KR20150130458A - 전자 흡연 물품의 가열 제어 장치와 관련 시스템 및 방법 - Google Patents
전자 흡연 물품의 가열 제어 장치와 관련 시스템 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
전자 흡연 물품의 에어로졸 전구체 배치구조체의 가열을 제어하기 위한 방법이 제공된다. 평균 전력은 전원으로부터 에어로졸 전구체 배치구조체를 가열하도록 배치된 가열 장치로 지향되고, 가열 기간이 비례적으로 개시된다. 평균 전력은 전원과 연관된 선택된 전력 설정값에 대응한다. 가열 장치로 지향된 실제 전력은 가열 장치에서의 전압과 가열 장치를 통한 전류의 곱으로서 결정된다. 실제 전력은 평균 전력과 비교되고, 평균 전력은 실제 전력을 선택된 전력 설정값을 향해 지향시키도록 조절된다. 가열 기간의 종료시까지, 실제 전력은 주기적으로 결정되며 평균 전력과 비교되고, 평균 전력은 선택된 전력 설정값을 향해 조절된다. 연관된 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품이 또한 제공된다.
Description
본 개시물은 에어로졸 송달 물품 및 그 이용에 관한 것으로, 특히 담배의 성분들 및 기타 재료들을 흡입 가능한 형태로 만들기 위한 흡연 물품으로 여겨질 수 있는 물품에 관한 것이다. 이러한 물품들의 매우 바람직한 성분들은 담배로 만들어지거나 담배에서 유래되거나, 또는 이들 물품은 인간의 소비를 위해 담배를 포함하는 것으로서 특징지어질 수 있다.
사용을 위해 담배의 연소를 필요로 하는 흡연 제품에 대한 개량 또는 대안으로서 다년간에 걸쳐 많은 흡연 장치들이 제안되어 오고 있다. 많은 이들 장치는, 알려진 대로라면, 담배의 태우기에 기인하는 상당한 양의 불완전한 연소 및 열분해 산물을 송달하는 일 없이, 궐련(cigarette), 여송연(cigar), 또는 파이프 흡연과 연관된 느낌을 제공하도록 설계되어 있다. 이를 위해, 휘발성 재료를 기화시키거나 또는 가열하기 위해 전기 에너지를 이용하거나, 또는 담배를 심각한 수준까지 태우는 일 없이 궐련, 여송연, 또는 파이프 흡연의 느낌을 제공하려는 많은 흡연 제품, 향미 발생기, 및 의약용 흡입기가 제안되어 있다. 예를 들어, 본 명세서에 참조로 원용되는 Sears 등의 2012년 10월 8일자로 출원된 미국 특허 출원 제13/647,000호 및 Robinson 등의 미국 특허 제7,726,320호에 기재된 종래 기술에 제시된 다양한 대안적인 흡연 물품, 에어로졸 송달 장치 및 열 발생원을 참조하기 바란다.
연기 또는 에어로졸 형성을 위한 열을 발생시키기 위해 전기 에너지를 채용하고 있는 특정 담배 제품, 특히 전자 담배 제품으로서 인용되고 있는 특정 제품은 전세계에 걸쳐 상업적으로 이용 가능해져 있다. 종래의 유형의 궐련, 여송연, 및 파이프의 속성들과 매우 유사한 대표적인 제품은, Philip Morris Incorporated에 의한 ACCORD®; Inno Vapor LLC에 의한 ALPHA™, JO YE 510™ 및 M4™; White Cloud Cigarettes에 의한 CIRRUS™ and FLING™; Epuffer® International Inc.에 의한 COHITA™, COLIBRI™, ELITE CLASSIC™, MAGNUM™, PHANTOM™ 및 SENSE™; Electronic Cigarettes, Inc.에 의한 DUOPRO™, STORM™ 및 VAPORKING®; Egar Australia에 의한 EGAR™; Joyetech에 의한 eGo-C™ 및 eGo-T™; Elusion UK Ltd에 의한 ELUSION™; Eonsmoke LLC에 의한 EONSMOKE®; Green Smoke Inc. USA에 의한 GREEN SMOKE®; Greenarette에 의한 LLCGREENARETTE™; Smoke Stik®에 의한 HALLIGAN™, HENDU™, JET™, MAXXQ™, PINK™ 및 PITBULL™; Philip Morris International, Inc.에 의한 HEATBAR™; Crown7에 의한 HYDRO IMPERIAL™ 및 LXE™; LOGIC Technology에 의한 LOGIC™ 및 THE CUBAN™; Luciano Smokes Inc.에 의한 LUCI®; Nicotek, LLC에 의한 METRO®; Sottera, Inc.에 의한 NJOY® 및 ONEJOY™; SS Choice LLC에 의한 NO. 7™; PremiumEstore LLC에 의한 PREMIUM ELECTRONIC CIGARETTE™; Ruyan America, Inc.에 의한 RAPP E-MYSTICK™; Red Dragon Products, LLC에 의한 RED DRAGON™; Ruyan Group (Holdings) Ltd.에 의한 RUYAN®; The Smart Smoking Electronic Cigarette Company Ltd.에 의한 SMART SMOKER®; Coastline Products LLC에 의한 SMOKE ASSIST®; Smoking Everywhere, Inc.에 의한 SMOKING EVERYWHERE®; VMR Products LLC에 의한 V2CIGS™; VaporNine LLC에 의한 VAPOR NINE™; Vapor 4 Life, Inc.에 의한 VAPOR4LIFE®; E-CigaretteDirect, LLC에 의한 VEPPO™ 및 R. J. Reynolds Vapor Company.에 의한 VUSE®로서 시판되고 있다. 또 다른 전기 작동식 에어로졸 송달 장치들, 특히 이른바 전자 담배로서 특징지어진 이들 장치는 BLU™; COOLER VISIONS™; DIRECT E-CIG™; DRAGONFLY™; EMIST™; EVERSMOKE™; GAMUCCI®; HYBRID FLAME™; KNIGHT STICKS™; ROYAL BLUES™; SMOKETIP® 및 SOUTH BEACH SMOKE™의 상표명으로 시판되고 있다.
어떤 심각한 수준으로 담배를 연소시키는 일 없이, 연소용 열원을 필요로 하는 일 없이, 또한 상당한 양의 불완전한 연소 및 열분해 산물을 필연적으로 송달하는 일 없이, 궐련, 여송연, 또는 파이프 흡연의 느낌을 제공하기 위해 전기 에너지에 의해 생성된 열을 채용하는 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직하다.
상기 및 기타 필요성들은, 일 양태에 있어서는 전자 흡연 물품의 에어로졸 전구체 배치구조체의 가열을 제어하는 방법을 제공하는, 본 개시물의 양태들에 의해 다뤄진다. 이러한 방법은 전원으로부터의 평균 전력을 에어로졸 전구체 배치구조체를 가열하도록 배치된 가열 장치로 지향시키고, 비례적으로 가열 기간을 개시하는 것을 포함하고, 상기 평균 전력은 전원과 연관되는 선택된 전력 설정값에 대응한다. 가열 장치로 지향된 실제 전력은 가열 장치에서의 전압과 가열 장치를 통한 전류의 곱으로서 결정되고, 실제 전력은 평균 전력과 비교된다. 실제 전력을 선택된 전력 설정값을 향해 지향시키기 위해 가열 장치로 지향된 평균 전력이 조절된다. 가열 기간의 종료시까지, 실제 전력이 주기적으로 결정되고, 평균 전력과 비교되며, 실제 전력을 선택된 전력 설정값을 향해 지향시키기 위해 평균 전력이 조절된다.
본 개시물의 다른 양태에 있어서는, 처리 회로를 포함하는 장치가 제공된다. 이 예시적인 실시예의 처리 회로는 적어도 상기 방법 양태의 단계들을 수행하기 위해 장치를 제어하도록 구성될 수 있다.
본 개시물의 또 다른 양태에 있어서는, 컴퓨터 프로그램 코드가 저장되어 있는 적어도 하나의 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다. 이 실시예의 프로그램 코드는 그 실행시에 적어도 상기 방법 양태의 단계들을 수행하기 위한 프로그램 코드를 포함할 수 있다.
그에 따라, 본 개시물은 하기의 실시예들을 제한 없이 포함한다:
실시예 1: 전자 흡연 물품의 에어로졸 전구체 배치구조체의 가열을 제어하는 방법은, 전원으로부터의 평균 전력을 상기 에어로졸 전구체 배치구조체를 가열하도록 배치된 가열 장치로 지향시키고, 비례적으로 가열 기간을 개시하는 단계로서, 상기 평균 전력은 상기 전원과 연관되는 선택된 전력 설정값에 대응하는 단계; 상기 가열 장치로 지향된 실제 전력을 상기 가열 장치에서의 전압과 상기 가열 장치를 통한 전류의 곱으로서 결정하는 단계; 상기 실제 전력을 상기 평균 전력과 비교하는 단계; 상기 실제 전력을 상기 선택된 전력 설정값을 향해 지향시키기 위해 상기 가열 장치로 지향된 상기 평균 전력을 조절하는 단계; 및 상기 가열 기간의 종료시까지, 주기적으로 상기 실제 전력을 결정하고, 상기 실제 전력과 상기 평균 전력을 비교하고, 상기 실제 전력을 상기 선택된 전력 설정값을 향해 지향시키기 위해 상기 평균 전력을 조절하는 단계를 포함한다.
실시예 2: 임의의 선행 또는 후속 실시예, 또는 그 조합의 방법으로서, 전원으로부터의 평균 전력을 가열 장치로 지향시키는 것에 의해 가열 기간을 개시하는 단계는, 상기 전원으로부터의 전류 흐름을 상기 가열 장치로 지향시키기 위해 상기 전원과 상기 가열 장치 사이의 전기 통신으로 스위치 장치를 작동시키는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 3: 임의의 선행 또는 후속 실시예, 또는 그 조합의 방법으로서, 상기 가열 장치에서의 실제 전압을 기준 전압과 비교하는 것에 의해 상기 가열 장치에서의 전압을 결정하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 4: 임의의 선행 또는 후속 실시예, 또는 그 조합의 방법으로서, 상기 가열 장치에서의 상기 실제 전압은 약 2.0 V의 낮은 값과 약 4.2 V의 높은 값 사이의 값이고, 상기 가열 장치에서의 실제 전압을 기준 전압과 비교하는 것은 전압 분할기를 상기 실제 전압에 적용시키는 것 및 분할된 전압을 프로세서의 내부 기준 전압과 비교하는 것을 추가로 포함하고, 상기 분할된 전압은 상기 실제 전압의 낮은 값 및 높은 값에 대응하는 낮은 값 및 높은 값을 갖는다.
실시예 5: 임의의 선행 또는 후속 실시예, 또는 그 조합의 방법으로서, 상기 분할된 전압을 프로세서의 내부 기준 전압과 비교하는 것은 상기 분할된 전압을 상기 분할된 전압의 높은 값보다 큰 내부 기준 전압과 비교하는 것을 추가로 포함한다.
실시예 6: 임의의 선행 또는 후속 실시예, 또는 그 조합의 방법으로서, 전압 분할기를 적용하는 것은 상기 가열 장치에서의 상기 실제 전압을 제 1 저항기와 제 2 저항기의 합에 대한 제 2 저항기의 비율로 곱하는 것을 추가로 포함한다.
실시예 7: 임의의 선행 또는 후속 실시예, 또는 그 조합의 방법으로서, 전압 분할기를 적용하는 것은,
전압 분할기를 적용하는 것이 약 500 kΩ과 약 1000 kΩ 사이의 제 1 저항기, 및 약 100 kΩ과 약 500 kΩ 사이의 제 2 저항기를 포함하는 것;
전압 분할기를 적용하는 것이 약 1 : 1과 약 10 : 1 사이의 저항비를 그 사이에 갖는 제 1 저항기 및 제 2 저항기를 포함하는 것;
전압 분할기를 적용하는 것이 약 5 : 1의 저항비를 그 사이에 갖는 제 1 저항기 및 제 2 저항기를 포함하는 것; 및
전압 분할기를 적용하는 것이 상기 분할된 전압의 높은 값에 대한 상기 프로세서의 상기 내부 기준 전압의 비율에 대응하는 저항비를 그 사이에 갖는 제 1 저항기 및 제 2 저항기를 포함하는 것 중 하나를 추가로 포함한다.
실시예 8: 임의의 선행 또는 후속 실시예, 또는 그 조합의 방법으로서, 전압 분할기를 적용하는 것은 프로세서의 전압 아날로그 디지털 컨버터에 대한 입력 전압의 표시를 형성하기 위해 전압 분할기를 상기 실제 전압에 적용하는 것을 추가로 포함한다.
실시예 9: 임의의 선행 또는 후속 실시예, 또는 그 조합의 방법으로서, 상기 가열 장치와 상기 전원 사이에서 연속으로 배치된 저항기를 가로지르는 전압 강하를 결정하는 것에 의해 상기 가열 장치를 통한 전류를 결정하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 10: 전자 흡연 물품의 에어로졸 전구체 배치구조체를 위한 가열 제어 장치는, 상기 에어로졸 전구체 배치구조체를 가열하도록 배치된 가열 장치; 상기 가열 장치와 통신하는 전원; 및 상기 가열 장치 및 상기 전원과 통신하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 적어도: 평균 전력을 제공하기 위해 상기 전원을 상기 가열 장치로 지향시키고, 비례적으로 가열 기간을 개시하고, 상기 평균 전력은 상기 전원과 연관되는 선택된 전력 설정값에 대응하고; 상기 가열 장치로 지향된 실제 전력을 상기 가열 장치에서의 전압과 상기 가열 장치를 통한 전류의 곱으로서 결정하고; 상기 실제 전력을 상기 평균 전력과 비교하고; 상기 실제 전력을 상기 선택된 전력 설정값을 향해 지향시키기 위해 상기 가열 장치로 지향된 상기 평균 전력을 조절하고; 또한 상기 가열 기간의 종료시까지, 주기적으로 상기 실제 전력을 결정하고, 상기 실제 전력과 상기 평균 전력을 비교하고, 상기 실제 전력을 상기 선택된 전력 설정값을 향해 지향시키기 위해 상기 평균 전력을 조절하도록 구성되는 프로세서를 갖는다.
실시예 11: 임의의 선행 또는 후속 실시예, 또는 그 조합의 가열 제어 장치로서, 상기 컨트롤러는 상기 전원으로부터의 전류 흐름을 상기 가열 장치로 지향시키기 위해 상기 전원과 상기 가열 장치 사이의 전기 통신으로 스위치 장치를 작동시키도록 추가로 구성된다.
실시예 12: 임의의 선행 또는 후속 실시예, 또는 그 조합의 가열 제어 장치로서, 상기 컨트롤러는 상기 가열 장치에서의 실제 전압을 기준 전압과 비교하는 것에 의해 상기 가열 장치에서의 전압을 결정하도록 추가로 구성된다.
실시예 13: 임의의 선행 또는 후속 실시예, 또는 그 조합의 가열 제어 장치로서, 상기 가열 장치에서의 상기 실제 전압은 약 2.0 V의 낮은 값과 약 4.2 V의 높은 값 사이의 값이고, 상기 컨트롤러는 전압 분할기를 상기 실제 전압에 적용하고 분할된 전압을 상기 프로세서의 내부 기준 전압과 비교하도록 추가로 구성되고, 상기 분할된 전압은 상기 실제 전압의 낮은 값 및 높은 값에 대응하는 낮은 값 및 높은 값을 갖는다.
실시예 14: 임의의 선행 또는 후속 실시예, 또는 그 조합의 가열 제어 장치로서, 상기 컨트롤러는 상기 분할된 전압을 상기 분할된 전압의 높은 값보다 큰 내부 기준 전압과 비교하도록 추가로 구성된다.
실시예 15: 임의의 선행 또는 후속 실시예, 또는 그 조합의 가열 제어 장치로서, 상기 컨트롤러는 상기 가열 장치에서의 상기 실제 전압을 제 1 저항기와 제 2 저항기의 합에 대한 제 2 저항기의 비율로 곱하도록 추가로 구성된다.
실시예 16: 임의의 선행 또는 후속 실시예, 또는 그 조합의 가열 제어 장치로서, 상기 컨트롤러는,
약 500 kΩ과 약 1000 kΩ 사이의 제 1 저항기, 및 약 100 kΩ과 약 500 kΩ 사이의 제 2 저항기;
약 1 : 1과 약 10 : 1 사이의 저항비를 그 사이에 갖는 제 1 저항기 및 제 2 저항기;
약 5 : 1의 저항비를 그 사이에 갖는 제 1 저항기 및 제 2 저항기; 및
상기 분할된 전압의 높은 값에 대한 상기 프로세서의 상기 내부 기준 전압의 비율에 대응하는 저항비를 그 사이에 갖는 제 1 저항기 및 제 2 저항기
중 하나를 포함하는 전압 분할기를 적용하도록 추가로 구성된다.
실시예 17: 임의의 선행 또는 후속 실시예, 또는 그 조합의 가열 제어 장치로서, 상기 컨트롤러는 상기 프로세서의 전압 아날로그 디지털 컨버터에 대한 입력 전압의 표시를 형성하기 위해 전압 분할기를 상기 실제 전압에 적용하도록 추가로 구성된다.
실시예 18: 임의의 선행 또는 후속 실시예, 또는 그 조합의 가열 제어 장치로서, 상기 컨트롤러는 상기 가열 장치와 상기 전원 사이에서 연속으로 배치된 저항기를 가로지르는 전압 강하를 결정하는 것에 의해 상기 가열 장치를 통한 전류를 결정하도록 추가로 구성된다.
실시예 19: 전자 흡연 물품의 에어로졸 전구체 배치구조체의 가열을 제어하기 위해 컴퓨터 프로그램 코드가 저장되어 있는 적어도 하나의 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 상기 컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서에 의한 실행시에 임의의 선행 또는 후속 실시예, 또는 그 조합의 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 포함한다.
본 개시물의 상기 및 기타 특징, 양태 및 장점은 하기 상세한 설명을 간단히 후술되는 첨부 도면과 함께 숙독함으로써 명백해질 것이다. 본 개시물은 이 개시물에 제시된 임의의 둘, 셋, 넷 또는 그 이상의 특징부 또는 요소의 조합을 이러한 특징부 또는 요소가 본 명세서의 특정 실시예 설명에서 명확히 조합되는지 또는 그렇지 않으면 다시 인용되는지에 관계없이 포함한다. 이 개시물은 개시물의 내용이 달리 명시되지 않는 한 개시물의 임의의 분리 가능한 특징부 또는 요소가 그 양태 및 실시예 중 임의의 것에서 의도한 대로, 즉 조합 가능한 것으로 간주되어야 하도록 전체론적으로 해석되도록 의도된다.
이상에서 본 개시물을 총괄적인 언어로 설명했지만, 이제 첨부 도면을 참조할 것이며, 이들 도면이 반드시 실척으로 도시되지는 않는다:
도 1은 본 개시물의 일 양태에 따른, 에어로졸 전구체 부품 또는 배치구조체의 가열 장치를 포함하는 전자 흡연 물품의 개요도이고;
도 2는 본 개시물의 일 양태에 따른, 전자 흡연 물품의 에어로졸 전구체 부품 또는 배치구조체의 가열 장치의 개요도이고;
도 3은 본 개시물에 따른 전자 흡연 물품의 예시적인 실시예의 사시도로서, 상기 물품이 서로에 대하여 탈착 가능한 제어 보디부 및 카트리지부를 포함하는 사시도이고;
도 4는 본 개시물의 일 양태에 따른, 전자 흡연 물품의 에어로졸 전구체 배치구조체의 가열을 제어하는 방법의 개요도이고;
도 5는 본 개시물의 일 양태에 따른, 컴퓨팅 장치에서 구현될 수 있는 장치의 블록도이고;
도 6은 본 명세서에 개시된 전자 흡연 물품의 양태들의 작동/기능의 흐름드롤 개략적으로 나타내고;
도 7은 본 개시물의 다양한 양태에 따른 전력 제어 조절에 대하여 "안정 영역(area of stability)"을 개략적으로 나타내고;
도 8은 본 개시물의 일 양태에 따른 전자 흡연 물품에 대하여, 배터리 전압에 걸쳐 송달되는 전력의 하나의 예시적인 샘플의 그래프를 개략적으로 나타내고;
도 9는 본 개시물의 일 양태에 따른 전자 흡연 물품에 대하여, 퍼프의 지속기간 동안 가열 부품의 예시적인 전류/전력 프로파일을 개략적으로 나타내고;
도 10은 본 개시물의 일 양태에 따른 전자 흡연 물품에 대하여, 상이한 가열 부품 프로파일들과 연관된 퍼프 수명(puff life) 또는 퍼프 카운트(puff count)의 상이한 세그먼트들을 개략적으로 나타내고;
도 11은 본 개시물의 일 양태에 따른 전자 흡연 물품에 대하여, 로직 게이트를 포함하는, 전력/제어 유닛의 전원 투입(Power On) 기능의 일 양태를 개략적으로 나타내고;
도 12는 본 개시물의 일 양태에 따른 전자 흡연 물품에 대하여, 압력 센서 기능의 양태들을 개략적으로 나타낸다.
도 1은 본 개시물의 일 양태에 따른, 에어로졸 전구체 부품 또는 배치구조체의 가열 장치를 포함하는 전자 흡연 물품의 개요도이고;
도 2는 본 개시물의 일 양태에 따른, 전자 흡연 물품의 에어로졸 전구체 부품 또는 배치구조체의 가열 장치의 개요도이고;
도 3은 본 개시물에 따른 전자 흡연 물품의 예시적인 실시예의 사시도로서, 상기 물품이 서로에 대하여 탈착 가능한 제어 보디부 및 카트리지부를 포함하는 사시도이고;
도 4는 본 개시물의 일 양태에 따른, 전자 흡연 물품의 에어로졸 전구체 배치구조체의 가열을 제어하는 방법의 개요도이고;
도 5는 본 개시물의 일 양태에 따른, 컴퓨팅 장치에서 구현될 수 있는 장치의 블록도이고;
도 6은 본 명세서에 개시된 전자 흡연 물품의 양태들의 작동/기능의 흐름드롤 개략적으로 나타내고;
도 7은 본 개시물의 다양한 양태에 따른 전력 제어 조절에 대하여 "안정 영역(area of stability)"을 개략적으로 나타내고;
도 8은 본 개시물의 일 양태에 따른 전자 흡연 물품에 대하여, 배터리 전압에 걸쳐 송달되는 전력의 하나의 예시적인 샘플의 그래프를 개략적으로 나타내고;
도 9는 본 개시물의 일 양태에 따른 전자 흡연 물품에 대하여, 퍼프의 지속기간 동안 가열 부품의 예시적인 전류/전력 프로파일을 개략적으로 나타내고;
도 10은 본 개시물의 일 양태에 따른 전자 흡연 물품에 대하여, 상이한 가열 부품 프로파일들과 연관된 퍼프 수명(puff life) 또는 퍼프 카운트(puff count)의 상이한 세그먼트들을 개략적으로 나타내고;
도 11은 본 개시물의 일 양태에 따른 전자 흡연 물품에 대하여, 로직 게이트를 포함하는, 전력/제어 유닛의 전원 투입(Power On) 기능의 일 양태를 개략적으로 나타내고;
도 12는 본 개시물의 일 양태에 따른 전자 흡연 물품에 대하여, 압력 센서 기능의 양태들을 개략적으로 나타낸다.
이제 이하에서는 본 개시물을 그 예시적 실시예를 참조하여 보다 충실하게 설명할 것이다. 이들 예시적 실시예는 본 개시물이 철저하고 완전해지고 발명의 범위가 통상의 기술자에게 충실히 전달되도록 설명된다. 실제로, 본 개시물은 여러가지 다양한 형태로 구체화될 수 있고, 본 명세서에 기재된 실시예에 제한되는 것으로 간주되지 않아야 하며; 오히려 이들 실시예는 본 발명이 적용 가능한 법적 요구사항을 충족하도록 제공된다. 명세서 및 청구범위에 사용될 때, 단수 형태의 관사 및 정관사는 달리 명시되지 않는 한 복수의 대상을 포함한다.
본 개시물은 전기 에너지를 사용하여 재료를 (바람직하게는 재료를 상당한 정도로 연소시키지 않으면서) 가열하여 흡입 가능한 물질을 형성하는 물품을 제공하며, 상기 물품은 "손잡이식" 장치로 간주되기에 충분히 콤팩트하다. 특정 실시예에서, 상기 물품은 특히 흡연 물품으로 특징지어질 수 있다. 본 명세서에 사용될 때, 상기 용어는 물품의 임의의 성분의 상당한 연소가 없이 궐련, 여송연, 또는 파이프를 흡연하는 맛 및/또는 감각(예를 들면, 손-느낌 또는 입-느낌)을 제공하는 물품을 의미하도록 의도된다. 흡연 물품이라는 용어는, 작동 시에 물품이 연소 또는 열분해의 부산물의 의미로 연기를 발생시키는 것을 반드시 나타내지는 않는다. 오히려, 흡연은 예를 들어 물품을 쥐고, 물품의 일 단부를 피워물고, 물품을 흡입하는 등의 물품 사용 시의 개인의 물리적 행동에 관한 것이다. 추가 실시예에서, 본 발명의 물품은 증기-발생 물품, 무화 물품, 또는 약물 송달 물품으로 특징지어질 수 있다. 따라서, 물품은 하나 이상의 물질을 흡입 가능한 상태로 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 흡입 가능한 물질은 실질적으로 증기(즉, 그 임계점 미만의 온도에서 기체 상태인 물질)의 형태일 수 있다. 다른 실시예에서, 흡입 가능한 물질은 에어로졸(즉, 기체 내의 미세한 고체 입자 또는 액적의 현탁액)의 형태일 수 있다. 흡입 가능한 물질의 물리적 형태는 반드시 본 발명의 물품의 속성에 의해 제한되지 않으며, 오히려 매체 및 흡입 가능한 물질 자체가 증기 상태로 존재하는지 에어로졸 상태로 존재하는지에 대한 그 속성에 종속될 수도 있다. 일부 실시예에서, 용어들은 교환될 수도 있다. 따라서, 간명함을 위해, 본 개시물을 설명하기 위해 사용되는 용어들은 달리 언급되지 않는 한 교환될 수 있는 것으로 이해된다.
일 양태에서, 본 개시물은 흡연 물품을 제공한다. 이 흡연 물품은 일반적으로, 단일의 일체형 쉘일 수 있거나 또는 두 개 이상의 개별 피스로 형성될 수 있는 세장형 보디 내에 제공되는 다수의 부품을 구비할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 따른 흡연 물품은 종래의 궐련 또는 여송연의 형상을 닮은 것과 같이 실질적으로 삼각형 형상일 수 있는 쉘(즉, 세장형 보디)을 포함할 수 있다. 쉘 내에 흡연 물품의 부품 전부가 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 흡연 물품은 결합되고 분리가 가능한 두 개의 쉘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 보디는 하나 이상의 재사용 가능한 부품을 수용하고 카트리지에 착탈 가능하게 부착되는 일 단부를 갖는 쉘을 포함할 수 있다. 카트리지는 하나 이상의 일회용 부품을 수용하고 제어 보디에 착탈 가능하게 부착되는 일 단부를 갖는 쉘을 포함할 수 있다. 단일 쉘 내부 또는 분리 가능한 제어 보디 및 카트리지 내부에서의 부품들의 보다 구체적인 배치는 본 명세서에 제공되는 추가 설명을 감안하면 명확하다.
본 개시물에 따른 유용한 흡연 물품은 특히 전원(즉, 전기 전원), 하나 이상의 제어 부품(예를 들면, 전원으로부터 물품의 하나 이상의 추가 부품으로의 전력 흐름을 제어/조작/규제하기 위한), 히터 부품, 및 에어로졸 전구체 부품의 일부 조합을 포함할 수 있다. 흡연 물품은 추가로, 물품에 의해 발생되는 에어로졸이 물품을 피워무는 사용자에 의해 그로부터 인출될 수 있도록 물품을 통한 정해진 공기 유동 경로를 구비할 수 있다. 물품 내의 부품들의 정렬은 변경될 수 있다. 특정 실시예에서, 에어로졸 전구체 부품은 사용자에게로의 에어로졸 송달을 최대화하기 위해 사용자의 입에 근접한 물품 단부 근처에 위치할 수 있다. 그러나, 다른 구성이 배제되지는 않는다. 일반적으로, 히터 부품은, 히터 부품으로부터의 열이 에어로졸 전구체(뿐 아니라 마찬가지로 사용자에게 송달되기 위해 제공될 수 있는 하나 이상의 향미료, 약물 등)를 휘발시킬 수 있고 사용자에게 송달하기 위한 에어로졸을 형성할 수 있도록 에어로졸 전구체 부품에 충분히 근접하여 배치될 수 있다. 가열 부재가 에어로졸 전구체 부품을 가열하면, 에어로졸이 소비자가 흡입하기에 적합한 물리적 형태로 형성, 방출 또는 발생된다. 상기 용어들은, '방출, 방출하는, 방출한다, 또는 방출되는'의 언급이 '형성 또는 발생', '형성하는 또는 발생하는', '형성한다 또는 발생한다', 및 '형성되는 또는 발생되는'을 포함하도록 교환가능한 것으로 여겨진다는 점에 유의해야 한다. 구체적으로, 흡입 가능한 물질은 증기 또는 에어로졸 또는 그 혼합물의 형태로 방출된다.
본 개시물에 따른 흡연 물품은 일반적으로, 저항 가열, 인디케이터의 급전 등과 같은 다양한 기능을 물품에 제공하기에 충분한 전류 흐름을 제공하기 위해 배터리 또는 다른 전기 전원을 구비할 수 있다. 본 발명의 흡연 물품의 전원은 다양한 실시예를 취할 수 있다. 바람직하게, 전원은 에어로졸 형성을 위해 가열 부재를 급속 가열하고 소정 기간 동안의 사용 내내 물품에 급전하기에 충분한 전력을 공급할 수 있다. 전원은 물품 내에 안락하게 끼워지도록 크기를 갖는 것이 바람직하다. 유용한 전원의 예로는 바람직하게 충전식 리튬 이온 배터리(예를 들면, 충전식 리튬-망간 이산화물 배터리)가 포함된다. 특히, 리튬 폴리머 배터리는 상기와 같은 배터리들로서 사용될 수 있으며 증가된 안전성을 제공될 수 있다. 예를 들어 N50-AAA CADNICA 니켈-카드뮴 전지와 같은 다른 형태의 배터리도 사용될 수 있다. 본 개시물에 따라 사용될 수 있는 배터리의 또 다른 예가, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 미국 특허 공개 제2010/0028766호에 기재되어 있다. 본 개시물의 특정 실시예에서는 박막 배터리가 사용될 수 있다. 이들 배터리의 임의의 것 또는 그 조합이 전원에 사용될 수 있지만, 일회용 배터리와 관련된 비용 및 폐기 문제로 인해 충전식 배터리가 바람직하다. 일회용 배터리가 제공되는 실시예에서, 흡연 물품은 배터리의 제거 및 교체를 위한 접근 수단을 포함할 수 있다. 대안적으로, 충전식 배터리가 사용되는 실시예에서, 흡연 물품은 표준 120-볼트 AC 벽 콘센트 또는 USB 접속을 포함하는 자동차 전기 계통 또는 별도 휴대용 전원과 같은 기타 소스로부터 전력을 유도하는 종래의 재충전 유닛 내의 대응 접점과 상호작용하기 위한 충전 접점을 포함할 수 있다. 예를 들어 흡연 물품에 존재하는 비교적 작은 배터리에 다중 충전을 제공할 수 있는 비교적 대형 배터리를 구비할 수 있는 휴대용 충전 케이스에는 배터리 충전 수단이 제공될 수 있다. 상기 물품은 또한 이 물품이 외부 전원에 물리적으로 연결되지 않고 충전될 수 있도록 비접촉 유도 재충전 시스템을 제공하기 위한 부품을 구비할 수 있다. 따라서, 상기 물품은 전자기장으로부터 물품 내의 충전식 배터리로의 에너지 전달을 촉진하기 위한 부품을 구비할 수 있다.
추가 실시예에서, 전원은 또한 하나 이상의 캐패시터를 포함할 수 있다. 캐패시터는 배터리보다 신속하게 방전할 수 있으며, 담배를 피는 사이에 충전될 수 있어서, 배터리가 가열 부재를 직접 급전하기 위해 사용되는 경우보다 느린 속도로 캐패시터 내에 방전할 수 있게 한다. 예를 들어, 슈퍼 캐패시터, 즉 전기 2중층 캐패시터(electric double-layer capacitor: EDLC)가 배터리와 별도로 또는 배터리와 조합하여 사용될 수 있다. 단독으로 사용될 때, 슈퍼 캐패시터는 물품의 각각의 사용 전에 재충전될 수 있다. 따라서, 본 개시물은 또한, 슈퍼 캐패시터를 보충하기 위해 사용 간에 흡연 물품에 부착될 수 있는 충전기 부품을 구비할 수 있다.
흡연 물품은 다양한 전력 관리 소프트웨어, 하드웨어 및/또는 기타 전자 제어 부품을 추가로 구비할 수 있다. 예를 들어, 이러한 소프트웨어, 하드웨어 및/또는 전자 컨트롤러는 배터리의 충전, 배터리 충전 및 방전 상태의 검출, 절전 작업의 수행, 배터리의 우발적 방전 또는 과방전 방지 등을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 "컨트롤러" 또는 "제어 부품"은 본 흡연 물품에 유용한 다양한 요소들을 포함할 수 있다. 더욱이, 본 개시물에 따른 흡연 물품은 일체 요소로 조합될 수 있거나 흡연 물품 내의 개별 위치에 존재할 수 있는 하나, 둘 또는 그 이상의 제어 부품을 구비할 수 있으며, 개별 제어 부품은 상이한 제어 양태를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 흡연 물품은 배터리로부터의 전력 방전을 제어하기 위해 배터리와 일체형이거나 배터리와 조합되는 제어 부품을 구비할 수 있다. 흡연 물품은 물품의 다른 양태를 제어하는 제어 부품을 별도로 구비할 수 있다. 대안적으로, 물품의 다중 제어 양태 또는 모든 제어 양태를 실시하는 단일 컨트롤러가 제공될 수도 있다. 마찬가지로, 물품에 사용되는 센서(예를 들면, 퍼프 센서)는 자극에 반응하여 전원으로부터 전력 방전의 작동을 제어하는 제어 부품을 구비할 수 있다. 흡연 물품은 이 물품의 다른 양태를 제어하는 제어 부품을 별도로 구비할 수 있다. 대안적으로, 물품의 다중 제어 양태 또는 모든 제어 양태를 실시하기 위해 단일의 컨트롤러가 센서 내에 제공되거나 센서와 연관될 수 있다. 따라서, 장치의 모든 양태의 소정 제어 레벨을 제공하기 위해 다양한 컨트롤러 조합이 본 흡연 물품에 조합될 수 있음을 알 수 있다.
흡연 물품은 또한, 전원으로부터 물품의 추가 부품, 예를 들면 저항 가열 요소로의 전기 에너지 흐름을 제어하는데 유용한 하나 이상의 컨트롤러 부품을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 물품은 전원으로부터 예를 들어 저항 가열 요소로의 전류 흐름을 조작하는 제어 부품을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 상기 물품은 전력 흐름의 수동 제어를 위해 제어 회로에 링크될 수 있는 푸시버튼을 구비할 수 있고, 여기서 소비자는 상기 물품을 켜기 위해 및/또는 저항 가열 요소로의 전류 흐름을 작동시키기 위해 푸시버튼을 사용할 수 있다. 상기 물품에 전원을 공급 및 차단하는 수동 성능을 위해 및 에어로졸 발생을 위한 가열을 활성화하기 위해 다수의 버튼이 제공될 수 있다. 하나 이상의 푸시버튼이 흡연 물품의 외표면과 거의 동일 평면에 위치할 수 있다.
푸시버튼 대신에(또는 푸시버튼에 추가적으로), 본 발명의 물품은 소비자의 물품 피워물기(즉, 퍼프-작동 가열)에 반응하는 하나 이상의 제어 부품을 구비할 수 있다. 예를 들어, 물품은 소비자가 물품을 피워물음에 따라 압력 변화 또는 공기 유동 변화를 감지하는 스위치(즉, 퍼프-작동식 스위치)를 구비할 수 있다. 다른 적절한 전류 작동/작동정지 기구는 온도 작동식 온/오프 스위치 또는 입술 압력 작동식 스위치를 포함할 수 있다. 이러한 퍼프-작동 능력을 제공할 수 있는 예시적 기구로는 Freeport, Ill 소재의 MicroSwitch division of Honeywell, Inc.에 의해 제작된 Model 163PC01D36 실리콘 센서가 포함된다. 이러한 센서에 의하면, 저항 가열 요소는 소비자가 상기 물품을 피워물 때 압력 변화에 의해 급속하게 활성화될 수 있다. 또한, 열선 풍속 원리를 이용하는 것들과 같은 흐름 감지 디바이스는 기류의 변화를 감지한 후에 충분히 신속하게 저항 가열 요소에 에너지를 공급하는 데 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 추가의 퍼프 작동식 스위치는 플로리다 Ft. Lauderdale 소재의 Micro Pneumatic Logic, Inc.에 의해 제작된 모델 번호 MPL-502-V, 범주 A와 같은 차압형 스위치이다. 다른 적절한 퍼프 작동식 기구는 미리 정해진 임계 압력을 검출하기 위한 비교기와 연결되게 되는 감지 압력 트랜스듀서(예를 들어, 증폭기 또는 게인 스테이지를 갖춤)이다. 또 다른 적절한 퍼프 작동식 기구는 기류에 편향되는 베인이고, 그 베인의 동작은 움직임 감지 수단에 의해 검출된다. 또 다른 적절한 작동 기구는 압전 스위치이다. Freeport, Ill 소재의 MicroSwitch division of Honeywell, Inc.에 의해 제작된 적절히 접속된 Honeywell MicroSwitch Microbridge Airflow Sensor, Part No. AWM 2100V가 또한 유용하다. 본 개시물에 따른 가열 회로에 채용될 수 있는 요구-작동식 전기 스위치의 추가 예가, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Gerth 등의 미국 특허 제4,735,217호에 기재되어 있다. 다른 적절한 차동 스위치, 아날로그 압력 센서, 유량 센서 등이 본 발명의 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 피워무는 동안의 압력 변화가 스위치에 의해 손쉽게 식별되도록, 퍼프 작동식 스위치와 흡연 물품 내의 공기 유로 사이에 유체 연결을 제공하는 압력-감지 튜브 또는 기타 통로가 구비될 수 있다. 본 흡연 물품에 유용할 수 있는 전류 조절 회로 및 마이크로컨트롤러를 포함하는 기타 제어 부품의 추가적인 설명은 Brooks 등의 미국 특허 제4,922,901호, 제4,947,874호 및 제4,947,875호, McCafferty 등의 미국 특허 제5,372,148호, Fleischhauer 등의 미국 특허 제6,040,560호 및 Nguyen 등의 미국 특허 제7,040,314호에 제공되어 있으며, 이들 특허는 모두 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다.
장치의 하나 이상의 부품에 대해 다양한 형태의 "파워-업" 및/또는 "파워-다운"이 가능하도록 정전용량식 감지 부품이 특히 다양한 방식으로 장치 내에 통합될 수 있다. 정전용량식 감지는 근접도, 위치 또는 변위, 습도, 유체 레벨, 압력, 또는 가속도를 검출 및/또는 측정하는 센서를 포함하지만 이것에 한정되지 않는 정전용량식 결합에 기초한 기술을 포함하는 임의의 센서의 사용을 포함할 수 있다. 정전용량식 감지는 표면 정전용량, 프로젝티드(projected) 정전용량, 상호 정전용량 또는 셀프 정전용량을 제공하는 전자 부품으로부터 발생될 수 있다. 정전용량식 센서는 일반적으로, 전도성이거나 또는 공기와 다른 유전율을 갖는 것을 검출할 수 있다. 정전용량식 센서는 예를 들어, 기계식 버튼(즉, 전술된 푸시-버튼)을 정전용량식 대안으로 교체할 수 있다. 따라서, 본 개시물에 따른 정전용량식 감지의 한 가지 구체적인 적용은 터치 정전용량식 센서이다. 예를 들어, 터치 패드가 흡연 물품 상에 제공될 수 있으며 이로 인해 사용자가 다양한 명령을 입력할 수 있다. 가장 기본적으로, 터치 패드는 이미 전술한 푸시 버튼과 동일한 방식으로 가열 요소에 대한 급전을 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 정전용량식 감지는 물품을 피워물기 위한 흡연 물품 상의 입술 압력이 가열 요소에 급전을 제공하라는 신호를 장치에 보낼 수 있도록 흡연 물품의 마우쓰단부(mouthend) 근처에 적용될 수 있다. 터치 정전용량 센서에 추가적으로, 본 개시물에 따르면 흡연 물품으로부터 다양한 반응을 끌어내기 위해 모션 정전용량 센서, 액체 정전용량 센서 및 가속도계가 사용될 수 있다. 또한, 광전 센서도 본 발명의 흡연 물품에 포함될 수 있다.
본 물품에 사용되는 센서들은 에어로졸 전구체 재료를 포함하는 기재를 가열하고 사용자가 흡입하기 위한 증기 또는 에어로졸을 형성하기 위해 가열 요소에 전력을 공급하기 위한 신호를 명확히 보낼 수 있다. 이들 센서는 또한 추가 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, "각성(wake-up)" 센서가 포함될 수 있다. 마찬가지로 유사한 기능을 제공하는 다른 감지 방법이 본 개시물에 따라 사용될 수 있다.
소비자가 흡연 물품의 마우쓰단부를 피워물면, 전류 작동 수단은 열을 신속하게 발생시키기 위해 전류가 저항 가열 부재를 통해서 제한없이 또는 중단없이 흐를 수 있게 할 수 있다. 신속한 가열 때문에, (i) 저항 요소의 가열을 제어하기 위한 가열 부재를 통한 전류 흐름 및 그것에 의해 경험하는 온도를 조절하고, (ii) 에어로졸 전구체 재료 및/또는 다른 향미료 또는 흡입 가능한 물질을 운반하는 기재 또는 다른 부품의 과열 및 열화를 방지하기 위해 전류 조절 부품을 구비하는 것이 유용할 수 있다.
전류 조절 회로는 특히 시간 베이스일 수 있다. 구체적으로, 일 양태에 있어서, 이러한 회로는 피워물기 도중의 초기 기간 동안 가열 요소를 통한 중단없는 전류 흐름을 허용하기 위한 수단, 및 이후 피워물기가 완료될 때까지 전류 흐름을 조절하기 위한 타이머 수단을 구비한다. 예를 들어, 후속 조절은 가열 요소를 소정 온도 범위 내에서 유지하기 위해 전류 흐름의 신속한 온-오프 전환(예를 들어, 대략 1 내지 50 밀리초 정도 마다)을 구비할 수 있다. 또한, 조절은 간단히 소정 온도가 달성될 때까지 중단없는 전류 흐름을 허용하고 이후 전류 흐름을 완전히 끊어버리는 것을 포함할 수 있다. 가열 부재는 소비자가 물품에 대한 다른 퍼프를 개시함으로써(또는 히터를 작동시키기 위해 사용되는 특정 스위치 실시예에 따라서 푸시버튼을 수동으로 작동시킴으로써) 다시 작동될 수 있다. 대안적으로, 후속 조절은 가열 요소를 소정 온도 범위 내로 유지하기 위한 가열 요소를 통한 전류 흐름의 변조를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 소정 투여량(dosing)의 흡입 가능한 물질을 방출하기 위해, 가열 부재는 약 0.2 초 내지 약 5.0 초, 약 0.3 초 내지 약 4.5 초, 약 0.5 초 내지 약 4.0 초, 약 0.5 초 내지 약 3.5 초, 또는 약 0.6 초 내지 약 3.0 초의 기간 동안 여기될 수 있다. 하나의 예시적인 시간-베이스의 전류 조절 회로는 트랜지스터, 타이머, 비교기, 및 캐패시터를 포함할 수 있다. 적절한 트랜지스터, 타이머, 비교기, 및 캐패시터는 상업적으로 이용 가능하며 당업자에게는 명백할 것이다. 예시적인 타이머들은, NEC Electronics에서 C-1555C로서 제작한 것 및 General Electric Intersil, Inc.에서 ICM7555로서 제작한 것뿐만 아니라 다양한 다른 사이즈 및 구성의 소위 "555 타이머"이다. 예시적인 비교기는 National Semiconductor에서 LM311로서 제작한 것이 있다. 본 흡연 물품에 유용할 수 있는 이러한 시간-베이스 전류 조절 회로 및 기타 제어 부품의 추가 설명은 Brooks 등의 미국 특허 제4,922,901호, 제4,947,874호 및 제4,947,875호에 제공되어 있으며, 이들 특허는 모두 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다.
상기 제어 부품은 특히 저항 가열 요소에 제공되는 열의 양을 면밀하게 제어하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 전류 조절 부품은 정해진 온도가 달성되면 저항 가열 요소로의 전류 흐름을 중지시키도록 기능할 수 있다. 이러한 정해진 온도는 에어로졸 전구체 재료와 임의의 추가 흡입 물질을 휘발시키고, 본원에서 달리 언급하지 않는 한, 종래의 궐련 상의 통상의 퍼프와 동등한 양의 에어로졸을 제공하기에 충분히 매우 높은 범위에 있을 수 있다. 단일의 퍼프에 대하여 소정의 체적을 제공하기 위해 에어로졸 전구체 재료를 충분한 체적으로 휘발시키는데 필요한 열은 변경될 수 있지만, 가열 부재가 약 120 ℃ 이상, 약 130 ℃ 이상, 약 140 ℃ 이상, 또는 약 160 ℃의 온도로 가열하는 것이 특히 유용할 수 있다. 일부 실시예에서는, 적당한 양의 에어로졸 전구체 재료를 휘발시키기 위해, 가열 온도가 약 180 ℃ 이상, 약 200 ℃ 이상, 약 300 ℃ 이상, 또는 약 350 ℃ 이상일 수 있다. 추가 실시예에서, 에어로졸 형성을 위한 정해진 온도는 약 120 ℃ 내지 약 350 ℃, 약 140 ℃ 내지 약 300 ℃, 또는 약 150 ℃ 내지 약 250 ℃일 수 있다. 가열 온도 및 가열 시간은 제어 하우징 내에 수용된 하나 이상의 부품에 의해 제어될 수 있다. 전류 조절 부품은 마찬가지로, 정해진 기간 동안 정해진 온도를 유지하기 위해 정해진 온도가 달성되면 저항 가열 요소로의 전류를 주기적으로 온오프시킬 수 있다.
또한, 전류 조절 부품은 에어로졸 형성 온도보다 낮은 제 1 온도를 유지하고 이후에는 상기 제 1 온도보다 높은 온도이고 에어로졸 형성 온도인 제 2 온도를 달성하기 위해 전류 작동 제어 부품에 반응하여 전류 흐름을 증가시킬 수 있도록 저항 가열 요소로의 전류를 주기적으로 온오프시킬 수 있다. 이러한 제어는 소비자가 퍼프를 개시하면 에어로졸 형성이 거의 순간적으로 시작되도록 에어로졸을 형성하기 위해 물품의 응답 시간을 향상시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 온도(대기 온도(standby temperature)로서 특징지어질 수 있음)는 상기 에어로졸 형성 온도보다 단지 약간 낮을 수 있다. 구체적으로, 대기 온도는 약 50 ℃ 내지 약 150 ℃, 약 70 ℃ 내지 약 140 ℃, 약 80 ℃ 내지 약 120 ℃, 또는 약 90 ℃ 내지 약 110 ℃일 수 있다.
상기 제어 요소에 추가적으로, 흡연 물품은 또한 하나 이상의 인디케이터를 포함할 수 있다. 이러한 인디케이터는 본 발명의 물품의 사용의 다중 양태를 나타낼 수 있는 라이트(예를 들면, 발광 다이오드)일 수 있다. 또한, LED 인디케이터는 종래의 궐련이 사용자에 의해 불붙고 피워질 때 보이는 색 변화를 모방하도록 흡연 물품의 원위 단부에 배치될 수 있다. 다른 작동 지표도 포함된다. 예를 들어, 시각 인디케이터는 또한 흡연 경험의 진행을 보여주기 위해 광 색상 또는 광도의 변화를 포함할 수 있다. 촉각 인디케이터 및 음향 인디케이터도 마찬가지로 본 개시물에 의해 포함된다. 더욱이, 이러한 인디케이터의 조합도 단일 물품에 사용될 수 있다.
본 개시물에 따른 흡연 물품은 사용자가 흡입하기 위한 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 전구체 부품을 가열하는 가열 부재를 추가로 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 있어서, 가열 부재는 전류가 인가될 때 저항 가열을 제공하는 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 저항 가열 요소는 통전시에 저항 가열 요소에 충분한 양의 열을 제공하는 것을 유용하게 만드는 전기 저항을 나타낸다. 에어로졸 전구체 부품/조성물과 가열 부재의 상호작용은, 예를 들어 열전도, 열복사, 및/또는 열대류를 통해 이루어질 수 있다.
저항 가열 요소로서 유용한 전기 전도 재료는 낮은 질량, 낮은 밀도, 및 중간 저항을 갖는 것일 수 있으며, 사용 중에 경험하는 온도에서 열적으로 안정적인 것일 수 있다. 유용한 가열 요소는 신속하게 가열 및 냉각하기 때문에, 유효한 에너지 사용을 제공한다. 저항 가열 요소의 신속한 가열은 거기에 근접해 있는 에어로졸 전구체 재료의 거의 즉각적인 휘발을 제공하는 것이 유익할 수 있다. 신속한 냉각(즉, 에어로졸 전구체 부품/조성물/재료의 휘발 온도보다 낮은 온도까지의 냉각)은 에어로졸 형성이 요망되지 않는 기간 동안 에어로졸 전구체 재료의 실질적인 휘발(및 그에 따른 낭비)을 방지한다. 이러한 가열 요소는, 특히 시간 베이스의 전류 제어를 채용할 때, 에어로졸 전구체 재료가 경험하는 온도 범위의 상대적으로 정밀한 제어를 또한 가능하게 한다. 유용한 전기 전도성 재료는, 생성되는 에어로졸 또는 증기의 향미 또는 함량에 악영향을 미치지 않도록, 피가열 재료(예를 들어, 에어로졸 전구체 재료 및 기타 흡입 가능한 물질 재료)와는 화학적으로 무반응한 것이 바람직하다. 전기 전도성 재료로서 사용될 수 있는 예시적인 비제한적 재료로서는, 탄소, 흑연, 탄소/흑연 조성물, 금속, 금속성 및 비금속성 탄화물, 질화물, 규화물, 2종 금속 화합물, 서밋, 금속 합금, 및 금속박이 있다. 특히, 내화 재료가 유용할 수 있다. 다양한, 서로 다른 재료들이 혼합되어서, 저항, 질량, 및 열전도성의 소정 특성들을 달성할 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 이용될 수 있는 금속은, 예를 들어 니켈, 크롬, 니켈과 크롬의 합금(예를 들어, 니크롬), 및 스틸을 포함한다. 저항 가열을 제공하는 데 유용할 수 있는 재료는, 그 전체 개시 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Counts 등의 미국 특허 제5,060,671호; Deevi 등의 미국 특허 제5,093,894호; Deevi 등의 미국 특허 제5,224,498호; Sprinkel 2세 등의 미국 특허 제5,228,460호; Deevi 등의 미국 특허 제5,322,075호; Deevi 등의 미국 특허 제5,353,813호; Deevi 등의 미국 특허 제5,468,936; Das의 미국 특허 제5,498,850호; Das의 미국 특허 제5,659,656호; Deevi 등의 미국 특허 제5,498,855호; Hajaligol의 미국 특허 제5,530,225호; Hajaligol의 미국 특허 제5,665,262호; Das 등의 미국 특허 제5,573,692호; 및 Fleischhauer 등의 미국 특허 제5,591,368호에 기술되어 있다.
저항 가열 요소는 포일, 폼, 디스크, 스파이럴, 파이버, 와이어, 필름, 얀, 스트립, 리본, 또는 실린더 형태와 같은 다양한 형태로 제공될 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 크기의 불규칙한 형상으로 제공될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 본 개시물에 따른 저항 가열 요소는, 그 전체 개시 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 2012년 3월 28일자로 출원된 동시 계류중인 미국 특허 출원 제13/432,406호에 기술된 바와 같은 전도성 기재일 수 있다. 또한, 저항 가열 요소는, 그 전체 개시 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 2012년 9월 4일자로 출원된 동시 계류중인 미국 특허 출원 제13/602,871호에 기술된 바와 같은 마이크로히터 부품의 일부로서 존재할 수도 있다.
저항 가열 요소는 에어로졸 전구체 재료와 가열 요소가 밀접 접촉하여 또는 아주 근접하여 위치되는 것을 가능하게 하는 형태(즉, 예를 들어 전도, 복사, 또는 대류를 통해 에어로졸 전구체 재료에 열을 제공하기 위해)로 제공될 수 있는 것이 유리하다. 다른 실시예들에 있어서, 저항 가열 요소는 에어로졸 전구체 재료가 에어로졸화를 위해 저항 가열 요소에 송달될 수 있도록 하는 형태로 제공될 수 있다. 이러한 송달은, 저항 가열 요소에 대한 에어로졸 전구체의 심지형성(wicking) 및 밸브 유량 조절부를 포함할 수 있는 모세관 등을 통한 저항 가열 요소에 대한 에어로졸 전구체의 유동 등의 다양한 실시예를 채용할 수 있다. 따라서, 에어로졸 전구체 재료는, 조기 에어로졸화를 방지하기 위해 저항 가열 요소로부터 충분히 멀리 떨어져서 위치되되, 에어로졸화를 위해 에어로졸 전구체 재료를 저항 가열 요소에 소정량 운반하는 것을 가능하게 하기 위해 저항 가열 요소에 충분히 가깝게 위치되는 하나 이상의 저장소 내에 액체 형태로 제공될 수 있다.
특정 실시예에서, 본 개시물에 따른 흡연 물품은 담배, 담배 성분, 또는 담배-유래 물질(즉, 담배로부터 직접 격리될 수 있는 담배 내에서 자연적으로 발견되는 물질 또는 합성 조제되는 물질)을 포함할 수 있다. 사용되는 담배는 황색종 담배, 버어리종 담배, 오리엔트종 담배, 메릴랜드종 담배, 흑색종 담배, 훈증종 담배 및 루스티카 담배뿐 아니라 기타 희귀 또는 특수 담배 또는 그 혼합물과 같은 담배를 포함하거나 그로부터 유래할 수 있다. 다양한 대표 담배 형태, 담배의 가공된 형태, 및 담배 혼합물의 형태는 그 전체 개시 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Lawson 등의 미국 특허 제4,836,224호; Perfetti 등의 미국 특허 제4,924,888호; Brown 등의 미국 특허 제5,056,537호; Brinkley 등의 미국 특허 제5,159,942호; Gentry의 미국 특허 제5,220,930호; Blakley 등의 미국 특허 제5,360,023호; Shafer 등의 미국 특허 제6,701,936호; Dominguez 등의 미국 특허 제6,730,832호, Li 등의 미국 특허 제7,011,096호; Li 등의 미국 특허 제7,017,585호; Lawson 등의 미국 특허 제7,025,066호; Perfetti 등의 미국 특허 공개 제2004/0255965호; Bereman의 PCT 공개 제WO 02/37990호; 및 Bombick 등의 Fund. Appl . Toxicol ., 39, p. 11-17 (1997)에 제시되어 있다.
흡연 물품 내에 포함되는 담배는 다양한 형태로 채용될 수 있으며; 다양한 담배 형태의 조합이 채용될 수 있거나, 또는 상이한 형태의 담배가 흡연 물품 내의 상이한 위치에 채용될 수 있다. 예를 들어, 담배는 담배 추출물 형태로 채용될 수 있다. 예를 들어, 그 전체 개시 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Cantrell 등의 미국 특허 제7,647,932호, Robinson 등의 미국 특허 제8.079,371호 및 Crooks 등의 미국 특허 공개 제2007/0215167호를 참조하기 바란다.
흡연 물품은 담배 제품의 제조를 위해서 전통적으로 사용되는 형태의 담배 첨가물을 포함할 수 있다. 이들 첨가물은 여송연, 궐련, 파이프 등의 생산을 위해 사용되는 담배의 향미와 방향(aroma)을 개선하기 위해 사용되는 재료의 형태를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이들 첨가물은 다양한 궐련 케이싱 또는 탑 드레싱 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 그 전체 개시 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Wochnowski의 미국 특허 제3,419,015호; Berndt 등의 미국 특허 제4,054,145호; Burcham 2세 등의 미국 특허 제4,887,619호; Watson의 미국 특허 제5,022,416호; Strang 등의 미국 특허 제5,103,842호; 및 Martin의 미국 특허 제5,711,320호를 참조하기 바란다. 바람직한 케이싱 재료는 물, 설탕과 당밀(예를 들면, 자당, 포도당 및 액상과당), 희석제(예를 들면, 글리세린 또는 프로필렌 글리콜), 및 향미제(예를 들면, 코코아 및 감초)를 포함한다. 이들 첨가되는 성분은 또한 탑 드레싱 물질(예를 들면, 멘톨과 같은 향미 물질)을 포함한다. 예를 들어, 그 전체 개시 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Mays 등의 미국 특허 제4,449,541호를 참조하기 바란다. 첨가될 수 있는 추가 재료는 그 전체 개시 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Lawson 등의 미국 특허 제4,830,028호 및 Marshall 등의 미국 특허 공개 제2008/0245377호에 개시된 것을 포함한다.
흡연 물품 내에 담배를 통합시키기 위한 다양한 방식과 방법, 및 특히 이들 흡연 물품 내의 담배의 거의 전부를 의도적으로 연소시키지 않도록 설계되는 흡연 물품은, 그 전체 개시 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Brooks 등의 미국 특허 제4,947,874호; Cantrell 등의 미국 특허 제7,647,932호, Robinson 등의 미국 특허 제8,079,371호; Banerjee 등의 미국 특허 공개 제2005/0016549호; 및 Crooks 등의 미국 특허 공개 제2007/0215167호에 기재되어 있다.
담배 향유, 담배 진액(essence), 분사 건조된 담배 추출물, 동결 건조된 담배 추출물, 담배 분말 등과 같은 추가 담배 재료가 증기 전구체 또는 에어로졸 전구체 조성물에 포함될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 용어 "담배 추출물"은 담배 추출 가공 조건 및 기술을 사용하여 담배로부터 분리, 제거 또는 유래되는 성분을 의미한다. 구체적으로 담배 또는 기타 식물의 정제 추출물이 사용될 수 있다. 통상적으로, 담배 추출물은 수성 성질을 갖는 용매(예를 들면, 물) 또는 유기 용매(예를 들면, 에탄올과 같은 알콜 또는 헥산과 같은 알칸)와 같은 용매를 사용하여 취득된다. 따라서, 추출된 담배 성분은 담배로부터 제거되고 미추출 담배 성분으로부터 분리되며; 용매 내에 존재하는 추출된 담배 성분에 대해서는, (i) 추출된 담배 성분으로부터 용매가 제거될 수 있거나, 또는 (ⅱ) 추출된 담배 성분과 용매의 혼합물이 그 자체로서 사용될 수 있다. 담배 추출물, 담배 진액, 용매, 담배 추출 가공 조건과 기술, 및 담배 추출물 수집 및 격리 수순의 예시적인 형태는 그 전체 개시 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Schachner의 호주 특허 제276,250호; Meriro의 미국 특허 제2,805,669호; Green 등의 미국 특허 제3,316,919호; Tughan의 미국 특허 제3,398,754호; Rooker의 미국 특허 제3,424,171호; Luttich의 미국 특허 제3,476,118호; Osborne의 미국 특허 제4,150,677호; Kite의 미국 특허 제4,131,117호; Muller의 미국 특허 제4,506,682호; Roberts 등의 미국 특허 제4,986,286호; Fagg의 미국 특허 제5,005,593호; Fagg의 미국 특허 제5,065,775호; White 등의 미국 특허 제5,060,669호; White 등의 미국 특허 제5,074,319호; White 등의 미국 특허 제5,099,862호; White 등의 미국 특허 제5,121,757호; Munoz 등의 미국 특허 제5,131,415호; Smith 등의 미국 특허 제5,230,354호; Sensabaugh의 미국 특허 제5,235,992호; Smith의 미국 특허 제5,243,999호; Raymond의 미국 특허 제5,301,694호; Gonzalez-Parra 등의 미국 특허 제5,318,050호; Clapp 등의 미국 특허 제5,435,325호; 및 Brinkley 등의 미국 특허 제5,445,169호에 기재되어 있다.
에어로졸 전구체 또는 증기 전구체 재료는 하나 이상의 상이한 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전구체는 다가 알콜(예를 들면, 글리세린, 프로필렌 글리콜 또는 그 혼합물)을 포함할 수 있다. 추가 에어로졸 전구체 재료의 대표적인 형태는 그 전체 개시 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Sensabaugh 2세 등의 미국 특허 제4,793,365호; Jakob 등의 미국 특허 제5,101,839호; Biggs 등의 PCT WO 98/57556호; 및 Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco(담배를 연소시키는 대신에 가열하는 신규 궐련 견본에 대한 화학적 및 생물학적 연구), R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988)에 기재되어 있다. 본 개시물에 따라 사용될 수 있는 에어로졸 전구체 재료의 추가의 예시적인 제형은 그 전체 개시 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Zheng 등의 미국 특허 공개 제2013/0008457호에 기술된다. 일부 실시예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 충분한 열이 가해지면(그리고 필요할 경우 공기로 냉각되면) 가시적 에어로졸을 생성할 수 있으며, 에어로졸 전구체 조성물은 "연기와 같은(smoke-like)" 것으로 간주될 수 있는 에어로졸을 생성할 수 있다. 다른 실시예에서, 에어로졸 전구체 조성물은, 사실상 볼 수 없지만 향미 또는 질감과 같은 다른 특징이 존재함으로써 인지될 수 있는 에어로졸을 생성할 수 있다. 따라서, 생성되는 에어로졸의 성질은 에어로졸 전구체 조성물의 특정 성분에 따라서 달라질 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 담배 연소에 의해 생성되는 연기의 화학적 성질에 비해서 화학적으로 간단할 수 있다.
에어로졸 전구체 재료는 다른 액상 재료와 조합될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전구체 재료 제형은 글리세린과 물의 혼합물, 또는 프로필렌 글리콜과 물의 혼합물, 또는 프로필렌 글리콜과 글리세린의 혼합물, 또는 프로필렌 글리콜, 글리세린 및 물의 혼합물을 포함할 수 있다. 예시적인 에어로졸 전구체 재료는 또한, 관련 흡연 카트리지 타입 C1a, C2a, C3a, C4a, C1b, C2b, C3b, C4b를 사용하여 채택될 수 있는 상표명 E-CIG를 갖는 전자 담배로서 및 Beijing, China 소재의 Ruyan SBT Technology and Development Co., Ltd.로부터의 Ruyan 무화 전자 파이프 및 Ruyan 무화 전자 궐련으로서, Acworth, Ga., USA. 소재의 Atlanta Imports Inc.를 통해서 구입할 수 있는 장치 내에 통합되는 형태의 재료를 포함한다.
흡연 물품은 하나 이상의 향미료, 약물 또는 기타 흡입 가능한 물질을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 액상 니코틴이 사용될 수 있다. 이러한 추가 재료는 에어로졸 전구체 또는 증기 전구체 재료와 조합될 수 있다. 따라서, 에어로졸 전구체 또는 증기 전구체 재료는 에어로졸에 더하여 흡입 가능한 물질을 포함하는 것으로 기재될 수도 있다. 이러한 흡입 가능한 물질은 본 명세서에서 논의되는 향미료, 약물 및 기타 재료를 포함할 수 있다. 특히, 본 개시물에 따른 흡연 물품을 사용하여 송달되는 흡입 가능한 물질은 담배 성분 또는 담배-유래 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전구체 재료는 담배 또는 담배 성분과의 슬러리로, 또는 담배-유래 물질과의 용액으로 될 수 있다. 대안적으로, 향미료, 약물 또는 기타 흡입 가능한 물질은 예를 들어 저장소 내에 에어로졸 전구체와는 별도로 제공될 수 있다. 따라서, 정해진 분량의 향미료, 약물 또는 기타 흡입 가능한 물질은, 상기 향미료, 약물 또는 기타 흡입 가능한 물질을 에어로졸 전구체 또는 증기 전구체 재료와 함께 사용자에 의해 흡입되도록 방출하기 위해 따로따로 또는 동시에 저항 가열 요소에 송달될 수 있다. 대안적으로, 향미료, 약물 또는 기타 흡입 가능한 물질은 흡연 물품 또는 그 부품의 개별 부분에 제공될 수 있다. 구체적 실시예에서, 향미료, 약물 또는 기타 흡입 가능한 물질은 저항 가열 요소에 근접하여 위치하는 기재(예를 들면, 종이 또는 기타 다공성 재료) 상에 증착될 수 있다. 근접도는, 저항 가열 요소의 가열이 기재로부터 향미료, 약물 또는 기타 흡입 가능한 물질을 휘발 및 방출하기에 충분한 열을 기재에 제공하도록 충분한 것이 바람직하다.
흡연 물품의 메인스트림 에어로졸의 관능적 또는 감각자극적 특성 또는 속성을 변경하는 다양한 형태의 향미제 또는 재료가 사용될 수 있다. 이러한 향미제는 담배 이외의 소스로부터 제공될 수 있고, 본질적으로 천연이거나 인공일 수 있으며, 농축물 또는 향미료 패키지로서 사용될 수 있다. 특히 관심있는 것은 에어로졸이 발생되는 흡연 물품 구역에 적용되거나 통합되는 향미제이다. 다시, 이러한 향미제는 저항 가열 요소에 직접 공급될 수 있거나, 전술했듯이 기재 상에 제공될 수 있다. 예시적인 향미제로는 바닐린, 에틸렌 바닐린, 크림, 차, 커피, 과일(예를 들면, 사과, 체리, 딸기, 복숭아, 및 라임과 레몬을 포함하는 감귤 향미료), 단풍밀, 멘톨, 민트, 페퍼민트, 스피어민트, 동록유(wintergreen), 육두구(nutmeg), 정향(clove), 라벤더, 소두구(cardamom), 생강, 꿀, 아니스(anise), 샐비어, 계피, 백단유, 자스민, 카스카릴라(cascarilla), 코코아, 감초, 및 궐련, 여송연, 파이프 담배의 향미를 위해 전통적으로 사용되는 형태 및 특성의 향신료와 향미료 패키지가 포함된다. 이성화당과 같은 시럽도 사용될 수 있다. 향미제는 또한 산성 또는 염기성 특성(예를 들면, 레불린산, 숙신산, 및 피루브산과 같은 유기산)을 가질 수 있다. 향미제는 필요할 경우 에어로졸-발생 재료와 조합될 수 있다. 사용될 수 있는 예시적인 식물-유래 조성물은 그 전체 개시 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Dube 등의 미국 출원 제12/971,746호 및 Dube 등의 미국 출원 제13/015,744호에 개시되어 있다. 이러한 추가 성분들의 선택은 본 발명의 물품에 바람직한 관능적 특성과 같은 인자에 기초하여 변경될 수 있으며, 본 개시물은 담배 및 담배-관련 또는 담배-유래 제품 분야의 기술자에게는 용이하게 분명해질 수 있는 임의의 상기 추가 성분들을 포괄하려는 것이다. 그 전체 개시 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Gutcho의 Tobacco Flavoring Substances and Methods, Noyes Data Corp. (1972) 및 Leffmgwell 등의 Tobacco Flavoring for Smoking Products (1972)를 참조한다. 본 명세서에서 이미 기재된 바와 같이, 감각자극적 특성을 포함하는 그 관능적 특성에 영향을 미치기 위해 담배 재료와 함께 이용할 수 있는 향미료, 케이싱 등의 임의의 재료는 에어로졸 전구체 재료와 조합될 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물과 조합될 수 있는 니코틴과 같은 약물의 향미, 관능적 또는 감각자극적 특성에 영향을 미치기 위해 특히 유기산이 에어로졸 전구체 조성물 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 레불린산, 젖산 및 피루브산과 같은 유기산이 니코틴과 함께 에어로졸 전구체 조성물에 포함될 수 있으며, 그 양은 (총 유기산 함량에 기초하여) 니코틴과 등몰(equimolar) 이하이다. 여러 유기산의 임의의 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전구체 조성물은 존재하는 유기산의 총량이 에어로졸 전구체 조성물 내에 존재하는 니코틴의 총량과 등몰인 농도까지, 니코틴 1몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 레불린산, 니코틴 1몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 피루브산, 니코틴 1몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 젖산, 또는 그 조합을 포함할 수 있다.
에어로졸 전구체 재료는 그 안에 사용되는 재료의 다양한 양에 기초하여 다양한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 유용한 에어로졸 전구체 재료는 약 98 중량% 이하, 약 95 중량% 이하, 또는 약 90 중량% 이하의 폴리올을 포함할 수 있다. 이 총량은 둘 이상의 상이한 폴리올 사이에 임의의 조합으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 폴리올은 약 50 중량% 내지 약 90 중량%, 약 60 중량% 내지 약 90 중량%, 또는 약 75 중량% 내지 약 90 중량%의 에어로졸 전구체 재료를 포함할 수 있고, 제 2 폴리올은 약 2 중량% 내지 약 45 중량%, 약 2 중량% 내지 약 25 중량%, 또는 약 2 중량% 내지 약 10 중량%의 에어로졸 전구체 재료를 포함할 수 있다. 유용한 에어로졸 전구체 재료는 또한, 약 25 중량% 이하, 약 20 중량% 또는 약 15 중량%의 물, 특히 약 2 중량% 내지 약 25 중량%, 약 5 중량% 내지 약 20 중량%, 또는 약 7 중량% 내지 약 15 중량%의 물을 포함할 수 있다. 향미료 등(니코틴과 같은 약물을 포함할 수 있음)은 약 10 중량% 이하, 약 8 중량% 이하, 또는 약 5 중량% 이하의 에어로졸 전구체 재료를 포함할 수 있다.
비제한적인 예로서, 본 개시물에 따른 에어로졸 전구체 재료는 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 물, 니코틴, 및 하나 이상의 향미료를 포함할 수 있다. 구체적으로, 글리세롤은 약 70 중량% 내지 약 90 중량%, 약 70 중량% 내지 약 85 중량%, 또는 약 75 중량% 내지 약 85 중량%의 양으로 존재할 수 있고, 프로필렌 글리콜은 약 1 중량% 내지 약 10 중량%, 약 1 중량% 내지 약 8 중량%, 또는 약 2 중량% 내지 약 6 중량%의 양으로 존재할 수 있으며, 물은 약 10 중량% 내지 약 20 중량%, 약 10 중량% 내지 약 18 중량%, 또는 약 12 중량% 내지 약 16 중량%의 양으로 존재할 수 있고, 니코틴은 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 4 중량%, 또는 약 1 중량% 내지 약 3 중량%의 양으로 존재할 수 있으며, 향미료는 약 5 중량% 이하, 약 3 중량% 이하, 또는 약 1 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있고, 모든 양은 에어로졸 전구체 재료의 총 중량에 기초한 것이다. 에어로졸 전구체 재료의 한 가지 구체적인 비제한적 예는 약 75 중량% 내지 약 80 중량%의 글리세롤, 약 13 중량% 내지 약 15 중량%의 물, 약 4 중량% 내지 약 6 중량%의 프로필렌 글리콜, 약 2 중량% 내지 약 3 중량%의 니코틴, 및 약 0.1 중량% 내지 약 0.5 중량%의 향미료를 포함한다. 니코틴은 예를 들어 니코틴 함량이 높은 담배 추출물일 수 있다.
담배에서 유래되는 제약 등급의 니코틴을 포함하는 담배 추출물을 내포하는 에어로졸 전구체 재료의 실시예들에 있어서는, 담배 추출물이, 예를 들어 N'-니트로소노르니코틴(NNN), (4-메틸니트로사미노)-1-(3-피리딜)-1-부타논(NNK), N'-니트로소아나타빈(NAT), 및 N'-니트로소아나바신(NAB)을 포함하는 담배-특정 니트로사민(tobacco-specific nitrosamines (TSNAs))과; 벤즈[a]안트라센, 벤조[a]피렌, 벤조[b]플루오란텐, 벤조[k]플루오란텐, 크리센, 디벤조[a,h]안트라센, 및 인데노[1,2,3-cd]피렌을 포함하는 다중핵방향족 하이드로카본(polyaromatic hydrocarbons (PAHs)) 등을 포함하는 호프만 분석물질(Hoffmann analytes)로서 총괄하여 알려진 화합물들을 실질적으로 수반하지 않는 것으로서 특징지어지는 것이 유리하다. 특정 실시예에 있어서, 에어로졸 전구체 재료는 TSNAs 및 PAHs를 포함하는 어떠한 호프만 분석물질도 전혀 없는 것으로 특징지어질 수 있다. 에어로졸 전구체 재료의 실시예들은 약 5 ppm 미만, 약 3 ppm 미만, 약 1 ppm 미만, 또는 약 0.1 ppm 미만, 또는 심지어 임의의 검출 가능한 한계 미만의 범위로 TSNA 레벨(또는 다른 호프만 분석물질 레벨)을 가질 수 있다. 호프만 분석물질 농도의 감소를 달성하기 위해 특정 추출 프로세스 또는 처리 프로세스가 사용될 수 있다. 예를 들어, 담배 추출물은, 그 전체 개시 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는, 예를 들어 Bhattacharyya 등의 미국 특허 공개 제2007/0186940호; Rees 등의 미국 특허 공개 제2011/0041859호; Jonsson 등의 미국 특허 공개 제2011/0159160호; 및 Byrd 등의 미국 특허 공개 제2012/0291793호에 기술된 바와 같은 각인된 폴리머(imprinted polymer) 또는 비-각인된 폴리머(non-imprinted polymer)와 접촉하게 될 수 있다. 또한, 담배 추출물은 특정 알데히드 및 기타 화합물을 제거할 수 있는 아민 작용기(amine functionality)를 갖는 이온 교환 물질로 처리될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 참조로 원용되는 Horsewell 등의 미국 특허 제4,033,361호 및 Figlar 등의 미국 특허 제6,779,529호를 참조하기 바란다.
흡연 물품 내에 사용되는 에어로졸 전구체 재료의 양은, 물품이 허용 가능한 관능적 및 감각자극적 특성과 바람직한 성능 특성을 나타내게 하는 양이다. 예를 들어, 많은 점에서 담배 연기의 모습과 흡사한 가시적 메인스트림 에어로졸을 발생시키기 위해 글리세린 및/또는 프로필렌 글리콜과 같은 충분한 에어로졸 전구체 재료가 사용되는 것이 매우 바람직하다. 통상적으로, 흡연 물품에 포함되는 에어로졸-발생 재료의 양은 약 1.5 g 이하, 약 1 g 이하, 또는 약 0.5 g 이하의 범위에 있다. 에어로졸 전구체 재료의 양은 흡연 물품에 사용되는 카트리지당 요구되는 퍼프 횟수와 같은 인자에 종속될 수 있다. 에어로졸-발생 조성물은 상당한 정도의 허용될 수 없는 떨어지는 맛, 박막성 마우쓰-느낌, 또는 담배 절단 충전재를 연소시킴으로써 메인스트림 연기를 발생시키는 전통적인 형태의 궐련의 관능 경험과 크게 다른 전체 관능 경험을 도입하지 않는 것이 바람직하다. 특정 에어로졸-발생 재료 및 저장소 재료의 선택, 이들 성분의 사용되는 양, 및 사용되는 담배 재료의 형태는 흡연 물품에 의해 생성되는 메인스트림 에어로졸의 전체 화학 조성을 제어하기 위해 변경될 수 있다.
본 발명의 물품에 의해 방출되는 에어로졸의 양은 달라질 수 있다. 바람직하게, 물품은 충분한 양의 에어로졸 전구체 재료를 갖고, 충분한 양의 임의의 추가 흡입 가능한 물질을 가지며, 사용 과정에 걸쳐서 소정 함량의 에어로졸화 재료를 방출하기 위해 충분한 기간 동안 충분한 온도로 기능하도록 구성된다. 상기 함량은 물품으로부터 단일 흡입으로 제공될 수 있거나, 비교적 짧은 기간(예를 들면, 30분 미만, 20분 미만, 15분 미만, 10분 미만 또는 5분 미만)에 걸쳐서 물품으로부터 다수의 퍼프를 통해서 제공되도록 분할될 수 있다. 예를 들어, 물품은 물품에 대한 퍼프 마다 니코틴을 약 0.01 ㎎ 내지 약 0.5 ㎎, 약 0.05 ㎎ 내지 약 0.3 ㎎, 또는 약 0.1 ㎎ 내지 약 0.2 ㎎의 양으로 제공할 수 있다. 계산을 위해서, 약 2 초의 평균 퍼프 시간은 약 5 ㎖ 내지 약 100 ㎖, 약 15 ㎖ 내지 약 70 ㎖, 약 20 ㎖ 내지 약 60 ㎖, 또는 약 25 ㎖ 내지 약 50 ㎖의 퍼프 체적을 송달할 수 있다. 본 개시물에 따른 흡연 물품은 송달될 에어로졸 또는 기타 흡입 가능한 물질의 총량을 퍼프당 송달될 양으로 나눔으로써 계산될 수 있는 임의의 퍼프 횟수를 제공하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 저장소는 소정 퍼프 횟수 및/또는 송달될 재료의 소정 총량을 달성하기 위해 적절한 양의 에어로졸 전구체 또는 기타 흡입 가능한 물질로 채워질 수 있다.
추가 실시예에서, 가열은 발생될 에어로졸의 양과 관련하여 특징지어질 수 있다. 구체적으로, 물품은 정해진 체적(예를 들면, 약 5 ㎖ 내지 약 100 ㎖, 또는 본 명세서에 달리 기재된 것과 같은, 흡연 물품에 유용하다고 평가되는 임의의 다른 체적)의 에어로졸을 발생하는데 필요한 가열 정도를 제공하도록 구성될 수 있다. 어떤 경우에는, 발생되는 열의 양은 약 290 ℃의 히터 온도에서 약 35 ㎖의 에어로졸을 제공하는 2 초 퍼프와 관련하여 측정될 수 있다. 일부 실시예에서, 물품은 바람직하게 약 1 J/s(초당 주울 열) 내지 약 50 J/s, 약 2 J/s 내지 약 40 J/s, 약 3 J/s 내지 약 35 J/s, 또는 약 5 J/s 내지 약 30 J/s를 제공할 수 있다.
열을 생성하고 이어서 에어로졸 전구체 재료 및 흡연 물품에 의해 제공된 임의의 다른 흡연 가능한 물질을 에어로졸화하기 위해 전기 에너지가 저항 가열 요소에 제공될 수 있도록 저항 가열 요소는 흡연 물품의 전원과 전기 접속되는 것이 바람직하다. 이러한 전기 접속은 영구적일 수 있거나(예를 들면, 배선 접속됨) 또는 제거될 수 있다(예를 들면, 전원을 구비하는 제어 보디에 착탈될 수 있는 카트리지 내에 저항 가열 요소가 제공됨).
히터, 배터리, 캐패시터, 스위칭 부품, 에어로졸 전구체 등과 같은 본 개시물에 따른 흡연 물품에 사용하기 위한 다양한 재료를 앞서 설명했지만, 본 개시물은 단지 예시된 실시예로 한정되는 것으로 간주되지 않아야 한다. 오히려, 통상의 기술자는 본 개시물의 임의의 특정 부품과 교환될 수 있는 본 기술 분야의 유사 부품을 본 개시물에 기초하여 인지할 수 있다. 예를 들어, Sprinkel 2세의 US 제5,261,424호는 피워물기와 연관된 사용자 입술 활동을 검출하고 이후 가열을 촉발하기 위해 장치의 마우쓰-단부와 연관될 수 있는 압전 센서를 개시하고; McCafferty 등의 US 제5,372,148호는 마우쓰피스를 통한 압력 강하에 반응하여 가열 로드 어레이로의 에너지 흐름을 제어하기 위한 퍼프 센서를 개시하며; Harris 등의 US 제5,967,148호는 흡연 장치 내의 리셉터클로서, 삽입된 부품의 적외선 투과율의 불균일성을 검출하는 식별자(identifier) 및 상기 부품이 리셉터클 내에 삽입됨에 따라 검출 루틴을 실행하는 컨트롤러를 구비하는 리셉터클을 개시하고; Fleischhauer 등의 US 제6,040,560호는 다중 차등 위상을 갖는 정해진 실행가능한 전력 사이클을 기재하며; Watkins 등의 US 제5,934,289호는 광자-광전자 부품을 개시하고; Counts 등의 US 제5,954,979호는 흡연 장치를 통한 피워물기 저항을 변경하기 위한 수단을 개시하며; Blake 등의 US 제6,803,545호는 흡연 장치에 사용하기 위한 특정 배터리 구조를 개시하고; Griffen 등의 US 제7,293,565호는 흡연 장치와 함께 사용하기 위한 다양한 충전 시스템을 개시하며; Fernando 등에 의한 US 제2009/0320863호는 충전을 촉진하고 장치의 컴퓨터 제어를 가능하게 하기 위한 흡연 장치용 컴퓨터 인터페이스 수단을 개시하며; Fernando 등에 의한 US 제2010/0163063호는 흡연 장치용 식별 시스템을 개시하고; Flick에 의한 WO 제2010/003480호는 에어로졸 발생 시스템 내의 퍼프를 나타내는 유체 유동 감지 시스템을 개시하며; 상기 문헌은 모두 그 전체 개시 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다. 전자 에어로졸 송달 물품에 관련되는 부품 및 본 발명의 물품에 사용될 수 있는 재료 또는 부품을 개시하는 추가 예로는 Gerth 등의 미국 특허 제4,735,217호; Morgan 등의 미국 특허 제5,249,586호; Higgins 등의 미국 특허 제5,666,977호; Adams 등의 미국 특허 제6,053,176호; White의 US 제6,164,287호; Voges의 미국 특허 제6,196,218호; Felter 등의 미국 특허 제6,810,883호; Nichols의 미국 특허 제6,854,461호; Hon의 미국 특허 제7,832,410호; Kobayashi의 미국 특허 제7,513,253호; Hamano의 미국 특허 제7,896,006호; Shayan의 미국 특허 제6,772,756호; Hon의 미국 특허 공개 제2009/0095311호, 제2006/0196518호, 제2009/0126745호 및 제2009/0188490호; Thorens 등의 미국 특허 공개 제2009/0272379호; Monsees 등의 미국 특허 공개 제2009/0260641호 및 제2009/0260642호; Oglesby 등의 미국 특허 공개 제2008/0149118호 및 제2010/0024834호; Wang의 미국 특허 공개 제2010/0307518호; 및 Hon의 WO 제2010/091593호가 포함된다. 상기 문헌에 개시된 다양한 재료는 다양한 실시예에서 본 장치에 포함될 수 있으며, 상기 문헌은 모두 그 전체 개시 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다.
본 개시물에 따른 물품은 이하에서 상세히 논의되는 다양한 실시예를 취할 수 있지만, 소비자에 의한 물품 사용은 범위가 유사할 것이다. 특히, 물품은 단일 유닛으로서 또는 소비자에 의해 사용을 위해 조합되고 이후 소비자에 의해 분해되는 복수의 부품으로서 제공될 수 있다. 일반적으로, 본 개시물에 따른 흡연 물품은 제 2 유닛과 함께 결합 및 결합해제될 수 있는 제 1 유닛을 포함할 수 있으며, 상기 제 1 유닛은 저항 가열 요소를 포함하고, 상기 제 2 유닛은 전기 전원을 포함한다. 일부 실시예에서, 제 2 유닛은 전기 전원으로부터의 전류 흐름을 조작 또는 조절하는 하나 이상의 제어 부품을 추가로 포함할 수 있다. 제 1 유닛은 제 2 유닛과 결합하는 원위 단부 및 마우쓰피스(또는 간단히 마우쓰단부)를 구비하는 대향 근위 단부를 포함할 수 있으며, 그 근위 단부에는 개구가 구비된다. 제 1 유닛은 제 1 유닛의 마우쓰피스 내로 개방되는 공기 유로를 포함할 수 있으며, 공기 유로는 저항 가열 요소로부터 형성된 에어로졸을 마우쓰피스 내로 통과시킬 수 있다. 바람직한 실시예에서, 제 1 유닛은 일회용일 수 있다. 마찬가지로, 제 2 유닛은 재사용될 수 있다.
본 개시물의 일 양태는 전원으로부터 히터 부품까지의 전력의 흐름을 제어/작동/조절하는 장치 및 방법을 제공한다. 구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 양태는 전자 흡연 물품(100)의 에어로졸 전구체 부품 또는 에어로졸 전구체 배치구조체(200)를 위한 가열 장치(300)를 구현하고, 상기 가열 장치(300)는 에어로졸 전구체 부품(200)을 가열하도록 배치된 가열 장치 또는 가열 부품(320)을 포함할 수 있으며, 가열 부품(320)과 통신하는 전원(340)이 구비되어 배치될 수도 있다. 지금까지는, 전자 흡연 물품(100)에 관하여, 상기와 같은 가열 장치 또는 가열 부품(320), 에어로졸 전구체 부품(200), 및 전원(340)의 다양한 예, 구성, 및 배치구조가 개시되었고, 본 명세서에서 논의된 각각의 상세 및 그 조합은 본 개시물의 본 발명의 양태에 적용 가능하다.
또한, 본 명세서에 개시된 본 발명의 양태에 있어서, 가열 장치(300)는 가열 부품(320) 및 전원(340)과 통신하는 컨트롤러(360) 또는 적절한 제어 장치를 또한 포함할 수 있다. 일부 양태에 있어서, 컨트롤러(360)는 평균 전력을 가열 부품(320)에 제공하기 위해 적어도 전원(340)을 지향시키고, 비례적으로 가열 기간을 개시하도록 구성된 프로세서(370)를 포함할 수 있고, 상기 평균 전력은 전원(340)과 연관되는 선택된 전력 설정값에 대응한다. 컨트롤러(360)는 가열 부품(320)에서의 전압과 가열 부품(320)을 통한 전류의 곱으로서, 가열 부품(320)으로 지향된 실제 전력을 결정하도록 구성될 수도 있다. 또한, 컨트롤러(360)는 실제 전력을 평균 전력과 비교하고, 가열 부품(320)을 향해 지향된 실제 전력을 선택된 전력 설정값을 향해 조절하거나 또는 지향시키기 위해 가열 부품(320)으로 지향된 평균 전력을 조절하도록 구성될 수 있다. 또한, 컨트롤러(360)는 실제 전력을 주기적으로 결정하고, 이어서 실제 전력을 평균 전력과 비교하고 나서, 가열 기간의 종료시까지, 실제 전력을 선택된 전력 설정값을 향해 지향시키기 위해 가열 부품(320)으로 지향된 평균 전력을 조절하도록 구성될 수 있다. 즉, 컨트롤러(360)는, 가열 기간 동안, 전원(340)으로부터 가열 부품(320)으로 지향된 실제 전력을 지속적으로 또는 주기적으로 감시하고, 그 실제 전력을 평균 전력(즉, 전원(340)와 연관된 선택된 전력 설정값)과 비교하고 나서, 필요에 따라, 평균 전력이 가열 부품(320)에 의해 수용된 실제 전력을 향해 지향되도록, 전원(340)으로부터 가열 부품(320)으로 지향된 평균 전력을 조절하도록 구성될 수 있다(즉, 평균 전력은, 가열 부품(320)으로 지향된 실제 전력이 컨트롤러(360)와 연관된 지정된 평균 전력 또는 선택된 전력 설정값에 대응하거나 또는 근사하도록, 필요에 따라 증가 또는 감소될 수 있음).
앞서 개시된 바와 같이, 또한 도 3에 도시된 바와 같이, 전자 흡연 물품(100)의 제어 보디부(120)는 하나 이상의 재사용 가능 부품을 내포하고 카트리지부(140)에 분리 가능하게 부착되는 단부를 갖는 쉘을 포함할 수 있다. 카트리지부(140)는 하나 이상의 일회용 부품을 내포하고 제어 보디부(120)에 분리 가능하게 부착되는 단부를 갖는 쉘을 포함할 수 있다. 분리 가능한 제어 보디부(120) 및 카트리지부(140) 내부의 부품들의 특정 배치구조는 오히려 본 명세서에 제공된 개시내용에 따라 구현될 수 있다. 예를 들어, 전원(340)은 제어 보디부(120) 내부에 배치될 수 있으며, 한편 가열 부품(320) 및 에어로졸 전구체 부품(200)은 카트리지부(140) 내부에 배치될 수 있고, 이때 전원(340)은 제어 보디부(120) 및 카트리지부(140)의 각각의 단부를 연결할 때 가열 부품(320)과의 통신을 형성한다. 컨트롤러(360)는 제어 보디부(120) 또는 카트리지부(140) 중 어느 하나에 배열 및 배치될 수 있지만, 특정 양태에 있어서는, 컨트롤러(360)가 제어 보디부(120)에 배치된다.
컨트롤러(360), 또는 적어도 컨트롤러와 연관된 프로세서(370)는 전원(340) 및 가열 부품(320)과의 통신을 이루도록 배치된다(제어 보디부(120)와 카트리지부(140)간의 결합시). 본 명세서에 개시된 본 발명의 양태들에 따르면, 프로세서(370)(또는 일반적으로 적절하게는 컨트롤러(360))는 전류 흐름을 전원(340)으로부터 가열 부품(320)까지 작동시키는 제어 부품에 반응하도록 구성될 수 있고, 이러한 제어 부품은, 예를 들어 에어로졸 전구체 부품을 가열하기 위해 가열 부품을 작동시키는 본 명세서에 개시된 바와 같은 사용자-작동식 푸시버튼, 퍼프 센서, 및/또는 임의의 기타 제어 부품을 포함할 수 있다. 제어 부품에 반응하여, 프로세서(370)는 가열 부품(320)에 평균 전력을 제공하기 위해 적어도 전원(340)을 지향시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(370)는, 가열 부품(320)이 에어로졸 전구체 부품(200)을 실질적으로 휘발시킬 만큼 충분히 높은 온도에 이르게 하기 위해(즉, 저항 가열을 통해 또는 본 명세서에 개시된 임의의 다른 유형의 전동식 가열을 통해), 가열 부품(320)으로 지향된 필수 전류에 관련된 정보를 포함하도록 구성될 수 있다. 따라서, 프로세서(370)는 제어 부품에 의한 작동시에 가열 부품(320)으로 지향되는 평균 전력(즉, 가열 부품(320)으로 지향된 필수 전류와 전원(340)의 전압을 곱한 값)을 결정 및 제어할 수 있다. 어떤 경우에는, 컨트롤러(360)는, 제어 부품에 반응하여, 전류를 전원(340)으로부터 가열 부품(320)까지 지향시키기 위해 전원(340)과 가열 부품(320) 사이의 전기 통신에 있어서 스위치 장치(380)를 작동시키도록 구성될 수 있다. 즉, 제어 부품은, 차례로 또는 대응하여, 가열 부품(320)으로의 전류 흐름을 개시하기 위해 스위치 장치(380)를 작동시키는 컨트롤러(360)를 작동시키도록 구성될 수 있다. 스위치 장치(380)는, 예를 들어 온/오프 타입 또는 가변 타입 스위치 장치로 이루어질 수 있다. 일 양태에 있어서, 스위치 장치(380)는, 예를 들어 전력을 가열 부품(320)으로 지향시키는 온/오프 스위치 장치로서 사용된 MOSFET를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서는, 상기와 같은 스위치 장치의 "온" 저항이 상대적으로 낮거나 또는 가능한 한 낮은 것이 중요할 수 있기 때문에, MOSFET를 통해 가열 부품(320)까지 지향될 때에는 전력이 낭비되는 것은 아니다(즉, MOSFET는 50 mΩ 미만의 바람직한 직렬 저항(RDS(on))을 가질 수 있음).
어떤 경우에는, 평균 전력은 전원(340)과 연관된 선택된 전력 설정값(즉, 프로세서(370)에 의해, 또는 프로세서와 연관되고 전원(340)과 가열 부품(320) 사이에서 전기 통신으로 배치되는 다른 조절 부품에 의해 조절되는 전원(340)으로부터의 전력 레벨 또는 전류 출력)에 대응할 수 있다. 가열 부품(320)으로 지향된 필수 전류는 미리 정해질 수 있거나(즉, 제어 보디부(120)와 결합될 수 있는 각각의 카트리지부(140)는 에어로졸 전구체 부품(200)을 휘발시키도록 가열 부품(320)이 필요 온도에 이르게 하기 위해 동일한 전류를 필요로 하는 가열 부품(320)을 포함함), 또는 제어 보디부(120)와 카트리지부(140)간의 결합시에 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 의해 결정될 수 있다(즉, 카트리지부(140)는, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)가 그로부터의 필수 전류의 표시를 수신할 수 있도록 컨트롤러(360) / 프로세서(370)와 통신할 수 있고 또한 통신하도록 구성되는 메모리 또는 다른 데이터 저장소와 같은 다른 부품 또는 프로세서(도시되지 않음)를 포함할 수 있음). 가열 부품으로 지향된 평균 전력이 결정 및 개시되면, 프로세서(370)는 비례적으로 가열 기간을 개시할 수도 있다. 어떤 경우에는, 필요한 평균 전력은, 예를 들어 필요한 평균 전력의 온-디멘드(on-demand) 결정을 위해 (즉, 특정 퍼프의 특성들에 응답하여) 카트리지 보디부(140)와 연관된 프로세서 및/또는 메모리와 컨트롤러(360) / 프로세서(370) 사이의 통신을 포함할 수 있는 사용자에 의한 작동시에 (즉, 퍼프를 거쳐) 결정될 수 있다. 즉, 어떤 경우에는, 가열 부품(320)에 대하여 전원(340)의 소정의 또는 미리 정해진 "설정값"은 가열 부품(320) / 카트리지 보디부(140)에 포함되거나 또는 연관될 수 있고, 또한 제어 보디부(120)와 카트리지 보디부(140)간의 결합시에 및 사용자에 의한 후속 퍼프 개시시에 제어 보디부(120)와 연관된 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 통신될 수 있다. 따라서, 상이한 전력 설정값들 및/또는 전력 프로파일들은 본 기술분야의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이 상이한 카트리지 보디부 유형들, 배치구조체들 등과 연관될 수 있다.
일부 양태에 있어서, 가열 부품(320)으로 지향된 평균 전력은 가열 기간(즉, 예를 들면, 퍼프 센서를 작동시키는 데 필요한 피워물기를 중단시키거나, 또는 휘발되는 에어로졸 전구체 부품이 더 이상은 요망되지 않음을 나타내는 사용자에 의한 푸시버튼 해제시에 종료 또는 끝날 수 있는 가열 기간)의 지속기간 동안 에어로졸 전구체 부품(200)을 휘발시키는 데 필요한 온도를 유지하기에 충분할 수 있다. 그러나, 다른 경우에는, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는, 필요에 따라 또는 소망에 따라, 적어도 가열 부품(320)의 필요 온도를 유지하기 위해, 가열 기간의 지속기간에 걸쳐 에어로졸 전구체 부품(200)을 휘발시키고 평균 전력을 조절(증가 또는 감소)하는 데 필요한 온도를 가열 부품(320)이 유지하고 있는지를 판정하기 위해, 가열 부품(320)을 감시하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 일부 양태에 있어서, 필요 온도는 가열 기간 내내 거의 일정할 수 있으며, 이러한 경우에, 평균 전력은 필요 온도를 유지하도록 조절되거나, 또는 가열 부품의 온도를 필요 온도 주변의 온도 범위 내로 유지하도록 조절될 수 있다. 그러나, 다른 양태들에 있어서, 필요 온도는 가열 기간의 지속기간 내내 반드시 일정할 필요는 없으며, 이러한 경우에, 평균 전력은 가열 부품(320)의 온도가 가열 기간의 지속기간에 걸쳐 연장되는 온도 프로파일에 따라 달라지도록 조절(즉, 경사식, 순환신, 맥동식 조절 등)될 수 있다.
가열 부품(320)의 감시 및 가열 부품으로 지향된 평균 전력의 조절을 구현하기 위해, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 가열 부품(320)에서의 전압과 가열 부품(320)을 통한 전류의 곱으로서 가열 부품(320)으로 지향된 실제 전력을 결정하도록 구성될 수 있다. 즉, 일부 양태에 있어서, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 가열 부품(320)을 가로지르는 전압 강하를 결정하도록 구성될 수 있다. 다른 양태들에 있어서, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 가열 부품(320)에서의 실제 전압을 기준 전압(즉, 컨트롤러(360) / 프로세서(370) 내부의 또는 이들과 연관된 기준 전압)과 비교함으로써 가열 부품(320)에서의 전압을 결정하도록 구성될 수 있다. 이러한 일부 양태에 있어서, 가열 부품(320)에서의 실제 전압은 약 2.0 V와 약 4.2 V 사이(즉, 전원(340)과 연관된 전압)로 될 수 있다. 이러한 다른 양태들에 있어서, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)의 내부 기준 전압은 실제 전압이 기준 전압과 비교될 수 있도록 적절히 설정될 수 있으며, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 실제 전압에 전압 분할기(400)를 적용하고 나서, 분할된 전압(즉, 전압 분할기를 거친 실제 전압, 또는 가열 부품(320)에 대한 입력 전압의 표시)을 내부 기준 전압과 비교하도록 추가로 구성될 수 있다. 예를 들어, 가열 장치에서의 실제 전압이 약 2.0 V의 낮은 값과 약 4.2 V의 높은 값 사이에 있는 경우에는, 분할된 전압은 실제 전압의 낮은 값 및 높은 값에 대응하는 낮은 값 및 높은 값을 가질 수도 있으며, 내부 기준 전압은 분할된 전압의 높은 값보다 큰 값으로 적절히 설정된다.
일부 양태에 있어서, 전압 분할기(400)는, 예를 들어 가열 부품(320)에서의 입력 (실제) 전압을 사용해서 기준 전압에 비례하는 낮은 전압 신호를 형성하도록 구성된 2개의 직렬 저항기를 포함할 수 있다. 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 전압 분할기(400)로부터 분할된 전압을 수신하기 위해 전압 분할기와 통신하도록 추가로 구성될 수 있으며, 분할된 전압(460)은 제 1 저항기(420)와 제 2 저항기(440)의 합에 대한 제 2 저항기(440)의 비율이 곱해진 가열 부품(320)에서의 실제 전압이고, 제 1 및 제 2 저항기는 전압 분할기(400)를 형성하는 연속으로 접속된 저항기이다. 일부 특정 양태에 있어서, 전압 분할기(400)는, 예를 들어 약 500 kΩ과 약 1000 kΩ 사이의 저항을 갖는 제 1 저항기(420), 및 약 100 kΩ과 약 500 kΩ 사이의 저항을 갖는 제 2 저항기(440)를 포함할 수 있다. 따라서, 약 2.0 V와 약 4.2 V 사이의 가열 부품(320)에서의 실제 전압은 적절히 설정된 기준 전압에 대한 비례 비교를 위해 약 0.4 V와 약 0.84 V 사이의 분할된 전압(460)을 생성할 수 있다. 일부 양태에 있어서는, 예를 들어, 제 1 저항기(420) 및 제 2 저항기(440)가 약 1:1 내지 약 10:1 사이의 저항비를 갖는 한, 제공된 예에서 지정된 특정 저항기 값들을 이용하는 것, 또는 기준 전압과의 비교에 적합한 분할된 전압 범위를 제공하는 것이 필요하지 않을 수도 있다. 일부 특정 양태에 있어서는, 제 1 저항기(420) 및 제 2 저항기(440)가 그들 사이에 약 5:1의 저항비를 가지는 것이 바람직할 수 있다. 또 다른 양태에 있어서, 전압 분할기의 제 1 저항기 및 제 2 저항기는 그들 사이에, 분할된 전압의 범위의 높은 값에 대한 컨트롤러(360) / 프로세서(370)의 내부 기준 전압의 비에 대응하는 저항비를 갖도록 구성될 수 있다. 특정한 일 양태에 있어서, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)의 내부 기준 전압을 구현하도록 구성된 전압 ADC 블록(525)(즉, 10-비트 축차 비교형 아날로그 디지털 컨버터)을 포함할 수 있다.
또 다른 양태에 있어서, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는, 예를 들어 가열 부품(320)과 전원(340) 사이에 연속으로 배치된 저항기(575)를 가로지르는 전압 강하를 결정함으로써, 가열 부품(320)을 통한 전류 흐름(550)(즉, 차동 전류)을 결정하도록 구성될 수도 있다. 구체적으로, 전류 감지 배치구조체는 2개의 별도의 ADC 입력들 사이의 차동 전압을 측정하기 위해 컨트롤러(360) / 프로세서(370)의 전문화된 내부 기능 블록을 구현할 수 있다. 전류 감지 배치구조체(즉, 저항기)의 값이 전체 시스템 전력 손실의 한 원인이 될 수 있기 때문에, 선택된 저항기의 저항을 상대적으로 낮게 하는 것이 중요할 수 있다. 특정한 일 양태에 있어서, 전류 감지 배치구조체 내의 저항기(575)의 저항은, 예를 들어 0.02 Ω일 수 있다. 차동 ADC(590)는 저항기(575)를 가로지르는 전압 강하를 측정하고, 저항기(575)의 저항값이 상대적으로 낮고 최종 전압 강하 측정치가 상대적으로 작기 때문에, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)의 전문화된 다른 기능 블록은 측정된 전압 강하치를, 예를 들어 50배까지 조정하도록 구현될 수 있다. 주어진 예에 대하여 V = I * R 의 방정식을 이용하면, 본 명세서에 개시된 전류 감지 배치구조체는 0 A와 4 A 사이의 전류에 대하여 0 V와 약 0.05 V 사이의 측정 범위를 생성할 수 있고, 이 측정 범위에는 자동으로 50이 곱해지게 되어서, 결국 컨트롤러(360) / 프로세서(370)의 내부 기준 전압과 비교될 수 있는 전압이 얻어진다. 특정한 일 양태에 있어서, 가열 부품(320)을 통한 전류 흐름은, 예를 들어 차동 입력, 이득 스테이지, 및 컨트롤러(360) / 프로세서(370)의 내부 기준 전압을 이용하도록 구성된 컨트롤러(360) / 프로세서(370)의 전류 감지 ADC 블록(590)(즉, 10-비트 축차 비교형 아날로그 디지털 컨버터)을 이용해서 결정될 수 있다.
컨트롤러(360) / 프로세서(370)가 가열 부품에 대한 실제 전압 및 전류의 표시를 결정했으면, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 2개의 ADC 입력으로부터 결정된 값들을 판독하고, 가열 부품(320)으로 지향된 순간 "실제" 전력(I * V)(예를 들어, 도 2의 요소(595)를 참조하기 바람)을 결정하도록 추가로 구성될 수 있다. 어떤 경우에는, 상기와 같은 "순간(instantaneous)" 전력 측정치는 값들(즉, 다른 순간 전력 측정치들)의 이동 윈도에 추가될 수 있으며, 이후, 예를 들어 Pavg = Psample + Pavg -1 / WindowSize (윈도사이즈) 의 방정식에 따라 윈도의 평균이 계산될 수 있다. 일부 양태에 있어서, 예를 들어, 윈도 사이즈는 약 20 샘플과 약 256 샘플 사이일 수 있다.
이후, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 가열 부품(320)이 경험한 실제 전력을 평균 전력(즉, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 의해 개시되고 스위치 장치(380)에 의해 전원(340)과 연관되는 선택된 전력 설정값)과 비교하도록 추가로 구성될 수 있다. 선택된 전력 설정값이, 동일한 내부 전압 기준치에 대하여, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 의해 개시될 수 있기 때문에, 예를 들어 컨트롤러(360) / 프로세서(370)와 연관된 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해 구현된 비교기에 의해 비교가 수행될 수 있다. 비교에 의거하여, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는, 가열 부품(320)을 향해 지향된 실제 전력을 선택된 전력 설정값을 향해 조절하거나 또는 지향시키기 위해(즉, 가열 부품(320)에서 결정된 전력이 지정 또는 소정의 전력 설정값에 대응하도록), 가열 부품(320)으로 지향된 평균 전력(즉, 선택된 전력 설정값)을 조절하도록 추가로 구성될 수 있다. 본 기술분야의 숙련자라면, 비교에 의거하여, 선택된 전력 설정값이 적절히 동일한 증가 또는 감소 상태를 유지할 수 있음을 인식할 것이다. 전자 흡연 물품의 특정 응용에 있어서 가열 부품(320)에 대하여 바람직할 수 있는 신속한 가열 때문에, (i) 예를 들어, 저항 요소의 가열, 및 그것에 의해 경험하는 온도를 제어하기 위한 가열 부품(320)을 통한 전류 흐름을 조절하고, (ii) 에어로졸 전구체 부품 및/또는 기타 향미료 또는 흡입 가능한 물질을 운반하는 기재 또는 기타 부품의 과열 및 열화를 방지하기 위해, 전류 조절 부품을 포함하는 것이 유용할 수 있다. 따라서, 가열 부품(320)으로 지향된 전력의 조절은, 예를 들어 가열 부품(320)을 소정 온도 범위 내에 유지하기 위해 가열 부품(320)을 통한 전류 흐름의 변조를 수반할 수 있다. 다른 경우에는, 정해진 또는 미리 선택된 온도가 달성되면, 전류 조절 부품은 가열 부품(320)으로의 전류 흐름을 정지시키도록 기능할 수 있다. 또 다른 경우에는, 정해진 또는 미리 선택된 기간 동안 정해진 또는 미리 선택된 온도를 유지하기 위해 정해진 또는 미리 선택된 온도가 달성되면, 마찬가지로 전류 조절 부품은 가열 부품(320)으로의 전류를 주기적으로 온오프 시킬 수 있다. 본 기술분야의 숙련자라면, 일부 양태에 있어서, 이러한 조절에는 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 의한 선택된 전력 설정값의 변동이 수반될 수 있음을 인식할 것이다.
본 개시물의 추가적인 양태에 있어서, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 실제 전력을 주기적으로 결정하고, 이어서 실제 전력을 평균 전력과 비교하고 나서, 가열 기간의 종료 또는 중단시까지, 실제 전력을 선택된 전력 설정값을 향해 지향시키기 위해 가열 부품(320)으로 지향된 평균 전력을 조절하도록 추가로 구성될 수 있다. 즉, 일례에 있어서, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는, 가열 부품(320)의 초기 가열 요구시에, 전원(340)에 의해 출력된 평균 전력(즉, 구성된 전력 설정값)을 가열 부품(320)에 대하여 설정하도록 구성될 수 있다. 이후, 가열 기간의 종료 또는 중단시까지 알고리즘이 시작되고, 이러한 알고리즘은, 예를 들어, 가열 기간 내내 가열 부품에 대한 지정 또는 소정의 전력 송달을 유지하기 위해, 가열 부품(320)에서 결정된 저항의 불일치 및/또는 전원(즉, 배터리) 전압의 변동 및 붕괴를 자동으로 보상할 수 있다. 구체적으로, (1) Pave(가열 부품(320)에서 결정된 실제 전력)가 선택된 전력 설정값(평균 전력)보다 작으면, 전원(340)으로부터 가열 부품(320)까지의 전류 흐름을 허용하기 위해 MOSFET 스위치 장치(380)가 켜지고; (2) Pave가 선택된 전력 설정값보다 크면, 전원(340)으로부터 가열 부품(320)까지의 전류 흐름을 방지하기 위해 MOSFET 스위치 장치(380)가 꺼지고; (3) 가열 기간의 종료 또는 중단시까지 상기 1 및 2 단계가 반복된다. 구체적으로, 가열 기간 동안, 가열 부품(320)에서의 실제 전력의 결정 및 계산, 미리 선택된 전력 설정값과 실제 전력의 비교, 및 미리 선택된 전력 설정값의 조절을 위한 스위치 장치(380)의 ON/OFF 판단은, 가열 부품(320)으로 지향되고 가열 부품에서 송달되는 더욱 안정적이고 정밀한 평균 전력을 보장하기 위해, 예를 들어 초당 약 20 회 내지 약 50 회의 비율로 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 의해 실질적으로 계속 수행될 수 있다. 어떤 경우에는, 본 명세서에 개시된 바와 같은 응용들에 있어서의 부품 공차 및 설계 공차는 실제 전력을 미리 선택된 전력 설정값의 약 1% 내지 약 10% 내로 제어 및 유지할 수 있다.
일부 양태에 있어서, 본 명세서에 개시된 배치구조체는 전자 흡연 물품(100)과 연관된 고장 또는 오작동을 결정하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 가열 부품(320)에서의 실제 전압이 기대 전압 범위의 최소값보다 낮은 것은 전원(340)(즉, 배터리)이 낮거나, 방전되어 있거나, 또는 불량임을 나타내는 지표일 수 있다. 다른 예에 있어서, 가열 부품(320)을 통한 전류 흐름이 없으면, 가열 부품(320)에 결함이 있음을 나타내는 것이거나, 또는 제어 보디부(120)와 카트리지부(140) 사이의 접속이 부적절하거나 결함이 있는 것임을 나타내는 것일 수 있다. 따라서, 일부 양태에 있어서, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 이러한 상태들을 인식해서 사용자에게 이러한 고장 상태 또는 오작동을 통지하도록 구성될 수 있다.
본 기술분야의 숙련자라면, 본 명세서의 본 개시물의 양태들과 연관된 배치구조체들이 그와 연관된 방법 양태들을 포함할 수도 있음을 추가로 인식할 것이다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 방법 양태들은 전자 흡연 물품의 에어로졸 전구체 배치구조체의 가열을 제어하는 방법(600)을 포함할 수 있으며, 상기 방법은: 전원으로부터의 평균 전력을 에어로졸 전구체 배치구조체를 가열하도록 배치된 가열 장치로 지향시키고, 비례적으로 가열 기간을 개시하는 단계로서, 평균 전력이 전원과 연관된 선택된 전력 설정값에 대응하는 단계(블록 620); 가열 장치로 지향된 실제 전력을 가열 장치에서의 전압과 가열 장치를 통한 전류의 곱으로서 결정하는 단계(블록 640); 실제 전력을 평균 전력과 비교하는 단계(블록 660); 실제 전력을 선택된 전력 설정값을 향해 지향시키기 위해 가열 장치로 지향된 평균 전력을 조절하는 단계(블록 680); 및 가열 기간의 종료시까지, 주기적으로 실제 전력을 결정하고, 실제 전력을 평균 전력과 비교하고, 실제 전력을 선택된 전력 설정값을 향해 지향시키기 위해 평균 전력을 조절하는 단계(블록 700)를 포함한다.
본 개시물의 또 다른 양태에 있어서는, 컴퓨터 프로그램 코드가 저장되어 있는 적어도 하나의 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다. 이 실시예의 프로그램 코드는 적어도 그 실행시에 방법 양태들의 단계들을 수행하기 위한 프로그램 코드를 포함할 수 있다. 즉, 도 4의 플로차트의 각각의 블록, 및/또는 플로차트의 블록들의 조합은 컴퓨터 판독 가능한 프로그램 명령어들이 저장되어 있는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능한 매체를 포함하는 하드웨어 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품과 같은 다양한 수단에 의해 구현될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 본 명세서에 기재된 하나 이상의 절차는 컴퓨터 프로그램 제품의 컴퓨터 프로그램 명령어들에 의해 구현될 수 있다. 이와 관련하여, 본 명세서에 기재된 절차들을 실현할 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품(들)은 컨트롤러(360) 또는 다른 적절한 컴퓨팅 장치의 하나 이상의 메모리 장치에 의해 저장되어서, 컨트롤러(360) 또는 다른 컴퓨팅 장치와 연관된 프로세서(370)에 의해 실행될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 상술한 절차들을 실현하는 컴퓨터 프로그램 제품(들)을 포함하는 컴퓨터 프로그램 명령어들은 복수의 컴퓨팅 장치의 메모리 장치에 의해 저장될 수 있다. 이해할 수 있겠지만, 임의의 상기와 같은 컴퓨터 프로그램 제품은, 컴퓨터 또는 다른 프로그래머블 장치에서 실행되는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 플로차트 블록(들)에서 지정된 기능들을 실행하기 위한 수단을 생성하도록, 기계를 생산하기 위해 컴퓨터 또는 다른 프로그래머블 장치에 로딩될 수 있다. 또한, 컴퓨터 프로그램 제품은, 컴퓨터 프로그램 제품이 플로차트 블록(들)에서 지정된 기능을 구현하는 제조 물품을 포함하게 하는 특정 방식으로, 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능한 메모리가 컴퓨터 또는 다른 프로그래머블 장치 또는 부품을 기능시킬 수 있도록, 컴퓨터 프로그램 명령어들이 저장될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능한 메모리를 포함할 수 있다. 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품의 컴퓨터 프로그램 명령어들은, 컴퓨터 또는 다른 프로그래머블 장치에서 실행되는 명령어들이 플로차트 블록(들)에서 지정된 기능들을 구현하게 하는 컴퓨터 구현 프로세스를 만들기 위해 컴퓨터 또는 다른 프로그래머블 장치 또는 부품에서 일련의 연산이 수행되게 하기 위해 컴퓨터 또는 다른 프로그래머블 장치 또는 부품에 로딩될 수도 있다. 결국, 플로차트의 블록들은 지정된 기능들을 수행하기 위한 수단의 조합을 지원한다. 플로차트의 하나 이상의 블록, 및 플로차트의 블록들의 조합은 지정된 기능들을 수행하는 특수 목적 하드웨어 기반의 컴퓨터 시스템, 또는 특수 목적 하드웨어와 컴퓨터 프로그램 제품(들)의 조합에 의해 구현될 수 있다.
본 개시물의 또 다른 양태에 있어서는, 처리 회로, 또는 적어도 적절한 프로세서(370)를 구비하는 장치가 제공된다. 이 예시적인 실시예의 처리 회로는 적어도 방법 양태의 단계들을 수행하기 위해 장치를 제어하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 5는 일부 예시적인 실시예에 따라 컴퓨팅 장치에서 구현될 수 있는 장치(350)의 블록도를 나타낸다. 이와 관련하여, 컨트롤러(360)와 같은 컴퓨팅 장치에서 구현될 때, 장치(350)는 하나 이상의 예시적인 실시예에 따라 시스템 내에서 컴퓨팅 장치가 작동하게 할 수 있다. 이하에서 도 5에 대하여 나타내지며 기재되는 부품들, 장치들 또는 요소들이 필수적인 것은 아니기 때문에 어떤 실시예에서는 일부가 생략될 수 있음이 인식될 것이다. 추가적으로, 일부 실시예는 도 5에 대하여 나타내지며 기재되는 것들 이외의 부가적인 또는 상이한 부품들, 장치들 또는 요소들을 포함할 수 있다.
일부 예시적인 실시예에 있어서, 장치(350)는 앞서 개시된 방법 양태들과 같은 본 명세서에 개시된 하나 이상의 예시적인 실시예에 따라 동작들을 수행하도록 구성될 수 있는 처리 회로(310)를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 처리 회로(310)는 다양한 예시적인 실시예에 따라 장치(350)의 하나 이상의 기능을 수행하거나 및/또는 수행을 제어하도록 구성될 수 있고, 그에 따라 다양한 예시적인 실시예에 따라 장치(350)의 기능들을 수행하기 위한 수단을 제공할 수 있다. 처리 회로(310)는 하나 이상의 예시적인 실시예에 따라 데이터 처리, 애플리케이션/소프트웨어 실행 및/또는 다른 처리 및 관리 서비스를 수행하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 장치(350), 또는 처리 회로(310)와 같은 장치의 부분(들) 또는 부품(들)은 각각 하나 이상의 칩을 포함할 수 있는 하나 이상의 칩셋을 포함할 수 있다. 따라서, 장치(350)의 처리 회로(310) 및/또는 하나 이상의 추가적인 부품은, 일부 경우에는, 실시예를 단일의 칩 또는 칩셋에 구현하도록 구성될 수 있다. 장치(350)의 하나 이상의 부품이 칩셋으로서 구현되는 일부 예시적인 실시예에 있어서, 칩셋은 컴퓨팅 장치에 구현되거나 또는 컴퓨팅 장치에 작동 가능하게 결합될 때 시스템에서 컴퓨팅 장치가 작동할 수 있게 할 수 있다. 따라서, 예를 들어 장치(350)의 하나 이상의 부품은 컴퓨팅 장치가 네트워크를 통해 작동할 수 있게 하도록 구성된 칩셋을 제공할 수 있다.
일부 예시적인 실시예에 있어서, 처리 회로(310)는 프로세서(370)를 포함할 수 있고, 일부 실시예에 있어서는, 도 5에 나타내진 바와 같이, 메모리(314)를 추가로 포함할 수 있다. 처리 회로(310)는, 본 명세서에 추가로 개시된 바와 같이 통신 인터페이스(들)(316) 및/또는 선택 제어 모듈(318)과 통신이 이루어지거나 또는 이들을 제어할 수 있다. 프로세서(370)는 본 기술분야의 숙련자에 의해 인식될 수 있듯이 다양한 형태로 실현될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(370)는, 예를 들어 특수 용도 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 그들의 일부 조합 등과 같은 집적 회로를 포함하는 마이크로프로세서, 보조 프로세서, 컨트롤러 또는 다양한 다른 컴퓨팅 또는 처리 장치와 같은 다양한 처리 수단으로서 실현될 수 있다. 단일의 프로세서로서 나타내져 있지만, 프로세서(370)가 복수의 프로세서를 포함할 수 있음이 인식될 것이다. 복수의 프로세서는 서로 작동 가능하게 통신할 수 있으며, 본 명세서에 기재된 바와 같이, 장치(300)의 하나 이상의 기능을 수행하도록 총괄하여 구성될 수 있다. 일부 예시적인 실시예에 있어서, 프로세서(370)는 메모리(314)에 저장될 수 있거나 또는 프로세서(370)에 액세스 가능할 수 있는 명령어들을 실행하도록 구성될 수 있다. 따라서, 하드웨어에 의해 구성되든지, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 구성되든지 간에, 프로세서(370)는 다양한 실시예에 따라 상응하게 구성되는 작업들을 수행할 수 있다.
일부 예시적인 실시예에 있어서, 메모리(314)는 하나 이상의 메모리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(314)는 내장형 및/또는 외장형 메모리 장치를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 메모리(314)는 프로세서(370)에 의해 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램 명령어들(즉, 소프트웨어)을 저장할 수 있는 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 제공할 수 있다. 이와 관련하여, 메모리(314)는 본 명세서에 개시된 방법 양태들과 같은 하나 이상의 예시적인 실시예에 따라 장치(350)가 다양한 기능을 수행하는 것이 가능하도록 정보, 데이터, 애플리케이션, 명령어들 등을 저장하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 메모리(314)는 장치(350)의 부품들 중에서 정보를 처리하기 위한 버스(들)를 통해 하나 이상의 프로세서(370), 통신 인터페이스(들)(316), 또는 선택 제어 모듈(318)과 통신할 수 있다.
장치(350)는 통신 인터페이스(316)를 추가로 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(316)는 네트워크 등을 통해 다른 컴퓨팅 장치에 의해 송신될 수 있는 신호를 장치(350)가 수신하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이와 관련하여, 통신 인터페이스(316)는 다른 장치들 및/또는 네트워크들과의 통신이 가능하도록 하나 이상의 인터페이스 메커니즘을 포함할 수 있다. 따라서, 통신 인터페이스(316)는, 예를 들어 무선 통신 네트워크(예를 들어, 셀룰러 네트워크, WLAN 등)와의 통신을 가능하게 하는 안테나(또는 다중 안테나) 및 지원 하드웨어 및/또는 소프트웨어, 및/또는 케이블, 디지털 가입자 회선(DSL), USB, 파이어와이어(FireWire), 이더넷(Ethernet) 또는 다른 와이어라인 네트워킹 방법들을 통한 통신을 지원하기 위한 통신 모뎀 또는 기타 하드웨어/소프트웨어를 포함할 수 있다.
장치(350)는 선택 제어 모듈(318)을 추가로 포함할 수 있다. 선택 제어 모듈(318)은 본 명세서에 개시된 바와 같이 본 개시물의 양태들의 특정한 작동들 또는 기능들을 수행하기 위해 컴퓨터 판독 가능한 프로그램 명령어들을 저장하고 처리 장치(예를 들어, 프로세서(370))에 의해 실행 가능한 컴퓨터 판독 가능한 매체(예를 들어, 메모리(314))를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품, 하드웨어, 회로와 같은 다양한 수단으로서 실현될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 프로세서(370)(또는 처리 회로(310))는 선택 제어 모듈(318)을 포함하거나, 또는 제어할 수 있다.
전술한 기재 및 연관된 도면들에 나타나 있는 교훈의 이점을 취하는 이들 발명이 속하는 기술분야의 숙련자들에게는 본 명세서에 기재된 본 발명의 많은 수정예들 및 기타 실시예들이 인식될 것이다. 예를 들어, 전자 흡연 물품(100)은 일반적으로 사용자에 의해 결합/분리되게 구성되며 별도로 제조될 수 있는 2개의 주요 하위 부품― 전력/제어 유닛 및 카트리지 유닛 ―을 포함하는 전자 담배 장치로서 특징지어질 수 있다. 전력/제어 유닛(또는 "제어 보디부")은 배터리, 전자 제어부, 라이트/LED, 및/또는 압력 작동식 스위치를 포함할 수 있다. 전력/제어 유닛의 전기 부품들은, 예를 들어 거기에 납땜된 배터리로부터 와이어를 갖는 가요성 회로 보드에 결합될 수 있다. 전력/제어 유닛의 하우징은, 예를 들어 관형이며, 스테인리스 스틸, 알루미늄 등으로 이루어질 수 있다. 카트리지 유닛(또는 "카트리지 보디부")은 에어로졸을 발생시키는 데 필요한 부품들, 예를 들어 심지를 감싸는 히터 와이어, "전자 담배용 액체(e-liquid)", 흐름관, 및 전자 담배용 액체를 내포하는 "기재" 재료(즉, 섬유 배팅(fiber batting))를 수용하도록 구성된다. 일부 경우에는, 심지가 전자 담배용 액체로 포화되게 구성되며, 이 전자 담배용 액체는 히터 와이어를 통한 전류 흐름에 의해 가열될 때 기화될 것이다. 카트리지 유닛은 위조 카트리지 유닛이 전력/제어 유닛과 함께 사용되는 것을 저지 또는 방지하기 위해 인증 장치(즉, Texas Instruments Model bq26150 인증 IC)를 또한 포함할 수 있다. 인증 장치와 연관된 추가적인 메모리 유닛은 카트리지 유닛의 소모량을 저장하는 것뿐만 아니라 카트리지 유닛과 연관된 다른 프로그래머블 특징들 및 정보를 저장하는 것에 사용될 수 있다. 전력/제어 유닛이 포함된 배터리는, 예를 들어 USB 충전기에 의해 재충전되도록 구성될 수 있다. 카트리지 유닛은 "사전-충전"될 수 있거나, 또는 재충전 가능할 수 있거나 또는 가능하지 않을 수 있는 특정한 양의 전자 담배용 액체를 포함할 수 있다. 전자 담배용 액체(본 명세서에서는, 예를 들어 에어로졸 전구체 부품으로서 인용됨)는 본 명세서에 개시된 바와 같이 다양한 형태로 제공될 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 전력/제어 유닛 및 카트리지 유닛의 시스템 디자인은, 카트리지 유닛의 가열 요소가, 예컨대 시스템 블록도에서 부하 저항기로서 표시될 수 있음을 나타낸다. 또한, 대표적인 전자 흡연 물품의 기능적인 작업의 일례가 본 명세서에 개시된다. 구체적으로, 일 구성에 있어서, 전력/제어 유닛(제어 보디부)은, 예를 들어 Microchip Model PIC18F14K50 Microcontroller(컨트롤러(360) / 프로세서(370)), 적색 LED(250), 백색 LED(260), 압력 스위치(270)(즉, 퍼프 센서), MOSFET 스위치 장치(380), 및 리튬 폴리머 배터리(전원(340))를 포함할 수 있다.
압력 스위치(270)(퍼프 센서)는 집적 회로(일부 경우에는, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)가 포함/연관될 수 있거나 또는 그것에 대하여 별개의 유닛으로서 구성될 수 있음)와 통신하도록 구성되고, 그 멤브레인 부품을 가로지르는 압력차(즉, 사용자에 의한 전자 흡연 물품(100)에서의 "퍼프")를 검출하도록 배치된다. 압력 스위치(270)는 멤브레인 부품이 경험한 압력차에 대한 반응에 응답해서 전압 또는 다른 적절한 신호를 출력하도록 추가로 구성된다. 압력 스위치(270)에 의해 출력된 이 전압 또는 다른 적절한 신호는, 메인 전원을 작동시킴으로써, 예를 들어 래치(latch) 장치(280)를 통해 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 전력을 투입하기 위해 컨트롤러(360) / 프로세서(370)로 지향된다. 이후, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 동일한 래치 장치(280)에 "전력 유지(power hold)" 신호를 강제 및 출력해서, 압력 스위치(270)의 향후의 출력 상태에 관계없이, 메인 전원으로부터의 전력을 컨트롤러(360) / 프로세서(370)가 계속해서 수신하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. "전력 유지" 신호는 특정한 기간 동안 또는 후속 신호에 의해 무효화될 때까지 강제될 수 있다.
컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 카트리지 유닛(카트리지 보디부)과 연관된 보안 장치에, 예를 들어 그것과 연관된 액체/전자 담배용 액체(에어로졸 전구체 부품) 레벨 및/또는 카트리지 유닛(카트리지 보디부)의 (제어 보디부에 대한) 진본성/호환성을 확인하기 위해, 나중에 질의하도록 추가로 구성될 수 있다. 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 최소한의 요건들이 충족되는지를 결정하기 위해 배터리(전원(340)) 전압 레벨을 검사하도록 구성될 수도 있다. 허용되면(즉, 예를 들어, 적절한 액체 레벨, 인증된 카트리지 유닛, 및 충분한 전원 레벨로, 모든 검사가 성공적이면), 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 MOSFET 스위치 장치(380)를 작동시킴으로써 가열 부품(320)을 작동시키도록 구성될 수 있다.
퍼프 도중에(즉, 유저가 전자 흡연 물품(100)을 피워물거나 또는 계속해서 피워무는 동안), 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 소프트웨어로, 하드웨어로, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있는 적절한 전력 제어 배치구조체를 이용해서 가열 부품(320)의 입력 및/또는 출력 전기 파라미터들을 감시하도록 구성될 수 있다. 어떤 경우에는, 전력 제어 배치구조체는, 예를 들어 MOSFET 스위치 장치(380)를 이용해서 전원(340)으로부터의 출력을 변조함으로써, 가열 부품(320)의 가열 성능을 최적화하기 위해 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 의해 실행 가능한 소프트웨어로서 구성될 수 있다. 상기와 같은 방식에 있어서, 전원(340)에서의 및 전원에 의해 제공된 전압이 붕괴될 수 있을 때에도, 단일의 퍼프 동안에 뿐만 아니라 다수의 퍼프에 걸쳐 사용자가 경험하는 실질적으로 일관된 증기를 제공하기 위해, MOSFET 스위치 장치(380)를 이용해서 변조됨에 따라, 실질적으로 일관된 전력 레벨(또는, 예를 들어 가열 프로파일 이후의 일련의 전력 레벨들)이 가열 부품(320)에 송달될 수 있다.
일부 양태에 있어서, 카트리지 유닛은 메모리 장치를 포함할 수 있으며, 가열 부품(320)에 대하여 전원(340)을 위한 소정의 또는 미리 정해진 "설정값" 또는 "설정값 프로파일"은 가열 부품(320) / 카트리지 보디부(140) / 카트리지 유닛의 메모리 장치에 저장되거나, 포함되거나 또는 연관될 수 있고, 제어 보디부(120)와 카트리지 보디부(140)간의 결합시에 전력/제어 유닛 / 제어 보디부(120)와 연관된 컨트롤러(360) / 프로세서(370)와 통신될 수 있다. 따라서, 상이한 전력 설정값들 및/또는 전력 프로파일들은, 본 기술분야의 숙련자에 의해 인식될 수 있듯이, 상이한 카트리지 보디부 타입들, 배치구조체들 등과 연관될 수 있다. 다른 양태들에 있어서, 가열 부품 제어 파라미터들 또는 전원 조절 파라미터들은 가열 부품(320)에 대한 전력 제어 알고리즘/스키마의 전부 또는 일부를 (재)구성하도록 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 의해 사용될 수 있는 메모리 장치에서 프로그래밍될 수 있다.
사용자에 의한 각각의 퍼프 도중에, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는, 예를 들어 주문에 의한 또는 미리 정해진 작동 프로파일을 이용해서 백색 LED(260)를 작동시키도록 구성될 수 있다. 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 적색 및 백색 LED(250, 260)의 조합을 작동시켜서 다양한 인디케이터(즉, 낮은 배터리, 낮은 액체 레벨, 카트리지 유닛의 무인증 등)를 자용자에게 제공하고, 그렇게 해서 사용자와의 상호작용을 위한 "사용자 인터페이스"를 제공할 수 있다. 이러한 인디케이터들은, 예를 들어 본 기술분야의 숙련자에 의해 인식되듯이, 연속 조명, 명멸, 번쩍임, 페이드 인 / 페이드 아웃, 작동 / 비작동 등, 또는 그 조합들을 포함할 수 있다.
일부 양태에 있어서, 전원(340)(즉, 배터리)은 (재)충전 가능한 것일 수 있다. 상기와 같은 경우에, 전원(340)은, 예를 들어 전력/제어 유닛(제어 보디부(120))을 카트리지 유닛과 연관된 상응하는 커넥터(290)를 통해 카트리지 유닛(카트리지부(140))에 연결하는 데 사용된 커넥터(285)를 통해 충전 또는 재충전될 수 있다. 구체적으로, 커넥터(285)는 전력/제어 유닛 내의 전원(340)을 카트리지 유닛 내의 가열 부품(320)에 연결하기 위한 컨덕터들을 포함할 수 있다. 따라서, 전원(340)이 리튬 이온 배터리와 같은 재충전 가능한 배터리를 포함하는 경우에 있어서, 커넥터(285)와 연관된 동일한 컨덕터들은 전원(340)에 충전 전류를 제공하는 데 사용될 수 있다. 컨트롤러(360) / 프로세서(370)가 전원 차단된 상태에서, 충전기 장치는 전력/제어 유닛 커넥터(285)에 연결될 수 있고, 충전기 장치는, 예를 들어 턴-온 래치 장치(280)가 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 전원을 투입하는 것을 허용하기 위해 MOSFET 스위치 장치(380)를 통해 충전 전류/전압을 지향시키도록 구성될 수 있다. 일부 이러한 양태에 있어서, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 전원(340)의 충전 프로세스를 감시하도록 구성될 수 있다. 충전 프로세스의 말미에는, 예를 들어, 백색 LED는 충전 프로세스가 완료하는 것을 표시하기 위해 조명될 수 있다.
본 기술분야의 숙련자라면, 본 명세서에 개시된 전자 흡연 물품의 예시적인 양태들의 작동/기능이 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해 달성 및 구현될 수 있음을 인식할 것이다. 소프트웨어로 실현되면, 본 명세서의 전자 흡연 물품의 양태들은 전자 흡연 물품이 마치 상태 기계(state machine)였던 것처럼 구현되어야 하는 것은 아니며, 본 명세서에 언급된 소프트웨어 및/또는 하드웨어의 임의의 "상태"가 반드시 상술한 소프트웨어에 있어서의 임의의 특정 장소 또는 양태에 대응할 필요는 없다는 점이 이해될 것이다. 도 6은, 논의된 바와 같이, 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있는, 본 명세서에 개시된 전자 흡연 물품의 양태들의 작동들/기능들의 흐름을 개략적으로 나타낸다.
본 명세서에 개시된 전자 흡연 물품의 양태들의 예시적인 부품들에 대하여, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)(즉, Microchip Model PIC18F14K50)는, 예를 들어 애플리케이션 소프트웨어, 통신 인터페이스(즉, 카트리지 유닛과 연관된 프로세서/메모리와의 통신을 위한, 또는 자동화된 테스트/진단 고정물과 같은 다른 외부 고정물 또는 요소와의 통신을 위한 단일-와이어 인터페이스), 데이터 수집 소프트웨어 등을 저장하기 위한 메모리(즉, 32KB의 프로그램 메모리)를 포함할 수 있거나 또는 메모리와 연관지어질 수 있다. 프로세서가 카트리지 유닛(즉, Texas Instruments Model bq26150 IC)에 포함되는 경우에, 그 프로세서는 예를 들어 인증 정보, 호환성 데이터, 특징 데이터, 일련 번호, 및 다른 적절한 데이터를 저장하기 위한 메모리(즉, 24KB 메모리)를 포함할 수 있거나, 또는 메모리와 연관지어질 수 있다.
전자 흡연 물품에 의한 전력/전류 소비에 관하여, 4가지의 예시적인 작동 모드: 즉 OFF(끄기), ON(켜기), CHARGING(충전하기) 및 PUFFING(피우기)이 있을 수 있다. OFF 모드는 컨트롤러(360) / 프로세서(370)가 전원 차단되는 경우로서 규정될 수 있으며, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)가 전원 투입될 필요가 있음을 나타내는 퍼프 센서로부터의 신호 또는 전자 흡연 물품과의 다른 사용자 상호작용을 대기한다. 즉, OFF 모드에 있어서는, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 전원이 공급되지 않는다. OFF 모드에 있어서, 약간의 전류/전력은 압력 센서 장치(270)에 의해 및/또는 전원-투입 래치 장치(280)의 필요한 정동작 전류(quiescent current)에 의해 소모될 수 있다. 따라서, OFF 모드에 있어서, 전자 흡연 물품의 전류/전력 소모는 최소로 될 수 있다. ON 모드에 있어서는, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)가 전원 투입되어 작동되고, 하기의 기능들/작업들을 수행하고 있을 수 있다:
· 상이한 "사용자 인터페이스(User Interface)" 지시를 위해 적색 및 백색 LED 활성화
· 충전 감시가 작동중임
· 공장 통지를 위한 데이터 신호에 의해 작동 가능한 통신 또는 카트리지 유닛의 인증
· 전력/제어 유닛의 전원이 켜지지만, 가열 부품은 사용 가능해지지 않음(전력을 전원으로부터 거기로 지향시키는 것에 의함).
ON 모드에 있어서, LED들이 전원 투입/작동되면, 전류/전력 소모는, 예를 들어 LED가 필요로 한 전력에 기인할 수 있으며, 이때 ON 모드에서의 전류는 약 20 mA 이하일 수 있다.
CHARGING 모드 동안, 입력 충전 전압/전류는 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 대한 전원 투입에 사용될 수 있으며 MOSFET 스위치 장치에서 압력 센서의 (재)충전 제어 회로에 의해 충전 전압/전류가 사용될 수 있게 한다. CHARGING 모드 동안 배터리(전원)에 가해진 전류의 조절은 압력 센서의 (재)충전 제어 회로에 의해 구현될 수도 있다. PUFFING 모드에 있어서, MOSFET 스위치 장치는 전원으로부터의 전류를 가열 부품을 통해 지향시키도록 작동될 수 있다. PUFFING 모드는, 피크 측정 및 평균 측정 모두에 있어서, 최고의 전류/전력 소모 모드일 수 있다. PUFFING 모드에 있어서의 피크 전류는, 예를 들어 시스템 부품들에 의해 정해지는 대로, 약 4 A 이하일 수 있다. 예를 들어, 배터리 충전 레벨, 타입 또는 카트리지 유닛, 및 MOSFET 스위치 장치 작동 알고리즘에 따라, 평균 전력 소모는 피크 전류에서의 전력 소모의 약 50% 내지 75%일 수 있다.
이후, 알고리즘은 가열 기간의 종료 또는 중단시까지 시작될 수 있으며, 상기와 같은 알고리즘은, 예를 들어 가열 기간 내내 가열 부품에 대한 지정 또는 소정의 또는 일정한 전력 송달을 유지하기 위해 전원(즉, 배터리) 전압의 변동 및 붕괴 및/또는 가열 부품(320)에서 결정된 저항의 불일치를 자동으로 보상할 수 있다. 구체적으로, (1) Pave(가열 부품(320)에서 결정된 실제 전력)가 선택된 전력 설정값(평균 전력)보다 작으면, 전원(340)으로부터 가열 부품(320)까지의 전류 흐름을 허용하기 위해 MOSFET 스위치 장치(380)가 켜지고; (2) Pave가 선택된 전력 설정값보다 크면, 전원(340)으로부터 가열 부품(320)까지의 전류 흐름을 방지하기 위해 MOSFET 스위치 장치(380)가 꺼지고; (3) 가열 기간의 종료 또는 중단시까지 상기 1 및 2 단계가 반복된다. 가열 기간은, 예를 들어 압력 센서가 퍼프의 말미를 결정할 때, 또는 "전력 유지" 기간 또는 신호의 말미의 결정시에 종료 또는 중단될 수 있다. 가열 기간 동안, 측정, 계산, 및 전원 ON/OFF 결정은, 예를 들어 가열 부품에서 안정적이고 정밀한 평균 전력이 송달될 수 있게, 초당 약 20 회 내지 약 50 회의 비율로 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 의해 계속해서 수행될 수 있다.
도 7은 본 개시물의 다양한 양태에 따른 전력 제어 조절에 대하여 "안정 영역"을 개략적으로 나타낸다. 나타내진 그래프에서 대략 1 Ω보다 낮은 음영 영역의 좌측 끝 부근에서는, 전원(배터리)으로부터 송달될 필요가 있는 피크 전류로 인해 구성이 비현실적일 수 있다. 음영 영역의 우측 부근에서는, 전류/전력 조절이 약 10 Ω 이상까지 유효해질 수 있지만, 그래프의 라인으로 도시되는 것보다 높은 평균 전력의 송달은 배터리로부터 이용 가능한 전력의 범위로 인해 제한될 수 있다. 도 8은 목표 평균 전력이 일정하게 설정되어 있는 상태로, 배터리 전압에 걸쳐 가열 부품에 송달되는 전력의 하나의 예시적인 샘플의 그래프를 개략적으로 나타낸다.
사용자에 의한 퍼프의 개시시에, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 출력 전력 목표치를 구성 및 지정된 설정값(즉, 소프트웨어에 하드-코딩된 디폴트값)으로 설정하도록 구성될 수 있다. 가열 부품을 작동하기 전에, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 카트리지 유닛의 프로세서/메모리로부터 몇개의 주요 파라미터를 판독하고, 이들 파라미터를 컨트롤러(360) / 프로세서(370)와 연관된 디폴트 파라미터들과 비교하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 카트리지 유닛의 프로세서/메모리로부터 3개의 파라미터가 판독될 수 있지만, 이들 파라미터에 대한 상응하는 프로그램된 디폴트값들은 영(0)일 수 있다. 따라서, 파라미터에 대하여 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 의해 상응하는 영(0)이 판독되면, 최종적인 결과는 특정 카트리지 유닛이 설정값의 상응하는 파라미터의 변화를 필요로 하지 않는다(즉, "변화 없음")는 것이다. 결국, 3개의 파라미터 중 어느 하나가 영(0) 이외의 값이면, 전류/전력에 대한 가열 부품 설정값 / 설정값 프로파일은 그에 맞게 변화되게 된다.
일 양태에 있어서, 전력/제어 유닛에 의해 판독될 때, 카트리지 유닛에서의 프로그래머블 파라미터값들은 "표준" 하드-코딩된 디폴트 설정값 / 설정값 프로파일을 완전하게 대체할 수 있다. 또한, 이들 설정값의 추가적인/대체 오프셋들이 대신 적용될 수 있으며, 그럴 경우에는 카트리지 유닛에 의해 표시된다. 예를 들어, 일부 경우에는, 파라미터값들의 프로그래머블 세트는 퍼프를 시간-베이스의 10개의 세그먼트로 분할할 수 있고, 각각의 세그먼트는 그 시간 세그먼트를 위한 디폴트 파라미터에 대하여 4개의 상이한 전력 설정값 오프셋들 중 하나를 가질 수 있다. 모든 시간 세그먼트가 사용될 필요가 있는 것은 아니다(즉, 그 시간 세그먼트를 위해 디폴트 파라미터값과는 상이한 값을 갖거나, 또는 심지어 그 시간 세그먼트와 연관된 전력 레벨을 가짐). 이들 시간 세그먼트를 사용하면, 가열 부품의 주문형 전류/전력 프로파일이, 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 퍼프의 지속기간에 걸쳐 구성될 수 있다. 특정한 일례에 있어서, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 실질적으로 일정한 전류/전력 레벨을 전원(340)으로부터 가열 부품(320)까지 지향시키도록 구성될 수 있다. 상기와 같은 경우에는, 오프셋이 실질적으로 전류/전력 레벨의 백분율로서 표현될 수 있다. 또한, 10개의 시간 세그먼트를 고려하면, 각각의 세그먼트에는 전형적인 균등 시간 지속기간(즉, 10 또는 100)이 할당될 수 있다. 도 9는 가열 부품에 대한 상기 주문형 전류/전력 프로파일들의 3가지 예를 개략적으로 나타낸다.
따라서, 상기와 같은 가열 부품 프로파일은 퍼프에 의한 작동시에 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 의해 적용될 수 있다. 가열 부품 프로파일을 형성하는 이러한 오프셋들의 세트는 개시 전력이 인가되고 전자 담배용 액체가 분무되어 에어로졸을 형성할 때 가열 부품 및/또는 에어로졸 전구체 부품에서의 불규칙성을 허용할 수 있다. 개시된 오프셋 능력을 이용하는 이러한 가열 부품 프로파일은 동일한 전자 담배용 액체의 화학적 성질에서조차 교번적인 관능적 경험을 생성하는 데 사용될 수도 있다(즉, 상이한 가열 부품 프로파일들은 생산되는 에어로졸에 대하여 상이한 특성들을 제공할 수 있음). 또한, 가열 부품 프로파일은 전자 흡연 물품의 사용자에 의해, 제조자에 의해, 또는 검출된 카트리지 유닛의 유형 또는 정체성에 따라 자동으로 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 특정한 유형의 카트리지 유닛 및/또는 그것에 의해 이용되는 가열 부품에 각각 대응하는 상이한 가열 부품 프로파일들을 포함할 수 있다. 따라서, 전력/제어 유닛과 결합된 카트리지 유닛의 유형 및/또는 카트리지 유닛에 의해 사용되는 가열 부품을 결정할 때, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 거기에 대응하는 특정 가열 부품 프로파일을 검색하고 동 프로파일을 퍼프에 응답하여 작동시킬 수 있다.
다른 예에 있어서는, 구성 데이터에 규정된 퍼프 세그먼트 오프셋들이라고 하는 4세트의 수들이 있을 수 있다. 4세트 각각은 2개의 값, 즉 퍼프 지속기간 및 오프셋을 포함할 수 있다. 퍼프 지속기간은 어떤 값(밀리초)에서 세그먼트 오프셋이 단일 퍼프의 과정(최대 4초)에 걸쳐 효과를 취하는 것을 결정하도록 구성될 수 있다. 오프셋은 지정된 퍼프 지속기간이 도달되었을 때 목표 전류/전력에 대하여 조절이 이루어지는 것을 규정하도록 구성될 수 있다. 퍼프 세그먼트 오프셋들의 한 가지 의도는, 퍼프의 초기, 중간, 또는 말미에서 다소간의 TPM(전력)이 송달되는 것을 허용하기 위한 것이거나, 또는 예를 들어 보다 많은 전자 담배용 액체가 존재하고 있고 퍼프의 말미를 향해서보다는 퍼프의 초기에 기화로 인한 불규칙성을 처리함으로써 상기와 같은 불균일을 제거하기 위한 것이다. 다른 가능한 용법은 처음에 보다 많은 증기를 생성하기 위해 퍼프의 초기에 단시간 동안 전력 목표치를 보다 높게 설정하는 것이다. 예를 들어, 지정된 퍼프 세그먼트들은 다음과 같이 이루어질 수 있다:
세그먼트 1 : 0 지속기간, 2000 오프셋
세그먼트 2 : 250 지속기간, 0 오프셋
세그먼트 3 : 1500 지속기간, 1000 오프셋
세그먼트 4 : 2500 지속기간, 1500 오프셋
이 예에 있어서, 가열 부품으로의 전력은 1/4초 동안 제 1 세그먼트에 의해 "킥-스타트(kick-started)"되고 나서, 제 2 세그먼트에서 정상 전력으로 되돌아갈 수 있다. 퍼핑의 1.5초 후에, 전력은 제 3 세그먼트까지 약간 증가되는데, 이것이 아마도 심지 고갈의 이유이다. 마지막으로, 퍼핑의 몇 초 후에, 전력은 제 4 세그먼트에서 더욱 증가된다.
각각의 카트리지 유닛은, 일부 양태에 있어서는, "퍼프 수명"(즉, 작동 시간으로 측정됨) 또는 최대 퍼프 카운트 또는 용량을 갖는 것으로 특징지어질 수 있다. 결국, 본 기술분야의 숙련자라면, 앞서 논의된 바와 같이(예를 들어, 도 10을 참조하기 바람), 퍼프 수명 또는 퍼프 카운트가 상이한 세그먼트들이 전력/제어 유닛에 의해 상이한 가열 부품 프로파일들과 연관될 수 있음을 인식할 것이다. 즉, 예를 들어 각각의 세그먼트가 전류/전력 오프셋 또는 오프셋 프로파일을 갖고 있는, 10 세그먼트로 이루어진 프로그래머블 세트는 카트리지 유닛의 퍼프 수명 또는 퍼프 카운트에 걸쳐 적용될 수 있다. 이러한 배치구조체는, 예를 들어 전자 담배용 액체가 카트리지 유닛의 내용 연한에 걸쳐 소모되기 때문에, 전자 담배용 액체의 특징들에 따라 구성될 수 있다. 일부 양태에 있어서, 프로그래머블 메모리 장소들은 카트리지의 끝에서(최대 퍼프 카운트) 새로운 카트리지의 시작을 향해(즉, 영(0) 퍼프 카운트를 향해) 뒤로 적용되는 10개의 60초 세그먼트로서 설정될 수 있다. 퍼프 카운트 / 퍼프 수명이 600(60초의 10배)보다 크면, 바로 제 1 세그먼트(처음의 퍼프 / 카트리지 유닛의 초기)는 잔여 퍼프 수명에 걸쳐 다음 9개의 60초 세그먼트/증분을 연속해서 수용하기 위해 지속기간이 더 길어질 수 있다. 일부 경우에는, 구성 데이터는 열(10) 번의 카트리지 수명 오프셋을 포함할 수 있고, 각각의 오프셋은 퍼프 카운트 파라미터에 의해 규정되는 대로 잔여 카트리지 수명의 특정 범위 하에서 활성화된다. 카트리지 수명의 각각의 세그먼트는, 예를 들어 "퍼프 시간"(가열 부품의 전원이 켜지는 시간)이 약 30,000 밀리초와 약 200,000 밀리초 사이로 될 수 있다. 잔여 퍼프 카운트와 오프셋 인덱스 사이의 예시적인 연관성은 표 1에 도시된다:
표 1
카트리지 수명 오프셋들의 한 가지 목적은 카트리지 유닛에서 이용 가능한 전자 담배용 액체가 대폭 감소함에 따라 어느 정도의 증기(TPM)가 생산되는가에 있어서의 전위차를 설명하기 위한 것일 수 있다. 한 가지 예시적인 가능성 있는 이용 케이스는 카트리지 수명 오프셋들이 카트리지 유닛의 대부분의 내용 연한(즉, 잔여 5분 이상의 퍼프) 동안 0이고, 각각의 오프셋은 카트리지 유닛이 만료에 가까워질 수록 목표 전력을 점진적으로 증가시킨다는 점이다.
도 11은 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 전력을 공급하고 어느 하나의 입력이 게이트를 온으로 유지할 수 있는 2개의 입력을 갖는 로직 게이트("OR")를 포함하는, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 대한 전원 투입(Power On) 기능의 일 양태를 개략적으로 나타낸다. 입력들 중 하나는 압력 센서에 의해 압력 강하가 검출될 때 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 전력을 투입하는 압력 센서에 접속될 수 있다. 제 2 입력은, 예를 들어 컨트롤러(360) / 프로세서(370)가 압력 센서를 제외하고 전원 차단을 용인할 수 있는지를 결정할 때까지, 전원 투입을 "유지"하기 위해 컨트롤러(360) / 프로세서(370) 스스로에 의해 제어될 수 있다. 컨트롤러(360) / 프로세서(370)가 압력 센서 또는 충전 회로에 의해 전력 투입될 때, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)는 ON(전력 투입) 상태에서 시스템을 래치하기 위해 출력되는 그 자신의 "전력 유지"를 즉시 강제할 수 있다.
도 12는, 본 명세서에 개시된 바와 같은 기능 및 바람직한 양태들을 갖는 임의의 다른 적절한 장치가 구현될 수도 있지만, 예를 들어 중국 소재의 Weifang Qinyi 사에서 제작한 부품 장치를 이용해서 구현될 수 있는 압력 센서 기능의 양태들을 개략적으로 나타낸다. "K1"은 장치의 멤브레인 스위치이고, "L1"은 전자 흡연 물품 디자인에 있어서의 가열 부품 / 전원 시스템 / 컨트롤러(360) / 프로세서(370)를 나타낸다. L1로의 출력은, 분리된 별도의 MOSFET 스위치 장치를 이용해서 가열 부품으로 출력되는 전원을 더 제어하는, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)를 켜고 전력을 공급하는 데 사용된다.
압력 센서 전환 기구(K1)는, 예를 들어 검출 회로에 결합된 정전용량식 멤브레인을 포함하는 마이크로폰으로 이루어진 기본 부품들로 구성될 수 있으며, 이 전환 기구로부터의 출력은 IC 회로로 지향된다. 일부 양태에 있어서, IC는 시스템의 전원 투입 회로에 사용되는 "AT" 포트에서 보다 깨끗한 디지털 출력을 제공하기 위해 전환된 입력의 약간의 디바운스(즉, 스위치 기구 동작의 지터링을 배제하기 위함)를 수행하도록 구성될 수 있다.
일부 양태에 있어서, 도 12에 도시된 IC는, 또한 배터리 입력, 배터리 단말 상의 부하, 뿐만 아니라 충전 입력을 검출할 수 있기 때문에, 배터리 보호 기능을 수행하도록 구성될 수도 있다. 배터리 보호와 연관된 이러한 기능들은, 예를 들어, 아래와 같이 이루어질 수 있다:
· 단락 보호
· 부족 전압 폐쇄
· 과잉 온도 보호.
다른 양태들에 있어서, 도 12에 도시된 IC는, 또한 배터리 입력, 배터리 단말 상의 부하, 뿐만 아니라 충전 입력을 검출할 수 있기 때문에, 배터리 충전 기능을 수행하도록 구성될 수도 있다. 배터리 충전과 연관된 이러한 기능들은, 예를 들어, 아래와 같이 이루어질 수 있다:
· 충전 전압: 4.5 내지 6 V
· 충전 전압에 대한 측정 에러: 1% 이내
· 배터리 전압이 2.7 V보다 낮을 때 세류 충전 모드
· 배터리 전압이 2.7 V와 4.2 V 사이일 때 급속 충전 모드
· 4.2 V에서 일정한 전압 충전.
배터리 충전 기능들은 앞서 언급한 대로 압력 센서 부품과 함께 및/또는 그것을 통해 구현될 수 있다. 마찬가지로 앞서 개시된 바와 같이, 전자 흡연 물품의 사용자 인터페이스는 적색 및 백색 LED를 포함할 수 있으며, 각각 배터리 전압에 걸친 광도가 특징이며, 약 3.5 내지 4.2 V의 배터리 전압 범위에 걸쳐 대략 동일한 강도의 외관을 제공하기 위해 거기에 대하여 구현되는 PWM 전력 알고리즘을 갖는다. 이와 관련하여, 사용자 인터페이스 소프트웨어는 충전 전류를 감시하고 나서 충전 완료를 나타내는 백색 LED를 발광시키도록 구성될 수 있다.
다른 양태들에 있어서, 다양한 기능들이 소프트웨어로, 하드웨어로, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 사용자, 장치 오작동, 또는 다른 의도하지 않은 기구가 전자 흡연 물품을 계속해서 퍼프하려고 시도하게 하는 경우에는, 소프트웨어는 상기와 같은 상태를 판정해서 특정 기간 후에, 예컨대 4초 후에 자동으로 퍼프를 종료시키도록 구성될 수 있다. 일부 경우에는, 소프트웨어는 LED 페이드-아웃이 아직 완전히 감소되어 있지 않은지를 판정하도록 구성될 수 있고, 그러한 경우에는 퍼프가 즉시 재시작되고 LED의 페이드-인은 앞선 페이드-아웃 동안 있었던 흐릿한 레벨에서 개시할 것이다. 또한, 사용자, 장치 오작동, 또는 다른 의도하지 않은 기구가 반복적인 퍼핑을 발생시키는 경우에는, LED의 페이드-아웃의 완료에 앞선 각각의 발생시에, 소프트웨어는 누적 반복 퍼프 카운트가, 예를 들어 8초를 초과할 때 추가적인 퍼프가 가열 부품을 활성화시키는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 이 폐쇄 상태는 LED가 완전히 페이드-아웃하는 것이 허용될 때 명확해질 수 있다. 또한, 소프트웨어가 불안정해지고 8초의 적정한 시간 간격 내에 타이머를 기능시키지 못하는 경우에는, 시스템을 자동으로 재설정(및 계속적인 퍼핑 발생이 없으면 전원 차단)하게 되는 하드웨어-기반의 워치독 타이머(watchdog timer)가 제공될 수 있다.
매 퍼프의 개시시에, 컨트롤러(360) / 프로세서(370)에 의해 실행되는 소프트웨어는 카트리지 유닛이 전력/제어 유닛용에 적합한 장치인지를 입증하기 위한 인증 프로세스를 수행하기 위해 카트리지 유닛과 통신하도록 구성될 수 있다. 카트리지 유닛이 부적당한 것으로 판정되면, 사용자 인터페이스 LED를 통해 에러 상태가 도시될 수 있다. 카트리지 유닛이 인증되면, 퍼핑 프로세스는 계속해서 허용된다. 매 퍼프의 시작시에, 인증 프로세스에 이어서, 소프트웨어는 또한, 카트리지 유닛 메모리로부터 퍼프 카운트 데이터를 판독하도록 구성될 수 있으며, 충분한 수의 잔여 "퍼프-초"(즉, 잔여 용량 또는 내용 연한)가 있으면, 소프트웨어는 가열 부품의 작동을 허용하도록 구성될 수 있다. 퍼프 비활성화시에, 소프트웨어는 낮은 카트리지 파라미터/상태가 검출될 때, 100mS 온 ― 500mS 오프의 순서로 백색 LED를 3회 번쩍이게 하도록 구성될 수 있으며, 즉 정상 퍼프 이후에 잔여 추정된 3초 퍼프가 20으로 시작하면, 오직 15 퍼프-초 마다 백색 LED가 3회 번쩍이게 될 수 있고, 정상 퍼프 이후에 잔여 추정된 3초 퍼프가 5에서 시작하면, 매 퍼프 마다 백색 LED가 3회 번쩍이게 될 수 있다. 카트리지 유닛이 종료되면, 백색 LED는 매 퍼프 마다 100mS 온 ― 500mS 오프의 순서로 5회 번쩍이게 될 수 있고, 가열 부품은 활성화되지 않게 된다.
일부 양태에 있어서, 소프트웨어는 특정 배터리 관리 기능을 다루도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 낮은 배터리 상태가 판정되는 경우에는, 소프트웨어는 낮은 배터리 상태가 검출될 때, 퍼프 비활성화시에는, 100mS 온 ― 500mS 오프의 순서로 적색 LED를 3회 번쩍이게 하도록 구성될 수 있으며, 즉 정상 퍼프 이후에 잔여 추정된 3초 퍼프가 30으로 시작하면, 오직 15 퍼프-초 마다 적색 LED가 3회 번쩍이게 될 수 있고, 정상 퍼프 이후에 잔여 추정된 3초 퍼프가 10에서 시작하면, 매 퍼프 마다 적색 LED가 3회 번쩍이게 될 수 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같이, 전원의 충전은 카트리지 유닛에 결합하도록 구성된 커넥터에서 전압이 검출될 때 발생한다. 검출된 전압에 응답하여, MOSFET 스위치 장치가 작동되고, 사용자 인터페이스 LED 동작이 본 명세서에 개시된 바와 같이 수행된다. 충전 도중에, 소프트웨어는 배터리에 송달되는 전류를 감시하도록 구성될 수 있다. 완전 충전에 도달하면, 백색 LED가 조명되어 충전이 완료되었음을 나타낸다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 개시된 특정 실시예들에 한정되지 않으며, 또한 수정예들 및 기타 실시예들이 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도되어 있음이 이해되어야 한다. 또한, 전술한 기재 및 연관된 도면들이 요소들 및/또는 기능들의 특정한 예시적 조합들의 맥락에서 예시적 실시예들을 기재하고 있지만, 요소들 및/또는 기능들의 상이한 조합들이 본 발명의 범위로부터 일탈함이 없이 대안적인 실시예들에 의해 제공될 수 있음이 이해되어야 한다. 이와 관련하여, 예를 들어, 명시적으로 상술한 것들 이외의 요소들 및/또는 기능들의 상이한 조합들도 본 발명의 범위 내에서 고려된다. 본 명세서에서는 특정한 용어들이 채용되어 있지만, 이들은 포괄적이고 서술적인 의미로만 사용되며 제한적인 의미로는 사용되지 않는다.
Claims (19)
- 전자 흡연 물품의 에어로졸 전구체 배치구조체의 가열을 제어하는 방법으로서,
전원으로부터의 평균 전력을 상기 에어로졸 전구체 배치구조체를 가열하도록 배치된 가열 장치로 지향시키고, 비례적으로 가열 기간을 개시하는 단계로서, 상기 평균 전력은 상기 전원과 연관되는 선택된 전력 설정값에 대응하는 단계;
상기 가열 장치로 지향된 실제 전력을 상기 가열 장치에서의 전압과 상기 가열 장치를 통한 전류의 곱으로서 결정하는 단계;
상기 실제 전력을 상기 평균 전력과 비교하는 단계;
상기 실제 전력을 상기 선택된 전력 설정값을 향해 지향시키기 위해 상기 가열 장치로 지향된 상기 평균 전력을 조절하는 단계; 및
상기 가열 기간의 종료시까지, 주기적으로 상기 실제 전력을 결정하고, 상기 실제 전력과 상기 평균 전력을 비교하고, 상기 실제 전력을 상기 선택된 전력 설정값을 향해 지향시키기 위해 상기 평균 전력을 조절하는 단계를 포함하는
방법. - 제 1 항에 있어서,
전원으로부터의 평균 전력을 가열 장치로 지향시키는 것에 의해 가열 기간을 개시하는 단계는, 상기 전원으로부터의 전류 흐름을 상기 가열 장치로 지향시키기 위해 상기 전원과 상기 가열 장치 사이의 전기 통신으로 스위치 장치를 작동시키는 단계를 추가로 포함하는
방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 가열 장치에서의 실제 전압을 기준 전압과 비교하는 것에 의해 상기 가열 장치에서의 전압을 결정하는 단계를 추가로 포함하는
방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 가열 장치에서의 상기 실제 전압은 약 2.0 V의 낮은 값과 약 4.2 V의 높은 값 사이의 값이고, 상기 가열 장치에서의 실제 전압을 기준 전압과 비교하는 것은 전압 분할기를 상기 실제 전압에 적용시키는 것 및 분할된 전압을 프로세서의 내부 기준 전압과 비교하는 것을 추가로 포함하고, 상기 분할된 전압은 상기 실제 전압의 낮은 값 및 높은 값에 대응하는 낮은 값 및 높은 값을 갖는
방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 분할된 전압을 프로세서의 내부 기준 전압과 비교하는 것은 상기 분할된 전압을 상기 분할된 전압의 높은 값보다 큰 내부 기준 전압과 비교하는 것을 추가로 포함하는
방법. - 제 4 항에 있어서,
전압 분할기를 적용하는 것은 상기 가열 장치에서의 상기 실제 전압을 제 1 저항기와 제 2 저항기의 합에 대한 제 2 저항기의 비율로 곱하는 것을 추가로 포함하는
방법. - 제 6 항에 있어서,
전압 분할기를 적용하는 것은,
전압 분할기를 적용하는 것이 약 500 kΩ과 약 1000 kΩ 사이의 제 1 저항기, 및 약 100 kΩ과 약 500 kΩ 사이의 제 2 저항기를 포함하는 것;
전압 분할기를 적용하는 것이 약 1 : 1과 약 10 : 1 사이의 저항비를 그 사이에 갖는 제 1 저항기 및 제 2 저항기를 포함하는 것;
전압 분할기를 적용하는 것이 약 5 : 1의 저항비를 그 사이에 갖는 제 1 저항기 및 제 2 저항기를 포함하는 것; 및
전압 분할기를 적용하는 것이 상기 분할된 전압의 높은 값에 대한 상기 프로세서의 상기 내부 기준 전압의 비율에 대응하는 저항비를 그 사이에 갖는 제 1 저항기 및 제 2 저항기를 포함하는 것
중 하나를 추가로 포함하는
방법. - 제 4 항에 있어서,
전압 분할기를 적용하는 것은 프로세서의 전압 아날로그 디지털 컨버터에 대한 입력 전압의 표시를 형성하기 위해 전압 분할기를 상기 실제 전압에 적용하는 것을 추가로 포함하는
방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 가열 장치와 상기 전원 사이에서 연속으로 배치된 저항기를 가로지르는 전압 강하를 결정하는 것에 의해 상기 가열 장치를 통한 전류를 결정하는 단계를 추가로 포함하는
방법. - 전자 흡연 물품의 에어로졸 전구체 배치구조체를 위한 가열 제어 장치로서,
상기 에어로졸 전구체 배치구조체를 가열하도록 배치된 가열 장치;
상기 가열 장치와 통신하는 전원; 및
상기 가열 장치 및 상기 전원과 통신하는 컨트롤러를 포함하고,
상기 컨트롤러는, 적어도:
평균 전력을 제공하기 위해 상기 전원을 상기 가열 장치로 지향시키고, 비례적으로 가열 기간을 개시하고, 상기 평균 전력은 상기 전원과 연관되는 선택된 전력 설정값에 대응하고;
상기 가열 장치로 지향된 실제 전력을 상기 가열 장치에서의 전압과 상기 가열 장치를 통한 전류의 곱으로서 결정하고;
상기 실제 전력을 상기 평균 전력과 비교하고;
상기 실제 전력을 상기 선택된 전력 설정값을 향해 지향시키기 위해 상기 가열 장치로 지향된 상기 평균 전력을 조절하고; 또한
상기 가열 기간의 종료시까지, 주기적으로 상기 실제 전력을 결정하고, 상기 실제 전력과 상기 평균 전력을 비교하고, 상기 실제 전력을 상기 선택된 전력 설정값을 향해 지향시키기 위해 상기 평균 전력을 조절하도록 구성되는
프로세서를 갖는
장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 전원으로부터의 전류 흐름을 상기 가열 장치로 지향시키기 위해 상기 전원과 상기 가열 장치 사이의 전기 통신으로 스위치 장치를 작동시키도록 추가로 구성되는
장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 가열 장치에서의 실제 전압을 기준 전압과 비교하는 것에 의해 상기 가열 장치에서의 전압을 결정하도록 추가로 구성되는
장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 가열 장치에서의 상기 실제 전압은 약 2.0 V의 낮은 값과 약 4.2 V의 높은 값 사이의 값이고, 상기 컨트롤러는 전압 분할기를 상기 실제 전압에 적용하고 분할된 전압을 상기 프로세서의 내부 기준 전압과 비교하도록 추가로 구성되고, 상기 분할된 전압은 상기 실제 전압의 낮은 값 및 높은 값에 대응하는 낮은 값 및 높은 값을 갖는
장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 분할된 전압을 상기 분할된 전압의 높은 값보다 큰 내부 기준 전압과 비교하도록 추가로 구성되는
장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 가열 장치에서의 상기 실제 전압을 제 1 저항기와 제 2 저항기의 합에 대한 제 2 저항기의 비율로 곱하도록 추가로 구성되는
장치. - 제 15 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
약 500 kΩ과 약 1000 kΩ 사이의 제 1 저항기, 및 약 100 kΩ과 약 500 kΩ 사이의 제 2 저항기;
약 1 : 1과 약 10 : 1 사이의 저항비를 그 사이에 갖는 제 1 저항기 및 제 2 저항기;
약 5 : 1의 저항비를 그 사이에 갖는 제 1 저항기 및 제 2 저항기; 및
상기 분할된 전압의 높은 값에 대한 상기 프로세서의 상기 내부 기준 전압의 비율에 대응하는 저항비를 그 사이에 갖는 제 1 저항기 및 제 2 저항기
중 하나를 포함하는 전압 분할기를 적용하도록 추가로 구성되는
장치. - 제 15 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 프로세서의 전압 아날로그 디지털 컨버터에 대한 입력 전압의 표시를 형성하기 위해 전압 분할기를 상기 실제 전압에 적용하도록 추가로 구성되는
장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 가열 장치와 상기 전원 사이에서 연속으로 배치된 저항기를 가로지르는 전압 강하를 결정하는 것에 의해 상기 가열 장치를 통한 전류를 결정하도록 추가로 구성되는
장치. - 전자 흡연 물품의 에어로졸 전구체 배치구조체의 가열을 제어하기 위해 컴퓨터 프로그램 코드가 저장되어 있는 적어도 하나의 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 상기 컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서에 의한 실행시에 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
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