KR20230134428A - Malfunction-proof aerosol generating device - Google Patents

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KR20230134428A
KR20230134428A KR1020230023583A KR20230023583A KR20230134428A KR 20230134428 A KR20230134428 A KR 20230134428A KR 1020230023583 A KR1020230023583 A KR 1020230023583A KR 20230023583 A KR20230023583 A KR 20230023583A KR 20230134428 A KR20230134428 A KR 20230134428A
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electromagnetic induction
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induction coil
generating device
aerosol generating
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채한석
윤동식
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주식회사 이엠텍
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Abstract

본 발명은 유도 가열을 위한 전자기 유도 코일을 카트리지 장착 감지센서로 활용하여 인덕턴스 값을 판단하게 함으로써 오작동을 방지할 수 있는 에어로졸 발생장치에 관한 것으로, 유도 가열로 에어로졸을 발생시키기 위한 서셉터를 포함하는 서셉터 구조체 또는 서셉터가 내장된 액상 카트리지를 수용할 수 있는 에어로졸 발생장치로서, 내부에 적어도 하나의 다른 구성요소를 수용하기 위해 수용부가 형성된 케이스와, 상기 케이스의 수용부 내에 형성되며 수용되는 서셉터 구조체 또는 액상 카트리지의 서셉터를 가열하기 위한 전자기 유도 코일과, 상기 전자기 유도 코일에 대한 전압 인가를 제어하기 위한 제어부를 포함하고 상기 제어부는, 전자기 유도 코일의 전압 인가 여부를 판단하기 위해 정상 판단 과정을 수행하고, 정상 판단 과정은, 전자기 유도 코일로 전압을 인가하는 단계와, 전자기 유도 코일의 인덕턴스 값을 측정하는 단계와, 상기 인덕턴스 값이 미리 정의된 정상 범위 내의 값인지 판단하는 단계를 포함하고, 정상 판단 과정의 판단 결과에 따라 전자기 유도 코일에 대한 전압 인가를 제어하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an aerosol generator that can prevent malfunction by determining the inductance value by using an electromagnetic induction coil for induction heating as a cartridge-mounted detection sensor, and includes a susceptor for generating aerosol by induction heating. An aerosol generating device capable of accommodating a susceptor structure or a liquid cartridge with a built-in susceptor, comprising a case having a receiving portion formed therein to accommodate at least one other component, and a susceptor formed and accommodated in the receiving portion of the case. It includes an electromagnetic induction coil for heating the susceptor of the ceptor structure or the liquid cartridge, and a control unit for controlling voltage application to the electromagnetic induction coil, wherein the control unit makes a normal determination to determine whether voltage is applied to the electromagnetic induction coil. Performing the process, the normal determination process includes applying a voltage to the electromagnetic induction coil, measuring the inductance value of the electromagnetic induction coil, and determining whether the inductance value is within a predefined normal range. And, the voltage application to the electromagnetic induction coil is controlled according to the judgment result of the normal judgment process.

Description

오작동이 방지되는 에어로졸 발생장치{MALFUNCTION-PROOF AEROSOL GENERATING DEVICE}Aerosol generating device that prevents malfunction {MALFUNCTION-PROOF AEROSOL GENERATING DEVICE}

본 발명은 오작동이 방지되는 에어로졸 발생 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유도 가열을 위한 전자기 유도 코일을 카트리지 장착 감지센서로 활용하여 인덕턴스 값을 판단하게 함으로써 오작동을 방지할 수 있는 에어로졸 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to an aerosol generating device that prevents malfunction, and more specifically, to an aerosol generating device that can prevent malfunction by using an electromagnetic induction coil for induction heating as a cartridge-mounted detection sensor to determine the inductance value. will be.

에어로졸은 공기 중에 부유상태로 존재하는 액체 또는 고체의 작은 입자로 보통 0.001 ~ 1.0㎛의 크기를 갖는다. 특히 여러 종류의 궐련형 에어로졸 형성 기재로부터 유래하는 에어로졸을 사람이 흡입하는 경우가 있다. 예를 들어 통상의 궐련형 담배를 선호하는 수요자들의 요구에 따라, 통상의 담배와 같이 필터부와, 궐련부의 모양을 갖는 전자 담배도 제안되고 있는데, 이 전자 담배는 궐련부에 포함된 흡입 물질을 전자히터로 기화시켜 통상의 담배와 유사하게 필터부를 통해 사용자가 흡입하는 구성을 갖는다.Aerosols are small liquid or solid particles that exist in suspension in the air and usually have a size of 0.001 to 1.0㎛. In particular, there are cases where people inhale aerosols derived from various types of cigarette-type aerosol-forming substrates. For example, in response to the needs of consumers who prefer regular cigarette-type cigarettes, electronic cigarettes that have the shape of a filter part and a cigarette part like regular cigarettes are also being proposed. This electronic cigarette uses the inhaled substances contained in the cigarette part. It is vaporized by an electronic heater and the user inhales it through a filter part, similar to a regular cigarette.

종래 대한민국 등록특허공보 제10-2343350호 및 공개특허공보 제10-2021-0134921호 등에서와 같이 에어로졸 발생 장치 본체와 분리되어 있는 서셉터 구조가 연구되고 있다. 즉 에어로졸 발생 장치 본체에는 전자기 유도 가열을 위한 전자기 유도 코일만을 포함하고, 유도 전류로 인하여 실제로 가열되는 대상인 서셉터는, 본체로 삽입되는 에어로졸 형성 기재 또는 별도의 서셉터 조립체에 포함시키는 구조가 시도되고 있다.A susceptor structure that is separated from the main body of the aerosol generating device is being studied, as in Korean Patent Publication No. 10-2343350 and Publication No. 10-2021-0134921. In other words, the main body of the aerosol generating device includes only an electromagnetic induction coil for electromagnetic induction heating, and the susceptor, which is actually heated due to the induced current, is attempted to be included in an aerosol-forming substrate inserted into the main body or in a separate susceptor assembly. there is.

이러한 대부분의 종래 에어로졸 발생 장치들은, 수동으로 전원 버튼이 눌렸을 때, 또는 서셉터의 장착이 감지되었을 때 자동으로, 전자기 유도 코일에 전력을 공급하여 에어로졸 발생 장치를 가동시키는 제어 방법을 사용하고 있다. 그러나 이러한 제어는 몇 가지 위험성을 내포하고 있다. 예를 들어, 금속 이물질이 에어로졸 발생 장치 내부로 유입된 것을 서셉터가 장착된 것으로 오인하여 전자기 유도 코일에 전력이 공급될 수 있는데, 이 경우 삽입된 이물질이 가열되어 화상이나 화재를 유발할 수 있다. 또는 휴대 중 사용자의 주머니 속에서 전원 버튼이 잘못 눌려져, 에어로졸 발생 장치 내부의 배터리가 방전될 수도 있다.Most of these conventional aerosol generating devices use a control method that operates the aerosol generating device by supplying power to the electromagnetic induction coil when the power button is pressed manually or automatically when the installation of the susceptor is detected. . However, this control involves several risks. For example, power may be supplied to the electromagnetic induction coil when a metal foreign substance has entered the aerosol generating device, which is mistaken for being equipped with a susceptor. In this case, the inserted foreign substance may be heated and cause burns or fire. Alternatively, the power button may be pressed incorrectly in the user's pocket while being carried, causing the battery inside the aerosol generating device to discharge.

대한민국 등록특허공보 제10-2343350호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2343350 대한민국 공개특허공보 제10-2021-0134921호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2021-0134921

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 유도 가열을 위한 전자기 유도 코일을 카트리지 장착 감지센서로 활용하여 서셉터의 정상 삽입 여부를 판별하고, 이에 근거하여 서셉터 가열을 위한 전압 인가 여부를 판단함으로써 오작동을 방지할 수 있는 에어로졸 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was developed to solve the above problems, and uses an electromagnetic induction coil for induction heating as a cartridge-mounted detection sensor to determine whether the susceptor is properly inserted and, based on this, to apply voltage for susceptor heating. The purpose is to provide an aerosol generating device that can prevent malfunction by determining whether or not the device is malfunctioning.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 에어로졸 발생장치는, 서셉터를 갖는 적어도 하나의 다른 구성요소가 외부로부터 삽입되어 수용되는 제1 수용부를 포함하는 케이스와, 상기 제1 수용부 주변에 형성되어 상기 서셉터를 가열하기 위한 전자기 유도 코일과, 상기 전자기 유도 코일에 대한 전압 인가를 제어하기 위한 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 정상 판단 과정을 수행하고, 상기 정상 판단 과정은, 상기 전자기 유도 코일로 전압을 인가하는 단계와, 상기 전자기 유도 코일의 인덕턴스 값을 측정하는 단계와, 상기 측정된 인덕턴스 값이 미리 정의된 정상 범위 내의 값인지 판단하는 단계를 포함하며, 상기 정상 판단 과정의 판단 결과에 따라 상기 전자기 유도 코일에 대한 전압 인가를 제어하는 것을 특징으로 한다.An aerosol generating device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a case including a first accommodating portion into which at least one other component having a susceptor is inserted and received from the outside, and the first accommodating portion. It includes an electromagnetic induction coil formed around the unit to heat the susceptor, and a control unit for controlling voltage application to the electromagnetic induction coil, wherein the control unit performs a normal determination process, and the normal determination process includes, Applying a voltage to the electromagnetic induction coil, measuring an inductance value of the electromagnetic induction coil, and determining whether the measured inductance value is within a predefined normal range, the normal determination process The voltage application to the electromagnetic induction coil is controlled according to the judgment result.

또한, 상기 제어부는 정상 판단 과정의 판단 결과 인덕턴스 값이 미리 정의된 정상 범위를 벗어난 것이면 전자기 유도 코일로 인가하는 전압을 차단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit is characterized in that it blocks the voltage applied to the electromagnetic induction coil if the inductance value is outside a predefined normal range as a result of the normal determination process.

아울러, 상기 서셉터를 갖는 적어도 하나의 다른 구성요소는 서셉터 구조체 또는 서셉터가 내장된 액상 카트리지를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, at least one other component having the susceptor is characterized in that it includes a susceptor structure or a liquid cartridge in which the susceptor is embedded.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 에어로졸 발생장치가 상기 서셉터가 내장된 액상 카트리지를 사용하는 경우, 상기 케이스는 외부로부터 삽입되는 궐련을 수용할 수 있는 제2 수용부 및 상기 제1 수용부와 상기 제2 수용부 사이에 기체나 에어로졸이 통과할 수 있도록 형성된 연통부를 더 포함하고, 상기 서셉터가 내장된 액상 카트리지는 상기 제1 수용부에 수용되며, 상기 제2 수용부에 삽입된 궐련의 적어도 일부를 가열할 수 있는 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the aerosol generating device according to an embodiment of the present invention uses a liquid cartridge with a built-in susceptor, the case includes a second accommodating portion and a first accommodating portion capable of accommodating a cigarette inserted from the outside. and a communication part formed between the second accommodating part to allow gas or aerosol to pass, wherein the liquid cartridge with the susceptor is accommodated in the first accommodating part, and a cigarette inserted into the second accommodating part. It is characterized in that it further includes a heater capable of heating at least a portion of the.

여기서, 상기 히터는 면형 필름 히터, 그래핀 히터, 인덕션 히터, 봉침형 히터, 블레이드형 히터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the heater is characterized in that it includes at least one of a planar film heater, a graphene heater, an induction heater, a needle-type heater, and a blade-type heater.

이와 함께, 상기 정상 판단 과정은 상기 제2 수용부에의 궐련 삽입 여부를 더 판단하여, 상기 인덕턴스 값이 정상 범위 내이면서 상기 제2 수용부에 궐련이 삽입된 상태일 때 상기 전자기 유도 코일 및 상기 히터에 전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.In addition, the normal determination process further determines whether a cigarette is inserted into the second accommodating part, and when the inductance value is within a normal range and a cigarette is inserted into the second accommodating part, the electromagnetic induction coil and the It is characterized by applying voltage to the heater.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따르면, 의도치 않은 버튼 누름이나 에어로졸 발생장치의 내부로 유입된 금속 물질에 의한 오작동을 방지할 수 있어 화재 및 화상을 방지할 수 있고, 휴대 및 보관에 대한 불안감을 줄일 수 있으며, 별도의 장탈착 감지센서의 적용없이 전자기 유도 코일을 통한 전압 인가로 재료비 절감 및 배터리 소모전류를 개선할 수 있다.As discussed above, according to an embodiment of the present invention, it is possible to prevent malfunctions due to unintentional button pressing or metal substances introduced into the aerosol generating device, thereby preventing fire and burns, and carrying and storing the aerosol generating device. It can reduce anxiety, and it can reduce material costs and improve battery consumption by applying voltage through an electromagnetic induction coil without applying a separate attachment/detachment detection sensor.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서셉터 구조체를 수용할 수 있는 에어로졸 발생장치의 내부 구조를 설명하기 위해 개념적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액상 카트리지를 수용할 수 있는 에어로졸 발생장치의 내부 구조를 설명하기 위해 개념적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액상 카트리지를 수용할 수 있는 에어로졸 발생장치의 내부 구조를 설명하기 위해 액상 카트리지와 궐련이 분리된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 제어부가 수행하는 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.Figure 1 is a cross-sectional view conceptually shown to explain the internal structure of an aerosol generating device capable of accommodating a susceptor structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view conceptually shown to explain the internal structure of an aerosol generating device capable of accommodating a liquid cartridge according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view showing a liquid cartridge and a cigarette separated to explain the internal structure of an aerosol generating device capable of accommodating a liquid cartridge according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flowchart for explaining a control method performed by the control unit of the aerosol generating device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명의 특징과 이점, 그리고 그것들을 구현하는 수단들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예들을 통해 명확해질 것이다. 그러나 이하에서 기술하는 본 발명의 실시예들은 단지 예시적인 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 기술된 실시예들로만 제한하고자 하는 것은 아니다. 또한, 각 실시예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시예 내에서 또는 실시예 상호 간에 다양한 조합이 가능할 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The features and advantages of the present invention and the means for implementing them will become clear through the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention described below are merely illustrative and are not intended to limit the scope of the present invention to the described embodiments. Additionally, the components of each embodiment may be combined in various ways within or between embodiments as long as there is no other mention or contradiction between them.

그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소들과는 상관없이 이 구성요소를 반드시 포함한다는 의미이지 다른 구성 요소들의 추가를 배제하고자 하는 것이 아니다.And, when a part "includes" a certain component, this means that it necessarily includes this component regardless of other components, and does not mean to exclude the addition of other components.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재나 소자를 사이에 두고 “간접적으로” 또는 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.In addition, throughout the specification, when a part is said to be “connected” to another part, this does not only mean “directly connected” but also “indirectly” or “electrically connected” with another member or element in between. Also includes cases where it is connected to.

또한, 명세서 전체에서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.Additionally, throughout the specification, each layer (film), region, pattern or structure is “on” or “under” the substrate, each layer (film), region, pad or pattern. The description of being formed includes all being formed directly or through another layer. The standards for top/top or bottom/bottom of each floor are explained based on the drawing.

또한, '제1, 제2' 등과 같은 표현은, 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.Additionally, expressions such as 'first, second', etc. are expressions used only to distinguish a plurality of components and do not limit the order or other characteristics between the components.

또한, 도면에 도시된 순서도들은 본 발명을 실시함에 있어서 가장 바람직한 결과를 얻기 위해 예시적으로 도시한 순서에 불과하며, 다른 단계들이 더 추가되거나 일부 단계들이 삭제될 수 있음은 당연한 것이다.In addition, the flow charts shown in the drawings are merely exemplary sequences to obtain the most desirable results in carrying out the present invention, and it is natural that other steps may be added or some steps may be deleted.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른, 서셉터 구조체(1000)를 수용할 수 있는 에어로졸 발생장치(1)의 내부 구조를 설명하기 위해 개념적으로 나타낸 단면도이다. 본 실시예에서 에어로졸 발생장치(1)는 전자기 유도에 의하여 가열될 수 있는 서셉터(1010)를 포함하는 서셉터 구조체(1000)를 수용할 수 있는 에어로졸 발생장치(1)이다.Figure 1 is a cross-sectional view conceptually shown to explain the internal structure of the aerosol generating device 1 capable of accommodating the susceptor structure 1000 according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the aerosol generating device 1 is an aerosol generating device 1 that can accommodate a susceptor structure 1000 including a susceptor 1010 that can be heated by electromagnetic induction.

본 발명의 에어로졸 발생장치(1)는 내부에 적어도 하나의 다른 구성요소를 수용하며, 사용자가 파지 가능한 크기의 케이스(110), 서셉터 구조체(1000)의 적어도 일부가 수용되는 제1 수용부(120), 상기 제1 수용부(120) 주변에 형성되며 수용되는 서셉터 구조체(1000)의 서셉터(1010)를 가열하기 위한 전자기 유도 코일(300), 및 적어도 전자기 유도 코일(300)에 대한 전압 인가를 제어하기 위한 제어부(200)를 포함할 수 있다. 또한 에어로졸 발생장치(1)를 동작시키기 위한 다른 공지된 요소도 포함될 수 있다. 예를 들어, 버튼이나 LED 등의 사용자 인터페이스와 상기 구성요소들에 전력을 공급하기 위한 배터리(400) 등이 포함될 수 있으나, 당업자가 충분히 예상 가능한 공지된 구성요소들에 대한 상세한 도시와 설명은 생략한다.The aerosol generating device 1 of the present invention accommodates at least one other component therein, includes a case 110 of a size that can be held by a user, and a first receiving portion in which at least a portion of the susceptor structure 1000 is accommodated ( 120), an electromagnetic induction coil 300 for heating the susceptor 1010 of the susceptor structure 1000 formed and accommodated around the first accommodating part 120, and at least the electromagnetic induction coil 300 It may include a control unit 200 for controlling voltage application. Other known elements for operating the aerosol generating device 1 may also be included. For example, a user interface such as a button or LED and a battery 400 for supplying power to the components may be included, but detailed illustrations and descriptions of known components that can be fully anticipated by those skilled in the art are omitted. do.

상기 케이스(110)는 강도를 갖는 소재로 형성되어 그 내부에 다른 구성요소들을 수용하고 보호할 수 있다. 케이스(110)의 상측에는 상단 방향으로 개방된 중공의 형태로서 제1 수용부(120)가 형성된다. 상기 제1 수용부(120)는 서셉터 구조체(1000)의 일부를 수용하며 장착할 수 있다. 서셉터 구조체(1000)는 유도가열되기 위한 서셉터(1010)를 포함하며, 에어로졸 발생장치(1)에 결합 또는 수용되어, 궁극적으로 에어로졸을 발생시킬 수 있는 구조체로서 다양한 실시예를 포함할 수 있다. 예를 들어, 서셉터 구조체(1000)는 서셉터(1010)를 포함하는 에어로졸 생성 기재일 수 있고, 또는 에어로졸 생성 기재를 수용할 수 있는, 또한 서셉터(1010)를 포함하는 궐련과 같은 것일 수 있다.The case 110 is made of a strong material and can accommodate and protect other components therein. A first receiving portion 120 is formed on the upper side of the case 110 in the form of a hollow opening toward the top. The first receiving portion 120 accommodates a portion of the susceptor structure 1000 and can be mounted. The susceptor structure 1000 includes a susceptor 1010 for induction heating, is coupled to or accommodated in the aerosol generating device 1, and is a structure capable of ultimately generating an aerosol and may include various embodiments. . For example, the susceptor structure 1000 can be an aerosol-generating substrate that includes a susceptor 1010, or can be something like a cigarette that can accommodate an aerosol-generating substrate and also includes a susceptor 1010. there is.

상기 제1 수용부(120) 주변에는 전자기 유도 코일(300)이 설치될 수 있으며, 제1 수용부(120)를 감싸는 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 전자기 유도 코일(300)은 제어부(200)와 연결되어 제1 수용부(120)에서 감지된 장착물이 정상적인 서셉터 구조체(1000)인지 여부를 감지하기 위한 유도형 근접 센서로 기능할 수 있다.An electromagnetic induction coil 300 may be installed around the first accommodating part 120, and is preferably formed in a structure surrounding the first accommodating part 120. The electromagnetic induction coil 300 is connected to the control unit 200 and may function as an inductive proximity sensor for detecting whether the attachment detected by the first accommodation unit 120 is a normal susceptor structure 1000.

한편, 상기 전자기 유도 코일(300)은 지름이 0.01㎜ 내지 0.3㎜인 선재로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전자기 유도 코일(300)의 권선 수는 20회 내지 100회인 것이 바람직하다. 전자기 유도 코일(300)은 단층 혹은 다층으로 권선될 수 있다. 전자기 유도 코일(300)은 제어부(200)로부터 전력을 공급받아 전류를 통과시키면서 상호 전자기력에 의하여 에어로졸 발생장치(1)에 장착된 서셉터 구조체(1000)의 서셉터(1010)가 발열할 수 있고, 궁극적으로 서셉터(1010)는 에어로졸 형성 기질을 가열하여 에어로졸을 발생시킨다.Meanwhile, the electromagnetic induction coil 300 is preferably formed of a wire with a diameter of 0.01 mm to 0.3 mm. Additionally, the number of turns of the electromagnetic induction coil 300 is preferably 20 to 100. The electromagnetic induction coil 300 may be wound in a single layer or multiple layers. The electromagnetic induction coil 300 receives power from the control unit 200 and passes a current, and the susceptor 1010 of the susceptor structure 1000 mounted on the aerosol generator 1 can generate heat by mutual electromagnetic force. , Ultimately, the susceptor 1010 heats the aerosol-forming substrate to generate an aerosol.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액상 카트리지를 수용할 수 있는 에어로졸 발생장치의 내부 구조를 설명하기 위해 개념적으로 나타낸 단면도이다.Figures 2 and 3 are cross-sectional views conceptually shown to explain the internal structure of an aerosol generating device capable of accommodating a liquid cartridge according to an embodiment of the present invention.

도 2와 도 3에서, 에어로졸 발생장치(1)는 케이스(110)의 내부에 형성된 제1 수용부(120) 내에 서셉터(510)가 내장된 액상 카트리지(500)가 장착될 수 있다. 상기 액상 카트리지(500)의 서셉터(510)는 상기 전자기 유도 코일(300)의 전압 인가에 따라 가열될 수 있다.2 and 3, the aerosol generating device 1 may be equipped with a liquid cartridge 500 with a susceptor 510 built into the first receiving portion 120 formed inside the case 110. The susceptor 510 of the liquid cartridge 500 may be heated according to the application of voltage to the electromagnetic induction coil 300.

도 1과 비교하여서는, 서셉터(510)가 내장된 액상 카트리지(500)를 수용하는 제1 수용부(120)가 케이스(110) 아래 쪽에 형성되고, 제1 수용부(120)의 위 쪽에 궐련(10)이 삽입되는 제2 수용부(121)가 형성되는 점에서 차이가 있다.Compared to FIG. 1, a first accommodating part 120 accommodating the liquid cartridge 500 with a built-in susceptor 510 is formed below the case 110, and a cigarette is placed above the first accommodating part 120. There is a difference in that the second receiving portion 121 into which (10) is inserted is formed.

또한, 상기 제1 수용부(120)와 제2 수용부(121)를 연통되게 하여 기체나 에어로졸이 통과할 수 있도록 연통부(122)가 형성될 수 있다.Additionally, a communication part 122 may be formed to communicate with the first accommodating part 120 and the second accommodating part 121 so that gas or aerosol can pass through.

그리고, 상기 케이스(110) 내에 액상 카트리지(500)를 수용할 때에는, 액상 카트리지(500)와는 별도로 제2 수용부(121)에 삽입되는 궐련(10)을 가열할 수 있도록 히터(600)가 구비될 수 있다. 이에, 상기 전자기 유도 코일(300)의 전압 인가에 따라 서셉터(510)가 가열되어 액상 카트리지(500) 내의 액상이 기화되고, 상기 히터(600)에 전압을 인가시킴에 따라 히터(600)에 의해 궐련(10)이 가열됨으로써 사용자는 액상 카트리지(500) 내의 액상으로부터 기화되는 물질과 궐련(10)에서 기화되는 물질이 모두 포함된 에어로졸을 흡입할 수 있게 된다.In addition, when the liquid cartridge 500 is accommodated in the case 110, a heater 600 is provided to heat the cigarette 10 inserted into the second receiving portion 121 separately from the liquid cartridge 500. It can be. Accordingly, as the voltage is applied to the electromagnetic induction coil 300, the susceptor 510 is heated to vaporize the liquid in the liquid cartridge 500, and as the voltage is applied to the heater 600, the heater 600 As the cigarette 10 is heated, the user can inhale an aerosol containing both the substance vaporized from the liquid phase in the liquid cartridge 500 and the substance vaporized in the cigarette 10.

이때, 상기 히터(600)는 면형 필름 히터, 그래핀 히터, 인덕션 히터, 봉침형 히터, 블레이드형 히터 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.At this time, the heater 600 may be made of at least one of a planar film heater, a graphene heater, an induction heater, a needle-type heater, and a blade-type heater.

한편, 상기 액상 카트리지(500)의 하부에는, 상기 제1 수용부(120) 내로 액상 카트리지(500)를 장착시키거나 교체할 수 있도록 케이스(110)에 끼워지는 커버(700)가 연결될 수 있다.Meanwhile, a cover 700 that fits into the case 110 may be connected to the lower part of the liquid cartridge 500 so that the liquid cartridge 500 can be mounted or replaced in the first receiving portion 120.

상기 제어부(200)는 예를 들어 마이크로프로세서로서, 전자기 유도 코일(300)로 공급되는 전력을 제어하여, 장착된 서셉터 구조체(1000)의 서셉터(1010) 또는 액상 카트리지(500)에 내장된 서셉터(510)의 발열을 제어할 수 있으며, 이로써 에어로졸 발생장치(1)의 에어로졸 발생을 제어할 수 있다. 또한 전자기 유도 코일(300)의 인덕턴스 값을 측정하여, 제1 수용부(120)에서 감지된 장착물이 정상적인 서셉터 구조체(1000) 또는 액상 카트리지(500)인지 여부를 감지할 수 있다.The control unit 200 is, for example, a microprocessor, and controls the power supplied to the electromagnetic induction coil 300, installed in the susceptor 1010 of the mounted susceptor structure 1000 or the liquid cartridge 500. The heat generation of the susceptor 510 can be controlled, and thus the aerosol generation of the aerosol generating device 1 can be controlled. Additionally, by measuring the inductance value of the electromagnetic induction coil 300, it is possible to detect whether the attachment detected in the first receiving part 120 is a normal susceptor structure 1000 or a liquid cartridge 500.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에어로졸 발생 장치(1)의 제어부(200)가 수행하는 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.Figure 4 is a flowchart for explaining a control method performed by the control unit 200 of the aerosol generating device 1 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에서, 에어로졸 발생장치(1)에 전원이 인가되면 제어부(200)는 정상 판단 과정을 수행할 수 있다. 정상 판단 과정은 또한 사용자의 버튼 입력으로 실행될 수도 있다. 또한 제어부(200)의 자동적인 판단에 의하여 실행될 수도 있다. 예를 들어, 제어부(200)는 별도의 종래 기술의 근접센서 또는 접촉센서를 이용하여 서셉터 구조체(1000) 또는 액상 카트리지(500)의 장착을 감지하고, 그 장착이 감지되면 자동적으로 정상 판단 과정을 수행할 수 있다.In an embodiment of the present invention, when power is applied to the aerosol generating device 1, the control unit 200 may perform a normal determination process. The normal determination process can also be executed with a button input from the user. Additionally, it may be executed based on the automatic judgment of the control unit 200. For example, the control unit 200 detects the installation of the susceptor structure 1000 or the liquid cartridge 500 using a separate proximity sensor or contact sensor of the prior art, and automatically performs a normal judgment process when the installation is detected. can be performed.

상기 정상 판단 과정은, 먼저, 제어부(200)가 전자기 유도 코일(300)에 전압을 인가한다(S110 단계). 예를 들어, 제어부(200)는 전자기 유도 코일(300)에 전압을 PWM(펄스 폭 변조) 신호로 인가할 수 있다. 바람직하게 제어부(200)가 전자기 유도 코일(300)로 인가하는 전압은 20 kHz 내지 1 MHz의 주파수를 갖는 PWM 신호이다. 다음으로 제어부(200)는 상기의 전압 인가에 따른 전자기 유도 코일(300)의 인덕턴스 값을 측정한다(S120 단계).In the normal determination process, first, the control unit 200 applies voltage to the electromagnetic induction coil 300 (step S110). For example, the control unit 200 may apply voltage to the electromagnetic induction coil 300 as a PWM (pulse width modulation) signal. Preferably, the voltage applied by the control unit 200 to the electromagnetic induction coil 300 is a PWM signal with a frequency of 20 kHz to 1 MHz. Next, the control unit 200 measures the inductance value of the electromagnetic induction coil 300 according to the voltage application (step S120).

그리고, 상기 제어부(200)가 측정한 인덕턴스 값이 미리 정의된 정상 범위 내의 값인지 판단하여 제어부(200)는 서셉터 구조체(1000) 또는 액상 카트리지(500)가 정상적으로 장착된 것인지를 판단한다.(S130 단계).Additionally, the control unit 200 determines whether the inductance value measured by the control unit 200 is within a predefined normal range and determines whether the susceptor structure 1000 or the liquid cartridge 500 is normally mounted. ( Step S130).

즉, 에어로졸 발생장치(1)에 장착되어 사용 가능한 여러 실시예의 서셉터 구조체(1000) 또는 액상 카트리지(500)의 고유의 투자율에 따른 전자기 유도 코일(300)의 인덕턴스 값을 사전에 실험을 통하여 측정하고, 이를 정상 수치 내지 정상 범위로 정의하며, S120 단계에서 감지한 인덕턴스 값이 정의된 정상 범위 내인지 여부를 통하여 제어부(200)는 수용부(120)에 정상 작동이 가능한 서셉터 구조체(1000) 또는 액상 카트리지(500)가 장착됐는지 감지할 수 있다.That is, the inductance value of the electromagnetic induction coil 300 according to the inherent permeability of the susceptor structure 1000 or the liquid cartridge 500 of various embodiments that can be used by being mounted on the aerosol generator 1 is measured in advance through experiment. This is defined as a normal value or a normal range, and the control unit 200 determines whether the inductance value detected in step S120 is within the defined normal range to provide a susceptor structure 1000 capable of normal operation in the receiving unit 120. Alternatively, it can be detected whether the liquid cartridge 500 is installed.

이후 제어부(200)는 정상 판단 과정에서의 판단 결과에 따라 전자기 유도 코일(300)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 정상 판단 과정의 판단 결과가 정상 범위 내로 판단된 경우, 전자기 유도 코일(300)에 대한 전압 인가를 지속하고, 사전에 정의된 에어로졸 발생을 위한 온도 프로파일을 추종하도록 전자기 유도 코일(300)을 제어할 수 있다(S140 단계). 이때, 상기 제어부(200)는 전자기 유도 코일(300)로 공급하는 PWM 신호를 조절하는 방식으로 서셉터(1010)의 발열 온도를 제어할 수 있다. 사용자는 이렇게 서셉터(1010)를 통한 에어로졸 기질의 가열로 발생하는 에어로졸을 흡입할 수 있게 된다.Thereafter, the control unit 200 may control the electromagnetic induction coil 300 according to the determination result in the normal determination process. For example, if the judgment result of the normal judgment process is determined to be within the normal range, the application of voltage to the electromagnetic induction coil 300 is continued and the electromagnetic induction coil 300 is used to follow a predefined temperature profile for aerosol generation. ) can be controlled (step S140). At this time, the control unit 200 can control the heating temperature of the susceptor 1010 by adjusting the PWM signal supplied to the electromagnetic induction coil 300. The user can inhale the aerosol generated by heating the aerosol substrate through the susceptor 1010.

반면, 정상 판단 과정의 판단 결과가 정상 범위 외인 것으로 판단된 경우, S110 단계부터 전자기 유도 코일(300)로 인가하던 전압을 차단할 수 있다.(S150 단계).On the other hand, if the judgment result of the normal determination process is determined to be outside the normal range, the voltage applied to the electromagnetic induction coil 300 can be blocked from step S110 (step S150).

이와 같은 제어부(200)의 제어 방법을 통하여, 에어로졸 발생장치(1)의 의도치 않은 작동, 예를 들어, 전원 버튼이 잘못 눌려져 작동하는 경우 또는 제1 수용부(120)로 이물질이 삽입되어 자동으로 작동하는 경우 등의 오작동을 방지할 수 있다. 이로써 화상이나 화재를 방지하며, 배터리(400)의 불필요한 소모를 방지할 수 있다.Through this control method of the control unit 200, unintended operation of the aerosol generating device 1, for example, when the power button is pressed incorrectly, or when a foreign substance is inserted into the first receiving part 120 causes automatic operation. It is possible to prevent malfunctions, such as when operating with . This prevents burns or fires and prevents unnecessary consumption of the battery 400.

또한, 정상 판단 과정(S110 단계 내지 S130 단계)을 수행하여 전자기 유도 코일(300)의 인덕턴스 값이 정상 범위 내이면서 상기 제2 수용부(121)에 궐련(10)이 삽입된 상태일 때, 상기 전자기 유도 코일(300)에 전압을 인가(S140 단계)하고, 아울러 궐련(10)을 가열하기 위한 히터(600)에도 전압을 인가할 수 있다.(S160 단계)In addition, when the normal determination process (step S110 to step S130) is performed and the inductance value of the electromagnetic induction coil 300 is within the normal range and the cigarette 10 is inserted into the second receiving portion 121, the Voltage can be applied to the electromagnetic induction coil 300 (step S140), and voltage can also be applied to the heater 600 for heating the cigarette 10 (step S160).

상기 전자기 유도 코일(300)은 제어부(200)와 연결되며 유도형 근접 센서로 기능한다. 따라서, S120 단계에서 제어부(200)가 수행하는 인덕턴스 값의 측정은 종래의 유도형 근접 센서의 측정 방식을 사용할 수 있다. 즉, 상기 제1 수용부(120)에 장착되는 서셉터 구조체(1000)의 서셉터(1010) 또는 액상 카트리지(500)의 서셉터(510)의 고유의 투자율에 따라 제어부(200)가 전자기 유도 코일(300)에 PWM 신호로 인가하는 전압에 대한 응답이 달라지므로 이 응답의 변화량을 토대로 인덕턴스 값을 추정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(200)가 전자기 유도 코일(300)에 PWM 신호로 전압을 인가하고, 인가한 PWM 신호가 전자기 유도 코일(300)을 통과한 후 나온 뒤의 응답을 전압 센서나 전류 센서 등으로 측정 후 다시 제어부(200)가 인식할 수 있도록 ADC(Analog-to-digital converter)로 변환하여 그 변화량을 측정하는 것으로 간접적으로 인덕턴스의 값을 측정할 수 있다.The electromagnetic induction coil 300 is connected to the control unit 200 and functions as an inductive proximity sensor. Therefore, the measurement of the inductance value performed by the control unit 200 in step S120 can use the measurement method of a conventional inductive proximity sensor. That is, the control unit 200 generates electromagnetic induction according to the inherent permeability of the susceptor 1010 of the susceptor structure 1000 or the susceptor 510 of the liquid cartridge 500 mounted on the first accommodating part 120. Since the response to the voltage applied to the coil 300 as a PWM signal varies, the inductance value can be estimated based on the amount of change in this response. For example, the control unit 200 applies a voltage as a PWM signal to the electromagnetic induction coil 300, and the response after the applied PWM signal passes through the electromagnetic induction coil 300 is measured by a voltage sensor or current sensor, etc. The value of the inductance can be measured indirectly by converting it to an analog-to-digital converter (ADC) and measuring the change so that the control unit 200 can recognize it.

상기한 설명에서와 같이 본 발명은 에어로졸 발생장치(1)의 작동에 앞서, 제어부(200)가 전자기 유도 코일(300)에 전압을 인가하여 전자기 유도 센싱의 방법으로 올바른 서셉터 구조체(1000) 또는 액상 카트리지(500)가 장착되었는지를 판단한 후, 올바른 서셉터 구조체(1000) 또는 액상 카트리지(500)가 장착되지 않은 것으로 판단한 경우, 전자기 유도 코일(300)로의 전력 공급을 차단하여 화상이나 화재, 전력 낭비를 막을 수 있다As described above, in the present invention, prior to operating the aerosol generating device 1, the control unit 200 applies a voltage to the electromagnetic induction coil 300 to generate the correct susceptor structure 1000 or After determining whether the liquid cartridge 500 is installed, if it is determined that the correct susceptor structure 1000 or liquid cartridge 500 is not installed, the power supply to the electromagnetic induction coil 300 is cut off to prevent burns, fire, or power failure. Waste can be prevented

이상과 같이 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상과 필수적 특징을 유지한 채로 다른 형태로도 실시될 수 있음을 인지할 수 있을 것이다. Although the present invention has been described as above, those skilled in the art will recognize that it can be implemented in other forms while maintaining the technical idea and essential features of the present invention. .

본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 의하여 규정될 것이지만, 특허청구범위 기재사항으로부터 직접적으로 도출되는 구성은 물론 그와 등가인 구성으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of rights of the present invention will be defined by the scope of the patent claims, but not only the configurations directly derived from the claims, but also all changes or modified forms derived from the equivalent configurations are also included in the scope of the rights of the present invention. It should be interpreted as being

1 : 에어로졸 발생장치 110 : 케이스
120 : 제1 수용부 121 : 제2 수용부
122 : 연통부 200 : 제어부
300 : 전자기 유도 코일 400 : 배터리
500 : 액상 카트리지 510, 1010 : 서셉터
600 : 히터 700 : 커버
1000 : 서셉터 구조체1: Aerosol generator 110: Case
120: first accommodating part 121: second accommodating part
122: communication part 200: control part
300: electromagnetic induction coil 400: battery
500: liquid cartridge 510, 1010: susceptor
600: Heater 700: Cover
1000: Susceptor structure

Claims (6)

에어로졸 발생장치에 있어서,
서셉터를 갖는 적어도 하나의 다른 구성요소가 외부로부터 삽입되어 수용되는 제1 수용부를 포함하는 케이스;
상기 제1 수용부 주변에 형성되어 상기 서셉터를 가열하기 위한 전자기 유도 코일; 및
상기 전자기 유도 코일에 대한 전압 인가를 제어하기 위한 제어부;
를 포함하되,
상기 제어부는 정상 판단 과정을 수행하고,
상기 정상 판단 과정은,
상기 전자기 유도 코일로 전압을 인가하는 단계와,
상기 전자기 유도 코일의 인덕턴스 값을 측정하는 단계와,
상기 측정된 인덕턴스 값이 미리 정의된 정상 범위 내의 값인지 판단하는 단계를 포함하며,
상기 정상 판단 과정의 판단 결과에 따라 상기 전자기 유도 코일에 대한 전압 인가를 제어하는, 오작동이 방지되는 에어로졸 발생장치.
In the aerosol generating device,
A case including a first receiving portion into which at least one other component having a susceptor is inserted and received from the outside;
an electromagnetic induction coil formed around the first accommodating part to heat the susceptor; and
a control unit for controlling voltage application to the electromagnetic induction coil;
Including,
The control unit performs a normal judgment process,
The normal judgment process is,
applying a voltage to the electromagnetic induction coil;
measuring the inductance value of the electromagnetic induction coil;
It includes determining whether the measured inductance value is within a predefined normal range,
An aerosol generating device that prevents malfunction, controlling voltage application to the electromagnetic induction coil according to the judgment result of the normal judgment process.
 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 정상 판단 과정의 판단 결과 인덕턴스 값이 미리 정의된 정상 범위를 벗어난 것이면 상기 전자기 유도 코일로 인가하는 전압을 차단하는, 오작동이 방지되는 에어로졸 발생장치.
According to claim 1,
The control unit,
An aerosol generating device that prevents malfunctions by blocking the voltage applied to the electromagnetic induction coil if the inductance value is outside a predefined normal range as a result of the normal judgment process.
 제 1 항에 있어서,
상기 서셉터를 갖는 적어도 하나의 다른 구성요소는 서셉터 구조체 또는 서셉터가 내장된 액상 카트리지를 포함하는, 오작동이 방지되는 에어로졸 발생장치.
According to claim 1,
At least one other component having the susceptor includes a susceptor structure or a liquid cartridge with a built-in susceptor.
 제 3 항에 있어서,
에어로졸 발생장치가 상기 서셉터가 내장된 액상 카트리지를 사용하는 경우, 케이스는 외부로부터 삽입되는 궐련을 수용할 수 있는 제2 수용부 및 상기 제1 수용부와 상기 제2 수용부 사이에 기체나 에어로졸이 통과할 수 있도록 형성된 연통부를 더 포함하고,
상기 서셉터가 내장된 액상 카트리지는 상기 제1 수용부에 수용되며,
상기 제2 수용부에 삽입된 궐련의 적어도 일부를 가열할 수 있는 히터를 더 포함하는, 오작동이 방지되는 에어로졸 발생장치.
According to claim 3,
When the aerosol generating device uses a liquid cartridge with a built-in susceptor, the case has a second accommodating part that can accommodate a cigarette inserted from the outside, and a gas or aerosol space between the first accommodating part and the second accommodating part. Further comprising a communication portion formed to allow the passage,
The liquid cartridge containing the susceptor is accommodated in the first receiving portion,
An aerosol generating device that prevents malfunction, further comprising a heater capable of heating at least a portion of the cigarette inserted into the second receiving portion.
 제 4 항에 있어서,
상기 히터는, 면형 필름 히터, 그래핀 히터, 인덕션 히터, 봉침형 히터, 블레이드형 히터 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 오작동이 방지되는 에어로졸 발생장치.
According to claim 4,
The heater is an aerosol generating device that prevents malfunction, including at least one of a planar film heater, a graphene heater, an induction heater, a needle-type heater, and a blade-type heater.
 제 4 항에 있어서,
상기 정상 판단 과정은 상기 제2 수용부에의 궐련 삽입 여부를 더 판단하여, 상기 인덕턴스 값이 정상 범위 내이면서 상기 제2 수용부에 궐련이 삽입된 상태일 때 상기 전자기 유도 코일 및 상기 히터에 전압을 인가하는, 오작동이 방지되는 에어로졸 발생장치.According to claim 4,
The normal determination process further determines whether a cigarette is inserted into the second accommodating portion, and when the inductance value is within a normal range and a cigarette is inserted into the second accommodating portion, a voltage is applied to the electromagnetic induction coil and the heater. An aerosol generating device that prevents malfunction.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210134921A (en) 2019-02-28 2021-11-11 필립모리스 프로덕츠 에스.에이. Induction heating aerosol-forming rods and forming devices for use in the manufacture of such rods
KR102343350B1 (en) 2019-10-14 2021-12-24 주식회사 케이티앤지 Aerosol generating article comprising multiple susceptors

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