KR20240008029A - 에어로졸 발생 장치 - Google Patents

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KR20240008029A KR1020220084858A KR20220084858A KR20240008029A KR 20240008029 A KR20240008029 A KR 20240008029A KR 1020220084858 A KR1020220084858 A KR 1020220084858A KR 20220084858 A KR20220084858 A KR 20220084858A KR 20240008029 A KR20240008029 A KR 20240008029A
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김준희
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주식회사 이엠텍
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Abstract

실시예는 에어로졸 발생 장치에 관한 것으로서, 특히 사용자 퍼프에 연관된 인자들을 반영하여 다음 퍼프의 목표 온도를 조절하는 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다.
실시예인 에어로졸 발생 장치는 가열 공간과, 가열 공간과 외부 공간을 연통시키는 기류 패스를 구비하는 케이스와, 가열 공간 내에 삽입되는 에어로졸 형성 물품을 가열하는 가열부와, 가열 공간이나 가열부의 온도를 감지하여 온도 감지값을 제어부에 인가하는 온도 센서와, 목표 온도를 포함하는 온도 프로파일과 온도 감지값에 따라서 가열부를 제어하여 에어로졸 형성 물품의 에어로졸 형성 기재를 가열시켜 에어로졸을 발생시키되, 사용자 퍼프에 연관된 인자를 반영하여 다음 퍼프의 목표 온도를 조절하는 프로세서를 포함한다.

Description

에어로졸 발생 장치{AEROSOL GENERATING APPARATUS}
실시예는 에어로졸 발생 장치에 관한 것으로서, 특히 사용자 퍼프에 연관된 인자들을 반영하여 다음 퍼프의 목표 온도를 조절하는 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다.
에어로졸은 대기 중에 부유상태로 존재하는 액체 또는 고체의 작은 입자로 보통 0.001 ~ 1.0 ㎛의 크기를 갖는다. 특히 여러 종류의 궐련형 에어로졸 발생 물품으로부터 유래하는 에어로졸을 사람이 흡입하는 경우가 있다. 예를 들어 궐련형 통상의 담배를 선호하는 수요자들의 요구에 따라, 통상의 담배의 필터부와, 궐련부의 모양을 갖는 전자 담배도 제안되고 있는데, 이 전자 담배는 궐련부에 포함된 흡입물질을 전자히터로 기화시키면 통상의 담배와 동등한 구성을 갖는 필터부를 통해 사용자가 흡입하는 구성을 갖는다. 도 1은 종래 기술에 따른 에어로졸 발생 장치의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 에어로졸 발생 장치(100)에는 궐련형 에어로졸 발생 물품(10)이 삽입되는 공동(20)이 구비되며, 에어로졸 발생 장치(100)에 삽입된 궐련형 에어로졸 발생 물품(10)을 가열하여 에어로졸을 발생시키기 위해 예를 들어 공동(20) 외주에는 파이프 형태의 히터(30)가 구비된다. 또한, 에어로졸 발생 장치(100)에는 히터(30)에 전력을 공급하기 위한 배터리(40)와, 이 배터리(40)로부터 히터(30)에 공급되는 전력을 제어하도록 구성된 제어부(50)를 포함한다. 상술한 종래 기술에서는 제어부(50)의 제어에 의해 배터리(40)로부터 히터(30)에 전력을 공급하여 히터(30)에서 발생하는 열에 의해 궐련형 에어로졸 발생 물품(10)이 가열되어 궐련형 에어로졸 발생 물품(10) 내의 에어로졸 발생 기질로부터 에어로졸이 발생한다.
히터(30)는 에어로졸 발생 장치(100)에 있어서 사용자 경험과 직결되는 핵심 요소로서, 히터(30)의 개선된 제어 방법은 에어로졸 발생 장치(100)의 품질에 다양한 방면에서 영향을 줄 수 있다. 먼저 히터(30)의 온도는 에어로졸 발생의 정도와 사용자가 흡입 시 느끼는 맛과 향, 연무량 등과 연관된다. 특히 히터(30)의 온도를 조절하여 연무량(에어로졸 배출량)이 일정하게 유지되도록 하는 점이 중요하다.
종래 기술인 대한민국 등록공보 제10-2131278호와 제10-2183093호, 대한민국 공개공보 제10-2021-0091291호에서는 듀티 제어를 통하여 전력 소모를 최적화하는 몇 가지 방법에 대하여 개시하고 있으나 이를 더욱 개선할 필요가 있다.
실시예는 사용자 퍼프에 연관된 인자들을 반영하여 다음 퍼프의 목표 온도를 조절하는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예인 에어로졸 발생 장치는 가열 공간과, 가열 공간과 외부 공간을 연통시키는 기류 패스를 구비하는 케이스와, 가열 공간 내에 삽입되는 에어로졸 형성 물품을 가열하는 가열부와, 가열 공간이나 가열부의 온도를 감지하여 온도 감지값을 제어부에 인가하는 온도 센서와, 목표 온도를 포함하는 온도 프로파일과 온도 감지값에 따라서 가열부를 제어하여 에어로졸 형성 물품의 에어로졸 형성 기재를 가열시켜 에어로졸을 발생시키되, 사용자 퍼프에 연관된 인자를 반영하여 다음 퍼프의 목표 온도를 조절하는 프로세서를 포함한다.
또한, 사용자 퍼프에 연관된 인자는 에어로졸 형성 기재의 잔량과, 기류 패스 내의 압력 감지값과, 가열 공간이나 가열부의 온도 감지값과, 기준 퍼프 횟수의 가변 중의 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 형성 기재의 잔량을 감지하여 잔량 감지값을 프로세서에 인가하는 잔량 감지부를 구비하고, 프로세서는 인가된 잔량 감지값이 기준 잔량 이상인 경우에는 목표 온도를 하강시키고, 인가된 잔량 감지값이 기준 잔량 미만인 경우에는 목표 온도를 상승시키는 것이 바람직하다.
또한, 에어로졸 발생 장치는 기류 패스 내의 압력을 감지하여 압력 감지값을 프로세서에 인가하는 압력 센서를 구비하고, 프로세서는 인가된 압력 감지값을 기준으로 하여 에어로졸 형성 기재의 잔량을 산정하고, 산정된 잔량이 기준 잔량 이상인 경우에는 목표 온도를 하강시키고, 산정된 잔량이 기준 잔량 미만인 경우에는 목표 온도를 상승시키는 것이 바람직하다.
또한, 프로세서는 인가된 압력 감지값의 변화 영역의 적분값이나 극값을 기준으로 하여 에어로졸 형성 기재의 잔량을 산정하는 것이 바람직하다.
또한, 에어로졸 발생 장치는 온도 감지값의 변화를 이용하여 에어로졸 형성 기재의 잔량을 산정하고, 산정된 잔량이 기준 잔량 이상인 경우에는 목표 온도를 하강시키고, 산정된 잔량이 기준 잔량 미만인 경우에는 목표 온도를 상승시키는 것이 바람직하다.
또한, 에어로졸 발생 장치는 사용자로부터 기본 퍼프 횟수에 대한 가변 입력을 획득하여 프로세서에 인가하는 입력부를 구비하고, 프로세서는 기본 퍼프 횟수가 감소된 경우에는, 목표 온도를 상승시키고, 기본 퍼프 횟수가 증가된 경우에는, 목표 온도를 하강시키는 것이 바람직하다.
또한, 프로세서는 에어로졸 형성 기재의 잔량이 있는 경우, 가열부의 가열 동작을 수행하는 것이 바람직하다.
실시예는 사용자 퍼프에 연관된 인자들을 반영하여 목표 온도를 조절하여, 연무량이 일정하기 유지되도록 하거나 증가시키는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 에어로졸 발생 장치의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치의 제어 구성도이다.
도 3은 도 2의 에어로졸 발생 장치에서의 온도 그래프이다.
도 4는 도 2의 에어로졸 발생 장치에서의 압력 그래프이다.
이하에서, 실시예들은 도면을 통하여 상세하게 설명된다. 그러나, 이는 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 설명되는 실시예들은 그 실시예들의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
실시예에서, 에어로졸 형성 물품은 일련의 적층 구조인 필터부와, 냉각부와, 에어로졸 형성 기재층(예를 들면, 각초, 향료, 니코틴, VG(식물성 글리세린), PG(프로필렌 글리콜) 등 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 혼합 물질임)을 포함한다. 또한, 에어로졸 형성 물품은 필터부와 냉각부 및 에어로졸 형성 기재층의 외측면을 둘러 감싸는 랩핑부를 포함하여 구성된다. 에어로졸 형성 물품은 종래의 전자담배용 궐련, 필터 등을 포함한다.
실시예에 따른 에어로졸 발생 장치는 상측이 개방되어 에어로졸 형성 물품이 삽입되거나 분리되는 삽입 공간이 형성된 케이스와, 케이스에 장착되어 삽입 공간의 일부분(가열 공간) 내에 가열을 수행하는 가열부를 포함하여 구성된다. 케이스는 삽입 공간 및 가열 공간의 저면 또는 측면과 외부 공간을 연통하도록 하는 기류 패스를 구비한다. 가열 공간 및 삽입 공간으로 에어로졸 형성 물품이 삽입되거나 분리 이탈된다.
도 2는 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치의 제어 구성도이다.
에어로졸 발생 장치(200)는 사용자로부터의 입력(예를 들면, 전원 온/오프, 기준 퍼프 횟수의 설정 등)을 획득하여 프로세서(290)에 인가하는 입력부(210)와, 프로세서(290)로부터의 정보(예를 들면, 전원 상태 등)을 인가 받아 표시하는 표시부(220)와, 충전 가능한 배터리를 구비하여 전원을 전원 공급부(240)와 프로세서(290) 등에 공급하는 전원부(230)와, 전원부(230)로부터 전원을 공급 받아 프로세서(290)의 제어에 의해 가열부(270)로 공급하거나 공급 차단하는 전원 공급부(예를 들면, FET 등)(240)와, 케이스의 기류 패스 상에 장착되어 사용자의 퍼프에 의해 변화되는 기류 패스 내의 압력을 감지하여 압력 감지값을 프로세서(290)에 인가하는 흡입 센서(250)와, 가열 공간이나 가열부(270)의 온도를 감지하여 온도 감지값을 프로세서(290)에 인가하는 온도 센서(252)와, 에어로졸 형성 물품 내의 에어로졸 형성 기재의 잔량을 감지하여, 잔량 감지값을 생성하여 프로세서(290)에 인가하는 잔량 감지부(260)와, 전원 공급부(240)로부터 전원을 공급 받아 저항 가열이나 유도 가열 방식에 의해 열 에너지를 생성하여 가열 공간으로 전달하거나 확산시키는 가열부(270)와, 상술된 구성요소들을 제어하여 에어로졸 형성 물품에 대한 가열 동작을 수행하여 에어로졸 발생 기능을 수행하며, 사용자 퍼프에 연관된 인자들을 반영하여 다음 퍼프의 목표 온도를 조절하도록 전원 공급부(240)를 제어하는 에어로졸 발생 기능을 수행하는 프로세서(290) 등을 포함하여 구성된다. 다만, 입력부(210)와, 표시부(220)와, 전원부(230)와, 전원 공급부(240)와, 압력 센서(250)와, 온도 센서(252) 및 가열부(270) 등은 본 실시예가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 인식되는 기술에 해당하여, 그 상세한 설명이 생략된다. 에어로졸 발생 장치(200)의 제어 장치는 케이스에 장착된다.
잔량 감지부(260)는 가열 공간에 삽입된 에어로졸 형성 물품 내의 에어로졸 형성 기재의 현재 양인 잔량을 감지하는 것으로 다양한 방법으로 감지할 수 있다. 가열 동작이 수행되기 이전의 에어로졸 형성 기재의 초기 양은 프로세서(290)나 잔량 감지부(260)에 저장된 상태이고, 잔량 감지부(260)는 예를 들면, 에어로졸 형성 물품의 무게나 중량의 변화에 따라서 초기 양으로부터 잔량을 감지하거나, 배출되는 에어로졸량인 연무량을 영상이나 광학적 방법으로 측정하여 초기 양으로부터 배출된 연무량을 차감하여 잔량을 감지할 수 있다. 잔량 감지부(260)는 잔량 감지값을 프로세서(290)에 인가하고, 프로세서(290)는 에어로졸 형성 기재의 초기 양에서 잔량 감지값을 차감하여, 현재까지의 배출된 총 연무량을 산정할 수도 있다.
프로세서(290)는 사용자 퍼프에 연관된 인자들을 반영하여 다음 퍼프나 퍼프들의 목표 온도를 조절하고, 조절된 목표 온도에 따라서 전원 공급부(240)를 제어하는 에어로졸 발생 기능을 수행하며, 하기에서 상세하게 기재된다.
본 실시예에서, 사용자 퍼프에 연관된 인자들은 에어로졸 발생 기능이 수행 중에 가변되는 인자들로, 에어로졸 형성 물품 내의 에어로졸 형성 기재의 양과, 압력 감지값과, 온도 감지값과, 1개(또는 1개피)의 에어로졸 형성 물품에 대한 기준 퍼프 횟수의 가변 등을 포함할 수 있다.
프로세서(290)는 1개의 에어로졸 형성 물품에 대한 에어로졸 발생 기능을 수행하기 위한 기본 온도 프로파일을 저장한다. 기본 온도 프로파일은 시간에 따른 목표 온도나 퍼프 회차에 따른 목표 온도 등을 포함한다. 또한, 프로세서(290)는 사용자 퍼프에 연관된 인자들에 따라서 기본 온도 프로파일의 목표 온도를 가변 제어할 수 있으며, 가변되는 목표 온도를 각 퍼프 회차에 대응시켜 가변 온도 프로파일을 저장한다. 가변 온도 프로파일은 예를 들면, 1회차 퍼프 및 예열 동작의 목표 온도는 300℃이고, 3회차 퍼프의 목표 온도는 258℃이고, 10회차 퍼프의 목표 온도는 252℃ 등을 포함한다.
또한, 프로세서(290)는 기본 온도 프로파일 및 가변 온도 프로파일의 목표 온도의 최고 온도값을 저장하며, 사용자 퍼프에 연관된 인자들에 따라서 최고 온도값을 가변시킬 수 있다. 이러한 과정도 하기에서 상세하게 기재된다.
먼저, 에어로졸 형성 기재의 양에 관련된 제어 과정이 설명된다.
프로세서(290)는 기본 온도 프로파일이나 가변 온도 프로파일에 포함된 목표 온도와 온도 감지값에 따라서 전원 공급부(240)를 제어하여 가열부(270)가 가열 동작을 수행하도록 하여 에어로졸 발생 기능을 수행한다.
프로세서(290)는 에어로졸 형성 기재의 잔량에 대한 기준 잔량을 저장한다. 프로세서(290)는 현재 퍼프 중에 또는 현재 퍼프의 종료 시에, 잔량 감지부(260)로부터의 잔량 감지값과 기준 잔량을 비교하여, 잔량 감지값이 기준 잔량 이상인 경우에는 다음 퍼프에서 기본 온도 프로파일의 목표 온도를 가변한다. 만약 잔량 감지값이 기준 잔량 이상이면, 프로세서(290)는 다음 퍼프에서 기본 온도 프로파일의 목표 온도를 기설정된 크기만큼 낮추도록 가변한다. 이렇게 목표 온도를 낮추더라도, 에어로졸 형성 기재의 잔량이 기준 잔량 이상일 경우에는 에어로졸의 배출량인 연무량이 충분하다. 다만, 만약 잔량 감지값이 기준 잔량 미만이면, 프로세서(290)는 다음 퍼프에서 또는 다음 퍼프부터 기본 온도 프로파일의 목표 온도를 기정된 크기만큼 상승시키도록 가변한다. 프로세서(290)는 가변된 목표 온도를 가변 온도 프로파일에 포함시켜 저장하고, 온도 센서(2520로부터의 온도 감지값에 따라서 전원 공급부(240)를 제어하되, 다음 퍼프에서 온도 감지값이 가변된 목표 온도에 도달되도록 한다.
프로세서(290)는 목표 온도를 가변하더라도 기설정된 최고 온도값 이하로 유지되도록 한다.
도 3은 도 2의 에어로졸 발생 장치에서의 온도 그래프이다. 도 3의 온도 그래프는 기본 온도 프로파일을 이용하여 프로세서(290)에 의해 수행되는 에어로졸 발생 기능의 수행 중의 온도 감지값을 나타낸다.
기본 온도 프로파일은 예를 들면, 예열 동작을 위한 목표 온도와, 예열 동작 이후의 목표 온도를 포함한다.
사용자가 퍼프를 수행하면, 기류 패스를 통하여 외부 공기가 유입된 이후에, 가열부(270)에 의해 발생된 에어로졸과 함께 배출되므로, 온도 감지값이 낮아졌다가 다시 상승하게 된다. 또한, 온도 감지값의 변화량은 배출되는 에어로졸의 양인 연무량과 관련이 있다. 프로세서(290)는 1회차 퍼프에 의한 온도 변화 영역(적색 빗금 영역)의 적분값과, 2회차 퍼프에 의한 온도 변화 영역(적색 빗금 영역)의 적분값과, 3회차 퍼프에 의한 온도 변화 영역(적색 빗금 영역)의 적분값을 각각 산정할 수 있다. 온도 변화 영역의 적분값은 목표 온도와 온도 감지값의 차이의 합값이다. 또한, 프로세서(290)는 각 퍼프 동안의 적분값에 대응하여 배출된 에어로졸의 양(연무량)을 산정하고, 이러한 연무량들을 합산하여 현재까지의 총 연무량을 산정할 수 있다. 또한, 프로세서(290)는 에어로졸 형성 기재의 초기 양에서 총 연무량을 차감하여 에어로졸 형성 기재의 잔량도 산정할 수 있다.
또한, 프로세서(14)는 기준 퍼프 횟수와, 에어로졸 형성 기재의 양으로부터 1회 퍼프 시의 배출되는 평균 연무량을 산정할 수 있으며, 이러한 평균 연무량을 기준으로 하여 다음 퍼프의 목표 온도를 가변할 수 있다.
프로세서(290)는 현재 퍼프의 종료 이후에, 현재 퍼프 동안의 온도 변화 영역의 적분값을 산정하고, 산정된 적분값에 대응하는 연무량이 평균 연무량보다 작으면 다음 퍼프의 목표 온도를 기설정된 크기만큼 상승시키고, 그렇지 않고 평균 연무량보다 작으면 다음 퍼프의 목표 온도를 기설정된 크기만큼 하강시킬 수 있다.
이러한 목표 온도의 가변을 통하여, 기준 퍼프 횟수의 마지막 퍼프에서도 평균 연무량에 근접한 연무량만큼의 에어로졸이 배출될 수 있도록 한다. 즉, 퍼프 시간이나 사용자의 흡연 방식에 다르더라도, 각 퍼프에서의 연무량이 균일하도록 하는 효과가 있다.
또는, 프로세서(290)는 상술된 바와 같이, 에어로졸 형성 기재의 잔량을 산정할 수 있다. 이러한 산정에 의해서, 만약 산정된 잔량이 기준 잔량 이상이면, 프로세서(290)는 다음 퍼프에서 기본 온도 프로파일의 목표 온도를 기설정된 크기만큼 낮추도록 가변한다. 이렇게 목표 온도를 낮추더라도, 에어로졸 형성 기재의 잔량이 기준 잔량 이상일 경우에는 에어로졸의 배출량인 연무량이 충분하다. 만약 산정된 잔량이 기준 잔량 미만이면, 프로세서(290)는 다음 퍼프에서 또는 다음 퍼프부터 기본 온도 프로파일의 목표 온도를 기설정된 크기만큼 상승시키도록 가변한다. 프로세서(290)는 가변된 목표 온도를 가변 온도 프로파일에 포함시켜 저장하고, 온도 센서(2520로부터의 온도 감지값에 따라서 전원 공급부(240)를 제어하되, 다음 퍼프에서 온도 감지값이 가변된 목표 온도에 도달되도록 할 수도 있다.
또한, 프로세서(290)는 목표 온도를 가변하더라도 기설정된 최고 온도값 이하로 유지되도록 한다.
도 4는 도 2의 에어로졸 발생 장치에서의 압력 그래프이다. 도 4의 압력 그래프는 기본 온도 프로파일을 이용하여 프로세서(290)에 의해 수행되는 에어로졸 발생 기능의 수행 중의 압력 감지값을 나타낸다.
사용자의 퍼프가 없는 경우에, 압력 감지값은 점선과 같이 일정한 초기 압력값을 지닌다. 사용자가 퍼프를 수행하면, 기류 패스를 통하여 외부 공기가 유입된 이후에, 가열부(270)에 의해 발생된 에어로졸과 함께 배출되므로, 압력 감지값이 낮아졌다가 다시 상승하게 된다. 프로세서(290)은 이러한 압력 감지값의 변화 상태로부터 퍼프의 시작과 종료를 확인할 수도 있다.
또한, 압력 감지값의 변화량은 배출되는 에어로졸의 양인 연무량과 관련이 있다. 프로세서(290)는 1회차 퍼프에 의한 압력 변화 영역(P1)의 적분값과, 2회차 퍼프에 의한 압력 변화 영역(P2)의 적분값과, 3회차 퍼프에 의한 압력 변화 영역(P3)의 적분값을 각각 산정할 수 있다. 압력 변화 영역의 적분값은 초기 압력값과 압력 감지값의 차이의 합값이다. 또한, 프로세서(290)는 이러한 적분값에 대응하여 배출된 에어로졸의 양(연무량)을 산정할 수 있으며, 또한, 에어로졸 형성 기재의 잔량도 산정할 수 있다.
또한, 프로세서(290)는 기준 퍼프 횟수와, 에어로졸 형성 기재의 양으로부터 1회 퍼프 시의 배출되는 평균 연무량을 산정할 수 있으며, 이러한 평균 연무량을 기준으로 하여 다음 퍼프의 목표 온도를 가변할 수 있다.
프로세서(290)는 현재 퍼프의 종료 이후에, 현재 퍼프 동안의 압력 변화 영역(P1)의 적분값을 산정하고, 산정된 적분값에 대응하는 연무량이 평균 연무량보다 작으면 다음 퍼프의 목표 온도를 기설정된 크기만큼 상승시키고, 그렇지 않고 평균 연무량보다 작으면 다음 퍼프의 목표 온도를 기설정된 크기만큼 하강시킬 수 있다.
이러한 목표 온도의 가변을 통하여, 기준 퍼프 횟수의 마지막 퍼프에서도 평균 연무량에 근접한 연무량만큼의 에어로졸이 배출될 수 있도록 한다. 즉, 퍼프 시간이나 사용자의 흡연 방식에 다르더라도, 각 퍼프에서의 연무량이 균일하도록 하는 효과가 있다.
또는, 프로세서(290)는 퍼프 마다의 압력 변화 영역의 적분값을 산정하여, 그에 대응하는 연무량을 산정하고, 산정된 연무량들을 합산하여 현재까지의 총 연무량을 산정하고, 이 총 연무량을 이용하여 에어로졸 형성 기재의 잔량을 산정할 수 있다. 이러한 산정에 의해서, 만약 산정된 잔량이 기준 잔량 이상이면, 프로세서(290)는 다음 퍼프에서 기본 온도 프로파일의 목표 온도를 기설정된 크기만큼 낮추도록 가변한다. 이렇게 목표 온도를 낮추더라도, 에어로졸 형성 기재의 잔량이 기준 잔량 이상일 경우에는 에어로졸의 배출량인 연무량이 충분하다. 만약 산정된 잔량이 기준 잔량 미만이면, 프로세서(290)는 다음 퍼프에서 또는 다음 퍼프부터 기본 온도 프로파일의 목표 온도를 기설정된 크기만큼 상승시키도록 가변한다. 프로세서(290)는 가변된 목표 온도를 가변 온도 프로파일에 포함시켜 저장하고, 온도 센서(2520로부터의 온도 감지값에 따라서 전원 공급부(240)를 제어하되, 다음 퍼프에서 온도 감지값이 가변된 목표 온도에 도달되도록 할 수도 있다.
또한, 프로세서(290)는 목표 온도를 가변하더라도 기설정된 최고 온도값 이하로 유지되도록 한다.
다른 실시예로, 퍼프의 목표 온도를 가변하는 조건으로 상술된 압력 변화 영역의 적분값 대신에 극값의 크기(절대값)가 적용될 수도 있다. 프로세서(290)는 압력 센서(250)로부터 압력 감지값을 인가 받아, 도 4의 압력 그래프와 같이, 저장하되, 각 퍼프 동안의 압력 감지값의 극값을 산정한다. 도 4에서는, 1회차 퍼프 동안의 극값은 (L1)이고, 2회차 퍼프 동안의 극값은 (L2)이고, 3회차 퍼프 동안의 극값은 (L3)으로 산정되거나 확인된다. 프로세서(290)는 극값의 크기(절대값)이 클수록 에어로졸의 연무량이 큰 것으로 판단하여 다음 퍼프의 목표 온도를 기설정된 크기만큼 하강시키고, 극값의 크기가 작을 수록 에어로졸의 연무량이 적은 것으로 판단하여 다음 퍼프의 목표 온도를 기설정된 크기만큼 상승시켜 저장하며, 가열부(270)가 가열 동작을 수행하도록 할 수 있다.
또한, 프로세서(290)는 극값의 크기에 따라서 에어로졸의 연무량을 판단하고, 판단된 연무량을 이용하여 에어로졸 형성 기재의 잔량을 추가적으로 산정할 수도 있다. 만약 산정된 잔량이 기준 잔량 이상이면, 프로세서(290)는 다음 퍼프에서 기본 온도 프로파일의 목표 온도를 기설정된 크기만큼 낮추도록 가변한다. 이렇게 목표 온도를 낮추더라도, 에어로졸 형성 기재의 잔량이 기준 잔량 이상일 경우에는 에어로졸의 배출량인 연무량이 충분하다. 만약 산정된 잔량이 기준 잔량 미만이면, 프로세서(290)는 다음 퍼프에서 또는 다음 퍼프부터 기본 온도 프로파일의 목표 온도를 기설정된 크기만큼 상승시키도록 가변한다.
본 실시예에서와 같이, 하나의 퍼프에서 하나의 극값이 존재하게 되므로, 이러한 압력 감지값의 극값을 기준으로 할 경우에, 에어로졸의 연무량에 대한 판단의 정확성이 향상됨으로써, 프로세서(290)는 퍼프 마다의 에어로졸의 연무량의 편차를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 프로세서(290)는 입력부(210)를 통하여 기준 퍼프 횟수에 대한 가변 입력을 사용자부터 획득한다. 이 기준 퍼프 횟수는 에어로졸 형성 기재의 배출되어야 하는 기준 배출량이나 기준 연무량을 고려하여 선정된 횟수이다. 따라서, 만약 가변 입력이 감소 입력이면, 즉 기준 퍼프 횟수가 감소되면, 에어로졸 형성 기재의 연무량도 감소될 수 있기에, 프로세서(290)는 기준 퍼프 횟수가 감소될 경우에는, 각 퍼프에서의 연무량을 증가시키는 것이 바람직하기에, 각 퍼프의 목표 온도를 감소되는 퍼프 횟수가 고려되어 설정된 크기만큼을 상승시킨다. 이러한 온도 상승에 의해, 퍼프의 평균적인 목표 온도도 상승된다. 반대로, 만약 가변 입력이 증가 입력이면, 즉 기준 퍼프 횟수가 증가되면, 프로세서(290)는 각 퍼프의 목표 온도를 증가되는 퍼프 횟수가 고려되어 설정된 크기만큼을 하강시킴으로써, 마지막 퍼프에서도 충분한 연무량이 배출되도록 한다. 이러한 온도 하강에 의해, 퍼프의 평균적인 목표 온도도 하강된다. 이러한 목표 온도의 가변에 의해서, 하나의 에어로졸 형성 물품에서 배출되는 에어로졸 형성 기재의 총 연무량이 일정하게 유지되도록 한다.
또한, 프로세서(290)는 상술된 총 연무량이 이 상술된 에어로졸 형성 기재의 기준 배출량이나 기준 연무량 이하인 경우, 즉, 에어로졸 형성 기재의 잔량이 있는 경우, 가열부(270)의 가열 동작을 지속적으로 수행하도록 할 수도 있다.
본 실시예들에서는, 에어로졸 형성 물품은 궐련이나 필터 형태를 대상으로 하고 있으나, 에어로졸 형성 기재가 수용되는 액상 카트리지에도 에어로졸 형성 물품에 포함될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 장치(예: 프로세서 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 메모리가 될 수 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM, DVD(Digital Versatile Disc), 자기-광 매체(magnetoopticalmedia)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM, RAM, 또는 플래시 메모리 등)등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
다양한 실시 예에 따른 프로세서 또는 프로세서에 의한 기능들은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 상술한 특정의 바람직한 실시예들에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
210: 입력부 220: 표시부
250: 압력 센서 252: 온도 센서

Claims (8)

  1. 가열 공간과, 가열 공간과 외부 공간을 연통시키는 기류 패스를 구비하는 케이스와;
    가열 공간 내에 삽입되는 에어로졸 형성 물품을 가열하는 가열부와;
    가열 공간이나 가열부의 온도를 감지하여 온도 감지값을 제어부에 인가하는 온도 센서와;
    목표 온도를 포함하는 온도 프로파일과 온도 감지값에 따라서 가열부를 제어하여 에어로졸 형성 물품의 에어로졸 형성 기재를 가열시켜 에어로졸을 발생시키되, 사용자 퍼프에 연관된 인자를 반영하여 다음 퍼프의 목표 온도를 조절하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    사용자 퍼프에 연관된 인자는 에어로졸 형성 기재의 잔량과, 기류 패스 내의 압력 감지값과, 가열 공간이나 가열부의 온도 감지값과, 기준 퍼프 횟수의 가변 중의 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    에어로졸 발생 장치는 에어로졸 형성 기재의 잔량을 감지하여 잔량 감지값을 프로세서에 인가하는 잔량 감지부를 구비하고,
    프로세서는 인가된 잔량 감지값이 기준 잔량 이상인 경우에는 목표 온도를 하강시키고, 인가된 잔량 감지값이 기준 잔량 미만인 경우에는 목표 온도를 상승시키는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    에어로졸 발생 장치는 기류 패스 내의 압력을 감지하여 압력 감지값을 프로세서에 인가하는 압력 센서를 구비하고,
    프로세서는 인가된 압력 감지값을 기준으로 하여 에어로졸 형성 기재의 잔량을 산정하고, 산정된 잔량이 기준 잔량 이상인 경우에는 목표 온도를 하강시키고, 산정된 잔량이 기준 잔량 미만인 경우에는 목표 온도를 상승시키는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    프로세서는 인가된 압력 감지값의 변화 영역의 적분값이나 극값을 기준으로 하여 에어로졸 형성 기재의 잔량을 산정하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    에어로졸 발생 장치는 온도 감지값의 변화를 이용하여 에어로졸 형성 기재의 잔량을 산정하고, 산정된 잔량이 기준 잔량 이상인 경우에는 목표 온도를 하강시키고, 산정된 잔량이 기준 잔량 미만인 경우에는 목표 온도를 상승시키는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    에어로졸 발생 장치는 사용자로부터 기본 퍼프 횟수에 대한 가변 입력을 획득하여 프로세서에 인가하는 입력부를 구비하고,
    프로세서는 기본 퍼프 횟수가 감소된 경우에는, 목표 온도를 상승시키고, 기본 퍼프 횟수가 증가된 경우에는, 목표 온도를 하강시키는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  8. 제 2 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    프로세서는 에어로졸 형성 기재의 잔량이 있는 경우, 가열부의 가열 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
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