KR20140002639A - 적어도 두 개의 유닛을 포함하는 전기 가열식 흡연 시스템 - Google Patents

적어도 두 개의 유닛을 포함하는 전기 가열식 흡연 시스템 Download PDF

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KR20140002639A
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펠릭스 페르난도
마크-로버트 켐라
프레드릭 스테레
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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

에어로졸-형성 기질을 갖는 흡연 물품을 수용할 수 있는 보조 유닛을 포함하는 전기 가열식 흡연 시스템이 제공된다. 보조 유닛은 적어도 하나의 가열 엘리먼트 및 주 전력 공급기로의 연결을 위한 인터페이스를 포함한다. 보조 유닛은 보조 전력 공급기 및 보조 회로를 더 포함한다. 보조 회로는, 에어로졸-형성 기질의 온도가 동작 온도까지 증가하는 예열 모드 동안에 보조 전력 공급기로부터 적어도 하나의 가열 엘리먼트로의 전기 전력의 공급을 제어하도록 배열되고, 에어로졸-형성 기질의 온도가 실질적으로 동작 온도에서 유지되는 흡연 모드 동안에 보조 전력 공급기로부터 적어도 하나의 가열 엘리먼트로의 전기 전력의 공급을 제어하도록 배열되고, 예열 모드에서 에어로졸-형성 기질의 온도를 동작 온도까지 증가시키기에 충분한 충전 및 흡연 모드 동안에 에어로졸-형성 기질의 온도를 실질적으로 동작 온도에서 유지하기에 충분한 충전을 보조 전력 공급기가 가지도록 하기 위해서, 충전 모드에서 주 전력 공급기에 의한 보조 전력 공급기의 충전을 제어하도록 배열된다. 전기 가열식 흡연 시스템은 선택적으로 주 전력 공급기 및 주 회로를 포함하는 주 유닛을 포함할 수 있다. 주 유닛과 보조 유닛 간에 전력 공급기를 나눔으로써, 보조 유닛은 사용자를 위해서 더 편리하고 더 작게 만들어질 수 있다.

Description

적어도 두 개의 유닛을 포함하는 전기 가열식 흡연 시스템{AN ELECTRICALLY HEATED SMOKING SYSTEM COMPRISING AT LEAST TWO UNITS}
본 발명은 흡연 물품을 수용하기 위한 유닛을 갖는 전기 가열식 흡연 시스템에 관한 것이고, 상기 유닛은 보조 전력 공급기(secondary power supply)를 포함하고, 상기 유닛은 주 전력 공급기(primary power supply)에 연결가능하다.
많은 선행기술 문서들이 많은 이점을 갖는 전기적으로 동작하는 흡연 시스템을 공개한다. 한 가지 이점은 이들이 부류연(sidestream smoke)을 현저하게 감소시키면서 흡연자가 흡연 체험 동안 흡연 시스템을 선택적으로 활성화하는 것을 허용한다는 것이다. 선행기술의 전기적으로 동작하는 흡연 시스템은 전형적으로 흡연 물품을 수용하기 위한 하우징, 에어로졸(aerosol)을 생성하기 위한 가열 엘리먼트(heating element)들, 전원, 및 필요한 전자 회로를 포함한다. 수동으로 또는 하우징에 시가렛(cigarette)을 삽입함으로써 회로가 활성화될 수 있고, 미리 정의된 시간 기간까지 가열 엘리먼트의 동작을 제한할 수 있다.
하지만, 선행기술의 전기적으로 동작하는 몇몇 흡연 시스템들은 단점을 가지고 있다. 만일 장치가 더 작게 그리고 사용자에게 더 편리하게 만들어져서, 그 사이즈가 릿-엔드 시가렛(lit-end cigarette)의 사이즈에 가깝고, 장치가 릿-엔드 시가렛과 유사한 방식으로 사용자의 손가락들 사이에서 유지될 수 있다면 유익할 것이다. 그러므로, 본 발명의 목적은 향상된 전기 가열식(electrically heated) 흡연 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 에어로졸-형성 기질을 갖는 흡연 물품을 수용할 수 있는 보조 유닛을 포함하는 전기 가열식 흡연 시스템이 제공되는데, 보조 유닛은: 적어도 하나의 가열 엘리먼트; 주 전력 공급기로의 연결을 위한 인터페이스; 적어도 하나의 가열 엘리먼트에 전기 전력을 공급하기 위한 보조 전력 공급기; 및 보조 회로를 포함하고, 상기 보조 회로는, 에어로졸-형성 기질의 온도가 동작 온도까지 증가하는 예열 모드 동안에 보조 전력 공급기로부터 적어도 하나의 가열 엘리먼트로의 전기 전력의 공급을 제어하도록 배열되고, 에어로졸-형성 기질의 온도가 실질적으로 동작 온도에서 유지되는 흡연 모드 동안에 보조 전력 공급기로부터 적어도 하나의 가열 엘리먼트로의 전기 전력의 공급을 제어하도록 배열되고, 예열 모드에서 에어로졸-형성 기질의 온도를 동작 온도까지 증가시키기에 충분한 충전 및 흡연 모드 동안에 에어로졸-형성 기질의 온도를 실질적으로 동작 온도에서 유지하기에 충분한 충전을 보조 전력 공급기가 가지도록 하기 위해서, 충전 모드에서 주 전력 공급기에 의한 보조 전력 공급기의 충전을 제어하도록 배열된다.
보조 유닛은 흡연 물품을 수용하도록 설계되고, 흡연 체험 동안 사용자에 의해서 소지된다. 보조 유닛의 전력 공급기는 흡연이 시작되기 전에 에어로졸-형성 기질을 동작 온도까지 가열한다. 보조 유닛의 전력 공급기는 또한 흡연 체험 동안 에어로졸-형성 기질의 온도를 유지한다. 보조 유닛은 주 전력 공급기에 연결된다. 주 전력 공급기는 보조 유닛이 사용되고 있지 않을 때 충전 모드 동안 보조 전력 공급기를 충전하기 위해서 사용된다. 주 전력 공급기는 보조 유닛과는 분리된 주 유닛의 일부를 형성할 수 있다.
보조 유닛의 보조 전력 공급기 및 별개의 외부 주 전력 공급기를 제공함으로써(다시 말해, 보조 유닛의 보조 전력 공급기와 주 전력 공급기 사이에서 흡연 시스템을 위한 전력 공급기를 나눔으로써), 보조 유닛의 사이즈가 감소될 수 있다. 보조 유닛은 바람직하게는 흡연 물품보다 단지 약간 더 크다. 보조 유닛은 바람직하게는 릿-엔드 시가렛보다 약간 더 크거나 유사한 사이즈로 이루어진다. 그래서, 보조 유닛은 릿-엔드 시가렛과 유사한 방식으로 사용자의 손가락들 사이에서 유지될 수 있다.
바람직하게는, 보조 회로는, 예열 모드 및 흡연 모드 양쪽 모두를 위해 요구되는 전기 전력의 추정의 계산을 기초로 하여, 예열 모드에서 에어로졸-형성 기질의 온도를 동작 온도까지 증가시키기에 충분한 충전 및 흡연 모드 동안에 에어로졸-형성 기질의 온도를 실질적으로 동작 온도에서 유지하기에 충분한 충전을 보조 전력 공급기가 가지고 있는지 여부를 결정하도록 배열된다.
상기 계산은: 흡연 모드 동안 사용자에 의해 취해질 모금(puff)의 미리 정해진 수; 예열 모드 동안 요구되는 전기 전력; 및 흡연 모드와 관련된 소비자-특유 정보(consumer-specific information) 중의 하나 이상을 기초로 할 수 있다.
상기 계산은 보조 회로에 의해 수행될 수 있다. 미리 정해진 모금의 수는 릿-엔드 시가렛을 피우는 사용자에 의해서 취해질 전형적인 모금의 수와 거의 같을 수 있다. 소비자-특유 정보는, 수집되고 저장된 전력 소비 정보를 포함할 수 있다. 전력 소비 정보는 미리 정해진 모금의 수를 허용하기 위해서 실제 소비자 예컨대 소비자의 모금(consumer puff)의 세기 및 길이에 의존할 수 있다. 전력 소비 정보는 바람직하게는 보조 유닛에 저장된다. 이것은 보조 회로가 충전 모드 동안 전력의 공급을 제어하도록 배열되기 때문에 이점이 있을 수 있다. 이와 달리, 전력 소비 정보는 주 유닛에 저장될 수 있다. 전력 소비 정보는 보조 유닛으로부터 주 유닛으로 전달될 수 있다. 주 전력 공급기로의 연결을 위한 인터페이스는 충전 모드 동안 주 전력 공급기로부터 보조 유닛으로 전력이 제공되는 것을 가능하게 한다. 이 인터페이스는 또한 충전 모드 동안 보조 회로가 전력의 공급을 제어하는 것을 가능하게 한다. 이러한 목적을 위하여, 연결은 USB(Universal Serial Bus) 연결 또는 동축 케이블과 같은 유선 연결일 수 있다. USB 통신 링크가 양방향 통신 및 또한 전력 링크(보통 5V)를 제공하기 때문에 USB 연결은 이점이 있다.
인터페이스는 흡연 시스템을 위한 다른 기능 및 특징들을 부가적으로 또는 대안적으로 용이하게 할 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 연결은 (USB 연결과 같은) 유선 연결 또는 (블루투스 연결과 같은) 무선 연결일 수 있다. 바람직하게는, 인터페이스는, 그 자신의 계산 능력을 가지고 주 전력 공급기로서 작동할 수 있는 지능형 장치(intelligent device) 또는 호스트(host)와 보조 유닛 사이에서 양방향 통신을 용이하게 한다. 이것은 지능형 장치 또는 호스트로부터 보조 유닛으로 데이터가 다운로드되는 것을 가능하게 하고, 보조 유닛으로부터 지능형 장치 또는 호스트로 데이터가 업로드되는 것을 가능하게 할 수 있다.
바람직하게는, 연결은 인터페이스 표준하에서 동작한다. 인터페이스 표준은 코드 변환(code conversion), 라인 정렬(line assignment), 또는 프로토콜 준수(protocol compliance)와 같은 하나 이상의 기능적 특징, 또는 둘 이상의 시스템들 또는 장치의 부품들 사이에서 정보의 교환을 가능하게 하기 위해서 필요한 전기적, 기계적, 또는 광학적 특징과 같은 물리적 특징을 기술하는 표준이다. 통신 링크를 위해 적절한 인터페이스 표준의 예들은 RS-232(Recommended Standard 232) 표준의 패밀리; USB; 블루투스; FireWire(IEEE 1394 인터페이스를 위한 애플(Apple)사의 브랜드명), IrDA(Infrared Data Association - 적외선에 의해 데이터의 단거리 교한을 위한 통신 표준); Zigbee(무선 개인 영역 네트워크를 위한 IEEE 802.15.4 표준을 기초로 한 스펙) 및 다른 Wi-Fi 표준을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
바람직하게는, 보조 회로는 프로그램가능하다. 보조 회로는 보조 유닛이 개개의 사용자의 흡연 행위에 맞추어 개인화될 수 있도록 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 보조 회로는 보조 유닛, 보조 유닛에 포함된 특정 흡연 물품, 또는 둘 다를 이용하는 특정 사용자를 기초로 하여 흡연 모드 동안 적어도 하나의 가열 엘리먼트에 공급되는 전기 전력을 조정하도록 프로그램될 수 있다.
주 전력 공급기는 컴퓨터와 같은 외부 지능형 장치 또는 호스트에 위치될 수 있다. 호스트는 퍼스널 컴퓨터일 수 있다. 퍼스널 컴퓨터는 데스크탑 컴퓨터일 수 있다. 퍼스널 컴퓨터는 랩탑 컴퓨터 또는 노트북 컴퓨터일 수 있다. 퍼스널 컴퓨터는 PDA(Personal Digital Assistant), PID(Personal Information Device), PMP(Portable Media Player, 애플사의 iPod® 같은 것), 또는 PVP(Portable Video Player)와 같은 타블렛 컴퓨터일 수 있다. 호스트는 모바일 셀룰러 전화기일 수 있다.
주 전력 공급기는 단순히 상용 전력 공급기(메인(mains) 전력, 하우스홀드(household) 전력, 도메스틱(domestic) 전력, 벽(wall) 전력, 또는 그리드(grid) 전력)와 같은 외부 전원일 수 있다. 다시 말해, 보조 유닛 상의 인터페이스는 벽 소켓에 연결될 수 있다. 주 전력 공급기는 예컨대, 자동차 내의 차량 내 전력 공급기일 수 있다. 다시 말해, 보조 유닛 상의 인터페이스는 차량에서 충전 소켓에 연결가능할 수 있다.
바람직한 실시 예에서, 전기 가열식 흡연 시스템은 주 전력 공급기 및 주 회로를 포함하는 주 유닛을 더 포함한다. 이 실시 예에서, 주 유닛의 주 전력 공급기 및 보조 유닛의 보조 전력 공급기를 제공함으로써(다시 말해, 주 및 보조 유닛들 사이에서 전력 공급기를 나눔으로써), 보조 유닛의 사이즈는 감소될 수 있다. 게다가, 일부 실시 예들에서, 흡연 체험을 위해 요구되는 모든 구성요소들은 릿-엔드 시가렛의 팩과 유사한 사이즈 및 형상의 단일한 유닛 내에 포함될 수 있다.
주 유닛을 포함하는 실시 예에서, 예열 모드 및 흡연 모드 양쪽 모두를 위해 요구되는 전기 전력의 추정의 계산이 주 회로에 의해서 수행될 수 있다. 주 유닛을 포함하는 실시 예에서, 보조 유닛 상의 인터페이스는 주 유닛에만 또는 주 유닛 및 다른 외부 유닛에 대한 연결을 위하여 존재할 수 있다.
주 유닛을 포함하는 실시 예에서, 예열 모드 동안 보조 전력 공급기로부터 적어도 하나의 가열 엘리먼트로의 전기 전력의 공급은 보조 유닛의 보조 회로 외에도 주 유닛의 주 회로에 의해서 부분적으로 제어될 수 있다.
일 실시 예에서, 주 유닛은 주 전력 공급기에 전기 전력을 공급하기 위한 외부 전력 공급기로의 연결을 위한 인터페이스를 포함한다. 주 유닛의 인터페이스는, 예열 모드 동안, 충전 모드 동안, 흡연 모드 동안, 흡연 시스템이 사용되지 않을 때, 또는 이들 시간의 임의의 조합에서 외부 전력 공급기로부터 주 전력 공급기로 전력이 공급되는 것을 가능하게 할 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 연결은 USB 연결 또는 동축 케이블과 같은 유선 연결일 수 있다. 외부 전력 공급기는 단순히 상용 전력 공급기와 같은 전원(power source)일 수 있다.
바람직하게는, 주 회로는 프로그램가능하다. 만일 주 전력 공급기가 외부 전력 공급기에 의해서 충전가능하다면, 바람직하게는 주 회로가 주 전력 공급기의 충전을 제어한다. 만일 주 유닛이 외부 호스트로의 연결을 위한 인터페이스를 포함한다면, 바람직하게는 주 회로가 주 유닛과 외부 호스트 사이에서 통신을 제어한다.
주 유닛을 포함하는 실시 예에서, 전기 가열식 흡연 시스템은 하나의, 단지 하나의 보조 유닛을 포함한다. 이러한 실시 예는 단일 사용자를 위해 설계될 때 이점이 있다. 바람직한 실시 예에서, 주 유닛은 단일한 컴팩트 유닛을 형성하기 위하여 단일한 보조 유닛을 위한 스토리지 수단을 포함한다. 바람직하게는, 단일한 컴팩트 유닛은 사용자에 의해서 용이하게 운반될 수 있다.
주 유닛을 포함하는 다른 실시 예에서, 전기 가열식 흡연 시스템은 두 개의, 단지 두 개의 보조 유닛들을 포함한다. 이러한 실시 예는 두 명의 사용자에 의해서 공유되도록 설계될 때 이점이 있다. 바람직한 실시 예에서, 주 유닛은 단일한 컴팩트 유닛을 형성하기 위해서 두 개의 보조 유닛들을 위한 스토리지 수단을 포함한다. 바람직한 실시 예에서, 주 유닛은 제1 보조 유닛을 수용하기 위한 제1 모듈 및 제2 보조 유닛을 수용하기 위한 제2 모듈을 포함한다. 각각의 모듈은 주 유닛의 기능의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
주 유닛을 포함하는 다른 실시 예에서, 전기 가열식 흡연 시스템은 둘 이상의 보조 유닛들을 포함한다. 이러한 실시 예는 복수의 사용자에 의해서 공유되도록 설계될 때 이점이 있다. 일 실시 예에서, 주 유닛은 복수의 보조 유닛들을 위한 스토리지 수단을 포함한다. 다른 실시 예에서, 주 유닛은 충전 모드 동안, 그리고 선택적으로 예열 모드 동안 연결을 위해 각각의 보조 유닛들을 수용하기 위한 복수의 도킹 포트들을 포함한다.
전기 가열식 흡연 시스템이 둘 이상의 보조 유닛들을 포함할 때, 주 유닛은 복수의 연결가능한 모듈들을 포함하고, 각각의 모듈은 각각의 보조 유닛을 위한 도킹 포트를 포함한다. 이것은 둘 이상의 사용자가 모듈들의 네스트(nest) 또는 체인(chain)을 포함하는 단일한 주 유닛을 형성하는 것을 가능하게 한다.
바람직하게는, 주 유닛은 하나 이상의 보조 유닛을 위한 스토리지 수단을 포함한다. 이것은 주 유닛 및 보조 유닛이 미사용시 용이하게 운반할 수 있는 단일한 컴팩트 시스템을 형성하기 때문에 이점이 있다. 단일한 컴팩트 시스템은 릿-엔드 시가렛의 팩과 유사한 사이즈 및 형상으로 이루어질 수 있다. 일 실시 예에서, 각각의 보조 유닛은 주 유닛의 한쪽에 제거가능하게 부착될 수 있다. 다른 실시 예에서, 각각의 보조 유닛은 주 유닛의 각각의 도킹 캐버티(docking cavity)에 수용될 수 있다. 보조 유닛은 흡연 물품이 보조 유닛에 들어 있을 때 스토리지 수단에 수납될 수 있다. 이와 달리, 보조 유닛은 흡연 물품이 보조 유닛에 들어 있지 않을 때 스토리지 수단에 저장될 수 있다. 스토리지 수단은 또한 보조 전력 공급기를 충전하기 위하여 주 유닛 및 보조 유닛을 연결하기 위한 수단을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 주 유닛은 적어도 하나의 흡연 물품을 위한 스토리지 수단을 포함한다. 스토리지 수단은 사용된 흡연 물품, 미사용 흡연 물품, 또는 양쪽 모두를 위한 스토리지를 포함할 수 있다. 이것은 주 유닛 및 보조 유닛이 함께 흡연 모드를 위해 요구되는 모든 구성요소들을 제공하기 때문에 이점이 있다. 하나 이상의 보조 유닛이 스토리지 수단에 수납되고, 주 유닛이 적어도 하나의 흡연 물품을 위한 스토리지를 포함하는 실시 예에서, 흡연 체험을 위해 요구되는 모든 구성요소들은 단일한 컴팩트 시스템에 포함될 수 있다. 단일한 컴팩트 시스템은 릿-엔드 시가렛의 팩과 유사한 사이즈 및 형상으로 이루어질 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 보조 유닛은 사용되고 있지 않은 흡연 물품을 수납할 수 있다. 의문을 피하기 위해서, 용어 "스토리지 수단(storage means)"은 하나 이상의 보조 유닛을 위한 스토리지, 하나 이상의 흡연 물품을 위한 스토리지, 또는 보조 유닛 및 흡연 물품 양쪽 모두를 위한 스토리지를 가리키기 위하여 본 명세서에서 사용된다.
바람직한 실시 예에서, 주 유닛은 베이스부 및 베이스부에 연결된 뚜껑부를 포함하고, 뚜껑부는 닫힐 때 베이스부의 일부 또는 전부를 덮는다. 뚜껑부는 임의의 적절한 연결에 의해 베이스부에 연결될 수 있다. 예를 들어, 뚜껑부는 힌지에 의해서 베이스부에 연결될 수 있다. 이와 달리, 뚜껑부는 슬라이딩 리드(sliding lid)일 수 있다. 예를 들어, 주 유닛은 외피부(shell portion) 및 외피부에 대해 슬라이딩하도록 배열된 슬라이드부(slide portion)를 포함할 수 있다. 이와 달리, 뚜껑부는 베이스부와 마찰 끼워맞춤(friction fit)으로 구성될 수 있다. 이와 달리, 뚜껑부는 베이스부와 스크류 끼워맞춤(screw fit)으로 구성될 수 있다.
이 실시 예에서, 바람직하게는 주 유닛의 베이스부는 복수의 흡연 물품들을 위한 스토리지 공간 및 적어도 하나의 보조 유닛을 위한 스토리지 공간을 포함한다. 이러한 경우에, 보조 유닛이 베이스부에 수납될 때 뚜껑부가 베이스부 상에서 닫힐 수 있다. 더욱 바람직하게는, 보조 유닛이 베이스부에 수납되고 흡연 물품이 보조 유닛에 들어 있을 때 뚜껑부가 베이스 상에서 닫힐 수 있다. 바람직한 실시 예에서, 흡연 물품과 보조 유닛이 베이스부에 수납되고 뚜껑부가 닫힐 때, 흡연 시스템은 릿-엔드 시가렛의 팩의 사이즈 및 형상과 유사한 사이즈 및 형상을 가진다.
주 유닛은 사용자에게 정보를 나타내는 디스플레이(예컨대, 디지털 디스플레이)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이는 흡연 물품 이용, 에너지 이용, 또는 다른 정보를 나타낼 수 있다. 디스플레이는 보조 전력 공급기가 충전 모드 동안 충분한 충전을 가지는 때를 더 나타낼 수 있다.
흡연 모드 동안 보조 전력 공급기로부터 적어도 하나의 가열 엘리먼트로의 전기 전력의 공급은 보조 회로에 의해서 제어된다. 흡연 모드 동안, 보조 회로는 흡연 모드의 경과 시간을 모니터할 수 있다. 보조 유닛은 사용자에게 정보를 나타내는 디스플레이(예컨대, 디지털 디스플레이)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이는 경과 시간, 취해진 모금(puff)의 수, 여전히 남아 있는 모금의 수, 또는 다른 정보를 나타낼 수 있다. 보조 회로는 바람직하게는 경과 시간이 미리 정해진 시간의 기간과 같을 때 출력 신호를 제공하도록 배열될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 보조 회로는 흡연 모드 동안 모금들 사이에서의 경과 시간을 모니터할 수 있고, 경과 시간이 흡연 모드를 위한 소정의 시간 기간보다 더 짧은 미리 정해진 시간의 기간과 같을 때 출력 신호를 제공할 수 있다. 게다가, 흡연 모드 동안, 보조 회로는 사용자에 의해 취해진 모금의 수를 모니터할 수 있다. 보조 회로는 바람직하게는 취해진 모금의 수가 미리 정해진 모금의 수와 같을 때 출력 신호를 제공하도록 배열된다. 그래서, 세 개의 가능한 동작 모드가 존재한다. 제1 모드에서, 흡연 모드는 미리 정해진 최대 시간 기간을 가진다. 제2 모드에서, 흡연 모드는 미리 정해진 모금의 최대 수를 가진다. 제3 모드에서, 흡연 모드는 모금들 사이에서 미리 정해진 최대 시간 기간을 가진다.
상술한 바와 같이, 보조 유닛은 바람직하게는 흡연 물품의 직경보다 단지 약간 더 큰 직경을 가진다. 게다가, 보조 유닛의 길이는 릿-엔드 시가렛(예컨대, 약 30 mm와 약 150 mm 사이의 길이, 더욱 바람직하게는 약 70 mm와 약 128 mm 사이의 길이를 갖는 시가렛)의 길이와 유사할 수 있고, 또는 보조 유닛은 더 길거나 더 짧을 수 있다. 일 실시 예에서, 사용된 흡연 물품은 보조 유닛이 릿-엔드 시가렛과 유사한 사이즈로 이루어지는 것을 가능하게 하는 표준 릿-엔드 시가렛(예컨대, 약 7.9 mm의 직경 및 약 85 mm의 길이를 가진 시가렛)보다 더 짧은 직경 및 길이를 가진다. 이것은 사용자가 릿-엔드 시가렛과 유사한 방식으로 사용자의 손가락들 사이에서 보조 유닛을 유지하는 것을 가능하게 한다.
바람직하게는, 보조 유닛은 절연된다. 이것은 보조 유닛으로부터 열 손실을 감소시키고, 에어로졸-형성 기질이 원하는 시간 기간 동안 실질적으로 동작 온도에서 유지되는 것을 가능하게 한다. 보조 유닛은 흡연 물품을 수용할 수 있는 베이스부 및 흡연 물품을 감싸거나 베이스부를 닫기 위한 캡부(cap portion)를 포함할 수 있다.
에어로졸-형성 기질은 바람직하게는 가열시 기질로부터 방출되는 휘발성 담배 풍미 화합물(flavour compound)를 포함하는 담배-함유 물질을 포함한다. 이와 달리, 에어로졸-형성 기질은 비-담배(non-tobacco) 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸-형성 기질은 에어로졸 포머(former)를 더 포함한다. 적절한 에어로졸 포머의 예는 글리세린(glycerine) 및 프로필렌 글리콜(propylene glycol)이다. 에어로졸-형성 기질은 고체 기질일 수 있다. 고체 기질은 예컨대: 허브 잎, 담배 잎, 담배 엽맥(rib)의 조각, 재구성된(reconstituted) 담배, 균질화된(homogenised) 담배, 압출된(extruded) 담배, 및 팽화된(expanded) 담배 중의 하나 이상을 포함하는 분말(powder), 그래뉼(granule), 펠릿(pellet), 슈레드(shred), 스파게티(spaghetti), 스트립(strip), 또는 시트(sheet) 중의 하나 이상을 포함할 수 있다. 선택적으로, 고체 기질은 기질 가열시 방출되도록 하기 위한 추가적인 담배 또는 비-담배 휘발성 풍미 화합물을 포함할 수 있다. 선택적으로, 고체 기질은 열적으로 안정한 캐리어(carrier) 상에서 제공되거나 캐리어 내에 내장될 수 있다. 이러한 캐리어는 분말, 그래뉼, 펠릿, 슈레드, 스파게티, 스트립, 또는 시트의 형태를 취할 수 있다. 이와 달리, 캐리어는 내부 표면상에서 또는 그 외부 표면에서, 또는 그 내부 및 외부 표면 양쪽 모두에 놓인(deposited) 고체 기질의 얇은 층을 갖는 튜브모양의 캐리어 일 수 있다. 이러한 튜브모양의 캐리어는 예컨대, 종이 또는 종이와 같은 물질, 탄소 부직포 매트(non-woven carbon fibre mat), 경량 오픈 매시 금속 스크린(low mass open mesh metallic screen), 천공된 금속 호일(forated metallic foil), 또는 임의의 다른 열적으로 안정한 폴리머 매트릭스(polymer matrix)로 형성될 수 있다. 고체 기질은 예컨대, 시트, 폼(foam), 겔(gel), 또는 슬러리(slurry)의 형태로 캐리어의 표면상에 놓일 수 있다. 고체 기질은 캐리어의 전체 표면상에 놓일 수 있고, 또는 이와 달리 사용 동안 균일하지 않은(non-uniform) 풍미를 전달하기 위하여 패턴 내에 놓일 수 있다. 이와 달리, 캐리어는 담배 성분들이 포함되어 있는 부직포 또는 섬유 번들(fibre bundle)일 수 있다. 부직포 또는 섬유 번들은 예컨대, 탄소 섬유, 천연 셀룰로오스 섬유, 또는 셀룰로오스 유도(derivative) 섬유를 포함할 수 있다.
에어로졸-형성 기질은 액체 기질일 수 있고, 흡연 물품은 액체 기질을 보유하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 에어로졸-형성 기질은 이와 달리 임의의 다른 종류의 기질 예컨대, 기체 기질, 또는 여러 유형의 기질의 임의의 조합일 수 있다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 본 발명의 제1 태양의 전기 가열식 흡연 시스템을 위한 주 유닛이 제공되고, 주 유닛은 주 전력 공급기 및 주 회로를 포함한다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 에어로졸-형성 기질을 갖는 흡연 물품을 수용할 수 있는 보조 유닛을 포함하는 전기 가열식 흡연 시스템을 동작시키는 방법이 제공되고, 보조 유닛은 적어도 하나의 가열 엘리먼트, 주 전력 공급기로의 연결을 위한 인터페이스, 보조 전력 공급기, 및 보조 회로를 포함하고, 상기 방법은: 예열 모드 동안, 에어로졸-형성 기질의 온도를 동작 온도까지 증가시키기 위하여 보조 전력 공급기가 적어도 하나의 가열 엘리먼트에 전기 전력을 공급하도록 보조 전력 공급기에 적어도 하나의 가열 엘리먼트를 연결하는 단계; 흡연 모드 동안, 에어로졸-형성 기질의 온도를 실질적으로 동작 온도에서 유지시키기 위하여 보조 전력 공급기가 적어도 하나의 가열 엘리먼트에 전기 전력을 공급하도록 보조 전력 공급기에 적어도 하나의 가열 엘리먼트를 연결하는 단계; 및 충전 모드 동안, 예열 모드에서 에어로졸-형성 기질의 온도를 동작 온도까지 증가시키기에 충분한 충전 및 흡연 모드 동안에 에어로졸-형성 기질의 온도를 실질적으로 동작 온도에서 유지시키기에 충분한 충전을 보조 전력 공급기가 갖도록 주 전력 공급기에 의해 보조 전력 공급기를 충전하는 단계를 포함한다. 본 방법은, 충전 모드 동안, 예열 모드 및 흡연 모드 양쪽 모두를 위해 요구되는 전기 전력의 추정의 계산을 기초로 하여, 예열 모드에서 에어로졸-형성 기질의 온도를 동작 온도까지 증가시키기에 충분한 충전 및 흡연 모드 동안에 에어로졸-형성 기질의 온도를 실질적으로 동작 온도에서 유지하기에 충분한 충전을 보조 전력 공급기가 가지고 있는지 여부를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 계산은, 흡연 모드 동안 사용자에 의해 취해질 미리 정해진 모금(puff: 퍼프)의 수; 예열 모드 동안 요구되는 전기 전력; 및 흡연 모드와 관련된 소비자-특유 정보 중의 하나 이상을 기초로 할 수 있다. 상기 계산은 보조 회로에 의해 수행될 수 있다.
본 방법은, 충전 모드 동안, 예열 모드에서 에어로졸-형성 기질의 온도를 동작 온도까지 증가시키기에 충분한 충전 및 흡연 모드 동안에 에어로졸-형성 기질의 온도를 실질적으로 동작 온도에서 유지하기에 충분한 충전을 보조 전력 공급기가 가지는 때에 신호를 보내는(signalling) 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 태양과 관련하여 설명된 상술한 특징들은 본 발명의 다른 태양에도 적용될 수 있다.
도 1a, 1b, 1c, 및 1d는 본 발명의 제1 실시 예의 네 개의 버전을 도시하고;
도 2a 및 2b는 본 발명의 제2 실시 예의 두 개의 다른 관점을 도시하고;
도 3a 및 3b는 본 발명의 제3 실시 예의 두 개의 버전을 도시하고;
도 4a, 4b, 및 4c는 본 발명의 흡연 시스템의 두 개의 실시 예를 릿-엔드 시가렛의 팩(pack)과 비교하여 도시하고;
도 5는 바람직한 실시 예에 따른 흡연 시스템의 동작 동안 전력 대 시간의 그래프를 도시하고;
도 6은 본 발명의 방법의 실시 예를 보이는 흐름도를 도시한다.
본 발명은 첨부도면들을 참조하여 단지 예로서 더 설명될 것이다.
일반적으로, 본 발명은 주 유닛(primary unit)을 요하지 않고, 이 경우에 보조 유닛(secondary unit)은 기존 외부 전력 공급기에 연결가능한 독립형 유닛일 수 있다. 하지만, 상술한 바와 같이, 일 실시 예에서, 본 발명에 따른 전기 가열식 흡연 시스템은 흡연 물품을 수용할 수 있는 하나 이상의 보조 유닛과 주 유닛을 포함한다. 주 유닛은 주 전력 공급기 및 전자 회로를 포함한다. 보조 유닛은 보조 전력 공급기, 전자 회로, 및 적어도 하나의 가열 엘리먼트를 포함한다. 주 유닛의 주 전력 공급기는 충전 모드에서 보조 유닛의 보조 전력 공급기를 충전하기 위해 이용된다. 보조 유닛의 보조 전력 공급기는, 예열 모드에서 에어로졸-형성 기질의 온도를 동작 온도까지 올리고 흡연 모드에서 흡연 체험 동안 기질의 온도를 유지하기 위해서 이용된다. 요구되는 동작 온도는 흡연 물품에서 구체적인 에어로졸-형성 기질에 의해 좌우될 것이다. 동작 온도는 보조 전력 공급기, 가열 엘리먼트들의 수와 타입, 및 보조 유닛의 구조에 의해서 제어된다. 주 유닛과 보조 유닛 간에 전력 공급기를 나눔으로써, 보조 유닛의 사이즈는 감소될 수 있고, 그래서 흡연 물품보다 단지 약간 더 크게 된다. 게다가, 일부 실시 예들에서, 흡연 체험을 위해서 요구되는 모든 구성요소들은 릿-엔드 시가렛의 팩과 유사한 사이즈 및 형상의 단일한 유닛 내에 포함될 수 있다. 이제 다양한 실시 예들이 설명될 것이고, 임의의 실시 예와 관련하여 설명된 특징들은 다른 실시 예들 중 어느 것에도 동등하게 적용될 수 있다.
도 1a, 1b, 1c, 및 1d 각각은 본 발명의 제1 실시 예의 버전을 도시한다. 도 1a 및 1b에서, 주 유닛은 릿-엔드 시가렛의 표준 팩과 유사한 사이즈 및 형상의 플립-톱(flip-top) 박스의 형태이다. 다른 팩 구성은 도 4a를 참조하여 후술한다. 특별히 도시되지는 않았지만, 주 유닛은 다른 적절한 사이즈일 수 있다.
도 1a에서, 흡연 시스템(101)은 주 유닛(103) 및 홀더(holder)(105) 형태의 보조 유닛을 포함한다. 주 유닛(103)은 힌지(hinge)(103c)에 의해 분리된 베이스부(base portion)(103a) 및 뚜껑부(103b)와 함께 플립-톱 박스의 형태를 가진다. 뚜껑부(103b)가 도 1a에서 개방 상태로 도시된다. 힌지(103c)는 베이스부(103a)의 윗면(top side)의 긴 엣지(edge)를 따라서 작동한다. 홀더(105)는 도킹 포트(docking port)로의 삽입에 의해서 (도 1a에서 도시된 바와 같이) 주 유닛(103)의 베이스부(103a)에 수납될 수 있다. 도 1a에서, 홀더(105)를 위한 도킹 포트가 베이스부(103a)의 한쪽에서 제공되지만, 도킹 포트는 베이스부(103a)의 반대쪽에서 또는 베이스부(103a)의 중심에서 마찬가지로 제공될 수 있다. 도 1a의 실시 예에서, 홀더(105)가 주 유닛(103) 내에 수납될 때, 홀더(105)의 꼭대기는 베이스부(103a)의 윗면 위로 돌출한다. 그렇더라도, 흡연 물품이 홀더(105)에 들어 있을 때를 포함하여, 홀더(105)가 주 유닛(103)에 수납될 때 뚜껑부(103b)는 베이스부(103a) 상으로 닫힐 수 있다. 이와 달리, 홀더(105)의 꼭대기 유닛은 베이스부(103a)의 윗면과 사실상 높이가 같을 수 있다. 주 유닛(103)은 또한 이 경우에 홀더 도킹 포트의 한쪽에 흡연 물품들(107)을 위한 스토리지(storage)를 가진다. 물론, 추가적 흡연 물품이 홀더(105) 내에 수납될 수 있다. 특별히 도시되지는 않았지만, 홀더(105)를 위한 도킹 포트는 베이스부(103a)의 어느 쪽에도 위치할 수 있고, 흡연 물품들(107)을 위한 스토리지는 홀더(105)의 반대쪽에 위치할 수 있다. 만일 홀더(105)를 위한 도킹 포트가 베이스부(103a)의 중심을 향해서 위치한다면, 흡연 물품들(107)을 위한 스토리지는 도킹 포트의 한쪽 또는 양쪽에 위치할 수 있다.
게다가, 도 1a의 주 유닛(103)의 베이스부(103a)에, USB 플러그(도시되지 않음)를 수용하기 위한 인터페이스(109)가 존재한다. USB 연결은 주 유닛에서 전력 공급기를 충전하기 위해서, 기능을 체크하기 위해서, 또는 컴퓨터로의 연결이 요구되는 다른 목적을 위해서 이용될 수 있다. 이러한 USB 인터페이스 또는 실제 임의의 다른 적절한 인터페이스는 설명된 실시 예들 중 어느 하나에 포함될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 도 1a에서 도시되지 않았지만, USB 인터페이스 또는 임의의 다른 적절한 인터페이스가 홀더 상에 포함될 수 있다. USB 연결은 이하에서 추가로 설명될 것이다.
도 1b에서, 흡연 시스템(101')은 주 유닛(103') 및 홀더(105') 형태의 보조 유닛을 포함한다. 도 1a에서와 같이, 주 유닛(103')은 힌지(103c')에 의해 분리된 베이스부(103a') 및 뚜껑부(103b')와 함께 플립-톱 박스의 형태를 가진다. 하지만, 도 1b에서, 힌지는 베이스부(103a')의 윗면의 짧은 엣지를 따라서 작동한다. 뚜껑부(103b')가 도 1b에서 개방되어 도시된다. 홀더(105')는 도킹 포트로의 삽입에 의해서 (도 1a에서 도시된 바와 같이) 주 유닛(103')의 베이스부(103a')에 수납될 수 있다. 도 1b에서, 홀더(105')를 위한 도킹 포트는 베이스부(103a')의 앞쪽을 향해서, 다시 말해, 힌지(103c')로부터 가장 멀리 제공되지만, 도킹 포트는 베이스부(103a')의 뒤쪽 끝을 향해서, 다시 말해, 힌지(103c')에 가장 가깝게 또는 베이스부(103a')의 중심에서 마찬가지로 제공될 수 있다. 도 1b의 실시 예에서, 홀더(105')가 주 유닛(103')에 수납될 때, 홀더(105')의 꼭대기는 베이스부(103a')의 윗면과 사실상 높이가 같을 수 있다. 뚜껑부(103b')는 흡연 물품이 홀더(105')에 들어 있을 때를 포함하여, 베이스부(103a') 상으로 닫힐 수 있다. 이와 달리, 홀더(105')의 꼭대기는 베이스부(103a')의 윗면 위로 돌출할 수 있다. 주 유닛(103')은 또한 이 경우에 베이스부(103a')의 뒤쪽을 향해서 다시 말해 힌지(103c')에 더욱 가깝게 흡연 물품들(107)의 스토리지를 가진다. 물론, 추가적 흡연 물품이 홀더 내에 저장될 수 있다. 만일 도킹 포트(105')가 베이스부(103a')의 뒤쪽을 향해서 위치한다면, 흡연 물품들(107')을 위한 스토리지는 홀더(105')의 반대쪽 끝에, 다시 말해 베이스부(103a')의 앞쪽을 향해서 위치할 수 있다. 만일 홀더(105')를 위한 도킹 포트가 베이스부(103a')의 중심을 향해서 위치한다면, 흡연 물품들(107')을 위한 스토리지는 베이스부(103a')의 한쪽 또는 양쪽에 위치할 수 있다.
도 1c에서, 흡연 시스템(101")은 주 유닛(103") 및 홀더(105") 형태의 보조 유닛을 포함한다. 홀더(105")는 도킹 포트로의 삽입에 의해서 (도 1c에서 도시된 바와 같이) 주 유닛(103")에 수납될 수 있다. 주 유닛(103")은 힌지(103c")에 의해 분리된 베이스부(103a") 및 뚜껑부(103b")를 포함한다. 도 1b에서 도시된 바와 같이, 힌지는 베이스부(103a")의 윗면의 짧은 엣지를 따라서 작동하지만, 힌지가 베이스부(103a")의 윗면의 긴 엣지를 따라서 작동할 수도 있다. 하지만, 도 1c에서, 뚜껑부(103b")는 닫혔을 때 베이스부(103a")의 전체 윗면을 덮지 않는다. 뚜껑부(103b")는 닫혔을 때 홀더(105")를 위한 도킹 포트를 포함하는 베이스 유닛의 일부만을 덮는다. 도 1c에 뚜껑부(103b")는 열린 상태로 도시된다. 도 1c의 실시 예에서, 홀더(105")가 주 유닛(103") 내에 저장될 때, 홀더의 꼭대기는 베이스부(103a")의 윗면과 사실상 높이가 같을 수 있다. 이와 달리, 홀더(105")의 꼭대기는 베이스부(103a")의 윗면 위로 돌출할 수 있다. 홀더가 도킹 포트 내에 들어 있을 때 또는 홀더가 도킹 포트에 들어 있고 흡연 물품(도 1c에서 도시되지 않음)이 홀더(105") 내에 포함되어 있을 때 뚜껑부(103b")는 베이스부(103a") 상으로 닫힐 수 있다. 또한, 주 유닛(103")은 도 1c에서 도시되지는 않았지만 흡연 물품들을 위한 스토리지를 가질 수 있다.
도 1d에서, 흡연 시스템(101"')은 주 유닛(103"') 및 홀더(105"') 형태의 보조 유닛을 포함한다. 홀더(105"')는 도킹 포트로의 삽입에 의해서 (도 1d에서 도시된 바와 같이) 주 유닛(103"')에 수납될 수 있다. 도 1d에서, 홀더(105"')를 위한 도킹 포트가 베이스부(103a"')의 한쪽에서 제공되지만, 도킹 포트는 베이스부(103a"')의 반대쪽에서 또는 베이스부(103a"')의 중심에서 마찬가지로 제공될 수 있다. 주 유닛(103"')과 홀더(105"')는 함께 단일한 컴팩트 유닛(compact unit)을 형성한다. 도 1d의 실시 예에서, 홀더(105"')가 주 유닛(103"')에 수납될 때, 홀더(105"')의 꼭대기는 주 유닛(103"')의 윗면 위로 돌출한다. 이와 달리, 홀더(105"')의 꼭대기 유닛은 주 유닛(103"')의 윗면과 사실상 높이가 같을 수 있다. 도 1d의 실시 예에서, 주 유닛(103"')이 흡연 물품들을 위한 임의의 스토리지를 가지지 않더라도, 하나의 흡연 물품이 홀더(105"')에 수납될 수 있다. 하지만, 흡연 물품들을 위한 추가적 스토리지가 제공될 수 있다. 게다가, 도 1a에서와 같이, 인터페이스(109"')는 USB 플러그(도시되지 않음)를 수용하기 위한 주 유닛(103"')에서 제공된다.
도 1a, 1b, 1c, 및 1d에서 도시된 실시 예에서, 흡연 시스템은 주 유닛 및 하나의 별도의 홀더를 포함한다. 이 흡연 시스템은 단일 사용자를 위해서 설계된다. 홀더는 주 유닛에 수납될 수 있다. 흡연 물품은 홀더가 주 유닛에 수납될 때 또는 홀더가 주 유닛으로부터 분리될 때 홀더에 수납될 수 있다. 게다가, 주 유닛은 흡연 물품들을 위한 스토리지를 제공할 수 있다. 흡연 물품들을 위한 스토리지는 임의의 적절한 구성으로 1개와 20개 사이의 흡연 물품들을 저장하기 위한 사이즈로 이루어질 수 있다. 홀더와 주 유닛은 함께 사용자에 의해 쉽게 휴대될 수 있는 컴팩트 흡연 시스템을 형성한다. 도 1a, 1b, 1c, 및 1d의 다양한 특징들은 상호 교환될 수 있다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 흡연 시스템의 제2 실시 예의 다른 관점들을 도시한다. 도 2a 및 2b에서, 흡연 시스템(201)은 메인 파트(main part)(203a) 및 분리가능한 도킹 포트(203b)를 포함하는 주 유닛(203), 및 홀더(205a 및 205b) 형태의 두 개의 보조 유닛들을 포함한다. 각각의 홀더(205a, 205b)는 주 유닛(203)에 수용될 수 있다. 도 2a 및 2b의 실시 예에서, 제1 홀더(205a)는 주 유닛(203)의 메인 파트(203a)와 일체화된 도킹 포트에 수용될 수 있다. 제2 홀더(205b)는 주 유닛(203)의 메인 파트(203a)로부터 분리된 도킹 포트(203b)에 수용될 수 있지만, 인터페이스(209)를 통해서 메인 파트(203a)의 한쪽에 부착될 수 있다. 물론, 주 유닛(203)의 메인 파트(203a)와 도킹 포트(203b) 사이에서 이와 다른 연결이 가능하다. 메인 파트(203a) 상의 도킹 포트는 도킹 포트(203)에서 홀더(205a)를 고정하기 위해 홀더(205a) 상에서 돌출부와 협력하도록 설계된 함몰부(211a)를 포함한다. 유사하게, 홀더(205b)는 주 유닛(203)의 메인 파트(203a)로부터 분리된 도킹 포트(203b)에서 함몰부(211b)와 협력하기 위한 돌출부(213b)를 포함한다. 게다가, 홀더에서 흡연 물품을 고정하기 위한 메카니즘이 제공될 수 있다.
도 2a에서, 각각의 도킹 포트 내에서 수용된 홀더들(205a 및 205b)이 도시되고, 도킹 포트(203b)가 주 유닛(203)의 메인 파트(203a)와 분리되어 도시된다. 도 2b에서, 홀더들(205a 및 205b)은 흡연 물품(207)과 함께 사용 중이고 각각의 도킹 포트들과 분리되어 도시된다.
도 2a 및 2b에서 도시된 실시 예에서, 흡연 시스템은 주 유닛 및 두 개의 별도의 홀더들을 포함한다. 이 흡연 시스템은 두 명의 사용자에 의해서 공유되도록 설계된다. 이와 달리, 이 흡연 시스템은 단일 사용자에 의해서 이용될 수 있고, 이 경우에 홀더들 중의 하나는 백업으로서 기능한다. 홀더(205a)는 주 유닛의 메인 파트(203a)에 직접 수납될 수 있다. 홀더(205b)는 주 유닛(203)의 메인 파트(203a)에 부착될 수 있는 도킹 포트(203b)에 수납될 수 있다. 홀더들과 주 유닛은 함께 컴팩트 흡연 시스템을 형성한다. 홀더가 주 유닛에 연결될 때 또는 홀더가 주 유닛으로부터 분리될 때 흡연 물품은 각각에 홀더에 수용될 수 있다. 게다가, 도 2a 또는 2b에서 도시되지 않았지만, 주 유닛은 흡연 물품들을 위한 스토리지를 제공할 수 있다.
도 3a 및 3b 각각은 본 발명의 제3 실시 예의 버전을 도시한다. 도 3a에서, 흡연 시스템(301)은 주 유닛(303) 및 홀더(305) 형태의 복수의 보조 유닛들을 포함한다. 도 3a에서, 주 유닛(303)에 연결된 세 개의 홀더들(305ⅰ, 305ⅱ, 및 305ⅲ)이 도시되고, 주 유닛(303)으로부터 분리된 하나의 홀더(305ⅳ)가 도시된다. 도 3a에서, 주 유닛(303)은 4개의 홀더들(305)을 위한 도킹 포트들을 제공하지만, 임의의 수의 도킹 포트들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 40개 또는 50개 만큼 많은 도킹 포트들이 제공될 수 있다. 다른 실시 예들에서, 2개 및 10개 사이의 홀더들이 충전을 위해 주 유닛(303)에 도킹될 수 있다. 주 유닛(303)은 (사용된 및 미사용된) 흡연 물품들 또는 홀더들 중의 어느 하나를 또는 흡연 물품들 및 홀더들 양쪽 모두를 수납하기 위해서 이용될 수 있는 제1 스토리지(311)를 제공한다. 주 유닛(303)은 또한 흡연 물품들 또는 홀더들 중의 어느 하나를 또는 흡연 물품들 및 홀더들 양쪽 모두를 수납하기 위해서 이용될 수 있는 제2 스토리지(313)를 제공한다.
도 3a에서, 홀더들(305ⅰ 및 305ⅱ)이 주 유닛(303)에 도킹되어 도시된다. 이들은 각각 흡연 물품(307)과 함께 사용되고 있으며, 주 유닛의 전력 공급기는 홀더의 전력 공급기를 재충전하기 위해서 사용되고 있다(충전 모드). 홀더(305ⅲ)는 또한 흡연 물품이 없이 주 유닛(303)에 도킹되어서 도시된다. 홀더(305ⅲ)의 전력 공급기는 주 유닛(303)의 전력 공급기로부터 재충전되고 있다(충전 모드). 홀더(305ⅳ)는 흡연 물품(307)과 함께 사용되고 있고 주 유닛(303)으로부터 분리되어서 도시된다. 홀더(305ⅳ)의 전력 공급기는, (예열 모드 동안) 흡연 물품 기질을 예열하기 위해서 또는 (흡연 모드 동안) 흡연 물품 기질의 동작 온도를 유지하기 위해서 사용되고 있다.
도 3a에서, 주 유닛(303)은 연결부(315)를 매개로 외부 전력 공급기(도시되지 않음)에 연결된다. 외부 전력 공급기는 주 유닛의 전력 공급기를 재충전하기 위해서, 홀더들을 충전하기 위하여 홀더들에 전력을 공급하기 위해서, 또는 이들의 임의의 조합을 위해서 사용될 수 있다.
도 3a에서, 주 유닛(303)에서 각각의 도킹 포트는 그 자신의 인터페이스(309)를 포함한다. 이것은 흡연 물품이 도킹 포트에 도킹된 홀더에 수용될 때 예열 모드를 개시하기 위한 스위치 및 디스플레이를 포함할 수 있다.
도 3b에서, 흡연 시스템(301')은 모듈식 주 유닛(303') 및 홀더(305') 형태의 복수의 보조 유닛들을 포함한다. 도 3b에서 여러 가지 구성들이 도시된다.
제1 구성, A에서, 주 유닛(303')은 하나의 모듈(304)을 포함한다. 모듈(304)은 하나의 홀더(305')를 위한 도킹 포트를 제공한다. 제1 구성, A에서, 주 유닛(303')의 모듈(304)로부터 분리되어 있고 흡연 물품(307)과 함께 사용되고 있는 홀더(305')가 도시된다. 홀더(305')의 전력 공급기는 예열 모드 동안 흡연 물품 기질을 예열하기 위해서 또는 흡연 모드 동안 흡연 물품 기질의 동작 온도를 유지하기 위해서 사용된다. 모듈(304)은 도킹 포트를 위한 그 자신의 인터페이스(309')를 포함하고, 또한 스토리지(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 주 유닛(303')은 연결부(315')를 매개로 외부 전력 공급기(도시되지 않음)에 연결된다.
제2 구성, B에서, 주 유닛(303')은 4 개의 모듈들(304)을 포함한다. 물론, 임의의 수의 모듈들이 제공될 수 있다. 다시 말해, 각각의 모듈(304)은 하나의 홀더(305')를 위한 도킹 포트를 제공한다. 제2 구성에서, "네스트(nest)" 대형으로 서로에 연결된 4 개의 모듈들이 도시된다. 네스트 대형에서, 각각의 모듈은 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6개의 다른 모듈에 연결될 수 있다. 모듈들(304) 사이의 연결은 자기적 연결 또는 임의의 다른 적절한 연결일 수 있다. 제2 구성, B에서, 각각의 모듈들(304)에 도킹되어 있고 흡연 물품(307)을 가진 3개의 홀더(305')들이 도시되고, 주 유닛(303')은 각각의 홀더에서 전력 공급기를 재충전하기 위하여 사용되고 있다. 구성 A에서와 같이, 각각의 모듈(304)은 도킹 포트를 위한 그 자신의 인터페이스(309')를 포함하고, 또한 스토리지(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 주 유닛(303')은 연결부(315')를 매개로 외부 전력 공급기(도시되지 않음)에 연결된다. 모든 모듈들(304)에 전력을 제공하는 주 유닛(303')을 위해 단지 하나의 전력 연결이 요구된다는 점에 주목해야 한다.
제3 구성, C에서, 주 유닛(303')은 4개의 모듈들(304)을 포함한다. 물론, 다시 언급하지만, 임의의 수의 모듈들이 제공될 수 있다. 다시 말해, 각각의 모듈(304)은 하나의 홀더(305')를 위한 도킹 포트를 제공한다. 제3 구성에서, "체인(chain)" 대형으로 서로에 연결된 4 개의 모듈들이 도시된다. 체인 대형에서, 각각의 모듈은 단지 1개 또는 2개의 다른 모듈에 연결될 수 있다. 모듈들(304) 사이의 연결은 자기적 연결 또는 임의의 다른 유형의 적절한 연결일 수 있다. 제3 구성, C에서, 각각의 모듈들(304)에 도킹되어 있고 흡연 물품(307)을 가진 3개의 홀더들(305')이 도시되고, 주 유닛(303')은 각각의 홀더의 전력 공급기를 재충전하기 위해서 사용되고 있다. 구성 A 및 B에서와 같이, 각각의 모듈(304)은 도킹 포트를 위한 그 자신의 인터페이스(309')를 포함하고, 또한 스토리지(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 주 유닛(303')은 연결부(315')를 매개로 외부 전력 공급기(도시되지 않음)에 연결된다. 모든 모듈들(304)에 전력을 제공하는 주 유닛(303')을 위해 단지 하나의 전력 연결이 요구된다는 점에 주목해야 한다.
도 3b의 실시 예에서, 각각의 사용자는 그들 자신의 홀더(305') 및 모듈(304)을 가질 수 있다. 사용자가 그룹에 참여할 때, 새로운 모듈이 이 구성에 추가된다. 사용자가 그룹을 떠날 때, 모듈이 이 구성으로부터 제거된다.
도 3a 및 3b에서 도시된 실시 예에서, 흡연 시스템은 적어도 하나의 주 유닛 및 복수의 홀더들을 포함한다. 흡연 시스템은 다수의 사용자에 의해 이용되도록 설계된다. 도 1 및 2의 실시 예들과 달리, 도 3a에서 도시된 흡연 시스템은 반드시 운반가능할 필요가 있는 것은 아니고, 복수의 사용자들이 접근가능한 위치에 영구적으로 배치될 수 있다.
도 1 내지 3에서 도시된 각각의 실시 예는 적어도 하나의 주 유닛 및 하나 이상의 보조 유닛을 포함한다. 하지만, 주 유닛은 흡연 시스템에 포함될 필요가 없다. 이 경우에, 홀더는 메인 공급기(mains supply) 또는 호스트 컴퓨터와 같은 외부 전원에 직접 연결될 수 있을 것이다. 이것은 USB 연결과 같은 유선 연결을 매개로 할 수 있다. 차량 내의 충전 포트로의 연결 또한 가능하다. 이 경우에, 홀더는 충전 모드에서의 충전과 예열 모드에서의 흡연 물품 기질의 가열을 제어하기 위해 필요한 전자 회로를 포함할 것이다. 도시된 실시 예들 모두에 공통되는 다양한 특징들이 이제 설명될 것이다.
주 유닛의 전력 공급기는 임의의 적절한 전력 공급기일 수 있다. 주 전력 공급기는 외부 소스(source)에 의해서 충전될 수 있다. 예를 들어, 주 유닛 전력 공급기는 리튬 이온, 리튬 철 인산염(lithium iron phosphate), 리튬 망간, 니켈 카드뮴, 또는 니켈 금속 수소화물(nickel metal hydride) 배터리와 같은 배터리일 수 있다. 외부 소스는 연결을 매개로, 예컨대 USB(Universal Serial Bus) 연결을 매개로 주 유닛에 연결가능한 외부 컴퓨터일 수 있다. 외부 소스는 플러그 및 소켓을 매개로 주 유닛에 연결가능한 메인 전기 공급기(mains electricity supply)일 수 있다. 주 유닛의 전원의 전력 용량은 바람직하게는 3 내지 6 와트(Watt)이다. 주 유닛 전력 공급기의 최소 사이즈를 제약하는 요구조건은 에너지 및 충전 시간이다.
주 유닛의 전자 회로는 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, DSP(digital signal processor), ASIC(application specific integrated circuit), 또는 임의의 다른 프로그램 가능한 디지털 또는 아날로그 회로를 포함할 수 있다. 주 유닛의 전자 회로는: 외부 소스로부터 주 유닛 전력 공급기를 충전하는 것을 포함한 다수의 기능들을 가진다. 전자 회로는 또한 호스트(host)와 주 및 보조 유닛들 사이에서 데이터의 양방향 전송을 제공하기 위해 유선 연결, 예컨대 USB를 매개로 또는 무선 연결, 예컨대 블루투스(Bluetooth)를 매개로 호스트와 통신하도록 배열될 수 있다. 보조 유닛과 주 유닛 사이의 통신은 보조 유닛이 주 유닛 상의 도킹 포트에 있을 때 또는 보조 유닛이 주 유닛 내의 스토리지 수단에 수납될 때 용이하게 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 주 유닛은 외부 연결을 위한 인터페이스를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 인터페이스는 인터페이스 표준하에서 동작한다. 연결은 USB 링크(link)와 같은 유선 연결 또는 블루투스와 같은 무선 연결일 수 있다. 유선 연결은 집어넣을 수 있는(retractable) 케이블을 포함할 수 있다. 이것은 주 전력 공급기를 충전하기 위해서 이용될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 이 연결은 별도의 기능을 위해서 이용될 수 있다. 예를 들어, 주 유닛이 외부 컴퓨터에 연결될 때 시스템의 동작이 체크될 수 있고, 유지보수가 요구되는 때, 예컨대 주 또는 보조 유닛 전력 공급기가 교체될 필요가 있을 때 사용자에게 알려질 수 있다. 게다가, 컴퓨터와의 연결은 사용자가 추가적인 흡연 물품들에 대해서 주문을 하고, 임의의 소프트웨어에 대한 업데이트를 다운로드하고, 개별 사용자들에 대한 개인 소비 목표를 설정하고, 정보를 공유하는 것을 가능하게 할 수 있다. 앞서 열거한 것들에 한정되지 않고 추가로 확장된 능력들이 제공될 수 있다. 주 또는 보조 유닛 중의 어느 하나 또는 둘 다는 디지털 디스플레이를 포함할 수 있다.
보조 유닛의 전력 공급기는, 에어로졸-형성 기질의 온도를 동작 온도까지 올리기 위해서 그리고 흡연 모드 동안 취해지는 모금(puff)의 미리 정해진 수 또는 시간의 미리 정해진 기간 동안 동작 온도에서 흡연 물품의 에어로졸-형성 기질을 유지하기 위해서 가열 엘리먼트에 충분한 에너지를 제공한다. 보조 유닛의 전력 공급기는 배터리, 수퍼 축전기(supercapacitor), 연료 전지, 또는 시간의 미리 정해진 기간 동안 또는 모금의 미리 정해진 수 동안 작동 온도에서 기질을 유지하기 위해 충분한 에너지를 공급할 수 있는 임의의 다른 적절한 전력 공급기일 수 있다. 일 실시 예에서, 보조 유닛 전력 공급기는 복수의 리튬 철 인산염 전지를 포함한다. 다른 실시 예에서, 보조 유닛 전력 공급기는 리튬 폴리머(lithium polymer) 배터리를 포함한다. 미리 정해진 시간 기간은 5분과 20분 사이일 수 있다. 미리 정해진 모금 수는 5모금과 20모금 사이일 수 있다. 보조 유닛의 전원의 전력 용량은 바람직하게는 1 내지 3와트이다. 보조 유닛 전력 공급기의 최소 사이즈를 제한하는 요구조건은 흡연 체험 당 제공되는 에너지, 충전 시간, 및 사이클 라이프(cycle life)(즉, 전력 공급기가 얼마나 자주 교체될 필요가 있는가)이다.
상술한 바와 같이, 보조 유닛은 외부 소스로의 직접 연결을 위한 인터페이스를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 인터페이스는 인터페이스 표준하에서 동작한다. 연결은 USB 링크와 같은 유선 연결 또는 블루투스와 같은 무선 연결일 수 있다. 유선 연결은 집어넣을 수 있는 케이블을 포함할 수 있다. 이것은 보조 전력 공급기를 충전하기 위해서 이용될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 이 연결은 별도의 기능을 위해서 이용될 수 있다. 바람직하게는, 이 연결은 데이터의 양방향 흐름을 허용한다. 예를 들어, 보조 유닛이 외부 컴퓨터에 연결될 때 시스템의 동작이 체크될 수 있고, 유지보수가 요구되는 때, 예컨대 보조 유닛 전력 공급기가 교체될 필요가 있을 때 또는 보조 유닛이 청소될 필요가 있을 때 사용자에게 알려질 수 있다. 앞서 열거한 것들에 한정되지 않고 추가로 확장된 능력들이 제공될 수 있다.
보조 유닛의 전자 회로는 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, DSP(digital signal processor), ASIC(application specific integrated circuit), 또는 임의의 다른 프로그램 가능한 디지털 또는 아날로그 회로를 포함할 수 있다. 보조 유닛 전자 회로는 주 유닛 전자 회로와 함께 동작한다. 흡연 물품이 보조 유닛에서 검출될 때 예열 모드가 개시될 수 있다. 이것은 보조 유닛이 주 전력 공급기와 연결되어 있다면 보조 회로(secondary circuitry) 또는 주 회로(primary circuitry)에 의해서 검출될 수 있다. 이와 달리, 사용자는 예컨대 보조 유닛에서 스위치를 활성화함으로써 예열을 수동으로 개시할 수 있다. 흡연 모드 동안, 사용자는 흡연 체험을 시작할 수 있고, 한 모금씩(puff by puff) 흡연 체험을 계속한다. 보조 유닛의 전자 회로는 동작 온도에서 또는 가능한 동작 온도에 가깝게 기질을 유지하도록 가열 엘리먼트를 제어한다. 보조 유닛의 전자 회로는 사용자에 의해서 취해진 모금의 수, 모금들 사이의 시간의 양, 및 가열 엘리먼트에 에너지가 공급된 시간의 양에 대한 정보를 얻도록 배열될 수 있다. 모금의 수가 (흡연 물품이 소진되도록 하는) 흡연 물품을 위한 최대 수에 도달하거나, 사용자가 미리 정해진 시간 전에 모금을 취하지 않았거나, 또는 미리 정해진 시간 기간이 만료되었지만, 잔연 모금들이 존재하는 경우에, 전자 회로로부터의 신호가 사용자에게 보조 유닛을 주 유닛에 돌려놓으라고 알려준다. 그리고, 적절한 경우에, 보조 유닛의 전력 공급기는 재충전될 수 있고, 기질이 동작 온도로 되돌아간다. 이러한 식으로 사용자는 흡연 체험을 중단 및 시작할 수 있고, 흡연 물품이 소진될 때까지 흡연 체험을 재시작한다.
게다가, 전자 회로는 보조 유닛에서 흡연 물품을 식별할 수 있고, 흡연 물품의 타입을 기초로 하여 가열 프로파일(profile)을 조정할 수 있고, 홀더가 유지보수를 필요로 할 때, 예컨대 가열 엘리먼트가 청소될 필요가 있을 때를 결정한다. 보조 유닛의 전자 회로는 또한 보조 유닛이 개인의 흡연 행위에 대해 개인화되도록 할 수 있다. 예를 들어, 흡연 체험의 동안, 각각의 모금의 시간, 모금들 간의 시간, 각각의 모금의 강도가 기록될 수 있고, 개인의 소비 패턴이 추적될 수 있고, 개인이 선호하는 흡연 물품이 모니터링될 수 있다. 이것은 특정 사용자만이 보조 유닛을 사용하는 것을 허용하는 보조 유닛 상의 잠금장치(lock)와 함께 작동할 수 있다.
보조 유닛의 전자 회로가 취해진 모금의 수를 세도록 하기 위해서, 전자 회로는 모금을 표시하는 공기 흐름을 감지하기 위한 퍼프 센서(puff sensor)를 포함할 수 있다. 이 센서는 임의의 적절한 유형의 센서, 예컨대 써미스터(thermistor), 광학 장치, 광-기계식(opto-mechanical) 장치, 전자-기계식 장치, 또는 MEMS(micro electro mechanical systems) 장치일 수 있다.
보조 유닛의 형상 및 사이즈는 어느 범위까지는 보조 유닛 전력 공급기의 형상 및 사이즈에 의존할 것이다. 하지만, 특히, 보조 유닛은 임의의 적절한 형상일 수 있다. 전형적으로, 보조 유닛은 흡연 물품보다 단지 살짝 더 큰 사이즈를 갖는 세장형(elongate) 원통형 유닛이다. 보조 유닛의 단면 형상은 원형, 직사각형, 또는 타원형일 수 있다. 보조 유닛은 흡연 물품의 보호를 위해서 또는 냄새의 제한을 위해서 보조 유닛에 수용될 때 흡연 물품을 덮는 캡(cap)을 포함할 수 있다. 보조 유닛은 보조 유닛의 개방 말단을 덮기 위한 캡을 포함할 수 있다. 전형적으로, 흡연 물품이 보조 유닛에 수용될 때, 흡연 물품의 약 절반 정도의 길이가 보조 유닛으로부터 돌출한다. 다른 실시 예들에서는, 흡연 물품의 길이의 절반보다 더 작게 보조 유닛으로부터 돌출한다.
보조 유닛의 가열 엘리먼트 또는 엘리먼트들은 내부 또는 외부 가열 엘리먼트들일 수 있고, 에어로졸-형성 기질을 가장 효과적으로 가열하도록 형상화된다. 단일한 가열 엘리먼트 또는 복수의 가열 엘리먼트들이 존재할 수 있다. 금속, 금속 합금, 세라믹, 또는 반도체 물질을 포함하되 이에 한정되지 않는 전기적 저항 물질로부터 가열 엘리먼트들이 만들어질 수 있다. 가열 엘리먼트 또는 엘리먼트들의 가장 적절한 형태는 흡연 물품에서의 특정한 에어로졸-형성 기질에 의존할 것이다. 에어로졸-형성 기질은 바람직하게는 고체 기질이지만, 이와 달리 액체 또는 기체 기질일 수 있다.
바람직하게는, 보조 유닛은 흡연 모드 동안 열 손실을 최소화하도록 절연된다. 보조 유닛이 더 잘 절연되면 될수록, 기질은 동작 온도에서 더 오랫동안 남아있을 수 있고, 이것은 흡연 모드를 위한 미리 정해진 시간 기간을 연장시킬 수 있다.
도 4a는 릿-엔드 시가렛의 팩을 도시한다. 도 4b는 본 발명에 따른 흡연 시스템의 하나의 실시 예를 도시하고, 홀더 형태의 보조 유닛은 주 유닛에 수납될 수 있다. 도 4c는 본 발명의 흡연 시스템의 일 실시 예를 도시하고, 홀더는 흡연 물품이 홀더에 수용되는 때에도 주 유닛에 수납될 수 있다. 도 4a, 4b, 및 4c는 릿-엔드 시가렛의 팩과 본 발명에 따른 흡연 시스템의 실시 예들의 상대적 사이즈를 도시한다.
도 4a는 릿-엔드 시가렛(403)을 위한 팩(401)을 도시한다. 도 4a에서 아래의 도면은 측면 단면도이다. 도 4a에서 위의 도면은 상부 단면도이다. 이 팩은 55 mm의 넓이, 90 mm의 높이, 및 24 mm의 깊이를 가진다. 도 4a는 릿-엔드 시가렛의 팩의 일 예를 도시한다. 일반적으로, 릿-엔드 시가렛의 팩들은 약 60 mm와 약 150 mm 사이의 높이, 더욱 전형적으로는 약 70 mm와 약 125 mm 사이의 높이를 가진다. 일반적으로, 릿-엔드 시가렛의 팩은 약 12 mm와 약 150 mm 사이의 넓이, 더욱 바람직하게는 약 70 mm와 약 125 mm 사이의 넓이를 가진다. 일반적으로, 릿-엔드 시가렛의 팩은 약 6 mm와 약 100 mm 사이의 깊이, 더욱 바람직하게는 약 12 mm와 약 25 mm 사이의 깊이를 가진다. 바람직하게는, 팩의 치수는 시가렛의 길이와 시가렛의 콜레이션(collation)에 맞추어진다.
릿-엔드 시가렛의 팩은 직각의 종적인 엣지와 직각의 횡적인 엣지를 가진 직육면체(rectangular parallelepiped)의 형상으로 이루어질 수 있다. 이와 달리, 팩은 하나 이상의 둥근 종적인 엣지, 둥근 횡적인 엣지, 비스듬한 종적인 엣지, 또는 비스듬한 횡적인 엣지, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이와 달리, 팩은 직사각형이 아닌 횡적인 단면, 예컨대 삼각형, 또는 육각형, 또는 타원형, 세미-타원형(semi-oval), 원형, 또는 세미-원형(semi-circular)과 같은 다각형의 단면을 가질 수 있다. 이 팩은, 종래의 릿-엔드 시가렛, 시가(cigar), 또는 시가릴로(cigarillo), 가연성 연료 엘리먼트나 열원과 에어로졸-생성 기질을 포함하는 가열식 흡연 물품(예컨대, US-A-4,714,082에서 공개된 타입의 시가렛), 및 전기 흡연 시스템과 함께 사용하기 위한 흡연 물품(예컨대, US-A-5,692,525에서 공개된 타입의 시가렛)을 포함하되 이에 한정되지 않는 흡연 물품들을 패키징하기 위해서 이용될 수 있다.
이들의 치수의 적절한 선택을 통하여, 팩은 흡연 물품의 상이한 전체 수 또는 흡연 물품의 상이한 배열을 담도록 설계될 수 있다. 팩은 동일한 타입이나 브랜드의 흡연 물품들 또는 상이한 타입이나 브랜드의 흡연 물품들을 담을 수 있다. 게다가, 상이한 길이 및 직경의 흡연 물품들뿐 아니라, 필터가 없는 흡연 물품들 및 다양한 필터를 가진 흡연 물품들 양쪽 모두가 포함될 수 있다. 게다가, 흡연 물품들은 맛의 세기, 흡입 저항(resistance to draw), 및 전체 미립자 물질(particle matter) 전달에 있어서 상이할 수 있다. 팩은 앞서 열거한 흡연 물품의 상이한 타입들 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 흡연 시스템의 제1 실시 예를 도시한다. 도 4b의 아래의 도면은 측면 단면도이다. 도 4b의 위의 도면은 상부 단면도이다. 시스템은 주 유닛(405) 및 홀더(407)를 포함한다. 주 유닛은 배터리(409) 형태의 주 전력 공급기, 흡연 물품(411)을 위한 스토리지, 및 홀더를 수용하기 위한 도킹 포트(413)를 포함한다. 홀더는 415에서 개략적으로 표시된 가열 엘리먼트를 포함한다. 이 실시 예에서, 홀더가 주 유닛의 도킹 포트에 수납될 때, 뚜껑부(도시되지 않음)가 닫힐 수 있다. 하지만, 홀더가 홀더에서 수용된 흡연 물품과 함께 주 유닛의 도킹 포트에 수납될 때(도 4b에 도시된 바와 같이), 뚜껑부가 닫히지 않을 수 있다. 이 흡연 시스템은 56 mm의 폭, 95 mm의 높이, 및 25 mm의 깊이를 가진다.
도 4c는 본 발명에 따른 흡연 시스템의 제2 실시 예를 도시한다. 도 4c의 아래의 도면은 측면 단면도이다. 도 4c의 위의 도면은 상부 단면도이다. 이 시스템은 주 유닛(405') 및 홀더(407')를 포함한다. 주 유닛은 배터리(409'), 흡연 물품(411')을 위한 스토리지, 및 홀더를 수용하기 위한 도킹 포트(413')를 포함한다. 홀더(407')는 415'에서 개략적으로 표시된 가열 엘리먼트를 포함한다. 이 실시 예에서, 홀더가 주 유닛의 도킹 포트에 수납될 때 홀더에 수용된 흡연 물품을 가지더라도(도 4c에 도시된 바와 같이), 뚜껑부(도시되지 않음)가 닫힐 수 있다. 이것은 홀더(407')가 홀더(407)와는 상이한 구조를 가지기 때문인데, 특히 가열 엘리먼트가 다르게 배치된다. 이 흡연 시스템은 56 mm의 높이, 95 mm의 높이, 및 25 mm의 깊이를 가진다.
도 4a, 4b, 및 4c로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 흡연 시스템의 적어도 두 개의 실시 예들은 릿-엔드 시가렛의 팩과 유사한 사이즈 및 형상으로 이루어진다. 흡연 시스템의 다른 실시 예들은 상술한 바와 같이 다른 팩 사이즈 및 형상과 유사한 사이즈 및 형상으로 이루어질 수 있다. 흡연 체험을 위해서 요구되는 모든 구성요소들은 하나의 컴팩트한 유닛에 포함된다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기 가열식 흡연 시스템의 동작이 도 5를 참조하여 이제 설명될 것이다. 도 5는 예열 및 흡열 모드에 대한 사용 전력 W 및 온도 T 대 시간 t의 그래프이다.
첫째, 사용자는 보조 유닛에 흡연 물품을 삽입한다. 이때, 보조 유닛은 주 유닛에 연결되어 있거나 주 유닛으로부터 분리되어 있을 수 있다.
둘째, 보조 유닛은 (이미 연결되어 있지 않다면) 주 유닛(또는 전력의 다른 소스)에 연결되고, 주 유닛의 주 전력 공급기는 보조 유닛의 보조 전력 공급기를 충전하기 시작한다. 충전 시간은 흡연 시스템의 세부사항에 의존할 것이지만, 바람직한 실시 예에서 약 5분보다 길지 않다. 처음 두 단계들의 순서는 거꾸로 될 수 있다. 예를 들어, 보조 유닛은 사용되지 않을 때 주 유닛 내에 또는 주 유닛 상에 수납될 수 있어서, 보조 전력 공급기는 완전히 충전되고, 보조 유닛은 어느 시간에도 사용자가 흡연 체험을 개시하도록 준비된다. 이 경우에, 보조 유닛의 보조 전력 공급기는 흡연 물품이 휴대형 보조 유닛에 삽입되기 전에 충전된다.
셋째, 일단 보조 전력 공급기가 완전히 충전되면(이것은 주 또는 보조 유닛 상에서 신호에 의해 표시될 수 있다), 사용자는 예열 모드를 시작할 수 있다. 이 단계에서, 사용자가 주 유닛으로부터 휴대용(portable) 보조 유닛을 제거할 수 있고 또는 보조 유닛이 주 유닛에 연결된 채로 남아 있을 수 있다. 게다가, 예열 모드는 충전 모드가 시작하는 시간에 앞서 또는 동시에 개시될 수 있다. 예열 모드는 그 또는 그녀가 흡연 체험을 시작하기 위해 준비된 때 버튼을 누르거나 스위치를 플리핑(flipping)하는 사용자에 의해서 시작될 수 있다. 이와 달리, 사용자는 예열 국면을 시작하기 위해 미리 정해진 횟수만큼 유닛을 흔들어서 예열 모드를 시작할 수 있다. 그리고, 예열 모드의 시작시, 도 5의 그래프의 시간 0에서 보조 전력 공급기는 보조 유닛 및, 선택적으로, 주 유닛의 전자 회로의 제어하에서 보조 유닛의 가열 엘리먼트에 연결된다. 가열 엘리먼트는 흡연 물품 내의 기질이 원하는 동작 온도 T1(예컨대, 약 150과 250 ℃ 사이)에 도달할 때까지 에너지가 공급된다. (도 5에서 박스 형상으로 도시된) 예열 모드 동안에, 기질의 온도는 급격히, 하지만 오버슈트(overshoot)를 피하도록 제어된 방식으로 상승된다. 일 실시 예에서, 온도 센서는 보조 유닛에 위치한다. 주 유닛은 또한 온도 센서를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 주 유닛 또는 보조 유닛은 에너지를 공급하는 기간 t1이 경과된 후에 기질이 원하는 동작 온도 T1에 도달하였다는 것을 검출할 수 있다. 에너지를 공급하는 기간은 약 10초와 약 150초 사이에 존재할 수 있다. 이러한 예열 기간의 끝, 도 5의 t1에서, 주 유닛의 전자 회로는 예열 기간 모드가 완료되었고 사용자가 흡연 체험을 시작할 수 있다는 것을 나타내기 위한 신호를 생성할 수 있다.
넷째, 사용자는 이제 흡연 모드를 시작하기 위하여 주 유닛으로부터 휴대형 보조 유닛을, 이미 제거되어 있지 않다면, (수용된 흡연 물품과 함께) 제거할 수 있다. 이것은 도 5의 그래프에서 시간 t1에서이다. 흡연 모드 동안, 보조 유닛의 보조 전력 공급기는 동작 온도 T1에서 또는 동작 온도 T1에 가깝게 기질을 유지하기 위해 이용된다. 가열 엘리먼트는 동작 온도에서 기질을 유지하기 위해서 기질에 충분한 열을 제공하고, 이로써 보조 유닛을 통한 열 손실을 보상하는데, 각각의 모금 동안 보조 유닛을 통해서 공기가 흡입되기 때문이다. 휴대형 보조 유닛이 시간 t1에서 주 유닛으로부터 제거된 이후에, 보조 유닛의 전자 회로는 경과된 시간, 모금들 사이의 시간, 및/또는 취해진 모금의 수를 기록한다.
도 5에서, 세 개의 플롯(plot)들이 흡연 모드 동안 도시된다. 첫째, 실선은 보조 유닛이 절연될 때의 온도를 나타낸다. 이것은 바람직한 실시 예이고, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 온도 T1 및 전력 W1에 매우 가깝게 기질을 유지한다. 둘째, 점선은 보조 유닛이 절연되지 않을 때의 온도를 나타낸다. 이 실시 예에서, 기질은 동작 온도 T1에 가깝게 여전히 유지되지만 보조 유닛이 절연될 때보다 더 많은 열 손실이 존재한다. 셋째, 파선은 보조 유닛에 임의의 보조 전력 공급기가 없는 경우의 온도를 나타낸다. 이 배열에서, 기질의 온도는 흡연 모드 동안 빠르게 떨어져 버린다.
다섯째, 보조 유닛의 전자 회로는 모금의 최대 수(예컨대, 흡연 물품당 약 5모금과 20모금 사이)가 도달되었는지, 또는 흡연 모드에 대한 시간의 최대량(예컨대, 사용자가 주 유닛으로부터 홀더를 제거한 후 약 5분 내지 20분)이 만료되었는지, 또는 모금들 사이의 시간의 최대량(예컨대, 약 30초 내지 5분)이 만료되었는지를 검출한다. 이것은 도 5의 그래프에서 시간 t2이다. 첫 번째 경우에, 보조 유닛의 전자 회로가 흡연 물품에 대한 최대 모금 카운트(count)가 도달되었는지를 검출하면, 전자 회로는 원하는 동작 온도에서 기질을 유지하기 위하여 가열 엘리먼트에 에너지를 공급하는 것을 멈출 것이다. 만일 흡연 모드 동안 모금의 최대 수가 사용자에 의해서 취해졌다면, 보조 유닛의 전자 회로는 모금의 최대 수가 취해졌음을 나타내는 신호를 사용자에게 생성한다. 이러한 신호는, 휴대형 보조 유닛 상에서의 디스플레이(예컨대, 남아 있는 모금의 수를 나타냄), 모금이 취해질 때 스위치 온(on) 또는 오프(off)하는 LED와 같은 하나 이상의 표시등, 부저(buzzer)와 같은 청각적 알림, 진동과 같은 무음 알림, 또는 임의의 다른 적절한 신호의 형태로 이루어질 수 있다. 두 번째 경우에, 보조 유닛의 전자 회로가 흡연 모드를 위한 최대 시간의 최대량이 만료되었는지를 검출하면, 전자 회로는 기질에서 동작 온도를 유지하는 것을 멈추고, 흡연 모드를 위한 시간이 만료되었음을 나타내는 신호를 사용자에게 생성할 것이다. 이 신호는 상술한 바와 같은 임의의 적절한 신호일 수 있다. 세 번째 경우에, 연이은 모금들을 취하도록 사용자에게 허용된 시간의 최대량이 만료되면, 전자 회로는 허용된 시간 동안 모금이 취해지지 않았다는 것을 나타내는 신호를 사용자에게 생성한다. 이 신호는 상술한 바와 같이 임의의 적절한 신호일 수 있다. 이 신호는 보조 유닛이 충전을 위해 주 유닛으로 돌려 보내져야 한다는 것을 표시할 수 있다.
여섯째 및 마지막으로, 사용자는 휴대형 보조 유닛과 주 전력 공급기를 재연결할 수 있고, 주 유닛은 휴대형 보조 유닛의 보조 전력 공급기를 다시 재충전하는 것을 시작한다. 일단 보조 유닛의 보조 전력 공급기가 완전히 충전되었는데 모금이 남아 있다면, 사용자는 셋째 단계부터 흡연 체험을 재시작할 수 있다. 따라서, 사용자는 흡연 체험을 시작할 수 있고 멈출 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들은 다수의 이점을 제공한다. 첫째, 시스템을, 특히 전력 공급기를 두 부분으로 나눔으로써, 보조 유닛의 사이즈가 감소될 수 있다. 둘째, 보조 유닛은 요구에 따라 모금(puff)을 용이하게 할 수 있고, 흡연 체험이 시작되고 멈추어질 수 있다. 릿-엔드 시가렛의 팩의 사이즈 및 형상과 유시한 사이즈 및 형상을 가지는 단일 사용자를 위한 실시 예들은 제품을 사용하는 사용자를 위해 사용자의 흡연 행위에 최소한의 혼란을 요구할 것이기 때문에 이점이 있다. 게다가, 사용자는 흡연 체험을 위해서 요구되는 모든 구성요소들을 제공하는 하나의 유닛을 가지고 다니는 것만이 필요하다. 복수의 사용자들에 의한 사용을 위한 복수의 보조 유닛을 제공하는 실시 예들은 사회적 상호작용을 용이하게 하기 때문에 이점이 있다. 보조 유닛이 개인화되어(personalised) 있는 실시 예들은 사용자가 권한 없이 사용하는 것을 방지하고, 성능이 사용자에게 가장 잘 맞도록 조정되는 것을 가능하게 한다. 도 6은 본 발명의 방법의 실시 예를 보이는 흐름도를 도시한다. 도 6은 충전 모드에서 보조 전력 공급기를 충전하기 위한 방법의 실시 예를 도시한다. 충전 모드 동안, 보조 유닛은 주 유닛에 (또는 주 유닛이 없다면 주 전력 공급기에) 연결되어야 한다. 보조 전력 공급기의 충전은 보조 유닛의 보조 회로에 의해서 제어된다.
도 6의 실시 예에서, 보조 전력 공급기가 충분하게 충전되어 있는 때에 대한 결정은 예열 모드와 흡연 모드 양쪽 모두에서 보조 유닛을 동작시키기 위해 요구되는 전기 전력의 계산된 추정을 기초로 한다. 도 6의 실시 예에서, 이 계산은 세 개의 기술적 파라미터들(601, 602, 603)을 기초로 한다. 제1 기술적 파라미터(601)는 흡연 모드 동안 사용자에 의해서 취해질 미리 정해진(pre-specified) 모금(puff)의 수이다. 이 미리 정해진 모금의 수는 바람직하게는 릿-엔드 흡연 물품을 위한 모금의 수에 가깝다. 예를 들어, 미리 정해진 모금의 수는 열(10) 모금과 스무(20) 모금 사이일 수 있고, 더욱 바람직하게는 열 다섯(15) 모금일 수 있다.
제2 기술적 파라미터(602)는 예열 모드를 위해서 요구되는 전기 전력(electrical power)이다. 이것은 예컨대 에어로졸-형성 기질의 구조 또는 밀도를 포함하되 이에 한정되지 않는 에어로졸-형성 기질 및 흡연 물품의 물리적 속성을 기초로 할 수 있다. 이것은 또한 원하는 동작 온도(operating temperature)에 도달하기 위해 전력을 공급하는(energizing) 기간에 의존할 수 있다. 제2 기술적 파라미터(602)의 값은 예를 들어 상이한 기질들을 이용한 실험실 테스트 수행에 의해서 경험적으로 결정될 수 있다.
제3 기술적 파라미터(603)는, 모금 세기(puff strength) 및 모금 길이(puff length)를 포함하되 이에 한정되지 않는, 흡연 모드와 관련된 소비자-특유 정보(consumer-specific information)이다. 이러한 소비자-특유 정보는 흡연 모드에서 한 번의 모금 동안 보조 유닛을 동작시키기 위해서 요구되는 전기 전력에 영향을 준다.
전형적으로, 제1 및 제2 기술적 파라미터들(601, 602)은 보조 전력 공급기가 충분히 충전되는 때에 대한 계산된 추정을 위해서 요구된다. 전형적으로, 제3 기술적 파라미터(603)는 바람직한 것이되, 필수적인 것은 아니다. 충전 모드 동안 보조 회로가 전력의 공급을 제어하는 것의 이점들 중의 하나는 보조 회로가 소비자-특유 정보를 모았을 수 있다는 것이다. 그러므로, 소비자-특유 정보는 주 회로로 전송될 필요가 없다.
단계 604에서, 예열 모드와 흡연 모드 둘 다를 위해서 요구되는 전기 전력은 세 개의 기술적 파라미터들(601, 602, 603)의 값을 기초로 하여 계산된다. 이 계산(603)은 각각의 기술적 파라미터에 대한 값들의 합 또는 적분 계산을 기초로 할 수 있다. 바람직하게는, 계산은 보조 회로에 의해서 수행되고, 이 경우에 요구되는 전기 전력의 결정된 값은 단계 605에서 주 유닛으로 전송되어야 하는데, 보조 전력 공급기가 주 전력 공급기로부터 재충전되고 있기 때문이다. 이러한 요구되는 전기 전력은 최소 전기 전력으로 고려될 수 있다.
일단, 예열 모드에서 에어로졸-형성 기질의 온도를 동작 온도까지 증가시키기에 충분한 충전 및 흡연 모드 동안에 에어로졸-형성 기질의 온도를 실질적으로 동작 온도에서 유지하기에 충분한 충전을 보조 전력 공급기가 가진다고 결정되면, 이것은 단계 606에서 사용자에게 신호로 알려질(signalled) 수 있다. 예를 들어, 주 유닛 또는 보조 유닛은 보조 유닛이 충분한 충전을 가진다는 것을 나타낼 수 있다. 이것은 예를 들어 LED 조명 또는 LCD 디스플레이에 의할 수 있다.

Claims (15)

  1. 에어로졸-형성 기질을 갖는 흡연 물품(107, 207, 307, 411)을 수용할 수 있는 보조 유닛(secondary unit)(105, 205a, 205b, 305, 407)을 포함하는 전기 가열식 흡연 시스템(101, 201, 301)으로서, 보조 유닛은:
    적어도 하나의 가열 엘리먼트(415);
    주 전력 공급기(409)로의 연결을 위한 인터페이스;
    적어도 하나의 가열 엘리먼트에 전기 전력을 공급하기 위한 보조 전력 공급기; 및
    보조 회로를 포함하고,
    보조 회로는,
    에어로졸-형성 기질의 온도가 동작 온도까지 증가하는 예열 모드 동안에 보조 전력 공급기로부터 적어도 하나의 가열 엘리먼트(415)로의 전기 전력의 공급을 제어하도록 배열되고,
    에어로졸-형성 기질의 온도가 실질적으로 동작 온도에서 유지되는 흡연 모드 동안에 보조 전력 공급기로부터 적어도 하나의 가열 엘리먼트(415)로의 전기 전력의 공급을 제어하도록 배열되고,
    예열 모드에서 에어로졸-형성 기질의 온도를 동작 온도까지 증가시키기에 충분한 충전 및 흡연 모드 동안에 에어로졸-형성 기질의 온도를 실질적으로 동작 온도에서 유지하기에 충분한 충전을 보조 전력 공급기가 가지도록 하기 위해서, 충전 모드에서 주 전력 공급기(409)에 의한 보조 전력 공급기의 충전을 제어하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 전기 가열식 흡연 시스템(101, 201, 301).
  2. 제 1 항에 있어서,
    보조 회로는, 예열 모드 및 흡연 모드 양쪽 모두를 위해 요구되는 전기 전력의 추정의 계산을 기초로 하여, 예열 모드에서 에어로졸-형성 기질의 온도를 동작 온도까지 증가시키기에 충분한 충전 및 흡연 모드 동안에 에어로졸-형성 기질의 온도를 실질적으로 동작 온도에서 유지하기에 충분한 충전을 보조 전력 공급기가 가지고 있는지 여부를 결정하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 전기 가열식 흡연 시스템(101, 201, 301).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 계산은, 흡연 모드 동안 사용자에 의해 취해질 모금(puff)의 미리 정해진 수; 예열 모드 동안 요구되는 전기 전력; 및 흡연 모드와 관련된 소비자-특유 정보(consumer-specific information) 중의 하나 이상을 기초로 하는 것을 특징으로 하는 전기 가열식 흡연 시스템(101, 201, 301).
  4. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    인터페이스는 보조 유닛(105, 205a, 205b, 305, 407)과 지능형 장치 사이에서 양방향 통신을 제공하는 것을 특징으로 하는 전기 가열식 흡연 시스템(101, 201, 301).
  5. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    주 전력 공급기 및 주 회로를 포함하는 주 유닛(primary unit)(103, 203, 303, 405)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열식 흡연 시스템(101, 201, 301).
  6. 제 5 항에 있어서,
    주 유닛(103, 203, 303, 405)은 주 전력 공급기에 전기 전력을 공급하기 위해서 외부 전력 공급기로의 연결을 위한 인터페이스(109, 209)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열식 흡연 시스템(101, 201, 301).
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    복수의 보조 유닛들(205a, 205b, 305)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열식 흡연 시스템(101, 201, 301).
  8. 제 7 항에 있어서,
    주 유닛(303)은 복수의 연결가능한 모듈들(304)을 포함하고, 각각의 모듈은 각각의 보조 유닛(305)을 위한 도킹 포트(docking port)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열식 흡연 시스템(101, 201, 301).
  9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    주 유닛(103, 203, 303, 405)은 하나 이상의 보조 유닛(105, 205a, 205b, 305, 407)을 위한 스토리지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열식 흡연 시스템(101, 201, 301).
  10. 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    주 유닛(103, 203, 303, 405)은 적어도 하나의 흡연 물품(107, 207, 307, 411)을 위한 스토리지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열식 흡연 시스템(101, 201, 301).
  11. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    보조 유닛(105, 205a, 205b, 305, 407)은 절연되는 것을 특징으로 하는 전기 가열식 흡연 시스템(101, 201, 301).
  12. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 따른 전기 가열식 흡연 시스템(101, 201, 301)을 위한 주 유닛(103, 203, 303, 405)으로서,
    주 유닛은 주 전력 공급기(409) 및 주 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열식 흡연 시스템(101, 201, 301)을 위한 주 유닛(103, 203, 303, 405).
  13. 에어로졸-형성 기질을 갖는 흡연 물품(107, 207, 307, 411)을 수용할 수 있는 보조 유닛(105, 205a, 205b, 305, 407)을 포함하는 전기 가열식 흡연 시스템(101, 201, 301)을 동작시키는 방법으로서, 보조 유닛은 적어도 하나의 가열 엘리먼트(415), 주 전력 공급기(409)로의 연결을 위한 인터페이스, 보조 전력 공급기, 및 보조 회로를 포함하고, 상기 방법은:
    예열 모드 동안, 에어로졸-형성 기질의 온도를 동작 온도까지 증가시키기 위하여 보조 전력 공급기가 적어도 하나의 가열 엘리먼트(415)에 전기 전력을 공급하도록 보조 전력 공급기에 적어도 하나의 가열 엘리먼트(415)를 연결하는 단계;
    흡연 모드 동안, 에어로졸-형성 기질의 온도를 실질적으로 동작 온도에서 유지시키기 위하여 보조 전력 공급기가 적어도 하나의 가열 엘리먼트(415)에 전기 전력을 공급하도록 보조 전력 공급기에 적어도 하나의 가열 엘리먼트(415)를 연결하는 단계; 및
    충전 모드 동안, 예열 모드에서 에어로졸-형성 기질의 온도를 동작 온도까지 증가시키기에 충분한 충전 및 흡연 모드 동안에 에어로졸-형성 기질의 온도를 실질적으로 동작 온도에서 유지시키기에 충분한 충전을 보조 전력 공급기가 갖도록 주 전력 공급기(409)에 의해 보조 전력 공급기를 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열식 흡연 시스템(101, 201, 301)을 동작시키는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    충전 모드 동안, 예열 모드 및 흡연 모드 양쪽 모두를 위해 요구되는 전기 전력의 추정의 계산을 기초로 하여, 예열 모드에서 에어로졸-형성 기질의 온도를 동작 온도까지 증가시키기에 충분한 충전 및 흡연 모드 동안에 에어로졸-형성 기질의 온도를 실질적으로 동작 온도에서 유지하기에 충분한 충전을 보조 전력 공급기가 가지고 있는지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열식 흡연 시스템(101, 201, 301)을 동작시키는 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    충전 모드 동안, 예열 모드에서 에어로졸-형성 기질의 온도를 동작 온도까지 증가시키기에 충분한 충전 및 흡연 모드 동안에 에어로졸-형성 기질의 온도를 실질적으로 동작 온도에서 유지하기에 충분한 충전을 보조 전력 공급기가 가지는 때에 신호를 보내는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열식 흡연 시스템(101, 201, 301)을 동작시키는 방법.
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