WO2023101527A1 - 에어로졸 발생 장치 - Google Patents

에어로졸 발생 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2023101527A1
WO2023101527A1 PCT/KR2022/019545 KR2022019545W WO2023101527A1 WO 2023101527 A1 WO2023101527 A1 WO 2023101527A1 KR 2022019545 W KR2022019545 W KR 2022019545W WO 2023101527 A1 WO2023101527 A1 WO 2023101527A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
aerosol
heating
processor
forming article
value
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/019545
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
조동길
김명섭
Original Assignee
주식회사 이노아이티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 이노아이티 filed Critical 주식회사 이노아이티
Publication of WO2023101527A1 publication Critical patent/WO2023101527A1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D1/00—Cigars; Cigarettes
    • A24D1/20—Cigarettes specially adapted for simulated smoking devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/20—Devices using solid inhalable precursors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/46—Shape or structure of electric heating means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/46—Shape or structure of electric heating means
    • A24F40/465—Shape or structure of electric heating means specially adapted for induction heating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A24F40/51—Arrangement of sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A24F40/53—Monitoring, e.g. fault detection
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/60—Devices with integrated user interfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements

Definitions

  • the electronic cigarette When the electronic cigarette is inserted into the holder and the heater inside the holder is heated to vaporize the inhaled material inside the cigarette part, the user can inhale the vaporized inhaled material through the filter part.
  • it has the advantage of not burning, and vaporized inhalation substances can be inhaled through the filter unit with the same mechanism as when smoking a conventional cigarette, so the user can feel the same feeling as smoking a regular cigarette.
  • the processor preferably controls the power supply so that no aerosol is generated from the object or aerosol-forming article in the preheating operation.
  • FIG. 1 is a control configuration diagram of an aerosol generating device according to a first embodiment.
  • 3a to 3d are temperature graphs depending on whether an external magnetic body and an aerosol-forming article are inserted.
  • the case has an air flow path that communicates the bottom or side surfaces of the insertion space and the heating space with the external space.
  • the aerosol-forming article is inserted into or separated from the heating space and the insertion space.
  • the aerosol generating device includes a control element as shown in FIG. 1 or 2 below in addition to the above mechanical elements.
  • the aerosol-forming article for the second embodiment described below is configured to include a magnetic body or magnetic material (eg, magnet, etc.) inside or on its surface.
  • a magnetic body or magnetic material eg, magnet, etc.
  • the magnetic force detection unit 248, which is an embodiment of the object detection unit 13 of FIG. 1, is implemented, for example, as a hall ic, etc., and is mounted in a case adjacent to the heating space to detect the magnetic force of the magnetic body of the aerosol-forming article Thus, a magnetic force detection signal corresponding to the sensed magnetic force is applied to the processor 290 .
  • the magnetic force detection unit 248 may apply a magnetic force detection signal corresponding to the magnetic force to the processor 290 .
  • 3A is a temperature graph during a heating operation of the susceptor 244 for a number of times, in a case where no aerosol-forming article is inserted into the heating space of the susceptor 244 and no magnetic force generating unit is located outside. .
  • the magnetic force sensor 248 does not apply a magnetic force detection signal to the processor 290, so the heating operation is not performed.
  • the processor 290 controls the power supply 240 so that the heating operation It should be recognized that it is intended to be done.
  • FIG. 3A since the aerosol-forming substrate is not inserted into the heating space of the susceptor 244, almost similar temperature graphs are confirmed even at a plurality of times.
  • FIG. 3B is a case in which an aerosol-forming article is misrecognized as being inserted into the heating space by external magnet bodies.
  • the slope from the application time of the temperature detection value (or the start time of the heating operation) to the time point t1 and the slope from the application time of the temperature detection value (or the start time of the heating operation) to the time point t2 and the slopes from the point of application of the temperature sensing value (or the point of time when the heating operation starts) to the time point t3 are the same or have almost no difference.
  • the processor 290 applies the temperature sensing value to the reference slope range when the aerosol-forming article is inserted.
  • the time point t3 including the slope from the start point (or the start point of the heating operation) to the time point t3 is selected and stored.
  • the reference slope range is smaller than the temperature slope in FIG. 3A when no aerosol-forming article is inserted.
  • Computer-readable recording media include hard disks, floppy disks, magnetic media (eg magnetic tape), optical media (eg CD-ROM, DVD (Digital Versatile Disc), magnetic- It may include optical media (e.g., a floptical disk), hardware devices (e.g., ROM, RAM, or flash memory, etc.), etc.
  • the program instructions may include the same as generated by a compiler. It may include not only machine code but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc.
  • the above-described hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform operations of various embodiments, The reverse is the same.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

실시예인 에어로졸 발생 장치는 상측이 개방되며 삽입 공간이 형성된 케이스와, 케이스의 삽입 공간 내에 장착되며 에어로졸 형성 물품이 삽입되는 중공으로 이루어진 가열 공간이 형성되며, 프로세서의 제어에 의해 가열 공간에 대한 가열 동작을 수행하는 히팅 디바이스와, 전원을 공급하는 전원부와, 프로세서의 제어 신호에 따라서 전원부로부터 공급된 전원을 히팅 디바이스에 공급하거나 공급 차단하는 전원 공급부와, 히팅 디바이스의 온도에 대응하는 온도 감지값을 프로세서에 인가하는 온도 감지부와, 히팅 디바이스의 가열 공간으로의 물체의 삽입 여부를 판단하기 위한 물체 감지값을 생성하여 프로세서에 인가하는 물체 감지부와, 히팅 디바이스의 가열 동작에 의한 에어로졸 발생 기능을 수행하되, 물체 감지부로부터의 물체 감지값과 온도 감지부로부터의 온도 감지값 중의 적어도 하나 이상을 이용하여, 가열 공간으로의 물체의 삽입 여부를 판단하고, 물체가 가열 공간에 삽입된 상태인 경우, 가열 공간으로의 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품이 삽입된 상태(존재하는 상태)인지를 판단하여 자동적으로 또는 연속적으로 가열 동작 또는 본 가열 동작을 수행하는 프로세서를 포함하여 구성된다.

Description

에어로졸 발생 장치
실시예는 에어로졸 발생 장치에 관한 것으로서, 특히 에어로졸 형성 물품이 가열 공간으로 삽입 및 미삽입을 판단하여 삽입 시에만 또는 기설된 온도 변화 특성에 대응할 시에만 본가열 동작을 자동적으로 또는 연속적으로 수행하도록 하는 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다.
공기 중의 미세 입자, 즉 에어로졸을 흡입하는 것으로 흔히 말하는 흡연과 같은 기호 물질 흡입이 달성될 수 있다. 종래에는 궐련 형태의 담배가 이러한 기호 물질 흡입의 거의 유일한 수단이었으나 최근에는 전자 담배라는 것도 또 하나의 수단으로 자리 잡고 있다. 전자 담배는 흡입 물질이 액체 형태로 담긴 카트리지에 열이나 초음파를 가하여 흡입 물질을 증기로 기화시켜 미세 입자를 발생시키므로 연소를 시켜 연기를 발생시키는 종래의 궐련 형태의 담배와는 방식 면에서 완전히 차별되며, 그로 인한 장점, 특히 연소로 발생할 수 있는 다양한 유해 물질의 발생을 저지할 수 있다는 장점을 보유한다.
또한, 궐련 형태의 통상의 담배를 선호하는 수요자들의 요구에 따라, 통상의 담배의 필터부와, 궐련부의 모양을 갖는 전자 담배도 제안되고 있는데, 이 전자담배는 궐련부에 포함된 흡입물질을 전자히터로 기화시키면서 통상의 담배와 동등한 구성을 갖는 필터부를 통해 사용자가 흡입하는 구성을 갖는다. 이러한 전자 담배에서는, 건조 담배잎이 채워지는 궐련부의 구성을 갖는 통상의 담배와는 다르게, 흡입 물질이 함침되거나 표면에 묻혀진 종이로 채워진다. 전자 담배를 홀더에 끼우고 홀더 내부의 히터가 가열되어 궐련부 내부의 흡입물질을 기화시키면 사용자가 필터부를 통해 기화되는 흡입 물질을 흡입할 수 있게 된다. 종전의 전자 담배와 마찬가지로 연소가 일어나지 않는다는 장점은 가지면서 통상의 담배를 피울 때와 똑같은 메커니즘으로 필터부를 통해 기화된 흡입 물질을 흡입할 수 있으므로 사용자 입장에서는 통상의 담배를 피우는 것과 같은 기분을 느낄 수 있게 된다.
이러한 종래의 전자 담배 장치에서, 궐련부를 홀더에 삽입하지 않은 상태에서 히터에 의해 가열되거나 입력 버튼의 잘못된 조작이나 물리적 영향이나 충격에 의해 히터가 동작될 경우(비정상적인 가열 동작 상태)에 불필요한 전력 소모나 장치의 과열 등의 문제가 발생될 수 있다. 다만, 종래의 전자 담배 장치는 이러한 비정상적인 가열 동작 상태를 사용자가 중단시키기 전까지는 가열 동작을 중단시키는 방법을 제공하지 않고 있다.
실시예는 에어로졸 형성 물품이 가열 공간으로 삽입 및 미삽입을 판단하여 삽입 시에만 가열 동작을 계속 수행하도록 하는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 실시예는 에어로졸 형성 물품의 온도 변화 특성을 확인하여, 기설정된 기준 온도 변화 특성에 대응할 경우에 에어로졸 발생 기능을 위한 본 가열 동작을 사용자의 다른 입력(예를 들면, 본 가열 동작의 시작 입력 등) 없이 자동적으로 또는 연속적으로 수행하는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예는 가열 공간으로의 에어로졸 형성 물품의 삽입 및 미삽입을 자력 변화 감지와 온도 변화 감지를 이용하여 정확하게 판단할 수 있는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예인 에어로졸 발생 장치는 상측이 개방되며 삽입 공간이 형성된 케이스와, 케이스의 삽입 공간 내에 장착되며 에어로졸 형성 물품이 삽입되는 중공으로 이루어진 가열 공간이 형성되며, 프로세서의 제어에 의해 가열 공간에 대한 가열 동작을 수행하는 히팅 디바이스와, 전원을 공급하는 전원부와, 프로세서의 제어 신호에 따라서 전원부로부터 공급된 전원을 히팅 디바이스에 공급하거나 공급 차단하는 전원 공급부와, 히팅 디바이스의 온도에 대응하는 온도 감지값을 프로세서에 인가하는 온도 감지부와, 히팅 디바이스의 가열 공간으로의 물체의 삽입 여부를 판단하기 위한 물체 감지값을 생성하여 프로세서에 인가하는 물체 감지부와, 히팅 디바이스의 가열 동작에 의한 에어로졸 발생 기능을 수행하되, 물체 감지부로부터의 물체 감지값과 온도 감지부로부터의 온도 감지값 중의 적어도 하나 이상을 이용하여, 가열 공간으로의 물체의 삽입 여부를 판단하고, 물체가 가열 공간에 삽입된 상태인 경우, 가열 공간으로의 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품이 삽입된 상태(존재하는 상태)인지를 판단하여 자동적으로 또는 연속적으로 가열 동작 또는 본 가열 동작을 수행하는 프로세서를 포함하여 구성된다.
또한, 프로세서는 물체 감지부로부터의 물체 감지값과 기준 물체 감지값을 비교하여 물체가 가열 공간에 삽입된 상태인지를 판단하는 것이 바람직하다.
또한, 물체 감지값과 기준 물체 감지값 각각은 색상값이나 자기력의 세기인 것이 바람직하다.
또한, 프로세서는 전원 공급부를 제어하여 히팅 디바이스가 준비 가열 동작을 수행하도록 하고, 준비 가열 동작에서의 온도 감지부로부터의 온도 감지값의 온도 변화값을 산정하고, 산정된 온도 변화값과 제 1 기준 온도 변화값을 비교하여 물체가 가열 공간에 삽입된 상태인지를 판단하는 것이 바람직하다.
또한, 프로세서는 준비 가열 동작에서 물체 또는 에어로졸 형성 물품으로부터 에어로졸이 발생되지 않도록 전원 공급부를 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 프로세서는 전원 공급부를 제어하여 히팅 디바이스가 준비 가열 동작을 수행하도록 하고, 준비 가열 동작에서의 온도 감지부로부터의 온도 감지값의 온도 변화값을 산정하고, 산정된 온도 변화값과 제 2 기준 온도 변화값을 비교하여 가열 공간으로의 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품이 삽입된 상태(존재하는 상태)인지를 판단하는 것이 바람직하다.
또한, 프로세서는 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품이 삽입된 상태인 경우, 준비 가열 동작에 이어서 본 가열 동작을 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 프로세서는 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품이 삽입되지 않은 상태인 경우, 본 가열 동작을 수행하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 에어로졸 발생 장치는 표시부를 구비하고, 프로세서는 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품이 삽입되지 않은 상태인 경우, 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품을 삽입할 것을 표시부를 통하여 안내하는 것이 바람직하다.
또한, 프로세서는 물체 감지부로부터의 물체 감지값에 따라 전원 공급부를 제어하여 가열 동작을 시작하여 수행하되, 복수의 시간 지점들 사이의 제 1 및 제 2 시간 구간들에서의 제 1 및 제 2 온도 변화율들을 기준으로 하여 가열 공간에 에어로졸 형성 물품이 삽입되었는지를 판단하는 것이 바람직하다.
또한, 프로세서는 제 1 온도 변화율과 제 2 온도 변화율의 차이값을 산정하고, 산정된 차이값과 기준 차이값을 비교하여 가열 공간에 에어로졸 형성 물품이 삽입되었는지를 판단하는 것이 바람직하다.
또한, 산정된 차이값이 기준 차이값 이상인 경우, 프로세서는 에어로졸 형성 물품이 가열 공간에 삽입된 것으로 판단하여 가열 동작을 계속 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 산정된 차이값이 기준 차이값 미만인 경우, 프로세서는 에어로졸 형성 물품이 가열 공간에 삽입되지 않은 것으로 판단하여 전원 공급부를 제어하여 가열 동작을 중지시키는 것이 바람직하다.
또한, 에어로졸 발생 장치는 표시부를 구비하고, 프로세서는 표시부를 통하여 에어로졸 형성 물품이 삽입되지 않음을 표시하는 것이 바람직하다.
또한, 제 1 시간 구간과 제 2 시간 구간은 중첩되지 않는 것이 바람직하다.
또한, 가열 공간에 에어로졸 형성 물품이 삽입된 경우에, 가열 동작의 시작 시점부터 복수의 시간 지점들 각각까지의 기울기는 기준 기울기 범위에 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 에어로졸 형성 물품은 그 내부나 표면에 자력체나 자력 물질을 포함하는 것이 바람직하다.
실시예는 에어로졸 형성 물품이 가열 공간에 삽입되지 않은 상태에서, 히터에 의해 가열되거나 입력 버튼의 잘못된 조작이나 물리적 영향이나 충격에 의해 히터가 동작될 경우 등과 같은 비정상적인 가열 동작 상태를 신속하게 확인하여 가열 동작을 중단시킴으로써, 불필요한 전력 소모나 장치의 과열 등의 발생을 방지하여, 안전한 가열 기능을 제공하는 효과가 있다.
실시예는 에어로졸 형성 물품의 온도 변화 특성을 확인하여, 기설정된 기준 온도 변화 특성에 대응할 경우에 에어로졸 발생 기능을 위한 본 가열 동작을 사용자의 다른 입력(예를 들면, 본 가열 동작의 시작 입력 등) 없이 자동적으로 또는 연속적으로 수행하여, 사용 상의 사용자 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
실시예는 가열 공간으로의 에어로졸 형성 물품의 삽입 및 미삽입을 자력 변화 감지와 온도 변화 감지를 이용하여 정확하게 판단하여, 가열 동작을 제어하여 불필요한 전원 소비를 방지시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치의 제어 구성도이다.
도 2는 제 2 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치의 제어 구성도이다.
도 3a 내지 3d는 외부의 자력체와 에어로졸 형성 물품의 삽입 여부에 따른 온도 그래프들이다.
이하에서, 실시예는 실시예와 도면을 통하여 상세하게 설명된다. 그러나, 이는 실시예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시예의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
실시예에서, 에어로졸 형성 물품은 일련의 적층 구조인 필터부와, 냉각부 및 에어로졸 형성 기재층(예를 들면, 각초, 향료, 니코틴, VG(식물성 글리세린), PG(프로필렌 글리콜) 등 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 혼합 물질임)을 포함하여 구성된다. 에어로졸 형성 물품은 종래의 전자담배용 궐련, 필터 등을 포함한다.
실시예에 따른 에어로졸 발생 장치는 상측이 개방되며 원통형의 삽입 공간이 형성된 케이스와, 케이스의 삽입 공간 내에 장착되며 중공으로 이루어진 가열 공간이 형성된 히터 파이프와, 케이스에 장착되며 히터 파이프의 내측면 또는 외측면에 장착되는 발열부를 포함하여 구성된다. 본 실시예에서, 히터 파이프와 발열부는 히팅 디바이스로 통칭되며, 히팅 디바이스는 저항 발열 또는 유도 발열 중의 어느 하나의 발열 동작을 수행한다.
케이스는 삽입 공간 및 가열 공간의 저면 또는 측면과 외부 공간을 연통하도록 하는 기류 패스를 구비한다. 가열 공간 및 삽입 공간으로 에어로졸 형성 물품이 삽입되거나 분리 이탈된다. 또한, 에어로졸 발생 장치는 위와 같은 기구적 구성 이외에, 하기의 도 1 또는 도 2와 같은 제어적 구성을 포함한다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치의 제어 구성도이다. 에어로졸 발생 장치는 사용자로부터의 입력(예를 들면, 전원 온/오프 등)을 획득하여 프로세서(20)에 인가하는 입력부(1)와, 프로세서(20)로부터의 정보(예를 들면, 에어로졸 형성 물품의 삽입/분리, 본 가열 동작의 수행 여부, 감지 동작 수행 여부 등)을 인가 받아 시각적으로 또는 청각적으로 또는 촉각적으로 표출하는 표시부(3)와, 전원을 공급하는 전원부(5)와, 프로세서(20)의 제어 신호(예를 들면, 온 동작, 오프 동작)에 따라서 전원부(5)로부터 공급된 전원을 발열부(9)에 공급하거나 공급 차단하는 구동부(7)(예를 들면, FET 스위치 등)와, 구동부(7)로부터 인가되는 전원에 의해 열 에너지를 생성하여 가열 공간을 가열시키는 발열부(9)와, 발열부(9) 또는 히터 파이프에 직접적으로 접촉되거나 일정 간격 이격되어 발열부(9) 또는 히터 파이프의 온도에 대응하는 온도 감지값을 프로세서(20)에 인가하는 온도 센서(11)와, 히터 파이프의 가열 공간으로의 물체의 삽입 여부(삽입 상태 및 미삽입 상태)를 판단하기 위한 물체 감지값을 생성하여 프로세서(20)에 인가하는 물체 감지부(13)와, 상술된 구성요소들을 제어하여 발열부(9)의 가열 동작에 의한 에어로졸 발생 기능을 수행하되, 물체 감지부(13)로부터의 물체 감지값과 온도 센서(11)로부터의 온도 감지값 중의 적어도 하나 이상을 이용하여, 가열 공간으로의 물체의 삽입 여부를 판단하고, 가열 공간으로의 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품이 삽입된 상태(존재하는 상태)인지를 판단하여 자동적으로 또는 연속적으로 본가열을 수행하는 프로세서(20) 등을 포함하여 구성된다. 다만, 입력부(1), 표시부(3), 전원부(5), 구동부(7) 등은 실시예가 속하는 기술 분야에 익숙한 통상의 기술자에게 당연히 인식되는 기술에 해당하여, 그 상세한 설명이 생략된다.
발열부(9)는 전원이 인가될 때 저항 발열을 수행하는 저항체 소자 등을 포함하며, 필름 형태나 코일 형태나 평판이나 곡면 또는 관 모양의 면상 형태 등 다양한 형태일 수 있다. 발열부(9)는 히터 파이프에 직접적으로 접촉되는 것이 바람직하다. 저항 가열을 위해, 구동부(7)는 프로세서(20)의 제어에 의해 직류 전원을 발열부(9)에 인가한다.
발열부(9)는 히터 파이프와 전기적으로 절연되며 나선형을 둘러 감싸는 유도 가열을 위한 유도 가열 코일로 이루어지며, 히터 파이프는 서셉터로 구현될 수 있다. 유도 가열을 위해, 구동부(7)는 프로세서(20)의 제어에 의해 교류 전원을 생성하여 발열부(9)에 인가한다.
본 실시예에서, 발열부(9)와 히터 파이프는 히팅 디바이스로 통칭될 수 있으며, 히팅 디바이스는 프로세서(20)의 제어에 의해 가열 공간 및 에어로졸 형성 물품에 대한 가열(저항 가열 또는 유도 가열) 동작을 수행한다.
온도 센서(11)는 이미 널리 알려진 온도 센서나, 써머 와이어 등과 같이 히팅 디바이스(발열부(9)나 히터 파이프)에 직접적으로 접촉되거나, 적외선이나 자외선 등과 같은 비접촉식 감지 센서 등으로 구현될 수도 있다. 온도 센서(11)는 히팅 디바이스의 온도를 감지하여 온도 감지값을 프로세서(20)에 반복적으로 또는 주기적으로 인가한다.
물체 감지부(13)는 가열 공간으로의 물체의 삽입 및 분리 이탈을 감지할 수 있는 컬러 센서, 홀센서, 근접센서, 압력 센서 등으로 구현될 수 있다.
프로세서(20)는 에어로졸 발생 기능을 수행하는 프로세서(예를 들면, CPU, MCU 등)와, 에어로졸 발생 기능을 위한 가열 동작을 수행하는 제어 알고리즘과, 가열 공간으로의 물체의 삽입 여부를 판단하기 위한 제 1 판단 정보와, 가열 공간으로의 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품이 삽입된 상태(존재하는 상태)인지를 판단하기 위한 제 2 판단 정보 등을 저장하는 저장 공간(예를 들면, 메모리 등) 등을 포함하는 전기적 및 전자적 회로로 구성될 수 있다.
실시예에서의 가열 동작은 물체의 삽입 여부 및/또는 가열 공간으로의 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품이 삽입된 상태인지를 판단하기 위한 준비 가열 동작과, 준비 가열 동작 중에 또는 준비 가열 동작 이후에 가열 공간 내의 에어로졸 형성 물품을 가열하여 에어로졸이 발생되도록 하는 본가열 동작 등을 포함하여 구성된다. 본 가열 동작에서의 히팅 디바이스(또는 발열부(9))에 인가되는 전원의 크기 및/또는 발열부(9)의 목표 온도는 준비 가열 동작에서의 히팅 디바이스(또는 발열부(9))에 인가되는 전원의 크기 및/또는 발열부(9)의 목표 온도보다 크거나 같다. 다만, 준비 가열 동작 중에 물체 또는 에어로졸 형성 물품으로부터 에어로졸이 발생될 수 있을 정도의 전원이 히팅 디바이스(또는 발열부(9))에 인가되지 않도록 프로세서(20)는 구동부(7)를 제어한다.
제어 알고리즘은 준비 가열 동작의 수행 시간 및/또는 히팅 디바이스(또는 발열부(9))에 인가되는 전원의 크기와, 본가열 동작의 시간 및/또는 히팅 디바이스(또는 발열부(9))에 인가되는 전원의 크기 등을 포함한다.
다음으로, 제 1 판단 정보는 가열 공간으로의 물체의 삽입 여부를 판단하기 위한 기준 물체 감지값 및/또는 제 1 온도 변화값을 포함한다. 기준 물체 감지값은 물체 감지부(13)로부터의 물체 감지값에 따라서 물체의 삽입 및 분리 이탈을 판단하기 위한 값들이 되며, 색상값이나 자기력의 세기 등을 포함한다. 또한, 제 1 기준 온도 변화값은 에어로졸 발생 물품을 포함하는 물체가 가열 공간에 삽입된 경우와, 에어로졸 발생 물품을 포함하는 물체가 가열 공간에 미삽입된 경우 각각을 구별하기 위한 값들에 해당된다. 준비 가열 동작 중에, 발열부(9)가 동일한 기준 시간(예를 들면, 1초, 10초 등) 동안 동일한 전원 크기에 따른 가열 동작을 수행할 경우, 에어로졸 발생 물품을 포함하는 물체가 가열 공간에 삽입된 경우의 온도 변화값(온도 상승값)이 에어로졸 발생 물품을 포함하는 물체가 가열 공간에 미삽입된 경우의 온도 변화값보다 작거나 상이한 점을 이용하기 위한 것이다. 이러한 온도 변화값의 차이는 가열 공간에 물체가 삽입되지 않은 경우보다 가열 공간에 물체가 삽입된 경우에 히팅 디바이스 또는 발열부(7)의 열 에너지가 에어로졸 형성 물품으로 열전도에 의해 보다 많이 공급되기 때문에, 히팅 디바이스 또는 발열부(7)의 온도 변화가 작게 일어나기 때문일 수 있다. 즉, 이러한 온도 변화값들 간의 차이를 이용하여, 제 1 기준 온도 변화값이 설정되면 물체가 가열 공간에 삽입되었는지와 분리 이탈되었는지가 판단될 수 있다. 제 1 기준 온도 변화값은 특정 수치일 수도 있고, 2개 수치들 사이의 범위일 수도 있다.
다음으로, 제 2 판단 정보는 가열 공간으로의 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품이 삽입된 상태(존재하는 상태)인지를 판단하기 위한 것으로, 제 2 기준 온도 변화값을 포함한다. 물체가 가열 공간에 삽입된 상태에서, 준비 가열 동작 중에 물체 중에서 기설정된 특성(예를 들면, 온도 변화 특성)을 지닌 에어로졸 물품이 삽입된 상태인 경우, 프로세서(20)가 사용자로부터의 다른 입력 없이 본가열 동작을 수행하는 것이 사용 상 편의성을 향상시킨다. 제 2 기준 온도 변화값은 복수의 에어로졸 형성 물품들의 특성들을 식별하기 위한 수치나 수치 범위이거나, 특정의 에어로졸 형성 물품의 특성을 식별하기 위한 수치나 수치 범위일 수 있다. 제 2 기준 온도 변화값은 제 1 기준 온도 변화값과 동일하거나, 제 1 기준 온도 변화값에 포함되는 수치나 수치 범위이다.
다음으로, 프로세서(20)가 수행하는 에어로졸 발생 기능을 수행하는 과정이 설명된다.
먼저, 입력부(1)로부터의 전원 온 입력에 따라서, 전원부(5)의 전원이 프로세서(20) 등에 공급되어 에어로졸 발생 장치가 활성화된다. 온도 센서(11)는 기설정 시간 간격으로 온도 감지값을 프로세서(20)에 인가하고, 물체 감지부(13)는 기설정 시간 간격으로 또는 물체 삽입에 대응하는 이벤트가 발생된 경우에 물체 감지값을 프로세서(20)에 인가한다.
프로세서(20)는 가열 공간으로 물체가 삽입되었는지를 물체 감지값 및/또는 온도 감지값을 이용하여 제 1 판단 과정을 수행한다. 제 1 판단 과정에서 물체 감지값을 이용할 경우, 프로세서(20)는 제 1 판단 정보의 기준 물체 감지값과 인가된 물체 감지값을 비교하여 물체의 삽입 여부를 판단한다. 예를 들면, 인가된 물체 감지값이 기준 물체 감지값과 같거나 기설정된 범위 내에서 근접하면, 프로세서(20)는 가열 공간에 물체가 삽입된 것으로 판단할 수 있고, 그렇지 않으면 프로세서(20)는 가열 공간에 물체가 삽입되지 않은 것으로 판단한다. 프로세서(20)는 가열 공간으로의 물체의 삽입 여부에 대한 정보를 표시부(3)를 통하여 알린다.
제 1 판단 과정에서 온도 감지값을 이용할 경우, 프로세서(20)는 구동부(7)를 제어하여 준비 가열 동작을 수행하고, 기준 시간 동안 인가되는 온도 감지값으로부터 온도 변화값을 산정하고, 산정된 온도 변화값과 제 1 판단 정보의 제 1 기준 온도 변화값을 비교한다. 예를 들면, 산정된 온도 변화값이 제 1 기준 온도 변화값보다 작거나 제 1 기준 온도 변화값에 포함되면, 프로세서(20)는 가열 공간에 물체가 삽입된 것으로 판단할 수 있고, 그렇지 않으면 프로세서(20)는 가열 공간에 물체가 삽입되지 않은 것으로 판단한다.
프로세서(20)는 가열 공간에 물체가 삽입된 것으로 판단된 경우에만, 본가열 동작을 자동적으로 또는 연속적으로 수행하기 위해 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품이 삽입된 상태인지를 판단한다. 프로세서(20)는 상술된 제 1 판단 과정과 같이, 온도 감지값을 이용한다. 프로세서(20)는 제 1 판단 과정에서 산정된 온도 변화값과 제 2 기준 온도 변화값을 비교한다. 예를 들면, 산정된 온도 변화값이 제 2 기준 온도 변화값보다 작거나 제 2 기준 온도 변화값에 포함되면, 프로세서(20)는 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품이 삽입된 것으로 판단하여 구동부(7)를 제어하여 준비 가열 동작에 이어서 본가열 동작을 자동적으로 또는 연속적으로 수행한다. 그렇지 않으면 프로세서(20)는 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품이 삽입되지 않은 것으로 판단하여, 본가열 동작을 수행하지 않고, 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품을 삽입할 것을 표시부(3)를 통하여 안내할 수 있다.
상술된 프로세서(20)가 수행하는 에어로졸 발생 기능은 방법이나 알고리즘 형태로 구현될 수 있다.
하기의 제 2 실시예를 위한 에어로졸 형성 물품은 그 내부나 표면에 자력체나 자력 물질(예를 들면, 자석 등)을 포함하여 구성된다.
제 2 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치는 상측이 개방되며 원통형의 삽입 공간이 형성된 케이스와, 케이스의 삽입 공간 내에 장착되며 중공으로 이루어진 가열 공간이 형성된 서셉터와, 케이스에 장착되며 서셉터와 전기적으로 절연되며 교류 장기장을 생성하여 서셉터에서 와전류가 발생되도록 하여 유도 가열 동작이 이루어지도록 하는 유도 가열 코일을 포함하여 구성된다. 케이스는 삽입 공간 및 가열 공간의 저면 또는 측면과 외부 공간을 연통하도록 하는 기류 패스를 구비한다. 가열 공간 및 삽입 공간으로 에어로졸 형성 물품이 삽입되거나 분리 이탈된다. 또한, 에어로졸 발생 장치는 위와 같은 기구적 구성 이외에, 하기의 도 2와 같은 제어적 구성을 포함한다.
도 2는 제 2 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치의 제어 구성도이다.
에어로졸 발생 장치(200)는 사용자로부터의 입력(예를 들면, 전원 온/오프 등)을 획득하여 프로세서(290)에 인가하는 입력부(210)와, 프로세서(290)로부터의 정보(예를 들면, 에어로졸 형성 물품의 미삽입 등)를 인가 받아 시각적으로 또는 청각적으로 표시하는 표시부(220)와, 전원을 프로세서(290)와 전원 공급부(240) 등에 인가하는 전원부(230)와, 전원부(230)로부터 전원을 인가 받아 프로세서(290)로부터의 제어 또는 제어 신호에 따라 유도 가열 코일(242)에 교류 전원을 공급하거나 공급 차단하는 전원 공급부(240)(예를 들면, FET 소자, 스위치 등)와, 전원 공급부(240)로부터 교류 전원을 인가 받아 교류 자기장을 발생시켜 서셉터(244)에 와전류가 발생되도록 하여 유도 가열 동작을 수행하는 유도 가열 코일(242)과, 에어로졸 형성 물품에 장착된 자력체나 외부 자력체로부터의 자력에 대응하여 자력 감지 신호를 생성하여 프로세서(290)에 인가하는 자력 감지부(248)와, 히팅 디바이스(서셉터(244)나 가열 공간)의 온도를 감지하고 온도 감지값을 프로세서(290)에 인가하는 온도 센서(250)와, 상술된 구성요소들을 제어하여 자력 감지부(248)로부터의 자력 감지 신호에 따라 전원 공급부(240)를 제어하여 서셉터(244)에서의 가열 동작에 의해 에어로졸 발생 기능을 수행하되, 온도 센서(250)로부터의 온도 감지값을 이용하여 에어로졸 형성 물품의 삽입 여부를 판단하고, 판단된 결과에 따라서 전원 공급부(240)를 제어하여 에어로졸 발생 기능을 계속 수행하거나 중지하는 프로세서(290) 등을 포함하여 구성된다. 다만, 입력부(210)와, 표시부(220)와, 전원부(230)와, 전원 공급부(240)와, 유도 가열 코일(242), 서셉터(244) 등은 본 실시예가 속하는 기술 분야에 익숙한 통상의 기술자에게 당연히 인식되는 기술에 해당하여, 그 상세한 설명이 생략된다.
제 2 실시예에서의 유도 가열 코일(242)와 서셉터(244)는 히팅 디바이스로 통칭된다. 제 2 실시예는 히팅 디바이스가 유도 가열을 수행하는 것으로 기재되고 있으나, 제 1 실시예에서의 히팅 디바이스와 동일하게 저항 가열을 수행하는 구성으로 구성될 수 있다. 즉, 도 2의 서셉터(244)는 도 1의 히터 파이프로 대체될 수 있으며, 전원 공급부(240)는 도 1의 구동부(7)로 대체될 수도 있다. 본 명세서에서, 구동부(7)와 전원 공급부(240)는 전원 공급부로 통칭될 수 있다.
도 1의 물체 감지부(13)의 일실시예인 자력 감지부(248)는 예를 들면, hall ic 등으로 구현되며, 가열 공간의 인접하여 케이스에 장착되어 에어로졸 형성 물품의 자력체의 자력을 감지하여, 감지된 자력에 대응하는 자력 감지 신호를 프로세서(290)에 인가한다. 다만, 케이스 외부에 외부 자력체가 인접하고, 그 자력의 세기가 강할 경우에, 자력 감지부(248)는 그 자력에 대응하는 자력 감지 신호를 프로세서(290)에 인가할 수도 있다.
온도 센서(250)는 아날로그 신호인 온도 감지값을 프로세서(290)에 인가하고, 프로세서(290)는 아날로그-디지털 변환부를 구비하여, 온도 감지값을 인가 받아 디지털 신호로 변환하여 하기에서의 가열 동작의 제어 과정에서 이용할 수 있다.
프로세서(290)는 도 1의 프로세서(20)가 수행하는 기능도 함께 또는 독립적으로 수행할 수 있는 것으로 인식되어야 한다.
프로세서(290)는 에어로졸 형성 물품에 대한 에어로졸 발생 기능을 위한 온도 프로파일에 따라서, 전원 공급부(240)로 가열 동작을 위한 제어 신호를 인가하여 서셉터(244)의 가열 동작을 제어하여 에어로졸 발생 기능을 수행하고, 전원 공급부(240)로 가열 중지 동작을 위한 제어 신호를 인가하여 서셉터(244)의 가열 동작을 중지시킬 수 있다.
프로세서(290)는 에어로졸 발생 기능을 수행하기 이전에 자력 감지부(248)로부터의 자력 감지 신호에 따라서 에어로졸 발생 기능이 시작하되, 전원 공급부(240)로 가열 동작을 위한 제어 신호를 인가하기 시작한다. 이러한 자력 감지 신호는 외부 자력체로부터의 자력에 의해서도 발생되므로, 온도 감지값을 이용하여 에어로졸 형성 물품이 가열 공간에 삽입된 경우인지를 판단하여, 가열 동작의 지속 여부를 결정한다. 제 2 실시예는 상술된 제 1 실시예에서의 제 1 판단 과정에서 자물체 감지값과 온도 감지값을 모두 이용하여, 보다 정확하게 물체나 에어로졸 형성 물품의 삽입 여부를 판단하는 것이다.
먼저, 하기에서, 프로세서(290)가 온도 센서(250)로부터의 온도 감지값을 이용하기 위한 과정이 설명된다.
도 3a 내지 3d는 외부의 자력체와 에어로졸 형성 물품의 삽입 여부에 따른 온도 그래프들이다.
도 3a는 서셉터(244)의 가열 공간 내에 에어로졸 형성 물품이 삽입되지 않고, 외부에 자력 발생부가 위치되지 않은 경우로, 다수의 횟수들에서의 서셉터(244)의 가열 동작 중에서의 온도 그래프들이다. 도 3a에서는, 자력 감지부(248)가 자력 감지 신호를 프로세서(290)에 인가하지 않아서, 가열 동작이 수행되지 않으나, 이해를 위해 프로세서(290)가 전원 공급부(240)를 제어하여 가열 동작이 수행되도록 한 것임이 인식되어야 한다. 도3a의 경우는 서셉터(244)의 가열 공간 내에 에어로졸 형성 기재가 삽입되지 않은 상태이므로, 다수의 횟수들에서도 거의 유사한 온도 그래프들이 확인된다.
도 3b는 서셉터(244)의 가열 공간 내에 에어로졸 형성 물품이 삽입되지 않고, 외부에 자력 발생부가 위치된 경우로, 서로 다른 개수의 자석체들(또는 서로 다른 세기의 자력을 지님)이 자력 감지부(248) 및 서셉터(244)에 인접하여 자력 감지부(248)가 자력 감지 신호를 프로세서(290)에 인가하여 전원 공급부(240)를 제어하여 서셉터(244)에서의 가열 동작이 수행되는 경우의 온도 그래프들이다. 서셉터(244)에 인접하는 자석체들의 개수가 증가할수록, 즉 자력의 세기가 증가할 수록, 점선 화살표 방향으로, 유도 가열 코일(242)의 교번 자기장에 의해 서셉터(244)에 생기는 와전류가 더욱 약해져서 서셉터(244)의 온도가 점차 지연되어 상승됨이 확인된다. 도 3b의 경우가 외부의 자석체들에 의해 에어로졸 형성 물품이 가열 공간에 삽입된 것으로 오인식되는 경우이다.
도 3c는 서셉터(244)의 가열 공간 내에 에어로졸 형성 물품이 삽입되어 있고, 외부에 자력 발생부가 위치되지 않은 경우의 다수의 횟수들에서의 온도 감지값들의 온도 그래프이다.
도 3d는 서셉터(244)의 가열 공간 내에 에어로졸 형성 물품이 삽입되어 있고, 외부에 자력 발생부가 위치된 경우로, 서셉터(244)에 인접하는 자석체들의 개수가 증가할수록, 즉 자력의 세기가 증가할 수록, 점선 화살표 방향으로, 유도 가열 코일(242)의 교번 자기장에 의해 서셉터(244)에 생기는 와전류가 더욱 약해져서 서셉터(244)의 온도가 점차 지연되어 상승됨이 확인된다.
도 3a와 3b에서와 같이, 서셉터(244) 내의 가열 공간에 에어로졸 형성 물품이 삽입되지 않은 경우에는, 온도 센서(250)로부터 인가되는 온도 감지값들은 가열 시간에 따라서 선형적으로 증가되는 점을 지니고 있다. 즉, 서로 다른 3개의 시간 지점들(t1<t2<t3) 사이의 서로 중첩되지 않는 제 1 및 제 2 시간 구간들(t1~t2), (t2~t3)에서의 온도 변화율들(온도 그래프의 기울기)이 동일하거나 거의 차이가 없게 된다. 본 실시예에서, t1은 가열 동작 시작 후 0.2초이고, t2는 가열 동작 시작 후 0.5초이고, t3은 가열 동작 시작 후 1초이다. 또한, 온도 감지값의 인가 시점(또는 가열 동작의 시작 시점)부터 시간 지점(t1)까지의 기울기와, 온도 감지값의 인가 시점(또는 가열 동작의 시작 시점)부터 시간 지점(t2)까지의 기울기 및 온도 감지값의 인가 시점(또는 가열 동작의 시작 시점)부터 시간 지점(t3)까지의 기울기는 서로 같거나 거의 차이가 없게 된다.
도 3c와 3d에서와 같이, 서셉터(244) 내의 가열 공간에 에어로졸 형성 물품이 삽입되어 있는 경우에는, 가열 시간에 따라서, 서로 다른 3개의 시간 지점들(t1<t2<t3) 사이의 서로 중첩되지 않는 제 1 및 제 2 시간 구간들(t1~t2), (t2~t3)에서의 온도 변화율들(온도 그래프의 기울기)이 감소되는 경향을 지닌다. 도 3d와 같이, 서셉터(244)가 인접한 자석체들에 의해 영향을 받을 경우의 온도 변화율이 도 3c에서의 온도 변화율과 비교하여, 상대적으로 더 감소되는 경향을 지닌다. 또한, 온도 감지값의 인가 시점(또는 가열 동작의 시작 시점)부터 시간 지점(t1)까지의 기울기 > 온도 감지값의 인가 시점(또는 가열 동작의 시작 시점)부터 시간 지점(t2)까지의 기울기 > 온도 감지값의 인가 시점(또는 가열 동작의 시작 시점)부터 시간 지점(t3)까지의 기울기인 관계와 같이, 그 기울기들 각각이 서로 다르다.
상술된 바와 같이, 온도 변화율들을 이용하여 외부 자력체나 자력의 영향이 있을 지라도, 에어로졸 형성 물품의 삽입 여부가 확인될 수 있다. 본 실시예에서, 프로세서(290)는 제 1 시간 구간들(t1~t2)에서의 제 1-1 온도 변화율(ΔT1)과 제 2 시간 구간들(t2~t3)에서의 제 1-2 온도 변화율(ΔT2)을 각각 산정하고, 제 1-1 및 제 1-2 온도 변화율들(ΔT1), (ΔT2) 간의 차이값 (ΔT1-ΔT2)을 산정하여, 서셉터(244)의 가열 공간 내에 물체 또는 에어로졸 형성 물품의 삽입 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(290)는 서셉터(244)의 가열 공간 내에 물체나 에어로졸 형성 물품이 삽입된 경우의 최소값인 기준 차이값을 저장한다. 프로세서(290)는 산정된 차이값(ΔT1-ΔT2)이 기준 차이값 이상이면 가열 공간에 에어로졸 형성 물품이 삽입된 것으로 판단한다. 그렇지 않으면 프로세서(290)는 가열 공간에 에어로졸 형성 물품이 삽입되지 않으며, 외부 자력체가 에어로졸 발생 장치(200)에 인접하여 위치된 것으로 판단한다. 또한, 프로세서(290)는 에어로졸 형성 물품이 삽입되지 않음 및/또는 외부 자력체가 인접함을 표시부(220)를 통하여 표시할 수 있다.
또한, 프로세서(290)는 에어로졸 형성 물품의 삽입 여부에 의하여 차이값(ΔT1-ΔT2)이 더욱 크게 발생 되도록 하기 위해, 3개의 시간 지점들(t1, t2, t3)을 정하는 것이 중요하다. 도 3a에서의 온도 그래프의 기울기가 도 3c와 3d에서의 온도 그래프의 기울기보다 더 큰 점을 이용하기 위해, 프로세서(290)는 에어로졸 형성 물품이 삽입된 경우의 기준 기울기 범위에 온도 감지값의 인가 시점(또는 가열 동작의 시작 시점)부터 시간 지점(t3)까지의 기울기가 포함되는 시간 지점(t3)을 선정하여 저장한다. 기준 기울기 범위는 도 3a에서의 에어로졸 형성 물품이 삽입되지 않은 경우의 온도 기울기보다 작게 된다. 또한, 프로세서(290)는 시간 지점(t3) 이전의 시간 지점으로 t1, t2를 각각 선정하여 저장한다. 온도 감지값의 인가 시점(또는 가열 동작의 시작 시점)부터 시간 지점(t1)까지의 기울기와, 온도 감지값의 인가 시점(또는 가열 동작의 시작 시점)부터 시간 지점(t2)까지의 기울기도 기준 기울기 범위에 포함된다.
상술된 기준 차이값 및/또는 기준 기울기 범위는 에어로졸 발생 장치의 기구적 차이나 가열 동작의 차이 등이 반영되도록 설정된다. 예를 들면, 복수의 가열 동작의 수행에 의해서, 기준 차이값 및/또는 기준 기울기 범위가 보정될 수도 있다.
에어로졸 발생 장치(200)는 하기와 같이 동작된다.
먼저, 전원부(230)가 프로세서(290)와 전원 공급부(240)에 전원을 공급한 상태에서 시작된다.
자력 감지부(248)에 자력체가 인접할 경우, 자력 감지부(248)는 자력 감지 신호를 생성하여 프로세서(290)에 인가하고, 프로세서(290)는 자력 감지 신호를 기준으로 하여 에어로졸 형성 물품이 가열 공간에 삽입된 것으로 판단하여 전원 공급부(240)를 제어하여 유도 가열 코일(242)로 교류 전원을 인가하여 가열 동작을 시작한다.
가열 동작의 시작부터, 온도 센서(250)는 온도 감지값을 기준 시간(예를 들면, 10ms)마다 프로세서(290)에 인가한다. 프로세서(290)는 온도 센서(250)로부터 온도 감지값을 인가 받으며, 서로 상이한 시간 지점들(t1), (t2), (t3) 각각에서의 온도 감지값들로부터 제 1 시간 구간들(t1~t2)에서의 제 1-1 온도 변화율(ΔT1)과 제 2 시간 구간들(t2~t3)에서의 제 1-2 온도 변화율(ΔT2)을 각각 산정한다.
또한, 프로세서(290)는 제 1-1 및 제 1-2 온도 변화율들(ΔT1), (ΔT2) 간의 차이값 (ΔT1-ΔT2)을 산정하여, 기준 차이값과 비교한다. 만약 차이값 (ΔT1-ΔT2)이 기준 차이값 이상이면, 프로세서(290)는 에어로졸 형성 물품이 가열 공간에 삽입된 것으로 판단하여, 전원 공급부(240)를 지속적으로 제어하여 에어로졸 발생 기능을 계속 수행하여 완료한다. 만약 차이값 (ΔT1-ΔT2)이 기준 차이값 미만이면, 프로세서(290)는 에어로졸 형성 물품이 가열 공간에 삽입되지 않은 것으로 판단하여, 전원 공급부(240)를 제어하여 전원 공급부(240)가 유도 가열 코일로 교류 전원을 인가하지 않도록 하여 가열 동작을 중지시켜, 불필요한 전력 소비나 화재를 방지시킨다. 또한, 프로세서(290)는 에어로졸 형성 물품이 삽입되지 않음 및/또는 외부 자력체가 인접함을 표시부(220)를 통하여 표시하여 사용자에게 알린다.
다양한 실시 예에 따른 장치(예: 프로세서 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 메모리가 될 수 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM, DVD(Digital Versatile Disc), 자기-광 매체(magnetoopticalmedia)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM, RAM, 또는 플래시 메모리 등)등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
다양한 실시 예에 따른 프로세서 또는 프로세서에 의한 기능들은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 실시예는 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 실시예의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (17)

  1. 상측이 개방되며 삽입 공간이 형성된 케이스와;
    케이스의 삽입 공간 내에 장착되며 에어로졸 형성 물품이 삽입되는 중공으로 이루어진 가열 공간이 형성되며, 프로세서의 제어에 의해 가열 공간에 대한 가열 동작을 수행하는 히팅 디바이스와;
    전원을 공급하는 전원부와;
    프로세서의 제어 신호에 따라서 전원부로부터 공급된 전원을 히팅 디바이스에 공급하거나 공급 차단하는 전원 공급부와;
    히팅 디바이스의 온도에 대응하는 온도 감지값을 프로세서에 인가하는 온도 감지부와;
    히팅 디바이스의 가열 공간으로의 물체의 삽입 여부를 판단하기 위한 물체 감지값을 생성하여 프로세서에 인가하는 물체 감지부와;
    히팅 디바이스의 가열 동작에 의한 에어로졸 발생 기능을 수행하되, 물체 감지부로부터의 물체 감지값과 온도 감지부로부터의 온도 감지값 중의 적어도 하나 이상을 이용하여, 가열 공간으로의 물체의 삽입 여부를 판단하고, 물체가 가열 공간에 삽입된 상태인 경우, 가열 공간으로의 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품이 삽입된 상태(존재하는 상태)인지를 판단하여 자동적으로 또는 연속적으로 가열 동작 또는 본 가열 동작을 수행하는 프로세서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    프로세서는 물체 감지부로부터의 물체 감지값과 기준 물체 감지값을 비교하여 물체가 가열 공간에 삽입된 상태인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    물체 감지값과 기준 물체 감지값 각각은 색상값이나 자기력의 세기인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    프로세서는 전원 공급부를 제어하여 히팅 디바이스가 준비 가열 동작을 수행하도록 하고, 준비 가열 동작에서의 온도 감지부로부터의 온도 감지값의 온도 변화값을 산정하고, 산정된 온도 변화값과 제 1 기준 온도 변화값을 비교하여 물체가 가열 공간에 삽입된 상태인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    프로세서는 준비 가열 동작에서 물체 또는 에어로졸 형성 물품으로부터 에어로졸이 발생되지 않도록 전원 공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    프로세서는 전원 공급부를 제어하여 히팅 디바이스가 준비 가열 동작을 수행하도록 하고, 준비 가열 동작에서의 온도 감지부로부터의 온도 감지값의 온도 변화값을 산정하고, 산정된 온도 변화값과 제 2 기준 온도 변화값을 비교하여 가열 공간으로의 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품이 삽입된 상태(존재하는 상태)인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    프로세서는 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품이 삽입된 상태인 경우, 준비 가열 동작에 이어서 본 가열 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    프로세서는 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품이 삽입되지 않은 상태인 경우, 본 가열 동작을 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    에어로졸 발생 장치는 표시부를 구비하고,
    프로세서는 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품이 삽입되지 않은 상태인 경우, 기설정된 특성의 에어로졸 형성 물품을 삽입할 것을 표시부를 통하여 안내하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    프로세서는 물체 감지부로부터의 물체 감지값에 따라 전원 공급부를 제어하여 가열 동작을 시작하여 수행하되, 복수의 시간 지점들 사이의 제 1 및 제 2 시간 구간들에서의 제 1 및 제 2 온도 변화율들을 기준으로 하여 가열 공간에 에어로졸 형성 물품이 삽입되었는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    프로세서는 제 1 온도 변화율과 제 2 온도 변화율의 차이값을 산정하고, 산정된 차이값과 기준 차이값을 비교하여 가열 공간에 에어로졸 형성 물품이 삽입되었는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    산정된 차이값이 기준 차이값 이상인 경우, 프로세서는 에어로졸 형성 물품이 가열 공간에 삽입된 것으로 판단하여 가열 동작을 계속 수행하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    산정된 차이값이 기준 차이값 미만인 경우, 프로세서는 에어로졸 형성 물품이 가열 공간에 삽입되지 않은 것으로 판단하여 전원 공급부를 제어하여 가열 동작을 중지시키는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    에어로졸 발생 장치는 표시부를 구비하고,
    프로세서는 표시부를 통하여 에어로졸 형성 물품이 삽입되지 않음을 표시하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    제 1 시간 구간과 제 2 시간 구간은 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    가열 공간에 에어로졸 형성 물품이 삽입된 경우에, 가열 동작의 시작 시점부터 복수의 시간 지점들 각각까지의 기울기는 기준 기울기 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  17. 제 10 항에 있어서,
    에어로졸 형성 물품은 그 내부나 표면에 자력체나 자력 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
PCT/KR2022/019545 2021-12-02 2022-12-02 에어로졸 발생 장치 WO2023101527A1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20210171360 2021-12-02
KR10-2021-0171360 2021-12-02
KR10-2022-0103438 2022-08-18
KR20220103438 2022-08-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023101527A1 true WO2023101527A1 (ko) 2023-06-08

Family

ID=86612799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/019545 WO2023101527A1 (ko) 2021-12-02 2022-12-02 에어로졸 발생 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20230083256A (ko)
WO (1) WO2023101527A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019115464A1 (en) * 2017-12-13 2019-06-20 Philip Morris Products S.A. Aerosol-generating device with feedback control
KR20200006139A (ko) * 2018-06-18 2020-01-17 주식회사 이엠텍 미세 입자 발생 장치
JP2020054304A (ja) * 2018-10-03 2020-04-09 日本たばこ産業株式会社 エアロゾル生成装置、エアロゾル生成装置用の制御ユニット、方法及びプログラム
KR102231228B1 (ko) * 2017-05-26 2021-03-24 주식회사 케이티앤지 궐련 삽입 감지 기능을 갖는 에어로졸 생성 장치 및 방법
KR20210092082A (ko) * 2020-01-15 2021-07-23 주식회사 케이티앤지 자동으로 가열 동작을 수행하는 에어로졸 생성 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102231228B1 (ko) * 2017-05-26 2021-03-24 주식회사 케이티앤지 궐련 삽입 감지 기능을 갖는 에어로졸 생성 장치 및 방법
WO2019115464A1 (en) * 2017-12-13 2019-06-20 Philip Morris Products S.A. Aerosol-generating device with feedback control
KR20200006139A (ko) * 2018-06-18 2020-01-17 주식회사 이엠텍 미세 입자 발생 장치
JP2020054304A (ja) * 2018-10-03 2020-04-09 日本たばこ産業株式会社 エアロゾル生成装置、エアロゾル生成装置用の制御ユニット、方法及びプログラム
KR20210092082A (ko) * 2020-01-15 2021-07-23 주식회사 케이티앤지 자동으로 가열 동작을 수행하는 에어로졸 생성 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230083256A (ko) 2023-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11547148B2 (en) Aerosol generating device having a magnetic force generator for coupling a case with a cover
WO2019088589A2 (ko) 에어로졸 생성 장치 및 그 제어 방법
US20220183393A1 (en) Aerosol provision device
KR102178421B1 (ko) 미세 입자 발생 장치
JP7211684B2 (ja) エアロゾル供給デバイス
WO2019151690A1 (ko) 에어로졸 발생장치 및 그 에어로졸 발생장치를 제어하는 방법
JP7381172B2 (ja) エアロゾル供給デバイス
JP2022523228A6 (ja) エアロゾル供給デバイス
KR102503552B1 (ko) 휴대용 에어로졸 발생장치의 에어로졸 형성기재 감지 구조 및 방법
JP7316361B2 (ja) エアロゾル生成装置及びその動作方法
NZ764281A (en) Vapour provision systems
WO2023101527A1 (ko) 에어로졸 발생 장치
KR20240050600A (ko) 에어로졸 발생 장치
US20240260674A1 (en) Aerosol provision device
CN219182798U (zh) 气雾生成装置
KR20240047541A (ko) 오동작이 방지되는 에어로졸 발생 장치
RU2812392C1 (ru) Устройство для генерирования аэрозоля, защищенное от неисправностей
US20240284988A1 (en) Inhalation device
KR20230120298A (ko) 궐련 판별 기능을 갖는 에어로졸 발생장치
JPS5977309A (ja) 接触センサ−

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22901885

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE