WO2022045734A1 - 에어로졸 발생 장치 - Google Patents

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WO2022045734A1
WO2022045734A1 PCT/KR2021/011296 KR2021011296W WO2022045734A1 WO 2022045734 A1 WO2022045734 A1 WO 2022045734A1 KR 2021011296 W KR2021011296 W KR 2021011296W WO 2022045734 A1 WO2022045734 A1 WO 2022045734A1
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WO
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solution
generating device
aerosol
holes
metal layer
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PCT/KR2021/011296
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English (en)
French (fr)
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김종욱
전호식
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크루셜텍 주식회사
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    • B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0638—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced by discharging the liquid or other fluent material through a plate comprising a plurality of orifices
    • B05B17/0646—Vibrating plates, i.e. plates being directly subjected to the vibrations, e.g. having a piezoelectric transducer attached thereto

Definitions

  • the present invention relates to an aerosol-generating device, and more particularly, to an aerosol-generating device capable of generating a fine aerosol that can be delivered to a deep organ in the body, such as the lungs.
  • Aerosol-generating devices are being used in various fields such as treatment of diseases or smoking.
  • treatment using an aerosol is performed by spraying a drug into a gaseous state of fine particles, and delivering it into the patient's body to treat a disease.
  • Such treatment is mainly performed for various lung diseases such as asthma, chronic bronchitis, emphysema, cystic fibrosis, and chronic obstructive pulmonary disease.
  • lung diseases such as asthma, chronic bronchitis, emphysema, cystic fibrosis, and chronic obstructive pulmonary disease.
  • the aerosol generated through the conventional aerosol-generating device had a limitation in that it was difficult to reach the lungs due to the large particle size of 3 microns or more or the high viscosity.
  • the aerosol reaches the lungs there is a problem that only a very small amount of treatment can be obtained compared to the amount of drug required because only a very small amount reached the lungs.
  • the present invention is to solve the above problems, and to provide an aerosol generating device capable of maximizing the therapeutic effect by generating a fine aerosol that can be delivered to a deep organ in the body such as the lungs.
  • an embodiment of the present invention is a cartridge module for accommodating a solution; a storage member having a plurality of first through-holes formed in an up-down direction and having a lower portion immersed in the solution to hold the solution; a metal layer provided on the storage member and having a plurality of second through holes formed in the vertical direction; and a piezoelectric layer provided on top of the metal layer to generate vibration, wherein the solution moves along the plurality of first through-holes to provide an aerosol-generating device that is sprayed from the second through-holes.
  • the metal layer may include aluminum
  • the storage member may be a porous member capable of holding the solution
  • the storage member may be anodized aluminum oxide grown from the metal layer through anodization of the metal layer.
  • the first through-holes are formed in an even distribution in the storage member, the diameter of the second through-holes is larger than that of the first through-holes, and each of the second through-holes is directly connected to a plurality of the first through-holes. and a density of the first through-holes directly connected to each of the second through-holes may be constant throughout the second through-holes.
  • the diameter of the first through hole may be 20 nm or more and 250 nm or less.
  • a diameter of the second through hole may be 3 ⁇ m or less.
  • the diameter of the first through hole may decrease from the lower part to the upper part.
  • the diameter of the second through hole may decrease from the lower part to the upper part.
  • the solution may be accommodated in an accommodation space within the cartridge module unit, and the accommodation space may have a tapered shape in an axial direction in which the solution is sprayed.
  • the piezoelectric layer is provided to cover a first area of the upper surface of the metal layer, the second through hole is formed in a second area of the upper surface of the metal layer, and the first area and the second area are independent areas.
  • An electrode part connected to the piezoelectric layer may be further included, wherein the piezoelectric layer may convert an AC signal flowing between the metal layer and the electrode part into vibration.
  • the storage member may be any one of cotton, cotton, and membrane filter material.
  • a mouthpiece having an inner space connected to the metal layer and emitting the sprayed solution toward the user's mouth; a housing connected to the mouthpiece and accommodating the cartridge module unit, the storage member, and the piezoelectric layer therein; and a user authentication unit provided on one side of the housing, wherein the spraying of the solution may be made only when user authentication is successful through the user authentication unit.
  • the user authentication unit may be a fingerprint recognition sensor.
  • the storage member is made of anodized aluminum grown from the metal layer through anodization of the metal layer, the plurality of first through-holes formed in the storage member may be formed in an even distribution while having a fine diameter.
  • the storage member is made of anodized aluminum grown from the metal layer through anodization of the metal layer, a separate process for depositing or laminating the metal layer on the storage member is unnecessary. That is, the time and cost required for manufacturing the aerosol-generating device can be reduced.
  • the capillary phenomenon in the first through-hole can be promoted. That is, the movement of the solution in the first through hole may be made more actively.
  • the particles sprayed from the second through-hole may have a finer size.
  • the receiving space in which the solution is accommodated is formed in a tapered shape that is tapered in the axial direction in which the solution is sprayed, the solution is not sprayed even though the solution remains in the receiving space. can be minimized.
  • FIG. 1 is a block diagram of an aerosol generating device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing each component of the aerosol generating device according to an embodiment of the present invention in isolation.
  • Figure 3 is a perspective view showing the separate configuration of the cartridge module unit according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a vertical cross-sectional view showing a cartridge module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an ultrasonic module unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing an aerosol generating device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a partial enlarged view showing an aerosol generating device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view of a spray generator according to another embodiment of the present invention.
  • module includes a unit composed of hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic block, component, or circuit, for example.
  • a module may be an integrally constituted part or a minimum unit or a part of one or more functions performing one or more functions.
  • the module may be configured as an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FIG. 1 is a block diagram of an aerosol generating device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a perspective view showing each component of the aerosol generating device 100 according to an embodiment of the present invention in isolation.
  • the aerosol generating device 100 includes a housing 110 , a biometric recognition unit 120 , a battery unit 130 , a cartridge module unit 140 , an ultrasound module unit 150 , and a mouse. It may include a piece 160 , a pressure sensor 170 , a circuit unit 180 , a display unit 190 , a speaker 200 , and a charging indicator 210 .
  • the housing 110 may accommodate the components of the aerosol generating device 100 therein, and may protect the components accommodated therein from external impact.
  • the housing 110 includes a biometric recognition unit 120 , a battery unit 130 , a cartridge module unit 140 , an ultrasonic module unit 150 , a pressure sensor 170 , a circuit unit 180 , a display unit 190 , and a speaker. 200 and the charging indicator 210 may be accommodated therein.
  • the biometric recognition unit 120 may be provided on one side of the housing 110 to perform user authentication.
  • the biometric recognition unit 120 may be a sensor for detecting a vein, a fingerprint, an iris, or a voice, and a fingerprint recognition sensor is employed in this embodiment.
  • spraying of the aerosol may be controlled according to the authentication result of the biometric recognition unit 120 . For example, spraying of an aerosol may be performed only when user authentication is successful.
  • the battery unit 130 may supply power to each component of the aerosol generating device 100 .
  • the battery unit 130 may be a rechargeable secondary battery or a disposable battery.
  • the cartridge module unit 140 may receive a solution to be sprayed.
  • the solution may be a therapeutic agent or a nicotine solution.
  • the therapeutic agent may be Ginseng.
  • the ultrasonic module unit 150 may spray the solution.
  • the ultrasonic module unit 150 may granulate the solution in nano or micro units.
  • the ultrasound module unit 150 may be accommodated in the cartridge module unit 140 .
  • the structure of the ultrasonic module unit 150 will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 3 .
  • the mouthpiece 160 may discharge the sprayed solution toward the user's mouth.
  • the mouthpiece 160 may be connected to the housing 110 .
  • the mouthpiece 160 may have a passage, that is, a space through which a spray solution or gas can pass therein.
  • the inner space of the mouthpiece 160 may be connected to the cartridge module unit 140 .
  • the inner space of the mouthpiece 160 may be connected to the metal layer 152 .
  • the mouthpiece 160 may deliver the sprayed solution to the user's mouth.
  • the mouthpiece 160 may be coupled to an end of the housing 110 , and a receiving groove may be formed so that the cartridge module unit 140 is inserted thereinto.
  • the pressure sensor 170 may be provided inside the housing 110 to detect a user's suction pressure. For example, the user may try to inhale while putting his/her mouth on the mouthpiece 160 .
  • the internal pressure of the housing 110 may change due to the user's suction.
  • the pressure sensor 170 may detect a change in internal pressure of the housing 110 .
  • spraying of the aerosol may be controlled according to the detection result of the pressure sensor 170 .
  • spraying of the aerosol may be performed only when the pressure sensor 170 detects a change in the internal pressure of the housing 110 .
  • spraying of the aerosol may be performed only when the pressure sensor 170 detects a change in internal pressure of the housing 110 in a state in which user authentication is successful.
  • the circuit unit 180 may control the operation of each component in the aerosol generating device 100 .
  • the circuit unit 180 may control the operations of the biometric recognition unit 120 , the ultrasound module unit 150 , the battery unit 130 , and the pressure sensor 170 .
  • the display unit 190 may display status information of the aerosol generating device 100 to the user.
  • the state information may be an operating state of the aerosol generating device 100 , a residual amount of a solution in the cartridge 141 , or a residual amount of energy remaining in the battery unit 130 .
  • the speaker 200 may output a guide message related to the use of the aerosol generating device 100 .
  • the charging indicator 210 may display the charging state of the aerosol-generating device 100 .
  • the charging indicator 210 may output different colors of light according to the charging state of the aerosol-generating device 100 .
  • FIG. 3 is a perspective view showing each component of the cartridge module unit 140 in accordance with an embodiment of the present invention in isolation.
  • the cartridge module 140 includes a cartridge 141, a side cover part 142, a side cover stopper 143, a cartridge control unit 144, an ultrasonic module support part 145, and an upper surface cover part. (146).
  • the cartridge 141 may accommodate the solution in the receiving space (S) formed therein.
  • the accommodation space S may be sealed through the side cover part 142 and the side cover stopper 143 .
  • a hole for supplying a solution to the accommodating space S may be formed in the side cover part 142 .
  • the hole formed in the side cover part 142 may be sealed through the side cover stopper 143 .
  • the ultrasound module unit 150 may be included in the cartridge module unit 140 .
  • the ultrasound module unit 150 may be seated on the upper portion of the cartridge 141 .
  • the upward direction may be a direction in which the solution is sprayed based on the axis (A) on which the solution is sprayed.
  • the ultrasound module unit 150 may be connected to the accommodation space (S).
  • the solution accommodated in the accommodation space S may be supplied to the ultrasonic module unit 150 .
  • a pair of the ultrasonic module supporter 145 may be provided to support the ultrasonic module part 150 up and down.
  • the ultrasonic module support 145 is configured to stably support the ultrasonic module that vibrates when the solution is sprayed.
  • the ultrasonic module support 145 may be made of a rubber material.
  • the upper cover part 146 may provide a fixing force so that the ultrasonic module part 150 and the ultrasonic module support part 145 do not separate from the cartridge 141 .
  • FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing the cartridge module unit 140 according to an embodiment of the present invention.
  • the accommodation space S may be formed in the cartridge 141 .
  • the receiving space (S) is to be formed from the lateral end of the cartridge 141 where the solution M is injected to the area adjacent to the ultrasonic module 150, that is, to the area adjacent to the axis A on which the solution is sprayed.
  • the accommodation space (S) may be formed in a tapered shape that is tapered in the axial direction in which the solution is sprayed.
  • the accommodating space (S) may be formed in a shape in which the upper and lower width (SH2) near the axis (A) on which the solution is sprayed is narrow compared to the upper and lower width (SH1) near the lateral end of the cartridge.
  • the solution M in the accommodation space S may gather near the ultrasonic module unit 150 .
  • the solution M in the accommodation space S is collected near the ultrasound module 150 due to gravity. Therefore, the phenomenon that the solution is not sprayed even though the solution remains in the receiving space (S) can be minimized.
  • FIG 5 is a cross-sectional view illustrating an ultrasonic module unit 150 according to an embodiment of the present invention.
  • the ultrasound module unit 150 may include a storage member 151 , a metal layer 152 , a piezoelectric layer 153 , and an electrode unit 154 .
  • the storage member 151 may be a porous member in which a plurality of first through holes H1 are formed in the vertical direction.
  • the storage member 151 may be provided so that the lower portion is immersed in the solution to hold the solution.
  • the solution may move upward along the first through hole H1 due to the capillary phenomenon.
  • the metal layer 152 may be provided on the storage member 151 .
  • the metal layer 152 may include an aluminum material.
  • the storage member 151 may be a member grown from the metal layer 152 through anodization of the metal layer 152 .
  • the storage member 151 may be anodic aluminum oxide (AAO).
  • Anodic aluminum oxide is an oxide film obtained through an electrochemical reaction of aluminum.
  • the anodized aluminum may be Al2O3.
  • Anodized aluminum may be a porous ceramic material having pores of nanometer size (30-100 nm) uniformly aligned from the surface to the inside of the film.
  • Anodized aluminum can be produced by growing an oxide film on an aluminum substrate through an electrochemical reaction and removing the aluminum substrate.
  • the metal layer 152 may be provided by being deposited on the separately manufactured storage member 151 . Also, the storage member 151 and the metal layer 152 may be separately manufactured and then attached to each other.
  • the storage member 151 may be any one of cotton, cotton, and membrane filter materials.
  • the first through hole H1 may be a hole formed while the storage member 151 is grown from the metal layer 152 . Accordingly, the first through-holes H1 may be evenly distributed in the storage member 151 while having a fine diameter.
  • the diameter of the first through hole H1 may be 20 nm or more and 250 nm or less.
  • a plurality of second through holes H2 may be formed in the metal layer 152 in the vertical direction.
  • the solution moving along the first through-hole H1 may be sprayed through the second through-hole H2.
  • the second through hole H2 may be formed to have a constant size.
  • the plurality of second through-holes H2 may be formed through a micro electro mechanical systems (MEMS) process.
  • MEMS micro electro mechanical systems
  • the plurality of second through-holes H2 may be formed through a patterning process using photolithography and an etching process.
  • the diameter of the second through hole H2 may be 3 ⁇ m or less.
  • the diameter of the second through hole H2 may be larger than the diameter of the first through hole H1 .
  • the plurality of first through-holes H1 may be directly connected to each of the second through-holes H2 .
  • the density of the first through-holes H1 connected to each of the second through-holes H2 is equal to that of the second through-holes H2 . It can be kept constant throughout.
  • the density of the first through-hole H1 in the second through-hole H2 is (H2) may affect the spray amount.
  • the density of the first through-holes H1 is kept constant throughout the second through-holes H2, the advantage that the solution can be sprayed evenly throughout the second through-holes H2 is there is.
  • the diameter of each of the first through-holes H1 may decrease from the lower part to the upper part.
  • the first through hole H1 may have a shape that is tapered upward.
  • the first through hole H1 may have a shape in which a lower diameter D2 is larger than an upper diameter D1. Accordingly, the capillary phenomenon in the first through hole H1 may be promoted. That is, the movement of the solution in the first through hole H1 may be made more actively.
  • the diameter of the first through hole H1 may decrease from the top to the bottom.
  • the first through hole H1 may have the same upper diameter D1 and the same lower diameter D2.
  • the second through hole H2 may be formed in a shape in which the diameter decreases from the lower part to the upper part. Accordingly, the particles sprayed from the second through hole H2 may have a finer size.
  • the piezoelectric layer 153 may be provided on the metal layer 152 .
  • the piezoelectric layer 153 may convert an AC signal into vibration.
  • the piezoelectric layer 153 may be provided in the first region of the upper surface of the metal layer 152 .
  • the first region may be an edge region of the upper surface of the metal layer 152 .
  • the second through hole H2 may be provided in the second region of the metal layer 152 .
  • the first region and the second region may be independent regions.
  • the electrode part 154 may be connected to the piezoelectric layer 153 .
  • the electrode part 154 may be provided on the piezoelectric layer 153 .
  • the piezoelectric layer 153 may convert an AC signal flowing between the metal layer 152 and the electrode part 154 into vibration.
  • the metal layer 152 may function as a kind of electrode for supplying an AC signal to the piezoelectric layer 153 .
  • FIGS. 6 to 8 embodiments relate to an aerosol generating device according to another embodiment of the present invention.
  • differences from the embodiments of FIGS. 1 to 5 will be mainly described.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing an aerosol generating device according to another embodiment of the present invention.
  • 7 is a partial enlarged view showing an aerosol generating device according to another embodiment of the present invention.
  • 7 is a perspective view of a spray generator according to another embodiment of the present invention.
  • the cartridge module unit 1140 is a cartridge 1141, a cover unit 1142, an air path 1143, a detection tube 1144, a spray seating unit 1145, a first suction unit. 1146 and a base plate 1147 .
  • the cartridge 1141 may contain a solution, and may include a cover portion 1142 sealing the solution.
  • One side of the cover 1142 may further include a passage through which only fine air is transmitted and the solution is confined.
  • the air path 1143 is disposed on one side of the cartridge 1141 so that air may be introduced from the outside.
  • the detection tube 1144 may induce and detect the user's inhalation from one side of the cartridge 1141 .
  • the ultrasonic module unit 1150 may be seated on the spray mounting unit 1145 .
  • the ultrasonic module unit 1150 may spray the solution.
  • the base plate 1147 may support the ultrasonic module unit 1150 and the cartridge 1141 .
  • the base plate 1147 may be integrally formed with the spray seat 1145 .
  • the ultrasonic module unit 1150 may include a metal plate 1152 vibrating at a specific frequency and a rubber 1154 supporting the metal plate 1152 .
  • an upper portion of the metal plate 1152 may be provided with a spray generator 1155 for converting the solution into spray particles.
  • the spray generating unit 1155 may include a permeable membrane 1157 , an elastic member 1158 , and an elastic body portion 1156 .
  • the permeable membrane 1157 may contain a solution.
  • the permeable film 1157 may be made of a hygroscopic material.
  • the transmission layer 1157 may be a sponge, cotton, or the like.
  • the elastic member 1158 may press the permeable membrane 1157 to come into contact with the metal plate.
  • the elastic member 1158 may be a spring.
  • the elastic body portion 1156 has a shape in which an accommodation space is provided so that the permeable membrane 1157 is provided between the inner and outer walls, and may fix and support the elastic member.
  • the metal plate 1152 may include a mesh (not shown) for spraying the solution into fine particles.
  • the size of the spray particles passing through the mesh (not shown) may be in microns.
  • the mouthpiece 1160 may deliver the spray particles to the user's mouth.
  • the mouthpiece 1160 may be inserted into the cartridge module unit 1140 .
  • a through hole 1165 through which air from the outside is introduced may be provided at one side of the mouthpiece 1160 .
  • the through hole 1165 may connect one side of the cover part 1142 and the first suction part 1146 . That is, external air may be introduced into the first suction unit 1146 to meet with the spray particles.
  • a pressure sensor 1170 that detects the user's suction pressure may be provided.
  • the pressure sensor 1170 may be connected to the detection tube 1144 .
  • the mouthpiece 1160 may include a second suction unit 1163 .
  • the first suction unit 1146 and the second suction unit 1163 may be connected to each other.
  • the pressure sensor 1170 may sense the suction pressure through the sensing tube 1144 . And, the spraying of the solution may be made when the pressure is sensed. In addition, the user may inhale the spray particles through the second suction unit 1163 and the first suction unit 1146 , and external air through the through hole 1165 and the air path 1143 .
  • the mouthpiece 1160 may be further formed with a discharge groove (not shown) in which the spray particles moved from the first suction unit 1146 and the second suction unit 1163 temporarily stay before being delivered to the user's mouth.
  • the diameter of the discharge groove may be different depending on the height. This is to increase the moving speed of the spray particles.
  • the discharge groove may have a smaller diameter toward the end of the mouthpiece 1160 that the user's mouth touches.
  • the discharge groove (not shown) may be formed in a sandglass shape or a sphere shape.
  • the mouthpiece 1160 and the cartridge module unit 1140 may be integrally formed.
  • the user when the user uses all of the solution in the cartridge 1140, the user can separate the mouthpiece 1160 and the cartridge module unit 1140 from the housing.
  • the user can use the new mouthpiece 1160 and the cartridge module 1140 by fastening them back to the housing.
  • a short-distance communication module (not shown) for communication with a mobile device may be further included in the housing.
  • the short-distance communication module may be any one of Bluetooth, Radio Frequency Identification (RFID), Near Field Communication (NFC), Magnetic Secure Transmission (MST), and ZigBee.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • NFC Near Field Communication
  • MST Magnetic Secure Transmission
  • ZigBee ZigBee
  • the housing may further include an opening/closing part (not shown) capable of constantly adjusting the solution or vaporized atomized particles of the cartridge.
  • the opening/closing unit may be a filter changer applied to a camera module. That is, it is possible to provide a function of opening when the user inhales and closing when the user stops inhaling. In this way, even if the user holds the product in the vertical direction when not in use, it is possible to prevent the solution or the like from flowing.
  • the aerosol generating device can generate a fine aerosol that can be delivered to deep organs in the body, such as the lungs, and various lung diseases such as asthma, chronic bronchitis, emphysema, cystic fibrosis, chronic obstructive pulmonary disease, etc. It can be used as a treatment device for treating

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Abstract

본 발명의 실시예는 용액을 수용하는 카트리지 모듈부; 상하 방향으로 복수의 제1 관통홀이 형성되며, 하부가 상기 용액에 잠기어 상기 용액을 머금을 수 있도록 구비되는 저장 부재; 상기 저장 부재의 상부에 구비되며 상하 방향으로 복수의 제2 관통홀이 형성된 메탈층; 및 상기 메탈층의 상부에 구비되어 진동을 발생시키는 압전층을 포함하고, 상기 용액은 상기 복수의 제1 관통홀을 따라 이동하여 상기 제2 관통홀에서 분무되는 것인 에어로졸 발생 장치를 제공한다.

Description

에어로졸 발생 장치
본 발명은 에어로졸 발생 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐와 같은 신체 내 깊숙한 기관까지 전달 가능한 미세 에어로졸을 생성할 수 있는 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다.
에어로졸 발생 장치는 질병의 치료 또는 흡연 등의 다양한 영역에서 사용되고 있다. 예컨대 에어로졸을 이용한 치료는 약물을 분무시켜 미세한 입자의 기체 상태로 바꾸고, 이를 환자의 체내로 전달하여 질병을 치료하는 방식으로 이루어진다.
이러한 치료는 천식, 만성 기관지염, 폐기종, 낭성섬유증, 만성폐쇄성 폐질환 등의 다앙한 폐 질환을 대상으로 주로 이루어지는데, 에어로졸이 폐로 전달되기 위해서는 에어로졸 내 입자의 크기가 0.5 내지 3 Micron(미크론) 수준에 이르러야 한다.
그러나 종래의 에어로졸 발생 장치를 통해 생성된 에어로졸은 3 Micron(미크론) 이상으로 입자의 크기가 크거나 점성이 높은 문제로 인해 폐까지 도달하기 어려운 한계가 있었다. 또한 에어로졸이 폐에 도달하더라도 극히 미세한 양만이 폐에 도달하였기 때문에, 소요된 약물의 양에 비해 극히 적은 치료 효과만을 얻을 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 폐와 같은 신체 내 깊숙한 기관까지 전달 가능한 미세 에어로졸을 생성함으로써 치료 효과를 극대화할 수 있는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예는 용액을 수용하는 카트리지 모듈부; 상하 방향으로 복수의 제1 관통홀이 형성되며, 하부가 상기 용액에 잠기어 상기 용액을 머금을 수 있도록 구비되는 저장 부재; 상기 저장 부재의 상부에 구비되며 상하 방향으로 복수의 제2 관통홀이 형성된 메탈층; 및 상기 메탈층의 상부에 구비되어 진동을 발생시키는 압전층을 포함하고, 상기 용액은 상기 복수의 제1 관통홀을 따라 이동하여 상기 제2 관통홀에서 분무되는 것인 에어로졸 발생 장치를 제공한다.
상기 메탈층은 알루미늄을 포함하고, 상기 저장 부재는 상기 용액을 머금을 수 있는 다공성 부재이고, 상기 저장 부재는 상기 메탈층의 양극 산화를 통해 상기 메탈층으로부터 성장한 양극 산화 알루미늄일 수 있다.
상기 제1 관통홀은 상기 저장 부재에 고른 분포로 형성되고, 상기 제2 관통홀의 직경은 상기 제1 관통홀에 비해 크고, 각각의 상기 제2 관통홀은 복수의 상기 제1 관통홀과 직접 연결되며, 각각의 상기 제2 관통홀과 직접 연결된 상기 제1 관통홀들의 밀도는 상기 제2 관통홀 전체에서 일정할 수 있다.
상기 제1 관통홀의 직경은 20nm 이상 250nm 이하일 수 있다.
상기 제2 관통홀의 직경은 3um 이하일 수 있다.
상기 제1 관통홀의 직경은 하부에서 상부로 갈수록 작아질 수 있다.
상기 제2 관통홀의 직경은 하부에서 상부로 갈수록 작아질 수 있다.
상기 용액은 상기 카트리지 모듈부 내의 수용 공간에 수용되고, 상기 수용 공간은 상기 용액의 분무가 이루어지는 축 방향을 향해 테이퍼진 형상(Taper shape)으로 이루어질 수 있다.
상기 압전층은 상기 메탈층 상면의 제1 영역을 덮도록 구비되고, 상기 제2 관통홀은 상기 메탈층 상면의 제2 영역에 형성되고, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 서로 독립된 영역일 수 있다.
상기 압전층과 연결되는 전극부를 더 포함하고, 상기 압전층은 상기 메탈층과 상기 전극부 사이에 흐르는 교류 신호를 진동으로 변환시킬 수 있다.
상기 저장 부재는 솜, 면, 멤브레인(Membrane) 필터 소재 중 어느 하나일 수 있다.
내부 공간이 상기 메탈층과 연결되며, 분무된 상기 용액을 사용자의 입을 향해 방출하는 마우스 피스; 상기 마우스 피스와 연결되며, 내부에 상기 카트리지 모듈부, 상기 저장 부재 및 상기 압전층을 수용하는 하우징; 및 상기 하우징의 일측에 구비되는 사용자 인증부를 더 포함하고, 상기 용액의 분무는 상기 사용자 인증부를 통한 사용자 인증의 성공 시에만 이루어질 수 있다.
상기 사용자 인증부는 지문인식센서일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 저장 부재는 메탈층의 양극 산화를 통해 메탈층으로부터 성장한 양극 산화 알루미늄으로 이루어지므로, 저장 부재에 형성된 복수의 제1 관통홀은 미세한 직경을 가지면서도 고른 분포로 형성될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 저장 부재는 메탈층의 양극 산화를 통해 메탈층으로부터 성장한 양극 산화 알루미늄으로 이루어지므로, 저장 부재 상에 메탈층을 증착 또는 적층하기 위한 별도의 공정이 불필요하다. 즉 에어로졸 발생 장치의 제작에 필요한 시간과 비용은 절감될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 관통홀은 하부에서 상부로 갈수록 직경이 작아지는 형상으로 이루어지므로, 제1 관통홀에서의 모세관 현상은 촉진될 수 있다. 즉, 제1 관통홀 내에서의 용액의 이동은 보다 활발히 이루어질 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 메탈층에 형성된 제2 관통홀은 하부에서 상부로 갈수록 직경이 작아지는 형상으로 이루어지므로, 제2 관통홀에서 분무되는 입자는 보다 미세한 크기를 가질 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면 제2 관통홀에 연결된 제1 관통홀들의 밀도는 제2 관통홀 전체에서 일정하게 유지되므로, 용액의 분무는 제2 관통홀 전체에서 고르게 이루어질 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면 용액이 수용되는 수용 공간은 용액의 분무가 이루어지는 축 방향으로 갈수록 가늘어지는 테이퍼(Taper) 형상으로 이루어지므로, 수용공간 내에 용액이 남아있음에도 용액의 분무가 이루어지지 않는 현상은 최소화될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치의 각 구성을 분리하여 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카트리지 모듈부의 각 구성을 분리하여 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카트리지 모듈부를 도시한 상하방향 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 모듈부를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치를 도시한 부분단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치를 도시한 부분확대도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분무발생부의 사시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", '구비하다 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예컨대 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예컨대 모듈은ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치(100)의 구성도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치(100)의 각 구성을 분리하여 도시한 사시도이다.
도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 장치(100)는 하우징(110), 생체 인식부(120), 배터리부(130), 카트리지 모듈부(140), 초음파 모듈부(150), 마우스피스(160), 압력 센서(170), 회로부(180), 표시부(190), 스피커(200) 및 충전 표시등(210)을 포함할 수 있다.
하우징(110)은 에어로졸 발생 장치(100)의 구성품을 내부에 수용할 수 있으며, 내부에 수용된 구성품을 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다. 예컨대 하우징(110)은 생체 인식부(120), 배터리부(130), 카트리지 모듈부(140), 초음파 모듈부(150), 압력 센서(170), 회로부(180), 표시부(190), 스피커(200) 및 충전 표시등(210)을 내부에 수용할 수 있다.
생체 인식부(120)는 하우징(110)의 일측에 구비되어 사용자 인증을 수행할 수 있다. 생체 인식부(120)는 정맥, 지문, 홍채 또는 음성을 감지하는 센서일 수 있으며, 본 실시예에서는 지문인식센서를 채용하였다. 또한 에어로졸의 분무는 생체 인식부(120)의 인증 결과에 따라 제어될 수 있다. 예컨대 에어로졸의 분무는 사용자의 인증이 성공하였을 시에만 이루어질 수 있다.
배터리부(130)는 에어로졸 발생 장치(100)의 각 구성에 전원을 공급할 수 있다. 배터리부(130)는 충전할 수 있는 2차 전지 또는 일회용 전지 일 수 있다.
카트리지 모듈부(140)는 분무의 대상인 용액을 수용할 수 있다. 이때 용액은 치료용 약제 또는 니코틴 용액일 수도 있다. 일 예로 치료용 약제는 진생(Ginseng)일 수 있다.
초음파 모듈부(150)는 용액을 분무시킬 수 있다. 초음파 모듈부(150)는 용액을 나노 또는 마이크로 단위로 입자화시킬 수 있다. 초음파 모듈부(150)는 카트리지 모듈부(140) 내에 수용될 수도 있다. 초음파 모듈부(150)의 구조는 도 2 내지 3을 통해 상세히 살펴보기로 한다.
마우스피스(160)는 분무된 용액을 사용자의 입을 향해 방출할 수 있다. 마우스피스(160)는 하우징(110)과 연결될 수 있다. 마우스피스(160)는 내부에 분무 용액 또는 기체가 통과할 수 있는 통로, 즉 공간이 형성될 수 있다. 마우스피스(160)의 내부 공간은 카트리지 모듈부(140)와 연결될 수 있다. 예컨대 마우스피스(160)의 내부 공간은 메탈층(152)과 연결될 수 있다.
다음으로, 마우스피스(160)는 분무된 용액을 사용자의 입으로 전달할 수 있다. 마우스피스(160)는 하우징(110)의 단부에 결합될 수 있으며, 카트리지 모듈부(140)가 끼워지도록 수용홈이 형성될 수 있다.
압력 센서(170)는 하우징(110)의 내부에 구비되어 사용자의 흡입 압력을 감지할 수 있다. 예컨대 사용자는 마우스피스(160)에 입을 대고 흡입을 시도할 수 있다. 하우징(110)의 내부 압력은 사용자의 흡입으로 인해 변할 수 있다. 그리고 압력 센서(170)는 하우징(110)의 내부 압력 변화를 감지할 수 있다.
또한 압력 센서(170)의 감지 결과에 따라 에어로졸의 분무가 제어될 수 있다. 예컨대 에어로졸의 분무는 압력 센서(170)가 하우징(110) 내부 압력의 변화를 감지하였을 시에만 이루어질 수 있다. 다른 예로 에어로졸의 분무는 사용자의 인증이 성공한 상태에서, 압력 센서(170)가 하우징(110) 내부 압력의 변화를 감지하였을 시에만 이루어질 수도 있다.
회로부(180)는 에어로졸 발생 장치(100) 내 각 구성의 동작을 제어할 수 있다. 예컨대 회로부(180)는 생체 인식부(120), 초음파 모듈부(150), 배터리부(130) 및 압력 센서(170)의 동작을 제어할 수 있다.
표시부(190)는 에어로졸 발생 장치(100)의 상태 정보를 사용자에게 디스플레이할 수 있다. 예컨대 상태 정보는 에어로졸 발생 장치(100)의 동작 상태, 카트리지(141) 내 용액의 잔량 또는 배터리부(130)에 남은 에너지의 잔량일 수 있다.
스피커(200)는 에어로졸 발생 장치(100)의 사용과 관련된 안내 멘트를 출력할 수 있다.
충전 표시등(210)은 에어로졸 발생 장치(100)의 충전 상태를 표시할 수 있다. 예컨대 충전 표시등(210)은 에어로졸 발생 장치(100)의 충전 상태에 따라 다른 색의 광을 출력할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카트리지 모듈부(140)의 각 구성을 분리하여 도시한 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 카트리지 모듈부(140)는 카트리지(141), 측면 커버부(142), 측면 커버 마개(143), 카트리지 제어 유닛(144), 초음파 모듈 지지부(145) 및 상면 커버부(146)를 포함할 수 있다.
카트리지(141)는 내부에 형성된 수용 공간(S)에 용액을 수용할 수 있다. 수용 공간(S)은 측면 커버부(142) 및 측면 커버 마개(143)를 통해 밀봉될 수 있다. 측면 커버부(142)에는 수용 공간(S)으로의 용액 공급을 위한 홀이 형성될 수 있다. 측면 커버부(142)에 형성된 홀은 측면 커버 마개(143)를 통해 밀봉될 수 있다.
도 3의 실시예에서 초음파 모듈부(150)는 카트리지 모듈부(140) 내에 포함될 수 있다. 예컨대 초음파 모듈부(150)는 카트리지(141)의 상부에 안착될 수 있다. 여기서 상측 방향은 용액이 분무되는 축(A)을 기준으로 용액이 분무되는 방향일 수 있다. 초음파 모듈부(150)는 수용 공간(S)과 연결될 수 있다. 수용 공간(S)에 수용된 용액은 초음파 모듈부(150)로 공급될 수 있다.
그리고 초음파 모듈 지지부(145)는 한 쌍이 구비되어 초음파 모듈부(150)를 상/하에서 지지할 수 있다. 초음파 모듈 지지부(145)는 용액의 분무 시 진동하는 초음파 모듈을 안정적으로 지지하기 위한 구성이다. 예컨대 초음파 모듈 지지부(145)는 고무 소재로 이루어질 수 있다.
그리고 상면 커버부(146)는 초음파 모듈부(150) 및 초음파 모듈 지지부(145)가 카트리지(141)로부터 이탈하지 않도록 고정력을 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카트리지 모듈부(140)를 도시한 상하방향 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 수용 공간(S)은 카트리지(141)의 내부에 형성될 수 있다. 수용 공간(S)은 용액(M)의 주입이 이루어지는 카트리지(141)의 측방향 단부로부터 초음파 모듈부(150)와 인접한 영역, 즉 용액이 분무되는 축(A)의 인근 영역까지에 걸쳐 형성될 수 있다.
또한 수용 공간(S)은 용액의 분무가 이루어지는 축 방향으로 갈수록 가늘어지는 테이퍼 형상(Taper shape)으로 이루어질 수 있다. 구체적으로 수용 공간(S)은 용액이 분무되는 축(A) 인근에서의 상하폭(SH2)이 카트리지의 측방향 단부 인근에서의 상하폭(SH1)에 비해 좁은 형상으로 이루어질 수 있다.
이에 따르면 사용자가 에어로졸 발생 장치(100)를 사용할 시, 수용 공간(S) 내부의 용액(M)은 초음파 모듈부(150)의 근처로 모일 수 있다. 구체적으로 사용자가 폐로 에어로졸을 전달하기 위해 마우스피스(160)를 입에 무는 경우, 수용 공간(S) 내부의 용액(M)은 중력으로 인해 초음파 모듈부(150)의 근처로 모이게 된다. 따라서 수용 공간(S) 내 용액이 남아있음에도 용액의 분무가 이루어지지 않는 현상은 최소화될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 모듈부(150)를 도시한 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 초음파 모듈부(150)는 저장 부재(151), 메탈층(152), 압전층(153) 및 전극부(154)를 포함할 수 있다.
저장 부재(151)는 상하 방향으로 복수의 제1 관통홀(H1)이 형성된 다공성 부재일 수 있다. 또한 저장 부재(151)는 하부가 용액에 잠기어 용액을 머금을 수 있도록 구비될 수 있다. 그리고 용액은 모세관 현상으로 인해 제1 관통홀(H1)을 따라 상측 방향으로 이동할 수 있다.
메탈층(152)은 저장 부재(151)의 상부에 구비될 수 있다. 메탈층(152)은 알루미늄 소재를 포함할 수 있다. 그리고, 저장 부재(151)는 메탈층(152)의 양극 산화를 통해 메탈층(152)으로부터 성장한 부재일 수 있다. 저장 부재(151)는 양극 산화 알루미늄(Anodic aluminum oxide, AAO)일 수 있다.
양극 산화 알루미늄(Anodic aluminum oxide, AAO)은 알루미늄의 전기화학 반응을 통해 얻어지는 산화피막으로이다. 양극 산화 알루미늄은 Al2O3일 수 있다. 양극 산화 알루미늄은 피막 표면부터 내부까지 균일하게 정렬된 나노미터 크기(30~100nm)의 기공을 가진 다공성 세라믹 소재일 수 있다. 양극 산화 알루미늄은 알루미늄기판에 전기화학반응으로 산화피막을 성장시키고, 알루미늄 기판을 제거하여 생성될 수 있다.
한편 메탈층(152)은 별도로 제작된 저장 부재(151) 상에 증착됨으로써 구비될 수도 있다. 또한 저장 부재(151)와 메탈층(152)은 각각 따로 제작된 후 서로 부착될 수도 있다.
저장 부재(151)는 솜, 면, 멤브레인(Membrane) 필터 소재 중 어느 하나일 수도 있다.
제1 관통홀(H1)은 저장 부재(151)가 메탈층(152)으로부터 성장하는 과정에서 형성된 홀일 수 있다. 이에 따르면, 제1 관통홀(H1)은 미세한 직경을 가지면서도 저장 부재(151)에 고른 분포로 형성될 수 있다. 일 예로 제1 관통홀(H1)의 직경은 20nm 이상 250nm 이하일 수 있다.
한편, 메탈층(152)에는 상하 방향으로 복수의 제2 관통홀(H2)이 형성될 수 있다. 그리고 제1 관통홀(H1)을 따라 이동한 용액은 제2 관통홀(H2)에서 분무될 수 있다.
제2 관통홀(H2)은 일정한 크기를 갖도록 형성될 수 있다. 복수의 제2 관통홀(H2)은 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 공정을 통해 형성될 수 있다. 일 예로 복수의 제2 관통홀(H2)은 포토리소그래피(Photolithography)를 통한 패터닝(Patterning) 공정 및 에칭(Etching) 공정을 통해 형성될 수 있다. 일 예로 제2 관통홀(H2)의 직경은 3um 이하일 수 있다.
또한 제2 관통홀(H2)의 직경은 제1 관통홀(H1)의 직경에 비해 클 수 있다.
구체적으로, 각각의 제2 관통홀(H2)에는 복수의 제1 관통홀(H1)이 직접 연결될 수 있다. 이때 제1 관통홀(H1)은 저장 부재(151)에 고른 분포로 형성된 상태이므로, 각각의 제2 관통홀(H2)에 연결된 제1 관통홀(H1)들의 밀도는 제2 관통홀(H2) 전체에서 일정하게 유지될 수 있다.
전술한 바와 같이 용액은 제1 관통홀(H1)을 따라 이동하여 제2 관통홀(H2)에서 분무되므로, 제2 관통홀(H2) 내 제1 관통홀(H1)의 밀도는 제2 관통홀(H2)의 분무량에 영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 제1 관통홀(H1)들의 밀도가 제2 관통홀(H2) 전체에서 일정하게 유지되므로, 용액의 분무가 제2 관통홀(H2) 전체에서 고르게 이루어질 수 있는 장점이 있다.
한편 도 5의 영역 R에 도시된 바와 같이 각각의 제1 관통홀(H1)은 하부에서 상부로 갈수록 직경이 작아질 수 있다. 제1 관통홀(H1)은 상부를 향해 테이퍼진 형상으로 이루어질 수 있다. 제1 관통홀(H1)은 하부 직경(D2)이 상부 직경(D1)에 비해 큰 형상으로 이루어질 수 있다. 이에 따르면 제1 관통홀(H1)에서의 모세관 현상은 촉진될 수 있다. 즉, 제1 관통홀(H1) 내에서의 용액의 이동은 보다 활발히 이루어질 수 있다. 한편 제1 관통홀(H1)은 상부에서 하부로 갈수록 직경이 작아질 수도 있다. 제1 관통홀(H1)은 상부 직경(D1)과 하부 직경(D2)이 같을 수도 있다.
또한 제2 관통홀(H2)은 하부에서 상부로 갈수록 직경이 작아지는 형상으로 이루어질 수 있다. 이에 따르면 제2 관통홀(H2)에서 분무되는 입자는 보다 미세한 크기를 가질 수 있다.
압전층(153)은 메탈층(152)의 상부에 구비될 수 있다. 압전층(153)은 교류 신호를 진동으로 변환할 수 있다. 일 예로 압전층(153)은 메탈층(152) 상면의 제1 영역에 구비될 수 있다. 제1 영역은 메탈층(152) 상면의 테두리 영역일 수 있다. 그리고 제2 관통홀(H2)은 메탈층(152)의 제2 영역에 구비될 수 있다. 제1 영역과 제2 영역은 서로 독립적인 영역일 수 있다.
전극부(154)는 압전층(153)과 연결될 수 있다. 일 예로 전극부(154)는 압전층(153)의 상부에 구비될 수 있다. 압전층(153)은 메탈층(152)과 전극부(154) 사이에 흐르는 교류 신호를 진동으로 변환할 수 있다. 이 경우 메탈층(152)은 압전층(153)에 교류 신호를 공급하기 위한 일종의 전극으로서 기능할 수 있다.
도 6 내지 8 실시예는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치에 관한 것으로, 이하에서는 도 1 내지 5의 실시예와의 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치를 도시한 부분단면도이다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치를 도시한 부분확대도이다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분무발생부의 사시도이다.
도 6내지 8에 도시된 바와 같이, 카트리지 모듈부(1140)는 카트리지(1141), 커버부(1142), 에어패스(1143), 감지관(1144), 분무 안착부(1145), 제1 흡입부(1146) 및 베이스 플레이트(1147)를 포함할 수 있다.
카트리지(1141)는 용액을 수용할 수 있으며, 이러한 용액을 밀폐시키는 커버부(1142)를 포함할 수 있다. 커버부(1142)의 일측에는 미세한 공기만 투과되고 용액을 가두는 통로부가 더 포함될 수 있다. 에어패스(1143)는 카트리지(1141) 일측에 배치되어 외부로부터 공기가 유입될 수 있다. 감지관(1144)은 카트리지(1141) 일측에서 사용자의 흡입을 유도 및 감지할 수 있다.
초음파 모듈부(1150)는 분무 안착부(1145)에 안착될 수 있다.
여기서, 초음파 모듈부(1150)는 용액을 분무시킬 수 있다. 그리고 베이스 플레이트(1147)는 초음파 모듈부(1150)와 카트리지(1141)를 지지할 수 있다. 베이스 플레이트(1147)는 분무 안착부(1145)와 일체로 이루어질 수 있다.
한편, 초음파 모듈부(1150)는 특정 주파수로 진동하는 금속플레이트(1152)와 이를 지지하는 러버(1154)를 포함할 수 있다.
한편, 금속플레이트(1152)의 상부에는 용액을 분무 입자로 전환시키는 분무발생부(1155)가 구비될 수 있다.
분무발생부(1155)는 투과막(1157), 탄성부재(1158) 및 탄성몸체부(1156)를 포함할 수 있다.
투과막(1157)은 용액을 머금을 수 있다. 투과막(1157)은 흡습성 소재로 이루어질 수 있다. 일 예로, 투과막(1157)은 스펀지(Sponge), 면(Cotton) 등일 수 있다.
탄성부재(1158)는 투과막(1157)을 눌러 금속플레이트에 맞닿도록 할 수 있다. 일 예로 탄성부재(1158)는 스프링일 수 있다.
탄성몸체부(1156)는 투과막(1157)이 내외벽 사이에 구비되도록 수용 공간이 구비된 형상을 지니며 탄성부재를 고정 및 지지할 수 있다.
다른 예로, 금속플레이트(1152)는 용액을 미세 입자로 분무시키는 메쉬(미도시)를 포함할 수도 있다. 이때 메쉬(미도시)를 통과한 분무 입자의 크기는 미크론(micron) 단위일 수 있다.
다음으로, 마우스피스(1160)는 분무 입자를 사용자의 입으로 전달할 수 있다. 마우스피스(1160)는 카트리지 모듈부(1140)에 끼워질 수 있다.
또한, 마우스피스(1160) 일측에는 외부로부터 공기가 유입되는 관통홀(1165)이 구비될 수 있다. 관통홀(1165)은 커버부(1142)의 일측과 제1 흡입부(1146)를 연결할 수 있다. 즉, 외부의 공기는 제1흡입부(1146)로 유입되어 분무 입자와 함께 만날 수 있다.
또한, 사용자의 흡입 압력을 감지하는 압력 센서(1170)가 구비될 수 있다. 압력 센서(1170)는 감지관(1144)과 연결될 수 있다.
그리고, 마우스피스(1160)는 제2 흡입부(1163)를 포함할 수 있다. 제1 흡입부(1146)와 제2 흡입부(1163)는 서로 연결될 수 있다.
예를 들어, 사용자가 마우스피스(1160)를 통해 흡입을 하게 되면, 압력 센서(1170)는 감지관(1144)을 통해 흡입 압력을 감지할 수 있다. 그리고, 용액의 분무는 압력의 감지 시 이루어질 수 있다. 그리고 사용자는 제2 흡입부(1163)와 제1 흡입부(1146)를 통해 분무 입자를, 관통홀(1165)과 에어패스(1143)를 통해 외부 공기를 흡입할 수 있다.
한편, 마우스피스(1160)에는 제1 흡입부(1146)와 제2 흡입부(1163)로부터 이동된 분무 입자가 사용자의 입으로 전달되기 전에 일시적으로 머무르는 배출홈(미도시)이 더 형성될 수 있다. 이때, 배출홈은 높이에 따라 직경이 다를 수 있다. 이는 분무 입자의 이동속도를 증가시키기 위함이다.
일 예로 배출홈은 사용자의 입이 닿는 마우스피스(1160)의 단부로 향할수록 직경이 작아질 수 있다. 일 예로 배출홈(미도시)은 모래시계(Sandglass) 형상 또는 구(Sphere) 형상으로 형성될 수도 있다.
한편, 마우스피스(1160)와 카트리지 모듈부(1140)는 일체형으로 형성될 수 있다. 예를 들어 사용자가 카트리지(1140)에 있는 용액을 모두 사용하게 되면, 사용자는 마우스피스(1160)와 카트리지 모듈부(1140)를 하우징으로부터 분리할 수 있다. 그리고 사용자는 새로운 마우스피스(1160)와 카트리지 모듈부(1140)를 다시 하우징에 체결하여 사용할 수 있다.
하우징 내부에는 모바일기기와 통신을 위한 근거리 통신모듈(미도시)이 더 포함될 수 있다. 근거리 통신모듈은 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), NFC(Near Field Communication), MST(Magnetic Secure Transmission), 지그비(ZigBee) 중 어느 하나일 수 있다.
하우징 내부에는 카트리지의 용액 또는 기화된 분무 입자를 일정하게 조절할 수 있는 개폐부(미도시)가 더 포함될 수 있다. 예를 들어, 개폐부는 카메라 모듈에 적용되고 있는 필터체인저가 될 수 있다. 즉, 사용자가 흡입하는 과정에서는 오픈하고, 흡입을 멈출 시에는 닫히는 기능을 부여할 수 있다. 이렇게 하게 되면, 사용자가 미사용시 제품을 상하 반대 방향으로 파지하더라도 용액 등이 흐르는 것을 방지할 수도 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
발명의 실시를 위한 형태는 발명의 실시를 위한 최선의 형태에서 함께 설명되었다.
본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치는 폐와 같은 신체 내 깊숙한 기관까지 전달 가능한 미세 에어로졸을 생성할 수 있는 바, 천식, 만성 기관지염, 폐기종, 낭성섬유증, 만성폐쇄성 폐질환 등의 다앙한 폐 질환을 치료하기 위한 치료 장치로서 활용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 용액을 수용하는 카트리지 모듈부;
    상하 방향으로 복수의 제1 관통홀이 형성되며, 하부가 상기 용액에 잠기어 상기 용액을 머금을 수 있도록 구비되는 저장 부재;
    상기 저장 부재의 상부에 구비되며 상하 방향으로 복수의 제2 관통홀이 형성된 메탈층; 및
    상기 메탈층의 상부에 구비되어 진동을 발생시키는 압전층을 포함하고,
    상기 용액은 상기 복수의 제1 관통홀을 따라 이동하여 상기 제2 관통홀에서 분무되는 것인 에어로졸 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메탈층은 알루미늄을 포함하고,
    상기 저장 부재는 상기 용액을 머금을 수 있는 다공성 부재이고,
    상기 저장 부재는 상기 메탈층의 양극 산화를 통해 상기 메탈층으로부터 성장한 양극 산화 알루미늄인 것인 에어로졸 발생 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 관통홀은 상기 저장 부재에 고른 분포로 형성되고,
    상기 제2 관통홀의 직경은 상기 제1 관통홀에 비해 크고,
    각각의 상기 제2 관통홀은 복수의 상기 제1 관통홀과 직접 연결되며, 각각의 상기 제2 관통홀과 직접 연결된 상기 제1 관통홀들의 밀도는 상기 제2 관통홀 전체에서 일정한 것인 에어로졸 발생 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 관통홀의 직경은 20nm 이상 250nm 이하인 것인 에어로졸 발생 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 관통홀의 직경은 3um 이하인 것인 에어로졸 발생 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 관통홀의 직경은 하부에서 상부로 갈수록 작아지는 것인 에어로졸 발생 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 관통홀의 직경은 하부에서 상부로 갈수록 작아지는 것인 에어로졸 발생 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 용액은 상기 카트리지 모듈부 내의 수용 공간에 수용되고,
    상기 수용 공간은 상기 용액의 분무가 이루어지는 축 방향을 향해 테이퍼진 형상(Taper shape)으로 이루어진 것인 에어로졸 발생 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 압전층은 상기 메탈층 상면의 제1 영역을 덮도록 구비되고,
    상기 제2 관통홀은 상기 메탈층 상면의 제2 영역에 형성되고,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 서로 독립된 영역인 것인 에어로졸 발생 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 압전층과 연결되는 전극부를 더 포함하고,
    상기 압전층은 상기 메탈층과 상기 전극부 사이에 흐르는 교류 신호를 진동으로 변환시키는 것인 에어로졸 발생 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 저장 부재는 솜, 면, 멤브레인(Membrane) 필터 소재 중 어느 하나인 것인 에어로졸 발생 장치.
  12. 제1 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    내부 공간이 상기 메탈층과 연결되며, 분무된 상기 용액을 사용자의 입을 향해 방출하는 마우스 피스;
    상기 마우스 피스와 연결되며, 내부에 상기 카트리지 모듈부, 상기 저장 부재 및 상기 압전층을 수용하는 하우징; 및
    상기 하우징의 일측에 구비되는 사용자 인증부를 더 포함하고,
    상기 용액의 분무는 상기 사용자 인증부를 통한 사용자 인증의 성공 시에만 이루어지는 것인 에어로졸 발생 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 사용자 인증부는 지문인식센서인 것인 에어로졸 발생 장치.
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