KR20210098035A

KR20210098035A - 팬 코일을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치

Info

Publication number: KR20210098035A
Application number: KR1020200011723A
Authority: KR
Inventors: 서유민
Original assignee: 주식회사 이엠텍
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2020-01-31
Publication date: 2021-08-10

Abstract

본 발명은 흡입물질을 기화시키는 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 특히 두 개의 풍미매체를 기화시키기 위해 팬 코일(Pan Coil)을 이용해 양방향으로 유도 가열할 수 있는 에어로졸 발생장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에어로졸 발생장치에 있어서, 제1 풍미매체를 수용하는 제1 공동과; 제2 풍미매체를 수용하는 제2 공동과; 제1 풍미매체를 가열하기 위해 제1 공동에 설치되는 제1 서셉터와; 제2 풍미매체를 가열하기 위해 제2 공동에 설치되고 제1 서셉터와 일체로 형성되는 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 서셉터와 제2 서셉터의 사이에 설치되어 제1 서셉터 및 제2 서셉터를 유도 가열하는 팬 코일;을 포함한다.

Description

팬 코일을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치{BIDIRECTIONAL INDUCTION HEATING TYPE AEROSOL GENERATOR USING PAN COIL}

본 발명은 흡입물질을 기화시키는 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 특히 두 개의 풍미매체를 기화시키기 위해 팬 코일(Pan Coil)을 이용해 양방향으로 유도 가열할 수 있는 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, 풍미매체인 액상이 기화되어 통로를 통해 에어로졸 형성기재(10)가 삽입된 홀(20)로 유입되면서 홀(20) 내부에 구비되어 풍미매체인 에어로졸 형성기재(10) 주위에서 에어로졸 형성기재(10)를 가열하도록 설치된 파이프 히터(40)를 가열하여 액상 카트리지(30)에서 액상으로부터 기화되는 흡입물질과 홀(20)에 삽입된 에어로졸 형성기재(10)에서 기화되는 흡입물질을 함께 흡입할 수 있다. 그러나 상기와 같은 에어로졸 발생장치(100)는 액상 카트리지(30)에 충전된 풍미매체인 액상을 가열하기 위한 히터(31)와 다른 풍미매체인 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 두 개의 풍미매체를 하나의 팬 코일을 이용해 양방향으로 유도 가열할 수 있는 에어로졸 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에어로졸 발생장치에 있어서, 제1 풍미매체를 수용하는 제1 공동과; 제2 풍미매체를 수용하는 제2 공동과; 제1 풍미매체를 가열하기 위해 제1 공동에 설치되는 제1 서셉터와; 제2 풍미매체를 가열하기 위해 제2 공동에 설치되고 제1 서셉터와 일체로 형성되는 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 서셉터와 제2 서셉터의 사이에 설치되어 제1 서셉터 및 제2 서셉터를 유도 가열하는 팬 코일;을 포함한다.

또한 본 발명은 실시예에 따라 팬 코일을 수용하는 제3 공동을 포함한다.

또한 본 발명은 실시에에 따라 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이에는 연결부를 구비하고, 연결부는 팬 코일의 일측면에 대향되로록 배치한다.

본 발명에 따르면 팬 코일이 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이에 설치되어 두 개의 히터를 구비하지 않고도 효율적으로 두 개의 풍미매체를 가열할 수 있는 에어로졸 발생장치를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이에 연결부를 구비하여 가열효율을 높힐 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 에어로졸 발생장치의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 코일을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치에서 팬 코일에 의한 제1 서셉터 및 제2 서셉터의 유도 가열을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 코일을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치에서 팬 코일에 의한 제1 서셉터 및 제2 서셉터의 유도 가열을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 코일을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 블럭도.

이하에서, 본 발명은 실시예와 도면을 통하여 상세하게 설명된다.

도 2와 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 코일을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치에서 팬 코일에 의한 제1 서셉터 및 제2 서셉터의 유도 가열을 설명하기 위한 도면이다. 도 2의 (a)를 참조하면, 팬 코일(219)이 제1 서셉터(213)와 제2 서셉터(216) 사이에 설치되는데 예를 들어 팬 코일(219)이 세로로 배치되어 설치된다. 제1 서셉터(213)와 제2 서셉터(216)는 자기장에 의해 와류(eddy current)를 발생시켜 열에너지를 방출할 수 있는 물질로 이루어진다. 팬 코일(219)에 교류 전류가 흐르면 교번 자속이 발생되어 와전류 손실에 의해 제1 서셉터(213)와 제2 서셉터(216)에 유도 가열이 일어난다. 도 2의 (b)를 참조하면 도 2의 (a)와 같이 팬 코일(219)이 제1 서셉터(213)와 제2 서셉터(216) 사이에 세로로 배치되어 설치되되, 제1 서셉터(213)와 제2 서셉터(216)는 일체로 형성된다. 실시예에 따라 제1 서셉터(213)와 제2 서셉터(216)는 동일한 재질로 이루어지며, 제1 서셉터(213)와 제2 서셉터(216) 사이에 연결부(217)가 구비될 수 있으며, 연결부(217)는 팬 코일(219)의 일측면에 대향되도록 배치된다. 도 3의 (a)와 도 3의 (b)를 참조하면 도 3의 (a)와 같이 제1 서셉터(213)와 제2 서셉터(216)가 분리되어 있는 경우보다 도 3의 (b)와 같이 제1 서셉터(213)와 제2 서셉터(216)가 연결부(217)에 의해 일체로 형성되어 있는 경우에 자속밀도와 와류손이 더 커지고 가열온도가 더 높아지는 것을 알 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 코일을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 블럭도이다. 도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 코일(219)을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치(200)는 제1 풍미매체(212)를 수용하는 제1 공동(211)과 제2 풍매매체(215)를 수용하는 제2 공동(214)과 제1 풍미매체(212)를 가열하기 위해 제1 공동(211)에 설치되는 제1 서셉터(213)와 제2 풍미매체(215)를 가열하기 위해 제2 공동(214)에 설치되고 제1 서셉터(213)와 일체로 형성되는 제2 서셉터(216)와 전원을 공급하는 배터리(224)와 배터리(224)로부터 공급된 직류 전압을 증폭시키는 전원승압회로(223)와 전원승압회로(223)부터 공급된 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인덕션 로직(225)과 전원승압회로(223)와 인덕션 로직(225)을 제어하는 마이크로 컨트롤러(222)와 인덕션 로직(225)으로부터 공급된 교류 전류에 의해 자기장을 발생시키며 제1 서셉터(213)와 제2 서셉터(216)의 사이에 설치되어 제1 서셉터(213) 및 제2 서셉터(216)를 유도 가열하는 팬 코일(219)을 포함한다.

본 발명에 따른 팬 코일(219)을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생 장치(200)는 인덕션 히팅을 이용하여 제1 풍미매체(212)와 제2 풍미매체(215)를 가열하는데, 상세히 설명하면 마이크로 컨트롤러(222)는 전원승압회로(223)를 제어하여 배터리(224)로부터 공급된 직류 전압을 전원승압회로(223)가 인덕션 히팅을 위해 증폭시켜서 인덕션 로직(225)으로 직류 전류를 공급한다. 전원승압회로(223)는 유도가열을 위한 전원으로서 배터리(224)를 사용했을 때 제1 공동(211)에 설치되는 제1 서셉터(213)와 제2 공동(214)에 설치되는 제2 서셉터(216)를 유도가열하기 위해 안정적인 전원 공급을 위해 적용된다. 마이크로 컨트롤러(222)는 또한 인덕션 로직(225)에 PWM 신호를 입력한다. 인덕션 로직(225)은 마이크로 컨트롤러(222)에서 입력하는 PWM 신호에 따라 스위칭 동작하면서 전원승압회로(223)로부터 공급된 직류 전류를 교류 전류로 변환하고 팬 코일(219)에 공급한다. 팬 코일(219)은 도 2의 (b)와 같이 제1 서셉터(213)와 제2 서셉터(216)의 사이에 설치되며 팬 코일(219)에 교류 전류가 흐르면 제1 서셉터(211)와 제2 서셉터(216)의 주변 공간에서 교번 자속이 발생되어 와전류 손실에 의해 제1 서셉터(211)와 제2 서셉터(216)에 유도 가열이 일어난다. 실시예에 따라, 제1 서셉터(213)와 제2 서셉터(216) 사이에 연결부(217)가 구비될 수 있으며, 연결부(217)는 팬 코일(219)의 일측면에 대향되도록 배치함으로써 제1 서셉터(213)와 제2 서셉터(216) 및 연결부(217)로 둘러싸인 공간에서 팬 코일(219)에 의해 발생되는 자속의 누설을 감소시킬 수 있다. 실시예에 따라 제3 공동(221)이 별도로 마련되어 팬 코일(219)이 수용될 수도 있다. 실시예에 따라 제1 풍미매체(212)는 예를 들어 판상엽을 포함하며 제1 서셉터(213)는 쐐기형 단부를 갖는 봉 형태로 형성되어 제1 풍미매체(212)에 용이하게 삽입될 수 있도록 할 수 있다. 실시예에 따라 제2 풍미매체(215)는 액상 형태이며, 제2 서셉터(216)는 코일 형태로 이루어져 액상을 가열할 수 있다. 실시예에 따라 제2 공동(214)은 팬 코일(219)를 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치(200)에서 착탈 가능하게 설치되며, 코일 형태로 이루어진 제2 서셉터(216)는 단자를 구비하여 제2 공동(214)이 팬 코일(219)를 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치(200)에 장착될 경우 제2 서셉터(212)의 단자에 의해 연결부(217)가 접촉된다. 실시예에 따라 제1 공동(211)과 제2 공동(214)을 연통하는 기류 통로(218)가 구비되어 제2 공동(214)에 충전된 액상이 가열되어 기화되면 기류 통로(218)를 통해 제1 공동(211)에 수용된 제1 풍미매체(212)로 유입된다. 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 : 팬 코일을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치
211 : 제1 공동 212 : 제1 풍미매체
213 : 제1 서셉터 214 : 제2 공동
215 : 제2 풍미매체 216 : 제2 서셉터
217 : 연결부 218 : 기류 통로
219 : 팬 코일 221 : 제3 공동
222 : 마이크로 컨트롤러 223 : 전원승압회로
224 : 배터리 225 : 인덕션 로직

Claims

에어로졸 발생장치에 있어서,
제1 풍미매체를 수용하는 제1 공동과;
제2 풍미매체를 수용하는 제2 공동과;
제1 풍미매체를 가열하기 위해 제1 공동에 설치되는 제1 서셉터와;
제2 풍미매체를 가열하기 위해 제2 공동에 설치되고 제1 서셉터와 일체로 형성되는 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 서셉터와 제2 서셉터의 사이에 설치되어 제1 서셉터 및 제2 서셉터를 유도 가열하는 팬 코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 팬 코일을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치.
제1항에 있어서,
팬 코일을 수용하는 제3 공동을 포함하는 것을 특징으로 하는 팬 코일을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치.
제1항에 있어서,
제1 서셉터와 제2 서셉터 사이에는 연결부를 구비하고, 연결부는 팬 코일의 일측면에 대향되로록 배치한 것을 특징으로 하는 팬 코일을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
제1 풍미매체는 판상엽을 포함하는 것을 특징으로 하는 팬 코일을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치.
제4항에 있어서,
제1 서셉터는 쐐기형 단부를 갖는 봉 형태인 것을 특징으로 하는 팬 코일을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
제2 풍미매체는 액상 형태인 것을 특징으로 하는 팬 코일을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치.
제6항에 있어서,
제2 서셉터는 코일 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 팬 코일을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
팬 코일은 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이에 세로로 배치되어 설치되는 것을 특징으로 하는 팬 코일을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
제1 공동과 제2 공동을 연통하는 기류 통로를 구비한 것을 특징으로 하는 팬 코일을 이용한 양방향 유도 가열 방식 에어로졸 발생장치.