KR20230056554A - 에어로졸 생성장치 - Google Patents

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KR20230056554A
KR20230056554A KR1020220042164A KR20220042164A KR20230056554A KR 20230056554 A KR20230056554 A KR 20230056554A KR 1020220042164 A KR1020220042164 A KR 1020220042164A KR 20220042164 A KR20220042164 A KR 20220042164A KR 20230056554 A KR20230056554 A KR 20230056554A
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aerosol
aerosol generating
puff
chamber
generating device
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조병성
박상규
이종섭
정우석
한대남
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주식회사 케이티앤지
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Abstract

에어로졸 생성장치가 개시된다. 본 개시의 에어로졸 생성장치는, 액상 에어로졸 생성 물질을 저장하는 제1 챔버; 길게 연장된 공간이 형성된 삽입공간; 상기 삽입공간과 연통하는 제2 챔버; 상기 제2 챔버 내에 위치하고, 상기 액상 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터; 상기 제2 챔버의 내부를 향하여 배치되는 에어로졸 감지 센서; 및 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 에어로졸 감지 센서로부터 수신한 감지 신호에 기초하여, 상기 제2 챔버 내의 에어로졸의 양을 산출하고, 상기 산출된 에어로졸의 양에 기초하여, 상기 액상 에어로졸 생성 물질의 소진 여부를 판단할 수 있다.

Description

에어로졸 생성장치 {AEROSOL GENERATING DEVICE}
본 개시는, 에어로졸 생성장치에 관한 것이다.
에어로졸 생성장치는 에어로졸을 통해 매질 또는 물질로부터 일정 성분을 추출하기 위한 것이다. 매질은 다양한 성분의 물질을 포함할 수 있다. 매질에 포함되는 물질은 다양한 성분의 향미 물질일 수 있다. 예를 들면, 매질에 포함되는 물질은 니코틴 성분, 허브 성분 및/또는 커피 성분 등을 포함할 수 있다. 최근, 이러한 에어로졸 생성장치에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다.
본 개시는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
또 다른 목적은, 에어로졸 무화량을 센서를 통해 감지하여 에어로졸 생성 물질의 소진 여부를 정확히 판단할 수 있는 에어로졸 생성장치를 제공하는 것일 수 있다.
또 다른 목적은, 에어로졸 생성 물질의 소진 시 히터에 공급되는 전력을 조절할 수 있는 에어로졸 생성장치를 제공하는 것일 수 있다.
또 다른 목적은, 에어로졸 생성 물질의 소진 및 카트리지의 교체시기를 사용자에게 정확하게 인지시킬 수 있는 에어로졸 생성장치를 제공하는 것일 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 측면에 따른 에어로졸 생성장치는, 액상 에어로졸 생성 물질을 저장하는 제1 챔버; 길게 연장된 공간이 형성된 삽입공간; 상기 삽입공간과 연통하는 제2 챔버; 상기 제2 챔버 내에 위치하고, 상기 액상 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터; 상기 제2 챔버의 내부를 향하여 배치되는 에어로졸 감지 센서; 및 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 에어로졸 감지 센서로부터 수신한 감지 신호에 기초하여, 상기 제2 챔버 내의 에어로졸의 양을 산출하고, 상기 산출된 에어로졸의 양에 기초하여, 상기 액상 에어로졸 생성 물질의 소진 여부를 판단할 수 있다.
본 개시의 실시예 중 적어도 하나에 따르면, 에어로졸 무화량을 센서를 통해 감지하여 에어로졸 생성 물질의 소진 여부를 정확히 판단할 수 있다.
본 개시의 실시예 중 적어도 하나에 따르면, 에어로졸 생성 물질의 소진 시 히터에 공급되는 전력을 조절할 수 있다.
본 개시의 실시예 중 적어도 하나에 따르면, 에어로졸 생성 물질의 소진 및 카트리지의 교체시기를 사용자에게 정확하게 인지시킬 수 있다.
본 개시의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 개시의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 개시의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 에어로졸 생성장치의 블록도이다.
도 2 및 도 3은, 본 개시의 실시예들에 따른 에어로졸 생성장치에 대한 설명에 참조되는 도면들이다.
도 4 내지 도 6은, 본 개시의 실시예들에 따른 스틱에 대한 설명에 참조되는 도면들이다.
도 7은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 에어로졸 생성장치에 대한 구조를 나타내는 도면이다.
도 8, 도 9 및 도 11은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 에어로졸 생성장치의 동작을 도시한 순서도이다.
도 10 및 도 12는, 본 개시의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성장치의 동작에 대한 설명에 참조되는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명한다. 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용될 수 있다. "모듈" 및 "부"는, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다. 첨부된 도면은, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있다. 다만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수 있다. 다만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 에어로졸 생성장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성장치(10)는, 통신 인터페이스(11), 입출력 인터페이스(12), 에어로졸 생성 모듈(13), 메모리(14), 센서 모듈(15), 배터리(16) 및/또는 제어부(17)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서 에어로졸 생성장치(10)는 본체(100)만으로 구성될 수 있다. 이 경우 에어로졸 생성장치(10)에 포함된 구성요소들은 본체(100)에 위치할 수 있다. 다른 일 실시예에서 에어로졸 생성장치(10)는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(200)와 본체(100)로 구성될 수 있다. 이 경우 에어로졸 생성장치(10)에 포함된 구성요소들은 본체(100) 및 카트리지(200) 중 적어도 하나에 위치할 수 있다.
통신 인터페이스(11)는, 외부 장치 및/또는 네트워크와의 통신을 위한 적어도 하나의 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(11)는, USB(universal serial bus) 등의 유선 통신을 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(11)는, WiFi(wireless fidelity), 블루투스(bluetooth), 블루투스 저전력(BLE), 지그비(Zigbee), NFC(near field communication) 등의 무선 통신을 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다.
입출력 인터페이스(12)는, 사용자로부터 명령을 수신하는 입력장치 및/또는 사용자에게 정보를 출력하는 출력장치(122)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 입력장치는, 터치 패널, 물리적 버튼, 마이크 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 출력장치(122)는, 디스플레이, 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 등의 시각 정보를 출력하는 표시장치, 스피커, 버저 등의 청각 정보를 출력하는 오디오 장치, 햅틱 효과 등의 촉각 정보를 출력하는 모터 등을 포함할 수 있다.
입출력 인터페이스(12)는, 입력장치를 통해 사용자로부터 입력된 명령에 대응하는 데이터를 에어로졸 생성장치(10)의 다른 구성요소(들)에 전달할 수 있다. 입출력 인터페이스(12)는, 에어로졸 생성장치(10)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 데이터에 대응하는 정보를 출력장치(122)를 통해 출력할 수 있다.
에어로졸 생성 모듈(13)은, 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸(aerosol)을 발생시킬 수 있다. 여기서, 에어로졸 생성 물질은, 에어로졸을 발생시킬 수 있는 액체 상태, 고체 상태, 겔(gel) 상태 등의 다양한 상태 중 어느 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질의 조합을 의미할 수 있다.
액체 상태의 에어로졸 생성 물질은, 일 실시예에 따라 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있다. 액체 상태의 에어로졸 생성 물질은, 다른 실시예에 따라 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수 있다. 예를 들면, 액체 상태의 에어로졸 생성 물질은, 물, 솔벤트, 니코틴, 식물 추출물, 향료, 향미제, 비타민 혼합물 등을 포함할 수 있다.
고체 상태의 에어로졸 생성 물질은, 판상엽 시트, 각초, 과립 등 담배 원료를 기초로 하는 고체 물질을 포함할 수 있다. 또한, 고체 상태의 에어로졸 생성 물질은, 끽미 조절제, 가향 물질 등이 포함된 고체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 끽미 조절제는, 탄산칼슘, 탄산수소나트륨, 산화칼슘 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 가향 물질은, 허브 과립 등의 천연 물질이나, 향 성분을 포함하는 실리카(silica), 제올라이트(zeolite), 덱스트린(dextrin) 등을 포함할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 물질은, 글리세린, 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 더 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 모듈(13)은, 적어도 하나의 히터를 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 모듈(13)은, 전기 저항성 히터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 전기 저항성 히터는, 적어도 하나의 전기 전도성 트랙(track)을 포함할 수 있다. 전기 저항성 히터는, 전기 전도성 트랙에 흐르는 전류에 의해 가열될 수 있다. 이때, 가열된 전기 저항성 히터에 의하여 에어로졸 생성 물질이 가열될 수 있다.
전기 전도성 트랙은, 전기 저항성 물질을 포함할 수 있다. 일 예로서, 전기 전도성 트랙은, 금속 물질로 형성될 수 있다. 다른 일 예로서, 전기 전도성 트랙은, 세라믹 물질, 탄소, 금속 합금, 또는 세라믹 물질과 금속의 합성 물질로 형성될 수 있다.
전기 저항성 히터는, 다양한 형상으로 형성된 전기 전도성 트랙을 포함할 수 있다. 예를 들면, 전기 전도성 트랙은, 관 형상, 판 형상, 침 형상, 봉 형상 및 코일 형상 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
에어로졸 생성 모듈(13)은, 유도 가열(induction heating) 방식을 이용하는 히터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 유도 가열식 히터는, 전기 전도성 코일을 포함할 수 있다. 유도 가열식 히터는, 전기 전도성 코일에 흐르는 전류를 조절하여, 주기적으로 방향이 변하는 교번 자기장(alternating magnetic field)을 발생시킬 수 있다. 이때, 교번 자기장이 자성체에 인가되는 경우, 자성체에서 와류손(eddy current loss) 및 히스테리시스손(hysteresis loss)에 따른 에너지 손실이 발생할 수 있다. 또한, 손실되는 에너지가 열에너지로서 방출됨에 따라, 자성체에 인접한 에어로졸 생성 물질이 가열될 수 있다. 여기서, 자기장에 의해 발열하는 객체는 서셉터(susceptor)로 명명될 수 있다.
한편, 에어로졸 생성 모듈(13)은, 초음파 진동을 발생시켜, 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성할 수도 있다.
에어로졸 생성 모듈(13)은, 카토마이저(cartomizer), 무화기(atomizer), 증기화기(vaporizer) 등으로 명명될 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)가 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(200)와 본체(100)로 구성되는 경우, 에어로졸 생성 모듈(13)은 본체(100) 및 카트리지(200) 중 적어도 하나에 위치할 수 있다.
메모리(14)는, 제어부(17) 내의 각 신호 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(14)는, 제어부(17)에서 처리된 데이터 및 처리 대상인 데이터를 저장할 수 있다.
예를 들면, 메모리(14)는, 제어부(17)에 의해 처리 가능한 다양한 작업들을 수행하기 위한 목적으로 설계된 응용 프로그램들을 저장할 수 있다. 메모리(14)는, 제어부(17)의 요청 시, 저장된 응용 프로그램들 중 일부를 선택적으로 제공할 수 있다.
예를 들면, 메모리(14)는, 에어로졸 생성장치(10)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 배터리(16)의 충전 횟수, 배터리(16)의 방전 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일, 사용자의 흡입 패턴에 대한 데이터, 충전/방전에 관한 데이터 등이 저장될 수 있다. 여기서, 퍼프는 사용자의 흡입을 의미할 수 있다. 흡입은 사용자가 입이나 코를 통해 사용자의 구강 내, 비강 내 또는 폐로 끌어당기는 상황을 의미할 수 있다.
예를 들면, 메모리(14)는, 에어로졸 감지 센서의 감지 신호 및 에어로졸 생성물질이 무화되어 생성된 에어로졸의 양 정보가 매칭되어 저장될 수 있다. 여기서, 에어로졸 감지 센서의 감지 신호는 감지 센서에서 감지한 적외선의 세기 정보일 수 있다.
메모리(14)는, 휘발성 메모리(예: DRAM, SRAM, SDRAM 등)나, 비휘발성 메모리(예: 플래시 메모리(Flash memory), 하드 디스크 드라이브(Hard disk drive; HDD), 솔리드 스테이트 드라이브(Solid-state drive; SSD) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
메모리(14)는, 본체(100) 및 카트리지(200) 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 메모리(14)는, 본체(100)와 카트리지(200)에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 본체(100)의 메모리는, 본체(100) 내부에 배치된 구성에 대한 정보, 예컨대, 배터리(190)의 전체 용량에 대한 정보 등을 저장할 수 있다. 예를 들어, 본체(100)의 메모리는, 이전 또는 현재에 본체(100)와 결합된 카트리지(200)로부터 수신된, 카트리지 정보를 저장할 수 있고, 카트리지(200)의 메모리는, 카트리지의 식별 정보(ID 정보), 카트리지의 타입 정보 등을 포함하는 카트리지 정보를 저장할 수 있다.
센서 모듈(15)은, 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다.
예를 들면, 센서 모듈(15)은, 퍼프를 감지하는 센서(이하, 퍼프 센서, 151)를 포함할 수 있다. 이때, 퍼프 센서(151)는, IR 센서와 같은 근접 센서, 압력 센서, 자이로 센서, 가속도 센서, 자기장 센서 등에 의하여 구현될 수 있다.
예를 들면, 센서 모듈(15)은, 에어로졸 생성 모듈(13)에 포함된 히터의 온도, 에어로졸 생성 물질의 온도 등을 감지하는 센서(이하, 온도 센서)를 포함할 수 있다.
이때, 에어로졸 생성 모듈(13)에 포함된 히터가 온도 센서의 역할을 수행할 수도 있다. 예를 들면. 히터의 전기 저항성 물질은 저항온도계수(temperature coefficient of resistance, TCR)를 가지는 물질일 수 있다. 센서 모듈(15)은 온도에 따라 달라지는 히터의 저항을 측정하여 히터의 온도를 센싱할 수 있다.
예를 들면, 에어로졸 생성장치(10)의 본체에 스틱이 삽입 가능한 경우, 센서 모듈(15)은, 스틱의 삽입을 감지하는 센서(이하, 스틱 감지센서)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 에어로졸 생성장치(10)가 카트리지(200)를 포함하는 경우, 센서 모듈(15)은, 본체(100)에 대한 카트리지(200)의 장착/분리, 위치 등을 감지하는 센서(이하, 카트리지 감지센서)를 포함할 수 있다.
이때, 스틱 감지센서 및/또는 카트리지 감지센서는, 인덕턴스 기반의 센서, 정전 용량형 센서, 저항 센서, 홀 효과(hall effect)를 이용한 홀 센서(hall IC) 등에 의하여 구현될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 카트리지 감지센서는, 접속단자를 포함할 수 있다. 접속단자는 본체(100)에 구비되고, 카트리지(200)가 본체(100)에 결합됨에 따라, 카트리지(200)에 구비된 전극들과 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들면, 센서 모듈(15)은, 에어로졸 생성장치(10)에 구비된 구성(예: 배터리(16))에 인가되는 전압을 감지하는 전압 센서 및/또는 전류를 감지하는 전류 센서를 포함할 수 있다.
예를 들면, 센서 모듈(15)은, 에어로졸 생성장치(10)의 본체(100) 및/또는 카트리지(200)의 움직임을 감지하는 센서(이하, 모션 센서)를 적어도 하나 포함할 수 있다. 이때, 모션 센서는, 자이로 센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나에 의하여 구현될 수 있다. 모션 센서는, 본체(100) 및 카트리지(200) 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.
예를 들면, 센서 모듈(15)은, 에어로졸 생성장치(10)의 챔버(C2) 내에 존재하는 에어로졸을 감지하는 센서(이하, 에어로졸 감지 센서, 155)를 포함할 수 있다. 이때, 에어로졸 감지 센서(155)는, IR(Infrared Ray) 센서 등의 비접촉식 센서에 의하여 구현될 수 있다.
에어로졸 감지 센서(155)는, 챔버(C2)를 향하여 적외선 광을 방출하고, 방출된 광이 챔버(C2) 내에 존재하는 에어로졸 등에 의해 반사된 반사광을 수신하여, 수신한 반사광에 대응하는 감지 신호를 출력할 수 있다. 에어로졸 감지 센서(155)는, 챔버(C2) 내에 존재하는 에어로졸의 양에 따라 서로 다른 감지 신호를 출력할 수 있다.
배터리(16)는, 제어부(17)의 제어에 따라, 에어로졸 생성장치(10)의 동작에 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 배터리(16)는, 에어로졸 생성장치(10)에 구비된 다른 구성에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들면, 배터리(16)는, 통신 인터페이스(11)에 포함된 통신 모듈, 입출력 인터페이스(12)에 포함된 출력장치, 에어로졸 생성 모듈(13)에 포함된 히터 등에 전력을 공급할 수 있다.
배터리(16)는, 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. 예를 들면, 배터리(16)는, 리튬이온 배터리 또는 리튬폴리머(Li-Polymer) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 배터리(16)가 충전이 가능한 경우, 배터리(16)의 충전율(C-rate)은 10C, 방전율(C-rate)은 10C 내지 20C 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 안정적인 사용을 위하여, 배터리(16)는 충전/방전이 2000회 진행된 경우에도, 전체 용량의 80% 이상이 확보될 수 있도록 제작될 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, 배터리(16)를 보호하기 위한 회로인 배터리 보호모듈(Protection Circuit Module, PCM)을 더 포함할 수 있다. 배터리 보호모듈(PCM)은, 배터리(16)의 상면에 인접하여 배치될 수 있다. 예를 들면, 배터리 보호모듈(PCM)은, 배터리(16)의 과충전 및 과방전을 방지하기 위해, 배터리(16)와 연결된 회로에 단락이 발생하는 경우, 배터리(16)에 과전압이 인가되는 경우, 배터리(16)에 과전류가 흐르는 경우 등에 있어서, 배터리(16)에 대한 전로를 차단할 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, 외부로부터 공급되는 전력이 입력되는 충전단자를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 에어로졸 생성장치(10)의 본체의 일 측에 충전단자가 형성될 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는 충전단자를 통해 공급되는 전력을 이용하여 배터리(16)를 충전할 수 있다. 이때, 충전단자는, USB 통신을 위한 유선 단자, 포고 핀(pogo pin) 등으로 구성될 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, 통신 인터페이스(11)를 통해 외부에서 공급되는 전력을 무선으로 수신할 수도 있다. 예를 들면, 에어로졸 생성장치(10)는, 무선 통신을 위한 통신 모듈에 포함된 안테나를 이용하여 무선으로 전력을 공급받을 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 무선으로 공급되는 전력을 이용하여 배터리(16)를 충전할 수 있다.
제어부(17)는, 에어로졸 생성장치(10)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(17)는, 에어로졸 생성장치(10)에 구비된 각 구성과 연결될 수 있다. 제어부(17)는, 각 구성과 상호 간에 신호를 송신 및/또는 수신하여, 각 구성의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
제어부(17)는, 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 제어부(17)는, 프로세서를 이용하여, 에어로졸 생성장치(10)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 여기서, 프로세서는 CPU(central processing unit)과 같은 일반적인 프로세서일 수 있다. 물론, 프로세서는 ASIC과 같은 전용 장치(dedicated device)이거나 다른 하드웨어 기반의 프로세서일 수 있다.
제어부(17)는, 에어로졸 생성장치(10)의 복수의 기능 중 어느 하나를 수행할 수 있다. 예를 들면, 제어부(17)는, 에어로졸 생성장치(10)에 구비된 각 구성의 상태, 입출력 인터페이스(12)를 통해 수신되는 사용자의 명령 등에 따라, 에어로졸 생성장치(10)의 복수의 기능(예: 예열 기능, 가열 기능, 충전 기능, 청소 기능 등) 중 어느 하나를 수행할 수 있다.
제어부(17)는, 메모리(14)에 저장된 데이터에 기초하여, 에어로졸 생성장치(10)에 구비된 각 구성의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(17)는, 메모리(14)에 저장된 온도 프로파일, 사용자의 흡입 패턴 등에 대한 데이터에 기초하여, 배터리(16)에서 에어로졸 생성 모듈(13)로 소정 전력이 소정 시간 동안 공급되도록 제어할 수 있다.
제어부(17)는, 센서 모듈(15)에 포함된 퍼프 센서(151)를 통해, 퍼프 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 제어부(17)는, 퍼프 센서(151)의 센싱 값에 기초하여 에어로졸 생성장치(10) 내 온도 변화, 유량(flow) 변화, 압력 변화, 전압 변화 등을 확인할 수 있다. 제어부(17)는, 퍼프 센서(151)의 센싱 값에 기초하여 확인한 결과에 따라 퍼프 여부를 판단할 수 있다.
제어부(17)는, 퍼프 여부 및/또는 퍼프 횟수에 따라, 에어로졸 생성장치(10)에 구비된 각 구성의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(17)는, 메모리(14)에 저장된 온도 프로파일에 기초하여, 히터의 온도가 변경되거나 유지되도록 제어할 수 있다.
제어부(17)는, 소정 조건에 따라, 히터에 대한 전력 공급이 차단되도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 스틱이 제거된 경우, 카트리지(200)가 분리된 경우, 퍼프 횟수가 기 설정된 최대 퍼프 횟수에 도달한 경우, 기 설정된 시간 이상 퍼프가 감지되지 않은 경우, 배터리(16)의 잔여용량이 소정 값 미만인 경우 등에 있어서, 제어부(17)는 히터에 대한 전력 공급이 차단되도록 제어할 수 있다.
제어부(17)는, 배터리(16)에 저장된 전력의 잔여용량을 산출할 수 있다. 예를 들면, 제어부(17)는, 센서 모듈(15)에 포함된 전압 센서 및/또는 전류 센서의 센싱 값에 기초하여, 배터리(16)의 잔여 전력량을 산출할 수 있다.
제어부(17)는, 펄스폭 변조(pulse width modulation, PWM) 방식 및 비례-적분-미분(Proportional-Integral-Differential, PID) 방식 중 적어도 하나의 방식을 이용하여, 히터에 전력이 공급되도록 제어할 수 있다.
예를 들면, 제어부(17)는, PWM 방식을 이용하여, 소정 주파수 및 듀티비를 가지는 전류 펄스가 히터에 공급되도록 제어할 수 있다. 이때, 제어부(17)는, 전류 펄스의 주파수 및 듀티비를 조절하여, 히터에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
예를 들면, 제어부(17)는, 온도 프로파일에 기초하여, 제어의 목표가 되는 목표 온도를 결정할 수 있다. 이때, 제어부(17)는, 히터의 온도와 목표 온도의 차이 값, 차이 값을 시간의 흐름에 따라 적분한 값 및 차이 값을 시간의 흐름에 따라 미분한 값을 통한 피드백 제어 방식인 PID 방식을 이용하여, 히터에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
예를 들면, 제어부(17)는 온도 프로파일에 기초하여, 히터에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 제어부(17)는, 히터를 가열하는 가열 구간의 길이, 가열 구간 동안 히터에 공급되는 전력량 등을 제어할 수 있다. 제어부(17)는, 히터의 목표 온도에 기초하여 히터에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
한편, 히터에 전력을 공급하는 제어 방식으로 PWM 방식과, PID 방식을 예시로 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 비례-적분(Proportional-Integral, PI) 방식, 비례-미분(Proportional-Differential, PD) 방식 등 다양한 제어 방식이 사용될 수 있다.
제어부(17)는, 히터의 온도를 판단할 수 있고, 히터의 온도에 따라 히터에 공급되는 전력을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어부(17)는, 히터의 저항 값, 히터에 흐르는 전류 및/또는 히터에 인가되는 전압을 확인하여, 히터의 온도를 판단할 수 있다.
한편, 제어부(17)는, 기 설정된 조건에 따라, 히터에 전력이 공급되도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 입출력 인터페이스(12)를 통해 사용자로부터 입력된 명령에 따라 스틱이 삽입되는 공간을 청소하는 청소 기능이 선택된 경우, 제어부(17)는 히터에 소정 전력이 공급되도록 제어할 수 있다.
도 2 및 도 3은, 본 개시의 실시예들에 따른 에어로졸 생성장치에 대한 설명에 참조되는 도면들이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성장치(10)는, 카트리지(200)를 지지하는 본체(100)와, 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(200)를 포함할 수 있다.
카트리지(200)는, 일 실시예에 따라 본체(100)에 탈착 가능하도록 구성될 수 있다. 카트리지(200)는, 다른 실시예에 따라 본체(100)와 일체로 구성될 수 있다. 예를 들면, 카트리지(200)의 적어도 일부가 본체(100)의 하우징(101)에 의하여 형성되는 내부 공간에 삽입되어, 카트리지(200)가 본체(100)에 장착될 수 있다.
본체(100)는, 카트리지(200)가 삽입된 상태에서 외부 공기가 본체(100)의 내부로 유입될 수 있는 구조로 형성될 수 있다. 이때, 본체(100) 내로 유입된 외부 공기는, 카트리지(200)를 통과하여 사용자의 입으로 유동할 수 있다.
제어부(17)는, 센서 모듈(15)에 포함된 카트리지 감지센서를 통해, 카트리지(200)의 장착/탈착 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 카트리지 감지 센서는, 카트리지(200)와 연결되는 일 단자를 통해 펄스 전류를 전송할 수 있다. 이때, 카트리지 감지 센서는, 다른 일 단자를 통해 펄스 전류가 수신되는지 여부에 기초하여, 카트리지(200)의 연결 여부를 감지할 수 있다.
카트리지(200)는, 에어로졸 생성 물질을 가열하는 히터(210) 및/또는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 저장부(220)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 에어로졸 생성 물질을 함침(함유)하는 액체 전달 수단이 저장부(220)의 내부에 배치될 수 있다. 히터(210)의 전기 전도성 트랙은 액체 전달 수단을 감는 구조로 형성될 수 있다. 이때, 히터(210)에 의해 액체 전달 수단이 가열됨에 따라, 에어로졸이 생성될 수 있다. 여기서, 액체 전달 수단은, 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick) 등을 포함할 수 있다.
카트리지(200)는, 스틱(20)이 삽입 가능하도록 구성된 삽입공간(230)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 카트리지(200)는, 스틱(20)이 삽입되는 방향을 따라 원주방향으로 연장되는 내벽(미도시)에 의하여 형성되는 삽입공간을 포함할 수 있다. 이때, 삽입공간은, 내벽의 내측이 상하로 개방되어 형성될 수 있다. 스틱(20)은 내벽에 의하여 형성된 삽입공간(230)에 삽입될 수 있다.
스틱(20)이 삽입되는 삽입공간은, 삽입공간에 삽입되는 스틱(20)의 일부분의 형상에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 스틱(20)이 원통 형상으로 형성되는 경우, 삽입공간은 원통 형상으로 형성될 수 있다.
스틱(20)이 삽입공간에 삽입되는 경우, 스틱(20)의 외주면은 내벽에 둘러싸여, 내벽에 접할 수 있다.
스틱(20)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들면, 스틱(20)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제1 부분과 필터 등을 포함하는 제2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 스틱(20)의 제2 부분에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들면, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제2 부분에 삽입될 수도 있다.
삽입공간(230)의 내부에는 제1 부분 전체가 삽입되고, 제2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 삽입공간(230)의 내부에 제1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제1 부분 및 제2 부분의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제2 부분을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제1 부분을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제2 부분을 통과하여 사용자의 입으로 전달될 수 있다.
사용자는 스틱(20)의 일단을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 히터(210)에 의해 생성된 에어로졸은 스틱(20)을 통과하여 사용자의 입으로 전달될 수 있다. 이때, 에어로졸이 스틱(20)을 통과하는 동안, 스틱(20)에 포함된 물질이 에어로졸에 가미될 수 있으며, 물질이 가미된 에어로졸이 스틱(20)의 일단을 통해 사용자의 구강으로 흡입될 수 있다.
제어부(17)는, 스틱(20)이 삽입된 시점부터, 퍼프 센서의 센싱 값에 기초하여, 퍼프 횟수를 모니터링할 수 있다.
제어부(17)는, 삽입된 스틱(20)이 제거된 경우, 메모리(14)에 저장된 현재 퍼프 횟수를 초기화할 수 있다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 에어로졸 생성장치(10)는, 카트리지(200)를 지지하는 본체(100)와, 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지(200)를 포함할 수 있다. 본체(100)는, 삽입공간(130)에 스틱(20)이 삽입 가능하도록 구성될 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, 카트리지(200)에 저장된 에어로졸 생성 물질을 가열하는 제1 히터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 사용자가 스틱(20)의 일단을 입으로 흡입하는 경우, 제1 히터에 의해 생성된 에어로졸이 스틱(20)을 통과할 수 있다. 이때, 에어로졸이 스틱(20)을 통과하는 동안, 에어로졸에 향미가 가미될 수 있다. 향미가 가미된 에어로졸은, 스틱(20)의 일단을 통해 사용자의 구강으로 흡입될 수 있다.
한편, 다른 실시예에 따라, 에어로졸 생성장치(10)는, 카트리지(200)에 저장된 에어로졸 생성 물질을 가열하는 제1 히터와, 본체(100)에 삽입된 스틱(20)을 가열하는 제2 히터를 각각 포함할 수도 있다. 예를 들면, 에어로졸 생성장치(10)는, 제1 히터 및 제2 히터를 통해, 카트리지(200)에 저장된 에어로졸 생성 물질과 스틱(20)을 각각 가열하여, 에어로졸을 생성할 수도 있다.
도 4 내지 도 6은, 본 개시의 실시예들에 따른 스틱에 대한 설명에 참조되는 도면들이다. 도 4 내지 도 6에서 중복되는 내용에 대해서는 상세한 설명을 생략하도록 한다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 궐련(20)은, 담배 로드(21) 및 필터 로드(22)를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하여 상술한 제1 부분은 담배 로드(21)를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하여 상술한 제2 부분은 필터 로드(22)를 포함할 수 있다.
도 4에는 필터 로드(22)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(22)는, 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들면, 필터 로드(22)는, 에어로졸을 냉각하는 제1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제2 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(22)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.
스틱(20)의 직경은 5mm 내지 9mm의 범위 이내이고, 길이는 약 48mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 담배 로드(21)의 길이는 약 12mm, 필터 로드(22)의 제1 세그먼트의 길이는 약 10mm, 필터 로드(22)의 제2 세그먼트의 길이는 약 14mm, 필터 로드(22)의 제3 세그먼트의 길이는 약 12mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
스틱(20)은, 적어도 하나의 래퍼(24)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(24)에는, 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 스틱(20)은, 하나의 래퍼(24)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 스틱(20)은, 2 이상의 래퍼(24)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들면, 제1 래퍼(241)에 의하여 담배 로드(21)가 포장될 수 있다. 예를 들면, 래퍼들(242, 243, 244)에 의하여 필터 로드(22)가 포장될 수 있다. 개별 래퍼에 의하여 포장된 담배 로드(21) 및 필터 로드(22)가 결합될 수 있다. 제3 래퍼(245)에 의하여 스틱(20) 전체가 재포장될 수 있다. 필터 로드(22) 각각이 복수의 세그먼트들로 구성되어 있는 경우, 각각의 세그먼트가 개별 래퍼(242, 243, 244)에 의하여 포장될 수 있다. 개별 래퍼에 의하여 포장된 세그먼트들이 결합된 스틱(20) 전체가 다른 래퍼에 의하여 재포장될 수 있다.
제1 래퍼(241) 및 제2 래퍼(242)는 일반적인 필터 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(241) 및 제2 래퍼(242)는 다공질 권지 또는 무다공질 권지일 수 있다. 또한, 제1 래퍼(241) 및 제2 래퍼(242)는 내유성을 갖는 종이류 및/또는 알루미늄 합지 포장제로 제작될 수 있다.
제3 래퍼(243)는 하드 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제3 래퍼(243)의 평량은 88g/m2~96g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제3 래퍼(243)의 평량은 90g/m2~94g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 또한, 제3 래퍼(243)의 두께는 120um~130um의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, , 제3 래퍼(243)의 두께는 125um일 수 있다.
제4 래퍼(244)는 내유성 하드 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제4 래퍼(244)의 평량은 88g/m2~96g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제4 래퍼(244)의 평량은 90g/m2~94g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 또한, 제4 래퍼(244)의 두께는 120um~130um의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제4 래퍼(244)의 두께는 125um일 수 있다.
제5 래퍼(245)는 멸균지(MFW)로 제작될 수 있다. 여기에서, 멸균지(MFW)는 인장 강도, 내수도, 평활도 등이 일반 종이보다 증진되도록 특수하게 제조된 종이를 의미할 수 있다. 예를 들어, 제5 래퍼(245)의 평량은 57g/m2~63g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제5 래퍼(245)의 평량은 60g/m2일 수 있다. 또한, 제5 래퍼(245)의 두께는 64um~70um의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제5 래퍼(245)의 두께는 67um일 수 있다.
제5 래퍼(245)는 소정의 물질이 내첨될 수 있다. 여기에서, 소정의 물질의 예로서는 실리콘이 해당될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 실리콘은 온도에 따른 변화가 적은 내열성, 산화되지 않는 내산화성, 각종 약품에 대한 저항성, 물에 대한 발수성, 또는 전기 절연성 등의 특성을 가질 수 있다. 다만, 실리콘이 아니더라도, 상술한 특성들을 갖는 물질이라면 제한 없이 제5 래퍼(245)에 도포 또는 코팅될 수 있다.
제5 래퍼(245)는 스틱(20)이 연소되는 현상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(21)가 히터(110)에 의하여 가열되면, 스틱(20)이 연소될 가능성이 있다. 구체적으로, 담배 로드(21)에 포함된 물질들 중 어느 하나의 발화점 이상으로 온도가 상승될 경우, 스틱(20)이 연소될 수 있다. 이러한 경우에도, 제5 래퍼(245)는 불연성 물질을 포함하므로, 스틱(20)이 연소되는 현상이 방지될 수 있다.
또한, 제5 래퍼(245)는 스틱(20)에서 생성되는 물질들에 의하여 본체(100)가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 사용자의 퍼프에 의하여, 스틱(20) 내에서 액체 물질들이 생성될 수 있다. 예를 들어, 스틱(20)에서 생성된 에어로졸이 외부 공기에 의하여 냉각됨으로써, 액체 물질들(예를 들어, 수분 등)이 생성될 수 있다. 제5 래퍼(245)가 스틱(20)을 포장함에 따라, 스틱(20) 내에서 생성된 액체 물질들이 스틱(20)의 외부로 새어 나가는 것이 방지될 수 있다.
담배 로드(21)는, 에어로졸 생성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 에어로졸 생성 물질은, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 담배 로드(21)는, 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(21)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(21)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(21)는, 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들면, 담배 로드(21)는, 시트(sheet)로 제작될 수 있다. 예를 들면, 담배 로드(21)는, 가닥(strand)으로 제작될 수 있다. 예를 들면, 담배 로드(21)는, 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수 있다. 예를 들면, 담배 로드(21)는, 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들면, 열 전도 물질은, 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 담배 로드(21)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(21)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있다. 이로 인해 담배 맛이 향상될 수 있다. 담배 로드(21)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 담배 로드(21)는, 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.
필터 로드(22)는, 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(22)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들면, 필터 로드(22)는, 원기둥 형(type) 로드일 수 있다. 예를 들면, 필터 로드(22)는, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 예를 들면, 필터 로드(22)는, 리세스 형(type) 로드일 수 있다. 필터 로드(22)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
필터 로드(22)의 제1 세그먼트는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 제1 세그먼트에 의하여 히터(110)가 삽입되는 경우에 담배 로드(21)의 내부 물질이 뒤로 밀리는 현상을 방지할 수도 있고, 에어로졸의 냉각 효과도 발생될 수 있다. 제1 세그먼트에 포함된 중공의 직경은 2mm 내지 4.5mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 세그먼트의 길이는 4mm 내지 30mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 세그먼트의 길이는 10mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
필터 로드(22)의 제2 세그먼트는 히터(110)가 담배 로드(21)를 가열함으로써 생성된 에어로졸을 냉각시킨다. 따라서, 사용자는 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 흡입할 수 있다.
제2 세그먼트의 길이 또는 직경은 스틱(20)의 형태에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 제2 세그먼트의 길이는 7mm 내지 20mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 바람직하게는, 제2 세그먼트의 길이는 약 14mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 세그먼트는 폴리머 섬유를 직조하여 제작될 수 있다. 이 경우, 폴리머로 제조된 섬유에 가향액을 도포할 수도 있다. 또는, 가향액이 도포된 별도의 섬유와 폴리머로 제조된 섬유를 함께 직조하여 제2 세그먼트를 제작할 수도 있다. 또는, 제2 세그먼트는 권축된 폴리머 시트에 의하여 형성될 수 있다.
예를 들어, 폴리머는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리젖산(PLA), 셀룰로오스 아세테이트(CA) 및 알루미늄 호일으로 이루어진 군으로부터 선택된 재료로 제작될 수 있다.
제2 세그먼트가 직조된 폴리머 섬유 또는 권축된 폴리머 시트에 의하여 형성됨에 따라, 제2 세그먼트는 종 방향으로 연장되는 단수 또는 복수의 채널들을 포함할 수 있다. 여기에서, 채널은 기체(예를 들어, 공기 또는 에어로졸)가 통과하는 통로를 의미할 수 있다. .
예를 들어, 권축된 폴리머 시트로 이루어진 제2 세그먼트는 약 5μm와 약 300μm 사이, 예를 들어 약 10μm와 약 250μm 사이의 두께를 가지는 재료로부터 형성될 수 있다. 또한, 제2 세그먼트의 전 표면적은 약 300mm2/mm와 약 1000mm2/mm 사이가 될 수 있다. 또한, 에어로졸 냉각 요소는 비표면적이 약 10mm2/mg와 약 100mm2/mg 사이의 재료로부터 형성될 수 있다.
한편, 제2 세그먼트에는 휘발성 향미 성분을 함유하는 스레드(thread)가 포함될 수 있다. 여기에서, 휘발성 향미 성분은 멘톨일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 스레드에는, 1.5mg 이상의 멘톨을 제2 세그먼트에 제공하기 위해서, 충분한 양의 멘톨이 충진될 수 있다.
필터 로드(22)의 제3 세그먼트는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 제3 세그먼트의 길이는 4mm 내지 20mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 예를 들어, 제3 세그먼트의 길이는 약 12mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
필터 로드(22)는, 향미가 발생되도록 제작될 수 있다. 일 예로서, 필터 로드(22)에 가향액이 분사될 수 있다. 일 예로서, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터 로드(22)의 내부에 삽입될 수 있다.
또한, 필터 로드(22)에는 적어도 하나의 캡슐(23)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(23)은, 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수 있다. 캡슐(23)은, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들면, 캡슐(23)은, 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(23)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 스틱(30)은, 전단 플러그(33)를 더 포함할 수 있다. 전단 플러그(33)는, 담배 로드(31)에 있어서, 필터 로드(32)에 대향하는 일측에 위치한다. 전단 플러그(33)는, 담배 로드(31)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 전단 플러그(33)는, 흡연 중에 담배 로드(31)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(10)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
필터로드(32)은 제1 세그먼트(321) 및 제2 세그먼트(322)를 포함할 수 있다. 제1 세그먼트(321)은 도 4의 필터 로드(22)의 제1 세그먼트에 대응될 수 있다. 제2 세그먼트(322)는 도 4의 필터 로드(22)의 제3 세그먼트에 대응될 수 있다.
스틱(30)의 직경 및 전체 길이는 도 4의 스틱(20)의 직경 및 전체 길이에 대응될 수 있다. 예를 들어, 전단 플러그(33)의 길이는 약 7mm, 담배 로드(31)의 길이는 약 15mm, 제1 세그먼트(321)의 길이는 약 12mm, 제2 세그먼트(322)의 길이는 약 14mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
스틱(30)은 적어도 하나의 래퍼(35)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(35)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(351)에 의하여 전단 플러그(33)이 포장되고, 제2 래퍼(352)에 의하여 담배 로드(31)가 포장되고, 제3 래퍼(353)에 의하여 제1 세그먼트(321)이 포장되고, 제4 래퍼(354)에 의하여 제2 세그먼트(322)가 포장될 수 있다. 그리고, 제5 래퍼(355)에 의하여 스틱(30) 전체가 재포장될 수 있다.
또한, 제5 래퍼(355)에는 적어도 하나의 천공(36)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 천공(36)은 담배 로드(31)를 둘러싸는 영역에 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 천공(36)은 도 2에 도시된 히터(210)에 의하여 형성된 열을 담배 로드(31)의 내부로 전달하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 제2 세그먼트(322)에는 적어도 하나의 캡슐(34)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(34)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 캡슐(34)은 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(34)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(34)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 래퍼(351)는 일반적인 필터 권지에 알루미늄 호일과 같은 금속 호일이 결합된 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(351)의 전체 두께는 45um~55um의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(351)의 전체 두께는 50.3um일 수 있다. 또한, 제1 래퍼(351)의 금속 호일의 두께는 6um~7um의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(351)의 금속 호일의 두께는 6.3um일 수 있다. 또한, 제1 래퍼(351)의 평량은 50g/m2~55g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(351)의 평량은 53g/m2일 수 있다.
제2 래퍼(352) 및 제3 래퍼(353)는 일반적인 필터 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제2 래퍼(352) 및 제3 래퍼(353)는 다공질 권지 또는 무다공질 권지일 수 있다.
예를 들어, 제2 래퍼(352)의 다공도는 35000CU일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 제2 래퍼(352)의 두께는 70um~80um의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제2 래퍼(352)의 두께는 78um일 수 있다. 또한, 제2 래퍼(352)의 평량은 20g/m2~25g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제2 래퍼(352)의 평량은 23.5g/m2일 수 있다.
예를 들어, 제3 래퍼(353)의 다공도는 24000CU일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 제3 래퍼(353)의 두께는 60um~70um의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제3 래퍼(353)의 두께는 68um일 수 있다. 또한, 제3 래퍼(353)의 평량은 20g/m2~25g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 3 래퍼(353)의 평량은 21g/m2일 수 있다.
제4 래퍼(354)는 PLA 합지로 제작될 수 있다. 여기에서, PLA 합지는 종이 층, PLA 층 및 종이 층을 포함하는 3겹의 종이를 의미할 수 있다. 예를 들어, 제4 래퍼(354)의 두께는 100um~120um의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제4 래퍼(354)의 두께는 110um일 수 있다. 또한, 제4 래퍼(354)의 평량은 80g/m2~100g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제4 래퍼(354)의 평량은 88g/m2일 수 있다.
제5 래퍼(355)는 멸균지(MFW)로 제작될 수 있다. 여기에서, 멸균지(MFW)는 인장 강도, 내수도, 평활도 등이 일반 종이보다 증진되도록 특수하게 제조된 종이를 의미할 수 있다. 예를 들어, 제5 래퍼(355)의 평량은 57g/m2~63g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제5 래퍼(355)의 평량은 60g/m2일 수 있다. 또한, 제5 래퍼(355)의 두께는 64um~70um의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제5 래퍼(355)의 두께는 67um일 수 있다.
제5 래퍼(355)는 소정의 물질이 내첨될 수 있다. 여기에서, 소정의 물질의 예로서는 실리콘이 해당될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 실리콘은 온도에 따른 변화가 적은 내열성, 산화되지 않는 내산화성, 각종 약품에 대한 저항성, 물에 대한 발수성, 또는 전기 절연성 등의 특성을 갖는다. 다만, 실리콘이 아니더라도, 상술한 특성들을 갖는 물질이라면 제한 없이 제5 래퍼(355)에 도포(또는, 코팅)될 수 있다.
전단 플러그(33)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 일 예로서, 전단 플러그(33)는 셀룰로오스 아세테이트 토우에 가소제(예를 들어, 트리아세틴)을 가하여 제작될 수 있다. 셀룰로오스 아세테이트 토우를 구성하는 필라멘트의 모노 데니어(mono denier)는 1.0~10.0의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 셀룰로오스 아세테이트 토우를 구성하는 필라멘트의 모노 데니어는 4.0~6.0의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 전단 플러그(33)의 필라멘트의 모노 데니어는 5.0일 수 있다. 또한, 전단 플러그(33)를 구성하는 필라멘트의 단면은 Y자 형일 수 있다. 전단 플러그(33)의 토탈 데니어(total denier)는 20000~30000의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 전단 플러그(33)의 토탈 데니어는, 25000~30000의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 전단 플러그(33)의 토탈 데니어는 28000일 수 있다.
또한, 필요에 따라, 전단 플러그(33)는 적어도 하나의 채널을 포함할 수 있다. 전단 플러그(330)의 채널의 단면의 형상은 다양하게 제작될 수 있다.
담배 로드(31)는 도 4를 참조하여 상술한 담배 로드(21)와 대응될 수 있다. 따라서, 이하에서는 담배 로드(31)에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
제1 세그먼트(321)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 제1 세그먼트(321)는 셀룰로오스 아세테이트 토우에 가소제(예를 들어, 트리아세틴)을 가하여 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트(321)의 모노 데니어 및 토탈 데니어는 전단 플러그(33)의 모노 데니어 및 토탈 데니어와 동일할 수 있다.
제2 세그먼트(322)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 제2 세그먼트(322)를 구성하는 필라멘트의 모노 데니어(mono denier)는 1.0~10.0의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제2 세그먼트(322)의 필라멘트의 모노 데니어는 8.0~10.0의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제2 세그먼트(322)의 필라멘트의 모노 데니어는 9.0일 수 있다. 또한, 제2 세그먼트(322)의 필라멘트의 단면은 Y자 형일 수 있다. 제2 세그먼트(322)의 토탈 데니어(total denier)는 20000~30000의 범위 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제2 세그먼트(322)의 토탈 데니어는 25000일 수 있다.
도 6을 참조하면, 스틱(40)은, 매질부(410)를 포함할 수 있다. 스틱(40)은 냉각부(420)를 포함할 수 있다. 스틱(40)은 필터부(430)를 포함할 수 있다. 냉각부(420)는 매질부(410)와 필터부(430)의 사이에 배치될 수 있다. 스틱(40)은 래퍼(440)를 포함할 수 있다. 래퍼(440)는 매질부(410)를 감쌀 수 있다. 래퍼(440)는 냉각부(420)를 감쌀 수 있다. 래퍼(440)는 필터부(430)를 감쌀 수 있다. 스틱(40)은 원기둥 형상을 가질 수 있다.
매질부(410)는 매질(411)을 포함할 수 있다. 매질부(410)는 제1 매질커버(413)를 포함할 수 있다. 매질부(410)는 제2 매질커버(415)를 포함할 수 있다. 매질(411)은 제1 매질커버(413)와 제2 매질커버(415)의 사이에 배치될 수 있다. 제1 매질커버(413)는 스틱(40)의 일단에 배치될 수 있다. 매질부(410)의 길이는 24mm 일 수 있다.
매질(411)은 다양한 성분의 물질을 포함할 수 있다. 매질에 포함되는 물질은 다양한 성분의 향미 물질일 수 있다. 매질(411)은 복수의 과립으로 구성될 수 있다. 복수의 과립 각각은, 0.4mm 내지 1.12mm의 크기를 가질 수 있다. 매질(411)은 내부에 과립이 70% 정도로 채워질 수 있다. 매질(411)의 길이(L2)는 10mm 일 수 있다. 제1 매질커버(413)는 아세테이트 재질로 구성될 수 있다. 제2 매질커버(415)는 아세테이트 재질로 구성될 수 있다. 제1 매질커버(413)는 종이 재질로 구성될 수 있다. 제2 매질커버(415)는 종이 재질로 구성될 수 있다. 제1 매질커버(413)와 제2 매질커버(415) 중 적어도 어느 하나는 종이 재질로 구성되어 주름진 형상으로 뭉쳐지고, 그 사이에 공기가 유동하기 위한 복수의 틈을 형성할 수 있다. 상기 틈은 매질(411)의 각 과립의 크기보다 작을 수 있다. 제1 매질커버(413)의 길이(L1)는 매질(411)의 길이(L2)보다 짧을 수 있다. 제2 매질커버(413)의 길이(L3)는 매질(411)의 길이(L2)보다 짧을 수 있다. 제1 매질커버(413)의 길이(L1)는 7mm 일 수 있다. 제2 매질커버(413)의 길이(L2)는 7mm 일 수 있다.
이에 따라, 매질(411)의 각 과립은 매질부(410) 및 스틱(40)으로부터 이탈되지 않을 수 있다.
냉각부(420)는 실린더 형상을 가질 수 있다. 냉각부(420)는 중공 형상을 가질 수 있다. 냉각부(420)는 매질부(410) 및 필터부(430)의 사이에 배치될 수 있다. 냉각부(420)는 제2 매질커버(415)와 필터부(430)의 사이에 배치될 수 있다. 냉각부(420)는, 내부의 냉각패스(424)를 둘러싸는 관 형상으로 형성될 수 있다. 냉각부(420)는 래퍼(440)보다 두께가 두꺼울 수 있다. 냉각부(420)는 래퍼(440)보다 두꺼운 종이 재질로 구성될 수 있다. 냉각부(420)의 길이(L4)는 매질(411)의 길이(L2)와 동일하거나 유사할 수 있다. 냉각부(420) 및 냉각패스(424)의 길이(L4)는 10mm 일 수 있다. 스틱(40)이 에어로졸 생성장치(10)의 내부에 삽입되면, 냉각부(420)의 적어도 일부는 에어로졸 생성장치(10)의 외부로 노출될 수 있다.
이에 따라, 냉각부(420)는 매질부(410)와 필터부(430)를 지지하며, 스틱(40)의 강성을 확보할 수 있다. 또한, 냉각부(420)는 매질부(410)와 필터부(430)의 사이에서, 래퍼(440)를 지지하고, 래퍼(440)가 접착될 수 있는 부위를 확보할 수 있다. 또한, 가열된 공기 및 에어로졸은, 냉각부(420) 내부의 냉각패스(424)를 통과하며 냉각될 수 있다.
필터부(430)는 아세테이트 재질의 필터로 구성될 수 있다. 필터부(430)는 스틱(40)의 타단에 배치될 수 있다. 스틱(40)이 에어로졸 생성장치(10)의 내부에 삽입되면, 필터부(430)는 에어로졸 생성장치(10)의 외부로 노출될 수 있다. 사용자는 필터부(430)를 입에 물고 공기를 흡입할 수 있다. 필터부(430)의 길이(L5)는 14mm 일 수 있다.
래퍼(440)는 매질부(410), 냉각부(420) 및 필터부(430)를 감싸거나 둘러쌀 수 있다. 래퍼(440)는 스틱(40)의 외형을 구성할 수 있다. 래퍼(440)는 종이 재질로 구성될 수 있다. 접착부(441)는 래퍼(440)의 일측 가장자리에 형성될 수 있다. 래퍼(440)는 매질부(410), 냉각부(420) 및 필터부(430)를 감싸며, 일측 가장자리에 형성된 접착부(441)와 타측 가장자리가 서로 접착될 수 있다. 매질부(410), 냉각부(420) 및 필터부(430)를 감싼 래퍼(440)는, 스틱(40)의 일단과 타단을 덮지 않을 수 있다.
이에 따라, 래퍼(440)는 매질부(410), 냉각부(420) 및 필터부(430)를 고정하고, 스틱(40)으로부터의 이탈을 방지할 수 있다.
제1 박막(443)은 제1 매질커버(413)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 제1 박막(443)은 래퍼(440)와 제1 매질커버(413)의 사이에 배치되거나, 래퍼(440)의 외부에 배치될 수 있다. 제1 박막(443)은 제1 매질커버(413)를 둘러쌀 수 있다. 제1 박막(443)은 금속 재질로 구성될 수 있다. 제1 박막(443)은 알루미늄 재질로 구성될 수 있다. 제1 박막(443)은 래퍼(440)에 밀착되거나 코팅될 수 있다.
제2 박막(445)은 제2 매질커버(415)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 제2 박막(445)은 래퍼(440)와 제2 매질커버(415)의 사이에 배치되거나, 래퍼(440)의 외부에 배치될 수 있다. 제2 박막(445)은 금속 재질로 구성될 수 있다. 제2 박막(445)은 알루미늄 재질로 구성될 수 있다. 제2 박막(445)은 래퍼(440)에 밀착되거나 코팅될 수 있다.
도 7 은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 에어로졸 생성장치에 대한 구조를 나타내는 도면이다.
본 명세서 전체에서 "상류" 및 "하류"는 사용자가 스틱을 이용하여 흡입할 때, 생성된 에어로졸이 사용자의 입 또는 폐 내로 흡인되도록 흐르는 기류의 방향을 기준으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 4 및 5에서, 담배 로드(21,31)에서 생성된 에어로졸이 필터 로드(22,32)로 향하므로, 담배 로드(21,31)는 필터 로드(22,32)의 상류에 위치하는 것이고, 필터 로드(22,32)는 담배 로드(21,31)의 하류에 위치하는 것이다. "상류" 및 "하류"는 구성요소들 간에 상대적으로 결정될 수 있다.
본 명세서 전체에서, 직교 좌표계를 기준으로, 에어로졸 생성장치(10)의 방향을 정의할 수 있다. 직교 좌표계에서 x축 방향은 에어로졸 생성장치(10)의 좌우방향이라 정의할 수 있다. 이때, 원점을 기준으로, +x를 향하는 방향은 우측방향, -x를 향하는 방향은 좌측방향을 의미할 수 있다. y축 방향은 에어로졸 생성장치(10)의 상하방향이라 정의할 수 있다. 이때, 원점을 기준으로 +y를 향하는 방향은 상측방향, -y를 향하는 방향은 하측방향을 의미할 수 있다. z축 방향은 에어로졸 생성장치(10)의 전후방향이라 정의할 수 있다. 원점을 기준으로 +z를 향하는 방향은 전측방향, -z를 향하는 방향은 후측방향을 의미할 수 있다.
도 7을 참조하면, 에어로졸 생성장치(10)는, 본체(100) 및 카트리지(200)를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 히터(210), 퍼프 센서(151), 에어로졸 감지 센서(155), 배터리(16) 및/또는 제어부(17)를 포함할 수 있다.
카트리지(200)는, 본체(100)에서 탈착 가능할 수 있다. 카트리지(200) 내부에는, 제1 챔버(C1)가 형성될 수 있다.
카트리지(200)는, 외벽 및 내벽을 포함할 수 있다. 제1 챔버(C1)는, 외벽 및 내벽 사이의 공간에 의해 구성될 수 있다. 제1 챔버(C1)는, 내부에 액상 에어로졸 생성 물질(A1)을 저장할 수 있다. 제1 챔버(C1) 내의 액상 에어로졸 생성 물질(A1)은, 히터(210)에 의해 가열될 수 있다.
카트리지(200)에는 제2 챔버(C2)가 형성될 수 있다. 제2 챔버(C2)는 제1 챔버(C1)의 하단에 위치할 수 있다. 히터(210) 및 심지(미도시)가 제2 챔버(C2) 내에 설치될 수 있다. 제2 챔버(C2)는 삽입공간(230)과 연통할 수 있다.
심지는 제1 챔버(C1)에 연결될 수 있다. 심지는 제1 챔버(C1)에 저장된 액상 에어로졸 생성물질(A1)을 공급받을 수 있다. 제1 챔버(C1)에 저장된 액상 에어로졸 생성물질(A1)은 심지 내로 함침될 수 있다. 심지가 히터(210)에 의해 가열되면, 제2 챔버(C2)에 에어로졸(A2)이 생성될 수 있다. 외부 공기는 제2 챔버(C2)의 일측에 형성된 챔버 유입구를 통해 제2 챔버(C2)로 유입될 수 있다. 제2 챔버(C2)로 유입된 공기는, 제2 챔버(C2)에서 생성된 에어로졸(A2)을 동반하여, 제2 챔버(C2) 내를 유동하여 삽입공간(230)으로 이동될 수 있다.
히터(210)는, 배터리(16) 및/또는 제어부(17)와 전기적으로 연결될 수 있다. 히터(210)는, 제2 챔버(C2) 내에 설치되며, 제1 챔버(C1)와 인접하게 위치하고, 제1 챔버(C1) 내의 액상 에어로졸 생성물질(A1)이 함침되는 심지를 가열할 수 있다. 히터(210)는, 심지 내의 액상 에어로졸 생성 물질(A1)을 가열할 수 있다.
카트리지(200)는, 삽입공간(230)을 구비할 수 있다. 삽입공간(230)은 일단이 개방되어 개구가 형성될 수 있다. 삽입공간(230)은 개구를 통해 외부로 노출될 수 있다. 개구는, 삽입공간(230)의 일단으로 정의될 수 있다. 삽입공간(230)은, 상하방향으로 길게 연장되어 형성될 수 있다. 삽입공간(230)은, 상하방향으로 길게 연장되어 형성되는 내벽에 의해 둘러싸인 공간으로 구성될 수 있다. 스틱(40)은, 삽입공간(230)에 삽입될 수 있다.
카트리지(200)는, 본체(100)에 접하도록 배치될 수 있다. 카트리지(200)는, 본체(100)에 결합되거나 본체(100)로부터 분리될 수 있다. 카트리지(200)의 외벽 중 일측벽이 본체(100)에 접할 수 있다. 삽입공간(230)은, 카트리지(200)의 외벽 중 본체(100)에 접하는 일측벽에 인접하게 형성될 수 있다.
에어로졸 감지 센서(155)는, 카트리지(200)가 본체(100)에 결합된 상태에서, 제2 챔버(C2)에 인접하여 위치할 수 있다. 에어로졸 감지 센서(155)는, 제2 챔버(C2) 내부를 향하도록 배치될 수 있다. 에어로졸 감지 센서(155)는, 제2 챔버(2) 내부에서, 히터(210)와 삽입공간(230) 사이의 공간을 향하여 배치될 수 있다.
에어로졸 감지 센서(155)는, 발광부(1551)와 수광부(1552)를 포함할 수 있다. 발광부(1551)는, 광을 생성하는 광원을 적어도 하나 포함할 수 있다. 예를 들면, 발광부(1551)는, 780nm 내지 1000nm의 파장을 갖는 적외선을 방출하는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 등을 광원으로 포함할 수 있다. 이때, 발광부(1551)에 포함된 복수의 광원은, 일정한 패턴으로 배열되어 배치될 수도 있다.
발광부(1551)는, 기 설정된 소정 방향으로 광을 조사할 수 있다. 예를 들면, 발광부(1551)는, 광원에서 생성된 광을 객체를 향해 모으는 제1 집광부(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 집광부는, 결상렌즈, 회절광학소자(Diffractive Optical Element, DOE) 등으로 구성될 수 있다.
수광부(1552)는, 광에 반응하는 포토 다이오드(photo diode)를 포함할 수 있다. 수광부(1552)는, 포토 다이오드에 입사되는 광에 대응하는 전기적 신호를 출력할 수 있다. 예를 들면, 수광부(1552)는 780nm 내지 1000nm의 파장을 갖는 적외선을 수용하는 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 수광부(1552)는 IR 센서일 수 있다.
수광부(1552)는, 객체로부터 반사되거나 산란된 광을 모으는 제2 집광부(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 집광부에 의해 집광된 광이 수광부(1552)에 포함된 포토 다이오드에 전달될 수 있다. 이때, 제2 집광부는, 소정 방향에서 입사되는 광을 수신하는 렌즈를 포함할 수 있다.
수광부(1552)는, 특정 파장 영역의 광을 제한적으로 투과시키는 광 필터(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 예를 들면, 광 필터는, 파장이 780nm 내지 1000nm인 적외선을 제한적으로 통과시키는, 적외선 대역 통과 필터(Infrared pass filter)일 수 있다.
발광부(1551)는 제2 챔버(C2) 내부를 향하여 광을 방출할 수 있다. 수광부(1552)는 물체에 의해 반사되거나 산란된 광을 수신할 수 있다. 예를 들어, 수광부(1552)는 제2 챔버(C2) 내에서 유동하는 에어로졸(A2)에 의해 반사되거나 산란된 광을 수신할 수 있다. 수광부(1552)는 수신한 광에 대응하는 감지 신호를 출력할 수 있다. 수광부(1552)는, 포토 다이오드에 입사되는 광량에 대응하는 전기적 신호를 출력할 수 있다.
도 7을 참조하면, 발광부(1551)와 수광부(1552)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 그러나, 발광부(1551)와 수광부(1552)의 위치는 이에 제한되지 않으며, 발광부(1551)와 수광부(1552)가 서로 이격되지 않고 일체의 디바이스로 구성될 수도 있다.
제2 챔버(C2) 내부를 향해 조사된 광의 적어도 일부는, 제2 챔버(C2) 내부의 에어로졸(A2)에 의해 반사 또는 산란될 수 있다. 이때, 제2 챔버(C2) 내부의 에어로졸(A2)의 양에 따라, 수광부(1552)에 입사되는 광량이 달라질 수 있다.
에어로졸 감지 센서(155)는, 수광부(1552)에 입사되는 광의 광량에 대응하는 전기적 신호를 외부 구성(예: 제어부(17))에 출력할 수 있다. 에어로졸 감지 센서(155)는, 수광부(1552)에 입사되는 광량의 변화를 검출하여, 검출 결과에 대응하는 전기적 신호를 외부 구성(예: 제어부(17))에 출력할 수도 있다.
제2 챔버(C2)는 투명한 재질로 형성될 수 있다. 제2 챔버(C2)를 형성하는 적어도 일부의 벽은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 챔버(C2)의 내면 중, 에어로졸 감지 센서(155)의 발광부(1551)에서 방출된 적외선 광이 도달할 수 있는 내면은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 챔버(C2)는 유리 또는 투명 플라스틱 등의 재질로 형성될 수 있다.
제2 챔버(C2)는 내부에 적외선 흡수 물질이 도포될 수 있다. 예를 들어, 제2 챔버(C2)의 내면 중, 에어로졸 감지 센서(155)의 발광부(1551)에서 방출된 적외선 광이 도달할 수 있는 내면에는 적외선 흡수 물질이 도포될 수 있다. 여기서, 적외선 흡수 물질은 약 780nm 내지 1000nm의 파장 영역에서 피크 흡수 파장을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 적외선 흡수 물질은 구리 화합물, 사이아닌계 색소 화합물, 프탈로사이아닌계 화합물, 임모늄계 화합물, 싸이올 착체계 화합물, 천이 금속 산화물계 화합물, 스쿠아릴륨계 색소 화합물, 나프탈로사이아닌계 색소 화합물, 쿼터릴렌계 색소 화합물, 다이싸이올 금속 착체계 색소 화합물, 크로코늄 화합물 등을 포함할 수 있다.
에어로졸 감지 센서(155)에서 출력된 적외선 광은, 제2 챔버(C2)의 내면에서 반사될 수 있다. 제2 챔버(C2)의 내면에 의해 적외선 광이 반사되어 수광부(1552)로 수광되는 경우, 에어로졸 감지 센서(155)에 의해 산출되는 제2 챔버(C2) 내의 에어로졸(A2)의 양 정보는 부정확할 수 있다. 제2 챔버(C2) 내면에 의해 반사되는 적외선의 양을 최소화함으로써, 제2 챔버(C2) 내의 에어로졸(A2)의 양을 정확하게 산출할 수 있다.
제어부(17)는, 에어로졸 감지 센서(155)로부터 수신한 감지 신호에 기초하여, 제2 챔버(C2) 내의 에어로졸(A2)의 양을 산출할 수 있다.
제어부(17)는, 산출된 에어로졸의 양에 기초하여, 액상 에어로졸 생성 물질(A1)의 소진 여부를 판단할 수 있다.
배터리(16)는, 제어부(17)의 제어에 기초하여, 히터(210)로 전력을 공급할 수 있다.
도 8은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 에어로졸 생성장치의 동작을 도시한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 에어로졸 생성장치(10)는, S810 동작에서, 히터(210)에 전력을 공급할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 삽입공간(230)으로 스틱(40)이 삽입되는 것을 감지하거나, 장치가 온(ON) 되거나, 입력장치를 통한 사용자 입력이 수신되는 것 등에 기초하여 히터(210)에 전력을 공급할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 기 설정된 온도 프로파일에 기초하여 히터(210)에 전력을 공급할 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, S820 동작에서, 퍼프를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프 센서(151)에서 출력하는 신호에 기초하여 퍼프를 감지할 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, S830 동작에서, 에어로졸 감지 센서(155)를 활성화할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는 퍼프가 감지되는 것에 기초하여, 에어로졸 감지 센서(155)를 활성화할 수 있다. 에어로졸 감지 센서(155)는, 활성화 신호를 수신함에 기초하여, 활성화될 수 있다.
에어로졸 생성장치((10)는, 활성화된 에어로졸 감지 센서(155)에서 출력하는 신호를 모니터링할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 활성화된 에어로졸 감지 센서(155)로부터 감지 신호를 수신할 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프가 감지된 시점부터 기준 시간(이하 제1 시간)동안 감지 신호를 수신할 수 있다. 이때, 제1 시간은 사용자의 1회 퍼프의 평균적인 소요시간에 대응할 수 있다. 제1 시간은, 사용자의 흡입 패턴에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 시간은 약 1.5초 내지 2.0초일 수 있다. 바람직하게는, 제1 시간은 약 1.8초일 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프가 감지된 시점부터 퍼프가 종료되는 시점까지 감지 신호를 수신할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프 센서(151)로부터 출력되는 신호에 기초하여 퍼프의 시작 시점 및 퍼프의 종료 시점을 판단하고, 퍼프의 시작 시점부터 퍼프의 종료 시점까지 에어로졸 감지 센서(155)로부터 감지 신호를 수신할 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, S840 동작에서, 활성화된 에어로졸 감지 센서(155)로부터 수신되는 감지 신호에 기초하여, 제2 챔버(C2) 내의 에어로졸(A2)의 양을 산출할 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, 메모리(14)에 저장된 매칭 정보에 기초하여, 제2 챔버(C2) 내의 에어로졸(A2)의 양을 산출할 수 있다. 메모리(14)는, 에어로졸 감지 센서의 감지 신호 및 에어로졸 생성 물질이 무화되어 생성된 에어로졸의 양 정보가 매칭되어 저장될 수 있다. 여기서, 에어로졸 감지 센서의 감지 신호는 에어로졸 감지 센서(155)에서 감지한 적외선의 광량(세기) 정보일 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 수신되는 감지 신호를 메모리(14)에 저장된 정보와 비교하고, 감지 신호에 매칭되는 에어로졸의 양 정보를 산출할 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프가 감지된 시점부터 제1 시간 동안 또는 퍼프가 감지된 시점부터 퍼프가 종료되는 시점까지, 에어로졸 감지 센서(155)로부터 복수의 감지 신호를 수신하고, 수신되는 감지 신호의 중앙값, 평균값, 적분값 등을 산출하여, 메모리(14)에 저장된 정보와 비교할 수 있다. 퍼프가 유지되는 동안, 퍼프에 의해, 제2 챔버(C2) 내의 에어로졸(A2)의 양은 시간에 따라 변화할 수 있다. 따라서, 퍼프가 유지되는 시간 동안 수신하는 복수의 감지 신호에 기초하여 에어로졸의 양 정보를 산출함으로써, 산출되는 에어로졸 양의 정확도를 높일 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, 산출된 에어로졸의 양을 기준값과 비교할 수 있다. 여기서 기준값은 제1 챔버(C1) 내의 액상 에어로졸 생성 물질(A1)이 소진된 상태를 반영하는 값일 수 있다. 예를 들어, 기준값은 평균적인 세기를 갖는 1회의 퍼프 동안 생성되는 에어로졸의 양의 약 0% 내지 50%에 해당하는 양에 대응하는 값일 수 있다. 다만, 기준값은 이에 제한되지 않으며, 카트리지의 종류, 심지의 종류, 히터의 종류 등에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, 에어로졸의 양이 기준값 이하인 경우, 제1 챔버(C1) 내의 액상 에어로졸 생성 물질(A1)이 소진된 것으로 판단하고, 기준값 초과인 경우, 제1 챔버(C1) 내의 액상 에어로졸 생성 물질(A1)이 소진되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
에어로졸의 양이 기준값 이하인 경우, 에어로졸 생성장치(10)는, S850 동작에서, 히터(210)에 공급되는 전력이 차단되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성장치(10)는, 카트리지(200)가 본체(100)로부터 분리되기 이전까지, 히터(210)에 공급되는 전력이 차단되도록 제어할 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, 출력장치(122)를 통해 액상 에어로졸 생성 물질의 소진 및/또는 카트리지(200)의 교체와 관련한 정보를 출력할 수 있다.
에어로졸의 양이 기준값 초과인 경우, 제1 챔버(C1) 내의 액상 에어로졸 생성 물질(A1)이 소진되지 않았으므로, 에어로졸 생성장치(10)는 히터(210)에 전력이 계속 공급되도록 제어할 수 있다.
이 후, 에어로졸 생성장치(10)는, 매 퍼프 발생과 관련하여, 도 8에 도시된 동작을 반복하여 수행할 수 있다. 다만, S850 동작에서, 히터(210)에 공급되는 전력이 차단되도록 제어한 경우, 도 8에 도시된 동작은, 카트리지(200)가 교체되기 이전까지 다시 수행되지 않을 수 있다.
한편, S840 동작에서, 에어로졸 생성장치(10)는, 감지 신호의 변화율에 기초하여 액상 에어로졸 생성 물질의 소진 여부를 판단할 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프 센서(151)를 통해 복수의 퍼프를 감지하고, 각각의 퍼프 감지에 기초하여 에어로졸 감지 센서(155)로부터 감지 신호를 수신하며, 2개의 연속된 퍼프에 대해 감지한 감지 신호들에 기초하여 감지 신호의 변화율을 판단할 수 있다. 이때, 감지 신호의 변화율은, 현재 감지 신호의 크기에서 이전 감지 신호의 크기를 뺀 값을 이전 감지 신호의 크기로 나눈 값으로 계산될 수 있다. 감지 신호의 변화율은 양수, 음수 및 0의 값을 가질 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 감지 신호의 변화율을 소정의 값(이하 제1 변화율)과 비교하고, 감지 신호의 변화율이 제1 변화율 이하인 경우, 액상 에어로졸 생성 물질이 소진된 것으로 판단할 수 있다. 이 때, 제1 변화율은 0 또는 음수일 수 있다.
제1 챔버(C1) 내의 액상 에어로졸 생성물질의 양이 감소하여 소진되는 경우, 소진 시점을 전후하여 발생하는 퍼프에서는, 생성되는 에어로졸의 양이 급격하게 감소할 수 있다. 감지 신호의 변화율은, 생성되는 에어로졸 양의 급격한 감소에 대응하여, 제1 변화율 이하가 될 수 있다. 예를 들어, 제1 변화율은 0 이하 -0.5 이상의 값을 가질 수 있다. 다만, 제1 변화율의 값은 이에 제한되지 않는다.
에어로졸 생성장치(10)는, 감지 신호의 변화율이 제1 변화율 이하인 경우, 제1 챔버(C1) 내의 액상 에어로졸 생성 물질(A1)이 소진된 것으로 판단하고, 제1 변화율 초과인 경우, 제1 챔버(C1) 내의 액상 에어로졸 생성 물질(A1)이 소진되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
도 9는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 에어로졸 생성장치의 동작을 도시한 순서도이고, 도 10은, 본 개시의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성장치의 동작에 대한 설명에 참조되는 도면이다. 도 7 및 도 8에 개시된 내용과 중복되는 내용에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프의 세기가 소정 세기 이하일 때, 에어로졸 감지 센서(155)가 출력하는 감지 신호에 기초하여, 액상 에어로졸 생성물질의 소진 여부를 판단할 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, S910 동작에서, 히터(210)에 전력을 공급할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, S920 동작에서, 퍼프를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, S930 동작에서, 에어로졸 감지 센서(155)를 활성화하고, 활성화된 에어로졸 감지 센서(155)에서 출력하는 신호를 모니터링할 수 있다. S910 동작 내지 S930 동작은, 앞선 S810 동작 내지 S830 동작에 대응될 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, S940 동작에서, 퍼프 센서(151)로부터 출력되는 신호에 기초하여 퍼프의 세기를 판단할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프 세기를 소정 세기(이하 제1 세기)와 비교할 수 있다. 여기서, 제1 세기는 사용자의 1회 퍼프의 평균적인 세기를 기준으로 일정 수준 더 큰 값을 갖는 세기(예: 평균 세기의 1.5 ~ 2.0배의 세기)에 대응할 수 있다. 제1 세기는, 사용자의 흡입 패턴에 기초하여 설정될 수 있다. 다만, 제1 세기는 이에 제한되지 않는다.
에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프 세기가 제1 세기 초과인 경우, 액상 에어로졸 생성물질의 소진 여부를 판단하지 않을 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, S950 동작에서, 안내 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 안내 정보는, 퍼프 세기가 액상 에어로졸 생성물질의 소진 여부를 판단할 수 있는 임계 세기 이상임을 안내하는 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 안내 정보는, 퍼프가 너무 강하므로, 다음 퍼프에서는 세기를 낮출 것을 유도하는 정보를 포함할 수 있다.
퍼프 세기가 일정 수준 이상일 때, 퍼프에 의해 제2 챔버(C2) 내의 에어로졸(A2) 양이 급격하게 감소될 수 있다. 이 경우, 제2 챔버(C2) 내의 에어로졸(A2)의 양이 지나치게 작은 값으로 산출될 수 있다. 에어로졸 감지 센서(155)의 발광부(1551)에서 발광되는 적외선(R1)의 광량 대비 수광부(1552)에서 수광되는 적외선(R2)의 광량은 매우 작아질 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 액상 에어로졸 생성 물질이 소진되지 않았음에도, 소진된 것으로 오판단할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프 세기가 제1 세기 초과인 경우, 액상 에어로졸 생성물질의 소진 여부를 판단하지 않음으로써, 소진 여부 판단의 정확도를 높일 수 있다.
퍼프 세기가 제1 세기 이하인 경우, 에어로졸 생성장치(10)는, S960 동작에서, 활성화된 에어로졸 감지 센서(155)로부터 수신되는 감지 신호에 기초하여, 제2 챔버(C2) 내의 에어로졸(A2)의 양을 산출할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 산출된 에어로졸의 양을 기준값과 비교할 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, 에어로졸의 양이 기준값 이하인 경우, 제1 챔버(C1) 내의 액상 에어로졸 생성 물질(A1)이 소진된 것으로 판단하고, 기준값 초과인 경우, 제1 챔버(C1) 내의 액상 에어로졸 생성 물질(A1)이 소진되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
에어로졸의 양이 기준값 이하인 경우, 에어로졸 생성장치(10)는, S970 동작에서, 히터(210)에 공급되는 전력이 차단되도록 제어할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 출력장치(122)를 통해 액상 에어로졸 생성물질의 소진 및/또는 카트리지(200)의 교체와 관련한 정보를 출력할 수 있다.
에어로졸의 양이 기준값 초과인 경우, 제1 챔버(C1) 내의 액상 에어로졸 생성 물질(A1)이 소진되지 않았으므로, 에어로졸 생성장치(10)는 히터(210)에 전력이 계속 공급되도록 제어할 수 있다.
이 후, 에어로졸 생성장치(10)는, 매 퍼프 발생과 관련하여, 도 9에 도시된 동작을 반복하여 수행할 수 있다. 다만, S970 동작에서, 히터(210)에 공급되는 전력이 차단되도록 제어한 경우, 도 9에 도시된 동작은, 카트리지(200)가 교체되기 이전까지 수행되지 않을 수 있다.
한편, S940 동작에서, 에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프 세기를 제1 세기 및 제2 세기와 비교할 수 있다. 여기서, 제2 세기는 제1 세기보다 작은 값일 수 있다. 예를 들어, 제2 세기는 사용자의 1회 퍼프의 평균적인 세기를 기준으로 일정 수준 더 작은 값을 갖는 세기(예: 평균 세기의 0.1 ~ 0.5배의 세기)에 대응할 수 있다. 제2 세기는, 사용자의 흡입 패턴에 기초하여 설정될 수 있다. 다만, 제2 세기는 이에 제한되지 않는다.
에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프 세기가 제1 세기 초과이거나 제2 세기 이하인 경우, 액상 에어로졸 생성물질의 소진 여부를 판단하지 않을 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, S950 동작에서, 안내 정보를 출력할 수 있다.
퍼프 세기가 제1 세기 이상일 때, 퍼프에 의해 제2 챔버(C2) 내의 에어로졸(A2) 양이 급격하게 감소될 수 있다. 이 경우, 제2 챔버(C2) 내의 에어로졸(A2)의 양이 지나치게 작은 값으로 산출될 수 있다. 에어로졸 감지 센서(155)의 발광부(1551)에서 발광되는 적외선(R1)의 광량 대비 수광부(1552)에서 수광되는 적외선(R2)의 광량은 매우 작아질 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 액상 에어로졸 생성 물질이 소진되지 않았음에도, 소진된 것으로 오판단할 수 있다.
또한, 퍼프 세기가 제2 세기 이하일 때, 퍼프가 너무 약하므로, 퍼프에 의해 제2 챔버(C2) 내의 에어로졸(A2)이 제2 챔버(C2) 외부로 거의 방출되지 않을 수 있다. 이 경우, 제2 챔버(C2) 내의 에어로졸(A2)의 양이 지나치게 큰 값으로 산출될 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 액상 에어로졸 생성 물질이 소진되거나 매우 적은 양만 제1 챔버(C1) 내에 존재함에도, 액상 에어로졸 생성 물질이 소진되지 않은 것으로 오판단할 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프 세기가 제1 세기 초과이거나 제2 세기 이하인 경우, 액상 에어로졸 생성물질의 소진 여부를 판단하지 않음으로써, 소진 여부 판단의 정확도를 높일 수 있다.
퍼프 세기가 제1 세기 이하이고 제2 세기 초과인 경우, 에어로졸 생성장치(10)는, S960 동작에서, 활성화된 에어로졸 감지 센서(155)로부터 수신되는 감지 신호에 기초하여, 제2 챔버(C2) 내의 에어로졸(A2)의 양을 산출할 수 있다.
도 11은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 에어로졸 생성장치의 동작을 도시한 순서도이고, 도 12는, 본 개시의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성장치의 동작에 대한 설명에 참조되는 도면이다. 도 7 및 도 8에 개시된 내용과 중복되는 내용에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프가 종료된 이후에, 에어로졸 감지 센서(155)가 출력하는 감지 신호에 기초하여, 액상 에어로졸 생성물질의 소진 여부를 판단할 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, S1110 동작에서, 히터(210)에 전력을 공급할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, S1220 동작에서, 퍼프를 감지할 수 있다. S1110 동작 및 S1120 동작은, 앞선 S810 동작 및 S820 동작에 대응될 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, S1130 동작에서, 퍼프 센서(151)로부터 출력되는 신호에 기초하여 퍼프의 시작 및 종료를 판단할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프가 종료되는지를 감지할 수 있다.
퍼프가 종료된 것으로 판단되는 경우, 에어로졸 생성장치(10)는, S1140 동작에서, 에어로졸 감지 센서(155)를 활성화할 수 있다. 에어로졸 생성장치((10)는, 활성화된 에어로졸 감지 센서(155)에서 출력하는 신호를 모니터링할 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프가 종료된 이후에도 히터(210)에 전력이 공급되도록 제어할 수 있다. 이때, 히터(210)에 공급되는 전력은, 퍼프가 유지되는 동안 히터(210)에 공급되는 전력과 동일한 크기의 전력일 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프가 종료된 시점부터 소정의 시간(이하 제2 시간) 동안 히터(210)에 전력이 공급되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제2 시간은 0.2초 내지 0.4초 사이의 시간일 수 있다. 퍼프가 종료된 이후에도, 제2 시간 동안 에어로졸(A2)이 생성될 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프가 종료된 시점부터 제2 시간동안 에어로졸 감지 센서(155)를 활성화할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프가 종료된 시점부터 제2 시간동안 활성화된 에어로졸 감지 센서(155)에서 출력하는 신호를 모니터링할 수 있다.
퍼프가 종료된 이후 생성되는 에어로졸(A2)은, 제2 챔버(C2) 외부로 유출되지 않고, 제2 챔버(C2) 내에 유지될 수 있다. 에어로졸 감지 센서(155)의 수광부(1552)에서 수광되는 적외선(R2)의 광량은 제2 챔버(C2) 내의 에어로졸(A2) 양에 비례할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 퍼프가 종료된 이후 생성되는 에어로졸(A2)의 양을 측정하고, 이에 기초하여 액상 에어로졸 생성물질(A1)의 소진 여부를 판단함으로써, 소진 여부 판단의 정확도를 높일 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, S1150 동작에서, 활성화된 에어로졸 감지 센서(155)로부터 수신되는 감지 신호에 기초하여, 제2 챔버(C2) 내의 에어로졸(A2)의 양을 산출할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 산출된 에어로졸의 양을 기준값과 비교할 수 있다.
에어로졸 생성장치(10)는, 에어로졸의 양이 기준값 이하인 경우, 제1 챔버(C1) 내의 액상 에어로졸 생성 물질(A1)이 소진된 것으로 판단하고, 기준값 초과인 경우, 제1 챔버(C1) 내의 액상 에어로졸 생성 물질(A1)이 소진되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
에어로졸의 양이 기준값 이하인 경우, 에어로졸 생성장치(10)는, S1160 동작에서, 히터(210)에 공급되는 전력이 차단되도록 제어할 수 있다. 에어로졸 생성장치(10)는, 출력장치(122)를 통해 액상 에어로졸 생성물질의 소진 및/또는 카트리지(200)의 교체와 관련한 정보를 출력할 수 있다.
이 후, 에어로졸 생성장치(10)는, 매 퍼프 발생과 관련하여, 도 11에 도시된 동작을 반복하여 수행할 수 있다. 다만, S1160 동작에서, 히터(210)에 공급되는 전력이 차단되도록 제어한 경우, 도 11에 도시된 동작은, 카트리지(200)가 교체되기 이전까지 수행되지 않을 수 있다.
상기와 같이, 본 개시의 실시예 중 적어도 하나에 따르면, 에어로졸 무화량을 센서를 통해 감지하여 에어로졸 생성 물질의 소진 여부를 정확히 판단할 수 있다.
본 개시의 실시예 중 적어도 하나에 따르면, 에어로졸 생성 물질의 소진 시 히터에 공급되는 전력을 조절할 수 있다.
본 개시의 실시예 중 적어도 하나에 따르면, 에어로졸 생성 물질의 소진 및 카트리지의 교체시기를 사용자에게 정확하게 인지시킬 수 있다.
도 1 내지 도 12를 참조하면, 본 개시의 일 측면에 따른 에어로졸 생성장치(10)는, 액상 에어로졸 생성 물질을 저장하는 제1 챔버(C1); 길게 연장된 공간이 형성된 삽입공간(230); 상기 삽입공간(230)과 연통하는 제2 챔버(C2); 상기 제2 챔버(C2) 내에 위치하고, 상기 액상 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터(210); 상기 제2 챔버(C2)의 내부를 향하여 배치되는 에어로졸 감지 센서(155); 및 제어부(17);를 포함하고, 상기 제어부(17)는, 상기 에어로졸 감지 센서(155)로부터 수신한 감지 신호에 기초하여, 상기 제2 챔버(C2) 내의 에어로졸의 양을 산출하고, 상기 산출된 에어로졸의 양에 기초하여, 상기 액상 에어로졸 생성 물질의 소진 여부를 판단할 수 있다.
또한, 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 에어로졸 감지 센서(155)는, 상기 제2 챔버(C2)를 향하여 적외선 광을 방출하는 발광부(1551); 및 상기 방출된 적외선이 반사되거나 산란된 광을 수신하는 수광부(1552);를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제2 챔버(C2)는, 투명한 재질로 형성될 수 있다.
또한, 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제2 챔버(C2)는, 내부에 적외선 흡수 물질이 도포될 수 있다.
또한, 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 퍼프를 감지하는 퍼프 센서(151);를 더 포함하고, 상기 제어부(17)는, 상기 퍼프 센서(151)를 통해 퍼프가 감지됨에 기초하여, 상기 에어로졸 감지 센서(155)를 활성화하고, 활성화된 상기 에어로졸 감지 센서(155)로부터 수신되는 감지 신호에 기초하여, 상기 액상 에어로졸 생성 물질의 소진 여부를 판단할 수 있다.
또한, 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제어부(17)는, 상기 퍼프가 감지된 시점부터 제1 시간 동안 상기 에어로졸 감지 센서(155)로부터 수신되는 감지 신호에 기초하여, 상기 액상 에어로졸 생성 물질의 소진 여부를 판단하며, 상기 제1 시간은, 1.5 초 내지 2.0초일 수 있다.
또한, 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제어부(17)는, 상기 퍼프 센서(151)를 통해 복수의 퍼프를 감지하고, 각각의 퍼프 감지에 기초하여 상기 에어로졸 감지 센서(155)로부터 감지 신호를 수신하며, 2개의 연속된 퍼프에 대해 감지한 감지 신호들에 기초하여 상기 감지 신호의 변화율을 판단하고, 상기 감지 신호의 변화율이 소정 변화율 이하인 경우, 상기 액상 에어로졸 생성 물질이 소진된 것으로 판단할 수 있다.
또한, 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제어부(17)는, 상기 퍼프 센서(151)로부터 출력되는 신호에 기초하여 퍼프의 세기를 판단하고, 상기 퍼프의 세기가 소정 세기 이하인 경우, 상기 에어로졸 감지 센서(155)로부터 수신되는 감지 신호에 기초하여, 상기 액상 에어로졸 생성 물질의 소진 여부를 판단할 수 있다.
또한, 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제어부(17)는, 상기 퍼프 센서(151)로부터 출력되는 신호에 기초하여 퍼프의 시작 시점 및 퍼프의 종료 시점을 판단하고, 상기 퍼프의 종료 시점부터, 제2 시간 동안, 상기 히터(210)에 전력을 공급하고, 상기 제2 시간 동안 상기 에어로졸 감지 센서(155)를 활성화할 수 있다.
또한, 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 출력장치(122)를 포함하는 본체(100); 및 상기 본체(100)에 탈착 가능한 카트리지(200);를 포함하고, 상기 카트리지(200)는, 상기 제1 챔버(C1) 및 상기 히터(210)를 포함하고, 상기 제어부(17)는, 상기 액상 에어로졸 생성물질이 소진된 것에 기초하여, 상기 히터(210)에 전력의 공급을 차단하며, 상기 출력장치(122)를 통해 상기 액상 에어로졸 생성물질의 소진 및/또는 상기 카트리지(200)의 교체와 관련한 정보를 출력할 수 있다.
앞에서 설명된 본 개시의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 개시의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.
예를 들면 특정 실시예 및/또는 도면에 설명된 A 구성과 다른 실시예 및/또는 도면에 설명된 B 구성이 결합될 수 있음을 의미한다. 즉, 구성 간의 결합에 대해 직접적으로 설명하지 않은 경우라고 하더라도 결합이 불가능하다고 설명한 경우를 제외하고는 결합이 가능함을 의미한다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (10)

  1. 액상 에어로졸 생성 물질을 저장하는 제1 챔버;
    길게 연장된 공간이 형성된 삽입공간;
    상기 삽입공간과 연통하는 제2 챔버;
    상기 제2 챔버 내에 위치하고, 상기 액상 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 히터;
    상기 제2 챔버의 내부를 향하여 배치되는 에어로졸 감지 센서; 및
    제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 에어로졸 감지 센서로부터 수신한 감지 신호에 기초하여, 상기 제2 챔버 내의 에어로졸의 양을 산출하고, 상기 산출된 에어로졸의 양에 기초하여, 상기 액상 에어로졸 생성 물질의 소진 여부를 판단하는 에어로졸 생성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에어로졸 감지 센서는,
    상기 제2 챔버를 향하여 적외선 광을 방출하는 발광부; 및
    상기 방출된 적외선이 반사되거나 산란된 광을 수신하는 수광부;를 포함하는 에어로졸 생성장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 챔버는,
    투명한 재질로 형성되는 에어로졸 생성장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 챔버는,
    내부에 적외선 흡수 물질이 도포되는 에어로졸 생성장치.
  5. 제1항에 있어서,
    퍼프를 감지하는 퍼프 센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 퍼프 센서를 통해 퍼프가 감지됨에 기초하여, 상기 에어로졸 감지 센서를 활성화하고,
    활성화된 상기 에어로졸 감지 센서로부터 수신되는 감지 신호에 기초하여, 상기 액상 에어로졸 생성 물질의 소진 여부를 판단하는 에어로졸 생성장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 퍼프가 감지된 시점부터 제1 시간 동안 상기 에어로졸 감지 센서로부터 수신되는 감지 신호에 기초하여, 상기 액상 에어로졸 생성 물질의 소진 여부를 판단하며,
    상기 제1 시간은,
    1.5 초 내지 2.0초인 에어로졸 생성장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 퍼프 센서를 통해 복수의 퍼프를 감지하고, 각각의 퍼프 감지에 기초하여 상기 에어로졸 감지 센서로부터 감지 신호를 수신하며, 2개의 연속된 퍼프에 대해 감지한 감지 신호들에 기초하여 상기 감지 신호의 변화율을 판단하고,
    상기 감지 신호의 변화율이 소정 변화율 이하인 경우, 상기 액상 에어로졸 생성 물질이 소진된 것으로 판단하는 에어로졸 생성장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 퍼프 센서로부터 출력되는 신호에 기초하여 퍼프의 세기를 판단하고,
    상기 퍼프의 세기가 소정 세기 이하인 경우, 상기 에어로졸 감지 센서로부터 수신되는 감지 신호에 기초하여, 상기 액상 에어로졸 생성 물질의 소진 여부를 판단하는 에어로졸 생성장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 퍼프 센서로부터 출력되는 신호에 기초하여 퍼프의 시작 시점 및 퍼프의 종료 시점을 판단하고,
    상기 퍼프의 종료 시점부터, 제2 시간 동안, 상기 히터에 전력을 공급하고, 상기 제2 시간 동안 상기 에어로졸 감지 센서를 활성화하는 에어로졸 생성장치.
  10. 제1항에 있어서,
    출력장치를 포함하는 본체; 및
    상기 본체에 탈착 가능한 카트리지;를 포함하고,
    상기 카트리지는,
    상기 제1 챔버 및 상기 히터를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 액상 에어로졸 생성물질이 소진된 것에 기초하여, 상기 히터에 전력의 공급을 차단하며,
    상기 출력장치를 통해 상기 액상 에어로졸 생성물질의 소진 및/또는 상기 카트리지의 교체와 관련한 정보를 출력하는 에어로졸 생성장치.
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