WO2020101258A1 - 하나의 배터리로 두 개의 히터들에 전력을 공급하는 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

하나의 배터리로 두 개의 히터들에 전력을 공급하는 에어로졸 생성 장치 Download PDF

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WO2020101258A1
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heater
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battery
generating device
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김태훈
임헌일
최재성
한정호
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Definitions

  • the present invention relates to an aerosol-generating device, and more particularly, to an aerosol-generating device that distributes and transmits power from two batteries to two heaters.
  • the aerosol-generating device may include two heaters. One heater can be used to heat the cigarette containing nicotine, and the other heater can be used to heat the cartridge containing the liquid substrate.
  • the aerosol-generating device may include a battery to move and use.
  • the aerosol generating device may malfunction due to an instantaneous voltage drop or the like. Accordingly, research is underway to properly distribute and transfer power from batteries to two heaters.
  • the problem to be solved is to provide a method of distributing and transmitting power to two heaters within a range of power output from a battery. It is also to provide an aerosol-generating device operating according to the above-described method.
  • the technical problem to be solved is not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may exist.
  • An aerosol-generating device includes a battery; A first heater for heating the first aerosol-generating substrate; A second heater that heats the second aerosol-generating substrate; And a control unit for controlling power provided from the battery to the first heater and the second heater, wherein the control unit controls the battery to provide power at different times from the battery to the first heater and the second heater. do.
  • the control unit controls so that the time when power is transferred from the battery to the first heater and the time when power is transferred to the second heater do not overlap, so that the voltage output from the battery can be prevented from falling, and malfunction or device of the aerosol generating device Defects can be prevented.
  • control unit may operate in a plurality of control modes, and the plurality of control modes may include a first control mode for controlling power to be transmitted to the first heater first and a second control for power to be transmitted to the second heater preferentially.
  • the first control mode is a mode in which the cigarette is normally heated according to a predetermined temperature profile to control the user to provide a desired taste
  • the second control mode is that the cartridge is normally heated in accordance with the predetermined temperature profile to provide a desired amount of aerosol to the user This mode is to control as much as possible.
  • it may be preferred that the amount of taste or aerosol provided is satisfied, and the user may select one of a plurality of control modes and use the aerosol generating device according to preference.
  • FIG. 1 and 2 are views showing examples in which a cigarette is inserted into the aerosol-generating device.
  • FIG. 3 is a view showing an example of a cigarette.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a method in which a control unit controls power delivered to heaters.
  • FIG. 5 is a view showing an example of power required by the first heater and power required by the second heater for a current control cycle.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of power provided from a battery to a first heater and a second heater according to a first control mode.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of power provided from a battery to a first heater and a second heater according to a second control mode.
  • An aerosol-generating device includes a battery; A first heater for heating the first aerosol-generating substrate; A second heater that heats the second aerosol-generating substrate; And a control unit for controlling power provided from the battery to the first heater and the second heater, wherein the control unit controls the battery to provide power at different times from the battery to the first heater and the second heater. do.
  • control unit has a plurality of control modes for controlling power supplied from the battery to the first heater and the second heater according to the priority of the first heater and the second heater. .
  • the plurality of control modes include: a first control mode for controlling the first heater to be provided with the electric power first; And a second control mode for controlling the power to be provided to the second heater first.
  • control unit controls power provided from the battery to the first heater and the second heater according to any one of the plurality of modes, and the one mode is a user It is decided by order.
  • the aerosol-generating device described above further includes a communication unit that communicates with the external device, and the user command is input to the external device and received through the communication unit.
  • the control unit includes a first duty cycle, which is a duty cycle of electric power required by the first heater for a current control period, and a duty of electric power required by the second heater, for the current control period.
  • a second duty cycle which is a cycle, is acquired.
  • control unit is provided with power that satisfies the first duty cycle from the battery to the first heater for a first period in the current control period, during the rest of the period in the current control period
  • the battery is controlled to provide power to the second heater for at least some period.
  • control unit is provided with power that satisfies the second duty cycle from the battery to the second heater for a second period in the current control period, and is in the remaining period in the current control period
  • the battery is controlled to provide power to the first heater for at least some period.
  • control unit in the at least one control cycle subsequent to the current control cycle, so that the total amount of power provided from the battery to the first heater satisfies the first duty cycle, The power provided from the battery to the first heater is controlled.
  • control unit outputs a pulse width modulation signal to control power supplied from the battery to the first heater and the second heater.
  • the first aerosol-generating substrate is a solid substrate containing nicotine
  • the second aerosol-generating substrate is a liquid substrate containing a vapor former.
  • the sum of the first duty cycle and the second duty cycle exceeds 100%.
  • a method for controlling an aerosol-generating device is required by a first duty cycle, which is a duty cycle of electric power required by a first heater included in the aerosol-generating device, and a second heater included in the aerosol-generating device.
  • the above-described method further includes selecting priorities of the first heater and the second heater, and the power is first provided to the heater having the higher priority among the first heater and the second heater.
  • FIG. 1 and 2 are views showing examples in which a cigarette is inserted into the aerosol-generating device.
  • the aerosol generating device 1 includes a battery 11, a control unit 12, a first heater 13, a second heater 14, and a cartridge 15.
  • the cigarette 2 may be inserted into the inner space of the aerosol-generating device 1.
  • the aerosol-generating device 1 shown in FIGS. 1 and 2 shows components related to the present embodiment. Accordingly, those of ordinary skill in the art related to this embodiment may understand that other general-purpose components other than those shown in FIGS. 1 and 2 may be further included in the aerosol-generating device 1. .
  • FIG. 1 the battery 11, the control unit 12, the first heater 13, the second heater 14, and the cartridge 15 are illustrated as being arranged in a line.
  • FIG. 2 shows that the first heater 13 and the second heater 14 are arranged in parallel, and the second heater 14 and the cartridge 15 are arranged in a line.
  • the internal structure of the aerosol-generating device 1 is not limited to that shown in FIGS. 1 and 2. In other words, according to the design of the aerosol-generating device 1, the arrangement of the battery 11, the control unit 12, the first heater 13, the second heater 14, and the cartridge 15 may be changed. .
  • the aerosol-generating device 1 may operate the first heater 13 and / or the second heater 14 to generate an aerosol.
  • the aerosol generated by the first heater 13 and / or the second heater 14 passes through the cigarette 2 and is delivered to the user.
  • the aerosol generating device 1 can heat the first heater 13 and the second heater 14 even when the cigarette 2 is not inserted into the aerosol generating device 1.
  • the battery 11 supplies power used to operate the aerosol-generating device 1.
  • the battery 11 may supply power so that the first heater 13 or the second heater 14 can be heated, and may supply power necessary for the control unit 12 to operate.
  • the battery 11 may supply power required for the display, sensor, motor, and the like installed in the aerosol generating device 1 to operate.
  • the output voltage of the battery 11 is included in the range of 4.0V to 5.0V, and the capacity can be included in the range of 2000mAh to 4000mAh.
  • the output voltage of the battery 11 is 4.2V and the capacity may be 3000mAh, but is not limited thereto.
  • the control unit 12 overall controls the operation of the aerosol-generating device 1. Specifically, the controller 12 controls the operation of the batteries 11, the first heater 13, and the second heater 14, as well as other components included in the aerosol-generating device 1. In addition, the control unit 12 may determine the state of each of the components of the aerosol-generating device 1 to determine whether the aerosol-generating device 1 is in an operable state.
  • the control unit 12 includes at least one processor.
  • the processor may be implemented as an array of multiple logic gates, or a combination of a general-purpose microprocessor and a memory in which programs executable on the microprocessor are stored.
  • programs executable on the microprocessor are stored.
  • those skilled in the art to which this embodiment belongs may understand that it may be implemented with other types of hardware.
  • the first heater 13 may be heated by electric power supplied from the battery 11. For example, if the cigarette is inserted into the aerosol-generating device 1, the first heater 13 may be located outside the cigarette. Thus, the heated first heater 13 can raise the temperature of the aerosol-generating material in the cigarette.
  • the first heater 13 may be an electric resistive heater.
  • the first heater 13 includes an electrically insulating substrate (e.g., a substrate formed of polyimide) and an electrically conductive track, and as the current flows through the electrically conductive track, the first heater 13 The heater 13 can be heated.
  • the first heater 13 is not limited to the above-described example, and may be applied without limitation as long as it can be heated to a desired temperature.
  • the desired temperature may be preset in the aerosol-generating device 1, or may be set to a desired temperature by the user.
  • the first heater 13 may be an induction heating heater.
  • the first heater 13 may include an electrically conductive coil for heating the cigarette in an induction heating method, and the cigarette may include a susceptor that can be heated by an induction heating heater.
  • the first heater 13 may include a tubular heating element, a plate heating element, a needle heating element, or a rod heating element, depending on the shape of the heating element, inside the cigarette 2 or The outside can be heated.
  • a plurality of first heaters 13 may be disposed in the aerosol-generating device 1. At this time, the plurality of first heaters 13 may be arranged to be inserted into the interior of the cigarette 2 or may be disposed outside the cigarette 2. In addition, some of the plurality of first heaters 13 may be disposed to be inserted into the cigarette 2, and the rest may be disposed outside the cigarette 2. In addition, the shape of the first heater 13 is not limited to the shapes shown in FIGS. 1 and 2, and may be manufactured in various shapes.
  • the second heater 14 may generate an aerosol by heating the liquid composition (the second aerosol-generating substrate) included in the cartridge 15, and the generated aerosol may be delivered to the user through the cigarette 2 .
  • the aerosol generated by heating by the second heater 14 may move along the airflow passage of the aerosol generating device 1, and the airflow passage passes through the cigarette by the aerosol generated by the second heater 14 It can be configured to be delivered to the user.
  • the cartridge 15 may include, but is not limited to, a liquid reservoir and a liquid delivery means.
  • the second heater 14 and the cartridge 15 may be included in the aerosol generating device 1 as independent modules.
  • the liquid storage unit may store a liquid composition.
  • the liquid composition may be a liquid containing a tobacco-containing substance containing a volatile tobacco flavor component, or may be a liquid containing a non-tobacco substance.
  • the cartridge 15 may be manufactured to be detachable from and attached to the second heater 14 or may be manufactured as an integral part with the second heater 14.
  • the liquid composition may include water, solvent, ethanol, plant extracts, flavoring agents, flavoring agents, or vitamin mixtures.
  • the fragrance may include menthol, peppermint, spearmint oil, various fruit flavor ingredients, and the like, but is not limited thereto.
  • Flavoring agents may include ingredients that can provide a variety of flavors or flavors to the user.
  • the vitamin mixture may be a mixture of at least one of vitamin A, vitamin B, vitamin C, and vitamin E, but is not limited thereto.
  • the liquid composition may include aerosol formers such as glycerin and propylene glycol.
  • the liquid delivery means may deliver the liquid composition of the liquid storage unit to the second heater 14.
  • the liquid delivery means may be a wick such as cotton fiber, ceramic fiber, glass fiber, or porous ceramic, but is not limited thereto.
  • the second heater 14 heats the liquid composition delivered by the liquid delivery means.
  • the second heater 14 may be a metal heating wire, a metal heating plate, or a ceramic heater, but is not limited thereto.
  • the second heater 14 may be formed of a conductive filament such as a nichrome wire, and may be disposed in a structure wound around a liquid delivery means. The second heater 14 can be heated by a current supply, and can heat the liquid composition by transferring heat to the liquid composition in contact with the heating element. As a result, aerosols can be produced.
  • the second heater 14 and the cartridge 15 may be referred to as a cartomizer or an atomizer, but are not limited thereto.
  • the aerosol-generating device 1 may further include general-purpose components in addition to the battery 11, the control unit 12, the first heater 13, the second heater 14, and the cartridge 15.
  • the aerosol-generating device 1 may include a display capable of outputting visual information and / or a motor for outputting tactile information.
  • the aerosol-generating device 1 may include at least one sensor (puff detection sensor, temperature detection sensor, cigarette insertion detection sensor, etc.).
  • the aerosol-generating device 1 may be manufactured in a structure in which external air may be introduced or internal gas may be discharged even when the cigarette 2 is inserted.
  • the aerosol-generating device 1 may also be configured with a separate cradle.
  • the cradle can be used to charge the battery 11 of the aerosol-generating device 1.
  • the first heater 13 may be heated while the cradle and the aerosol-generating device 1 are combined.
  • the aerosol-generating device 1 may include a communication unit for performing communication with an external device.
  • the aerosol-generating device 1 may perform wireless communication or wired communication (eg, ethernet communication or USB communication method) with an external device through a communication unit.
  • wireless communication or wired communication eg, ethernet communication or USB communication method
  • communication methods such as wireless local area network (WLAN), Bluetooth, ZigBee, Infrared Data Association (IrDA), and Radio-Frequency Identification (RFID) may be used for wireless communication between the aerosol-generating device 1 and external devices.
  • WLAN wireless local area network
  • Bluetooth ZigBee
  • IrDA Infrared Data Association
  • RFID Radio-Frequency Identification
  • the cigarette 2 can be similar to a typical combustion cigarette.
  • the cigarette 2 may be divided into a first portion containing an aerosol-generating material and a second portion including a filter.
  • an aerosol-generating material may also be included in the second portion of the cigarette 2.
  • an aerosol-generating material made in the form of granules or capsules may be inserted into the second part.
  • the entire first portion may be inserted into the aerosol-generating device 1, and the second portion may be exposed to the outside.
  • only a portion of the first portion may be inserted into the aerosol-generating device 1, or a portion of the first portion and a portion of the second portion may be inserted.
  • the user can inhale the aerosol while the second part is in the mouth. At this time, the aerosol is generated by passing outside air through the first portion, and the generated aerosol passes through the second portion and is delivered to the user's mouth.
  • external air may be introduced through at least one air passage formed in the aerosol-generating device 1.
  • the opening and closing of the air passage and / or the size of the air passage formed in the aerosol-generating device 1 may be adjusted by the user. Accordingly, the amount of atomization, smoking sensation, and the like can be adjusted by the user.
  • external air may be introduced into the interior of the cigarette 2 through at least one hole formed on the surface of the cigarette 2.
  • FIG. 3 is a view showing an example of a cigarette.
  • the cigarette 2 includes a tobacco rod 31, a filter rod 32, and a shear plug 33.
  • the first portion described above with reference to FIGS. 1 and 2 includes a cigarette rod 31 and a shear plug 33, and the second portion includes a filter rod 32.
  • the length of the front end plug 33 is about 7 mm
  • the length of the cigarette rod 31 is about 15 mm
  • the length of the first segment 321 is about 12 mm
  • the length of the second segment 322 is about 14 mm.
  • the tobacco rod 31 includes an aerosol-generating material (first aerosol-generating substrate).
  • the aerosol-generating material may include, but is not limited to, at least one of glycerin, propylene glycol, ethylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and oleyl alcohol.
  • the tobacco rod 31 may contain other additives, such as flavoring agents, wetting agents and / or organic acids.
  • a flavoring solution such as menthol or moisturizer may be added to the tobacco rod 31 by spraying it onto the tobacco rod 31.
  • the cigarette rod 31 may be manufactured in various ways.
  • the tobacco rod 31 may be made of a sheet or may be made of strands.
  • the tobacco rod 31 may be made of cut tobacco cut into cut grass.
  • the tobacco rod 31 may be surrounded by a heat-conducting material.
  • the heat-conducting material may be a metal foil such as aluminum foil, but is not limited thereto.
  • the heat-conducting material surrounding the cigarette rod 31 may evenly disperse heat transferred to the cigarette rod 31 to improve the thermal conductivity applied to the cigarette rod, thereby improving the taste of the cigarette.
  • the heat-conducting material surrounding the tobacco rod 31 can function as a susceptor heated by an induction heater. At this time, although not shown in the drawing, the cigarette rod 31 may further include an additional susceptor in addition to the heat conducting material surrounding the outside.
  • the filter rod 32 may include a first segment 321 and a second segment 322.
  • the first segment 321 may be a cellulose acetate filter.
  • the first segment 321 may be a tube-shaped structure including a hollow inside.
  • the cooling effect of the aerosol may be generated by the first segment 321.
  • the diameter of the hollow included in the first segment 321 may be an appropriate diameter within the range of 2mm to 4.5mm, but is not limited thereto.
  • the length of the first segment 321 may be an appropriate length within the range of 4mm to 30mm, but is not limited thereto.
  • the length of the first segment 321 may be 12 mm, but is not limited thereto.
  • the hardness of the first segment 321 may be adjusted by adjusting the content of the plasticizer at the time of manufacturing the first segment 321.
  • the first segment 321 may be manufactured by inserting a structure such as a film or tube of the same or different material inside (eg, hollow).
  • the second segment 322 may be a cellulose acetate filter.
  • the length of the second segment 322 can be suitably employed within a range of 4 mm to 20 mm.
  • the length of the second segment 322 may be about 14 mm, but is not limited thereto.
  • At least one capsule 34 may be included in the second segment 322.
  • the capsule 34 may perform a function of generating flavor or a function of generating an aerosol.
  • the capsule 34 may be a structure in which a liquid containing a fragrance is wrapped with a film.
  • the capsule 34 may have a spherical or cylindrical shape, but is not limited thereto.
  • the front end plug 33 can prevent the cigarette rod 31 from escaping to the outside, and the aerosol liquefied from the cigarette rod 31 flows into the aerosol-generating device (1 in FIGS. 1 to 3) during smoking. Can be prevented.
  • the cigarette 3 can be packaged by at least one wrapper 35.
  • the wrapper 35 may have at least one hole through which external air flows or internal gas flows out.
  • the front end plug 33 is packaged by the first wrapper 351
  • the cigarette rod 31 is packaged by the second wrapper 352
  • the first segment (by the third wrapper 353) 321) is packaged
  • the second segment 322 may be packaged by the fourth wrapper 354.
  • the entire cigarette 3 may be repackaged by the fifth wrapper 355.
  • At least one perforation 36 may be formed in the fifth wrapper 355.
  • the perforation 36 may be formed in an area surrounding the cigarette rod 31, but is not limited thereto.
  • the perforation 36 may serve to transfer heat formed by the first heater 13 shown in FIGS. 1 and 2 to the inside of the cigarette rod 31.
  • the aerosol-generating device 1 comprises a battery 11 and two heaters 13, 14, in the battery 11 to heat the cigarette 2 Electric power is transferred to the first heater 13 and electric power is transferred from the battery 11 to the second heater 14 to heat the liquid composition.
  • control unit 12 controls the battery 11 to provide power to the first heater 13 and the second heater 14 at different times.
  • a method of controlling power provided to the first heater 13 and the second heater 14 by the controller 12 in consideration of the limited power of the battery 11 will be described.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a method in which a control unit controls power delivered to heaters.
  • step S41 the control unit 12 may perform a first duty cycle, which is a duty cycle of power required by the first heater 13 for a current control cycle, and a second duty, which is a duty cycle of power required by the second heater 14. Acquire the cycle.
  • the controller 12 may use a pulse width modulation control method to control power provided from the battery 11 to the first heater 13 and the second heater 14.
  • One control cycle of the control unit 12 may be included in the range of 100 ⁇ s to 1000 ⁇ s.
  • one control period may be 500 ⁇ s.
  • the current control cycle means one control cycle corresponding to a current time point at which control is to be performed among a plurality of control cycles.
  • FIG. 5 is a view showing an example of power required by the first heater and power required by the second heater for a current control cycle.
  • the first duty cycle may be obtained by the ratio of the period P11 in which power must be provided to the first heater 13 for the current control period P1.
  • the second duty cycle may be obtained by the ratio of the period P12 in which power is to be supplied to the second heater 14 for the current control period P1.
  • the first duty cycle may be determined according to the temperature at which the first heater 13 heats the cigarette. For example, when the temperature profile of the first heater 13 is set to be lowered according to the degree of smoking progress, the first duty cycle may have a value that decreases as the smoking progresses.
  • the temperature profile of the first heater 13 means a temperature profile set in advance in order to heat the first heater 13.
  • the second duty cycle may be determined according to the temperature at which the second heater 14 heats the cartridge 15, and may be changed according to the temperature profile of the second heater 14.
  • the temperature profile of the second heater 14 means a temperature profile set in advance to heat the second heater 14.
  • the control unit 12 may control each control cycle or every specific control cycle. One duty cycle and a second duty cycle can be obtained.
  • the limited power supply of the battery 11 is the first heater that respectively satisfies the first duty cycle and the second duty cycle in the current control cycle P1. It is difficult to provide to 13 and the second heater 14.
  • the controller 12 controls power delivered to the first heater 13 and the second heater 14 according to the control mode in consideration of the limited power of the battery 11, which is illustrated in FIG. 4 in steps S42 and S43. Can be performed in stages.
  • step S42 the controller 12 identifies a control mode to be applied to the current control cycle among the plurality of control modes.
  • the plurality of control modes are modes distinguished according to the priority of the first heater 13 and the second heater 14, and may include a first control mode and a second control mode.
  • the first control mode is a mode in which the first heater 13 has a priority, and is a mode in which power is first transferred from the battery 11 to the first heater 13. That is, in distributing the power of the battery 11 having a limited power, the first control mode is a mode in which the power is first distributed to meet the power required by the first heater 13.
  • the cigarette 2 is normally heated according to the temperature profile of the first heater 13, and a desired taste can be provided to the user.
  • the second control mode is a mode in which the second heater 14 has a priority, and is a mode in which power is first transferred from the battery 11 to the second heater 14. That is, the second control mode is a mode for distributing power to firstly satisfy the power required by the second heater 14 in distributing the power of the battery 11 having a limited power.
  • the cartridge 15 is normally heated according to the temperature profile of the second heater 14, and a desired amount of aerosol may be provided to the user.
  • the control unit 12 may be selected by a user to control which control mode among the plurality of control modes. That is, the control unit 12 may check what control mode is selected by the user, and control the checked control mode.
  • the user selects a control mode through an external device, and the selected control mode may be received through the communication unit of the aerosol generating device 1 and transmitted to the control unit 12.
  • External devices used for the user to select the control mode may be a smart phone, a tablet computer, a personal computer (PC), personal digital assistants (PDA), or a wearable device, but are not limited to the listed types.
  • the user can select a control mode before starting smoking or while smoking.
  • the user may select one of the first control mode and the second control mode for each smoking.
  • smoking means one cycle including a plurality of puffs. That is, the user can select one of the first control mode and the second control mode before starting smoking, and then start smoking.
  • the user may select one of the first control mode and the second control mode as the basic mode, and change the basic mode to another mode before or during smoking.
  • a user may select multiple control modes for one smoking. For example, the user may select a first control mode for one to three puffs in one smoking and a second control mode for subsequent puffs.
  • the first control mode is a mode in which the cigarette is normally heated according to a predetermined temperature profile to control the user to provide a desired taste
  • the second control mode is a cartridge in which the cartridge is normally heated according to the predetermined temperature profile to provide the desired amount to the user. It may be a mode to control so that the aerosol is provided. Depending on the user, preferences may be different, such as preference for taste or preference for satisfying an aerosol serving amount. It is possible for the user to select one of a plurality of control modes and use the aerosol generating device according to his preference.
  • step S43 the controller 12 controls power to be transferred from the battery 11 to the first heater 13 and the second heater 14 according to the obtained control mode.
  • control unit 12 controls the power transmitted to the heaters 13 and 14 according to the first control mode.
  • control unit 12 controls power transmitted to the heaters 13 and 14 according to the second control mode.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of power provided from a battery to a first heater and a second heater according to a first control mode.
  • the controller 12 removes power corresponding to a first duty cycle, which is a duty cycle of power required by the first heater 13 during the period from t11 to t12. 1 is transmitted to the heater 13, and controls to transmit power to the second heater 14 during the remaining period (t12 ⁇ t2).
  • a first duty cycle which is a duty cycle of power required by the first heater 13 during the period from t11 to t12. 1 is transmitted to the heater 13, and controls to transmit power to the second heater 14 during the remaining period (t12 ⁇ t2).
  • the sum of the first duty cycle and the second duty cycle may exceed 100%. In this case, even if the power is transmitted to the first heater 13 and the power is transmitted to the second heater 14 in all of the remaining periods t12 to t2, the power delivered to the second heater 14 is the second The duty cycle may not be satisfied.
  • the first duty cycle is 60% and the second duty cycle is 50%
  • a period (t11 to t12) corresponding to a duty cycle of 60% with respect to the current control cycle P1 according to the first control mode If power is transmitted to the first heater 13 during the period, even if all of the power is transferred to the second heater 14 in the remaining periods t12 to t2, the duty cycle of the power provided by the second heater 14 is 40%.
  • the second heater 14 is provided with insufficient power by 10% duty cycle, and insufficient power by 10% duty cycle may not be compensated.
  • the start time t1 of the current control cycle and the time t11 when power is supplied to the first heater 13 are shown to be the same, but t11 may be a time point after t1.
  • the time t21 at which electric power starts to be supplied to the second heater 14 may be a time t12 after the electric power supply to the first heater 13 is terminated
  • the end time t2 of the current control cycle is the second heater It may be a time point t22 after the power supply is terminated.
  • period of t11 to t12 is shown to precede the period of t21 to t22 in FIG. 6, the period of t21 to t22 may precede the period of t11 to t12. That is, after the power is firstly temporally provided to the second heater 14, power satisfying the first duty cycle may be provided to the first heater 13.
  • control unit 11 controls power to be transmitted to the first heater 13 and the second heater 14 at different times, so that the first heater 13 and the first heater 13 are removed from the battery 11 having a limited capacity.
  • 2 Power can be stably supplied to the heater 14.
  • the cigarette 2 can be heated according to the temperature profile of the first heater 13, and the user can provide a desired taste. Can be.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of power provided from a battery to a first heater and a second heater according to a second control mode.
  • the controller 12 removes power corresponding to a second duty cycle, which is a duty cycle of power required by the second heater 14 during the period from t21 to t22. 2 is transmitted to the heater 14, and controls to transmit power to the first heater 13 during the remaining period (t1 ⁇ t21).
  • the sum of the first duty cycle and the second duty cycle may exceed 100%. In this case, even if the power is transmitted to the first heater 13 in all of the remaining periods t1 to t21, the power delivered to the first heater 13 may not satisfy the first duty cycle.
  • the first heater 13 Since the first heater 13 must continuously heat the cigarette 2 during the entire smoking period, when the insufficient power is continuously provided to the first heater 13, the cigarette 2 is heated to the temperature of the first heater 13 Depending on the profile, heating may not be possible.
  • the controller 12 may control the power that is not delivered to the first heater 13 in the current control cycle P1 to be provided by compensating in the next control cycle P2.
  • the duty cycle of the power provided by the first heater 13 is 50%.
  • the control unit 12 controls the transmission of electric power to the first heater 13 during periods t13 to t14 corresponding to a duty cycle of 10% in the next control period P2, so that the control unit 12 is short of the first heater 13 Power can be compensated.
  • control unit 12 may control the first heater 13 to be provided with insufficient power in control periods subsequent to the next control period P2.
  • control unit 12 controls the total sum of the duty profile of the electric power provided to the first heater 13 in the current control period P1 and subsequent control periods so as to satisfy the first duty profile, thereby controlling the current Power not provided in the period P1 may be compensated and transmitted to the first heater 13.
  • the start time t1 of the current control cycle and the time t11 when power is supplied to the first heater 13 are shown to be the same, but t11 may be a time point after t1.
  • the time t21 at which electric power starts to be supplied to the second heater 14 may be a time t12 after the electric power supply to the first heater 13 is terminated
  • the end time t2 of the current control cycle is the second heater It may be a time point t22 after the power supply is terminated.
  • a time t13 when the compensation power starts to be provided to the first heater 13 may be a time after the start time t2 of the next control cycle.
  • period of t11 to t12 is shown to precede the period of t21 to t22 in FIG. 7, the period of t21 to t22 may precede the period of t11 to t12. That is, power that satisfies the second duty cycle is firstly provided to the second heater 14 in time, and then power can be provided to the first heater 13.
  • control unit 12 controls power to be transmitted to the first heater 13 and the second heater 14 at different times, so that the first heater 13 and the first heater 13 are removed from the battery 11 having a limited capacity.
  • 2 Power can be stably supplied to the heater 14.
  • the cartomizer 15 may be heated according to the temperature profile of the second heater 14, and the desired amount of aerosol may be Can provide. It is also possible to allow the cigarette 2 to be heated according to the temperature profile of the first heater 13, by compensating the power provided insufficiently for the first heater 13 in the current control period in subsequent control periods.
  • the above-described method may be implemented as a program executable on a computer, and may be implemented on a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium.
  • the structure of data used in the above-described method may be recorded on a computer-readable recording medium through various means.
  • the computer-readable recording medium includes a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, ROM, RAM, USB, floppy disk, hard disk, etc.), optical reading media (eg, CD-ROM, DVD, etc.). do.

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Abstract

에어로졸 생성 장치는 배터리에서 두 개의 히터들에 전력을 배분하여 전달한다. 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 배터리, 제1 에어로졸 생성 기재를 가열하는 제1 히터, 제2 에어로졸 생성 기재를 가열하는 제2 히터, 및 상기 배터리에서 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터로 제공되는 전력을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 배터리에서 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터로 서로 다른 시간에 전력이 제공되도록 제어한다.

Description

하나의 배터리로 두 개의 히터들에 전력을 공급하는 에어로졸 생성 장치
에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 배터리에서 두 개의 히터들에 전력을 배분하여 전달하는 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 카트리지 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.
에어로졸 생성 장치는 두 개의 히터를 포함할 수 있다. 하나의 히터는 니코틴을 포함하는 궐련을 가열하는데 사용되고, 다른 하나의 히터는 액체 기재를 포함하는 카트리지를 가열하는데 사용될 수 있다. 또한 에어로졸 생성 장치는 이동하며 사용이 가능하도록 배터리를 포함할 수 있다.
배터리는 한정된 전원을 가지므로, 두 개의 히터가 요구하는 전력을 모두 충족시키도록 전력을 제공할 경우, 순간적인 전압 강하 등으로 인해 에어로졸 생성 장치가 오작동할 수 있다. 이에 따라, 배터리에서 두 개의 히터에 전력을 적절히 배분하여 전달하기 위한 연구가 진행 중에 있다.
해결하고자 하는 과제는, 배터리에서 출력 가능한 전력 범위 내에서 두 개의 히터로 전력을 배분하여 전달하는 방법을 제공하는 것이다. 또한 상술한 방법에 따라 동작하는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 것이다. 해결하려는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 배터리; 제1 에어로졸 생성 기재를 가열하는 제1 히터; 제2 에어로졸 생성 기재를 가열하는 제2 히터; 및 상기 배터리에서 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터로 제공되는 전력을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 배터리에서 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터로 서로 다른 시간에 전력이 제공되도록 제어한다.
제어부가 배터리에서 제1 히터로 전력이 전달되는 시간과 제2 히터로 전력이 전달되는 시간이 겹치지 않도록 제어하여, 배터리에서 출력되는 전압이 강하되는 것을 방지할 수 있으며, 에어로졸 생성 장치의 오작동 또는 기기 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제어부는 복수의 제어 모드들로 동작 가능하며, 복수의 제어 모드들은 제1 히터에 우선적으로 전력이 전달되도록 제어하는 제1 제어 모드 및 제2 히터에 우선적으로 전력이 전달되도록 하는 제2 제어 모드를 포함한다. 제1 제어 모드는 궐련이 정해진 온도 프로파일에 따라 정상적으로 가열되어 사용자에게 원하는 끽미가 제공되도록 제어하는 모드이고, 제2 제어 모드는 카트리지가 정해진 온도 프로파일에 따라 정상적으로 가열되어 사용자에게 원하는 양의 에어로졸이 제공되도록 제어하는 모드이다. 사용자에 따라 끽미 또는 에어로졸의 제공량이 충족되는 것을 선호할 수 있으며, 사용자는 복수의 제어 모드들 중 어느 하나의 제어 모드를 선택하여, 선호도에 맞게 에어로졸 생성 장치를 사용하는 것이 가능하다.
발명의 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1 및 도 2는 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 3은 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 제어부가 히터들에 전달되는 전력을 제어하는 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 5는 현재 제어 주기에 대하여 제1 히터가 요구하는 전력과 제2 히터가 요구하는 전력의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 제1 제어 모드에 따라 배터리에서 제1 히터 및 제2 히터로 제공된 전력의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 제2 제어 모드에 따라 배터리에서 제1 히터 및 제2 히터로 제공된 전력의 일 예를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 배터리; 제1 에어로졸 생성 기재를 가열하는 제1 히터; 제2 에어로졸 생성 기재를 가열하는 제2 히터; 및 상기 배터리에서 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터로 제공되는 전력을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 배터리에서 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터로 서로 다른 시간에 전력이 제공되도록 제어한다.
상술한 에어로졸 생성 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터의 우선순위에 따라 상기 배터리에서 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터로 제공되는 전력을 제어하는 복수의 제어 모드들을 갖는다.
상술한 에어로졸 생성 장치에 있어서, 상기 복수의 제어 모드들은, 상기 제1 히터에 상기 전력이 우선 제공되도록 제어하는 제1 제어 모드; 및 상기 제2 히터에 상기 전력이 우선 제공되도록 제어하는 제2 제어 모드를 포함한다.
상술한 에어로졸 생성 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 복수의 모드들 중 어느 하나의 모드에 따라 상기 배터리에서 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터로 제공되는 전력을 제어하고, 상기 어느 하나의 모드는 사용자 명령에 의해 결정된다.
상술한 에어로졸 생성 장치는, 외부기기와 통신을 수행하는 통신부를 더 포함하고, 상기 사용자 명령은 상기 외부기기에 입력되어 상기 통신부를 통해 수신된다.
상술한 에어로졸 생성 장치에 있어서, 상기 제어부는 현재 제어 주기에 대하여 상기 제1 히터가 요구하는 전력의 듀티 사이클인 제1 듀티 사이클과, 상기 현재 제어 주기에 대하여 상기 제2 히터가 요구하는 전력의 듀티 사이클인 제2 듀티 사이클을 획득한다.
상술한 에어로졸 생성 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 현재 제어 주기에서 제1 기간 동안 상기 배터리에서 상기 제1 히터로 상기 제1 듀티 사이클을 만족하는 전력이 제공되고, 상기 현재 제어 주기에서 나머지 기간 중 적어도 일부 기간 동안 상기 배터리에서 상기 제2 히터로 전력이 제공되도록 제어한다.
상술한 에어로졸 생성 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 현재 제어 주기에서 제2 기간 동안 상기 배터리에서 상기 제2 히터로 상기 제2 듀티 사이클을 만족하는 전력이 제공되고, 상기 현재 제어 주기에서 나머지 기간 중 적어도 일부 기간 동안 상기 배터리에서 상기 제1 히터로 전력이 제공되도록 제어한다.
상술한 에어로졸 생성 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 현재 제어 주기와 후속하는 적어도 하나의 제어 주기에서, 상기 배터리에서 상기 제1 히터로 제공되는 전력의 총 양이 상기 제1 듀티 사이클을 만족하도록, 상기 배터리에서 상기 제1 히터로 제공되는 전력을 제어한다.
상술한 에어로졸 생성 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 배터리에서 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터로 제공되는 전력을 제어하기 위해 펄스 폭 변조(pulse width modulation) 신호를 출력한다.
상술한 에어로졸 생성 장치에 있어서, 상기 제1 에어로졸 생성 기재는 니코틴을 포함하는 고체 기재이고, 상기 제2 에어로졸 생성 기재는 증기 형성제를 포함하는 액체 기재이다.
상술한 에어로졸 생성 장치에 있어서, 상기 제1 듀티 사이클과 상기 제2 듀티 사이클의 합은 100%를 초과한다.
다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치를 제어하는 방법은, 상기 에어로졸 생성 장치에 포함된 제1 히터가 요구하는 전력의 듀티 사이클인 제1 듀티 사이클 및 상기 에어로졸 생성 장치에 포함된 제2 히터가 요구하는 전력의 듀티 사이클인 제2 듀티 사이클을 획득하는 단계; 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어 모드를 확인하는 단계; 및 상기 확인된 제어 모드에 따라 배터리에서 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터로 제공되는 전력을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 배터리에서 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터로 서로 다른 시간에 전력이 제공된다.
상술한 방법은, 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터의 우선순위를 선정하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터 중 상기 우선순위가 높은 히터에 상기 전력이 우선 제공된다.
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 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리(11), 제어부(12), 제1 히터(13), 제2 히터(14), 및 카트리지(15)를 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 공간에는 궐련(2)이 삽입될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 에어로졸 생성 장치(1)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(1)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
도 1에는 배터리(11), 제어부(12), 제1 히터(13), 제2 히터(14), 및 카트리지(15)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 2에는 제1 히터(13)와 제2 히터(14)는 병렬로, 제2 히터(14)와 카트리지(15)는 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 구조는 도 1 및 도 2에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(1)의 설계에 따라, 배터리(11), 제어부(12), 제1 히터(13), 제2 히터(14), 및 카트리지(15)의 배치는 변경될 수 있다.
궐련(2)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(1)는 제1 히터(13) 및/또는 제2 히터(14)를 작동시켜, 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 제1 히터(13) 및/또는 제2 히터(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 제1 히터(13) 및 제2 히터(14)를 가열할 수 있다.
배터리(11)는 에어로졸 생성 장치(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(11)는 제1 히터(13) 또는 제2 히터(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.
예를 들어, 배터리(11)의 출력 전압은 4.0V~5.0V의 범위 내에 포함되고, 용량은 2000mAh~4000mAh의 범위 내에 포함될 수 있다. 바람직하게는 배터리(11)의 출력 전압은 4.2V이고 용량은 3000mAh일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(12)는 배터리(11), 제1 히터(13), 및 제2 히터(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 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
제1 히터(13)는 배터리(11)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 제1 히터(13)는 궐련의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 제1 히터(13)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
제1 히터(13)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 제1 히터(13)는 전기 절연성 기질(예를 들어, 폴리이미드(polyimide)로 형성된 기질) 및 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 제1 히터(13)가 가열될 수 있다. 그러나, 제1 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, 제1 히터(13)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 제1 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, 제1 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 제1 히터(13)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 제1 히터(13)들은 궐련(2)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(2)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 제1 히터(13)들 중 일부는 궐련(2)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(2)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 제1 히터(13)의 형상은 도 1 및 도 2에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
제2 히터(14)는 카트리지(15)에 포함된 액상 조성물(제2 에어로졸 생성 기재)을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(2)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 제2 히터(14)에 의해 가열되어 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(1)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 제2 히터(14)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 카트리지(15)는 액체 저장부 및 액체 전달 수단을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제2 히터(14) 및 카트리지(15)는 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. 카트리지(15)는 제2 히터(14)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 제2 히터(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 제2 히터(14)로 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.
제2 히터(14)는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열한다. 예를 들어, 제2 히터(14)는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 제2 히터(14)는 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액체 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수 있다. 제2 히터(14)는, 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, 제2 히터(14) 및 카트리지(15)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리(11), 제어부(12), 제1 히터(13), 제2 히터(14), 및 카트리지(15) 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 등)를 포함할 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 및 도 2에는 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 제1 히터(13)가 가열될 수도 있다.
또한 도 1 및 도 2에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1)는 외부 기기와 통신을 수행하기 위한 통신부를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(1)는 통신부를 통해 외부 기기와 무선 통신 또는 유선 통신(예를 들어, ethernet 통신 또는 USB 통신 방식 등)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)와 외부 기기의 무선 통신에는 wireless local area network(WLAN), 블루투스, ZigBee, Infrared Data Association(IrDA), 및 Radio-Frequency Identification(RFID) 등의 통신 방식이 사용될 수 있다.
궐련(2)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(2)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제1 부분과 필터 등을 포함하는 제2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(2)의 제2 부분에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제2 부분에 삽입될 수도 있다.
에어로졸 생성 장치(1)의 내부에는 제1 부분의 전체가 삽입되고, 제2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부에 제1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제1 부분의 전체 및 제2 부분의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제2 부분을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제1 부분을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제2 부분을 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.
일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 생성 장치(1)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 궐련(2)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(2)의 내부로 유입될 수도 있다.
이하, 도 3을 참조하여, 궐련(2)의 예들을 설명한다.
도 3은 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 궐련(2)은 담배 로드(31), 필터 로드(32), 및 전단 플러그(33)를 포함한다. 도 1 및 도 2를 참조하여 상술한 제1 부분은 담배 로드(31) 및 전단 플러그(33)를 포함하고, 제2 부분은 필터 로드(32)를 포함한다.
예를 들어, 전단 플러그(33)의 길이는 약 7mm, 담배 로드(31)의 길이는 약 15mm, 제1 세그먼트(321)의 길이는 약 12mm, 제2 세그먼트(322)의 길이는 약 14mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
담배 로드(31)는 에어로졸 생성 물질(제1 에어로졸 생성 기재)을 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질은 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. 또한, 담배 로드(31)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(31)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(31)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(31)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(31)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(31)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(31)는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 담배 로드(31)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(31)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(31)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 담배 로드(31)는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.
필터로드(32)는 제1 세그먼트(321) 및 제2 세그먼트(322)를 포함할 수 있다.
제1 세그먼트(321)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트(321)는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 제1 세그먼트(321)에 의하여 에어로졸의 냉각 효과가 발생될 수 있다. 제1 세그먼트(321)에 포함된 중공의 직경은 2mm 내지 4.5mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 세그먼트(321)의 길이는 4mm 내지 30mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 제1 세그먼트(321)의 길이는 12mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 세그먼트(321)의 제조 시에 가소제의 함량을 조절함으로써 제1 세그먼트(321)의 경도가 조정될 수 있다. 또한, 제1 세그먼트(321)는 내부(예를 들어, 중공)에 동일 혹은 이형의 재질의 필름, 튜브 등의 구조물을 삽입하여 제조될 수 있다.
제2 세그먼트(322)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 제2 세그먼트(322)의 길이는 4mm 내지 20mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 예를 들어, 제2 세그먼트(322)의 길이는 약 14mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 제2 세그먼트(322)에는 적어도 하나의 캡슐(34)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(34)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(34)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(34)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
전단 플러그(33)는 담배 로드(31)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(31)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(도 1 내지 도 3의 1)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
궐련(3)은 적어도 하나의 래퍼(35)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(35)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(351)에 의하여 전단 플러그(33)이 포장되고, 제2 래퍼(352)에 의하여 담배 로드(31)가 포장되고, 제3 래퍼(353)에 의하여 제1 세그먼트(321)이 포장되고, 제4 래퍼(354)에 의하여 제2 세그먼트(322)가 포장될 수 있다. 그리고, 제5 래퍼(355)에 의하여 궐련(3) 전체가 재포장될 수 있다.
또한, 제5 래퍼(355)에는 적어도 하나의 천공(36)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 천공(36)은 담배 로드(31)를 둘러싸는 영역에 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 천공(36)은 도 1 및 도 2에 도시된 제1 히터(13)에 의하여 형성된 열을 담배 로드(31)의 내부로 전달하는 역할을 수행할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조한 설명에서와 같이, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리(11)와 두 개의 히터들(13, 14)을 포함하며, 궐련(2)을 가열하기 위해 배터리(11)에서 제1 히터(13)로 전력이 전달되고, 액체 조성물을 가열하기 위해 배터리(11)에서 제2 히터(14)로 전력이 전달된다.
한편, 배터리(11)의 용량은 한정되어 있으므로, 제1 히터(13) 및 제2 히터(14)가 요구하는 전력을 모두 만족하도록 전력을 제공하는 경우, 순간적인 전압 강하가 이뤄질 수 있으며, 이로 인해 에어로졸 생성 장치(1)의 오작동 또는 기기 결함이 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위해, 본 발명에서 제어부(12)는 배터리(11)에서 제1 히터(13) 및 제2 히터(14)로 서로 다른 시간에 전력이 제공되도록 제어한다. 이하에서는, 배터리(11)의 한정된 전원을 고려하여, 제어부(12)가 제1 히터(13) 및 제2 히터(14)로 제공되는 전력을 제어하는 방법에 대해 살펴본다.
도 4는 제어부가 히터들에 전달되는 전력을 제어하는 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 에어로졸 생성 장치(1)의 구성을 바탕으로, 도 4에 도시된 제어 방법을 설명한다.
S41 단계에서, 제어부(12)는 현재 제어 주기에 대하여 제1 히터(13)가 요구하는 전력의 듀티 사이클인 제1 듀티 사이클과 제2 히터(14)가 요구하는 전력의 듀티 사이클인 제2 듀티 사이클을 획득한다.
제어부(12)는 배터리(11)에서 제1 히터(13) 및 제2 히터(14)로 제공되는 전력을 제어하기 위해 펄스 폭 변조(pulse width modulation) 제어 방식을 사용할 수 있다. 제어부(12)의 일 제어 주기는 100μs~1000μs의 범위에 포함될 수 있다. 바람직하게, 일 제어 주기는 500μs일 수 있다. 현재 제어 주기는 복수의 제어 주기들 중 제어를 수행하고자 하는 현재 시점에 대응되는 일 제어 주기를 의미한다.
도 5는 현재 제어 주기에 대하여 제1 히터가 요구하는 전력과 제2 히터가 요구하는 전력의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 함께 참조하면, 제1 듀티 사이클은 현재 제어 주기(P1)에 대한 제1 히터(13)에 전력이 제공되어야 하는 기간(P11)의 비율에 의해 획득될 수 있다. 마찬가지로, 제2 듀티 사이클은 현재 제어 주기(P1)에 대한 제2 히터(14)에 전력이 제공되어야 하는 기간(P12)의 비율에 의해 획득될 수 있다.
제1 듀티 사이클은 제1 히터(13)가 궐련을 가열하는 온도에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 히터(13)의 온도 프로파일이 흡연 진행 정도에 따라 온도가 낮아지도록 설정된 경우, 제1 듀티 사이클은 흡연이 진행됨에 따라 감소하는 값을 가질 수 있다. 여기서 제1 히터(13)의 온도 프로파일이란, 제1 히터(13)를 가열하기 위해 사전에 설정된 온도 프로파일을 의미한다.
마찬가지로, 제2 듀티 사이클은 제2 히터(14)가 카트리지(15)를 가열하는 온도에 따라 결정될 수 있으며, 제2 히터(14)의 온도 프로파일에 따라 변화할 수 있다. 여기서 제2 히터(14)의 온도 프로파일이란, 제2 히터(14)를 가열하기 위해 사전에 설정된 온도 프로파일을 의미한다.
즉, 제1 듀티 사이클과 제2 듀티 사이클은 각각 제1 히터(13)의 온도 프로파일 및 제2 히터의 온도 프로파일에 따라 변화할 수 있으므로, 제어부(12)는 매 제어 주기 또는 특정 제어 주기마다 제1 듀티 사이클 및 제2 듀티 사이클을 획득할 수 있다.
제1 히터(13)에 전력이 제공되어야 하는 기간(P11)과 제2 히터(14)에 전력이 제공되어야 하는 기간(P12)의 합이 현재 제어 주기(P1)를 초과하면, 즉, 제1 듀티 사이클과 제2 듀티 사이클의 합이 100%를 초과하면, 배터리(11)의 한정된 전원으로는 현재 제어 주기(P1)에서 제1 듀티 사이클과 제2 듀티 사이클을 만족하는 전력을 각각 제1 히터(13)와 제2 히터(14)에 제공하기 어렵다.
제어부(12)는 배터리(11)의 한정된 전원을 고려하여 제어 모드에 따라 제1 히터(13) 및 제2 히터(14)로 전달되는 전력을 제어하며, 이는 도 4에 도시된 S42 단계와 S43 단계에서 수행될 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, S42 단계에서, 제어부(12)는 복수의 제어 모드들 중 현재 제어 주기에 적용해야 할 제어 모드를 확인한다.
복수의 제어 모드들은 제1 히터(13) 및 제2 히터(14)의 우선순위에 따라 구별되는 모드들로, 제1 제어 모드 및 제2 제어 모드를 포함할 수 있다.
제1 제어 모드는 제1 히터(13)가 선순위를 갖는 모드로, 배터리(11)에서 제1 히터(13)로 전력이 우선 전달되는 모드이다. 즉, 제1 제어 모드는 한정된 전원을 갖는 배터리(11)의 전력을 배분하는데 있어, 제1 히터(13)가 요구하는 전력을 우선 충족시키도록 전력을 배분하는 모드이다. 제1 제어 모드에서는 제1 히터(13)의 온도 프로파일에 따라 궐련(2)이 정상적으로 가열되며, 사용자에게 원하는 끽미가 제공될 수 있다.
제2 제어 모드는 제2 히터(14)가 선순위를 갖는 모드로, 배터리(11)에서 제2 히터(14)로 전력이 우선 전달되는 모드이다. 즉, 제2 제어 모드는 한정된 전원을 갖는 배터리(11)의 전력을 배분하는데 있어, 제2 히터(14)가 요구하는 전력을 우선 충족시키도록 전력을 배분하는 모드이다. 제2 제어 모드에서는 제2 히터(14)의 온도 프로파일에 따라 카트리지(15)가 정상적으로 가열되며, 사용자에게 원하는 양의 에어로졸이 제공될 수 있다.
제어부(12)가 복수의 제어 모드들 중 어느 제어 모드로 동작할지는 사용자에 의해 선택될 수 있다. 즉, 제어부(12)는 사용자가 선택한 제어 모드가 무엇인지를 확인하고, 확인된 제어 모드로 제어할 수 있다.
사용자는 외부 기기를 통해 제어 모드를 선택하고, 선택된 제어 모드는 에어로졸 생성 장치(1)의 통신부를 통해 수신되어, 제어부(12)에 전달될 수 있다.
사용자가 제어 모드를 선택하는데 사용되는 외부 기기는 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, personal computer(PC), personal digital assistants(PDA), 웨어러블 디바이스(wearable device) 등일 수 있으나, 나열된 종류로 한정되는 것은 아니다.
사용자는 흡연을 시작하기 전 또는 흡연을 하는 도중에 제어 모드를 선택할 수 있다.
일 예로서, 사용자는 매 흡연마다 제1 제어 모드 및 제2 제어 모드 중 어느 하나의 모드를 선택할 수 있다. 여기에서, 흡연은 복수의 퍼프들을 포함하는 하나의 사이클을 의미한다. 즉, 사용자는 흡연을 시작하기 전에 제1 제어 모드 및 제2 제어 모드 중 어느 하나의 모드를 선택한 뒤 흡연을 시작할 수 있다.
다른 예로서, 사용자는 제1 제어 모드 및 제2 제어 모드 중 어느 하나의 모드를 기본 모드로 선택하고, 흡연의 시작 전 또는 흡연 중에 기본 모드를 다른 모드로 변경할 수 있다.
또 다른 예로서, 사용자는 1회의 흡연에 대하여 복수의 제어 모드들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 1회의 흡연에서 1~3회의 퍼프에 대해서는 제1 제어 모드를, 그 이후의 퍼프에 대해서는 제2 제어 모드를 선택할 수 있다.
예를 들어, 제1 제어 모드는 궐련이 정해진 온도 프로파일에 따라 정상적으로 가열되어 사용자에게 원하는 끽미가 제공되도록 제어하는 모드이고, 제2 제어 모드는 카트리지가 정해진 온도 프로파일에 따라 정상적으로 가열되어 사용자에게 원하는 양의 에어로졸이 제공되도록 제어하는 모드일 수 있다. 사용자에 따라 끽미를 선호하거나 에어로졸의 제공량이 충족되는 것을 선호하는 등 기호가 서로 다를 수 있다. 사용자는 복수의 제어 모드들 중 어느 하나의 제어 모드를 선택하여, 자신의 선호도에 맞게 에어로졸 생성 장치를 사용하는 것이 가능하다.
S43 단계에서, 제어부(12)는 획득된 제어 모드에 따라 배터리(11)에서 제1 히터(13) 및 제2 히터(14)로 전력이 전달되도록 제어한다.
이하에서, 도 6을 참조하여, 제어부(12)가 제1 제어 모드에 따라 히터들(13, 14)에 전달되는 전력을 제어하는 일 예를 설명한다. 또한, 도 7을 참조하여, 제어부(12)가 제2 제어 모드에 따라 히터들(13, 14)에 전달되는 전력을 제어하는 일 예를 설명한다.
도 6은 제1 제어 모드에 따라 배터리에서 제1 히터 및 제2 히터로 제공된 전력의 일 예를 나타낸 도면이다.
제어부(12)는 t1~t2의 기간을 갖는 현재 제어 주기(P1)에서, t11~t12의 기간 동안 제1 히터(13)가 요구하는 전력의 듀티 사이클인 제1 듀티 사이클에 해당하는 전력이 제1 히터(13)에 전달되고, 남은 기간(t12~t2) 중에 제2 히터(14)에 전력이 전달되도록 제어한다.
경우에 따라, 제1 듀티 사이클과 제2 듀티 사이클의 합이 100%를 초과할 수 있다. 이러한 경우, 제1 히터(13)에 전력을 전달하고 남은 기간(t12~t2) 모두에서 제2 히터(14)에 전력이 전달되도록 제어하더라도, 제2 히터(14)에 전달되는 전력은 제2 듀티 사이클을 만족하지 못할 수 있다.
다만, 제2 히터(14)가 연속하여 가열하는 시간이 사용자가 에어로졸을 흡입하는 시간과 유사하게 1초~2초 정도로 짧은 경우, 제2 히터(14)에 정상적인 전력이 제공되어 생성된 에어로졸의 양과 부족한 전력이 제공되어 생성된 에어로졸의 양은 크게 차이가 나지 않을 수 있다. 따라서, 제1 제어 모드에서는 현재 제어 주기에서 제2 히터(14)에 전력이 부족하게 제공되더라도, 제2 히터(14)에 모자라는 전력이 보상되지 않을 수 있다.
예를 들어, 제1 듀티 사이클이 60%이고 제2 듀티 사이클이 50%인 경우, 제1 제어 모드에 따라 현재 제어 주기(P1)에 대하여 60%의 듀티 사이클에 해당하는 기간(t11~t12) 동안 제1 히터(13)에 전력이 전달되면, 남은 기간(t12~t2)에 전력을 모두 제2 히터(14)로 전달하더라도, 제2 히터(14)가 제공받은 전력의 듀티 사이클은 40%가 된다. 결과적으로 현재 제어 주기(P1)에서 제2 히터(14)에 전력이 10% 듀티 사이클만큼 부족하게 제공되며, 10% 듀티 사이클만큼 모자라는 전력이 보상되지 않을 수 있다.
도 6에는 현재 제어 주기의 시작 시점 t1과 제1 히터(13)에 전력이 제공되기 시작하는 시점 t11이 동일한 시점을 나타내도록 도시되어 있으나, t11은 t1 이후의 시점일 수 있다. 마찬가지로, 제2 히터(14)에 전력이 제공되기 시작하는 시점 t21는 제1 히터(13)에 전력 제공이 종료되는 시점 t12 이후의 시점일 수 있고, 현재 제어 주기의 종료 시점 t2는 제2 히터(14)에 전력 제공이 종료되는 시점 t22 이후의 시점일 수 있다.
또한, 도 6에는 t11~t12의 기간이 t21~t22의 기간보다 선행하도록 도시되어 있으나, t21~t22의 기간이 t11~t12의 기간보다 선행할 수 있다. 즉, 제2 히터(14)에 전력이 시간적으로 먼저 제공된 뒤, 제1 히터(13)에 제1 듀티 사이클을 만족하는 전력이 제공될 수 있다.
이와 같이, 제어부(11)가 서로 다른 시간에 제1 히터(13) 및 제2 히터(14)에 전력이 전달되도록 제어하여, 한정된 용량을 갖는 배터리(11)에서 제1 히터(13) 및 제2 히터(14)로 안정되게 전력이 제공될 수 있다. 또한, 제1 히터(13)에 제1 듀티 사이클을 만족하는 전력을 제공함으로써, 궐련(2)이 제1 히터(13)의 온도 프로파일에 따라 가열되도록 할 수 있으며, 사용자가 원하는 끽미를 제공할 수 있다.
도 7은 제2 제어 모드에 따라 배터리에서 제1 히터 및 제2 히터로 제공된 전력의 일 예를 나타낸 도면이다.
제어부(12)는 t1~t2의 기간을 갖는 현재 제어 주기(P1)에서, t21~t22의 기간 동안 제2 히터(14)가 요구하는 전력의 듀티 사이클인 제2 듀티 사이클에 해당하는 전력이 제2 히터(14)에 전달되고, 남은 기간(t1~t21) 중에 제1 히터(13)에 전력이 전달되도록 제어한다.
경우에 따라, 제1 듀티 사이클과 제2 듀티 사이클의 합이 100%를 초과할 수 있다. 이러한 경우, 남은 기간(t1~t21) 모두에서 제1 히터(13)에 전력이 전달되도록 제어하더라도, 제1 히터(13)에 전달되는 전력은 제1 듀티 사이클을 만족하지 못할 수 있다.
제1 히터(13)는 전체 흡연 기간 동안 궐련(2)을 연속하여 가열해야 하므로, 제1 히터(13)에 부족한 전력이 계속해서 제공될 경우 궐련(2)을 제1 히터(13)의 온도 프로파일에 따라 가열하지 못할 수 있다.
이를 방지하기 위해, 제어부(12)는 현재 제어 주기(P1)에서 제1 히터(13)에 전달되지 못한 전력이 다음 제어 주기(P2)에서 보상하여 제공되도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 제1 듀티 사이클이 60%이고 제2 듀티 사이클이 50%인 경우, 제2 제어 모드에 따라 현재 제어 주기(P1)에 대하여 50%의 듀티 사이클에 해당하는 기간(t21~t22) 동안 제2 히터(14)에 전력이 전달되면, 남은 기간(t1~t21)에 전력을 모두 제1 히터(13)로 전달하더라도, 제1 히터(13)가 제공받은 전력의 듀티 사이클은 50%가 된다. 즉, 제1 히터(13)가 요구하는 전력의 듀티 사이클은 60%이고, 제공된 전력의 듀티 사이클은 50%이므로, 제1 히터(13)에는 10%의 듀티 사이클에 해당하는 전력이 모자라게 제공된다. 제어부(12)는 다음 제어 주기(P2)에서 10%의 듀티 사이클에 해당하는 기간(t13~t14) 동안 제1 히터(13)에 전력이 전달되도록 제어함으로써, 제1 히터(13)에 모자라는 전력을 보상할 수 있다.
경우에 따라, 다음 제어 주기(P2)에 제1 히터(13)에 전력을 보상하기 위한 여유가 없을 수 있다. 이러한 경우에, 제어부(12)는 다음 제어 주기(P2)에 후속하는 제어 주기들에서 제1 히터(13)에 모자라는 전력이 제공되도록 제어할 수 있다.
이와 같이, 제어부(12)는 현재 제어 주기(P1)와 후속하는 제어 주기들에서 제1 히터(13)에 제공되는 전력의 듀티 프로파일의 총 합이 제1 듀티 프로파일을 만족하도록 제어하여, 현재 제어 주기(P1)에서 제공되지 못한 전력이 제1 히터(13)에 보상되어 전달되도록 할 수 있다.
도 7에는 현재 제어 주기의 시작 시점 t1과 제1 히터(13)에 전력이 제공되기 시작하는 시점 t11이 동일한 시점을 나타내도록 도시되어 있으나, t11은 t1 이후의 시점일 수 있다. 마찬가지로, 제2 히터(14)에 전력이 제공되기 시작하는 시점 t21는 제1 히터(13)에 전력 제공이 종료되는 시점 t12 이후의 시점일 수 있고, 현재 제어 주기의 종료 시점 t2는 제2 히터(14)에 전력 제공이 종료되는 시점 t22 이후의 시점일 수 있다. 마찬가지로, 제1 히터(13)에 보상 전력이 제공되기 시작하는 시점 t13은 다음 제어 주기의 시작 시점 t2 이후의 시점일 수 있다.
또한, 도 7에는 t11~t12의 기간이 t21~t22의 기간보다 선행하도록 도시되어 있으나, t21~t22의 기간이 t11~t12의 기간보다 선행할 수 있다. 즉, 제2 히터(14)에 제2 듀티 사이클을 만족하는 전력이 시간적으로 먼저 제공된 뒤, 제1 히터(13)에 전력이 제공될 수 있다.
이와 같이, 제어부(12)가 서로 다른 시간에 제1 히터(13) 및 제2 히터(14)에 전력이 전달되도록 제어하여, 한정된 용량을 갖는 배터리(11)에서 제1 히터(13) 및 제2 히터(14)로 안정되게 전력이 제공될 수 있다. 또한, 제2 히터(14)에 제2 듀티 사이클을 만족하는 전력이 제공됨으로써, 카토마이저(15)가 제2 히터(14)의 온도 프로파일에 따라 가열될 수 있으며, 사용자가 원하는 양의 에어로졸을 제공할 수 있다. 또한 현재 제어 주기에서 제1 히터(13)에 부족하게 제공된 전력을 후속하는 제어 주기들에서 보상함에 따라, 궐련(2)이 제1 히터(13)의 온도 프로파일에 따라 가열되도록 할 수 있다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
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.

Claims (15)

  1. 에어로졸 생성 장치에 있어서,
    배터리;
    제1 에어로졸 생성 기재를 가열하는 제1 히터;
    제2 에어로졸 생성 기재를 가열하는 제2 히터; 및
    상기 배터리에서 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터로 제공되는 전력을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 배터리에서 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터로 서로 다른 시간에 전력이 제공되도록 제어하는, 에어로졸 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터의 우선순위에 따라 상기 배터리에서 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터로 제공되는 전력을 제어하는 복수의 제어 모드들을 갖는, 에어로졸 생성 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 제어 모드들은,
    상기 제1 히터에 상기 전력이 우선 제공되도록 제어하는 제1 제어 모드; 및
    상기 제2 히터에 상기 전력이 우선 제공되도록 제어하는 제2 제어 모드를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수의 모드들 중 어느 하나의 모드에 따라 상기 배터리에서 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터로 제공되는 전력을 제어하고,
    상기 어느 하나의 모드는 사용자 명령에 의해 결정되는, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    외부기기와 통신을 수행하는 통신부를 더 포함하고,
    상기 사용자 명령은 상기 외부기기에 입력되어 상기 통신부를 통해 수신되는, 에어로졸 생성 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 현재 제어 주기에 대하여 상기 제1 히터가 요구하는 전력의 듀티 사이클인 제1 듀티 사이클과,
    상기 현재 제어 주기에 대하여 상기 제2 히터가 요구하는 전력의 듀티 사이클인 제2 듀티 사이클을 획득하는, 에어로졸 생성 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 현재 제어 주기에서 제1 기간 동안 상기 배터리에서 상기 제1 히터로 상기 제1 듀티 사이클을 만족하는 전력이 제공되고,
    상기 현재 제어 주기에서 나머지 기간 중 적어도 일부 기간 동안 상기 배터리에서 상기 제2 히터로 전력이 제공되도록 제어하는, 에어로졸 생성 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 현재 제어 주기에서 제2 기간 동안 상기 배터리에서 상기 제2 히터로 상기 제2 듀티 사이클을 만족하는 전력이 제공되고,
    상기 현재 제어 주기에서 나머지 기간 중 적어도 일부 기간 동안 상기 배터리에서 상기 제1 히터로 전력이 제공되도록 제어하는, 에어로졸 생성 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 현재 제어 주기와 후속하는 적어도 하나의 제어 주기에서, 상기 배터리에서 상기 제1 히터로 제공되는 전력의 총 양이 상기 제1 듀티 사이클을 만족하도록, 상기 배터리에서 상기 제1 히터로 제공되는 전력을 제어하는, 에어로졸 생성 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 배터리에서 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터로 제공되는 전력을 제어하기 위해 펄스 폭 변조(pulse width modulation) 신호를 출력하는, 에어로졸 생성 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 에어로졸 생성 기재는 니코틴을 포함하는 고체 기재이고,
    상기 제2 에어로졸 생성 기재는 에어로졸 형성제를 포함하는 액체 기재인, 에어로졸 생성 장치.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 제1 듀티 사이클과 상기 제2 듀티 사이클의 합은 100%를 초과하는, 에어로졸 생성 장치.
  13. 에어로졸 생성 장치를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치에 포함된 제1 히터가 요구하는 전력의 듀티 사이클인 제1 듀티 사이클 및 상기 에어로졸 생성 장치에 포함된 제2 히터가 요구하는 전력의 듀티 사이클인 제2 듀티 사이클을 획득하는 단계;
    상기 제1 히터 및 상기 제2 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어 모드를 확인하는 단계; 및
    상기 확인된 제어 모드에 따라 배터리에서 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터로 제공되는 전력을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 배터리에서 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터로 서로 다른 시간에 전력이 제공되는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 히터 및 상기 제2 히터의 우선순위를 선정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 히터 및 상기 제2 히터 중 상기 우선순위가 높은 히터에 상기 전력이 우선 제공되는, 방법.
  15. 제13항 및 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록매체.
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