KR20220118601A - 휴대용 담배연기 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡연시 담배를 내장 후 점화 및 흡연하여 담배연기에서 배출되는 유해물질을 저감하고, 흡기량을 제어하며, 담뱃재를 포집함과 아울러, 담배연기 속 유해물질을 필터링하여 담배연소시 발생되는 유해물질을 저감할 수 있도록 하는 휴대용 담배연기 저감장치에 관한 것이다.
이를 구현하기 위한 본 발명은, 담배연기 저감장치의 외형을 이루는 몸체; 상기 몸체 내에서 담배 각초부에 대응되는 크기의 원통형으로 형성되어 흡연할 담배각초부가 개방된 담배삽입구를 통해 수납되는 연소실; 상기 연소실의 담배연기 배출구에 설치되는 담배연기 필터부; 상기 연소실에서 담배연기 필터부의 전단에 설치되고, 담배각초부의 끝단과 접촉되어 배터리에서 공급되는 전원에 의해 가열되어 담배각초부에 불을 붙이는 점화코일; 상기 연소실의 둘레에 길이방향을 따라 권취되어 흡연시 궐련지 주변을 연소시켜 타르 및 유해물질을 미리 연소시키는 유해물질 저감코일; 상기 연소실의 하부에 설치되는 담뱃재 포집구; 그리고 상기 몸체에 설치되어, 상기 점화코일 및 유해물질 저감코일에 공급되는 배터리 전원을 제어하는 전자모듈;을 포함하여 이루어져 있다.

Description

휴대용 담배연기 저감장치{Portable device for reducing tabacco smoke}

본 발명은 흡연시 담배를 내장 후 점화 및 흡연하여 담배연기에서 배출되는 유해물질을 저감할 수 있도록 하는 휴대용 담배연기 저감장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡기량을 제어하고 담뱃재를 포집하며 담배연기 속 유해물질을 필터링하여 담배연소시 발생되는 유해물질을 저감할 수 있도록 하는 휴대용 담배연기 저감장치에 관한 것이다.

보통 담배는 담배 각초가 궐련지에 둘러 싸여 있고 흡연시 불에 의해 연소되는 담배 각초부와 흡연자가 흡입할 때 담배연기를 필터링하는 담배 필터부를 포함하여 이루어진다.

담배 각초에 불을 붙여 연소시키면 담배 연기가 발생하며, 담배연기는 흡연자가 필터부를 통해 들이마신 후 내뿜는 주류연과 담배가 타면서 나오는 부류연으로 나뉜다.

담배연기는 휘발성 유기화합물(VOCs, volatile organic compounds) 등 발암성 화학물질을 포함하고 있어 인체 노출시 흡연자 본인을 포함하여 주변사람의 건강에 좋지 않은 영향을 끼치게 되며, 흡연실 내에서 찌든 냄새를 유발하고 악취 등의 환경 문제를 야기한다.

근래에 들어서는 공공건물이나 사람들이 많이 모이는 대중장소는 금연구역으로 정하여져 흡연자는 건물의 외부 즉, 옥상이나 건물의 현관 앞 등과 같은 별도의 흡연장소에서 흡연을 해야 하는 불편함이 있었다.

또한, 가정에서도 담배를 피우지 않는 가족들을 위해 항상 실외에서 흡연을 해야하는 불편함이 있는 것으로, 날씨가 더운 날이나 겨울과 같이 날씨가 매우 추운 날에는 실외에서 흡연을 하기가 매우 곤란하여 실내에서 피우는 일이 잦으며, 더욱이 공공건물과 같은 곳에서는 범칙금이 부과되는 관계료 금연을 하지 못하고 참아야하는 고통이 있었다.

특히 아파트의 베란다와 같이 공공 주거지역의 경우, 하층에 위치한 주민의 흡연을 통해 발생하는 담배연기가 상층에 위치한 주거지역으로 유입되면서 주민들 간의 불편함이 가중되는 문제점이 있다.

통상적인 흡연시 흡연자가 흡입한 뒤 내품은 주류연은 이미 담배 자체의 필터와 호흡기를 거친후 나오기 때문에 비교적 냄새가 약하고 유해물질도 제법 필터링이 된 뒤에 나온다. 하지만 흡연자가 흡연하는 가운데 발생하는 생담배연기라고 하는 부류연은 연소되면서 자연적으로 산소와 결합하여 일산화탄소와 온갖 유해물질로서 공기중에 방출되고 있다. 또한 담뱃재는 건물 등 실내의 흡연시 의도치 않게 주변을 지저분하게 만들기도 한다.

그러므로 담배를 피울 때는 흡연자 주변에 발생하는 연기를 최대한 억제할 수 있는 상태로 흡연하고 담뱃재도 주변을 오염시키지 않게 배출하는 것이 매우 중요하다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 발명한 것으로, 담배 각초에 불을 붙일 수 있는 점화기능을 갖추고, 담배 각초의 연소시 부류연에서 발생하는 유해물질을 여과하며, 담뱃재도 포집하여 배출할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 흡연시 담배를 잡고 있던 손에도 담배 냄새가 배이지 않도록 하여, 흡연으로 인해 주변사람에게 줄 수 있는 피해를 최대한 줄이고 당사자의 건강에도 도움을 줄 수 있는 휴대용 담배연기 저감장치를 제공함을 기술적 과제로 한다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 담배연기 저감장치의 외형을 이루는 몸체; 상기 몸체 내에서 담배 각초부에 대응되는 크기의 원통형으로 형성되어 흡연할 담배각초부가 개방된 담배삽입구를 통해 수납되는 연소실; 상기 연소실의 담배연기 배출구에 설치되는 담배연기 필터부; 상기 연소실에서 담배연기 필터부의 전단에 설치되고, 담배각초부의 끝단과 접촉되어 배터리에서 공급되는 전원에 의해 가열되어 담배각초부에 불을 붙이는 점화코일; 상기 연소실의 둘레에 길이방향을 따라 권취되어 흡연시 궐련지 주변을 연소시켜 타르 및 유해물질을 미리 연소시키는 유해물질 저감코일; 상기 연소실의 하부에 설치되는 담뱃재 포집구; 그리고 상기 몸체에 설치되어, 상기 점화코일 및 유해물질 저감코일에 공급되는 배터리 전원을 제어하는 전자모듈;을 포함하여 이루어져 있다.

상기 연소실의 담배삽입구 근처에 공기 유입구가 설치되고 상기 공기 유입구에서 연소실 내측 방향으로 외기를 흡입하는 흡기팬이 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 흡기팬은 공기흡기량을 일반모드와 건강모드로 조절할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 전자모듈에는 점화버튼과 흡기팬의 동작에 따른 흡연정보를 감지하여 저장하는 저장부가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 전자모듈에는 통신부가 구비되어 전자모듈에 저장되어 있는 흡연정보를 외부의 스마트기기로 전송할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 연소실의 일측에는 진동모터가 설치되어 연소실 내의 담뱃재를 담뱃재 포집구로 유도할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명은 자동 착화기능을 구비하여 별도로 라이터가 필요하지 않아 편리하고, 재떨이가 내장되어 흡연시 발생되는 담뱃재를 깨끗하게 처리할 수 있으며, 흡연시 흡연자가 공기 흡기량을 낮게 또는 높게 설정할 수 있는 등, 흡연 당사자 뿐만 아니라 주변의 비흡연자에게 미치는 피해를 줄일 수 있다.

특히, 본 발명에서 흡연정보를 수집하여 스마트 폰 등의 단말기에 전송하여 일일/주/월단위의 흡연량, 흡연하는 유해물질의 양을 적산한 후, 흡연자의 흡연수준이 어느 정도인지를 정량치로 제공하여 흡연에 대한 유해성을 스스로 인지를 할 수 있도록 도와줄 수 있으며, 이에 따라 흡연자가 흡연에 대하여 자각할 수 있도록 하여, 궁극적으로 금연을 하는데 도움을 주며, 흡연시에도 과다한 흡연을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 사용상태 사시도,
도 2는 도 1의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 담배연기 필터부의 상세구성도,
도 4는 본 발명에 따른 전자모듈의 전기결선도.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

도 1은 본 발명의 사용상태 사시도를 나타내고, 도 2는 도 1의 단면도를 나타낸다.

본 발명에 따른 담배연기 저감장치(1)는 외형을 이루는 몸체(20) 내에 흡연시 담배(10)의 담배필터부(11)의 일부와 함께 담배각초부(12)를 끼운 상태에서 연소시켜 흡연할 수 있도록 하는 중공형의 연소실(21)을 구비하고 있다. 상기 몸체(20)는 내열성이 우수한 금속이나 합성수지를 이용하여 휴대가 용이한 크기로 단면이 타원을 이루는 원통형 또는 직육면체형으로 형성될 수 있다.

상기 연소실(21)은 담배각초부(12)를 끼워넣을 수 있도록 담배각초부(12)와 거의 대응되는 직경을 갖는 원통형으로 이루어져 있는데, 담배각초부(12)를 끼워넣는 담배삽입구(22)는 개방되어 있으며, 그 대향면의 담배연기 배출구는 담배연기 필터부(23)로 밀폐되어 있다.

상기 담배연기 필터부(23)는 도 3에 도시된 바와 같이 담배필터와 유사한 활성탄 가루(231)를 중앙에 배치하고 그 양측에 예컨대 HEPA(high efficiency particulate air filter) 필터가 배치된 3층구조로 형성될 수 있다. 담배연기 필터부(23)는 주로 생담배연기라고 하는 부류연을 필터링하여 외기로 배출하게 되는데, 부류연에 포함된 유해물질을 필터링할 뿐만 아니라 활성탄 등의 기능으로 악취를 줄이는 역할을 한다. 이에 따라 흡연자 가까이 있는 비흡연자가 부류연에 의해 유해물질에 노출되는 것을 줄일 수 있으며, 담배냄새로 인한 불쾌감을 줄일 수 있다. 상기 담배연기 필터부(23)는 장기간 반복 사용시에도 필터링 효과를 유지하기 위하여 새로운 것으로 교체 사용 가능하도록 착탈가능하게 설치함이 바람직하다.

상기 연소실(21)에서 상기 담배연기 필터부(23)의 바로 전방에는 점화코일(24)이 설치되어 있다. 상기 점화코일(24)은 점화버튼(26)의 조작에 따라 배터리(25)에서 공급되는 전원에 의해 가열되어 담배각초부(12)의 끝단에 불을 붙이는 역할을 한다. 점화코일(24)의 작동시간은 과열을 방지하기 위해 담배각초부(12)에 불을 붙일 수 있는 시간 정도로 설정함이 바람직하며, 아울러 바이메탈 등 과열시 점화코일(24)에 인가되는 전원을 차단하는 수단을 구비함이 바람직하다.

상기 배터리(25)는 1차 전지도 사용가능하지만 배터리 교체에 따른 불편함을 줄일 수 있도록 충전용 전지의 사용이 가능하며, 충전의 편리를 위해 USB 충전포트(34)를 설치하여 상용전원으로 충전용 전지에 충전하도록 함이 바람직하다.

한편, 연소실(21) 내에서 담배의 연소시 필요한 공기를 공급하기 위해서 몸체(20)의 일측 예컨대 담배삽입구(22)의 근접위치에는 공기 유입구(28)가 설치되어 있고, 아울러 상기 공기 유입구(28)에서 연소실(21) 내측 방향으로 공기를 흡입할 수 있도록 하는 흡기팬(29)이 설치되어 있다.

상기 흡기팬(29)은 모드선택버튼(27)의 조작에 따라 흡기팬 모터의 회전수를 제어하여 흡입량을 조절할 수 있다. 본 실시예에서 상기 모드선택버튼(27)은 일례로 일반모드와 절약모드를 선택할 수 있도록 구성되어 있는데, 일반모드는 상시 작동되며, 절약모드는 흡연자가 건강을 생각하여 흡입량을 줄이고자 하는 경우 선택에 의해 작동된다. 절약모드에서는 흡기팬 모터의 회전수를 일반모드에 비해 약 1/2 정도로 낮추어 연소실(21)로 유입되는 흡기량을 줄임으로써 흡연자가 흡입하는 양을 줄일 수 있도록 된 것이다.

식품의약품안전처의 자료에 따르면 담배흡입시 약 50mg정도를 호흡기로 흡입하는 걸로 알려져 있다. 연속방정식의 의하여 유량이 단면적과 유속에 비례함을 감안할 때 일반모드에서는 250mg 수준의 공기가 유입되도록 조절하는 한편, 절약모드를 선택한 경우에는 연소실(21) 내로 유입되는 공기의 흡입량을 낮춰 흡연자의 흡입력을 약하게 하기 위해서는 150mg 이내로 조절하도록 함이 바람직하다. 이에 따라 절약모드에서는 공기 흡입량이 현저히 줄어 오랜 흡연시간을 제공할 수 있다.

상기 연소실(21)의 둘레에는 연소실(21)의 길이방향을 따라 유해물질 저감코일(31)이 권취되어 있다. 상기 유해물질 저감코일(31)은 열선 저항체와 같이 전기가 인가되면 가열되어 열을 발생하는 수단으로서, 통상 니크롬선 등으로 형성될 수 있다. 상기 유해물질 저감코일(31)은 유해물질 저감버튼(35)의 조작시 건강모드로 작동되어 담배각초부(12)를 둘러싸고 있는 궐련지 주변을 연소시켜 타르 및 유해물질을 미리 연소시키는 작용을 하는 것으로, 담배각초부(12)에 포함되어 있는 타르 및 유해물질을 연소실 내에서 미리 연소시켜 배출하거나 담배연기 필터부(23)에서 여과되도록 함으로써 흡연자가 흡입할 수 있는 타르 및 유해물질의 흡입량을 낮출 수 있다. 예컨대 유해물질 저감버튼(35)을 조작하여 건강모드를 선택하면 상기 유해물질 저감코일(31)이 가열되어 약 15초 정도 작동되어 담배각초부(12)의 궐련지가 1차로 약 50 % 이상 연소가 되도록 상기 유해물질 저감코일(31)의 가열온도를 설정한 것으로, 이는 담배각초부(12)에 포함되어 있는 타르를 포함한 유해물질을 소정량 연소시켜 흡연자가 타르를 포함한 유해물질의 흡입량을 줄일 수 있도록 한 것이다.

상기 연소실(21)의 하부에는 흡연시 담배각초부(12)가 연소되고 남는 담뱃재를 모으는 담뱃재 포집구(32)가 설치되어 있다. 상기 연소실(21)은 내열성이 높은 스테인레스 스틸계열로 구성될 수 있고, 또한 내측 표면은 전해 연마(electropolishing) 방식으로 표면처리를 하여 평활화 되어 있으면서 매우 매끄럽고 고열과 다양한 이물질에 강한 구조로 되어 있다. 따라서 흡연시 담배각초부(12)가 연소되고 남는 담뱃재는 연소실(21) 내부의 매끄러운 표면에 놓여 담배재 포집구(32)로 미끄러져 들어갈 수 있게 된다.

그리고 연소실(21) 내의 담뱃재가 담뱃배재 포집구(32)로 더 잘 미끄러져 들어갈 수 있도록 연소실(21)의 일측에는 진동모터(33)가 설치되어 있다. 상기 진동모터(33)는 흡연이 끝난 후 작동되도록 하여 불필요한 전력소모를 방지하면서 흡연 후 발생되는 담뱃재가 담뱃배재 포집구(32)로 잘 이동할 수 있도록 도와주는 역할을 한다.

이와 더불어 상기 연소실(21)과 담뱃재 포집구(32)의 공간은 슬라이드 도어로 분리될 수 있다. 상기 슬라이드 도어는 흡연자가 수동으로 조작하여 개폐되게 하거나 혹은 전기적 구동으로 개폐되게 구성할 수 있다.

한편, 몸체(20) 내에는 담배연기 저감을 위해 구비되는 전기부품들을 제어하기 위한 전자모듈(40)이 설치된다. 도 4는 상기 전자모듈(40)과 전기부품들의 결선도를 나타낸다. 상기 전기부품들로서 전기부품들의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(41), 배터리(25)의 충방전을 제어하는 충전제어부(42), 점화코일(24)에 구동전원의 공급을 제어하는 착화부(43), 점화버튼(26)과 흡기팬(29)의 동작에 따른 흡연정보를 감지하여 저장하는 저장부(44), 그리고 저장부(44)에 저장되어 있는 정보를 외부로 전송할 수 있는 통신부(45)가 포함될 수 있다.

상기 충전제어부(42)는 도면에 도시되어 있지 않지만 USB 충전포트(34) 등을 이용하여 외부전원으로부터 배터리(25) 충전용 전압을 공급받아 배터리(25)에 충전함과 아울러, 배터리(25)의 전압을 전자모듈(40)의 구동에 필요한 레벨의 전원으로 변환하여 공급하고, 점화코일(24), 흡기팬(29), 유해물질 저감코일(31) 및 진동모터(33) 등의 액튜에이터 구동에 필요한 레벨의 전원으로 변환하여 공급하는 역할을 한다.

또한, 상기 제어부(41)는 점화버튼(26)으로부터 점화버튼이 눌려짐을 감지하면 배터리(25) 전원을 착화부(43)를 통해 점화코일(24)에 공급할 수 있도록 연결되어 있으며, 제어부(41)는 점화코일(24)의 과열을 방지하기 위해 담배각초부(12)에 불을 붙일 수 있는 시간 정도로 점화코일(24)에 배터리 전원이 공급되는 시간을 조절하도록 구성할 수 있다. 부가적으로, 점화코일(24)의 과열을 방지하기 위해 바이메탈 등의 온도조절수단을 설치하여 점화코일(24)에 공급되는 전원을 제어하도록 구성할 수도 있다.

상기 저장부(44)에는 제어부(41)가 점화버튼(26)과 흡기팬(29) 및 건강 모드선택버튼(27)을 누른 횟수, 공기유입시간 등에 따른 흡연정보를 감지하여 저장하도록 이루어져 있다. 상기 제어부(41)가 저장하는 흡연정보로는 흡연시간, 흡연시간을 감안하여 산출되는 일일/주/월 단위의 흡연량, 흡연하는 유해물질의 양 등을 적산하여 저장할 수 있다.

상기 전자모듈(40)에는 통신부(45)가 구비될 수 있다. 상기 통신부(45)는 블루투스 통신이나 와이파이와 같은 근거리 무선통신수단으로 구성할 수도 있고, USB포트를 이용한 유선통신수단으로 구성할 수도 있다. 상기 전자모듈(40)은 통신부(45)를 통해 저장부(44)에 저장되어 있는 흡연정보를 외부의 스마트기기로 전송할 수 있도록 이루어져 있다. 상기 스마트기기에서는 예컨대 흡연관리앱이 설치되어 상기 전자모듈(40)에서 전송되는 흡연정보를 수신하여 흡연자에게 본인의 흡연정보를 알려 줄 수 있다. 예컨대 흡연시 흡연 가능량을 체크하여 사용자에게 알려줄수도 있고, 흡연시간을 체크하여 일일/주/월단위로 흡연량, 흡연하는 유해물질의 양을 적산하여 보통, 보통 이하 또는 과다함 등으로 자신의 흡연수준이 어느정도인지를 표시하여 알려줄 수 있다. 이에 따라 흡연자는 흡연에 대한 유해성을 스스로 인지하여 흡연량을 줄이는데 도움을 줄 수 있으며, 흡연 당사자가 흡연에 대하여 자각할 수 있도록 하여 궁극적으로 금연을 하는데 도움을 줄 수 있다.

1 -- 담배연기 저감장치, 10 -- 담배,
11 -- 담배필터부, 12 -- 담배각초부,
20 -- 몸체, 21 -- 연소실,
22 -- 담배삽입구, 23 -- 담배연기 필터부,
24 -- 점화코일, 25 -- 배터리부,
26 -- 점화버튼, 27 -- 모드선택버튼,
28 -- 공기 유입구, 29 -- 흡기팬,
30 -- 제어부, 31 -- 유해물질 저감코일,
32 -- 담뱃재 포집구, 33 -- 진동모터,
41 -- 제어부, 42 -- 충전제어부,
43 -- 착화부, 44 -- 저장부,
45 -- 통신부.

Claims (6)

1. 담배연기 저감장치의 외형을 이루는 몸체;
   상기 몸체 내에서 담배 각초부에 대응되는 크기의 원통형으로 형성되어 흡연할 담배각초부가 개방된 담배삽입구를 통해 수납되는 연소실;
   상기 연소실의 담배연기 배출구에 설치되는 담배연기 필터부;
   상기 연소실에서 담배연기 필터부의 전단에 설치되고, 담배각초부의 끝단과 접촉되어 배터리에서 공급되는 전원에 의해 가열되어 담배각초부에 불을 붙이는 점화코일;
   상기 연소실의 둘레에 길이방향을 따라 권취되어 흡연시 궐련지 주변을 연소시켜 타르 및 유해물질을 미리 연소시키는 유해물질 저감코일;
   상기 연소실의 하부에 설치되는 담뱃재 포집구;
   그리고 상기 몸체에 설치되어, 상기 점화코일 및 유해물질 저감코일에 공급되는 배터리 전원을 제어하는 전자모듈;을 포함하여 이루어진 휴대용 담배연기 저감장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 연소실의 담배삽입구 근처에 공기 유입구가 설치되고 상기 공기 유입구에서 연소실 내측 방향으로 외기를 흡입하는 흡기팬이 설치된 것을 특징으로 하는 휴대용 담배연기 저감장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 흡기팬은 공기흡기량을 일반모드와, 일반모드에 비해 공기흡기량을 반감시키는 절약모드로 조절할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 전자모듈에는 점화버튼과 흡기팬 및 모드선택버튼의 동작에 따른 흡연정보를 감지하여 저장하는 저장부가 구비된 것을 특징으로 하는 휴대용 담배연기 저감장치.
   
5. 제1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전자모듈에는 통신부가 구비되어 전자모듈에 저장되어 있는 흡연정보를 외부의 스마트기기로 전송할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 휴대용 담배연기 저감장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 연소실의 일측에는 진동모터가 설치되어 연소실 내의 담뱃재를 담뱃재 포집구로 유도할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 휴대용 담배연기 저감장치.

Images