KR20240033626A - 에어로졸 생성 시스템 및 그 동작 방법 - Google Patents

에어로졸 생성 시스템 및 그 동작 방법 Download PDF

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KR20240033626A
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권영범
김동성
임헌일
장석수
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주식회사 케이티앤지
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Abstract

일 실시예에 따른 에어로졸 생성 시스템은, 습도에 대응하여 색상이 변경되는 제1 색띠가 형성된 궐련, 및 궐련이 삽입되는 수용 통로를 포함하는 본체, 궐련을 가열하는 히터, 수용 통로 일 측에 배치되고 제1 색띠의 색을 검출하는 컬러 센서, 및 검출된 제1 색띠의 색에 기초하여 궐련의 습도 상태를 판단하는 제어부를 포함하는 에어로졸 발생 장치를 포함한다.

Description

에어로졸 생성 시스템 및 그 동작 방법{Aerosol generating system and method for operating the same}
본 개시는 에어로졸 생성 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 컬러 센서를 이용하여 감지된 궐련의 종류 및/또는 습도에 대응하는 작동 모드를 제공할 수 있는 에어로졸 생성 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련을 대체하는 흡연 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 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
궐련은 에어로졸 발생부, 담배 충전부, 냉각부, 및 필터부를 포함할 수 있다. 담배 충전부는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 충전부는 각초, 과립, 및 액상 중 어느 하나로 제작될 수 있다. 담배 충전부의 종류가 다양함에도 획일적인 가열 프로파일을 적용하는 경우, 최적의 무화량 및 풍미감을 제공하지 못할 수 있다.
한편, 수분은 공기보다 비열이 크고, 동일한 온도에서 열 용량이 공기보다 더 크다. 이로 인해, 사용자가 수분 함량이 높은 에어로졸을 흡입하는 경우, 동일한 온도의 공기를 흡입하는 경우보다 뜨거움을 크게 느끼는 문제점이 발생할 수 있다.
본 개시는 궐련의 종류(즉, 담배 충전부의 종류)를 구분할 수 있는 에어로졸 생성 시스템 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다.
본 개시는 일반 궐련과 과습 궐련을 구분할 수 있는 에어로졸 생성 시스템 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다.
실시예들을 통해 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 시스템은, 습도에 대응하여 색상이 변경되는 제1 색띠가 형성된 궐련, 및 상기 궐련이 삽입되는 수용 통로를 포함하는 본체, 상기 궐련을 가열하는 히터, 상기 수용 통로 일 측에 배치되고 상기 제1 색띠의 색을 검출하는 컬러 센서, 및 상기 검출된 상기 제1 색띠의 색에 기초하여 상기 궐련의 습도 상태를 판단하는 제어부를 포함하는 에어로졸 발생 장치를 포함한다.
상기 제1 색띠는, 수분에 노출되는 경우 제1 색에서 제2 색으로 변경되는 리트머스를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 색띠의 색이 상기 제1 색인 경우 상기 궐련을 일반 궐련으로 판단하고, 상기 제1 색띠의 색이 상기 제2 색인 경우, 상기 궐련을 과습 궐련으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 궐련이 상기 일반 궐련으로 결정된 경우, 제1 온도 프로파일로 상기 히터를 동작시키고, 상기 궐련이 상기 과습 궐련으로 결정된 경우, 제2 온도 프로파일로 상기 히터를 동작시킬 수 있다.
상기 제2 온도 프로파일의 예열 구간은 상기 제1 온도 프로파일의 예열 구간보다 길 수 있다.
상기 궐련은, 에어로졸 발생부, 담배 충천부, 냉각부, 및 마우스 피스를 포함하되, 상기 에어로졸 발생부, 상기 담배 충천부, 상기 냉각부, 및 상기 마우스 피스는 포장재에 의해 포장되고, 상기 제1 색띠는, 상기 담배 충전부에 대응되는 상기 포장재 상에 형성될 수 있다.
상기 궐련은, 상기 궐련의 종류별로 다른 색을 갖는 제2 색띠를 더 포함할 수 있다.
상기 궐련의 종류는, 상기 담배 충전부가 담배 각초로 충전된 제1 궐련, 상기 담배 충전부가 담배 과립으로 충전된 제2 궐련, 및 상기 담배 충전부가 니코틴 액상으로 충전된 제3 궐련을 포함할 수 있다.
상기 제2 색띠는 상기 제1 궐련의 경우 제3 색이고, 상기 제2 궐련의 경우 제4 색이고, 상기 제3 궐련의 경우 제5 색일 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 색띠 및 상기 제2 색띠의 색에 대응되는 온도 프로파일로 상기 히터를 동작시킬 수 있다.
상기 제2 색띠는, 상기 담배 충전부에 대응되는 상기 포장재 상에 형성되며, 상기 제1 색띠와 상기 담배 충전부와 상기 냉각부 경계선 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 색띠는, 상기 제2 색띠와 두께 방향으로 중첩되게 형성되고, 메쉬 형상을 가질 수 있다.
상기 컬러 센서는, 상기 제1 색띠의 색과 상기 제2 색띠의 색이 혼합된 혼합색을 감지할 수 있다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 시스템의 동작 방법에 있어서, 색띠가 형성된 궐련을 본체의 수용 통로에 삽입하는 단계, 컬러 센서에 의해 상기 색띠의 색을 검출하는 단계, 및 상기 검출된 상기 색띠의 색에 기초하여 상기 궐련의 습도 상태를 판단하는 단계를 포함한다.
상기 색띠는, 수분에 노출되는 경우 제1 색에서 제2 색으로 변경되는 리트머스를 포함할 수 있다.
상기 궐련의 습도 상태를 판단하는 단계는, 상기 색띠의 색이 상기 제1 색인 경우 상기 궐련을 일반 궐련으로 판단하고, 상기 색띠의 색이 상기 제2 색인 경우, 상기 궐련을 과습 궐련으로 판단할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 에어로졸 생성 시스템 및 그 동작 방법은, 궐련에 표시된 색띠 및 컬러 센서를 이용하여, 궐련의 종류(즉, 담배 충전부의 종류)를 구분할 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 에어로졸 생성 시스템 및 그 동작 방법은, 궐련에 표시된 색띠 및 컬러 센서를 이용하여, 일반 궐련과 과습 궐련을 구분할 수 있다.
실시예들에 의한 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 4a 내지 도 4c는 궐련의 예들을 도시한 도면들이다.
도 5는 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
도 6a 및 도 6b는 에어로졸 생성 시스템의 일부분을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 일 실시예에 따른 궐련을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 온도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9a 및 도 9b는 다른 실시예에 따른 궐련을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10a 및 도 10b는 컬러 센서의 위치를 설명하기 위한 에어로졸 생성 시스템의 단면도이다.
도 11a 및 도 11b는 또 다른 실시예에 따른 궐련을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "??부", "??모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 시스템(100)은 에어로졸 생성 장치 및 이와 함께 사용하기 위한 궐련(또는, 에어로졸 생성 물품)을 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(1)는 배터리(11), 제어부(12) 및 히터(13)를 포함한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 증기화기(14)를 더 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 공간에는 궐련(2)이 삽입될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 에어로졸 생성 장치(1)에는 본 실시 예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 내지 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(1)에 더 포함될 수 있음을 본 실시 예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에는 에어로졸 생성 장치(1)에 히터(13)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라, 히터(13)는 생략될 수도 있다.
도 1에는 배터리(11), 제어부(12) 및 히터(13)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 2에는 배터리(11), 제어부(12), 증기화기(14) 및 히터(13)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 3에는 증기화기(14) 및 히터(13)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 구조는 도 1 내지 도 3에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(1)의 설계에 따라, 배터리(11), 제어부(12), 히터(13) 및 증기화기(14)의 배치는 변경될 수 있다.
궐련(2)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(1)는 히터(13) 및/또는 증기화기(14)를 작동시켜, 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(13) 및/또는 증기화기(14)에 의하여 발생된 에어로졸은 궐련(2)을 통과하여 사용자에게 전달된다.
필요에 따라, 궐련(2)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성 장치(1)는 히터(13)를 가열할 수 있다.
배터리(11)는 에어로졸 생성 장치(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(11)는 히터(13) 또는 증기화기(14)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11)는 에어로졸 생성 장치(1)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(12)는 배터리(11), 히터(13) 및 증기화기(14)뿐 만 아니라 에어로졸 생성 장치(1)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(1)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(12)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
히터(13)는 배터리(11)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 히터(13)는 궐련의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(13)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(13)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(13)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(13)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(13)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(1)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(13)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(13)에는 궐련을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 히터(13)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 궐련(2)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(1)에는 히터(13)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(13)들은 궐련(2)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(2)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(13)들 중 일부는 궐련(2)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(2)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(13)의 형상은 도 1 내지 도 3에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
증기화기(14)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(2)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(14)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(1)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(14)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14)는 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소는 독립적인 모듈로서 에어로졸 생성 장치(1)에 포함될 수도 있다.
액체 저장부는 액상 조성물을 저장할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다. 액체 저장부는 증기화기(14)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(14)와 일체로서 제작될 수도 있다.
예를 들어, 액상 조성물은 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 또는 비타민 혼합물을 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 액상 조성물은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
액체 전달 수단은 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
가열 요소는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소이다. 예를 들어, 가열 요소는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 가열 요소는 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액체 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수 있다. 가열 요소는, 전류 공급에 의해 가열될 수 있으며, 가열 요소와 접촉된 액체 조성물에 열을 전달하여, 액체 조성물을 가열할 수 있다. 그 결과, 에어로졸이 생성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리(11), 제어부(12), 히터(13) 및 증기화기(14) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(1)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서, 및 컬러 센서 등)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(1)는 컬러 센서를 이용하여, 궐련(2)의 종류 및/또는 궐련(2)의 습도 상태를 식별할 수 있고, 식별 결과에 따라 각각의 궐련(2)에 맞는 최적의 가열 프로파일을 선택하여 히터(13)를 동작시킬 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(1)는 궐련(2)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 1 내지 도 3에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(1)의 배터리(11)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(1)가 결합된 상태에서 히터(13)가 가열될 수도 있다.
일 실시예에 따른 궐련은 에어로졸 발생부, 담배 충전부, 냉각부 및 필터부(마우스 피스 또는 마우스 피스부) 중 적어도 하나를 포함한다. 예를 들어, 필터부는 통상적으로 아세테이트 필터일 수 있으며, 냉각부와 필터부에는 캡슐 및 향미제가 포함될 수 있다.
한편, 에어로졸 발생부와 담배 충전부의 재료, 순서, 길이는 특정 예로 한정되지 않고, 냉각부와 필터부의 재료, 길이도 특정 예로 한정되지 않는다.
에어로졸 생성 장치는, 에어로졸 발생부와 담배 충전부를 가열함으로써 니코틴을 동반한 에어로졸을 생성하고, 냉각부와 필터부를 거쳐 에어로졸이 외부로 토출된다.
예를 들어, 에어로졸 생성 장치는 궐련의 에어로졸 발생부와 담배 충전부 중 적어도 하나를 가열함으로써 에어로졸이 발생될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치는 궐련의 내부 또는 외부를 선택적 또는 총체적으로 가열할 수 있다.
이하, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 궐련(2)의 예들을 설명한다.
도 4a 내지 도 4c는 궐련의 예들을 도시한 도면들이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 궐련(2)은 에어로졸 발생부(210), 담배 충전부(220), 냉각부(230) 및 마우스 피스(240)를 포함한다. 예를 들어, 마우스 피스(240)는 셀룰로오스 아세테이트로 제조된 필터일 수 있으며, 냉각부(230)와 마우스 피스(240)에는 캡슐 및 향미제가 포함될 수 있다. 에어로졸 발생부(210)와 담배 충전부(220)의 재료, 순서, 길이는 특정 예로 한정되지 않고, 냉각부(230)와 마우스 피스(240)의 재료, 길이도 특정 예로 한정되지 않는다. 또한, 궐련(2)이 가열되는 방식에 따라, 궐련(2)에는 열전도체가 포함되거나 포함 되지 않을 수 있다.
궐련(2)의 외곽은 포장재(래퍼)로 둘러싸일 수 있다. 또한, 포장재(래퍼)와 에어로졸 발생부(210) 및 담배 충전부(220)의 사이의 일부 또는 전부에는 열전도체가 배치될 수 있다.
에어로졸 발생부(210)는 니코틴을 포함하지 않을 수 있다. 또한, 에어로졸 발생부(210)는 니코틴이 제외된 에어로졸 생성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생부(210)는 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. 예를 들어, 에어로졸 발생부(210)는 글리세린과 프로필렌 글리콜이 약 8:2의 비율로 혼합된 물질을 포함할 수 있다. 다만, 상술한 혼합 비율에 한정되지 않는다. 또한, 에어로졸 발생부(210)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 에어로졸 발생부(210)는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액을 함유할 수 있다.
에어로졸 발생부(210)는 권축된 시트를 포함할 수 있으며, 에어로졸 생성 물질은 권축된 시트에 함침된 상태로 에어로졸 발생부(210)에 포함될 수 있다. 또한, 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질들 및 가향액은 권축된 시트에 흡수된 상태로 에어로졸 발생부(210)에 포함될 수 있다.
권축된 시트는 고분자 소재로 구성된 시트일 수 있다. 예를 들어, 고분자 소재는 종이, 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 라이오셀(lyocell), 폴리락트산(polylactic acid) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 권축된 시트는 고온으로 가열되더라도 열에 의한 이취가 발생되지 않는 종이 시트일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
에어로졸 발생부(210)의 길이는 4mm 내지 12mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 에어로졸 발생부(210)의 길이는 약 10mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
담배 충전부(220)는 니코틴을 포함할 수 있다. 또한, 담배 충전부(220)는 글리세린, 프로필렌 글리콜 등과 같은 에어로졸 생성 물질을 포함할 수 있다. 또한, 담배 충전부(220)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질들을 함유할 수 있다. 또한, 담배 충전부(220)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 충전부(220)에 분사됨으로써 첨가될 수 있다.
일 예로서, 에어로졸 생성 물질에는 담배 각초 또는 재구성 담배 물질이 포함될 수 있다. 구체적으로, 에어로졸 생성 물질은 니코틴을 포함할 수 있고, 니코틴은 담뱃잎을 성형하거나 재구성함으로써 획득될 수 있다. 다른 예로서, 에어로졸 생성 물질에는 프리 베이스 니코틴(free base nicotine), 니코틴 염(nicotine salt) 또는 이들의 조합 중 하나가 포함될 수 있다. 구체적으로, 니코틴은 자연적으로 발생되는 니코틴 또는 합성 니코틴일 수도 있다.
예를 들어, 담배 충전부(220)는, 서로 다른 종류의 담뱃잎들의 배합물이 포함될 수 있다. 또한, 다양한 처리 공정들을 통하여 상기 배합물을 가공할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
니코틴 염은 니코틴에 유기산 또는 무기산을 포함하는 적절한 산을 첨가함으로써 형성될 수 있다. 니코틴 염의 형성을 위한 산은 혈중 니코틴 흡수 속도, 히터의 가열온도, 향미 또는 풍미, 용해도 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 니코틴 염의 형성을 위한 산은 벤조산, 락트산, 살리실산, 라우르산, 소르브산, 레불린산, 피루브산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 카프릴산, 카프르산, 시트르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 페닐아세트산, 타르타르산, 숙신산, 푸마르산, 글루콘산, 사카린산, 말론산 또는 말산으로 구성된 군으로부터 선택되는 단독의 산 또는 상기 군으로부터 선택되는 2 이상의 산들의 혼합이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다
담배 충전부(220)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 충전부(220)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 충전부(220)는 권축된 시트를 포함할 수 있으며, 권축된 시트 사이사이에 복수의 담배 과립들이 분산 배치된 과립 형태로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 충전부(220)는 권축된 시트를 포함할 수 있으며, 니코틴 액상이 권축된 시트에 함침된 베이퍼 액상 형태로 제작될 수도 있다.
담배 충전부(220)의 길이는 6mm 내지 18mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 담배 충전부(220)의 길이는 약 12mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
냉각부(230)는 에어로졸의 냉각 효과를 발생시킬 수 있다. 따라서, 사용자는 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 흡입할 수 있다.
예를 들어, 냉각부(230)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작되며, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 예를 들어, 냉각부(230)는 셀룰로오스 아세테이트 토우에 가소제(예를 들어, 트리아세틴)를 가하여 제작될 수 있다. 예를 들어, 냉각부(230)의 모노 데니어는 5.0이고, 토탈 데니어 28,000일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 냉각부(230)는 종이로 제작되며, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 또한, 냉각부(230)에는 외부 공기가 유입될 수 있는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다.
냉각부(230)는 여러 개의 종이들로 구성된 합지에 의하여 제작될 수 있다. 예를 들어, 냉각부(230)는 외측 종이, 중간 종이 및 내측 종이로 구성된 합지에 의하여 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 한편, 합지를 구성하는 내측 종이의 내측면은 소정의 물질(예를 들어, 폴리락트 산)에 의하여 코팅될 수 있다.
한편, 냉각부(230)가 종이로 제작되는 경우, 냉각부(230)의 전체 두께는 330um 내지 340um의 범위 내에 포함될 수 있다. 바람직하게는, 냉각부(230)의 전체 두께는 약 333um일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 냉각부(230)가 종이로 제작되는 경우, 냉각부(230)의 전체 평량은 230g/m2 내지 250g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 바람직하게는, 냉각부(230)의 전체 평량은 약 240g/m2일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
냉각부(230)에 포함된 중공의 직경은 4mm 내지 8mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 냉각부(230)의 중공의 직경은 7.0mm 내지 7.5mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 냉각부(230)의 길이는 4mm 내지 30mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 냉각부(230)의 길이는 약 12mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
냉각부(230)는 상술한 예에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행할 수 있다면, 제한 없이 해당될 수 있다.
마우스 피스(240)는 셀룰로오스 아세테이트 토우에 가소제(예를 들어, 트리아세틴)를 가하여 제작될 수 있다. 마우스 피스(240)의 길이는 4mm 내지 30mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 마우스 피스(240)의 길이는 약 14mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
마우스 피스(240)는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 마우스 피스(240)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 마우스 피스(240)의 내부에 삽입될 수도 있다.
또한, 마우스 피스(240)에는 적어도 하나의 캡슐이 포함될 수 있다. 일 예로서, 캡슐은 향액을 포함하고, 캡슐이 파쇄됨에 따라 누출된 향액에 의하여 향미가 발생될 수 있다. 다른 예로서, 캡슐은 에어로졸 생성 물질을 포함하고, 캡슐이 파쇄됨에 따라 누출된 물질에 의하여 에어로졸이 발생될 수 있다. 캡슐은 향액 또는 에어로졸 생성 물질을 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 4b를 참조하면, 담배 충전부(220)에는 냉각 홀(250)이 포함될 수 있다. 예를 들어, 담배 충전부(220)에 천공을 함으로써 에어로졸의 1차 냉각이 진행되고, 1차 냉각된 에어로졸이 냉각부(230)를 통과함으로써 2차 냉각이 진행될 수 있다. 따라서, 에어로졸의 냉각 효과가 극대화될 수 있다. 한편, 냉각부(230)의 소재에 따라 냉각 홀(250)은 구비되지 않을 수도 있다.
도 4c를 참조하면, 담배 충전부(220)의 하류에 에어로졸 발생부(210)가 배치되어 있다. 즉, 도 4a의 궐련(2)과 도 4c의 궐련(2)은, 에어로졸 발생부(210)와 담배 충전부(220)가 배치된 순서가 서로 다르다.
도 5는 다른 실시 예에 따른 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
에어로졸 생성 장치(500)는 제어부(510), 센싱부(520), 출력부(530), 배터리(540), 히터(550), 사용자 입력부(560), 메모리(570) 및 통신부(580)를 포함할 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(500)의 내부 구조는 도 5에 도시된 것에 제한되지 않는다. 즉, 에어로졸 생성 장치(500)의 설계에 따라, 도 5에 도시된 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
센싱부(520)는 에어로졸 생성 장치(500)의 상태 또는 에어로졸 생성 장치(500) 주변의 상태를 감지하고, 감지된 정보를 제어부(510)에 전달할 수 있다. 제어부(510)는 상기 감지된 정보에 기초하여, 히터(550)의 동작 제어, 흡연의 제한, 에어로졸 생성 물품(예: 궐련, 카트리지 등)의 삽입 여부 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(500)를 제어할 수 있다.
센싱부(520)는 온도 센서(522), 삽입 감지 센서(524), 퍼프 센서(526), 및 컬러 센서(528) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
온도 센서(522)는 히터(550)(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(500)는 히터(550)의 온도를 감지하는 별도의 온도 센서를 포함하거나, 히터(550) 자체가 온도 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 온도 센서(522)는 배터리(540)의 온도를 모니터링하도록 배터리(540)의 주위에 배치된 것일 수도 있다.
삽입 감지 센서(524)는 에어로졸 생성 물품의 삽입 및/또는 제거를 감지할 수 있다. 예를 들어, 삽입 감지 센서(524)는 필름 센서, 압력 센서, 광 센서, 저항성 센서, 용량성 센서, 유도성 센서 및 적외선 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 에어로졸 생성 물품이 삽입 및/또는 제거됨에 따른 신호 변화를 감지할 수 있다.
퍼프 센서(526)는 기류 통로 또는 기류 채널의 다양한 물리적 변화에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 센서(526)는 온도 변화, 유량(flow) 변화, 전압 변화 및 압력 변화 중 어느 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다.
컬러 센서(528)는 궐련(도 4a의 2)에 의해 반사된 빛을 감지할 수 있다. 컬러 센서(528)는 감지된 빛으로부터 색상에 대한 정보를 획득할 수 있다.
컬러 센서(528)는 발광부(528a)와 수광부(622)를 포함할 수 있다. 발광부(528a)는 궐련(2)을 향하여 빛을 방출할 수 있다. 예를 들면, 발광부(528a)는, 광원에서 생성된 빛을 객체를 향해 모으는 제1 집광부를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 집광부는, 결상렌즈, 회절광학소자(Diffractive Optical Element, DOE) 등으로 구성될 수 있다.
발광부(528a)로부터 방출된 빛은 궐련(2)으로부터 반사될 수 있다. 반사된 빛은 수광부(622)에 도달할 수 있다. 예를 들면, 수광부(528b)는, 빛에 반응하는 포토 다이오드(photo diode)를 포함할 수 있다. 수광부(528b)는, 포토 다이오드에 입사되는 빛에 대응하는 전기적 신호를 출력할 수 있다.
수광부(528b)는, 객체로부터 반사된 빛(이하, 반사광)을 모으는 제2 집광부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 집광부에 의해 집광된 반사광이 수광부(528b)에 포함된 포토 다이오드에 전달될 수 있다. 이때, 제2 집광부는, 소정 방향에서 입사되는 반사광을 수신하는 렌즈를 포함할 수 있다.
제어부(510)는 컬러 센서(528)로부터 색정보 관련된 신호를 전달받을 수 있다. 제어부(51)는 컬러 센서(528)가 획득한 색정보에 기초하여 정보를 판단할 수 있다. 제어부(51)는 컬러 센서(528)가 획득한 색정보에 따라 출력하는 값을 분석하여 궐련(2)에 대한 정보를 판단할 수 있다. 예를 들어, 궐련(2)에 대한 정보는 궐련(2)의 종류 및/또는 궐련(2)의 습도 상태일 수 있다.
센싱부(520)는 전술한 센서(522 내지 528) 외에, 기압 센서, 지자기 센서(magnetic sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자이로스코프 센서, 위치 센서(예컨대, GPS), 근접 센서, 및 RGB 센서(illuminance sensor) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 각 센서들의 기능은 그 명칭으로부터 통상의 기술자가 직관적으로 추론할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략될 수 있다.
출력부(530)는 에어로졸 생성 장치(500)의 상태에 대한 정보를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다. 출력부(530)는 디스플레이부(532), 햅틱부(534) 및 음향 출력부(536) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 디스플레이부(532)와 터치 패드가 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(532)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다.
디스플레이부(532)는 에어로졸 생성 장치(500)에 대한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(500)에 대한 정보는 에어로졸 생성 장치(500)의 배터리(540)의 충/방전 상태, 히터(550)의 예열 상태, 에어로졸 생성 물품의 삽입/제거 상태 또는 에어로졸 생성 장치(500)의 사용이 제한되는 상태(예: 이상 물품 감지) 등의 다양한 정보를 의미할 수 있고, 디스플레이부(532)는 상기 정보를 외부로 출력할 수 있다. 디스플레이부(532)는 예를 들면, 액정 디스플레이 패널(LCD), 유기 발광 디스플레이 패널(OLED) 등일 수 있다. 또한, 디스플레이부(532)는 LED 발광 소자 형태일 수도 있다.
햅틱부(534)는 전기적 신호를 기계적인 자극 또는 전기적인 자극으로 변환하여 에어로졸 생성 장치(500)에 대한 정보를 사용자에게 촉각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 햅틱부(534)는 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
음향 출력부(536)는 에어로졸 생성 장치(500)에 대한 정보를 사용자에게 청각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 음향 출력부(536)는 전기 신호를 음향 신호로 변환하여 외부로 출력할 수 있다.
배터리(540)는 에어로졸 생성 장치(500)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 배터리(540)는 히터(550)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(540)는 에어로졸 생성 장치(500) 내에 구비된 다른 구성들(예: 센싱부(520), 출력부(530), 사용자 입력부(560), 메모리(570) 및 통신부(580))의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(540)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. 예를 들어, 배터리(540)는 리튬폴리머(LiPoly) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
히터(550)는 배터리(540)로부터 전력을 공급받아 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있다. 도 5에 도시되지는 않았으나, 에어로졸 생성 장치(500)는 배터리(540)의 전력을 변환하여 히터(550)에 공급하는 전력 변환 회로(예: DC/DC 컨버터)를 더 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(500)가 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 경우, 에어로졸 생성 장치(500)는 배터리(540)의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 DC/AC 컨버터를 더 포함할 수 있다.
제어부(510), 센싱부(520), 출력부(530), 사용자 입력부(560), 메모리(570) 및 통신부(580)는 배터리(540)로부터 전력을 공급받아 기능을 수행할 수 있다. 도 5에 도시되지는 않았으나, 배터리(540)의 전력을 변환하여 각각의 구성요소들에 공급하는 전력 변환 회로, 예를 들면 LDO(low dropout) 회로 또는 전압 레귤레이터 회로를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 히터(550)는 임의의 적합한 전기 저항성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 적합한 전기 저항성 물질은 타이타늄, 지르코늄, 탄탈럼, 백금, 니켈, 코발트, 크로뮴, 하프늄, 나이오븀, 몰리브데넘, 텅스텐, 주석, 갈륨, 망간, 철, 구리, 스테인리스강, 니크롬 등을 포함하는 금속 또는 금속 합금일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 히터(550)는 금속 열선(wire), 전기 전도성 트랙(track)이 배치된 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
다른 실시 예에서, 히터(550)는 유도 가열 방식의 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(550)는 코일에 의해 인가된 자기장을 통해 발열하여, 에어로졸 생성 물질을 가열하는 서셉터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 히터(550)는 복수의 히터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 히터(550)는 궐련을 가열하기 위한 제1 히터 및 액상을 가열하기 위한 제2 히터를 포함할 수 있다.
사용자 입력부(560)는 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나, 사용자에게 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력부(560)는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(접촉식 정전 용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지 방식, 표면 초음파 전도 방식, 적분식 장력 측정 방식, 피에조 효과 방식 등), 조그 휠, 조그 스위치 등이 있을 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 도 5에 도시되지는 않았으나, 에어로졸 생성 장치(500)는 USB(universal serial bus) 인터페이스 등과 같은 연결 인터페이스(connection interface)를 더 포함하고, USB 인터페이스 등과 같은 연결 인터페이스를 통해 다른 외부 장치와 연결하여 정보를 송수신하거나, 배터리(540)를 충전할 수 있다.
메모리(570)는 에어로졸 생성 장치(500) 내에서 처리되는 각종 데이터들(예: 온도 프로파일)을 저장하는 하드웨어로서, 제어부(510)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(570)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, random access memory) SRAM(static random access memory), 롬(ROM, read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 메모리(570)는 에어로졸 생성 장치(500)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로 파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등을 저장할 수 있다.
통신부(580)는 다른 전자 장치와의 통신을 위한 적어도 하나의 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(580)는 근거리 통신부(582) 및 무선 통신부(584)를 포함할 수 있다.
근거리 통신부(short-range wireless communication unit)(582)는 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부, UWB(ultra wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
무선 통신부(584)는 셀룰러 네트워크 통신부, 인터넷 통신부, 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN) 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 무선 통신부(584)는 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI)를 이용하여 통신 네트워크 내에서 에어로졸 생성 장치(500)를 확인 및 인증할 수도 있다.
제어부(510)는 에어로졸 생성 장치(500)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 제어부(510)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
제어부(510)는 배터리(540)의 전력을 히터(550)에 공급하는 것을 제어함으로써 히터(550)의 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(510)는 배터리(540)와 히터(550) 사이의 스위칭 소자의 스위칭을 제어함으로써 전력 공급을 제어할 수 있다. 다른 예에서, 제어부(510)의 제어 명령에 따라 가열직접회로가 히터(550)에 대한 전력 공급을 제어할 수도 있다.
제어부(510)는 센싱부(520)에 의해 감지된 결과를 분석하고, 이후 수행될 처리들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(510)는 센싱부(520)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 히터(550)의 동작이 개시 또는 종료되도록 히터(550)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 제어부(510)는 센싱부(520)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 히터(550)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(550)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다.
제어부(510)는 센싱부(520)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 출력부(530)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 센서(526)를 통해 카운트 된 퍼프 횟수가 기 설정된 횟수에 도달하면, 제어부(510)는 디스플레이부(532), 햅틱부(534) 및 음향 출력부(536) 중 적어도 하나를 통해 사용자에게 에어로졸 생성 장치(500)가 곧 종료될 것을 예고할 수 있다.
제어부(510)는 컬러 센서(528)에 의해 감지된 색정보에 기초하여, 궐련(2)의 종류 및/또는 습도 상태를 판단할 수 있다. 제어부(510)는 결정된 궐련(2)의 종류 및/또는 습도 상태에 대응되는 온도 프로파일로 히터(550)를 동작시킬 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 에어로졸 생성 시스템의 일부분을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6a는 에어로졸 생성 시스템(600)을 측면에서 바라본 단면도이고, 도 6b는 에어로졸 생성 시스템(600)을 위에서 바라본 단면도이다.
도 6a 내지 도 6b를 참조하면, 에어로졸 생성 시스템(600)은 에어로졸 생성 장치(601, 602) 및 궐련(2)을 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(601, 602)는 본체(601) 및 커버(602)를 포함할 수 있다. 한편, 궐련(2) 및 커버(602)는 본체(601)와 분리 가능하게 결합할 수 있다.
일 실시예에 따른 궐련(2)은 포장재(래퍼)의 일부 영역에 색띠(CB)를 포함할 수 있다. 색띠(CB)는 궐련(2)의 종류 및/또는 습도 상태 정보를 지시할 수 있다.
본체(601)에는 궐련(2)을 수용할 수 있는 수용 통로(603)가 형성될 수 있다. 궐련(2)은 커버(602)에 형성된 구멍을 통해 수용 통로(603) 내부에 수용될 수 있다. 궐련(2)이 수용 통로(603)에 수용된 후, 수용 통로(603)에 위치하는 히터(미도시)에 의해 궐련(2)이 가열됨으로써 에어로졸이 생성될 수 있다.
일 실시예에 따른 본체(601)는 수용 통로(603)의 측면에　컬러 센서(528)가 형성될 수 있다.　컬러 센서(528)는 발광부(528a) 및 수광부(528b)를 포함할 수 있다.　컬러 센서(528)는 히터에 의해 영향을 받지 않도록 6mm 이상 히터와 이격될 수 있다. 컬러 센서(528)는 수용 통로(603)에 수용된 궐련(2)의 색 띠(CB)와 동일 선상에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 삽입 감지 센서(도 5의 524)에 의해 궐련(2)이 수용 통로(603)으로 삽입된 것이 감지된 경우, 발광부(528a)는 궐련(2)으로 빛을 조사할 수 있다. 또한, 수광부(528b)는 궐련(2)으로부터 반사된 빛을 수신할 수 있다.
본 개시에서는 궐련(2)의 색띠(CB) 및 컬러 센서(528)를 이용하여 색띠(CB)로부터 반사된 빛을 감지함으로써, 수용 통로(603)에 수용되는 궐련(2)의 종류 및/또는 습도 상태를 결정할 수 있다. 이에 대한 자세한 내용은 도 7a 내지 도 10b에서 후술하기로 한다.
도 7a 및 도 7b는 일 실시예에 따른 궐련을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 궐련(2)은 에어로졸 발생부(210), 담배 충전부(220), 냉각부(230) 및 마우스 피스(240)를 포함할 수 있다. 궐련(2)은 포장재(래퍼)의 일부 영역에 색띠(CB)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 궐련(2)은 담배 충전부(220)에 대응되는 포장재(래퍼) 상에 색띠(CB)를 포함할 수 있다. 이 때, 색띠(CB)는 궐련(2)의 습도 상태를 지시할 수 있다.
색띠(CB)는 주변 환경의 습도 변화에 대응하여 색이 변하는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 색띠(CB)는 리트머스를 포함할 수 있다. 리트머스는 이끼류에서 추출된 색소이다. 리트머스 지시약은 중성에서는 보라색, 염기성에서는 파란색이고, 산성에서는 붉은색을 띤다. 일반적으로 알려진 리트머스 종이는 리트머스 알코올 용액에 각각 염산과 암모니아수를 넣은 용액을 종이에 묻혀 말린 것이다. 리트머스 종이는 푸른색과 붉은색 두 가지가 있는데, 푸른색 리트머스 종이가 붉은색으로 변하면 해당하는 용액이 산성임을 말해주고, 붉은색 리트머스 종이가 푸른색으로 변하면 염기성임을 알려준다.
일 실시예에 따른 색띠(CB)는 파란색 리트머스 종이와 같은 원리로 형성함으로써, 습도가 정상인 경우 파란색을 지시하고, 습도가 높은 경우 일반적으로 대기 중의 수분은 약 산성을 띠므로 붉은색을 지시할 수 있다. 따라서, 일반 궐련(2)인 경우 도 7a에 도시된 바와 같이, 색띠(CB)는 파란색을 지시하고, 과습 궐련(2')인 경우 도 7b에 도시된 바와 같이, 색띠(CB')는 붉은색을 지시할 수 있다.
이와 같이, 담배 충전부(220)에 대응되는 포장재(래퍼) 상에 색띠(CB)를 배치하고, 컬러 센서(528)를 이용하여, 색띠(CB)의 색을 감지함으로써, 궐련(2)의 습도 상태를 용이하게 검출할 수 있다.
담배 충전부(220)의 습도 상태를 고려하지 않고, 획일적인 가열 프로파일을 적용하는 경우, 사용자에게 최상의 사용 만족도를 제공하지 못할 수 있다. 수분은 공기보다 비열이 크고, 동일한 온도에서 열 용량이 공기보다 더 크다. 이로 인해, 사용자가 수분 함량이 높은 에어로졸을 흡입하는 경우, 동일한 온도의 공기를 흡입하는 경우보다 뜨거움을 크게 느끼는 문제점이 발생할 수 있다. 이하, 도 8을 이용하여, 일반 궐련(2)과 과습 궐련(2') 각각에 대응한 예시적인 온도 프로파일을 설명한다.
도 8은 온도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다. 이 때, 실선으로 표시된 그래프는 일반 궐련용 제1 온도 프로파일을 나타내고, 일점쇄선으로 표시된 그래프는 과습 궐련용 제2 온도 프로파일을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 제1 온도 프로파일(TP1)은 일반 궐련(도 7a의 2)에 최적화된 시간별 온도값들을 나타낸다. 제1 온도 프로파일(TP1)은 예열 구간인 제1 구간(P1) 및 흡연 구간인 제2 구간(P2)으로 구분될 수 있다.
제1 구간(P1)은 외기 온도인 제1 온도(T1)로부터 에어로졸 생성 물질 휘발되는 제2 온도(T2)로 상승하는 구간, 및 흡연 개시 온도인 제3 온도(T3)로 하강하는 구간을 포함할 수 있다. 제2 구간(P2)은 제3 온도(T3)로부터 유지 온도인 제4 온도(T4)로 하강하는 구간, 및 제4 온도(T4)를 유지하는 구간을 포함할 수 있다. 이때, 제2 온도(T2), 제3 온도(T3), 및 제4 온도(T4)는 에어로졸　생성 물질이 휘발되는 온도 이상이며, 에어로졸　생성 물질의 종류에 따라 달라질 수 있다.
한편, 제2 온도 프로파일(TP2)은 과습 궐련(도 7b의 2')에 최적화된 시간별 온도값들을 나타낸다. 제2 온도 프로파일(TP2)은 예열 구간인 제3 구간(P3) 및 흡연 구간인 제4 구간(P4)으로 구분될 수 있다.
제3 구간(P3)은 외기 온도인 제1 온도(T1)로부터 에어로졸 생성 물질 휘발되는 제2 온도(T2)로 상승하는 구간, 제2 온도(T2)를 유지하는 구간, 흡연 개시 온도인 제4 온도(T4)로 하강하는 구간을 포함할 수 있다. 제4 구간(P4)은 제4 온도(T4)를 유지하는 구간을 포함할 수 있다.
이 때, 제2 온도 프로파일(TP2)에 대응하여 제2 온도(T2)에 도달하는데 걸리는 시간은 궐련(2000)에 포함된 수분으로 인해 제1 온도 프로파일(TP1)에 대응하여 제2 온도(T2)에 도달하는데 걸리는 시간보다 길 수 있다.
또한, 제2 온도 프로파일(TP2)이 제2 온도(T2)에 도달한 이후, 제2 온도(T2)에서 일정하게 유지되는 동안, 과습 궐련(2')의 내부에 포함된 수분의 적어도 일부가 증발할 수 있다. 이로 인해, 초기 열감을 완화시킬 수 있다. 반면에,　일반 궐련(2)의 경우,　내부에 포함된　수분에 의해 사용자가 뜨거움을 느낄 가능성이 낮으므로,　제1 온도 프로파일(TP1)은 궐련(2)의 내부에 포함된　수분을 증발시키는 구간을 생략할 수 있다. 즉, 제2 온도 프로파일(TP2)의 예열 구간(P3)은 제1 온도 프로파일(TP1)의 예열 구간(P1)보다 길고, 일반 궐련(도 7a의 2)의 흡연 개시 온도인 제3 온도(T3)는 과습 궐련(도 7b의 2')의 흡연 개시 온도인 제4 온도(T4)보다 높을 수 있다.
다만, 도 8에 도시된 제1 온도 프로파일(TP1) 및 제2 온도 프로파일(TP2)은 예시적인 것으로서 일반 궐련(도 7a의 2) 및 과습 궐련(도 7b의 2') 각각에 대한 온도 프로파일은 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9a 및 도 9b는 다른 실시예에 따른 궐련을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 궐련(2_1a, 2_1b, 2_1c)은 포장재(래퍼)의 일부 영역에 제1 색띠(CB1)뿐만 아니라 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)를 더 포함한다는 점에서, 하나의 색띠(CB)만 포함하는 도 7a 및 도 7b에 도시된 궐련(2)과 차이점이 있을 뿐 나머지 구성들은 실질적으로 동일하다. 이하 중복되는 설명은 생략하고 차이점 위주로 설명한다.
궐련(2_1a, 2_1b, 2_1c)은 에어로졸 발생부(210), 담배 충전부(220), 냉각부(230) 및 마우스 피스(240)를 포함할 수 있다. 궐련(2_1a, 2_1b, 2_1c)은 포장재(래퍼)의 일부 영역에 제1 색띠(CB1) 및 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 궐련(2)은 담배 충전부(220)에 대응되는 포장재(래퍼) 상에 제1 색띠(CB1) 및 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)를 포함할 수 있다.
이 때, 제1 색띠(CB1)는 도 7a의 색띠(CB)와 실질적으로 동일한 구성으로서, 궐련(2_1a, 2_1b, 2_1c)의 습도 상태를 지시할 수 있다. 제1 색띠(CB1)는 파란색 리트머스 종이와 같은 원리로 형성함으로써, 습도가 정상인 경우 파란색을 지시하고, 습도가 높은 경우 일반적으로 대기 중의 수분은 약 산성을 띠므로 붉은색을 지시할 수 있다. 따라서, 제1 궐련(2_1a), 제2 궐련(2_1b), 및 제3 궐련(2_1c)이 일반 궐련인 경우 도 9a에 도시된 바와 같이, 제1 색띠(CB1)는 파란색을 지시하고, 제1 궐련(2_1a), 제2 궐련(2_1b), 및 제3 궐련(2_1c)이 과습 궐련인 경우 도 9b에 도시된 바와 같이, 제1 색띠(CB1’)는 붉은색을 지시할 수 있다.
또한, 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)는 궐련(2_1a, 2_1b, 2_1c)의 종류를 지시할 수 있다. 궐련(2_1a, 2_1b, 2_1c)의 종류는, 담배 충전부(220)가 담배 각초로 충전된 제1 궐련(2_1a), 담배 충전부(220)가 담배 과립으로 충전된 제2 궐련(2_1b), 및 담배 충전부(220)가 니코틴 액상으로 충전된 제3 궐련(2_1c)일 수 있다. 예를 들어, 제1 궐련(2_1a)의 제2 색띠(CB2a)는 붉은색이고, 제2 궐련(2_1b)의 제2 색띠(CB2b)는 노란색이고, 제3 궐련(2_1c)의 제2 색띠(CB2c)는 검은색일 수 있다. 다만, 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)의 색 및 각각의 색에 매칭되는 담배 충전부의 내용물은 예시적인 것으로서 다양하게 변형될 수 있다.
일 실시예에 따른 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)는, 담배 충전부(220)에 대응되는 포장재(래퍼) 상에 형성되고, 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)는, 제1 색띠(CB1)와 길이 방향으로 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)는, 제1 색띠(CB1)와 담배 충전부(220)와 냉각부(230) 경계선 사이에 배치될 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 컬러 센서의 위치를 설명하기 위한 에어로졸 생성 시스템의 단면도이다.
도 9a, 도 9b, 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 컬러 센서(528a, 528b)는 본체(601)의 수용 통로(603)의 측면에 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 10a에 도시된 바와 같이 컬러 센서(528a, 528b)는 수용 통로(603)의 측면에 복수 개 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 컬러 센서(528a)는 수용 통로(603)에 수용된 제1 궐련(2_1a)의 제1 색띠(CB1)와 동일 선상에 배치되고, 제2 컬러 센서(528b)는 수용 통로(603)에 수용된 제1 궐련(2_1a)의 제2 색띠(CB2a)와 동일 선상에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 컬러 센서(528a)는 제1 색띠(CB1)의 색을 결정하고, 제2 컬러 센서(528b)는 제2 색띠(CB2a)의 색을 결정할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 도 10b에 도시된 바와 같이 컬러 센서(528)는 수용 통로(603)의 측면에 하나만 형성될 수도 있다. 예를 들어, 컬러 센서(528)는 수용 통로(603)에 수용된 제1 궐련(2_1a)의 제2 색띠(CB2a)와 동일 선상에 배치될 수 있다. 이와 같은 경우, 컬러 센서(528)는 시간에 따른 센싱값의 변화에 기초하여, 제1 색띠(CB1)의 색 및 제2 색띠(CB2a)의 색을 결정할 수 있다.
이와 같이, 담배 충전부(220)에 대응되는 포장재(래퍼) 상에 제1 색띠(CB1) 및 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)를 배치하고, 컬러 센서(528a, 528b)를 이용하여, 제1 색띠(CB1)의 색을 감지함으로써, 궐련의 습도 상태를 용이하게 검출하고, 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)의 색을 감지함으로써, 궐련의 종류를 용이하게 검출할 수 있다.
제어부(도 5의 510)는, 제1 색띠(CB1) 및 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)의 색에 대응되는 온도 프로파일로 히터(도 5의 550)를 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치 (도 5의 500)는 궐련(2)의 종류 즉, 담배 충전부(220)에 충전된 물질이 각초, 과립 및 액상과 같이 3가지인 경우, 각 물질에 대한 일반 궐련용 온도 프로파일과 과습 궐련용 온도 프로파일을 구비하여 총 6개의 온도 프로파일을 메모리(도 5의 570)에 포함할 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 또 다른 실시예에 따른 궐련을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11a 및 도11b에 도시된 궐련(2_2a, 2_2b, 2_2c)은 제1 색띠(CB1_1)가 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)와 두께 방향으로 중첩되도록 배치된다는 점에서, 제1 색띠(CB1)가 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)와 길이 방향으로 인접하게 배치되는 도 9a 및 도 9b에 도시된 궐련(2_1a)과 차이점이 있을 뿐 나머지 구성들은 실질적으로 동일하다. 이하 중복되는 설명은 생략하고 차이점 위주로 설명한다.
궐련(2_2a, 2_2b, 2_2c)은 에어로졸 발생부(210), 담배 충전부(220), 냉각부(230) 및 마우스 피스(240)를 포함할 수 있다. 궐련(2_2a, 2_2b, 2_2c)은 포장재(래퍼)의 일부 영역에 제1 색띠(CB1_1) 및 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 궐련(2)은 담배 충전부(220)에 대응되는 포장재(래퍼) 상에 제1 색띠(CB1_1) 및 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)를 포함할 수 있다.
제1 색띠(CB1_1)는 리트머스를 포함하며, 궐련(2_2a, 2_2b, 2_2c)의 습도 상태를 지시할 수 있다.
제1 색띠(CB1_1)는 파란색 리트머스 종이와 같은 원리로 형성함으로써, 습도가 정상인 경우 파란색을 지시하고, 습도가 높은 경우 일반적으로 대기 중의 수분은 약 산성을 띠므로 붉은색을 지시할 수 있다. 따라서, 궐련이 일반 궐련(2_2a, 2_2b, 2_2c)인 경우 도 11a에 도시된 바와 같이, 제1 색띠(CB1_1)는 파란색을 지시하고, 궐련이 과습 궐련(2_2a’, 2_2b’, 2_2c’)인 경우 도 11b에 도시된 바와 같이, 제1 색띠(CB1_1’)는 붉은색을 지시할 수 있다.
또한, 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)는 궐련(2_2a, 2_2b, 2_2c)의 종류를 지시할 수 있다. 궐련(2_2a, 2_2b, 2_2c)의 종류는, 담배 충전부(220)가 담배 각초로 충전된 제1 궐련(2_2a), 담배 충전부(220)가 담배 과립으로 충전된 제2 궐련(2_2b), 및 담배 충전부(220)가 니코틴 액상으로 충전된 제3 궐련(2_2c)일 수 있다. 예를 들어, 제1 궐련(2_2a)의 제2 색띠(CB2a)는 붉은색이고, 제2 궐련(2_2b)의 제2 색띠(CB2b)는 노란색이고, 제3 궐련(2_2c)의 제2 색띠(CB2c)는 검은색일 수 있다. 다만, 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)의 색 및 각각의 색에 매칭되는 담배 충전부의 내용물은 예시적인 것으로서 다양하게 변형될 수 있다.
일 실시예에 따른 제1 색띠(CB1_1)는 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)와 두께 방향으로 중첩되도록 배치될 수 있다. 이 때, 제1 색띠(CB1_1)는 메쉬 형상을 가질 수 있다. 이로 인해 제1 색띠(CB1_1)는 사각형 형상의 복수의 메쉬홀(MH)들을 포함하며, 메쉬홀(MH)을 통해 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)가 외부에 노출될 수 있다. 다만, 제1 색띠(CB1_1)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 일 측에서 바라본 제1 색띠(CB1_1)의 형상은 직사각형이나, 제1 색띠(CB1_1)를 반투명으로 형성함으로써, 아래 배치된 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)의 색과 혼합된 색을 지시할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 일반 궐련(2_2a, 2_2b, 2_2c)인 경우 제1 색띠(CB1_1)가 파란색을 지시하고, 과습 궐련(2_2a’, 2_2b’, 2_2c’)인 경우 제1 색띠(CB1_1’)가 붉은색을 지시할 수 있다. 이와 같은 경우, 붉은색의 제2 색띠(CB2a)를 갖는 제1 궐련(2_2a)은, 일반 궐련(2_2a)인 경우 보라색으로 표시되고, 과습 궐련(2_2a’)인 경우 붉은색으로 표시되고, 노란색의 제2 색띠(CB2b)를 갖는 제2 궐련(2_2b)은, 일반 궐련(2_2b)인 경우 녹색으로 표시되고, 과습 궐련(2_2b’)인 경우 주황색으로 표시되고, 검은색의 제2 색띠(CB2c)를 갖는 제3 궐련(2_2c)은, 일반 궐련(2_2c)인 경우 남색으로 표시되고, 과습 궐련(2_2c’)인 경우 갈색으로 표시될 수 있다.
도 6a를 참조하면, 컬러 센서(528)는 본체(601)의 수용 통로(603)의 측면에 형성될 수 있다. 예를 들어, 컬러 센서(528)는 수용 통로(603)에 수용된 궐련(2)의 색띠(CB)(즉, 제1 색띠(CB1_1) 및 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c))와 동일 선상에 배치되고, 컬러 센서(528)는 제1 색띠(CB1_1) 및 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)의 혼합색을 결정할 수 있다.
이와 같이, 담배 충전부(220)에 대응되는 포장재(래퍼) 상에 제1 색띠(CB1_1) 및 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)를 두께 방향으로 중첩되게 배치하고, 컬러 센서(528)를 이용하여, 제1 색띠(CB1_1) 및 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)의 혼합색을 감지함으로써, 궐련의 습도 및 궐련의 종류를 용이하게 검출할 수 있다. 예를 들어, 제1 색띠(CB1_1) 및 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)의 혼합색이 보라색, 녹색, 남색으로 결정되는 경우, 일반 제1 궐련(2_2a), 일반 제2 궐련(2_2b), 일반 제3 궐련(2_2c)에 각각 대응될 수 있다. 한편, 제1 색띠(CB1_1) 및 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)의 혼합색이 붉은색, 주황색, 갈색으로 결정되는 경우, 과습 제1 궐련(2_2a’), 과습 제2 궐련(2_2b’), 과습 제3 궐련(2_2c’)에 각각 대응될 수 있다.
제어부(도 5의 510)는, 제1 색띠(CB1_1) 및 제2 색띠(CB2a, CB2b, CB2c)의 혼합색에 대응되는 온도 프로파일로 히터(도 5의 550)를 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치 (도 5의 500)는 궐련(2)의 종류 즉, 담배 충전부(220)에 충전된 물질이 각초, 과립 및 액상과 같이 3가지인 경우, 각 물질에 대한 일반 궐련용 온도 프로파일과 과습 궐련용 온도 프로파일을 구비하여 총 6개의 온도 프로파일을 메모리(도 5의 570)에 포함할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이 때, 도 12에 도시된 실시예뿐만 아니라 도 1 내지 도 11b에서 상술한 내용은 에어로졸 생성 시스템의 동작 방법에 적용될 수 있음은 물론이다.
도 12를 참조하면, 에어로졸 생성 시스템(100)의 동작 방법은 색띠가 형성된 궐련을 본체의 수용 통로에 삽입하는 단계(S100), 컬러 센서에 의해 색띠의 색을 검출하는 단계(S200), 및 검출된 색띠의 색에 기초하여 궐련의 습도 상태를 판단하는 단계(S300)를 포함한다. 에어로졸 생성 시스템(100)의 동작 방법은 결정된 궐련의 습도 상태에 대응한 온도 프로파일로 히터를 동작하는 단계(S400)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 색띠(CB)가 형성된 궐련(2)을 본체(601)의 수용 통로(603)에 삽입하는 단계(S100)에서, 일 실시예에 따른 궐련(2)은 포장재(래퍼)의 일부 영역에 색띠(CB)를 포함할 수 있다. 색띠(CB)는 궐련(2)의 종류 및/또는 습도 상태 정보를 지시할 수 있다.
색띠(CB)는 주변 환경의 습도 변화에 대응하여 색이 변하는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 색띠(CB)는 리트머스를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 색띠(CB)는 파란색 리트머스 종이와 같은 원리로 형성함으로써, 습도가 정상인 경우 파란색을 지시하고, 습도가 높은 경우 일반적으로 대기 중의 수분은 약 산성을 띠므로 붉은색을 지시할 수 있다.
본체(601)에는 궐련(2)을 수용할 수 있는 수용 통로(603)가 형성될 수 있다. 궐련(2)은 커버(602)에 형성된 구멍을 통해 수용 통로(603) 내부에 수용될 수 있다. 궐련(2)이 수용 통로(603)에 수용된 후, 수용 통로(603)에 위치하는 히터(미도시)에 의해 궐련(2)이 가열됨으로써 에어로졸이 생성될 수 있다.
일 실시예에 따른 본체(601)는 수용 통로(603)의 측면에　컬러 센서(528)가 형성될 수 있다. 컬러 센서(528)는 발광부(528a) 및 수광부(528b)를 포함할 수 있다.　컬러 센서(528)는 히터에 의해 영향을 받지 않도록 6mm 이상 히터와 이격될 수 있다. 컬러 센서(528)는 수용 통로(603)에 수용된 궐련(2)의 색 띠(CB)와 동일 선상에 위치할 수 있다.
컬러 센서에 의해 색띠(CB)의 색을 검출하는 단계(S200)에서, 삽입 감지 센서(도 5의 524)에 의해 궐련(2)이 수용 통로(603)으로 삽입된 것이 감지된 경우, 발광부(528a)는 궐련(2)으로 빛을 조사할 수 있다. 또한, 수광부(528b)는 궐련(2)으로부터 반사된 빛을 수신할 수 있다.
검출된 색띠(CB)의 색에 기초하여 궐련의 습도 상태를 판단하는 단계(S300)에서, 제어부(도 5의 510)는, 색띠(CB)의 색이 제1 색(예: 파란색)인 경우 궐련을 일반 궐련으로 판단하고, 색띠(CB)의 색이 제2 색(예: 붉은색)인 경우, 궐련을 과습 궐련으로 판단할 수 있다.
결정된 궐련의 습도 상태에 대응한 온도 프로파일로 히터를 동작하는 단계(S400)에서, 도 8을 참조하면, 제1 온도 프로파일(TP1)은 일반 궐련(도 7a의 2)에 최적화된 시간별 온도값들을 나타낸다. 제1 온도 프로파일(TP1)은 예열 구간인 제1 구간(P1) 및 흡연 구간인 제2 구간(P2)으로 구분될 수 있다. 한편, 제2 온도 프로파일(TP2)은 과습 궐련(도 7b의 2')에 최적화된 시간별 온도값들을 나타낸다. 제2 온도 프로파일(TP2)은 예열 구간인 제3 구간(P3) 및 흡연 구간인 제4 구간(P4)으로 구분될 수 있다.
이 때, 제2 온도 프로파일(TP2)에 대응하여 제2 온도(T2)에 도달하는데 걸리는 시간은 궐련(2000)에 포함된 수분으로 인해 제1 온도 프로파일(TP1)에 대응하여 제2 온도(T2)에 도달하는데 걸리는 시간보다 길 수 있다.
또한, 제2 온도 프로파일(TP2)이 제2 온도(T2)에 도달한 이후, 제2 온도(T2)에서 일정하게 유지되는 동안, 과습 궐련(2')의 내부에 포함된 수분의 적어도 일부가 증발할 수 있다. 이로 인해, 초기 열감을 완화시킬 수 있다. 반면에,　일반 궐련(2)의 경우,　내부에 포함된　수분에 의해 사용자가 뜨거움을 느낄 가능성이 낮으므로,　제1 온도 프로파일(TP1)은 궐련(2)의 내부에 포함된　수분을 증발시키는 구간을 생략할 수 있다. 즉, 제2 온도 프로파일(TP2)의 예열 구간(P3)은 제1 온도 프로파일(TP1)의 예열 구간(P1)보다 길고, 일반 궐련(도 7a의 2)의 흡연 개시 온도인 제3 온도(T3)는 과습 궐련(도 7b의 2')의 흡연 개시 온도인 제4 온도(T4)보다 높을 수 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 에어로졸 생성 장치
2: 궐련
210: 에어로졸 발생부
220: 담배충전부
230: 냉각부
240: 마우스 피스
528: 컬러 센서
528a: 발광부
528b: 수광부
CB: 색띠

Claims (15)

  1. 습도에 대응하여 색상이 변경되는 제1 색띠가 형성된 궐련; 및
    상기 궐련이 삽입되는 수용 통로를 포함하는 본체, 상기 궐련을 가열하는 히터, 상기 수용 통로 일 측에 배치되고 상기 제1 색띠의 색을 검출하는 컬러 센서, 및 상기 검출된 상기 제1 색띠의 색에 기초하여 상기 궐련의 습도 상태를 판단하는 제어부를 포함하는 에어로졸 발생 장치;를 포함하는 에어로졸 생성 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 색띠는, 수분에 노출되는 경우 제1 색에서 제2 색으로 변경되는 리트머스를 포함하는 에어로졸 생성 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 색띠의 색이 상기 제1 색인 경우 상기 궐련을 일반 궐련으로 판단하고,
    상기 제1 색띠의 색이 상기 제2 색인 경우, 상기 궐련을 과습 궐련으로 판단하는 에어로졸 생성 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 궐련이 상기 일반 궐련으로 결정된 경우, 제1 온도 프로파일로 상기 히터를 동작시키고,
    상기 궐련이 상기 과습 궐련으로 결정된 경우, 제2 온도 프로파일로 상기 히터를 동작시키는 에어로졸 생성 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 온도 프로파일의 예열 구간은 상기 제1 온도 프로파일의 예열 구간보다 긴 에어로졸 생성 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 궐련은, 에어로졸 발생부, 담배 충천부, 냉각부, 및 마우스 피스를 포함하되, 상기 에어로졸 발생부, 상기 담배 충천부, 상기 냉각부, 및 상기 마우스 피스는 포장재에 의해 포장되고,
    상기 제1 색띠는, 상기 담배 충전부에 대응되는 상기 포장재 상에 형성되는 에어로졸 생성 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 궐련은, 상기 궐련의 종류별로 다른 색을 갖는 제2 색띠를 더 포함하는 에어로졸 생성 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 궐련의 종류는, 상기 담배 충전부가 담배 각초로 충전된 제1 궐련, 상기 담배 충전부가 담배 과립으로 충전된 제2 궐련, 및 상기 담배 충전부가 니코틴 액상으로 충전된 제3 궐련을 포함하는 에어로졸 생성 시스템.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 색띠는 상기 제1 궐련의 경우 제3 색이고, 상기 제2 궐련의 경우 제4 색이고, 상기 제3 궐련의 경우 제5 색인 에어로졸 생성 시스템.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 색띠 및 상기 제2 색띠의 색에 대응되는 온도 프로파일로 상기 히터를 동작시키는 에어로졸 생성 시스템.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 색띠는, 상기 담배 충전부에 대응되는 상기 포장재 상에 형성되며, 상기 제1 색띠와 상기 담배 충전부와 상기 냉각부 경계선 사이에 배치되는 에어로졸 생성 시스템.
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 색띠는, 상기 제2 색띠와 두께 방향으로 중첩되게 형성되고, 메쉬 형상을 갖는 에어로졸 생성 시스템.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 컬러 센서는, 상기 제1 색띠의 색과 상기 제2 색띠의 색이 혼합된 혼합색을 감지하는 에어로졸 생성 시스템.
  14. 에어로졸 생성 시스템의 동작 방법에 있어서,
    색띠가 형성된 궐련을 본체의 수용 통로에 삽입하는 단계;
    컬러 센서에 의해 상기 색띠의 색을 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 상기 색띠의 색에 기초하여 상기 궐련의 습도 상태를 판단하는 단계;를 포함하는 에어로졸 생성 시스템의 동작 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 색띠는, 수분에 노출되는 경우 제1 색에서 제2 색으로 변경되는 리트머스를 포함하고,
    상기 궐련의 습도 상태를 판단하는 단계는, 상기 색띠의 색이 상기 제1 색인 경우 상기 궐련을 일반 궐련으로 판단하고, 상기 색띠의 색이 상기 제2 색인 경우, 상기 궐련을 과습 궐련으로 판단하는 에어로졸 생성 시스템의 동작 방법.
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