KR20200071403A - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

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Abstract

실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 일 단에 형성된 개구부를 통하여 궐련을 수용하는 수용부, 수용부에 위치하는 제 1 서셉터, 제 1 서셉터로부터 소정 거리 이격 배치되는 제 2 서셉터, 제 1 및 제 2 서셉터들이 발열하도록 교번적으로 자기장을 생성하는 코일, 및 제 2 서셉터의 온도 프로파일을 측정하도록 제 2 서셉터에 근접하여 배치된 온도 센서를 포함하고, 제 2 서셉터의 온도 프로파일은 제 1 서셉터의 온도 프로파일과 대응되며, 제 2 서셉터의 온도 프로파일을 통하여 제 1 서셉터의 온도가 결정된다.

Description

에어로졸 생성 장치{Apparatus for generating aerosol}
실시예들은 에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 생성 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제 2 서셉터의 온도 프로파일이 제 1 서셉터의 온도 프로파일에 대응되어 제 2 서셉터의 온도 프로파일을 통하여 제 1 서셉터의 온도를 결정하는 에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 생성 방법에 관한 것이다.
근래에 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성하는 방식이 아닌, 궐련 내의 담배 매질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 방식에 대한 수요가 증가하고 있다. 그에 따라, 가열식 궐련 및 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
에어로졸 생성 장치에 수용되는 궐련의 내부 또는 외부에 전기 저항체로 형성되는 히터를 배치하고, 히터에 전력을 공급하여 궐련을 가열하는 방식과는 상이한 가열 방식들이 제안되고 있다. 특히 외부로부터 자기장을 인가받아 발열하는 서셉터를 배치하고, 에어로졸 생성 장치에 포함되는 코일에 전류를 공급하여 서셉터에 자기장을 인가하는 방식으로 서셉터를 발열시켜 에어로졸을 생성하는 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
자기장에 의해 발열하는 서셉터는 궐련 내부 또는 외부에 포함된다. 에어로졸 생성 장치 내에서 코일과 같은 유도 가열 수단이 서셉터와 분리되어 배치된 경우에 간접적 측정 방식의 서셉터 온도 측정 방법이 종래 기술로 개시되었다. 종래의 기술로서 서셉터의 온도를 측정하는 방법은 예를 들어 코일에 흐르는 전류랑, 전압 등을 측정하여 서셉터의 온도를 추정하는 방법과 서셉터를 큐리 온도에 의한 특정 온도로 상승시키는 방법 등이 제시되었다.
다만, 상술한 서셉터의 온도 측정 방법들은 서셉터의 상태와 주변 구성 요소들에 발생할 수 있는 변수들에 의하여 온도의 측정 정확도가 떨어져 서셉터의 온도를 제어하는 것에 어려움이 있었다. 또한 서셉터를 큐리 온도에 의한 특정 온도까지 상승시키는 방법은 특정 온도 이외의 온도를 목표 온도로 정하는 것이 불가능한 문제점이 있었다.
이에, 본 실시예들에서는 서셉터의 온도 측정에 대한 정확도를 높일 수 있어 서셉터의 온도 제어가 보다 용이하며 온도 변화에 보다 효과적으로 대응할 수 있는 에어로졸 생성 장치의 실시예들이 제공된다.
실시예들은 제 2 서셉터의 온도 프로파일이 제 1 서셉터의 온도 프로파일에 대응되어 제 2 서셉터의 온도 프로파일을 통하여 제 1 서셉터의 온도를 결정하는 에어로졸 생성 장치 및 에어로졸 생성 방법을 제공한다.
본 실시예들이 이루고자 하는 기술적 과제는 전술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 일 단에 형성된 개구부를 통하여 궐련을 수용하는 수용부; 상기 수용부에 위치하는 제 1 서셉터; 상기 제 1 서셉터로부터 소정 거리 이격 배치되는 제 2 서셉터; 상기 제 1 및 제 2 서셉터들이 발열하도록 교번적으로 자기장을 생성하는 코일; 및 상기 제 2 서셉터의 온도 프로파일을 측정하도록 상기 제 2 서셉터에 근접하여 배치된 온도 센서;를 포함하고, 상기 제 2 서셉터의 온도 프로파일은 상기 제 1 서셉터의 온도 프로파일과 대응되며, 상기 제 2 서셉터의 상기 온도 프로파일을 통하여 상기 제 1 서셉터의 온도가 결정된다.
상기 코일은 상기 수용부의 측벽을 따라 권선되고, 상기 제 2 서셉터는 상기 수용부의 타 단을 향하는 방향으로 상기 제 1 서셉터로부터 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
상기 제 2 서셉터는 상기 수용부의 타 단에 위치하는 격실에 배치되며, 상기 코일은 상기 격실 방향으로 연장되어 상기 격실의 측벽을 함께 권선할 수 있다.
상기 제 2 서셉터는 상기 제 1 서셉터의 재료와 동일한 재료로 구성될 수 있다.
상기 제 1 서셉터와 상기 제 2 서셉터는 동일한 길이방향 축을 가질 수 있다.
상기 온도 센서는 상기 제 2 서셉터로부터 소정 거리만큼 이격 배치될 수 있다.
상기 온도 센서는 상기 제 2 서셉터와 접촉하도록 배치될 수 있다.
상기 온도 센서는 적외선(Infra Red) 센서, NTC(Negative Temperature Coefficient of Resistance) 센서 또는 PTC(Positive Temperature Coefficient of Resistance) 센서일 수 있다.
다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 상기 제 2 서셉터의 온도 프로파일을 통하여 상기 제 1 서셉터의 온도를 결정하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 소정의 오프-셋(off-set) 값을 통하여 상기 제 2 서셉터의 온도 프로파일과 상기 제 1 서셉터의 온도 프로파일을 대응시킬 수 있다.
다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 상기 코일에 전력을 공급하는 전원부를 더 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 방법은 코일에 교번적으로 자기장을 생성하는 단계; 상기 생성된 자기장에 의하여 제 1 및 제 2 서셉터들이 발열하는 단계; 및 상기 제 2 서셉터의 온도 프로파일을 통하여 상기 제 1 서셉터의 온도를 결정하는 단계;를 포함한다.
또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공된다.
도 1a는 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서 궐련이 수용되는 수용부를 포함하는 일 부분에 대한 단면도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 일 부분의 사시도이다.
도 2는 제어부 및 전원부를 더 포함하는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 단면도이다.
도 3a는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서 제 2 서셉터의 온도 프로파일을 통한 제 1 서셉터의 온도의 결정 시 제 2 서셉터와 제 1 서셉터 사이에 오프-셋(off-set) 값이 없는 경우를 도시한 도면이다.
도 3b는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치에서 제 2 서셉터의 온도 프로파일을 통한 제 1 서셉터의 온도의 결정 시 제 2 서셉터와 제 1 서셉터 사이에 오프-셋(off-set) 값이 있는 경우를 도시한 도면이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 '제 1' 또는 '제 2' 등과 같은 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있으나, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않아야 한다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하기 위한 목적으로만 사용된다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1a는 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)에서 궐련(200)이 수용되는 수용부(110)를 포함하는 일 부분에 대한 단면도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)의 일 부분의 사시도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하여 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)에 대하여 보다 상세히 알아보도록 한다.
실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 일 단에 형성된 개구부(115)를 통하여 궐련을 수용하는 수용부(110), 수용부(110)에 위치하는 제 1 서셉터(120), 제 1 서셉터(120)로부터 소정 거리 이격 배치되는 제 2 서셉터(140), 제 1 및 제 2 서셉터(140)들이 발열하도록 교번적으로 자기장을 생성하는 코일(130) 및 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일을 측정하도록 제 2 서셉터(140)에 근접하여 배치된 온도 센서(145)를 포함하고, 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일은 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일과 대응되며, 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일을 통하여 제 1 서셉터(120)의 온도가 결정된다.
코일(130)은 수용부(110)의 측벽을 따라 권선되고, 제 2 서셉터(140)는 수용부(110)의 타 단을 향하는 방향으로 제 1 서셉터(120)로부터 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
유도 가열(induction heating) 방식은 외부 자기장에 의해 발열하는 제 1 서셉터(120)에 주기적으로 방향이 변하는 자기장을 교번적으로 인가하여 제 1 서셉터(120)로부터 열을 생성하는 방식을 의미할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)는 유도 가열 방식으로 궐련(200)을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있다.
실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 일 단에 형성된 개구부(115)를 통하여 궐련(200)을 수용하는 수용부(110)를 포함할 수 있다. 일 단에 형성된 개구부(115)는 궐련(200)이 삽입되는 입구일 수 있으며 개구부(115)를 통하여 궐련(200)이 수용부(110)에 삽입될 수 있다.
제 1 서셉터(120)는 수용부(110)에 위치할 수 있다. 제 1 서셉터(120)는 궐련(200)에 삽입되어 궐련(200)을 가열할 수 있다. 제 1 서셉터(120)의 일 단부는 수용부(110)의 저면과 접촉할 수 있으며 제 1 서셉터(120)의 타 단부는 수용부(110)의 저면으로부터 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어 제 1 서셉터(120)는 수용부(110)의 저면으로부터 수용부(110)의 일 단 방향으로 연장되는 세장형일 수 있다. 제 1 서셉터(120)는 원기둥, 각기둥 형상일 수 있으나, 제 1 서셉터(120)의 형상은 이에 제한되지 않으며 형상, 크기, 재료 등은 필요에 따라 변경될 수 있다.
실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 제 1 서셉터(120)로부터 소정 거리 이격 배치되는 제 2 서셉터(140)를 포함할 수 있다. 예를 들어 제 2 서셉터(140)는 수용부(110)의 타 단을 향하는 방향으로 제 1 서셉터(120)로부터 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일은 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일과 대응될 수 있다. 제 2 서셉터(140)는 제 1 서셉터(120)와 함께 발열할 수 있으며 제 2 서셉터(140)는 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일이 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일에 대응되도록 구성될 수 있다. 즉, 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일과 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일은 소정의 상관 관계를 가지며, 소정의 상관 관계를 통하여 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일을 통하여 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일을 추정할 수 있다.
이 때 상관 관계는 제 1 서셉터(120)의 온도와 제 2 서셉터(140)의 온도 차인 오프-셋(off-set)일 수 있으며, 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일과 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일 사이의 오프-셋과 관련하여서는 도 3a 및 도 3b와 함께 후술하도록 한다.
실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 제 1 및 제 2 서셉터(140)들이 발열하도록 교번적으로 자기장을 생성하는 코일(130)을 포함할 수 있다. 이 때 코일(130)은 수용부(110)의 측벽을 따라 권선될 수 있다.
예를 들어 코일(130)이 권선되는 수용부(110)의 측벽은 제 1 서셉터(120)가 수용부(110) 내부에서 연장되는 길이에 대응되는 부분일 수 있다. 즉, 코일(130)은 제 1 서셉터(120)의 적어도 일 부분이 코일(130)의 내부에 위치하도록 측벽을 따라 권선될 수 있으며 코일(130)에 의하여 생성된 자기장에 의하여 제 1 서셉터(120)의 적어도 일 부분이 발열할 수 있다.
코일(130)은 장치로부터 교류 전류를 공급받아 코일(130)의 내부에 교번적으로 자기장을 생성할 수 있다. 코일(130)에 의해 교번적으로 생성되는 자기장을 통하여 제 1 서셉터(120) 및 제 2 서셉터(140)가 발열될 수 있으며 제 1 서셉터(120)에 삽입된 궐련(200)은 제 1 서셉터(120)에서 생성된 열에 의해 가열될 수 있다. 궐련(200)이 제 1 서셉터(120)에 의해 발열됨에 따라 궐련(200)에서 에어로졸이 생성되고 이후 사용자가 에어로졸을 흡입할 수 있다.
제 1 서셉터(120) 및 제 2 서셉터(140)에 인가되는 자기장의 진폭 및 주파수가 클수록 제 1 서셉터(120) 및 제 2 서셉터(140)로부터 많은 열에너지가 방출될 수 있다. 그에 따라, 에어로졸 생성 장치(100)는 제 1 서셉터(120)에 자기장을 인가하는 방식으로 제 1 서셉터(120)로부터 열에너지를 방출시켜 제 1 서셉터(120)를 가열할 수 있다.
제 2 서셉터(140)는 수용부(110)의 타 단에 위치하는 격실(142)에 배치될 수 있으며, 코일(130)은 격실(142) 방향으로 연장되어 격실(142)의 측벽을 함께 권선할 수 있다.
수용부(110)의 타 단에 위치하는 격실(142)은 수용부(110)와 분리된 별도의 공간을 형성할 수 있다. 예를 들어 수용부(110)는 에어로졸 생성 장치(100) 내부에서 수용부(110)와 분리되어 구획된 공간일 수 있으며 격실(142) 내부에 제 2 서셉터(140)가 배치될 수 있다. 격실(142)의 상부 벽은 수용부(110)의 저면과 접촉할 수 있으며, 격실(142)의 상부 벽과 수용부(110)의 저면은 일체로서 수용부(110)와 격실(142)을 분리하는 벽을 형성할 수 있다.
제 2 서셉터(140)는 격실(142)에 배치될 수 있는데 제 2 서셉터(140)는 격실(142)의 내부에서 상부 벽으로부터 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어 제 2 서셉터(140)는 격실(142)의 상부 벽으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 세장형일 수 있다. 다만 제 2 서셉터(140)의 형상은 이에 제한되지 않으며 형상, 크기, 재료 등은 필요에 따라 변경될 수 있다.
실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일을 측정하도록 제 2 서셉터(140)에 근접하여 배치된 온도 센서(145)를 포함한다.
온도 센서(145)는 제 2 서셉터(140)의 온도를 측정하도록 에어로졸 생성 장치(100) 내에 배치될 수 있으며, 온도 센서(145)는 코일(130)에 의하여 생성된 자기장에 영향을 받지 않도록 구성될 수 있다.
온도 센서(145)는 제 2 서셉터(140)에 근접하여 배치될 수 있다. 예를 들어 온도 센서(145)는 제 2 서셉터(140)가 배치된 격실(142) 내에 제 2 서셉터(140)와 함께 배치될 수 있으며, 격실(142)의 상부 벽 또는 측벽에 장착될 수 있다. 이 때 온도 센서(145)는 제 2 서셉터(140)와 전기적으로 연결될 수 있다.
온도 센서(145)는 제 2 서셉터(140)의 온도를 간접적 또는 직접적으로 측정할 수 있다. 온도 센서(145)가 제 2 서셉터(140)의 온도를 간접적으로(비접촉식으로) 측정할 경우 온도 센서(145)는 제 2 서셉터(140)로부터 소정 거리 이격 배치될 수 있다. 이 때 온도 센서(145)와 제 2 서셉터(140) 사이의 소정 거리는 온도 센서(145)와 제 2 서셉터(140)가 함께 위치하는 격실(142) 내에서 온도 센서(145)가 제 2 서셉터(140)의 온도를 측정하기에 어려움이 없는 거리일 수 있다.
온도 센서(145)가 제 2 서셉터(140)로부터 소정 거리 이격 배치되는 경우, 온도 센서(145)는 예를 들어 적외선(Infra Red;IR) 센서일 수 있다. 다만, 온도 센서(145)의 종류는 이에 제한되지 않고 제 2 서셉터(140)의 온도를 소정 거리만큼 이격되어 측정할 수 있는 다른 종류의 센서일 수 있다.
제 2 서셉터(140)의 온도가 간접적으로 측정될 때 온도 센서(145)와 제 2 서셉터(140)는 직접적으로 접촉할 필요성이 없어 에어로졸 생성 장치(100) 내에서 온도 센서(145)의 배치가 보다 용이하며, 에어로졸 생성 장치(100)의 구조가 단순해질 수 있다.
온도 센서(145)가 제 2 서셉터(140)의 온도를 직접적으로(접촉식으로) 측정할 경우 온도 센서(145)는 제 2 서셉터(140)와 접촉하도록 배치될 수 있다. 온도 센서(145)가 제 2 서셉터(140)와 접촉하도록 배치되는 경우 온도 센서(145)는 예를 들어 RTD(Resistance Temperature Detector) 센서, NTC(Negative Temperature Coefficient of Resistance) 센서, 또는 PTC(Positive Temperature Coefficient of Resistance) 센서일 수 있다. 다만 온도 센서(145)가 제 2 서셉터(140)와 접촉하여 제 2 서셉터(140)의 온도를 측정하는 한 온도 센서(145)의 종류는 이에 제한되지 않는다.
제 2 서셉터(140)의 온도가 직접적으로 측정될 때 온도 센서(145)와 제 2 서셉터(140)는 직접적으로 연결될 필요가 있다. 제 2 서셉터(140)의 온도가 온도 센서(145)와 직접 연결되어 측정됨으로써 보다 정확하고 빠른 온도 측정이 가능하다. 온도 센서(145)로부터 측정되는 온도에 기초하여 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일이 기록되고 수치화될 수 있다.
제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일이 기록되고 수치화됨에 따라 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일이 추정될 수 있는데, 이는 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일이 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일에 대응되도록 제 2 서셉터(140)가 구성될 수 있기 때문이다.
즉, 궐련(200)이 삽입되어 직접적인 온도 측정에 어려움이 있는 제 1 서셉터(120) 대신 제 2 서셉터(140)의 온도를 측정하여 제 1 서셉터(120)의 온도를 추정할 수 있다. 제 2 서셉터(140)의 온도를 측정하여 제 1 서셉터(120)의 온도를 추정하여 결정할 수 있음에 따라 에어로졸 생성 장치(100)가 제 1 서셉터(120)의 온도를 제어하는 것이 더 용이할 수 있으며, 이를 통해 제 1 서셉터(120)로부터 궐련(200)으로 전달되는 열을 효율적으로 제어할 수 있다. 이에 궐련(200)으로부터 발생하는 에어로졸의 향미가 풍부하며 보다 균일할 수 있다.
실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)에서 제 2 서셉터(140)는 제 1 서셉터(120)의 재료와 동일한 재료로 구성될 수 있다. 즉, 제 2 서셉터(140)와 제 1 서셉터(120)는 동일한 재료로 구성될 수 있으며 이에 따라 제 2 서셉터(140)와 제 1 서셉터(120)는 동일한 열 특성을 가질 수 있다.
예를 들어, 제 1 서셉터(120)와 제 2 서셉터(140)가 동일한 자기장의 세기를 동일한 시간만큼 제공받게 된다면 제 2 서셉터(140)의 온도 상승량은 제 1 서셉터(120)의 온도 상승량과 동일할 수 있다. 이 때 제 2 서셉터(140)의 승온 속도는 제 1 서셉터(120)의 승온 속도와 동일할 수 있다.
제 2 서셉터(140)와 제 1 서셉터(120)가 동일한 열 특성을 가짐에 따라 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일과 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일은 동일할 수 있으며, 제 2 서셉터(140)의 온도를 측정함으로써 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일을 결정할 수 있다.
실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)에서 제 1 서셉터(120)와 제 2 서셉터(140)는 동일한 길이방향 축을 가질 수 있다. 즉 제 1 서셉터(120)와 제 2 서셉터(140)는 코일(130)의 외주로부터 동일한 거리만큼 이격 배치되어 코일(130)로부터 생성된 자기장을 동일하게 수용할 수 있다.
예를 들어, 도 1a 및 도 1b를 참조했을 때 제 1 서셉터(120)와 제 2 서셉터(140)는 에어로졸 생성 장치(100)의 길이방향 축과 나란하게 배열될 수 있으며, 코일(130)의 중심 축, 제 1 서셉터(120)의 길이방향 축 및 제 2 서셉터(140)의 길이방향 축은 모두 일치할 수 있다.
도 2는 제어부(160) 및 전원부(170)를 더 포함하는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)의 단면도이다.
다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일을 통하여 상기 제 1 서셉터(120)의 온도를 결정하는 제어부(160)와, 코일(130)에 전력을 공급하는 전원부(170)를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)의 구성 요소를 포함한다. 이에 따라 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)의 구성 요소의 구조 및 효과와 관련하여서는 상술한 설명과 중복되는 바, 이와 중복되는 범위에서의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
제어부(160)는 코일(130)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 제어부(160)는 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일을 통하여 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일을 결정할 수 있다. 제어부(160)는 소정의 오프-셋(off-set) 값을 통하여 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일과 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일을 대응시킬 수 있다.
제 2 서셉터(140)는 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일이 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일에 대응되도록 구성될 수 있다. 이에 따라 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일과 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일은 소정의 상관 관계를 갖는데 소정의 상관 관계를 통하여 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일을 통하여 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일을 추정할 수 있다. 이 때 상관 관계는 제 1 서셉터(120)의 온도와 제 2 서셉터(140)의 온도 차인 오프-셋(off-set)일 수 있다.
도 3a는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)에서 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일을 통한 제 1 서셉터(120)의 온도의 결정 시 제 2 서셉터(140)와 제 1 서셉터(120) 사이에 오프-셋(off-set) 값이 없는 경우를 도시한 도면이고, 도 3b는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)에서 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일을 통한 제 1 서셉터(120)의 온도의 결정 시 제 2 서셉터(140)와 제 1 서셉터(120) 사이에 오프-셋(off-set) 값이 있는 경우를 도시한 도면이다.
도 3a와 도 3b를 참조하여 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일과 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일 사이의 상관 관계에 대하여 보다 상세히 알아보도록 한다.
도 3a를 참조하면, 오프-셋이 없는 경우 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일과 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일을 확인할 수 있다. 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일과 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일 사이에 오프-셋이 없는 경우 제어부(160)는 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일을 통하여 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일을 결정할 수 있으며 이 때 오프-셋 값을 통한 보정이 불필요하다. 즉, 제어부(160)는 제 2 서셉터(140)의 온도를 측정하여 이를 제 1 서셉터(120)의 온도로 추정할 수 있다.
제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일과 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일 사이에 오프-셋이 없는 경우는 제 1 서셉터(120)와 제 2 서셉터(140)가 동일한 재료로 구성되는 경우일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
도 3b를 참조하면, 오프-셋이 있는 경우 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일과 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일을 확인할 수 있다. 제 1 서셉터(120)의 온도 프로파일과 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일 사이에 오프-셋이 있는 경우 제 2 서셉터(140)의 온도에 오프-셋 값을 더하여 제 1 서셉터(120)의 온도를 추정할 수 있다.
이 때 오프-셋은 제 1 서셉터(120)의 온도와 제 2 서셉터(140)의 온도의 차이 일 수 있으며 도 3b에서는 오프-셋 값이 양수로 표현되었으나 오프-셋 값은 이에 제한되지 않고 음수일 수 있다. 오프-셋 값은 제 2 서셉터(140)의 온도에 비례하며 커질 수 있으며 목표 온도에서 일정할 수 있다.
오프-셋 값이 존재하는 경우 제 2 서셉터(140)의 온도를 측정하여 제 1 서셉터(120)의 온도를 결정하기 위해서는 오프-셋 값을 통한 보정이 필요하다. 따라서 제어부(160)는 온도에 따른 오프-셋 값을 저장할 수 있으며, 이 후 제 2 서셉터(140)의 온도를 통하여 제 1 서셉터(120)의 온도를 결정할 수 있다.
제 2 서셉터(140)와 제 1 서셉터(120) 사이의 오프-셋 값을 통한 제 1 서셉터(120)의 온도 추정은 본 실시예에 한정되지 않고 다양하게 이용될 수 있으며, 외부 요소의 삽입으로 인하여 직접적인 온도 측정이 어려운 구성에 대하여 정확도가 높은 추정 값을 얻을 수 있다.
전원부(170)는 에어로졸 생성 장치(100)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 전원부(170)는 제 1 서셉터(120), 제 2 서셉터(140)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(160)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 전원부(170)는 에어로졸 생성 장치(100)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있으나 이에 제한되지 않고 각 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다.
본 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 제 1 서셉터(120)로부터 소정 거리 이격 배치되는 제 2 서셉터(140)의 온도를 측정하여 제 1 서셉터(120)의 온도를 결정할 수 있다. 이에 따라 이를 바탕으로 에어로졸 생성 장치(100)의 오작동을 방지할 수 있고 에어로졸 생성 장치(100) 내부의 과열을 방지하여 에어로졸 생성 장치(100) 내부의 구성 요소를 보다 안전하게 유지할 수 있다.
또한 제 1 서셉터(120)의 온도를 정확하게 추정 및 결정할 수 있어 제 1 서셉터(120)의 온도를 제어하는 것이 더 용이할 수 있다. 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 이를 통해 제 1 서셉터(120)로부터 궐련(200)으로 전달되는 열을 효율적으로 제어할 수 있고, 궐련(200)으로부터 발생하는 에어로졸의 향미가 보다 풍부하고 균일할 수 있다.
또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 방법은 코일(130)에 교번적으로 자기장을 생성하는 단계, 생성된 자기장에 의하여 제 1 및 제 2 서셉터들(120; 140)이 발열하는 단계, 및 제 2 서셉터(140)의 온도 프로파일을 통하여 제 1 서셉터(120)의 온도를 결정하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 방법의 구성 및 효과는 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 구성 및 효과와 동일한 바, 이와 중복되는 범위에서 자세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 에어로졸 생성 장치
110: 수용부
115: 개구부
120: 제 1 서셉터
130: 코일
140: 제 2 서셉터
142: 격실
145: 온도 센서
160: 제어부
170: 전원부
200: 궐련

Claims (13)

  1. 에어로졸 생성 장치에 있어서,
    일 단에 형성된 개구부를 통하여 궐련을 수용하는 수용부;
    상기 수용부에 위치하는 제 1 서셉터;
    상기 제 1 서셉터로부터 소정 거리 이격 배치되는 제 2 서셉터;
    상기 제 1 및 제 2 서셉터들이 발열하도록 교번적으로 자기장을 생성하는 코일; 및
    상기 제 2 서셉터의 온도 프로파일을 측정하도록 상기 제 2 서셉터에 근접하여 배치된 온도 센서;를 포함하되,
    상기 제 2 서셉터의 온도 프로파일은 상기 제 1 서셉터의 온도 프로파일과 대응되며,
    상기 제 2 서셉터의 상기 온도 프로파일을 통하여 상기 제 1 서셉터의 온도가 결정되는, 에어로졸 생성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코일은 상기 수용부의 측벽을 따라 권선되고,
    상기 제 2 서셉터는 상기 수용부의 타 단을 향하는 방향으로 상기 제 1 서셉터로부터 소정 거리 이격 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 서셉터는 상기 수용부의 타 단에 위치하는 격실에 배치되며,
    상기 코일은 상기 격실 방향으로 연장되어 상기 격실의 측벽을 함께 권선하는, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 서셉터는 상기 제 1 서셉터의 재료와 동일한 재료로 구성되는, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 서셉터와 상기 제 2 서셉터는 동일한 길이방향 축을 갖는, 에어로졸 생성 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 센서는 상기 제 2 서셉터로부터 소정 거리만큼 이격 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 센서는 상기 제 2 서셉터와 접촉하도록 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 센서는 적외선(Infra Red) 센서, NTC(Negative Temperature Coefficient of Resistance) 센서 또는 PTC(Positive Temperature Coefficient of Resistance) 센서인, 에어로졸 생성 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 서셉터의 온도 프로파일을 통하여 상기 제 1 서셉터의 온도를 결정하는 제어부를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는 소정의 오프-셋(off-set) 값을 통하여 상기 제 2 서셉터의 온도 프로파일과 상기 제 1 서셉터의 온도 프로파일을 대응시키는, 에어로졸 생성 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 코일에 전력을 공급하는 전원부를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  12. 에어로졸 생성 방법에 있어서,
    코일에 교번적으로 자기장을 생성하는 단계;
    상기 생성된 자기장에 의하여 제 1 및 제 2 서셉터들이 발열하는 단계; 및
    상기 제 2 서셉터의 온도 프로파일을 통하여 상기 제 1 서셉터의 온도를 결정하는 단계;를 포함하는, 에어로졸 생성 방법.
  13. 제 12 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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