라도 전술한 구성들을 모두 포함한다면, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는다는 것은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 또한, 에어로졸 생성 장치의 크래들(10)의 내부 구조는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않으며, 실시 예나 설계에 따라서, 홀더장착부(110), 제어부(130), 배터리(150) 및 분리제어부(170)의 배치는 도 1과 달라질 수 있다.
홀더장착부(110)는 크래들(10)에 장착되는 홀더를 위해서 미리 구비되어 있는 공간 또는 구조물을 의미한다. 설명의 편의를 위해서, 도 1에서는 홀더장착부(110)가 크래들(10)에 내부에 있는 것으로 묘사되었으나, 실시 예에 따라서, 홀더장착부(110)는 크래들(10)의 외부 일측면에 위치할 수도 있으며, 이에 대해서는 도 5를 통해 후술하기로 한다. 또한, 홀더장착부(110)에 장착되는 홀더에 대해서는 도 2 및 도 3을 통해 상세하게 설명하기로 한다.
제어부(130)는 제어신호를 통해서 크래들(10)의 동작을 전반적으로 제어하는 MCU(MicroController Unit)이다. 구체적으로, 제어부(130)는 배터리(150)뿐만 아니라 크래들(10)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(130)는 크래들(10)에 포함된 구성들 각각의 상태를 확인하여, 크래들(10)이 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(130)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 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, 제어부(130)가 전술한 형태와 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음은, 본 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다.
배터리(150)는 크래들(10)이 동작하는데에 필요한 전력을 공급하고, 제어부(130)의 제어신호를 수신하여, 크래들(10)뿐만 아니라, 홀더에도 전력을 공급할 수 있다. 보다 구체적으로, 배터리(150)는 크래들(10)의 제어부(130)가 제어신호를 생성하고, 필요한 연산을 수행하는 데에 사용되는 전력을 공급할 수도 있고, 홀더의 배터리를 충전하거나, 홀더의 히터를 가열시키기 위해 홀더의 히터에 전력을 공급할 수도 있다. 크래들(10)의 배터리(150)가 홀더의 배터리를 충전하거나, 홀더의 히터에 전력을 공급하기 위해서는, 홀더가 홀더장착부(110)가 장착되고, 제어부(130)가 이를 인식하고 있어야 한다. 또한, 배터리(150)는 크래들(10)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는 데에 필요한 전력을 공급할 수 있다.
분리제어부(170)는 제어부(130)의 제어신호에 따라서, 홀더장착부(110)에 장착되어 있는 홀더를 전기적 또는 기계적으로 분리시키는 기능을 수행한다. 분리제어부(170)는 홀더장착부(110)에 장착되는 홀더와 제어부(130) 사이에 위치한다. 분리제어부(170)는 홀더장착부(110)에 홀더가 장착되어 있는지 여부를 판단하기 위한 센서를 포함할 수 있다.
여기서, 홀더장착부(110)로부터 전기적 또는 기계적으로 분리된다고 하는 것은, 홀더장착부(110)에 장착되어 있던 홀더의 일부가 크래들(10)의 외부로 튀어나와서 사용자가 크래들(10)로부터 홀더를 취하기 용이하도록 하는 것뿐만 아니라, 사용자가 육안으로 관찰했을 때 홀더의 상태가 달라진 게 없더라도, 사용자가 홀더장착부(110)에 장착되어 있는 홀더를 취할 때에 소요되는 물리력을 최소화시키는 것을 모두 포함하는, 넓은 개념으로 이해될 수 있다.
도 2는 홀더의 개략적인 사시도를 나타낸 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 홀더(20)는 원통형으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 홀더(20)의 하우징(210)은 사용자의 동작에 의하여 이동 또는 분리될 수 있으며, 하우징(210)의 말단(211)으로 궐련(에어로졸 생성물질)이 삽입될 수 있다. 또한, 홀더(20)에는 사용자가 홀더(20)를 제어할 수 있는 버튼(213)이 포함될 수 있다. 또한, 도 2에 도시되어 있지 않으나, 실시 예에 따라, 홀더(20)에는 화면(image)이 출력되는 디스플레이가 더 포함될 수 있다.
도 3은 홀더에 궐련이 삽입된 일 예를 도시한 도면들이다.
도 3을 참조하면, 홀더(20)는 제어부(220), 배터리(230) 및 히터(240)를 포함하는 것을 알 수 있으며, 홀더(20)에는 에어로졸 생성물질(에어로졸 생성물품)의 일 예로서, 이중매질궐련이 삽입될 수 있다.
먼저, 홀더(20)의 제어부(220)는 홀더(20)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 홀더(20)의 제어부(220)는 홀더(20)의 배터리(230) 및 히터(240)뿐만 아니라 홀더(20)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어신호를 통해 제어한다. 또한, 제어부(220)는 홀더(20)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 홀더(20)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
홀더(20)의 제어부(220)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, 홀더(20)의 제어부(220)가 도 3에 도시된 형태와 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 본 발명에서, 크래들(10) 및 홀더(20)가 결합된 상태에서는 크래들(10)의 제어부(130) 및 홀더(20)의 제어부(220)를 명확히 구분하기 위해, 크래들(10)의 제어부(130) 및 홀더(20)의 제어부(220)는 각각 크래들 프로세서 및 홀더 프로세서로 별칭될 수 있다.
배터리(230)는 홀더(20)가 동작하는데에 필요한 전력을 공급하고, 크래들(10)의 배터리(150)에 의해 충전될 수 있다. 보다 구체적으로, 홀더(20)가 크래들(10)의 홀더장착부(110)에 장착되어, 홀더(20) 및 크래들(10)이 전기적으로 결합되었을 때, 홀더(20)의 배터리(230)가 기준값 이상 충전되지 않은 것이 제어부(220)에 의해 감지되면, 크래들(10)의 제어부(130)는 홀더(20)의 배터리(230)를 충전시키기 위해서, 1차적으로 소프트웨어를 통한 전압변경을 수행하고, 2차적으로 DC-DC 컨버터를 통해서 홀더(20)의 충전모듈(charger module)에 출력전압 5V를 인가할 수 있다. 도 1 및 도 3에서 전압변경을 수행하는 소프트웨어모듈, DC-DC 컨버터 및 충전모듈은 설명의 편의를 위해서 생략된 것으로 본다.
히터(240)는 배터리(230)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련(300)이 홀더(20)에 삽입되면, 히터(240)는 궐련(300)의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(240)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(240)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(240)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(240)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(240)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 기설정된 목표온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한없이 해당될 수 있다. 여기에서, 목표온도는 홀더(20)에 기설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(240)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(240)에는 궐련(300)을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련(300)은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 히터(240)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(300)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 홀더(20)에는 히터(240)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(240)들은 궐련(300)의 외부에 배치될 수 있다. 히터(240)의 형상은 도 3에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
도 4a는 크래들의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4a에는 뚜껑이 포함되지 않은 크래들(10)이 도시되어 있다. 예를 들어, 크래들(10)의 일 측면에는 홀더(20)가 삽입될 수 있는 캐비티(cavity)가 존재하고, 그 캐비티는 홀더장착부(110)로 호칭될 수 있다는 것은 이미 도 1에서 설명한 바 있다.
도 4b는 크래들의 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 4b에는 뚜껑이 포함된 크래들(10)이 도시되어 있다. 예를 들어, 크래들(10)의 홀더장착부(110)에 도 2에서 설명한 홀더(20)가 삽입되고, 뚜껑(160)이 닫힘에 따라 홀더(20)가 크래들(10)에 고정될 수 있다.
도 4c는 크래들에 홀더가 결합되는 과정을 설명하는 도면이다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 홀더(20)는 홀더(20)의 말단(211)을 크래들(10)의 홀더장착부(110)를 향하도록 하여, 크래들(10)의 홀더장착부(110)에 장착될 수 있다. 이에 따라 홀더(20)의 히터(240)도 크래들(10)의 홀더장착부(110)를 향하도록 배치될 수 있다. 홀더(20)가 크래들(10)의 내부에 삽입된 후 크래들(10)의 뚜껑(160)이 닫히게 되면, 홀더(20)는 크래들(10)내부에 고정된다.
도 5는 크래들에 결합된 홀더의 다른 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에서 도시된 바와 같이, 홀더(20)는 크래들(10)의 일 측면에 구비되어 있는 홀더장착부(110)에 장착되는 방식으로 크래들(10)에 결합될 수 있다. 도 4a 내지 도 4c에서 설명한 실시 예와는 다르게, 도 5에 도시된 실시 예에 따르면, 홀더(20)가 크래들(10)의 외부에 결합된 상태에서도 크래들(10)의 배터리(150)를 통해 충전이 가능하며, 사용자가 크래들(10)의 뚜껑(160)을 열지 않고, 충전이 완료된 홀더(20)를 간편하게 취할 수 있게 된다. 도 1에서 설명한 것과 같이, 홀더장착부(110)에는 분리제어부(170)가 연결되어, 사용자가 홀더장착부(110)로부터 홀더(20)를 취할 때에 최소한의 물리력으로 취할 수 있도록 제어할 수 있다.
도 6a는 크래들에 결합되는 홀더의 다른 일 예를 설명한 도면이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 홀더(20)는 홀더(20)의 말단(211)을 크래들(10)의 홀더장착부(110)를 향하도록 하여, 크래들(10)의 홀더장착부(110)에 장착될 수 있다. 도 6a에서 크래들(10)은 뚜껑(160)이 존재하지 않으므로, 크래들(10)에 홀더(20)를 장착(결합)시키기 위해서, 크래들(10)의 뚜껑(160)을 열지 않아도 되는 점에서 도 4c에서의 크래들(10)과 구분된다.
도 6b는 크래들에 결합된 홀더의 또 다른 일 예를 설명한 도면이다.
도 6b에서 홀더(20)는 크래들(10)에 결합되어 있으며, 크래들(10)의 분리제어부(170)에 의해서, 크래들(10)로부터 전기적 또는 기계적으로 분리될 수 있다. 크래들(10)로부터 분리된 홀더(20)는 사용자가 홀더(20)를 용이하게 파지(grab)할 수 있도록, 도 6b처럼 홀더(20)의 전부 또는 일부가 크래들(10)의 외부로 노출될 수 있다.
도 7은 홀더가 크래들에 삽입된 상태에서 틸트되는 일 예를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 홀더(20)가 크래들(10)의 내부에서 틸트되어 있다. 여기에서, 틸트(tilt)는 홀더(20)가 크래들(10)의 홀더장착부(110)에 장착된 상태에서 일정 각도로 기울어져서 홀더(20)의 말단(211)이 크래들(10)의 외부로 노출된 상태를 의미한다.
틸트 각(θ)은 궐련이 홀더(20)의 말단(211)에 삽입될 때, 궐련(300)이 꺾이거나 훼손되지 않기 위해 미리 설정되는 각도를 의미한다. 예를 들어, 홀더(20)는 말단(211)에 포함된 궐련삽입구가 외부로 노출되는 최소 각도 또는 그보다 더 큰 각도로 틸트될 수 있다. 예를 들어, 틸트 각(θ)의 범위는 0°초과 180°이하가 될 수 있고, 바람직하게는 틸트 각(θ)은 10°가 될 수 있다.
홀더(20)가 틸트되더라도, 홀더(20)와 크래들(10)은 서로 결합되어 있다. 따라서, 홀더(20)의 히터(240)는 크래들(10)의 배터리(150)가 공급하는 전력에 의하여 가열될 수 있다.
도 7에는 홀더(20)와 크래들(10)의 결합을 유지하다가, 일정 조건 하에 홀더(20)를 크래들(10)로부터 전기적 또는 기계적으로 분리시키는 분리제어부(170)가 도시되어 있다. 설명의 편의를 위해서, 도 7에서 분리제어부(170)가 홀더(20)와 크래들(10)의 제어부(130) 사이에 위치하고 있으나, 실시 예에 따라서, 분리제어부(170)가 크래들(10)내에서 다양한 형태 및 위치에 배치될 수 있음은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
본 발명에서, 사용자는 크래들(10)의 외부로 노출된 홀더(20)의 말단(211)에 궐련(300)을 삽입할 수 있다. 홀더(20)는 말단(211)에 궐련(300)이 삽입되면, 홀더(20)의 제어부(220)는 홀더(20)가 크래들(10)에 정상적으로 결합되어 있는지 판단하고, 홀더(20)의 배터리(230)가 기설정된 기준값 이상 충전되어 있는지 판단한 후에, 크래들(10)의 배터리(150)로 홀더(20)의 히터(240)에 전력을 공급하여, 히터(240)를 예열시킨다. 히터(240)의 예열이 완료되면, 크래들(10)의 분리제어부(170)는 제어부(130)의 제어신호를 받고, 홀더(20)를 크래들(10)로부터 전기적 또는 기계적으로 분리시켜서, 사용자가 분리된 홀더(20)를 통해 흡연을 즐길 수 있도록 한다.
도 8은 본 발명에서 홀더의 히터의 온도변화를 나타낸 그래프이다.
도 8의 그래프의 가로축은 시간이고, 세로축은 섭씨온도를 나타낸다. 홀더(20)의 히터(240)는 a구간(810)에서는 크래들(10)의 배터리(150)로부터 전력을 공급받아 예열되고, 예열온도 T1까지 온도가 상승된다.
크래들(10)의 제어부(130)는 홀더(20)의 히터(240)의 온도가 예열온도까지 상승된 것이 감지되면, 분리제어부(170)를 통해 크래들(10)로부터 홀더(20)가 전기적 또는 기계적으로 분리될 수 있도록 제어한다.
도 8의 b구간(830)은 크래들(10)로부터 홀더(20)가 전기적 또는 기계적으로 분리되는 과정에서 홀더(20)의 히터(240)가 식어서 히터(240)의 온도가 예열온도보다 더 낮은 유지온도 T2까지 하강하는 구간을 의미한다.
홀더(20)의 제어부(220)는 홀더(20)가 크래들(10)로부터 분리되고, 홀더(20)의 히터(240)의 온도가 기설정된 온도까지 상승된 것이 감지되면, 홀더(20)의 배터리(230)를 통해 c구간(850)에서 히터(240)의 온도를 유지온도로 유지시키면서, 에어로졸이 생성될 수 있도록 제어한다. 여기서, 홀더(20)의 제어부(220)가 홀더(20)의 배터리(230)의 전력을 사용하여 히터(240)를 유지온도로 가열하기 시작하는 일 조건으로서, 히터(240)의 온도가 예열온도 또는 예열온도보다는 더 낮은 유지온도로부터 일정범위 내의 온도일 필요가 있다.
도 9는 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 홀더(20)에 수용되는 궐련(300)은 복수의 에어로졸 생성기질을 포함하는 에어로졸 생성물품으로 별칭될 수 있으며, 구획(segment)별로 서로 다른 에어로졸 생성기질을 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 궐련(300)은 제1구획(310) 및 제2구획(320)을 포함하고, 각각의 구획(210, 220)별로 서로 다른 에어로졸 생성기질이 포함된다. 도 9에는 에어로졸 생성기질을 포함하는 제1구획(310) 및 제2구획(320)과, 가열되어 에어로졸을 생성하지 않는 물질을 포함하는 제3구획(330) 및 제4구획(340)만이 편의상 도시되어 있으나, 본 발명은 에어로졸 생성기질의 종류 수를 특정한 수로 한정하지 않으므로, 실시 예에 따라서, 에어로졸 생성기질을 포함하는 구획은 세 개 이상이 될 수도 있다.
궐련(300)의 제1구획(310)은 에어로졸을 생성하여 사용자에게 제1흡연감을 제공하기 위한 제1기질을 포함할 수 있다. 일 예로서, 궐련(300)의 제1구획(310)은 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. 예를 들어, 제1구획(310)에 포함되는 에어로졸 생성기질은 에어로졸의 글리세린 이행량을 증대시켜서 사용자의 흡연만족감을 증대시키기 위한 일 요소로 기능한다.
궐련(300)의 제2구획(320)은 에어로졸을 생성하여 사용자에게 제2흡연감을 제공하기 위한 제2기질을 포함할 수 있다. 일 예로서, 궐련(300)의 제2구획(320)은 니코틴을 발생시키기 위한 매질로서, 니코틴을 포함하는 담배(tobacco)를 포함할 수 있다. 제2구획(320)에 포함되는 담배는 일반 각초를 포함할 수 있고, 일반 각초는 시트(sheet)나 가닥(strand)형태로 제작될 수도 있다. 제2구획(320)에 포함되는 에어로졸 생성기질은 에어로졸의 니코틴 이행량을 증대시켜서 사용자의 흡연만족감을 증대시키기 위한 다른 일 요소로 기능한다.
본 발명에서, 제1구획(310) 및 제2구획(320)이 히터(240)에 의해 가열되며, 제1구획(310) 및 제2구획(320)에 포함되어 있는 에어로졸 생성기질은 각각 가열되어 제1기체 및 제2기체를 형성할 수 있다.
제1기체 및 제2기체는 혼합되어 최종적으로 사용자가 흡입하는 에어로졸이 되며, 제1구획(310)에 포함된 제1기질의 기화온도가 제2구획(320)에 포함된 제2기질의 기화온도보다 더 높으므로, 실시 예에 따라서, 제1구획(310)만 히터(240)에 의해 가열되고 제2구획(320)은 가열된 제1구획(310)에 의해 간접적으로 가열되거나 일부만 가열되도록 궐련삽입구의 깊이가 조정될 수도 있다. 제2구획(320)은 제1구획(310)에 발생된 제1기체를 적정량 감소시키는 필터 역할을 수행하며, 사용자에게 부드러운 끽연감(흡연감)을 제공하는 기능을 수행한다.
제1구획(310) 및 제2구획(320)은 각 구획에 따른 권지에 둘러싸여 있으며, 도 3에서는 제1구획권지(310a) 및 제2구획권지(320a)로 표현되어 있다. 제1구획권지(310a) 및 제2구획권지(320a)의 겉면에는 홀더(20)의 궐련인식센서가 감지할 수 있는 특정한 문양이나 패턴이 새겨져 있을 수 있다. 또한, 실시 예에 따라, 제1구획권지(310a) 및 제2구획권지(320a)는 제1구획(310) 및 제2구획(320)을 각각 둘러싼 후, 알루미늄박(aluminium foil paper)에 의해 추가적으로 둘러싸일 수도 있다.
궐련(300)의 제3구획(330)은 냉각부일 수 있다. 제3구획(330)은 제1구획(310) 및 제2구획(320)에서 생성된 에어로졸을 적당한 온도로 냉각시킴으로써, 사용자가 용이하게 에어로졸을 흡입할 수 있도록 한다. 일 예로서, 제3구획(330)은 셀룰로오스 아세테이트 토우로 제작될 수 있으며, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다.
궐련(300)의 제4구획(340)은 필터부일 수 있다. 제4구획(340)은 셀룰로오스 아세테이트 토우에 가소제를 가하여 제작될 수 있다. 또한, 제4구획(340)은 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 제4구획(340)에 가향액이 분사될 수 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 제4구획(340)의 내부에 삽입될 수도 있다.
또한, 제4구획(340)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조의 캡슐(capsule)을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 캡슐은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으며, 흡연이 시작되기 전 또는 시작되는 과정에서 사용자에 의해 일정 이상의 압력이 가해져서 파괴됨으로써, 사용자가 향미가 가해진 에어로졸을 흡입할 수 있도록 한다. 제4구획(340)도 제1구획(310) 및 제2구획(320)처럼 권지로 둘러싸이며, 일 예로서, 제4구획권지(340a)로 PLA합지가 사용될 수 있다.
궐련(300)은 제1구획(310) 내지 제4구획(340)을 모두 감싸는 외피(350a)를 더 포함할 수 있으며, 열전도율이 높은 물질로 가공된 외피(350a)를 사용하여 히터(240)의 열에너지가 궐련(300)에 전달되는 효율을 더욱 더 높일 수도 있다.
도 10은 크래들에 장착된 홀더의 일 예를 블록도로 나타낸 것이다.
도 10은 크래들에 홀더가 장착된 상태에서, 크래들 프로세서 및 홀더 프로세서간의 데이터 흐름을 도식적으로 나타내고 있으며, 설명의 편의를 위해서, 크래들(10) 및 홀더(20)에 포함되어 있는 구성 중 일부의 구성만 도시되어 있다.
먼저, 크래들 프로세서(130)는 크래들(10)에 홀더(20)가 장착되어 있는지 여부를 판단한다. 이어서, 크래들 프로세서(130)는 크래들(10)에 홀더(20)가 장착되어 있으면, 홀더 프로세서(220)로부터 홀더 배터리(230)의 충전 잔량값을 수신한다.
크래들 프로세서(130)는 홀더 프로세서(220)로부터 수신한 홀더 배터리(230)의 충전 잔량값이 기설정된 기준값 이상이고, 홀더(20)에 에어로졸 생성물품이 삽입되면, 크래들 배터리(150)가 히터(240)에 전력을 공급하도록 제어한다. 반면, 크래들 프로세서(130)는 홀더(20)에 에어로졸 생성물품이 삽입되었더라도, 홀더 프로세서(220)로부터 수신한 홀더 배터리(230)의 충전 잔량값이 기준값 미만이면, 히터(240)에 전력이 공급되지 않도록 제어하고, 크래들 배터리(150)로 홀더 배터리(230)가 충전되도록 제어한다.
크래들 프로세서(130)는 홀더 프로세서(220)로부터 히터(240)의 온도값을 수신하여, 히터(240)의 온도가 기설정된 기준온도값 이상이면, 홀더(20)를 크래들(10)로부터 분리시킨다. 이 과정에서, 기준온도값은 도 8에서 설명한 예열온도 T1가 될 수 있다.
홀더 프로세서(220)는 홀더(20)가 크래들(10)로부터 분리되면, 홀더 배터리(230)가 히터(240)에 전력을 공급하도록 제어하여, 히터(240)의 온도를 일정한 온도로 유지시킨다. 이 때, 히터(240)의 유지온도는 도 8에서 설명한 유지온도 T2가 될 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 에어로졸을 생성하는 방법의 일 예의 흐름도를 도시한다.
도 11에 따른 방법은, 도 1 내지 도 6b에서 설명한 크래들(10) 및 홀더(20)를 구비하는 에어로졸 생성장치에 의해서 구현될 수 있으며, 이하에서는, 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.
크래들 프로세서(130)는 크래들(10)과 홀더(20)의 결합이 감지될 때까지 대기하다가(S1110), 크래들(10)과 홀더(20)의 결합이 감지되면(S1120), 홀더(20)에 에어로졸 생성물품이 장착되어 있는지 여부를 판단한다(S1130).
크래들 프로세서(130)는 크래들(10)과 홀더(20)가 결합되어 있지 않거나, 홀더(20)에 에어로졸 생성물품이 장착되어 있지 않다면, 크래들(10)의 동작모드를 다시 대기모드로 전환하여, 크래들(10)과 홀더(20)가 결합된 상태에서 홀더(20)에 에어로졸 생성물품까지 장착될 때까지 대기한다. 또한, 크래들 프로세서(130)는 크래들(10)과 홀더(20)가 결합되어 있고, 홀더(20)에 에어로졸 생성물품이 장착되어 있더라도, 홀더 배터리(230)가 기준값 이상 충전되어 있지 않다면, 크래들 배터리(150)로 홀더 배터리(230)가 기준값 이상 충전되도록 제어한다.
이때, 크래들(10)이 홀더 프로세서(220)를 통해 홀더 배터리(230)의 잔존용량을 파악하는 것은, 사용자가 홀더(20)를 통해서 흡연을 하는 도중에 배터리(230)가 방전되는 일을 막기 위해, 홀더 배터리(230)를 충분하게 충전하기 위함이다.
일 실시 예로서, 홀더 프로세서(220)는 홀더 배터리(230)가 궐련(300)을 통해 1회 이상 흡연을 할 수 있을 정도로 충전되어 있다면, 기준값 이상 충전된 것으로 판단할 수 있다. 여기서, '1회 이상 흡연'이란, 히터의 온도를 예열온도 T1까지 상승시켰다가 유지온도 T2로 유지하는 전체 시간(도 8에서 a구간 내지 c구간)일 수도 있고, 이미 예열된 상태에서 히터의 온도를 유지온도 T2로 유지하는 시간(도 8에서 c구간)만을 의미할 수도 있다.
특히, 본 발명에서의 홀더(20)는 사용자 편의성을 높이기 위해서 메시지 등을 시각적으로 출력할 수 있는 디스플레이를 구비하고 있을 뿐만 아니라, 이중매질을 사용하는 궐련(300)을 비접촉식 외부 가열방식으로 가열하여 에어로졸을 생성하는 특성상, 홀더 배터리(230)의 소모속도가 빠르므로, 홀더 배터리(230)가 기준값 이상 충전되어 있어야 사용자가 홀더(20)를 통한 흡연을 종료하기 전까지 에어로졸이 안정적으로 생성될 수 있으며, 홀더 배터리(230)를 소용량으로 구성하여 홀더(20)의 전체 크기를 줄임으로써, 홀더(20)의 휴대성을 높일 수 있다.
홀더 배터리(230)가 기준값 이상 충전된 것을 확인하면, 크래들 프로세서(130)는 홀더(20)의 히터(240)를 크래들 배터리(150)로 예열하기 시작한다(S1140). 단계 S1140에서 히터(240)의 온도는 미리 설정된 예열온도까지 상승하게 되고, 히터(240)의 온도의 상승이 멈추는 시점에 대해서는 도 8의 그래프에 대한 설명에서 이미 설명한 바 있다.
크래들 프로세서(130)는 히터(240)의 예열이 완료되면, 홀더(20)를 크래들(10)로부터 전기적 또는 기계적으로 분리시킨다(S1150). 일 실시 예로서, 단계 S1150에서, 크래들 프로세서(130)는 홀더(20)를 크래들(10)로부터 분리시킨 후에 크래들(10)에 구비된 각종 출력장치를 통해, 시각적, 청각적 및 촉각적인 알림 메시지 중 어느 하나를 사용자에게 제공할 수 있다.
사용자가 크래들(10)로부터 분리된 홀더(20)를 취하면, 홀더(20)의 제어부(220)는 히터(240)의 온도를 예열온도보다 더 낮은 유지온도로 유지시키면서, 에어로졸이 안정적으로 생성될 수 있도록 제어한다(S1160). 단계 S1160에서, 홀더 프로세서(220)는 히터(240)의 온도를 유지온도로 유지하는 과정에서 PID제어를 활용할 수 있으며, 홀더(20)로부터 발생되는 에어로졸의 무화량이나 사용자가 느끼는 흡연감을 균일하게 유지하기 위해서, 흡연시간의 경과에 따라서, 유지온도를 일정범위 내에서 조정할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 홀더(20)의 히터(240)를 예열하는 과정에서는 홀더 배터리(230)의 전력을 사용하지 않게 됨으로써, 홀더(20)의 배터리 용량을 소용량으로 구성하더라도, 사용자의 흡연기간동안 홀더(20)로부터 에어로졸이 안정적으로 생성될 수 있다. 이에 더해, 홀더(20)의 배터리용량을 소용량으로 구성하지 않는다면, 연속적인 흡연도 가능하고, 다양한 기능을 홀더(20)에 부가할 수도 있다.
또한, 배터리의 용량은 일반적으로 배터리의 크기에 비례하므로, 본 발명에 따르면, 홀더(20)의 배터리(230)의 용량을 줄일 수 있게 되어, 사용자가 홀더(20)를 손에 쥐고 사용하는 데에 어려움이 없도록, 홀더(20)의 크기를 더욱 더 슬림(slim)화할 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용되는 궐련(300)은 사용자에게 깊은 풍미를 제공할 수 있는 이중매질궐련으로서, 이 궐련(300)을 효과적으로 가열하기 위해서는 다양한 방식으로 개선된 형태와 재질의 히터(240)가 사용되어야 하나, 그 개선된 형태와 재질의 히터(240)가 홀더(20)의 배터리(230)의 전력소모를 가속화할 수 있다. 이러한 상황에서, 본 발명에 따른 방법으로, 예열구간에서 홀더(20)의 히터(240)를 예열하는 데에 크래들(10)의 배터리(150)의 전력을 활용한다면, 홀더(20)의 배터리(230)를 사용자가 홀더(20)를 사용하여 실질적으로 에어로졸을 흡입하는 구간(유지구간)에서만 사용할 수 있게 되는 장점도 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 홀더(20)의 배터리(230)의 성능과 수명을 늘릴 수 있다. 일반적으로 홀더(20)에 사용되는 배터리(230)의 출력전압은 4.2V이고, 전력이 소모되고, 충전 및 방전이 거듭됨에 따라, 배터리(230)의 종지전압은 3.5V 정도까지 떨어지게 된다. 배터리(230)의 종지전압이 3.5V 정도까지 이르게 되면, 홀더(20)에 공급되는 최대전류가 증가하여, 사용자에게 만족감을 제공할 수 있는 에어로졸을 생성하는 것이 불가능해지나, 본 발명에 따르면, 홀더(20)의 배터리(230)를 과도하게 사용하지 않게 됨으로써, 홀더(20)의 소비전력 및 최대전류를 감소시킬 수 있고, 홀더(20)의 배터리(230)의 성능을 장기간 유지할 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 (9)

  1. 가열된 히터로 에어로졸 생성물품으로부터 에어로졸을 생성하는 홀더가 착탈가능한 크래들로서,
    상기 크래들은,
    상기 히터 또는 상기 홀더의 배터리에 전력을 공급하는 크래들 배터리; 및
    상기 크래들 배터리를 제어신호로 제어하는 크래들 프로세서;를 포함하고,
    상기 크래들 프로세서는,
    상기 홀더가 상기 크래들에 장착되는 경우, 상기 홀더의 프로세서로부터 상기 홀더의 배터리의 충전 잔량값을 수신하고,
    상기 수신된 충전 잔량값이 기설정된 기준값 이상이고, 상기 홀더가 상기 크래들에 장착된 상태에서 상기 홀더에 에어로졸 생성물품이 삽입되는 경우, 상기 크래들 배터리를 통해 상기 히터에 전력을 공급하며,
    상기 홀더의 프로세서로부터 수신된 상기 히터의 온도가 기설정된 기준온도 이상이면, 상기 홀더를 상기 크래들로부터 분리하는, 크래들.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 크래들 프로세서는,
    상기 수신된 충전 잔량값이 상기 기준값 미만이면, 상기 크래들 배터리가 상기 홀더의 배터리에 전력을 공급하도록 제어하는, 크래들.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 크래들 및 상기 크래들에 착탈되는 홀더를 포함하는 에어로졸 생성 시스템으로서,
    상기 홀더는,
    에어로졸 생성물품을 가열하는 히터,
    상기 히터에 전력을 공급하는 홀더 배터리 및
    상기 홀더 배터리의 충전 잔량값을 측정하는 홀더 프로세서를 포함하고,
    상기 크래들은,
    상기 홀더 배터리보다 더 큰 배터리 용량을 갖는 크래들 배터리 및
    상기 크래들 배터리를 제어하고 상기 홀더 프로세서와 통신하는 크래들 프로세서를 포함하고,
    상기 크래들 프로세서는,
    상기 홀더가 상기 크래들에 장착되는 경우, 상기 홀더의 프로세서로부터 상기 홀더의 배터리의 충전 잔량값을 수신하고,
    상기 수신된 충전 잔량값이 기설정된 기준값 이상이고, 상기 홀더가 상기 크래들에 장착된 상태에서 상기 홀더에 에어로졸 생성물품이 삽입되는 경우, 상기 크래들 배터리가 상기 히터에 전력을 공급하며,
    상기 홀더의 프로세서로부터 수신된 상기 히터의 온도가 기설정된 기준온도 이상이면, 상기 홀더를 상기 크래들로부터 분리하는, 에어로졸 생성 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 크래들 프로세서는,
    상기 수신된 충전 잔량값이 상기 기준값 미만이면, 상기 크래들 배터리가 상기 홀더의 배터리에 전력을 공급하도록 제어하는, 에어로졸 생성 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제5항에 있어서,
    상기 홀더 프로세서는,
    상기 홀더가 상기 크래들로부터 분리되면, 상기 홀더 배터리가 상기 히터에 전력을 공급하도록 제어하는, 에어로졸 생성 시스템.
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