KR20190070940A - 조정 가능한 펌프 유속을 갖는 에어로졸 발생 시스템 - Google Patents

조정 가능한 펌프 유속을 갖는 에어로졸 발생 시스템 Download PDF

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에바 사아데 라토레
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Abstract

본 발명은, 에어로졸 발생 시스템에 에어로졸을 발생시키기 위한 방법에 관한 것이다. 본 방법은 액체 에어로졸 형성 기재(6)를 액체 저장부(4)에 저장하는 단계 및 펌프(16)를 경유하여 액체 에어로졸 형성 기재를 액체 저장부로부터 가열 요소(14)를 포함하고 있는 기화기로 전달하는 단계를 포함하고 있다. 본 방법은 퍼프 동안의 퍼프 강도를 결정하고, 퍼프 센서에 작동 가능하게 연결된 제어부(10)를 제공하기 위해 에어로졸 발생 시스템의 기류 경로에 퍼프 센서를 제공하는 단계를 더 포함하고 있으며, 제어부는 퍼프 센서 판독에 기초하여 퍼프 강도를 결정하도록 구성되어 있고, 결정된 퍼프 강도에 응답하여 펌프의 전달 유속과 가열 요소에 공급되는 전력을 조정하도록 구성되어 있다.

Description

조정 가능한 펌프 유속을 갖는 에어로졸 발생 시스템
본 발명은 펌프, 분무기 및 퍼프 센서를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것으로, 여기서 펌프의 전달 유속은 결정된 퍼프 강도에 응답하여 조정된다. 본 발명은 에어로졸을 발생시키기 위한 대응하는 방법에 추가로 관련된다.
오늘날 시판 중인 한 가지 유형의 에어로졸 발생 시스템은 소위 심지-코일(wick-and-coil) 배열을 사용하는 기화기를 포함하고 있다. 이들 시스템에서, 모세관 심지의 일부는 휘발될 e-액체를 담은 액체 저장부 내로 연장되어 있다. 심지의 다른 부분은 가열 와이어의 코일로 감겨 있다. 전류의 적용 시, 가열 와이어는 심지에 포함된 e-액체를 증발시킨다. 이러한 시스템에서, 용량 전달은 사용자의 퍼프 빈도와 심지의 모세관 특성에 의존할 수도 있으므로 제어하기 어려울 수도 있다.
다른 유형의 에어로졸 발생 시스템에서는 저장부, 마이크로펌프 및 기화기가 사용된다. 퍼프 동안, e-액체의 일정한 스트림이 액체 저장부로부터 기화기로 능동적으로 펌핑된다. 이들 시스템에서, 전달된 용량의 능동 제어가 달성되도록 마이크로펌프의 유속이 일정하게 유지된다. 이런 식으로, 흡입 경험 동안 니코틴의 균질한 전달이 제공된다.
일부 사용자는 다른 이들보다 더 강력한 퍼핑 체제를 선호하므로, 니코틴 사용에 대한 소비자의 선호도가 다르다는 점에 주목하고 있다. 따라서, 사용자의 퍼프 강도에 따라 퍼프 당 e-액체 전달을 조정하도록 구성될 수 있는 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 에어로졸 발생 시스템에 에어로졸을 발생시키기 위한 방법은, 액체 에어로졸 형성 기재를 액체 저장부 내에 저장하는 단계, 펌프를 경유하여 액체 에어로졸 형성 기재를 액체 저장부로부터 분무기로 전달하는 단계, 및 퍼프 동안 퍼프 강도를 결정하기 위해 에어로졸 발생 시스템의 기류 경로에 센서를 제공하는 단계를 포함하고 있다. 액체 에어로졸 형성 기재의 분무기로의 전달 유속은 결정된 퍼프 강도에 응답하여 조정된다.
본 발명은 액체 에어로졸 형성 기재가 분무기로 전달되는, 펌프의 유속이 에어로졸 발생 시스템을 사용하고 있는 각 개인의 퍼프의 강도로 조정되는 이점을 제공한다. 이런 식으로, 사용자에 의해 경험된 에어로졸 조성물은 흡입 강도와 독립적으로 일정하게 유지될 수 있다.
놀랍게도, 복수의 사용자로부터 취해진 통상적인 퍼프 프로파일이 공통의 특징을 공유한다는 것이 본 방법의 발명자들에 의해 발견되었다. 특히 퍼프의 전체 강도와 독립적으로, 퍼프의 개시 후 0.3초 내지 0.6초 또는 0.5초 후에 퍼프의 최대 강도가 도달됨을 유의하였다. 또한, 이 최대 강도는 퍼프의 전체 강도의 척도로서 사용될 수 있음을 유의하였다. 따라서, 본 발명에서, 퍼프 개시 0.3 내지 0.6초 또는 0.5초 후에 기류 경로에서 측정된 기류 속도 또는 측정된 압력 강하가 전체 퍼프 강도에 대한 척도로서 사용될 수도 있다. 펌프의 전달 유속은 퍼프 강도에 따라 조정된다. 펌프는 마이크로펌프로서 구성될 수 있다.
센서는 기류 센서로서 구성될 수 있고 기류 속도를 측정할 수 있다. 기류 속도는 사용자에 의해 시간 당 에어로졸 발생 시스템의 기류 경로를 통해 흡인되는 공기의 양을 특성화하는 파라미터이다. 검출된 기류 속도에 따라, 퍼프 강도가 결정될 수도 있다. 검출된 기류 속도가 높을수록, 결정된 퍼프 강도가 높다. 기류 속도는 - 전술한 바와 같이 - 바람직하게는 퍼프 개시 후 0.3 내지 0.6초 또는 0.5초에 검출될 수 있다. 퍼프의 개시는 기류가 미리 결정된 임계값을 초과할 때 기류 센서에 의해 검출될 수도 있다. 개시는 또한 사용자가 버튼을 활성화할 때에도 검출될 수 있다.
센서는 또한 퍼프 동안 사용자에 의해 시스템의 기류 경로를 통해 흡인되는 에어로졸 발생 시스템 내부의 공기의 압력을 측정하기 위한 압력 센서로서 구성될 수도 있다. 센서는 에어로졸 발생 시스템의 외부의 주변 공기의 압력과 사용자에 의해 시스템을 통해 흡인되는 공기의 압력 간의 압력 차이 또는 압력 강하를 측정하도록 구성될 수 있다. 공기의 압력은 공기 유입구, 바람직하게는 반-개방 유입구, 시스템의 마우스 말단, 에어로졸 형성 챔버 또는 공기가 흐르는, 에어로졸 발생 시스템 내부의 임의의 다른 통로 또는 챔버에서 검출될 수 있다. 사용자가 에어로졸 발생 시스템을 흡인할 때, 부압이나 진공이 시스템 내부에 생성되며, 여기서 부압은 압력 센서에 의해 검출될 수 있다. 용어 "부압(negative pressure)"은 주변 공기의 압력에 대하여 상대적인 압력으로서 이해되어야 한다. 즉, 사용자가 시스템을 흡인할 때, 시스템을 통해 흡인되는 공기는 시스템의 외부의 주변 공기로부터의 압력 보다 낮은 압력을 갖는다. 공기 압력은 - 전술한 바와 같이 - 퍼프의 개시 후 0.3 내지 0.6초 또는 0.5초로 바람직하게 검출된다. 퍼프의 개시는 압력 차이가 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우 압력 센서에 의해 검출될 수 있다. 개시는 또한 사용자가 버튼을 활성화할 때에도 검출될 수 있다. 검출된 압력 차이가 높을수록, 즉 시스템을 통해 흡인되는 공기의 압력이 낮을수록, 결정된 퍼프 강도가 높아진다.
또한 기류 속도 또는 압력 강하는 센서에 의해 연속적으로 측정될 수도 있고, 퍼프 강도는 퍼프 지속기간의 과정에서 최고 기류 속도 또는 최고 압력 강하 값에 기초하여 결정될 수도 있다.
결정된 퍼프 강도에 따라, 펌프로부터 분무기를 향하는 액체 에어로졸 형성 기재의 전달 유속이 조정된다. 높은 퍼프 강도가 결정될 때, 액체 에어로졸 형성 기재의 유속은 증가될 수 있고, 낮은 퍼프 강도가 결정될 때, 감소될 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재의 유속은 액체 저장부로부터 펌프에 의해 시간 당 분무기로 펌핑되는 액체 에어로졸 형성 기재의 양의 측정치이다. 이와 관련하여, 분무기는 사용자의 퍼프 동안 미리 결정된 시간 동안, 예를 들어 0.5초 내지 10초 또는 1초 내지 4초 또는 약 2초 동안 작동될 수 있다. 이러한 미리 결정된 시간 동안, 퍼프 강도가 결정되면 시간 당 분무기에 펌핑되는 액체 에어로졸 형성 기재의 양이 조정될 수 있다. 대안적으로, 분무기는 퍼프가 지속되는 한, 즉 사용자가 에어로졸 발생 시스템을 흡인하는 한, 작동될 수 있다. 이 경우, 시간 당 분무기에 펌핑되는 액체 에어로졸 형성 기재의 양은 퍼프 강도가 결정되면 사용자가 에어로졸 발생 시스템을 흡인하는 동안 조정될 수 있다.
분무기는 액체 에어로졸 형성 기재를 분무해서, 차후에 사용자에 의해 흡입될 수 있는 에어로졸을 형성하도록 제공되어 있다. 분무기는 액체 에어로졸 형성 기재를 기화시키기 위한 가열 요소를 포함할 수 있으며, 이 경우 분무기는 기화기로서 표시된다. 일반적으로, 분무기는 액체 에어로졸 형성 기재를 분무할 수 있는 임의의 장치로서 구성될 수 있다. 예를 들어, 분무기는 액체 에어로졸 형성 기재를 분무하기 위해 벤투리(Venturi) 효과에 기초하여 네뷸라이저(nebulizer) 또는 분무기 노즐을 포함할 수 있다. 따라서, 액체 에어로졸 형성 기재의 분무화는 비-열 에어로졸화 기술에 의해 실현될 수 있다. 진동 요소, 진동 메쉬, 압전 구동 네뷸라이저 또는 표면 탄성파 에어로졸화를 갖는 기계적으로 진동하는 기화기가 사용될 수 있다.
분무기는 기화기로서 구성될 수 있고 가열 요소의 가열 체제가 추가적으로 조정될 수 있다. 높은 퍼프 강도가 결정될 때, 가열 요소는 더 빨리 또는 더 높은 온도로 또는 더 높은 전력으로 가열될 수 있다. 결과적으로, 낮은 퍼프 강도가 결정되면, 가열 요소의 가열은 더 느리게 또는 더 낮은 온도로 또는 더 적은 전력으로 수행된다. 기화기의 가열 체제를 조정하여, 액체 에어로졸 형성 기재의 기화 또는 에어로졸화가 퍼프 강도로 조정될 수 있다. 이에 따라, 사용자는, 시스템을 흡인하는, 강도와 독립적인 유사한 퍼프 경험을 경험하게 된다. 액체 에어로졸 형성 기재의 유속은 기화기의 가열 체제의 조정과 함께 조정될 수 있어서, 사용자의 퍼프 경험이 상승적으로 향상될 수 있다.
퍼프 강도를 결정하고 액체 에어로졸 형성 기재의 전달 유속의 조정을 제어하기 위해, 제어부가 제공될 수 있다. 제어부는 또한 기화기의 가열 체제를 제어할 수도 있다. 제어부는 퍼프 센서에 작동적으로 연결될 수도 있다. 제어부는 가열 요소에 작동적으로 연결될 수 있다. 제어부는 퍼프 센서 판독, 즉 센서의 검출된 파라미터에 기초하여, 퍼프 강도를 결정하도록 구성되어 있을 수도 있다. 제어부는 결정된 퍼프 강도에 응답하여 펌프의 전달 유속과 가열 요소에 공급되는 전력을 조정하도록 구성되어 있을 수도 있다. 예를 들어, 센서가 높은 기류 또는 큰 압력 차를 검출할 때, 제어부는 높은 퍼프 강도를 결정하고 액체 에어로졸 형성 기재의 유속을 증가시킨다. 추가적으로, 제어부는 기화기의 가열 요소의 가열 온도를 증가시킬 수 있다.
퍼프 강도를 결정하기 위해, 소정의 기류 값 및/또는 압력 값이 룩업 테이블에 저장될 수도 있다. 제어부는, 센서에 의해 검출되는 파라미터 값을, 퍼프 강도를 결정하기 위해 룩업 테이블에 저장되어 있는 값들과 비교하도록 구성될 수 있다. 제어부는 퍼프 개시 후 0.3 내지 0.6초 또는 약 0.5초 후에 센서에 의해 검출되는 값을, 룩업 테이블에 저장되어 있는 값들과 비교할 수도 있다. 제어부는, 또한, 퍼프 개시 후 1초 또는 0.7초 또는 0.5초 후에 센서에 의해 검출되는 최고 값을, 룩업 테이블에 저장되어 있는 값들과 비교할 수도 있다. 대안적으로, 제어부는, 퍼프 지속기간 동안 센서에 의해 측정되는 최고 값을, 룩업 테이블에 저장되어 있는 값들과 비교할 수도 있다.
제어부는 프로그래밍 가능 마이크로프로세서일 수도 있는, 마이크로프로세서를 포함할 수도 있다. 제어부는 추가적인 전자 부품을 포함하고 있는, 전기 회로의 일부일 수 있다. 제어부는 분무기로의 전력 공급을 조절하도록 구성될 수 있다. 전력은 시스템이 활성화된 후 분무기에 연속적으로 공급될 수도 있고, 간헐적으로, 예컨대 퍼핑할 때마다 공급될 수도 있다. 전력은 전기 회로의 펄스 형태로 분무기에 공급될 수 있다. 펌프는 퍼프의 종료가 센서에 의해 검출될 때까지 활성화될 수 있다.
펌프는 퍼프의 전체 지속 시간 동안 활성화될 수 있다. 기화기의 가열 요소는, 바람직하게는 펌프가 비활성화된 후, 추가 미리 정의된 시간 동안, 바람직하게는 0.5초 동안 활성화될 수 있다. 퍼프의 개시 시, 가열 요소는 미리 가열되어 발생된 에어로졸의 에어로졸 품질을 향상시킬 수 있다.
가열 요소에 공급되는 전력은 펄스 폭 변조에 의해 조정될 수 있다. 이에 따라, 빠른 속도로 공급 및 하중 온 오프 사이에서 스위칭하기 위해 스위치가 제공될 수 있다. 펄스 폭 변조를 사용하는 동안, 스위치의 전력 손실이 매우 낮다. 스위치가 오프일 때 실제로 전류가 없고, 온이고 기화기에 전력이 전달되고 있을 때, 스위치 양단의 전압 강하가 거의 없다. 따라서, 전력 손실은 두 경우 모두에 매우 낮아서, 기화기의 효율을 증가시킨다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 그 사이에 기류 경로를 정의하고 있는, 공기 유입구 또는 반-개방 유입구 및 공기 유출구를 가지고 있으며, 하우징을 포함하고 있는, 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있다. 시스템은 에어로졸 형성 기재를 분무하기 위한 분무기 및 액체 에어로졸 형성 기재를 액체 저장부로부터 분무기로 전달하도록 구성되어 있는 펌프를 더 포함하고 있다. 퍼프 동안의 퍼프 강도를 결정하기 위해, 기류 경로에 위치되어 있는 퍼프 센서가 제공되어 있다. 액체 에어로졸 형성 기재의 분무기로의 전달 유속은 결정된 퍼프 강도에 응답하여 조정된다.
시스템의 분무기는 액체 에어로졸 형성 기재를 기화시키기 위한 가열 요소를 포함할 수 있으며, 이 경우 분무기는 기화기로서 표시된다.
시스템은 제어부를 더 포함할 수 있다. 제어부는 퍼프 센서 및 가열 요소에 작동적으로 연결될 수도 있다. 제어부는 퍼프 센서 판독에 기초하여 퍼프 강도를 결정하도록 구성되어 있을 수도 있다. 제어부는 결정된 퍼프 강도에 응답하여 펌프의 전달 유속과 가열 요소에 공급되는 전력을 조정하도록 구성되어 있을 수도 있다.
액체 에어로졸 형성 기재의 조정된 양은 액체 저장부로부터 가열 요소의 증착 영역으로 펌핑될 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재를 가열 요소에 직접적으로 증착시킴으로써, 액체 에어로졸 형성 기재는 가열 요소에 도달할 때까지 액체 상태로 남아있을 수 있다. 그 결과, 잔여물이 액체 운송 동안 거의 생산되지 않을 수 있다. 이와 같은 디자인은 분무기 없는 카트리지의 생산을 허용할 수 있다. 개선된 액체 운송으로 인해, 배관 부위 및 분무기는 일단 액체 저장부가 비었다면 배치될 필요가 없을 수 있다. 액체를 흡인하기 위해 모세관 심지 또는 임의의 다른 수동 매질 대신에 펌프를 이용함으로써, 액체 에어로졸 형성 기재의 실제로 요구된 양만이 가열 요소로 운송될 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 요구 시에만, 예를 들어 사용자에 의한 퍼프 요청시, 펌핑될 수 있다.
바람직하게, 에어로졸 발생 시스템은 액체 에어로졸 형성 기재가 전달되는 챔버를 더 포함하고, 가열 요소는 액체 저장부의 배출구의 하류에 있는 챔버 내부에 배열된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '상류', '하류', '근위', '원위', '전방', 및 '후방'은 사용자가 사용 동안에 에어로졸 발생 시스템 상에서 흡인하는 방향에 관하여 에어로졸 발생 시스템의 구성요소 또는 구성요소의 부분의 상대적인 위치를 설명하는 데 사용된다.
에어로졸 발생 시스템은 사용 시 에어로졸이 에어로졸 발생 시스템을 빠져나가고 사용자에게 전달되는 마우스 말단을 포함할 수 있다. 또한 마우스 말단은 근위 말단으로 지칭될 수 있다. 사용 시, 에어로졸 발생 시스템에 의해 발생된 에어로졸을 흡입하기 위해, 사용자는 에어로졸 발생 시스템의 근위 또는 마우스 말단으로 흡인한다. 에어로졸 발생 시스템은 근위 또는 마우스 말단에 대향하는 원위 말단을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 시스템의 근위 또는 마우스 말단은 또한 하류 말단으로 지칭될 수 있고, 에어로졸 발생 시스템의 원위 말단은 또한 상류 말단으로 지칭될 수 있다. 에어로졸 발생 시스템의 구성요소, 또는 구성요소의 부분은, 에어로졸 발생 시스템의 근위, 하류 또는 마우스 말단과 원위 또는 상류 말단 사이의 그들의 상대 위치에 기초하여 서로의 상류 또는 하류에 있는 것으로 설명될 수 있다.
바람직하게, 에어로졸 발생 시스템은 액체 에어로졸 형성 기재가 액체 저장부로부터 분무기로 전달되는 배관 부위를 더 포함하고 있으며, 여기서 분무기는 배관 부위의 개방 말단의 하류에 배열되어 있다.
또한 관으로 지칭된 배관 부위는 노즐일 수 있다. 배관 부위는 임의의 적절한 재료, 예를 들어 유리, 금속, 예를 들어 스테인리스 스틸, 또는 플라스틱 재료, 예를 들어, PEEK를 포함할 수 있다. 예를 들어, 관은 약 1 내지 2mm의 직경을 가질 수 있지만, 다른 크기가 가능하다. 바람직하게, 배관 부위는 모세관을 포함하고 있다. 모세관의 단면은 원형, 타원형, 삼각형, 사각형 또는 액체를 운반하기 위한 임의의 적절한 형상일 수 있다. 모세관의 단면적의 적어도 폭 치수는 바람직하게, 한편으로 모세관력이 존재하도록 충분히 작게 선택될 수 있다. 동시에, 모세관의 단면적은 바람직하게 적절한 양의 액체 에어로졸 형성 기재가 가열 요소로 운반될 수 있도록 충분히 클 필요가 있다. 일반적으로, 모세관의 단면적은 바람직하게 4mm2 미만, 1mm2 미만, 또는 0.5mm2 미만이다.
분무기는 길이방향으로 배관 부위로부터 연장되어 있는 가열 코일을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가열 요소는 배관 부위에 가로질러서 장착될 수 있다. 가열 코일은 최대 3mm, 바람직하게 최대 1mm에 대해 배관 부위의 개방 말단과 중첩할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 배관 부위의 개방 말단과 가열 코일 사이에 거리가 있을 수 있다. 가열 코일의 길이는 2mm 내지 9mm, 바람직하게 3mm 내지 6mm일 수 있다. 가열 코일의 직경은, 가열 코일의 일 말단이 배관 부위 주위에 장착될 수 있도록 선택될 수 있다. 가열 코일의 직경은 1mm 내지 5mm, 바람직하게 2mm 내지 4mm일 수 있다.
바람직하게, 에어로졸 발생 시스템은 메인 유닛 및 메인 유닛에 제거 가능하게 연결된 카트리지를 포함하고 있으며, 여기서 메인 유닛은 전력 공급부를 포함하고 있으며, 여기서 액체 저장부는 카트리지에 제공되어 있으며, 여기서 펌프는 메인 유닛에 제공되어 있다. 바람직하게, 메인 유닛은 분무기를 더 포함하고 있다. 본체는 배관 부위를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 유리하게는, 전력 공급부, 통상적으로는 배터리, 예를 들어 하우징의 본체 내에 포함하고 있다. 몇몇 실시예에서, 전력 공급부는 커패시터와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다. 전력 공급부는 재충전을 요구할 수 있고 하나 이상의 흡연 경험을 위해 충분한 에너지의 저장을 허용하는 용량을 가질 수 있다; 예를 들면, 전력 공급부는 약 6분의 기간 동안, 또는 6분의 배수인 기간 동안 에어로졸의 연속적인 발생을 허용하기에 충분한 용량을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전력 공급부는 예상된 소정의 퍼프 횟수 또는 히터 조립체의 개별 활성화를 가능하게 하는 충분한 용량을 가질 수 있다.
주변 공기가 에어로졸 발생 시스템에 진입하도록 하기 위해, 에어로졸 발생 시스템의 하우징의 벽면, 바람직하게는 분무기와 대향하는 벽면, 바람직하게는 하단 벽면에는 적어도 하나의 반-개방(semi-open) 유입구 또는 공기 유입구가 제공되어 있다. 반-개방 유입구는 공기가 에어로졸 발생 시스템에 진입할 수 있게 하지만, 어떠한 공기나 액체도 반-개방 유입구를 통해 에어로졸 발생 시스템을 떠날 수 없게 한다. 반-개방 유입구는, 일 방향으로는 공기에 대해서만 투과성이지만, 반대 방향으로는 기밀성 및 액밀성인, 예를 들어 반-투과성 막일 수 있다. 반-개방 유입구는, 또한, 예를 들어 일방향 밸브일 수 있다. 바람직하게는, 반-개방 유입구는 특정한 조건, 예를 들어 에어로졸 발생 시스템의 최소 함몰 또는 밸브나 막을 통과하는 공기의 용적이 충족되는 경우에만 공기가 유입구를 통과하도록 한다.
액체 에어로졸 형성 기재는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재이다. 휘발성 화합물은 에어로졸 형성 기재를 가열하여 방출될 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 식물계 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 가열시에 액체 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는, 휘발성 담배 향미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 대안적으로 비-담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 균질화된 식물계 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 균질화된 담배 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 향미제와 같은 다른 첨가제 및 성분을 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 전동식 에어로졸 발생 시스템일 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 시스템은 휴대용이다. 에어로졸 발생 시스템은 통상의 엽궐련 또는 궐련에 필적하는 크기를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 대략 30mm 내지 대략 150mm의 총 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 대략 5mm 내지 대략 30mm의 외경을 가질 수 있다.
카트리지는, 일단 카트리지의 액체 저장부가 비었거나 최소 용적 임계 미만이면 새로운 카트리지로 대체될 일회용 물품일 수 있다. 바람직하게는, 카트리지는 액체 에어로졸 형성 기재로 사전 로딩된다. 카트리지는 재충진 가능할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생이 전원이 켜져있을 때 예열 모드에 있을 수 있다. 전기 회로는 바람직하게 가열 요소가 미리 결정된 동작 온도에 도달할 때까지 가열 요소를 일정하게 가열한다. 동작 온도는 250°C일 수 있다. 예열 모드의 지속기간은 예열 지속기간 파라미터에 의해 제어될 수 있다. 바람직하게, 예열 지속기간 파라미터는 3 내지 4초의 값으로 설정된다. 정상 상태 하에서, 에어로졸 발생 시스템은 예열 지속기간 내의 동작 온도에 도달할 수 있다. 일단 동작 온도에 도달하면, 펌프는 에어로졸 발생 시스템을 사용할 준비가 되게 하기 위해 펌프를 통해 액체 에어로졸 형성 기재의 조정된 양을 운송하기 위해 적어도 하나의 펌프 사이클 동안 활성화될 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 그 후에 전기 회로가 퍼프를 검출할 때까지, 또는 유지 타임아웃 지속기간이 유지 타임아웃 지속기간 파라미터의 값에 의해 정의된 바와 같이 도달될 때까지 온도 유지 모드에 진입할 수 있다.
온도 유지 모드에서, 가열 펄스의 시퀀스는 가열 요소로 전송될 수 있고, 가열 요소는 유지 타임아웃에 도달할 때까지 동작 온도 미만의 보다 낮은 예열 온도를 유지하는 효과를 가질 수 있다. 보다 낮은 예열 온도는 150°C일 수 있다.
일단 퍼프가 검출되었고, 가열 요소가 동작 온도에 도달하였으면, 제어부는 펌프를 활성화하고, 퍼프의 지속기간 동안 액체 에어로졸 형성 기재를 가열 요소의 증착 영역으로 전달하기 위한 조정된 유속으로 설정할 수 있으며, 여기서 유속은 퍼프 강도에 따라 달라진다.
일단 퍼프가 중단되면, 에어로졸 발생 시스템은 온도 유지 모드로 복귀할 수 있다. 온도 유지 지속기간 동안 입력이 검출되지 않으면, 디바이스는 자동으로 냉각될 수 있고, 입력을 위해 대기할 수 있다.
본 발명이 첨부된 도면을 참조하여 단지 예로서 더 설명될 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템을 보여주고 있으며;
도 2는 퍼프 동안 에어로졸 발생 시스템 내의 상대적인 압력의 실험 측정을 보여주고 있다;
도 1은 하우징(2)을 갖는 본체를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템을 보여주고 있다. 하우징(2) 내에, 액체 저장부(4)가 제공되어 있다. 액체 저장부(4)는 액체 에어로졸 형성 기재(6)를 보유하고 있다. 액체 저장부(4)는 본체의 일부가 아니며 액체 저장부(4) 내의 액체 에어로졸 형성 기재(6)가 고갈될 때 배치될 수 있는 카트리지로서 제공되어 있다. 액체 저장부(4)의 처분 후, 새로운 액체 저장부(4)가 하우징(2) 내에 삽입된다.
에어로졸 발생 시스템의 본체는 제어부(10)에 연결된 배터리(8)를 포함하고 있다. 제어부(10)는 배터리(8)로부터 전도체(12)를 경유하여 기화기의 가열 요소(14)로의 전류의 흐름을 제어하도록 구성되어 있다. 제어부(10)는 액체 에어로졸 형성 기재(6)를 액체 저장부(4)로부터 기화기의 가열 요소(14)로 펌핑하기 위해 제공되어 있는, 펌프(16)에 추가로 연결되어 있다. 펌프(16)는 에어로졸 발생 시스템의 본체 내부의 마이크로펌프로서 구성되어 있다.
에어로졸 발생 시스템은 공기 유입구(18) 근처의 기류 경로에 배열되어 있는, 압력 또는 기류 센서를 더 포함하고 있다. 센서는 에어로졸 발생 시스템의 마우스 말단(20)을 향해 사용자에 의해 흡인되는, 기류 경로 내의 공기의 기류 또는 압력을 검출한다. 이와 관련하여, 센서는 기류 경로 내의 기류 속도 또는 압력 강하를 검출하고, 제어부(10)는 퍼프 개시 후 0.5초 후에 센서 판독을 기초로 퍼프 강도를 결정한다. 기류 속도는　기류 경로를 통해 흐르고 있는 시간 단위당 공기의　양으로 표현된다.
제어부(10)는 액체 저장부(4)로부터 기화기의 가열 요소(14)로의 액체 에어로졸 형성 기재(6)의 전달 유속을 조정하도록 구성되어 있다. 제어부(10)는 높은 퍼프 강도가 결정되면 전달 유속을 증가시키고 낮은 퍼프 강도가 결정되면 전달 유속을 감소시킨다. 높은 퍼프 강도는 센서가 높은 기류 속도 또는 높은 압력 강하를 검출할 때 제어부(10)에 의해 결정된다.
추가 구현예에서, 제어부(10)는 기화기의 가열 요소(14)의 가열 온도를 제어하도록 추가로 구성되어 있다. 제어부(10)는 높은 퍼프 강도를 결정하면 가열 온도를 증가시키고 낮은 퍼프 강도가 결정되면 가열 온도를 감소시킨다.
센서 또는 사용자가 누르는, 버튼에 의해 퍼프 개시가 검출된 후에, 제어부는 액체 에어로졸 형성 기재(6)를 액체 저장부(4)로부터 기화기의 가열 요소(14)로 펌핑하도록 펌프(16)를 제어한다. 제어부(10)는 결정된 퍼프 강도에 기초하여 전달 유속을 조정한다. 액체 에어로졸 형성 기재(6)는 기화기에 의해 기화되어 에어로졸을 형성한다. 에어로졸은 기화된 액체 에어로졸 형성 기재(6)와 공기 유입구(18)를 통해 흡인되는 주변 공기와 혼합하여 형성된다. 이어서 발생된 에어로졸은 마우스 말단(20)을 통해 사용자에 의해 흡입된다.
도 2는 퍼프의, 밀리초(ms) 단위로 측정된, 시간 경과에 따른, 헥토파스칼(1 hPa = 100 Pa)로 측정된, 압력 강하 값의 측정에 대한 도해를 보여주고 있다. 상이한 측정값들은, 퍼프의 개시 후 0.3초 내지 0.6초 및 특히 약 0.5초에, 압력 차이가 최고임을 보여주고 있다. 그 후, 압력 차이가 서서히 줄어든다. 따라서, 제어부는 퍼프 개시 후 약 0.5초 후에 센서 측정값을 평가하여 퍼프 강도를 결정한다.

Claims (11)

  1. 에어로졸 발생 시스템에 에어로졸을 발생시키기 위한 방법으로,
    액체 에어로졸 형성 기재를 액체 저장부 내에 저장하는 단계,
    펌프를 경유하여 액체 에어로졸 형성 기재를 상기 액체 저장부로부터 분무기로 전달하는 단계로서, 상기 분무기는 상기 액체 에어로졸 형성 기재를 기화시키기 위한 가열 요소를 포함하는 기화기인, 단계,
    퍼프 동안 퍼프 강도를 결정하기 위해 상기 에어로졸 발생 시스템의 기류 경로에 퍼프 센서를 제공하는 단계, 및
    상기 퍼프 센서에 작동적으로 연결된 제어부를 제공하되, 상기 제어부는 상기 퍼프 센서 판독에 기초하여 상기 퍼프 강도를 결정하도록 구성되어 있고, 상기 결정된 퍼프 강도에 응답하여 상기 펌프의 전달 유속과 상기 가열 요소에 공급되는 전력을 조정하도록 구성되어 있는, 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 퍼프 강도를 결정하는 단계는 상기 퍼프의 개시 후 0.1초 내지 0.9초, 바람직하게는 0.3초 내지 0.7초, 보다 바람직하게는 0.3초 내지 0.6초, 예를 들어 0.5초 후에 얻어진 퍼프 센서 판독을 기초로 하는 것인, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 퍼프 센서에 의해 상기 퍼프의 개시를 검출하는 서브-단계, 또는
    버튼을 활성화하는 사용자에 의해 상기 퍼프의 개시를 검출하는 서브-단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체 에어로졸 형성 기재의 전달 유속에 응답하여 상기 가열 요소에 공급되는 전력을 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 퍼프 센서 판독을, 대응하는 룩업 테이블에 저장되어 있는 값과 비교하여 상기 퍼프 강도 및 대응하는 펌프의 전달 유속을 결정하도록 구성되어 있는 것인, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 퍼프의 종료가 검출될 때까지 상기 펌프를 활성화시키는 서브-단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 퍼프 개시 시 상기 가열 요소를 예열하는 서브-단계를 더 포함하는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 퍼프의 지속기간 동안 상기 가열 요소를 활성화하는 서브-단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프가 비활성화된 후에 추가적인 미리 정의된 시간 동안, 바람직하게는 0.5초 동안 상기 가열 요소를 활성화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  10. 에어로졸 발생 시스템으로서, 상기 시스템은
    그 사이에 기류 경로를 정의하고 있는, 공기 유입구 및 공기 유출구를 가지고 있는, 하우징,
    에어로졸 형성 기재를 분무하기 위한 분무기로, 여기서 상기 분무기는 가열 요소를 포함하는 기화기인, 상기 분무기,
    액체 에어로졸 형성 기재를 액체 저장부로부터 상기 분무기로 전달하도록 구성되어 있는 펌프,
    퍼프 동안의 퍼프 강도를 결정하기 위해, 상기 기류 경로에 위치하는 퍼프 센서, 및
    상기 퍼프 센서 및 상기 가열 요소에 작동적으로 연결된 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 퍼프 센서 판독에 기초하여 상기 퍼프 강도를 결정하고 상기 결정된 퍼프 강도에 응답하여 상기 펌프의 전달 유속과 상기 가열 요소에 공급되는 상기 전력을 조정하도록 구성되어 있는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 퍼프 센서는 압력 센서이거나 기류 센서인 것인, 에어로졸 발생 시스템.
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