KR20240018038A - 에어로졸 발생 장치 - Google Patents

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KR20240018038A
KR20240018038A KR1020220095797A KR20220095797A KR20240018038A KR 20240018038 A KR20240018038 A KR 20240018038A KR 1020220095797 A KR1020220095797 A KR 1020220095797A KR 20220095797 A KR20220095797 A KR 20220095797A KR 20240018038 A KR20240018038 A KR 20240018038A
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Abstract

실시예는 에어로졸 발생 장치에 관한 것으로서, 특히 배터리 잔량 정도에 대하여 독립적으로 히팅 디바이스(가열부)로 공급되는 전원의 크기를 제어하여 기설정된 기준 승온 속도로 유지시키거나 제한하는 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다.
실시예인 에어로졸 발생 장치는 상측이 개방되며 삽입 공간이 형성된 케이스와, 케이스의 삽입 공간 내에 장착되며 중공으로 이루어진 가열 공간을 형성하여, 가열 공간에 삽입되는 에어로졸 형성 물품으로 열 에너지를 전달하거나 확산시켜 에어로졸이 발생되도록 하는 히팅 디바이스와, 전원부와, 전원부로부터의 전원을 프로세서로부터의 제어 신호에 따라서 히팅 디바이스에 공급하거나 차단하는 전원 공급부와, 가열 공간이나 에어로졸 형성 물품이나 히팅 디바이스의 온도를 감지하여 온도 감지값을 프로세서에 인가하는 온도 센서와, 히팅 디바이스의 가열 동작의 수행 시간에 따른 온도의 상승 제한 크기 내에서 온도 감지값이 상승되도록 히팅 디바이스로 공급되는 전원의 크기를 제어하여 온도 감지값의 승온 속도를 기설정된 기준 승온 속도로 유지시키거나 제한시키는 프로세서를 포함한다.

Description

에어로졸 발생 장치{AEROSOL GENERATING APPARATUS}
실시예는 에어로졸 발생 장치에 관한 것으로서, 특히 배터리 잔량 정도에 대하여 독립적으로 히팅 디바이스(가열부)로 공급되는 전원의 크기를 제어하여 기설정된 기준 승온 속도로 유지시키거나 제한하는 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다.
일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 발생 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
에어로졸 발생 장치는 일반적으로 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸을 생성시키는 히터(heater)를 포함하고 있으며, 히터에 공급되는 전력을 제어하기 위해서 별도의 메인컨트롤러유닛(MCU: Main Controller Unit)을 두고 있다. 에어로졸 발생 장치의 히터는 배터리가 공급하는 전력에 의해 가열되며, 에어로졸 생성기질을 가열하기에 충분한 목표온도에 도달할 때까지 예열되는 특성을 갖는다. 일반적으로 예열시간은 히터에 공급되는 전력에 따라 달라지며, 배터리의 전압레벨이 달라지면 배터리가 히터에 공급할 수 있는 전력도 달라져서 히터의 예열시간도 일정하지 않게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위한 등록특허 제10-2131278호는 제어부가 히터가 가열되기 시작하는 가열시작시점의 배터리의 상태정보를 파악하고, 파악된 상태정보를 기초로 제어신호의 듀티비(duty ratio)를 산출하고 있으나, 배터리 ADC 등의 오차로 인하여 승온속도가 일정하지 않으며, 궐련이 없는 경우에는 궐련이 있는 경우보다 승온속도가 빠르게 되는 문제점이 있다. 이러한 승온속도의 불균일이나 최대 승온속도는 에어로졸이나 궐련의 맛에 직접적인 영향을 끼치며, 승온속도가 균일하지 않은 경우에는 맛이 일정하게 나타나지 않는 문제점이 있다.
실시예는 배터리 잔량 정도에 대하여 독립적으로 히팅 디바이스(가열부)로 공급되는 전원의 크기를 제어하여 기설정된 기준 승온 속도로 유지시키거나 제한하는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예인 에어로졸 발생 장치는 상측이 개방되며 삽입 공간이 형성된 케이스와, 케이스의 삽입 공간 내에 장착되며 중공으로 이루어진 가열 공간을 형성하여, 가열 공간에 삽입되는 에어로졸 형성 물품으로 열 에너지를 전달하거나 확산시켜 에어로졸이 발생되도록 하는 히팅 디바이스와, 전원부와, 전원부로부터의 전원을 프로세서로부터의 제어 신호에 따라서 히팅 디바이스에 공급하거나 차단하는 전원 공급부와, 가열 공간이나 에어로졸 형성 물품이나 히팅 디바이스의 온도를 감지하여 온도 감지값을 프로세서에 인가하는 온도 센서와, 히팅 디바이스의 가열 동작의 수행 시간에 따른 온도의 상승 제한 크기 내에서 온도 감지값이 상승되도록 히팅 디바이스로 공급되는 전원의 크기를 제어하여 온도 감지값의 승온 속도를 기설정된 기준 승온 속도로 유지시키거나 제한시키는 프로세서를 포함한다.
또한, 프로세서는 온도 감지값의 온도 변화 크기가 온도의 상승 제한 크기보다 크거나 일정한 크기만큼 근접한 경우에, 전원 공급부로 인가되는 제어 신호에 포함되는 듀티를 감소시키거나, 제로(0) 듀티를 인가하거나 일정 시간 동안 제어 신호를 인가하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 프로세서는 온도의 상승 제한 크기를 이용하여 시간별 목표 온도를 산정하고, 시간별 온도 감지값과 비교하여, 현재 시간의 온도 감지값이 현재 시간의 목표 온도를 초과하거나 기설정된 크기만큼 근접한 경우에, 전원 공급부에 인가되는 제어 신호에 포함되는 듀티를 감소시키거나, 제로(0) 듀티를 인가하거나 제어 신호를 일정 시간 동안 인가하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 프로세서는 가열 동작의 시작 시점의 온도 감지값을 초기 온도로 하여, 초기 온도에 온도의 상승 제한 크기를 합산하여 시간별 목표 온도를 산정하는 것이 바람직하다.
또한, 프로세서는 예열 단계를 수행하면서,
수학식
Figure pat00001
(여기서, ht는 히팅 디바이스(242)의 가열 동작의 수행 시간이고, ΔT는 온도의 상승 제한 크기임)을 이용하여 온도의 상승 제한 크기를 산정하는 것이 바람직하다.
또한, 프로세서는 본 가열 단계를 수행하는 중에는, 현재의 온도 감지값이 높을 수록 온도의 상승 제한 크기는 작은 것이 바람직하다.
또한, 프로세서는 본 가열 단계를 수행하면서,
수학식
Figure pat00002
(여기서, ht는 히팅 디바이스(242)의 가열 동작의 수행 시간이고, PT는 현재 온도 감지값(℃)이고, ΔT는 온도의 상승 제한 크기임)을 이용하여 온도의 상승 제한 크기를 산정하는 것이 바람직하다.
실시예는 배터리 잔량 정도에 대하여 독립적으로, 즉, 배터리 잔량 정도가 서로 다른 상태에서도, 히팅 디바이스로 공급되는 전원의 크기를 제어하여 기설정된 기준 승온 속도로 유지시키거나 제한시켜서, 에어로졸이나 궐련의 맛을 일정하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치의 제어 구성도이다.
도 2a 내지 2c는 종래 기술에 따른 에어로졸 발생 장치의 온도 그래프들과 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치의 온도 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.
본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치는 상측이 개방되며 통형(원통형, 사각 통형)의 삽입 공간이 형성된 케이스를 구비한다. 또한, 에어로졸 발생 장치는 케이스의 삽입 공간 내에 장착되며 중공으로 이루어진 가열 공간을 형성하여, 가열 공간에 삽입되는 에어로졸 형성 물품으로 열 에너지를 전달하거나 확산시켜 에어로졸이 발생되도록 하는 히팅 디바이스를 포함한다. 또한, 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. 히팅 디바이스는 전원을 공급 받아 가열 동작을 수행하되, 저항 가열 방식이나, 유도 가열 방식, 광학적 가열 방식 등의 다양한 가열 방식이 적용될 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 장치는 위와 같은 기구적 구성 이외에, 하기의 도 1과 같은 제어적 구성을 포함한다.
도 1은 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치의 제어 구성도이다.
에어로졸 발생 장치(200)는 사용자로부터의 입력(예를 들면, 전원 온/오프, 가열 동작(시작) 입력 등)을 획득하여 프로세서(290)에 인가하는 입력부(220)와, 프로세서(290)로부터의 정보(예를 들면, 흡입 가능 상태, 예열 동작 상태, 본 가열 동작 상태 등)를 인가 받아 시각적으로 또는 청각적으로 또는 촉각적으로 표출하는 표시부(225)(예를 들면, LED나 LCD 소자, 스피커, 진동 모터 등)와, 전원을 공급하는 전원부(230)(예를 들면, 충전 가능 배터리 등)와, 프로세서(290)의 제어 신호(듀티 신호를 포함함)에 따라서 전원부(230)로부터 공급된 전원을 히팅 디바이스(250)에 공급하거나 공급 차단하는 구동 드라이버인 전원 공급부(240)(예를 들면, FET 스위치, 인버터 소자 등)와, 전원 공급부(240)로부터 인가되는 전원에 의해 열 에너지를 생성하여 가열 공간을 가열시키는 히팅 디바이스(250)와, 사용자의 퍼프(흡입)을 감지하여 흡입 감지 신호를 프로세서(290)에 인가하는 흡입 센서(260)와, 히팅 디바이스(250)에 직접적으로 접촉되거나 일정 간격 이격되어 히팅 디바이스(250)나 가열 공간이나 에어로졸 형성 물품의 온도(가열된 온도)에 대응하는 온도 감지값을 프로세서(290)에 인가하는 온도 센서(264)와, 상술된 구성요소들을 제어하여 온도 프로파일과 온도 센서(264)로부터의 온도 감지값에 따라서 제어 신호를 생성하여 전원 공급부(240)로 인가하여 히팅 디바이스(250)의 가열 동작에 의한 에어로졸 발생 기능을 수행하되, 히팅 디바이스(250)의 가열 동작의 수행 시간에 따른 온도의 상승 제한 크기 내에서 온도 감지값(또는 가열 온도)이 상승되도록 히팅 디바이스(250)로 공급되는 전원의 크기를 제어하여 온도 감지값의 승온 속도가 기설정된 기준 승온 속도로 유지시키거나 제한시키는 프로세서(290) 등을 포함하여 구성된다. 다만, 입력부(220), 표시부(225), 전원부(230), 전원 공급부(240), 히팅 디바이스(250), 흡입 센서(260) 등은 본 발명이 속하는 기술 분야에 익숙한 통상의 기술자에게 당연히 인식되는 기술에 해당하여, 그 상세한 설명이 생략된다.
프로세서(290)는 예열 단계와 본 가열 단계 각각의 목표 온도와 가열 시간 등을 포함하는 온도 프로파일을 저장하고, 저장된 온도 프로파일과 온도 센서(264)로부터의 온도 감지값에 따라서 제어 신호를 생성하여 전원 공급부(240)로 인가하여 히팅 디바이스(250)의 가열 동작에 의한 에어로졸 발생 기능을 수행한다.
또한, 프로세서(290)는 전원부(230)의 배터리의 잔량 정도나 크기 또는 상태에 따라서 히팅 디바이스(250)의 가열 동작 시의 온도 감지값의 승온 속도가 상이한 점을 고려하여, 히팅 디바이스(250)의 가열 동작의 수행 시간에 따른 온도의 상승 제한 크기 내에서 가열 온도가 상승되도록 히팅 디바이스(250)로 공급되는 전원의 크기를 제어하여 온도 감지값의 현재 승온 속도를 기설정된 기준 승온 속도를 유지시키거나 제한시킨다.
먼저, 예열 단계에서, 프로세서(290)는 상온에서 가열 동작을 시작하여, 온도 감지값이 상승될 때, 하기의 수학식 1에 따라서 전원 공급부(240)가 히팅 디바이스(250)로 공급하는 전원의 크기나 전원 공급 및 전원 차단을 수행하여, 현재의 온도 감지값의 승온 속도를 기준 승온 속도로 유지시키거나 제한한다.
Figure pat00003
여기서, ht는 히팅 디바이스(242)의 가열 동작의 수행 시간이고, ΔT는 온도의 상승 제한 크기이다. 프로세서(290)는 온도 프로파일에서 예열 단계의 기설정된 듀티를 포함하는 제어 신호를 전원 공급부(240)에 인가하여 가열 동작을 시작하면서, 가열 동작의 수행 시간을 내장된 타이머를 이용하여 측정하며, 수학식 1을 이용하여 온도의 상승 제한 크기를 산정한다. 예를 들면, 가열 동작의 수행 시간이 1초인 경우에는 상승 온도의 크기가 수학식 1에 따라서 산정된 온도의 상승 제한 크기는 10℃이고, 가열 동작의 수행 시간이 100초인 경우에는 산정된 온도의 상승 제한 크기는 100℃이다.
프로세서(290)는 온도 센서(264)로부터의 인가되는 온도 감지값을 시간별로 저장한다. 또한, 프로세서(290)는 가열 동작의 시작 시의 온도 감지값을 초기 온도로 하여, 초기 온도에 수학식 1에 따른 온도의 상승 제한 크기를 합산하여 시간별 목표 온도를 산정하여 저장한다.
예열 동작 중에, 프로세서(290)는 시간별 목표 온도와 시간별 온도 감지값을 비교하되, 현재 시간의 온도 감지값이 현재 시간의 목표 온도를 초과하거나 기설정된 크기만큼 근접한 경우에, 전원공급부(240)에 인가되는 제어 신호에 포함되는 듀티(또는 듀티비)를 감소시키거나, 제로(0) 듀티를 인가하거나 제어 신호를 일정 시간(예를 들면, 0.5초) 동안 인가하지 않는다. 이러한 제어 신호의 듀티 가변에 의해서, 히팅 디바이스(250)에 인가되는 전원의 크기를 감소시킴으로써, 온도 감지값의 승온 크기나 승온 속도를 감소시킨다. 또한, 현재 시간의 온도 감지값이 현재 시간의 목표 온도 이하이거나 기설정된 크기만큼 근접하지 않은 경우에는, 프로세서(290)는 전원 공급부(240)에 인가되는 제어 신호의 듀티를 동일하게 유지시킨다.
다음으로, 본 가열 단계에서, 프로세서(290)는 100℃ 이상의 고온 상태에서 가열 동작을 수행하며, 온도 감지값이 상승될 때, 하기의 수학식 2에 따라서 전원 공급부(240)가 히팅 디바이스(250)로 공급하는 전원의 크기나 전원 공급 및 전원 차단을 수행하여, 현재의 온도 감지값의 승온 속도를 기설정된 기준 승온 속도로 유지시키거나 제한시킨다.
Figure pat00004
여기서, ht는 히팅 디바이스(242)의 가열 동작의 수행 시간이고, PT는 현재 온도 감지값(℃)이고, ΔT는 온도의 상승 제한 크기이다. 프로세서(290)는 온도 프로프일에서 본 가열 단계의 기설정된 듀티를 포함하는 제어 신호를 전원 공급부(240)에 인가하여 가열 동작을 시작하면서, 가열 동작의 수행 시간을 내장된 타이머를 이용하여 측정하며, 수학식 2를 이용하여 온도의 상승 제한 크기를 산정한다. 예를 들면, 현재 온도가 100℃ 일 때 가열 동작의 수행 시간이 1초인 경우에는 수학식 2에 따라서, 산정된 온도의 상승 제한 크기는 20℃이고, 2초인 경우에는 34.14℃이며, 현재 온도가 200℃ 일 때 가열 동작의 수행 시간이 1초인 경우에는 산정된 온도의 상승 제한 크기는 10℃이고, 2초인 경우에는 17.07℃ 이다. 즉, 현재 온도 감지값이 높을 수록 온도의 상승 제한 크기는 작게 산정된다.
프로세서(290)는 온도 센서(264)로부터의 인가되는 온도 감지값을 시간별로 저장한다. 또한, 프로세서(290)는 가열 동작의 시작 시점의 현재 온도 감지값을 초기 온도로 하여, 초기 온도에 수학식 2에 따른 온도의 상승 제한 크기를 합산하여 시간별 목표 온도를 산정하여 저장한다.
본 가열 동작 중에, 프로세서(290)는 시간별 목표 온도와 시간별 온도 감지값을 비교하되, 현재 시간의 온도 감지값이 현재 시간의 목표 온도를 초과하거나 기설정된 크기만큼 근접한 경우에, 전원공급부(240)에 인가되는 제어 신호에 포함되는 듀티(또는 듀티비)를 감소시키거나, 제로(0) 듀티를 인가하거나 제어 신호를 일정 시간(예를 들면, 0.5초) 동안 인가하지 않는다. 이러한 제어 신호의 듀티 가변에 의해서, 히팅 디바이스(250)에 인가되는 전원의 크기를 감소시킴으로써, 온도 감지값의 승온 크기나 승온 속도를 감소시킨다. 또한, 현재 시간의 온도 감지값이 현재 시간의 목표 온도 이하이거나 기설정된 크기만큼 근접하지 않은 경우에는, 프로세서(290)는 전원 공급부(240)에 인가되는 제어 신호의 듀티를 동일하게 유지시킨다.
상술된 실시예에서는, 프로세서(290)가 수학식 1 및 2에서 산정된 온도의 상승 제한 크기를 이용하여 시간별 목표 온도를 산정하고 있으나, 다른 실시예로, 프로세서(290)는 초기 온도와 현재의 온도 감지값 간의 온도차(상승 온도 크기)와, 가열 동작의 수행 시간을 반영하여 수학식 1 및 2에 산정된 온도의 상승 제한 크기를 비교할 수도 있다. 프로세서(290)는 가열 동작의 수행 시간의 단위 시간(예를 들면, 1초)마다 온도차와 온도의 상승 제한 크기를 비교하여, 온도차(온도 변화 크기)가 온도의 상승 제한 크기보다 크거나 일정 크기만큼 근접한 경우에는, 제어 신호의 듀티를 감소시키거나 제로(0) 듀티를 인가하거나 일정 시간 동안 제어 신호를 인가하지 않도록 하여, 예열 동작과 본 가열 동작 시의 승온 속도를 유지시키거나 제한할 수도 있다.
도 2a 내지 2c는 종래 기술에 따른 에어로졸 발생 장치의 온도 그래프들과 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치의 온도 그래프이다.
도 2a의 온도 그래프들은 종래 기술에 따른 에어로졸 발생 장치에서 배터리의 잔량 크기에 따라서 가열 공간이나 히팅 디바이스 또는 에어로졸 형성 물품의 승온 속도가 상이하게 되는 점을 나타낸다. 배터리의 잔량 크기가 상대적으로 가장 큰 경우(제 1 배터리 잔량 상태)가 A 온도 그래프이고, 배터리의 잔량 크기가 상대적으로 가장 작은 경우(제 2 배터리 잔량 상태)가 C 온도 그래프이고, 배터리의 잔량 크기가 중간인 경우(제 3 배터리 잔량 상태)가 B 온도 그래프이다. 이렇게 승온 속도가 다르거나 일정하기 않을 경우, 에어로졸이나 궐련의 맛에 직접적인 영향을 끼치며, 승온 속도가 균일하지 않은 경우에는 그 맛이 일정하게 나타나지 않는 문제점이 있다.
도 2b의 온도 그래프들은 도 2a의 A, B, C 온도 그래프들과, 본 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치에서 기설정된 기준 승온 속도를 지니는 L 온도 그래프의 예시이다. L 온도 그래프는 예열 동작이 수행되는 온도 범위(예를 들면, 100℃미만)에서는 상술된 수학식 1에 따른 온도의 상승 제한 크기만큼씩 온도가 상승하고, 본 가열 동작이 수행되는 온도 범위(예를 들면, 100~330℃)에서는 상술된 수학식 2 에 따른 온도의 상승 제한 크기만큼씩 온도가 상승된다. L 온도 그래프는 배터리의 잔량 크기에 대하여 독립적인 기설정된 기준 승온 속도를 지니는 것으로, 즉, 배터리의 잔량이 다르더라도 동일한 기설정된 기준 승온 속도를 지니는 것이다.
도 2c의 온도 그래프들은 배터리의 잔량 크기가 서로 다른 제 1 내지 제 3 배터리 잔량 상태에서의 온도 그래프들이 도 2b의 L 온도 그래프에 매우 근접하거나 일치하게 되고 있는 것을 도시한다. 본 실시예의 에어로졸 발생 장치는 배터리 잔량 상태나 크기에 독립적으로 기설정된 기준 승온 속도로 가열 동작을 수행하는 것이 확인된다. 이러한 기설정된 기준 승온 속도로 히팅 디바이스(250)의 가열 동작 시의 온도 감지값이 유지됨으로써, 배출되는 에어로졸이나 궐련의 맛이 일정하게 유지될 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.
250: 히팅 디바이스 264: 온도 센서

Claims (7)

  1. 상측이 개방되며 삽입 공간이 형성된 케이스와;
    케이스의 삽입 공간 내에 장착되며 중공으로 이루어진 가열 공간을 형성하여, 가열 공간에 삽입되는 에어로졸 형성 물품으로 열 에너지를 전달하거나 확산시켜 에어로졸이 발생되도록 하는 히팅 디바이스와;
    전원부와;
    전원부로부터의 전원을 프로세서로부터의 제어 신호에 따라서 히팅 디바이스에 공급하거나 차단하는 전원 공급부와;
    가열 공간이나 에어로졸 형성 물품이나 히팅 디바이스의 온도를 감지하여 온도 감지값을 프로세서에 인가하는 온도 센서와;
    히팅 디바이스의 가열 동작의 수행 시간에 따른 온도의 상승 제한 크기 내에서 온도 감지값이 상승되도록 히팅 디바이스로 공급되는 전원의 크기를 제어하여 온도 감지값의 승온 속도를 기설정된 기준 승온 속도로 유지시키거나 제한시키는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    프로세서는 온도 감지값의 온도 변화 크기가 온도의 상승 제한 크기보다 크거나 일정한 크기만큼 근접한 경우에, 전원 공급부로 인가되는 제어 신호에 포함되는 듀티를 감소시키거나, 제로(0) 듀티를 인가하거나 일정 시간 동안 제어 신호를 인가하지 않는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    프로세서는 온도의 상승 제한 크기를 이용하여 시간별 목표 온도를 산정하고, 시간별 온도 감지값과 비교하여, 현재 시간의 온도 감지값이 현재 시간의 목표 온도를 초과하거나 기설정된 크기만큼 근접한 경우에, 전원 공급부에 인가되는 제어 신호에 포함되는 듀티를 감소시키거나, 제로(0) 듀티를 인가하거나 제어 신호를 일정 시간 동안 인가하지 않는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    프로세서는 가열 동작의 시작 시점의 온도 감지값을 초기 온도로 하여, 초기 온도에 온도의 상승 제한 크기를 합산하여 시간별 목표 온도를 산정하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    프로세서는 예열 단계를 수행하면서,
    수학식
    Figure pat00005
    (여기서, ht는 히팅 디바이스(242)의 가열 동작의 수행 시간이고, ΔT는 온도의 상승 제한 크기임)을 이용하여 온도의 상승 제한 크기를 산정하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    프로세서는 본 가열 단계를 수행하는 중에는,
    현재의 온도 감지값이 높을 수록 온도의 상승 제한 크기는 작은 것을 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    프로세서는 본 가열 단계를 수행하면서,
    수학식
    Figure pat00006

    (여기서, ht는 히팅 디바이스(242)의 가열 동작의 수행 시간이고, PT는 현재 온도 감지값(℃)이고, ΔT는 온도의 상승 제한 크기임)을 이용하여 온도의 상승 제한 크기를 산정하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
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