KR20240033633A - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

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KR20240033633A
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temperature
aerosol generating
susceptor
generating device
induction coil
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김용환
권영범
김동성
임헌일
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주식회사 케이티앤지
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Abstract

에어로졸 생성 장치는, 배터리, 상기 배터리로부터 공급된 전력에 기초하여 가변 자기장을 생성하는 유도 코일, 상기 가변 자기장에 의해 발생되는 열을 이용하여 에어로졸 생성 기질을 가열하는 서셉터, 상기 서셉터에 인접하게 배치되어 온도 센싱 값을 검출 정보로써 출력하는 온도 센서 및 상기 온도 센서의 검출 정보에 기초한 제1 이상 가열 조건 및 제2 이상 가열 조건에 따라 상기 유도 코일에 공급되는 전력을 차단하는 제어부를 포함한다.

Description

에어로졸 생성 장치{AEROSOL GENERATING DEVICE}
본 개시는 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가열 소자의 이상 가열을 방지할 수 있는 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 또는 액체 저장부(예를 들어, 카트리지) 내의 에어로졸 생성물질이 가열됨에 따라 에어로졸을 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다.
한편, 에어로졸 생성 장치는 센싱 값들에 기초하여 가열 소자를 제어한다. 그러나, 센싱 값들(예를 들어, 궐련 센싱 값, 온도 센싱 값 등)의 오류가 발생한 경우, 가열 소자의 온도가 목표 온도보다 높거나 낮은 이상(abnormal) 가열이 발생될 수 있다. 이러한 이상 가열이 발생 발생하는 경우 전력 소모 가능성 또는 기대하는 성능을 발휘하지 못함으로써 발생되는 사용자 불만족의 문제가 발생한다.
본 개시의 기술적 과제는 가열 소자의 이상 가열을 방지할 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 데 있다.
본 개시의 기술적 과제는 상술한 바에 한정되지 않으며 이하의 예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
일 측면에 따른 에어로졸 생성 장치는, 배터리, 상기 배터리로부터 공급된 전력에 기초하여 가변 자기장을 생성하는 유도 코일, 상기 가변 자기장에 의해 발생되는 열을 이용하여 에어로졸 생성 기질을 가열하는 서셉터, 상기 서셉터에 인접하게 배치되어 온도 센싱 값을 검출 정보로써 출력하는 온도 센서 및 상기 온도 센서의 검출 정보에 기초한 제1 이상 가열 조건 및 제2 이상 가열 조건에 따라 상기 유도 코일에 공급되는 전력을 차단하는 제어부를 포함한다.
본 개시의 에어로졸 생성 장치는 센싱 값의 오류로 인한 가열 소자의 이상 가열이 발생된 경우, 가열 소자로의 공급 전력을 즉시 차단함으로써, 전력 소모를 현저하게 방지할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 개시의 에어로졸 생성 장치는 온도 센싱 값을 통해, 에어로졸 생성 기질이 삽입되지 않은 상태에서 가열 소자가 가열되는 이상 가열 상태를 감지할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 기질이 삽입되지 않은 상태에서, 가열 소자가 가열되는 이상 가열 상태를 감지한 경우, 전력을 즉시 차단함으로써, 전력 소모를 현저하게 방지할 수 있다.
또한, 본 개시의 에어로졸 생성 장치는 온도 센싱 값 및 전력 센싱 값을 통해, 온도 센서의 고장을 감지할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치는 온도 센서의 고장을 감지한 경우, 전력을 즉시 차단함으로써, 기기 과열로 인한 내부 구성들의 고장을 방지할 수 있다.
발명의 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1 은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 기질을 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 기질 감지 센서의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5은 일 실시예에 따른 온도 센서의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 온도 센싱 값의 오류를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 제1 이상 가열 조건 및 제2 이상 가열 조건의 판단 시점을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작방법을 설명하기 위한 순서도이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 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 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 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 개시에 대하여 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1 은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 에어로졸 생성 시스템(1)은 에어로졸 생성 장치(10) 및 에어로졸 생성 기질(20)을 포함할 수 있다. 이하에서 에어로졸 생성 기질(20)은 궐련으로 지칭될 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10)는 에어로졸 생성 기질(20)이 삽입되는 공동(11)을 포함할 수 있고, 공동(11)에 삽입된 에어로졸 생성 기질(20)을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있다. 에어로졸 생성 기질(20)은 에어로졸 생성 물질을 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(10)는 배터리(110), 제어부(120), 서셉터(130), 유도 코일(140)을 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(10)의 내부 구조 및 배치는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(10)의 설계에 따라, 도 1에 도시된 하드웨어 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있고, 각 하드웨어 구성은 다양한 배치로 구현될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(10)는 유도 가열(induction heating) 방식으로 에어로졸 생성 장치(10)에 수용되는 에어로졸 생성 기질(20)을 가열함으로써 에어로졸을 생성할 수 있다. 유도 가열 방식은 외부 자기장에 의해 발열하는 자성체에 주기적으로 방향이 변하는 가변 자기장(alternating magnetic field)을 인가하여 자성체를 발열시키는 방식을 의미할 수 있다.
자성체에 가변 자기장이 인가되는 경우, 자성체에는 와류손(eddy current loss) 및 히스테리시스손(hysteresis loss)에 따른 에너지 손실이 발생할 수 있고, 손실되는 에너지가 열에너지로서 자성체로부터 방출될 수 있다. 자성체에 인가되는 가변 자기장의 진폭 또는 주파수가 클수록 자성체로부터 많은 열에너지가 방출될 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10)는 자성체에 가변 자기장을 인가함으로써 자성체로부터 열에너지를 방출시킬 수 있고, 자성체로부터 방출되는 열에너지를 에어로졸 생성 기질(20)에 전달할 수 있다.
외부 자기장에 의해 발열하는 자성체는 서셉터(susceptor)일 수 있다. 서셉터(130)는 조각, 박편, 또는 스트립 등의 형상으로 에어로졸 생성 장치(10)에 구비될 수 있다. 예를 들면, 에어로졸 생성 장치(10)의 내부에 배치되는 서셉터(130)의 적어도 일부가 서셉터 물질로 형성될 수 있다.
서셉터 물질의 적어도 일부는 강자성체(ferromagnetic substance)로 형성될 수 있다. 예를 들면, 서셉터 물질은 금속 또는 탄소를 포함할 수 있다. 서셉터 물질은 페라이트(ferrite), 강자성 합금(ferromagnetic alloy), 스테인리스강(stainless steel), 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 서셉터 물질은 흑연(graphite), 몰리브덴(molybdenum), 실리콘 카바이드(silicon carbide), 니오븀(niobium), 니켈 합금(nickel alloy), 금속 필름(metal film), 지르코니아(zirconia) 등과 같은 세라믹, 니켈(Ni)이나 코발트(Co) 등과 같은 전이 금속, 붕소(B)나 인(P)과 같은 준금속 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
에어로졸 생성 장치(10)는 에어로졸 생성 기질(20)을 수용할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10)에는 에어로졸 생성 기질(20)을 수용하기 위한 공동(11)이 형성될 수 있다. 서셉터(130)는 관형 또는 원통형일 수 있고, 에어로졸 생성 기질(20)이 삽입되는 공동(11)을 둘러싸도록 공동(11)의 외측에 배치될 수 있다. 따라서, 에어로졸 생성 기질(20)이 에어로졸 생성 장치(10)의 공동(11)에 삽입되면, 서셉터(130)는 에어로졸 생성 기질(20)을 둘러싸도록 에어로졸 생성 기질(20)의 외측에 배치될 수 있다. 이에 따라, 서셉터(130)로부터 전달되는 열에 의해 에어로졸 생성 기질(20) 내 에어로졸 생성 물질의 온도는 증가될 수 있다.
서셉터(130)는 에어로졸 생성 장치(10)에 수용된 에어로졸 생성 기질(20)을 가열할 수 있다. 전술한 바와 같이, 서셉터(130)는 유도 가열 방식으로 에어로졸 생성 기질(20)을 가열할 수 있다. 서셉터(130)는 외부 자기장에 의해 발열하는 서셉터 물질을 포함할 수 있고, 에어로졸 생성 장치(10)는 서셉터(130)에 가변 자기장을 인가할 수 있다.
유도 코일(140)은 에어로졸 생성 장치(10)에 구비될 수 있다. 유도 코일(140)은 서셉터(130)에 가변 자기장을 인가할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10)로부터 유도 코일(140)에 전력이 공급되는 경우 유도 코일(140) 내부에 자기장이 형성될 수 있다. 유도 코일(140)에 교류 전류가 인가되는 경우 유도 코일(140) 내부에 형성되는 자기장의 방향은 지속적으로 변경될 수 있다. 서셉터(130)가 유도 코일(140) 내부에 위치하여 주기적으로 방향이 변하는 가변 자기장에 노출되는 경우, 서셉터(130)가 발열할 수 있고, 공동(11)에 수용된 에어로졸 생성 기질(20)이 가열될 수 있다.
유도 코일(140)은 서셉터(130)의 외측면을 따라 권선될 수 있다. 또한, 유도 코일(140)은 에어로졸 생성 장치(10)의 외부 하우징의 내면을 따라 권선될 수 있다. 유도 코일(140)이 권선되어 형성되는 내부 공간에 서셉터(130)가 위치할 수 있다. 유도 코일(140)에 전력이 공급되는 경우 유도 코일(140)에 의해 생성되는 가변 자기장이 서셉터(130)에 인가될 수 있다.
유도 코일(140)은 에어로졸 생성 장치(10)의 길이 방향으로 연장될 수 있다. 유도 코일(140)은 길이 방향을 따라 적정한 길이로 연장될 수 있다. 예를 들면, 유도 코일(140)은 서셉터(130)의 길이에 대응되는 길이로 연장될 수 있고, 또는 서셉터(130)의 길이보다 긴 길이로 연장될 수 있다.
유도 코일(140)은 서셉터(130)에 가변 자기장을 인가하기에 적합한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들면, 유도 코일(140)은 서셉터(130)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 이와 같은 유도 코일(140)의 크기 및 배치에 의해 유도 코일(140)의 가변 자기장이 서셉터(130)에 인가되는 효율이 향상될 수 있다.
유도 코일(140)에 의해 형성되는 가변 자기장의 진폭 또는 주파수가 변경되는 경우 서셉터(130)가 에어로졸 생성 기질(20)을 가열하는 정도 또한 변경될 수 있다. 유도 코일(140)에 의한 자기장의 진폭 또는 주파수는 유도 코일(140)에 인가되는 전력에 의해 변경될 수 있으므로, 에어로졸 생성 장치(10)는 유도 코일(140)에 인가되는 전력을 조정함으로써 에어로졸 생성 기질(20)의 가열을 제어할 수 있다. 예를 들면, 에어로졸 생성 장치(10)는 유도 코일(140)에 인가되는 교류 전류의 진폭 및 주파수를 제어할 수 있다.
하나의 예시로서, 유도 코일(140)은 솔레노이드(solenoid)로 구현될 수 있다. 유도 코일(140)은 에어로졸 생성 장치(10)의 외부 하우징의 내면을 따라 권선되는 솔레노이드일 수 있고, 솔레노이드의 내부 공간에 서셉터(130) 및 에어로졸 생성 기질(20)이 위치할 수 있다. 솔레노이드를 구성하는 도선의 재질은 구리(Cu)일 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니고, 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 아연(Zn), 및 니켈(Ni) 중 어느 하나, 또는 적어도 하나를 포함하는 합금이 솔레노이드를 구성하는 도선의 재질이 될 수 있다.
배터리(110)는 유도 코일(140)에 전력을 공급할 수 있다. 배터리(110)는 리튬인산철(LiFePO4) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 배터리(110)는 산화 리튬 코발트(LiCoO2) 배터리, 리튬 티탄산염 배터리, 리튬폴리머(LiPoly) 배터리 등일 수 있다.
제어부(120)는 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 제어부(120)는 유도 코일(140)에 공급되는 전력이 조정되도록 배터리(110)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(120)는 서셉터(130)가 목표 온도를 유지하도록 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
한편, 도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(10)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(10)의 배터리(110)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(10)가 결합된 상태에서 유도 코일(140)이 가열될 수도 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 기질을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 에어로졸 생성 기질(20)은 도 1의 궐련에 해당할 수 있다. 에어로졸 생성 기질(20)은 제 1 부분(201), 제 2 부분(202), 제 3 부분(203), 및 제 4 부분(204)으로 구분될 수 있고, 제 1 부분(201), 제 2 부분(202), 제 3 부분(203), 및 제 4 부분(204)은 각각 에어로졸 생성 요소, 담배 요소, 냉각 요소, 및 필터 요소를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 1 부분(201)은 에어로졸 생성 물질을 포함할 수 있고, 제 2 부분(202)은 담배 물질 및 보습제를 포함할 수 있으며, 제 3 부분(203)은 제 1 부분(201) 및 제 2 부분(202)을 통과하는 기류를 냉각시키는 수단을 포함할 수 있고, 제 4 부분(204)은 필터 물질을 포함할 수 있다.
제 1 부분(201), 제 2 부분(202), 제 3 부분(203), 및 제 4 부분(204)은, 에어로졸 생성 기질(20)의 길이 방향을 기준으로 순서대로 정렬될 수 있다. 여기에서, 에어로졸 생성 기질(20)의 길이 방향은 에어로졸 생성 기질(20)의 길이가 연장되는 방향일 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 기질(20)의 길이 방향은, 제 1 부분(201)에서 제 4 부분(204)을 향하는 방향일 수 있다. 이에 따라, 제 1 부분(201) 및 제 2 부분(202) 중 적어도 하나에서 발생되는 에어로졸이 제 1 부분(201), 제 2 부분(202), 제 3 부분(203), 및 제 4 부분(204)을 순서대로 통과하며 기류를 형성할 수 있고, 이에 따라 사용자는 제 4 부분(204)으로부터 에어로졸을 흡입할 수 있다.
제 1 부분(201)은 에어로졸 생성 요소를 포함할 수 있다. 제 1 부분(201)은 에어로졸 생성 요소로서, 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있으며, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액을 함유할 수 있다. 여기서, 에어로졸 생성 요소는 예를 들어, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제 1 부분(201)은 권축된 시트를 포함할 수 있으며, 에어로졸 생성 요소는 권축된 시트에 함침된 상태로 제 1 부분(201)에 포함될 수 있다. 또한 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)와 같은 다른 첨가 물질들 및 가향액은 권축된 시트에 흡수된 상태로 제 1 부분(201)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.
제 1 부분(201)은 에어로졸 생성 기질(20)의 말단부터 약 7 내지 약 20 mm 지점까지 연장될 수 있고, 제 2 부분(202)은 제 1 부분(201)이 끝나는 지점부터 약 7 내지 약 20 mm 지점까지 연장될 수 있다. 다만, 이러한 수치범위에 반드시 제한되는 것은 아니며, 제 1 부분(201) 및 제 2 부분(202) 각각이 연장되는 길이는 통상의 기술자가 용이하게 변경할 수 있는 범위에서 적절하게 조절될 수 있다.
제 2 부분(202)은 담배 요소를 포함할 수 있다. 담배 요소는 특정 형태의 담배 물질일 수 있다. 예를 들어, 담배 요소는 담배 각초, 담배 입자(particle), 담배 시트(sheet), 담배 비즈(beads), 담배 과립(granule), 담배 분말(powder) 또는 담배 추출물의 형태를 가질 수 있다. 또한, 담배 물질은 예를 들어, 담배잎, 담배 옆맥, 팽화 담배, 절단된 각초, 판상엽 각초, 및 재구성 담배 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
제 3 부분(203)은, 제 1 부분(201) 및 제 2 부분(202)을 통과하는 기류를 냉각시키는 수단을 포함할 수 있다. 제 3 부분(203)은 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있으며, 냉각 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 3 부분(203)은 폴리락트산(PLA) 섬유로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 제 3 부분(203)은 복수의 구멍들이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 그러나, 제 3 부분(203)은 상술한 예시에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행하는 물질은, 제한 없이 이에 해당될 수 있다. 예를 들어, 제 3 부분(203)은 중공을 포함하는 튜브 필터 또는 지관 필터일 수 있다.
제 4 부분(204)은, 필터 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 4 부분(204)은 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 제 4 부분(204)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 제 4 부분(204)은 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한 제 4 부분(204)은 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 제 4 부분(204)이 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
제 4 부분(204)은 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 제 4 부분(204)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 제 4 부분(204)의 내부에 삽입될 수도 있다.
에어로졸 생성 기질(20)은 제 1 부분(201) 내지 제 4 부분(204) 중 적어도 일부를 둘러싸는 래퍼(250)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 기질(20)은 제 1 부분(201) 내지 제 4 부분(204) 전부를 둘러싸는 래퍼(250)를 포함할 수 있다. 래퍼(250)는 에어로졸 생성 기질(20)의 최외곽에 위치될 수 있으며, 래퍼(250)는 단일 래퍼일 수 있으나, 복수 개의 래퍼들의 조합일 수 있다.
래퍼(250)는 도 1의 기질 감지 센서(191)를 이용한 궐련 감지를 위한 전자기 유도체(210)로서, 열 전도 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 은 박지(Ag), 알루미늄 박지(Al), 구리 박지(Cu) 등과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 래퍼(250)에 구비된 열 전도 물질은 제 1 부분(201) 내지 제 2 부분(202)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 래퍼(250)에 구비된 열 전도 물질은 서셉터로서의 기능도 할 수 있다.
래퍼(250)의 열 전도 물질은 기질 감지 센서(191)의 인덕턴스를 변화시킬 수 있다. 기질 감지 센서(191)에서 감지된 인덕턴스 변화에 기초하여, 에어로졸 생성 장치(도 1의 10)는 에어로졸 생성 기질(20)이 에어로졸 생성 장치(도 1의 10)에 삽입되었는지 또는 추출되었는지 여부를 판단할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10)는 배터리(110), 서셉터(130), 유도 코일(140), 전력 변환부(150), 메모리(160), 입력부(170), 출력부(180) 및 센서부(190)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 에어로졸 생성 장치(10)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(10)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
한편, 도 1에서 설명된 에어로졸 생성 장치(10)의 동작들은, 도 3의 에어로졸 생성 장치(10)에도 그대로 적용될 수 있다.
배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(10)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(110)는 서셉터(130)가 가열될 수 있도록 유도 코일(140)에 전력을 공급할 수 있다. 배터리(110)는 전력 변환부(150)를 통해 전력을 변환하여 유도 코일(140)에 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(10) 내에 구비된 다른 구성들, 즉, 전력 변환부(150), 메모리(160), 입력부(170), 출력부(180) 및 센서부(190)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(110)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다.
전력 변환부(150)는 배터리(110)로부터 직류 전력을 공급 받아 교류 전력으로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 전력 변환부(150)는 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 또한, 전력 변환부(150)는 배터리(110)로부터 공급 받은 직류 전력을 필터링하거나, 유도 코일(140)에 공급되는 교류 전력을 필터링하기 위한 필터 소자를 포함할 수 있다. 또한, 전력 변환부(150)는 배터리(110)로부터 공급 받은 직류 전력 및/또는 유도 코일(140)에 공급되는 교류 전력을 증폭시키기 위한 증폭기(amplifier)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전력 변환부(150)는 D급 증폭기(class-D amplifier) 및/또는 E급 증폭기(class-E amplifier)로 구현될 수 있다.
제어부(120)는 전력 변환부(150)에 구비된 적어도 하나의 스위칭 소자들의 구동을 제어함으로써, 유도 코일(140)에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 전력 변환부(150)에 포함된 스위칭 소자들의 구동 주파수, 유도 코일(140)에 공급되는 전류의 듀티(duty) 등을 제어함으로서, 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 이 때, 듀티는 스위칭 한 주기 내에서, 유도 코일(140)에 공급되는 전력의 공급 시간의 비율(ratio)을 의미할 수 있다.
실시예에 따라, 제어부(120)는 유도 코일(140)로의 전력 공급만을 제어하기 위한, 별도의 가열 IC(integrated circuit)를 구비할 수도 있다.
유도 코일(140)은 전력 변환부(150)로부터 교류 전력을 공급 받아 가변 자기장을 생성할 수 있다. 유도 코일(140)은 교류 전력에 기초하여 서셉터(130)에 주기적으로 방향이 변하는 가변 자기장을 인가함으로써, 서셉터(130)를 가열할 수 있다.
서셉터(130)는 가변 자기장에 의해 가열되어 에어로졸 생성 기질을 가열할 수 있다. 에어로졸 생성 기질이 가열되는 경우 에어로졸이 발생될 수 있다.
서셉터(130)는 조각, 박편, 또는 스트립 등의 형상으로 에어로졸 생성 장치(10)에 구비될 수 있다. 실시예에 따라, 서셉터(130)는 에어로졸 생성 기질(20)에 배치되는 것도 가능하다. 서셉터(130)는 강자성체(ferromagnetic substance)로 형성될 수 있다. 예를 들면, 서셉터(130)는 금속 또는 탄소를 포함할 수 있다. 서셉터(130)는 페라이트(ferrite), 강자성 합금(ferromagnetic alloy), 스테인리스강(stainless steel) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 서셉터(130)는 흑연(graphite), 몰리브덴(molybdenum), 실리콘 카바이드(silicon carbide), 니오븀(niobium), 니켈 합금(nickel alloy), 금속 필름(metal film), 지르코니아(zirconia) 등과 같은 세라믹, 니켈(Ni)이나 코발트(Co) 등과 같은 전이 금속, 붕소(B)나 인(P)과 같은 준금속 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
센서부(190)는 에어로졸 생성 장치(10)의 다양한 상태 정보를 센싱할 수 있다. 센서부(190)에서 센싱된 결과는 제어부(120)로 전달되고, 제어부(120)는 센싱 결과에 따라 가열부(유도 코일 및 서셉터를 포함함)의 동작 제어, 흡연의 제한, 에어로졸 생성 기질(20)의 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(10)를 제어할 수 있다.
센서부(190)는 기질 감지 센서(191), 온도 센서(192), 전력 감지 센서(193)를 포함할 수 있다.
기질 감지 센서(191)는 공동(11)에 에어로졸 생성 기질(20)이 삽입되었는지 여부를 감지할 수 있다. 일 실시예에서, 기질 감지 센서(191)는 인덕티브 센서(inductive sensor)로 구현될 수 있다. 기질 감지 센서(191)는 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입 또는 추출됨에 따라 에어로졸 생성 기질(20)에 구비된 전자기 유도체(210)와 인덕티브 센서 사이의 거리가 가까워지거나 멀어지면서 변화되는 인덕턴스 변화량을 측정할 수 있다. 실시예에 따라, 기질 감지 센서(191)는 광 센서, 저항 센서 등의 다른 종류의 센서로 대체될 수도 있다.
제어부(120)는 에어로졸 생성 물품의 삽입이 감지되면, 추가적인 외부의 입력이 없이도 자동으로 가열이 시작되도록 에어로졸 생성 장치(10)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 에어로졸 생성 물품의 삽입이 감지되면, 배터리(110)가 코일로 전력을 공급하도록 제어할 수 있다. 다만, 이에 반드시 제한되는 것은 아니며, 제어부(120)는 추가적인 외부의 입력이 존재해야 가열이 시작되도록 에어로졸 생성 장치(10)를 제어할 수 있다.
온도 센서(192)는 서셉터(130)의 온도를 감지할 수 있다. 온도 센서(192)는 서셉터에 접촉하여, 서셉터(130)의 온도를 감지할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(192)는 써모커플(Thermocouple)로 구현될 수 있다. 온도 센서(192)는 써모커플로 구현되는 경우, 응답속도가 빠르고, 오차가 작다는 이점이 있다.
제어부(120)는 온도 센서(192)의 센싱 정보에 기초하여 서셉터(130)의 온도를 제어할 수 있다. 제어부(120)는 기 설정된 온도 프로파일에 따라서, 서셉터(130)의 온도를 목표 온도로 유지하기 위하여, 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
전력 감지 센서(193)는 유도 코일(140)에 인가되는 전력을 감지할 수 있다. 전력 감지 센서(193)는 전력 변환부(150)와 유도 코일(140) 사이에 배치되어, 유도 코일(140)에 인가되는 교류 전류 및/또는 교류 전압을 감지할 수 있다. 예를 들어, 전력 감지 센서(193)는 션트(shunt) 저항기로 구현될 수 있다.
전력 감지 센서(193)의 센싱 정보는 유도 코일(140)에 공급되는 순시 전력(instantaneous power), 유효 전력(active power), 평균 전력(average power) 등을 포함할 수 있다. 제어부(120)는 전력 감지 센서(193)의 센싱 정보에 기초하여 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
한편, 도 3의 센서부(190)는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 센서부(190)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 예를 들어, 센서부(190)는 사용자의 퍼프를 감지하는 퍼프 센서, 에어로졸 생성 장치(10)의 내부 및/또는 외부의 물(water)을 감지하는 물 감지 센서 등을 더 포함할 수 있다.
메모리(160)는 에어로졸 생성 장치(10) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(160)는 제어부(120)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory) 등의 다양한 종류들로 구현될 수 있다.
메모리(160)에는 에어로졸 생성 장치(10)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일, 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다. 일 실시예에서, 메모리(160)는 에어로졸 생성 기질(20)의 삽입/추출 여부를 판단하기 위한 인덕턴스 변화량의 기준 값을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(160)는 온도 센서(192)의 이상을 판단하기 위한 온도 기준 값 및 전력 기준 값을 저장할 수 있다.
입력부(170)는 사용자 입력을 입력 받을 수 있다. 입력부(170)는 사용자 입력을 입력 받기 위한 물리 키 및/또는 터치 센서로 구현될 수 있다. 본 개시의 에어로졸 생성 장치(10)는 사용자의 입력 없이도, 기질 감지 센서(191)가 에어로졸 생성 기질(20)을 감지하는 경우, 서셉터(130)를 가열할 수 있다. 실시예에 따라, 에어로졸 생성 장치(10)는 사용자 입력에 기초하여 서셉터(130)를 가열할 수도 있다.
출력부(180)는 에어로졸 생성 장치(10)와 관련된 시각 정보를 출력하는 디스플레이를 포함할 수 있다. 또한, 출력부(180)는 에어로졸 생성 장치(10)와 관련된 촉각 정보를 출력하는 모터를 포함할 수 있다. 여기에서, 에어로졸 생성 장치(10)와 관련된 시각 및 촉각 정보는 에어로졸 생성 장치(10)의 동작과 관련된 모든 정보를 포함한다. 예를 들어, 디스플레이는 에어로졸 생성 장치(10)의 상태에 대한 정보(예를 들어, 에어로졸 생성 장치의 사용 가능 여부 등), 서셉터(130)에 대한 정보(예를 들어, 예열 시작, 예열 진행, 예열 완료 등), 배터리(110)와 관련된 정보(예를 들어, 배터리(110)의 잔여 용량, 사용 가능 여부 등), 에어로졸 생성 장치(10)의 리셋과 관련된 정보(예를 들어, 리셋 시기, 리셋 진행, 리셋 완료 등), 에어로졸 생성 장치(10)의 청소와 관련된 정보(예를 들어, 청소 시기, 청소 필요, 청소 진행, 청소 완료 등), 에어로졸 생성 장치(10)의 충전과 관련된 정보(예를 들어, 충전 필요, 충전 진행, 충전 완료 등), 퍼프와 관련된 정보(예를 들어, 퍼프 횟수, 퍼프 종료 예고 등) 또는 안전과 관련된 정보(예를 들어, 사용시간 경과 등) 등을 출력할 수 있다.
제어부(120)는 에어로졸 생성 장치(10)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(120)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 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
제어부(120)는 센서부(190)의 센싱 정보로부터 에어로졸 생성 장치(10)의 이상 가열을 판단할 수 있다. 이상 가열은 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입되지 않은 상태에서, 서셉터(130)가 가열되는 제1 이상 가열과 온도 센싱 영역의 오류로 인해 발생되는 제2 이상 가열을 포함할 수 있다.
메모리(160) 제1 이상 가열을 판단하기 위한 제1 이상 가열 조건과, 제2 이상 가열을 판단하기 위한 제2 이상 가열 조건을 저장할 수 있다.
제어부(120)는 제1 이상 가열 조건 및 제2 이상 가열 조건에 따라 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 차단함으로써, 이상 가열로 인한 배터리 소모 및 기기 내부 구성들의 과부하를 방지할 수 있다. 제어부(120)의 구체적인 이상 가열 판단 방법은 도 4 이하를 참조하여 후술한다.
실시예에 따라, 에어로졸 생성 장치(10)는 도 3의 구성들 이외에도, 외부 디바이스와 통신하기 위한 통신 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 통신 인터페이스는 다양한 타입의 디지털 인터페이스, AP 기반의 Wi-Fi(와이파이, Wireless LAN 네트워크), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 유/무선 LAN(Local Area Network), WAN, 이더넷(Ethernet), IEEE 1394, HDMI, USB, MHL, AES/EBU, 옵티컬(Optical), 코액셜(Coaxial) 등 중 적어도 하나의 통신 방식을 지원하는 형태로 구현될 수 있다. 또한, 통신 인터페이스는 비디오와 오디오 신호를 전송하기 위한 TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 채널과, 디바이스 정보, 비디오 또는 오디오에 관련된 정보(예로 E-EDID(Enhanced Extended Display Identification Data))를 송수신하기 위한 DDC(Display Data Channel) 및 제어 신호를 송수신하기 위한 CEC(Consumer Electronic Control)를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 인터페이스로 구현될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 기질 감지 센서의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참고하면, 서셉터(130)는 원통형이고, 공동(11)에 수용된 에어로졸 생성 기질(20)을 유도 가열하도록 배치된다.
서셉터(130)의 외측에는, 서셉터(130)의 길이 방향을 따라 유도 코일(140)이 배치된다. 유도 코일(140)은 제어부(120)의 제어에 의해 전력이 공급됨으로써 가변 자기장을 생성하여 서셉터(130)를 유도 가열할 수 있다.
서셉터(130)와 유도 코일(140) 사이의 영역에는 기질 감지 센서(191)가 배치된다. 기질 감지 센서(191)의 길이는 서셉터(130)의 길이보다 길고, 기질 감지 센서(191)가 배치된 길이 내에 서셉터(130)가 포함되도록 배치되는 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않는다.
기질 감지 센서(191)는 기질 감지 센서(191)에 인접하는 전자기 유도 물질에 의해 인덕턴스가 가변될 수 있다. 기질 감지 센서(191)는 에어로졸 생성 기질(20)에 포함된 전자기 유도체(210)에 의해 인덕턴스가 가변될 수 있다. 제어부(120)는 기질 감지 센서(191)의 인덕턴스 변화 값이 기 설정된 임계 인덕턴스 이상인 경우, 사용자 입력 없이도 서셉터(130)를 유도 가열할 수 있다. 다만, 기질 감지 센서(191)에 전자기 유도 물질을 포함하는 물체(400)가 인접하는 경우에도 서셉터(130)가 가열될 수도 있다. 다시 말해, 물체(400)에 의한 인덕턴스의 변화 값이 임계 인덕턴스 이상인 경우, 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입되지 않은 상태임에도 사용자의 의도와 달리 서셉터(130)가 가열될 수 있다. 이러한 의도하지 않은 가열은 에어로졸 생성 장치(10)의 전력 소모를 증가시키고, 내부 구성들의 내구성을 약화시킬 수 있다.
본 개시의 에어로졸 생성 장치(10)는 에어로졸 생성 기질(20)의 감지 오류를 판단하기 위하여, 이상 가열 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다. 에어로졸 생성 기질(20)의 감지 오류를 판단하기 위한 이상 가열 조건을 후술하는 이상 가열 조건과 구분하기 위하여, 제1 이상 가열 조건으로 지칭할 수 있다. 또한, 후술하는 이상 가열 조건은 온도 센서의 감지 오류를 판단하기 위한 것으로써, 제2 이상 가열 조건으로 지칭할 수 있다.
제어부(120)는 온도 센서(192)의 검출 정보에 기초하여 제1 이상 가열 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다. 제어부(120)는 서셉터(130) 온도의 승온 속도에 기초하여 제1 이상 가열 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다. 승온 속도(℃/sec)는 기 설정된 시간동안의 서셉터(130)의 온도 변화량으로 정의될 수 있다.
에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입되지 않은 경우의 승온 속도는 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입된 경우의 승온 속도 보다 빠를 수 있다. 이는 에어로졸 생성 기질(20)이 서셉터(130)의 부하(load)로 기능하기 때문이다. 다시 말해, 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입된 경우는 무부하 상태에 해당하고, 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입되지 않은 경우는 부하 상태에 해당할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(10)는 무부하 상태에서, 서셉터(130)를 보다 신속하게 가열할 수 있다.
메모리(160)는 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입되지 않은 상태에서, 서셉터(130)가 가열되는 것을 방지하기 위한 임계 값을 저장할 수 있다. 임계 값은 임계 승온 속도를 의미할 수 있다. 임계 승온 속도는 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입된 상태에서 서셉터(130)의 일반적인 승온 속도를 기준으로 설정될 수 있다. 임계 승온 속도는 실험에 의해 결정될 수 있다.
제어부(120)는 임계 승온 속도에 기초하여 제1 이상 가열 조건의 만족 여부를 결정할 수 있다. 제어부(120)는 서셉터(130)의 승온 속도가 임계 승온 속도 보다 큰 경우, 제1 이상 가열 조건을 만족한 것으로 판단할 수 있다. 다시 말해, 제어부(120)는 기 설정된 기준 시간 이내에 서셉터(130)의 온도가 기 설정된 승온 온도에 도달한 경우, 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 차단할 수 있다.
본 개시의 에어로졸 생성 장치(10)는 추가의 구성 없이 온도 센서(192)만으로 에어로졸 생성 기질(20)의 삽입 여부를 감지할 수 있다. 또한 본 개시의 에어로졸 생성 장치(10)는 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입되지 않은 상태에서 서셉터(130)가 의도치 않게 가열되는 상태를 방지함으로써, 전력 소모를 최소화하고, 내부 구성들의 내구성을 증가시킬 수 있다.
도 5은 일 실시예에 따른 온도 센서의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 온도 센서(192)는 써모 커플로 구현될 수 있다. 온도 센서(192)는 제1 와이어(192a), 제2 와이어(192b) 및 제1 와이어(192a) 및 제2 와이어(192b)와 접촉하는 접점 소자(192c)를 포함할 수 있다.
제1 와이어(192a) 및 제2 와이어(193b)는 서로 다른 금속으로 형성되며, 열전대(thermocouple)를 위한 다양한 금속 쌍 교정(calibration)을 통해 제공될 수 있다. 제1 와이어(192a) 및 제2 와이어(193b)는 접지형, 비접지형, 노출형, 비드 와이어(beaded wire) 형태로 제공될 수 있다.
제1 와이어(192a) 및 제2 와이어(192b)는 서로 이격되어 접점 소자(192c)에 접촉할 수 있다. 제1 와이어(192a)의 일단은 접점 소자(192c)에 접촉되고, 제1 와이어(192a)의 타단은 제어부(120)에 접촉될 수 있다. 제2 와이어(192b)의 일단은 접점 소자(192c)에 접촉되고, 제2 와이어(192b)의 타단은 제어부(120)에 접촉될 수 있다. 실시예에 따라, 제1 와이어(192a) 및 제2 와이어(192b) 각각의 타단은 제어부(120)가 아닌 또 다른 금속 물질에 접촉할 수도 있다.
접점 소자(192c)는 서셉터(130)의 외주면에 접촉할 수 있다. 접점 소자(192c)는 전도성 물질을 포함하며, 전기를 도통시킬 수 있다.
제1 와이어(192a) 및 제2 와이어(192b)가 접점 소자(192c)를 통해 폐회로를 형성하는 경우, 접점 소자(192c)의 온도 변화로 인하여 기전력이 발생될 수 있다. 이러한 기전력은 서셉터(130)의 온도를 감지하기 위한 센싱 값으로 사용될 수 있다. 서셉터(130)에 접촉하는 접점 소자(192c)에서의 온도가 서셉터(130)의 온도로써 검출될 수 있다.
온도 센서(192)는 아날로그 센싱 값을 디지털 센싱 값으로 변환하는 컨버터를 포함하며, 온도 센서(192)는 센싱 값을 제어부(120)에 전달 할 수 있다. 메모리(160) 디지털 센싱 값과 서셉터 온도의 매칭 테이블을 저장하며, 제어부(120)는 메모리(160)에 저장된 매칭 테이블로부터 서셉터(130)의 온도를 판단할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 온도 센싱 값의 오류를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 도 5에서와 같이, 온도 센서(192)는 접점 소자(192c)에 의한 폐회로 형성에 따라 접점 소자(192c)에서의 온도를 검출한다. 그러나, 제조 공정 또는 사용에 의해 온도 센서(192)의 전기적 접점이 서셉터(130)와 상이한 위치에 생성될 수 있다. 도 6은 서셉터(130)와 상이한 위치에 전기적 접점이 생성되는 예를 도시한다. 다만, 도 6의 전기적 접점의 위치는 예시일 뿐, 전기적 접점의 생성 위치는 제조 공정 또는 사용에 따라 상이할 수 있다.
도 6에는 온도 센서(192)의 전기적 접점(800)이 서셉터(130)와 이격되어 생성되는 예를 도시한다. 도 6에서와 같이, 전기적 접점(800)이 서셉터(130)와 이격되어 생성되는 경우, 온도 센서(192)는 서셉터(130)의 정확한 온도를 감지할 수 없다. 예를 들어, 도 6에서와 같이, 전기적 접점(800)이 서셉터(130)와 이격되어 생성되는 경우, 온도 센서(192)는 전기적 접점(800)에서의 온도를 제어부(120)에 제공한다. 제어부(120)는 전기적 접점(800)에서의 온도에 기초하여 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 제어한다.
한편, 에어로졸 생성 장치(10)의 열원은 서셉터(130)에 해당하므로, 전기적 접점(800)이 서셉터(130) 또는 접점 소자(192c) 이외의 위치에 생성되는 경우, 온도 센서(192)가 감지하는 온도는 서셉터(130) 또는 접점 소자(192c)에서의 온도 보다 낮아진다. 다시 말해, 온도 센서(192)가 감지하는 제1 온도는 실제 서셉터(130)의 온도인 제2 온도 보다 낮을 수 있다. 제어부(120)는 실제 서셉터(130)의 온도가 아닌 전기적 접점(800)이 생성되는 제1 온도를 제공 받으므로, 유도 코일(140)에 과도한 전력을 공급할 수 있다. 이러한 과도한 전력 공급은 에어로졸 생성 장치(10)의 전력 소모를 증가시키고, 내부 구성들의 내구성을 약화시킬 수 있다.
본 개시의 에어로졸 생성 장치(10)는 이러한 과도한 전력이 유도 코일(140)에 공급되는 경우, 이상 가열로 판단하여, 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 차단할 수 있다.
제어부(120)는 온도 센서(192)의 감지 오류를 판단하기 위하여, 제2 이상 가열 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다. 제어부(120)는 온도 센서(192)의 검출 정보에 기초하여 제2 이상 가열 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다. 제어부(120)는 온도 센서(192)의 검출 정보가 기 설정된 온도 프로파일에 대응되지 않은 경우, 제2 이상 가열 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다. 온도 프로파일은 도 7에서 보다 상세하게 설명되며, 메모리(160)에 저장될 수 있다.
제2 이상 가열 조건은 제1 서브 조건 및 제2 서브 조건을 포함할 수 있다. 제어부(120)는 제1 서브 조건 및 제2 서브 조건 중 적어도 어느 하나를 만족하는 경우, 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 차단할 수 있다. 제1 서브 조건은 온도 조건이고, 제2 서브 조건은 전력 조건일 수 있다.
전기적 접점(800)이 서셉터(130) 또는 접점 소자(192c) 이외의 위치에 생성되는 경우, 온도 센서(192)가 감지하는 온도는 서셉터(130) 또는 접점 소자(192c)에서의 온도 보다 낮을 수 있다. 제어부(120)는 기 설정된 모니터링 시간 이내에 온도 센서(192)로부터 획득된 온도가 기 설정된 유지 온도 이하인 경우, 제1 서브 조건을 만족한 것으로 판단할 수 있다. 제어부(120)는 제1 서브 조건을 감지한 경우, 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 차단할 수 있다. 유지 온도는 온도 프로파일에 따른 목표 온도 보다 낮게 설정될 수 있다. 유지 온도를 목표 온도 보다 낮게 설정하는 것은 온도 센서(192)의 오류가 아닌 미세한 제어 오차의 경우, 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 유지시킴으로써, 사용자 편의성을 증대하기 위함이다.
전기적 접점(800)이 서셉터(130) 또는 접점 소자(192c) 이외의 위치에 생성되는 경우, 온도 센서(192)가 감지하는 온도는 서셉터(130) 또는 접점 소자(192c)에서의 온도 보다 낮으므로, 제어부(120)는 온도 프로파일에 따른 목표 전력 보다 많은 전력을 유도 코일(140)에 공급할 수 있다. 제어부(120)는 기 설정된 모니터링 시간 이내에 전력 감지 센서(193)가 감지한 전력이 기 설정된 기준 전력 이상인 경우, 제2 서브 조건을 만족한 것으로 판단할 수 있다. 제어부(120)는 제2 서브 조건을 감지한 경우, 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 차단할 수 있다. 기준 전력은 온도 프로파일에 따른 목표 전력 보다 높게 설정될 수 있다. 기준 전력을 목표 전력 보다 높게 설정하는 것은 온도 센서(192)의 오류가 아닌 미세한 제어 오차의 경우, 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 유지시킴으로써, 사용자 편의성을 증대하기 위함이다.
본 개시의 에어로졸 생성 장치(10)는 제1 서브 조건 및 제2 서브 조건 중 적어도 어느 하나의 조건이 감지된 경우, 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 차단함으로써, 온도 센서의 감지 오류로 인해 서셉터(130)가 의도치 않게 가열되는 상태를 방지함으로써, 전력 소모를 최소화하고, 내부 구성들의 내구성을 증가시킬 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 제1 이상 가열 조건 및 제2 이상 가열 조건의 판단 시점을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 도 7에는 일 실시예에 따른 서셉터(130)의 온도 프로파일이 도시되어 있다. 온도 프로파일은 시간에 따른 목표 온도(710)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 다만, 서셉터(130)의 온도 프로파일은 도 7에 제한되지 않는다. 가열 시간, 목표 온도, 목표 전력량 등은 설계에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
제어부(120)는 제1 시간(Tia) 동안 제1 목표 온도(Te1)에 기초하여 서셉터(130)를 가열할 수 있다. 제어부(120)의 제어에 의해 서셉터(130)의 온도는 제1 목표 온도(Te1)에 도달할 수 있다. 예를 들어, 제1 시간(Tia)은 20초 내지 40초 범위에서 설정될 수 있고, 제1 목표 온도(Te1)는 276도 내지 300도 범위에서 설정될 수 있다.
제어부(120)는 제1 시간(Tia) 이후 제2 시간(Tib)까지 제1 목표 온도(Te1) 보다 낮은 제2 목표 온도(Te2)에 기초하여 서셉터(130)를 가열할 수 있다. 제어부(120)의 제어에 의해 서셉터(130)의 온도는 제2 목표 온도(Te2)까지 낮아질 수 있다. 예를 들어, 제2 시간(Tib)과 제1 시간(Tia)의 차이는 10초 내지 15초 범위에서 설정될 수 있고, 제2 목표 온도(Te2)는 230도 내지 275도 범위에서 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 예열 구간은 제1 시간(Tia) 및 제2 시간(Tib)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 시간(Tia)을 제1 서브 예열 구간으로 지칭하고, 제1 시간(Tia) 이후 제2 시간(Tib)까지를 제2 서브 예열 구간으로 지칭할 수 있다. 예열 구간은 서셉터(130)의 온도를 에어로졸이 생성되는 적절한 온도까지 증가 및 감소 시키는 구간을 의미할 수 있다. 또한, 예열 구간은 실제 사용자의 퍼프가 수행되지 않는 구간을 의미할 수 있다.
제어부(120)는 제2 시간(Tib) 이후 제3 시간(Tic)까지 제2 목표 온도(Te2) 보다 낮은 제3 목표 온도(Te3)에 기초하여 서셉터(130)를 가열할 수 있다. 제어부(120)의 제어에 의해 서셉터(130)의 온도는 제3 목표 온도(Te3)까지 낮아질 수 있다. 예를 들어, 제3 시간(Tic)과 제2 시간(Tib)의 차이는 10초 내지 15초 범위에서 설정될 수 있고, 제3 목표 온도(Te3)는 220도 내지 268도 범위에서 설정될 수 있다.
제어부(120)는 제3 시간(Tic) 이후 제4 시간(Tid)까지 제3 목표 온도(Te3) 보다 낮은 제4 목표 온도(Te4)에 기초하여 서셉터(130)를 가열할 수 있다. 제어부(120)의 제어에 의해 서셉터(130)의 온도는 제4 목표 온도(Te4)까지 낮아질 수 있다. 예를 들어, 제4 시간(Tid)과 제3 시간(Tic)의 차이는 50초 내지 220초 범위에서 설정될 수 있고, 제4 목표 온도(Te4)는 210도 내지 257도 범위에서 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 흡연 구간은 제3 시간(Tic) 및 제4 시간(Tid)을 포함할 수 있다. 흡연 구간은 사용자의 퍼프를 위하여, 서셉터(130)의 온도를 목표 온도로 유지하는 구간을 의미할 수 있다. 또한, 흡연 구간은 사용자의 퍼프가 실제 수행되는 구간을 의미할 수 있다.
제어부(120)는 예열 구간의 적어도 일부 구간에서 제1 이상 가열 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(120)는 초기 예열 구간에서 제1 이상 가열 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 서셉터(130)가 가열 개시된 이후 제1 서브 예열 구간에서 제1 이상 가열 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다. 제1 이상 가열 조건의 만족 여부를 초기 예열 구간에서 판단하는 것은 에어로졸 생성 기질(20)의 존재 여부에 따른 서셉터(130)의 승온 속도 차이가 초기 예열 구간에서 가장 현저한 차이를 보이기 때문이다. 또한, 에어로졸 생성 기질(20)이 삽입되지 않은 경우라면, 흡연 구간에 진입하기 전에 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 차단함으로써, 전력 소모를 현저하게 감소하기 위함이다.
도 7에는 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입된 상태에서의 서셉터(130)의 온도에 대한 정보(720)와 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입되지 않은 상태에서의 서셉터(130)의 온도에 대한 정보(730)가 도시되어 있다. 도 7에서 온도 센서는 정상 상태인 것을 가정한다. 다시 말해, 온도 센서(192)는 도 6에서와 같은 전기적 접점이 서셉터(130)와 이격되지 않는 것을 가정한다.
에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입되지 않은 경우는 무부하 상태에 해당하므로, 서셉터(130)의 온도가 신속하게 증가할 수 있다. 제어부(120)는 제1 이상 가열 조건에 따라, 서셉터(130)의 이상 가열을 판단할 수 있다. 제어부(120)는 기 설정된 기준 시간(Tif) 이내에 온도 센서(192)로부터 획득된 온도가 기 설정된 승온 온도에 도달한 경우, 제1 이상 가열 조건을 만족한 것으로 판단할 수 있다.
기준 시간(Tif)은 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입된 상태에서, 서셉터(130)의 온도가 초기 예열 온도에 도달한 시간에 기초하여 실험적으로 설정될 수 있다. 이 때, 초기 예열 온도는 제1 목표 온도(Te1)를 의미할 수 있다. 일 실시예에서, 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입된 상태에서, 서셉터(130)의 온도가 초기 예열 온도인 제1 목표 온도(Te1)에 도달한 시간은 제1 시간(Tia)일 수 있다. 예를 들어, 제1 목표 온도(Te1)는 276도 내지 300도 범위에서 선택된 276도이고, 제1 시간(Tia)은 20초 내지 40초 범위에서 설정된 20초일 수 있다.
기준 시간(Tif)은 제1 시간(Tia) 보다 작게 설정될 수 있다. 예를 들어, 기준 시간(Tif)은 제1 시간(Tia) 보다 10초 작게 설정될 수 있다. 또한, 승온 온도는 초기 예열 온도와 동일하게 설정될 수 있다. 다시 말해, 승온 온도는 제1 목표 온도(Te1)와 동일하게 설정될 수 있다.
도 7에서 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입되지 않은 경우, 서셉터(130)의 온도가 기준 시간(Tif) 보다 빠른 시간(예를 들어, 5초)에 승온 온도인 제1 목표 온도(Te1)온도에 도달하였으므로, 제어부(120)는 제1 이상 가열 조건을 만족한 것으로 판단할 수 있다. 다시 말해, 제어부(120)는 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입되지 않은 것으로 판단하여, 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 차단할 수 있다.
제어부(120)는 예열 구간 및 흡연 구간에서 제2 이상 가열 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다. 제2 이상 가열 조건의 만족 여부를 예열 구간 및 흡연 구간의 전 구간에서 판단하는 것은 온도 센서(192)의 이상에 따른 서셉터(130)의 실제 온도와 측정 온도의 차이는 가열 구간에 따라 현저한 차이를 보이지 않기 때문이다.
제2 이상 가열 조건은 온도 조건인 제1 서브 조건과 전력 조건인 제2 서브 조건을 포함할 수 있다.
제어부(120)는 기 설정된 모니터링 시간 이내에 온도 센서(192)로부터 획득된 온도가 기 설정된 유지 온도 이하인 경우, 제1 서브 조건을 만족한 것으로 판단할 수 있다. 유지 온도는 메모리(160)에 저장된 온도 프로파일에 기초하여 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 모니터링 시간은 제1 이상 가열 조건을 판단하기 위한 기준 시간(Tif) 보다 크게 설정될 수 있다. 이는 초기 예열 구간에서는 서셉터(130)의 목표 온도와 실제 온도의 차이가 크며, 제1 이상 가열 조건과의 충돌을 방지하기 위함이다. 예를 들어, 모니터링 시간은 20초로 설정될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에서 유지 온도는 온도 프로파일에 따른 목표 온도 보다 낮게 설정될 수 있다. 유지 온도를 목표 온도 보다 낮게 설정하는 것은 온도 센서(192)의 오류가 아닌 미세한 제어 오차의 경우, 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 유지시킴으로써, 사용자 편의성을 증대하기 위함이다. 예를 들어, 유지 온도는 목표 온도 보다 10도 내지 20도 작게 설정될 수 있다.
제어부(120)는 제1 서브 조건을 감지하는 경우, 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 차단할 수 있다.
제어부(120)는 기 설정된 모니터링 시간 이내에 전력 감지 센서(193)로부터 획득된 전력이 기 설정된 기준 전력 이상인 경우, 제2 서브 조건을 만족한 것으로 판단할 수 있다. 제2 서브 조건의 판단은 제1 서브 조건의 판단과 동시 또는 상이한 시간에 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 서브 조건을 판단하기 위한 모니터링 시간은 제1 서브 조건을 판단하기 위한 모니터링 시간과 동일할 수 있다.
일 실시예에서, 기준 전력은 목표 온도에 따른 전력 프로파일에 기초하여 설정될 수 있다. 기준 전력은 전력 프로파일에 따른 목표 전력 보다 높게 설정될 수 있다. 목표 전력은 온도 센서(192)가 정상인 상태에서, 서셉터(130)의 온도를 목표 온도에 도달시키기 위해 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 의미할 수 있다. 기준 전력을 목표 전력 보다 높게 설정하는 것은 온도 센서(192)의 오류가 아닌 미세한 제어 오차의 경우, 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 유지시킴으로써, 사용자 편의성을 증대하기 위함이다. 예를 들어, 제2 시간(Tib) 이후 제3 시간(Tic) 동안 서셉터(130)를 제3 목표 온도(Te3)에 도달시키기 위한 목표 전력은 120mA 내지 130mA 범위에서 설정될 수 있고, 기준 전력은 80mA 내지 90mA 범위에서 설정될 수 있다.
제어부(120)는 제2 서브 조건을 감지하는 경우, 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 차단할 수 있다.
본 개시의 에어로졸 생성 장치(10)는 제1 이상 가열 조건과 제2 이상 가열 조건을 구분하여 판단함으로써, 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입되지 않은 상태에서 서셉터(130)가 이상 가열되는 상태와, 온도 센서(192)의 오류로 인해 서셉터(130)가 이상 가열되는 상태를 보다 정확하게 인식할 수 있다는 이점이 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8을 참조하면, S810 단계에서, 제어부(120)는 서셉터(130)의 가열을 개시할 수 있다.
제어부(120)는 기질 감지 센서(191)의 인덕턴스 변화량에 기초하여 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입되었는지 여부를 판단할 수 있다. 기질 감지 센서(191)의 인덕턴스 변화는 에어로졸 생성 기질(20)에 포함된 전자기 유도체(210) 또는 에어로졸 생성 장치(10)에 인접하는 전자기 유도 물질을 포함하는 물체(400)에 의해 가변될 수 있다. 제어부(120)는 기질 감지 센서(191)의 인덕턴스 변화 값이 기 설정된 임계 인덕턴스 이상인 경우, 사용자 입력 없이도 서셉터(130)를 유도 가열 할 수 있다.
제어부(120)는 기질 감지 센서(191)의 인덕턴스 변화량이 기 설정된 임계 인덕턴스 이상인 경우, 제1 목표 온도(Te1)에 기초하여 서셉터(130)를 유도 가열 할 수 있다.
S820 단계에서, 온도 센서(192)는 서셉터(130)의 온도를 검출할 수 있다.
온도 센서(192)는 서셉터(130)와 인접하게 배치되어 온도 센싱 값을 제어부(120)에 제공할 수 있다. 제어부(120)는 온도 센서(192)의 검출 정보에 기초하여 서셉터(130)의 이상 가열을 판단할 수 있다.
S830 단계에서, 제어부(120)는 제1 이상 가열 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다.
제1 이상 가열 조건은 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입되지 않은 상태에서 서셉터(130)가 의도치 않게 가열되는 경우를 판단하기 위한 조건을 의미할 수 있다.
제어부(120)는 예열 구간의 적어도 일부 구간에서 제1 이상 가열 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(120)는 초기 예열 구간에서 제1 이상 가열 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 서셉터(130)가 가열 개시된 이후 제1 서브 예열 구간에서 제1 이상 가열 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다. 제1 서브 예열 구간은 20초 내지 40초 범위 내에서 설정될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
제어부(120)는 기 설정된 기준 시간(Tif) 이내에 온도 센서(192)로부터 획득된 온도가 기 설정된 승온 온도에 도달한 경우, 제1 이상 가열 조건을 만족한 것으로 판단할 수 있다. 승온 온도는 초기 예열 온도인 제1 목표 온도(Te1)와 동일하게 설정될 수 있다. 기 설정된 기준 시간(Tif)은 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입된 상태에서, 서셉터(130)의 온도가 제1 목표 온도(Te1)에 도달하기 까지 소요되는 제1 시간(Tia)에 기초하여 설정될 수 있다. 기준 시간(Tif)은 제1 시간(Tia) 보다 작게 설정될 수 있다. 예를 들어, 기준 시간(Tif)은 제1 시간(Tia) 보다 10초 작게 설정될 수 있다.
S840 단계에서, 제어부(120)는 제1 이상 가열 조건을 검출한 경우, 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 차단할 수 있다.
제어부(120)는 제1 이상 가열 조건을 검출한 경우, 에어로졸 생성 기질(20)이 공동(11)에 삽입되지 않은 것으로 판단하여 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 즉시 차단함으로써, 사용자의 의도와 달리 에어로졸 생성 장치(10)가 동작하는 경우를 방지할 수 있다.
실시예에 따라, 제어부(120)는 제1 이상 가열 조건에 따라 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 차단하는 경우, 출력부(18)를 제어하여 제1 사용자 알림을 출력할 수 있다.
S850 단계에서, 제어부(120)는 제1 이상 가열 조건을 검출하지 못한 경우, 서셉터(130)의 가열을 유지할 수 있다.
제어부(120)는 제1 이상 가열 조건을 검출하지 못한 경우, 유도 코일(140)에 전력은 연속적으로 공급함으로써, 서셉터(130)의 가열을 유지할 수 있다.
S860 단계에서, 제어부(120)는 서셉터(130)의 가열을 유지한 상태에서, 제2 이상 가열 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다.
제2 이상 가열 조건은 온도 센서(192)의 이상으로 인해 서셉터(130)가 의도하는 온도로 제어되지 않는 경우를 판단하기 위한 조건을 의미할 수 있다.
제어부(120)는 예열 구간 및 흡연 구간에서 제2 이상 가열 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(120)는 제1 이상 가열 조건의 판단 구간을 제외한 나머지 예열 구간 및 흡연 구간에서 제2 이상 가열 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다. 제2 이상 가열 조건의 만족 여부가 제1 이상 가열 조건의 판단 구간을 제외한 나머지 예열 구간 및 흡연 구간에서 판단되는 것은 제2 이상 가열 조건의 만족 여부를 판단하기 위한 모니터링 시간이 기준 시간(Tif) 보다 크게 설정되기 때문이다. 예를 들어, 모니터링 시간은 기준 시간(Tif) 보다 큰 20초로 설정될 수 있다.
제2 이상 가열 조건은 제1 서브 조건 및 제2 서브 조건을 포함할 수 있다. 제어부(120)는 제1 서브 조건 및 제2 서브 조건 중 적어도 어느 하나를 만족하는 경우 제2 이상 가열 조건을 만족한 것으로 판단할 수 있다.
제어부(120)는 기 설정된 모니터링 시간 이내에 온도 센서(192)로부터 획득된 온도가 기 설정된 유지 온도 이하인 경우, 제1 서브 조건을 만족한 것으로 판단할 수 있다. 유지 온도는 온도 프로파일에 포함된 각각의 목표 온도 보다 낮게 설정될 수 있다. 예를 들어, 유지 온도는 각각의 목표 온도 보다 10도 내지 20도 작게 설정될 수 있다.
제어부(120)는 기 설정된 모니터링 시간 이내에 전력 감지 센서(193)로부터 획득된 전력이 기 설정된 기준 전력 이상인 경우, 제2 서브 조건을 만족한 것으로 판단할 수 있다. 기준 전력은 전력 프로파일에 포함된 각각의 목표 전력 보다 높게 설정될 수 있다.
제2 서브 조건의 판단은 제1 서브 조건의 판단과 동시 또는 상이한 시간에 수행될 수 있다.
제어부(120)는 제2 이상 가열 조건을 검출하지 못한 경우, S850 단계에 따라, 유도 코일(140)에 전력은 연속적으로 공급함으로써, 서셉터(130)의 가열을 유지할 수 있다.
S870 단계에서, 제어부(120)는 제2 이상 가열 조건을 검출한 경우, 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 차단할 수 있다.
실시예에 따라, 제어부(120)는 제2 이상 가열 조건에 따라 유도 코일(140)에 공급되는 전력을 차단하는 경우, 출력부(18)를 제어하여 제2 사용자 알림을 출력할 수 있다. 제1 이상 가열 조건을 검출한 경우의 제1 사용자 알림과 제2 이상 가열 조건을 검출한 경우의 제2 사용자 알림의 출력 패턴은 서로 상이할 수 있다.
예를 들어, 출력부(180)가 시각 정보를 출력하는 LED로 구현되는 경우, 제1 사용자 알림과 제2 사용자 알림의 점멸 횟수, 주기, 색상 등은 서로 상이하게 설정될 수 있다. 다른 예로, 출력부(180)가 촉각 정보를 출력하는 햅틱 모터로 구현되는 경우, 제1 사용자 알림과 제2 사용자 알림의 진동 횟수, 주기 등은 서로 상이하게 설정될 수 있다. 또 다른 예로, 출력부(180)가 LED 및 햅틱 모터로 구현되는 경우, 어느 하나의 사용자 알림이 LED에 의해 출력되고, 다른 하나의 사용자 알림이 햅틱 모터에 의해 출력될 수 있다.
본 개시의 에어로졸 생성 장치(10)는 기질 감지 센서(191) 및 온도 센서(192)와 같은 센서들의 센싱 값 오류로 인한 서셉터(130)의 이상 가열이 발생된 경우, 유도 코일(140)로의 공급 전력을 즉시 차단함으로써, 전력 소모를 최소화하고, 내부 구성들의 내구성을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 개시의 에어로졸 생성 장치(10)는 제1 이상 가열 조건과 제2 이상 가열 조건을 서로 상이하게 설정함으로써, 이상 가열의 원인이 되는 센서를 보다 정확하게 검출할 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.
10: 에어로졸 생성 장치
20: 에어로졸 생성 기질
110: 배터리
120: 제어부
130: 서셉터
140: 유도 코일

Claims (15)

  1. 에어로졸 생성 장치에 있어서,
    배터리;
    상기 배터리로부터 공급된 전력에 기초하여 가변 자기장을 생성하는 유도 코일;
    상기 가변 자기장에 의해 발생되는 열을 이용하여 에어로졸 생성 기질을 가열하는 서셉터;
    상기 서셉터에 인접하게 배치되어 온도 센싱 값을 검출 정보로써 출력하는 온도 센서; 및
    상기 온도 센서의 검출 정보에 기초한 제1 이상 가열 조건 및 제2 이상 가열 조건에 따라 상기 유도 코일에 공급되는 전력을 차단하는 제어부;를 포함하는 에어로졸 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    예열 구간 및 흡연 구간을 포함하는 온도 프로파일에 따라 상기 유도 코일에 공급되는 전력을 제어하되, 상기 예열 구간의 적어도 일부 구간에서, 상기 제1 이상 가열 조건에 기초하여 상기 유도 코일에 공급되는 전력을 차단하는 에어로졸 생성 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 예열 구간 및 상기 흡연 구간에서 상기 제2 이상 가열 조건에 기초하여 상기 유도 코일에 공급되는 전력을 차단하는 에어로졸 생성 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제1 이상 가열 조건에 따라, 기 설정된 기준 시간 이내에 상기 온도 센서로부터 획득된 온도가 기 설정된 승온 온도에 도달한 경우, 상기 유도 코일에 공급되는 전력을 차단하는 에어로졸 생성 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 이상 가열 조건은 제1 서브 조건 및 제2 서브 조건을 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 제1 서브 조건 및 상기 제2 서브 조건 중 적어도 어느 하나를 만족하는 경우, 상기 유도 코일에 공급되는 전력을 차단하는 에어로졸 생성 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제1 서브 조건에 따라, 상기 온도 센서로부터 획득된 온도가 기 설정된 유지 온도 이하인 경우, 상기 유도 코일에 공급되는 전력을 차단하는 에어로졸 생성 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유지 온도는 온도 프로파일에 따른 상기 서셉터의 목표 온도 보다 낮게 설정되는 에어로졸 생성 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제2 서브 조건에 따라, 상기 유도 코일에 공급되는 전력이 기 설정된 기준 전력 이상인 경우, 상기 유도 코일에 공급되는 전력을 차단하는 에어로졸 생성 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 기준 전력은 상기 서셉터의 온도를 목표 온도에 도달시키기 위해 상기 유도 코일에 공급되어야 하는 목표 전력 보다 높게 설정되는 에어로졸 생성 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 서셉터는
    상기 에어로졸 생성 기질이 삽입되는 공동의 외주면을 둘러싸도록 형성되는 에어로졸 생성 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 온도 센서는
    제1 와이어;
    제2 와이어; 및
    상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어가 접촉하는 접점 소자;를 포함하는 에어로졸 생성 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어는
    서로 이격되어 상기 접점 소자에 접촉하고,
    상기 접점 소자는 상기 서셉터의 외주면에 접촉하는 에어로졸 생성 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    전자기 유도체를 포함하는 상기 에어로졸 생성 기질이 공동에 삽입되는 경우, 인덕턴스가 가변하는 기질 감지 센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 기질 감지 센서의 감지 결과에 기초하여 상기 에어로졸 생성 기질이 상기 공동에 삽입되었는지 여부를 판단하는 에어로졸 생성 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이상 가열 조건 및 상기 제2 이상 가열 조건에 따라 상기 유도 코일에 공급되는 전력을 차단하는 경우, 제1 사용자 알림 및 제2 사용자 알림을 각각 출력하는 출력부;를 더 포함하는 에어로졸 생성 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 사용자 알림과 제2 사용자 알림의 출력 패턴은 서로 상이하게 설정되는 에어로졸 생성 장치.
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