KR102754455B1 - Aerosol-generating device with adjustable suction resistance - Google Patents
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Abstract
실시예들은 흡인 저항을 조절할 수 있는 에어로졸 발생 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 기류 패스 내 압력을 감지하고 그에 따라 흡입 밸브를 제어하여, 사용자가 일정한 흡인 저항을 느낄 수 있도록 하는 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다.
실시예의 에어로졸 발생 장치는 기류 패스 일측에 배치되어 기류 패스 내의 압력을 측정하는 압력 센서, 기류 패스 내의 입구에 배치되어 외부 공간으로부터 기류 패스 내로 유입되는 공기량을 조절할 수 있는 전동 밸브 및 가열부와 전동 밸브를 제어하는 제어부를 포함하고 제어부는 압력 센서의 감지 내용을 바탕으로 기류 패스 내의 압력이 소정의 적정 흡인 압력을 유지하도록 전동 밸브의 개방 정도를 실시간으로 피드백 제어하는 것을 특징으로 한다.The embodiments relate to an aerosol generating device capable of controlling suction resistance, and more particularly, to an aerosol generating device capable of sensing pressure within an airflow path and controlling an inhalation valve accordingly, so that a user can feel a constant suction resistance.
The aerosol generating device of the embodiment includes a pressure sensor arranged on one side of an airflow path to measure pressure within the airflow path, an electric valve arranged at an inlet within the airflow path to control the amount of air flowing into the airflow path from an external space, and a control unit that controls the heating unit and the electric valve. The control unit is characterized by performing feedback control in real time of the degree of opening of the electric valve so that the pressure within the airflow path is maintained at a predetermined appropriate suction pressure based on the detection contents of the pressure sensor.
Description
실시예들은 흡인 저항을 조절할 수 있는 에어로졸 발생 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 기류 패스 내 압력을 감지하고 그에 따라 흡입 밸브를 제어하여, 사용자가 일정한 흡인 저항을 느낄 수 있도록 하는 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다.The embodiments relate to an aerosol generating device capable of controlling suction resistance, and more particularly, to an aerosol generating device capable of sensing pressure within an airflow path and controlling an inhalation valve accordingly, so that a user can feel a constant suction resistance.
에어로졸은 대기 중에 부유상태로 존재하는 액체 또는 고체의 작은 입자로 보통 0.001 ~ 1.0 ㎛의 크기를 갖는데, 액상으로부터 유래하는 에어로졸을 다양한 목적으로 사람이 흡입할 수 있는 에어로졸 발생 장치가 있는데, 예를 들어 액상 전자담배, 네블라이져가 있다.Aerosols are small liquid or solid particles that exist suspended in the air, usually with a size of 0.001 to 1.0 ㎛. There are aerosol-generating devices that can inhale aerosols derived from liquids for various purposes, such as liquid electronic cigarettes and nebulizers.
일반적으로 에어로졸 발생 장치는, 배터리 및 제어 전자기기를 포함하고, 에어로졸을 형성하기 위한 액상을 저장하는 액상 카트리지를 구비한다. 또한 액상 카트리지 내의 액상을 흡수하는 심지부와 심지부를 가열하기 위한 액상 히터를 포함할 수 있다. 또는 궐련형의 에어로졸 형성 기재를 수용할 수 있는 궐련 수용부와, 궐련형의 기재를 가열하는 궐련 히터를 포함할 수 있다.Typically, the aerosol generating device comprises a battery and control electronics, and a liquid cartridge storing a liquid for forming an aerosol. It may also comprise a wick for absorbing the liquid in the liquid cartridge and a liquid heater for heating the wick. Or, it may comprise a cigarette receiving portion capable of accommodating a cigarette-shaped aerosol-forming substrate, and a cigarette heater for heating the cigarette-shaped substrate.
에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생의 정도와 사용자가 흡입 시 느끼는 맛과 향, 연무량 등의 사용자 경험이 품질을 좌우한다. 특히 사용자가 흡입 시 느끼는 흡인 저항 역시 사용자 경험의 중요한 요소이다. 흡인 저항은 개개인의 차이, 에어로졸 형성 물품 자체 특성, 에어로졸 형성 기재의 잔여량 등의 영향으로 매 흡입마다 일정하지 않을 수 있으며 그에 따라 에어로졸의 1회 흡입 시의 흡입량도 매번 일정하지 않아, 사용자 경험을 저하시킬 수 있다.The aerosol generating device's quality is determined by the degree of aerosol generation and the user experience, such as the taste, aroma, and amount of vapor felt when inhaling. In particular, the inhalation resistance felt by the user when inhaling is also an important element of the user experience. The inhalation resistance may not be constant for each inhalation due to individual differences, the characteristics of the aerosol forming product itself, and the residual amount of the aerosol forming agent. Accordingly, the inhalation amount of the aerosol per inhalation is not constant each time, which may deteriorate the user experience.
상기 종래 기술의 문제점에서 착안한 본 발명의 실시예들은, 사용자의 퍼프(puff, 흡입) 시 기류 패스 내 압력을 측정하고, 피드백 제어 및 동력으로 움직이는 밸브를 작동시켜 사용자에게 항상 동일한 흡입 저항을 제공할 수 있는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Embodiments of the present invention, which are inspired by the problems of the above-mentioned prior art, aim to provide an aerosol generating device which can always provide the same inhalation resistance to the user by measuring the pressure within the airflow path when the user puffs (inhales) and operating a valve moved by feedback control and power.
또한 본 발명의 실시예들은, 전동 밸브의 자동적인 제어를 통하여 잔류 액상 및 에어로졸이 외부로 누출되지 않도록 하는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, embodiments of the present invention aim to provide an aerosol generating device that prevents residual liquid and aerosol from leaking to the outside through automatic control of an electric valve.
본 발명의 일 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 에어로졸 형성 물품 내의 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸을 발생시키고, 사용자의 퍼프 행위로 이를 흡입할 수 있게 하는 에어로졸 발생 장치에 있어서, 가열 공간과, 가열 공간과 외부 공간을 연통시키는 기류 패스를 구비하는 케이스, 가열 공간 내에 삽입되는 에어로졸 형성 물품을 가열하는 가열부, 기류 패스 일측에 배치되어 기류 패스 내의 압력을 측정하는 압력 센서, 기류 패스 내의 입구에 배치되어 외부 공간으로부터 기류 패스 내로 유입되는 공기량을 조절할 수 있는 전동 밸브 및 가열부와 전동 밸브를 제어하는 제어부를 포함하고 제어부는 압력 센서의 감지 내용을 바탕으로 기류 패스 내의 압력이 소정의 적정 흡인 압력을 유지하도록 전동 밸브의 개방 정도를 실시간으로 피드백 제어하는 것을 특징으로 한다.An aerosol generating device according to one embodiment of the present invention is an aerosol generating device that heats an aerosol-forming substrate in an aerosol-forming article to generate an aerosol and allows the aerosol to be inhaled by a user's puffing action, the aerosol generating device comprising a case having a heating space and an airflow path connecting the heating space and an external space, a heating unit that heats an aerosol-forming article inserted into the heating space, a pressure sensor arranged at one side of the airflow path to measure pressure in the airflow path, an electric valve arranged at an inlet in the airflow path to control the amount of air flowing into the airflow path from the external space, and a control unit that controls the heating unit and the electric valve. The control unit is characterized in that it performs real-time feedback control of the degree of opening of the electric valve based on the detection contents of the pressure sensor so that the pressure in the airflow path is maintained at a predetermined appropriate suction pressure.
또한 일 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 전동 밸브는 서보 모터를 포함하고, 제어부는 서보 모터를 제어하여 전동 밸브의 개방 정도를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the aerosol generating device of one embodiment is characterized in that the electric valve includes a servo motor, and the control unit controls the servo motor to control the opening degree of the electric valve.
또한 일 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 전동 밸브는 서보 밸브, 실린더 조작 밸브, 교축 밸브, 속도 제어 밸브, 게이트 밸브, 글로브 밸브, 앵글 밸브, 볼 밸브, 버터플라이 밸브, 다이어프램 밸브, 니들 밸브, 핀치 밸브 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, the aerosol generating device of one embodiment is characterized in that the electric valve is any one of a servo valve, a cylinder operating valve, a throttle valve, a speed control valve, a gate valve, a globe valve, an angle valve, a ball valve, a butterfly valve, a diaphragm valve, a needle valve, and a pinch valve.
또한 일 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 기류 패스의 면적은 0.3 mm2 내지 50 mm2인 것을 특징으로 한다.In addition, the aerosol generating device of one embodiment is characterized in that the area of the airflow path is 0.3 mm2 to 50 mm2.
또한 일 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 적정 흡인 압력은 5 mmWG 내지 90 mmWG인 것을 특징으로 한다.In addition, the aerosol generating device of one embodiment is characterized in that the appropriate suction pressure is 5 mmWG to 90 mmWG.
또한 일 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 제어부는 전동 밸브가, 에어로졸 발생 장치의 사용 시에만 개방되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the aerosol generating device of one embodiment is characterized in that the control unit controls the electric valve to open only when the aerosol generating device is in use.
또한 일 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 적정 흡인 압력은 사용자가 직접 설정할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the aerosol generating device of one embodiment is characterized in that the appropriate suction pressure can be directly set by the user.
또한 일 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 제어부는 전동 밸브가, 에어로졸 발생 장치의 사용 종료 시에는 폐쇄되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the aerosol generating device of one embodiment is characterized in that the control unit controls the electric valve to close when the aerosol generating device is no longer in use.
또한 일 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 전동 밸브는, 사용자의 조작 또는 제어부의 제어에 따라 상시 개방 모드로 동작할 수 있으며, 상시 개방 모드는 전동 밸브가 완전히 개방되는 상태인 것을 특징으로 한다.In addition, the aerosol generating device of one embodiment is characterized in that the electric valve can operate in a normally open mode according to the operation of a user or the control of a control unit, and the normally open mode is a state in which the electric valve is fully open.
실시예들에 따르면, 압력 센서를 통하여 기류 패스 내 압력을 감지하고, 전동 밸브를 이용하여 피드백 제어를 실시하여 사용자가 느끼는 흡인 저항을 항상 동일하게 유지하고, 동시에, 에어로졸 흡입량을 매번 일정하게 유지하에 사용자 경험을 향상시킬 수 있다.According to embodiments, the pressure inside the airflow path is detected through a pressure sensor, and feedback control is performed using an electric valve to always keep the suction resistance felt by the user the same, and at the same time, the user experience can be improved by keeping the aerosol inhalation amount constant each time.
또한 실시예들에 따르면, 전동 밸브를 이용하여 에어로졸 발생 장치의 사용 이후, 기류 패스를 닫아 잔존하는 액상이 외부로 누출되어 오염시키는 문제를 방지할 수 있다.In addition, according to embodiments, after use of the aerosol generating device, the airflow path can be closed using an electric valve to prevent the problem of residual liquid leaking to the outside and causing contamination.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치(1)의 기능적 구성요소를 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치(1)의 구성을 설명하기 위하여 개념적으로 나타낸 내부 구성도,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치(1)의 구성을 설명하기 위하여 개념적으로 나타낸 내부 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(200)의 피드백 제어 방법을 도시한 순서도이다.Figure 1 is a block diagram showing the functional components of an aerosol generating device (1) according to one embodiment of the present invention.
Figure 2 is a conceptual diagram illustrating the internal configuration of an aerosol generating device (1) according to one embodiment of the present invention.
Figure 3 is a conceptual diagram illustrating the internal configuration of an aerosol generating device (1) according to another embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flowchart illustrating a feedback control method of a control unit (200) according to one embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치(1)의 기능적 구성요소를 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치(1)의 구성을 설명하기 위하여 개념적으로 나타낸 내부 구성도이다. 본 실시예에서 에어로졸 발생 장치(1)는 그 내부 소정의 가열 공간(120)으로 삽입되는 액상 카트리지 형태의 에어로졸 형성 물품(1000)의 액상을 가열하여, 그에 포함된 에어로졸 형성 기재를 에어로졸로 변환시킨다. 이 때 사용자는 마우스 피스(1100)를 이용한 퍼프(puff, 흡입) 행위를 통하여 발생한 에어로졸을 흡입할 수 있다.FIG. 1 is a block diagram showing functional components of an aerosol generating device (1) according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual internal configuration diagram for explaining the configuration of an aerosol generating device (1) according to one embodiment of the present invention. In this embodiment, the aerosol generating device (1) heats the liquid of an aerosol-forming article (1000) in the form of a liquid cartridge inserted into a predetermined heating space (120) thereof, thereby converting an aerosol-forming material contained therein into an aerosol. At this time, a user can inhale the generated aerosol through a puffing action using a mouth piece (1100).
에어로졸 발생 장치(1)는 예를 들어, 전반적인 장치 제어를 수행하는 제어부(200)와 에어로졸 형성 물품(1000)을 가열하는 가열부(300)와 사용자의 퍼프 행위로 발생하는 기류 패스(130) 내의 압력 변화를 측정하기 위한 압력 센서(400)와, 사용자의 퍼프 행위로 유입되는 공기량을 조절하기 위한 전동 밸브(500)와 사용자와 상호작용하기 위한 사용자 인터페이스(600), 그리고 구성요소에 전원을 인가하기 위한 배터리(700)를 포함할 수 있다. 또한 에어로졸 발생 장치(1)는 내부 구성요소들을 보호하기 위한 케이스(110)와, 케이스(110) 내부에 정의되는, 에어로졸 형성 물품(1000)이 삽입되며, 연무가 발생하는 공간인 가열 공간(120)과, 상기 가열 공간과 외부 공간을 연통시키는 기류 패스(130)를 포함할 수 있다. 도 2의 도시에 있어서 화살표는 외부 공기의 흐름을 나타낸다.The aerosol generating device (1) may include, for example, a control unit (200) that performs overall device control, a heating unit (300) that heats an aerosol-forming article (1000), a pressure sensor (400) for measuring a pressure change in an airflow path (130) caused by a user's puffing action, an electric valve (500) for controlling the amount of air introduced by the user's puffing action, a user interface (600) for interacting with the user, and a battery (700) for supplying power to the components. In addition, the aerosol generating device (1) may include a case (110) for protecting internal components, a heating space (120) defined inside the case (110), into which an aerosol-forming article (1000) is inserted and a space where mist is generated, and an airflow path (130) that connects the heating space and an external space. In the illustration of Fig. 2, arrows indicate the flow of external air.
케이스(110) 내부에 정의되는 기류 패스(130)는 외부 공간과, 액상이 가열되어 에어로졸이 발생하는 가열 공간(120)과, 마우스 피스(1100)를 연결하는 하나의 기류 통로이다. 따라서 기류 패스(130) 내에 전동 밸브(500)를 배치하고 그 개방 정도를 조절하는 것으로 기류 패스(130) 내부로 유입되는 공기량을 조절할 수 있고 이를 통하여 그 내부 압력 내지 흡인 저항, 에어로졸 흡입량이 조절될 수 있다. 흡인 저항이 원활히 조절되기 위하여 바람직하게 기류 패스(130)의 면적은 0.3 mm2 내지 50 mm2인 것이 바람직하다.The airflow path (130) defined inside the case (110) is a single airflow passage connecting the external space, the heating space (120) where the liquid is heated and an aerosol is generated, and the mouth piece (1100). Therefore, by arranging an electric valve (500) inside the airflow path (130) and controlling the degree of opening thereof, the amount of air flowing into the airflow path (130) can be controlled, and thereby the internal pressure, suction resistance, and aerosol suction amount can be controlled. In order for the suction resistance to be smoothly controlled, the area of the airflow path (130) is preferably 0.3 mm 2 to 50 mm 2 .
가열부(300)는 실질적으로 발열체로서 재질과 구조가 다양할 수 있으며, 가열 공간(120) 내로 삽입되는 에어로졸 형성 물품(1000)에 열을 가하여 에어로졸을 생성할 수 있다. 예를 들면, 가열부(300)는 발열 패턴이 형성된 면 발열체일 수 있다. 또는 가열부(300)는 인근의 전자기유도 코일에 의하여 유도가열되는 서셉터일 수도 있다. 가열부(300)의 발열은 제어부(200)에 의해 제어될 수 있다.The heating unit (300) is a heating element that may have various materials and structures, and may generate an aerosol by applying heat to an aerosol-forming article (1000) inserted into a heating space (120). For example, the heating unit (300) may be a surface heating element having a heating pattern formed thereon. Alternatively, the heating unit (300) may be a susceptor that is inductively heated by a nearby electromagnetic induction coil. The heating of the heating unit (300) may be controlled by the control unit (200).
압력 센서(400)는 바람직하게는 기류 패스(130) 내부 일측에 배치되어, 기류 패스(130) 내부 압력 변화를 감지할 수 있다. 에어로졸 발생 장치에 있어서 기류 패스(130) 내의 일반적인 압력 변화 양상은, 사용자의 퍼프 행위가 없을 때의 평형 압력 수치를 유지하다가, 사용자의 1회 퍼프 행위가 시작되면, 기류 패스(130) 내부 압력이 일시적으로 감소하고, 사용자의 1회 퍼프 행위가 종료되면 다시 평형 압력 수치를 유지하게 된다. 압력 센서(400)는 이러한 기류 패스(130) 내 압력 변화를 측정한다.The pressure sensor (400) is preferably arranged on one side of the inside of the airflow path (130) to detect a change in pressure inside the airflow path (130). In the aerosol generating device, the general pressure change pattern inside the airflow path (130) is that when there is no puffing action by the user, the equilibrium pressure value is maintained, and when the user starts to puff once, the pressure inside the airflow path (130) temporarily decreases, and when the user ends to puff once, the equilibrium pressure value is maintained again. The pressure sensor (400) measures this pressure change inside the airflow path (130).
전동 밸브(500)는 바람직하게는 기류 패스(130) 중에서도 그 입구에, 즉 외부 공간과 인접한 위치에 배치된다. 전동 밸브(500)는 제어부(200)의 제어에 의해 개방 정도가 조절될 수 있는 다양한 형태의 전동 밸브가 채택될 수 있다. 전동 밸브(500)는 예를 들어, 서보 밸브, 실린더 조작 밸브, 교축 밸브, 속도 제어 밸브, 게이트 밸브, 글로브 밸브, 앵글 밸브, 볼 밸브, 버터플라이 밸브, 다이어프램 밸브, 니들 밸브, 핀치 밸브 중 어느 하나일 수 있다. 전동 밸브(500)는 예를 들어 서보 모터를 포함할 수 있으며, 제어부(200)가 상기 서보 모터를 제어하는 것으로 전동 밸브(500)의 개방 정도를 제어할 수 있다. 전동 밸브(500)가 완전히 폐쇄되면, 기류 패스(130)와 외부 공간은 연통이 완전히 차단되며, 전동 밸브(500)가 제어부(200)의 제어에 의해 점차 개방되면, 외부 공간으로부터 기류 패스(130) 내로 유입되는 공기량이 증가하게 된다. 사용자가 동일한 힘으로 흡입한다고 가정할 때, 전동 밸브(500)가 완전히 폐쇄됐을 때 흡인 저항이 가장 크고, 전동 밸브(500)가 점차 개방되며, 흡인 저항은 점차 감소할 수 있다.The electric valve (500) is preferably arranged at the inlet of the airflow path (130), that is, at a position adjacent to the external space. The electric valve (500) may adopt various types of electric valves whose opening degree can be adjusted by the control of the control unit (200). The electric valve (500) may be, for example, any one of a servo valve, a cylinder operating valve, a throttle valve, a speed control valve, a gate valve, a globe valve, an angle valve, a ball valve, a butterfly valve, a diaphragm valve, a needle valve, and a pinch valve. The electric valve (500) may include, for example, a servo motor, and the control unit (200) may control the opening degree of the electric valve (500) by controlling the servo motor. When the electric valve (500) is completely closed, the airflow path (130) and the external space are completely disconnected from each other, and when the electric valve (500) is gradually opened by the control of the control unit (200), the amount of air flowing into the airflow path (130) from the external space increases. Assuming that the user inhales with the same force, the suction resistance is the greatest when the electric valve (500) is completely closed, and when the electric valve (500) is gradually opened, the suction resistance can gradually decrease.
실시예에 따라 전동 밸브(500)는, 사용자의 조작 또는 제어부(200)의 제어에 따라 상시 개방 모드로 동작할 수 있으며, 상시 개방 모드는 전동 밸브(500)가 완전히 개방되는 모드를 의미한다. 기류 패스(130) 내부 청소를 위한 목적 등으로, 사용자의 수동 조작이나 제어부(200)의 제어에 의해 전동 밸브(500)를 완전히 개방할 수 있다.According to an embodiment, the electric valve (500) may operate in a normally open mode according to the user's operation or the control of the control unit (200), and the normally open mode means a mode in which the electric valve (500) is completely open. For the purpose of cleaning the inside of the airflow path (130), the electric valve (500) may be completely opened by the user's manual operation or the control of the control unit (200).
제어부(200)는 예를 들어, 명령어 처리 및 각종 연산, 장치 제어를 수행할 수 있는 MCU(Micro-Controller Unit)를 포함할 수 있다. 제어부(200)는 가열부(300)의 작동을 제어하고, 사용자 인터페이스(600)를 통하여 사용자와 상호작용하는 등의 에어로졸 발생 장치(1)의 전반적인 제어를 수행할 수 있다. 또한 제어부(200)는 압력 센서(400)의 감지 내용을 바탕으로 기류 패스(130) 내의 압력이 소정의 적정 흡인 압력을 유지하도록 전동 밸브(500)의 개방 정도를 실시간으로 피드백 제어할 수 있다.The control unit (200) may include, for example, an MCU (Micro-Controller Unit) capable of performing command processing, various operations, and device control. The control unit (200) may control the operation of the heating unit (300) and perform overall control of the aerosol generating device (1), such as interacting with a user through a user interface (600). In addition, the control unit (200) may perform real-time feedback control of the opening degree of the electric valve (500) so that the pressure within the airflow path (130) is maintained at a predetermined appropriate suction pressure based on the detection contents of the pressure sensor (400).
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치(1)의 구성을 설명하기 위하여 개념적으로 나타낸 내부 구성도이다. 도 3의 실시예는 도 2의 실시예와 비교하여, 에어로졸 형성 물품으로, 궐련(1000)을 수용한다는 점을 달리한다. 본 실시예에서 가열 공간(120) 내측으로 궐련형의 에어로졸 형성 물품(1000)이 삽입되며, 가열부(300)는 삽입된 에어로졸 형성 물품(1000)의 측면을 가열한다. 기류 패스(130)는 역시 에어로졸 형성 물품(1000)이 삽입된 가열 공간(120)과 외부 공간을 연통하도록 형성된다. 그 외 구성요소들의 배치와 작용은 도 2의 실시예와 동일하다.FIG. 3 is a conceptual internal configuration diagram illustrating the configuration of an aerosol generating device (1) according to another embodiment of the present invention. The embodiment of FIG. 3 differs from the embodiment of FIG. 2 in that it accommodates a cigarette (1000) as an aerosol-forming article. In this embodiment, a cigarette-shaped aerosol-forming article (1000) is inserted into a heating space (120), and a heating unit (300) heats a side surface of the inserted aerosol-forming article (1000). An airflow path (130) is also formed to connect the heating space (120) into which the aerosol-forming article (1000) is inserted with an external space. The arrangement and operation of other components are the same as in the embodiment of FIG. 2.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(200)의 피드백 제어 방법을 도시한 순서도이다. 피드백 제어는 예를 들어, 사용자가 퍼프 행위를 실시할 때에만 수행될 수 있다. 제어부(200)는 예를 들어, 에어로졸 발생 장치(1)의 전원이 켜지면 압력 센서(400)를 통하여 사용자의 퍼프 행위가 발생하는지 여부를 지속적으로 감지할 수 있다(s110 단계). 예를 들어 제어부(200)는 압력 센서(400)를 통해 감지되는 기류 패스(130)내 압력이 소정의 임계치 이하로 내려가면 사용자의 퍼프 행위가 발생하고 있다고 간주할 수 있고, 그 즉시 피드백 제어를 실시할 수 있다. 또는 제어부(200)는 에어로졸 발생 장치(1)의 전원이 켜지면 접촉 센서(미도시)를 통해 사용자의 입술이 마우스 피스(1100)와 접촉하는지 지속적으로 감지하고, 그 접촉이 감지될 경우, 그 즉시 피드백 제어를 실시할 수 있다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a feedback control method of a control unit (200) according to one embodiment of the present invention. Feedback control may be performed, for example, only when a user performs a puff action. For example, when the aerosol generating device (1) is powered on, the control unit (200) may continuously detect whether a puff action of the user occurs through a pressure sensor (400) (step s110). For example, when the pressure in the airflow path (130) detected through the pressure sensor (400) drops below a predetermined threshold, the control unit (200) may consider that a puff action of the user occurs, and may immediately perform feedback control. Alternatively, when the aerosol generating device (1) is powered on, the control unit (200) may continuously detect whether the user's lips come into contact with the mouth piece (1100) through a contact sensor (not shown), and if such contact is detected, may immediately perform feedback control.
피드백 제어는 먼저, 압력 센서(400)를 통하여 기류 패스(130)내 압력을 감지한다(s120 단계). 제어부(200)는 압력 센서(400)를 통해 감지되는 기류 패스(130)내 압력이 소정의 적정 흡인 압력인지 판단한다(s130 단계).Feedback control first detects the pressure in the airflow pass (130) through the pressure sensor (400) (step s120). The control unit (200) determines whether the pressure in the airflow pass (130) detected through the pressure sensor (400) is a predetermined appropriate suction pressure (step s130).
사전에 실험 등을 통하여 사용자 흡인(퍼프) 시의 기류 패스(130) 내의 압력 내지 압력 변화는 사용자가 느끼는 흡인 저항과 매칭될 수 있다. 따라서 사용자가 체감해야 할 적정 흡인 저항은 기류 패스(130) 내 적정 흡인 압력을 유지하는 것으로 달성할 수 있다. 적정 흡인 압력은 예를 들어 사전에, 실험에 의하여 정해지고, 이 수치가 제어부(200) 내에 제조 단계에서 사전에 저장될 수 있다. 또한 적정 흡인 압력은, 사용자에 의해 설정되어 제어부(200) 내에 저장될 수도 있다. 예를 들어 사용자는, 사용자 인터페이스(600)를 통하여, 개인적 기호를 반영한 적정 흡인 압력 수치를 직접 입력하여 설정할 수 있다. 적정 흡인 압력은, 단일 수치이기보다는 주변 근사한 수치를 포함하도록 소정의 수치 범위를 의미할 수 있다. 바람직하게 적정 흡인 압력은 5 mmWG 내지 90 mmWG 범위에서 설정될 수 있다.Through experiments, etc. in advance, the pressure or pressure change within the airflow path (130) when the user inhales (puffs) can be matched with the suction resistance felt by the user. Therefore, the appropriate suction resistance to be felt by the user can be achieved by maintaining an appropriate suction pressure within the airflow path (130). The appropriate suction pressure can be determined in advance, for example, through experiments, and this value can be stored in advance in the control unit (200) during the manufacturing stage. In addition, the appropriate suction pressure can be set by the user and stored in the control unit (200). For example, the user can directly input and set an appropriate suction pressure value reflecting his or her personal preference through the user interface (600). The appropriate suction pressure can mean a predetermined numerical range including surrounding approximate values rather than a single value. Preferably, the appropriate suction pressure can be set in the range of 5 mmWG to 90 mmWG.
제어부(200)가 s130 단계에서 압력 센서(400)의 측정 압력 수치 내지 변화량이 적정 흡인 압력에 해당하지 않는 것으로 판단한 경우, 제어부(200)는 측정 압력 수치가 적정 흡인 압력 수치 내지 범위에 가까워지도록 전동 밸브(500)의 개방 정도를 제어할 수 있다(s140 단계). 예를 들어 압력 센서(400)의 측정 압력 수치가 적정 흡인 압력보다 낮은 경우, 즉 음의 압력이 적정 수치보다 더 크게 발생한 경우, 제어부(200)는 전동 밸브(500)를 더욱 개방하여 측정 압력 수치가 적정 흡인 압력에 보다 근접하도록 제어할 수 있다. 반대로 압력 센서(400)의 측정 압력 수치가 적정 흡인 압력보다 높은 경우, 즉 음의 압력이 적정 수치보다 더 작게 발생한 경우, 제어부(200)는 전동 밸브(500)를 더욱 폐쇄하여 제어부(200)는 전동 밸브(500)를 더욱 개방하여 측정 압력 수치가 적정 흡인 압력에 보다 근접하도록 제어할 수 있다. 이러한 전동 밸브(500)의 제어 이후 다시 s120 단계로 회귀하여 압력 센서(400)를 통하여 압력을 측정하는 것으로 피드백 루프가 완성된다.If the control unit (200) determines at step s130 that the measured pressure value or change amount of the pressure sensor (400) does not correspond to the appropriate suction pressure, the control unit (200) can control the opening degree of the electric valve (500) so that the measured pressure value approaches the appropriate suction pressure value or range (step s140). For example, if the measured pressure value of the pressure sensor (400) is lower than the appropriate suction pressure, that is, if the negative pressure occurs more than the appropriate value, the control unit (200) can further open the electric valve (500) to control the measured pressure value to approach more closely the appropriate suction pressure. Conversely, if the measured pressure value of the pressure sensor (400) is higher than the appropriate suction pressure, that is, if the negative pressure occurs less than the appropriate value, the control unit (200) can further close the electric valve (500) so that the control unit (200) can further open the electric valve (500) to control the measured pressure value to approach more closely the appropriate suction pressure. After controlling the electric valve (500), the feedback loop is completed by returning to step s120 and measuring the pressure through the pressure sensor (400).
제어부(200)가 s130 단계에서 압력 센서(400)의 측정 압력 수치 내지 변화량이 적정 흡인 압력에 해당하는 것으로 판단한 경우에는 s140 단계와 같은 전동 밸브(500)의 조절 없이 s120 단계의 압력 감지를 지속할 수 있다.If the control unit (200) determines that the measured pressure value or change amount of the pressure sensor (400) in step s130 corresponds to the appropriate suction pressure, the pressure detection in step s120 can be continued without adjusting the electric valve (500) as in step s140.
실시예에 따라 제어부(200)는 전동 밸브(500)가, 에어로졸 발생 장치(1)의 사용 시에만 개방되도록 제어할 수 있다. 또한 제어부(200)는 실시예에 따라, 전동 밸브(500)가, 에어로졸 발생 장치(1)의 사용 종료 시에는 폐쇄되도록 제어할 수 있다. 예를 들어 도 4의 제어 실시예에서 s110 단계 직전, 즉 예를 들어, 에어로졸 발생 장치(1)의 전원이 켜지면 전동 밸브(500)가 자동으로 소정 정도로 개방되도록 제어부(200)가 제어할 수 있다. 또한 도 4의 제어 실시예에서 피드백 루프에 있어서, 지속적으로 에어로졸 발생 장치(1)의 전원 꺼짐 버튼이 눌려지는 등의 사용 종료 상태인지 제어부(200)가 판단하고(s150 단계), 사용 종료 상태로 판단한 경우, 제어부(200)는 전동 밸브를 제어하여 완전히 폐쇄할 수 있다(s160 단계). 상기와 같이 제어부(200)가 에어로졸 발생 장치(1)의 사용 개시에 있어 전동 밸브(500)를 개방하고, 사용 종료에 있어 전동 밸브(500)를 폐쇄하는 것으로, 에어로졸 발생 장치(1)의 기류 패스(130)내 존재하는 잔류 액적이 누출되는 것을 방지할 수 있다. 상기 잔류 액적은 액상 카트리지(1000) 내에서 누출될 수 있는 액상 또는 액상에서 변환된 에어로졸이 다시 기류패스(130)에서 다시 맺히는 잔류물일 수 있다. 전동 밸브(500)를 폐쇄하면, 기류 패스(130)의 입구측(외부 공간과 인접한 측)은 물론, 압력 평형에 의해 타측(마우스 피스와 인접한 측)으로도 액적이 누출되지 않는다. According to an embodiment, the control unit (200) may control the electric valve (500) to open only when the aerosol generating device (1) is in use. In addition, the control unit (200) may control the electric valve (500) to close when the aerosol generating device (1) is finished being used, according to an embodiment. For example, in the control embodiment of FIG. 4, immediately before step s110, that is, for example, when the aerosol generating device (1) is powered on, the control unit (200) may control the electric valve (500) to automatically open to a predetermined degree. In addition, in the control embodiment of FIG. 4, in the feedback loop, the control unit (200) determines whether the aerosol generating device (1) is in a state of being finished being used, such as when a power off button is continuously pressed (step s150), and if it is determined to be in a state of being finished being used, the control unit (200) may control the electric valve to completely close it (step s160). As described above, since the control unit (200) opens the electric valve (500) when the aerosol generating device (1) is started to be used, and closes the electric valve (500) when the aerosol generating device (1) is finished to be used, it is possible to prevent residual liquid droplets existing in the airflow path (130) of the aerosol generating device (1) from leaking. The residual liquid droplets may be residues of aerosol converted from a liquid or a liquid that may leak from the liquid cartridge (1000) and formed again in the airflow path (130). When the electric valve (500) is closed, the liquid droplets do not leak to the inlet side (the side adjacent to the external space) of the airflow path (130) as well as to the other side (the side adjacent to the mouth piece) due to pressure equilibrium.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 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.As described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and anyone having ordinary skill in the art to which the present invention pertains can make various modifications without departing from the gist of the present invention claimed in the claims, and such modifications are within the scope of the claims.
1: 에어로졸 발생 장치 110: 케이스
120: 가열 공간 130: 기류 패스
200: 제어부 300: 가열부
400: 압력 센서 500: 전동 밸브
600: 사용자 인터페이스 700: 배터리1: Aerosol generating device 110: Case
120: Heating space 130: Airflow pass
200: Control unit 300: Heating unit
400: Pressure sensor 500: Electric valve
600: User Interface 700: Battery
Claims (9)
가열 공간과, 가열 공간과 외부 공간을 연통시키는 기류 패스를 구비하는 케이스;
전원을 공급하는 배터리;
가열 공간 내에 삽입되는 에어로졸 형성 물품을 가열하는 가열부;
기류 패스 일측에 배치되어 기류 패스 내의 압력을 측정하는 압력 센서;
기류 패스 내의 입구에 배치되어 외부 공간으로부터 기류 패스 내로 유입되는 공기량을 조절할 수 있는 전동 밸브; 및
가열부와 전동 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고 제어부는 압력 센서의 감지 내용을 바탕으로 기류 패스 내의 압력이 소정의 적정 흡인 압력을 유지하도록 전동 밸브의 개방 정도를 실시간으로 피드백 제어하되,
에어로졸 발생 장치에 전원이 켜지면, 제어부는 전동 밸브를 소정 정도로 개방되도록 제어하고,
에어로졸 발생 장치의 사용 시에 전동 밸브의 개방 정도를 실시간으로 피드백 제어하고, 사용 종료 시에 전동 밸브를 폐쇄하여, 기류 패스내 존재하는 잔류 액적이 기류 패스의 입구로 누출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.In an aerosol generating device that heats an aerosol forming material in an aerosol forming article to generate an aerosol and allows the aerosol to be inhaled by a user's puffing action,
A case having a heating space and an airflow path connecting the heating space and an external space;
A battery that supplies power;
A heating element for heating an aerosol-forming article inserted into a heating space;
A pressure sensor positioned on one side of an airflow path to measure the pressure within the airflow path;
An electric valve positioned at an inlet within an airflow path to control the amount of air flowing into the airflow path from an external space; and
A control unit for controlling a heating unit and an electric valve; and the control unit performs real-time feedback control of the opening degree of the electric valve so that the pressure in the airflow path is maintained at a predetermined appropriate suction pressure based on the detection contents of the pressure sensor.
When the aerosol generating device is powered on, the control unit controls the electric valve to open to a predetermined degree,
An aerosol generating device characterized in that the degree of opening of an electric valve is feedback-controlled in real time when the aerosol generating device is in use, and the electric valve is closed when use is finished, thereby preventing residual droplets existing in an airflow path from leaking into the inlet of the airflow path.
전동 밸브는 서보 모터를 포함하고, 제어부는 서보 모터를 제어하여 전동 밸브의 개방 정도를 제어하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.In the first paragraph,
An aerosol generating device, characterized in that the electric valve includes a servo motor, and the control unit controls the servo motor to control the opening degree of the electric valve.
전동 밸브는 서보 밸브, 실린더 조작 밸브, 교축 밸브, 속도 제어 밸브, 게이트 밸브, 글로브 밸브, 앵글 밸브, 볼 밸브, 버터플라이 밸브, 다이어프램 밸브, 니들 밸브, 핀치 밸브 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.In the first paragraph,
An aerosol generating device, wherein the electric valve is any one of a servo valve, a cylinder operating valve, a throttle valve, a speed control valve, a gate valve, a globe valve, an angle valve, a ball valve, a butterfly valve, a diaphragm valve, a needle valve, and a pinch valve.
기류 패스의 면적은 0.3 mm2 내지 50 mm2인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.In the first paragraph,
An aerosol generating device, characterized in that the area of the airflow path is 0.3 mm 2 to 50 mm 2 .
적정 흡인 압력은 5 mmWG 내지 90 mmWG인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.In the first paragraph,
An aerosol generating device, characterized in that the appropriate suction pressure is 5 mmWG to 90 mmWG.
적정 흡인 압력은 사용자가 직접 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.In the first paragraph,
An aerosol generating device characterized in that the appropriate suction pressure can be set directly by the user.
에어로졸 발생 장치의 전원 꺼짐 버튼이 눌러지는 경우에,
제어부는 에어로졸 발생 장치의 사용 종료로 판단하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.In the first paragraph,
When the power off button of the aerosol generating device is pressed,
An aerosol generating device, characterized in that the control unit determines that use of the aerosol generating device has ended.
전동 밸브는, 사용자의 조작 또는 제어부의 제어에 따라 상시 개방 모드로 동작할 수 있으며, 상시 개방 모드는 전동 밸브가 완전히 개방되는 상태인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.In the first paragraph,
An aerosol generating device characterized in that the electric valve can operate in a normally open mode according to the operation of a user or the control of a control unit, and the normally open mode is a state in which the electric valve is fully open.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20220812 |
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| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20240602 Patent event code: PE09021S01D |
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| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20240903 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D |
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| PX0701 | Decision of registration after re-examination |
Patent event date: 20250102 Comment text: Decision to Grant Registration Patent event code: PX07013S01D |
|
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| PG1601 | Publication of registration |