KR20210063682A

KR20210063682A - 헬릭스 코일을 이용한 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치

Info

Publication number: KR20210063682A
Application number: KR1020190152100A
Authority: KR
Inventors: 서유민
Original assignee: 주식회사 이노아이티
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2021-06-02
Also published as: KR102339117B1

Abstract

본 발명은 흡입물질을 기화시키는 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 특히 액상과 에어로졸 형성기재의 흡입물질을 기화시킬 수 있는 헬릭스 코일을 이용한 유도 가열 방식의 에어로졸 발생장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에어로졸 발생장치에 있어서, 에어로졸 형성기재와 액상 카트리지를 수용하는 공동과; 연결부를 구비하고 에어로졸 형성기재를 가열하기 위해 공동에 설치되는 제1 서셉터와; 액상 카트리지의 하부에 설치되고 제1 서셉터에 구비된 연결부와 접촉되는 단자를 구비한 제2 서셉터와; 전원을 공급하는 배터리와; 배터리로부터 공급된 직류 전압을 증폭시키는 전원승압회로와; 전원승압회로부터 공급된 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인덕션 로직과; 전원승압회로와 인덕션 로직을 제어하는 마이크로 컨트롤러와; 인덕션 로직으로부터 공급된 교류 전류에 의해 자기장을 발생시키며 제1 서셉터의 주위에 설치되어 제1 서셉터를 유도 가열하는 헬릭스 코일;을 포함한다.

Description

헬릭스 코일을 이용한 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치{INDUCTION HEATING TYPE AEROSOL GENERATOR USING HELIX COIL}

본 발명은 흡입물질을 기화시키는 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 특히 액상과 에어로졸 형성기재의 흡입물질을 기화시킬 수 있는 헬릭스 코일(Helix Coil)을 이용한 유도 가열 방식의 에어로졸 발생장치에 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 치료용으로는 네블라이져가 알려져 있다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 에어로졸 발생장치의 일 실시예를 도시한 단면도로서, 도 1을 참조하면 사용자가 에어로졸 발생장치(100)를 사용할 때 액상 카트리지(30)의 히터(31)를 가열하며, 액상이 기화되어 통로를 통해 에어로졸 형성기재(10)이 삽입된 홀(20)로 유입되면서 홀(20) 내부에 구비되어 에어로졸 형성기재(10) 주위에서 에어로졸 형성기재(10)를 가열하도록 설치된 파이프 히터(40)를 가열하여 상기 액상 카트리지(30)에서 액상으로부터 기화되는 흡입물질과 상기 홀(20)에 삽입된 에어로졸 형성기재(10)에서 기화되는 흡입물질을 함께 흡입할 수 있는 구조를 적용할 수 있다. 그러나 상기와 같은 에어로졸 발생장치(100)는 액상 카트리지(30)의 액상을 가열하기 위한 히터(31)와 에어로졸 형성기재(10)를 가열하기 위한 파이프 히터(40)가 각각 필요하며, 두개의 히터를 제어하기 해야 하기 때문에 제어가 용이하지 않고 발열 효율이 떨어질 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 에어로졸 형성기재와 액상 카트리지의 액상을 헬릭스 코일을 이용한 유도 가열에 의해 효과적으로 가열할 수 있는 에어로졸 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에어로졸 발생장치에 있어서, 에어로졸 형성기재와 액상 카트리지를 수용하는 공동과; 연결부를 구비하고 에어로졸 형성기재를 가열하기 위해 공동에 설치되는 제1 서셉터와; 액상 카트리지의 하부에 설치되고 제1 서셉터에 구비된 연결부와 접촉되는 단자를 구비한 제2 서셉터와; 전원을 공급하는 배터리와; 배터리로부터 공급된 직류 전압을 증폭시키는 전원승압회로와; 전원승압회로부터 공급된 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인덕션 로직과; 전원승압회로와 인덕션 로직을 제어하는 마이크로 컨트롤러와; 인덕션 로직으로부터 공급된 교류 전류에 의해 자기장을 발생시키며 제1 서셉터의 주위에 설치되어 제1 서셉터를 유도 가열하는 헬릭스 코일;을 포함한다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면 제1 서셉터 및 제1 서셉터에 구비된 연결부와 제2 서셉터는 동일한 재질로 이루어진다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면 제1 서셉터에 구비된 연결부는 전도성 재질로 이루어진다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면 제1 서셉터는 쐐기형 단부를 갖는 봉 형상을 포함한다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면 제1 서셉터는 파이프 형태로 이루어진다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면 제2 서셉터는 코일 형태로 이루어진다.

본 발명에 따르면, 두개의 히터를 사용하지 않고 에어로졸 형성기재와 액상 카트리지의 액상을 하나의 헬릭스 코일을 이용한 유도 가열에 의해 효과적으로 가열할 수 있는 에어로졸 발생장치를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 에어로졸 형성기재와 액상 카트리지의 액상을 가열하기 위해 두개의 히터를 제어하지 않고 하나의 헬릭스 코일을 이용한 유도 가열을 적용하여 제어가 용이한 에어로졸 발생장치를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 제1 서셉터에 구비된 연결부에 의해 제2 서셉터로 열이 전달되어 두 개의 히터를 구비하지 않고도 효율적으로 에어로졸 형성기재와 액상 카트리지의 액상을 가열할 수 있는 에어로졸 발생장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 에어로졸 발생장치의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬릭스 코일을 이용한 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치에서 헬릭스 코일에 의한 유도 가열을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬릭스 코일을 이용한 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 블럭도.

이하에서, 본 발명은 실시예와 도면을 통하여 상세하게 설명된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬릭스 코일을 이용한 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치에서 헬릭스 코일에 의한 유도 가열을 설명하기 위한 도면이다. 도 2의 (a)를 참조하면, 헬릭스 코일(220)이 제1 서셉터(211)의 주위를 감싸는 형태로 설치된다. 헬릭스 코일(220)은 높은 도전율을 갖는다. 제1 서셉터(211)는 자기장에 의해 와전류(eddy current)를 발생시켜 열에너지를 방출할 수 있는 물질로 이루어진다. 헬릭스 코일(220)에 교류 전류가 흐르면 제1 서셉터(211) 주위를 감싸는 공간에서 교번 자속이 발생되어 와전류 손실에 의해 제1 서셉터(211)에 유도 가열이 일어난다. 제1 서셉터(211)는 연결부(213)을 구비하여 제2 서셉터(212)와 연결될 수 있다. 실시예에 따라 제1 서셉터(211) 및 제1 서셉터(211)에 구비된 연결부(213)와 제2 서셉터(212)는 동일한 재질로 이루어진다. 또한 실시예에 따라 제1 서셉터(211)에 구비된 연결부(213)는 전도성 재질로 이루어진다 도 2의 (b)를 참조하면 제1 서셉터(211)와 제2 서셉터(212)는 연결부(213)에 의해 연결되며, 연결부(213)에 의해 제1 서셉터(211)의 유도 가열에 발생한 열이 제2 서셉터(212)로 전달된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬릭스 코일을 이용한 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 블럭도이다. 도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 헬릭스 코일을 이용한 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치는 에어로졸 형성기재(230)와 액상 카트리지(240)를 수용하는 공동(210)과 연결부(213)를 구비하고 에어로졸 형성기재(230)를 가열하기 위해 공동(210)에 설치되는 제1 서셉터(211)와 액상 카트리지(240)의 하부에 설치되고 제1 서셉터(211)에 구비된 연결부(213)와 접촉되는 단자를 구비한 제2 서셉터(212)와 전원을 공급하는 배터리(270)와 배터리(270)로부터 공급된 직류 전압을 증폭시키는 전원승압회로(260)와 전원승압회로(260)부터 공급된 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인덕션 로직(280)과 전원승압회로(260)와 인덕션 로직(280)을 제어하는 마이크로 컨트롤러(250)와 인덕션 로직(280)으로부터 공급된 교류 전류에 의해 자기장을 발생시키며 제1 서셉터(211)의 주위를 감싸도록 설치되어 제1 서셉터(211)를 유도 가열하는 헬릭스 코일(220)을 포함한다. 본 발명에 따른 헬릭스 코일(220)을 이용한 유도 가열 방식 에어로졸 발생 장치(200)는 인덕션 히팅을 이용하여 에어로졸 형성기재(230)와 액상 카트리지(240)에 수용되는 액상을 가열하는데, 구체적으로 설명하면 마이크로 컨트롤러(250)는 전원승압회로(260)를 제어하여 배터리(270)로부터 공급된 직류 전압을 전원승압회로(260)가 인덕션 히팅을 위해 증폭시켜서 인덕션 로직(280)으로 직류 전류를 공급한다. 전원승압회로(260)는 유도가열을 위한 전원으로서 배터리(270)를 사용했을 때 공동(210)에 설치되는 제1 서셉터(211)를 유도가열하기 위해 안정적인 전원 공급을 위해 적용된다. 마이크로 컨트롤러(250)는 또한 인덕션 로직(280)에 PWM 신호를 입력한다. 인덕션 로직(280)은 마이크로 컨트롤러(250)에서 입력하는 PWM 신호에 따라 스위칭 동작하면서 전원승압회로(260)로부터 공급된 직류 전류를 교류 전류로 변환하고 헬릭스 코일(220)에 공급한다. 헬릭스 코일(220)은 도 2를 참조하여 상술한 바와 같이 제1 서셉터(211)의 주위를 감싸는 형태로 설치된다. 헬릭스 코일(220)에 교류 전류가 흐르면 제1 서셉터(211)의 주위를 감싸는 공간에서 교번 자속이 발생되어 와전류 손실에 의해 제1 서셉터(211)에 유도 가열이 일어나며, 제1 서셉터(211)는 에어로졸 형성기재(230)를 가열하도록 설치되는데 예를 들어, 제1 서셉터(211)는 쐐기형 단부를 갖는 봉 형상을 포함하여 에어로졸 형성기재(230)에 용이하게 삽입될 수 있어서, 에어로졸 형성기재(230)가 공동에 수용될 때 에어로졸 형성기재(230)에 삽입되어 에어로졸 형성기재(230)를 가열한다. 제1 서셉터(211)는 상술한 바와 같이 연결부(213)를 구비하며, 액상 카트리지(240)의 하부에 설치되는 제2 서셉터(212)는 단자를 구비하여 액상 카르리지(240)가 공동(210)에 수용시 제2 서셉터(212)의 단자에 의해 제1 서셉터(211)의 연결부(213)와 접촉하여 연결된다. 따라서, 제1 서셉터(211)의 유도 가열에 의해 발생한 열이 제2 서셉터(212)로 전달되어 액상 카트리지(240)에 수용된 액상이 가열되며, 액상 카트리지(240)에 수용된 액상이 기화되어 기류 통로(214)를 통해 에어로졸 형성기재(230)로 유입된다. 실시예에 따라 제2 서셉터(212)는 액상 카트리지(240)에 수용된 액상을 가열하기 용이하도록 코일을 포함할 수 있다. 실시예에 따라 제1 서셉터(211) 및 제1 서셉터(211)에 구비된 연결부와 제2 서셉터(212)는 동일한 재질로 이루어진다. 실시예에 따라 제1 서셉터(211)에 구비된 연결부(213)는 열 전도를 용이하게 하기 위해 전도성 재질로 이루어진다. 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.

100 : 에어로졸 발생장치 10 : 에어로졸 형성기재
20 : 홀 30 : 액상 카트리지
31 : 히터 40 : 파이프 히터
50 : 배터리
200 : 에어로졸 발생장치 210 : 공동
211 : 제1 서셉터 212 : 제2 서셉터
213 : 연결부 214 : 기류 통로
220 : 헬릭스 코일 230 : 에어로졸 형성기재
240 : 액상 카트리지 250 : 마이크로 컨트롤러
260 : 전원승압회로 270 : 배터리
280 : 인덕션 로직

Claims

에어로졸 발생장치에 있어서,
에어로졸 형성기재와 액상 카트리지를 수용하는 공동과;
연결부를 구비하고 에어로졸 형성기재를 가열하기 위해 공동에 설치되는 제1 서셉터와;
액상 카트리지의 하부에 설치되고 제1 서셉터에 구비된 연결부와 접촉되는 단자를 구비한 제2 서셉터와;
전원을 공급하는 배터리와;
배터리로부터 공급된 직류 전압을 증폭시키는 전원승압회로와;
전원승압회로부터 공급된 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인덕션 로직과;
전원승압회로와 인덕션 로직을 제어하는 마이크로 컨트롤러와;
인덕션 로직으로부터 공급된 교류 전류에 의해 자기장을 발생시키며 제1 서셉터의 주위에 설치되어 제1 서셉터를 유도 가열하는 헬릭스 코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 헬릭스 코일을 이용한 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치.
제1항에 있어서,
제1 서셉터 및 제1 서셉터에 구비된 연결부와 제2 서셉터는 동일한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 헬릭스 코일을 이용한 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치.
제1항에 있어서,
제1 서셉터에 구비된 연결부는 전도성 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 헬릭스 코일을 이용한 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
제1 서셉터는 쐐기형 단부를 갖는 봉 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 헬릭스 코일을 이용한 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
제2 서셉터는 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 헬릭스 코일을 이용한 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치.