KR20240006981A - 에어로졸 발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액상 카트리지에 저장된 액상을 가열하여 흡입할 수 있는 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 특히 히터의 저항 변화량에 따라 히터의 종류를 판별하여 히터의 가열을 제어할 수 있는 에어로졸 발생장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생장치는 액상을 저장하는 액상 저장부와, 액상 저장부에 저장되는 액상을 가열하는 히터를 구비하는 액상 카트리지와; 액상 카트리지가 장착되게 구비되는 본체와; 본체 내에 제공되어 상기 액상 카트리지에 구비되는 상기 히터에 전력을 공급하는 배터리와; 본체 내에 제공되어 상기 배터리로부터 상기 히터에 전력을 공급하도록 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함하고, 상기 마이크로컨트롤러는 상기 액상 카트리지가 상기 본체에 장착되면, 상기 액상 카트리지에 구비되는 상기 히터를 소정 시간 가열하도록 제어한 후 상기 히터의 저항 변화량에 따라 상기 히터의 종류를 판별하여, 상기 히터의 종류에 따라 상기 액상 카트리지에 구비되는 상기 히터의 가열을 제어한다.

Description

에어로졸 발생장치{AEROSOL GENERATOR}
본 발명은 액상 카트리지에 저장된 액상을 가열하여 흡입할 수 있는 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 특히 히터의 저항 변화량에 따라 히터의 종류를 판별하여 히터의 가열을 제어할 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 종래 기술의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치(10)는 마우스피스(11)와 액상 카트리지(12)와 본체(13)를 구비하고, 액상 카트리지(12)에 액상이 저장된다. 마우스피스(11)와 액상 카트리지(12)는 본체(13)에 장착되어 사용될 수 있다. 본체(13)에는 미도시된 배터리와 제어부가 구비되고, 제어부의 제어에 따라 배터리로부터 액상 카트리지(12)에 구비되는 미도시된 히터에 전력이 공급되어, 히터에 의해 액상이 가열되어 에어로졸이 발생해서, 마우스피스(11)로 유입되어 사용자가 마우스피스(11)를 통해 에어로졸을 흡입할 수 있다. 상술한 종래 기술에서는 본체(13)에 장착되는 액상 카트리지(12)의 히터의 종류에 관계없이 기설정된 온도 프로파일에 따라 제어부가 히터의 가열을 제어하기 때문에 동일한 가열 조건에서 히터의 저항 변화량이 큰 재료로 이루어진 히터의 경우 온도가 급격히 상승하여 히터가 과열될 우려가 있고, 탄 맛이 발생하여 사용자에게 불쾌감을 줄 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 히터의 종류에 따라 히터의 가열을 제어할 수 있는 에어로졸 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생장치는 액상을 저장하는 액상 저장부와, 액상 저장부에 저장되는 액상을 가열하는 히터를 구비하는 액상 카트리지와; 액상 카트리지가 장착되게 구비되는 본체와; 본체 내에 제공되어 상기 액상 카트리지에 구비되는 상기 히터에 전력을 공급하는 배터리와; 본체 내에 제공되어 상기 배터리로부터 상기 히터에 전력을 공급하도록 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함하고, 상기 마이크로컨트롤러는 상기 액상 카트리지가 상기 본체에 장착되면, 상기 액상 카트리지에 구비되는 상기 히터를 소정 시간 가열하도록 제어한 후 상기 히터의 저항 변화량에 따라 상기 히터의 종류를 판별하여, 상기 히터의 종류에 따라 상기 액상 카트리지에 구비되는 상기 히터의 가열을 제어한다.
또한, 실시예에 따라 배터리와 히터 사이에는 마이크로컨트롤러에 의해 제어되는 전력 조절 수단을 포함한다.
또한, 실시예에 따라 마이크로컨트롤러의 제어에 의해 히터의 종류를 디스플레이하는 표시부를 포함한다.
또한, 실시예에 따라 마이크로컨트롤러는 소정 시간 히터의 저항 변화량이 기설정값 이상이면 가변 듀티 PWM 신호를 적용해 전력 조절 수단을 제어하고, 소정 시간 히터의 저항 변화량이 기설정값 이상이 아니면 고정 듀티 PWM 신호를 적용해 전력 조절 수단을 제어한다.
본 발명의 실시예에 따르면 히터의 저항 변화량에 의해 히터의 종류를 판별하여 히터의 가열을 제어함으로써 히터의 과열을 방지할 수 있고, 히터의 과열에 의해 탄맛이 발생하는 것을 방지 할 수 있다.
도 1은 종래 기술의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 블럭도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 히터의 저항 변화량에 따른 히터의 종류 판별 원리를 설명하기 위한 그래프,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 히터의 가열 제어의 일 예를 설명하기 위한 순서도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 히터의 가열 제어의 다른 예를 설명하기 위한 순서도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 블럭도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 히터의 저항 변화량에 따른 히터의 종류 판별 원리를 설명하기 위한 그래프이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생장치(100)는 액상을 저장하는 액상 저장부(111)와, 액상 저장부(111)에 저장되는 액상을 가열하는 히터(112)를 구비하는 액상 카트리지(110)와, 액상 카트리지(110)가 장착되게 구비되는 본체(120)와, 본체(120) 내에 제공되어 액상 카트리지(110)에 구비되는 히터(112)에 전력을 공급하는 배터리(121)와, 본체(120) 내에 제공되어 배터리(121)로부터 히터(112)에 전력을 공급하도록 제어하는 마이크로컨트롤러(122)를 포함한다. 예를 들어 액상 카트리지(110)에는 히터(112)와 연결되는 단자(113)가 구비되어 액상 카트리지(110)가 본체(120)에 장착되면, 본체(120)에 구비되는 단자(124)와 접촉하여 히터(112)가 단자(113) 및 단자(124)를 통해 마이크로컨트롤러(122)와 연결될 수 있다. 마이크로컨트롤러(122)는 액상 카트리지(110)가 본체(120)에 장착되면, 액상 카트리지(110)에 구비되는 히터(112)를 소정 시간 가열하도록 제어한 후 히터(112)의 저항 변화량에 따라 히터(112)의 종류를 판별하는데, 도 3의 (가)를 참조하면, 가열시 SUS와 칸탈의 경우 시간에 따라 저항 변화가 다르게 나타나다. 또한, 도 3의 (나)를 참조하면, 여러 도체의 온도별 저항 변화도 온도의 증가에 따라 서로 상이하게 나타난다. 따라서, 히터(112)에 포함된 재료에 따라 히터(112)의 저항 변화가 다르게 나타나며, 마이크로컨트롤러(122)는 소정 시간(예를 들어 3초) 히터(112)를 가열하여 히터(112)의 저항 변화량에 따라 히터(112)의 종류를 판별할 수 있다. 도 3의 (가)를 참조하면, SUS와 칸탈은 서로 초기저항값이 다르게 나타나지만 히터(112)의 초기저항값에 따라 히터(112)의 종류를 판별하는 것은 히터(112)의 온도가 내려가기 않은 상태(예를 들어 액상 카트리지를 연속해서 사용할 경우)에서 히터(112)의 초기저항값이 부정확해질 수 있으므로, 히터(112)의 종류를 정확히 판별하지 못할 수 있다. 마이크로컨트롤러(122)는 히터(112)의 종류를 판별한 후 히터(112)의 종류에 따라 액상 카트리지(110)에 구비되는 히터(112)의 가열을 제어하는데 실시예에 따라 배터리(121)와 히터(112) 사이에는 마이크로컨트롤러(122)에 의해 제어되는 전력 조절 수단(123)을 포함한다. 예를 들어 액상 카트리지(110)에는 히터(112)와 연결되는 단자(114)가 구비되어 액상 카트리지(110)가 본체(120)에 장착되면, 본체(120)에 구비되는 단자(125)와 접촉하여 히터(112)가 단자(114) 및 단자(125)를 통해 전력조절수단(123)과 연결될 수 있다. 실시예에 따라 전력 조절 수단(123)에는 FET를 포함하고, 마이크로컨트롤러(122)는 배터리(121)로부터 히터(112)에 공급되는 전력을 제어하기 위해 전력 조절 수단(123)에 PWM 신호를 송출하여, 전력 조절 수단(123)에 포함된 FET가 마이크로컨트롤러(122)로부터 입력되는 PWW 신호의 듀티(Duty)에 따라 온-오프(on-off)되면서, 배터리(121)로부터 히터(112)에 공급하는 전력을 조절하여 히터(112)의 가열을 제어할 수 있다. 마이크로컨트롤러(122)는 판별된 히터(112)의 종류에 따른 해당 히터(112)의 온도 프로파일에 따라 PWM 신호의 듀티를 적용하여 히터(112)의 가열을 제어한다. 또한, 실시예에 따라 마이크로컨트롤러(122)의 제어에 의해 히터(112)의 종류를 디스플레이하는 표시부(126)를 포함하여 사용자가 히터(112)의 종류를 인식할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 히터의 가열 제어의 일 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 2와 도 4를 참조하면, 마이크로컨트롤러(122)는 히터(112)의 종류에 따라 히터(112)의 가열을 제어하는데 도 4의 (A)에서 액상 카트리지(110)가 본체(120)에 장착된 상태에서 마이크로컨트롤러(122)의 제어에 의해 배터리(121)로부터 히터(112)에 전력을 공급하여 소정 시간 동안 히터(112)가 초기 가열되고, 도 4의 (B)에서 마이크로컨트롤러(122)는 소정 시간 동안 히터(112)의 저항 변화량에 따라 히터(112)의 종류를 판별하여, 도 4의 (C)에서 마이크로컨트롤러(122)는 히터(112)의 종류에 따라 해당 히터(112)의 온도 프로파일로 변경하여, 도 4의 (D)에서 해당 히터(112)의 온도 프로파일에 따라 전력 조절 수단(123)에 송출하는 PWM 신호의 듀티를 적용하여 히터(112)의 가열을 제어한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 히터의 가열 제어의 다른 예를 설명하기 위한 순서도이다. 도 2와 도 3 및 도 5를 참조하면 마이크로컨트롤러(122)는 소정 시간 히터(112)의 저항 변화량이 기설정값 이상이면 가변 듀티 PWM 신호를 적용하여 전력 조절 수단(123)을 제어하고, 소정 시간 히터(112)의 저항 변화량이 기설정값 이상이 아니면 고정 듀티 PWM 신호를 적용하여 전력 조절 수단(123)을 제어한다. 도 5의 (A)에서 액상 카트리지(110)가 본체(120)에 장착된 상태에서 마이크로컨트롤러(122)의 제어에 의해 배터리(121)로부터 히터(112)에 전력을 공급하여 소정 시간 동안 히터(112)가 초기 가열되고, 도 5의 (B)에서 마이크로컨트롤러(122)는 소정 시간 동안 히터(112)의 저항 변화량이 기설정값 이상인지 판단한다. 상기 도 3의 (가)에 나타낸 바와 같이 가열시 SUS와 칸탈의 경우 시간에 따라 저항 변화가 다르게 나타나는데 SUS의 경우는 시간에 따라 저항 변화가 상대적으로 크고, 칸탈의 경우 시간에 따라 저항 변화가 거의 없다. 칸탈로 이루어진 히터(112)의 경우 고정 듀티 PWM 신호에 의해 전력 조절 수단(123)을 제어하더라도 히터(112)의 온도가 급격히 상승하지 않지만, SUS로 이루어진 히터(112)의 경우 고정 듀티 PWM 신호에 의해 전력 조절 수단(123)을 제어할 경우 히터(112)의 온도가 급격히 상승하여 히터(112)가 과열될 우려가 있다. 따라서 마이크로컨트롤러(122)는 소정 시간 동안 히터(112)의 저항 변화량이 기설정값 이상이면, (C)에서 히터(112)의 종류에 따라 적절한 가변 듀티 PWM 신호를 적용하여 가변 듀티 PWM 신호에 의해 전력 조절 수단(123)을 제어하여 히터(112)의 가열을 제어하고, 소정 시간 동안 히터(112)의 저항 변화량이 기설정값 이상이 아니면, (D)에서 고정 듀티 PWM 신호를 적용해 고정 듀티 PWM 신호에 의해 전력 조절 수단(123)을 제어하여 히터(112)의 가열을 제어한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100: 에어로졸 발생장치
110: 액상 카트리지
111: 액상 저장부
112: 히터
113, 114: 단자
120: 본체
121: 배터리
122: 마이크로컨트롤러
123: 전력 조절 수단
124, 125: 단자
126: 표시부

Claims (4)

  1. 액상을 저장하는 액상 저장부와, 액상 저장부에 저장되는 액상을 가열하는 히터를 구비하는 액상 카트리지와;
    액상 카트리지가 장착되게 구비되는 본체와;
    본체 내에 제공되어 상기 액상 카트리지에 구비되는 상기 히터에 전력을 공급하는 배터리와;
    본체 내에 제공되어 상기 배터리로부터 상기 히터에 전력을 공급하도록 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함하고,
    상기 마이크로컨트롤러는 상기 액상 카트리지가 상기 본체에 장착되면, 상기 액상 카트리지에 구비되는 상기 히터를 소정 시간 가열하도록 제어한 후 상기 히터의 저항 변화량에 따라 상기 히터의 종류를 판별하여, 상기 히터의 종류에 따라 상기 액상 카트리지에 구비되는 상기 히터의 가열을 제어하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    배터리와 히터 사이에는 마이크로컨트롤러에 의해 제어되는 전력 조절 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치.
  3. 제2항에 있어서,
    마이크로컨트롤러는 소정 시간 히터의 저항 변화량이 기설정값 이상이면 가변 듀티 PWM 신호를 적용해 전력 조절 수단을 제어하고, 소정 시간 히터의 저항 변화량이 기설정값 이상이 아니면 고정 듀티 PWM 신호를 적용해 전력 조절 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    마이크로컨트롤러의 제어에 의해 히터의 종류를 디스플레이하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치.





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