KR20190127925A - 흡연겸용 수소 흡인 장치 - Google Patents

흡연겸용 수소 흡인 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 통형의 휴대형 가열식 흡연장치 본체를 착탈 가능하게 수용하여, 흡연과 수소 흡인을 실시할 수가 있는 흡연겸용 수소 흡인 장치를 제공한다. 본 발명의 흡연겸용 수소 흡인 장치는, 전지 수용부 내에 배치되는 충전 가능한 전지와, 상기 전지로부터 전력 공급을 제어하는 제어 기판과, 상기 제어 기판에 의해 전지의 양극 및 음극과 통전 또는 차전되는 한 쌍의 양음전극과, 하부에 상기 한 쌍의 양음전극이 내부에 삽입되며, 전해액 또는 물의 주입구와 전해조 내의 공기층과 유체적으로 접속하는 수소 발생구를 갖는 저수 가능한 전해조와, 상기 흡연장치 본체를 상방으로부터 삽입 가능한 통형상 구멍을 형성하고, 바닥부에 흡연장치의 하부의 단자에 전기 접속 가능한 단자를 갖는 흡연장치 수용부를 구비한다.

Description

흡연겸용 수소 흡인 장치
본 발명은 범용의 휴대형 가열식 흡연장치의 흡연장치 본체에 접속하여 니코틴 또는 방향 기체를 흡인할 수가 있음과 함께, 전기분해에 의해 발생하는 수소가스도 흡인할 수 있는 흡연겸용 수소 흡인 장치에 관한 것이다.
담배의 흡인시에 발생하는 부류연(副流煙:담배에서 직접 나오는 연기), 호출연(呼出煙: 흡연자의 숨에서 나오는 연기)에 의한 수동 흡연의 폐해 등이 사회 문제가 되고 있어서 타르 등을 포함한 부류연 등을 방출시키지 않는 또는 저감시킨 소위 전자 담배가 제공되고 있다. 근년, 이 전자 담배 중에서 담배잎을 포함한 일회용의 흡연 카트리지를 그때마다 연결하여 사용하고, 흡연 카트리지 내의 담배잎을 발화시키지 않고 가열하여 니코틴 성분만을 흡인하여, 부류연을 방출시키지 않는(또는 대폭 절감하는) 소위 가열식 전자 담배가 등장하고 있다(특허 문헌 1 ~ 3).
이 가열식 전자 담배는, 통전(通電)에 의해 가열하는 가열기를 구비한 통형의 본체와, 본체의 하부에 연결하여 본체에 전력을 공급하는 통형의 전력 공급 카트리지(충전지를 포함)와, 본체의 상측 내부에 구비한 공동의 증기 챔버에 설치하여 가열되면 니코틴 함유 증기를 발생시키는 일회용의 흡연 카트리지를 조합하여 한 세트의 전자 담배를 구성하고 있다.
그렇지만, 종래의 전자 담배의 경우, 부류연 등에 의한 수동 흡연의 건강 피해를 회피할 수 있더라도, 흡연자 본인은 적어도 니코틴 섭취를 계속하고 있게 되어, 스스로 니코틴 섭취량을 줄여 가고 금연하는 것이 필수가 되며, 결국, 금연 달성에는 연결되지 않았었다.
종래로부터, 담배의 건강 피해에는, (1) 활성 산소가 발생하는 것에 의한 발암성의 상승, (2) 일산화탄소의 흡인에 의한 운동 기능 등의 저하나 동맥 경화 위험 등의 상승이 지적되어 왔다. 이 중에서, (1)에 대하여, 활성 산소는 산화력이 매우 강하고, 인간의 체내에 침입한 세균이나 바이러스를 제거하는 역할을 갖는 한편, 인간의 정상적인 세포도 공격하여, 손상시켜 버리는 것이 알려져 있으며, 과잉 활성 산소의 섭취는, 정상적인 세포를 손상시킬 가능성을 상승시키고, 세포의 열화 및 세포의 변이, 또는 이에 수반하는 피부의 노화 등의 위험, 대표적으로는 발암 위험을 상승시킨다.
또한, (2)에 대하여, 일산화탄소의 섭취는 소량이라도 혈중 헤모글로빈 기능이 저하하고, 가벼운 산소 결핍이 계속되기 때문에, 운동 기능이나 뇌기능이 저하하게 된다. 또한, 적혈구가 비정상적으로 증가하는 경우도 있고, 혈액의 고점도화나 혈압 상승, 두통을 부르고, 동맥 효과의 원인이 되는 것도 지적되어 있다.
이에 대하여, 근년, 수소와 활성 산소는 결부되어 환원되기 때문에 수소가 활성 산소를 제거하는 기능이 높은 것이 밝혀지고 있으며, 또한 수소와 활성 산소와의 반응물로서 생성되는 것은 물이기 때문에, 인체로의 악영향이 매우 적은 것을 알 수 있다. 따라서, 특히 활성 산소가 신체에 발생하기 쉬운 흡연시에는 수소를 신체에 도입하는 것이 추천되어 수소수 판매 시장 확대의 요인의 하나가 되고 있었다. 또한, 일산화탄소는, 산소와 결합되면 이산화산소가 되어 무독화되기 때문에 흡연시에는 산소를 섭취하는 것도 추천된다.
이러한 사정을 감안하여, 출원인은, 니코틴과 수소 등을 섭취할 수 있고 수동 흡연의 방지와 흡연자 본인의 건강 피해의 저감을 동시에 달성할 수가 있는 휴대식의 흡연겸용 수소 등 흡인 장치를 제공하고 있다.
특허 문헌 1：일본국 특표 2017－500100호 공보 특허 문헌 2：일본국 특표 2016－510970호 공보 특허 문헌 3：일본국 특표 2014－524313호 공보
그렇지만, 상기 휴대식의 흡연겸용 수소 등 흡인 장치는 사용자에게 있어서 이미 가지고 있는 전자 담배와 별도로 구입하여 운반할 필요가 있으며, 비용면이나 운반의 편의를 고려하여 구매 의욕이 저하하는 경우도 있다고 하는 지적도 있었다.
본 발명은, 이상의 사정을 감안하여 창작된 것으로서, 범용의 전자 담배를 사용하면서 1대로 니코틴과 수소(또는 방향 기체)를 섭취 할 수 있는 휴대식의 흡연겸용 수소 흡인 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은, 통형의 휴대형 가열식 흡연장치 본체를 착탈 가능하게 수용하여, 흡연과 수소 흡인을 할 수가 있는 흡연겸용 수소 흡인 장치로서,
전지 수용부 내에 배치되는 충전 가능한 전지와,
상기 전지로부터 전력 공급을 제어하는 제어 기판과,
상기 제어 기판에 의해 전지의 양극 및 음극과 통전 또는 차전되는 한 쌍의 양음전극과,
하부에 상기 한 쌍의 양음전극이 내부에 삽입되며, 전해액 또는 물의 주입구와 전해조 내의 공기층과 유체적으로 접속하는 수소 발생구를 갖는 저수 가능한 전해조와,
상기 흡연장치 본체를 상방으로부터 삽입 가능한 통형상 구멍을 형성하고, 바닥부에 흡연장치의 하부의 단자에 전기 접속 가능한 단자를 갖는 흡연장치 수용부를 구비하며,
상기 흡연장치 본체는, 상기 제어 기판에 의해 전지로부터 전력이 공급되면 흡연장치의 상부에 장착된 흡연 카트리지가 가열되어 상부로부터 니코틴 또는 방향 함유 증기를 발생하고,
상기 전해조는, 상기 제어 기판에 의해 전지로부터 상기 한 쌍의 양음전극에 전력이 공급되면 양극으로부터 수소를 발생하고, 수소 발생구로부터 수소를 방출하며,
게다가 상기 전해조의 수소 발생구와 상기 흡연 카트리지를 덮어서 양자 각각으로부터 방출되는 니코틴 또는 방향 함유 증기와 수소를 관통공을 갖는 노즐부까지 안내하는 뚜껑 부재를 구비한다.
상술한 흡연겸용 수소 흡인 장치에서는, 특허 문헌 1 ~ 3에 예시하는 바와 같은 통형의 휴대형 가열식 흡연장치의 본체를 활용하여, 니코틴 섭취와 수소 섭취를 달성하는 구체적인 구성이 제공되어 있다. 휴대형 가열식 흡연장치 본체란, 통형의 휴대형 가열식 흡연장치중에서 전력을 공급하는 부분에 착탈 가능하게 연결하는 가열식 니코틴 발생 장치이며, 이 상부에 담배잎을 포함한 소모품의 흡연 카트리지를 장착하고, 이를 가열하여 니코틴 함유 증기를 방출한다. 이 범용의 휴대형 가열식 흡연장치 본체를 본 발명의 흡연장치의 흡연장치 수용부에 삽입하고, 하부의 단자에 접속(연결)하고, 본 발명의 장치 내의 충전지로부터의 전력 공급을 받는 것에 의해 니코틴 함유 증기를 방출한다. 그 의미에서 본 발명은, 범용의 휴대형 가열식 흡연장치의 전력 공급부의 대체물로서의 기능을 가지고 있다.
또한, 본 발명의 흡연겸용 수소 흡인 장치에 있어서 수소는 내부의 전해조 내의 양음극에서 전해액(또는 물)을 전기분해하여 생성된다. 이 전기분해는 제어 기판에 의해 충전지의 전력을 공급하는 것에 의해 행해진다. 니코틴을 포함한 증기와 수소는 상부의 뚜껑 부재로 1개의 노즐부까지 안내되어 동시에 흡인 가능하다. 따라서, 사용자는 1개의 노즐부로부터 흡연과 동일하게 흡인하는 것만으로 니코틴 함유 증기와 수소를 섭취할 수가 있다. 또한, 수소는 산화하면 물로 환원되기 때문에, 산화하기 쉬운 가열 공기중을 통과시키지 않는 것이 바람직하지만, 본 발명의 흡연겸용 수소 흡인 장치에서는, 수소를 뚜껑 부분에서 노즐부까지 안내하고, 가열되어 있는 본체 주변을 통과시키지 않는 점에서도 유리하다.
또한, 전기분해는 양극에서 수소를 생성하는 한편, 음극에서는 산소를 생성한다. 그 의미에서는 본 발명의 흡연겸용 수소 흡인 장치에서는 고농도의 산소 흡인을 할 수도 있다. 또한 전해조의 상부에는 전해조 내에 수분 충전 가능한 주입구와 기체만을 투과시키는 재질로 구성된 수소 발생구를 동일 부재 내에 갖는 어태치먼트가 구비되어 있다. 따라서, 외부로부터 수분 충전 가능함과 함께 수분을 누출시키지 않고 수소 등의 기체 성분만 외부(뚜껑 부재 내)로 방출하는 것이 가능해진다.
상세하게는 본 발명의 흡연겸용 수소 흡인 장치는 아래와 같은 구성이 예시된다.
상기 전해조의 주입구는 개폐 가능하며, 상기 수소 발생구는 전해조 내의 기체만 통과시키고 액체를 통과시키지 않는 재료로 차폐되어 있으며,
상기 주입구와 상기 수소 발생구는, 일체로 된 어태치먼트로서 형성된다.
상기 흡연장치 수용부에 흡연장치 본체가 삽입된 상태에서, 그 상단과 상기 전해조의 상기 어태치먼트가 병렬로 배치되며, 상기 뚜껑 부재의 노즐부가 흡연장치의 상단을 포개짐 형상으로 덮어서 뚜껑 부재 내에서 상기 어태치먼트의 수소 발생구로부터 안내된 수소를 상기 노즐부와 흡연장치의 상단과의 틈새로부터 외부로 방출한다.
상기 흡연장치 본체는, 상기 제어 기판에 의해 전지로부터 전력이 공급되면 흡연장치 본체 내의 가열기가 가열되어, 축축한 흡연 가능한 물질을 포함한 상기 흡연 카트리지를 가열한다.
상기 흡연장치 수용부의 바닥부에는 흡연장치 본체가 삽입되어 하방으로 가압되면 제어 기판에 의해 전지로부터의 전력을 흡연장치 본체에 공급하는 압력센서 스위치를 갖는다. 또한, 상기 압력센서 스위치는, ON/OFF 스위치를 갖는 것이 바람직하다. 흡연장치 본체를 수납한 상태에서도 니코틴 등 함유 증기를 흡인하지 않는 경우에 전원을 OFF로 하여, 흡연 카트리지로부터의 증기 방출이나 충전지의 소모를 방지하기 위해서다.
상기 제어 기판은, 사용자로부터의 조작 신호에 근거하는 상기 한 쌍의 양음전극으로의 통전 신호를 수신하고, 각각의 신호에 근거하여 상기 전지로부터 상기 한 쌍의 양음전극으로의 전력 공급을 행하고, 상기 압력센서 스위치로부터의 전력 공급 신호에 근거하는 상기 흡연장치 본체로의 통전 신호를 수신하고, 상기 신호에 근거하여 상기 전지로부터의 상기 흡연장치 본체로의 전력 공급을 실시한다.
본 발명의 휴대식의 흡연겸용 수소 흡인 장치에 의하면, 범용의 전자 담배를 사용하면서 1대로 니코틴과 수소(또는 방향 기체)를 섭취 할 수 있으며, 니코틴을 섭취하면서 수동 흡연의 방지와 흡연자 본인의 건강 피해의 저감을 동시에 달성할 수가 있다.
도 1은 본 발명의 흡연겸용 수소 흡인 장치의 실시형태를 모식적으로 나타내는 블럭도다.
도 2는 본 발명의 흡연겸용 수소 흡인 장치의 실시형태를 나타내는 정면도, 좌우 측면도, 평면도다.
도 3은 본 발명의 흡연장치 본체를 포함한 범용의 전자 담배의 개략 분해도다.
도 4는 본 발명의 흡연겸용 수소 흡인 장치의 전해조 내에 있어서의 전기분해의 상태를 나타내는 개략모식도다.
도 5는 전극의 구체적인 구성을 나타낸 개략도다.
도 6은 본 발명의 흡연겸용 수소 흡인 장치의 실시형태의 외관 사진도다.
이하에, 본 발명의 흡연겸용 수소 흡인 장치의 실시형태를 예시 설명한다. 도 1는 그 실시형태를 모식적으로 나타내는 블럭도, 도 2는 도 1의 실시형태의 대표예의 육면도들, 도 4는 흡연겸용 수소 흡인 장치의 전해조 내에 있어서의 전기분해의 상태를 나타내는 개략모식도를 나타낸다. 도 5는 전극의 구체적인 구성을 나타낸 개략도다. 또한, 본 발명의 흡연겸용 수소 흡인 장치는, 도시되는 것에 한정되지 않고, 또한 도시 및 설명의 내용을 일반 상식의 범위 내에서 개변한 것도 포함하는 것은 말할 필요도 없다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 흡연겸용 수소 흡인 장치는, 전지(4), LED(16), 제어 수단(17), 전해조(3), 흡연장치 본체(5), 혼합부(2), 노즐부(8)로 대체로 구성되어 있다. 우선, 전지(4)는 충전식이며, 전해조(3)에는 한 쌍의 양음전극(6, 7)이 배치되어 있다. 양음전극(6, 7)은, 제어 수단(33)을 통하여 전지(4)로부터의 전력이 공급되며, LED(16)는 전지(4)에 접속되어 있다. 제어 수단(17)에는, 전극 제어 회로(17a)와, 히터 제어 회로(17b)와, LED 제어 회로(17c)와, 전력 공급 수단(전력 공급 회로)(17d)이 구비되어 있다.
또한, 흡연장치 본체(5)의 수용부의 바닥부에는 압력센서 스위치(19)가 마련되며, 흡연장치 본체의 하단이 압력센서 스위치(19)를 가압하면 제어 기판(17)의 전력 공급 수단(17d)에 의해 전지(4)의 전력이 흡연장치 본체(5)에 공급된다.
또한, 사용자가 조작 버튼(18)을 조작하면, 이것에 응답하여 전극 제어 회로(17a)가 전해조(3)내의 한 쌍의 전극(6, 7)으로의 통전 및 차단을 제어하여, 전력 공급 수단(17d)에 의해 전지(4)로부터 공급되는 전력량을 가변하여 전극(6, 7)에 전력을 공급한다. 한 쌍의 전극(6, 7)에 전력이 공급되면 전해조(10) 내에 저장되는 물을 전기분해하여, 양전극(6)측에 산소가 발생하고, 음전극(7)측에 수소가 발생한다.
음전극(7)으로부터 발생한 수소는, 전해조(3) 상부의 어태치먼트(14)를 통하여 뚜껑 부재(2)에 유입된다. 또한, 양전극(6)으로부터 발생한 산소는 벤트된다.
또한, 흡연장치 본체(5)는, 압력센서 스위치(19)가 ON이 되면 전력 공급 수단(17d)에 의해 흡연장치 본체(5) 내의 가열기로의 전지(4)로부터의 전력이 공급되어 내부의 증기 챔버(도시하지 않음)에 장착된 흡연 카트리지를 가열한다. 가열기에 의해 흡연 카트리지가 가열되면 니코틴 등 함유 증기가 발생한다. 또한 흡연 카트리지는 담배잎을 포함한 가열식 전자 담배의 일회용 교환품이며, 가열에 의해 니코틴 함유 증기를 발생하지만, 그 이외에 가열에 의해 방향 함유 니코틴 등 함유 증기를 발생시키는 것이나, 니코틴은 함유 하지 않고 방향제를 함유하여 가열에 의해 방향 함유 증기를 발생시키는 것을 들 수 있다.
흡연장치 본체(5)에서 발생한 니코틴 등 함유 증기는, 노즐부(8)를 흡인함으로써 입안으로 방출된다. 이 때 흡인으로 발생하는 부압에 의해, 어태치먼트(4)로부터 방출된 수소가 뚜껑 부재(2) 내를 흘러서 뚜껑 부재(2) 내에 노출된 흡연장치 본체(5)의 상부의 주위와 노즐부(8)의 내벽과의 틈새를 통과하여 니코틴 함유 공기와 혼합되어 입안으로 안내된다. 이를 가열함으로써 방향 함유 니코틴 등 함유 증기를 발생시키는 것도 생각할 수 있다.
도 2에는, 흡연장치 본체(5)가 삽입된 상태의 본 발명의 흡연겸용 수소 흡인 장치(1)의 구체적인 구성예가 나타나 있다. 도 2의 (a)는 흡연겸용 수소 흡인 장치(1)의 정면도, (b)는 평면도, (c)는 좌측면도, (d)는 우측면도를 나타내고 있다. (a)는 흡연겸용 수소 흡인 장치(1)의 뚜껑 부재(2)가 떼어 내어진 상태이며, 뚜껑 부재(2)를 떼어낸(개방한) 상태에서 상부 우측의 개구로부터 하방으로 연장되는 통형상의 흡연장치 수용부(이하, [수용부]라고도 한다)(20)를 갖는다. 이 수용부(20)에 흡연장치 본체(5)를 삽입한다. 흡연장치 본체(5)는, 범용의 통형의 가열식 전자 담배의 본체부이다. 이하, 범용의 가열식 전자 담배에 대하여 예시한다.
도 3에는 가열식 전자 담배(100)의 개요를 나타내고 있다. 도 3에 나타내는 범용의 가열식 전자 담배(100)는, 대체로 3개의 부재로 구성되어 있으며, 좌측으로부터 흡연 카트리지(25), 상기 흡연장치 본체(5), 배터리부(30)가 나타내어져 있으며, 이들 부재가 길이 방향으로 연결된다. 흡연 카트리지(25)는, 분말입자 형상 등의 미세편의 담배잎이 포장지에 봉입된 일회용의 원통형의 것이며, 증기가 방출되는 구멍이 마련되어 있다. 담배잎은 방향제와 균일한 점도가 될 때까지 혼합해도 되고, 건강 촉진 또는 금연용으로 담배잎을 함유하지 않고 방향 재료만으로 형성되어도 된다(도 3(a)에 사진도예).
흡연시에는 상기 흡연 카트리지(25)를 흡연장치 본체(5)의 상단(도 3의 좌단)으로부터 밀어 넣어 내부에 존재하는 공동의 증기 챔버(도시하지 않음)에 삽입한다. 대략 원통형상의 흡연장치 본체(5)의 상부의 내벽은 흡연 카트리지(25)가 삽입되기 쉽게 상방으로 열리는 테이퍼 형상의 기울기가 형성되어 있다. 또는 흡연 카트리지(25)의 바닥부에 증기 챔버의 공동 표면에 대응하는 끼움구가 마련되어 고정하기 쉽고, 접촉 면적을 확대하여 열전도되기 쉽게 하고 있다. 흡연장치 본체(5)는 상부를 들이 마셔서 부압이 발생하면 ON상태가 되어 후술하는 배터리(30) 내의 충전지로부터 전력이 공급되어, 가열기에 의해 증기 챔버가 가열된다. 그리고, 흡연 카트리지(25) 내의 담배잎 내의 수분이 증기로 됨과 함께 니코틴 성분(및/또는 방향 성분)이 방출된다. 그 의미에서, 흡인에 의해 니코틴 등 함유 증기를 경구 섭취하는 장치로서는, 흡연장치 본체(5)와 흡연 카트리지(25)로 충분하다. 또한 흡연장치 본체(5)는, 도 3의 예에서는 흡연 카트리지(25)를 5회 사용할 수 있는 반 일회용 장치다.
흡연장치 본체(5)의 하단(도 3 우단)에서 배터리(30)와 연결 가능하다. 배터리(30)는, 연결된 상태에서 흡연장치 본체(5)와 1개의 원통봉이 되는 형상을 갖는다. 도 3(b)의 사진도예에 나타내는 바와 같이, 흡연장치 본체(5)의 하단과 배터리(30)의 상단에는, 각각 서로 연결될 수 있는 어태치먼트(5a, 30a)가 마련되어 있다. 도 3의 예에서는, 흡연장치 본체(5)측의 어태치먼트(5a)에 나사홈을 마련한 요부, 배터리(30)측의 어태치먼트(30a)에 나사산을 마련한 볼록부가 형성되고 있어서 서로 축회전 삽입시키는 것으로 흡연장치 본체(5)와 배터리(30)를 연결한다.
또한, 어태치먼트(5a)는 흡연장치 본체(5) 내의 가열기에 전기적으로 접속된 단자로서 어태치먼트(30a)는 배터리(30) 내의 충전지에 전기적으로 접속된 단자로서의 기능도 가지고 있다. 따라서, 어태치먼트(5a, 30a)가 연결되면, 배터리(30) 내의 충전지로부터 흡연장치 본체(5) 내의 가열기에 전력이 공급되어 증기 챔버를 통하여 흡연 카트리지(25)의 담배잎이 가열된다. 또한, 흡연장치 본체(5)는 상단을 흡인하여 부압을 작용시키면 내부의 가열기에 배터리(30)으로부터의 전력이 공급되지만, 동시에 배터리(30)로부터의 전력이 공급되고 있을 때는, 배터리(30)의 하단의 LED(30b)가 점등한다.
여기서 다시 도 2로 돌아가서 본 발명의 흡연겸용 수소 흡인 장치(1)에 대하여 설명한다. 흡연겸용 수소 흡인 장치(1)의 수용부(20)에는 상술한 도 3의 범용의 가열식 전자 담배의 흡연장치 본체(5)가 삽입된다. 수용부(20)의 바닥부에는 압력센서 스위치(19)가 배치되며, 그 상단에는 전기 단자로서 어태치먼트(30a)와 동일 형상의 볼록 나사(19a)가 마련되어 있다. 압력센서 스위치(19)는 가압 되면 충전지(리튬 배터리)(4)로부터의 전력이 볼록 나사(19a)에 공급된다. 그 의미에서 충전지(4)가 도 3에 나타내는 배터리(30)의 대체물로서 기능한다. 즉, 흡연장치 본체(5)가 수용부(20)에 삽입되고, 볼록 나사(19a)에 어태치먼트(5a)가 체결된 상태에서 흡연장치 본체(5)를 상방으로부터 가압하면 충전지(4)의 전력이 볼록 나사(19a)를 통하여 흡연장치 본체(5)에 공급되어 흡연 카트리지(25)를 가열하여 니코틴 등 함유 증기를 흡인 가능하게 된다.
또한 본 발명의 흡연겸용 수소 흡인 장치(1)의 우측부(도 2(c) 참조)에는, 전자 담배 ON/OFF 스위치(16c)와 LED 인디케이터(16b)와 주전원/수소 버튼(16a)이 마련되어 있다. 전자 담배 ON/OFF 스위치(16c)는, 압력센서 스위치(19)의 ON/OFF 스위치로서, ON일 때에는 흡연장치 본체(5)의 하단의 어태치먼트(5a)가 볼록 나사(19)에 연결되어 가압 되면 흡연장치 본체(5)로의 충전지(4)의 전력 공급이 이루어지는 상태가 되어 있으며, OFF일 때에는 압력센서 스위치(19)를 가압해도 충전지(4)로부터의 전력 공급이 이루어지지 않는 상태가 된다. 또한, 주전원/수소 버튼(16a)은 후술하는 전해조(3) 내의 양음극(6, 7)과 주전원의 버튼식 전력 공급 스위치이며, 누르는 방법/시간에 따라서 주전원의 ON/OFF와 양음극(6, 7)으로의 전력 공급 ON/OFF를 겸용한다.
본 예에서는, 주전원/수소 버튼(16a)을 3초 오래 누르면 5분간, 양음극(6, 7)에 통전되어 수소를 발생시키고, 3회 누르기를 2초간 실시하면 주전원을 OFF로 한다. 또한, 주전원은 OFF로 하는 동작을 실시하지 않아도 자동적으로 20분 경과하면 OFF가 된다. 또한, 주전원/수소 버튼(16a)은 수소 발생중에는 점등하고, 그 점등색에 따라서 충전지(4)의 잔량 표시 기능도 갖는다. 본 예에서는, 전지 잔량 20~80%의 경우는 청색으로 점등하고, 전지 잔량 80~100%의 경우는 백색으로 점등한다. 또한, LED 인디케이터(16b)는, 상하 2개의 LED가 마련되어 있으며, 상측 LED는 전해조(3) 내의 양음극(6, 7)으로의 전력 공급이 행해지면 점등하고, 하측 LED는 압력센서 스위치(19)가 ON이 되어 흡연장치 본체(5)로 통전이 되면 점등한다. 또한 전자 담배 ON/OFF 스위치(16c), LED 인디케이터(16b), 주전원/수소 버튼(16) 각각의 점등은 내부의 인디케이터 기판(26)에 의해 제어된다.
상술한 것처럼 압력센서 스위치(19)가 ON이 되면 충전지(4)로부터의 전력은, 제어 기판(17)에 의해 한 쌍의 양음전극(6, 7)에도 공급된다. 도 2(c)에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 양음전극(6, 7)은 전해조(3) 내의 바닥부에 횡방향으로 향하도록 배치되어도 좋고, 도 5에 나타내는 바와 같이 종방향으로 향하도록 배치되어도 좋다. 또한, 충전지(4)는 흡연겸용 수소 흡인 장치(1)의 측부의 USB 단자(16d)로부터 전력이 입력될 수 있어서 충전된다(도 2(d) 참조).
다음으로, 도 4를 참조하면서, 전해조(3) 내의 구성이나 양음전극(6, 7)이 통전되었을 경우의 전해조(3) 내에 있어서의 전기분해의 상태에 대하여 설명한다. 도 4에 나타내는 바와 같이 물이 저장된 전해조(3)는, 대체로 중공에서 길이 방향으로 연장되는 통부재(3b)와, 통부재(3b)의 바닥부를 폐쇄하는 바닥부재(3a)와, 통부재(3a)의 상부를 폐쇄하는 뚜껑 부재(3c, 3d)(3c와 3d는 일체 성형이라도 좋다)로 구성되어 있다. 양음전극(6, 7)을 통전시키면, 양전극(6)의 근방에는 산소(O2)가 발생하고, 음전극(7)의 근방에는 수소(H2)가 발생한다. 발생한 산소 및 수소는, 물보다도 비중이 가볍기 때문에, 상방으로 이동하고, 각각 틈새(3g)로 이동한다. 여기서, 전해조(3)는 그 상단으로부터 하방으로 연장되어 전해조(3)를 음전극(7)측의 수소가스 발생층(12)과 양전극(6)측의 산소가스 발생층(13)으로 구분하는 칸막이 부재(8)가 마련되어 있다. 칸막이 부재(8)의 하단은, 수소가스 발생층(12)과 산소가스 발생층(13)을 유체적으로 접속시키도록 바닥부재(3a)의 상면으로부터 틈새(3g)가 마련되어 있다.
이 칸막이 부재(8)에 의해 산소 및 수소의 상방으로의 이동중에 있어서, 전해조(3) 내에서의 산소와 수소의 혼합이 저해된다. 한편, 칸막이 부재(8)로 구분되지 않는 칸막이(8)의 하부에 마련된 상기 틈새(3g)의 하부에서는, 물(H2O)의 자유로운 이동, 즉 산소 및 수소의 발생에 필요한 이온([OH－]및 [H＋])의 이동이 가능하다. 이와 같이, 칸막이 부재(8)에 의해, 전기분해를 하면서 산소와 수소의 혼합의 저해를 달성하고 있다.
뚜껑 부재(3c)는, 산소가스 발생층(13)의 상부를 폐쇄하지만, 뚜껑 부재(3c)의 일부 또는 뚜껑 부재(3c)와 칸막이 부재(8) 또는 통부재(3b)와의 사이에 개구(3e)를 마련하고 있다. 개구(3e)는 산소 투과막(9)으로 폐쇄되어 있다. 따라서, 틈새(3g) 등에 의해 수소가스 발생층(12)으로부터 산소가스 발생층(13)에 수소가 누설하여도 산소 투과막(9)에 의해 외부로 방출되는 기체는 산소만으로 한정된다. 이 산소 투과막(9)는, 도 2에 나타내는 전해액 주입구/수소 발생구(14)(후술함)에 배치하여도 좋지만, 전해조(3)에 전용으로 마련된 구멍에 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 수소가스 발생층(12)에서도, 뚜껑 부재(3d)에 의해 수소가스 발생층(12)의 상부가 폐쇄되지만, 수소가스 발생층(12)측의 통부재(3b)의 상부에 개구(3f)가 마련된다. 개구(3f)는, 바이패스 유로(3h)에 연결되어 있다. 따라서, 음전극(7)에서 발생한 수소가스 발생층(12) 내의 수소는, 바이패스 유로(3h)에 유입하여, 상방으로 흐르게 된다.
도 4의 개구(3f) ~ 바이패스 유로(3h)의 수소의 유로에 대해 도 2의 예에서는, 전해액 주입구/수소 발생구(14)가 개구(3f), 전해조(3)의 상부와 뚜껑 부재(2)의 틈새가 바이패스 유로(3h)에 상당한다. 전해액 주입구/수소 발생구(14)는, 상술한 것처럼 전해조(3) 내에 전해액 또는 물을 주입하는 유입구로서의 기능과, 전해조(3) 내의 수소를 외부를 방출하는 개구(3f)로서의 기능을 가지고 있다. 전해액 주입구/수소 발생구(14)에 착탈 가능하게 나사 체결할 수 있는 형상을 가지고 있으며, 나사를 느슨하게 하여 떼어낸 상태에서 전해액 또는 물을 개구(3f)로부터 주입한다. 또한, 나사를 체결한 상태에서는 전해조(3) 내의 전해액 등의 누출을 억제하지만 전해액 주입구/수소 발생구(14)에 별도로 마련한 구멍 등을 막는 수소 등의 가스 투과막(도시하지 않음)으로부터 수소를 방출한다.
방출된 수소는, 도 2의 점선에 나타내는 바와 같이, 뚜껑 부재(2) 내를 좌방향(흡연장치 본체(5) 방향)으로 흐른다. 뚜껑 부재(2)는, 좌상단에 개구를 마련하여 돌출하는 통형상의 노즐부(2a)를 가지며, 흡연장치 본체(5)의 상단과 전해액 주입구/수소 발생구(14)를 덮어서 전해조(3)의 상부에 배치되는 착탈 가능한 일체 부재다. 뚜껑 부재(2)가 전해조(3)의 상부에 장착되었을 때에 노즐부(2a)는 그 개구 내에 흡연장치 본체(5)의 상단이 주위에 틈새(26)를 마련하여 포개지는 형상으로 들어간 상태가 된다. 노즐부(2a)를 흡인하면, 전해액 주입구/수소 발생구(14)로부터 흘러 온 수소(고농도 수소 함유 공기)가 틈새(26)를 상승하여 외부로 방출된다(도 2의 점선 참조). 이에 의해 고농도 수소를 섭취할 수 있게 된다. 또한, 흡연장치 본체(5)에 전력이 공급되고 있는 경우는, 흡연 카트리지(25)로부터의 니코틴 및/또는 방향제 함유 공기와 고농도 수소의 혼합 가스를 섭취할 수가 있다. 또한 본 발명의 흡연겸용 수소 흡인 장치(1)는 개폐 가능한 커버(1a)를 구비하고 있으며, 도 2의 예에서는 커버(1a)가 개방된 상태를 나타내고 있다. 또한 전해조(3) 내의 액량을 보고 확인할 수 있도록 흡연겸용 수소 흡인 장치(1)의 측부에 전해조(3) 내의 액량을 들여다 볼 수 있는 개구(전해액 확인창)(3i)가 마련되어 있다.
참고로, 도 6에 본 발명의 흡연겸용 수소 흡인 장치(1)의 실시형태예의 외관 사진도를 나타내고 있다. 도 6(a)는 흡연겸용 수소 흡인 장치(1)를 좌측 경사 전방으로부터 본 것이며, (b)는 흡연겸용 수소 흡인 장치(1)을 우측 경사 전방으로부터 본 것이며, (c)는 (a)의 좌측 경사 전방으로부터 본 흡연겸용 수소 흡인 장치(1)의 커버(1a)를 개방한 상태를 나타낸 것이다. 의장(意匠)에서, 도 2의 예와 다른 부분도 있지만, 주된 구조는 대체로 동일하며, 도 6에 첨부하는 참조 번호는 도 2의 예와 같은 것이다.
이상, 본 발명의 흡연겸용 수소 흡인 장치에 대하여 그 실시형태를 예시 설명해 왔지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 특허 청구의 범위 및 명세서 등의 기재의 정신이나 교시를 벗어나 않는 범위에서 다른 변형예나 개량예를 얻을 수 있는 것을 당업자는 이해할 수 있을 것이다.
1 : 흡연겸용 수소 흡인 장치 2 : 뚜껑 부재
3 : 전해조 4 : 충전지
5 : 흡연장치 본체 6 : 양전극
7 : 음전극 8 : 노즐부
17 : 제어 수단 18 : 조작 버튼(조작 수단)
19 : 압력센서 스위치 19a : 볼록 나사
20 : 흡연장치 수용부(수용부) 25 : 흡연 카트리지

Claims (7)

  1. 통형의 휴대형 가열식 흡연장치 본체를 착탈 가능하게 수용하고, 흡연과 수소 흡인을 할 수 있는 흡연겸용 수소 흡인 장치로서,
    전지 수용부 내에 배치되는 충전 가능한 전지와,
    상기 전지로부터 전력 공급을 제어하는 제어 기판과,
    상기 제어 기판에 의해 전지의 양극 및 음극과 통전 또는 차전되는 한 쌍의 양음전극과,
    하부에 상기 한 쌍의 양음전극이 내부에 삽입되며, 전해액 또는 물의 주입구와 전해조 내의 공기층과 유체적으로 접속하는 수소 발생구를 갖는 저수 가능한 전해조와,
    상기 흡연장치 본체를 상방으로부터 삽입 가능한 통형상 구멍을 형성하고, 바닥부에 흡연장치의 하부의 단자에 전기 접속 가능한 단자를 갖는 흡연장치 수용부를 구비하며,
    상기 흡연장치 본체는, 상기 제어 기판에 의해 전지로부터 전력이 공급되면 흡연장치의 상부에 장착된 흡연 카트리지가 가열되어 상부로부터 니코틴 또는 방향 함유 증기를 발생하며,
    상기 전해조는, 상기 제어 기판에 의해 전지로부터 상기 한 쌍의 양음전극에 전력이 공급되면 양극으로부터 수소를 발생하고, 수소 발생구로부터 수소를 방출하며,
    게다가 상기 전해조의 수소 발생구와 상기 흡연 카트리지를 덮어서 양자 각각으로부터 방출되는 니코틴 또는 방향 함유 증기와 수소를 관통공을 갖는 노즐부까지 안내하는 뚜껑 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 흡연겸용 수소 흡인 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전해조의 주입구는 개폐 가능하고, 상기 수소 발생구는 전해조 내의 기체만 통과시키고 액체를 통과시키지 않는 재료로 차폐되어 있으며,
    상기 주입구와 상기 수소 발생구는, 일체로 된 어태치먼트로서 형성되는 것을 특징으로 하는 흡연겸용 수소 흡인 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 흡연장치 수용부에 흡연장치 본체가 삽입된 상태에서, 그 상단과 상기 전해조의 상기 어태치먼트가 병렬에 배치되며, 상기 뚜껑 부재의 노즐부가 흡연장치의 상단을 포개짐 형상으로 덮어서 뚜껑 부재 내에서 상기 어태치먼트의 수소 발생구로부터 안내된 수소를 상기 노즐부와 흡연장치의 상단과의 틈새로부터 외부로 방출하는 것을 특징으로 하는 흡연겸용 수소 흡인 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 한 항에 있어서, 상기 흡연장치 본체는, 상기 제어 기판에 의해 전지로부터 전력이 공급되면 흡연장치 본체 내의 가열기가 가열되어, 축축한 흡연 가능한 물질을 포함하는 상기 흡연 카트리지를 가열하는 것을 특징으로 하는 흡연겸용 수소 흡인 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 한 항에 있어서, 상기 흡연장치 수용부의 바닥부에는 흡연장치 본체가 삽입되어 하방으로 가압되면 제어 기판에 의해 전지로부터의 전력을 흡연장치 본체에 공급하는 압력센서 스위치를 갖는 것을 특징으로 하는 흡연겸용 수소 흡인 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 한 항에 있어서, 상기 제어 기판은, 사용자로부터의 조작 신호에 근거하는 상기 한 쌍의 양음전극으로 통전 신호를 수신하고, 각각의 신호에 근거하여 상기 전지로부터 상기 한 쌍의 양음전극으로의 전력 공급을 하고, 상기 압력센서 스위치로부터의 전력 공급 신호에 근거하는 상기 흡연장치 본체로의 통전 신호를 수신하고, 상기 신호에 근거하여 상기 전지로부터의 상기 흡연장치 본체로의 전력 공급을 실시하는 것을 특징으로 하는 흡연겸용 수소 흡인 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 압력센서 스위치의 ON/OFF 스위치를 갖는 것을 특징으로 하는 흡연겸용 수소 흡인 장치.
KR1020197031459A 2017-11-08 2018-10-19 흡연겸용 수소 흡인 장치 KR20190127925A (ko)

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