KR102265570B1

KR102265570B1 - 에어로졸 발생기

Info

Publication number: KR102265570B1
Application number: KR1020200027275A
Authority: KR
Inventors: 이희준; 정진우
Original assignee: 주식회사 이엠텍
Priority date: 2019-03-04
Filing date: 2020-03-04
Publication date: 2021-06-16
Also published as: KR20200106459A

Abstract

본 발명은, 액상을 저장할 수 있는 카트리지와, 전류가 인가되면 저항에 의해 발열하여 액상을 기화시켜 에어로졸을 형성하는 코일과, 코일에 전류를 인가할 수 있는 배터리와, 외부로부터 코일 쪽으로 연통되는 기류통로와, 기류통로와 연통되어 사용자가 흡입할 수 있는 마우스피스와, 기류통로의 일측에 제공되어 마우스피스를 통한 사용자의 흡입 압력을 감지하는 압력센서와, 압력센서에서 감지된 사용자의 흡입 압력값에 따라 코일로 인가되는 전류를 제어하는 제어장치를 포함하되, 제어장치는, 압력센서에서 감지한 사용자의 흡입 압력이 제1 문턱값 이상인 경우, 사용자가 에어로졸 흡입을 시작하려는 것으로 판단하여 코일로 전류를 인가하고 인가되는 전력량을 증가시켜서 가열된 코일에 의해 에어로졸을 발생시키고, 발생된 에어로졸을 마우스피스를 통해 사용자가 흡입하는 도중에, 압력센서에서 감지한 사용자의 흡입 압력이 제2 문턱값 이상인 경우, 카트리지에 액상이 기준치 이하인 것으로 판단하여 코일로 인가되는 전력량을 감소시키되, 제1 문턱값보다 제2 문턱값이 큰 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기를 제공한다.

Description

에어로졸 발생기{AEROSOL GENERATOR}

본 발명은 에어로졸 발생기에 관한 것으로 특히 압력 센서를 이용하여 히팅을 제어하도록 한 에어로졸 발생기에 관한 것이다.

에어로졸은 대기 중에 부유상태로 존재하는 액체 또는 고체의 작은 입자로 보통 0.001 ~ 1.0 ㎛의 크기를 갖는다. 특히 여러 종류의 액상으로부터 유래하는 에어로졸을 다양한 목적으로 사람이 흡입하는 경우가 있는데, 예를 들어 질병 치료용으로 네블라이져가 알려져 있다.

일반적으로 에어로졸을 전기가열식으로 발생시키는 장치는, 휴대하고 사용하기 편리하도록, 배터리 및 제어 전자기기를 포함하고, 에어로졸을 형성하기 위한 액상을 저장하는 카트리지(cartridge)와, 전기로 작동하는 무화기(atomizer)로 이루어진다. 이러한 카트리지와 무화기가 하나의 어셈블리로 결합된 것을 "카토마이저 (cartomizer)"라고 칭한다. 이러한 종래의 카토마이저에 관한 기술문헌으로 등록특허공보 10-1081481호가 개시되어 있으며, 도 1을 참조하면 액상탱크(1)와 무화기부(3)에 구비되어 심지(4)를 통해 전달되는 에센스를 가열하여 기화시키는 가열 요소(6)와 가열 요소(6)에 전기적으로 연결되는 전원단자부(5)와 심지(4)를 통해 에센스가 과다하게 유입되는 경우 과다하게 유입된 에센스를 흡수하는 역할을 하는 솜뭉치(7)와 가열 요소(6)에 의해 기화되는 연기가 유동되는 연기유동관체(2)를 포함하는 구성이 개시되어 있다. 일반적으로 액상을 저장하는 카트리지를 구비한 종래 기술은 사용자가 에어로졸을 발생시키는 장치의 동작을 온(ON)시킨 후 기설정된 동작에 따라 소정 시간이 경과하면 동작을 오프(OFF)시키기 때문에 사용자의 흡입 동작에 따라 무화량을 조절하기 어려운 단점이 있으며, 카트리지의 액상의 잔량에 관계없이 동작을 하기 때문에, 카트리지의 액상이 소진된 경우에 사용자에게 탄맛이 느껴져 불쾌감을 초래하며 사용의 편의성을 저하시킬 수 있다.

대한민국 등록특허공보 10-1081481

본 발명은 압력 센서를 이용해 무화량을 조절할 수 있는 에어로졸 발생기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 액상의 잔량이 미량이거나 소진되었을 경우 에어로졸 발생기가 과열되는 것을 방지할 수 있는 에어로졸 발생기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 액상을 저장할 수 있는 카트리지와, 전류가 인가되면 저항에 의해 발열하여 액상을 기화시켜 에어로졸을 형성하는 코일과, 코일에 전류를 인가할 수 있는 배터리와, 외부로부터 코일 쪽으로 연통되는 기류통로와, 기류통로와 연통되어 사용자가 흡입할 수 있는 마우스피스와, 기류통로의 일측에 제공되어 마우스피스를 통한 사용자의 흡입 압력을 감지하는 압력센서와, 압력센서에서 감지된 사용자의 흡입 압력값에 따라 코일로 인가되는 전류를 제어하는 제어장치를 포함하되, 제어장치는, 압력센서에서 감지한 사용자의 흡입 압력이 제1 문턱값 이상인 경우, 사용자가 에어로졸 흡입을 시작하려는 것으로 판단하여 코일로 전류를 인가하고 인가되는 전력량을 증가시켜서 가열된 코일에 의해 에어로졸을 발생시키고, 발생된 에어로졸을 마우스피스를 통해 사용자가 흡입하는 도중에, 압력센서에서 감지한 사용자의 흡입 압력이 제2 문턱값 이상인 경우, 카트리지에 액상이 기준치 이하인 것으로 판단하여 코일로 인가되는 전력량을 감소시키되, 제1 문턱값보다 제2 문턱값이 큰 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기를 제공한다.

여기서, 온오프 동작을 하면서 배터리로부터 코일에 공급되는 전력량을 조절하는 FET를 추가로 포함하고, 제어장치는, FET로 출력하는 PWM 신호의 듀티를 다르게 하여 코일로 공급되는 전력량을 제어할 수 있다.

또한, 제어장치는, 압력센서에서 감지한 압력이 제1 문턱값 이상인 경우, FET로 출력하는 PWM 신호의 듀티를 기설정값으로 인가하고, FET로 출력하는 PWM 신호의 듀티를 일정값 씩 상승시킬 수 있다.

또한, 제어장치는, 압력센서에서 감지한 압력이 제2 문턱값 이상인 경우, FET로 출력하는 PWM 신호의 듀티를 일정값 씩 하강시키고, 기설정된 소정시간이 경과하면 동작을 종료시킬 수 있다.

또한, 코일로 인가되는 전력량을 감소시키는 중에, 압력센서에서 감지된 사용자읜 흡입압력이, 제2 문턱값보다 큰 제3 문턱값 이상인 경우, 제어장치는 액상의 잔량이 소진된 것으로 판단하여 전원을 오프시킬 수 있다.

또한, FET로 출력하는 PWM 신호의 듀티를 일정값씩 상승시키는 것은, 1차함수, 계단함수, 지수함수 중 하나의 함수를 이용해 상승시킬 수 있다.

또한, FET로 출력하는 PWM 신호의 듀티를 일정값씩 하강시키는 것은, 1차함수, 계단함수, 지수함수 중 하나의 함수를 이용해 하강시킬 수 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생기는 사용자의 흡입 동작에 따라 압력을 감지하여 무화량을 조절할 수 있어서 사용의 편의성을 도모할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 에어로졸 발생기는 액상의 잔량이 미량이거나 소진되었을 경우 에어로졸 발생기가 과열되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 종래 기술을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생기의 히팅 제어 방법을 설명하기 위한 개략적인 블럭도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생기의 히팅 제어 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생기의 히팅 제어 방법을 설명하기 위한 개략적인 그래프,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생기의 히팅 제어 방법을 설명하기 위한 순서도.

이하에서, 본 발명은 실시예들과 도면을 통하여 상세하게 설명된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생기의 히팅 제어 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생기의 히팅 제어 방법을 설명하기 위한 개략적인 블럭도이다.

도 2 또는 도 3을 참조하면 본 발명이 적용되는 에어로졸 발생기는 액상을 저장할 수 있는 카트리지(10)와, 외부로부터 카트리지(10) 및/또는 후술하는 코일쪽으로 연통되는 기류통로(20)와, 기류통로와 연통되어 사용자가 흡입할 수 있는 마우스피스(미도시)와, 기류통로(20)의 일측에 구비되어 마우스피스를 통한 사용자의 흡입 압력인 음압으로 작용하는 기류의 압력을 감지하는 압력센서(30)와, 전류를 인가하면 저항에 의해 발열을 하는 코일(40)과, 코일(40)에 순간적으로 높은 전력을 공급할 수 있는 배터리(70)와, 온오프 동작을 하면서 배터리(70)로부터 코일(40)에 공급되는 전력량을 조절하는 FET(60)와, FET(60)로 PWM신호를 출력하는 제어장치(50)를 포함한다. 코일(40)에 의해 카트리지(10)에 저장된 액상이 가열되어 에어로졸이 발생하며 FET(60)는 제어장치(50)에서 출력하는 PWM신호에 의해 온오프 동작을 하게 된다.

사용자가 미도시된 마우스피스를 통해 흡입을 시도하면 흡입 압력이 증가함에 따라 기류 통로(20)의 일측에 구비된 압력센서(30)에서 감지한 압력값이 증가하게 된다. 액상이 기화된 에어로졸이 기류 통로(20)에서 사용자의 흡입에 따라 사용자의 입 속으로 흡입되며, 기류 통로(20)에 충분한 양의 에어로졸이 존재하는 경우에는 사용자가 적당량의 흡입 압력으로 에어로졸을 흡입할 수 있게 되지만, 기류 통로(20)에 충분한 양의 에어로졸이 존재하지 않는 경우에는 사용자가 마우스피스를 통해 흡입할 때 기류통로에 큰 음압인 흡입 압력이 작용하게 되는데, 만약 액상의 잔량이 미량이거나 소진된 경우는 압력센서(30)에서는 상대적으로 더욱 큰 압력값이 감지된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생기의 히팅 제어 방법을 설명하기 위한 개략적인 그래프이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생기의 히팅 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 4 또는 도 5를 참조하면, 사용자가 에어로졸 발생기의 버튼을 조작하여 동작을 시작하면(A), 제어장치(50)는 압력센서(30)에서 감지한 압력이 기설정한 제1 문턱값 이상인지 확인하고(B), 압력센서(30)에서 감지한 사용자의 흡입 압력이 기설정한 제1 문턱값 이상인 경우 사용자가 에어로졸 발생기를 통해 에어로졸을 흡입하려는 것으로 판단하여 FET(60)로 출력하는 PWM신호의 듀티(Duty)를 기설정값으로 인가하고(C), 이후 FET(60)로 출력하는 PWM신호의 듀티(Duty)를 일정값 씩 상승시켜서 무화량을 증가시키게 된다(D).

바람직한 일 실시예에 따르면, FET(60)로 출력하는 PWM 신호의 듀티(Duty)는 1차함수, 계단함수 또는 지수함수 중 하나의 함수를 이용해 상승시킬 수 있다. 이에 따라 에어로졸이 발생되며 기류통로에는 충분한 양의 에어로졸이 존재하게 되고, 사용자는 마우스피스를 통해 에어로졸을 흡입할 수 있게 된다.

이렇게 발생된 에어로졸을 마우스피스를 통해 사용자가 흡입하는 도중에, 압력센서에서 감지한 사용자의 흡입 안력이 제2 문턱값(제1 문턱값보다 큼) 이상인 경우, 카트리지의 액상 잔량이 기준값 이하인 것으로 판단하여 코일로 인가되는 전력량을 감소시키게 된다. 즉, 제어장치(50)는 FET(60)로 출력하는 PWM신호의 듀티(Duty)를 일정값 씩 상승시키면서도 계속적으로 압력센서(30)에서 감지한 압력이 기설정한 제2 문턱값 이상인지 확인하고(E), 압력센서(30)에서 감지한 사용자의 흡입 압력이 기설정한 제2 문턱값 이상인 경우 카트리지(10)의 액상이 소진되어 가는 것으로, 즉 카트리지(10)의 액상 잔량이 기준값 이하인 것으로 판단하여 FET(60)로 출력하는 PWM신호의 듀티(Duty) 값을 기설정값으로 감소시키고(F), 이후 FET(60)로 출력하는 PWM신호의 듀티(Duty) 값을 일정값씩 하강시킨다(G).

바람직한 일 실시예에 따르면, FET(60)로 출력하는 PWM 신호의 듀티(Duty)는 1차함수, 계단함수 또는 지수함수 중 하나의 함수를 이용해 하강시킬 수 있다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 제어장치(50)는 FET(60)로 출력하는 PWM신호의 듀티(Duty)를 일정값씩 하강시키면서 기설정한 소정시간이 경과했는지 계수하여(H), 만약 기설정한 소정시간 경과하면 전원부(80)를 제어하여 전원을 오프시켜서 에어로졸 발생기의 동작을 종료시킬 수 있다(I).

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 제어장치(50)는 FET(60)로 출력하는 PWM신호의 듀티(Duty)를 일정값씩 하강시키면서 압력센서(30)에서 감지한 사용자의 흡입 압력이 기설정한 제3 문턱값(제2 문턱값보다 큼) 이상인지 확인하여, 압력센서에서 감지한 압력이 기설정한 제3 문턱값 이상인 경우 제어장치(50)는 카트리지(10)의 액상이 소진된 것으로 판단하여 전원부(80)를 제어해서 전원을 오프시켜서 에어로졸 발생기의 동작을 종료시킬 수도 있다. 제2 문턱값을 초과하는 흡입 압력이 감지된 후에 사용자가 곧바로 사용을 중지하거나 흡입시 압력을 줄이지 않고 무의식적으로 더 큰 흡입 압력으로 흡입하는 경우 탄맛을 느끼게 되는 등의 문제가 있으므로 에어로졸 발생기의 동작을 종료시키는 것이 낫기 때문이다.

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.

1 : 액상탱크 2 : 연기유동관체
3 : 무화기부 4 : 심지
5 : 전원단자부 6 : 가열 요소
7 : 솜뭉치 10 : 카트리지
20 : 기류통로 30 : 압력센서
40 : 코일 50 : 제어장치
60 : FET 70 : 배터리
80 : 전원부

Claims

액상을 저장할 수 있는 카트리지와,
전류가 인가되면 저항에 의해 발열하여 액상을 기화시켜 에어로졸을 형성하는 코일과,
코일에 전류를 인가할 수 있는 배터리와,
외부로부터 코일 쪽으로 연통되는 기류통로와,
기류통로와 연통되어 사용자가 흡입할 수 있는 마우스피스와,
기류통로의 일측에 제공되어 마우스피스를 통한 사용자의 흡입 압력을 감지하는 압력센서와,
압력센서에서 감지된 사용자의 흡입 압력값에 따라 코일로 인가되는 전류를 제어하는 제어장치를 포함하되,
제어장치는,
압력센서에서 감지한 사용자의 흡입 압력이 제1 문턱값 이상인 경우, 사용자가 에어로졸 흡입을 시작하려는 것으로 판단하여 코일로 전류를 인가하고 인가되는 전력량을 증가시켜서 가열된 코일에 의해 에어로졸을 발생시키고,
발생된 에어로졸을 마우스피스를 통해 사용자가 흡입하는 도중에, 압력센서에서 감지한 사용자의 흡입 압력이 제2 문턱값 이상인 경우, 카트리지에 액상이 기준치 이하인 것으로 판단하여 코일로 인가되는 전력량을 감소시키되,
제1 문턱값보다 제2 문턱값이 큰 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
제1항에 있어서,
온오프 동작을 하면서 배터리로부터 코일에 공급되는 전력량을 조절하는 FET를 추가로 포함하고,
제어장치는, FET로 출력하는 PWM 신호의 듀티를 다르게 하여 코일로 공급되는 전력량을 제어하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
제2항에 있어서,
제어장치는, 압력센서에서 감지한 압력이 제1 문턱값 이상인 경우, FET로 출력하는 PWM 신호의 듀티를 기설정값으로 인가하고, FET로 출력하는 PWM 신호의 듀티를 일정값 씩 상승시키는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
제2항에 있어서,
제어장치는, 압력센서에서 감지한 압력이 제2 문턱값 이상인 경우, FET로 출력하는 PWM 신호의 듀티를 일정값 씩 하강시키고, 기설정된 소정시간이 경과하면 동작을 종료시키는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
코일로 인가되는 전력량을 감소시키는 중에, 압력센서에서 감지된 사용자읜 흡입압력이, 제2 문턱값보다 큰 제3 문턱값 이상인 경우, 제어장치는 액상의 잔량이 소진된 것으로 판단하여 전원을 오프시키는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
제2항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
FET로 출력하는 PWM 신호의 듀티를 일정값씩 상승시키는 것은, 1차함수, 계단함수, 지수함수 중 하나의 함수를 이용해 상승시키는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
제2항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
FET로 출력하는 PWM 신호의 듀티를 일정값씩 하강시키는 것은, 1차함수, 계단함수, 지수함수 중 하나의 함수를 이용해 하강시키는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.