KR20210121947A - 착탈 가능한 히터 모듈을 포함하는 에어로졸 생성 장치 - Google Patents
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Abstract
일부 실시예에 따르면, 프로세서 및 배터리를 포함하는 본체, 본체와 착탈 가능하게 결합되고, 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위한 히터를 포함하는 히터 모듈, 및, 히터 모듈과 착탈 가능하게 결합되고, 히터로 전달될 상기 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지를 포함하는 에어로졸 생성 장치가 개시된다. 히터 모듈은 히터 모듈이 본체와 결합되는 경우 프로세서와 전기적으로 연결되는 집적 회로를 포함할 수 있다.
Description
본 개시는 착탈 가능한 히터 모듈을 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법으로서, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 에어로졸 생성 물질을 가열함에 따라 에어로졸을 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질을 보유하는 액체 저장부 및 히터를 포함하는 카트리지가 에어로졸 생성 장치와 착탈 가능하게 구성되고, 에어로졸 생성 장치로부터 카트리지로 전력이 전달됨에 따라 카트리지에 보유된 에어로졸 생성 물질이 히터에 의해 가열되는 방식이 이용되고 있다.
한편, 카트리지의 액체 저장부에 저장된 에어로졸 생성 물질이 모두 소진되면, 카트리지는 교체된다. 그러나, 일반적으로 히터의 내구성이 유지되는 기간이 에어로졸 생성 물질이 소진되는 주기보다 더 길기 때문에, 히터는 더 사용 가능함에도 불구하고 불필요하게 교체될 수 있다. 이에 따라, 불필요한 낭비가 발생될 수 있는바, 에어로졸 생성 장치 내부의 구성요소들 각각의 내구성 또는 소진 시기를 개별적으로 고려하는 기술이 요구될 수 있다.
카트리지 및 히터 모듈이 서로 착탈 가능하게 구성되는 경우, 카트리지 및 히터 모듈은 개별적으로 교체될 수 있다. 따라서, 카트리지 내 액체 저장부에 보유된 에어로졸 생성 물질의 소진 시기 및 히터 모듈의 내구성을 개별적으로 고려하면, 카트리지 및 히터 모듈은 서로 상이한 주기로 교체될 수 있다. 다만, 액체 저장부에 보유된 에어로졸 생성 물질이 소진되었는지 여부는 비교적 용이하게 확인 가능한데 반해, 히터 모듈의 내구성이 다하여 교체가 필요한지 여부는 사용자가 쉽게 확인하기 어려울 수 있다. 이에 따라, 히터 모듈의 교체 시기를 정확하게 판단하여 사용자에게 알림을 주는 기술이 요구될 수 있다.
다양한 실시예들은 전술한 요구사항을 만족하기 위한 방안으로서, 착탈 가능한 히터 모듈을 포함하는 에어로졸 생성 장치를 제공할 수 있다. 본 개시가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 에어로졸 생성 장치는, 프로세서 및 배터리를 포함하는 본체; 상기 본체와 착탈 가능하게 결합되고, 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위한 히터를 포함하는 히터 모듈; 및 상기 히터 모듈과 착탈 가능하게 결합되고, 상기 히터로 전달될 상기 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지를 포함하고, 상기 히터 모듈은 상기 히터 모듈이 상기 본체와 결합되는 경우 상기 프로세서와 전기적으로 연결되는 집적 회로를 포함할 수 있다.
본 개시는 착탈 가능한 히터 모듈을 포함하는 에어로졸 생성 장치를 제공할 수 있다. 구체적으로, 본 개시에 따른 히터 모듈은 에어로졸 생성 장치의 본체와 결합되는 경우 본체 내부의 프로세서와 전기적으로 연결되는 집적 회로를 포함할 수 있다. 집적 회로는 프로세서에 의해 사용자의 흡연과 연관된 동작(예를 들어, 사용자의 퍼프)이 감지될 때마다 프로세서로부터 전달되는 신호에 기초하여 카운팅을 수행하고, 카운팅의 결과에 대응되는 횟수를 저장할 수 있다. 집적 회로에 저장된 횟수는 히터 모듈이 가열 동작을 수행한 시간에 비례하므로, 집적 회로에 저장된 횟수를 이용하여 히터 모듈의 내구성이 다하였는지 여부가 판단될 수 있다. 예를 들어, 히터 모듈의 내구성을 고려하여 미리 설정된 임계값과 집적 회로에 저장된 횟수와의 비교를 통해 히터 모듈의 교체 시기가 정확하게 판단될 수 있다.
또한, 집적 회로는 카운팅된 횟수를 저장하기 위한 비 휘발성 메모리를 포함하는바, 히터 모듈이 본체와 분리됨에 따라 집적 회로로의 전력 공급이 차단되더라도 카운팅된 횟수를 계속 유지할 수 있다. 따라서, 히터 모듈이 본체와 분리된 후, 해당 본체와 다시 결합되거나 다른 본체와 결합되더라도, 해당 히터 모듈의 내구성을 초과하는 사용이 방지될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 히터 모듈에 대한 정품 인증을 수행하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 히터 모듈의 초과 사용 방지를 수행하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 히터 모듈의 초과 사용 방지를 수행하는 방법의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 카트리지와 히터 모듈의 결합 구조의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 카트리지와 히터 모듈의 결합 구조의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 본체의 일 단부를 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 히터 모듈에 대한 정품 인증을 수행하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 히터 모듈의 초과 사용 방지를 수행하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 히터 모듈의 초과 사용 방지를 수행하는 방법의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 카트리지와 히터 모듈의 결합 구조의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 카트리지와 히터 모듈의 결합 구조의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 본체의 일 단부를 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"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 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.
한편, 명세서 전체에서 "길이 방향"이란 에어로졸 생성 장치가 세장형인 경우 에어로졸 생성 장치의 길이를 따르는 방향을 의미한다. 예를 들어, 도 1의 에어로졸 생성 장치(1)는 본체(10), 히터 모듈(20) 및 카트리지(30)가 순차적으로 결합되는 방식으로 조립되는데, 이 경우 본체(10)로부터 카트리지(30)를 향하는 방향이 길이 방향에 해당할 수 있다.
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.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 본체(10), 히터 모듈(20) 및 카트리지(30)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치(1)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(1)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)는 적어도 하나의 센서(미도시), 사용자 인터페이스(미도시) 및 메모리(미도시) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
적어도 하나의 센서는 퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서 등을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서에서 센싱된 결과는 본체(10) 내 프로세서(110)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 프로세서(110)는 히터 모듈(20) 내 히터(130)의 동작 제어, 흡연의 제한, 카트리지(30) 또는 히터 모듈(20)의 결합 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(1)를 제어할 수 있다.
사용자 인터페이스는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(1)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스는 시각 정보를 출력하는 디스플레이 또는 램프, 촉각 정보를 출력하는 모터, 소리 정보를 출력하는 스피커, 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나 사용자에게 정보를 출력하는 입/출력(I/O) 인터페이싱 수단들(예를 들어, 버튼 또는 터치스크린)과 데이터 통신을 하거나 충전 전력을 공급받기 위한 단자들, 외부 디바이스와 무선 통신(예를 들어, WI-FI, WI-FI Direct, Bluetooth, NFC(Near-Field Communication) 등)을 수행하기 위한 통신 인터페이싱 모듈 등의 다양한 인터페이싱 수단들을 포함할 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(1)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.
메모리는 에어로졸 생성 장치(1) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리는 프로세서(110)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory) 등의 다양한 종류들로 구현될 수 있다. 메모리에는 에어로졸 생성 장치(1)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다.
본체(10)는 프로세서(110) 및 배터리(120)를 포함할 수 있고, 히터 모듈(20)은 히터(130) 및 집적 회로(140)를 포함할 수 있다. 한편, 히터 모듈(20)은 본체(10)와 착탈 가능하게 결합되고, 카트리지(30)는 히터 모듈(20)과 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 히터 모듈(20) 및 카트리지(30)는 개별적으로 교체될 수 있는바, 카트리지(30)에 보유된 에어로졸 생성 물질의 소진 시기 및 히터 모듈(20)의 내구성이 개별적으로 고려될 수 있다.
프로세서(110)는 에어로졸 생성 장치(1)의 전반적인 동작을 제어하는 하드웨어이다. 프로세서(110)는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 프로세서(110)가 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
프로세서(110)는 적어도 하나의 센서에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다. 프로세서(110)는 적어도 하나의 센서에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 히터(130)의 동작이 개시 또는 종료되도록 히터(130)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 퍼프 감지 센서에 의해 퍼프가 감지되면, 배터리(120)가 히터(130)에 전력을 공급하도록 제어할 수 있다.
배터리(120)는 에어로졸 생성 장치(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(120)는 히터(130)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(120)는 에어로졸 생성 장치(1) 내에 구비된 다른 하드웨어 구성들, 예를 들어, 센서, 사용자 인터페이스, 메모리 및 프로세서(110)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(120)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. 예를 들어, 배터리(120)는 리튬폴리머(LiPoly) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
히터(130)는 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위한 장치를 의미할 수 있다. 일 예에서, 히터(130)는 임의의 적합한 전기 저항성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 적합한 전기 저항성 물질은 타이타늄, 지르코늄, 탄탈럼, 백금, 니켈, 코발트, 크로뮴, 하프늄, 나이오븀, 몰리브데넘, 텅스텐, 주석, 갈륨, 망간, 철, 구리, 스테인리스강, 니크롬 등을 포함하는 금속 또는 금속 합금일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 히터(130)는 실리카 위크(wick)와 결합된 코일 히터 및 다공성 세라믹 히터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
집적 회로(140)는 본체(10)에 실장되는 프로세서(110)와는 별개로 히터 모듈(20) 내에 실장되는 제어 회로를 의미할 수 있다. 집적 회로(140)는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다.
집적 회로(140)는 히터 모듈(20)이 본체(10)와 결합되는 경우 프로세서(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 집적 회로(140)는 프로세서(110)와 전기적으로 연결되어 히터 모듈(20)에 대한 정품 인증 또는 히터 모듈(20)의 초과 사용 방지에 이용될 수 있다. 이하 도 2를 참조하여 집적 회로(140)가 히터 모듈(20)에 대한 정품 인증에 이용되는 과정을 보다 상세히 설명한다.
도 2는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 히터 모듈에 대한 정품 인증을 수행하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
S210 단계에서, 집적 회로(140)와 프로세서(110)는 전기적인 연결을 형성할 수 있다. 예를 들어, 본체(예를 들어, 도 1의 본체(10)) 및 히터 모듈(예를 들어, 도 1의 히터 모듈(20))이 서로 결합됨에 따라 본체 내부의 프로세서(110)와 히터 모듈 내의 집적 회로(140)가 전기적으로 연결될 수 있다.
S220 단계에서, 집적 회로(140)는 식별 정보를 프로세서(110)로 전송할 수 있다. 집적 회로(140)는 프로세서(110)와의 전기적인 연결이 형성되면, 프로세서(110)로부터 별도의 요청이 없더라도 식별 정보를 프로세서(110)로 전송할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 집적 회로(140)는 프로세서(110)의 요청에 의해 식별 정보를 프로세서(110)로 전송할 수도 있다.
S230 단계에서, 프로세서(110)는 알고리즘을 이용하여 집적 회로(140)로부터 수신된 식별 정보를 복호화할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 공개 키(public key) 암호 알고리즘, 대칭 키 암호 알고리즘 등을 포함하는 다양한 보안 알고리즘을 이용하여 집적 회로(140)로부터 수신된 식별 정보를 복호화할 수 있다. 다만, 이에 반드시 제한되는 것은 아니며, S230 단계에 따른 복호화 과정은 생략될 수 있다. S230 단계에 따른 복호화 과정이 생략될 경우, 프로세서(110)는 집적 회로(140)로부터 수신된 식별 정보 자체를 이용하여 후술할 단계들을 수행할 수 있다.
S240 단계에서, 프로세서(110)는 복호화된 식별 정보에 기초하여 히터 모듈에 대한 정품 인증을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 복호화된 식별 정보와 프로세서(110) 또는 프로세서(110)와 연결된 메모리에 저장된 정보 간의 비교를 통해 히터 모듈에 대한 정품 인증을 수행할 수 있다. 한편, 프로세서(110)는 정품 인증이 실패하는 경우 히터 모듈에 대한 사용을 제한할 수 있다. 히터 모듈에 대한 사용을 제한한다는 것은 배터리(예를 들어, 도 1의 배터리(120))로부터 히터 모듈에 포함된 히터로의 전력 공급을 차단함으로써, 히터를 이용한 가열 동작을 수행하지 않음을 의미할 수 있다.
S250 단계에서, 프로세서(110)는 정품 인증이 완료되면, 히터 모듈을 사용할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 적어도 하나의 센서에 의해 사용자의 흡연과 연관된 동작이 감지되거나, 사용자 입력이 수신되는 경우, 배터리로부터 히터 모듈에 포함된 히터로의 전력 공급을 제어함으로써, 히터를 이용한 가열 동작을 수행할 수 있다.
이와 같이, 프로세서(110)는 집적 회로(140)로부터 식별 정보를 수신하고, 수신된 식별 정보에 기초하여 히터 모듈에 대한 정품 인증을 수행함으로써, 인증되지 않은 히터 모듈들이 본체와 함께 사용되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 프로세서(110)는 사용자 인터페이스를 이용하여 정품 인증 결과에 대응되는 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
다시 도 1로 돌아와서, 집적 회로(140)는 프로세서(110)에 의해 사용자의 흡연과 연관된 동작(예를 들어, 사용자의 퍼프)이 감지될 때마다 프로세서(110)로부터 전달되는 신호에 기초하여 카운팅을 수행하고, 카운팅의 결과에 대응되는 횟수를 저장할 수 있다. 집적 회로(140)에 저장된 횟수는 히터 모듈이 가열 동작을 수행한 시간에 비례하므로, 히터 모듈의 내구성을 고려하여 미리 설정된 임계값과 집적 회로(140)에 저장된 횟수와의 비교를 통해 히터 모듈의 교체 시기가 정확하게 판단될 수 있다.
한편, 집적 회로(140)는 카운팅된 횟수를 저장하기 위한 비 휘발성 메모리를 포함하는바, 히터 모듈이 본체와 분리됨에 따라 집적 회로(140)로의 전력 공급이 차단되더라도 카운팅된 횟수를 계속 유지할 수 있다. 따라서, 히터 모듈이 본체와 분리된 후, 해당 본체와 다시 결합되거나 다른 본체와 결합되더라도, 히터 모듈의 내구성을 초과하는 사용이 방지될 수 있다. 이하 도 3 및 도 4를 참조하여 집적 회로(140)가 히터 모듈의 초과 사용 방지에 이용되는 과정을 보다 상세히 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 히터 모듈의 초과 사용 방지를 수행하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
S310 단계에서, 프로세서(110)는 사용자의 흡연과 연관된 동작으로서, 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 퍼프 감지 센서는 온도 변화, 유량(flow) 변화, 전압 변화 및 압력 변화 중 어느 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다.
S320 단계에서, 프로세서(110)는 사용자의 퍼프가 감지됨에 따라 퍼프 감지 신호를 집적 회로(140)로 전송할 수 있다. 퍼프 감지 신호는 히터 모듈 상의 적어도 하나의 커넥터 단자를 통해 집적 회로(140)로 전송될 수 있다.
S330 단계에서, 집적 회로(140)는 프로세서(110)로부터 전달되는 퍼프 감지 신호에 기초하여 퍼프 횟수를 카운팅할 수 있다. 집적 회로(140)는 퍼프 횟수를 카운팅하기 위한 카운터를 포함할 수 있다. 또한, 집적 회로(140)는 카운팅된 퍼프 횟수를 저장하기 위한 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
S340 단계에서, 집적 회로(140)는 카운팅된 퍼프 횟수를 프로세서(110)로 전송할 수 있다. 이와 같이, 집적 회로(140)는 퍼프 횟수 카운팅까지만을 수행하고, 카운팅된 횟수를 프로세서(110)로 전송할 수 있다. 다만, 이에 반드시 제한되는 것은 아니며, 집적 회로(140)가 임계값과의 비교도 수행할 수 있으며, 해당 경우의 예시는 이하 도 4를 참조하여 설명할 것이다.
S350 단계에서, 프로세서(110)는 카운팅된 퍼프 횟수와 임계값을 비교할 수 있다. 임계값은 히터 모듈의 내구성을 고려하여 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, 사용자의 퍼프 횟수가 5,000회에 도달할 때까지 히터 모듈이 사용되면, 히터 모듈의 내구성이 다하여 탄 맛이 발생되거나, 원하는 온도 범위로의 가열 제어가 어려워지는 경우, 임계값은 5,000회로 설정될 수 있다. 다만, 이에 반드시 제한되는 것은 아니며, 임계값은 히터 모듈의 내구성이 다하는 횟수에 소정의 마진을 적용한 값으로 설정될 수도 있다.
S360 단계에서, 프로세서(110)는 카운팅된 퍼프 횟수가 임계값 이상인 경우, 히터 모듈의 추가 사용을 제한할 수 있다. 한편, 히터 모듈 내부의 집적 회로(140)에 카운팅된 퍼프 횟수가 저장되는바, 히터 모듈이 본체와 분리된 후 다른 본체와 결합되더라도, 히터 모듈의 추가 사용이 방지될 수 있다. 프로세서(110)는 집적 회로(140)에 저장된 횟수가 임계값 이상인 경우 배터리와 히터 간의 전기적인 연결을 차단함으로써, 히터 모듈의 추가 사용을 제한할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 사용자 인터페이스를 이용하여 히터 모듈의 추가 사용이 방지된다는 정보 또는 히터 모듈의 교체가 필요하다는 정보를 사용자에게 알릴 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 히터 모듈의 초과 사용 방지를 수행하는 방법의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4의 S410 단계, S420 단계 및 S430 단계는 각각 도 3의 S310 단계, S320 단계 및 S330 단계에 대응될 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.
S440 단계에서, 집적 회로(140)는 카운팅된 퍼프 횟수와 임계값의 비교 결과에 따른 값을 출력할 수 있다. 집적 회로(140)는 카운팅된 퍼프 횟수(즉, 집적 회로(140)에 저장된 횟수)가 임계값 미만인 경우 제1 값을 출력하고, 카운팅된 퍼프 횟수가 임계값 이상인 경우 제2 값을 출력할 수 있다. 일 예에서, 집적 회로(140)는 카운팅된 퍼프 횟수가 임계값 이상인 경우 Kill이라는 변수에 1의 값을 출력할 수 있고, 카운팅된 퍼프 횟수가 임계값 미만인 경우 Kill이라는 변수에 0의 값을 출력할 수 있다.
S450 단계에서, 집적 회로(140)는 출력된 값을 프로세서(110)로 전송할 수 있다. 일 예에서, 집적 회로(140)로부터 출력된 값은 특정 변수(예를 들어, Kill이라는 변수)에 대응되는 값일 수 있고, 0 또는 1의 값을 가질 수 있다.
S460 단계에서, 프로세서(110)는 집적 회로(140)로부터 출력되는 값에 기초하여 히터 모듈의 사용 제한 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 집적 회로(140)로부터 출력되는 값이 제1 값인 경우 배터리와 히터 간의 전기적인 연결을 허용하고, 집적 회로(140)로부터 출력되는 값이 제2 값인 경우 배터리와 히터 간의 전기적인 연결을 차단할 수 있다. 배터리와 히터 간의 전기적인 연결이 차단됨에 따라 히터 모듈의 추가 사용이 방지될 수 있다.
다시 도 1로 돌아와서, 카트리지(30)는 히터 모듈(20)의 히터(130)로 전달될 에어로졸 생성 물질을 보유할 수 있다. 예를 들어, 카트리지(30)는 에어로졸 생성 물질을 보유하기 위한 액체 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 카트리지(30)가 히터 모듈(20)과 결합된 경우, 액체 저장부에 수용된 에어로졸 생성 물질은 펠트(미도시)를 통해 히터 모듈(20) 내의 히터(130)로 전달될 수 있다. 이하 도 5 및 도 6을 참조하여 히터 모듈(20) 및 카트리지(30)의 결합 구조에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 5는 일 실시예에 따른 카트리지와 히터 모듈의 결합 구조의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 히터 모듈(20) 및 카트리지(30)가 결합된 구조의 단면도가 도시되어 있다. 다만, 히터 모듈(20) 및 카트리지(30)가 결합된 구조는 도 5에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치의 설계에 따라, 도 5에 도시된 하드웨어 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
카트리지(30)는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 액체 저장부(510) 및 에어로졸 생성 물질의 이송에 관여하는 펠트(520)를 포함할 수 있다. 펠트(520)는 카트리지(30)가 히터 모듈(20)과 결합되는 경우 히터 모듈(20)과 접촉하는 단부에 배치될 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 액체 저장부(510)로부터 펠트(520)를 통해 히터(130)로 전달될 수 있다. 도 5에 도시된 예시에서, 히터(130)는 다공성 세라믹 히터일 수 있다. 히터(130)는 펠트(520)와의 접촉 면적을 최대화하기 위해, 플레이트 형태의 다공성 세라믹 심지를 포함할 수 있으나, 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
한편, 히터 모듈(20)은 배터리(예를 들어, 도 1의 배터리(120))와 히터(130) 간의 전기적인 연결 및 프로세서(예를 들어, 도 1의 프로세서(110))와 집적 회로(140) 간의 전기적인 연결을 형성하기 위한 적어도 둘 이상의 커넥터 단자들(530a 및 530b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 커넥터 단자(530a)들은 히터(130)와 연결되어, 배터리와 히터(130) 간의 전기적인 연결을 형성하기 위해 이용될 수 있다. 제1 커넥터 단자(530a)들은 (+) 단자, (-) 단자 및 접지 단자 중 적어도 둘의 조합에 해당할 수 있는바, 제1 커넥터 단자(530a)를 통해 배터리로부터 히터(130)로 전력이 공급될 수 있다.
제2 커넥터 단자(530b)는 집적 회로(140)와 연결되어, 프로세서와 집적 회로(140) 간의 전기적인 연결을 형성하기 위해 이용될 수 있다. 도 5에는 제2 커넥터 단자(530b)가 싱글 와이어 방식을 따르는 경우가 도시되어 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 커넥터 단자(530b)는 제1 커넥터 단자(530a)들과 같이 2개(즉, 하나의 쌍)일 수 있으며, 제2 커넥터 단자(530b)는 제1 커넥터 단자(530a)들 중 어느 하나와 쌍을 이룰 수도 있다.
제1 커넥터 단자(530a)들 및 제2 커넥터 단자(530b) 각각은 스프링이 적용된 핀 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 커넥터 단자(530a)들 및 제2 커넥터 단자(530b) 각각은 포고 핀(Pogo pin)에 해당할 수 있으나, 이에 반드시 제한되는 것은 아니다. 제1 커넥터 단자(530a)들 및 제2 커넥터 단자(530b) 각각의 구조는 내구성이 높으면서 본체와의 전기적인 연결을 형성하기 적합한 구조라면, 제한 없이 해당될 수 있다.
집적 회로(140)는 히터 모듈(20)의 외면의 적어도 일부를 따라 연장되는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)(540)를 통해 적어도 둘 이상의 커넥터 단자들 중 하나 이상과 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, FPCB(540)는 집적 회로(140)와 제2 커넥터 단자(530b)를 연결함으로써, 본체 내부의 프로세서와 집적 회로(140)가 전기적으로 연결되게 할 수 있다.
한편, 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위해 히터(130)가 가열됨에 따라 히터(130) 주변의 온도가 상당히 높아질 수 있고, 히터(130)로부터 발생된 에어로졸이 사용자에게 흡입되기 위해 기류 경로(560)를 따라 마우스피스로 전달되는 과정에서 응축물이 발생될 수 있으므로, 집적 회로(140) 및 FPCB(540)를 보호하기 위한 배치 구조가 요구될 수 있다. 예를 들어, 집적 회로(140)는 히터 모듈(20) 내에서 적어도 하나의 하우징(예를 들어, 내부 하우징(550))에 의해 히터(130)와 분리된 공간에 배치될 수 있고, FPCB(540)는 히터 모듈(20)의 외면의 적어도 일부를 따라 연장될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 집적 회로(140) 및 FPCB(540)를 보호하기 위한 임의의 적절한 배치 구조가 채용될 수 있다.
기류 경로(560)는 액체 저장부(510)의 배치 및 구조에 따라 적절하게 설계될 수 있다. 도 5에 도시된 예시에서는 액체 저장부(510)가 카트리지 중앙 부분에 원통형으로 형성되는바, 기류 경로(560)가 액체 저장부(510)의 측면을 통해 연장되도록 설계되었으나, 이에 반드시 제한되는 것은 아니다. 기류 경로(560)의 구조는 히터(130)에 의해 발생된 에어로졸이 마우스피스로 전달될 수 있다면, 제한 없이 해당될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 카트리지와 히터 모듈의 결합 구조의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 히터 모듈(20) 및 카트리지(30)가 결합된 구조의 단면도가 도시되어 있다. 다만, 히터 모듈(20) 및 카트리지(30)가 결합된 구조는 도 6에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치의 설계에 따라, 도 6에 도시된 하드웨어 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 예를 들어, 도 6에는 도 1 내지 도 5의 집적 회로(140)의 구성이 생략되어 있으며, 도 5와 비교하여 차별되는 구성들 위주로만 도시되어 있다.
카트리지(30)는 액체 저장부(610) 및 펠트(620)를 포함할 수 있다. 액체 저장부(610)는 돌출된 부분을 포함하는 히터 모듈(20)가 결합되기 적합하도록 히터 모듈(20)과 결합되는 단부에 오목한 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 액체 저장부(610)의 길이 방향의 적어도 일부에는 원통형태의 중공이 형성될 수 있다. 한편, 펠트(620)는 원통 형태의 중공의 내면을 둘러싸도록 배치됨으로써, 액체 저장부(610)에 보유되는 에어로졸 생성 물질이 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.
히터 모듈(20)은 실리카 위크(630)와 결합된 코일 히터(640)를 포함할 수 있다. 실리카 위크(630)는 펠트(620)의 내면과의 접촉 면적을 증가시키기 위해 실린더 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 실리카 위크(630)의 외면과 펠트(620)의 내면은 완전히 접촉될 수 있다. 한편, 실리카 위크(630)가 펠트(620)에 접촉됨에 따라 액체 저장부(610)에 저장된 에어로졸 생성 물질이 펠트(620)를 통해 실리카 위크(630)로 전달될 수 있다. 실리카 위크(630)로 전달된 에어로졸 생성 물질은 코일 히터(640)에 의해 가열될 수 있다. 도 6에서 실리카 위크(630)가 코일 히터(640)가 다소 이격되어 있는 것처럼 도시되어 있으나, 실리카 위크(630) 및 코일 히터(640)는 접경하고 있는 것이 바람직하다.
도 7은 일 실시예에 따른 본체의 일 단부를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본체(10)에서 히터 모듈(예를 들어, 도 1, 도 5 또는 도 6의 히터 모듈(20))과 결합되는 단부가 도시되어 있다.
본체(10)는 히터 모듈과 결합되는 단부에 동심을 갖는 복수의 원형상 또는 원형 밴드 형상의 전도성 부분들(710, 720 및 730)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전도성 부분(710)은 원형상으로서, 접지 단자에 대응될 수 있다. 제2 전도성 부분(720)은 제1 전도성 부분(710)과 동심을 갖는 원형 밴드 형상으로서, (+) 단자에 대응할 수 있다. 제1 전도성 부분(710) 및 제2 전도성 부분(720)은 히터 모듈의 제1 커넥터 단자 쌍과 전기적인 연결을 형성할 수 있고, 이에 따라, 본체(10) 내부의 배터리와 히터 모듈 내부의 히터가 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 제3 전도성 부분(730)은 제1 전도성 부분(710) 및 제2 전도성 부분(720)과 동심을 갖는 원형 밴드 형상으로서, 또 다른 (+) 단자에 대응할 수 있다. 제3 전도성 부분(730) 및 제1 전도성 부분(720)은 히터 모듈의 제2 커넥터 단자 쌍과 전기적인 연결을 형성할 수 있고, 이에 따라, 본체(10) 내부의 프로세서와 히터 모듈 내부의 집적 회로가 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 전도성 부분들(710, 720 및 730)은 동심을 갖는 복수의 원형상 또는 원형 밴드 형상을 가지므로, 히터 모듈이 본체(10)와 결합되는 배향에 상관없이 히터 모듈 상의 적어도 둘 이상의 커넥터 단자들과 전기적인 연결을 형성할 수 있다. 여기서 배향이란 본체와 결합되는 히터 모듈의 단부의 방향을 의미하는 것이 아니라, 히터 모듈의 길이 방향을 축으로 히터 모듈이 회전하는 정도를 의미할 수 있다.
다만, 전술한 전도성 부분들(710, 720 및 730)의 개수, 배치, 단자의 종류 등은 모두 예시에 불과하다. 전도성 부분들(710, 720 및 730)의 개수, 배치, 단자의 종류 등은 히터 모듈의 적어도 하나의 커넥터 단자들의 구성에 대응되도록 적절하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 제3 전도성 부분(730)은 (+) 단자가 아닐 수 있으며, 제1 전도성 부분(710)가 쌍을 이루지 않을 수 있다. 제3 전도성 부분(730)은 싱글 와이어 방식을 따를 수 있으며, 히터 모듈의 단일 커넥터 단자와 연결될 수도 있다.
일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈과 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
상술한 실시예들에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이며, 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위에 있는 모든 차이점은 청구범위에 의해 정해지는 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 에어로졸 생성 장치 630: 실리카 위크
10: 본체 640: 코일 히터
20: 히터 모듈 710: 제1 전도성 부분
30: 카트리지 720: 제2 전도성 부분
110: 프로세서 730: 제3 전도성 부분
120: 배터리
130: 히터
140: 집적 회로
510: 액체 저장부
520: 펠트
530a: 제1 커넥터 단자
530b: 제2 커넥터 단자
540: FPCB
550: 내부 하우징
560: 기류 경로
610: 액체 저장부
620: 펠트
10: 본체 640: 코일 히터
20: 히터 모듈 710: 제1 전도성 부분
30: 카트리지 720: 제2 전도성 부분
110: 프로세서 730: 제3 전도성 부분
120: 배터리
130: 히터
140: 집적 회로
510: 액체 저장부
520: 펠트
530a: 제1 커넥터 단자
530b: 제2 커넥터 단자
540: FPCB
550: 내부 하우징
560: 기류 경로
610: 액체 저장부
620: 펠트
Claims (12)
- 에어로졸 생성 장치에 있어서,
프로세서 및 배터리를 포함하는 본체;
상기 본체와 착탈 가능하게 결합되고, 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위한 히터를 포함하는 히터 모듈; 및
상기 히터 모듈과 착탈 가능하게 결합되고, 상기 히터로 전달될 상기 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지를 포함하고,
상기 히터 모듈은 상기 히터 모듈이 상기 본체와 결합되는 경우 상기 프로세서와 전기적으로 연결되는 집적 회로를 포함하는, 에어로졸 생성 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 집적 회로로부터 식별 정보를 수신하고, 상기 수신된 식별 정보에 기초하여 상기 히터 모듈에 대한 정품 인증을 수행하는, 에어로졸 생성 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 집적 회로는,
상기 프로세서에 의해 사용자의 흡연과 연관된 동작이 감지될 때마다 상기 프로세서로부터 전달되는 신호에 기초하여 카운팅을 수행하고, 상기 카운팅의 결과에 대응되는 횟수를 저장하는, 에어로졸 생성 장치. - 제 3항에 있어서,
상기 집적 회로는,
상기 횟수를 저장하기 위한 비휘발성 메모리를 포함하는, 에어로졸 생성 장치. - 제 3항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 집적 회로에 저장된 횟수가 임계값 이상인 경우 상기 배터리와 상기 히터 간의 전기적인 연결을 차단하는, 에어로졸 생성 장치. - 제 3항에 있어서,
상기 집적 회로는,
상기 저장된 횟수가 임계값 미만인 경우 제1 값을 출력하고, 상기 저장된 횟수가 상기 임계값 이상인 경우 제2 값을 출력하며,
상기 프로세서는,
상기 집적 회로로부터 출력되는 값이 상기 제1 값인 경우 상기 배터리와 상기 히터 간의 전기적인 연결을 허용하고, 상기 집적 회로로부터 출력되는 값이 상기 제2 값인 경우 상기 배터리와 상기 히터 간의 전기적인 연결을 차단하는, 에어로졸 생성 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 집적 회로는 상기 히터 모듈 내에서 적어도 하나의 하우징에 의해 상기 히터와 분리된 공간에 배치되는, 에어로졸 생성 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 카트리지는,
상기 에어로졸 생성 물질을 보유하는 액체 저장부; 및
상기 카트리지가 상기 히터 모듈과 결합되는 경우 상기 히터 모듈과 접촉하는 단부에 배치되는 펠트(felt)를 포함하고,
상기 히터는 상기 액체 저장부로부터 상기 펠트를 통해 전달되는 상기 에어로졸 생성 물질을 가열하는, 에어로졸 생성 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 히터는 실리카 위크(wick)와 결합된 코일 히터 및 다공성 세라믹 히터 중 적어도 하나를 포함하는, 에어로졸 생성 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 히터 모듈은,
상기 배터리와 상기 히터 간의 전기적인 연결 및 상기 프로세서와 상기 집적 회로 간의 전기적인 연결을 형성하기 위한 적어도 둘 이상의 커넥터 단자들을 포함하는, 에어로졸 생성 장치. - 제 10항에 있어서,
상기 집적 회로는 상기 히터 모듈의 외면의 적어도 일부를 따라 연장되는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)를 통해 상기 적어도 둘 이상의 커넥터 단자들 중 하나 이상과 연결되는, 에어로졸 생성 장치. - 제 10항에 있어서,
상기 본체는 상기 히터 모듈과 결합되는 단부에 동심을 갖는 복수의 원형상 또는 원형 밴드 형상의 전도성 부분들을 포함하고,
상기 전도성 부분들은 상기 히터 모듈이 상기 본체와 결합되는 배향에 상관없이 상기 적어도 둘 이상의 커넥터 단자들과 전기적인 연결을 형성하는, 에어로졸 생성 장치.
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2020
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