KR102214679B1 - 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡입 물질을 기화시켜 에어로졸을 발생시키는 미세 입자 발생 장치에 관한 것으로 특히 차폐 구조를 구비한 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치에 관한 것이다. 본 발명은 전력을 공급하는 배터리;와 배터리에서 전력을 공급받아 마이크로웨이브로 발진시키는 무선 RF 주파수 발진기;와 무선 RF 주파수 발진기와 연결되어 마이크로웨이브를 증폭하는 무선 RF 파워 앰프;와 무선 RF 파워 앰프와 연결되어 마이크로웨이브를 방사하는 안테나;와 안테나로부터 방사된 마이크로웨이브가 내부에서 방사 및 반사되는 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box);와 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box) 내부에 형성한 EMI 쉴드(Shield) 벽;과 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)와 EMI 쉴드(Shield) 벽에 형성되어 궐련이 삽입되는 개구;를 포함하고 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)에는 기류 통로를 형성하며 기류 통로와 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box) 사이에는 차폐망을 설치한 것을 특징으로 한다.

Description

마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치{MICROWAVE HEATING TYPE FINE PARTICLE GENERATOR}
본 발명은 흡입 물질을 기화시켜 에어로졸을 발생시키는 미세 입자 발생 장치에 관한 것으로 특히 차폐 구조를 구비한 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치에 관한 것이다.
에어로졸은 대기 중에 부유상태로 존재하는 액체 또는 고체의 작은 입자로 보통 0.001 ~ 1.0 ㎛의 크기를 갖는다. 이러한 공기 중의 미세 입자, 즉 에어로졸을 흡입하는 것으로 흔히 말하는 흡연과 같은 기호 물질 흡입이 달성될 수 있다. 도 1은 종래의 가열 방식 미세 입자 발생 장치의 일 실시예를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 미세 입자 발생 장치(10)는 전류를 인가하면 저항에 의해 발열을 하는 히터(14)와 상기 히터(14)에 순간적으로 높은 전력을 공급할 수 있는 배터리(16)와 상기 히터(14)를 제어하기 위한 제어장치(15)를 포함한다. 상기 히터(14)는, 카트리지(13)에 수용된 일정 온도 이상 가열시 기화하는 물질(기화 물질)이 포함된 기화재를 가열하여 미세 입자를 발생시킨다. 예를 들어, 흡입 물질이 함침되거나 표면에 묻혀진 종이로 채워진 궐련(11)을 카트리지 개구(12)를 통해 상기 카트리지(13)에 삽입하면 상기 히터(14)가 가열되어 궐련(11) 내부의 흡입 물질을 기화시키면 사용자가 필터부를 통해 기화되는 흡입 물질을 흡입할 수 있게 된다.
상기와 같은 미세 입자 발생 장치(10)에서 히터(14)를 가열시키는 구조는 배선에 의해 연결되어 유선으로 전력을 공급하는 구조인데, 히터(14)와 메인 보드(Main Board)사이의 접촉불량이나 단선 등 배선에 이상이 발생한 경우에 히터(14)가 원활하게 동작하지 못하고, 고장의 원인이 될 수 있는 문제점이 있으며, 히터(14)를 가열하는 구조이기 때문에 히터(14)가 과열될 가능성이 있으며, 히터(14)의 온도제어가 쉽지 않아 기화되는 흡입물질의 양이 불규칙하게 변할 수 있는 가능성이 있어서, 사용자에게 만족스러운 흡입감을 제공하기 어렵다는 문제점이 있다. 종래기술로서 흡입 물질이 액상 형태로 담긴 카토마이저를 구비하고 카토마이저에 설치된 히터를 가열하여 액상을 기화시켜 사용자가 기화되는 흡입물질을 흡입할 수 있게 한 미세 입자 발생 장치가 있으나 히터를 전기적으로 가열하는 구조이기 때문에 상술한 일 실시예와 같은 문제점이 있다.
또한 상술한 미세 입자 발생 장치(10)에서는 궐련(11) 내로 히터(14)가 삽입됨으로써 궐련 찌꺼기들이 미세 입자 발생 장치(10) 내에 잔류한다는 문제점이 있으며, 원통형인 궐련(11)을 고르게 가열해 주기 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 전기적으로 가열하는 히터를 사용하지 않는 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 차폐 구조를 구비한 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전력을 공급하는 배터리;와 배터리에서 전력을 공급받아 마이크로웨이브로 발진시키는 무선 RF 주파수 발진기;와 무선 RF 주파수 발진기와 연결되어 마이크로웨이브를 증폭하는 무선 RF 파워 앰프;와 무선 RF 파워 앰프와 연결되어 마이크로웨이브를 방사하는 안테나;와 안테나로부터 방사된 마이크로웨이브가 내부에서 방사 및 반사되는 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box);와 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box) 내부에 형성한 EMI 쉴드(Shield) 벽;과 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)와 EMI 쉴드(Shield) 벽에 형성되어 궐련이 삽입되는 개구;를 포함하고 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)에는 기류 통로를 형성하며 기류 통로와 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box) 사이에는 차폐망을 설치한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 실시예에 따라 차폐망은 메쉬(Mesh) 형태인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 실시예에 따라 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)와 EMI 쉴드(Shield) 벽에 형성하여 궐련이 삽입되는 개구 중 적어도 하나에 차폐 부재를 설치한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 실시예에 따라 차폐 부재는 돌기 형태의 플렉서블한 금속을 형성한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 실시예에 따라 개구에 삽입되는 궐련에 차폐막을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 실시예에 따라 궐련에 구비된 차폐막은 금속 호일인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 실시예에 따라 궐련에 구비된 차폐막은 은박지인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 히터를 사용하지 않는 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치를 제공하여 접촉불량이나 단선 등 배선이상 때문에 원활한 히팅이 이루어지지 않거나 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 차폐 구조를 구비한 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 마이크로웨이브에 의해 궐련이 골고루 가열되어 발열 효율이 높아질 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 마이크로웨이브에 의해 발열이 이루어져 예열시간을 단축할 수 있다.
도 1은 종래 가열 방식 미세 입자 발생 장치의 일실시예를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치에서 차폐 구조를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서, 본 발명은 실시예들과 도면을 통하여 상세하게 설명된다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 RF 주파수를 이용한 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치(100)는 전력을 공급하는 배터리(30)와 배터리(30)에서 전력을 공급받아 마이크로웨이브로 발진시키는 무선 RF 주파수 발진기(41)와 무선 RF 주파수 발진기(41)와 연결되어 마이크로웨이브를 증폭하는 무선 RF 파워 앰프(42)와 무선 RF 파워 앰프(42)와 연결되어 마이크로웨이브를 방사하는 안테나(50)와 안테나(50)로부터 방사된 마이크로웨이브가 내부에서 방사 및 반사되는 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)(60)와 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)(60) 내부에 형성한 EMI 쉴드(Shield) 벽(61)과 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)(60)와 EMI 쉴드(Shield) 벽(61)에 형성되어 궐련(20)이 삽입되는 개구(62, 63)를 포함하고 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)(60)에는 기류 통로(64)를 형성하며 기류 통로(64)와 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)(60) 사이에는 차폐망(65)을 설치한다. 배터리(30)에서는 무선 RF 주파수 발진기(41)가 마이크로웨이브를 발진하기 위한 전력을 공급하며, 무선 RF 주파수 발진기(41)는 배터리(30)로부터 전력을 공급받아 마이크로웨이브를 발진하며 무선 RF 주파수 발진기(41)에서 발진시킨 마이크로웨이브는 무선 RF 파워 앰프(42)에서 증폭되어 RF 케이블을 통해 안테나(50)에서 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)(60)로 방사된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에서는 마이크로웨이브 RF 주파수로서 10~70GHz 대역을 사용하며, 안테나(50)의 마이크로웨이브 방사 출력은 1Watt 이상이다. 상기와 같이 마이크로웨이브 RF 주파수를 10~70GHz 대역을 사용하여 마이크로웨이브 발열 방식의 미세 입자 발생 장치(100)의 크기를 작게 설계하는 것이 가능하다. 기류 통로(64)는 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)(60) 외부로 연통되며, 예를 들어 미도시된 카트리지와 연결되어 카트리지에서 무화된 기류가 유입될 수 있다. 기류 통로(64)에 설치되는 차폐망(65)은 실시예에 따라, 메쉬(Mesh) 형태이며, 주파수 파장이 3cm 이하인 신호 성분이 통과하지 못하도록 메쉬(Mesh) 형태의 각각의 정사각형 크기를 축소하여 형성함으로써 카트리지에서 무화된 기류의 통로로 사용함과 동시에 마이크로웨이브 EMI 노이즈(Noise) 주파수 신호 성분이 누설되지 못하도록 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)(60)와 접촉하여 설치한다. EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)(60)는 내부에서 안테나(50)로부터 방사된 마이크로웨이브가 반사되도록 공간을 형성하고 있으며, 마이크로웨이브가 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)(60) 외부로 누설되지 않도록 내부에 EMI 쉴드(Shield) 벽(61)이 형성되어 있다. EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)(60)와 EMI 쉴드(Shield) 벽(61)에는 궐련(20)이 삽입될 수 있는 개구(62, 63)를 포함하며, 궐련(20)이 개구(62, 63)을 통해 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)(60)에 삽입된 상태에서 무선 RF 주파수 발진기(41)에서 마이크로웨이브가 발진되어 무선 RF 파워 앰프(42)에서 마이크로웨이브가 증폭되고 안테나(50)를 통해 방사되어 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)(60)에서 방사 및 반사된 마이크로웨이브에 의해 궐련(20)이 가열되어 흡입물질을 기화시켜 에어로졸이 발생되게 된다. 본 발명은 일 실시예에 따라서, EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)(60)에 온도 센서(70)를 설치하고 온도 센서(70)와 무선 RF 파워 앰프(42) 사이에 온도 센서(70)의 온도 감지값에 따라 무선 RF 파워 앰프(42)의 출력을 제어하는 제어장치(80)를 구비한다. 온도 센서(70)는 예를 들어 IR Matrix 적외선 센서를 적용할 수 있으며, 제어장치(80)는 온도 센서(70), 예를 들어 IR Matirx 적외선 센서에서 검출한 온도 감지값에 따라 궐련(20)의 표면 온도를 판단하여 무선 RF 파워 앰프(42)의 무선 RF 출력을 제어한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치에서 차폐 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2와 동일 부호에 대해서는 구성 및 작용 효과가 동일하며, 도 3과 도 4를 참조하면 EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)(60)와 EMI 쉴드(Shield) 벽(61)에 형성하여 궐련(20)이 삽입되는 개구(62, 63)에 차폐 부재(66)를 설치한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 궐련(20)에는 사용자가 미세 입자 발생 장치(100)를 사용하여 흡입할 때 궐련(20) 내부를 통해 마이크로웨이브 EMI 노이즈(Noise) 주파수 성분이 누설되지 않도록 차폐막(67)을 구비하는데 차폐막(67)은 예를 들어 금속 호일이나 은박지가 궐련(20) 내부와 외부에 걸쳐 인쇄된 형태로 구비된다. 궐련(20)이 개구(62, 63)를 통해 삽입되면 궐련(20)에 인쇄된 차폐막(67)에 차폐 부재(66)가 접촉됨으로써 마이크로웨이브 EMI 노이즈(Noise) 주파수 성분이 누설되지 않게 기밀성이 유지될 수 있도록 하며 실시예에 따라 도 4의 (a)를 참조하면 차폐 부재(66)에는 돌기 형태의 플렉서블한 금속을 형성하여 도 4의 (b)를 참조하면 궐련(20)이 개구(62, 63)를 통해 삽입?瑛? 때 궐련(20)에 인쇄된 차폐막(67)에 차폐 부재(66)에 형성된 플렉서블한 금속이 접촉함으로써 마이크로웨이브 EMI 노이즈(Noise) 주파수 성분이 누설되지 않게 기밀성이 유지될 수 있도록 한다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10: 미세 입자 발생 장치 11 : 궐련
12 : 카트리지 개구 13 : 카트리지
14 : 히터 15 : 제어장치
16 : 배터리 100 : 미세 입자 발생 장치
20 : 궐련 30 : 배터리
41 : 무선 RF 주파수 발진기 42 : 무선 RF 파워 앰프
50 : 안테나
60 : EMI 쉴딩(Shielding) 박스(Box)
61 : EMI 쉴드(Shield) 벽
62, 63 : 개구 64 : 기류 통로
65 : 차폐망 66 : 차폐 부재
67 : 차폐막 70 : 온도 센서
80 : 제어장치

Claims (15)

  1. 전력을 공급하는 배터리;와
    배터리에서 전력을 공급받아 마이크로웨이브로 발진시키는 무선 RF 주파수 발진기;와
    무선 RF 주파수 발진기와 연결되어 마이크로웨이브를 증폭하는 무선 RF 파워 앰프;와
    무선 RF 파워 앰프와 연결되어 마이크로웨이브를 방사하는 안테나;와
    안테나로부터 방사된 마이크로웨이브가 내부에서 방사 및 반사되는 EMI 쉴딩 박스;와
    EMI 쉴딩 박스 내부에 형성한 EMI 쉴드 벽;과
    EMI 쉴딩 박스와 EMI 쉴드 벽에 형성되어 궐련이 삽입되는 개구;와
    EMI 쉴딩 박스에 형성된 EMI 쉴딩 박스 외부로 연통하는 기류 통로에 주파수 파장 3 cm 이하인 신호 성분이 통과하지 못하도록 설치된 메쉬 형태의 차폐망;을 포함하되,
    개구를 통해 삽입된 궐련이 EMI 쉴딩 박스 내에서 마이크로웨이브에 의해 가열되어 에어로졸을 발생시키는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    마이크로웨이브 RF 주파수로 10 ~ 70 GHz 대역을 사용하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    EMI 쉴딩 박스에 온도 센서를 설치하고 온도 센서와 무선 RF 파워 앰프 사이에 온도 센서의 온도 감지값에 따라 무선 RF 파워 앰프의 출력을 제어하는 제어장치를 구비한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    온도 센서는 IR Matrix 적외선 센서인 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    EMI 쉴딩 박스와 EMI 쉴드 벽에 형성하여 궐련이 삽입되는 개구 중 적어도 하나에 차폐 부재를 설치한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    차폐 부재는 돌기 형태의 플렉서블한 금속을 형성한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    개구에 삽입되는 궐련에 차폐막을 구비하여 궐련 삽입시에 차폐막이 플렉서블한 금속에 접촉하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    궐련에 구비된 차폐막은 금속 호일인 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    궐련에 구비된 차폐막은 은박지인 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치.
  10. 전력을 공급하는 배터리;와
    배터리에서 전력을 공급받아 마이크로웨이브로 발진시키는 무선 RF 주파수 발진기;와
    무선 RF 주파수 발진기와 연결되어 마이크로웨이브를 증폭하는 무선 RF 파워 앰프;와
    무선 RF 파워 앰프와 연결되어 마이크로웨이브를 방사하는 안테나;와
    안테나로부터 방사된 마이크로웨이브가 내부에서 방사 및 반사되는 EMI 쉴딩 박스;와
    EMI 쉴딩 박스 내부에 형성한 EMI 쉴드 벽;과
    EMI 쉴딩 박스와 EMI 쉴드 벽에 형성되어 궐련이 삽입되는 개구;와
    궐련이 삽입되는 개구 중 적어도 하나에 마이크로웨이브 EMI 노이즈 주파수 성분이 누설되지 않도록 설치된 돌기 형태의 플렉서블한 금속으로 형성된 차폐 부재;를 포함하되,
    개구를 통해 삽입된 궐련이 EMI 쉴딩 박스 내에서 마이크로웨이브에 의해 가열되어 에어로졸을 발생시키는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    EMI 쉴딩 박스에 형성된 EMI 쉴딩 박스 외부로 연통하는 기류 통로에 주파수 파장 3 cm 이하인 신호 성분이 통과하지 못하도록 설치된 메쉬 형태의 차폐망을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    마이크로웨이브 RF 주파수로서 10 ~ 70 GHz 대역을 사용하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    개구에 삽입되는 궐련에 차폐막을 구비하여 궐련 삽입시에 차폐막이 플렉서블한 금속에 접촉하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    궐련에 구비된 차폐막은 금속 호일인 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    궐련에 구비된 차폐막은 은박지인 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 발열 방식 미세 입자 발생 장치.
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