KR102658269B1 - 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 특히 외부로부터 인입되는 공기를 가열하여 가열 효율을 향상할 수 있는 에어로졸 발생장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치는 하우징과; 하우징 내에 구비되는 액상 저장부와; 액상 저장부와 접촉하는 흡습체와; 흡습체에 설치되는 제1 히터와; 흡습체 및 제1 히터와 연통하는 기류 통로와; 액상 저장부 하부에 구비되며, 상기 기류 통로와 연통되는 개구가 형성된 하부판을 포함하는 액상 카트리지와; 상기 하부판에 형성된 상기 개구와 연통되는 공기 인입 부재와; 공기 인입 부재 내부의 공기를 가열하는 제2 히터와, 상기 공기 인입 부재와 연통하는 공기 통로와; 공기 통로로 외부 공기를 유입하는 공기 흡입구와; 상기 공기 통로에서 분기되는 통로에 연통하여 설치되는 압력 센서와; 상기 제1 히터와 상기 제2 히터에 각각 전력을 공급하는 배터리와; 이들 중 적어도 어느 하나를 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함한다.

Description

인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치{AEROSOL GENERATOR USING INCOMING AIR HEATING}
본 발명은 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 특히 외부로부터 인입되는 공기를 가열하여 가열 효율을 향상할 수 있는 에어로졸 발생장치에 관한 것이다.
에어로졸은 대기 중에 부유상태로 존재하는 액체 또는 고체의 작은 입자로 보통 0.001 ~ 1.0 ㎛의 크기를 갖는데, 액상으로부터 유래하는 에어로졸을 다양한 목적으로 사람이 흡입할 수 있는 에어로졸 발생장치가 있는데, 예를 들어 액상 전자담배, 네블라이져가 있다.
일반적으로 에어로졸을 전기가열식으로 발생시키는 장치는, 휴대하고 사용하기 편리하도록, 배터리 및 제어 전자기기를 포함하고, 에어로졸을 형성하기 위한 액상을 저장하고 가열하는 액상 카트리지를 구비한다.
도 1을 참조하면 종래 기술에 따른 액상으로부터 유래하는 에어로졸을 흡입할 수 있는 에어로졸 발생장치(10)는 마우스피스(11)와 액상 카트리지(12)와 본체(13)를 구비하고, 액상 카트리지(12)에 액상이 저장된다. 본체(13)에는 미도시된 배터리와 제어부가 구비되고, 제어부의 제어에 따라 배터리로부터 액상 카트리지(12)에 구비되는 미도시된 히터에 전력이 공급되어, 히터에 의해 액상이 가열되어 에어로졸이 발생해서, 마우스피스(11)로 유입되어 사용자가 마우스피스(11)를 통해 에어로졸을 흡입할 수 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 10-1623429호에는 속이 빈 케이싱; 케이싱의 내부에 배치되고 전극 연결이 가능하도록 하는 전극 튜브, 전극 튜브의 한쪽 끝에 연결되고 케이싱의 한쪽 부분을 밀폐시키는 하부 덮개 및 전극 튜브의 다른 한쪽 끝에 연결되어 케이싱의 다른 끝을 밀폐시키는 상부 덮개를 포함하는 연결 모듈; 연결 모듈의 위쪽 부분에 고정되는 전극 연결 유닛 및 연결 모듈의 위쪽으로부터 연결 모듈을 관통하여 케이싱의 내부로 연장되도록 배치되는 액상 공급 유닛으로 이루어진 기화 모듈; 및 케이싱의 위쪽 부분에 결합되는 마우스피스를 포함하는 전기식 흡입 장치를 위한 카트리지에 대해 개시되어 있다.
상술한 종래 기술에서는 하나의 히터에 의해서만 가열하기 때문에 가열 효율이 떨어질 수 있으며, 사용자가 마우스피스로 흡입하는 에어로졸의 온도가 실제 궐련 흡연시보다 낮아서, 만족스러운 흡입감을 제공하지 못할 수 있다.
대한민국 등록특허공보 10-1623429호
본 발명은 에어로졸 발생장치에 인입되는 공기의 가열에 의해 가열 효율을 향상할 수 있는 에어로졸 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 에어로졸 발생장치에 사용자의 흡입을 감지하여 인입되는 공기를 가열해서 가열 효율을 향상할 수 있는 에어로졸 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는, 에어로졸을 형성하기 위한 액상을 저장하고 가열하는 액상 카트리지와, 액상 카트리지가 탈착 가능한 본체로 이루어지는 에어로졸 발생장치에 있어서, 액상 카트리지의 하우징과; 액상 카트리지의 하우징 내에 구비되어 액상을 저장하는 액상 저장부와; 액상 카트리지의 하우징 내에서 액상 저장부와 접촉하여 액상을 흡습하는 흡습체와; 액상 카트리지의 하우징 내에서 흡습체에 설치되는 제1 히터와; 액상 카트리지의 하우징 내에서 흡습체 및 제1 히터와 연통하는 기류 통로와; 액상 저장부 하부에 액상 카트리지 하우징의 하부를 구성하도록 구비되며, 상기 기류 통로와 연통되는 개구가 형성된 하부판과; 상기 하부판에 형성된 상기 개구와 연통되도록 본체에 제공되는 공기 인입 부재와; 공기 인입 부재 내부의 공기를 가열하도록 본체에 제공되는 제2 히터와; 상기 공기 인입 부재와 연통하도록 본체에 제공되는 공기 통로와; 공기 통로로 외부 공기를 유입하도록 본체에 제공되는 공기 흡입구와; 상기 공기 통로에서 분기되는 통로에 연통하여 본체에 설치되는 압력 센서와; 상기 제1 히터와 상기 제2 히터에 각각 전력을 공급하도록 본체에 제공되는 배터리와; 이들 중 적어도 어느 하나를 제어하도록 본체에 제공되는 마이크로컨트롤러;를 포함하되, 압력 센서는 사용자의 흡입동작을 감지하고, 마이크로컨트롤러는 압력 센서의 흡입 감지에 따라 배터리로부터 제2 히터로 먼저 전력이 공급되게 제어하는 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치를 제공한다.
또한, 실시예에 따라 액상 카트리지에는 기류 통로와 연통하며, 궐련이 삽입되는 공동이 형성된다.
또한, 실시예에 따라 액상 카트리지에는 기류 통로와 연통하여 사용자가 에어로졸을 흡입할 수 있는 마우스피스가 제공된다.
또한, 실시예에 따라 제2 히터는 코일형 히터이다.
또한, 실시예에 따라 제2 히터는 직렬 또는 병렬로 설치되는 복수의 코일형 히터를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면 인입 공기를 가열하여 가열 효율을 향상할 수 있는 에어로졸 발생장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 압력 센서로 사용자의 흡입을 감지해서 인입 공기를 가열하여 가열 효율을 향상할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 인입된 공기가 먼저 가열되어, 공기가 가열되기 전에 액상이 기화되어 차가운 에어로졸을 흡입하는 것이 방지된다.
도 1은 종래 기술의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치를 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치를 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 5는 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치에서 제2 히터의 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치를 개념적으로 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치를 개념적으로 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치(100)는 하우징(11)과, 하우징(11) 내에 구비되는 액상 저장부(12)와, 액상 저장부(12)와 접촉하는 흡습체(13)와, 흡습체(13)에 설치되는 제1 히터(14)와, 흡습체(13) 및 제1 히터(14)와 연통하는 기류 통로(15)와, 액상 저장부(12) 하부에 구비되며, 기류 통로(15)와 연통되는 개구(16-1)가 형성된 하부판(16)을 포함하는 액상 카트리지(10)와, 하부판(16)에 형성된 개구(16-1)와 연통되는 공기 인입 부재(20)와, 공기 인입 부재(20) 내부의 공기를 가열하는 제2 히터(21)와, 공기 인입 부재(20)와 연통하는 공기 통로(22)와, 공기 통로(22)로 외부 공기를 유입하는 공기 흡입구(23)와, 공기 통로(22)에서 분기되는 통로(24)에 연통하여 설치되는 압력 센서(30)와, 제1 히터(13)와 제2 히터(21)에 각각 전력을 공급하는 배터리(40)와, 이들 중 적어도 어느 하나를 제어하는 마이크로컨트롤러(50)를 포함한다. 액상 저장부(12)에는 액상이 저장될 수 있으며, 외부 공기가 공기 흡입구(23)를 통해 유입되면, 공기 통로(22)를 통해 공기 인입 부재(20)로 이송된다. 공기 인입 부재(20)으로 이송된 공기는 공기 인입 부재(20)에서 제2 히터(21)에 의해 가열되는데, 제2 히터(21)는 마이크로컨트롤러(50)의 제어에 의해 배터리(40)로부터 전력을 공급받는다. 제2 히터(21)에 의해 가열된 공기는 하부판(16)에 형성된 개구(16-1)를 통해 기류 통로(15)로 이송되고, 기류 통로(15)에서 제1 히터(14)에 의해 가열된다. 또한, 제1 히터(14)에 의해 흡습체(13)에 흡습된 액상이 가열되어 에어로졸이 발생한다. 제1 히터(14)는 마이크로컨트롤러(50)의 제어에 의해 배터리(40)로부터 전력을 공급받는다. 실시예에 따라 제2 히터(21)에 의해 공기가 먼저 가열되게 제어하여 공기가 가열되기 전에 제1 히터(14)에 의해 액상이 기화되어 차가운 에어로졸을 흡입하는 것을 방지할 수 있다. 도 3을 참조하면 실시예에 따라 액상 카트리지(10)에는 기류 통로(15)와 연통하며, 궐련(60)이 삽입되는 공동(17)이 형성된다. 따라서, 제2 히터(21)에 의해 가열된 공기가 기류 통로(15)에서 제1 히터(14)에 의해 가열되고, 제1 히터(14)에 의해 흡습체(13)에 흡습된 액상이 가열되어 발생한 에어로졸과 함께 가열된 공기가 기류 통로(15) 상부로 이송되어 궐련(60)이 삽입되는 공동(17)에 삽입된 궐련(60)의 하부로 에어로졸과 공기가 유입되어 궐련(60)이 가열되어 궐련(60)에 포함된 에어로졸 발생기질로부터 에어로졸이 발생하여, 결과적으로 액상 저장부(12)와 궐련(60)으로부터 발생한 에어로졸을 궐련(60)의 단부로부터 흡입할 수 있게 된다. 도 2와 도 3의 점선 부분을 참조하면, 압력 센서(30)는 공기 통로(22)에서 분기되는 통로(24)에 연통하여 설치되어 흡입동작시 발생되는 압력차에 따른 벤츄리 효과를 이용해 압력 센서(30)가 동작하여 압력을 감지할 수 있다. 실시예에 따라 마이크로컨트롤러(50)는 압력 센서(30)로부터 입력되는 감지 신호에 따라 사용자의 흡입을 판단하여 배터리(40)로부터 제2 히터(21)에 공급되는 전력을 제어하는데, 예를 들어 사용자의 흡입이 있다고 판단하는 경우 배터리(40)로부터 제2 히터(21)에 전력이 공급되어 제2 히터(21)가 가열되도록 제어할 수 있다. 또한, 배터리(40)로부터 제1 히터(14)에 전력이 공급되어 제1 히터(14)가 가열되도록 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치에서 제2 히터의 실시예들을 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 (가)를 참조하면, 실시예에 따라 제2 히터(21)는 코일형 히터이며, 도 5의 (나), (다), (라)를 참조하면 제2 히터(21)는 직렬 또는 병렬로 설치되는 복수의 코일형 히터를 포함하여 공기의 가열 효과를 높혀 줄 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 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.

Claims (5)

  1. 에어로졸을 형성하기 위한 액상을 저장하고 가열하는 액상 카트리지와, 액상 카트리지가 탈착 가능한 본체로 이루어지는 에어로졸 발생장치에 있어서,
    액상 카트리지의 하우징과;
    액상 카트리지의 하우징 내에 구비되어 액상을 저장하는 액상 저장부와;
    액상 카트리지의 하우징 내에서 액상 저장부와 접촉하여 액상을 흡습하는 흡습체와;
    액상 카트리지의 하우징 내에서 흡습체에 설치되는 제1 히터와;
    액상 카트리지의 하우징 내에서 흡습체 및 제1 히터와 연통하는 기류 통로와;
    액상 저장부 하부에 액상 카트리지 하우징의 하부를 구성하도록 구비되며, 상기 기류 통로와 연통되는 개구가 형성된 하부판과;
    상기 하부판에 형성된 상기 개구와 연통되도록 본체에 제공되는 공기 인입 부재와;
    공기 인입 부재 내부의 공기를 가열하도록 본체에 제공되는 제2 히터와;
    상기 공기 인입 부재와 연통하도록 본체에 제공되는 공기 통로와;
    공기 통로로 외부 공기를 유입하도록 본체에 제공되는 공기 흡입구와;
    상기 공기 통로에서 분기되는 통로에 연통하여 본체에 설치되는 압력 센서와;
    상기 제1 히터와 상기 제2 히터에 각각 전력을 공급하도록 본체에 제공되는 배터리와;
    이들 중 적어도 어느 하나를 제어하도록 본체에 제공되는 마이크로컨트롤러;를 포함하되,
    압력 센서는 사용자의 흡입동작을 감지하고, 마이크로컨트롤러는 압력 센서의 흡입 감지에 따라 배터리로부터 제2 히터로 먼저 전력이 공급되게 제어하는 것을 특징으로 하는 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    액상 카트리지에는 기류 통로와 연통하며, 궐련이 삽입되는 공동이 형성되는 것을 특징으로 하는 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치.
  3. 제1항에 있어서,
    액상 카트리지에는 기류 통로와 연통하여 사용자가 에어로졸을 흡입할 수 있는 마우스피스가 제공되는 것을 특징으로 하는 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 히터는 코일형 히터인 것을 특징으로 하는 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 히터는 직렬 또는 병렬로 설치되는 복수의 코일형 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치.
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