KR20220107882A - Aerosol generating device - Google Patents
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Abstract
Description
에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파를 이용하여 에어로졸을 발생시킬 수 있는 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.To an aerosol-generating device, and more particularly, to an aerosol-generating device capable of generating an aerosol using ultrasonic waves.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 에어로졸 생성 물질을 가열시켜 에어로졸을 생성시키는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 에어로졸 생성 장치 또는 초음파 진동식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In recent years, there has been an increasing demand for an alternative method that overcomes the disadvantages of conventional cigarettes. For example, there is a growing demand for methods of generating an aerosol by heating an aerosol-generating material rather than by burning a cigarette to generate an aerosol. Accordingly, research into a heating-type aerosol-generating device or an ultrasonic vibration-type aerosol-generating device is being actively conducted.
한편, 에어로졸 생성 장치를 사용할 때 무화량이 적은 경우 환경의 제약 없이 에어로졸 생성 장치를 사용할 수 있다는 편의성이 제공될 수 있고, 무화량이 많은 경우 시각적인 만족감이 제공될 수 있다. 따라서, 상황에 따라 무화량을 조절하는 기술이 요구된다. 또한, 사용자에게 전달되는 에어로졸의 온도에 따라 만족감이 상이할 수 있으므로, 에어로졸의 온도를 조절하는 기술이 요구된다.On the other hand, when using the aerosol generating device, when the amount of atomization is small, the convenience of using the aerosol generating device without environmental restrictions may be provided, and if the atomization amount is large, a visual satisfaction may be provided. Therefore, a technique for controlling the amount of atomization according to the situation is required. In addition, since satisfaction may be different depending on the temperature of the aerosol delivered to the user, a technique for controlling the temperature of the aerosol is required.
다양한 실시예들은 에어로졸 생성 장치를 제공하는데 있다. 한편, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.Various embodiments are directed to providing an aerosol generating device. Meanwhile, the technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems described above, and other technical problems may be inferred from the following embodiments.
일 측면에 따른 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 수용하는 액체 저장부; 초음파 진동을 발생시켜 상기 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 무화하는 진동자; 및 상기 진동자의 공진주파수를 포함하는 소정 범위 내의 주파수들 및 상기 소정 범위 내 주파수들의 인가에 의해 변화되는 상기 진동자의 임피던스들 간의 상관관계에 기초하여 상기 공진주파수의 전압의 인가에 의해 도달하는 제1 온도보다 높은 제2 온도로 상기 진동자를 제어하기 위한 동작 주파수를 결정하고, 상기 진동자에 상기 결정된 동작 주파수의 전압을 인가함으로써 상기 진동자를 상기 제2 온도로 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.An aerosol-generating device according to one aspect includes a liquid reservoir for accommodating an aerosol-generating material; a vibrator generating ultrasonic vibration to atomize the aerosol-generating material into an aerosol; and frequencies within a predetermined range including the resonant frequency of the vibrator and the first frequency reached by the application of the voltage of the resonant frequency based on the correlation between the impedances of the vibrator changed by the application of the frequencies within the predetermined range. and a processor controlling the vibrator to the second temperature by determining an operating frequency for controlling the vibrator at a second temperature higher than a temperature, and applying a voltage of the determined operating frequency to the vibrator.
다른 측면에 따른 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 수용하는 액체 저장부; 초음파 진동을 발생시켜 상기 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 무화하는 진동자; 및 상기 에어로졸 생성 장치로부터 가시적인 연기가 발생되는 유연 모드에서 제1 크기의 전압을 상기 진동자에 인가하고, 상기 에어로졸 생성 장치로부터 가시적인 연기가 발생되지 않는 무연 모드에서 상기 제1 크기보다 작은 제2 크기의 전압을 상기 진동자에 인가함으로써, 상기 무연 모드에서 상기 진동자의 온도를 상기 제1 크기의 전압에 대응되는 온도보다 낮은, 상기 제2 크기의 전압에 대응되는 온도로 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.An aerosol-generating device according to another aspect includes: a liquid reservoir for accommodating an aerosol-generating material; a vibrator generating ultrasonic vibration to atomize the aerosol-generating material into an aerosol; and a voltage of a first magnitude is applied to the vibrator in a flexible mode in which visible smoke is generated from the aerosol-generating device, and a second magnitude smaller than the first magnitude in a smoke-free mode in which visible smoke is not generated from the aerosol-generating device. and a processor for controlling the temperature of the vibrator in the lead-free mode to a temperature corresponding to the voltage of the second magnitude, lower than the temperature corresponding to the voltage of the first magnitude by applying a voltage of the magnitude to the vibrator have.
또 다른 측면에 따른 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 수용하는 액체 저장부; 초음파 진동을 발생시켜 상기 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 무화하는 진동자; 및 상기 에어로졸 생성 장치로부터 가시적인 연기가 발생되는 유연 모드에서 상기 진동자의 진동수를 제1 진동수로 제어하고, 상기 에어로졸 생성 장치로부터 가시적인 연기가 발생되지 않는 무연 모드에서, 상기 진동자의 복수의 공진주파수들 중 공진이 가장 크게 발생하는 메인 공진주파수보다 낮은 주파수를 갖는 서브 공진주파수의 전압을 상기 진동자에 인가함으로써 상기 진동자의 진동수를 상기 제1 진동수보다 낮은 제2 진동수로 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.An aerosol-generating device according to another aspect includes: a liquid reservoir for accommodating an aerosol-generating material; a vibrator generating ultrasonic vibration to atomize the aerosol-generating material into an aerosol; and controlling the frequency of the vibrator to a first frequency in a flexible mode in which visible smoke is generated from the aerosol generating device, and a plurality of resonant frequencies of the vibrator in a smoke free mode in which visible smoke is not generated from the aerosol generating device and a processor for controlling the frequency of the vibrator to a second frequency lower than the first frequency by applying a voltage of a sub-resonant frequency having a frequency lower than the main resonance frequency at which resonance occurs the most to the vibrator. .
에어로졸 생성 장치는 진동자에 인가하는 전압의 주파수 또는 크기를 조절함으로써 에어로졸의 무화량 또는 온도를 조절할 수 있다. 에어로졸 생성 장치는 에어로졸의 무화량 또는 온도를 조절함으로써 사용자에게 편의성 및 만족감을 제공할 수 있다.The aerosol generating device may control the atomization amount or temperature of the aerosol by adjusting the frequency or magnitude of the voltage applied to the vibrator. The aerosol generating device may provide convenience and satisfaction to the user by controlling the atomization amount or temperature of the aerosol.
실시예들에 의한 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the embodiments are not limited to the above-described effects, and the effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the embodiments belong from the present specification and the accompanying drawings.
도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 진동자에 인가되는 전압의 주파수와 진동자의 임피던스의 관계의 일 예를 도시한 그래프이다.
도 5는 진동자에 인가되는 전압의 주파수와 진동자의 임피던스의 관계의 다른 예를 도시한 그래프이다.
도 6은 에어로졸의 입자 크기와 무화량의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 에어로졸 생성 장치가 사용되는 일 예를 도시한 도면이다.1 is a block diagram of an aerosol generating device according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an aerosol generating device according to the embodiment shown in FIG. 1 .
3 is a block diagram illustrating the configuration of an aerosol generating device according to an embodiment.
4 is a graph illustrating an example of a relationship between the frequency of a voltage applied to the vibrator and the impedance of the vibrator.
5 is a graph showing another example of the relationship between the frequency of a voltage applied to the vibrator and the impedance of the vibrator.
6 is a view for explaining the relationship between the particle size of the aerosol and the amount of atomization.
7 is a diagram illustrating an example in which the aerosol generating device of FIG. 6 is used.
실시예들의 설명을 위하여 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 용어들은 실시예들이 속하는 기술분야에 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 실시예들의 설명을 위해 사용되는 용어를 해석할 때 단순히 용어의 명칭만으로 한정할 것이 아니라 그 용어가 가지는 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.Although general terms currently widely used have been selected for the description of the embodiments, the terms may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art to which the embodiments belong, the emergence of new technology, and the like. In addition, in specific cases, there are also terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, when interpreting the terms used for the description of the embodiments, it should be defined based on the meaning of the term and the contents of the present specification, rather than simply limiting the term to the name.
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.In the entire specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated. Also, terms such as “…unit” and “…module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 실시예들에 대하여 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the embodiments belong can easily implement them. However, the embodiments may be implemented in various different forms and are not limited to the embodiments described herein.
이하에서는 도면을 참조하여 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of an aerosol generating device according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 배터리(110), 무화기(120), 센서(130), 사용자 인터페이스(140), 메모리(150) 및 프로세서(160)를 포함할 수 있다. 그러나 에어로졸 생성 장치(100)의 내부 구조는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(100)의 설계에 따라, 도 1에 도시된 하드웨어 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the
일 예로서 에어로졸 생성 장치(100)는 본체를 포함할 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 하드웨어 요소들은 본체에 위치한다.As an example, the
다른 실시예로서 에어로졸 생성 장치(100)는 본체 및 카트리지를 포함할 수 있고, 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 하드웨어 요소들은 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 또는 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 하드웨어 요소들 중 적어도 일부는 본체 및 카트리지 각각에 위치할 수도 있다.As another embodiment, the
이하에서는 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 각 요소들이 위치하는 공간을 한정하지 않고, 각 요소들의 동작에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of each element will be described without limiting the space in which each element included in the
배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(100)가 동작하는 데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(110)는 무화기(120)가 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한 배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(100) 내에 구비된 다른 하드웨어 요소들, 즉, 센서(130), 사용자 인터페이스(140), 메모리(150) 및 프로세서(160)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(110)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. The
예를 들어, 배터리(110)는 니켈 계열 배터리(예를 들어, 니켈-금속 하이드라이드 배터리, 니켈-카드뮴 배터리), 또는 리튬 계열 배터리(예를 들어, 리튬-코발트 배터리, 리튬-포스페이트 배터리, 리튬 티타네이트 배터리, 리튬-이온 배터리 또는 리튬-폴리머 배터리)를 포함할 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(100)에 사용될 수 있는 배터리(110)의 종류는 상술한 바에 의해 제한되지 않는다. 필요에 따라 배터리(110)는 알카라인 배터리, 또는 망간 배터리를 포함할 수도 있다.For example,
무화기(120)는 프로세서(160)의 제어에 따라 배터리(110)로부터 전력을 공급 받는다. 무화기(120)는 배터리(110)로부터 전력을 공급 받아 에어로졸 생성 장치(100)에 저장된 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있다.The
무화기(120)는 에어로졸 생성 장치(100)의 본체에 위치할 수 있다. 또는 에어로졸 생성 장치(100)가 본체 및 카트리지를 포함하는 경우, 무화기(120)는 카트리지에 위치하거나 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 무화기(120)가 카트리지에 위치하는 경우, 무화기(120)는 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(110)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 또한 무화기(120)가 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치하는 경우 무화기(120)에서 전력의 공급이 필요한 부품은 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(110)로부터 전력을 공급받을 수 있다.The
무화기(120)는 카트리지의 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸(aerosol)을 발생시킨다. 에어로졸은 기체 중에 액체 및/또는 고체 미세 입자가 분산되어 있는 부유물을 의미한다. 따라서 무화기(120)로부터 발생되는 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 공기가 혼합된 상태를 의미할 수 있다. 예를 들어, 무화기(120)는 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기화 및/또는 승화를 통하여 기체의 상으로 변환시킬 수 있다. 또한 무화기(120)는 액체 및/또는 고체 상의 에어로졸 생성 물질을 미세 입자화하여 방출함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다.The
예를 들어, 무화기(120)는 초음파 진동 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 초음파 진동 방식은 진동자에 의해 발생되는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시킴으로써 에어로졸을 발생시키는 방식을 의미할 수 있다.For example, the
도 1에 도시되지 않았으나, 무화기(120)는 열을 발생시킴으로써 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있는 히터를 선택적으로 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 히터에 의해 가열될 수 있으며, 그 결과 에어로졸이 생성될 수 있다.Although not shown in FIG. 1 , the
히터는 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. 또한 히터는 금속 열선(wire), 전기 전도성 트랙(track)이 배치된 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. The heater may be formed of any suitable electrically resistive material. For example, suitable electrically resistive materials include titanium, zirconium, tantalum, platinum, nickel, cobalt, chromium, hafnium, niobium, molybdenum, tungsten, tin, gallium, manganese, iron, copper, stainless steel, nichrome, etc. It may be a metal or metal alloy including, but is not limited thereto. In addition, the heater may be implemented as a metal heating wire, a metal heating plate on which an electrically conductive track is disposed, a ceramic heating element, and the like, but is not limited thereto.
예를 들어, 일 실시예에서 히터는 카트리지의 일부분일 수 있다. 또한 카트리지는 후술하는 액체 전달 수단 및 액체 저장부를 포함할 수 있다. 액체 저장부에 수용된 에어로졸 생성 물질은 액체 전달 수단으로 이동하고, 히터는 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 히터는 액체 전달 수단에 감기거나 액체 전달 수단에 인접하게 배치될 수 있다.For example, in one embodiment the heater may be part of the cartridge. In addition, the cartridge may include a liquid delivery means and a liquid storage unit, which will be described later. The aerosol-generating material contained in the liquid storage unit may move to the liquid delivery means, and the heater may heat the aerosol-generating material absorbed in the liquid delivery means to generate an aerosol. For example, the heater may be wound around the liquid delivery means or disposed adjacent to the liquid delivery means.
다른 예로서 에어로졸 생성 장치(100)는 궐련을 수용할 수 있는 수용 공간을 포함할 수 있으며, 히터는 에어로졸 생성 장치(100)의 수용 공간에 삽입된 궐련을 가열할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)의 수용 공간에 궐련이 수용됨에 따라 히터는 궐련의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 이로써, 히터는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다.As another example, the aerosol-generating
한편, 히터는 유도 가열식 히터일 수 있다. 히터는 궐련 또는 카트리지를 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련 또는 카트리지에는 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터가 포함될 수 있다.Meanwhile, the heater may be an induction heating type heater. The heater may include an electrically conductive coil for heating the cigarette or cartridge in an induction heating manner, and the cigarette or cartridge may include a susceptor capable of being heated by the induction heating heater.
에어로졸 생성 장치(100)는 적어도 하나의 센서(130)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서(130)에서 센싱된 결과는 프로세서(160)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 프로세서(160)는 무화기(120)의 동작 제어, 흡연의 제한, 카트리지(또는 궐련) 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(100)를 제어할 수 있다.The
예를 들어, 적어도 하나의 센서(130)는 퍼프 감지 센서를 포함할 수 있다. 퍼프 감지 센서는 외부에서 유입되는 기류의 유량(flow) 변화, 압력 변화, 및 소리의 검출 중 적어도 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 퍼프 감지 센서는 사용자의 퍼프의 시작 타이밍 및 종료 타이밍을 검출할 수 있고, 프로세서(160)는 검출된 퍼프의 시작 타이밍 및 종료 타이밍에 따라 퍼프 기간(puff period) 및 비 퍼프(non-puff) 기간을 판단할 수 있다.For example, the at least one
또한 적어도 하나의 센서(130)는 사용자 입력 센서를 포함할 수 있다. 사용자 입력 센서는 스위치, 물리적 버튼, 터치 센서 등과 같이 사용자의 입력을 수신할 수 있는 센서일 수 있다. 예를 들어, 터치 센서는 사용자가 금속 재질로 형성된 소정의 영역을 터치하는 경우 커패시턴스(capacitance)의 변화가 발생하고, 커패시턴스의 변화를 검출함으로써 사용자의 입력을 감지할 수 있는 정전용량형 센서일 수 있다. 프로세서(160)는 정전용량형 센서로부터 수신한 커패시턴스의 변화의 전후 값을 비교함으로써 사용자의 입력이 발생하였는지 여부를 결정할 수 있다. 커패시턴스의 변화 전후 값이 기설정된 임계값을 초과한 경우, 프로세서(160)는 사용자의 입력이 발생한 것으로 결정할 수 있다.Also, the at least one
또한 적어도 하나의 센서(130)는 모션 센서를 포함할 수 있다. 모션 센서를 통해 에어로졸 생성 장치(100)의 기울기, 이동 속도 및 가속도 등과 같은 에어로졸 생성 장치(100)의 움직임에 관한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 모션 센서는 에어로졸 생성 장치(100)가 움직이는 상태, 에어로졸 생성 장치(100)의 정지 상태, 퍼프를 위해 에어로졸 생성 장치(100)가 소정의 범위 내의 각도로 기울어진 상태 및 각 퍼프 동작들의 사이에서 퍼프 동작 시와는 다른 각도로 에어로졸 생성 장치(100)가 기울어진 상태에 관한 정보들을 측정할 수 있다. 모션 센서는 해당 기술 분야에서 알려진 다양한 방법들을 이용하여 에어로졸 생성 장치(100)의 운동 정보를 측정할 수 있다. 예를 들어, 모션 센서는 x축, y축 및 z축 3방향의 가속도를 측정할 수 있는 가속도 센서 및 3 방향의 각속도를 측정할 수 있는 자이로 센서를 포함할 수 있다.Also, the at least one
또한 적어도 하나의 센서(130)는 근접 센서를 포함할 수 있다. 근접 센서는 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무 또는 거리를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 의미하며, 이를 통해 에어로졸 생성 장치(100)에 사용자가 접근하는지 여부를 검출할 수 있다.Also, the at least one
또한 적어도 하나의 센서(130)는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 예를 들어 물체의 이미지를 획득하기 위한 카메라를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 카메라에 의해 획득된 이미지에 기초하여 물체를 인식할 수 있다. 프로세서(160)는 이미지 센서를 통해 획득된 이미지를 분석하여 사용자가 에어로졸 생성 장치(100)를 사용하기 위한 상황인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 에어로졸 생성 장치(100)를 사용하기 위하여 에어로졸 생성 장치(100)를 입술 근방으로 접근시킬 때, 이미지 센서는 입술의 이미지를 획득할 수 있다. 프로세서(160)는 획득된 이미지를 분석하여 입술로 판단될 경우에 사용자가 에어로졸 생성 장치(100)를 사용하기 위한 상황임을 결정할 수 있다. 이를 통해 에어로졸 생성 장치(100)는 무화기(120)를 미리 동작시키거나, 히터를 예열시킬 수 있다.Also, the at least one
또한 적어도 하나의 센서(130)는 에어로졸 생성 장치(100)에 사용될 수 있는 소모품(예를 들어, 카트리지, 궐련 등)의 장착 또는 탈거를 감지할 수 있는 소모품 탈착 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어 소모품 탈착 센서는 소모품이 에어로졸 생성 장치(100)에 접촉하였는지 여부를 감지하거나, 이미지 센서에 의해 소모품이 탈착되는지 여부를 판단할 수 있다. 또한 소모품 탈착 센서는 소모품의 마커와 상호 작용할 수 있는 코일의 인덕턴스 값의 변화를 감지하는 인덕턴스 센서이거나, 소모품의 마커와 상호 작용할 수 있는 커패시터의 커패시턴스 값의 변화를 감지하는 커패시턴스 센서일 수 있다.In addition, the at least one
또한 적어도 하나의 센서(130)는 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서는 무화기(120)의 히터(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)는 히터의 온도를 감지하는 별도의 온도 센서를 포함하거나, 별도의 온도 센서를 포함하는 대신 히터 자체가 온도 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 히터가 온도 센서의 역할을 수행함과 동시에 에어로졸 생성 장치(100)에 별도의 온도 센서가 더 포함될 수 있다. 또한, 온도 센서는 히터뿐만 아니라 에어로졸 생성 장치(100)의 인쇄회로기판(PCB), 배터리 등과 같은 내부 부품들의 온도를 감지할 수도 있다.Also, the at least one
또한 적어도 하나의 센서(130)는 에어로졸 생성 장치(100)의 주변 환경의 정보를 측정하는 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어 적어도 하나의 센서(130)는 주변 환경의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서, 주변 환경의 습도를 측정하는 습도 센서, 주변 환경의 압력을 측정하는 대기압 센서 등을 포함할 수 있다.In addition, the at least one
에어로졸 생성 장치(100)에 구비될 수 있는 센서(130)는 상술한 종류에 한정되지 않고, 다양한 센서들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)는 사용자 인증 및 보안을 위하여 사용자의 손가락으로부터 지문 정보를 획득할 수 있는 지문 센서, 눈동자의 홍채 무늬를 분석하는 홍채 인식 센서, 손바닥을 촬영한 이미지로부터 정맥 내 환원 헤모글로빈의 적외선의 흡수량을 감지하는 정맥 인식 센서, 눈, 코, 입 및 안면 윤곽 등의 특징점들을 2D 또는 3D 방식으로 인식하는 안면 인식 센서 및 RFID(Radio-Frequency Identification) 센서 등을 포함할 수 있다.The
에어로졸 생성 장치(100)에는 위의 예시된 다양한 센서(130)의 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수 있다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(100)는 전술한 센서들 중 적어도 하나 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.In the
사용자 인터페이스(140)는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(100)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(140)는 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. The
다만, 에어로졸 생성 장치(100)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스(140) 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.However, in the
메모리(150)는 에어로졸 생성 장치(100) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(150)는 프로세서(160)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(150)는 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.The
메모리(150)에는 에어로졸 생성 장치(100)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다.The
프로세서(160)는 에어로졸 생성 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(160)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(160)가 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.The
프로세서(160)는 적어도 하나의 센서(130)에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다. The
프로세서(160)는 적어도 하나의 센서(130)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 무화기(120)의 동작이 개시 또는 종료되도록 무화기(120)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(160)는 적어도 하나의 센서(130)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 무화기(120)가 적절한 양의 에어로졸을 발생시킬 수 있도록 무화기(120)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(160)는 무화기(120)의 진동자가 소정의 진동수로 진동할 수 있도록 진동자에 공급되는 전류 또는 전압을 제어할 수 있다.The
일 실시예에서 프로세서(160)는 에어로졸 생성 장치(100)에 대한 사용자 입력을 수신한 후 무화기(120)의 동작을 개시할 수 있다. 또한 프로세서(160)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 사용자의 퍼프를 감지한 후 무화기(120)의 동작을 개시할 수 있다. 또한, 프로세서(160)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면 무화기(120)에 전력 공급을 중단시킬 수 있다.In an embodiment, the
프로세서(160)는 적어도 하나의 센서(130)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 사용자 인터페이스(140)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면, 프로세서(160)는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치(100)가 곧 종료될 것임을 예고할 수 있다.The
한편, 도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(100)는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템에 포함될 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(100)의 배터리(110)를 충전하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)는 크래들 내부의 수용 공간에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(100)의 배터리(110)를 충전할 수 있다.Meanwhile, although not shown in FIG. 1 , the
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.An embodiment may also be implemented in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as a program module executed by a computer. Computer-readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, computer-readable media may include both computer storage media and communication media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. Communication media typically includes computer readable instructions, data structures, other data in modulated data signals, such as program modules, or other transport mechanisms, and includes any information delivery media.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an aerosol generating device according to the embodiment shown in FIG. 1 .
도 2에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(100b)와, 카트리지(100b)를 지지하는 본체(100a)를 포함한다.The
카트리지(100b)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체(100a)에 결합할 수 있다. 예를 들어, 카트리지(100b)의 일부분이 본체(100a)에 삽입되거나, 본체(100a)의 일부분이 카트리지(100b)에 삽입됨으로써 카트리지(100b)가 본체(100a)에 장착될 수 있다. 이때, 본체(100a)와 카트리지(100b)는 스냅-핏(snap-fit) 방식, 나사 결합 방식, 자력 결합 방식, 억지 끼워 맞춤 방식 등에 의해 결합된 상태를 유지할 수 있으나, 본체(100a)와 카트리지(100b)의 결합 방식은 상술한 바에 의해 제한되지 않는다.The
카트리지(100b)는 마우스피스(210)를 포함할 수 있다. 마우스피스(210)는 본체(100a)와 결합되는 일부분과 반대 방향에 형성될 수 있으며, 사용자의 구강으로 삽입되는 부분이다. 마우스피스(210)는 카트리지(100b) 내부의 에어로졸 생성 물질로부터 발생된 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공(211)을 포함할 수 있다.The
카트리지(100b)는 예를 들어 액체 상태나, 고체 상태나, 기체 상태나, 겔(gel) 상태 등의 어느 하나의 상태를 갖는 에어로졸 생성 물질을 보유할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 액상 조성물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다. The
액상 조성물은 예를 들어, 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 및 비타민 혼합물의 어느 하나의 성분이나, 이들 성분의 혼합물을 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한 액상 조성물은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. The liquid composition may include, for example, any one component of water, a solvent, ethanol, a plant extract, a fragrance, a flavoring agent, and a vitamin mixture, or a mixture of these components. The fragrance may include, but is not limited to, menthol, peppermint, spearmint oil, various fruit flavoring ingredients, and the like. Flavoring agents may include ingredients capable of providing a user with a variety of flavors or flavors. The vitamin mixture may be a mixture of at least one of vitamin A, vitamin B, vitamin C, and vitamin E, but is not limited thereto. Liquid compositions may also include aerosol formers such as glycerin and propylene glycol.
예를 들어, 액상 조성물은 니코틴 염이 첨가된 임의의 중량비의 글리세린 및 프로필렌 글리콜 용액을 포함할 수 있다. 액상 조성물에는 2종 이상의 니코틴 염이 포함될 수도 있다. 니코틴 염은 니코틴에 유기산 또는 무기산을 포함하는 적절한 산을 첨가함으로써 형성될 수 있다. 니코틴은 자연적으로 발생하는 니코틴 또는 합성 니코틴으로서, 액상 조성물의 총 용액 중량에 대한 임의의 적절한 중량의 농도를 가질 수 있다.For example, the liquid composition may include a solution of glycerin and propylene glycol in any weight ratio to which a nicotine salt has been added. The liquid composition may include two or more nicotine salts. Nicotine salts can be formed by adding to nicotine a suitable acid, including organic or inorganic acids. Nicotine is either naturally occurring nicotine or synthetic nicotine and may have any suitable weight concentration relative to the total solution weight of the liquid composition.
니코틴 염의 형성을 위한 산은 혈중 니코틴 흡수 속도, 에어로졸 생성 장치(100)의 작동 온도, 향미 또는 풍미, 용해도 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 니코틴 염의 형성을 위한 산은 벤조산, 락트산, 살리실산, 라우르산, 소르브산, 레불린산, 피루브산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 카프릴산, 카프르산, 시트르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 페닐아세트산, 타르타르산, 숙신산, 푸마르산, 글루콘산, 사카린산, 말론산 또는 말산으로 구성된 군으로부터 선택되는 단독의 산 또는 상기 군으로부터 선택되는 2 이상의 산들의 혼합이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The acid for the formation of the nicotine salt may be appropriately selected in consideration of the blood nicotine absorption rate, the operating temperature of the
카트리지(100b)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용하는 액체 저장부(220)를 포함할 수 있다. 액체 저장부(220)가 내부에 '에어로졸 생성 물질을 수용한다'는 것은 액체 저장부(220)가 그릇(container)의 용도와 같이 에어로졸 생성 물질을 단순히 담는 기능을 수행하는 것과, 액체 저장부(220)의 내부에 예를 들어 스펀지(sponge)나 솜이나 천이나 다공성 세라믹 구조체와 같은 에어로졸 생성 물질을 함침(함유)하는 요소를 포함하는 것을 의미한다.The
에어로졸 생성 장치(100)는 카트리지(100b)의 내부의 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 변환하여 에어로졸(aerosol)을 발생시키는 무화기를 포함할 수 있다.The
예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)의 무화기는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시키는 초음파 진동 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질의 상을 변환할 수 있다. 무화기는 초음파 진동을 발생시키는 진동자(170)와, 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 액체 전달 수단(240)과, 액체 전달 수단의 에어로졸 생성 물질에 초음파 진동을 전달하여 에어로졸을 발생시키는 진동 수용부(230)를 포함할 수 있다.For example, the atomizer of the
진동자(170)는 짧은 주기의 진동을 발생시킬 수 있다. 진동자(170)로부터 생성된 진동은 초음파 진동일 수 있으며, 초음파 진동의 주파수는 예를 들어 100kHz 내지 3.5MHz일 수 있다. 진동자(170)로부터 생성된 짧은 주기의 진동에 의해 에어로졸 생성 물질은 기화 및/또는 입자화되어 에어로졸로 무화될 수 있다.The
진동자(170)는 예를 들어, 압전 세라믹을 포함할 수 있으며, 압전 세라믹은 물리적인 힘(압력)에 의해 전기(전압)를 발생하고 역으로 전기가 인가될 때 진동(기계적인 힘)을 발생함으로써 전기와 기계적인 힘을 상호 변환할 수 있는 기능성 재료이다. 따라서 진동자(170)에 인가된 전기에 의해 진동(물리적인 힘)이 발생하고, 이와 같은 물리적인 작은 진동이 에어로졸 생성 물질을 작은 입자로 쪼개어 에어로졸로 무화시킬 수 있다.The
진동자(170)는 포고 핀(Pogo Pin) 또는 C-클립에 의해 회로와 전기적으로 접속될 수 있다. 따라서 진동자(170)는 포고 핀(Pogo Pin) 또는 C-클립으로부터 전류 또는 전압을 공급받아 진동을 발생할 수 있다. 다만, 진동자(170)에 전류 또는 전압을 공급하기 위하여 연결되는 소자의 종류는 상술한 바에 의해 제한되지 않는다.The
진동 수용부(230)는 진동자(170)로부터 발생한 진동을 전달 받아 액체 저장부(220)로부터 전달된 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.The
액체 전달 수단(240)은 액체 저장부(220)의 액상 조성물을 진동 수용부(230)로 전달할 수 있다. 예를 들어 액체 전달 수단(240)은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹의 적어도 하나를 포함하는 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
무화기는 또한 별도의 액체 전달 수단을 사용하지 않고 에어로졸 생성 물질을 흡수하여 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지하는 기능과 에어로졸 생성 물질에 진동을 전달하여 에어로졸을 발생시키는 기능을 모두 수행하는 메시 형상(mesh shape)이나 판 형상(plate shape)의 진동 수용부로 구현될 수 있다.The atomizer also has a mesh shape that performs both the function of absorbing the aerosol-generating material and maintaining it in an optimal state for conversion into an aerosol without using a separate liquid delivery means, and the function of generating an aerosol by transmitting vibration to the aerosol-generating material (mesh shape) or plate shape (plate shape) may be implemented as a vibration receiving part.
또한 도 2에 도시된 실시예에서 무화기의 진동자(170)는 본체(100a)에 배치되고, 진동 수용부(230) 및 액체 전달 수단(240)은 카트리지(100b)에 배치되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 카트리지(100b)는 진동자(170), 진동 수용부(230) 및 액체 전달 수단(240)을 포함할 수 있으며, 본체(100a)에 카트리지(100b)의 일부분이 삽입되면 본체(100a)는 단자(미도시)를 통하여 카트리지(100b)에 전력을 제공하거나 카트리지(100b)의 작동과 관련한 신호를 카트리지(100b)에 공급할 수 있으며, 이를 통하여 진동자(170)의 작동이 제어될 수 있다.In addition, in the embodiment shown in FIG. 2, the
카트리지(100b)의 내부에 수용된 에어로졸 생성 물질을 외부에서 시각적으로 확인할 수 있도록 카트리지(100b)의 액체 저장부(220)는 적어도 일부가 투명한 소재를 포함할 수 있다. 마우스피스(210) 및 액체 저장부(220)의 전체가 투명한 플라스틱이나 유리 등의 소재로 제작될 수 있으며, 액체 저장부(220)의 일부분만이 투명한 소재로 제작될 수 있다.The
에어로졸 생성 장치(100)의 카트리지(100b)는 에어로졸 배출 통로(250) 및 기류 통로(260)를 포함할 수 있다.The
에어로졸 배출 통로(250)는 액체 저장부(220)의 내부에 형성되어 마우스피스(210)의 배출공(211)과 유체 연통할 수 있다. 따라서 무화기에서 발생된 에어로졸은 에어로졸 배출 통로(250)를 따라 이동할 수 있으며, 마우스피스(210)의 배출공(211)을 통해 사용자에게 전달될 수 있다.The
기류 통로(260)는 외부 공기를 에어로졸 생성 장치(100)의 내부로 유입할 수 있는 통로이다. 기류 통로(260)를 통해 유입된 외부 공기는 에어로졸 배출 통로(250)로 유입될 수 있거나 에어로졸이 발생하는 공간으로 유입될 수 있다. 이에 따라 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 혼합되어 에어로졸이 생성될 수 있다.The
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 기류 통로(260)는 에어로졸 배출 통로(250)의 외부를 감싸도록 형성될 수 있다. 따라서 에어로졸 배출 통로(250) 및 기류 통로(260)의 형태는 에어로졸 배출 통로(250)가 내측에 배치되고 기류 통로(260)가 에어로졸 배출 통로(250)의 외측에 배치되는 이중관 형태일 수 있다. 이를 통해 외부 공기는 에어로졸 배출 통로(250)에서 에어로졸이 이동하는 방향과 반대 방향으로 유입될 수 있다.For example, as shown in FIG. 2 , the
한편, 기류 통로(260)의 구조는 상술한 바에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 기류 통로는 본체(100a)와 카트리지(100b)가 결합할 때 본체(100a)와 카트리지(100b)의 사이에 형성되어 무화기와 유체 연통되는 공간일 수 있다. Meanwhile, the structure of the
상술한 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(100)에서 본체(100a)와 카트리지(100b)의 길이 방향을 가로지르는 방향에서의 단면 형상은 대략 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형 또는 여러 가지 형태의 다각형의 단면 형상일 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(100)의 단면 형상은 상술한 바에 의해 제한되지 않으며, 에어로졸 생성 장치(100)는 길이 방향으로 연장할 때 반드시 직선적으로 연장하는 구조로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 에어로졸 생성 장치(100)의 단면 형상은 사용자가 손으로 잡기 편하게 유선형으로 만곡되거나 특정 영역에서 미리 정해진 각도로 절곡되며 길게 연장할 수 있으며, 에어로졸 생성 장치(100)의 단면 형상은 길이 방향을 따라 변화할 수 있다.In the
도 3은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating the configuration of an aerosol generating device according to an embodiment.
도 3을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 액체 저장부(220), 진동자(170) 및 프로세서(160)를 포함할 수 있다. 도 3의 액체 저장부(220), 진동자(170) 및 프로세서(160)는 도 1 및 도 2의 액체 저장부(220), 진동자(170) 및 프로세서(160)에 대응될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the
도 3에 도시된 에어로졸 생성 장치(100)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(100)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.The
액체 저장부(220)는 에어로졸 생성 물질을 수용할 수 있다. 액체 저장부(220)는 그릇의 용도와 같이 에어로졸 생성 물질을 담거나 스펀지 등을 이용하여 에어로졸 생성 물질을 함침할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 예를 들어 액체 상태, 고체 상태, 기체 상태나 겔 상태 등의 어느 하나의 상태일 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 액상 조성물을 포함할 수 있다.The
에어로졸 생성 장치(100)는 액체 전달 수단(미도시)을 포함할 수 있다. 액체 전달 수단은 액체 저장부(220)로부터 에어로졸 생성 물질을 전달 받아 흡수할 수 있다. 액체 전달 수단은 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 변환하기 위한 최적의 상태로 유지할 수 있다. 액체 전달 수단은 진동자(170)(또는 진동 수용부)와 인접하게 배치되고 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질은 진동자(170)(또는 진동 수용부)로부터 초음파 진동을 전달 받아 에어로졸로 변환될 수 있다.The
진동자(170)는 초음파 진동을 발생시켜 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 무화시킬 수 있다. 초음파 진동의 진동수는 예를 들어 100kHz 내지 3.5MHz일 수 있다. 다만 상술한 초음파 진동의 진동수는 예시에 불과하며 설계의 변경에 따라 다양하게 변형될 수 있다.The
진동자(170)는 진동함과 동시에 온도가 상승될 수 있다. 진동자(170)는 전기 에너지를 운동 에너지(또는 진동 에너지) 및 열 에너지로 변환할 수 있다. 예를 들어, 진동자(170)는 전기 에너지의 일부를 운동 에너지로 변환하여 소정의 진동 속도 및 소정의 진폭으로 진동할 수 있다. 진동자(170)는 전기 에너지의 나머지 일부를 열 에너지로 변환하여 온도가 상승될 수 있다. 진동자(170)에서 운동 에너지로 변환되지 못한 전기 에너지가 열 에너지로 변환될 수 있다. 열 에너지는 마찰열(frictional heat) 또는 저항열(Joule heating) 등을 포함할 수 있다.The
진동자(170)는 에어로졸 생성 물질의 온도가 상승하도록 열을 에어로졸 생성 물질에 전달할 수 있다. 진동자(170)는 특정 주파수의 전압이 인가됨으로써 진동 및 발열하고, 진동 에너지 및 열 에너지를 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질에 전달함으로써 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다. 따라서, 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질의 온도는 진동자(170)의 온도에 대응되도록 변화할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질의 온도는 진동자(170)의 온도가 상승할수록 상승하고, 진동자(170)의 온도가 감소할수록 감소할 수 있다.The
에어로졸 생성 물질은 진동자(170)에 의해 진동됨으로써 에어로졸로 무화되기 위한 소정의 온도까지 온도가 상승할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질이 점도가 있는 액상 형태인 경우 에어로졸이 생성되기 위해서는 에어로졸 생성 물질의 온도가 상승됨으로써 점도가 감소되어야 한다. 에어로졸 생성 물질의 점도가 감소됨으로써 진동에 의한 무화 시간이 단축되고 무화량이 증가할 수 있다.The aerosol-generating material may be vibrated by the
진동자(170)는 고유의 공진주파수를 가질 수 있다. 진동자(170)의 공진주파수는 설계 및 제조과정에서 설정될 수 있다. 즉, 설계에 따라 진동자(170)마다의 공진주파수는 상이할 수 있다. 공진주파수 및 공진 현상에 관하여는 도 4를 참조하여 후술하도록 한다.The
프로세서(160)는 에어로졸 생성 장치(100)의 각 구성과 전기적으로 연결되어 각 구성을 전기적으로 제어할 수 있다. 프로세서(160)는 진동자(170)에 전압(또는 전력)을 인가함으로써 진동자(170)를 진동시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세서(160)는 진동자(170)에 전압(또는 전력)이 인가되도록 배터리를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(160)는 진동자(170)에 인가할 전압의 주파수를 결정하고 결정된 주파수의 전압을 진동자(170)에 인가할 수 있다.The
일 실시예에서, 프로세서(160)는 특정 온도로 진동자(170)를 제어하기 위한 동작 주파수의 전압을 진동자(170)에 인가할 수 있다. 프로세서(160)는 동작 주파수의 전압을 진동자(170)에 인가함으로써 진동자(170)에 공진주파수의 전압을 인가하는 경우보다 진동자(170)의 임피던스를 상승시킬 수 있다. 이에 관해서는 도 4를 참조하여 구체적으로 후술하도록 한다.In an embodiment, the
다른 실시예에서, 프로세서(160)는 진동자(170)에 인가하는 전압의 크기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(160)는 진동자(170)에 인가하는 교류 전압의 최대치(peak) 또는 진폭을 조절할 수 있다. 진동자(170)는 인가되는 전압의 크기에 대응되는 진폭으로 진동할 수 있다. 진동자(170)에 인가되는 전압이 클수록 진동자(170)가 진동하는 진폭은 증가하고 전압이 작을수록 진동자(170)가 진동하는 진폭은 감소할 수 있다.In another embodiment, the
한편, 에어로졸 생성 장치(100)는 가시적인 연기가 발생되지 않는 무연 모드 및 가시적인 연기가 발생되는 유연 모드 중 하나로 동작할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)는 무연 모드에서 가시적인 연기가 포함되지 않은 에어로졸을 생성할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(100)는 유연 모드에서 가시적인 연기가 포함된 에어로졸을 생성할 수 있다. 무화량 또는 에어로졸에 포함된 물질들의 포화 정도에 따라 에어로졸이 발생되더라도 가시적인 연기가 발생되거나, 발생되지 않을 수 있다. 가시적인 연기가 발생되지 않더라도(즉, 무연 모드에서도) 니코틴 및 향미 등의 성분이 이행될 수 있다. 무연 모드는 유연 모드에 비해 무화량이 적게 발생하는 모드로서 가시적인 연기가 발생되지 않는 경우 외에도 가시적인 연기가 유연 모드에 비해 적게 발생하는 경우 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 유연 모드는 에어로졸 생성 장치(100)에 대한 기본적인 모드 또는 디폴트 모드로서, 유연 모드에서는 에어로졸 생성 장치(100)로부터 충분한 양의 가시적인 연기가 발생되도록 기 설정된 크기의 전압이 진동자(170)에 인가될 수 있다.Meanwhile, the
프로세서(160)는 에어로졸 생성 장치(100)가 무연 모드 및 유연 모드 중 하나에 따라 동작하도록 진동자(170)에 인가하는 전압의 크기 및 진동자(170)의 진폭을 조절할 수 있다. 프로세서(160)는 진동자(170)에 인가하는 전압의 크기 및 진동자(170)의 진폭을 조절함으로써 무연 모드에서는 에어로졸의 무화량을 비교적 적게, 유연 모드에서는 에어로졸의 무화량을 비교적 많게 조절할 수 있다.The
프로세서(160)가 진동자(170)에 인가하는 전압의 크기를 증가시켜 진동자(170)의 진폭을 증가시키는 경우 진동자(170)가 진동하는 간격이 증가하므로 에어로졸 생성 물질로부터 무화되는 에어로졸의 양이 증가하게 된다. 반대로, 프로세서(160)가 진동자(170)에 인가하는 전압의 크기를 감소시켜 진동자(170)의 진폭을 감소시키는 경우 진동자(170)가 진동하는 간격이 감소하므로 에어로졸 생성 물질로부터 무화되는 에어로졸의 양이 감소하게 된다. 따라서, 프로세서(160)는 에어로졸 생성 장치(100)가 무연 모드로 동작하도록, 유연 모드에서보다 진동자에 인가하는 전압의 크기 및 진동자의 진폭을 감소시킬 수 있다. 이 경우, 무화량이 감소함으로써 에어로졸 생성 장치(100)가 무연 모드로 동작할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)는 무연 모드로 동작함으로써 사용자가 장소나 환경에 제약 받지 않고 에어로졸 생성 장치(100)를 사용할 수 있는 편의성을 제공할 수 있다.When the amplitude of the
또 다른 실시예에서, 프로세서(160)는 진동자(170)에 인가하는 전압의 크기를 조절함으로써 진동자(170)의 온도를 제어할 수 있다. 진동자(170)는 초음파 진동을 위해 인가된 전압의 크기에 대응되는 온도로 제어되고, 제어되는 온도로 진동함으로써 에어로졸 생성 물질을 무화할 수 있다. 진동자(170)에 인가되는 전압의 크기가 클수록 진동자(170)에 많은 양의 전력이 공급되고, 그에 따라 진동자(170)에서 많은 양의 열이 발생할 수 있다. 한편, 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질의 온도는 진동자(170)의 온도에 대응되도록 변화하고 에어로졸 생성 물질의 점도는 에어로졸 생성 물질의 온도가 감소할수록 증가하므로, 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질의 점도는 진동자(170)의 온도가 감소할수록 증가할 수 있다. 따라서, 프로세서(160)는 진동자(170)의 온도를 제어함으로써 에어로졸 생성 물질의 온도를 조절하고, 에어로졸 생성 물질의 온도를 조절함으로써 에어로졸 생성 물질의 점도를 조절할 수 있다.In another embodiment, the
프로세서(160)가 진동자(170)에 인가하는 전압의 크기를 증가시켜 진동자(170)의 온도를 증가시키는 경우 에어로졸 생성 물질의 점도가 감소할 수 있다. 에어로졸 생성 물질의 점도가 감소할수록 에어로졸 생성 물질이 입자들로 쪼개지기 용이하므로 에어로졸 생성 물질의 점도가 높은 경우에 비해 단위 시간 동안 보다 많은 양의 에어로졸이 생성될 수 있다. 따라서, 프로세서(160)는 에어로졸 생성 물질의 점도를 감소시킴으로써 에어로졸의 무화량을 증가시킬 수 있다. 반대로, 프로세서(160)가 진동자(170)에 인가하는 전압의 크기를 감소시켜 진동자(170)의 온도를 감소시키는 경우 에어로졸 생성 물질의 점도가 증가할 수 있다. 프로세서(160)는 에어로졸 생성 물질의 점도를 증가시킴으로써 에어로졸의 무화량을 감소시킬 수 있다.When the temperature of the
프로세서(160)는 유연 모드에서 제1 크기의 전압을 진동자에 인가할 수 있다. 진동자(170)의 온도는 인가되는 전압의 크기에 대응되도록 변화하므로 프로세서(160)는 진동자(170)의 온도를 제1 크기의 전압에 대응되는 온도로 제어할 수 있다. 제1 크기는 에어로졸 생성 장치로부터 충분한 양의 에어로졸이 발생하도록 설정된 크기일 수 있다. 예를 들어, 프로세서(160)는 단위 시간 당 에어로졸 생성 물질의 소모량이 소정 값을 초과하도록 제1 크기를 결정할 수 있다. 에어로졸 생성 물질의 소모량은 무화됨에 따라 감소하는 에어로졸 생성 물질의 질량 또는 부피에 대응될 수 있다. 소정 값은 퍼프가 지속되는 단위 시간 동안 감소하는 에어로졸 생성 물질의 질량으로서 예를 들어, 단위 시간 1초 당 1㎍이거나 2초간 지속되는 퍼프 당 2㎍에 해당할 수 있다. 다만, 소정 값은 배터리의 출력, 진동자(170)의 성능 및 에어로졸 생성 물질의 특성 등에 기초하여 변경될 수 있다.The
프로세서(160)는 무연 모드에서 제1 크기보다 작은 제2 크기의 전압을 진동자(170)에 인가할 수 있다. 프로세서(160)는 제2 크기의 전압을 진동자(170)에 인가함으로써 무연 모드에서 진동자(170)의 온도를 제1 크기의 전압에 대응되는 온도보다 낮은, 제2 크기의 전압에 대응되는 온도로 제어할 수 있다. 진동자(170)는 무연 모드에서 제2 크기의 전압이 인가됨에 따라 제1 크기의 전압이 인가되는 유연 모드에서보다 온도가 낮게 제어됨으로써, 유연 모드에서보다 점도가 증가된 에어로졸 생성 물질을 무화할 수 있다. 무연 모드에서는 점도가 증가된 에어로졸 생성 물질이 무화됨에 따라 유연 모드에서보다 무화량이 감소할 수 있다. 제2 크기는 에어로졸 생성 장치로부터 에어로졸은 발생하되 가시적인 연기가 발생되지 않도록 설정된 크기일 수 있다. 예를 들어, 프로세서(160)는 단위 시간 당 에어로졸 생성 물질의 소모량이 소정 값 이하가 되도록 제2 크기를 결정할 수 있다. 소정 값은 예를 들어, 단위 시간 1초 당 1㎍이거나 2초간 지속되는 퍼프 당 2㎍에 해당할 수 있다. 다만, 소정 값은 배터리의 출력, 진동자(170)의 성능 및 에어로졸 생성 물질의 특성 등에 기초하여 변경될 수 있다.The
또한, 프로세서(160)는 에어로졸 생성 물질의 점도를 조절함으로써 무화되는 에어로졸의 입자 크기를 조절할 수 있다. 에어로졸 생성 물질의 점도가 비교적 높은 상태에서 무화된 에어로졸에는 비교적 큰 입자들(예를 들어, 2㎛ 초과 10㎛ 이하)이 포함될 수 있으며, 에어로졸 생성 물질의 점도가 비교적 낮은 상태에서 무화된 에어로졸에는 비교적 작은 입자들(예를 들어, 0.2㎛ 이상 2㎛ 이하)이 포함될 수 있다. 프로세서(160)는 에어로졸 생성 물질의 점도 조절을 통해 무화되는 에어로졸의 입자 크기를 조절함으로써 무화량을 조절할 수 있다. 이에 관해서는 도 6 및 도 7을 참조하여 구체적으로 후술하도록 한다.In addition, the
도 4는 진동자에 인가되는 전압의 주파수와 진동자의 임피던스의 관계의 일 예를 도시한 그래프이다.4 is a graph illustrating an example of a relationship between the frequency of a voltage applied to the vibrator and the impedance of the vibrator.
도 4를 참조하면, 그래프(410)의 가로축은 진동자에 인가되는 전압의 주파수를 나타내고, 세로축은 진동자의 임피던스(Ztotal)를 나타낸다. 임피던스가 가장 낮게 나타나는 부분의 주파수는 진동자의 공진주파수(freso)에 해당한다.Referring to FIG. 4 , the horizontal axis of the
공진주파수란 공진이 발생하는 주파수이며, 공진이란 진동계가 그 고유 진동수와 같은 진동수를 가진 외력을 주기적으로 받아 진폭이 뚜렷하게 증가하거나 임피던스가 뚜렷하게 감소하는 현상을 말한다. 공진은 역학적 진동 및 전기적 진동 등 모든 진동에서 일어나는 현상이다. 일반적으로 외부에서 진동계에 진동시킬 수 있는 힘을 가했을 때 그 진동계의 고유 진동수와 외부에서 가해주는 힘의 진동수가 같으면 그 진동은 심해지고 진폭도 커진다.Resonant frequency is a frequency at which resonance occurs. Resonance refers to a phenomenon in which the vibration system receives an external force having the same frequency as its natural frequency, so that the amplitude remarkably increases or the impedance remarkably decreases. Resonance is a phenomenon that occurs in all vibrations such as mechanical vibration and electrical vibration. In general, when a force capable of vibrating a vibrating system is applied from the outside, if the natural frequency of the vibrating system and the frequency of the external force are the same, the vibration becomes severe and the amplitude increases.
같은 원리로, 일정 거리 내에서 떨어져 있는 복수의 진동체들이 서로 동일한 주파수로 진동하는 경우, 상기 복수의 진동체들은 상호 공진하며, 이 경우 상기 복수의 진동체들 간에는 임피던스가 감소하게 된다.In the same principle, when a plurality of vibrating bodies spaced apart within a predetermined distance vibrate at the same frequency, the plurality of vibrating bodies resonate with each other, and in this case, impedance between the plurality of vibrating bodies is reduced.
도 4의 그래프(410)를 참조하면, 진동자의 공진주파수(freso)를 포함하는 소정 범위 내의 주파수들 및 주파수들의 인가에 의해 변화되는 진동자의 임피던스들 간의 상관관계가 도시된다. 진동자는 주파수와 임피던스 간의 상관관계에 기초하여, 인가된 전압의 주파수에 따라 임피던스가 변화할 수 있다. 진동자에 공진주파수(freso)를 갖는 전압이 인가될 시 진동자의 임피던스가 최소가 될 수 있다. 진동자에 인가되는 전압의 주파수가 공진주파수(freso)와의 차이가 클수록 진동자의 임피던스는 증가할 수 있다. 이에 따라, 진동자는 변화된 임피던스에 대응되는 온도로 제어되며, 제어되는 온도로 진동함으로써 에어로졸 생성 물질을 무화할 수 있다. 공진주파수(freso)의 전압이 인가될 때 진동자의 운동 에너지가 최대화되고 열 에너지는 최소화되며, 다른 주파수의 전압이 인가되는 경우에 비해 진동자의 온도가 적게 상승할 수 있다. 이와 같이, 진동자의 임피던스를 최소화하기 위해 공진주파수의 전압을 진동자에 인가하는 것이 일반적이나 에어로졸 생성 장치는 공진주파수를 벗어나는 주파수의 전압을 진동자에 인가함으로써 진동자의 온도를 제어하고 특유의 효과들을 도출해낼 수 있다.Referring to the
일 실시예에서, 진동자는 공진주파수(freso)의 전압의 인가에 의해 제1 온도로 제어될 수 있다. 예를 들어, 제1 온도는 에어로졸 생성 장치의 디폴트 상태에서 진동자에 전압이 인가된 때의 온도에 해당할 수 있다. 프로세서는 제1 온도보다 높은 제2 온도로 진동자를 제어하기 위해 진동자에 인가하는 전압의 주파수인 동작 주파수(fx)를 결정할 수 있다. 제2 온도는 진동자의 목표 온도로서 주파수의 조정을 통해 도달시키고자 하는 진동자의 온도에 해당할 수 있다. 제2 온도는 무화량 또는 에어로졸의 온도 등을 고려하여 설정될 수 있다. 동작 주파수(fx)는 진동자에 초음파 진동을 발생시켜 에어로졸을 생성하기 위해 진동자에 인가되는 전압의 주파수이다.In an embodiment, the vibrator may be controlled to the first temperature by application of a voltage of the resonant frequency f reso . For example, the first temperature may correspond to a temperature when a voltage is applied to the vibrator in a default state of the aerosol generating device. The processor may determine an operating frequency f x , which is a frequency of a voltage applied to the vibrator to control the vibrator to a second temperature higher than the first temperature. The second temperature is a target temperature of the vibrator, and may correspond to a temperature of the vibrator to be reached by adjusting the frequency. The second temperature may be set in consideration of the atomization amount or the temperature of the aerosol. The operating frequency (f x ) is a frequency of a voltage applied to the vibrator to generate an aerosol by generating ultrasonic vibrations in the vibrator.
진동자는 동작 주파수(fx)의 전압을 인가받음으로써 공진주파수(freso)의 전압을 인가받는 경우보다 임피던스가 상승될 수 있다. 진동자의 임피던스가 클수록 많은 양의 열이 발생하므로 진동자의 온도 또한 공진주파수(freso)의 전압을 인가받는 경우보다 상승될 수 있다. 따라서, 프로세서는 동작 주파수(fx)의 전압을 진동자에 인가함으로써 진동자를 제1 온도보다 높은 제2 온도로 제어할 수 있다.When the vibrator receives the voltage of the operating frequency (f x ), the impedance may be increased compared to the case where the voltage of the resonance frequency (f reso ) is applied. Since a large amount of heat is generated as the impedance of the vibrator increases, the temperature of the vibrator may also increase compared to the case where a voltage of the resonant frequency f reso is applied. Accordingly, the processor may control the vibrator to a second temperature higher than the first temperature by applying a voltage of the operating frequency f x to the vibrator.
에어로졸 생성 물질은 진동자에 의해 진동되므로 진동자의 온도가 상승됨에 따라 진동자로부터 열 에너지를 전달 받을 수 있다. 진동자는 제2 온도에서 발생된 열을 액체 저장부로부터 이동하여 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질에 전달할 수 있다. 에어로졸 생성 물질의 온도는 진동자의 온도에 대응되도록 변화하므로, 흡수된 에어로졸 생성 물질은 제2 온도의 진동자로부터 열을 전달받아 제2 온도에 대응되는 온도에 도달할 수 있다.Since the aerosol generating material is vibrated by the vibrator, heat energy may be transferred from the vibrator as the temperature of the vibrator increases. The vibrator may transfer heat generated at the second temperature from the liquid reservoir to the aerosol generating material absorbed by the liquid delivery means. Since the temperature of the aerosol-generating material changes to correspond to the temperature of the vibrator, the absorbed aerosol-generating material may receive heat from the vibrator of the second temperature and reach a temperature corresponding to the second temperature.
액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질의 점도는 온도가 상승할수록 감소할 수 있다. 따라서, 진동자는 제2 온도로 제어됨에 따라 제1 온도로 제어되는 경우보다 점도가 감소된 에어로졸 생성 물질을 무화할 수 있다. 에어로졸 생성 물질의 점도가 감소할수록 에어로졸 생성 물질이 입자들로 쪼개지기 용이하므로 에어로졸 생성 물질의 점도가 높은 경우에 비해 단위 시간 동안 보다 많은 양의 에어로졸이 생성될 수 있다. 한편, 점도가 감소된 에어로졸 생성 물질로부터 무화된 에어로졸 입자의 크기는 지름 또는 가장 길게 측정되는 길이가 0.2㎛ 이상 2㎛ 이하일 수 있다. 진동자는 제2 온도로 제어됨에 따라 점도가 감소된 에어로졸 생성 물질을 무화시키므로, 제1 온도로 제어되는 경우보다 단위 시간 동안 더 많은 양의 에어로졸을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제2 온도는 단위 시간 1초 당 에어로졸 생성 물질의 소모량이 1.4㎍ 이상이 되도록 설정될 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 물질의 소모량은 예시에 불과하며 배터리의 출력, 진동자의 성능 및 에어로졸 생성 물질의 특성 등에 기초하여 변경될 수 있다.The viscosity of the aerosol generating material absorbed by the liquid delivery means may decrease with increasing temperature. Thus, the vibrator can atomize the aerosol-generating material having a reduced viscosity as controlled at the second temperature than when controlled at the first temperature. As the viscosity of the aerosol-generating material decreases, the aerosol-generating material is more easily split into particles, so that a greater amount of aerosol can be generated per unit time than when the aerosol-generating material has a high viscosity. On the other hand, the size of the aerosol particles atomized from the aerosol-generating material with reduced viscosity may have a diameter or a longest measured length of 0.2 μm or more and 2 μm or less. Since the vibrator atomizes the aerosol-generating material whose viscosity is reduced as it is controlled at the second temperature, a larger amount of aerosol can be generated per unit time than when the vibrator is controlled at the first temperature. For example, the second temperature may be set so that the consumption of the aerosol generating material per second unit time is 1.4 μg or more. However, the consumption amount of the aerosol-generating material is merely an example and may be changed based on the output of the battery, the performance of the vibrator, and the characteristics of the aerosol-generating material.
한편, 진동자는 제2 온도로 제어됨에 따라 제1 온도로 제어되는 경우에 비해 임피던스가 증가할 수 있다. 임피던스가 증가할수록 진동자의 진동 에너지는 감소하고 열 에너지는 증가한다. 따라서, 진동자의 온도는 증가하지만 진동 에너지의 감소로 인해 진동수가 감소할 수 있다. 단위 시간 동안 생성되는 에어로졸의 양은 진동자의 열 에너지 증가와 진동 에너지 감소 모두에 의해 영향을 받을 수 있다. 따라서, 프로세서는 진동자가 제2 온도로 제어되는 경우, 진동 에너지의 감소에도 불구하고 제1 온도로 제어되는 경우에 비해 총 무화량이 증가하도록 제2 온도를 결정할 수 있다. 진동자의 증가한 임피던스에 대응되도록 상승한 진동자의 온도에 의해 단위 시간 동안 생성되는 에어로졸의 양이 제1 값만큼 증가하고, 증가한 임피던스에 대응되도록 감소한 진동 에너지에 의해 단위 시간 동안 생성되는 에어로졸의 양이 제2 값만큼 감소하는 경우, 프로세서는 제1 값이 제2 값을 초과하도록 제2 온도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 단위 시간 동안 에어로졸 생성 물질의 소모량을 비교함으로써, 진동자를 제2 온도로 제어하는 경우 진동자를 제1 온도로 제어하는 경우보다 에어로졸 생성 물질의 단위 시간 당 소모량이 더 크도록 제2 온도를 결정할 수 있다.Meanwhile, as the vibrator is controlled at the second temperature, impedance may increase compared to the case where the vibrator is controlled at the first temperature. As the impedance increases, the vibration energy of the vibrator decreases and the thermal energy increases. Therefore, although the temperature of the vibrator increases, the frequency may decrease due to the decrease in vibration energy. The amount of aerosol generated per unit time can be affected by both an increase in the thermal energy of the vibrator and a decrease in the vibration energy. Accordingly, when the vibrator is controlled at the second temperature, the processor may determine the second temperature to increase the total atomization amount compared to the case where the vibrator is controlled at the first temperature despite a decrease in vibration energy. The amount of aerosol generated for a unit time by the temperature of the vibrator increased to correspond to the increased impedance of the vibrator increases by a first value, and the amount of aerosol generated for a unit time by the vibration energy decreased to correspond to the increased impedance is a second value. When decreasing by the value, the processor may determine the second temperature such that the first value exceeds the second value. For example, the processor compares the consumption of the aerosol-generating material for a unit time, so that when the vibrator is controlled at the second temperature, the consumption of the aerosol-generating material per unit time is greater than when the vibrator is controlled at the first temperature. 2 The temperature can be determined.
다른 실시예에서, 프로세서는 공진주파수(freso)와 소정의 값만큼 상이한 동작 주파수(fx)의 전압을 진동자에 인가할 수 있다. 소정의 값은 예를 들어 1% 내지 5%일 수 있다. 공진주파수(freso)가 3MHz인 경우 프로세서는 3MHz와 1.33%만큼 상이한 주파수(fx)인 2.96MHz의 전압을 진동자에 인가할 수 있다. 소정의 값은 공진주파수의 값, 배터리의 성능, 진동자의 성능 또는 에어로졸 생성 물질의 특성 등에 기초하여, 설계에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 상술한 공진주파수(3MHz), 소정의 값(1% 내지 5%) 및 주파수(2.96MHz)는 설명을 위한 예시적인 수치에 불과하며 다양하게 변형되어 실시될 수 있다. 한편, 동작 주파수(fx)에서는 공진주파수(freso)에서보다 진동자의 온도는 높지만 진동 에너지는 낮으므로 진동수가 낮을 수 있다. 따라서, 동작 주파수(fx)를 결정하는 소정의 값은 진동자의 온도 상승과 진동수 감소를 고려하여 에어로졸이 가장 용이하게 생성될 수 있는 값으로 1% 내지 5% 내에서 실험적, 경험적 또는 수학적으로 결정될 수 있다.In another embodiment, the processor may apply a voltage of the operating frequency f x different from the resonant frequency f reso by a predetermined value to the vibrator. The predetermined value may be, for example, 1% to 5%. When the resonance frequency (f reso ) is 3 MHz, the processor may apply a voltage of 2.96 MHz, which is a frequency (f x ) different from 3 MHz by 1.33%, to the vibrator. The predetermined value may be variously set according to a design based on the value of the resonance frequency, the performance of the battery, the performance of the vibrator, or the characteristics of the aerosol generating material. The above-described resonance frequency (3 MHz), predetermined values (1% to 5%), and frequency (2.96 MHz) are merely exemplary values for description and may be variously modified and implemented. Meanwhile, at the operating frequency f x , the temperature of the vibrator is higher than at the resonant frequency f reso , but the vibration energy is low, so the frequency may be low. Therefore, the predetermined value for determining the operating frequency (f x ) is a value at which an aerosol can be most easily generated in consideration of the temperature rise and frequency decrease of the vibrator, and can be experimentally, empirically or mathematically determined within 1% to 5%. can
액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질로부터 무화되는 에어로졸의 온도는 흡수된 에어로졸 생성 물질의 온도에 대응되도록 변화할 수 있다. 따라서, 진동자가 제2 온도로 제어됨에 따라 온도가 상승된 에어로졸 생성 물질로부터 무화된 에어로졸에는 온열감이 부여될 수 있다. 온열감이 부여된 에어로졸은 배출공(도 2의 211)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배출공은 에어로졸이 에어로졸 생성 장치의 외부로 배출될 수 있도록 에어로졸이 통과하는 구멍을 형성할 수 있다. 에어로졸 생성 장치는 온도 감지 센서를 포함할 수 있으며, 온도 감지 센서는 에어로졸 생성 장치의 외부로 배출되는 에어로졸의 온도를 감지할 수 있다. 예를 들어, 온도 감지 센서는 배출공에서의 에어로졸의 온도를 감지할 수 있다.The temperature of the aerosol atomized from the aerosol-generating material absorbed by the liquid delivery means may be changed to correspond to the temperature of the absorbed aerosol-generating material. Accordingly, a feeling of warmth can be imparted to the aerosol atomized from the aerosol-generating material whose temperature is increased as the vibrator is controlled to the second temperature. The aerosol to which a sense of warmth is imparted may be discharged to the outside through the discharge hole ( 211 in FIG. 2 ). The discharge hole may form a hole through which the aerosol passes so that the aerosol can be discharged to the outside of the aerosol generating device. The aerosol generating device may include a temperature sensor, and the temperature detecting sensor may detect a temperature of the aerosol discharged to the outside of the aerosol generating device. For example, the temperature sensor may sense the temperature of the aerosol at the outlet hole.
프로세서는 배출공에서의 에어로졸의 온도가 목표 온도에 도달하도록 제2 온도를 결정할 수 있다. 에어로졸의 목표 온도는 온도는 사용자에게 에어로졸이 전달되었을 때 사용자의 만족감을 극대화하기 위해 결정되는 온도로서, 에어로졸 생성 물질의 구성, 에어로졸이 생성된 때의 온도 또는 사용자의 설정 등에 의해 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 배출공에서의 에어로졸의 온도가 45℃ 이상이 되도록 제2 온도를 결정할 수 있다. 프로세서는 외부로 배출되는 에어로졸에 온열감이 부여되되 사용자의 만족감을 하락시킬 정도의 온도를 초과하지 않도록 제2 온도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 배출공에서의 에어로졸의 온도가 45℃ 이상 및 65℃ 이하가 되도록 제2 온도를 결정할 수 있다. 진동자는 배출공에서의 에어로졸의 온도가 목표 온도(예를 들어, 45℃ 이상)가 되도록 제2 온도에서의 열을 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질에 전달할 수 있다. 이와 같이, 에어로졸 생성 장치는 사용자에게 전달되는 에어로졸에 온열감을 부여하고 사용자에게 만족스러운 흡연 경험을 제공할 수 있다.The processor may determine the second temperature such that the temperature of the aerosol in the outlet hole reaches the target temperature. The target temperature of the aerosol is the temperature determined to maximize the user's satisfaction when the aerosol is delivered to the user. have. For example, the processor may determine the second temperature such that the temperature of the aerosol at the outlet hole is 45° C. or higher. The processor may determine the second temperature so that a feeling of warmth is given to the aerosol discharged to the outside, but does not exceed a temperature sufficient to decrease the user's satisfaction. For example, the processor may determine the second temperature such that the temperature of the aerosol at the outlet hole is 45°C or higher and 65°C or lower. The vibrator may transfer heat at the second temperature to the aerosol-generating material absorbed by the liquid transfer means such that the temperature of the aerosol in the discharge hole is a target temperature (eg, 45° C. or higher). As such, the aerosol generating device may impart a sense of warmth to the aerosol delivered to the user and provide the user with a satisfactory smoking experience.
또 다른 실시예에서, 프로세서는 진동자에 동작 주파수(fx)의 전압을 인가하며 전압의 크기를 조절할 수 있다. 프로세서는 전압의 크기를 제어함으로써 에어로졸에 온열감을 부여하는 동시에 에어로졸 생성 장치를 무연 모드로 동작시킬 수 있다. 진동자의 온도가 제2 온도로 제어되는 것은 무화량을 증가시키고 전압의 크기가 감소되는 것은 무화량을 감소시킨다. 즉, 진동자의 온도 및 전압의 크기 모두가 무화량에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 진동자에 동작 주파수(fx)를 인가하여 진동자를 제2 온도로 제어하는 동시에 총 무화량을 감소시키기 위해서는 진동자의 온도 상승으로 인한 무화량의 증가량 대비 전압 크기 감소로 인한 무화량의 감소량이 더 크도록 전압의 크기가 충분히 낮게 설정되어야 한다.In another embodiment, the processor may adjust the magnitude of the voltage by applying a voltage of the operating frequency f x to the vibrator. The processor may control the magnitude of the voltage to provide a warm feeling to the aerosol and to operate the aerosol generating device in a smoke-free mode. Controlling the temperature of the vibrator to the second temperature increases the amount of atomization, and decreasing the magnitude of the voltage decreases the amount of atomization. That is, both the temperature of the vibrator and the magnitude of the voltage may affect the atomization amount. Therefore, in order to control the vibrator to the second temperature by applying the operating frequency (f x ) to the vibrator and at the same time reduce the total atomization amount, the decrease in the atomization amount due to the decrease in the voltage compared to the increase in the atomization amount due to the temperature increase of the vibrator The magnitude of the voltage should be set low enough to be larger.
프로세서는 무연 모드에서 단위 시간 당 에어로졸 생성 물질의 소모량이 소정 값 이하가 되도록 진동자에 인가하는 전압의 크기를 결정할 수 있다. 무연 모드에서의 에어로졸 생성 물질의 소모량에 대한 소정 값은 예를 들어, 단위 시간 1초 당 1㎍일 수 있다. 다만, 소정 값은 배터리의 출력, 진동자의 성능 및 에어로졸 생성 물질의 특성 등에 기초하여 변경될 수 있다. 무연 모드에서 진동자는 결정된 전압의 크기에 대응되는 진폭으로 진동함으로써 단위 시간 동안 소정 값 이하의 양의 에어로졸 생성 물질을 무화할 수 있다.The processor may determine the magnitude of the voltage applied to the vibrator so that the consumption of the aerosol generating material per unit time is less than or equal to a predetermined value in the smoke-free mode. A predetermined value for the consumption of aerosol-generating material in smoke-free mode may be, for example, 1 μg per second of unit time. However, the predetermined value may be changed based on the output of the battery, the performance of the vibrator, the characteristics of the aerosol generating material, and the like. In the smoke-free mode, the vibrator vibrates with an amplitude corresponding to the determined magnitude of the voltage to atomize the aerosol-generating material in an amount less than or equal to a predetermined value for a unit time.
이 경우, 프로세서는 전압을 감소시켜 진동자의 진폭은 감소시키고, 동작 주파수(fx)의 전압을 인가하여 진동자의 온도는 상승시킴으로써, 결과적으로 에어로졸의 무화량은 감소시키되 온도는 상승시킬 수 있다. 따라서, 에어로졸 생성 장치는 무연 모드로 동작하는 동시에 에어로졸에 온열감을 부여할 수 있으므로, 사용자에게 환경의 제약 없이 에어로졸 생성 장치를 사용할 수 있는 편의성을 제공하는 동시에 온열감에 따른 만족감을 제공할 수 있다.In this case, the processor decreases the voltage to decrease the amplitude of the vibrator, and increases the temperature of the vibrator by applying a voltage of the operating frequency (f x ), as a result, the atomization amount of the aerosol can be decreased but the temperature can be increased. Therefore, since the aerosol generating device can provide a feeling of warmth to the aerosol while operating in a smokeless mode, it is possible to provide the user with the convenience of using the aerosol generating device without environmental restrictions and at the same time provide a feeling of satisfaction according to the warmth.
도 5는 진동자에 인가되는 전압의 주파수와 진동자의 임피던스의 관계의 다른 예를 도시한 그래프이다.5 is a graph showing another example of the relationship between the frequency of a voltage applied to the vibrator and the impedance of the vibrator.
도 5를 참조하면, 그래프(510)의 가로축은 진동자에 인가되는 전압의 주파수를 나타내고, 세로축은 진동자의 임피던스(Ztotal)를 나타내고, 진동자의 공진주파수가 복수 개 도시된다. 임피던스가 가장 낮게 나타나는 부분의 주파수는 진동자의 메인 공진주파수(fm)에 해당하며, 공진이 발생하는 다른 주파수는 진동자의 서브 공진주파수(fs)에 해당한다.Referring to FIG. 5 , the horizontal axis of the
진동자의 진동수는 인가된 전압의 주파수에 기초하여 변화될 수 있다. 예를 들어, 진동자는 메인 공진주파수(fm)에서 가장 큰 진동수로 진동하고, 메인 공진주파수(fm)보다 낮은 주파수에서는 메인 공진주파수(fm)에서보다 낮은 진동수로 진동할 수 있다. 진동자는 인가된 전압의 주파수에 기초한 진동수로 진동함으로써 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 무화할 수 있다.The frequency of the vibrator may be changed based on the frequency of the applied voltage. For example, the vibrator may vibrate with the largest frequency at the main resonant frequency f m , and may vibrate at a frequency lower than the main resonant frequency f m with a lower frequency than at the main resonant frequency f m . The vibrator may atomize the aerosol-generating material into an aerosol by vibrating at a frequency based on the frequency of the applied voltage.
프로세서는 유연 모드에서 진동자의 진동수를 제1 진동수로 제어할 수 있다. 제1 진동수는 에어로졸 생성 장치로부터 충분한 양의 에어로졸이 발생하도록 설정된 값일 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 단위 시간 당 에어로졸 생성 물질의 소모량이 소정 값을 초과하도록 제1 진동수를 결정할 수 있다. 소정 값은 예를 들어, 단위 시간 1초 당 1㎍에 해당할 수 있다. 다만, 소정 값은 배터리의 출력, 진동자의 성능 및 에어로졸 생성 물질의 특성 등에 기초하여 변경될 수 있다. 프로세서는 유연 모드에서 메인 공진주파수(fm) 또는 메인 공진주파수(fm)와 서브 공진주파수(fs) 사이의 주파수의 전압을 진동자에 인가함으로써 진동자를 제1 진동수로 진동하도록 제어할 수 있다.The processor may control the frequency of the vibrator to the first frequency in the flexible mode. The first frequency may be a value set to generate a sufficient amount of aerosol from the aerosol generating device. For example, the processor may determine the first frequency so that the consumption of the aerosol generating material per unit time exceeds a predetermined value. The predetermined value may correspond to, for example, 1 μg per second of unit time. However, the predetermined value may be changed based on the output of the battery, the performance of the vibrator, the characteristics of the aerosol generating material, and the like. The processor may control the vibrator to vibrate at the first frequency by applying a voltage of a frequency between the main resonant frequency (f m ) or the main resonance frequency (f m ) and the sub-resonant frequency (f s ) to the vibrator in the flexible mode. .
프로세서는 무연 모드에서 진동자의 복수의 공진주파수들 중 공진이 가장 크게 발생하는 메인 공진주파수(fm)보다 낮은 주파수를 갖는 서브 공진주파수(fs)의 전압을 진동자에 인가할 수 있다. 프로세서는 진동자에 서브 공진주파수(fs)를 인가함으로써 진동자의 진동수를 제1 진동수보다 낮은 제2 진동수로 제어할 수 있다. 즉, 프로세서는 무연 모드에서 진동자에 서브 공진주파수(fs)의 전압을 인가함으로써 유연 모드에서보다 진동자의 진동수를 감소시킬 수 있다.The processor may apply a voltage of a sub-resonant frequency (f s ) having a frequency lower than a main resonance frequency (f m ) at which resonance occurs the most among a plurality of resonance frequencies of the vibrator in the lead-free mode to the vibrator. The processor may control the frequency of the vibrator to a second frequency lower than the first frequency by applying the sub-resonant frequency f s to the vibrator. That is, the processor may reduce the frequency of the vibrator than in the flexible mode by applying a voltage of the sub-resonant frequency (f s ) to the vibrator in the lead-free mode.
서브 공진주파수(fs)에서의 임피던스는 메인 공진주파수(fm)에서보다 약간 높을 뿐이며 다른 주파수에서보다는 비교적 낮게 나타난다. 반면에, 서브 공진주파수(fs)와 메인 공진주파수(fm)의 주파수 차이는 다소 크게 나타난다. 따라서, 서브 공진주파수(fs)에서 임피던스 증가로 인한 열 발생 또는 운동 에너지 감소의 영향은 비교적 작으며, 진동자의 진동수 차이는 비교적 크게 발생한다.The impedance at the sub-resonant frequency (f s ) is only slightly higher than at the main resonant frequency (f m ), and appears relatively lower than at other frequencies. On the other hand, the frequency difference between the sub-resonant frequency (f s ) and the main resonant frequency (f m ) appears rather large. Accordingly, at the sub-resonant frequency f s , the effect of heat generation or kinetic energy reduction due to the increase in impedance is relatively small, and the frequency difference of the vibrator is relatively large.
진동자의 진동수와 무화되는 에어로졸의 입자 크기는 역의 상관관계일 수 있다. 예를 들어, 진동수가 높을수록 단위 시간 동안의 진동 횟수가 많으므로 에어로졸 생성 물질을 입자들로 쪼개는 횟수가 증가하고, 이미 쪼개진 입자도 반복하여 더 쪼개지는 경우가 더욱 빈번히 발생할 수 있다. 반대로 진동수가 낮을수록 에어로졸 생성 물질을 입자들로 쪼개는 횟수가 감소하고, 이미 쪼개진 입자가 반복하여 더 쪼개지는 경우가 비교적 드물게 발생한다.The frequency of the vibrator and the particle size of the atomized aerosol may have an inverse correlation. For example, the higher the frequency, the greater the number of vibrations per unit time, so the number of splitting the aerosol-generating material into particles increases, and the already split particles may be repeatedly split more frequently. Conversely, the lower the frequency, the less the number of splitting the aerosol-generating material into particles, and the case where the already split particles are repeatedly split more rarely occurs.
따라서, 무화되는 에어로졸의 입자 크기는 진동자의 진동수가 감소할수록 증가할 수 있다. 진동자는 무연 모드에서 제2 진동수로 진동함으로써 제1 진동수로 진동하는 유연 모드에서보다 입자의 크기가 큰 에어로졸을 생성할 수 있다. 무연 모드에서 입자의 크기가 비교적 큰 에어로졸이 생성됨에 따라 무화량이 감소될 수 있다. 이 경우 에어로졸 생성 장치는 무연 모드로 동작할 수 있다. 에어로졸의 입자 크기와 무화량의 관계에 대해서는 도 6 및 도 7을 참조하여 후술하도록 한다. 에어로졸의 입자 크기는 지름 또는 가장 길게 측정되는 길이가 무연 모드에서 2㎛ 초과 10㎛ 이하이고, 유연 모드에서 0.2㎛ 이상 2㎛ 이하일 수 있다. 다만, 에어로졸의 입자 크기에 대한 수치는 예시에 불과하며, 에어로졸 생성 물질의 특성, 진동자의 성능 및 배터리의 출력 등에 따라 상이하게 나타날 수 있다.Accordingly, the particle size of the atomized aerosol may increase as the frequency of the vibrator decreases. The vibrator may vibrate at the second frequency in the smoke-free mode to generate an aerosol having a larger particle size than in the soft mode vibrates at the first frequency. In smoke-free mode, the amount of atomization can be reduced as aerosols with relatively large particle sizes are generated. In this case, the aerosol-generating device may operate in smoke-free mode. The relationship between the particle size of the aerosol and the amount of atomization will be described later with reference to FIGS. 6 and 7 . The particle size of the aerosol may be greater than 2 µm and less than or equal to 10 µm in the lead-free mode, and the diameter or longest measured length may be greater than or equal to 0.2 µm and less than or equal to 2 µm in the flexible mode. However, the numerical value for the particle size of the aerosol is only an example, and may appear differently depending on the characteristics of the aerosol generating material, the performance of the vibrator, the output of the battery, and the like.
도 6은 에어로졸의 입자 크기와 무화량의 관계를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the relationship between the particle size of the aerosol and the amount of atomization.
도 6을 참조하면, 도 6의 (a)에는 에어로졸(610)의 입자 크기가 작으며 무화량이 비교적 많은 것이 도시되고, 도 6의 (b)에는 에어로졸(620)의 입자 크기가 크며 무화량이 비교적 적은 것이 도시된다. 에어로졸의 입자 크기는 에어로졸에 포함되는 입자들의 평균 크기를 의미할 수 있다. 여기서, 입자의 크기란 입자의 질량 또는 부피를 의미할 수 있다.Referring to FIG. 6 , it is shown that the particle size of the
도 3 내지 도 5를 참조하여 상술한 바와 같이 에어로졸 생성 물질의 점도가 낮거나 진동자의 진동수가 높은 경우 무화되는 에어로졸의 입자 크기가 감소될 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 물질의 점도가 높거나 진동자의 진동수가 낮은 경우 무화되는 에어로졸의 입자 크기가 증가될 수 있다.As described above with reference to FIGS. 3 to 5 , when the viscosity of the aerosol generating material is low or the frequency of the vibrator is high, the particle size of the atomized aerosol may be reduced. In addition, when the viscosity of the aerosol-generating material is high or the frequency of the vibrator is low, the particle size of the atomized aerosol may be increased.
무화되는 에어로졸 생성 물질의 양(또는 에어로졸의 질량)이 동일한 경우 에어로졸의 입자 크기에 따라 무화량이 상이할 수 있다. 도 6 이하에서 무화량은 에어로졸의 질량이 아닌 에어로졸의 부피 또는 가시적인 연기의 부피를 의미할 수 있다. 즉, 무화(또는 기화)된 에어로졸 생성 물질의 양이 동일하더라도 무화량에 따라 시각적으로 확인 가능한 연기의 양은 상이할 수 있다.When the amount of the aerosol generating material to be atomized (or the mass of the aerosol) is the same, the atomization amount may be different depending on the particle size of the aerosol. In FIG. 6 or less, the atomization amount may mean the volume of the aerosol or the volume of visible smoke, not the mass of the aerosol. That is, even if the amount of atomized (or vaporized) aerosol-generating material is the same, the amount of smoke that can be visually confirmed may be different according to the amount of atomization.
에어로졸의 총 질량이 동일한 경우 에어로졸의 입자 크기가 작을수록 에어로졸을 구성하는 입자들의 총 개수는 많아진다. 에어로졸을 구성하는 입자들은 공기 중에서 확산하므로, 확산하는 입자들의 개수가 많을수록 에어로졸 또는 가시적인 연기의 부피가 커진다. 또한 확산 속도는 입자의 질량이 작을수록 빨라진다. 따라서, 에어로졸의 입자 크기가 작을수록 확산되는 입자들의 개수는 증가하고 입자들의 확산 속도 또한 증가하므로 무화량이 증가할 수 있다.When the total mass of the aerosol is the same, the total number of particles constituting the aerosol increases as the particle size of the aerosol decreases. Since the particles constituting the aerosol diffuse in the air, the greater the number of diffusing particles, the larger the volume of the aerosol or visible smoke. Also, the diffusion rate increases as the mass of the particle decreases. Therefore, the smaller the particle size of the aerosol, the greater the number of particles to be diffused and the diffusion rate of the particles also increases, so the atomization amount may increase.
반대로, 에어로졸의 입자 크기가 클수록 에어로졸을 구성하는 입자들의 총 개수는 적어진다. 따라서, 에어로졸의 입자 크기가 클수록 확산되는 입자들의 개수는 감소하고 질량이 커짐이 따라 입자들의 확산 속도 또한 감소하므로 무화량이 감소할 수 있다. 도 6의 (a)에서와 같이, 프로세서는 에어로졸(620)의 입자 크기를 작게 조절함으로써 무화량을 증가시킬 수 있다. 이 경우 에어로졸 생성 장치(100)는 유연 모드로 동작할 수 있다. 도 6의 (b)에서와 같이, 프로세서는 에어로졸(620)의 입자 크기를 크게 조절함으로써 무화량을 감소시킬 수 있다. 이 경우 에어로졸 생성 장치(100)는 무연 모드로 동작할 수 있다.Conversely, the larger the particle size of the aerosol, the smaller the total number of particles constituting the aerosol. Therefore, as the particle size of the aerosol increases, the number of diffused particles decreases, and as the mass increases, the diffusion rate of the particles also decreases, so that the atomization amount may be decreased. As shown in (a) of Figure 6, the processor can increase the atomization amount by adjusting the particle size of the
도 7은 도 6의 에어로졸 생성 장치가 사용되는 일 예를 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating an example in which the aerosol generating device of FIG. 6 is used.
도 7을 참조하면, 도 7의 (a)에는 도 6의 (a)에 도시된 에어로졸 생성 장치(100)가 사용된 일 예가 도시되며, 도 7의 (b)에는 도 6의 (b)에 도시된 에어로졸 생성 장치(100)가 사용된 일 예가 도시된다.Referring to FIG. 7, an example in which the
에어로졸 생성 장치로부터 생성되는 에어로졸의 무화량이 변화함에 따라 에어로졸 생성 장치를 사용하는 사용자로부터 배출되는 에어로졸 또는 가시적인 연기의 부피가 변화할 수 있다. 도 7의 (a)를 참조하면, 도 6의 (a)에서와 같이 에어로졸 생성 장치(100)로부터 생성된 에어로졸(610)의 무화량이 증가된 경우 사용자로부터 배출되는 에어로졸(710)의 부피 또한 증가될 수 있다. 이 경우 에어로졸 생성 장치는 유연 모드로 동작할 수 있다. 반대로, 도 7의 (b)를 참조하면, 도 6의 (b)에서와 같이 에어로졸 생성 장치(100)로부터 생성된 에어로졸(620)의 무화량이 감소된 경우 사용자로부터 배출되는 에어로졸(720)의 부피 또한 감소될 수 있다. 이 경우 에어로졸 생성 장치는 무연 모드로 동작할 수 있다.As the amount of atomization of the aerosol generated by the aerosol-generating device changes, the volume of aerosol or visible smoke emitted from a user using the aerosol-generating device may change. Referring to FIG. 7 (a), when the atomization amount of the
한편, 에어로졸 생성 장치로부터 생성된 에어로졸의 입자 크기는 상이하지만 부피는 동일한 경우라도 사용자로부터 배출되는 에어로졸의 양 또는 부피는 상이할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸의 입자 크기가 비교적 큰 경우, 입자 크기가 작은 경우에 비해 사용자로부터 배출되는 에어로졸의 양 또는 부피가 감소할 수 있다. 따라서, 도 7의 (b)에서와 같이, 프로세서는 에어로졸(720)의 입자 크기를 크게 조절함으로써 무화량을 감소시킬 수 있다. 이 경우 에어로졸 생성 장치는 무연 모드로 동작할 수 있다.Meanwhile, even if the particle size of the aerosol generated from the aerosol generating device is different but the volume is the same, the amount or volume of the aerosol discharged from the user may be different. For example, when the particle size of the aerosol is relatively large, the amount or volume of the aerosol discharged from the user may be reduced compared to the case where the particle size is small. Therefore, as in (b) of Figure 7, the processor can reduce the amount of atomization by greatly adjusting the particle size of the aerosol (720). In this case, the aerosol-generating device may operate in smoke-free mode.
한편, 에어로졸 생성 장치는 사용자 인터페이스(미도시)를 포함할 수 있으며 사용자 인터페이스는 도 1의 사용자 인터페이스에 대응될 수 있다. 사용자 인터페이스는 사용자 입력을 수신할 수 있다.Meanwhile, the aerosol generating device may include a user interface (not shown), and the user interface may correspond to the user interface of FIG. 1 . The user interface may receive user input.
일 실시예에서, 사용자 인터페이스는 버튼을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 버튼을 누르는 횟수 또는 지속하여 누르는 입력 시간에 따라 유연 모드 또는 무연 모드 중 하나가 선택될 수 있다. 또는, 사용자 인터페이스는 유연 모드 및 무연 모드 각각에 대응되는 복수개의 버튼들을 포함할 수 있다.In one embodiment, the user interface may include a button. For example, one of the flexible mode or the smokeless mode may be selected according to the number of times one button is pressed or the input time for continuously pressing one button. Alternatively, the user interface may include a plurality of buttons corresponding to each of the flexible mode and the lead-free mode.
다른 실시예에서, 사용자 인터페이스는 스위치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스위치가 좌우 또는 상하로 조작됨에 따라 유연 모드 또는 무연 모드가 선택될 수 있다.In another embodiment, the user interface may include a switch. For example, a flexible mode or a lead-free mode may be selected as the switch is operated left and right or up and down.
또 다른 실시예에서, 사용자 인터페이스는 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이는 유연 모드 및 무연 모드 각각에 대응되는 아이콘들이 표시될 수 있다. 디스플레이는 터치스크린이거나 별도의 입력 수단과 전기적으로 연결되어 동작할 수 있다.In another embodiment, the user interface may include a display. For example, the display may display icons corresponding to each of the flexible mode and the lead-free mode. The display may be operated by being a touch screen or electrically connected to a separate input means.
다만, 상술한 사용자 인터페이스 및 사용자 입력 방식은 예시에 불과하며 사용자 인터페이스의 종류 및 사용자의 입력을 수신하는 방법은 다양하게 변형될 수 있다.However, the above-described user interface and user input method are merely examples, and the type of the user interface and the method of receiving the user's input may be variously modified.
에어로졸 생성 장치는 사용자 인터페이스를 통해 수신한 사용자 입력에 응답하여 유연 모드 또는 무연 모드로 동작할 수 있다. 이 경우, 에어로졸 생성 장치는 도 6의 (a)에서와 같이 유연 모드로 동작하거나 도 6의 (b)에서와 같이 무연 모드로 동작할 수 있다. 도 7의 (a)에서와 같이 사용자로부터 배출되는 에어로졸(720)이 증가하는 경우 사용자에게 시각적인 만족감을 제공할 수 있다. 도 7의 (b)에서와 같이 사용자로부터 배출되는 에어로졸(720)이 감소하는 경우 에어로졸 생성 장치는 사용자가 장소나 환경에 제약 받지 않고 에어로졸 생성 장치를 사용할 수 있는 편의성을 제공할 수 있다.The aerosol-generating device may operate in a flexible mode or a smoke-free mode in response to a user input received through the user interface. In this case, the aerosol generating device may operate in a flexible mode as in FIG. 6(a) or in a smoke-free mode as in FIG. 6(b). When the
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.An embodiment may also be implemented in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as a program module executed by a computer. Computer-readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, computer-readable media may include both computer storage media and communication media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules, or other data. Communication media typically includes computer readable instructions, data structures, other data in modulated data signals, such as program modules, or other transport mechanisms, and includes any information delivery media.
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 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.A person of ordinary skill in the art related to this embodiment will understand that it can be implemented in a modified form within a range that does not deviate from the essential characteristics of the above description. Therefore, the disclosed methods are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within an equivalent scope should be construed as being included in the present invention.
100: 에어로졸 생성 장치
100a: 본체
100b: 카트리지
110: 배터리
120: 무화기
130: 센서
140: 사용자 인터페이스
150: 메모리
160: 프로세서
170: 진동자
210: 마우스피스
211: 배출공
220: 액체 저장부
230: 진동 수용부
240: 액체 전달 수단
250: 에어로졸 배출 통로
260: 기류 통로
410, 510: 그래프
510: 그래프
610, 620: 에어로졸
710, 720: 에어로졸100:
100b: cartridge 110: battery
120: atomizer 130: sensor
140: user interface 150: memory
160: Processor 170: Oscillator
210: mouthpiece 211: exhaust hole
220: liquid storage unit 230: vibration receiving unit
240: liquid delivery means 250: aerosol discharge passageway
260:
510:
710, 720: aerosol
Claims (15)
에어로졸 생성 물질을 수용하는 액체 저장부;
초음파 진동을 발생시켜 상기 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 무화하는 진동자; 및
상기 진동자의 공진주파수를 포함하는 소정 범위 내의 주파수들 및 상기 소정 범위 내 주파수들의 인가에 의해 변화되는 상기 진동자의 임피던스들 간의 상관관계에 기초하여 상기 공진주파수의 전압의 인가에 의해 도달하는 제1 온도보다 높은 제2 온도로 상기 진동자를 제어하기 위한 동작 주파수를 결정하고, 상기 진동자에 상기 결정된 동작 주파수의 전압을 인가함으로써 상기 진동자를 상기 제2 온도로 제어하는 프로세서를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.An aerosol generating device comprising:
a liquid reservoir containing the aerosol generating material;
a vibrator generating ultrasonic vibration to atomize the aerosol-generating material into an aerosol; and
A first temperature reached by application of a voltage of the resonant frequency based on a correlation between frequencies within a predetermined range including the resonant frequency of the vibrator and impedances of the vibrator changed by application of frequencies within the predetermined range and a processor for determining an operating frequency for controlling the vibrator to a higher second temperature and controlling the vibrator to the second temperature by applying a voltage of the determined operating frequency to the vibrator.
상기 진동자는,
상기 액체 저장부로부터 이동하여 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질의 온도가 상기 제2 온도에 대응되는 온도에 도달하도록, 상기 제2 온도에서 발생된 열을 상기 흡수된 에어로졸 생성 물질에 전달하는, 에어로졸 생성 장치.The method of claim 1,
The vibrator,
Transferring the heat generated at the second temperature to the absorbed aerosol-generating material so that the temperature of the aerosol-generating material moved from the liquid storage unit and absorbed in the liquid delivery means reaches a temperature corresponding to the second temperature, aerosol generating device.
상기 흡수된 에어로졸 생성 물질의 점도는 상기 흡수된 에어로졸 생성 물질의 온도가 상승할수록 감소하고,
상기 진동자는,
상기 제2 온도로 제어됨에 따라 상기 제1 온도로 제어되는 경우보다 점도가 감소된 에어로졸 생성 물질을 무화하고,
상기 점도가 감소된 에어로졸 생성 물질로부터 상기 제1 온도로 제어되는 경우보다 단위 시간 동안 더 많은 양의 에어로졸을 생성하는, 에어로졸 생성 장치.3. The method of claim 2,
the viscosity of the absorbed aerosol-generating material decreases as the temperature of the absorbed aerosol-generating material increases,
The vibrator,
Atomizing the aerosol-generating material having a reduced viscosity than when controlled at the first temperature as it is controlled at the second temperature,
generating a greater amount of aerosol per unit time from the reduced viscosity aerosol-generating material than when controlled at the first temperature.
상기 진동자는,
상기 제2 온도로 제어됨에 따라 상기 제1 온도로 제어되는 경우에 비해 임피던스가 증가하고,
상기 프로세서는,
상기 증가한 임피던스에 대응되도록 상승한 상기 진동자의 온도에 의해, 단위 시간 동안 생성되는 에어로졸의 양이 제1 값만큼 증가하고, 상기 증가한 임피던스에 대응되도록 감소한 진동 에너지에 의해, 단위 시간 동안 생성되는 에어로졸의 양이 제2 값만큼 감소하는 경우,
상기 제1 값이 상기 제2 값을 초과하도록 상기 제2 온도를 결정하는, 에어로졸 생성 장치.4. The method of claim 3,
The vibrator,
As the second temperature is controlled, the impedance increases compared to the case where the first temperature is controlled,
The processor is
Due to the temperature of the vibrator rising to correspond to the increased impedance, the amount of aerosol generated for a unit time increases by a first value, and the amount of aerosol generated for a unit time by the vibration energy decreased to correspond to the increased impedance If it decreases by this second value,
determining the second temperature such that the first value exceeds the second value.
상기 점도가 감소된 에어로졸 생성 물질로부터 무화되는 에어로졸의 입자 크기는 0.2㎛ 이상 2㎛ 이하인, 에어로졸 생성 장치.4. The method of claim 3,
The particle size of the aerosol atomized from the reduced-viscosity aerosol-generating material is 0.2 μm or more and 2 μm or less.
상기 프로세서는,
상기 흡수된 에어로졸 생성 물질의 온도에 대응되도록 온도가 변화하는 상기 에어로졸이 상기 에어로졸을 외부로 배출하는 배출공에서 45℃ 이상이 되도록 상기 제2 온도를 결정하고,
상기 진동자는,
상기 배출공에서의 에어로졸의 온도가 45℃ 이상이 되도록 상기 열을 상기 흡수된 에어로졸 생성 물질에 전달하는, 에어로졸 생성 장치.3. The method of claim 2,
The processor is
determining the second temperature so that the aerosol whose temperature changes to correspond to the temperature of the absorbed aerosol-generating material is 45° C. or higher in the discharge hole for discharging the aerosol to the outside,
The vibrator,
and transferring the heat to the absorbed aerosol-generating material such that the temperature of the aerosol in the outlet hole is 45° C. or higher.
상기 진동자는,
인가되는 전압의 크기에 대응되는 진폭으로 진동하고,
상기 프로세서는,
상기 에어로졸 생성 장치가 가시적인 연기가 발생되지 않는 무연(smokeless) 모드로 동작하도록, 상기 에어로졸 생성 장치로부터 가시적인 연기가 발생되는 유연(smoke) 모드에서보다 상기 진동자에 인가하는 전압의 크기 및 상기 진동자의 진폭을 감소시키는, 에어로졸 생성 장치.7. The method of claim 6,
The vibrator,
It vibrates with an amplitude corresponding to the magnitude of the applied voltage,
The processor is
The magnitude of the voltage applied to the vibrator and the vibrator than in the smoke mode in which visible smoke is generated from the aerosol-generating device so that the aerosol-generating device operates in a smokeless mode in which visible smoke is not generated an aerosol-generating device that reduces the amplitude of
상기 프로세서는,
상기 무연 모드에서 단위 시간 당 상기 에어로졸 생성 물질의 소모량이 소정 값 이하가 되도록 상기 진동자에 인가하는 전압의 크기를 결정하고,
상기 진동자는,
상기 결정된 전압의 크기에 대응되는 진폭으로 진동함으로써 단위 시간 동안 상기 소정 값 이하의 양의 에어로졸 생성 물질을 무화하는, 에어로졸 생성 장치.8. The method of claim 7,
The processor is
determining the magnitude of the voltage applied to the vibrator so that the consumption of the aerosol generating material per unit time in the smoke-free mode is less than or equal to a predetermined value;
The vibrator,
An aerosol generating device which atomizes the aerosol generating material in an amount less than the predetermined value for a unit time by vibrating with an amplitude corresponding to the determined magnitude of the voltage.
에어로졸 생성 물질을 수용하는 액체 저장부;
초음파 진동을 발생시켜 상기 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 무화하는 진동자; 및
상기 에어로졸 생성 장치로부터 가시적인 연기가 발생되는 유연 모드에서 제1 크기의 전압을 상기 진동자에 인가하고, 상기 에어로졸 생성 장치로부터 가시적인 연기가 발생되지 않는 무연 모드에서 상기 제1 크기보다 작은 제2 크기의 전압을 상기 진동자에 인가함으로써, 상기 무연 모드에서 상기 진동자의 온도를 상기 제1 크기의 전압에 대응되는 온도보다 낮은, 상기 제2 크기의 전압에 대응되는 온도로 제어하는 프로세서를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.An aerosol generating device comprising:
a liquid reservoir containing the aerosol generating material;
a vibrator generating ultrasonic vibration to atomize the aerosol-generating material into an aerosol; and
A voltage of a first magnitude is applied to the vibrator in a flexible mode in which visible smoke is generated from the aerosol-generating device, and a second magnitude smaller than the first magnitude in a smoke-free mode in which visible smoke is not generated from the aerosol-generating device. by applying a voltage of generating device.
상기 액체 저장부로부터 이동하여 액체 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질의 점도는 상기 진동자의 온도가 감소할수록 증가하고,
상기 진동자는,
상기 무연 모드에서 상기 제2 크기의 전압이 인가됨에 따라, 상기 제1 크기의 전압이 인가되는 상기 유연 모드에서보다 점도가 증가된 에어로졸 생성 물질을 무화하는, 에어로졸 생성 장치.10. The method of claim 9,
The viscosity of the aerosol-generating material moved from the liquid storage unit and absorbed by the liquid delivery means increases as the temperature of the vibrator decreases,
The vibrator,
As the voltage of the second magnitude is applied in the smoke-free mode, the aerosol-generating device that atomizes an aerosol-generating material having an increased viscosity than in the flexible mode to which the voltage of the first magnitude is applied.
상기 프로세서는,
상기 무연 모드에서 단위 시간 당 상기 에어로졸 생성 물질의 소모량이 소정 값 이하가 되도록 상기 제2 크기를 결정하는, 에어로졸 생성 장치.10. The method of claim 9,
The processor is
and determining the second size so that the consumption of the aerosol-generating material per unit time in the smoke-free mode is less than or equal to a predetermined value.
에어로졸 생성 물질을 수용하는 액체 저장부;
초음파 진동을 발생시켜 상기 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 무화하는 진동자; 및
상기 에어로졸 생성 장치로부터 가시적인 연기가 발생되는 유연 모드에서 상기 진동자의 진동수를 제1 진동수로 제어하고, 상기 에어로졸 생성 장치로부터 가시적인 연기가 발생되지 않는 무연 모드에서, 상기 진동자의 복수의 공진주파수들 중 공진이 가장 크게 발생하는 메인 공진주파수보다 낮은 주파수를 갖는 서브 공진주파수의 전압을 상기 진동자에 인가함으로써 상기 진동자의 진동수를 상기 제1 진동수보다 낮은 제2 진동수로 제어하는 프로세서를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.An aerosol generating device comprising:
a liquid reservoir containing the aerosol generating material;
a vibrator generating ultrasonic vibration to atomize the aerosol-generating material into an aerosol; and
In a flexible mode in which visible smoke is generated from the aerosol generating device, the vibration frequency of the vibrator is controlled to a first frequency, and in a smokeless mode in which visible smoke is not generated from the aerosol generating device, a plurality of resonant frequencies of the vibrator A processor for controlling the frequency of the vibrator to a second frequency lower than the first frequency by applying to the vibrator a voltage of a sub-resonant frequency having a frequency lower than the main resonance frequency at which resonance occurs the most, aerosol generation Device.
상기 무화되는 에어로졸의 입자 크기는 진동수가 감소할수록 증가하고,
상기 진동자는,
상기 무연 모드에서 상기 제2 진동수로 진동함으로써 상기 제1 진동수로 진동하는 상기 유연 모드에서보다 입자의 크기가 큰 에어로졸을 생성하는, 에어로졸 생성 장치.13. The method of claim 12,
The particle size of the atomized aerosol increases as the frequency decreases,
The vibrator,
generating an aerosol having a larger particle size than in the flexible mode vibrating at the first frequency by vibrating at the second frequency in the smoke-free mode.
상기 에어로졸의 입자 크기는,
상기 무연 모드에서 2㎛ 초과 10㎛ 이하이고, 상기 유연 모드에서 0.2㎛ 이상 2㎛ 이하인, 에어로졸 생성 장치.14. The method of claim 13,
The particle size of the aerosol is,
In the smoke-free mode, it is more than 2㎛ 10㎛, and in the flexible mode, 0.2㎛ or more and 2㎛ or less, an aerosol generating device.
상기 프로세서는,
상기 유연 모드에서 상기 메인 공진주파수의 전압 또는 상기 메인 공진주파수와 상기 서브 공진주파수 사이의 전압을 상기 진동자에 인가하는, 에어로졸 생성 장치.13. The method of claim 12,
The processor is
In the flexible mode, a voltage of the main resonant frequency or a voltage between the main resonant frequency and the sub-resonant frequency is applied to the vibrator, an aerosol generating device.
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