KR20230049004A - 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 외부로부터 인입되어 가열된 공기에 의해 액상을 가열하여 가열 효율을 향상할 수 있는 에어로졸 발생장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치는 액상저장부와; 액상저장부와 접촉하는 흡습체와; 흡습체와 연통하는 기류 통로와; 액상저장부 하부에 구비되며, 기류 통로와 연통되는 개구가 형성된 하부판과; 하부판에 형성된 개구와 연통되는 인입 공기 통로를 구비하는 공기 인입 부재와; 인입 공기 통로 내부의 공기를 가열하는 인입 공기 가열 수단;을 포함한다.

Description

인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치{AEROSOL GENERATOR USING INCOMING AIR HEATING}
본 발명은 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 외부로부터 인입되어 가열된 공기에 의해 액상을 가열하여 가열 효율을 향상할 수 있는 에어로졸 발생장치에 관한 것이다.
에어로졸은 대기 중에 부유상태로 존재하는 액체 또는 고체의 작은 입자로 보통 0.001 ~ 1.0 ㎛의 크기를 갖는데, 액상으로부터 유래하는 에어로졸을 다양한 목적으로 사람이 흡입할 수 있는 에어로졸 발생장치가 있는데, 예를 들어 액상 전자담배, 네블라이져가 있다.
일반적으로 에어로졸을 전기가열식으로 발생시키는 장치는, 휴대하고 사용하기 편리하도록, 배터리 및 제어 전자기기를 포함하고, 에어로졸을 형성하기 위한 액상을 저장하고 가열하는 액상 카트리지를 구비한다. 일반적으로 액상 카트리지는 플라스틱으로 형성한 액상 수용부와, 액상 수용부에 수용된 액상을 가열하기 위해 러버와 러버에 설치되는 심지와 심지에 권취되는 히터 코일 및 에어로졸 발생장치의 본체와 전기적으로 연결하기 위한 단자를 포함한다. 예를 들어 도 1을 참조하면, 액상 카트리지(10)는 액상을 저장할 수 있는 케이스(13)를 구비하고, 케이스(13) 상부에는 상부 러버(Rubber)(12)와 상부 커버(11)가 조립된다. 케이스(13)의 하부에는 케이스(13)와 조립되는 하부 러버(Rubber)(16)가 마련되며 하부 러버(16)에는 심지(14)가 설치되며 액상을 가열하기 위해 심지(14)에 히터 코일(15)이 권취된다. 하부 러버(16)의 하단에는 하부 케이스(18)가 조립되고 하부 케이스(18)에는 미도시된 에어로졸 발생기의 배터리와 전기적으로 연결되는 터미널(17)이 설치된다.
상술한 종래 기술에서는 흡습체인 심지(14)에 권취된 히터 코일(15)에 의해서만 액상이 가열되기 때문에 가열 효율이 떨어질 수 있으며, 히터 코일(15)이 과열될 경우 흡습체인 심지(14) 또는 히터 코일(15)이 손상될 우려가 있고, 탄맛이 발생할 가능성이 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2020-0113329
본 발명은 에어로졸 발생장치에 인입되어 가열된 공기에 의해 액상을 가열하여 가열 효율을 향상할 수 있는 에어로졸 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치는 액상저장부와; 액상저장부와 접촉하는 흡습체와; 흡습체와 연통하는 기류 통로와; 액상저장부 하부에 구비되며, 기류 통로와 연통되는 개구가 형성된 하부판과; 하부판에 형성된 개구와 연통되는 인입 공기 통로를 구비하는 공기 인입 부재와; 인입 공기 통로 내부의 공기를 가열하는 인입 공기 가열 수단;을 포함한다.
또한, 실시예에 따라 인입 공기 가열 수단은 메탈(Metal)로 이루어진 코일, 메탈(Metal)로 이루어진 메쉬(Mesh), 할로겐 램프, 열선을 포함한 필름, 탄소히터, PTC, 열선을 포함한 다공성 세라믹 중 어느 하나로 제공된다.
또한, 실시예에 따라 흡습체는 목화솜(Cotton), 다공성 세라믹, 천연소재, 합성소재 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따라 흡습체에는 액상을 가열하는 히터가 설치된다.
또한, 실시예에 따라 액상저장부와, 흡습체와, 기류 통로와, 하부판과, 공기 인입 부재와, 인입 공기 가열 수단은 교체 가능한 하나의 액상 카트리지로 제공된다.
또한, 실시예에 따라 액상저장부와, 흡습체와, 기류 통로와, 하부판은 교체 가능한 하나의 액상 카트리지로 제공되고, 공기 인입 부재와 인입 공기 가열 수단은 에어로졸 발생장치의 본체에 설치된다.
또한, 실시예에 따라 기류 통로 상부에는 기류 통로와 연통하는 흡입 통로를 구비하는 마우스피스를 포함하며, 마우스피스는 상기 흡입 통로와 연통하는 외부 공기 유입홀 및 공기 통로를 더 포함한다.
또한, 실시예에 따라 히터와, 인입 공기 가열 수단에 각각 전력을 공급하는 배터리와, 히터의 온도를 감지하는 제1 온도 센서와, 인입 공기 가열 수단의 온도를 감지하는 제2 온도 센서와, 이들 중 적어도 어느 하나를 제어하는 마이크로컨트롤러를 포함한다.
또한, 실시예에 따라 인입 공기 통로에 배치되는 압력센서를 더 포함하고, 마이크로컨트롤러는 압력센서로부터 입력되는 신호에 따라 사용자의 퍼프(Puff)를 인식한다.
본 발명에 따르면 외부 공기가 유입되어 이송되는 인입 공기 통로와, 인입 공기 통로 내부의 공기를 가열하는 인입 공기 가열 수단을 포함하여, 가열된 공기에 의해 액상을 가열함으로서 가열 효율을 향상할 수 있다.
도 1은 종래 기술을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치의 제1 실시예를 개념적으로 보여주는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치의 제2 실시예를 개념적으로 보여주는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치의 제3 실시예를 개념적으로 보여주는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 블럭도의 일 예,
도 6은 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 블럭도의 다른 예,
도 7은 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치에서 온도 제어를 설명하기 위한 그래프.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치의 제1 실시예를 개념적으로 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치의 제2 실시예를 개념적으로 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치의 제3 실시예를 개념적으로 보여주는 도면이다. 도 2와 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치(100)는 액상저장부(110)와, 액상저장부(110)와 접촉하는 흡습체(120)와, 흡습체(120)와 연통하는 기류 통로(130)와, 액상저장부(110) 하부에 구비되며, 기류 통로(130)와 연통되는 개구(141)가 형성된 하부판(140)과, 하부판(140)에 형성되 개구(141)와 연통되는 인입 공기 통로(151)를 구비하는 공기 인입 부재(150)와, 인입 공기 통로(151) 내부의 공기를 가열하는 인입 공기 가열 수단(160)을 포함한다. 에어로졸 발생장치(100)에는 외부 공기가 유입될 수 있는 홀(171)을 구비할 수 있으며, 홀(171)을 통해 외부 공기가 인입되서 공기 통로(151)로 이송되어 인입 공기 가열 수단(160)에 의해 가열된다. 공기 인입 부재(150)는 높은 온도(예를 들어 150℃ 이상)에서 변형 및 파손이 없도록 이루어지는 것이 바람직하며, 공기 인입 부재(150)는 예를 들어 메탈(Metal), 내열 유리, 내열 플라스틱 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 실시예에 따라 인입 공기 가열 수단(160)은 메탈(Metal)로 이루어진 코일, 메탈(Metal)로 이루어진 메쉬(Mesh), 할로겐 램프, 열선을 포함한 필름, 탄소히터, PTC, 열선을 포함한 다공성 세라믹 중 어느 하나로 제공된다. 인입 공기 가열 수단(160)에 의해 가열된 공기는 개구(141)를 통해 흡습체(120)로 안내되어 흡습체(120)에 흡습된 액상을 가열하여 에어로졸이 발생해서 기류 통로(130)를 통해 상부로 이동한다. 실시예에 따라 흡습체(120)는 목화솜(Cotton), 다공성 세라믹, 천연소재, 합성소재 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 실시예에 따라 흡습체(120)에는 액상을 가열하는 히터(121)가 설치되며, 예를 들어 히터(121)는 흡습체(120)에 권취된 코일형 히터일 수 있다. 도 2에서 설명한 실시예에서는 개구(141) 직하부에 인입 공기 통로(151)가 연통되게 구성되어 있으나, 도 3을 참조하면 개구(141) 직하부와 이격되어 인입 공기 통로(151)가 연통되게 구성될 수도 있다. 도 4를 참조하면, 흡습체(120)는 원통형 다공성 세라믹으로 제공되며, 인입 공기 가열 수단(160)은 예를 들어 메탈(Metal)로 이루어질 수 있다. 또한, 공기 인입 부재(150)에 인입 공기 통로(151)와 연통하여 외부 공기가 유입되는 공기 통로(152)가 구비될 수 있다.
본 발명에서는 실시예에 따라 액상저장부(110)와, 흡습체(120)와, 기류 통로(130)와 하부판(140)과 공기 인입 부재(150)와 인입 공기 가열 수단(160)은 교체 가능한 하나의 액상 카트리지로 제공되어 필요에 따라 에어로졸 발생장치(100)의 본체(170)로부터 액상 카트리지를 분리하고 장착할 수도 있다. 또한, 본 발명에서는 실시예에 따라 액상저장부(110)와, 흡습체(120)와, 기류 통로(130)와 하부판(140)은 교체 가능한 하나의 액상 카트리지로 제공되고, 공기 인입 부재(150)와 인입 공기 가열 수단(160)은 에어로졸 발생장치(100)의 본체(170)에 설치될 수 있다. 기류 통로(130) 상부에는 기류 통로(130)와 연통하는 흡입 통로(181)를 구비하는 마우스피스(180)를 포함하며, 마우스피스(180)는 흡입 통로(181)와 연통하는 외부 공기 유입홀(182) 및 공기 통로(183)를 더 포함한다. 따라서, 기류 통로(130)를 통해 상부로 이송되는 에어로졸을 사용자가 마우스피스(180)를 입에 문 상태에서 흡입할 수 있으며, 화상을 방지하기 위해 외부 공기 유입홀(182)과 공기 통로(183)를 통해 외부 공기가 유입되어 흡입 통로(181)의 에어로졸을 식혀 줄 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 블럭도의 일 예이고, 도 6은 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 블럭도의 다른 예이고, 도 7은 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치에서 온도 제어를 설명하기 위한 그래프이다.
도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치(100)는 실시예에 따라 히터(121)와 인입 공기 가열 수단(160)에 각각 전력을 공급하는 배터리(172)와, 히터(121)의 온도를 감지하는 제1 온도 센서(122)와, 인입 공기 가열 수단(160)의 온도를 감지하는 제2 온도 센서(161)와, 이들 중 적어도 어느 하나를 제어하는 마이크로컨트롤러(173)를 포함한다. 히터(121)와 인입 공기 가열 수단(160)은 도 5에 도시된 바와 같이 직렬로 연결될 수 있고, 실시예에 따라 히터(121)와 인입 공기 가열 수단(160)은 병렬로 연결될 수도 있다. 마이크로컨트롤러(173)는 제1 온도 센서(122)와 제2 온도 센서(161)에서 입력되는 신호에 따라 히터(121)의 온도와 인입 공기 가열 수단(160)의 온도를 판단하여 온도를 제어하는데 예를 들어 가열시 히터(121)의 온도 범위는 100℃ 내지 350℃로 제어하고, 인입 공기 가열 수단(160)의 온도 범위는 100℃ 내지 350℃ 또는 200℃ 내지 600℃로 제어한다. 도 6을 참조하면, 히터(121)과 인입 공기 가열 수단(160)에 각각 전력을 공급하는 두개의 배터리(172-1, 172-2)를 구비할 수도 있다. 또한, 실시예에 따라 인입 공기 통로(151)에 배치되는 압력센서(190)를 더 포함하고, 마이크로컨트롤러(173)는 압력센서(190)로부터 입력되는 신호에 따라 사용자의 퍼프를 인식할 수 있다. 도 7의 (가)를 참조하면 히터(121)와 인입 공기 가열 수단(160)에 지속적으로 전력을 공급하다가 마이크로컨트롤러(173)는 압력센서(190)로부터 입력되는 신호에 따라 사용자의 퍼프를 인식하는 경우 전력을 추가로 공급하도록 제어할 수 있다. 또한, 도 7의 (나)를 참조하면 인입 공기 가열 수단(160)에는 지속적으로 전력을 인가하다가, 마이크로컨트롤러(173)는 압력센서(190)로부터 입력되는 신호에 따라 사용자의 퍼프를 인식하는 경우 히터(121)에만 전력을 추가로 인가하도록 제어할 수 있다.
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.

Claims (9)

  1. 액상저장부와;
    액상저장부와 접촉하는 흡습체와;
    흡습체와 연통하는 기류 통로와;
    액상저장부 하부에 구비되며, 기류 통로와 연통되는 개구가 형성된 하부판과;
    하부판에 형성된 개구와 연통되는 인입 공기 통로를 구비하는 공기 인입 부재와;
    인입 공기 통로 내부의 공기를 가열하는 인입 공기 가열 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    인입 공기 가열 수단은 메탈(Metal)로 이루어진 코일, 메탈(Metal)로 이루어진 메쉬(Mesh), 할로겐 램프, 열선을 포함한 필름, 탄소히터, PTC, 열선을 포함한 다공성 세라믹 중 어느 하나로 제공되는 것을 특징으로 하는 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치.
  3. 제1항에 있어서,
    흡습체는 목화솜(Cotton), 다공성 세라믹, 천연소재, 합성소재 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치.
  4. 제1항에 있어서,
    흡습체에는 액상을 가열하는 히터가 설치되는 것을 특징으로 하는 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치.
  5. 제4항에 있어서,
    히터와 인입 공기 가열 수단에 각각 전력을 공급하는 배터리와, 히터의 온도를 감지하는 제1 온도 센서와, 인입 공기 가열 수단의 온도를 감지하는 제2 온도 센서와, 이들 중 적어도 어느 하나를 제어하는 마이크로컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치.
  6. 제5항에 있어서,
    인입 공기 통로에 배치되는 압력센서를 더 포함하고, 마이크로컨트롤러는 압력센서로부터 입력되는 신호에 따라 사용자의 퍼프를 인식하는 것을 특징으로 하는 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치.
  7. 제1항에 있어서,
    액상저장부와, 흡습체와, 기류 통로와, 하부판과, 공기 인입 부재와, 인입 공기 가열 수단은 교체 가능한 하나의 액상 카트리지로 제공되는 것을 특징으로 하는 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치.
  8. 제1항에 있어서,
    액상저장부와, 흡습체와, 기류 통로와, 하부판은 교체 가능한 하나의 액상 카트리지로 제공되고, 공기 인입 부재와 인입 공기 가열 수단은 에어로졸 발생장치의 본체에 설치되는 것을 특징으로 하는 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치.
  9. 제1항에 있어서,
    기류 통로 상부에는 기류 통로와 연통하는 흡입 통로를 구비하는 마우스피스를 포함하며, 마우스피스는 상기 흡입 통로와 연통하는 외부 공기 유입홀 및 공기 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인입 공기 가열을 이용한 에어로졸 발생장치.
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