KR102520337B1 - 연소 가스 검출기를 갖는 에어로졸 발생 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents

연소 가스 검출기를 갖는 에어로졸 발생 장치, 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

에어로졸 형성 기재(12)를 가열하도록 구성되어 있는 에어로졸 발생 장치(100)로, 전력 공급부(16), 히터(14), 전력 공급부로부터 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있는 제어기(18), 및 연소 가스 검출기(20)를 포함하고, 여기서 제어기는 연소 검출기에 연결되어 있으며, 연소 가스 검출기로부터의 신호에 기초하여 연소 가스의 수준을 모니터링하도록 구성되어 있다. 연소 가스의 수준은 제어기에 의해 사용되어서 연소 가스의 수준이 바람직한 수준을 초과했을 때 사용자에게 표시를 제공할 수 있거나 히터로의 전력 공급을 조절하도록 제어 공정에 사용될 수도 있다.

Description

연소 가스 검출기를 갖는 에어로졸 발생 장치, 시스템 및 방법{AN AEROSOL-GENERATING DEVICE, SYSTEM AND METHOD WITH A COMBUSTION GAS DETECTOR}
본 발명은 에어로졸 형성 기재를 가열하여 작동하는 에어로졸 발생 장치 및 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 바람직한 에어로졸의 생성을 보장하기 위해 에어로졸 형성 기재의 온도를 온도 범위 내로 유지하는 것이 바람직한 에어로졸 발생 장치 및 시스템에 관한 것이다. 전기 가열식 흡연 장치는 이러한 유형의 장치의 예이다.
전기 가열식 흡연 장치가 갖는 하나의 잠재적인 문제점은, 이 전기 가열식 흡연 장치가 액체 에어로졸 형성 기재 또는 궐련과 같은 고체 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성되든지 간에, 에어로졸 형성 기재의 온도가 너무 높아지면 에어로졸 형성 기재의 연소가 일어날 수 있다는 것이다. 이는, 발생된 에어로졸 내부에서 불쾌한 맛을 내고 일반적으로 바람직하지 않은 화합물의 발생으로 이어질 수 있다.
이 문제점은, 사용자가 자신의 에어로졸 형성 기재를 장치에 삽입할 수 있는 시스템에서 특히 심각하다 상이한 에어로졸 형성 기재는 가열될 때 상이하게 작용한다. 특히, 연소가 일어나는 온도는 기재의 조성 및 그의 수분 함량에 따라 달라질 것이다. 따라서, 단순히 히터의 온도를 미리 정해진 온도 이내로 유지하는 장치는 이와 함께 사용될 수도 있는 모든 다른 기재에 대해 바람직한 에어로졸을 생성할 수 없다.
본 발명은 목적은, 높은 수준의 바람직하지 않은 에어로졸 성분의 발생을 방지하고 다양한 다른 미지의 에어로졸 형성 기재와 함께 작동할 수 있는 에어로졸 발생 장치와 시스템을 제공하는 것이다.
제1 측면에서는, 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성되어 있는 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있으며, 상기 장치는,
전력 공급부;
히터;
전력 공급부로부터 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있는 제어기; 및
연소 가스 검출기를 포함하고,
상기 제어기는 연소 검출기에 연결되어 있으며, 연소 가스 검출기로부터의 신호에 기초하여 연소 가스의 수준을 모니터링하도록 구성되어 있다.
도 1은 본 발명에 따른 제1 전기 가열식 흡연 장치의 개략도이며;
도 2는 연소 가스 검출기에 의해 제공되는 연소 가스 수준 정보에 대한 한 가지 사용을 예시하는 흐름도이며;
도 3은 연소 가스 검출기에 의해 제공되는 연소 가스 수준 정보에 대한 다른 사용을 예시하는 흐름도이며; 그리고
도 4는 본 발명에 따른 대안적인 가열식 흡연 장치의 개략도이다.
발생된 연소 가스의 수준을 모니터링하여, 제어기는 사용되고 있는 에어로졸 형성 기재에 관한 어느 것도 알 필요없이 발생되고 있는 에어로졸의 조성에 관한 정보를 갖는다. 연소 가스 검출기는, 예를 들어 일산화탄소(CO) 또는 산화질소(NOx) 검출기일 수도 있다. 일산화탄소는 연소 및 특히 불완전한 연소의 확립된 지표이다. 예를 들면, 타는 궐련에서, 무거운 분자량 휘발성 화합물은 더 작은 분자, 예를 들어 저분자량 탄화수소, 일산화탄소 및 이산화탄소로 “열분해된다(cracked)”. 불완전 연소는, 사용 중에, 특히 사용자 흡연 간에, 불충분한 산소가 완전 연소를 위해 타는 궐련으로 전달되기 때문에 일어날 수 있다. 산화질소는 종종 연소 중에도 생성된다. 산화질소는 일산화질소(NO) 및 이산화질소(NO2) 양쪽을 포함하지만, 종종 NOx로 약칭된다. 타는 바이오매스(biomass)에서, NOx는 전형적으로 연료 결합 질소(fuel bound nitrogen)로부터 발생한다. 예를 들면, 담배 기반 기재와 같은 식물 기반 기재는 상당한 양의 질산염을 함유한다. 연소 가스 검출기는 또한 액체 기재의 성분의 연소 결과로서, 액체 기재를 사용하는 전자 궐련에서 바람직하지 않게 발생될 수 있는, 카르복실기 또는 카르복실기들, 또는 알데히드를 함유하는 가스와 같은 다른 가스를 검출하도록 구성되어 있는 검출기일 수도 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “연소 가스의 수준(level of combustion gases)”은 기류 내부의 연소 가스의 농도 또는 검출된 연소 가스의 절대량을 지칭할 수 있다.
제어기는 연소 가스의 수준이 제1 임계 가스 수준을 초과할 때 히터로의 전력 공급을 감소시키도록 구성되어 있을 수도 있다. 바람직하게는, 제어기는 히터 또는 에어로졸 형성 기재의 온도를 감소시키는 효과를 갖는 수준으로 히터로의 전력을 감소시키도록 구성되어 있다.
대안적으로, 또는 추가적으로, 상기 장치는 표시기를 포함할 수 있고, 제어기는 연소 가스의 수준이 제2 임계 수준을 초과할 때 표시기를 활성화하도록 구성되어 있을 수도 있다. 표시기는 발광 다이오드(LED)와 같은 장치 상의 시각 표시기 또는 스피커와 같은 청각 표시기일 수 있다. 그러면, 사용자는 표시기가 비활성화될 때까지 장치 사용을 중단하도록 선택할 수 있다. 제1 임계 수준은 제2 임계 수준과 동일하거나 다를 수 있다.
본원에서 사용하는 바와 같이, ‘에어로졸 발생 장치’는 에어로졸 형성 기재와 상호작용해서 에어로졸을 발생시키는 장치에 관한 것이다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 물품의 부분, 예를 들면 흡연 물품의 부분일 수도 있다. 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재와 상호작용해서 사용자의 입을 통해 사용자의 폐 속으로 직접 흡입될 수 있는 에어로졸을 발생시키는 흡연 장치일 수도 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘에어로졸 형성 기재’는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물들을 방출할 수 있는 기재에 관한 것이다. 이러한 휘발성 화합물들은 에어로졸 형성 기재를 가열하여 방출될 수도 있다. 에어로졸 형성 기재는 편의상 에어로졸 발생 물품 또는 흡연 물품의 부분일 수도 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘에어로졸 발생 물품’ 및 ‘흡연 물품’은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물들을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 물품을 지칭한다. 예를 들면, 에어로졸 발생 물품은 사용자의 입을 통해 사용자의 폐 안으로 직접 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키는 흡연 물품일 수도 있다. 에어로졸 발생 물품은 일회용일 수도 있다. 흡연 물품은 담배 스틱일 수도 있고, 이를 포함할 수도 있다.
상기 장치는 전기 작동식 장치일 수도 있으며, 특히 전기 가열식 흡연 장치일 수도 있다.
제어기는 미리 정해진 시간에 걸쳐서 누적 또는 평균 연소 가스 수준을 계산하고 누적 또는 평균 연소 가스 수준을 임계 수준 또는 임계 수준들과 비교하도록 구성되어 있을 수도 있다. 미리 정해진 시간, 예를 들어 5 또는 10초에 걸쳐서 수집된 연소 가스 수준 데이터를 사용하면, 위양성 결과의 가능성을 감소시킨다. 제어기는 연소 가스 수준을 연속적으로 모니터링하고 이전의 미리 정해진 시간에 걸쳐서 수신된 연소 가스 수준 데이터에 기초하여 롤링 평균(rolling average)을 계산하도록 구성되어 있을 수도 있다.
제어기는 연소 가스 수준이 정지 수준에 도달할 때 전원으로부터 히터로의 전력 공급을 정지시키도록 구성되어 있다. 정지 수준은 제2 임계 수준과 동일하거나 다를 수 있다. 한 구현예에서, 정지 수준은 제1 임계 수준보다도 높다.
제어기는, 이 제어기가 히터로의 전력 공급을 정지한 후에 연소 가스의 수준을 모니터링하도록 구성될 수 있고, 연소 가스 수준이 정지 수준 위로 남아 있는 경우에 표시기를 활성화하도록 구성되어 있을 수도 있다. 이 표시기는 청각 또는 시각적일 수 있고, 연소 가스 수준이 제2 임계값을 초과할 때 활성화되는 표시기와는 다를 수 있다. 이는, 기재 내부의 자기 영속적(self-perpetuating) 연소를 검출할 수 있게 한다. 연소에 의해 발생된 열이 히터로부터의 추가 열없이 또 다른 연소를 일으키기에 충분할 경우이면, 사용자는 경고를 받고, 장치로부터 기재를 제거하도록 선택할 수 있다.
제어기는 전력 공급부로부터 히터로의 전력 공급을 조절하여 연소 가스의 수준을 제1 임계 수준 아래로 유지하도록 구성되어 있을 수도 있다. 제어기가 검출된 연소 가스의 수준에 따라 히터에 공급되는 전력을 연속적으로 조정하도록 피드백 루프가 사용될 수 있다. 히터로의 전력을 감소시킴으로써, 발생된 연소 가스의 수준이 감소될 수 있다. 전력 감소량은 미리 정해진 양일 수 있거나 또는 감지된 온도에 기초하여 제어되는 감소분일 수 있다. 상기와 같이, 제어기는 누적 또는 평균 연소 가스 수준을 계산하여 제1 임계 수준과 비교할 수 있다. 이 제어 루프는, 예를 들어 감지된 온도, 히터의 전기 저항 및 감지된 공기 유량에 기초할 수 있는, 히터에 공급되는 전력을 조절하기 위한 다른 제어 루프 및 제어 전략과 함께 사용될 수 있다.
상기 장치는 공기 유입부 및 공기 유출부를 포함할 수 있고, 사용 시, 에어로졸 형성 기재는 공기 유입부와 공기 유출부 사이의 기류 경로 내에 위치할 수 있다. 공기는 공기 유입부를 통해 흡인되고, 에어로졸 형성 기재를 지나서 또는 그를 통해 공기 유출부로 흡인된다. 흡연 시스템에서, 사용자는 공기 유출부 위를 흡연하여 공기 및 발생된 에어로졸(연기)을 자신의 입 안으로 흡인한다.
연소 가스 검출기는, 본원에서 측류 연소 가스라고 지칭되는, 공기 유입부를 통해 장치 내로 흡인된 연소 가스를 검출하도록 위치할 수 있다. 흡연 시스템에서, 이는 사용자가 직접 흡입하지 않는 “측류” 연기 내부의 연소 가스를 검출할 수 있게 한다.
대안적으로, 연소 가스 검출기는, 본원에서 주류 연소 가스라고 지칭되는, 에어로졸 형성 기재에 인접하거나 에어로졸 형성 기재의 하류에 있는 연소 가스를 검출하도록 위치할 수 있다. 흡연 시스템에서, 이는 사용자가 직접 흡입하는 “주류” 연기 내부의 연소 가스를 검출할 수 있게 한다.
히터로의 전력 공급을 감소 또는 정지시키는지의 여부를 결정하기 위해서, 그리고 표시기를 활성화시키는지의 여부를 결정하기 위해서 사용되는 연소 가스의 임계 수준은, 연소 가스 검출기가 측류 연소 가스 또는 주류 연소 가스를 검출하도록 위치해 있는지의 여부에 의존한다.
연소 가스 검출기가 측류 CO를 검출하도록 구성되는 경우, 제1, 제2 및 정지 임계값은 0.002와 0.02mg/s 사이의 CO, 바람직하게는 0.004와 0.009mg/s 사이의 CO일 수 있다.
연소 가스 검출기가 측류 NOx를 검출하도록 구성되는 경우, 제1, 제2 및 정지 임계값은 0.9와 4.2μg/s 사이의 NOx, 바람직하게는 1.8과 3.7μg/s 사이의 NOx일 수 있다.
연소 가스 검출기가 측류 NO만을 검출하도록 구성되는 경우, 제1, 제2 및 정지 임계값은 0.9와 4.2μg/s 사이의 NO, 바람직하게는 1.8과 3.7μg/s 사이의 NO일 수 있다.
연소 가스 검출기가 주류 CO를 검출하도록 구성되는 경우, 제1, 제2 및 정지 임계값은 0.01과 0.09mg/s 사이의 CO, 바람직하게는 0.02와 0.04mg/s 사이의 CO일 수 있다.
연소 가스 검출기가 주류 NOx를 검출하도록 구성되는 경우, 제1, 제2 및 정지 임계값은 0.4와 1.6μg/s 사이의 NOx, 바람직하게는 0.7과 01.4μg/s 사이의 NOx일 수 있다.
연소 가스 검출기가 주류 NO를 검출하도록 구성되는 경우, 제1, 제2 및 정지 임계값은 0.4와 1.6μg/s 사이의 NO, 바람직하게는 0.7과 01.4μg/s 사이의 NO일 수 있다.
모든 경우에서, 정지 임계값은 제1 및 제2 임계값보다도 클 수 있다.
상기 히터는 전기 저항 물질로 형성된 가열 요소를 포함하고 있을 수도 있다. 적절한 전기 저항 재료는, 도핑된 세라믹과 같은 반도체, (예를 들어, 이규화 몰리브덴과 같은) 전기 "전도성" 세라믹, 카본, 흑연, 금속, 금속 합금, 및 세라믹 재료와 금속 재료의 복합 재료를 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 이러한 복합 재료는 도핑된 세라믹 또는 도핑되지 않은 세라믹을 포함하고 있을 수도 있다. 적절한 도핑 세라믹의 예는 도핑된 탄화규소를 포함하고 있다. 적절한 금속들의 예들은 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨, 플래티늄, 금 및 은을 포함한다. 적절한 금속 합금들의 예들은 스테인리스 스틸, 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 타타늄-, 지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브덴-, 탄탈륨-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨-, 망간-, 금- 및 철-함유 합금들, 및 니켈, 철, 코발트, 스테인리스 스틸, Timetal® 및 철-망간-알루미늄계 합금들에 기초한 초합금들을 포함한다. 복합 재료에서, 요구되는 외부 물리화학적 성질과 에너지 전달 동역학에 따라, 전기 저항 재료는 선택적으로, 절연 재료에 매립되거나 절연 재료로 캡슐화되거나 코팅될 수 있거나, 또는 그 반대로 될 수 있다.
본 발명의 제1 및 제2 측면 모두에서, 상기 히터는 내부 가열 요소 또는 외부 가열 요소, 또는 내부 및 외부 가열 요소 양자를 포함할 수 있고, "내부" 및 "외부"는 에어로졸 형성 기재를 지칭한다. 내부 가열 요소는 임의의 적절할 형태를 취할 수 있다. 예를 들면, 내부 가열 요소는 가열 블레이드(blade)의 형태를 취할 수 있다. 대안적으로, 내부 히터는 상이한 전기 도전부를 갖는 케이싱이나 기판, 또는 전기 저항성 금속 관의 형태를 취할 수 있다. 대안으로, 상기 내부 가열 요소는 상기 에어로졸 형성 기재의 중앙을 통하여 진행하는 하나 이상의 가열 니들(needle) 또는 막대(rod)일 수 있다. 다른 대안은, 가열 와이어 또는 필라멘트, 예를 들면 Ni-Cr(니켈-크롬), 백금, 텅스텐 또는 합금 와이어나 가열판을 포함하고 있다. 선택적으로, 상기 내부 가열 요소는 경질 담체 재료 내에 또는 그 위에 피착될 수 있다. 이러한 하나의 구현예에서, 전기 저항 가열 요소는 온도와 저항성 간의 규정된 관계를 갖는 금속을 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 예시적인 장치에서, 상기 금속은 세라믹 재료 같은 적절한 절연 재료 상에 트랙(track)으로서 형성될 수 있고, 그 다음에 유리 같은 다른 절연 재료 내에 샌드위치될 수 있다. 이러한 방식으로 형성된 히터들은 작동 중에 상기 가열 요소들의 온도의 가열과 모니터링 모두를 행하는데 사용될 수 있다.
외부 가열 요소는 임의의 적절한 형태를 취할 수 있다. 예를 들면, 상기 외부 가열 요소는 폴리이미드 같은 유전체 기판 위에 하나 이상의 유연성 가열 포일(foil)의 형태를 취할 수 있다. 유연성 가열 포일들은 기판 수용 공동의 주변부에 맞추도록 형상화될 수 있다. 대안적으로, 외부 가열 요소는 금속 그리드 또는 그리드들, 유연성 인쇄 회로 기판, 몰딩형 상호접속 장치(MID: molded interconnect device), 세라믹 히터, 유연성 탄소 섬유 히터의 형태를 취할 수 있거나, 적절한 형상의 기판 상에 플라스마 증착 같은 코팅 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 외부 가열 요소는 또한 온도와 저항성 간의 규정된 관계를 갖는 금속을 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 예시적인 장치에서, 상기 금속은 적절한 절연 재료들의 2개 층 사이에 트랙으로서 형성될 수 있다. 이러한 방식으로 형성된 외부 가열 요소는 작동 중에 상기 외부 가열 요소의 온도의 가열과 모니터링 모두를 행하는데 사용될 수 있다.
상기 히터는 유리하게는 전도에 의해 상기 에어로졸 형성 기재를 가열한다. 상기 히터는 상기 기재와 또는 상기 기재가 피착되는 담체와 적어도 부분적으로 접촉할 수도 있다. 대안적으로, 내부 또는 외부 가열 요소 중 어느 하나로부터의 열은 열 전도성 요소에 의해 상기 기재에 전도될 수 있다.
상기 전력 공급부는 임의의 적절한 전력 공급부, 예를 들면 DC 전압원일 수 있다. 한 구현예에서, 상기 전력 공급부는 리튬-이온 배터리이다. 대안적으로, 상기 전력 공급부는 니켈-금속 하이브리드 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 또는 리튬계 배터리, 예를 들면 리튬-코발트, 리튬-철-인산염, 리튬티탄산염 또는 리튬-폴리머 배터리일 수도 있다.
상기 제어기는 마이크로제어기를 포함하고 있을 수도 있다. 상기 마이크로제어기는 히터에 공급되는 전력을 제어하기 위한 PID 제어기를 포함하고 있을 수도 있다. 제어기는 전력 펄스로서 히터에 전력을 공급하도록 구성되어 있을 수도 있다. 제어기는 전력 펄스의 듀티 사이클을 변경하여 히터로의 전력 공급을 변경하도록 구성되어 있을 수도 있다.
바람직하게는, 제어기는 이하에 설명되는 본 발명의 제3 측면의 방법 단계들을 수행하도록 구성되어 있다. 본 발명의 제3 측면의 방법 단계들을 수행하기 위해, 제어기는 하드 와이어(hardwired)일 수도 있다. 그러나, 보다 바람직하게는, 제어기는 본 발명의 제3 측면의 방법 단계들을 수행하도록 프로그래밍 가능하다.
연소 가스 검출기는 소형 검출기인 것이 바람직하다.
상기 에어로졸 발생 장치는 하우징을 포함하고 있을 수도 있다. 바람직하게는, 하우징은 세장형이다. 응축이 형성되기 위해 구할 수 있는 표면적을 포함하여, 하우징의 구성은, 에어로졸 특성과, 장치로부터의 액체 누출이 있는지 여부에 영향을 미칠 것이다. 상기 하우징은 쉘 및 마우스피스를 포함하고 있을 수도 있다. 이 경우, 모든 구성요소는 쉘 또는 마우스피스 중 하나에 포함될 수도 있다. 상기 하우징은 임의의 적절한 물질 또는 물질들의 조합을 포함할 수도 있다. 적절한 물질의 예로는, 금속, 합금, 플라스틱 또는 그러한 물질들 중 하나 이상을 포함하는 복합 물질, 또는 음식이나 제약에 적용하는 데 적절한 열가소성 물질, 예컨대, 폴리프로필렌, 폴리에테르케톤(PEEK) 및 폴리에틸렌이 있다. 바람직하게, 상기 물질은 경량이며 비-취성(non-brittle)이다.
바람직하게, 상기 에어로졸 발생 장치는 휴대용이다. 상기 에어로졸 발생 장치는 흡연 장치일 수도 있고, 종래의 엽궐련 또는 궐련에 비교될만한 크기를 가질 수도 있다. 상기 흡연 장치는 약 30mm 내지 약 150mm의 총 길이를 가질 수도 있다. 상기 흡연 장치는 약 5mm 내지 약 30mm의 외경을 가질 수도 있다.
제2 측면에서는, 제1 측면에 따른 에어로졸 발생 장치 및 상기 장치에 수용되거나 결합된 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있다.
본 발명의 제1 및 제2 측면 모두에서, 동작 중, 상기 에어로졸 형성 기재는 상기 에어로졸 발생 장치 내에 완전히 함유될 수 있다. 이 경우, 사용자는 상기 에어로졸 발생 장치의 마우스피스를 피울 수 있다.
대안적으로, 동작하는 동안 상기 에어로졸 형성 기재를 함유하는 흡연 물품은 상기 에어로졸 발생 장치 내에 부분적으로 함유될 수 있다. 이 경우, 사용자는 흡연 물품을 직접 흡연할 수 있다. 가열 요소는 장치의 공동 내에 위치될 수도 있으며, 이때 상기 공동은 에어로졸 형성 기재를 수용하여, 사용시에 가열 요소가 에어로졸 형성 기재 내에 있도록 구성되어 있다.
상기 흡연 물품은 형상이 실질적으로 원통형일 수 있다. 상기 흡연 물품은 실질적으로 가늘고 길 수 있다. 상기 흡연 물품은 길이 및 이 길이에 실질적으로 수직인 원주를 가질 수 있다. 상기 에어로졸 형성 기재는 형상이 실질적으로 원통형일 수 있다. 상기 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 가늘고 길 수 있다. 상기 에어로졸 형성 기재는 또한 길이 및 이 길이에 실질적으로 수직인 원주를 가질 수 있다.
상기 흡연 물품은 대략 30mm와 대략 100mm 사이의 총 길이를 가질 수 있다. 상기 흡연 물품은 대략 5mm와 대략 12mm 사이의 외부 직경을 가질 수 있다. 상기 흡연 물품은 필터 플러그를 포함하고 있을 수도 있다. 상기 필터 플러그는 상기 흡연 물품의 하류 단부에 배치될 수 있다. 상기 필터 플러그는 초산 셀룰로오스 필터 플러그일 수 있다. 상기 필터 플러그는 한 구현예에서 길이가 대략 7mm이지만, 대략 5mm와 대략 10mm 사이의 길이를 가질 수 있다.
한 구현예에서, 상기 흡연 물품은 대략 45mm의 총 길이를 갖는다. 상기 흡연 물품은 대략 7.2mm의 외부 직경을 가질 수 있다. 또한, 상기 에어로졸 형성 기재는 대략 10mm의 길이를 가질 수 있다. 대안적으로, 상기 에어로졸 형성 기재는 대략 12mm의 길이를 가질 수 있다. 또한, 상기 에어로졸 형성 기재의 직경은 대략 5mm와 대략 12mm 사이일 수 있다. 상기 흡연 물품은 외부 종이 래퍼를 포함하고 있을 수도 있다. 또한, 상기 흡연 물품은 상기 에어로졸 형성 기재와 상기 필터 플러그 사이의 분리부를 포함하고 있을 수도 있다. 상기 분리부는 대략 18mm일 수 있지만, 대략 5mm 내지 대략 25mm 범위 내일 수 있다. 상기 분리부는 기재로부터 필터 플러그로 흡연 물품을 통과하면서 에어로졸을 냉각시키는 열 교환기에 의해 흡연 물품에 충전되는 것이 바람직하다. 열 교환기는 예를 들어 고분자계 필터, 예를 들어 권축된 PLA 재료일 수도 있다.
본 발명의 제1 및 제2 측면 모두에서, 에어로졸 형성 기재는 고체 에어로졸 형성 기재일 수도 있다. 대안적으로, 상기 에어로졸 형성 기재는 고체 및 액체 성분 양자를 포함하고 있을 수도 있다. 상기 에어로졸 형성 기재는 가열 시에 상기 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물들을 함유하는 담배 함유 재료를 포함하고 있을 수도 있다. 대안적으로, 상기 에어로졸 형성 기재는 비-담배 재료를 포함하고 있을 수도 있다. 상기 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제를 더 포함할 수도 있다. 적절한 에어로졸 형성제의 예는 글리세린 및 프로필렌 글리콜이다.
에어로졸 형성 기재가 고체 에어로졸 형성 기재인 경우, 고체 에어로졸 형성 기재는, 예를 들면 허브 잎, 담배 잎, 담배 리브 조각, 재구성 담배, 균질화 담배, 압출 담배, 캐스트 잎 담배 및 팽화 담배 중 하나 이상을 함유하고 있는, 분말, 그래뉼, 펠릿, 슈레드, 스파게티, 스트립 또는 시트 중 하나 이상을 포함하고 있을 수도 있다. 상기 고체 에어로졸 형성 기재는 느슨한 형태일 수 있거나, 적절한 용기나 카트리지에 제공될 수 있다. 선택적으로, 상기 고체 에어로졸 형성 기재는 상기 기재의 가열 시에 방출될, 추가 담배 또는 비-담배 휘발성 향미 화합물들을 함유할 수 있다. 상기 고체 에어로졸 형성 기재는, 예를 들면 상기 추가 담배 또는 비-담배 휘발성 향미 화합물들을 포함하고 있는 캡슐들을 또한 함유할 수 있고, 이러한 캡슐들은 상기 고체 에어로졸 형성 기재의 가열 중에 용융될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 균질화 담배는 미립자 담배를 집합시켜서 형성된 물질을 가리킨다. 균질화 담배는 시트의 형태일 수도 있다. 균질화 담배 물질은 건조 중량 기준으로 5% 초과의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수도 있다. 균질화 담배 물질은 대안적으로 건조 중량 기준으로 약 5중량%와 약 30중량% 사이의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수도 있다. 균질화 담배 물질의 시트는 담배 잎몸(leaf lamina) 및 담배 잎자루(leaf stem) 중 하나 또는 양쪽 모두를 분쇄하거나 그렇지 않으면 세분하여 얻어진 미립자 담배를 응집시켜서 형성될 수도 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 균질화 담배 물질의 시트는, 예를 들면 담배의 처리, 취급 및 배송 동안에 형성된 담배 가루, 담배 미분 및 기타 미립자 담배 부산물 중 하나 이상을 포함하고 있을 수도 있다. 균질화 담배 물질의 시트는 담배 내인성 결합제인 하나 이상의 내재성 결합제, 담배 외인성 결합제인 하나 이상의 외재성 결합제, 또는 이들의 조합을 포함해서 미립자 담배 응집을 도와줄 수도 있으며; 대안적으로, 또는 추가적으로, 균질화 담배 물질의 시트는 이들에만 한정되지 않지만 담배와 비담배 섬유, 에어로졸 형성제, 습윤제, 가소제, 향미제, 충전제, 수성 및 비수성 용매 및 이들의 조합을 포함하는 기타 첨가제를 포함하고 있을 수도 있다.
선택적으로, 상기 고체 에어로졸 형성 기재는 열적으로 안정된 담체 위에 제공되거나 그 안에 매립될 수도 있다. 담체는 분말, 과립, 펠릿, 슈레드, 스파게티, 스트립 또는 시트의 형태를 취할 수 있다. 대안적으로, 상기 담체는 그 내부 표면 위에, 또는 그 외부 표면 위에, 또는 그 내부 표면 및 외부 표면 양자 위에 피착된 고체 기재의 박층을 갖는 관형 담체일 수도 있다. 이러한 관형 담체는, 예를 들어, 종이, 종이류 재료, 부직 탄소 섬유 매트, 저 질량 오픈 메쉬 금속 스크린, 또는 천공된 금속 포일(foil) 또는 임의의 다른 열적으로 안정한 중합체 매트릭스로 형성될 수 있다.
상기 고체 에어로졸 형성 기재는 예를 들면, 시트, 발포체, 겔 또는 슬러리 형태로 담체의 표면 위에 피착될 수 있다. 상기 고체 에어로졸 형성 기재는 담체의 전체 표면 위에 피착되어 있을 수도 있거나, 대안적으로 사용 중 불균일한 향미 전달을 제공하기 위해서 패턴으로 피착되어 있을 수도 있다.
상기 고체 에어로졸 형성 기재에 대하여 참조가 이루어졌지만, 상기 에어로졸 형성 기재의 다른 형태들이 다른 실시예들에서 사용될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들면, 상기 에어로졸 형성 기재는 액체 에어로졸 형성 기재일 수 있다. 상기 액체 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제를 포함할 수도 있다. 적절한 에어로졸 형성제의 예는 글리세린 및 프로필렌 글리콜이다. 액체 에어로졸 형성 기재가 제공된 경우, 상기 에어로졸 발생 장치는 바람직하게는 액체를 보유하기 위한 수단을 포함한다. 예를 들면, 상기 액체 에어로졸 형성 기재는 용기 내에 보유될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 액체 에어로졸 형성 기재는 다공성 담체 재료 내에 흡수될 수 있다. 상기 다공성 담체 재료는 임의의 적절한 흡수성 플러그 또는 본체, 예를 들면 발포성 금속이나 플라스틱 재료, 폴리프로필렌, 테릴렌, 나일론 섬유들 또는 세라믹으로 이루어질 수 있다. 상기 액체 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 장치의 사용 이전에 다공성 담체 재료 내에 보유될 수 있거나, 대안으로 상기 액체 에어로졸 형성 기재는 사용 중이나 직전에 다공성 담체 재료 내로 방출될 수 있다. 예를 들면, 상기 액체 에어로졸 형성 기재는 캡슐로 제공될 수 있다. 상기 캡슐의 껍질이 가열 시에 용융되고 상기 액체 에어로졸 형성 기재를 다공성 담체 재료 내로 방출시킨다. 상기 캡슐은 선택 사항으로 상기 액체와 함께 고체를 포함하고 있을 수도 있다.
대안적으로, 상기 담체는 담배 성분들이 통합되어 있는 부직포 직물 또는 섬유 다발일 수 있다. 부직포 직물 또는 섬유 다발은, 예를 들어, 탄소 섬유, 천연 셀룰로오스 섬유, 또는 셀룰로오스 유도체 섬유를 포함하고 있을 수도 있다.
본 발명의 제3 측면에서는, 가열식 에어로졸 발생 장치에서 히터로의 전력 공급을 제어하는 방법이 제공되어 있으며, 상기 방법은,
상기 장치 내 또는 장치 주위의 연소 가스의 수준을 모니터링하는 단계; 및
연소 가스의 수준이 연소 가스의 제1 임계 수준을 초과하는 경우에 히터로의 전력 공급을 감소시키는 단계를 포함한다.
상기 방법은 연소 가스의 수준이 연소 가스의 제2 임계 수준을 초과하는 경우에 상기 장치 상의 표시기를 활성화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소 가스의 수준을 제1 임계 수준 아래로 유지하도록 히터로의 전력 공급을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 미리 정해진 시간에 걸쳐서 누적 또는 평균 연소 가스 수준을 계산하고 누적 또는 평균 연소 가스 수준을 제1 임계 수준 또는 임계 수준들과 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 미리 정해진 시간, 예를 들어 5 또는 10초에 걸쳐서 수집된 연소 가스 수준 데이터를 사용하면, 위양성 결과의 가능성을 감소시킨다. 상기 방법은 연소 가스 수준을 연속적으로 모니터링하고 이전의 미리 정해진 시간에 걸쳐서 수신된 연소 가스 수준 데이터에 기초하여 롤링 평균을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소 가스 수준이 정지 수준에 도달할 때 전원으로부터 히터로의 전력 공급을 정지하는 단계를 포함할 수 있다. 정지 수준은 제2 임계 수준과 동일하거나 다를 수 있다. 한 구현예에서, 정지 수준은 제1 임계 수준보다도 높다.
상기 방법은 히터로의 전력 공급을 정지한 후에 연소 가스의 수준을 모니터링하고 연소 가스 수준이 정지 수준 위로 남아 있는 경우에 표시기를 활성화하는 단계를 포함할 수 있다. 이 표시기는 청각 또는 시각적일 수 있고, 연소 가스 수준이 제2 임계값을 초과할 때 활성화되는 표시기와는 다를 수 있다.
상이한 측면들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 한 가지 측면에 관하여 설명한 특징들이 본 발명의 다른 측면들에 적용될 수 있음은 명백하다.
이제 첨부된 도면들을 참조하여 단지 예시용으로 본 발명을 더욱 설명할 것이다.
도 1에서는, 전기 가열식 에어로졸 발생 장치(100)의 구현예의 구성요소들이 단순화된 방식으로 도시되어 있다. 특히, 전기 가열식 에어로졸 발생 장치(100)의 요소들이 도 1에서는 실제 축적대로 묘사되어 있지 않다. 이 구현예의 이해를 위해서 무관한 구성요소들은 도 1을 단순화하기 위해서 생략되어 있다.
전기 가열식 에어로졸 발생 장치(100)는 하우징(10) 및 에어로졸 형성 기재(12), 예를 들면 궐련을 포함하고 있다. 에어로졸 형성 기재(12)는 하우징(10) 내측으로 가압되어서 히터(14)와 열적으로 근접하게 된다. 에어로졸 형성 기재(12)는 상이한 온도에서 다양한 휘발성 화합물을 방출할 것이다. 전기 가열식 에어로졸 발생 장치(100)의 작동 온도를 일부의 휘발성 화합물들의 방출 온도 아래가 되도록 제어하여, 이러한 연기 성분들의 방출 또는 형성이 회피될 수 있다.
하우징(10) 내에는 전기 에너지 공급부(16), 예를 들면 재충전 가능한 리튬 이온 배터리가 있다. 제어기(18)가 가열 요소(14) 및 전기 에너지 공급부(16)에 접속되어 있다. 제어기(18)는 가열 요소(14)의 온도를 조절하기 위해서 가열 요소(14)에 공급된 전력을 제어한다. 통상적으로 에어로졸 형성 기재는 250℃와 450℃ 사이의 온도로 가열된다.
하우징(10)은 에어로졸 형성 기재(12)를 수용한 하우징 내의 공동의 기저부에서 공기 유입부(11)를 포함하고 있다. 사용시에, 사용자는 궐련을 퍼프하고 공기 유입부(11), 히터(14)를 지나서 기재(12)를 통과하여, 공기를 흡인한다.
기재된 구현예에서, 가열 요소(14)는 세라믹 기판 상에 증착된 전기 저항 트랙 또는 트랙들이다. 세라믹 기판은 블레이드의 형태이며 사용시에 에어로졸 형성 기재(12) 내로 삽입된다.
제어기(18)는 또한 연소 가스 검출기(20), 이 실시예에서는 일산화탄소(CO) 검출기에 연결된다. 또한, 제어기는, 후술하는 바와 같이, 이 실시예에서는 LED인 시각 표시기(22), 및 이 실시예에서는 경고음을 발하도록 구성되어 있는 스피커인 청각 표시기(24)에 연결된다.
도 1에 나타낸 실시예에서, 연소 가스 검출기는 공기 유입부를 통해 흡인된 기류 내의 CO를 검출하도록 위치한다. 이것은 측류연이다. 연소 가스 검출기(20)는 측류연 내의 감지된 CO 수준을 표시하는 신호를 제어기에 연속적으로 제공한다.
도 2는 제어기(18)가 검출기로부터의 연소 가스 수준을 사용하는 제1 공정을 도시하고 있다. 제1 단계 200에서, 제어기는 검출기(20)로부터 연소 가스 수준 신호를 수신한다. 연소 가스 수준 신호는 제어기의 샘플링된 모든 클록 사이클 및 메모리 내에 저장된 연소 가스 수준의 디지털 값일 수 있다. 메모리는 제어기 내부의 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있다. 제2 단계 210에서, 제어기는 이전의 5초에 걸쳐서 검출기로부터 수신된 신호를 사용하여 평균 연소 가스 수준을 계산한다. 상당한 시간에 걸쳐서 수집된 데이터를 사용하면, 검출된 연소 가스의 수준에서의 무작위 스파이크에 기초한 위양성 결과의 가능성을 감소시킨다. 이전의 5초에 걸친 연소 가스의 평균 수준은 도 2에서 L로 표지되어 있다.
사용자가 경고를 받게 되는 연소 가스의 임계 수준은 제어기 내부의 비휘발성 메모리 내에 저장된다. 이 수준은 에어로졸 형성 기재의 상당한 연소의 결과일 가능성이 있는 수준이다. 이것이 도 2에 L1로 표시되어 있다. 단계 220에서, 제어기는 계산된 평균 연소 가스 수준 L을 L1과 비교한다. L이 L1보다도 큰 경우이면, 제어기는 단계 230으로 진행한다. 단계 230에서, 제어기는 표시기(22) 또는 표시기(24)를 활성화해서(미리 활성화되지 않은 경우) 연소가 일어나고 있는 것을 사용자에게 경고한다. 그러면, 사용자는 궐련의 흡연을 정지하거나 자신의 흡연 행동을 변경하여 기재를 냉각할 수 있도록 선택할 수 있거나, 동일한 방식으로 계속해서 흡연하도록 선택할 수 있다. 그런 다음, 제어기는 단계 200으로 복귀하여 상기 공정을 재차 시작한다.
단계 220에서, 제어기가 이전의 5초 동안 연소 가스의 평균 수준이 L1 미만인 것으로 결정하면, 제어기는 단계 240으로 진행한다. 단계 240에서, 표시기(22)는 비활성화되고(미리 비활성화되지 않은 경우), 그런 다음 공정은 단계 200으로 복귀한다.
이와 같이, 상기 시스템은 에어로졸 형성 기재 내부에서 일어나는 연소에 관한 정보를 사용자에게 제공한다.
이 실시예에서, 연소 가스 검출기는 CO 검출기이고, 측류연 내의 CO 수준을 측정하도록 위치한다. 임계 수준 L1은 상기 장치의 비연소 사용 중에 일반적으로 예상되는 CO의 수준을 초과하는 수준으로 설정된다. 연소되는 종래의 궐련의 측류연에서 검출된 CO의 평균량은 대략 0.02mg/s이다. 임계값 L1은 그보다 훨씬 아래인 0.004와 0.009mg/s 사이로 설정된다. 따라서, 사용자는 에어로졸 형성 기재의 완전한 자기 영속적 연소가 일어나기 전에도 경고를 수신할 것이다.
대안적으로, 또는 추가적으로, NO 또는 NOx 검출기가 사용될 수 있다. 재차, NO 및 NOx를 위해 사용되는 임계 수준은 시스템의 정상적인 비연소 작동 중에 예상되는 수준을 초과하지만, 종래의 궐련의 연소로부터 생성되는 NO 또는 NOx의 수준보다 훨씬 아래이다. 이 구현예에서 NO 및 NOx 양쪽에 대한 임계 수준 L1은 1.8과 3.7μg/s 사이일 것이다.
도 3은 검출기(20)로부터의 연소 가스 수준을 사용하여 제어기(18)에 의해 수행될 수 있는 더욱 복잡한 공정을 도시하고 있다. 제1 단계 300에서, 제어기는 검출기(20)로부터의 연소 가스 수준 신호를 수신한다. 연소 가스 수준 신호는 제어기의 샘플링된 모든 클록 사이클 및 메모리 내에 저장된 연소 가스 수준의 디지털 값일 수 있다. 메모리는 제어기 내부의 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있다. 제2 단계 310에서, 제어기는 이전의 5초에 걸쳐서 검출기로부터 수신된 신호를 사용하여 평균 연소 가스 수준을 계산한다. 이전의 5초에 걸친 연소 가스의 평균 수준은 도 3에서 재차 L로 표지되어 있다.
단계 320에서, 제어기(18)는 평균 연소 가스 수준 L을 정지 임계 수준 L2와 비교한다. 정지 임계 수준은, 후술하는 바와 같이, 히터로의 전력이 정지되는 연소 가스의 비교적 높은 수준이다. 평균 연소 가스 수준 L이 L2보다 크지 않은 경우이면, 제어기는 단계 330으로 이동하고, 여기서 L이 더 낮은 임계값 L1과 비교된다. L1은 도 2의 공정에서의 L1과 거의 동일한 수준으로 설정되고, 이 수준 아래는 연소 가스 수준을 유지하기에 바람직하다. 단계 330에서, 제어기에 의해 L이 L1보다도 크지 않은 것으로 결정되는 경우이면, 제어기는 임의의 표시기를 활성화하지 않거나 히터에 공급된 전력을 조정하지 않으면서 단계 300으로 복귀한다. 그러나, 단계 330에서, 제어기가, L이 L1보다도 큰 것으로 결정하는 경우이면, 제어기는, 이 실시예에서 히터에 공급된 전력 펄스의 듀티 사이클을 감소시킴으로써 히터에 공급된 전력을 감소시킨다. 그런 다음, 제어기는 단계 300으로 복귀하고 사이클이 반복된다. 연소 가스 수준과 전력 간의 이러한 피드백은, 검출된 연소 가스의 수준이 L1 아래일 때까지 전력을 감소시키는 효과를 가질 것이고, 정상적인 작동에서는 연소 가스의 수준을 L1 아래로 유지할 것이다.
단계 320에서, 제어기가, L이 L2보다도 큰 것으로 결정하는 경우이면, 제어기는 히터로의 전력 공급을 정지하고 표시기(22)를 활성화한다. L2는 L1보다도 높은 수준으로 설정된다. 측류연에 대해, 그리고 CO 검출을 위해, L2는 대략 0.01mg/s로 설정될 수 있다. 수준 L2가 초과되는 경우, 에어로졸 내의 다른 바람직하지 않은 성분의 상당한 양으로 이어질 가능성이 있을 수 있는 상당한 수준의 연소가 일어나는 것을 표시한다. NO 또는 NOx 검출기에 대해, 임계값 L2는 대략 4μg/s로 설정된다.
히터로의 전력이 정지된 후에도 연소가 아직까지 에어로졸 형성 기재에서 일어나고 있는지의 여부를 결정하기 위해서, 단계 360에서 제어기는 L을 재계산한다. 단계 360은 단계 350 후 미리 정해진 시간, 예를 들어 단계 350 후 5초간 수행될 수 있다. 단계 370에서, 재계산된 L이 재차 L2와 비교된다. L이 L2보다도 높게 유지되는 경우이면, 에어로졸 형성 기재에서 일어나는 자기 영속적 연소를 표시한다. 그런 다음, 단계 380에서, 청각 표시기(24)가 활성화되어, 기재가 재사용되지 않아야 하며 사용자가 장치로부터 기재를 제거해야 하는 것을 사용자에게 표시한다. 공정은 단계 390에서 종료하고 장치는 스위치 오프된다. 재계산된 L이 L2보다도 낮은 경우이면, 제어기는 단계 370으로부터 직접 단계 390으로 진행하고 장치는 꺼진다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명된 공정은, 최종 사용자가 장치와 함께 사용하기 위해 특별히 설계되고 제조사에 의해 승인된 에어로졸 형성 기재보다는 장치에서 자신이 선택한 에어로졸 형성 기재를 사용할 수 있을 때 특히 필요할 수 있다. 가열식 담배 제품에서 사용되는 궐련은 전형적으로 글리세롤 또는 다른 에어로졸 형성제를 함유하며, 따라서 특히 담배의 궐련이 오래된 경우, 종래의 궐련 및 느슨한 살담배에 비해 비교적 높은 수분 함량을 갖는다. 건식 에어로졸 형성 기재는 비교적 수분이 있는 기재보다도 낮은 온도에서 연소할 것이다. 또한, 장치 내에 장전된 에어로졸 형성 기재의 양은 히터가 주어진 온도에 도달하는데 필요한 전력의 양에 영향을 미칠 것이다.
도 4는, 사용자가 장치 내의 느슨한 담배 또는 다른 기재를 사용할 수 있게 하는, 본 발명에 따른 흡연 시스템의 대안적인 유형을 도시하고 있다. 장치(400)는 느슨한 담배(412)가 장전되는 오븐 챔버(415)를 포함하고 있다. 오븐은 오븐 챔버(414)를 라이닝하는 가요성 히터(414)에 의해 가열된다. 제어기(418)는 배터리(410)로부터 히터(414)로의 전력 공급을 제어한다. 제어기는 또한 도 1의 장치에서 설명된 바와 같이, CO 검출기(420), LED 표시기(422) 및 청각 표시기(424)에 연결된다. 느슨한 담배는 리드(413)를 제거하고, 오븐 챔버 내에 일정 양의 담배를 장전한 다음에 리드를 교체하여 오븐 내에 장전될 수 있다.
장치(400)는 사용자가 흡연하여 장치를 통해 공기 및 발생된 에어로졸을 흡인하는 마우스피스(432)를 갖는다. 공기가 오븐 챔버 내로의 공기 유입부(411)를 통해 장치 내로 흡인되고, 그런 다음 공기가 도관(430)을 통해 CO 검출기(420)를 지나서 마우스피스(432)로 흐른 다음에, 사용자의 입으로 흐른다. 필터 요소(미도시)가 유입부(411) 내에 그리고 도관(430)으로의 입구에 제공되어 담배가 기류 경로를 차단하는 것을 방지할 수 있다.
가열식 에어로졸 발생 기재로부터의 증기는 기류에 연행되고 공기와 함께 CO 검출기를 지나서 도관을 통해 흡인된다. 증기는 기류를 응축해서 에어로졸을 형성한다.
이 구현예에서는, 연소 가스 검출기(420)가 에어로졸 형성 기재의 하류에 있는 사용자의 입으로 직접 통과되는 가스를 검출하도록 구성되는 것을 알 수 있다. 이것은 주류연이라 불린다. 이 구현예에서의 연소 가스 검출기가 주류연을 검출하기 때문에, 도 2 및 도 3의 공정에서 사용되는 임계 수준은, 연소 가소 검출기가 측류연을 검출하도록 위치하는 도 1에서 설명된 유형의 장치에 대해 행하는 것보다도 높게 설정될 필요가 있다.
이 실시예에서, 연소 가스 검출기는 CO 검출기이고, 임계 수준 L1은 장치의 비연소 사용 중에 일반적으로 예상되는 CO의 수준을 초과하는 수준으로 설정된다. 연소되는 종래의 궐련의 주류연에서 검출된 CO의 평균량은 대략 0.09mg/s이다. 따라서, 주류연에 대한 임계값 L1은 그보다 훨씬 아래인 0.02와 0.04mg/s 사이로 설정된다. 수준 L2에 대한 임계값은 대략 0.07mg/s로 설정된다.
대안적으로, 또는 추가적으로, NO 또는 NOx 검출기가 사용될 수 있다. 재차, NO 및 NOx를 위해 사용되는 임계 수준은 시스템의 정상적인 비연소 작동 중에 예상되는 수준을 초과하지만, 종래의 궐련의 연소로부터 생성되는 NO 또는 NOx의 수준보다 훨씬 아래이다. 주류연을 검출하는, 이 구현예에서의 NO 및 NOx 양쪽에 대한 임계 수준 L1은 0.7과 1.4μg/s 사이일 것이다. L2에 대한 임계 수준은 대략 1.5μg/s로 설정될 수 있다.
전술한 예시적인 구현예들은 예시일 뿐이며 한정적인 것이 아님이 분명해야 한다. 전술한 예시적인 구현예들의 관점에서, 상기 예시적인 구현예와 모순되지 않는 다른 구현예들은 당업자에게 이제 명백할 것이다.
10: 하우징
11: 공기 유입부
12: 에어로졸 형성 기재
14: 히터
16: 전기 에너지 공급부
18: 제어기
20: 가스 검출기
22: 표시기
24: 청각 표시기
100: 에어로졸 발생 장치
400: 장치
410: 배터리
411: 공기 유입부
412: 담배
413: 리드
414: 히터
418: 제어기
420: CO 검출기
422: LED 표시기
424: 청각 표시기
430: 도관
432: 마우스피스

Claims (15)

  1. 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성되어 있는 에어로졸 발생 장치로서,
    전력 공급부;
    히터;
    상기 전력 공급부로부터 상기 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있는 제어기; 및
    연소 가스 검출기를 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 연소 가스 검출기에 연결되어 있으며,
    상기 연소 가스 검출기로부터의 신호에 기초하여 연소 가스의 수준을 모니터링하고;
    연소 가스 수준이 정지 수준에 도달하면 전력 공급부로부터 히터로의 전력 공급을 중단하고;
    제어기가 히터로의 전력 공급을 중단한 후 연소 가스의 수준을 모니터링하고; 및
    연소 가스의 수준이 정지 수준 위로 남아있는 경우 표시기를 활성화하도록 구성되어 있는, 에어로졸 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 연소 가스의 수준이 제1 임계 가스 수준을 초과할 때 상기 히터로의 상기 전력 공급을 감소시키도록 구성되어 있는, 에어로졸 발생 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어기는 상기 연소 가스의 수준이 제2 임계 수준을 초과할 때 상기 표시기 또는 다른 표시기를 활성화하도록 구성되어 있는, 에어로졸 발생 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장치는 전기 가열식 흡연 장치인, 에어로졸 발생 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연소 가스 검출기는 일산화탄소(CO) 또는 산화질소(NOx) 검출기인, 에어로졸 발생 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어기는 미리 정해진 시간에 걸쳐서 누적 또는 평균 연소 가스 수준을 계산하고 상기 누적 또는 평균 연소 가스 수준을 적어도 하나의 임계 수준과 비교하도록 구성되어 있는, 에어로졸 발생 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어기는 상기 전력 공급부로부터 상기 히터로의 전력 공급을 조절하여 상기 연소 가스의 수준을 임계 수준 아래로 유지하도록 구성되어 있는, 에어로졸 발생 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장치는 공기 유입부 및 공기 유출부를 포함하고, 사용 시, 상기 에어로졸 형성 기재는 공기 유입부와 상기 공기 유출부 사이의 기류 경로 내에 위치하고, 상기 연소 가스 검출기는 상기 공기 유입부를 통해 내부로 흡인된 연소 가스를 검출하도록 위치하는, 에어로졸 발생 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장치는 공기 유입부 및 공기 유출부를 포함하고, 사용 시, 상기 에어로졸 형성 기재는 공기 유입부와 상기 공기 유출부 사이의 기류 경로 내에 위치하고, 공기는 상기 공기 유입부를 통해 내부로 흡인되고, 상기 에어로졸 형성 기재를 지나서 또는 그를 통해 상기 공기 유출부로 흡인되고, 상기 연소 가스 검출기는 연소 가스를 검출하도록 상기 에어로졸 형성 기재에 인접하거나 그의 하류에 위치하는, 에어로졸 발생 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 따른 에어로졸 발생 장치 및 상기 장치에 수용되거나 결합된 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재는 가열시에 상기 기재로부터 방출되는, 휘발성 담배 향미 화합물들을 함유하는 담배 함유 물질을 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재는 고체 기재인, 에어로졸 발생 시스템.
  13. 가열식 에어로졸 발생 장치에서 히터로의 전력 공급을 제어하는 방법으로서,
    상기 장치 내 또는 장치 주위의 연소 가스의 수준을 모니터링하는 단계;
    연소 가스 수준이 정지 수준에 도달하면 히터로의 전력 공급을 중단하는 단계;
    히터로의 전력 공급을 중단한 후 연소 가스의 수준을 모니터링하는 단계; 및
    연소 가스의 수준이 정지 수준 위로 남아있는 경우 표시기를 활성화하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
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