KR20210110788A - 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가변 주파수 표면 탄성파(surface acoustic wave) 전자담배에 관한 것으로, 무화기(2)를 포함하고 상기 무화기(2) 내부에는 무화 캐비티(213)를 구비하며, 상기 무화 캐비티(213) 하부에는 가변 주파수 표면 탄성파 무화 칩(203)이 설치되고 상기 가변 주파수 표면 탄성파 무화 칩(203)에는 역사다리꼴 빗형 변환기(IDT, Inter Digital Transducer)(2037)를 구비하며; 상기 무화 캐비티(213) 내부는 오일 저장 캐비티(205)를 구비하고 상기 오일 저장 캐비티(205)와 상기 무화 칩(203) 사이에는 다공형 세라믹 시트(204)가 설치된다. 본 발명에 따른 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배는 작동 주파수가 설정 범위 내에서 임의로 조절할 수 있고, 더 나아가, 오일을 무화한 연기의 입경을 자주적으로 조절해 제어할 수 있다.

Description

가변 주파수 표면 탄성파 전자담배
본 발명은 전자담배 기술분야에 속하며, 특히, 가변 주파수 표면 탄성파(surface acoustic wave) 전자담배에 관한 것이다.
현재 전기 가열식 무화 전자담배가 전자담배의 주류 시장을 차지하고 있는 데, 그는 저항선(resistance wire)으로 가열해 국부적 고온을 발생시킴으로써, 면심 또는 다공형 세라믹 시트 중의 오일이 무화되어 에어로졸(aerosol)을 형성해 사용자가 흡입할 수 있도록 한다. 전기 가열식 무화 전자담배는 열전도 속도가 빠르고 무화 효율이 높지만, 고온 작용하에 쉽게 포름알데히드(formaldehyde), 일산화탄소 등 유해물질이 발생되므로, 건강 안전에 잠재적 위험이 존재할 뿐만 아니라, 흡입 맛이 많이 떨어진다. 또 다른 전자담배는 초음파 무화 전자담배인 데, 해당 전자담배는 전체 무화 시트 표면에 한 층의 아주 얇은 오일을 균일하게 도포해야만 무화할 수 있으므로, 오일이 퇴적되면 전자담배를 사용하는 과정에서 연기량이 가끔씩 많아졌다가도 가끔씩 적어지기도 하는 현상이 나타나며, 심지어 대입경 연기가 생성되어 사용자가 기류 통로를 통해 구강으로 흡입하였을 때 맛 느낌이 떨어지게 된다. 이외에도, 단순한 초음파 무화는 연기량이 전기가열 무화보다 적으므로, 세라믹 가열시트의 협조를 받아 연기량을 증가해 고온 연기에 대한 사용자의 사용감 수요를 만족시켜야 한다.
상기 문제를 해결하기 위해, 출원인은 표면 탄성파(surface acoustic wave)(surface acoustic wave)를 이용해 오일을 무화시키는 전자담배시스템(중국 특허 ZL201810076941.1 참조)를 설계하였는 데, 해당 전자담배시스템은 가열식 무화의 신속 고온으로 발생되는 잠재적 안전 건강 위험, 초음파 무화의 고소모 저효율과 맛이 좋지 않은 문제를 효과적으로 해결하였지만, 해당 시스템은 오일이 무화된 후의 연기 입경이 기본상 확정되어 임의로 조절할 수 없으므로, 흡입 느낌에 영향을 미친다.
상기 문제를 해결하기 위해 본 발명을 창출하였다.
본 발명은 가변 주파수 표면 탄성파(surface acoustic wave) 전자담배를 제공하는 데, 표면 탄성파 회절 에너지를 이용해 오일을 무화하는 동시에, 특수한 무화 칩 구조 설계를 통해 표면 탄성파 주파수 범위를 조정함으로써, 더 나아가, 오일이 무화된 연기의 입경을 효과적으로 조절할 수 있다. 본 발명에 따른 전자담배는 전체 구조가 간단하고 조립이 편리하며 무화 효율이 높아 사용자의 다양한 흡입 사용감을 효과적으로 만족시킬 수 있다.
본 발명은 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배를 공개하였는 데, 그는 무화기(2)를 포함하고 상기 무화기(2) 내부에는 무화 캐비티(213)를 구비하며, 상기 무화 캐비티(213)하부에는 가변 주파수 표면 탄성파 무화 칩(203)이 설치되고 상기 가변 주파수 표면 탄성파 무화 칩(203)에는 역사다리꼴 빗형 변환기(IDT, Inter Digital Transducer)(2037)를 구비하며; 상기 무화 캐비티(213) 내부는 오일 저장 캐비티(205)를 구비하고 상기 오일 저장 캐비티(205)와 상기 무화 칩(203) 사이에는 다공형 세라믹 시트(204)가 설치된다.
바람직하게, 상기 역사다리꼴 빗형 변환기(2037)는 다수 개 역사다리꼴의 금속 깍지형 전극(Interdigital Electrodes)(a, b)과 반사전극(c)을 포함하며; 상기 역사다리꼴 빗형 변환기(2037)는 각각 제1 금속전극모선(busbar)(20361)과 제2 금속전극모선(20362)인 2개의 금속전극모선을 더 포함하는 데, 다수 개의 제1 금속 깍지형 전극(a)은 사다리꼴이 비교적 긴 바닥을 이용해 상기 제1 금속전극모선(20361)와 연결되고 다수 개의 제2 금속 깍지형 전극(b)은 사다리꼴이 비교적 짧은 바닥을 이용해 상기 제2 금속전극모선(20362)과 연결되며; 다수 개의 상기 제1 금속 깍지형 전극(a)과 다수 개의 상기 제2 금속 깍지형 전극(b)은 손가락이 교차되는 모양으로 배열되고 양자 사이에는 반사전극(c)이 내장된다.
바람직하게, 상기 금속 깍지형 전극과 반사전극의 배열방식에 따라, 제1 금속 깍지형 전극(a), 제1 간격(d1), 제2 금속 깍지형 전극(b), 제2 간격(d2), 반사전극(c), 제3 간격(d3), 제1 금속 깍지형 전극(a)……로 배열되는 데, 상기 배열은 다수 그룹으로 연속되어 상기 역사다리꼴 빗형 변환기(2037)를 구성하며; 상기 제1 간격(d1)의 평균 폭은 상기 제1 금속 깍지형 전극(a)의 평균 폭과 동일하며; 상기 제2 간격(d2)의 평균 폭은 상기 제2 금속 깍지형 전극(b)의 평균 폭과 동일하며; 상기 제3 간격(d3)의 평균 폭은 상기 반사전극(c)의 평균 폭과 동일하다.
바람직하게, 상기 제1 금속 깍지형 전극(a)과 상기 제2 금속 깍지형 전극(b)은 형태가 동일한 데, 여기에서, 제1 금속 깍지형 전극(a), 제1 간격(d1), 제2 금속 깍지형 전극(b), 제2 간격(d2), 반사전극(c)과 제3 간격(d3)의 평균 폭 합계는 표면 탄성파의 파장(p)이며, 제1 금속 깍지형 전극(a), 또는 제1 간격(d1), 또는 제2 금속 깍지형 전극(b) 또는 제2 간격(d2)의 평균 폭은 표면 탄성파의 파장의 8분의 1이며, 제3 간격(d3) 또는 반사전극(c)의 평균 폭은 표면 탄성파의 파장의 4분의 1이다.
바람직하게, 상기 무화 칩(203)은 순서대로 방열시트층(2031), 열전도층(2032)과 압전 기저층(2033)을 더 포함하고 상기 역사다리꼴 빗형 변환기(2037)는 상기 압전 기저층(2033)에 배치되며; 상기 압전 기저층(2033)에는 각각 제1 PCB패드(pad)(20341)와 제2 PCB패드(20342)인 2개의 분리된 PCB패드가 더 배치되고 상기 제1 금속전극모선(20361)은 전원연결선(2035)을 통해 상기 제1 PCB패드(20341)에 연결되고 상기 제2 금속전극모선(20362)은 전원연결선(2035)을 통해 상기 제2 PCB패드(20342)에 연결된다.
바람직하게, 상기 전자담배는 셀(cell)(3)을 더 포함하는 데, 상기 셀(3) 내부에는 회로판(307)과 배터리(305)를 구비하고 상기 셀(3)과 상기 제1 PCB패드(20341) 및 상기 제2 PCB패드(20342)는 자기흡착 포고 핀(pogo pin)(212)을 통해 도통 연결된다.
바람직하게, 상기 무화기(2)는 무화기 하우징(209)을 구비하는 데, 상기 무화기 하우징(209) 내부에는 기류 통로(208)를 구비하고 상기 무화기 하우징(209) 외부에는 흡입 노즐(1)을 구비하되, 상기 흡입 노즐(1)은 상기 기류 통로(208)와 도통 연결되며; 상기 무화기 하우징(209)은 기류 입구(210)가 개설되고 상기 기류 입구(210)와 상기 역사다리꼴 빗형 변환기(2037)는 동일 수평면에 위치한다.
바람직하게, 상기 전자담배는 보호케이스(301)를 더 포함하고 상기 셀(3)은 보호케이스(301) 내부에 배치되며; 상기 보호케이스(301) 외부에는 버튼(5), 표시등(6)과 충전 포트(302)가 설치된다.
본 발명의 유익한 효과는 같다.
1. 표면 탄성파(surface acoustic wave)는 에너지가 표면에 집중되고 전파방향에서 에너지의 손실과 소모가 적으며(기타 매개체가 간섭하지 않는 상황에서는 간과해 계산하지 않을 수 있음), 파동전파와 수직되는 방향에서 에너지는 지수가 감쇄되는 기계적 파동을 이루며, 그 진동 주파수 범위는 무려 GHz에 달해 초음파보다 1개의 자릿수(order of magnitude)가 높다. 기저 진동으로 발생되는 오일 무화 시스템에서, 연기 입경은 진동 주파수와 직접적인 관계를 갖고 있어
Figure pct00001
를 만족시킨다(여기에서, D는 무화 연기 입경이고 K는 비례 계수이며, γ는 무화 유체의 표면 장력이고 H는 무화할 유체의 박막의 특징 높이이며, We는 소리 웨버수이고 μ는 유체의 동력 점성 계수이며 L는 무화할 유체의 특징 폭이고 f는 기저 진동 주파수이다). 연기 입경이 진동 주파수와 반비례관계를 이루므로, 표면 탄성파가 이와 같이 높은 주파수는 그 무화 연기 입경이 초음파 무화 연기 입경보다 크게 작도록 함으로써, 대입경 연기의 흡입으로 폐에 침적되고 신체에 상해를 끼치는 문제를 효과적으로 해소할 뿐만 아니라, 연기 입경이 작을 수록 오일 맛 환원도가 점점 높아지고 사용자의 흡입 사용감도 더 좋아진다는 것을 어려움없이 발견할 수 있다.
2. 본 발명에 따른 무화 칩은 전극 폭을 이용해 단일방향 궤적변경 깍지형 전극(Interdigital Electrodes) 구조를 이용하는 데, 혁신 포인트는, 전극 폭 제어방법을 이용함으로써, 역사다리꼴 빗형 변환기(IDT, Inter Digital Transducer)의 내부에 반사전극을 삽입하여 음파가 단일 방향을 따라 전파할 수 밖에 없도록 하고 음파의 전부 에너지를 모두 오일 무화에 사용하며; 이와 동시에, 금속 깍지형 전극의 손가락구조는 전극 폭이 위부터 아래로 점차 넘어가면서 역사다리꼴 구조로 변해 무화 칩의 주파수가 다시 단일 고정되지 않고 하나의 변화가능한 주파수 범위로 되며, 사용자는 개인 수요에 근거해 주파수 범위를 임의로 조절해 입경이 다른 무화 연기를 얻을 수 있으며, 연기 입경 특화에 대한 사용자의 수요를 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라, 사용자에게 다양한 흡입 사용감도 줄 수 잇다.
3. 본 발명에 따른 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배를 사용하는 경우에는 전자담배의 정상 흡입 기능을 만족시키는 전제 하에, 무화 칩 표면 온도가 100℃내외 유지되도록 하고 해당 온도가 전기 가열식 무화 전자담배의 가열 무화 온도(180℃ 내지 350℃)보다 많이 낮으므로, 전기 가열식 고온으로 알데히이드계 화학물질이 방출, 탄화, 코어 연소되는 등 잠재적 안전 문제가 효과적으로 개선되며; 초음파 무화 전자담배가 발생하는 저온 연기와 대비해, 표면 탄성파 전자담배가 생성하는 연기는 더 우수한 열민감성 사용감을 갖게 된다.
4. 본 발명에 따른 가변 주파수 표면 탄성파 무화 칩은 니오브산 리튬 단결정 무화 시트를 사용하고 해당 무화 칩은 그 표면에 오일이 접촉하지 않는 상황에서 정상적인 공작모드를 유지할 수 있는 데, 기계적 파동이 무화 칩 표면에서 실시하는 전송과 반사에 오일 공급이 부족할 때 발생하는 건식 연소 등 현상이 존재하지 않으므로, 본 발명에 따른 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배는 오일 전부가 소모될 때 무화 칩과 무화기에 대해 영향을 미치거나 또는 그를 파손하지 않아 안정적이고 믿음직하다.
5.본 발명에 따른 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배는 공극율이 높은 경량 다공형 세라믹 시트를 사용해 오일을 유도하고 잠그며, 무화할 때 오일을 표면 탄성파에 의해 다공형 세라믹 시트로부터 빨아 내고 다공형 세라믹 시트와 무화 칩 사이에 자동으로 1층의 액상 막(liquid film)을 형성하되, 액상 막 구역에 무화 역할을 발생시키며; 무화 칩이 작동을 멈출 때 오일은 자동으로 다공형 세라믹 시트 중에 리턴되어 수축된다. 따라서, 본 발명에 따른 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배는 초음파 무화 전자담배가 오일이 불균일하게 분포되거나 또는 오일이 퇴적되어 연기량이 변동되거나 또는 연기 입경이 큰 편인 문제를 효과적으로 피할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가변 주파수 표면 탄성파(surface acoustic wave) 전자담배의 구조설명도이고;
도 2는 본 발명에 따른 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배의 분해도이고;
도 3은 본 발명에 따른 무화기의 단면도이고;
도 4는 본 발명에 따른 무화기의 분해도이고;
도 5는 본 발명에 따른 무화 칩의 구조 설명도이다.
이하에서는 본 발명의 목적, 기술방안과 장점을 더 분명이 할 수 있도록 하기 위해, 도면 및 실시예와 결합해 본 발명을 더 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 가변 주파수 표면 탄성파(surface acoustic wave) 전자담배의 구조설명도이다. 도 1에서 도시하는 바와 같이, 그는 흡입 노즐(1), 무화기(2), 셀(cell)(3), 오일 주입 구멍(4), 버튼(5)과 표시등(6)을 포함한다. 무화기(2)와 셀(3) 사이는 자기흡착 포고 핀(pogo pin)(212)을 이용해 긴밀히 접촉해 연결하고 흡입 노즐(1)은 사용자가 연기를 흡입하는 데 사용하며, 무화기(2)는 오일을 무화해 연기를 생성하는 데 사용하고 셀(3)은 무화기(2)에게 구동신호원을 제공하는 데 사용하며, 오일 주입 구멍(4)은 오일을 추가 주입하는 데 사용하고 버튼(5)은 전자담배의 가동과 폐쇄, 구동신호원 주파수 조절 및 제어신호원 출력 등 조작에 사용하며, 표시등(6)은 전자담배의 작동상태 및 전기량 표시 등에 사용한다.
도 2는 본 발명에 따른 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배의 분해도이다. 도 2에서 도시하는 바와 같이, 흡입 노즐(1)은 무화기(2)의 꼭대기부에 위치하며; 무화기 내부 구조는 바닥판(201), 실리카겔 와셔(silica gel washer)(202), 가변 주파수 표면 탄성파 무화 칩(203), 다공형 세라믹 시트(204), 오일 저장 캐비티(205), 실리카겔 실링시트(206), 제1 스크류(207), 기류 통로(208), 무화기 하우징(209), 기류 입구(210), 무화 코어 스토퍼(211), 자기흡착 포고 핀(212)과 무화 캐비티(213)를 포함하며; 상기 셀(3)에는 보호케이스(301), 충전 포트(302), 위치제한바디(303), 너트(304), 배터리(305), 제2 스크류(306), 회로판(307)과 바닥 덮개(308)가 설치되며; 상기 오일 주입 구멍(4)은 무화기(2) 꼭대기부에 위치하는 동시에, 흡입 노즐(1)의 측변에 위치하여 실리카겔 오일 주입 구멍 마개(401)와 무화기 꼭대기부에 위치하는 오일 주입 원형 구멍(402)을 포함하며; 상기 버튼(5)은 셀(3) 보호케이스(301)의 측면에 위치하며; 상기 표시등(6)은 셀(3) 보호케이스(301)의 오른쪽 하측에 위치하며; 상기 무화 칩(203)은 순서대로 방열시트(2031), 열전도층(2032), 압전 기저층(2033), 제1 PCB패드(pad)(20341), 제2 PCB패드(20342), 전원연결선(2035), 제1 금속전극모선(20361), 제2 금속전극모선(20362)과 역사다리꼴 빗형 변환기(IDT, Inter Digital Transducer)(2037)를 포함한다. 상기 무화기(2)과 셀(3)의 무화기 하우징(209), 보호케이스(301)와 바닥 덮개(308)는 모두 비교적 우수한 열전도와 방열효과를 구비하는 알루미늄합금 재료를 선정해 사용하며; 다공형 세라믹 시트(204)는 양호한 공극율(공극율은 통상적으로 40% 내지 70% 범위)과 내고온고압성, 산-알칼리 부식 저항성을 구비하는 규산염 재료를 선정해 제조되며; 방열시트(2031)는 방열효과가 비교적 우수하고 원가가 비교적 낮은 알루미늄시트를 선정해 사용하고 바닥부는 개방홈을 설치하며; 열전도층(2032)은 양호한 점착 성능과 열전도 능력을 구비하는 열전도 실리콘 그리스(silicone grease) 시트를 선정해 사용하며; 압전 기저층(2033)은 Y방향으로 절단하고 X방향으로 전파하는 128° 니오브산리튬 단결정질 웨이퍼를 선정해 사용하는 데, 두께는 1mm 내지 2mm이고 전기기구 커플링 계수는 5.5%이며, 표면 탄성파의 전파 속도는 3990m/s이고 온도계수는 -72×10-6/℃이며; 전원연결선(2035)은 바인딩 공법에 사용할 수 있고 직경이 100μm에 도달하는 금선 또는 은선을 이용하며; 제1 금속전극모선(20361)과 제2 금속전극모선(20362) 및 금속 깍지형 전극(Interdigital Electrodes)(a)과 금속 깍지형 전극(a)은 전도 성능이 양호한 알루미늄, 은 또는 금 재료 등을 선정해 사용하며; 금속 깍지형 전극(a)과 금속 깍지형 전극(b)의 구조는 교차된 금속 막대가 상부가 넓고 하부가 좁은 궤적변경구조, 즉, 역사다리꼴 구조를 이용한다.
도 3은 본 발명에 따른 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배의 무화기의 단면도이고 도 4는 본 발명에 따른 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배의 무화기의 분해도이다. 도 3과 도 4에서 도시하는 바와 같이, 무화 코어(203)는 무화 코어 스토퍼(211) 중에 배치되고 무화 코어 스토퍼(211) 상단은 무화 캐비티(213)가 설치되며, 실리카겔 실링시트(206) 하단에 오일 저장 캐비티(205)가 설치되고 다공형 세라믹 시트(204)는 중간이 함몰되고 주변이 돌출된 사발형상 구조를 이용하되, 사이즈가 알맞게 오일 저장 캐비티(205) 하단 입구와 긴밀히 매칭되어 완벽한 오일저장-오일유도구조를 형성하며, 조립된 실리카겔 실링시트(206)와 다공형 세라믹 시트(204)는 무화 코어 스토퍼(211) 상단에 배치하고 오일 저장 캐비티(205)와 다공형 세라믹 시트(204)는 알맞게 무화 캐비티(213) 중에 위치하며, 다공형 세라믹 시트(204)는 무화 코어(203) 상표면에 접합되어 오일을 공급해 수송하며; 무화 코어 스토퍼(211)는 우단에 자기흡착 포고 핀(212)이 장착되어 구동신호원을 접속하는 데 사용하며; 상기 조립구조를 무화기 하우징(209) 중에 배치하고 바닥부는 1개의 실리카겔 와셔(202)를 접착해 단열과 밀폐효과를 이루며, 마지막으로, 바닥판(201)을 덮고 제1 스크류(207)를 회전해 진입시켜 전체 무화기를 고정한다. 오일은 무화기(2) 꼭대기부 오일 주입 원형 구멍(402)으로 주입되고 오일이 주입된 후 자동으로 전체 오일 저장 캐비티(205)를 가득 충전하며, 마지막으로, 실리카겔 오일 주입 구멍 마개(401)를 오일 주입 원형 구멍402)에 삽입해 밀폐시킨다. 사용자가 흡입 노즐(1)을 통해 흡입 동작을 진행할 때 외부 공기가 기류 입구(210)로부터 유입되고 기류 입구(210)는 역사다리꼴 빗형 변환기(2037)와 동일 수평면에 위치하게 되며; 공기는 무화기(2) 중 무화 칩(203) 표면 다공형 세라믹(204) 단면의 오일 무화 연기를 휴대하고 기류 통로(208)를 거쳐 흡입 노즐(1)에 진입해 흡입자에게 흡입된다.
일 실시예에서, 상기 전자담배의 셀(3)은 보호케이스(301), 충전 포트(302), 위치제한바디(303), 너트(304), 배터리(305), 제2 스크류(306), 회로판(307)과 바닥 덮개(308)를 더 포함한다. 먼저, 회로판(307)이 위치제한바디(303) 중에 위치하고 배터리(305)가 회로판(307) 하부에 위치하여 회로판(307)의 충전 포트(302)가 위치제한바디(303)와 맞추어지도록 하며; 버튼(5)이 셀(3) 보호케이스(301)의 측면에 장착된 다음, 상기 장착구조를 보호케이스(301) 중에 위치시켜 여전히 충전 포트와 보호케이스(301) 바닥부의 충전 포트(302)가 맞추어 지도록 하되, 버튼(5)은 가이드 와이어를 통해 회로판(307)의 버튼 출력 포트와 연결되며, 보호케이스(301)는 꼭대기부에 자기흡착 포고 핀(212)이 설치되고 가이드 와이어를 통해 회로판(307)의 신호출력과 연결되며, 제2 스크류(306)와 너트(304)를 이용해 고정되고, 조립된 후, 표시등(6) 위치가 알맞게 셀(3) 보호케이스(301)의 오른쪽 하측에 위치하며, 마지막으로 바닥 덮개(308)를 단단히 커버해 셀의 조립 연결을 완성한다.
도 5는 본 발명에 따른 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배의 무화 칩의 구조설명도이다. 도 5에서 도시하는 바와 같이, 방열시트(2031), 열전도층(2032), 압전 기저층(2033), 제1 PCB패드(20341), 제2 PCB패드(20342), 전원연결선(2035)과 역사다리꼴 빗형 변환기(2037)를 포함하며; 역사다리꼴 빗형 변환기(2037)는 2개의 금속전극모선, 즉, 제1 금속전극모선(20361)과 제2 금속전극모선(20362)을 포함하며, 다수 개의 제1 금속 깍지형 전극(a)은 사다리꼴이 비교적 긴 바닥을 이용해 상기 제1 금속전극모선(20361)과 연결되고 다수 개의 제2 금속 깍지형 전극(b)은 사다리꼴이 비교적 짧은 바닥을 이용해 상기 제2 금속전극모선(20362)과 연결되며; 다수 개의 제1 금속 깍지형 전극(a)과 다수 개의 상기 제2 금속 깍지형 전극(b)은 손가락이 교차되는 모양으로 배열되고 제1 금속 깍지형 전극(a)과 상기 제2 금속 깍지형 전극(b) 사이에는 반사전극(c)이 내장되고 반사전극(c)은 그 어느 금속전극모선과도 연결되지 않는다. 역사다리꼴 빗형 변환기(2037), 제1 PCB패드(20341), 제2 PCB패드(20342)와 압전기저(2033)는 모두 열전도층(2032)을 통해 방열시트(2031)의 상표면에 점착된다. 제1 PCB패드(20341)와 제2 PCB패드(20342)는 각각 제1 금속전극모선(20361) 및 제2 금속전극모선(20362)과 전원연결선(2035)을 이용해 바인딩공법으로 연결되고 제1 PCB패드(20341)와 제2 PCB패드(20342)의 다른 일단은 무화기(2)와 셀(3) 사이의 자기흡착 포고 핀(212)을 통해 조립 연결되어 신호원을 입력시킨다.
역사다리꼴 빗형 변환기(2037)의 형태는 도 5의 국부적 확대도를 참조하면 알 수 있다. 무화 칩(203)이 발생시킨 표면 탄성파의 주파수는 역사다리꼴 빗형 변환기(2037)의 구조에 의해 결정되며; 금속 깍지형 전극과 반사전극의 배열방식에 따라 제1 금속 깍지형 전극(a), 제1 간격(d1), 제2 금속 깍지형 전극(b), 제2 간격(d2), 반사전극(c), 제3 간격(d3), 제1 금속 깍지형 전극(a)……로 배열되는 데, 상기 배열은 다수 그룹으로 연속되어 상기 역사다리꼴 빗형 변환기(2037)를 구성하며; 상기 제1 간격(d1)의 평균 폭은 상기 제1 금속 깍지형 전극(a)의 평균 폭과 동일하며; 상기 제2 간격(d2)의 평균 폭은 상기 제2 금속 깍지형 전극(b)의 평균 폭과 동일하며; 상기 제3 간격(d3)의 평균 폭은 상기 반사전극(c)의 평균 폭과 동일하다. 본 실시예에서, 제1 금속 깍지형 전극(a)과 상기 제2 금속 깍지형 전극(b)은 형태가 완전히 동일하며; 여기에서, 제1 금속 깍지형 전극(a), 제1 간격(d1), 제2 금속 깍지형 전극(b), 제2 간격(d2), 반사전극(c)과 제3 간격(d3)의 평균 폭 합계는 표면 탄성파의 파장(p)(즉, p=a+b+c+d1+d2+d3)이며, 제1 금속 깍지형 전극(a), 또는 제1 간격(d1), 또는 제2 금속 깍지형 전극(b) 또는 제2 간격(d2)의 평균 폭은 표면 탄성파의 파장의 8분의 1(즉, a=b=d1=d2=p/8)이며; 제3 간격(d3) 또는 반사전극(c)의 평균 폭은 표면 탄성파의 파장의 4분의 1(즉, c=d3=p/4)이다. 예를 들어, 발생된 표면 탄성파의 주파수 범위가 20MHz 내지 100MHz가 되도록 하려면 역사다리꼴 빗형 변환기(2037)의 W범위 내에서(도 5의 국부적 확대도 참조), 제1 금속 깍지형 전극(a), 제1 간격(d1), 제2 금속 깍지형 전극(b)과 제2 간격(d2)의 최상단이 각각 얻은 값은 15μm이어야 하며, 그들의 최하단이 각각 얻은 값은 5μm이여야 하는 데, 즉, 파장의 변화 범위는 200μm 내지 40μm이다.
본 발명에 따른 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배의 사용방법은 아래 단계로 이루어진다.
셀(3)은 충전 포트(302)를 통해 충전선과 외부 연결해 배터리에 충전하며; 오일 주입 구멍(4)을 통해 오일을 주입하고 오일은 오일 저장 캐비티(205)에 충전된 후 다공형 세라믹 시트(204)에 침입하되, 마지막으로, 무화 칩(203) 표면에 도달해 오일이 잠그어지며; 무화기(2)와 셀(3)은 자기흡착 포고 핀(212)을 통해 연결된다. 버튼(5)이 가동된 후, 신호원과 무화 칩(203)은 신호입력연통을 구현하며, 압전 기저층(2033)의 역압전 효과(Inverse piezoelectric effect)에 근거해, 입력된 전자파신호를 기계진동신호로 전환시키며, 압전 기저층(2033) 표면을 따라 전파되는 표면 탄성파를 형성함으로써, 표면 탄성파가 다공형 세라믹 시트(204) 접촉 구역에 전파되었을 때 표면 탄성파는 다공형 세라믹 시트(204)가 잠근 오일을 빨아 내고 압전 기저층(2033) 표면과 다공형 세라믹 시트(204) 단면 사이에 1층의 액상 막(liquid film)을 형성하며, 표면 탄성파 에너지는 회절되어 오일 액상 막 중에 진입해 사운드 스트림 역할을 해 사운드 유동력을 형성하고 사운드 유동력은 오일 액상 막의 표면 장력과 점성력을 극복함으로써, 오일이 나노급 입경의 연기를 생성하도록 하며; 흡입 노즐(1)을 통해 흡입되고 외부 공기가 기류 입구(210)를 통해 유입되며, 오일 무화 구역을 흘러 지나 무화된 연기를 기류 통로(208)와 흡입 노즐(1)을 거쳐 사용자의 구강으로 수송해 들여 보낸다.
버튼(5)을 길게 누르는 시간이 5s에 달하면 셀(3)은 자동으로 출력을 멈추어 과흡입을 방지하며; 다시 버튼(5)을 길게 누르면 신호를 정상으로 출력해 연결된 무화 칩(203)이 정상 작동하도록 해 오일 무화 기능을 완성하며; 가동상태에서, 연속 0.5s내에 버튼(5)을 2번 누르면 주파수 순환 조절 모드에 진입하게 되는 데, 버튼(5)을 2번 누를 때마다 주파수는 10MHz로 스테핑하며，20MHz 내지 100MHz사이에 모두 9개의 스텝이 구비되어 순환하며, 무화된 오일의 입자의 입경은 임의로 조절할 수 있다. 물론, 주파수 범위와 스텝 또한 기타 설치를 선택할 수 있다. 다시 가동할 때 전자담배는 지난번의 폐쇄 설치 데이터를 유지해 작동되어 운행된다.
가동상태에서, 40s 내에 어느 조작도 실시하지 않을 경우, 셀(3)은 대기 전력절감 모드에 진입하며; 가동상태에서, 연속 2s 내에 버튼(5)을 5번 누르면 셀(3)이 폐쇄되고 표시등(6)은 레드램프가 깜빡이어 알려준다. 전체 과정에서, 표시등(6)이 표시하는 색상은 배터리 전기량에 근거해, 높은 전기량부터 낮은 전기량까지 서로 다른 색상으로 표시하는 데, 예를 들어, 그린은 전기량>70%을 표시하고 블루는 전기량이 70%와 30%사이라는 것을 표시하는 외에, 레드는 전기량<30%을 표시하며; 사용과정에서, 배터리 전기량이 10%보다 적으면, 표시등이 깜빡이고 전자담배가 자동 폐쇄된다.
무화 칩도 연속된 주파수 범위 내에서 작동할 수 있는 데, 예를 들어, 20MHz 내지 100MHz에서, 주파수 포인트마다 1개의 오일이 무화된 연기의 입경에 대응되며, 사용자가 느끼는 맛에 따라, 임의로 설치해 서로 다른 연기 입경을 얻을 수 있다.
상술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시예에 불가하며, 본 발명을 한정하는 데는 사용하지 않는다. 본 기술분야의 기술자들에게 있어서, 창조성 노동을 진행하지 않은 전제 하에, 본 발명이 게재한 기술방안 또는 기술특징에 근거해 실시한 모든 수정, 등가 치환과 개선 등은 모두 본 발명의 보호범위에 속해야 할 것이다.
1: 흡입 노즐
2: 무화기
3: 셀(cell)
4: 오일 주입 구멍
5: 버튼
6: 표시등
201: 바닥판
202: 실리카겔 와셔(silica gel washer)
203: 무화 칩
204: 다공형 세라믹 시트
205: 오일 저장 캐비티
206: 실리카겔 실링시트
207: 제1 스크류
208: 기류 통로
209: 무화기 하우징
210: 기류 입구
211: 무화 코어 스토퍼
212: 자기흡착 포고 핀(pogo pin)
213: 무화 캐비티
301: 보호케이스
302: 충전 포트
303: 위치제한바디
304: 너트
305: 배터리
306: 제2 스크류
307: 회로판
308: 바닥 덮개
401: 실리카겔 오일 주입 구멍 마개
402:오일 주입 원형 구멍
2031: 방열시트
2032: 열전도층
2033: 압전 기저층
20341: 제1 PCB패드(land pad)
20342: 제2 PCB패드
2035: 전원연결선
20361: 제1 금속전극모선
20362: 제2 금속전극모선
2037: 역사다리꼴 빗형 변환기(IDT, Inter Digital Transducer)
a: 제1 금속 깍지형 전극(Interdigital Electrodes)
b: 제2 금속 깍지형 전극(Interdigital Electrodes)
c: 반사전극
d1: 제1 간격
d2: 제2 간격
d3: 제3 간격
p: 표면 탄성파(surface acoustic wave)의 파장
W: 역사다리꼴 빗형 변환기의 내부 범위

Claims (8)

  1. 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배에 있어서,
    상기 무화기(2)를 포함하고, 상기 무화기(2) 내부는 무화 캐비티(213)를 구비하며, 상기 무화 캐비티(213)하부에는 가변 주파수 표면 탄성파 무화 칩(203)이 설치되고, 상기 가변 주파수 표면 탄성파 무화 칩(203)에는 역사다리꼴 빗형 변환기(IDT, Inter Digital Transducer)(2037)를 구비하며; 상기 무화 캐비티(213) 내부는 오일 저장 캐비티(205)를 구비하고, 상기 오일 저장 캐비티(205)와 상기 무화 칩(203)사이에는 다공형 세라믹 시트(204)가 설치되는 것을 특징으로 하는 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 역사다리꼴 빗형 변환기(2037)는 다수 개 역사다리꼴의 금속 깍지형 전극(Interdigital Electrodes)(a, b)과 반사전극(c)을 포함하며; 상기 역사다리꼴 빗형 변환기(2037)는 각각 제1 금속전극모선(20361)과 제2 금속전극모선(20362)인 2개의 금속전극모선을 더 포함하는 데, 다수 개의 제1 금속 깍지형 전극(a)은 사다리꼴이 비교적 긴 바닥을 이용해 상기 제1 금속전극모선(20361)와 연결되고, 다수 개의 제2 금속 깍지형 전극(b)은 사다리꼴이 비교적 짧은 바닥을 이용해 상기 제2 금속전극모선(20362)과 연결되며; 다수 개의 상기 제1 금속 깍지형 전극(a)과 다수 개의 상기 제2 금속 깍지형 전극(b)은 손가락이 교차되는 모양으로 배열되고, 양자 사이에는 반사전극(c)이 내장되는 것을 특징으로 하는 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 금속 깍지형 전극과 반사전극의 배열방식에 따라, 제1 금속 깍지형 전극(a), 제1 간격(d1), 제2 금속 깍지형 전극(b), 제2 간격(d2), 반사전극(c), 제3 간격(d3), 제1 금속 깍지형 전극(a)……로 배열되는 데, 상기 배열은 다수 그룹으로 연속되어 상기 역사다리꼴 빗형 변환기(2037)를 구성하며; 상기 제1 간격(d1)의 평균 폭은 상기 제1 금속 깍지형 전극(a)의 평균 폭과 동일하며; 상기 제2 간격(d2)의 평균 폭은 상기 제2 금속 깍지형 전극(b)의 평균 폭과 동일하며; 상기 제3 간격(d3)의 평균 폭은 상기 반사전극(c)의 평균 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 금속 깍지형 전극(a)과 상기 제2 금속 깍지형 전극(b)은 형태가 동일한 데, 여기에서, 제1 금속 깍지형 전극(a), 제1 간격(d1), 제2 금속 깍지형 전극(b), 제2 간격(d2), 반사전극(c)과 제3 간격(d3)의 평균 폭 합계는 표면 탄성파의 파장(p)이며, 제1 금속 깍지형 전극(a), 또는 제1 간격(d1), 또는 제2 금속 깍지형 전극(b) 또는 제2 간격(d2)의 평균 폭은 표면 탄성파의 파장의 8분의 1이며, 제3 간격(d3) 또는 반사전극(c)의 평균 폭은 표면 탄성파의 파장의 4분의 1인 것을 특징으로 하는 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 무화 칩(203)은 순서대로 방열시트층(2031), 열전도층(2032)과 압전 기저층(2033)을 더 포함하고, 상기 역사다리꼴 빗형 변환기(2037)는 상기 압전 기저층(2033)에 배치되며; 상기 압전 기저층(2033)에는 각각 제1 PCB패드(pad)(20341)와 제2 PCB패드(20342)인 2개의 분리된 PCB패드가 더 배치되고, 상기 제1 금속전극모선(20361)은 전원연결선(2035)을 통해 상기 제1 PCB패드(20341)에 연결되고, 상기 제2 금속전극모선(20362)은 전원연결선(2035)을 통해 상기 제2 PCB패드(20342)에 연결되는 것을 특징으로 하는 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전자담배는 셀(cell)(3)을 더 포함하는 데, 상기 셀(3) 내부에는 회로판(307)과 배터리(305)를 구비하고, 상기 셀(3)과 상기 제1 PCB패드(20341) 및 상기 제2 PCB패드(20342)는 자기흡착 포고 핀(pogo pin)(212)을 통해 도통 연결되는 것을 특징으로 하는 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 무화기(2)는 무화기 하우징(209)을 구비하고, 상기 무화기 하우징(209) 내부에 기류 통로(208)를 구비하고, 상기 무화기 하우징(209) 외부에는 흡입 노즐(1)을 구비하되, 상기 흡입 노즐(1)은 상기 기류 통로(208)와 도통 연결되며; 상기 무화기 하우징(209)에는 기류 입구(210)가 개설되고, 상기 기류 입구(210)와 상기 역사다리꼴 빗형 변환기(2037)는 동일 수평면에 위치하는 것을 특징으로 하는 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 전자담배는 보호케이스(301)를 더 포함하고, 상기 셀(3)은 보호케이스(301) 내부에 배치되며; 상기 보호케이스(301) 외부에는 버튼(5), 표시등(6)과 충전 포트(302)가 설치되는 것을 특징으로 하는 가변 주파수 표면 탄성파 전자담배.
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