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WO2025028951A1 - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

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Publication number
WO2025028951A1
WO2025028951A1 PCT/KR2024/010952 KR2024010952W WO2025028951A1 WO 2025028951 A1 WO2025028951 A1 WO 2025028951A1 KR 2024010952 W KR2024010952 W KR 2024010952W WO 2025028951 A1 WO2025028951 A1 WO 2025028951A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery pack
battery
aerosol generating
cover
generating device
Prior art date
Application number
PCT/KR2024/010952
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
우영민
김재혁
박상철
서장원
이원경
장철호
정진철
한대남
Original Assignee
주식회사 케이티앤지
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
Priority claimed from KR1020230160226A external-priority patent/KR20250019549A/ko
Application filed by 주식회사 케이티앤지 filed Critical 주식회사 케이티앤지
Publication of WO2025028951A1 publication Critical patent/WO2025028951A1/ko

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/42Cartridges or containers for inhalable precursors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
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    • A24F40/40Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/46Shape or structure of electric heating means
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    • A24F40/00Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/90Arrangements or methods specially adapted for charging batteries thereof
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    • A24F40/90Arrangements or methods specially adapted for charging batteries thereof
    • A24F40/95Arrangements or methods specially adapted for charging batteries thereof structurally associated with cases

Definitions

  • the embodiments relate to an aerosol generating device, and more particularly to an aerosol generating device having a detachable battery.
  • Aerosol generating devices use rechargeable batteries for portability, but battery cells have a limited lifespan and must be replaced when their lifespan ends. Accordingly, there is a growing need to develop batteries that can be easily removed by users in order to reduce electronic waste, protect the environment, and extend the lifespan.
  • the mounting structure of the detachable battery needs to be improved so that the user can conveniently perform the action of combining the detachable battery with the aerosol generating device or separating the detachable battery from the aerosol generating device.
  • An object of the embodiments is to provide an aerosol generating device having a detachable battery attachment.
  • An aerosol generating device includes an aerosol generator for generating an aerosol, a body in which the aerosol generator is arranged, a battery cell for supplying power to the aerosol generator, and a battery case for accommodating the battery.
  • the battery can be detachably coupled to the body by sliding relative to the body.
  • One of the body and the battery may include a hook protrusion that maintains the position of the battery relative to the body, and the other of the body and the battery may include a hook recess into which the hook protrusion engages.
  • One of the hook projection and the hook groove can be arranged on an end surface of the battery pack with respect to the insertion direction of the battery pack, and the other of the hook projection and the hook groove can be arranged on an inner wall surface of the main body corresponding to the end surface of the battery pack.
  • One of the main body and the battery pack may further include a slide projection guiding sliding movement of the battery pack with respect to the main body, and the other of the main body and the battery pack may further include a slide groove engaging with the slide projection.
  • One of the hook projection and the hook groove can be disposed on the surface of the main body or the battery pack where the slide projection is disposed, and the other of the hook projection and the hook groove can be disposed on the surface of the main body or the battery pack where the slide groove is disposed.
  • the body may further include a body terminal
  • the battery pack may further include a battery terminal electrically connected to the body terminal.
  • the body terminal may be arranged on one of the slide projection and the slide groove, and the battery terminal may be arranged on the other of the slide projection and the slide groove.
  • the body may further include a body terminal
  • the battery pack may further include a battery terminal electrically connected to the body terminal
  • the body terminal may be arranged on one of the hook protrusion and the hook groove
  • the battery terminal may be arranged on the other of the hook protrusion and the hook groove.
  • the shape of the cross-section of the battery pack transverse to the insertion direction of the battery pack may be asymmetric.
  • the main body may further include a receiving space for receiving a battery pack, and a battery cover coupled to the main body to cover the battery pack.
  • the battery cover may slide relative to the main body to open the receiving space.
  • One of the battery cover and the body may include a cover slide protrusion guiding sliding movement of the battery cover with respect to the body, and the other of the battery cover and the body may further include a cover slide groove into which the cover slide protrusion engages.
  • One of the battery cover and the body including the cover slide protrusion may further include a cover rotation protrusion arranged at an end of the cover slide protrusion.
  • the cover slide groove may include a cover rotation groove into which the cover rotation protrusion engages.
  • the battery cover can be slid against the main body and then rotated around the cover rotation protrusion to open the storage space.
  • the cover slide home can extend in a direction transverse to the insertion direction of the battery pack.
  • the main body may further include a main body pressurizing portion that elastically pressurizes the battery pack.
  • the battery cover may further include a battery pressurizing member that elastically pressurizes the battery pack.
  • the cover slide home can be extended at an angle relative to the insertion direction of the battery pack.
  • the battery cover may further include a cover protrusion that contacts an end surface of the battery pack and presses the battery pack in the insertion direction of the battery pack.
  • the battery pack may further include a battery terminal
  • the battery cover may further include a cover terminal electrically connected to the battery terminal
  • the battery terminal may be arranged on an end surface of the battery pack with respect to the insertion direction of the battery pack
  • the cover terminal may be arranged on one surface of the battery cover that contacts the battery terminal.
  • the battery can be detachably coupled to the main body.
  • the battery is inserted into the main body by a sliding motion, the position of the battery with respect to the main body is fixed, and the battery can be easily attached or detached.
  • the shape of the cross-section in the insertion direction of the battery is processed asymmetrically so as to prevent the user from incorrectly installing the battery in the main body.
  • the combined state of the main body and the battery can be stably maintained by the battery cover and the pressurizing portion, so that the electrical connection structure and the physical support structure of the battery and the main body can be smoothly maintained.
  • Figures 1 to 3 are conceptual diagrams schematically illustrating an aerosol generating device according to one embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating components of an aerosol generating device according to another embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an aerosol generating device according to the embodiment illustrated in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a battery pack according to another embodiment.
  • FIGS. 7A and 7B are conceptual diagrams sequentially showing the process of opening the battery cover of an aerosol generating device according to another embodiment.
  • FIGS. 8A and 8B are conceptual diagrams sequentially showing the process of opening the battery cover of an aerosol generating device according to another embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram of an aerosol generating device according to the embodiments illustrated in FIGS. 1 to 8b.
  • the aerosol generating device may be a device that electrically heats a cigarette accommodated in an internal space to generate an aerosol.
  • the aerosol generating device may include a heater.
  • the heater may be an electrically resistive heater.
  • the heater may include electrically conductive tracks, and when current flows through the electrically conductive tracks, the heater may be heated.
  • the heater may include a tubular heating element, a plate-shaped heating element, a needle-shaped heating element or a rod-shaped heating element, and depending on the shape of the heating element, may heat the interior or exterior of the cigarette.
  • the cigarette may include a tobacco rod and a filter rod.
  • the tobacco rod may be made of a sheet, may be made of a strand, or may be made of chopped tobacco sheets. Additionally, the tobacco rod may be surrounded by a heat-conducting material.
  • the heat-conducting material may be, but is not limited to, a metal foil such as aluminum foil.
  • the filter rod may be a cellulose acetate filter.
  • the filter rod may be composed of at least one segment.
  • the filter rod may include a first segment that cools the aerosol and a second segment that filters a predetermined component contained within the aerosol.
  • the aerosol generating device may be a device that generates an aerosol using a cartridge containing an aerosol generating material.
  • An aerosol generating device may include a cartridge containing an aerosol generating substance and a body supporting the cartridge.
  • the cartridge may be detachably coupled to the body, but is not limited thereto.
  • the cartridge may be formed integrally with or assembled to the body, and may be fixed so as not to be detached by a user.
  • the cartridge may be mounted to the body while containing an aerosol generating substance therein.
  • the invention is not limited thereto, and the aerosol generating substance may be injected into the cartridge while the cartridge is coupled to the body.
  • the cartridge can contain an aerosol generating material in any one of a variety of states, such as a liquid state, a solid state, a gaseous state, a gel state, etc.
  • the aerosol generating material can comprise a liquid composition.
  • the liquid composition can be a liquid comprising a tobacco-containing material including a volatile tobacco flavor component, or it can be a liquid comprising a non-tobacco material.
  • the cartridge can perform the function of generating an aerosol by converting the phase of an aerosol generating substance inside the cartridge into a gas phase by operating with an electric signal or wireless signal transmitted from the main body.
  • the aerosol can mean a gas in a mixed state of vaporized particles and air generated from the aerosol generating substance.
  • the aerosol generating device can heat the liquid composition to generate an aerosol, and the generated aerosol can be delivered to the user through the cigarette. That is, the aerosol generated from the liquid composition can travel along an airflow passage of the aerosol generating device, and the airflow passage can be configured such that the aerosol can pass through the cigarette and be delivered to the user.
  • the aerosol generating device may be a device that generates an aerosol from an aerosol generating material using an ultrasonic vibration method.
  • the ultrasonic vibration method may mean a method of generating an aerosol by atomizing an aerosol generating material using ultrasonic vibration generated by a vibrator.
  • the aerosol generating device may include a vibrator, and may generate short-cycle vibrations through the vibrator to atomize the aerosol generating material.
  • the vibration generated from the vibrator may be an ultrasonic vibration, and the frequency band of the ultrasonic vibration may be, but is not limited to, a frequency band of about 100 kHz to about 3.5 MHz.
  • the aerosol generating device may further include a wick that absorbs the aerosol generating material.
  • the wick may be positioned to surround at least a portion of the vibrator or may be positioned to contact at least a portion of the vibrator.
  • thermoelectric vibrations As voltage (e.g., alternating current) is applied to the vibrator, heat and/or ultrasonic vibrations may be generated from the vibrator, and the heat and/or ultrasonic vibrations generated from the vibrator may be transmitted to the aerosol-generating substance absorbed in the wick.
  • the aerosol-generating substance absorbed in the wick may be converted into a gaseous phase by the heat and/or ultrasonic vibrations transmitted from the vibrator, and as a result, an aerosol may be generated.
  • the viscosity of an aerosol generating substance absorbed into a wick may be lowered by heat generated from a vibrator, and an aerosol may be generated by the aerosol generating substance having a lowered viscosity being broken down into fine particles by ultrasonic vibration generated from the vibrator, but is not limited thereto.
  • the aerosol generating device may be a device that generates an aerosol by heating an aerosol generating article accommodated in the aerosol generating device by induction heating.
  • the aerosol generating device may include a susceptor and a coil.
  • the coil may apply a magnetic field to the susceptor.
  • a magnetic field may be formed inside the coil.
  • the susceptor may be a magnetic material that generates heat by an external magnetic field. As the susceptor is positioned inside the coil and the magnetic field is applied, the susceptor generates heat, thereby heating the aerosol generating article. Additionally, optionally, the susceptor may be positioned within the aerosol generating article.
  • the aerosol generating device may further comprise a cradle.
  • the aerosol generating device may be configured as a system with a separate cradle.
  • the cradle may charge the battery of the aerosol generating device.
  • the heater may be heated while the cradle and aerosol generating device are combined.
  • Figures 1 to 3 are conceptual diagrams schematically illustrating an aerosol generating device according to one embodiment.
  • Figures 1 to 3 are drawings showing examples of aerosol generating devices.
  • Figures 1 to 3 show examples in which a cigarette (hereinafter, “aerosol generating article” or “stick” may be used interchangeably with this term) is inserted into an aerosol generating device.
  • a cigarette hereinafter, “aerosol generating article” or “stick” may be used interchangeably with this term
  • the aerosol generating device (1) includes a battery pack (11), a control unit (12), and a heater (18).
  • the aerosol generating device (1) further includes a cartridge (19, or vaporizer).
  • An aerosol generating article (S) can be inserted into the internal space of the aerosol generating device (1).
  • the aerosol generating device (1) can operate a heater (18) and/or a cartridge (19) to generate an aerosol.
  • the aerosol generated by the heater (18) and/or the cartridge (19) passes through the aerosol generating article (S) and is delivered to a user. If necessary, the aerosol generating device (1) can heat the heater (18) even when the aerosol generating article (S) is not inserted into the aerosol generating device (1).
  • the aerosol generating device (1) includes a battery pack (11), a control unit (12), and a cartridge (19).
  • the aerosol generating device (1) of Fig. 3 has no space into which an aerosol generating article (S) can be inserted, and a heater (18) for heating the aerosol generating article (S) is not arranged.
  • the aerosol generating device (1) illustrated in FIGS. 1 to 3 illustrates components related to the present embodiment. Accordingly, in addition to the components illustrated in FIGS. 1 to 3, other components may be further included in the aerosol generating device (1).
  • the aerosol generating device (1) illustrated in FIGS. 1 to 3 is illustrated with components arranged in a row.
  • the internal structure of the aerosol generating device (1) is not limited to that illustrated.
  • the cartridge (19) and the heater (18) may be arranged in parallel.
  • the arrangement of the battery pack (11), the control unit (12), the heater (18), and the cartridge (19) may be changed.
  • the battery pack (11) supplies power used to operate the aerosol generating device (1).
  • the battery pack (11) can supply power so that the heater (18) or the cartridge (19) can be heated, and can supply power required for the control unit (12) to operate.
  • the battery pack (11) can supply power required for the display, sensor, motor, etc. installed in the aerosol generating device (1) to operate.
  • the battery pack (11) may be a removable type (detachable, detachable) power source.
  • the battery pack (11) is provided with an electrical contact, and when the battery pack (11) is mounted on the aerosol generating device (1), the electrical contact of the battery pack (11) may be implemented to be electrically connected to an electrical contact provided on the aerosol generating device (1) to supply power to the aerosol generating device (1).
  • the battery pack (11) may be provided with a charging coil for supplying power to the aerosol generating device (1) in a wireless charging manner. That is, the power supply method of the battery pack (11) may vary, and the electrical connection method of the battery pack (11) and the aerosol generating device (1) may vary depending on the power supply method supported by the battery pack (11).
  • the removable battery pack (11) may be provided with a charger interface that can be connected to an external charger. Power for charging the removable battery pack (11) may be supplied to the battery pack (11) through the charger interface.
  • the battery pack (11) may be charged by an external charger while connected to the aerosol generating device (1) or while separated from the aerosol generating device (1).
  • the control unit (12) controls the overall operation of the aerosol generating device (1). Specifically, the control unit (12) controls the operation of the battery pack (11), the heater (18), and the cartridge (19) as well as other components included in the aerosol generating device (1). In addition, the control unit (12) can check the status of each component 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 a plurality of logic gates, or may be implemented as a combination of a general-purpose microprocessor and a memory storing a program that can be executed by the microprocessor.
  • the control unit (12) may also be implemented as other types of hardware.
  • the heater (18) can be heated by power supplied from the battery pack (11). For example, when a cigarette is inserted into the aerosol generating device (1), the heater (18) can be located outside the cigarette. Accordingly, the heated heater (18) can increase the temperature of the aerosol generating material inside the cigarette.
  • the heater (18) may be an electrical resistance heater.
  • the heater (18) may include an electrically conductive track, and the heater (18) may be heated as current flows through the electrically conductive track.
  • the heater (18) 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 heater (18) may be an induction heating heater.
  • the aerosol generating device (1) may include an induction coil (not shown) surrounding the heater (18). When power is supplied to the induction coil by the battery pack (11), the induction coil may heat the heater (18).
  • the heater (18) is a susceptor, and the heater (18) may be heated by a magnetic field generated by an AC current flowing through the induction coil. The magnetic field may pass through the heater (18) and generate an eddy current within the heater (18). The current may generate heat in the heater (18).
  • the cigarette may include a susceptor that can be heated by an induction heater.
  • the susceptor may be included inside the cigarette, and the susceptor inside the cigarette may be heated by a magnetic field generated by an AC current flowing through the induction coil.
  • FIGS. 1 and 2 illustrate that the heater (18) is positioned outside the aerosol generating article (S), the embodiments are not limited by the position of the heater.
  • the heater (18) may include a tubular heating element, a plate-shaped heating element, a needle-shaped heating element, or a rod-shaped heating element, and may heat the inside or the outside of the aerosol generating article (S) depending on the shape of the heating element.
  • a plurality of heaters (18) may be arranged in the aerosol generating device (1). At this time, the plurality of heaters (18) may be arranged to be inserted into the interior of the aerosol generating article (S) or may be arranged on the exterior of the aerosol generating article (S). In addition, some of the plurality of heaters (18) may be arranged to be inserted into the interior of the aerosol generating article (S), and the rest may be arranged on the exterior of the aerosol generating article (S).
  • the shape of the heater (18) is not limited to the shape illustrated in FIGS. 1 and 2, and may be manufactured in various shapes.
  • the cartridge (19) can heat the liquid composition to generate an aerosol, and the generated aerosol can be delivered to the user through the aerosol generating article (S).
  • the aerosol generated by the cartridge (19) can move along the airflow passage of the aerosol generating device (1).
  • the aerosol moved along the airflow passage can pass through the aerosol generating article (S) and be delivered to the user.
  • the aerosol moved along the airflow passage can be delivered to the user through the mouthpiece (20).
  • the cartridge (19) may include, but is not limited to, a liquid storage portion, a liquid delivery means, and a cartridge heater.
  • the liquid storage portion, the liquid delivery means, and the cartridge heater may be included in the aerosol generating device (1) as independent modules.
  • the liquid storage unit can store a liquid composition.
  • the liquid composition can be a liquid containing a tobacco-containing material including a volatile tobacco flavoring component, or can be a liquid containing a non-tobacco material.
  • the liquid storage unit can be manufactured to be detachable from/attached to the cartridge (19), or can be manufactured as an integral part of the cartridge (19).
  • the liquid composition may include water, a solvent, ethanol, a plant extract, a flavor, a flavoring agent, or a vitamin mixture.
  • the flavoring agent may include, but is not limited to, menthol, peppermint, spearmint oil, various fruit-flavored ingredients, and the like.
  • the flavoring agent may include ingredients that can provide a variety of flavors or tastes to the user.
  • the vitamin mixture may include, but is not limited to, a mixture of at least one of vitamin A, vitamin B, vitamin C, and vitamin E.
  • the liquid composition may also include an aerosol forming agent, such as glycerin and propylene glycol.
  • the liquid transfer means can transfer the liquid composition from the liquid storage to the heating element.
  • the liquid transfer means can be a wick such as, but not limited to, cotton fibers, ceramic fibers, glass fibers, or porous ceramics.
  • a cartridge heater is an element for heating a liquid composition delivered by a liquid delivery means.
  • the cartridge heater may be, but is not limited to, a metal heating wire, a metal heating plate, a ceramic heater, etc., and may include various methods for generating an aerosol from an aerosol generating material.
  • the cartridge heater may be composed of a conductive filament such as a nichrome wire and may be arranged in a structure that is wound around the liquid transfer means.
  • the cartridge heater may be heated by a current supply and may transfer heat to a liquid composition in contact with the cartridge heater, thereby heating the liquid composition. As a result, an aerosol may be generated.
  • a cartridge heater may be comprised of a susceptor material that is heated by an induced magnetic field, which may be heated by an induced magnetic field generated by an induction coil positioned separately from the heating element.
  • the cartridge heater may be an ultrasonic vibrator that generates an aerosol from an aerosol generating material by utilizing an ultrasonic vibration method.
  • the ultrasonic vibration method may refer to a method of generating an aerosol by atomizing an aerosol generating material with ultrasonic vibrations generated by the vibrator.
  • the cartridge heater may be permanently or reversibly attached to the liquid transfer means by not only a combination according to structural features such as being wound around the liquid transfer means, but also by applying, spraying, depositing, plating, immersing, painting, printing, 3D printing, using a device, etc. to the liquid transfer means and being arranged in the liquid transfer means.
  • the cartridge heater may be arranged in the liquid transfer means by a method such as sintering the cartridge heater together during the process of manufacturing the liquid transfer means.
  • the arrangement of the cartridge heater is not limited to the examples described above, and may include various methods in which the cartridge heater can be arranged in the liquid transfer means while maintaining the function of the cartridge heater.
  • a cartridge heater may be referred to as, but is not limited to, a cartomizer or an atomizer.
  • the cartridge (19) can be inserted and removed into the main body of the aerosol generating device (1) or the aerosol generating device (1).
  • the aerosol generating substance stored in the cartridge (19) is all consumed, the aerosol generating substance may be newly replenished into the cartridge (19) or replaced with another cartridge (19) in which the aerosol generating substance is stored.
  • the aerosol generating device (1) may further include other components in addition to the battery pack (11), the control unit (12), the heater (18), and the cartridge (19).
  • 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 (a puff detection sensor, a temperature detection sensor, a 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 aerosol generating article (S) is inserted.
  • the aerosol generating device (1) may also be configured as a system with a separate cradle.
  • the cradle may be used to charge the battery pack (11) of the aerosol generating device (1).
  • the heater (18) may be heated while the cradle and the aerosol generating device (1) are combined.
  • the aerosol generating article (S) may be similar to a typical combustion-type cigarette.
  • the aerosol generating article (S) may be divided into a first part (S1) including an aerosol generating substance and a second part (S2) including a filter or the like.
  • the first part (S1) may be referred to as a 'medium part' hereinafter.
  • the second portion (S2) of the aerosol generating article (S) may also contain an aerosol generating material.
  • an aerosol generating material in the form of granules or capsules may be inserted into the second portion (S2).
  • the entire first part (S1) may be inserted into the interior of the aerosol generating device (1), and the second part (S2) may be exposed to the outside.
  • only a part of the first part (S1) may be inserted into the interior of the aerosol generating device (1), or the entire first part (S1) and a part of the second part (S2) may be inserted.
  • the user may inhale the aerosol while holding the second part (S2) in his/her mouth. At this time, the aerosol is generated as the outside air passes through the first part (S1), and the generated aerosol passes through the second part (S2) and is delivered to the user's mouth.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating components of an aerosol generating device according to another embodiment
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the aerosol generating device according to the embodiment illustrated in FIG. 4.
  • the aerosol generating device (1) includes a main body (1) in which an aerosol generator (not shown) for generating an aerosol is arranged, and a battery pack (11) for supplying power to the aerosol generator (not shown).
  • the battery pack (11) can move linearly with respect to the main body (1) in order to be detachably coupled with the main body (1).
  • the outer surface (403) of the battery pack and the inner surface (404) of the main body (1) come into contact with each other and can be mounted by sliding in the -X-axis direction.
  • the end surface (402) of the battery pack in the insertion direction and the corresponding inner wall surface (401) of the main body finally come into contact, the mounting of the battery pack (11) to the main body (1) is completed.
  • the battery pack (11) and the main body (1) may include a hook projection (11a) and a hook groove (1a) to secure the battery pack (11) to the main body (1).
  • the hook projection (11a) may be arranged on either the main body (1) or the battery pack (11).
  • the hook groove (1a) that engages with the hook projection (11a) may be arranged on the other of the main body (1) and the battery pack (11).
  • the hook projection (11a) and the hook groove (1a) may be arranged to maintain the positions of the main body (1) and the battery pack (11) by engaging with each other.
  • the hook protrusion (11a) may be arranged on an end surface (402) with respect to the insertion direction of the battery pack (11), and the hook groove (1a) may be arranged on an inner wall surface (401) of the main body (1) corresponding to the end surface (402) of the battery pack (11).
  • the hook groove (1a) may be arranged on an end surface (402) with respect to the insertion direction of the battery pack, and the hook protrusion (11a) may be arranged on an inner wall surface (401) of the main body corresponding to the end surface (402).
  • the hook projection (11a) may be arranged on the outer surface (403) of the battery pack (11) with which the battery pack (11) makes sliding contact, and the hook groove (1a) may be arranged on the inner surface (404) of the main body (1) corresponding to the outer surface (403) of the battery pack (11).
  • the hook groove (1a) may be arranged on the outer surface (403) of the battery pack with which the battery pack (11) makes sliding contact, and the hook projection (11a) may be arranged on the inner surface (404) of the main body corresponding thereto.
  • the hook projection (11a) can be pressed inwardly toward the body (1) or the battery pack (11) by an elastic member (not shown) inside the body (1) or the battery pack (11). A user can compress the elastic member (not shown) to insert the hook projection (11a) into the body (1) or the battery pack (11). When the sliding movement of the battery pack (11) with respect to the body (1) is completed, the hook projection (11a) can be protruded outwardly toward the body (1) or the battery pack (11) by the elasticity of the elastic member (not shown) and engage with the hook groove (1a) of the body (1).
  • the battery pack (11) and the main body (1) may include separate slide projections (11b) and slide grooves (1b) for smooth sliding movement of the battery pack (11) relative to the main body (1).
  • the slide projections (11b) may be combined with the slide grooves (1b) to guide sliding movement of the battery pack (11) relative to the main body (1).
  • the slide projection (11b) may be arranged on either one of the main body (1) and the battery pack (11).
  • the slide groove (1b) coupled with the slide projection (11b) may be arranged on the other one of the main body (1) and the battery pack (11).
  • the slide projection (11b) may be arranged on the outer surface of the battery pack (11), and the slide groove (1b) may be arranged on the corresponding inner wall surface of the main body.
  • the slide groove (1b) may be arranged on the outer surface of the battery pack (11), and the slide projection (11b) may be arranged on the corresponding inner wall surface of the main body.
  • the main body (1) includes a main body terminal (not shown), and the battery pack (11) includes a battery terminal (11c).
  • the main body terminal (not shown) can be electrically connected to the battery terminal (11c) of the battery pack (11).
  • the main body terminal (not shown) may be placed on one of the hook projection (11a) and the hook groove (1a), and the battery terminal (11c) may be placed on the other of the hook projection (11a) and the hook groove (1a). Accordingly, electrical connection between the main body terminal (not shown) and the battery terminal (11c) may be made in the process of combining the hook projection (11a) and the hook groove (1a).
  • the main body terminal (not shown) may be placed on one of the slide projection (11b) and the slide groove (1b), and the battery terminal (11c) may be placed on the other of the slide projection (11b) and the slide groove (1b). Accordingly, electrical connection between the main body terminal (not shown) and the battery terminal (11c) may be made in the process of the battery pack (11) being completely mounted while the slide projection (11b) and the slide groove (1b) are combined.
  • the main body (1) includes a pressurizing portion (501) that elastically pressurizes the battery pack (11).
  • the pressurizing portion (501) may be arranged on the inner wall surface (401) of the main body and supported by a pressurizing portion spring (510).
  • the pressurizing portion spring (510) may include a plurality of springs, such as a first pressurizing portion spring (511) and a second pressurizing portion spring (512).
  • the main body terminal (not shown) may be placed in the pressurizing portion (501).
  • the main body terminal placed in the pressurizing portion (501) may come into contact with the battery terminal (11c) placed in the battery pack (11) and be electrically connected.
  • the main body terminal (not shown) may maintain a stable electrical connection with the battery terminal (11c) due to the elasticity of the pressurizing portion spring (510).
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a battery pack according to another embodiment.
  • the battery pack (11) according to the embodiment illustrated in Fig. 6 includes an end face (601) for the insertion direction of the battery pack, a slide projection (11b) for guiding the linear movement of the battery pack (11), and a battery terminal (11c) electrically connected to a main body terminal (not shown).
  • the shape of the end face (601) of the battery pack (11) has an asymmetrical shape based on the midpoint of the two battery terminals (11c).
  • the main body (1) includes an accommodation space for accommodating the battery pack (11) having an inlet having the same shape as the edge of the end face (601) with respect to the insertion direction of the battery pack. Accordingly, when the battery pack (11) is inserted in the -Y-axis direction by the slide protrusion (11b), the insertion of the battery terminal (11c) in the opposite direction can be prevented. For example, when the battery pack (11) is inserted in the -Y-axis direction by the slide protrusion (11b), the battery pack (11) can be prevented from being mounted on the main body by rotating 180 degrees based on the Y-axis.
  • FIGS. 7A and 7B are conceptual diagrams sequentially showing the process of opening the battery cover of an aerosol generating device according to another embodiment.
  • the aerosol generating device (1) of FIGS. 7A and 7B includes a battery cover (701) covering a battery pack (11) and a cover slide groove (1c) guiding a sliding movement of the battery cover (701) with respect to the main body (1).
  • the cover slide groove (1c) includes a cover rotation groove (1d) that becomes a center of rotation of the battery cover (701) with respect to the main body (1).
  • the battery cover (701) includes a cover slide projection (701c) that engages with a cover slide groove (1c), a cover rotation projection (701d) that engages with a cover rotation groove (1d), and a cover protrusion (701e) that presses the battery pack (11) in an insertion direction while coming into contact with an end surface of the battery pack (11).
  • cover slide groove (1c) and the cover rotation groove (1d) can be arranged on the battery cover (701), and the cover slide protrusion (701c) and the cover rotation protrusion (701d) can be arranged on the main body (1).
  • the cover protrusion (701e) can be placed in a closed state while supporting the battery pack (11).
  • the battery cover (701) can move linearly with respect to the main body (1) as the cover slide protrusion (701c) slides along the cover slide groove (1c).
  • the battery cover (701) can move until the accommodation space for accommodating the battery pack (11) within the main body (1) is completely opened by the sliding movement.
  • the battery pack (11) can be separated from the main body (1) to the outside.
  • the cover slide groove (1c) of the main body (1) can extend in the same direction as the moving direction of the battery cover (701).
  • the cover rotation protrusion (701d) slides linearly along the cover slide groove (1c). Therefore, the cover rotation protrusion (701d) and the cover slide groove (1c) can perform the function of guiding the sliding movement of the battery cover (701).
  • the cover rotation protrusion (701d) reaches the end of the cover slide groove (1c).
  • the cover rotation protrusion (701d) can prevent the battery cover (701) from being completely separated from the main body (1) by contacting the end of the cover slide groove (1c).
  • the cover slide protrusion (701c) can be separated from the cover slide groove (1c).
  • the battery cover (701) can rotate around the cover rotation groove (1d) after the accommodation space for accommodating the battery pack (11) is completely opened.
  • the cover rotation protrusion (701d) of the battery cover (701) is restrained by the cover rotation groove (1d). Therefore, the cover rotation protrusion (701d) of the battery cover (701) rotates around the cover rotation groove (1d), thereby enabling stable rotational movement of the battery cover (701), and the open state of the battery cover (701) can be stably maintained.
  • the battery cover (701) may include a cover terminal (not shown), and the battery pack (11) may include a battery terminal (11c) electrically connected to the cover terminal (not shown).
  • the cover terminal (not shown) may be placed on the outer surface of the battery cover (701) that comes into contact with the cover protrusion (701e) or the battery pack (11), and the battery terminal (11c) may be placed on an end surface of the battery pack (11) with respect to the insertion direction of the battery pack (11). As the battery cover (701) is closed, the cover terminal (not shown) located on the cover protrusion (701e) presses and comes into contact with the battery terminal (11c), thereby maintaining a stable electrical connection state.
  • the battery cover (701) may include a main body pressurizing portion (not shown) that elastically pressurizes the battery pack (11).
  • the main body pressurizing portion (not shown) may be placed on one side of the battery cover (701) that comes into contact with the battery pack (11), and may pressurize the battery pack (11) by elastic force to maintain a stable electrical connection state between the cover terminal (not shown) and the battery terminal (11c).
  • the battery cover (701) opens the space for accommodating the battery pack (11) inside the main body (1) by rotating after sliding, which can increase structural stability when opened compared to when the battery cover (701) only slides to open the space for accommodating the battery pack (11) inside the main body (1). That is, by adding the degree of freedom of rotation of the battery cover (701), stability can be secured against external force or impact at the end of the battery cover (701) in the open state of the battery cover (701).
  • the battery cover (701) can be opened by sliding and then rotating to accommodate the battery pack (11) inside the main body (1), which can increase stability when closed compared to when the battery cover (701) only rotates to open the accommodation space for accommodating the battery pack (11) inside the main body (1). In other words, it can prevent the battery cover (701) from being opened in a situation where the user does not intend to open the accommodation space for accommodating the battery pack (11) inside the main body (1).
  • FIGS. 8A and 8B are conceptual diagrams sequentially showing the process of opening the battery cover of an aerosol generating device according to another embodiment.
  • the opening process of the battery cover (801) illustrated in FIGS. 8a and 8b may be identical or similar to the opening process of the battery cover (701) illustrated in FIGS. 7a and 7b, and any duplicate description will be omitted below.
  • the aerosol generating device (1) of FIGS. 8A and 8B includes a battery cover (801) covering a battery pack (11) and a cover slide groove (1c) guiding a sliding movement of the battery cover (801) with respect to the main body (1).
  • the cover slide groove (1c) includes a cover rotation groove (1d) that becomes a rotation center of the battery cover (801) with respect to the main body (1).
  • the battery cover (801) includes a cover slide projection (801c) that engages with a cover slide groove (1c) and a cover rotation projection (801d) that engages with a cover rotation groove (1d).
  • cover slide groove (1c) and the cover rotation groove (1d) can be arranged on the battery cover (801), and the cover slide protrusion (801c) and the cover rotation protrusion (801d) can be arranged on the main body (1).
  • the lower surface of the battery cover (801) is inclined with respect to the insertion direction of the battery pack (11), so that the battery cover (801) can support the battery pack (11) and maintain the closed state of the battery cover (801). That is, since the lower surface of the battery cover (801) is inclined, the portion corresponding to the thickest portion of the lower surface of the battery cover (801) can support the battery pack (11) by coming into contact with the battery pack (11).
  • the cover slide groove (1c) of the main body (1) can be extended in a direction transverse to the direction in which the battery pack (11) is inserted.
  • the battery cover (801) can perform a linear sliding movement by sliding the cover rotation protrusion (801d) along the cover slide groove (1c).
  • the battery cover (801) moves linearly to open the space for receiving the battery pack (11), the pressure force that presses the lower surface of the battery cover (801) toward the inside of the main body (1) is released.
  • the battery cover (801) is in a state where the space for receiving the battery pack (11) is completely opened, the battery pack (11) can be separated from the main body (1).
  • FIG. 9 is a block diagram of an aerosol generating device according to the embodiments illustrated in FIGS. 1 to 8b.
  • the aerosol generating device (1) may include a battery pack (11), a control unit (12), a sensor (13), an output unit (14), an input unit (15), a communication unit (16), a memory (17), and at least one heater (18, 24).
  • the internal structure of the aerosol generating device (1) is not limited to that shown in Fig. 9. That is, depending on the design of the aerosol generating device (1), some of the configurations shown in Fig. 9 may be omitted or new configurations may be added.
  • the sensor (13) can detect the status of the aerosol generating device (1) or the status around the aerosol generating device (1) and transmit the detected information to the control unit (12). Based on the detected information, the control unit (12) can control the aerosol generating device (1) so that various functions such as controlling the operation of the cartridge heater (24) and/or the heater (18), restricting smoking, determining whether a stick (S) and/or cartridge (19) is inserted, and displaying a notification are performed.
  • the sensor (13) may include at least one of a temperature sensor (131), a puff sensor (132), an insertion detection sensor (133), a reuse detection sensor (134), a cartridge detection sensor (135), a cap detection sensor (136), and a movement detection sensor (137).
  • the temperature sensor (131) can detect the temperature at which the cartridge heater (24) and/or the heater (18) is heated.
  • the aerosol generating device (1) may include a separate temperature sensor that detects the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18), or the cartridge heater (24) and/or the heater (18) itself may serve as the temperature sensor.
  • the temperature sensor (131) can output a signal corresponding to the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the temperature sensor (131) can include a resistance element whose resistance value changes in response to a change in the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18). It can be implemented by a thermistor, which is an element that utilizes the property of changing resistance depending on temperature.
  • the temperature sensor (131) can output a signal corresponding to the resistance value of the resistance element as a signal corresponding to the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the temperature sensor (131) can be configured as a sensor that detects the resistance value of the cartridge heater (24) and/or the heater (18). At this time, the temperature sensor (131) can output a signal corresponding to the resistance value of the cartridge heater (24) and/or the heater (18) as a signal corresponding to the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • a temperature sensor (131) may be placed around the battery pack (11) to monitor the temperature of the battery pack (11).
  • the temperature sensor (131) may be placed adjacent to the battery pack (11).
  • the temperature sensor (131) may be attached to one side of the power source, which is the battery pack (11).
  • the temperature sensor (131) may be mounted on one side of a printed circuit board.
  • a temperature sensor (131) is placed inside the body (10) and can detect the internal temperature of the body (10).
  • the puff sensor (132) can detect the user's puff based on various physical changes in the airflow path.
  • the puff sensor (132) can output a signal corresponding to the puff.
  • the puff sensor (132) can be a pressure sensor.
  • the puff sensor (132) can output a signal corresponding to the internal pressure of the aerosol generating device.
  • the internal pressure of the aerosol generating device (1) can correspond to the pressure of the airflow path through which the gas flows.
  • the puff sensor (132) can be arranged corresponding to the airflow path through which the gas flows in the aerosol generating device (1).
  • the insertion detection sensor (133) can detect insertion and/or removal of the stick (S).
  • the insertion detection sensor (133) can detect a signal change according to the insertion and/or removal of the stick (S).
  • the insertion detection sensor (133) can be installed around the insertion space into which the stick (S) is inserted.
  • the insertion detection sensor (133) can detect the insertion and/or removal of the stick (S) according to a change in dielectric constant inside the insertion space.
  • the insertion detection sensor (133) can be an inductive sensor and/or a capacitance sensor.
  • the inductive sensor may include at least one coil.
  • the coil of the inductive sensor may be arranged adjacent to an insertion space into which the stick (S) is inserted.
  • the characteristics of the current flowing in the coil may change according to Faraday's law of electromagnetic induction.
  • the characteristics of the current flowing in the coil may include the frequency of the alternating current, the current value, the voltage value, the inductance value, the impedance value, etc.
  • An inductive sensor can output a signal corresponding to the characteristics of the current flowing in the coil.
  • an inductive sensor can output a signal corresponding to the inductance value of the coil.
  • the capacitance sensor may include a conductor.
  • the conductor of the capacitance sensor may be arranged adjacent to an insertion space into which a stick (S) is inserted.
  • the capacitance sensor may output a signal corresponding to an electromagnetic characteristic of the surroundings, for example, an electrostatic capacitance of the surroundings of the conductor.
  • an electromagnetic characteristic of the surroundings of the conductor for example, an electrostatic capacitance of the surroundings of the conductor.
  • the electromagnetic characteristic of the surroundings of the conductor may change due to the wrapper of the stick (S).
  • the reuse detection sensor (134) can detect whether the stick (S) is reused.
  • the reuse detection sensor (134) can be a color sensor.
  • the color sensor can detect the color of the stick (S).
  • the color sensor can detect the color of a part of a wrapper that wraps the outside of the stick (S).
  • the color sensor can detect a value for an optical characteristic corresponding to the color of an object based on light reflected from the object.
  • the optical characteristic can be a wavelength of light.
  • the color sensor can be implemented as a single configuration with the proximity sensor, or can be implemented as a separate configuration distinct from the proximity sensor.
  • At least some of the wrappers constituting the stick (S) may change color due to the aerosol.
  • the reuse detection sensor (134) may be positioned corresponding to a position where at least some of the wrappers whose color changes due to the aerosol are placed when the stick (S) is inserted into the insertion space.
  • the color of at least some of the wrappers may be a first color.
  • the color of at least some of the wrappers may change to a second color. Meanwhile, the color of at least some of the wrappers may be maintained as the second color after changing from the first color to the second color.
  • the cartridge detection sensor (135) can detect the mounting and/or removal of the cartridge (19).
  • the cartridge detection sensor (135) can be implemented by an inductance-based sensor, a capacitive sensor, a resistance sensor, a Hall sensor (hall IC) using the Hall effect, etc.
  • the cap detection sensor (136) can detect the attachment and/or removal of the cap. When the cap is separated from the body (10), a portion of the cartridge (19) and the body (10) covered by the cap may be exposed to the outside.
  • the cap detection sensor (136) can be implemented by a contact sensor, a hall sensor (hall IC), an optical sensor, or the like.
  • the motion detection sensor (137) can detect the movement of the aerosol generating device.
  • the motion detection sensor (137) can be implemented with at least one of an acceleration sensor and a gyro sensor.
  • the sensor (13) may further include at least one of a humidity sensor, a pressure sensor, a magnetic sensor, a position sensor (GPS), and a proximity sensor. A detailed description of the functions of each sensor may be omitted.
  • the output unit (14) can output information on the status of the aerosol generating device (1) and provide it to the user.
  • the output unit (14) can include at least one of a display (141), a haptic unit (142), and an audio output unit (143), but is not limited thereto.
  • the display (141) and the touch pad form a layered structure to form a touch screen
  • the display (141) can be used as an input device in addition to an output device.
  • the display (141) can visually provide information about the aerosol generating device (1) to the user.
  • the information about the aerosol generating device (1) can mean various information such as the charging/discharging status of the battery pack (11) of the aerosol generating device (1), the preheating status of the heater (18), the insertion/removal status of the stick (S) and/or cartridge (19), the mounting/removal status of the cap, or the status in which the use of the aerosol generating device (1) is restricted (e.g., detection of an abnormal item), and the display (141) can output the information to the outside.
  • the display (141) can be in the form of an LED light-emitting element.
  • the display (141) can be a liquid crystal display panel (LCD), an organic light-emitting display panel (OLED), etc.
  • the haptic unit (142) can convert an electrical signal into a mechanical stimulus or an electrical stimulus to provide tactile information about the aerosol generating device (1) to the user.
  • the haptic unit (142) can generate a vibration corresponding to the completion of the initial preheating when the initial power is supplied to the cartridge heater (24) and/or the heater (18) for a set period of time.
  • the haptic unit (142) can include a vibration motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the acoustic output unit (143) can provide information about the aerosol generating device (1) to the user audibly.
  • the acoustic output unit (143) can convert an electric signal into an acoustic signal and output it to the outside.
  • the battery pack (11) can supply power used to operate the aerosol generating device (1).
  • the battery pack (11) can supply power so that the cartridge heater (24) and/or the heater (18) can be heated.
  • the battery pack (11) can supply power required for the operation of other components provided in the aerosol generating device (1), such as a sensor (13), an output unit (14), an input unit (15), a communication unit (16), and a memory (17).
  • the battery pack (11) can be a rechargeable power source or a disposable power source.
  • the battery pack (11) can be a lithium polymer (LiPoly) power source, but is not limited thereto.
  • the aerosol generating device (1) may further include a power protection circuit.
  • the power protection circuit may be electrically connected to the battery pack (11) and may include a switching element.
  • the power protection circuit can block the power path to the battery pack (11) according to certain conditions. For example, the power protection circuit can block the power path to the battery pack (11) when the voltage level of the battery pack (11) is higher than the first voltage corresponding to overcharge. For example, the power protection circuit can block the power path to the battery pack (11) when the voltage level of the battery pack (11) is lower than the second voltage corresponding to overdischarge.
  • the heater (18) can receive power from the battery pack (11) to heat the medium or aerosol generating material within the stick (S).
  • the aerosol generating device (1) may further include a power conversion circuit (e.g., a DC/DC converter) that converts power from the battery pack (11) and supplies it to the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the aerosol generating device (1) may further include a DC/AC converter that converts the direct current power of the battery pack (11) into alternating current power.
  • the control unit (12), the sensor (13), the output unit (14), the input unit (15), the communication unit (16), and the memory (17) can receive power from the battery pack (11) and perform their functions.
  • a power conversion circuit for example, an LDO (low dropout) circuit or a voltage regulator circuit, which converts the power of the battery pack (11) and supplies it to each component may be further included.
  • a noise filter may be provided between the battery pack (11) and the heater (18).
  • the noise filter may be a low pass filter.
  • the low pass filter may include at least one inductor and a capacitor. The cutoff frequency of the low pass filter may correspond to the frequency of the high frequency switching current applied from the battery pack (11) to the heater (18). By the low pass filter, it is possible to prevent high frequency noise components from being applied to a sensor (13), such as an insertion detection sensor (133).
  • the cartridge heater (24) and/or heater (18) may be formed of any suitable electrically resistive material.
  • suitable electrically resistive materials may be metals or metal alloys including, but not limited to, titanium, zirconium, tantalum, platinum, nickel, cobalt, chromium, hafnium, niobium, molybdenum, tungsten, tin, gallium, manganese, iron, copper, stainless steel, nichrome, and the like.
  • the heater (18) may be implemented as, but is not limited to, a metal wire, a metal plate having electrically conductive tracks arranged thereon, a ceramic heating element, and the like.
  • the heater (18) may be an inductive heating type heater.
  • the heater (18) may include a susceptor that heats the aerosol generating material by generating heat through a magnetic field applied by the coil.
  • the input unit (15) can receive information input from a user or output information to the user.
  • the input unit (15) can be a touch panel.
  • the touch panel can include at least one touch sensor that detects touch.
  • the touch sensor can include, but is not limited to, a capacitive touch sensor, a resistive touch sensor, a surface acoustic wave touch sensor, an infrared touch sensor, etc.
  • the display (141) and the touch panel may be implemented as a single panel.
  • the touch panel may be inserted (on-cell type or in-cell type) into the display (141).
  • the touch panel may be added-on (add-on type) on the display panel.
  • the input unit (15) may include, but is not limited to, buttons, key pads, dome switches, jog wheels, jog switches, etc.
  • the memory (17) is a hardware that stores various data processed in the aerosol generating device (1), and can store data processed and data to be processed in the control unit (12).
  • the memory (17) may include at least one type of storage medium among a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (for example, an SD or XD memory, etc.), a RAM (random access memory), a SRAM (static random access memory), a ROM (read-only memory), an EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory), a PROM (programmable read-only memory), a magnetic memory, a magnetic disk, and an optical disk.
  • the memory (17) may store data on the operation time of the aerosol generating device (1), the maximum number of puffs, the current number of puffs, at least one temperature profile, and a user's smoking pattern.
  • the communication unit (16) may include at least one component for communicating with another electronic device.
  • the communication unit (16) may include at least one of a short-range communication unit and a wireless communication unit.
  • the short-range wireless communication unit may include, but is not limited to, a Bluetooth communication unit, a BLE (Bluetooth Low Energy) communication unit, a Near Field Communication unit, a WLAN (Wi-Fi) communication unit, a Zigbee communication unit, an infrared (IrDA, infrared Data Association) communication unit, a WFD (Wi-Fi Direct) communication unit, a UWB (ultra-wideband) communication unit, an Ant+ communication unit, etc.
  • a Bluetooth communication unit a BLE (Bluetooth Low Energy) communication unit, a Near Field Communication unit, a WLAN (Wi-Fi) communication unit, a Zigbee communication unit, an infrared (IrDA, infrared Data Association) communication unit, a WFD (Wi-Fi Direct) communication unit, a UWB (ultra-wideband) communication unit, an Ant+ communication unit, etc.
  • the wireless communication unit may include, but is not limited to, a cellular network communication unit, an Internet communication unit, a computer network (e.g., a LAN or WAN) communication unit, etc.
  • the aerosol generating device (1) further includes a connection interface, such as a USB (universal serial bus) interface, and can transmit and receive information or charge a battery pack (11) by connecting to another external device through a connection interface, such as a USB interface.
  • a connection interface such as a USB (universal serial bus) interface
  • the control unit (12) can control the overall operation of the aerosol generating device (1).
  • the control unit (12) can include at least one processor.
  • the processor can be implemented as an array of a plurality of logic gates, or can be implemented as a combination of a general-purpose microprocessor and a memory storing a program that can be executed in the microprocessor. It can also be implemented as other types of hardware.
  • the control unit (12) can control the temperature of the heater (18) by controlling the supply of power of the battery pack (11) to the heater (18).
  • the control unit (12) can control the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18) based on the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18) sensed by the temperature sensor (131).
  • the control unit (12) can adjust the power supplied to the cartridge heater (24) and/or the heater (18) based on the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18). For example, the control unit (12) can determine a target temperature for the cartridge heater (24) and/or the heater (18) based on a temperature profile stored in the memory (17).
  • the aerosol generating device (1) may include a power supply circuit (not shown) electrically connected to the battery pack (11) between the battery pack (11) and the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the power supply circuit may be electrically connected to the cartridge heater (24), the heater (18), or the induction coil (181).
  • the power supply circuit may include at least one switching element.
  • the switching element may be implemented by a bipolar junction transistor (BJT), a field effect transistor (FET), or the like.
  • the control unit (12) may control the power supply circuit.
  • the control unit (12) can control power supply by controlling the switching of the switching elements of the power supply circuit.
  • the power supply circuit may be an inverter that converts direct current power output from the battery pack (11) into alternating current power.
  • the inverter may be configured as a full-bridge circuit or a half-bridge circuit including a plurality of switching elements.
  • the control unit (12) can turn on the switching element so that power is supplied from the battery pack (11) to the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the control unit (12) can turn off the switching element so that power is cut off to the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the control unit (12) can control the current supplied from the battery pack (11) by controlling the frequency and/or duty ratio of the current pulse input to the switching element.
  • the control unit (12) can control the voltage output from the battery pack (11) by controlling the switching of the switching element of the power supply circuit.
  • the power conversion circuit can convert the voltage output from the battery pack (11).
  • the power conversion circuit can include a buck converter that steps down the voltage output from the battery pack (11).
  • the power conversion circuit can be implemented through a buck-boost converter, a zener diode, etc.
  • the control unit (12) can control the on/off operation of the switching element included in the power conversion circuit to adjust the level of the voltage output from the power conversion circuit.
  • the level of the voltage output from the power conversion circuit may correspond to the level of the voltage output from the battery pack (11).
  • the duty ratio for the on/off operation of the switching element may correspond to the ratio of the voltage output from the power conversion circuit to the voltage output from the battery pack (11). As the duty ratio for the on/off operation of the switching element decreases, the level of the voltage output from the power conversion circuit may decrease.
  • the heater (18) can be heated based on the voltage output from the power conversion circuit.
  • the control unit (12) can control power to be supplied to the heater (18) by using at least one of the pulse width modulation (PWM) method and the proportional-integral-differential (PID) method.
  • PWM pulse width modulation
  • PID proportional-integral-differential
  • control unit (12) can control a current pulse having a predetermined frequency and duty ratio to be supplied to the heater (18) using the PWM method.
  • the control unit (12) can control the power supplied to the heater (18) by adjusting the frequency and duty ratio of the current pulse.
  • control unit (12) can determine a target temperature that is a target of control based on a temperature profile.
  • the control unit (12) can control the power supplied to the heater (18) by using a PID method, which is a feedback control method using a difference value between the temperature of the heater (18) and the target temperature, a value obtained by integrating the difference value over time, and a value obtained by differentiating the difference value over time.
  • the control unit (12) can prevent the cartridge heater (24) and/or the heater (18) from overheating.
  • the control unit (12) can control the operation of the power conversion circuit to cut off the supply of power to the cartridge heater (24) and/or the heater (18) based on the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18) exceeding a preset limit temperature.
  • the control unit (12) can reduce the amount of power supplied to the cartridge heater (24) and/or the heater (18) by a predetermined ratio based on the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18) exceeding a preset limit temperature.
  • the control unit (12) can determine that the aerosol generating material contained in the cartridge (19) is exhausted based on the temperature of the cartridge heater (24) exceeding a preset limit temperature, and can cut off the supply of power to the cartridge heater (24).
  • the control unit (12) can control charging and discharging of the battery pack (11).
  • the control unit (12) can check the temperature of the battery pack (11) based on the output signal of the temperature sensor (131).
  • the control unit (12) can check whether the temperature of the battery pack (11) is equal to or higher than the first limit temperature, which is a criterion for blocking charging of the battery pack (11). When the temperature of the battery pack (11) is lower than the first limit temperature, the control unit (12) can control the battery pack (11) to be charged based on a preset charging current. When the temperature of the battery pack (11) is equal to or higher than the first limit temperature, the control unit (12) can block charging of the battery pack (11).
  • the control unit (12) can check whether the temperature of the battery pack (11) is equal to or higher than the second limit temperature, which is a criterion for blocking discharge of the battery pack (11). If the temperature of the battery pack (11) is lower than the second limit temperature, the control unit (12) can control to use the power stored in the battery pack (11). If the temperature of the battery pack (11) is equal to or higher than the second limit temperature, the control unit (12) can stop using the power stored in the battery pack (11).
  • the control unit (12) can calculate the remaining capacity of the power stored in the battery pack (11). For example, the control unit (12) can calculate the remaining capacity of the battery pack (11) based on the voltage and/or current sensing values of the battery pack (11).
  • the control unit (12) can determine whether a stick (S) is inserted into the insertion space through the insertion detection sensor (133). The control unit (12) can determine that the stick (S) is inserted based on the output signal of the insertion detection sensor (133). If it is determined that the stick (S) is inserted into the insertion space, the control unit (12) can control to supply power to the cartridge heater (24) and/or the heater (18). For example, the control unit (12) can supply power to the cartridge heater (24) and/or the heater (18) based on the temperature profile stored in the memory (17).
  • the control unit (12) can determine whether the stick (S) is removed from the insertion space. For example, the control unit (12) can determine whether the stick (S) is removed from the insertion space through the insertion detection sensor (133). For example, the control unit (12) can determine that the stick (S) is removed from the insertion space when the temperature of the heater (18) is higher than a limited temperature or when the temperature change slope of the heater (18) is higher than a set slope. When it is determined that the stick (S) is removed from the insertion space, the control unit (12) can cut off the power supply to the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the control unit (12) can control the power supply time and/or power supply amount to the heater (18) according to the state of the stick (S) detected by the sensor (13).
  • the control unit (12) can check the level range that includes the level of the signal of the capacitance sensor based on a lookup table.
  • the control unit (12) can determine the moisture content of the stick (S) according to the checked level range.
  • control unit (12) can control the power supply time to the heater (18) to increase the preheating time of the stick (S) compared to the normal state.
  • the control unit (12) can determine whether the stick (S) inserted into the insertion space is reused through the reuse detection sensor (134). For example, the control unit (12) can compare the sensing value of the signal of the reuse detection sensor with a first reference range that includes a first color, and if the sensing value is included in the first reference range, it can determine that the stick (S) has not been used. For example, the control unit (12) can compare the sensing value of the signal of the reuse detection sensor with a second reference range that includes a second color, and if the sensing value is included in the second reference range, it can determine that the stick (S) has been used. If it is determined that the stick (S) has been used, the control unit (12) can cut off the supply of power to the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the control unit (12) can determine whether the cartridge (19) is coupled and/or removed through the cartridge detection sensor (135). For example, the control unit (12) can determine whether the cartridge (19) is coupled and/or removed based on the sensing value of the signal of the cartridge detection sensor.
  • the control unit (12) can determine whether the aerosol generating material of the cartridge (19) is exhausted. For example, the control unit (12) can preheat the cartridge heater (24) and/or the heater (18) by applying power, and determine whether the temperature of the cartridge heater (24) exceeds a limit temperature during the preheating section. If the temperature of the cartridge heater (24) exceeds the limit temperature, the control unit (12) can determine that the aerosol generating material of the cartridge (19) is exhausted. If the control unit (12) determines that the aerosol generating material of the cartridge (19) is exhausted, the control unit (12) can cut off the supply of power to the cartridge heater (24) and/or the heater (18).
  • the control unit (12) can determine whether the cartridge (19) is usable. For example, the control unit (12) can determine that the cartridge (19) cannot be used if the current number of puffs is greater than or equal to the maximum number of puffs set for the cartridge (19) based on data stored in the memory (17). For example, the control unit (12) can determine that the cartridge (19) cannot be used if the total time that the cartridge heater (24) has been heated is greater than or equal to the preset maximum time or the total amount of power supplied to the cartridge heater (24) is greater than or equal to the preset maximum amount of power.
  • the control unit (12) can perform a judgment regarding the user's inhalation through the puff sensor (132). For example, the control unit (12) can determine whether a puff has occurred based on the sensing value of the signal of the puff sensor. For example, the control unit (12) can determine the intensity of the puff based on the sensing value of the signal of the puff sensor (132). If the number of puffs reaches a preset maximum number of puffs or if no puffs are detected for a preset time or longer, the control unit (12) can cut off the supply of power to the cartridge heater (24) and/or heater (18).
  • the control unit (12) can determine whether the cap is attached and/or removed through the cap detection sensor (136). For example, the control unit (12) can determine whether the cap is attached and/or removed based on the sensing value of the signal of the cap detection sensor.
  • the control unit (12) can control the output unit (14) based on the result detected by the sensor (13). For example, when the number of puffs counted through the puff sensor (132) reaches a preset number, the control unit (12) can notify the user that the aerosol generating device (1) will soon be terminated through at least one of the display (141), the haptic unit (142), and the sound output unit (143). For example, the control unit (12) can notify the user through the output unit (14) based on the determination that the stick (S) does not exist in the insertion space. For example, the control unit (12) can notify the user through the output unit (14) based on the determination that the cartridge (19) and/or the cap is not mounted. For example, the control unit (12) can transmit information on the temperature of the cartridge heater (24) and/or the heater (18) to the user through the output unit (14).
  • the control unit (12) can store and update the history of the event that occurred in the memory (17) based on the occurrence of a predetermined event.
  • the event can include operations such as detection of insertion of the stick (S), initiation of heating of the stick (S), detection of puff, termination of puff, detection of overheating of the cartridge heater (24) and/or the heater (18), detection of overvoltage application to the cartridge heater (24) and/or the heater (18), termination of heating of the stick (S), power on/off of the aerosol generating device (1), initiation of charging of the battery pack (11), detection of overcharge of the battery pack (11), termination of charging of the battery pack (11), etc., performed in the aerosol generating device (1).
  • the history of the event can include the time when the event occurred, log data corresponding to the event, etc.
  • the log data corresponding to the event can include data on the sensing value of the insertion detection sensor (133), etc.
  • log data corresponding to the event may include data on the temperature of the cartridge heater (24) and/or heater (18), the voltage applied to the cartridge heater (24) and/or heater (18), the current flowing to the cartridge heater (24) and/or heater (18), etc.
  • the control unit (12) can control to form a communication link with an external device, such as a user's mobile terminal.
  • the control unit (12) can release the restriction on the use of at least one function of the aerosol generating device (1).
  • the data regarding authentication can include data indicating completion of user authentication for a user corresponding to the external device.
  • the user can perform user authentication through the external device.
  • the external device can determine whether user data is valid based on the user's birthday, a unique number indicating the user, etc., and can receive data regarding the use authority of the aerosol generating device (1) from an external server.
  • the external device can transmit data indicating completion of user authentication to the aerosol generating device (1) based on the data regarding the use authority.
  • control unit (12) can release the restriction on the use of at least one function of the aerosol generating device (1).
  • control unit (12) can release the restriction on the use of the heating function that supplies power to the heater (18) when user authentication is completed.
  • the control unit (12) can transmit data on the status of the aerosol generating device (1) to the external device through a communication link formed with the external device. Based on the received status data, the external device can output the remaining capacity of the battery pack (11) of the aerosol generating device (1), the operation mode, etc. through the display of the external device.
  • the external device can transmit a location search request to the aerosol generating device (1) based on an input that initiates location search of the aerosol generating device (1).
  • the control unit (12) can control at least one of the output devices to perform an operation corresponding to the location search based on the received location search request.
  • the haptic unit (142) can generate vibration in response to the location search request.
  • the display (141) can output an object corresponding to the location search and the end of the search in response to the location search request.
  • the control unit (12) can control to perform a firmware update when receiving firmware data from an external device.
  • the external device can check the current version of the firmware of the aerosol generating device (1) and determine whether a new version of the firmware exists.
  • the external device can receive a new version of the firmware data and transmit the new version of the firmware data to the aerosol generating device (1).
  • the control unit (12) can control to perform a firmware update of the aerosol generating device (1) when receiving a new version of the firmware data.
  • the control unit (12) can transmit data on the sensing value of at least one sensor (13) to an external server (not shown) through the communication unit (16), and receive and store a learning model generated by learning the sensing value through machine learning such as deep learning from the server.
  • the control unit (12) can perform an operation of determining a user's inhalation pattern, an operation of generating a temperature profile, etc., using the learning model received from the server.
  • the control unit (12) can store, in the memory (17), the sensing value data of at least one sensor (13) and data for learning an artificial neural network (ANN).
  • the memory (17) can store a database for each component equipped in the aerosol generating device (1) for learning the artificial neural network (ANN), and weights and biases forming the artificial neural network (ANN) structure.
  • the control unit (12) can learn data on the sensing values of at least one sensor (13), the user's suction pattern, temperature profile, etc., stored in the memory (17), and generate at least one learning model used for determining the user's suction pattern, generating a temperature profile, etc.
  • any of the embodiments or other embodiments of the present disclosure described above are not mutually exclusive or distinct. Any of the embodiments or other embodiments of the present disclosure described above may have their respective components or functions combined or used together.
  • a configuration A described in a particular embodiment and/or drawing can be combined with a configuration B described in another embodiment and/or drawing. That is, even if a combination between configurations is not directly described, it means that a combination is possible, except in cases where a combination is described as impossible.
  • the embodiments relate to an aerosol generating device having a detachable battery.

Landscapes

  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

에어로졸 생성 장치는 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성기와, 에어로졸 생성기가 배치되는 본체와, 에어로졸 생성기에 전력을 공급하기 위한 배터리와, 배터리를 수용하는 배터리 케이스를 포함하는 배터리팩을 포함하고, 본체와 배터리팩의 어느 하나는 본체에 대한 상기 배터리팩의 위치를 유지하는 후크 돌기를 포함하고, 본체와 배터리팩의 다른 하나는 후크 돌기가 결합하는 후크 홈을 포함하고, 배터리팩은 본체에 대해 슬라이딩 이동하여 본체에 탈부착이 가능하게 결합한다.

Description

에어로졸 생성 장치
실시예들은 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리가 탈부착이 가능하게 결합하는 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성하는 방법이 아닌, 에어로졸 생성 장치를 이용하여 궐련 또는 에어로졸 생성 물질을 가열함으로써 에어로졸을 생성하는 시스템에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
에어로졸 생성 장치는 휴대의 편리성을 위해 전력을 재충전할 수 있는 배터리를 사용하고 있는데, 배터리셀은 수명이 제한적이므로 수명이 다할 경우 이를 교체해야 한다. 이에 따라 교체 시 전자폐기물 감소 및 환경 보호, 사용 수명 연장 등의 목적을 위해, 사용자가 용이하게 탈착할 수 있는 배터리에 대한 개발 필요성이 대두된다.
또한 분리형 배터리를 사용하는 경우에도 에어로졸 생성 장치의 전원 공급이 안정적으로 이루어지도록 분리형 배터리의 안정적인 전기적 연결 구조가 필요하다.
또한 사용자가 분리형 배터리를 에어로졸 생성 장치에 결합하거나 분리형 배터리를 에어로졸 생성 장치로부터 분리하는 동작을 편리하게 실시할 수 있도록, 분리형 배터리의 장착 구조가 개선될 필요가 있다.
실시예들의 목적은 배터리가 탈부착 가능하게 결합하는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 데 있다.
또한 실시예들의 목적은 사용자가 편리하게 배터리를 탈부착할 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 데 있다.
또한 실시예들의 목적은 사용자가 에어로졸 생성 장치에 배터리를 오장착하는 것을 방지하는 배터리 구조를 제공하는 데 있다.
또한 실시예들의 목적은 에어로졸 생성 장치와 배터리의 안정적인 전기 접속을 위한 배터리 지지구조를 제공하는 데 있다.
실시예들의 목적은 상술한 바에 한정되지 않으며 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치는 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성기와, 에어로졸 생성기가 배치되는 본체와, 에어로졸 생성기에 전력을 공급하기 위한 배터리셀과, 배터리를 수용하는 배터리 케이스를 포함하는 배터리를 포함한다. 배터리는 본체에 대해 슬라이딩 이동하여 본체에 탈부착이 가능하게 결합할 수 있다.
본체와 배터리의 어느 하나는 본체에 대한 상기 배터리의 위치를 유지하는 후크 돌기를 포함할 수 있고, 본체와 배터리의 다른 하나는 후크 돌기가 결합하는 후크 홈을 포함할 수 있다.
후크 돌기와 후크 홈의 어느 하나는 배터리팩의 삽입 방향에 대한 배터리팩의 단부면에 배치될 수 있고, 후크 돌기와 후크 홈의 다른 하나는 배터리팩의 단부면에 대응하는 본체의 내벽면에 배치될 수 있다.
본체와 배터리팩의 어느 하나는 본체에 대한 배터리팩의 슬라이딩 이동을 안내하는 슬라이드 돌기를 더 포함할 수 있고, 본체와 배터리팩의 다른 하나는 슬라이드 돌기와 결합하는 슬라이드 홈을 더 포함할 수 있다.
후크 돌기와 후크 홈의 어느 하나는 슬라이드 돌기가 배치되는 본체 또는 배터리팩의 표면에 배치될 수 있고, 후크 돌기와 후크 홈의 다른 하나는 슬라이드 홈이 배치되는 본체 또는 배터리팩의 표면에 배치될 수 있다.
본체는 본체 단자를 더 포함할 수 있고, 배터리팩은 본체 단자와 전기적으로 연결되는 배터리 단자를 더 포함할 수 있다. 본체 단자는 슬라이드 돌기와 슬라이드 홈의 어느 하나에 배치될 수 있고, 배터리 단자는 슬라이드 돌기와 슬라이드 홈의 다른 하나에 배치될 수 있다.
본체는 본체 단자를 더 포함할 수 있고, 배터리팩은 본체 단자와 전기적으로 연결되는 배터리 단자를 더 포함할 수 있고, 본체 단자는 후크 돌기와 후크 홈의 어느 하나에 배치될 수 있고, 배터리 단자는 후크 돌기와 후크 홈의 다른 하나에 배치될 수 있다.
배터리팩의 삽입 방향에 대해 가로지르는 방향의 배터리팩의 단면의 형상은 비대칭일 수 있다.
본체는 배터리팩을 수용하는 수용 공간과, 배터리팩을 덮도록 본체에 결합하는 배터리 커버를 더 포함할 수 있다. 배터리 커버는 본체에 대해 슬라이딩 이동하여 수용 공간을 개방할 수 있다.
배터리 커버와 본체의 어느 하나는 본체에 대한 배터리 커버의 슬라이딩 이동을 안내하는 커버 슬라이드 돌기를 포함할 수 있고, 배터리 커버와 본체의 다른 하나는 커버 슬라이드 돌기가 결합하는 커버 슬라이드 홈을 더 포함할 수 있다.
커버 슬라이드 돌기를 포함하는 배터리 커버와 본체의 어느 하나는 커버 슬라이드 돌기의 단부에 배치되는 커버 회전 돌기를 더 포함할 수 있다. 커버 슬라이드 홈은 커버 회전 돌기가 결합하는 커버 회전 홈을 포함할 수 있다.
배터리 커버는 본체에 대해 슬라이딩 이동한 후, 커버 회전 돌기를 중심으로 회전하여 수용 공간을 개방할 수 있다.
커버 슬라이드 홈은 배터리팩의 삽입 방향을 가로지르는 방향으로 연장될 수 있다.
본체는 배터리팩을 탄성적으로 가압하는 본체 가압부를 더 포함할 수 있다.
배터리 커버는 배터리팩을 탄성적으로 가압하는 배터리 가압부를 더 포함할 수 있다.
커버 슬라이드 홈은 배터리팩의 삽입 방향에 대해 경사를 이루며 연장될 수 있다.
배터리 커버는 배터리팩의 단부면과 접촉하며 배터리팩의 삽입 방향으로 배터리팩을 가압하는 커버 돌출부를 더 포함할 수 있다.
배터리팩은 배터리 단자를 더 포함할 수 있고, 배터리 커버는 배터리 단자와 전기적으로 연결되는 커버 단자를 더 포함할 수 있고, 배터리 단자는 배터리팩의 삽입 방향에 대한 배터리팩의 단부면에 배치될 수 있고, 커버 단자는 배터리 단자와 접촉하는 배터리 커버의 일 면에 배치될 수 있다.
상술한 바와 같은 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치에서는 배터리가 본체에 탈부착 가능하게 결합할 수 있다.
또한 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치에서는 배터리가 슬라이딩 운동에 의해 본체에 삽입되고, 본체에 대한 배터리의 위치가 고정되며 배터리가 용이하게 탈부착될 수 있다.
또한 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치에서는 배터리의 삽입 방향의 단면의 형상을 비대칭으로 가공하여 사용자가 본체에 배터리를 오장착하는 것을 방지할 수 있다.
또한 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치에서는 본체와 배터리의 결합 상태가 배터리 커버 및 가압부에 의해 안정적으로 유지될 수 있는 바, 배터리와 본체의 전기적 접속구조와 물리적 지지구조가 원활하게 유지될 수 있다.
실시예들의 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1 내지 도 3은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 4는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 구성 요소들을 분리하여 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 단면도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 관한 배터리팩을 도시한 사시도이다.
도 7a 및 도 7b는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 배터리 커버가 개방되는 과정을 순서대로 나타내는 개념도이다.
도 8a 및 도 8b는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 배터리 커버가 개방되는 과정을 순서대로 나타내는 개념도이다.
도 9는 도 1 내지 도 8b에 도시된 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
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.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "적어도 어느 하나의"와 같은 표현이 배열된 구성요소들 앞에 있을 때, 배열된 각각의 구성이 아닌 전체 구성 요소들을 수식한다. 예를 들어, "a, b, 및 c 중 적어도 어느 하나"라는 표현은 a, b, c, 또는 a와 b, a와 c, b와 c, 또는 a와 b와 c를 포함하는 것으로 해석하여야 한다.
일 실시예에서, 에어로졸 생성 장치는 내부 공간에 수용되는 궐련을 전기적으로 가열하여 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 히터를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 히터는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터는 전기 전도성 트랙(track)을 포함할 수 있고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐르면 히터가 가열될 수 있다.
히터는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있고, 가열 요소의 모양에 따라 궐련의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
궐련은 담배 로드 및 필터 로드를 포함할 수 있다. 담배 로드는 시트(sheet)로 제작될 수 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수 있고, 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수 있다. 또한, 담배 로드는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
필터 로드는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 필터 로드는 적어도 하나 이상의 세그먼트로 구성될 수 있다. 예를 들어, 필터 로드는 에어로졸을 냉각하는 제1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제2 세그먼트를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지를 이용하여 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지 및 카트리지를 지지하는 본체를 포함할 수 있다. 카트리지는 본체와 착탈 가능하게 결합될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 카트리지는 본체와 일체로 형성되거나 조립될 수 있고, 사용자에 의해 탈착되지 않도록 고정될 수도 있다. 카트리지는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체에 장착될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 카트리지가 본체에 결합된 상태에서 카트리지 내부에 에어로졸 생성 물질이 주입될 수도 있다.
카트리지는 액체 상태, 고체 상태, 기체 상태, 겔(gel) 상태 등의 다양한 상태들 중 어느 하나의 상태를 갖는 에어로졸 생성 물질을 보유할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 액상 조성물을 포함할 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.
카트리지는 본체로부터 전달되는 전기 신호 또는 무선 신호 등에 의해 작동함으로써, 카트리지 내부의 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기체의 상으로 변환하여 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수 있다. 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화된 입자 및 공기가 혼합된 상태의 기체를 의미할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 에어로졸 생성 장치는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있고, 생성된 에어로졸은 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 즉, 액상 조성물로부터 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 에어로졸 생성 장치는 초음파 진동 방식을 이용하여 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다. 이때, 초음파 진동 방식은 진동자에 의해 발생되는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시킴으로써 에어로졸을 발생시키는 방식을 의미할 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 진동자를 포함할 수 있고, 진동자를 통해 짧은 주기의 진동을 발생시켜 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있다. 진동자에서 발생되는 진동은 초음파 진동일 수 있고, 초음파 진동의 주파수 대역은 약 100kHz 내지 약 3.5MHz 주파수 대역일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 심지를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 심지는 진동자의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치되거나 또는 진동자의 적어도 일 영역과 접촉하도록 배치될 수 있다.
진동자에 전압(예: 교류 전압)이 인가됨에 따라, 진동자로부터 열 및/또는 초음파 진동이 발생할 수 있으며, 진동자로부터 발생된 열 및/또는 초음파 진동은 심지에 흡수된 에어로졸 생성 물질에 전달될 수 있다. 심지에 흡수된 에어로졸 생성 물질은 진동자로부터 전달되는 열 및/또는 초음파 진동에 의해 기체의 상(phase)으로 변환될 수 있으며, 그 결과 에어로졸이 생성될 수 있다.
예를 들어, 진동자로부터 발생된 열에 의해 심지에 흡수된 에어로졸 생성 물질의 점도가 낮아질 수 있으며, 진동자로부터 발생된 초음파 진동에 의해 점도가 낮아진 에어로졸 생성 물질이 미세 입자화됨으로써, 에어로졸이 생성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또 다른 실시예에서, 에어로졸 생성 장치는 유도 가열(induction heating) 방식으로 에어로졸 생성 장치에 수용되는 에어로졸 생성 물품을 가열함으로써, 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 서셉터(susceptor) 및 코일을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 코일은 서셉터에 자기장을 인가할 수 있다. 에어로졸 생성 장치로부터 코일에 전력이 공급됨에 따라, 코일의 내부에는 자기장이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 서셉터는 외부 자기장에 의해 발열하는 자성체일 수 있다. 서셉터가 코일의 내부에 위치하여 자기장이 인가됨에 따라, 발열함으로써 에어로졸 생성 물품이 가열될 수 있다. 또한, 선택적으로, 서셉터는 에어로졸 생성 물품 내에 위치할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 에어로졸 생성 장치는 크래들(cradle)을 더 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 장치는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치의 배터리를 충전할 수 있다. 또는 크래들과 에어로졸 생성 장치가 결합된 상태에서 히터가 가열될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시예에 대하여 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 개시는 앞서 설명된 다양한 실시예들의 에어로졸 생성 장치들에서 구현 가능한 형태로 실시되거나 또는 여러 가지 상이한 형태로 구현되어 실시될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 제한되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 일 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성 장치의 일 예들을 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성 장치에 궐련(이하, '에어로졸 생성 물품'또는 '스틱'과 동일한 의미로 사용될 수 있음)이 삽입된 예들을 도시하였다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리팩(11), 제어부(12) 및 히터(18)를 포함한다. 도 2를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 카트리지(19, 또는 증기화기)를 더 포함한다. 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 공간에는 에어로졸 생성 물품(S)이 삽입될 수 있다.
에어로졸 생성 물품(S)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(1)는 히터(18) 및/또는 카트리지(19)를 작동시켜, 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(18) 및/또는 카트리지(19)에 의하여 발생된 에어로졸은 에어로졸 생성 물품(S)을 통과하여 사용자에게 전달된다. 필요에 따라, 에어로졸 생성 물품(S)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성 장치(1)는 히터(18)를 가열할 수 있다.
한편, 히터(18)는 생략될 수도 있다. 도 3을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리팩(11), 제어부(12) 및 카트리지(19)를 포함한다. 도 3의 에어로졸 생성 장치(1)에는 에어로졸 생성 물품(S)이 삽입될 수 있는 공간이 없고, 에어로졸 생성 물품(S)을 가열하기 위한 히터(18)가 배치되지 않는다.
도 1 내지 도 3에 도시된 에어로졸 생성 장치(1)에는 본 실시 예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서 도 1 내지 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(1)에 더 포함될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 에어로졸 생성 장치(1)에는 구성 요소들이 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 구조는 도시된 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 카트리지(19) 및 히터(18)는 병렬로 배치될 수 있다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(1)의 설계에 따라, 배터리팩(11), 제어부(12), 히터(18) 및 카트리지(19)의 배치는 변경될 수 있다.
배터리팩(11)은 에어로졸 생성 장치(1)가 동작하는 데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리팩(11)은 히터(18) 또는 카트리지(19)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12)가 동작하는 데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한 배터리팩(11)은 에어로졸 생성 장치(1)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는 데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
배터리팩(11)은 제거 가능한 타입(착탈식, 분리형)의 전원일 수 있다. 배터리팩(11)에는 전기 접촉부가 구비되어 있고, 배터리팩(11)이 에어로졸 생성 장치(1)에 장착된 경우 배터리팩(11)의 전기 접촉부는 에어로졸 생성 장치(1)에 구비된 전기 접촉부에 전기적으로 연결되어 에어로졸 생성 장치(1)에 전력을 공급하도록 구현될 수 있다.
다른 예로써, 배터리팩(11)에는 별도의 전기 접촉부 대신에, 에어로졸 생성 장치(1)에 무선 충전 방식으로 전력을 공급하기 위한 충전 코일이 구비될 수도 있다. 즉, 배터리팩(11)의 전력 공급 방식은 다양할 수 있고, 배터리팩(11)이 지원하는 전력 공급 방식에 따라 배터리팩(11) 및 에어로졸 생성 장치(1)의 전기적 연결 방식이 달라질 수 있다.
착탈 가능한 배터리팩(11)은 외부의 충전기와 연결될 수 있는 충전기 인터페이스를 구비할 수 있다. 충전기 인터페이스를 통해 착탈 가능한 배터리팩(11)을 충전하기 위한 전력이 배터리팩(11)으로 제공될 수 있다. 배터리팩(11)은 에어로졸 생성 장치(1)에 결합된 상태 또는 에어로졸 생성 장치(1)로부터 분리된 상태에서, 외부의 충전기에 의해 충전될 수 있다.
제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(12)는 배터리팩(11), 히터(18) 및 카트리지(19)뿐만 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 제어부(12)는 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있다.
히터(18)는 배터리팩(11)으로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 히터(18)는 궐련의 외부에 위치할 수 있다. 따라서 가열된 히터(18)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(18)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(18)는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(18)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(18)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(1)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(18)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 에어로졸 생성 장치(1)는 히터(18)를 둘러싸는 유도 코일(미도시)을 포함할 수 있다. 배터리팩(11)에 의해 유도 코일에 전력이 공급되면, 유도 코일은 히터(18)를 발열시킬 수 있다. 히터(18)는 서셉터(susceptor)로서, 히터(18)는 유도 코일을 통해 흐르는 AC 전류에 의해 발생된 자기장에 의해 발열될 수 있다. 자기장은 히터(18)를 관통하고, 히터(18) 내에 와전류를 발생시킬 수 있다. 전류는 히터(18)에 열을 발생시킬 수 있다.
한편, 궐련은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다. 궐련의 내부에 서셉터가 포함될 수 있고, 궐련의 내부의 서셉터는 유도 코일을 통해 흐르는 AC 전류에 의해 발생된 자기장에 의해 발열될 수 있다.
도 1 및 도 2에는 히터(18)가 에어로졸 생성 물품(S)의 외부에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 실시예들은 히터의 배치 위치에 의해 한정되지 않는다. 히터(18)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 에어로졸 생성 물품(S)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한 에어로졸 생성 장치(1)에는 히터(18)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(18)들은 에어로졸 생성 물품(S)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 에어로졸 생성 물품(S)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한 복수 개의 히터(18)들 중 일부는 에어로졸 생성 물품(S)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 에어로졸 생성 물품(S)의 외부에 배치될 수 있다. 또한 히터(18)의 형상은 도 1 및 도 2에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
카트리지(19)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 물품(S)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다.
다시 말해, 카트리지(19)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(1)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있다. 도 1 및 도 2에서는, 기류 통로를 따라 이동한 에어로졸이 에어로졸 생성 물품(S)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 도 3에서는, 기류 통로를 따라 이동한 에어로졸이 마우스피스(20)를 통해 사용자에게 전달될 수 있다.
카트리지(19)는 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 카트리지 히터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 카트리지 히터는 독립적인 모듈로서 에어로졸 생성 장치(1)에 포함될 수도 있다.
액체 저장부는 액상 조성물을 저장할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다. 액체 저장부는 카트리지(19)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 카트리지(19)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 끽미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한 액상 조성물은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
액체 전달 수단은 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
카트리지 히터는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소이다. 카트리지 히터는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 다양한 방식을 포함할 수 있다.
일 예시로, 카트리지 히터는 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액체 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수 있다. 카트리지 히터는, 전류 공급에 의해 가열될 수 있으며, 카트리지 히터와 접촉된 액체 조성물에 열을 전달하여, 액체 조성물을 가열할 수 있다. 그 결과, 에어로졸이 생성될 수 있다.
다른 예시로, 카트리지 히터는 유도 자기장에 의해 가열되는 서셉터 물질로 구성되어, 가열 요소와 별개로 배치되는 유도 코일에서 발생한 유도 자기장에 의해 가열될 수 있다.
또 다른 예시로, 카트리지 히터는 초음파 진동 방식을 이용함으로써 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 초음파 진동자일 수 있다. 초음파 진동 방식은 진동자에 의해 발생되는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시킴으로써 에어로졸을 생성하는 방식을 의미할 수 있다.
카트리지 히터는 액체 전달 수단에 감기는 것과 같이 구조적 특징에 따른 결합뿐만 아니라, 액체 전달 수단에 도포, 분사, 증착, 도금, 침지, 페인팅, 인쇄, 3D 프린팅, 기구물의 사용 등 영구적 또는 가역적으로 부착되어 액체 전달 수단에 배치될 수 있다. 또한 카트리지 히터는 액체 전달 수단을 제작하는 과정에서 카트리지 히터를 같이 소결하는 등의 방식으로 액체 전달 수단에 배치될 수 있다. 다만 카트리지 히터의 배치는 상술한 예시에 한정되지 않고, 카트리지 히터의 기능이 유지되면서 액체 전달 수단에 배치될 수 있는 다양한 방식을 포함할 수 있다.
카트리지 히터는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
카트리지(19)는 에어로졸 생성 장치(1)의 본체 내지 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입 및 탈착될 수 있다. 카트리지(19)가 저장하는 에어로졸 생성 물질이 모두 소비되면, 에어로졸 생성 물질이 카트리지(19)에 새로이 보충되거나, 에어로졸 생성 물질이 저장된 다른 카트리지(19)로 교체될 수도 있다.
한편, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리팩(11), 제어부(12), 히터(18) 및 카트리지(19) 외에 다른 구성요소들을 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 에어로졸 생성 물품(S)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 1 내지 도 3에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(1)의 배터리팩(11)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(1)가 결합된 상태에서 히터(18)가 가열될 수도 있다.
에어로졸 생성 물품(S)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하면 에어로졸 생성 물품(S)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제1 부분(S1)과 필터 등을 포함하는 제2 부분(S2)으로 구분될 수 있다. 제1 부분(S1)은 이하에서 '매질부'로 지칭될 수 있다.
에어로졸 생성 물품(S)의 제2 부분(S2)에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제 2 부분(S2)에 삽입될 수도 있다.
에어로졸 생성 장치(1)의 내부에는 제1 부분(S1)의 전체가 삽입되고, 제2 부분(S2)은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부에 제1 부분(S1)의 일부만 삽입될 수도 있고, 제1 부분(S1)의 전체 및 제 2 부분(S2)의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제2 부분(S2)을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제1 부분(S1)을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제2 부분(S2)을 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.
도 4는 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 구성 요소들을 분리하여 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치(1)는 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성기(미도시)가 배치되는 본체(1)와, 에어로졸 생성기(미도시)에 전력을 공급하기 위한 배터리팩(11)을 포함한다.
배터리팩(11)은 본체(1)와 탈부착 가능하게 결합하기 위하여 본체(1)에 대해 직선적으로 이동 가능하다. 배터리팩의 외측면(403)과 본체(1)의 내측면(404)이 서로 접촉하며 -X축 방향으로 슬라이딩 이동하여 장착될 수 있다. 배터리팩의 삽입 방향에 대한 단부면(402)과 이에 대응되는 본체의 내벽면(401)이 최종적으로 접촉하게 되면 본체(1)에 대한 배터리팩(11)의 장착이 완료된다.
배터리팩(11)과 본체(1)는 배터리팩(11)을 본체(1)에 대해 고정하기 위해 후크 돌기(11a)와 후크 홈(1a)을 포함할 수 있다. 후크 돌기(11a)는 본체(1)와 배터리팩(11)의 어느 하나에 배치될 수 있다. 후크 돌기(11a)와 결합하는 후크 홈(1a)은 본체(1)와 배터리팩(11)의 다른 하나에 배치될 수 있다. 후크 돌기(11a)와 후크 홈(1a)은 서로 결합함으로써 본체(1)와 배터리팩(11)의 위치를 유지할 수 있다.
예를 들어, 후크 돌기(11a)는 배터리팩(11)의 삽입 방향에 대한 단부면(402)에 배치되고, 후크 홈(1a)은 배터리팩(11)의 단부면(402)에 대응되는 본체(1)의 내벽면(401)에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 후크 홈(1a)이 배터리팩의 삽입 방향에 대한 단부면(402)에 배치되고, 후크 돌기(11a)가 단부면(402)에 대응되는 본체의 내벽면(401)에 배치될 수 있다.
또 다른 예로서, 후크 돌기(11a)는 배터리팩(11)이 슬라이드 접촉하는 배터리팩의 외측면(403)에 배치되고, 후크 홈(1a)은 배터리팩(11)의 외측면(403)에 대응되는 본체(1)의 내측면(404)에 배치될 수 있다. 또 다른 예로서, 후크 홈(1a)은 배터리팩(11)이 슬라이드 접촉하는 배터리팩의 외측면(403)에 배치되고, 후크 돌기(11a)는 이에 대응되는 본체의 내측면(404)에 배치될 수 있다.
후크 돌기(11a)는 본체(1) 또는 배터리팩(11)의 내부의 탄성부(미도시)에 의해 본체(1) 또는 배터리팩(11)의 내부 방향으로 가압될 수 있다. 사용자가 탄성부(미도시)를 압축하여 후크 돌기(11a)를 본체(1) 또는 배터리팩(11) 내로 삽입할 수 있다. 배터리팩(11)의 본체(1)에 대한 슬라이드 운동이 종료되면 후크 돌기(11a)가 탄성부(미도시)의 탄성에 의해 본체(1) 또는 배터리팩(11)의 외부 방향으로 돌출되어 본체(1)의 후크 홈(1a)과 결합할 수 있다.
배터리팩(11)과 본체(1)는 배터리팩(11)의 본체(1)에 대한 원활한 슬라이딩 이동을 위해 별도의 슬라이드 돌기(11b)와 슬라이드 홈(1b)을 포함할 수 있다. 슬라이드 돌기(11b)는 슬라이드 홈(1b)과 결합하여 배터리팩(11)의 본체(1)에 대한 슬라이딩 이동을 안내할 수 있다.
슬라이드 돌기(11b)는 본체(1)와 배터리팩(11)의 어느 하나에 배치될 수 있다. 슬라이드 돌기(11b)와 결합하는 슬라이드 홈(1b)은 본체(1)와 배터리팩(11)의 다른 하나에 배치될 수 있다. 예를 들어 슬라이드 돌기(11b)는 배터리팩(11)의 외측면에 배치되고, 슬라이드 홈(1b)은 이에 대응되는 본체의 내벽면에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 슬라이드 홈(1b)은 배터리팩(11)의 외측면에 배치되고, 슬라이드 돌기(11b)는 이에 대응되는 본체의 내벽면에 배치될 수 있다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 본체(1)는 본체 단자(미도시)를 포함하고, 배터리팩(11)은 배터리 단자(11c)를 포함한다. 본체 단자(미도시)는 배터리팩(11)의 배터리 단자(11c)와 전기적으로 접속이 가능하다.
예를 들어, 본체 단자(미도시)는 후크 돌기(11a)와 후크 홈(1a)의 어느 하나에 배치될 수 있고, 배터리 단자(11c)는 후크 돌기(11a)와 후크 홈(1a)의 다른 하나에 배치될 수 있다. 이에 따라, 후크 돌기(11a)와 후크 홈(1a)이 결합하는 과정에서 본체 단자(미도시)와 배터리 단자(11c)의 전기적 접속이 이루어질 수 있다.
다른 예로서, 본체 단자(미도시)는 슬라이드 돌기(11b)와 슬라이드 홈(1b)의 어느 하나에 배치될 수 있고, 배터리 단자(11c)는 슬라이드 돌기(11b)와 슬라이드 홈(1b)의 다른 하나에 배치될 수 있다. 이에 따라, 슬라이드 돌기(11b)와 슬라이드 홈(1b)이 결합한 상태로 배터리팩(11)이 완전히 장착되는 과정에서 본체 단자(미도시)와 배터리 단자(11c)의 전기적 접속이 이루어질 수 있다.
도 5를 참조하면, 본체(1)는 배터리팩(11)을 탄성적으로 가압하는 가압부(501)를 포함한다. 가압부(501)는 본체의 내벽면(401)에 배치되어 가압부 스프링(510)에 의해 지지될 수 있다. 가압부 스프링(510)은 제1 가압부 스프링(511), 제2 가압부 스프링(512)과 같이 복수 개의 스프링을 포함할 수 있다. 배터리팩(11)이 -X축 방향으로 삽입됨에 따라 가압부(501)와 접촉하면 가압부(501)에 압력이 가해져 가압부 스프링(510)이 압축되고, 이에 따라 본체(1)와 배터리팩(11)의 안정적인 결합 상태 및 전기적 접속 상태가 유지될 수 있다.
한편, 본체 단자(미도시)는 가압부(501)에 배치될 수 있다. 배터리팩(11)이 -X축 방향으로 삽입됨에 따라 가압부(501)에 배치된 본체 단자는 배터리팩(11)에 배치된 배터리 단자(11c)와 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다. 가압부 스프링(510)의 탄성력에 의해 본체 단자(미도시)는 배터리 단자(11c)와 안정적인 전기적 접속을 유지할 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 관한 배터리팩을 도시한 사시도이다.
도 6에 도시된 실시예에 관한 배터리팩(11)은 배터리팩의 삽입 방향에 대한 단부면(601)과, 배터리팩(11)의 직선 이동을 안내하는 슬라이드 돌기(11b)와, 본체 단자(미도시)와 전기적으로 연결되는 배터리 단자(11c)를 포함한다.
배터리팩(11)의 단부면(601)의 형상은 두 개의 배터리 단자(11c)의 중간 지점을 기준으로 하여 비대칭의 형상을 가진다. 본체(1)는 배터리팩의 삽입 방향에 대한 단부면(601)의 테두리와 같은 형상의 입구를 가진 배터리팩(11)을 수용하는 수용 공간을 포함한다. 이에 따라, 배터리팩(11)이 슬라이드 돌기(11b)에 의해 -Y축 방향으로 삽입되는 경우, 배터리 단자(11c)의 반대 방향 삽입을 방지할 수 있다. 예를 들어, 배터리팩(11)이 슬라이드 돌기(11b)에 의해 -Y축 방향으로 삽입되는 경우, 배터리팩(11)이 Y축을 기준하여 180도 회전하여 본체에 장착되는 것을 방지할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 배터리 커버가 개방되는 과정을 순서대로 나타내는 개념도이다.
도 7a 및 도 7b에 관한 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리팩(11)을 덮는 배터리 커버(701)와, 본체(1)에 대한 배터리 커버(701)의 슬라이딩 운동을 안내하는 커버 슬라이드 홈(1c)을 포함한다. 커버 슬라이드 홈(1c)은 본체(1)에 대한 배터리 커버(701)의 회전 중심이 되는 커버 회전 홈(1d)을 포함한다.
배터리 커버(701)는 커버 슬라이드 홈(1c)과 결합하는 커버 슬라이드 돌기(701c)와, 커버 회전 홈(1d)과 결합하는 커버 회전 돌기(701d)와, 배터리팩(11)의 단부면과 접촉하면서 배터리팩(11)을 삽입 방향으로 가압하는 커버 돌출부(701e)를 포함한다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 실시예의 구성을 변형할 수 있다. 예를 들어 커버 슬라이드 홈(1c)과 커버 회전 홈(1d)은 배터리 커버(701)에 배치되고 커버 슬라이드 돌기(701c)와 커버 회전 돌기(701d)는 본체(1)에 배치될 수 있다.
도 7a를 참조하면, 커버 돌출부(701e)가 배터리팩(11)을 지지함과 동시에 배터리 커버(701)가 폐쇄된 상태에 놓일 수 있다.
도 7b를 참조하면, 커버 슬라이드 돌기(701c)가 커버 슬라이드 홈(1c)을 따라 슬라이딩 이동함에 따라 배터리 커버(701)가 본체(1)에 대해 직선적으로 이동할 수 있다. 배터리 커버(701)는 슬라이딩 이동에 의해 본체(1) 내 배터리팩(11)을 수용하는 수용 공간을 완전히 개방할 때까지 이동할 수 있다. 배터리팩(11)을 수용하는 수용 공간이 완전히 개방된 경우 배터리팩(11)이 본체(1)에서 외부로 분리될 수 있다.
본체(1)의 커버 슬라이드 홈(1c)은 배터리 커버(701)의 이동 방향과 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 커버 회전 돌기(701d)가 커버 슬라이드 홈(1c)을 따라 직선적으로 슬라이딩 이동한다. 따라서 커버 회전 돌기(701d)와 커버 슬라이드 홈(1c)은 배터리 커버(701)가 슬라이딩 운동을 안내하는 기능을 수행할 수 있다.
배터리 커버(701)의 슬라이드 이동에 의해 배터리팩(11)을 수용하는 수용 공간이 완전히 개방됨에 따라 커버 회전 돌기(701d)는 커버 슬라이드 홈(1c)의 끝단에 도달한다. 배터리팩(11)을 수용하는 수용 공간이 완전히 개방된 상태에서 커버 회전 돌기(701d)는 커버 슬라이드 홈(1c)의 끝단에 접촉함으로써 배터리 커버(701)가 본체(1)로부터 완전히 분리되는 것을 방지할 수 있다. 배터리팩(11)을 수용하는 수용 공간이 완전히 개방된 상태에서 커버 슬라이드 돌기(701c)는 커버 슬라이드 홈(1c)으로부터 분리될 수 있다.
배터리 커버(701)는 배터리팩(11)을 수용하는 수용 공간이 완전히 개방된 후 커버 회전 홈(1d)을 중심으로 회전할 수 있다. 배터리 커버(701)의 커버 회전 돌기(701d)는 커버 회전 홈(1d)에 의해 구속된다. 따라서 배터리 커버(701)의 커버 회전 돌기(701d)가 커버 회전 홈(1d)을 중심으로 회전하여 배터리 커버(701)의 안정적인 회전 운동이 이루어질 수 있고, 배터리 커버(701)의 개방 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
배터리 커버(701)는 커버 단자(미도시)를 포함할 수 있고, 배터리팩(11)은 커버 단자(미도시)와 전기적으로 접속하는 배터리 단자(11c)를 포함할 수 있다.
커버 단자(미도시)는 커버 돌출부(701e) 또는 배터리팩(11)과 접촉하는 배터리 커버(701)의 외면에 배치될 수 있고, 배터리 단자(11c)는 배터리팩(11)의 삽입 방향에 대한 배터리팩(11)의 단부면에 배치될 수 있다. 배터리 커버(701)가 폐쇄됨에 따라 커버 돌출부(701e)에 위치한 커버 단자(미도시)가 배터리 단자(11c)를 가압하여 접촉함으로써 안정적인 전기적 접속 상태를 유지할 수 있다.
배터리 커버(701)는 배터리팩(11)을 탄성적으로 가압하는 본체 가압부(미도시)를 포함할 수 있다. 본체 가압부(미도시)는 배터리팩(11)과 접촉하는 배터리 커버(701)의 일 면에 배치될 수 있고, 탄성력에 의해 배터리팩(11)을 가압하여 커버 단자(미도시)와 배터리 단자(11c)의 안정적인 전기적 접속 상태를 유지할 수 있다.
한편, 배터리 커버(701)가 슬라이드 이동 후 회전하여 본체(1)의 내부의 배터리팩(11)의 수용 공간을 개방하는 것은 배터리 커버(701)가 슬라이드 이동만 하여 본체(1)의 내부의 배터리팩(11)의 수용 공간을 개방할 때보다 개방 시 구조적 안정성을 높일 수 있다. 즉, 배터리 커버(701)의 회전 자유도가 추가됨으로써 배터리 커버(701)의 개방 상태에서 배터리 커버(701)의 끝단에서의 외력이나 충격에 대해 안정성을 확보할 수 있다.
또한 배터리 커버(701)가 슬라이드 이동 후 회전하여 본체(1)의 내부의 배터리팩(11)을 수용하는 수용 공간을 개방하는 것은 배터리 커버(701)가 회전 이동만 하여 본체(1) 내 배터리팩(11)을 수용하는 수용 공간을 개방할 때보다 폐쇄 시 안정성을 높일 수 있다. 즉, 사용자가 본체(1)의 내부의 배터리팩(11)을 수용하는 수용 공간을 개방하려고 의도하지 않는 상황에서 배터리 커버(701)가 개방되는 경우를 방지할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 또 다른 실시예에 관한 에어로졸 생성 장치의 배터리 커버가 개방되는 과정을 순서대로 나타내는 개념도이다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 배터리 커버(801)의 개방 과정은 도 7a 및 도 7b에 도시된 배터리 커버(701)의 개방 과정과 동일 또는 유사할 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략한다.
도 8a 및 도 8b에 관한 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리팩(11)을 덮는 배터리 커버(801)와, 본체(1)에 대한 배터리 커버(801)의 슬라이딩 운동을 안내하는 커버 슬라이드 홈(1c)을 포함한다. 커버 슬라이드 홈(1c)은 본체(1)에 대한 배터리 커버(801)의 회전 중심이 되는 커버 회전 홈(1d)을 포함한다.
배터리 커버(801)는 커버 슬라이드 홈(1c)과 결합하는 커버 슬라이드 돌기(801c)와, 커버 회전 홈(1d)과 결합하는 커버 회전 돌기(801d)를 포함한다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 실시예의 구성을 변형할 수 있다. 예를 들어 커버 슬라이드 홈(1c)과 커버 회전 홈(1d)은 배터리 커버(801)에 배치되고 커버 슬라이드 돌기(801c)와 커버 회전 돌기(801d)는 본체(1)에 배치될 수 있다.
도 8a를 참조하면, 배터리 커버(801)의 하부면은 배터리팩(11)의 삽입 방향에 대해 경사를 이루므로 배터리 커버(801)가 배터리팩(11)을 지지하고 배터리 커버(801)의 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다. 즉, 배터리 커버(801)의 하부면이 경사를 이루므로, 배터리 커버(801)의 하부면의 두께가 가장 두꺼운 부분에 해당하는 부분이 배터리팩(11)과 접촉함으로써 배터리팩(11)을 지지할 수 있다.
도 8b를 참조하면, 본체(1)의 커버 슬라이드 홈(1c)은 배터리팩(11)이 삽입되는 방향을 가로지르는 방향으로 연장될 수 있다. 커버 회전 돌기(801d)가 커버 슬라이드 홈(1c)을 따라 슬라이딩 이동함으로써 배터리 커버(801)가 직선적인 슬라이딩 운동을 할 수 있다.
배터리팩(11)의 수용 공간을 개방하기 위하여 배터리 커버(801)가 직선 운동을 하면, 배터리 커버(801)의 하부면이 배터리팩(11)을 본체(1)의 내부를 향해 가압하는 가압력이 해제된다. 배터리 커버(801)가 배터리팩(11)의 수용 공간을 완전히 개방한 상태가 되면, 배터리팩(11)이 본체(1)로부터 분리될 수 있다.
도 9는 도 1 내지 도 8b에 도시된 실시예들에 관한 에어로졸 생성 장치의 블록도이다.
에어로졸 생성 장치(1)는 배터리팩(11), 제어부(12), 센서(13), 출력부(14), 입력부(15), 통신부(16), 메모리(17) 및 적어도 하나의 히터(18, 24)를 포함할 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 구조는 도 9에 도시된 것에 제한되지 않는다. 즉, 에어로졸 생성 장치(1)의 설계에 따라, 도 9에 도시된 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있다.
센서(13)는 에어로졸 생성 장치(1)의 상태 또는 에어로졸 생성 장치(1) 주변의 상태를 감지하고, 감지된 정보를 제어부(12)에 전달할 수 있다. 제어부(12)는 상기 감지된 정보에 기초하여, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 동작 제어, 흡연의 제한, 스틱(S) 및/또는 카트리지(19)의 삽입 여부 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(1)를 제어할 수 있다.
센서(13)는 온도 센서(131), 퍼프 센서(132), 삽입 감지 센서(133), 재사용 감지 센서(134), 카트리지 감지 센서(135), 캡 감지 센서(136), 움직임 감지 센서(137) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
온도 센서(131)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(1)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도를 감지하는 별도의 온도 센서를 포함하거나, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18) 자체가 온도 센서의 역할을 수행할 수 있다.
온도 센서(131)는, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도에 대응하는 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(131)는, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도 변화에 대응하여 저항 값이 변하는 저항소자를 포함할 수 있다. 온도에 따라 저항이 변하는 성질을 이용한 소자인 서미스터(thermistor) 등에 의하여 구현될 수 있다. 이때, 온도 센서(131)는, 저항소자의 저항 값에 대응하는 신호를, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도에 대응하는 신호로 출력할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(131)는, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 저항 값을 검출하는 센서로 구성될 수 있다. 이때, 온도 센서(131)는, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 저항 값에 대응하는 신호를, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도에 대응하는 신호로 출력할 수 있다.
온도 센서(131)는 배터리팩(11)의 온도를 모니터링하도록 배터리팩(11)의 주위에 배치될 수 있다. 온도 센서(131)는, 배터리팩(11)에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(131)는, 배터리팩(11)인 전원의 일면에 부착될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(131)는, 인쇄회로기판의 일면에 실장될 수 있다.
온도 센서(131)는 바디(10)의 내부에 배치되어 바디(10)의 내부 온도를 감지할 수 있다.
퍼프 센서(132)는 기류 패스의 다양한 물리적 변화에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 퍼프 센서(132)는, 퍼프에 대응하는 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 센서(132)는 압력센서일 수 있다. 퍼프 센서(132)는, 에어로졸 생성 장치의 내부 압력에 대응하는 신호를 출력할 수 있다. 여기서, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 압력은, 기체가 유동하는 기류 패스의 압력에 대응할 수 있다. 퍼프 센서(132)는, 에어로졸 생성 장치(1)에서 기체가 유동하는 기류 패스에 대응하여 배치될 수 있다.
삽입 감지 센서(133)는 스틱(S)의 삽입 및/또는 제거를 감지할 수 있다. 삽입 감지 센서(133)는 스틱(S)이 삽입 및/또는 제거됨에 따른 신호 변화를 감지할 수 있다. 삽입 감지 센서(133)는 스틱(S)이 삽입되는 삽입공간의 주변에 설치될 수 있다. 삽입 감지 센서(133)는 삽입공간 내부의 유전율 변화에 따라 스틱(S)의 삽입 및/또는 제거를 감지할 수 있다. 예를 들어, 삽입 감지 센서(133)는 인덕티브 센서 및/또는 커패시턴스 센서일 수 있다.
인덕티브 센서는, 적어도 하나의 코일을 포함할 수 있다. 인덕티브 센서의 코일은, 스틱(S)이 삽입되는 삽입공간에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 전류가 흐르는 코일의 주변에서 자기장이 변화하는 경우, 패러데이의 전자기 유도 법칙(Faraday's law)에 따라, 코일에 흐르는 전류의 특성이 변할 수 있다. 여기서, 코일에 흐르는 전류의 특성은, 교류 전류의 주파수, 전류값, 전압값, 인덕턴스 값, 임피던스 값 등을 포함할 수 있다.
인덕티브 센서는, 코일에 흐르는 전류의 특성에 대응하는 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 인덕티브 센서는, 코일의 인덕턴스 값에 대응하는 신호를 출력할 수 있다.
커패시턴스 센서는, 도전체를 포함할 수 있다. 커패시턴스 센서의 도전체는, 스틱(S)이 삽입되는 삽입공간에 인접하게 배치될 수 있다. 커패시턴스 센서는, 주변의 전자기적 특성, 예컨대, 도전체 주변의 정전용량에 대응하는 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 금속 재질의 래퍼를 포함하는 스틱(S)이 삽입공간에 삽입되는 경우, 스틱(S)의 래퍼에 의해 도전체 주변의 전자기적 특성이 변할 수 있다.
재사용 감지 센서(134)는 스틱(S)의 재사용 여부를 감지할 수 있다. 재사용 감지 센서(134)는 컬러 센서일 수 있다. 컬러 센서는 스틱(S)의 색상을 감지할 수 있다. 컬러 센서는 스틱(S)의 외부를 감싸는 래퍼의 일부의 색상을 감지할 수 있다. 컬러 센서는, 물체로부터 반사된 빛에 기초하여, 물체의 색상에 대응하는 광학적 특성에 대한 값을 검출할 수 있다. 예를 들어, 광학적 특성은, 빛의 파장일 수 있다. 컬러 센서는, 근접 센서와 하나의 구성으로 구현될 수도 있고, 근접 센서와 구분되는 별도의 구성으로 구현될 수도 있다.
스틱(S)을 구성하는 래퍼 중 적어도 일부는, 에어로졸에 의해 색상이 변할 수 있다. 재사용 감지 센서(134)는, 삽입공간에 스틱(S)이 삽입되는 경우에 있어서, 에어로졸에 의해 색상이 변하는 래퍼 중 적어도 일부가 배치되는 위치에 대응하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 사용자에 의해 스틱(S)이 사용되기 이전에는, 래퍼 중 적어도 일부의 색상이 제1 색상일 수 있다. 이때, 에어로졸 생성 장치(1)에 의해 생성된 에어로졸이 스틱(S)을 통과하는 동안 래퍼 중 적어도 일부가 에어로졸에 의해 적셔짐에 따라, 래퍼 중 적어도 일부의 색상이 제2 색상으로 변경될 수 있다. 한편, 래퍼 중 적어도 일부의 색상은, 제1 색상에서 제2 색상으로 변경된 후 제2 색상으로 유지될 수 있다.
카트리지 감지 센서(135)는 카트리지(19)의 장착 및/또는 제거를 감지할 수 있다. 카트리지 감지 센서(135)는, 인덕턴스 기반의 센서, 정전 용량형 센서, 저항 센서, 홀 효과(hall effect)를 이용한 홀 센서(hall IC) 등에 의하여 구현될 수 있다.
캡 감지 센서(136)는 캡의 장착 및/또는 제거를 감지할 수 있다. 캡이 바디(10)로부터 분리되는 경우, 캡에 의해 덮여 있던 카트리지(19) 및 바디(10)의 일부가 외부에 노출될 수 있다. 캡 감지 센서(136)는 접촉 센서, 홀 센서(hall IC), 광학 센서 등에 의하여 구현될 수 있다.
움직임 감지 센서(137)는 에어로졸 생성 장치의 움직임을 감지할 수 있다. 움직임 감지 센서(137)는 가속도 센서 및 자이로(gyro) 센서 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
센서(13)는 전술한 센서(131 내지 137) 외에, 습도 센서, 기압 센서, 지자기 센서(magnetic sensor), 위치 센서(GPS), 근접 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 각 센서들의 기능의 구체적인 설명은 생략될 수 있다.
출력부(14)는 에어로졸 생성 장치(1)의 상태에 대한 정보를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다. 출력부(14)는 디스플레이(141), 햅틱부(142) 및 음향 출력부(143) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 디스플레이(141)와 터치 패드가 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이(141)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다.
디스플레이(141)는 에어로졸 생성 장치(1)에 대한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)에 대한 정보는 에어로졸 생성 장치(1)의 배터리팩(11)의 충/방전 상태, 히터(18)의 예열 상태, 스틱(S) 및/또는 카트리지(19)의 삽입/제거 상태, 캡의 장착/제거 상태, 또는 에어로졸 생성 장치(1)의 사용이 제한되는 상태(예: 이상 물품 감지) 등의 다양한 정보를 의미할 수 있고, 디스플레이(141)는 상기 정보를 외부로 출력할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(141)는 LED 발광 소자 형태일 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(141)는 액정 디스플레이 패널(LCD), 유기 발광 디스플레이 패널(OLED) 등일 수 있다.
햅틱부(142)는 전기적 신호를 기계적인 자극 또는 전기적인 자극으로 변환하여 에어로졸 생성 장치(1)에 대한 정보를 사용자에게 촉각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 햅틱부(142)는 초기 전력이 설정 시간동안 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 공급된 경우, 초기 예열의 완료에 대응하는 진동을 발생시킬 수 있다. 햅틱부(142)는 진동 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
음향 출력부(143)는 에어로졸 생성 장치(1)에 대한 정보를 사용자에게 청각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 음향 출력부(143)는 전기 신호를 음향 신호로 변환하여 외부로 출력할 수 있다.
배터리팩(11)은 에어로졸 생성 장치(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 배터리팩(11)은 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리팩(11)은 에어로졸 생성 장치(1) 내에 구비된 다른 구성들인 센서(13), 출력부(14), 입력부(15), 통신부(16) 및 메모리(17)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리팩(11)은 충전이 가능한 전원이거나 일회용 전원일 수 있다. 예를 들어, 배터리팩(11)은 리튬폴리머(LiPoly) 전원일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 9에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1)는 전원 보호 회로를 더 포함할 수 있다. 전원 보호 회로는 배터리팩(11)과 전기적으로 연결되고 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
전원 보호 회로는 소정 조건에 따라 배터리팩(11)에 대한 전로를 차단할 수 있다. 예를 들어, 전원 보호 회로는 배터리팩(11)의 전압 레벨이 과충전에 대응하는 제1 전압 이상인 경우 배터리팩(11)에 대한 전로를 차단할 수 있다. 예를 들어, 전원 보호 회로는 배터리팩(11)의 전압 레벨이 과방전에 대응하는 제2 전압 미만인 경우 배터리팩(11)에 대한 전로를 차단할 수 있다.
히터(18)는 배터리팩(11)으로부터 전력을 공급받아 스틱(S) 내의 매질 또는 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있다. 도 9에 도시되지는 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리팩(11)의 전력을 변환하여 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 공급하는 전력 변환 회로(예: DC/DC 컨버터)를 더 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)가 유도 가열 방식으로 에어로졸을 생성하는 경우, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리팩(11)의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 DC/AC 컨버터를 더 포함할 수 있다.
제어부(12), 센서(13), 출력부(14), 입력부(15), 통신부(16) 및 메모리(17)는 배터리팩(11)으로부터 전력을 공급받아 기능을 수행할 수 있다. 도 9에 도시되지는 않았으나, 배터리팩(11)의 전력을 변환하여 각각의 구성요소들에 공급하는 전력 변환 회로, 예를 들면 LDO(low dropout) 회로 또는 전압 레귤레이터 회로를 더 포함할 수 있다. 또한 도 9에 도시되지는 않았으나, 배터리팩(11)과 히터(18) 사이에 노이즈 필터가 구비될 수 있다. 노이즈 필터는 저역 통과 필터(low pass filter)일 수 있다. 저역 통과 필터는 적어도 하나의 인덕터와 커패시터를 포함할 수 있다. 저역 통과 필터의 차단 주파수는 배터리팩(11)에서 히터(18)로 인가되는 고주파 스위칭 전류의 주파수에 대응할 수 있다. 저역 통과 필터에 의해, 삽입 감지 센서(133) 등과 같은 센서(13)에 고주파 노이즈 성분이 인가되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)는 임의의 적합한 전기 저항성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 적합한 전기 저항성 물질은 타이타늄, 지르코늄, 탄탈럼, 백금, 니켈, 코발트, 크로뮴, 하프늄, 나이오븀, 몰리브데넘, 텅스텐, 주석, 갈륨, 망간, 철, 구리, 스테인리스강, 니크롬 등을 포함하는 금속 또는 금속 합금일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 히터(18)는 금속 열선(wire), 전기 전도성 트랙(track)이 배치된 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
다른 실시예에서, 히터(18)는 유도 가열 방식의 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(18)는 코일에 의해 인가된 자기장을 통해 발열하여, 에어로졸 생성 물질을 가열하는 서셉터를 포함할 수 있다.
입력부(15)는 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나, 사용자에게 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 입력부(15)는 터치 패널일 수 있다. 터치 패널은, 터치를 감지하는 터치 센서를 적어도 하나 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 센서는, 정전용량 방식의 터치 센서(capacitive touch sensor), 저항막 방식의 터치 센서(resistive touch sensor), 초음파 방식의 터치 센서(surface acoustic wave touch sensor), 적외선 방식의 터치 센서(infrared touch sensor) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
디스플레이(141) 및 터치 패널은, 하나의 패널로 구현될 수 있다. 예를 들어, 터치 패널은, 디스플레이(141) 내에 삽입(on-cell type 또는 in-cell type)될 수 있다. 예를 들어, 터치 패널은, 디스플레이 패널 상에 애드-온(add-on type)될 수 있다.
한편, 입력부(15)는 버튼, 키 패드, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
메모리(17)는 에어로졸 생성 장치(1) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 제어부(12)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(17)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, random access memory) SRAM(static random access memory), 롬(ROM, read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 메모리(17)는 에어로졸 생성 장치(1)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로 파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등을 저장할 수 있다.
통신부(16)는 다른 전자 장치와의 통신을 위한 적어도 하나의 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(16)는 근거리 통신부 및 무선 통신부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
근거리 통신부(short-range wireless communication unit)는 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부, UWB(ultra-wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
무선 통신부는 셀룰러 네트워크 통신부, 인터넷 통신부, 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN) 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 9에 도시되지는 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1)는 USB(universal serial bus) 인터페이스 등과 같은 연결 인터페이스(connection interface)를 더 포함하고, USB 인터페이스 등과 같은 연결 인터페이스를 통해 다른 외부 장치와 연결하여 정보를 송수신하거나, 배터리팩(11)을 충전할 수 있다.
제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(12)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있다.
제어부(12)는 배터리팩(11)의 전력을 히터(18)에 공급하는 것을 제어함으로써 히터(18)의 온도를 제어할 수 있다. 제어부(12)는, 온도 센서(131)가 센싱한 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도에 기초하여, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도를 제어할 수 있다. 제어부(12)는, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도에 기초하여, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 공급되는 전력을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는, 메모리(17)에 저장된 온도 프로파일에 기초하여, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 대한 목표 온도를 결정할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(1)는 배터리팩(11)과 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18) 사이에서 배터리팩(11)과 전기적으로 연결되는 전력공급회로(미도시)를 포함할 수 있다. 전력공급회로는 카트리지 히터(24), 히터(18) 또는 유도코일(181)과 전기적으로 연결될 수 있다. 전력공급회로는 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 스위칭 소자는, 양극성 접합 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor, BJT), 전계 효과 트랜지스터(Field Effective Transistor, FET) 등에 의하여 구현될 수 있다. 제어부(12)는 전력공급회로를 제어할 수 있다.
제어부(12)는 전력공급회로의 스위칭 소자의 스위칭을 제어함으로써 전력 공급을 제어할 수 있다. 전력공급회로는 배터리팩(11)에서 출력되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터일 수 있다. 예를 들어, 인버터는, 복수의 스위칭 소자를 포함하는 풀 브릿지(full-bridge) 회로 또는 하프 브릿지(half-bridge) 회로로 구성될 수 있다.
제어부(12)는, 배터리팩(11)으로부터 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 전력이 공급되도록, 스위칭 소자를 턴-온시킬 수 있다. 제어부(12)는, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 대한 전력의 공급이 차단되도록, 스위칭 소자를 턴-오프시킬 수 있다. 제어부(12)는, 스위칭 소자에 입력되는 전류 펄스의 주파수 및/또는 듀티비를 조절하여, 배터리팩(11)에서 공급되는 전류를 조절할 수 있다.
제어부(12)는 전력공급회로의 스위칭 소자의 스위칭을 제어함으로써 배터리팩(11)에서 출력되는 전압을 제어할 수 있다. 전력변환회로는, 배터리팩(11)에서 출력되는 전압을 변환할 수 있다. 예를 들어, 전력변환회로는, 배터리팩(11)에서 출력되는 전압을 강압하는 벅 컨버터(Buck-converter)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력변환회로는, 벅-부스트 컨버터(Buck-boost converter), 제너 다이오드 등을 통해 구현될 수 있다.
제어부(12)는, 전력변환회로에 포함된 스위칭 소자의 온/오프 동작을 제어하여 전력변환회로에서 출력되는 전압의 레벨을 조절할 수 있다. 스위칭 소자의 온(on) 상태가 지속되는 경우, 전력변환회로에서 출력되는 전압의 레벨은, 배터리팩(11)에서 출력되는 전압의 레벨에 해당할 수 있다. 스위칭 소자의 온/오프 동작에 대한 듀티비는, 배터리팩(11)에서 출력되는 전압에 대한 전력변환회로에서 출력되는 전압의 비에 대응할 수 있다. 스위칭 소자의 온/오프 동작에 대한 듀티비가 감소할수록, 전력변환회로에서 출력되는 전압의 레벨이 감소할 수 있다. 히터(18)는, 전력변환회로에서 출력되는 전압에 기초하여 가열될 수 있다.
제어부(12)는, 펄스폭 변조(pulse width modulation, PWM) 방식 및 비례-적분-미분(Proportional-Integral-Differential, PID) 방식 중 적어도 하나의 방식을 이용하여, 히터(18)에 전력이 공급되도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(12)는, PWM 방식을 이용하여, 소정 주파수 및 듀티비를 가지는 전류 펄스가 히터(18)에 공급되도록 제어할 수 있다. 제어부(12)는, 전류 펄스의 주파수 및 듀티비를 조절하여, 히터(18)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(12)는, 온도 프로파일에 기초하여, 제어의 목표가 되는 목표 온도를 결정할 수 있다. 제어부(12)는, 히터(18)의 온도와 목표 온도의 차이 값, 차이 값을 시간의 흐름에 따라 적분한 값 및 차이 값을 시간의 흐름에 따라 미분한 값을 통한 피드백 제어 방식인 PID 방식을 이용하여, 히터(18)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
제어부(12)는, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)가 과열되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도가 기 설정된 제한 온도를 초과하는 것에 기초하여, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 대한 전력의 공급이 중단되도록 전력변환회로의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도가 기 설정된 제한 온도를 초과하는 것에 기초하여, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 공급되는 전력량을 일정 비율만큼 줄일 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 카트리지 히터(24)의 온도가 제한 온도를 초과하는 것에 기초하여 카트리지(19)에 수용된 에어로졸 생성 물질이 소진된 것으로 판단할 수 있고, 카트리지 히터(24)에 대한 전력 공급을 차단할 수 있다.
제어부(12)는, 배터리팩(11)의 충방전을 제어할 수 있다. 제어부(12)는, 온도 센서(131)의 출력 신호에 기초하여 배터리팩(11)의 온도를 확인할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(1)의 전원단자에 전력선이 연결되는 경우, 제어부(12)는, 배터리팩(11)의 온도가 배터리팩(11)의 충전을 차단하는 기준인 제1 제한 온도 이상인지 여부를 확인할 수 있다. 제어부(12)는, 배터리팩(11)의 온도가 제1 제한 온도 미만인 경우 기 설정된 충전 전류에 기초하여, 배터리팩(11)이 충전되도록 제어할 수 있다. 제어부(12)는, 배터리팩(11)의 온도가 제1 제한 온도 이상인 경우, 배터리팩(11)의 충전을 차단할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(1)의 전원이 온(on)된 상태에서, 제어부(12)는, 배터리팩(11)의 온도가 배터리팩(11)의 방전을 차단하는 기준인 제2 제한 온도 이상인지 여부를 확인할 수 있다. 제어부(12)는, 배터리팩(11)의 온도가 제2 제한 온도 미만인 경우 배터리팩(11)에 저장된 전력을 사용하도록 제어할 수 있다. 제어부(12)는, 배터리팩(11)의 온도가 제2 제한 온도 이상인 경우, 배터리팩(11)에 저장된 전력의 사용을 중단할 수 있다.
제어부(12)는 배터리팩(11)에 저장된 전력에 대한 잔여 용량을 산출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는, 배터리팩(11)의 전압 및/또는 전류 센싱 값에 기초하여, 배터리팩(11)의 잔여 용량을 산출할 수 있다.
제어부(12)는 삽입 감지 센서(133)를 통해, 삽입공간에 스틱(S)이 삽입되는지 여부를 판단할 수 있다. 제어부(12)는, 삽입 감지 센서(133)의 출력 신호에 기초하여, 스틱(S)이 삽입된 것을 판단할 수 있다. 삽입공간에 스틱(S)이 삽입된 것으로 판단한 경우, 제어부(12)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 전력을 공급하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 메모리(17)에 저장된 온도 프로파일에 기초하여, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 전력을 공급할 수 있다.
제어부(12)는, 삽입공간에서 스틱(S)이 제거되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 삽입 감지 센서(133)를 통해 삽입공간에서 스틱(S)이 제거되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 히터(18)의 온도가 제한 온도 이상인 경우 또는 히터(18)의 온도 변화 기울기가 설정 기울기 이상인 경우, 삽입공간에서 스틱(S)이 제거된 것으로 판단할 수 있다. 삽입공간에서 스틱(S)이 제거된 것으로 판단한 경우, 제어부(12)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 대한 전력의 공급을 차단할 수 있다.
제어부(12)는 센서(13)에 의해 감지된 스틱(S)의 상태에 따라 히터(18)에 대한 전력 공급 시간 및/또는 전력 공급량을 제어할 수 있다. 제어부(12)는 룩-업 테이블(lookup table)에 기초하여, 커패시턴스 센서의 신호의 레벨이 포함되는 레벨 범위를 확인할 수 있다. 제어부(12)는, 확인된 레벨 범위에 따라, 스틱(S)에 대한 수분량을 판단할 수 있다.
스틱(S)이 과습 상태인 경우에, 제어부(12)는 히터(18)에 대한 전력 공급 시간을 제어하여, 일반적인 상태인 경우보다 스틱(S)의 예열 시간을 증가시킬 수 있다.
제어부(12)는 재사용 감지 센서(134)를 통해, 삽입공간에 삽입된 스틱(S)의 재사용 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는, 재사용 감지 센서의 신호의 센싱 값을 제1 색상이 포함되는 제1 기준 범위와 비교하고, 센싱 값이 제1 기준 범위에 포함되는 경우, 스틱(S)이 사용되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는, 재사용 감지 센서의 신호의 센싱 값을 제2 색상이 포함되는 제2 기준 범위와 비교하고, 센싱 값이 제2 기준 범위에 포함되는 경우, 스틱(S)이 사용된 것으로 판단할 수 있다. 스틱(S)이 사용된 것으로 판단되는 경우, 제어부(12)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 대한 전력의 공급을 차단할 수 있다.
제어부(12)는, 카트리지 감지 센서(135)를 통해, 카트리지(19)의 결합 및/또는 제거 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는, 카트리지 감지 센서의 신호의 센싱 값에 기초하여, 카트리지(19)의 결합 및 또는 제거 여부를 판단할 수 있다.
제어부(12)는 카트리지(19)의 에어로졸 생성 물질의 소진 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 전력을 인가하여 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)를 예열하고, 예열 구간에서 카트리지 히터(24)의 온도가 제한 온도를 초과하는지를 판단하여, 카트리지 히터(24)의 온도가 제한 온도를 초과하는 경우 카트리지(19)의 에어로졸 생성 물질이 소진된 것으로 판단할 수 있다. 카트리지(19)의 에어로졸 생성 물질이 소진된 것으로 판단한 경우, 제어부(12)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 대한 전력의 공급을 차단할 수 있다.
제어부(12)는, 카트리지(19)의 사용 가능 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 메모리(17)에 저장된 데이터에 기초하여 현재 퍼프 횟수가 카트리지(19)에 설정된 최대 퍼프 횟수 이상인 경우, 카트리지(19)의 사용이 불가한 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 카트리지 히터(24)가 가열된 총 시간이 기 설정된 최대 시간 이상이거나 카트리지 히터(24)에 공급된 총 전력량이 기 설정된 최대 전력량 이상인 경우, 카트리지(19)에 대한 사용이 불가한 것으로 판단할 수 있다.
제어부(12)는, 퍼프 센서(132)를 통해, 사용자의 흡입에 관한 판단을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는, 퍼프 센서의 신호의 센싱 값에 기초하여, 퍼프의 발생 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 퍼프 센서(132)의 신호의 센싱 값에 기초하여, 퍼프의 세기를 판단할 수 있다. 퍼프 횟수가 기 설정된 최대 퍼프 횟수에 도달한 경우 또는 기 설정된 시간 이상 퍼프가 감지되지 않은 경우, 제어부(12)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 대한 전력의 공급을 차단할 수 있다.
제어부(12)는, 캡 감지 센서(136)를 통해, 캡의 결합 및/또는 제거 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는, 캡 감지 센서의 신호의 센싱 값에 기초하여, 캡의 결합 및 또는 제거 여부를 판단할 수 있다.
제어부(12)는 센서(13)에 의해 감지된 결과에 기초하여, 출력부(14)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 퍼프 센서(132)를 통해 카운트된 퍼프 횟수가 기 설정된 횟수에 도달하면, 제어부(12)는 디스플레이(141), 햅틱부(142) 및 음향 출력부(143) 중 적어도 하나를 통해 사용자에게 에어로졸 생성 장치(1)가 곧 종료될 것을 예고할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 삽입공간에 스틱(S)이 존재하지 않는다는 판단에 기초하여 출력부(14)를 통해 사용자에게 알릴 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 카트리지(19) 및/또는 캡이 장착되지 않는다는 판단에 기초하여 출력부(14)를 통해 사용자에게 알릴 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도에 대한 정보를 출력부(14)를 통해 사용자에게 전달할 수 있다.
제어부(12)는, 소정의 이벤트 발생에 기초하여 메모리(17)에 발생된 이벤트에 대한 이력을 저장하고 업데이트할 수 있다. 이벤트는 에어로졸 생성 장치(1)에서 수행되는, 스틱(S)의 삽입 감지, 스틱(S)의 가열 개시, 퍼프 감지, 퍼프 종료, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 과열 감지, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 대한 과전압 인가 감지, 스틱(S)의 가열 종료, 에어로졸 생성 장치(1)의 전원 온/오프(on/off) 등의 동작, 배터리팩(11)에 대한 충전 개시, 배터리팩(11)의 과충전 감지, 배터리팩(11)에 대한 충전 종료 등을 포함할 수 있다. 이벤트에 대한 이력은 이벤트가 발생한 일시, 이벤트에 대응하는 로그 데이터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 소정의 이벤트가 스틱(S)의 삽입 감지인 경우, 이벤트에 대응하는 로그 데이터는, 삽입 감지 센서(133)의 센싱 값 등에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 소정의 이벤트가 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 과열 감지인 경우, 이벤트에 대응하는 로그 데이터는, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)의 온도, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 인가된 전압, 카트리지 히터(24) 및/또는 히터(18)에 흐르는 전류 등에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
제어부(12)는, 사용자의 이동 단말기와 같은 외부 장치와 통신 링크를 형성하도록 제어할 수 있다. 통신 링크를 통해 외부 장치로부터 인증에 관한 데이터를 수신하면, 제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 적어도 하나의 기능의 사용에 대한 제한을 해제할 수 있다. 여기서, 인증에 관한 데이터는, 외부 장치에 대응하는 사용자에 대한 사용자 인증의 완료를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 사용자는, 외부 장치를 통해 사용자 인증을 수행할 수 있다. 외부 장치는 사용자의 생일, 사용자를 나타내는 고유 번호 등에 기초하여 사용자 데이터가 유효한지를 판단하고, 외부 서버로부터 에어로졸 생성 장치(1)의 사용 권한에 대한 데이터를 수신할 수 있다. 외부 장치는 사용 권한에 대한 데이터에 기초하여, 에어로졸 생성 장치(1)로 사용자 인증의 완료를 나타내는 데이터를 전송할 수 있다. 사용자 인증이 완료된 경우, 제어부(12)는, 에어로졸 생성 장치(1)의 적어도 하나의 기능의 사용에 대한 제한을 해제할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는, 사용자 인증이 완료된 경우, 히터(18)에 전력을 공급하는 가열 기능의 사용에 대한 제한을 해제할 수 있다.
제어부(12)는, 외부 장치와 형성된 통신 링크를 통해 외부 장치로 에어로졸 생성 장치(1)의 상태에 대한 데이터를 전송할 수 있다. 외부 장치는 수신된 상태 데이터에 기초하여, 외부 장치의 디스플레이를 통해 에어로졸 생성 장치(1)의 배터리팩(11)의 잔여용량, 동작 모드 등을 출력할 수 있다.
외부 장치는 에어로졸 생성 장치(1)의 위치 검색을 개시하는 입력에 기초하여, 에어로졸 생성 장치(1)로 위치 검색 요청을 전송할 수 있다. 외부 장치로부터 위치 검색 요청을 수신하는 경우, 제어부(12)는 수신된 위치 검색 요청에 기초하여, 출력장치 중 적어도 하나가 위치 검색에 대응하는 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 위치 검색 요청에 대응하여 햅틱부(142)가 진동을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 위치 검색 요청에 대응하여 디스플레이(141)가 위치 검색 및 검색 종료에 대응하는 오브젝트를 출력할 수 있다.
제어부(12)는, 외부 장치로부터 펌웨어 데이터를 수신하면, 펌웨어 업데이트를 수행하도록 제어할 수 있다. 외부 장치는 에어로졸 생성 장치(1)의 펌웨어의 현재 버전을 확인하고, 펌웨어의 새로운 버전이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 외부 장치는 펌웨어 다운로드를 요청하는 입력이 수신되는 경우, 새로운 버전의 펌웨어 데이터를 수신하고, 새로운 버전의 펌웨어 데이터를 에어로졸 생성 장치(1)로 전송할 수 있다. 제어부(12)는 새로운 버전의 펌웨어 데이터를 수신함에 따라, 에어로졸 생성 장치(1)의 펌웨어 업데이트가 수행되도록 제어할 수 있다.
제어부(12)는, 통신부(16)를 통해 적어도 하나의 센서(13)의 센싱 값에 대한 데이터를 외부 서버(미도시)에 전송하고, 서버로부터 딥 러닝(deep learning) 등 머신 러닝(machine learning)을 통해 센싱 값을 학습하여 생성된 학습 모델을 수신 및 저장할 수 있다. 제어부(12)는, 서버로부터 수신된 학습 모델을 사용하여, 사용자의 흡입 패턴을 판단하는 동작, 온도 프로파일을 생성하는 동작 등을 수행할 수 있다. 제어부(12)는, 메모리(17)에 적어도 하나의 센서(13)의 센싱 값 데이터 및 인공신경망(ANN)을 학습하기 위한 데이터 등을 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(17)는, 인공신경망(ANN)을 학습하기 위한, 에어로졸 생성 장치(1)에 구비된 각 구성에 대한 데이터베이스, 인공신경망(ANN) 구조를 이루는 웨이트(weight), 바이어스(bias)들을 저장할 수 있다. 제어부(12)는, 메모리(17)에 저장된, 적어도 하나의 센서(13)의 센싱 값에 대한 데이터, 사용자의 흡입 패턴, 온도 프로파일 등을 학습하여, 사용자의 흡입 패턴의 판단, 온도 프로파일의 생성 등에 사용되는 학습 모델을 적어도 하나 생성할 수 있다.
앞에서 설명된 본 개시의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 개시의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.
예를 들어 특정 실시예 및/또는 도면에 설명된 A 구성과 다른 실시예 및/또는 도면에 설명된 B 구성이 결합될 수 있음을 의미한다. 즉, 구성 간의 결합에 대해 직접적으로 설명하지 않은 경우라고 하더라도 결합이 불가능하다고 설명한 경우를 제외하고는 결합이 가능함을 의미한다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
실시예들은 배터리가 탈부착이 가능하게 결합하는 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.

Claims (15)

  1. 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성기;
    상기 에어로졸 생성기가 배치되는 본체; 및
    상기 에어로졸 생성기에 전력을 공급하기 위한 배터리와, 상기 배터리를 수용하는 배터리 케이스를 포함하는 배터리팩;을 포함하고,
    상기 본체와 상기 배터리팩의 어느 하나는 상기 본체에 대한 상기 배터리팩의 위치를 유지하는 후크 돌기를 포함하고,
    상기 본체와 상기 배터리팩의 다른 하나는 상기 후크 돌기가 결합하는 후크 홈을 포함하고,
    상기 배터리팩은 상기 본체에 대해 슬라이딩 이동하여 상기 본체에 탈부착이 가능하게 결합하는, 에어로졸 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 후크 돌기와 상기 후크 홈의 어느 하나는 상기 배터리팩의 삽입 방향에 대한 상기 배터리팩의 단부면에 배치되고,
    상기 후크 돌기와 상기 후크 홈의 다른 하나는 상기 배터리팩의 상기 단부면에 대응하는 상기 본체의 내벽면에 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 본체와 상기 배터리팩의 어느 하나는 상기 본체에 대한 상기 배터리팩의 슬라이딩 이동을 안내하는 슬라이드 돌기를 더 포함하고,
    상기 본체와 상기 배터리팩의 다른 하나는 상기 슬라이드 돌기와 결합하는 슬라이드 홈을 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 후크 돌기와 상기 후크 홈의 어느 하나는 상기 슬라이드 돌기가 배치되는 상기 본체 또는 상기 배터리팩의 표면에 배치되고,
    상기 후크 돌기와 상기 후크 홈의 다른 하나는 상기 슬라이드 홈이 배치되는 상기 본체 또는 상기 배터리팩의 표면에 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 본체는 본체 단자를 더 포함하고,
    상기 배터리팩은 상기 본체 단자와 전기적으로 연결되는 배터리 단자를 더 포함하고,
    상기 본체 단자는 상기 슬라이드 돌기와 상기 슬라이드 홈의 어느 하나에 배치되고,
    상기 배터리 단자는 상기 슬라이드 돌기와 상기 슬라이드 홈의 다른 하나에 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 본체 단자를 더 포함하고,
    상기 배터리팩은 상기 본체 단자와 전기적으로 연결되는 배터리 단자를 더 포함하고,
    상기 본체 단자는 상기 후크 돌기와 상기 후크 홈의 어느 하나에 배치되고,
    상기 배터리 단자는 상기 후크 돌기와 상기 후크 홈의 다른 하나에 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배터리팩의 삽입 방향에 대해 가로지르는 방향의 상기 배터리팩의 단면의 형상이 비대칭인, 에어로졸 생성 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 상기 배터리팩을 수용하는 수용 공간과, 상기 배터리팩을 덮도록 상기 본체에 결합하는 배터리 커버;를 더 포함하고,
    상기 배터리 커버와 상기 본체의 어느 하나는 상기 본체에 대한 상기 배터리 커버의 슬라이딩 이동을 안내하는 커버 슬라이드 돌기를 포함하고,
    상기 배터리 커버와 상기 본체의 다른 하나는 상기 커버 슬라이드 돌기가 결합하는 커버 슬라이드 홈을 더 포함하고,
    상기 배터리 커버는 상기 본체에 대해 슬라이딩 이동하여 상기 수용 공간을 개방하는, 에어로졸 생성 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 커버 슬라이드 돌기를 포함하는 상기 배터리 커버와 상기 본체의 어느 하나는 상기 커버 슬라이드 돌기의 단부에 배치되는 커버 회전 돌기를 더 포함하고,
    상기 커버 슬라이드 홈은 상기 커버 회전 돌기가 결합하는 커버 회전 홈을 포함하고,
    상기 배터리 커버는 상기 본체에 대해 슬라이딩 이동한 후, 상기 커버 회전 돌기를 중심으로 회전하여 상기 수용 공간을 개방하는, 에어로졸 생성 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 커버 슬라이드 홈은, 상기 배터리팩의 삽입 방향을 가로지르는 방향으로 연장되는, 에어로졸 생성 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 본체는 상기 배터리팩을 탄성적으로 가압하는 본체 가압부를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 배터리 커버는 상기 배터리팩을 탄성적으로 가압하는 배터리 가압부를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 커버 슬라이드 홈은 상기 배터리팩의 삽입 방향에 대해 경사를 이루며 연장되는, 에어로졸 생성 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 배터리 커버는, 상기 배터리팩의 단부면과 접촉하며 상기 배터리팩의 삽입 방향으로 상기 배터리팩을 가압하는 커버 돌출부를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 배터리팩은 배터리 단자를 더 포함하고,
    상기 배터리 커버는 상기 배터리 단자와 전기적으로 연결되는 커버 단자를 더 포함하고,
    상기 배터리 단자는 상기 배터리팩의 삽입 방향에 대한 상기 배터리팩의 단부면에 배치되고,
    상기 커버 단자는 상기 배터리 단자와 접촉하는 상기 배터리 커버의 일 면에 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
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