KR20230024816A - Aerosol generating apparatus and method of cotrolling thereof - Google Patents
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Abstract
Description
실시예들은 에어로졸 생성 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 진동자를 이용한 에어로졸 생성 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.Embodiments relate to an aerosol generating device and a control method thereof, and more particularly, to an aerosol generating device using an ultrasonic vibrator and a control method thereof.
근래에 일반적인 궐련을 연소시켜 에어로졸을 공급하는 방법을 대체하기 위한 기술의 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 액체 상태나 고체 상태의 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하거나, 액체 상태의 에어로졸 생성 물질로부터 증기를 생성한 후 생성한 증기를 고체 상태의 향 매체를 통과시킴으로써 향미를 갖는 에어로졸을 공급하는 등의 방법에 관한 연구가 진행되고 있다.In recent years, demand for technology to replace a method of supplying an aerosol by burning a general cigarette is increasing. For example, an aerosol is generated from an aerosol-generating material in a liquid state or a solid state, or a vapor is generated from an aerosol-generating material in a liquid state, and then the generated vapor is passed through a solid-state flavor medium to supply an aerosol having a flavor. Research on such methods is in progress.
기존의 에어로졸 생성 장치는 히터를 이용하여 액체 상태 또는 고체 상태의 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 것이 일반적이었다. 사용자에게 우수한 맛의 에어로졸을 공급하기 위해서는 에어로졸 생성 물질을 적정 온도로 가열하는 것이 중요한데, 히터를 이용하는 에어로졸 생성 장치에서는 에어로졸 생성 물질이 의도치 않게 높은 온도로 가열되어, 사용자가 흡연 과정에서 탄맛을 느끼는 경우가 발생할 수 있다는 문제가 있었다.Conventional aerosol-generating devices generally heat an aerosol-generating material in a liquid or solid state using a heater to generate an aerosol. In order to supply an aerosol with excellent taste to the user, it is important to heat the aerosol generating material to an appropriate temperature. There was a problem that could happen.
히터를 이용하는 에어로졸 생성 장치의 문제점을 극복하기 위하여 초음파 진동을 이용하여 에어로졸을 생성할 수 있는 에어로졸 생성 장치가 제안된 바 있다. 초음파 진동을 이용하는 에어로졸 생성 장치는 진동자에 교류 전압이 인가됨에 따라 발생되는 열을 통해 액상의 에어로졸 생성 물질의 점도를 낮추고, 진동자에서 발생되는 초음파 진동을 통해 에어로졸 생성 물질을 미세 입자화하여 에어로졸을 생성할 수 있다.In order to overcome the problems of the aerosol generating device using a heater, an aerosol generating device capable of generating aerosol using ultrasonic vibration has been proposed. An aerosol generating device using ultrasonic vibration lowers the viscosity of a liquid aerosol-generating material through heat generated as AC voltage is applied to the vibrator, and converts the aerosol-generating material into fine particles through ultrasonic vibration generated in the vibrator to generate an aerosol. can do.
초음파 진동자에는 최고의 진동 효율을 발생시킬 수 있는 고유 진동주파수가 있고, 해당 고유 진동 주파수에 맞는 주파수를 장치의 시스템에서 출력해 주어야 한다. 하지만 초음파 진동자를 제작, 생산함에 있어서 오차가 존재할 수 밖에 없고 시스템에서는 동일한 주파수를 출력할 것이기 때문에, 초음파진동자 고유 주파수와 시스템 주파수의 차이가 생기게 되고, 이는 결국 무화량의 저하 및 초음파진동자의 과열로 이어지게 된다.The ultrasonic vibrator has a natural vibration frequency capable of generating the highest vibration efficiency, and the system of the device should output a frequency suitable for the natural vibration frequency. However, errors in the manufacturing and production of ultrasonic oscillators inevitably exist, and since the system will output the same frequency, there is a difference between the natural frequency of the ultrasonic oscillator and the system frequency, which eventually leads to a decrease in the amount of atomization and overheating of the ultrasonic oscillator. will lead
본 개시는 초음파진동자의 제작상의 오차 및 카트리지 조립 시 초음파진동자를 지지하고 있는 탄성체에 의해 존재하게 되는 주파수 편차를 보상할 수 있는 에어로졸 생성 장치 및 이의 제어 방법을 제공함으로써, 상술한 문제점을 해결하고자 한다.The present disclosure aims to solve the above problems by providing an aerosol generating device capable of compensating for an error in manufacturing an ultrasonic vibrator and a frequency deviation that exists due to an elastic body supporting an ultrasonic vibrator when assembling a cartridge, and a method for controlling the same. .
본 개시의 실시예들을 통해 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved through the embodiments of the present disclosure are not limited to the above-mentioned problems, and problems not mentioned are clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings to which the embodiments belong. It could be.
일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질이 저장되는 저장부; 상기 저장부에 저장된 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 액상 전달 수단; 초음파 진동을 발생시켜 상기 액상 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 무화시키는 진동자을 포함한 무화기; 및 상기 진동자에 공급되는 전력을 제어하는 프로세서를 포함하고,An aerosol generating device according to an embodiment includes a storage unit in which an aerosol generating material is stored; liquid delivery means for absorbing the aerosol generating material stored in the reservoir; an atomizer including a vibrator that atomizes the aerosol-generating material absorbed in the liquid delivery means into an aerosol by generating ultrasonic vibrations; and a processor controlling power supplied to the vibrator;
상기 프로세서는, 소정의 주파수를 갖는 펄스 신호에 따른 출력값을 감지하고, 상기 감지된 출력값을 기초로 예열을 위한 동작주파수를 설정한다.The processor detects an output value according to a pulse signal having a predetermined frequency, and sets an operating frequency for preheating based on the detected output value.
상기 동작주파수는, 상기 진동자를 예열시키기 위한 상기 펄스 신호의 주파수일 수 있다. The operating frequency may be a frequency of the pulse signal for preheating the vibrator.
상기 프로세서는, 상기 동작주파수의 설정을 위해, 테스트용 복수의 주파수를 갖는 펄스 신호들을 출력하고, 각각의 출력값이 임계범위 내에 있는지에 따라 상기 동작주파수를 설정할 수 있다.To set the operating frequency, the processor may output pulse signals having a plurality of frequencies for testing and set the operating frequency according to whether each output value is within a threshold range.
상기 프로세서는, 소정의 크기의 주파수를 출력하고, 상기 진동자에 공급되는 전력의 출력값을 확인하고, 미리 저장된 동작주파수에 상응하는 타겟 출력값과의 상기 확인된 출력값을 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 동작주파수를 설정할 수 있다.The processor outputs a frequency of a predetermined magnitude, checks an output value of power supplied to the vibrator, compares the checked output value with a target output value corresponding to a pre-stored operating frequency, and determines the output value according to the comparison result. The operating frequency can be set.
상기 프로세서는, 상기 설정된 동작주파수에 상응하는 펄스 신호를 출력할 수 있다.The processor may output a pulse signal corresponding to the set operating frequency.
상기 에어로졸 생성 장치는 상기 진동자의 입력측의 출력값을 감지하는 감지회로를 더 포함할 수 있다.The aerosol generating device may further include a sensing circuit for sensing an output value of an input side of the vibrator.
상기 출력값은, 상기 진동자의 입력 측에서 감지된 전류값 또는 전압값일 수 있다. The output value may be a current value or a voltage value sensed from an input side of the vibrator.
상기 프로세서는, 상기 감지된 전류값 또는 전압값을 디지털 값으로 변환하고, 상기 변환된 디지털 값과 미리 저장된 주파수별 디지털 값을 비교하여 상기 동작주파수를 설정할 수 있다.The processor may set the operating frequency by converting the sensed current value or voltage value into a digital value and comparing the converted digital value with a pre-stored digital value for each frequency.
상기 동작주파수는 2.7 MHz 내지 3.2 MHz일 수 있다.The operating frequency may be 2.7 MHz to 3.2 MHz.
상기 진동자의 진동주파수는 2.6MHz 내지 3,1MHz일 수 있다. The vibration frequency of the vibrator may be 2.6 MHz to 3.1 MHz.
다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 제어 방법은 상기 프로세서에서, 제1 주파수에 상응하는 펄스 신호를 출력하는 단계; 상기 진동자에 공급되는 전력의 출력값을 확인하는 단계; 및 상기 출력값이 미리 설정된 임계범위 내인지 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 동작주파수를 설정하는 단계를 포함하고,A control method of an aerosol generating device according to another embodiment includes outputting, by the processor, a pulse signal corresponding to a first frequency; checking an output value of power supplied to the vibrator; And determining whether the output value is within a preset threshold range, and setting an operating frequency according to the determination result;
상기 출력값이 미리 설정된 임계범위 내인 경우, 상기 동작주파수를 설정하고, 상기 출력값이 미리 설정된 임계범위를 벗어나는 경우, 상기 제1 주파수와는 다른 제2 주파수로 변경하고, 상기 진동자에 공급되는 전력의 출력값을 확인한다.When the output value is within a preset threshold range, the operating frequency is set, and when the output value is out of a preset threshold range, a second frequency different from the first frequency is changed, and the output value of power supplied to the vibrator Check the
또 다른 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치의 제어 방법은 상기 프로세서에서, 소정의 주파수에 상응하는 펄스 신호를 출력하는 단계; 진동자에 공급되는 전력의 출력값을 확인하는 단계; 미리 저장된 주파수별 출력값 테이블을 참조하여, 상기 확인된 출력값을 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과에 따라 상기 동작주파수를 설정하는 단계를 포함한다. A control method of an aerosol generating device according to another embodiment includes outputting, by the processor, a pulse signal corresponding to a predetermined frequency; Checking an output value of power supplied to the vibrator; comparing the checked output value with reference to a pre-stored output value table for each frequency; and setting the operating frequency according to the comparison result.
상술한 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치 및 이의 제어 방법은 초음파 진동을 발생시키는 진동자를 이용하여 에어로졸 생성 물질을 미세 입자화함으로써, 히터를 이용할 때에 비해 상대적으로 낮은 온도에서 에어로졸을 발생시킬 수 있으며, 그 결과 사용자의 흡연감을 향상시킬 수 있다.The aerosol generating device and control method thereof according to the above-described embodiments can generate aerosol at a relatively low temperature compared to when using a heater by pulverizing an aerosol generating material into fine particles using a vibrator that generates ultrasonic vibration, As a result, it is possible to improve the user's smoking feeling.
또한 상술한 실시예들에 관한 초음파진동자의 제작상의 오차 및 카트리지 조립 시 초음파진동자를 지지하고 있는 탄성체에 의해 존재하게 되는 주파수 편차를 보상함으로써, 초음파진동자 고유주파수와 시스템 주파수의 차이를 최소화하여, 진동자 효율을 최적화할 수 있다.In addition, the difference between the natural frequency of the ultrasonic transducer and the system frequency is minimized by compensating for the error in manufacturing the ultrasonic transducer according to the above-described embodiments and the frequency deviation that exists due to the elastic body supporting the ultrasonic transducer when assembling the cartridge. Efficiency can be optimized.
또한, 진동자의 주파수 특성이 변화해도 균일한 무화량을 사용자에게 제공할 수 있으므로, 사용자의 흡연감을 증진시킬 수 있다.In addition, since a uniform amount of atomization can be provided to the user even when the frequency characteristics of the vibrator change, the user's smoking feeling can be enhanced.
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-mentioned effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art to which the embodiments belong from this specification and the accompanying drawings.
도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 관한 카트리지의 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 관한 카트리지의 분해 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 개략도이다.
도 6은 도 5에 도시된 프로세서(550)의 개략 도이다.
도 7 및 8은 다른 실시 예에 따른 초음파진동자의 예열 전 주파수 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 흐름 도들이다.
도 8은 또 다른 실시 예에 따른 초음파진동자를 이용한 에어로졸 생성 장치의 제어 방법의 일 예를 흐름도로 나타낸 것이다.
도 9는 도 8에서 설명한 초음파진동자에 공급되는 전력의 제어방식을 도식적으로 나타낸 그래프를 도시한 도면이다.
도 10은 또 다른 실시 예에 따른 초음파진동자를 이용한 에어로졸 생성 장치의 제어 방법의 다른 일 예를 흐름도로 나타낸 것이다.
도 11은 퍼핑모드로 동작하는 초음파진동자의 시간대비 전력에 대한 그래프를 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 12은 퍼핑 하이 스테이트에서 이벤트가 발생되는 경우를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 13은 퍼핑 로우 스테이트에서 이벤트가 발생되는 경우를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 14는 또 다른 실시 예에 따른 초음파진동자를 이용한 에어로졸 생성 장치의 제어 방법의 또 다른 일 예를 흐름도로 나타낸 것이다.
도 15는 예열모드가 생략된 시간과 전력대비 그래프를 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 16은 또 다른 실시 예에 따른 초음파진동자를 이용한 에어로졸 생성 장치의 제어 방법의 또 다른 일 예를 흐름도로 나타낸 도면이다.
도 17은 도 16에서 설명한 퍼프대기히트횟수를 도식적으로 설명하기 위한 그래프를 도시하고 있다.
도 18은 퍼프하이시간이 0으로 설정되었을 때, 초음파진동자에 공급되는 시간대비 전력에 대한 그래프를 도시한다.
도 20은 또 다른 실시 예에 따른 초음파진동자를 이용한 에어로졸 생성 장치의 제어 방법을 설명하는 흐름도를 도시한 도면이다.1 is a block diagram of an aerosol generating device according to one embodiment.
Figure 2 is a schematic diagram of the aerosol generating device shown in Figure 1;
3 is a perspective view of a cartridge according to one embodiment.
4 is an exploded perspective view of a cartridge according to an embodiment.
5 is a schematic diagram of an aerosol generating device according to one embodiment.
FIG. 6 is a schematic diagram of the
7 and 8 are flowcharts for explaining a frequency calibration method before preheating of an ultrasonic transducer according to another embodiment.
8 is a flowchart illustrating an example of a control method of an aerosol generating device using an ultrasonic vibrator according to another embodiment.
FIG. 9 is a graph schematically illustrating a control method of power supplied to the ultrasonic transducer described in FIG. 8 .
10 is a flowchart illustrating another example of a control method of an aerosol generating device using an ultrasonic vibrator according to another embodiment.
11 is a diagram schematically illustrating a graph of power versus time of an ultrasonic transducer operating in a puffing mode.
12 is a graph showing a case in which an event occurs in a puffing high state.
13 is a graph showing a case where an event occurs in the puffing low state.
14 is a flowchart illustrating another example of a control method of an aerosol generating device using an ultrasonic vibrator according to another embodiment.
15 is a diagram schematically illustrating a graph of power versus time when the preheating mode is omitted.
16 is a flowchart illustrating another example of a control method of an aerosol generating device using an ultrasonic vibrator according to another embodiment.
FIG. 17 is a graph for schematically explaining the number of puff standby hits described in FIG. 16 .
18 shows a graph of power versus time supplied to the ultrasonic vibrator when the puff high time is set to 0.
20 is a flowchart illustrating a control method of an aerosol generating device using an ultrasonic vibrator according to another embodiment.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 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 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the embodiments have been selected from general terms that are currently widely used as much as possible while considering the functions in the present disclosure, but they may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in certain cases, there are also terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, their meanings will be described in detail in the description of the relevant invention. Therefore, terms used in the present disclosure should be defined based on the meaning of the term and the general content of the present disclosure, not simply the name of the term.
본 개시에서 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한 본 개시에 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 present disclosure, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated. In addition, terms such as "-unit" and "-module" described in this disclosure refer to 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.
본 개시에서 사용된 바와 같이, '적어도 어느 하나의'와 같은 표현이 배열된 구성 요소들 앞에 있을 때, 배열된 각각의 구성이 아닌 전체 구성 요소들을 수식한다. 예를 들어, 'a, b, 및 c 중 적어도 어느 하나'라는 표현은 a, b, c, 또는 a와 b, a와 c, b와 c, 또는 a와 b와 c를 포함하는 것으로 해석하여야 한다.As used in this disclosure, when an expression such as 'at least one of' precedes an array of elements, it modifies the entire array rather than individual elements. For example, the expression 'at least one of a, b, and c' should be interpreted as including a, b, c, or a and b, a and c, b and c, or a and b and c. do.
본 개시에서 '에어로졸(aerosol)'은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 공기가 혼합된 상태의 기체를 의미할 수 있다.In the present disclosure, 'aerosol' may refer to a gas in which vaporized particles generated from an aerosol-generating material and air are mixed.
또한 본 개시에서 '에어로졸 생성 장치'는 사용자의 입을 통해 사용자의 폐로 직접적으로 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 생성 물질을 이용하여 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.Also, in the present disclosure, an 'aerosol generating device' may be an aerosol generating device using an aerosol generating material to generate an aerosol that can be directly inhaled into the user's lungs through the user's mouth.
본 개시에서 '퍼프(puff)'는 사용자의 흡입을 의미하며, 흡입이란 사용자의 입이나 코를 통해 사용자의 구강 내, 비강 내 또는 폐로 끌어당기는 상황을 의미할 수 있다.In the present disclosure, a 'puff' refers to a user's inhalation, and inhalation may refer to a situation in which the user's mouth or nose is pulled into the user's oral cavity, nasal cavity, or lungs.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시예들에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다 그러나 본 개시의 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present disclosure will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the embodiments of the present disclosure. can be implemented and is not limited to the embodiments described herein.
도 1은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of an aerosol generating device according to one embodiment.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1000)는 배터리(510), 무화기(400), 센서(520), 사용자 인터페이스(530), 메모리(540) 및 프로세서(550)를 포함할 수 있다. 그러나 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부 구조는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(1000)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 , an
일 예로서 에어로졸 생성 장치(1000)는 본체를 포함할 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치(1000)에 포함된 하드웨어 요소들은 본체에 위치한다. As an example, the
다른 실시예로서 에어로졸 생성 장치(1000)는 본체 및 카트리지를 포함할 수 있고, 에어로졸 생성 장치(1000)에 포함된 하드웨어 요소들은 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 또는 에어로졸 생성 장치(1000)에 포함된 하드웨어 요소들 중 적어도 일부는 본체 및 카트리지 각각에 위치할 수도 있다.As another embodiment, the
이하에서는 에어로졸 생성 장치(1000)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 where each element included in the
무화기(400)는 프로세서(550)의 제어에 따라 배터리(510)로부터 전력을 공급받는다. 무화기(400)는 배터리(510)로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(1000)에 저장된 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있다.The
무화기(400)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 본체에 위치할 수 있다. 또는 에어로졸 생성 장치(1000)가 본체 및 카트리지를 포함하는 경우, 무화기(400)는 카트리지에 위치하거나 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 무화기(400)가 카트리지에 위치하는 경우, 무화기(400)는 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(510)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 또한 무화기(400)가 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치하는 경우 무화기(400)에서 전력의 공급이 필요한 부품은 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(510)로부터 전력을 공급받을 수 있다.The
무화기(400)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(400)로부터 발생되는 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자와 공기가 혼합된 상태를 의미할 수 있다. 예를 들어, 무화기(400)는 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기화 및/또는 승화를 통하여 기체의 상으로 변환시킬 수 있다. 또한 무화기(400)는 액체 및/또는 고체 상의 에어로졸 생성 물질을 미세 입자화하여 방출함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다.The
예를 들어, 무화기(400)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(400)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 from any suitable electrically resistive material. For example, suitable electrically resistive materials are 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 containing, but is not limited thereto. In addition, the heater may be implemented as a metal heating wire, a metal hot plate on which an electrically conductive track is disposed, a ceramic heating element, etc., but is not limited thereto.
예를 들어, 일 실시예에서 히터는 카트리지(2000)의 일부분일 수 있다. 또한 카트리지(2000)는 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 2000. Also, the cartridge 2000 may include a liquid delivery unit and a liquid storage unit, which will be described later. The aerosol-generating material contained in the liquid reservoir may move to the liquid delivery means, and the heater may generate an aerosol by heating the aerosol-generating material absorbed in the liquid delivery means. For example, a heater may be wound around the liquid delivery means or disposed adjacent to the liquid delivery means.
다른 예로서 에어로졸 생성 장치(1000)는 궐련을 수용할 수 있는 수용 공간을 포함할 수 있으며, 히터는 에어로졸 생성 장치(1000)의 수용 공간에 삽입된 궐련을 가열할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(1000)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
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 by induction heating, and the cigarette or cartridge may include a susceptor capable of being heated by the induction heater.
배터리(510)는 에어로졸 생성 장치(1000)가 동작하는 데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(510)는 무화기(400)가 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한 배터리(510)는 에어로졸 생성 장치(1000) 내에 구비된 다른 하드웨어 요소들, 즉, 센서(520), 사용자 인터페이스(530), 메모리(540) 및 프로세서(550)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(510)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. The
예를 들어, 배터리(510)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(1000)에 사용될 수 있는 배터리(510)의 종류는 상술한 바에 의해 제한되지 않는다. 필요에 따라 배터리(510)는 알카라인 배터리, 또는 망간 배터리를 포함할 수도 있다.For example, the
에어로졸 생성 장치(1000)는 적어도 하나의 센서(520)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서(520)에서 센싱된 결과는 프로세서(550)로 전달되고, 센싱 결과에 따라 프로세서(550)는 무화기(400)의 동작 제어, 흡연의 제한, 카트리지(또는 궐련) 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(1000)를 제어할 수 있다.The
예를 들어, 적어도 하나의 센서(520)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(550)는 검출된 퍼프의 시작 타이밍 및 종료 타이밍에 따라 퍼프 기간(puff period) 및 비 퍼프(non-puff) 기간을 판단할 수 있다.For example, at least one
또한 적어도 하나의 센서(520)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(550)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(550)는 사용자의 입력이 발생한 것으로 결정할 수 있다.Also, at least one
또한 적어도 하나의 센서(520)는 모션 센서를 포함할 수 있다. 모션 센서를 통해 에어로졸 생성 장치(1000)의 기울기, 이동 속도 및 가속도 등과 같은 에어로졸 생성 장치(1000)의 움직임에 관한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 모션 센서는 에어로졸 생성 장치(1000)가 움직이는 상태, 에어로졸 생성 장치(1000)의 정지 상태, 퍼프를 위해 에어로졸 생성 장치(1000)가 소정의 범위 내의 각도로 기울어진 상태 및 각 퍼프 동작들의 사이에서 퍼프 동작 시와는 다른 각도로 에어로졸 생성 장치(1000)가 기울어진 상태에 관한 정보들을 측정할 수 있다. 모션 센서는 해당 기술 분야에서 알려진 다양한 방법들을 이용하여 에어로졸 생성 장치(1000)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, at least one
또한 적어도 하나의 센서(520)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(1000)에 사용자가 접근하는지 여부를 검출할 수 있다.Also, at least one
또한 적어도 하나의 센서(520)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(550)는 이미지 센서를 통해 획득된 이미지를 분석하여 사용자가 에어로졸 생성 장치(1000)를 사용하기 위한 상황인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 에어로졸 생성 장치(1000)를 사용하기 위하여 에어로졸 생성 장치(1000)를 입술 근방으로 접근시킬 때, 이미지 센서는 입술의 이미지를 획득할 수 있다. 프로세서(550)는 획득된 이미지를 분석하여 입술로 판단될 경우에 사용자가 에어로졸 생성 장치(1000)를 사용하기 위한 상황임을 결정할 수 있다. 이를 통해 에어로졸 생성 장치(1000)는 무화기(400)를 미리 동작시키거나, 히터를 예열시킬 수 있다.Also, at least one
또한 적어도 하나의 센서(520)는 에어로졸 생성 장치(1000)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(1000)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(520)는 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서는 무화기(400)의 히터(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(1000)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(1000)에 별도의 온도 센서가 더 포함될 수 있다. 또한 온도 센서는 히터뿐만 아니라 에어로졸 생성 장치(1000)의 인쇄회로기판(PCB), 배터리 등과 같은 내부 부품들의 온도를 감지할 수도 있다.Also, at least one
또한 적어도 하나의 센서(520)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 주변 환경의 정보를 측정하는 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어 적어도 하나의 센서(520)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.Also, the at least one
에어로졸 생성 장치(1000)에 구비될 수 있는 센서(520)는 상술한 종류에 한정되지 않고, 다양한 센서들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1000)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(1000)에는 위의 예시된 다양한 센서(520)의 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수 있다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(1000)는 전술한 센서들 중 적어도 하나 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.In the
사용자 인터페이스(530)는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(1000)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(530)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(1000)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스(530) 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다.However, only some of the
메모리(540)는 에어로졸 생성 장치(1000) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(540)는 프로세서(550)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(540)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(540)에는 에어로졸 생성 장치(1000)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(550)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(550)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(550)가 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.The
프로세서(550)는 적어도 하나의 센서(520)에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다. The
프로세서(550)는 적어도 하나의 센서(520)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 무화기(400)의 동작이 개시 또는 종료되도록 무화기(400)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 또한 프로세서(550)는 적어도 하나의 센서(520)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 무화기(400)가 적절한 양의 에어로졸을 발생시킬 수 있도록 무화기(400)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(550)는 무화기(400)의 진동자가 소정의 주파수로 진동할 수 있도록 진동자에 공급되는 전류 또는 전압을 제어할 수 있다.The
일 실시예에서 프로세서(550)는 에어로졸 생성 장치(1000)에 대한 사용자 입력을 수신한 후 무화기(400)의 동작을 개시할 수 있다. 또한 프로세서(550)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 사용자의 퍼프를 감지한 후 무화기(400)의 동작을 개시할 수 있다. 또한 프로세서(550)는 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면 무화기(400)에 전력 공급을 중단시킬 수 있다.In one embodiment, the
프로세서(550)는 적어도 하나의 센서(520)에 의해 센싱된 결과에 기초하여, 사용자 인터페이스(530)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 감지 센서를 이용하여 퍼프 횟수를 카운트한 후 퍼프 횟수가 기설정된 횟수에 도달하면, 프로세서(550)는 램프, 모터 및 스피커 중 적어도 어느 하나를 이용하여 사용자에게 에어로졸 생성 장치(1000)가 곧 종료될 것임을 예고할 수 있다.The
한편, 도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1000)는 별도의 크래들과 함께 에어로졸 생성 시스템에 포함될 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(1000)의 배터리(510)를 충전하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1000)는 크래들 내부의 수용 공간에 수용된 상태에서, 크래들의 배터리로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 장치(1000)의 배터리(510)를 충전할 수 있다.Meanwhile, although not shown in FIG. 1 , the
도 2는 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a schematic diagram of an aerosol generating device according to an embodiment.
도 2에 도시된 에어로졸 생성 장치(1000)의 구성 요소들 중 적어도 하나는 도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치(1000)의 구성 요소들 중 적어도 하나와 동일 또는 유사할 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.At least one of the components of the
도 2를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1000)는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(10) 및 카트리지(10)를 지지하는 본체(20)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , an
카트리지(10)는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체(20)에 결합할 수 있다. 일 예로, 카트리지(10)의 적어도 일부가 본체(20)에 삽입됨으로써, 카트리지(10)와 본체(20)가 결합할 수 있다. 다른 예로, 본체(20)의 적어도 일부가 카트리지(10)에 삽입됨으로써, 카트리지(10)와 본체(20)가 결합될 수 있다. The
카트리지(10)와 본체(20)는 스냅-핏(snap-fit) 방식, 나사 결합 방식, 자력 결합 방식 또는 억지 끼워 맞춤 방식 중 적어도 하나의 방식으로 결합될 수 있으나, 카트리지(10)와 본체(20)의 결합 방식이 상술한 예시에 한정되는 것은 아니다.The
일 실시예에 따르면, 카트리지(10)는 하우징(100), 마우스피스(160), 저장조(200), 액체 전달 수단(300), 무화기(400) 및 인쇄 회로 기판(500)을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the
하우징(100)은 마우스피스(160)와 함께 카트리지(10)의 전체적인 외관을 형성할 수 있으며, 하우징(100)의 내부에는 카트리지(10)의 작동을 위한 구성 요소들이 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 하우징(100)의 직육면체 형상으로 형성될 수 있으나, 하우징(100)의 형상이 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 하우징(100)은 다각형 기둥(예: 삼각형 기둥, 오각형 기둥) 또는 원기둥 형상으로 형성될 수도 있다.The
마우스피스(160)는 하우징(100)의 일 영역에 배치되며, 에어로졸 생성 물질로부터 발생된 에어로졸을 외부로 배출하기 위한 배출구(160e)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 마우스피스(160)는 본체(20)와 결합되는 카트리지(10)의 일 영역과 반대 방향에 위치한 다른 영역에 배치될 수 있으며, 사용자는 마우스피스(160)에 구강을 접촉하고 흡입함으로써, 카트리지(10)로부터 에어로졸을 공급받을 수 있다.The
사용자의 흡입 또는 퍼프 동작에 의해 카트리지(10)의 외부와 카트리지(10)의 내부의 사이에 압력 차이가 발생할 수 있으며, 카트리지(10)의 내부와 외부의 압력 차이에 의해 카트리지(10)의 내부에서 생성된 에어로졸이 배출구(160e)를 통해 카트리지(10)의 외부로 배출될 수 있다. 즉, 사용자는 마우스피스(160)에 구강을 접촉하고 흡입함으로써, 배출구(160e)를 통해 카트리지(10)의 외부로 배출되는 에어로졸(aerosol)을 공급받을 수 있다.A pressure difference may occur between the outside of the
저장조(200)는 하우징(100)의 내부 공간에 위치하며 에어로졸 생성 물질을 수용할 수 있다. 본 개시에서 ‘저장조가 에어로졸 생성 물질을 수용한다’는 표현은 저장조(200)가 그릇(container)의 용도와 같이 에어로졸 생성 물질을 단순히 담는 기능을 수행하는 것과, 저장조(200)의 내부에 예를 들어 스펀지(sponge)나 솜이나 천이나 다공성 세라믹 구조체와 같은 에어로졸 생성 물질을 함침(함유)하는 요소를 포함하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 상술한 표현은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.The
저장조(200)에는 예를 들어, 액체 상태나, 고체 상태나, 기체 상태나, 겔(gel) 상태 등의 어느 하나의 상태를 갖는 에어로졸 생성 물질이 수용될 수 있다.The
일 실시예에서, 에어로졸 생성 물질은 액상 조성물을 포함할 수 있다. 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다. In one embodiment, the aerosol generating material may include a liquid composition. The liquid composition may be a liquid containing a tobacco-containing material including a volatile tobacco flavor component, or may be a liquid containing a non-tobacco material.
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. The liquid composition may include, for example, any one of water, solvent, ethanol, plant extract, fragrance, flavoring agent, and vitamin mixture, or a mixture of these ingredients. Fragrance may include menthol, peppermint, spearmint oil, various fruit flavor components, etc., but is not limited thereto.
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. Flavoring agents can include ingredients that can provide a variety of flavors or flavors to the user. 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 contain 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, a liquid composition may comprise a solution of glycerin and propylene glycol in any weight ratio to which a nicotine salt has been added. A liquid composition may also include two or more nicotine salts. Nicotine salts can be formed by adding a suitable acid, including organic or inorganic acids, to nicotine. The nicotine can be either naturally occurring nicotine or synthetic nicotine in 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(1000)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 forming the nicotine salt may be appropriately selected in consideration of the absorption rate of nicotine in the blood, the operating temperature of the
무화기(400)는 하우징(100)의 내부에 위치하며, 카트리지(10)의 내부에 저장된 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 변환하여 에어로졸(aerosol)을 발생시킬 수 있다.The
일 예시에서, 저장조(200)에 저장 또는 수용된 에어로졸 생성 물질은 액체 전달 수단(300)을 통해 저장조(200)에서 무화기(400)로 공급될 수 있으며, 무화기(400)는 액체 전달 수단(300)으로부터 공급받은 에어로졸 생성 물질을 무화시켜 에어로졸을 생성할 수 있다. 이 때, 액체 전달 수단(300)은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹의 적어도 하나를 포함하는 심지(wick)일 수 있으나, 액체 전달 수단(300)이 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.In one example, the aerosol generating material stored or accommodated in the
일 실시예에 따르면, 에어로졸 생성 장치(1000)의 무화기(400)는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시키는 초음파 진동 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질의 상을 변환할 수 있다.According to one embodiment, the
예를 들어, 무화기(400)는 짧은 주기의 진동을 발생시키는 진동자를 포함할 수 있으며, 진동자로부터 생성되는 진동은 초음파 진동일 수 있다. 초음파 진동의 주파수는 약 100kHz 내지 3.5 MHz일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the
진동자로부터 생성된 짧은 주기의 진동에 의해 저장조(200)에서 무화기(400)로 공급된 에어로졸 생성 물질은 기화 및/또는 입자화되어 에어로졸로 무화될 수 있다.The aerosol-generating material supplied from the
진동자는 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 재료일 수 있다. 즉, 진동자에 전기가 인가됨에 따라 짧은 주기의 진동(물리적인 힘)이 발생할 수 있으며, 발생된 진동은 에어로졸 생성 물질을 작은 입자로 쪼개어 에어로졸로 무화시킬 수 있다.The vibrator may include, for example, a piezoelectric ceramic, and the piezoelectric ceramic generates electricity (voltage) by a physical force (pressure) and, conversely, generates vibration (mechanical force) when electricity is applied thereto. It may be a functional material capable of mutually converting mechanical forces. That is, as electricity is applied to the vibrator, vibration (physical force) of a short period may be generated, and the generated vibration may break the aerosol-generating material into small particles and atomize it into an aerosol.
진동자는 전기적 연결 부재를 통해 에어로졸 생성 장치(1000)의 다른 구성 요소들과 전기적으로 연결될 수 있다. The vibrator may be electrically connected to other components of the
일 실시예에 따르면, 진동자는 카트리지(10)의 하우징(100) 내부에 위치하는 인쇄 회로 기판(500)을 통해 본체(20)의 배터리(510)(예: 도 1의 배터리(510)), 프로세서(550)(예: 도 1의 프로세서(550)) 및 에어로졸 생성 장치(1000)의 구동 회로 중 적어도 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 진동자는 제1 전기적 연결 부재를 통해 카트리지(10)의 내부에 위치하는 인쇄 회로 기판(500)과 전기적으로 연결되고, 인쇄 회로 기판(500)은 제2 전기적 연결 부재를 통해 본체(20)의 배터리(510), 프로세서(550) 및/또는 다른 구동 회로와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 진동자는 인쇄 회로 기판(500)을 매개로 본체(20)의 구성 요소들과 전기적으로 연결될 수 있다.According to one embodiment, the vibrator is connected to the battery 510 (eg, the
다른 실시예(미도시)에 따르면, 진동자는 인쇄 회로 기판(500)을 매개로 하지 않고, 본체(20)의 배터리(510), 프로세서(550) 및 에어로졸 생성 장치(1000)의 구동 회로 중 적어도 하나와 직접적으로 연결될 수도 있다.According to another embodiment (not shown), the vibrator does not use the printed
진동자는 전기적 연결 부재를 통해 본체(20)의 배터리(510)로부터 전류 또는 전압을 공급받아 초음파 진동을 발생시킬 수 있다. 또한, 진동자는 전기적 연결 부재를 통해 본체(20)의 프로세서(550)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 프로세서(550)는 진동자의 작동을 제어할 수 있다.The vibrator may receive current or voltage from the
전기적 연결 부재는 예를 들어, 포고 핀(Pogo Pin), 와이어(wire), 케이블, 연성 인쇄 회로 기판(FPCB: flexible printed circuit board) 및 C-클립 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 전기적 연결 부재가 상술한 예시들에 한정되는 것은 아니다. The electrical connection member may include, for example, at least one of a pogo pin, a wire, a cable, a flexible printed circuit board (FPCB), and a C-clip, but the electrical connection member is not limited to the above examples.
다른 실시예(미도시)에서, 무화기(400)는 또한 별도의 액체 전달 수단(300)을 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 수도 있다.In another embodiment (not shown), the
무화기(400)에 의해 생성된 에어로졸은 배출 통로(150)를 통해 카트리지(10)의 외부로 배출되어 사용자에게 공급될 수 있다.The aerosol generated by the
일 실시예에 따르면, 배출 통로(150)는 카트리지(10)의 내부에 위치하며, 무화기(400) 및 마우스피스(160)의 배출구(160e)와 연결 또는 연통할 수 있다. 이에 따라, 무화기(400)에서 발생된 에어로졸은 배출 통로(150)를 따라 유동할 수 있으며, 배출구(160e)를 통해 카트리지(10) 또는 에어로졸 생성 장치(1000)의 외부로 배출될 수 있다. 사용자는 마우스피스(160)에 구강을 접촉하고, 배출구(160e)로부터 배출되는 에어로졸을 흡입함으로써, 에어로졸을 공급받을 수 있다.According to one embodiment, the
일 예시에서, 배출 통로(150)는 하우징(100)의 내부에서 저장조(200)에 의해 외주면이 감싸지도록 배치될 수 있으나, 배출 통로(150)의 배치 위치가 상술한 예시에 한정되는 것은 아니다.In one example, the
도면 상에 도시되지는 않았으나, 카트리지(10)는 카트리지(10) 또는 에어로졸 생성 장치(1000)의 외부의 공기(이하, 외부 공기라고 지칭함)가 하우징(100)의 내부로 유입되기 위한 적어도 하나의 공기 유입 통로를 포함할 수 있다.Although not shown in the drawings, the
외부 공기는 적어도 하나의 공기 유입 통로를 통해 카트리지(10)의 내부의 배출 통로(150) 또는 무화기(400)에 의해 에어로졸이 발생하는 공간으로 유입될 수 있다. 유입된 외부 공기는 에어로졸 생성 물질로부터 발생된 증기화된 입자와 혼합될 수 있으며, 그 결과 에어로졸이 생성될 수 있다.External air may be introduced into a space where aerosol is generated by the
일 실시예에 따르면, 에어로졸 생성 장치(1000)의 카트리지(10) 및/또는 본체(20)의 길이 방향을 가로지르는 방향에서의 단면 형상은 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형 또는 여러 가지 형태의 다각형의 단면 형상일 수 있다. 다만, 카트리지(10) 및/또는 본체(20)의 단면의 형상이 상술한 형상에 한정되거나, 에어로졸 생성 장치(1000)가 길이 방향으로 연장할 때 반드시 직선적으로 연장하는 구조로 형성되어야 하는 것은 아니다.According to one embodiment, the cross-sectional shape of the
다른 실시예에서, 에어로졸 생성 장치(1000)의 단면 형상은 사용자가 손으로 잡기 편하게 유선형으로 만곡되거나 특정 영역에서 미리 정해진 각도로 절곡되며 길게 연장할 수 있으며, 에어로졸 생성 장치(1000)의 단면 형상은 길이 방향을 따라 변화할 수 있다.In another embodiment, the cross-sectional shape of the
도 3은 일 실시예에 관한 카트리지의 사시도이고, 도 4는 일 실시예에 관한 카트리지의 분해 사시도이다. 3 is a perspective view of a cartridge according to an embodiment, and FIG. 4 is an exploded perspective view of a cartridge according to an embodiment.
도 3 및 4에 도시된 실시예에 관한 카트리지(10)는 도 2에 도시된 에어로졸 생성 장치(1000)의 카트리지(10)의 일 실시예일 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략하도록 한다.The
도 3 및 4를 참조하면, 일 실시예에 관한 카트리지(10)는 하우징(100), 배출 통로(150), 마우스피스(160), 저장조(200), 액체 전달 수단(300), 무화기(400) 및 인쇄 회로 기판(500)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 관한 카트리지(10)의 구성 요소들이 상술한 예시에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라 어느 하나의 구성이 추가되거나, 어느 하나의 구성(예: 마우스피스(160))가 생략될 수도 있다.3 and 4, the
하우징(100)은 카트리지(10)의 전체적인 외관을 형성하면서, 내부에 카트리지(10)의 구성 요소들이 배치될 수 있는 내부 공간을 형성할 수 있다. 도면 상에는 카트리지(10)의 하우징(100)이 전체적으로 사각 기둥 형상인 실시예에 대해서만 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예(미도시)에서, 하우징(100)은 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되거나, 사각 기둥이 아닌 다른 다각형 기둥(예: 삼각 기둥, 오각 기둥) 형상으로 형성될 수도 있다.The
일 실시예에 따르면, 하우징(100)은 제1 하우징(110) 및 제1 하우징(110)의 일 영역에 연결되는 제2 하우징(120)을 포함할 수 있으며, 제1 하우징(110)과 제2 하우징(120)은 제1 하우징(110) 및 제2 하우징(120)의 결합에 의해 형성되는 내부 공간에 배치되는 카트리지(10)의 구성 요소들을 보호할 수 있다According to one embodiment, the
예를 들어, 제1 하우징(110)(또는 '상부 하우징')이 제2 하우징(120)(또는 '하부 하우징')의 상단(예: z 방향)에 위치한 일 영역에 결합되어 제1 하우징(110)과 제2 하우징(120) 사이에는 카트리지(10)의 구성 요소들이 배치될 수 있는 내부 공간이 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the first housing 110 (or 'upper housing') is coupled to a region located at the top (eg, z direction) of the second housing 120 (or 'lower housing'), so that the first housing ( 110) and the
본 개시에서 '상단'은 도 3 및 4의 'z' 방향을 의미하고, '하단'은 상단과 반대 방향을 향하는 도 3 및 4의 '-z' 방향을 의미할 수 있으며, 해당 표현들은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.In the present disclosure, 'top' refers to the 'z' direction of FIGS. 3 and 4, and 'bottom' may mean the '-z' direction of FIGS. 3 and 4 pointing in the opposite direction to the top. can also be used with the same meaning.
마우스피스(160)는 사용자의 구강에 삽입되는 부분으로, 하우징(100)의 일 영역에 연결될 수 있다. 예를 들어, 마우스피스(160)는 제1 하우징(110)의 제2 하우징(120)과 연결되는 일 영역과 반대 방향에 위치한 다른 영역(예: 제1 하우징(110)의 상단 영역)에 연결될 수 있다.The
일 실시예에서, 마우스피스(160)는 하우징(100)의 일 영역에 탈부착 가능하게 결합될 수 있으나, 실시예에 따라 마우스피스(160)는 하우징(100)과 일체로 형성될 수도 있다.In one embodiment, the
마우스피스(160)는 카트리지(10)의 내부에서 생성된 에어로졸을 카트리지(10)의 외부로 배출하기 위한 적어도 하나의 배출구(160e)를 포함할 수 있다. 사용자는 마우스피스(160)에 구강을 접촉하고, 마우스피스(160)의 배출구(160e)를 통해 외부로 배출되는 에어로졸을 공급받을 수 있다.The
저장조(200)는 제1 하우징(110)의 내부 공간에 배치될 수 있으며, 저장조(200)의 내부에는 에어로졸 생성 물질이 저장될 수 있다. 예를 들어, 저장조(200)에는 액상의 에어로졸 생성 물질이 저장될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
액체 전달 수단(300)은 저장조(200)와 무화기(400)의 사이에 위치할 수 있으며, 저장조(200)에 저장된 에어로졸 생성 물질은 액체 전달 수단(300)을 통해 무화기(400)에 공급될 수 있다.The liquid delivery means 300 may be located between the
일 실시예에 따르면, 액체 전달 수단(300)은 저장조(200)로부터 에어로졸 생성 물질을 공급받고, 공급받은 에어로졸 생성 물질을 무화기(400)로 전달하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단(300)은 저장조(200)에서 액체 전달 수단(300) 방향으로 이동하는 에어로졸 생성 물질을 흡수할 수 있으며, 흡수된 에어로졸 생성 물질은 액체 전달 수단(300)을 따라 이동하여 무화기(400)에 공급될 수 있다.According to one embodiment, the liquid delivery means 300 may serve to receive an aerosol generating material from the
일 실시예에 따르면, 액체 전달 수단(300)은 복수의 액체 전달 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단(300)은 제1 액체 전달 수단(310) 및 제2 액체 전달 수단(320)을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the liquid delivery means 300 may include a plurality of liquid delivery means. For example, the liquid delivery means 300 may include a first liquid delivery means 310 and a second liquid delivery means 320 .
제1 액체 전달 수단(310)은 저장조(200)와 인접하게 배치되어 저장조(200)로부터 액상의 에어로졸 생성 물질을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 제1 액체 전달 수단(310)은 저장조(200)로부터 배출되는 에어로졸 생성 물질의 적어도 일부를 흡수함으로써, 저장조(200)로부터 에어로졸 생성 물질을 공급받을 수 있다.The first liquid delivery means 310 may be disposed adjacent to the
예를 들어, 저장조(200)에 저장된 에어로졸 생성 물질은 저장조(200)의 제1 액체 전달 수단(310)을 향하는 일 영역에 형성되는 액상 공급홀(미도시)을 통해 저장조(200)의 외부로 배출될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the aerosol generating material stored in the
제2 액체 전달 수단(320)은 제1 액체 전달 수단(310)과 무화기(400)의 사이에 위치하며, 제1 액체 전달 수단(310)에 공급된 에어로졸을 무화기(400)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 제2 액체 전달 수단(320)은 제1 액체 전달 수단(310)의 하단(예: -z 방향)에 위치하여, 제1 액체 전달 수단(310)에 흡수된 에어로졸 생성 물질을 무화기(400)에 공급할 수 있다.The second liquid delivery means 320 is located between the first liquid delivery means 310 and the
일 실시예에서, 제2 액체 전달 수단(320)의 일 영역은 제1 액체 전달 수단(310)의 -z 방향을 향하는 일 영역과 접촉하고, 제2 액체 전달 수단(320)의 다른 영역은 무화기(400)의 z 방향을 향하는 일 영역과 접촉할 수 있다.In one embodiment, one area of the second liquid delivery means 320 is in contact with one area of the first liquid delivery means 310 facing the -z direction, and the other area of the second liquid delivery means 320 is free. It may contact one area of the
즉, 무화기(400), 제2 액체 전달 수단(320) 및 제1 액체 전달 수단(310)은 카트리지(10) 또는 하우징(100)의 길이 방향(예: z 방향)을 따라 순차적으로 배치될 수 있으며, 그 결과 무화기(400) 상에 제2 액체 전달 수단(320), 제1 액체 전달 수단(310)이 순서대로 적층될 수 있다.That is, the
상술한 배치 구조를 통해 저장조(200)에서 제1 액체 전달 수단(310)으로 공급된 에어로졸 생성 물질의 적어도 일부는 제1 액체 전달 수단(310)과 접촉하는 제2 액체 전달 수단(320)으로 이동할 수 있다. 또한, 제2 액체 전달 수단(320)으로 이동한 에어로졸 생성 물질은 제2 액체 전달 수단(320)을 따라 이동하며 제2 액체 전달 수단(320)과 접촉한 무화기(400)에 도달할 수 있다.At least a portion of the aerosol generating material supplied from the
도면 상에는 액체 전달 수단(300)의 2개의 액체 전달 수단을 포함한 실시예에 대해서만 도시되어 있으나, 실시예에 따라 액체 전달 수단(300)은 하나의 액체 전달 수단을 포함하거나, 3개 이상의 액체 전달 수단을 포함될 수도 있다.In the drawing, only the embodiment including two liquid delivery means of the liquid delivery means 300 is shown, but according to the embodiment, the liquid delivery means 300 includes one liquid delivery means, or three or more liquid delivery means. may be included.
무화기(400)는 액체 전달 수단(300)으로부터 공급되는 액상의 에어로졸 생성 물질을 무화시켜 에어로졸을 생성할 수 있다.The
예를 들어, 무화기(400)는 초음파 진동을 발생시키는 진동자를 포함할 있다. 진동자에서 발생되는 초음파 진동의 주파수는 약 100kHz 내지 10MHz일 수 있으며, 바람직하게는 약 100kHz 내지 3.5MHz일 수 있다. 진동자가 상술한 주파수 대역의 초음파 진동을 발생함에 따라, 진동자는 카트리지(10) 또는 하우징(100)의 길이 방향(예: z 방향 또는 -z 방향)을 따라 진동할 수 있다. 그러나 실시예들은 진동자가 진동하는 방향에 의해 제한되지 않으며, 진동자가 진동하는 방향은 다양한 방향(예; z 및 -z 방향, x 및 -x 방향, y 및 -y 방향의 어느 하나 또는 이들 방향의 조합)으로 변경될 수 있다.For example, the
무화기(400)는 초음파 방식으로 에어로졸 생성 물질을 무화시킴으로써, 에어로졸 생성 물질을 가열하는 방식에 비해 상대적으로 낮은 온도에서 에어로졸을 생성할 수 있다. 예를 들어, 히터를 이용하여 에어로졸 생성 물질을 가열하는 방식의 경우, 에어로졸 생성 물질이 의도치 않게 200 °C 이상의 온도로 가열되는 상황이 발생하게 되어 사용자가 에어로졸에서 탄맛을 느끼게 될 수 있다.The
반면, 일 실시예에 관한 카트리지(10)는 초음파 방식으로 에어로졸 생성 물질을 무화시킴으로써, 히터로 가열할 때에 비해 낮은 온도인 약 100 °C 내지 160 °C의 온도 범위에서 에어로졸을 생성할 수 있다. 이에 따라, 카트리지(10)는 에어로졸에서 탄맛이 느껴지는 것을 최소화할 수 있어, 사용자의 흡연감을 향상시킬 수 있다. On the other hand, the
본 개시에서 "흡연감"은 흡연 과정에서 느끼는 사용자가 느끼는 감각을 의미할 수 있으며, 해당 표현은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.In the present disclosure, “smoking feeling” may refer to a sensation experienced by a user during a smoking process, and the corresponding expression may be used in the same meaning below.
무화기(400)는 인쇄 회로 기판(500)을 통해 외부 전원(예: 도 2의 본체(20)의 내부에 위치하는 배터리(510))와 전기적으로 연결될 수 있으며, 외부 전원으로부터 공급되는 전력에 의해 초음파 진동을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 무화기(400)는 카트리지(10)의 내부에 위치하는 인쇄 회로 기판(500)과 전기적으로 연결되고, 인쇄 회로 기판(500)은 카트리지(10)의 외부의 전원과 전기적으로 연결됨에 따라, 무화기(400)가 외부 전원으로부터 전력을 공급받을 수 있다.The
일 실시예에 따르면, 무화기(400)는 제1 도전체(410) 및 제2 도전체(420)를 통해 인쇄 회로 기판(500)과 전기적으로 연결될 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에서, 제1 도전체(410)는 전기 전도성을 갖는 재료(예: 금속)를 포함하며, 무화기(400)의 상단에 위치하여 무화기(400)와 인쇄 회로 기판(500)을 전기적으로 연결할 수 있다.In one embodiment, the
예를 들어, 제1 도전체(410)의 일 부분(예: 상단 부분)은 무화기(400)의 외주면의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치되어 무화기(400)와 접촉하고, 제1 도전체(410)의 다른 부분(예: 하단 부분)은 일 부분에서 인쇄 회로 기판(500)을 향하는 방향으로 연장되도록 형성되어 인쇄 회로 기판(500)의 일 영역과 접촉할 수 있다. 제1 도전체(410)의 상술한 접촉 구조에 의해 무화기(400)와 인쇄 회로 기판(500)은 전기적으로 연결될 수 있다.For example, a portion (eg, an upper portion) of the
일 예시에서, 제1 도전체(410)의 일 부분에는 개구(410h, opening)가 형성되어 무화기(400)의 적어도 일부는 제1 도전체(410)의 외부에 노출될 수 있다. 제1 도전체(410)의 개구(410h)를 통해 제1 도전체(410)의 외부에 노출되는 무화기(400)의 일 영역은 제2 액체 전달 수단(320)과 접촉하여 제2 액체 전달 수단(320)으로부터 에어로졸 생성 물질을 공급받을 수 있다.In one example, an
일 실시예에서, 제2 도전체(420)는 전기 전도성을 갖는 재료를 포함하며, 무화기(400)의 하단 또는 무화기(400)와 인쇄 회로 기판(500)의 사이에 위치하여 무화기(400)와 인쇄 회로 기판(500)을 전기적으로 연결할 수 있다. 예를 들어, 제2 도전체(420)는 일단이 무화기(400)의 하단 영역과 접촉하고, 타단은 인쇄 회로 기판(500)의 무화기(400)를 향하는 일 영역에 접촉함에 따라, 무화기(400)와 인쇄 회로 기판(500)이 전기적으로 연결될 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 제2 도전체(420)는 탄성을 갖는 도전성 재료를 포함하여, 무화기(400)와 인쇄 회로 기판(500)을 전기적으로 연결하는 역할 뿐만 아니라, 무화기(400)를 탄성 지지하는 역할까지 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 도전체(420)는 도전체 스프링(conductive spring)을 포함할 수 있으나, 제2 도전체(420)가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment, the
일 실시예에 관한 카트리지(10)는 무화기(400)와 인쇄 회로 기판(500)의 사이에 위치하여 제2 도전체(420)를 지지하는 탄성 지지체(430)를 더 포함할 수 있다. 탄성 지지체(430)는 예를 들어, 플렉서블(flexible)한 특성을 갖는 재료를 포함하며, 제2 도전체(420)의 외주면을 감싸도록 배치되어 제2 도전체(420)를 탄성 지지할 수 있다. 다만, 카트리지(10)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라 탄성 지지체(430)가 생략될 수도 있다.The
일 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(500)은 제2 하우징(120)의 내부에 위치하며, 제1 도전체(410) 및 제2 도전체(420)를 통해 무화기(400)와 전기적으로 연결됨과 동시에 전기적 연결 부재(미도시)를 통해 외부 전원(예: 도 2의 배터리(510))와 전기적으로 연결될 수 있다.According to one embodiment, the printed
전기적 연결 부재는 예를 들어, 포고 핀(Pogo Pin), 와이어(wire), 케이블, 연성 인쇄 회로 기판(FPCB: flexible printed circuit board) 및 C-클립 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 전기적 연결 부재가 상술한 예시들에 한정되는 것은 아니다. The electrical connection member may include, for example, at least one of a pogo pin, a wire, a cable, a flexible printed circuit board (FPCB), and a C-clip, but the electrical connection member is not limited to the above examples.
일 실시예에서, 제2 하우징(120)은 제2 하우징(120)의 내부와 카트리지(10)의 외부를 관통하는 복수의 관통 홀(121, 122, 123)을 포함할 수 있으며, 복수의 관통 홀 내에는 전기적 연결 부재가 배치되어 카트리지(10)의 내부에 위치하는 인쇄 회로 기판(500)과 카트리지(10)의 외부 전원을 전기적으로 연결할 수 있다. In one embodiment, the
인쇄 회로 기판(500)이 제1 도전체(410) 및 제2 도전체(420)에 의해 무화기(400)와 전기적으로 연결되고, 전기적 연결 부재에 의해 카트리지(10)의 외부 전원과 전기적으로 연결됨에 따라, 무화기(400)는 인쇄 회로 기판(500)을 매개로 외부 전원과 전기적으로 연결되어 외부 전원으로 전력을 공급받을 수 있다.The printed
인쇄 회로 기판(500)의 적어도 일 영역에는 카트리지(10)의 작동 과정에서 발생되는 노이즈(또는 '잡음 신호')를 제거하기 위한 저항(R)이 실장될 수 있으며, 상술한 저항(R)은 노이즈를 제거함으로써 무화기(400)의 손상을 방지할 수 있다. 다만, 저항(R)이 노이즈를 제거하는 동작에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.A resistor R for removing noise (or 'noise signal') generated during the operation of the
무화기(400)에서 발생되는 초음파 진동에 의해 무화된 에어로졸은 배출 통로(150)를 통해 카트리지(10)의 외부로 배출되어 사용자에게 공급될 수 있다. 예를 들어, 배출 통로(150)는 하우징(100)의 내부 공간과 마우스피스(160)의 배출구(160e)를 연결 또는 연통하도록 형성되어, 무화기(400)에 의해 생성된 에어로졸은 배출 통로(150)를 따라 유동한 후, 배출구(160e)를 통해 카트리지(10)의 외부로 배출될 수 있다.The aerosol atomized by the ultrasonic vibration generated by the
일 실시예에 따르면, 배출 통로(150)는 하우징(100)의 내부 공간에 위치하며, 배출 통로(150)의 외주면의 적어도 일 영역은 저장조(200)에 의해 감싸지도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment, the
일 실시예에 관한 카트리지(10)는 저장조(200)로부터 발생된 누액(leakage)이 배출 통로(150)의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 밀봉 수단(130)을 더 포함할 수 있다.The
배출 통로(150)의 외주면이 저장조(200)에 의해 감싸지도록 배치됨에 따라, 저장조(200)로부터 발생되는 누액이 배출 통로(150)에 유입되어 사용자의 흡연감을 저하시키는 경우가 발생할 수 있다. As the outer circumferential surface of the
반면, 일 실시예에 관한 카트리지(10)는 밀봉 수단(130)을 통해 저장조(200)로부터 발생되는 누액이 배출 통로(150)의 내부로 유입되는 것을 차단함으로써, 사용자의 흡연감 저하를 방지할 수 있다.On the other hand, the
일 실시예에서, 밀봉 수단(130)은 배출 통로(150)의 내부에 위치하여 배출 통로(150)의 내부에 누액이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 밀봉 수단(130)은 배출 통로(150)에 끼워 맞춤되어 배출 통로(150)의 내측벽에 밀착할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment, the sealing
또한, 밀봉 수단(130)은 내부가 빈 중공 형상으로 형성되어, 저장조(200)로부터 발생되는 누액이 배출 통로(150) 내로 유입되는 것을 방지하면서, 무화기(400)로부터 생성된 에어로졸의 유동을 방해하지 않을 수 있다.In addition, the sealing means 130 is formed in a hollow shape with an empty inside, preventing leakage generated from the
다른 실시예에서, 밀봉 수단(130)은 탄성을 갖는 재료(예: 고무(rubber))를 포함하여 무화기(400)에서 발생되는 초음파 진동을 흡수할 수 있으며, 그 결과 무화기(400)에서 발생된 초음파 진동이 카트리지(10)의 하우징(100)을 거쳐 사용자에게 전달되는 것을 최소화할 수 있다.In another embodiment, the sealing means 130 may absorb ultrasonic vibration generated from the
또 다른 실시예에서, 밀봉 수단(130)은 액체 전달 수단(300)의 상단에 위치하여 액체 전달 수단(300)을 무화기(400)를 향하는 방향으로 가압함으로써, 액체 전달 수단(300)과 무화기(400)의 접촉을 유지할 수 있다. 예를 들어, 밀봉 수단(130)은 제1 액체 전달 수단(310) 및/또는 제2 액체 전달 수단(320)을 -z 방향으로 가압함으로써, 제2 액체 전달 수단(320)과 무화기(400)의 사이의 접촉을 유지할 수 있다.In another embodiment, the sealing means 130 is located on top of the liquid delivery means 300 and presses the liquid delivery means 300 in a direction toward the
일 실시예에 관한 카트리지(10)는 무화기(400)로부터 튀어 오르는 액적(droplet)이 사용자에게 공급되는 것을 방지하기 위한 구조체(140) 및 구조체(140)를 고정 또는 지지(support)하는 제1 지지 수단(141)을 더 포함할 수 있다.The
에어로졸 생성 물질이 무화기(400)에서 발생되는 초음파 진동에 의해 무화되는 과정에서 일부 에어로졸 생성 물질은 미처 무화되지 못하여 액적이 생성될 수 있으며, 생성된 액적은 무화기(400)에서 발생되는 초음파 진동에 의해 튀어 올라 배출구(160e)를 통해 카트리지(10)의 외부로 배출되는 경우가 발생할 수 있다.In the process of atomizing the aerosol-generating material by the ultrasonic vibration generated by the
구조체(140)는 배출 통로(150)와 인접한 위치에 배치되어 튀어 오른 액적이 마우스피스(160)의 배출구(160e)를 향하는 방향으로 이동 또는 유동하는 것을 제한할 수 있다. The
예를 들어, 구조체(140)는 액적을 흡수할 수 있는 재료(예: 펠트(felt) 소재)를 포함하여, 무화기(400)로부터 튀어 오르는 액적을 흡수함으로써, 액적의 배출구(160e)를 향하는 이동 또는 유동하는 것을 제한할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the
무화기(400)로부터 튀어 오르는 액적이 배출구(160e)를 통해 카트리지(10)의 외부로 배출되어 사용자에게 전달되는 경우, 사용자가 불쾌감을 느끼게 되어 전체적인 흡연감이 저하될 수 있다. When liquid droplets bouncing from the
반면, 일 실시예에 관한 카트리지(10)는 상술한 구조체(140)를 통해 무화되지 않고 무화기(400)로부터 튀어 오르는 액적이 배출구(160e)를 향하는 방향으로 이동하는 것을 제한함으로써, 액튐에 의한 사용자의 흡연감 저하를 줄일 수 있다. 본 개시에서 "액튐"은 무화기(400)에서 미처 무화되지 않은 액적이 튀어 오르는 것을 의미할 수 있으며, 해당 표현은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.On the other hand, the
제1 지지 수단(141)은 구조체(140)의 적어도 일 영역을 수용하고, 수용된 구조체(140)를 제1 하우징(110)의 일 영역에 유지 또는 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 지지 수단(141)은 구조체(140)를 제1 하우징(110)의 마우스피스(160)와 인접한 일 영역(예: 상단 영역)에 유지 또는 고정시킬 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The first supporting means 141 may accommodate at least one region of the
일 실시예에서, 제1 지지 수단(141)은 구조체(140)의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치되어 구조체(140)를 수용할 수 있으며, 구조체(140)를 수용한 제1 지지 수단(141)이 제1 하우징(110)의 일 영역(예: z 방향의 영역)에 결합됨에 따라 구조체(140)가 제1 하우징(110)의 일 영역에 고정될 수 있다.In one embodiment, the first supporting means 141 may be disposed to surround at least one area of the
구조체(140)를 수용한 제1 지지 수단(141)과 제1 하우징(110)은 제1 지지 수단(141)의 적어도 일부가 제1 하우징(110)에 억지 끼워 맞춤되는 방식으로 결합될 수 있으나, 제1 하우징(110)과 제1 지지 수단(141)의 결합 방식이 상술한 예시에 한정되는 것은 아니다. 다른 예시에서, 제1 하우징(110)과 제1 지지 수단(141)은 스냅-핏 방식, 나사 결합 방식 또는 자력 결합 방식 중 적어도 하나의 방식으로 결합될 수도 있다.The first support means 141 accommodating the
제1 지지 수단(141)은 소정의 강성을 가지면서, 방수성을 갖는 재료(예: 고무)를 포함하여, 구조체(140)를 제1 하우징(110)에 고정시킬 뿐만 아니라, 저장조(200)에서 발생되는 에어로졸 생성 물질의 누액을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제1 지지 수단(141)은 저장조(200)의 마우스피스(160)를 향하는 영역을 차단함으로써, 에어로졸 생성 물질의 누액이 발생하는 것을 방지할 수 있다.The first supporting means 141 includes a material (eg, rubber) having a predetermined rigidity and water resistance, and not only fixes the
일 실시예에 관한 카트리지(10)는 액체 전달 수단(300) 및/또는 무화기(400)를 제1 하우징(110)의 내부에 유지시키기 위한 제2 지지 수단(330)을 더 포함할 수 있다.The
제2 지지 수단(330)은 제1 액체 전달 수단(310), 제2 액체 전달 수단(320) 및/또는 무화기(400)의 외주면의 적어도 일부를 감싸도록 배치되어 제1 액체 전달 수단(310), 제2 액체 전달 수단(320) 및/또는 무화기(400)를 수용할 수 있다. The second support means 330 is disposed to surround at least a portion of the outer circumferential surface of the first liquid delivery means 310, the second liquid delivery means 320, and/or the
일 실시예에서, 제2 지지 수단(330)은 제1 하우징(110)의 일 영역과 반대 방향에 위치한 다른 영역(예: -z 방향의 영역)에 결합될 수 있으며, 그 결과 제1 액체 전달 수단(310), 제2 액체 전달 수단(320) 및/또는 무화기(400)는 제1 하우징(110)의 다른 영역에 유지 또는 고정될 수 있다.In one embodiment, the second support means 330 may be coupled to another region (eg, a region in the -z direction) located in an opposite direction to one region of the
제2 지지 수단(330)은 적어도 일부 영역이 제1 하우징(110)에 억지 끼워 맞춤되는 방식으로 제1 하우징(110)에 결합될 수 있으나, 제1 하우징(110)과 제2 지지 수단(330)의 결합 방식이 상술한 예시에 한정되는 것은 아니다. 다른 예시에서, 제1 하우징(110)과 제2 지지 수단(330)은 스냅-핏 방식, 나사 결합 방식 또는 자력 결합 방식 중 적어도 하나의 방식으로 결합될 수도 있다.The second support means 330 may be coupled to the
일 실시예에 따르면, 제2 지지 수단(330)은 소정의 강성을 가지면서 방수성을 갖는 재료(예: 고무)를 포함하여, 액체 전달 수단(300) 및 무화기(400)를 제1 하우징(110)에 고정시킬 뿐만 아니라, 저장조(200)에서 발생되는 에어로졸 생성 물질의 누액을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제2 지지 수단(330)은 저장조(200)의 액체 전달 수단(300) 또는 무화기(400)와 인접한 영역을 차단함으로써, 에어로졸 생성 물질의 누액이 발생하는 것을 방지할 수 있다. According to one embodiment, the second support means 330 includes a material (eg, rubber) having water resistance while having a predetermined rigidity, and the liquid delivery means 300 and the
전술한 초음파 진동자의 일정한 진동주파수의 범위를 갖도록 설계하였다고 하여도, 초음파 진동자의 제작, 생산에 있어서 오차가 존재할 수 밖에 없다. 또한, 도 3 및 4를 참조하여 설명한 진동자(400)의 상부 또는 하부의 지지구조들(410 및 420) 또는 탄성체에 의해 존재하게 되는 주파수 편차가 생길 수 밖에 없다. Even if the above-described ultrasonic vibrator is designed to have a certain range of vibration frequencies, errors in manufacturing and production of the ultrasonic vibrator inevitably exist. In addition, a frequency deviation caused by the
실시 예에서, 에어로졸 생성 장치를 사용하기 전에, 또는 예열 동작을 시작하기 전에, 초음파 진동자의 주파수 편차를 최소화할 수 있는 동작주파수를 설정한다. 예를 들면, 에어로졸 생성 장치의 동작주파수는 3.0 MHz로 설정하는 경우, 타겟 초음파 진동자의 주파수는 2.9MHz일 수 있다. 이는 에어로졸 생성 장치의 구동회로의 손실(Loss)로 인하여 시스템 주파수와 진동자의 주파수는 동일하지 않을 수 있다. In an embodiment, before using the aerosol generating device or starting a preheating operation, an operating frequency capable of minimizing a frequency deviation of the ultrasonic vibrator is set. For example, when the operating frequency of the aerosol generating device is set to 3.0 MHz, the frequency of the target ultrasonic vibrator may be 2.9 MHz. This is because the system frequency and the frequency of the vibrator may not be the same due to the loss of the driving circuit of the aerosol generating device.
다음 표 1은 시스템 설정 주파수와 실측 주파수와의 대응관계를 나타낸 것이다.Table 1 below shows the correspondence between the system set frequency and the actually measured frequency.
실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 시스템 성능 및 설계에 맞도록 다양한 동작주파수를 설정할 수 있다. 예를 들면 동작주파수는 2.7MHz 내지 3.2MHz일 수 있고, 사용 가능한 초음파 진동자의 주파수는 2.6MHz 내지 3.1MHz일 수 있다. In embodiments, the aerosol generating device may set various operating frequencies to suit system performance and design. For example, the operating frequency may be 2.7 MHz to 3.2 MHz, and the usable frequency of the ultrasonic vibrator may be 2.6 MHz to 3.1 MHz.
실시 예에서, 초음파 진동자의 주파수 편차를 보정하기 위한 주파수 캘리브레이션은 에어로졸 생성 장치를 사용하기 전에 또는 예열(Preheat) 전 단계에서 수행될 수 있다. In an embodiment, the frequency calibration for correcting the frequency deviation of the ultrasonic vibrator may be performed before using the aerosol generating device or before preheating.
도 5는 일 실시 예에 관한 에어로졸 생성 장치를 구동하기 위한 구동 회로도이다. 실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 소정의 주파수를 갖는 펄스 신호에 따른 출력값을 확인하고, 확인된 출력값을 기초로 동작주파수를 설정할 수 있다. 여기서, 소정의 주파수는, 동작 주파수를 설정하기 위한 테스트용 주파수일 수 있다. 예를 들면 장치에서 사용 가능한 주파수범위로서, 예를 들면, 2.9Mhz 내지 3.1Mhz 범위에서 변경해가면서 출력하거나, 고정된 3.0MHz를 출력할 수 있다. 5 is a driving circuit diagram for driving an aerosol generating device according to an embodiment. In an embodiment, the aerosol generating device may check an output value according to a pulse signal having a predetermined frequency, and set an operating frequency based on the checked output value. Here, the predetermined frequency may be a test frequency for setting an operating frequency. For example, as a frequency range usable in the device, for example, it can be output while changing in the range of 2.9Mhz to 3.1Mhz, or it can output a fixed 3.0MHz.
도 5를 참조하면, 구동회로는 배터리(510), DC/DC 컨버터(511), 전력구동회로(512), 프로세서(550), 인덕터와 전력 스위치(513) 및 감지회로(514)를 포함한다. 실시 예에서, 프로세서(550)는 소정의 주파수를 갖는 펄스 신호를 출력하고, 펄스 신호에 따라 진동자(P)에 실제 공급된 전력의 주파수를 확인할 수 있다. 이를 위한 실제 공급된 전력의 출력값, 예를 들면 전류값 또는 전압값을 확인할 수 있다. 다른 예로, 진동자에 공급된 전력의 주파수를 실제 측정하여 비교할 수도 있다. Referring to FIG. 5 , the driving circuit includes a
DC/DC컨버터(511)는 배터리(510)의 배터리 전압을 제1 전압으로 부스팅한다. 배터리 전압은 3.4V 내지 4.2V의 범위에 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 배터리 전압은 3.8V 내지 6V의 범위에 포함될 수 있으며, 2.5V 내지 3.6V의 범위에 포함될 수도 있다. 제1 전압(V1)은 10V 내지 13V의 범위에 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 전압(V1)은 7V 내지 10.5V 사이의 범위에 포함될 수 있으며, 12V 내지 20V의 범위에 포함될 수도 있다. 일 예에서, 제1 전압은 배터리 전압의 적어도 3배 이상일 수 있다. 다만, 이에 반드시 제한되는 것은 아니다. The DC/
전력구동회로(512)는 프로세서(550)로부터 입력된 PWM제어 신호(PWM_P, PWM_N)를 기초로 전력 스위치(TR1 및 TR2)를 스위칭할 스위칭 전압(Vsw_p, Vsw_n)을 생성한다. 여기서, PWM제어 신호(PWM_P, PWM_N) 각각은 서로 상보적인 신호일 수 있다. 일정한 듀티 비 또는 주파수를 갖는 펄스 신호일 수 있다. 실시 예에서, 프로세서(500)는 동작주파수 설정을 위한 펄스 신호는 PWM 제어 신호일 수 있다. The
승압회로(513)는 제1 스위칭 전압(Vsw_p)과 제2 스위칭 전압(Vsw_n)에 따라 DC/DC컨버터(511)에서 출력된 제1 전압(V1)을 제2 전압(V2)으로 승압시켜 진동자(P)에 인가한다. The step-up
제1 스위칭 전압(VSW_P)이 제1 상태(예를 들어, 하이 또는 로우 상태)이고, 제2 스위칭 전압(VSW_N)이 제2 상태(예를 들어, 로우 또는 하이 상태)인 경우, 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2) 중 하나의 인덕터와 접지 사이의 전류 흐름이 허용됨에 따라, 상기 하나의 인덕터를 통해 흐르는 전류의 변화에 대응되는 에너지가 상기 하나의 인덕터에 저장되고, 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2) 중 다른 하나의 인덕터와 접지 사이의 전류 흐름이 차단됨에 따라, 상기 다른 하나의 인덕터에 저장되어 있던 에너지가 진동자로 전달될 수 있다.When the first switching voltage V SW_P is in a first state (eg, high or low state) and the second switching voltage V SW_N is in a second state (eg, low or high state), As current flow between one of the first inductor (L1) and the second inductor (L2) and the ground is allowed, energy corresponding to a change in current flowing through the one inductor is stored in the one inductor, As current flow between the other one of the first inductor L1 and the second inductor L2 and the ground is blocked, energy stored in the other one inductor can be transferred to the vibrator.
제1 스위칭 전압(VSW_P)이 하이 상태인 경우, 제1 트랜지스터(TR1)의 소스 전극와 드레인 단자 사이의 전류 흐름이 허용될 수 있다. 이에 따라, 제1 인덕터(L1)와 접지 사이의 전류 흐름이 허용될 수 있다. 제1 인덕터(L1)는 진동자(P)와도 연결되어 있으나, 진동자(P)는 0이 아닌 부하 값(예를 들어, 커패시턴스)을 갖는데 반해, 접지의 저항은 0이거나 실질적으로 0에 가까우므로, 제1 인덕터(L1)를 통해 흐르는 전류(I1)는 실질적으로 모두 접지로 전달될 수 있다. 한편, 제1 인덕터(L1)를 통해 전류(I1)가 흐르므로, 제1 인덕터(L1)는 전류(I1)에 대응되는 에너지를 저장할 수 있다. 제2 스위칭 전압(VSW_N)이 로우 상태인 경우, 제2 트랜지스터(TR2)의 소스 전극와 드레인 단자 사이의 전류 흐름이 차단될 수 있다. 이에 따라, 제2 인덕터(L2)에 저장되어 있던 에너지가 진동자(P)로 공급될 수 있다. 예를 들어, 진동자(P)를 통해 흐르는 전류(I)는 제2 인덕터(L2)를 통해 흐르는 전류(I2)에 대응될 수 있다. 실시 예에서, 제1 인덕터(L1) 또는 제2 인덕터(L2)를 통해 흐르는 전류(I1 및 I2)는 펄스 신호에 따른 출력값일 수 있다. 프로세서(550)은 제1 인덕터(L1) 또는 제2 인덕터(L2)를 통해 흐르는 전류값을 검출할 수 있다. 프로세서(500)는 진동자의 주파수별 전류값 테이블을 참조하여, 진동자의 주파수를 추정할 수 있다. 여기서, 주파수별 전류값 테이블은 미리 저장된 진동자의 주파수별 전류값의 로우데이터값일 수 있다. When the first switching voltage V SW_P is in a high state, current flow between the source electrode and the drain terminal of the first transistor TR1 may be allowed. Accordingly, current flow between the first inductor L1 and the ground may be permitted. The first inductor L1 is also connected to the transducer P, but the transducer P has a non-zero load value (eg, capacitance), whereas the resistance of the ground is zero or substantially close to zero, Substantially all of the current I 1 flowing through the first inductor L1 may be transferred to the ground. Meanwhile, since current I 1 flows through the first inductor L1 , the first inductor L1 may store energy corresponding to the current I 1 . When the second switching voltage V SW_N is in a low state, current flow between the source electrode and the drain terminal of the second transistor TR2 may be blocked. Accordingly, energy stored in the second inductor L2 may be supplied to the vibrator P. For example, the current I flowing through the vibrator P may correspond to the current I 2 flowing through the second inductor L2. In an embodiment, the currents I1 and I2 flowing through the first inductor L1 or the second inductor L2 may be output values according to the pulse signal. The
제1 스위칭 전압(VSW_P)이 로우 상태인 경우, 제1 트랜지스터(TR1)의 소스 전극와 드레인 단자 사이의 전류 흐름이 차단될 수 있다. 이에 따라, 제1 인덕터(L1)에 저장되어 있던 에너지가 진동자(P)로 공급될 수 있다. 예를 들어, 진동자(P)를 통해 흐르는 전류(I)는 제1 인덕터(L1)를 통해 흐르는 전류(I1)에 대응될 수 있다.When the first switching voltage V SW_P is in a low state, current flow between the source electrode and the drain terminal of the first transistor TR1 may be blocked. Accordingly, energy stored in the first inductor L1 may be supplied to the vibrator P. For example, the current I flowing through the vibrator P may correspond to the current I 1 flowing through the first inductor L1.
제2 스위칭 전압(VSW_N)이 하이 상태인 경우, 제2 트랜지스터(TR2)의 소스 전극와 드레인 단자 사이의 전류 흐름이 허용될 수 있다. 이에 따라, 제2 인덕터(L2)와 접지 사이의 전류 흐름이 허용될 수 있다. 제2 인덕터(L2)는 진동자(P)와도 연결되어 있으나, 진동자(P)는 0이 아닌 부하 값(예를 들어, 커패시턴스)을 갖는데 반해, 접지의 저항은 0이거나 실질적으로 0에 가까우므로, 제2 인덕터(L2)를 통해 흐르는 전류(I2)는 실질적으로 모두 접지로 전달될 수 있다. 한편, 제2 인덕터(L2)를 통해 전류(I2)가 흐르므로, 제2 인덕터(L2)는 전류(I2)에 대응되는 에너지를 저장할 수 있다.When the second switching voltage V SW_N is in a high state, current flow between the source electrode and the drain terminal of the second transistor TR2 may be allowed. Accordingly, current flow between the second inductor L2 and the ground may be permitted. The second inductor L2 is also connected to the oscillator P, but since the oscillator P has a non-zero load value (eg, capacitance), the resistance of the ground is 0 or substantially close to 0, Substantially all of the current I 2 flowing through the second inductor L2 may be transferred to the ground. Meanwhile, since current I 2 flows through the second inductor L2 , the second inductor L2 may store energy corresponding to the current I 2 .
한편, 제1 스위칭 전압(VSW_P) 및 제2 스위칭 전압(VSW_N) 각각은 PWM 신호에 대응되는 주파수를 갖고, 하이 상태 또는 로우 상태를 반복하는 전압 신호에 해당하는바, 스위칭 상태들이 빠르게 반복될 수 있다. 인덕터의 역기전력은 다음의 수학식 1과 같이, 인덕터의 인덕턴스 값(L) 및 시간에 따른 전류의 변화()에 비례할 수 있다.On the other hand, each of the first switching voltage (V SW_P ) and the second switching voltage (V SW_N ) has a frequency corresponding to the PWM signal and corresponds to a voltage signal that repeats a high state or a low state, so that the switching states are quickly repeated. It can be. The counter electromotive force of the inductor is the inductance value (L) of the inductor and the change in current over time ( ) can be proportional to
[수학식 1][Equation 1]
따라서, 제1 전압(V1)이 높아져서 인덕터를 통해 흐르는 전류(I) 자체가 증가하거나, 스위칭 속도가 높을수록(다시 말해, PWM 신호의 주기가 짧을수록) 진동자에 높은 전압이 인가될 수 있다. 실시 예에서, 진동자(P)에 인가되는 교류 전압의 피크 투 피크 전압 값은 55V 내지 70V 범위에 해당할 수 있다. 이는 배터리 전압(예를 들어, 3.4V 내지 4.2V)의 최소 13.1배 내지 최대 20.6배 범위에 해당하는 값일 수 있다.Therefore, as the first voltage V 1 increases and the current I flowing through the inductor increases, or as the switching speed increases (ie, as the cycle of the PWM signal decreases), a higher voltage can be applied to the vibrator. . In an embodiment, the peak-to-peak voltage value of the AC voltage applied to the vibrator P may correspond to a range of 55V to 70V. This may be a value corresponding to a range of a minimum of 13.1 times to a maximum of 20.6 times the battery voltage (eg, 3.4V to 4.2V).
감지회로(514)는 진동자의 일측 또는 타측에 접속되어, 제1 또는 제2 트랜지스터(T1 또는 T2)의 스위칭에 의해 진동자(P)에 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 여기서, 감지회로(514)는 전류를 검출하는 회로로서, 전류 또는 전압 증폭회로일 수 있다. 이에 한정되지 않고, 다른 전기적인 특성값, 또는 온도값을 검출할 수도 있음은 물론이다.The
예를 들면, 진동자의 주파수 측정에 활용될 수 있는 하드웨어는 온도 센서, 압력 센서, 습도 센서일 수 있다. 온도 센서는 변화하는 진동자의 현재 온도를 검출하여 프로세서(550)에 제공할 수 있다.For example, hardware that can be used to measure the frequency of the vibrator may be a temperature sensor, a pressure sensor, or a humidity sensor. The temperature sensor may detect a current temperature of the changing vibrator and provide the detected temperature to the
프로세서(550)는 감지회로(514))로부터 제공된 출력값, 예를 들면 전류값, 전압값, 온도 등을 확인하고, 이에 상응하는 동작주파수를 설정할 수 있다. 여기서, 출력값을 아날로그디지털컨버터(Analog-Digital Converter, 이하 ADC라 한다)를 통해 변환할 수 있다. 디지털값과 미리 저장된 데이터값과 비교할 수 있다. 여기서, 출력값과 이에 대응하는 진동자의 주파수 또는 동작주파수의 상관 관계는 실험적, 경험적, 수학적으로 미리 측정되어 에어로졸 생성 장치의 메모리에 저장되어 있을 수 있다. 출력값과 진동자의 주파수 또는 동작 주파수의 상관 관계는 표, 수식, 매칭 테이블 등의 형태로 메모리에 저장되어 있을 수 있다. The
도 6을 참조하면, 프로세서(550)는 출력값 확인부(600), 동작 주파수 설정부(601) 및 펄스 신호 생성부(602)를 포함한다.Referring to FIG. 6 , the
출력값 확인부(600)는 감지회로(514)에서 출력된 출력값을 확인한다. 여기서, 출력값 확인부(600)는 증폭회로, ADC를 포함할 수 있다.The output
동작주파수 설정부(601)는 확인된 출력값과 미리 저장된 데이터값을 비교하여 동작주파수를 설정한다. 여기서, 미리 저장된 데이터값은 전술한 출력값과 진동자의 주파수 또는 동작 주파수의 상관 관계에 포함된 값일 수 있다. The operating
펄스 신호 생성부(602)는 설정된 동작주파수에 상응하는 펄스 신호, 예를 들면 도 5에 도시된 제1 및 제2 PWM 신호(PWM_P, PWM_N)를 생성할 수 있다. The
도 7 및 8은 다른 실시 예에 따른 초음파진동자의 예열 전 주파수 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 흐름 도들이다.7 and 8 are flowcharts for explaining a frequency calibration method before preheating of an ultrasonic transducer according to another embodiment.
도 7을 참조하면, 단계 700에서, 제1 주파수를 설정한다. Referring to FIG. 7 , in
단계 702에서, 출력값을 확인한다. In
단계 704에서, 출력값이 임계범위 내인지 판단한다. 출력값이 임계범위내인 경우, 단계 706에서, 제1 주파수를 동작 주파수로서 설정하고, 단계 710에서, 설정된 동작주파수로 진동자를 예열한다.In
하지만, 출력값이 임계범위내가 아닌 경우, 단계 708에서, 주파수를 제2 주파수로 변경하고, 다시 단계 702에서, 출력값을 확인하고, 단계 704에서, 출력값이 임계범위내인지 판단하고, 임계범위내인 경우, 단계 706에서, 제2 주파수를 동작주파수로 설정한다.However, if the output value is not within the threshold range, in
실시 예에서는 제1 주파수 내지 제N 주파수로 변경해가면서, 출력값이 임계값범위 내인지에 따라 동작주파수를 설정한다. 여기서, N은 2 이상의 정수일 수 있다. 예를 들면 제1 주파수는 3.1MHz, 제2 주파수는 3.0MHz, 제3 주파수는 2.9MHz일 수 있으며, 주파수 변경 간격은 0.1MHz 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 임계범위는 진동자 주파수 별로 임의로 설정할 수 있는 값들을 통계적으로 분석한 범위일 수 있다. In the embodiment, the operating frequency is set according to whether the output value is within the threshold range while changing from the first frequency to the Nth frequency. Here, N may be an integer of 2 or greater. For example, the first frequency may be 3.1 MHz, the second frequency may be 3.0 MHz, and the third frequency may be 2.9 MHz, and the frequency change interval may be 0.1 MHz, but is not limited thereto. Here, the threshold range may be a range obtained by statistically analyzing values that can be arbitrarily set for each vibrator frequency.
실시 예에서, 도 7을 참조하여 설명한 주파수 캘리브레이션 방법은 동작주파수를 변경해가면서 미리 설정된 출력값의 범위내에서 동작 주파수를 적용한 후 진동자를 예열함으로써, 진동자에 전력을 공급하기 전에, 미리 진동자의 지지구조인 탄성체에 의해 존재하게 되는 주파수 편차를 보상해 줄 수 있다.In an embodiment, the frequency calibration method described with reference to FIG. 7 applies an operating frequency within a preset output value range while changing an operating frequency, and then preheats the vibrator. Before supplying power to the vibrator, the support structure of the vibrator It is possible to compensate for the frequency deviation that exists by the elastic body.
도 8을 참조하면, 단계 800에서, 소정의 주파수를 설정한다. 여기서, 소정의 주파수는 경험적 또는 실험적으로 결정한 기준주파수일 수 있다. 예를 들면, 소정의 주파수는 3MHz일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 8 , in
단계 802에서, 출력값을 확인한다.In
단계 804에서, 주파수별 출력값 테이블과 확인된 출력값을 비교한다. 여기서, 주파수별 출력값 테이블은 복수의 동작주파수와, 각각의 동작주파수에 대응하는 출력값일 수 있다.In
단계 806에서, 동작주파수를 설정한다.In
단계 808에서, 설정된 동작주파수로 진동자를 예열한다.In
실시 예에서, 도 8을 참조하여 설명한 주파수 캘리브레이션 방법은 진동자 주파수별 출력값을 기준으로, 특정 주파수, 예를 들면 3MHz를 기준으로 출력값을 확인하고, 진동자 주파수별 출력값과 비교하여 동작 주파수를 적용하는 것이다.In an embodiment, the frequency calibration method described with reference to FIG. 8 checks the output value based on a specific frequency, for example, 3 MHz, based on the output value for each frequency of the vibrator, compares the output value for each frequency of the vibrator, and applies the operating frequency. .
도 7 및 8을 참조하여 설명한 에어로졸 생성 장치의 제어 방법은 진동자의 주파수 편차를 캘리브레이션하는 것으로, 초음파 진동자의 편차에 따른 정확한 주파수 보정이 가능하다. 따라서, 에어로졸 생성 장치의 진동자의 예열하기 전 단계에서, 정확한 동작주파수 설정이 가능하다.The control method of the aerosol generating device described with reference to FIGS. 7 and 8 is to calibrate the frequency deviation of the vibrator, and it is possible to accurately correct the frequency according to the deviation of the ultrasonic vibrator. Therefore, it is possible to accurately set the operating frequency before preheating the vibrator of the aerosol generating device.
도 9는 또 다른 실시 예에 따른 초음파진동자를 이용한 에어로졸 생성 장치의 제어 방법의 다른 일 예를 흐름도로 나타낸 것이다.9 is a flowchart illustrating another example of a control method of an aerosol generating device using an ultrasonic vibrator according to another embodiment.
도 9는 도 1 및 도 2에서 설명한 프로세서에서 생성되는 제어신호에 포함되어 있는 제어 방법을 개략적으로 나타낸 것으로서, 초음파진동자는 제어신호를 수신하여, 제어신호에 포함되어 있는 일련의 명령을 기초로 동작할 수 있다. 이하에서는, 제어신호를 수신한 초음파진동자의 동작과정을 순차적으로 설명한다. FIG. 9 schematically shows a control method included in a control signal generated by the processor described in FIGS. 1 and 2. The ultrasonic vibrator receives the control signal and operates based on a series of commands included in the control signal. can do. Hereinafter, the operation process of the ultrasonic vibrator receiving the control signal will be sequentially described.
먼저, 본 발명에 따른 에어로졸 생성 장치의 전원이 켜지면, 제어신호를 수신한 초음파진동자는 예열(preheat)을 시작한다. 단계 910에서, 프로세서로부터 제어신호를 수신한 초음파진동자가 예열되는 단계는 예열모드(preheat mode)로 호칭될 수 있다.First, when the power of the aerosol generating device according to the present invention is turned on, the ultrasonic vibrator receiving the control signal starts preheating. In
단계 910에서 예열모드가 지속되는 동안, 초음파진동자에는 고정된 크기의 전압이 제공될 수 있다. 초음파진동자에 제공되는 고정된 크기의 전압에 대해서는 도 10에서 후술하기로 한다.While the preheating mode continues in
이어서, 초음파진동자의 예열이 완료되면, 초음파진동자는 프로세서로부터 재차 제어신호를 수신하여, 전력반복제어모드에 돌입할 수 있다. 단계 920에서 전력반복제어모드는 예열이 완료된 이후에 돌입되는 모드로서, 초음파진동자에 전력을 공급하거나 초음파진동자에 대한 전력공급을 차단하는 것을 번갈아가면서 반복하는 모드를 의미한다. 전력반복제어모드는 사용자가 에어로졸 생성 장치를 통해 퍼프를 할 때까지 대기하는 모드이다. 에어로졸 생성 장치에 포함되어 있는 초음파진동자는 예열이 완료되고 난 이후에도 지속적인 전력을 공급받을 경우(정격전압이 인가될 경우), 온도가 기하급수적으로 상승하면서 파손될 가능성이 있다. Subsequently, when the preheating of the ultrasonic transducer is completed, the ultrasonic transducer may receive a control signal from the processor again and enter the power repetition control mode. In step 920, the power repetition control mode is entered after preheating is completed, and means a mode in which power is supplied to the ultrasonic transducer or power supply is cut off to the ultrasonic transducer alternately and repeatedly. The power repetition control mode is a mode that waits until the user puffs through the aerosol generating device. If the ultrasonic vibrator included in the aerosol generating device is continuously supplied with power even after the preheating is completed (when the rated voltage is applied), the temperature rises exponentially and may be damaged.
실시 예에서, 초음파진동자의 파손을 방지하기 위해서, 1차적으로 예열이 완료된 상태에서 2차적으로 사용자의 흡입(퍼프)이 감지되어 에어로졸을 생성할 때까지 대기하는 중간모드로서 전력반복제어모드를 포함할 수 있다. 특히, 전력반복제어모드는 초음파진동자에 대한 전력공급을 일시적으로 완전히 차단했다가 예열의 효과가 완전히 사라지기 전에 다시 일시적으로 초음파진동자에 대한 전력공급을 재개하는 것을 반복함으로써, 초음파진동자의 온도가 지수적으로(exponentially) 상승하여 파손되는 것을 방지하면서, 동시에 사용자의 흡입이 감지되었을 때 빠르게 에어로졸을 생성할 수 있도록 한다.In the embodiment, in order to prevent damage to the ultrasonic vibrator, a power repetition control mode is included as an intermediate mode in which the user's inhalation (puff) is secondarily waited until aerosol is generated after the primary preheating is completed. can do. In particular, in the power repetition control mode, the power supply to the ultrasonic transducer is temporarily completely cut off, and then the power supply to the ultrasonic transducer is temporarily resumed before the preheating effect completely disappears, thereby increasing the temperature of the ultrasonic transducer exponentially. Exponentially rises and prevents breakage, while at the same time enabling rapid generation of aerosol when inhalation of the user is detected.
실시 예에서, 전력반복제어모드는 1차적으로 예열이 완료된 후에 초음파진동자에 대한 전력공급을 완전히 차단하는 구간을 적어도 1회 이상 구비하는 점에서 종래방식과 구별된다. 가열성 히터를 사용하는 전통적인 에어로졸 생성 장치는 펄스폭변조(PWM)전력신호 또는 비례적분미분(PID)제어방식를 통해서 목표온도까지 히터의 온도를 꾸준히 상승시키는 방식으로 히터를 제어하고, 이 과정에서 히터에 대한 예열이 완료되더라도 히터에 대한 전력공급을 완전히 차단(중단)하지 않는다. 가열성 히터는 공급되는 전력을 차단하지 않고 PWM전력신호의 비율이나 PID제어를 통해서 온도를 일정하게 유지하는 게 가능하기 때문이다. In the embodiment, the power repetition control mode is distinguished from the conventional method in that it includes at least one section in which the power supply to the ultrasonic transducer is completely cut off after the preheating is primarily completed. A traditional aerosol generating device using a heating heater controls the heater by steadily raising the temperature of the heater to the target temperature through a pulse width modulated (PWM) power signal or proportional integral derivative (PID) control method. Even if the preheating is completed, the power supply to the heater is not completely cut off (stopped). This is because the heating heater can keep the temperature constant through the ratio of the PWM power signal or PID control without cutting off the supplied power.
한편, 에어로졸 생성 장치의 초음파진동자는 기설정된 주파수로 진동하는 특성이 있으므로, 일정시간동안 초음파진동자에 전력을 공급하고 나서 예열이 완료된 후에, 사용자가 장치를 사용하지 않으면, 또 다른 일정시간동안 초음파진동자에 대한 전력공급을 차단하는 구간을 필수적으로 구비함으로써, 초음파진동자가 과열되어 파손되는 경우를 최소화할 수 있다. 전력반복제어모드의 도식적인 설명에 대해서는 도 10에서 후술하기로 한다.On the other hand, since the ultrasonic vibrator of the aerosol generating device has a characteristic of vibrating at a predetermined frequency, after power is supplied to the ultrasonic vibrator for a certain period of time, and after preheating is completed, if the user does not use the device, the ultrasonic vibrator for another predetermined time It is possible to minimize the case where the ultrasonic vibrator is overheated and damaged by essentially providing a section for cutting off power supply to. A schematic description of the power repetition control mode will be described later with reference to FIG. 10 .
프로세서(550)는 구비된 각종 퍼프감지센서에 의해서 사용자의 퍼프가 감지되었는지 파악하고, 초음파진동자가 전력반복제어모드로 동작 중에 사용자의 퍼프가 감지되면, 전력반복제어모드를 종료하고, 에어로졸이 생성되도록 초음파진동자를 제어할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(550)는 사용자의 퍼프가 감지되면, 제어신호를 초음파진동자에 송신하여, 기설정된 온도프로파일에 따라서 초음파진동자의 진동으로 인해 에어로졸이 생성될 수 있도록 제어하게 된다.The
단계 950에서, 프로세서(550)는 초음파진동자가 전력반복제어모드로 동작하는 동안, 사용자의 퍼프가 감지되지 않으면, 소정의 반복횟수(일정횟수)만큼 반복되거나, 소정의 시간(일정시간)이 경과한 후에 전력반복제어모드를 종료할 수 있다.In
도 10은 도 9에서 설명한 초음파진동자에 공급되는 전력의 제어방식을 도식적으로 나타낸 그래프를 도시한 도면이다.FIG. 10 is a graph schematically illustrating a control method of power supplied to the ultrasonic transducer described in FIG. 9 .
도 10에서는 편의상, 전술한 전력반복제어모드를 퍼프대기모드로 약칭하기로 하고, 도 10의 가로축은 시간, 세로축은 초음파진동자에 공급되는 전력을 의미하는 것으로 간주한다. 또한, 도 10의 특정 구간에서 동일한 전력이 초음파진동자에 공급되는 것처럼 도시되어 있더라도, 그 특정구간에서의 초음파진동자에 인가되는 전압값은 서로 다를 수 있다.In FIG. 10, for convenience, the above-described power repetition control mode is abbreviated as a puff standby mode, and the horizontal axis of FIG. 10 denotes time, and the vertical axis denotes power supplied to the ultrasonic vibrator. Also, even though the same power is shown as being supplied to the ultrasonic transducer in a specific section of FIG. 10 , voltage values applied to the ultrasonic transducer in the specific section may be different.
도 10에 도시된 것처럼, 에어로졸 생성 장치의 초음파진동자는 프로세서(550)로부터 제어신호를 전달받아서 예열모드(1010, preheat mode), 퍼프대기모드(1030, puff wait mode) 및 퍼핑모드(1050, puffing mode)를 거치면서 에어로졸이 생성되도록 동작한다. As shown in FIG. 10, the ultrasonic vibrator of the aerosol generating device receives a control signal from the
초음파진동자는 예열모드로 설정된 기간동안 고정된 전력을 공급받아 예열될 수 있다. 이때, 초음파진동자에 전력을 공급하기 위해서 인가되는 전압은 10V 내지 15V에서 선택된 어느 하나의 값일 수 있다. 바람직한 일 실시 예로서, 예열모드(1010)에서 초음파진동자에 인가되는 전압은 13V일 수 있다.The ultrasonic vibrator may be preheated by receiving fixed power for a period set in the preheating mode. At this time, the voltage applied to supply power to the ultrasonic vibrator may be any one value selected from 10V to 15V. As a preferred embodiment, the voltage applied to the ultrasonic vibrator in the preheating
초음파진동자의 예열이 완료되면, 예열모드(1010)가 종료되면서 퍼프대기모드(1030)에 돌입하게 되며, 퍼프대기모드(1030)는 초음파진동자에 대한 전력공급이 일시적으로 차단되는 퍼프대기오프(Puff Wait Off)구간과, 퍼프대기오프구간에 이어서 초음파진동자에 대한 전력이 일시적으로 수복되는 퍼프대기히트(Puff Wait Heat)구간이 번갈아가면서 반복될 수 있다. When the preheating of the ultrasonic vibrator is completed, the preheating
퍼프대기오프구간은 초음파진동자에 공급되는 전력을 일시적으로 차단하는 구간으로 초음파진동자의 과도하게 진동되면서 온도가 급상승하여 파손되는 경우를 막을 수 있다. 퍼프대기히트구간은 예열모드(1010)를 통해 1차적으로 예열된 초음파진동자의 상태를 에어로졸을 생성시키기 용이한 상태로 전환하기 위해 일시적으로 초음파진동자에 대한 전력공급을 재개하는 구간을 의미한다.The puff standby off period is a period in which power supplied to the ultrasonic vibrator is temporarily cut off, and damage caused by excessive vibration of the ultrasonic vibrator and rapid rise in temperature can be prevented. The puff standby heat period refers to a period in which power supply to the ultrasonic transducer is temporarily resumed in order to change the state of the ultrasonic transducer primarily preheated through the preheating mode (1010) to a state in which aerosol is easily generated.
퍼프대기오프구간 및 퍼프대기히트구간은 초음파진동자에 공급되는 전력이 반복적으로 온오프(on/off)되는 구간이므로, 퍼프대기모드(1030)를 구현하기 위한 제어신호는 일정한 듀티사이클(duty cycle)을 갖는 펄스폭변조(PWM)신호일 수 있다. 일 예로서, 프로세서(550)는 퍼프대기모드(1030)를 구현하기 위해서, 50%의 듀티사이클을 갖는 펄스폭변조신호를 생성할 수 있으며, 이 제어신호를 수신한 초음파진동자의 퍼프대기오프구간 및 퍼프대기히트구간의 시간길이는 동일하다. 다른 예로서, 퍼프대기모드(1030)를 구현하기 위한 제어신호는 40% 내지 60% 중에서 선택된 하나의 값을 듀티 사이클로 갖는 펄스폭변조 신호일 수도 있다.Since the puff standby off period and the puff standby heat period are intervals in which the power supplied to the ultrasonic vibrator is repeatedly turned on/off, the control signal for implementing the puff standby mode 1030 has a constant duty cycle It may be a pulse width modulated (PWM) signal having As an example, the
퍼프대기모드(1030)으로 동작하는 도중에 사용자의 흡입이 감지되면, 초음파진동자는 프로세서(550)로부터 제어신호를 받아서 퍼핑모드(1050)로 동작할 수 있다. 퍼핑모드(1050)에서는 초음파진동자에 일정한 크기의 전력에 공급되어 에어로졸이 생성될 수 있다. 미리 설정된 퍼프횟수가 끝나거나, 미리 설정된 퍼핑시간이 경과하면, 초음파진동자의 퍼핑모드(1050)는 종료된다.When a user's inhalation is detected while operating in the puff standby mode (1030), the ultrasonic vibrator may receive a control signal from the
도 10에 도시된 것처럼, 실시 예서, 에어로졸 생성 장치는 프로세서(550)로부터 제어신호를 수신하여, 예열모드(1010), 퍼프대기모드(1030) 및 퍼핑모드(1050)로 순차적으로 동작하는 초음파진동자를 구비함으로써, 초음파진동자의 과열을 방지하고, 사용자에게 안정적으로 에어로졸을 제공할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 제어방법은, 초음파진동자의 퍼프대기모드(1030)에서 퍼프대기오프구간 및 퍼프대기히트구간을 번갈아가면서 반복함으로써, 초음파진동자의 파손을 방지할 수 있다.As shown in FIG. 10, in the embodiment, the aerosol generating device receives a control signal from the
도 11은 퍼핑모드로 동작하는 초음파진동자의 시간대비 전력에 대한 그래프를 도식적으로 나타낸 도면이다.11 is a diagram schematically illustrating a graph of power versus time of an ultrasonic transducer operating in a puffing mode.
도 11은 도 9에서 설명한 제어 방법에서 퍼핑모드(1050)를 구현하는 다른 일 예를 구체적으로 설명하는 흐름도로서, 퍼프대기모드(1030)에서 사용자의 퍼프가 감지되어서 초음파진동자가 퍼핑모드(1050)로 돌입하였다고 가정한다. 11 is a flowchart specifically explaining another example of implementing the
프로세서(550)에서 수신된 퍼핑모드(1050)의 제어신호는 초음파진동자가 퍼핑 하이 스테이트(puffing high state)에 돌입하도록 제어할 수 있다(1110). 단계 1110에서 퍼핑 하이 스테이트는 퍼프대기모드(1030)에서 동작하고 있던 초음파진동자의 진동을 통해서 에어로졸이 생성되도록 하기 위해서, 초음파진동자에 상대적으로 높은 전력이 일정시간 공급되는 상태를 의미한다. The control signal of the
퍼핑 하이 스테이트에서는 초음파진동자에는 기설정된 전압이 기설정된 시간동안 인가될 수 있으며, 설명의 편의상, 퍼핑 하이 스테이트에서 초음파진동자에 인가되는 기설정된 전압 및 그 전압이 기설정된 시간 동안 유지되는 구간은 각각 제1전압 및 제1구간으로 호칭하기로 한다. 또한, 이하에서, 특정 스테이트에 대한 타임아웃이 발생되었다는 것은 기설정된 유지시간이 경과하였다는 것을 의미한다.In the puffing high state, a preset voltage may be applied to the ultrasonic vibrator for a preset time period. For convenience of description, the preset voltage applied to the ultrasonic vibrator in the puffing high state and the interval in which the voltage is maintained for the preset time are each limited. It will be called 1 voltage and 1st section. In addition, below, occurrence of a timeout for a specific state means that a preset holding time has elapsed.
이어서, 퍼핑 하이 스테이트에 대해 타임아웃이 발생되면(1120), 초음파진동자는 제어신호에 의해 퍼핑 로우 스테이트(puffing low state)로 제어될 수 있다(1130). 여기서, 퍼핑 로우 스테이트에서 초음파진동자에는 기설정된 전압이 기설정된 시간동안 인가될 수 있다. 설명의 편의상, 퍼핑 로우 스테이트에서 초음파진동자에 인가되는 기설정된 전압 및 그 전압이 기설정된 시간동안 유지되는 구간은 각각 제2전압 및 제2구간으로 호칭하기로 한다.Subsequently, when a timeout occurs for the puffing high state (1120), the ultrasonic vibrator may be controlled to the puffing low state by a control signal (1130). Here, in the puffing low state, a preset voltage may be applied to the ultrasonic vibrator for a preset time. For convenience of description, a predetermined voltage applied to the ultrasonic vibrator in the puffing low state and a period in which the voltage is maintained for a predetermined time will be referred to as a second voltage and a second period, respectively.
초음파진동자에 인가되는 제1전압은 제2전압보다 더 크다. 일 예로서, 제1전압은 12V 내지 14V에서 선택된 하나의 전압값이고, 제2전압은 9V 내지 11V에서 선택된 하나의 전압값일 수 있다. 다른 바람직한 실시 예로서, 제1전압은 13V이고, 제2전압은 10V일 수 있다. 제1구간 및 제2구간의 시간길이는 서로 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 또한, 제1구간 및 제2구간의 시간길이는 후술하는 차단구간의 시간길이에 영향을 받을 수도 있다.The first voltage applied to the ultrasonic vibrator is greater than the second voltage. As an example, the first voltage may be one voltage value selected from 12V to 14V, and the second voltage may be one voltage value selected from 9V to 11V. As another preferred embodiment, the first voltage may be 13V and the second voltage may be 10V. The time lengths of the first section and the second section may be the same or different. In addition, the time length of the first section and the second section may be influenced by the time length of the blocking section described later.
프로세서(550)는 퍼핑 로우 스테이트의 유지기간인 제2구간에 대해 타임아웃이 발생되는지 판단하고, 제2구간에 대해 타임아웃이 발생되면(1140), 초음파진동자는 프로세서(550)로부터 제어신호를 수신하여 퍼핑 블록 스테이트(puffing block state)에 돌입할 수 있다(1150).The
퍼핑 블록 스테이트로 동작하는 초음파진동자에는 아무런 전압이 인가되지 않는다. 에어로졸을 생성하는 데에 충분하게 동작하는 과정에서 과열된 초음파진동자의 파손을 방지하기 위해서, 퍼프차단모드에서는 어떠한 입력이 있더라도 초음파진동자가 동작되지 않도록 일정시간동안 외부신호가 블록(block)된다. 초음파진동자가 퍼핑 블록 스테이트를 유지하는 구간은 제1구간, 제2구간과 마찬가지로 차단구간으로 약칭될 수 있다.No voltage is applied to the ultrasonic vibrator operating in the puffing block state. In order to prevent damage to the overheated ultrasonic vibrator in the process of sufficiently operating to generate aerosol, in the puff blocking mode, external signals are blocked for a certain period of time so that the ultrasonic vibrator does not operate regardless of any input. The section in which the ultrasonic vibrator maintains the puffing block state may be abbreviated as a blocking section like the first section and the second section.
프로세서(550)는 차단구간에 대해 타임아웃이 발생되는지 판단하고, 차단구간에 대해 타임아웃이 발생되면(1160), 초음파진동자는 프로세서(550)로부터 제어신호를 수신하여, 퍼프대기모드에 돌입할 수 있다(1170). 단계 1170의 다른 예로서, 차단구간에 대한 타임아웃이 발생되면, 에어로졸 생성 장치는 사용자의 다음 퍼프를 대비하여 배터리의 전력소모를 최소화하기 위해서 슬립모드(sleep mode)에 돌입하거나 전원이 오프될 수도 있다.The
전술한 제1구간, 제2구간 및 차단구간에 대한 도식적인 설명은 도 12에서 후술하기로 한다.A schematic description of the above-described first section, second section, and blocking section will be described later with reference to FIG. 12 .
도 12는 퍼핑모드로 동작하는 초음파진동자의 시간대비 전력에 대한 그래프를 도식적으로 나타낸 도면이다.12 is a diagram schematically illustrating a graph of power versus time of an ultrasonic vibrator operating in a puffing mode.
도 12에 도시된 그래프는 도 10에 도시된 그래프와 대비했을 때, 퍼핑모드에서 상이하다. 구체적으로, 도 10의 퍼핑모드(1050)에서는 초음파진동자에 동일한전압이 퍼핑모드동안 인가되어 에어로졸이 생성되지만, 도 12의 퍼핑모드(1250)는 퍼핑 하이 스테이트(1251), 퍼핑 로우 스테이트(1253), 퍼핑 블록 스테이트(1255)로 구분되어 있고, 퍼핑 하이 스테이트(1251) 및 퍼핑 로우 스테이트(1253)에서만 초음파진동자에 전압이 인가되는 과정을 통해 에어로졸이 생성되며, 퍼핑 블록 스테이트(1255)에서는 초음파진동자에 전압이 인가되지 않는다.When compared with the graph shown in FIG. 10, the graph shown in FIG. 12 is different in the puffing mode. Specifically, in the
도 12의 퍼핑모드(1250)는 퍼핑 하이 스테이트(1251), 퍼핑 로우 스테이트(1253) 및 퍼핑 블록 스테이트(1255)가 순차적으로(sequentially) 구성된 것을 특징으로 한다. 퍼핑 하이 스테이트(1251), 퍼핑 로우 스테이트(1253)에서 초음파진동자에 인가되는 전압은 각각 제1전압, 제2전압이고, 제1전압은 12V 내지 14V에서 선택된 하나의 전압값, 제2전압은 9V 내지 11V에서 선택된 하나의 전압값일 수 있다. 또한, 다른 예로서, 제1전압은 13V, 제2전압은 10V가 될 수 있다.The puffing
퍼핑 하이 스테이트(1251)의 지속시간인 제1구간, 퍼핑 로우 스테이트(1253)의 지속시간인 제2구간 및 퍼핑 블록 스테이트(1255)의 지속시간인 차단구간의 비는 기설정된 비율값일 수 있다. 예를 들어, 제1구간, 제2구간 및 차단구간의 시간길이의 비는 2:3:1일 수 있다. 여기서, 제1구간, 제2구간 및 차단구간의 시간길이의 비는 초음파진동자의 파손을 방지함과 동시에 안정적으로 에어로졸이 생성되기 위한 적절한 비율이 선택될 수 있고, 이러한 비율은 실험적, 경험적, 수학적으로 미리 결정된 값일 수 있다.The ratio of the first period, which is the duration of the puffing
도 12에서 퍼핑 블록 스테이트(1255)는 일시적으로 초음파진동자에 전압이 인가되지 않는 구간이라는 점에서, 퍼프대기모드(1230)의 퍼프대기오프구간과 동일하다. 다만, 퍼프대기오프구간에서는 사용자의 퍼프가 감지되면 바로 퍼핑모드(1250)로 전환되어 에어로졸이 생성되는 반면, 퍼핑 블록 스테이트(1255)는 앞서 설정되어 있는 퍼핑 하이 스테이트(1251) 및 퍼핑 로우 스테이트(1253)에서 에어로졸이 이미 생성되었으므로, 초음파진동자의 동작을 강제적으로 막는 구간으로서, 사용자의 퍼프가 감지되더라도 모든 신호가 차단되어 초음파진동자에는 초음파진동자를 구동시키기 위한 전압이 인가되지 않는다.In FIG. 12 , the
도 12의 퍼핑모드(1250)의 제1구간에서 차단구간까지의 초음파진동자의 동작은 다음과 같이 진행된다. 편의상, 제1구간 내지 차단구간의 시간길이의 비는 2:3:1이고, 제1전압 및 제2전압은 각각 13V 및 10V로 가정한다. The operation of the ultrasonic vibrator from the first section of the
퍼핑 하이 스테이트(1251)에 돌입한 초음파진동자는 13V의 전압이 인가된 상태로 2초동안 동작한다. 이어서, 2초가 경과하여 타임아웃되면, 퍼핑 로우 스테이트(1253)에 돌입한 초음파진동자는 10V의 전압이 인가된 상태로 3초동안 동작한다. 3초가 경과하여 타임아웃되면, 퍼핑 블록 스테이트(1255)에 돌입한 초음파진동자에는 전압이 인가되지 않고, 외부의 제어신호가 있더라도 모두 차단되어 퍼핑 블록 스테이트(1255)가 1초동안 유지된다. 퍼핑 블록 스테이트(1255)가 타임아웃되면 퍼핑모드(1250)가 종료되고 도 11에서 설명한 것처럼 퍼프대기모드(1230)로 전환될 수 있다.The ultrasonic vibrator entering the puffing
위와 같은 과정을 통해서, 퍼핑모드(650)가 정확하게 제어될 수 있으며, 초음파진동자의 파손을 방지하면서도 매회 균일한 무화량의 에어로졸이 생성될 수 있다.Through the above process, the puffing mode 650 can be accurately controlled, and an aerosol of a uniform amount of atomization can be generated each time while preventing damage to the ultrasonic vibrator.
도 13은 퍼핑 하이 스테이트에서 이벤트가 발생되는 경우를 그래프로 나타낸 도면이다.13 is a graph showing a case in which an event occurs in a puffing high state.
구체적으로, 도 13은 도 12의 퍼핑모드(1250)의 퍼핑 하이 스테이트(1251)에서 사용자흡입끊김(1399)이 감지되었을 때, 초음파진동자의 동작특성을 도식적으로 나타낸 그래프이다.Specifically, FIG. 13 is a graph schematically showing operational characteristics of an ultrasonic vibrator when a user's
도 13의 초음파진동자가 퍼핑모드(1350)에 돌입하여 퍼핑 하이 스테이트에 따라 제1전압이 인가되어 동작하던 도중에 퍼프감지센서 등을 통해서 프로세서(550)가 사용자의 흡입이 끊긴 것을 감지하면, 퍼핑모드(1350)를 즉시 종료시키고, 초음파진동자의 동작모드를 퍼프대기모드(1370)로 전환한다. 여기서, 퍼핑모드(1350) 이후에 돌입되는 퍼프대기모드(1370)는 퍼핑모드(1350) 이전의 퍼프대기모드(1330)와 동일한 특성을 갖는다.When the ultrasonic vibrator of FIG. 13 enters the puffing
도 13에서 사용자의 흡입이 끊긴 것을 감지하는 시점은 퍼핑 하이 스테이트가 타임아웃되기 전이다. 예를 들어, 퍼핑모드(1350)로 전환 후 제1전압으로 2초간 유지되는 퍼핑 하이 스테이트에서, 퍼핑모드(1350)로 전환 후 1초만에 사용자의 흡입이 끊긴 것이 감지되면, 초음파진동자는 퍼프대기모드(1370)에 돌입할 수 있다. In FIG. 13 , the point at which the user's inhalation is stopped is before the puffing high state times out. For example, in the puffing high state where the first voltage is maintained for 2 seconds after switching to the
도 13과 같은 퍼프대기모드(1370) 전환 알고리즘은 사용자의 흡입이 감지되지 않는데도 불필요하게 초음파진동자에 전압을 인가하고 에어로졸이 생성되는 경우를 방지할 수 있게 한다. 또한, 퍼핑 로우 스테이트 및 퍼핑 블록 스테이트가 생략되고 바로 퍼프대기모드(1370)로 전환되므로, 사용자가 신속하게 에어로졸을 다시 흡입할 수 있도록 돕는다.The
도 14는 퍼핑 로우 스테이트에서 이벤트가 발생되는 경우를 그래프로 나타낸 도면이다.14 is a graph showing a case where an event occurs in the puffing low state.
구체적으로, 도 14은 도 12의 퍼핑모드(1250)의 퍼핑 로우 스테이트(1253)에서 사용자흡입끊김(1499)이 감지되었을 때, 초음파진동자의 동작특성을 도식적으로 나타낸 그래프이다.Specifically, FIG. 14 is a graph schematically showing operating characteristics of an ultrasonic vibrator when a user's
도 14의 초음파진동자가 퍼핑모드(1450)에 돌입하여 퍼핑 로우 스테이트에 따라 제2전압이 인가되어 동작하던 도중에 퍼프감지센서 등을 통해서 프로세서(550)가 사용자의 흡입이 끊긴 것을 감지하면, 퍼핑모드(1450)를 즉시 종료시키고, 초음파진동자의 동작모드를 퍼프대기모드(1470)로 전환한다. 여기서, 퍼핑모드(1450) 이후에 돌입되는 퍼프대기모드(1470)는 퍼핑모드(1450) 이전의 퍼프대기모드(1430)와 동일한 특성을 갖는다.When the ultrasonic vibrator of FIG. 14 enters the puffing
도 14에서 사용자의 흡입이 끊긴 것을 감지하는 시점은 퍼핑 로우 스테이트가 타임아웃되기 전이다. 예를 들어, 퍼핑모드(1450)로 전환 후 제2전압으로 3초간 유지되는 퍼핑 로우 스테이트에서, 퍼핑 로우 스테이트으로 전환 후 2초만에 사용자의 흡입이 끊긴 것이 감지되면, 초음파진동자는 퍼프대기모드(1470)에 돌입할 수 있다. In FIG. 14 , the point at which the user's inhalation is stopped is before the puffing low state times out. For example, in the puffing low state maintained at the second voltage for 3 seconds after switching to the
도 14과 같은 퍼프대기모드(1470) 전환 알고리즘은 사용자의 흡입이 감지되지 않는데도 불필요하게 초음파진동자에 전압을 인가하고 에어로졸이 생성되는 경우를 방지할 수 있게 한다. 또한, 퍼핑 블록 스테이트가 생략되고 바로 퍼프대기모드(1470)로 전환되므로, 사용자가 신속하게 에어로졸을 다시 흡입할 수 있도록 돕는다.The
도 15는 또 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 제어 방법의 또 다른 일 예를 흐름도로 나타낸 것이다.15 is a flowchart illustrating another example of a control method of an aerosol generating device according to another embodiment.
보다 구체적으로, 도 15는 에어로졸 생성 장치에서 예열모드를 생략하고 곧바로 퍼프대기모드로 돌입하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. More specifically, FIG. 15 is a diagram for explaining a process of omitting the preheating mode and immediately entering the puff standby mode in the aerosol generating device.
먼저, 초음파진동식 에어로졸 생성 장치가 사용자에 의해 장치의 전원이 켜지면(1510), 프로세서(550)는 휴지기간이 기준시간보다 더 작은지 여부를 판단한다(1520).First, when the power of the ultrasonic vibrating aerosol generating device is turned on by the user (1510), the
단계 1520에서 휴지기간은 장치가 사용자에 의해 사용되지 않은지 얼마나 경과했는지 계수한 시간값으로서, 프로세서(550)는 장치가 사용된 최근 시각을 기초로 휴지기간을 검출할 수 있다. 프로세서(550)는 메모리에 저장되어 있는 에어로졸 생성 장치의 최근 사용 시각과 현재 시각과의 격차를 휴지기간으로 검출할 수 있다. 다른 예로서, 프로세서(550)는 휴지기간을 계수하기 위해 별도로 구비된 타임카운터를 기초로 휴지기간을 바로 획득할 수도 있다.In
선택적 일 실시 예로서, 단계 1520에서 프로세서는 휴지기간을 검출하여 기준시간과 비교하지 않고 기설정된 예열시간이 0초보다 큰 값으로 책정되어 있는지 확인한 후에 예열모드의 생략을 결정할 수도 있다. 이 선택적 실시 예에 대해서는 도 20에서 후술하기로 한다.As an optional embodiment, in
프로세서(550)는 크기를 기준으로 휴지기간이 기설정된 기준시간보다 더 작으면, 초음파진동자에 대한 예열모드를 생략하고 바로 퍼프대기모드로 돌입하도록 초음파진동자를 제어할 수 있다(1530).The
한편, 프로세서(550)는 휴지기간이 기설정된 기준시간보다 더 크면, 에어로졸 생성의 효율성을 증대시키기 위해서 초음파진동자에 대한 예열모드에 돌입할 수 있다(1540).Meanwhile, if the idle period is longer than the predetermined reference time, the
도 16은 예열모드가 생략된 시간과 전력대비 그래프를 도식적으로 나타낸 도면이다.16 is a diagram schematically illustrating a graph of power versus time when the preheating mode is omitted.
도 16의 그래프의 시간축을 참조하면, 프로세서(550)에 의해 에어로졸 생성 장치의 전원이 켜지는 순간에 예열모드의 생략여부가 결정(1610)되고, 예열모드가 생략됨에 따라서, 초음파진동자는 곧바로 퍼프대기모드(1630)에 돌입한 것을 알 수 있다.Referring to the time axis of the graph of FIG. 16, at the moment when the power of the aerosol generating device is turned on by the
도 17은 또 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 제어 방법의 또 다른 일 예를 흐름도로 나타낸 도면이다.17 is a flowchart illustrating another example of a control method of an aerosol generating device according to another embodiment.
보다 구체적으로, 도 17은 퍼프대기모드(전력반복제어모드)에서 퍼프대기히트구간의 진입횟수를 미리 결정하는 실시 예를 설명하는 흐름도이다.More specifically, FIG. 17 is a flowchart illustrating an embodiment of pre-determining the number of times of entering a puff standby hit section in a puff standby mode (power repetition control mode).
초음파진동식 에어로졸 생성 장치의 전원이 켜지면, 프로세서(550)는 초음파진동자의 예열이 시작되도록 제어한다(1710).When the power of the ultrasonic vibrating aerosol generating device is turned on, the
프로세서(550)는 초음파진동자의 예열이 완료되면, 초음파진동자가 전력반복제어모드에 돌입하도록 제어하고(1720), 기설정된 퍼프대기히트횟수가 누적퍼프횟수보다 더 큰지 여부를 판단한다(1730).When the preheating of the ultrasonic vibrator is completed, the
단계 1730에서 퍼프대기히트횟수는 전력반복제어모드에서 초음파진동자가 퍼프대기히트구간에 진입하는 횟수를 의미하고 미리 설정될 수 있다. 단계 1730에서 누적퍼프횟수는 사용자에 의해 누적된 퍼프횟수로서 사용자가 장치의 전원을 끄지 않고 연속적으로 사용한 게 아니면 통상적으로 0이 된다. In
퍼프대기히트횟수가 0보다 큰 정수값으로 설정되어 있다면, 초음파진동자는 기설정된 퍼프대기히트횟수만큼 퍼프대기히트구간에 진입한다(1740). 단계 1740에서 초음파진동자는 퍼프대기히트구간 및 퍼프대기오프구간에 번갈아가면서 반복적으로 진입할 수 있다. If the number of puff standby hits is set to an integer value greater than 0, the ultrasonic vibrator enters the puff standby hit section by the preset number of puff standby hits (1740). In
한편, 퍼프대기히트횟수가 누적퍼프횟수보다 더 작다면, 초음파진동자는 퍼프대기오프구간을 유지한다(1750). 단계 1750에서 퍼프대기오프구간은 사용자가 장치의 전원을 끄거나 사용자의 퍼프가 감지되어 퍼핑모드로 전환될 때까지 유지될 수 있다.On the other hand, if the number of puff waiting hits is smaller than the cumulative number of puffs, the ultrasonic vibrator maintains the puff waiting off section (1750). In
도 18는 도 17에서 설명한 퍼프대기히트횟수를 도식적으로 설명하기 위한 그래프를 도시하고 있다.FIG. 18 is a graph for schematically explaining the number of puff standby hits described in FIG. 17 .
도 18을 참조하면, 1차적으로 예열이 완료된 초음파진동자는 장치보호를 위해서 1회의 퍼프대기오프구간에 진입하고 나서, 프로세서(550)에 의해서 기설정된 퍼프대기히트횟수가 얼마인지 판단되는 것을 알 수 있다(1850).Referring to FIG. 18, it can be seen that after the ultrasonic vibrator, which has been primarily preheated, enters a puff waiting off period for device protection, the
일 예로서, 프로세서(550)에 의해 판단된 퍼프대기히트횟수가 4이고, 누적퍼프횟수가 0이라면, 퍼프대기모드(1830)에서 퍼프대기히트구간의 진입횟수는 총 4회가 되므로, 도 18에 도시된 것처럼, 퍼프대기히트구간 및 퍼프대기오프구간이 번갈아가면서 퍼프대기히트구간에 총 4회 진입하는 것을 알 수 있다.As an example, if the number of puff waiting hits determined by the
도 17 및 도 18에서 설명된 실시 예는, 초음파진동자의 예열이 완료된 상태에서 사용자의 퍼프가 감지될 때까지 퍼프대기히트구간을 총 몇회 발생시킬 것인지에 대한 실시 예이다. 적절한 퍼프대기히트횟수가 설정된다면, 퍼프대기모드의 길이를 최소화하면서 에어로졸 생성 장치의 배터리의 낭비를 방지할 수 있게 된다.The embodiments described in FIGS. 17 and 18 are examples of how many times a puff standby hit section is to be generated until a user's puff is detected in a state in which the ultrasonic vibrator is completely preheated. If an appropriate number of puff standby hits is set, waste of the battery of the aerosol generating device can be prevented while minimizing the length of the puff standby mode.
도 19는 퍼프하이시간이 0으로 설정되었을 때, 초음파진동자에 공급되는 시간대비 전력에 대한 그래프를 도시한다.19 shows a graph of power versus time supplied to the ultrasonic vibrator when the puff high time is set to 0.
도 12에서 설명한 것처럼, 퍼핑모드는 퍼핑 하이 스테이트, 퍼핑 로우 스테이트, 퍼핑 블록 스테이트로 구성될 수 있다. 다만, 퍼핑 하이 스테이트의 유지시간을 결정하는 퍼핑 하이 시간(puffing high time)이 0으로 설정될 경우, 초음파진동자가 퍼핑모드에 돌입하자마자 즉시 퍼핑 로우 스테이트에 따라 전압이 인가되어 동작할 수도 있다. As described in FIG. 12, the puffing mode may consist of a puffing high state, a puffing low state, and a puffing block state. However, when the puffing high time determining the holding time of the puffing high state is set to 0, as soon as the ultrasonic vibrator enters the puffing mode, a voltage may be applied and operated according to the puffing low state.
도 19는 퍼핑 하이 시간이 0으로 설정되어 퍼핑모드의 시작점부터 퍼핑 로우 스테이트(1951)가 된 것을 도식적으로 나타내고 있다. 특히, 프로세서(550)는 퍼프가 감지된 시점(1999)에서 퍼핑 하이 시간을 체크하고, 퍼핑 하이 시간이 0인 것을 기초로 초음파진동자가 퍼핑 로우 스테이트에 진입하여 동작하도록 제어할 수 있다.19 schematically shows that the puffing high time is set to 0 and becomes the puffing
도 20는 도 9 내지 도 19까지 설명한 실시 예를 포괄적으로 설명하는 흐름도를 도시한 도면이다.FIG. 20 is a diagram showing a flowchart comprehensively explaining the embodiment described in FIGS. 9 to 19 .
프로세서(550)는 도 20와 같은 제어 알고리즘을 제어신호로 생성하여 순차적이고 반복적으로 초음파진동자의 동작을 제어할 수 있다. 도 20에 따른 방법으로 제어되는 초음파진동자에 의해서, 에어로졸 생성 장치는 초음파진동자의 과열로 인한 파손을 방지하면서 동시에 각 퍼프마다 균일한 무화량이 산출되도록 제어할 수 있다.The
먼저, 프로세서(550)는 기설정된 예열시간이 0보다 큰지 파악하여(2010), 기설정된 예열시간이 0보다 크면, 초음파진동자가 예열모드로 동작하도록 한다(2020). First, the
예열모드가 타임아웃(time-out)되면, 프로세서(550)는 초음파진동자가 전력반복제어모드(퍼프대기모드)에 돌입하도록 제어한다(2030).When the preheating mode times out, the
프로세서(550)는 최초 1회의 퍼프대기오프구간이 경과하고 나서, 기설정된 퍼프대기히트횟수가 누적퍼프횟수보다 더 큰지 확인하고(2040), 퍼프대기히트횟수가 누적퍼프횟수보다 더 크면, 초음파진동자가 퍼프대기히트구간에 진입하여 동작하도록 제어할 수 있다(2050).After the first puff wait-off period has elapsed, the
프로세서(550)는 퍼프대기히트구간 또는 퍼프대기오프구간에 진입하여 동작하는 도중에 사용자에 의한 퍼프가 감지되면, 초음파진동자가 퍼핑모드에 진입하여 동작하도록 제어할 수 있다. The
또한, 프로세서(550)는 초음파진동자가 퍼핑모드에 진입하기 전에 기설정된 퍼핑하이시간이 0보다 큰지 판단하고(2060), 기설정된 퍼핑하이시간이 0보다 큰 경우에 한해 초음파진동자가 퍼핑하이스테이트에 진입하여 동작하도록 제어할 수 있다(2070). 일 실시 예로서, 퍼핑 하이 스테이트에서는 초음파진동자에는 13V의 전압이 2초동안 인가될 수 있다고 이미 설명한 바 있다.In addition, the
한편, 프로세서(550)는 기설정된 퍼핑하이시간이 0보다 크지 않거나, 초음파진동자의 퍼핑 하이 스테이트가 타임아웃되면, 초음파진동자가 퍼핑 로우 스테이트에 진입하여 동작하도록 제어할 수 있다(2080). 일 실시 예로서, 퍼핑 로우 스테이트에서는 초음파진동자에는 10V의 전압이 3초동안 인가될 수 있다고 이미 설명한 바 있다.Meanwhile, the
프로세서(550)는 초음파진동자의 퍼핑 로우 스테이트가 타임아웃되면, 초음파진동자가 퍼핑 블록 스테이트에 진입하도록 제어할 수 있다(2090). 퍼핑 블록 스테이트에 진입한 초음파진동자는 에어로졸을 생성하면서 과열된 초음파진동자를 보호하기 위해서 일정시간동안 초음파진동자에 대한 제어신호를 차단할 수 있다고 이미 설명한 바 있다.When the puffing low state of the ultrasonic vibrator times out, the
실시 예에서, 에어로졸 생성 장치는 예열모드, 전력반복제어모드(퍼프대기모드), 퍼핑모드로 구분되어 동작하는 장치로서, 초음파진동자의 과열로 인한 파손을 방지하고 퍼프마다 균일한 무화량이 확보될 수 있도록 하는 제어 알고리즘을 포함한다. 특히, 1차적으로 예열이 완료된 이후에 퍼프대기오프구간에 최소 1회 이상 진입함으로써 초음파진동자의 과열을 방지할 수 있고, 사용자의 퍼프가 완료된 이후에는 퍼프 블록 스테이트를 별도로 두어서 사용자의 입력을 모두 차단하고 에어로졸 생성 장치의 소모적인 사용을 막을 수 있다.In the embodiment, the aerosol generating device is a device that operates by being divided into a preheating mode, a power repetition control mode (puff standby mode), and a puffing mode, and can prevent damage due to overheating of the ultrasonic vibrator and ensure a uniform amount of atomization for each puff. It includes a control algorithm that allows In particular, it is possible to prevent overheating of the ultrasonic vibrator by entering the puff waiting-off section at least once after the primary preheating is completed, and after the user's puff is completed, the puff block state is set aside to receive all user input. and prevent the wasteful use of the aerosol generating device.
또한, 사용자의 흡입이 감지되다가 빠르게 끊기는 경우, 불필요하게 퍼핑모드를 유지하지 않는 제어 알고리즘을 추가적으로 포함한다.In addition, when the user's inhalation is detected and then quickly cut off, a control algorithm that does not unnecessarily maintain the puffing mode is additionally included.
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.Those skilled in the art related to the present embodiment will be able to understand that it may 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 limiting sense. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent range should be construed as being included in the present invention.
10: 카트리지
20: 본체
100: 하우징
110: 제1 하우징
120: 제2 하우징
121: 제1 관통 홀
122: 제2 관통 홀
123: 제3 관통 홀
130: 밀봉 수단
140: 구조체
141: 제1 지지 수단
150: 배출 통로
160: 마우스피스
160e: 배출구
200: 저장조
300: 액체 전달 수단
310: 제1 액체 전달 수단
320: 제2 액체 전달 수단
330: 제2 지지 수단
400: 무화기10: cartridge 20: body
100: housing 110: first housing
120: second housing 121: first through hole
122: second through hole 123: third through hole
130: sealing means 140: structure
141: first support means 150: discharge passage
160:
200: reservoir 300: liquid delivery means
310: first liquid delivery means 320: second liquid delivery means
330: second support means 400: atomizer
Claims (12)
상기 저장부에 저장된 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 액상 전달 수단;
초음파 진동을 발생시켜 상기 액상 전달 수단에 흡수된 에어로졸 생성 물질을 에어로졸로 무화시키는 진동자을 포함한 무화기; 및
상기 진동자에 공급되는 전력을 제어하는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
소정의 주파수를 갖는 펄스 신호에 따른 출력값을 확인하고, 상기 확인된 출력값을 기초로 동작주파수를 설정하는, 에어로졸 생성 장치.a storage unit in which aerosol-generating substances are stored;
liquid delivery means for absorbing the aerosol generating material stored in the reservoir;
an atomizer including a vibrator that atomizes the aerosol-generating material absorbed in the liquid delivery means into an aerosol by generating ultrasonic vibrations; and
A processor controlling power supplied to the vibrator;
the processor,
An aerosol generating device that checks an output value according to a pulse signal having a predetermined frequency and sets an operating frequency based on the checked output value.
상기 동작주파수는,
상기 진동자를 예열시키기 위한 상기 펄스 신호의 주파수인, 에어로졸 생성 장치.According to claim 1,
The operating frequency is
a frequency of the pulse signal for preheating the vibrator.
상기 프로세서는,
상기 동작주파수의 설정을 위해, 테스트용 복수의 주파수를 갖는 펄스 신호들을 출력하고,
각각의 출력값이 임계범위 내에 있는지에 따라 상기 동작주파수를 설정하는, 에어로졸 생성 장치. According to claim 1,
the processor,
To set the operating frequency, pulse signals having a plurality of frequencies for testing are output,
and setting the operating frequency according to whether each output value is within a threshold range.
상기 프로세서는,
소정의 크기의 주파수를 출력하고, 상기 진동자에 공급되는 전력의 출력값을 확인하고,
미리 저장된 동작주파수에 상응하는 타겟 출력값과의 상기 확인된 출력값을 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 동작주파수를 설정하는, 에어로졸 생성 장치.According to claim 1,
the processor,
outputting a frequency of a predetermined magnitude and checking the output value of power supplied to the vibrator;
An aerosol generating device that compares the confirmed output value with a target output value corresponding to a pre-stored operating frequency and sets the operating frequency according to the comparison result.
상기 프로세서는,
상기 설정된 동작주파수에 상응하는 펄스 신호를 출력하는, 에어로졸 생성 장치.According to claim 1,
the processor,
An aerosol generating device that outputs a pulse signal corresponding to the set operating frequency.
상기 진동자의 입력측의 출력값을 감지하는 감지회로를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.According to claim 1,
Further comprising a sensing circuit for sensing an output value of the input side of the vibrator, the aerosol generating device.
상기 출력값은,
상기 진동자의 입력 측에서 감지된 전류값 또는 전압값인, 에어로졸 생성 장치. According to claim 6,
The output value is
A current value or voltage value detected at the input side of the vibrator, the aerosol generating device.
상기 프로세서는,
상기 감지된 전류값 또는 전압값을 디지털 값으로 변환하고,
상기 변환된 디지털 값과 미리 저장된 주파수별 디지털 값을 비교하여 상기 동작주파수를 설정하는, 에어로졸 생성 장치.According to claim 7,
the processor,
Converting the sensed current value or voltage value into a digital value;
The aerosol generating device for setting the operating frequency by comparing the converted digital value with a pre-stored digital value for each frequency.
상기 동작주파수는 2.7 MHz 내지 3.2 MHz인, 에어로졸 생성 장치. According to claim 1,
The operating frequency is 2.7 MHz to 3.2 MHz, the aerosol generating device.
상기 진동자의 진동주파수는 2.6MHz 내지 3,1MHz인, 에어로졸 생성 장치.According to claim 9,
The vibration frequency of the vibrator is 2.6 MHz to 3,1 MHz, aerosol generating device.
상기 프로세서에서, 제1 주파수에 상응하는 펄스 신호를 출력하는 단계;
상기 진동자에 공급되는 전력의 출력값을 확인하는 단계; 및
상기 출력값이 미리 설정된 임계범위 내인지 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 동작주파수를 설정하는 단계를 포함하고,
상기 출력값이 미리 설정된 임계범위 내인 경우, 상기 동작주파수를 설정하고,
상기 출력값이 미리 설정된 임계범위를 벗어나는 경우, 상기 제1 주파수와는 다른 제2 주파수로 변경하고, 상기 진동자에 공급되는 전력의 출력값을 확인하는, 제어 방법.In the control method of the aerosol generating device according to claim 1,
outputting, by the processor, a pulse signal corresponding to a first frequency;
checking an output value of power supplied to the vibrator; and
Determining whether the output value is within a preset threshold range, and setting an operating frequency according to the determination result;
When the output value is within a preset threshold range, setting the operating frequency;
When the output value is out of a preset threshold range, changing the second frequency to a second frequency different from the first frequency and checking the output value of the power supplied to the vibrator.
프로세서에서, 소정의 주파수에 상응하는 펄스 신호를 출력하는 단계;
진동자에 공급되는 전력의 출력값을 확인하는 단계;
미리 저장된 주파수별 출력값 테이블을 참조하여, 상기 확인된 출력값을 비교하는 단계; 및
상기 비교 결과에 따라 상기 동작주파수를 설정하는 단계를 포함하는, 제어 방법.In the control method of the aerosol generating device according to claim 1,
In a processor, outputting a pulse signal corresponding to a predetermined frequency;
Checking an output value of power supplied to the vibrator;
comparing the checked output value with reference to a pre-stored output value table for each frequency; and
And a control method comprising the step of setting the operating frequency according to the comparison result.
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