KR20180085645A

KR20180085645A - 가열 방식의 미세 입자 발생 장치

Info

Publication number: KR20180085645A
Application number: KR1020170058771A
Authority: KR
Inventors: 정승규
Original assignee: 주식회사 케이티앤지
Priority date: 2017-01-18
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2018-07-27

Abstract

본 발명은 미세 입자 발생 장치에 관한 것으로 특히 전기 가열을 통하여 미세 입자를 발생시키는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 미세 입자 발생 장치에 있어서, 전류를 인가하면 저항에 의해 발열을 하는 히터; 히터에 순간적으로 높은 전력을 공급할 수 있는 축전장치; 히터를 제어하기 위한 제어장치;를 포함하고, 히터는, 일정 온도 이상 가열시 기화하는 물질(기화 물질)이 포함된 기화재를 가열하여 미세 입자를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

Description

가열 방식의 미세 입자 발생 장치{HEATING TYPE FINE PARTICLE GENERATOR}

본 발명은 가열 방식의 미세 입자 발생 장치에 관한 것으로 특히 전기 가열을 통하여 미세 입자를 발생시키는 장치에 관한 것이다.

공기 중의 미세 입자, 즉 에어로졸을 흡입하는 것으로 흔히 말하는 흡연과 같은 기호 물질 흡입이 달성될 수 있다. 종래에는 궐련 형태의 담배가 이러한 기호 물질 흡입의 거의 유일한 수단이었으나 최근에는 전자 담배라는 것도 또 하나의 수단으로 자리 잡고 있다. 전자 담배는 흡입 물질이 액체 형태로 담긴 카트리지에 열이나 초음파를 가하여 흡입 물질을 증기로 기화시켜 미세 입자를 발생시키므로 연소를 시켜 연기를 발생시키는 종래의 궐련 형태의 담배와는 방식 면에서 완전히 차별되며, 그로 인한 장점, 특히 연소로 발생할 수 있는 다양한 유해 물질의 발생을 저지할 수 있다는 장점을 보유한다.

또한, 궐련 형태의 통상의 담배를 선호하는 수요자들의 요구에 따라, 통상의 담배의 필터부와, 궐련부의 모양을 갖는 전자 담배도 제안되고 있는데, 이 전자담배는 궐련부에 포함된 흡입물질을 전자히터로 기화시키면서 통상의 담배와 동등한 구성을 갖는 필터부를 통해 사용자가 흡입하는 구성을 갖는다. 이러한 전자 담배에서는, 건조 담배잎이 채워지는 궐련부의 구성을 갖는 통상의 담배와는 다르게, 흡입 물질이 함침되거나 표면에 묻혀진 종이로 채워진다. 전자 담배를 홀더에 끼우고 홀더 내부의 히터가 가열되어 궐련부 내부의 흡입물질을 기화시키면 사용자가 필터부를 통해 기화되는 흡입 물질을 흡입할 수 있게 된다. 종전의 전자 담배와 마찬가지로 연소가 일어나지 않는다는 장점은 가지면서 통상의 담배를 피울 때와 똑같은 메카니즘으로 필터부를 통해 기화된 흡입 물질을 흡입할 수 있으므로 사용자 입장에서는 통상의 담배를 피우는 것과 같은 기분을 느낄 수 있게 된다.

일반적인 전자담배는 도 1을 참조하면 사용자가 전자담배를 사용하기 위해 전자담배에 구비된 버튼을 누르면, 시간 변화축의 변화 지점(t) 시간까지 급속히 온도를 올리는 예열단계로 돌입하고, 온도 변화축의 변화 지점(c)에서 예열단계가 종료하면서, 온도가 변화 지점(C+2)까지 시간축의 변화 지점(t)와 변화 지점(t+1)사이에서 하강한후 시간축의 변화 지점(t+1)에서 변화 지점(t+2)까지 온도축의 변화 지점(c+2)에서 변화 지점(c+1)로 미세한 기울기로 상승하면서, 기화온도를 유지하고, 시간축의 변화 지점(t+2)에서 사용이 종료되면서 온도가 급속히 하강한다. 상기와 같은 전자담배의 일반적인 작동에 있어서는 사용 시작 또는 예열 단계 중에 공급되는 전력이 매우 높아서, 전자담배의 배터리의 전력소모가 심하고, 과도한 열을 생성하는 경향이 있다. 또한 예열 후에 배터리는 예열 단계에서 소모된 전력손실이 감해진 배터리의 최대 출력에서 기화온도를 유지하면서 작동하므로, 생성된 과도한 열이 소산될 충분한 시간을 가지지 못하여서, 전자담배의 하우징의 내부 및 외부 온도가 높아지며, 전자담배의 배터리의 전력이 급속히 소진되는 경향이 있었다.

본 발명은 연소를 수반하지 않으며 흡입 물질을 다양화할 수 있는 미세 입자 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 히터에 공급하는 전력을 조절할 수 있는 미세 입자 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 열전도 효율이 우수한 다양한 형상의 히터를 포함하는 미세 입자 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 사용자의 흡입 행위에 의해 미세 입자가 흡입될 수 있도록 미세 입자를 발생시키는 미세 입자 발생 장치에 있어서, 전류를 인가하면 저항에 의해 발열을 하는 히터; 히터에 순간적으로 높은 전력을 공급할 수 있는 축전장치; 히터를 제어하기 위한 제어장치;를 포함하고, 히터는, 일정 온도 이상 가열시 기화하는 물질(기화 물질)이 포함된 기화재를 가열하여 미세 입자를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 실시예에 따라, 상기 제어장치는 기화재가 연소되지 않도록 히터를 기화재의 연소 온도 이하로 가열하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 실시예에 따라, 상기 제어장치는 예열 단계, 기화온도 도달 단계, 기화온도 유지 단계로 히터를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 실시예에 따라, 상기 제어장치는 예열 단계에서 히터를 기화재의 연소 온도 이하이지만 그 연소 온도에 근접한 온도로 가열하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 실시예에 따라, 상기 제어장치는 기화온도 도달 단계에서 히터의 온도가 기화 물질의 최소 기화 온도까지 떨어지도록 히터에 전력 공급을 중지하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 실시예에 따라, 상기 제어장치는 히터의 온도가, 기화 물질의 기화량이 극대화가 되는 온도인 최대 기화 온도와 상기 최소 기화 온도 사이에서 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 실시예에 따라, 상기 제어장치는 히터의 온도가 상기 최소 기화 온도 도달시 히터에 전력을 공급하고, 상기 최대 기화 온도 도달시 히터에 전력 공급을 중지하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 실시예에 따라, 상기 미세 입자 발생 장치는 히터의 온도 하강률이 커지면 사용자의 흡입 행위 발생으로 인식하는 연산장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 실시예에 따라, 상기 제어장치는 사용자의 흡입 행위 발생이 인식되면 최대 전력으로 히터에 전력을 공급하여 히터를 최대 기화 온도까지 가열하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 실시예에 따라, 상기 미세 입자 발생 장치는 히터의 온도를 측정하는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 실시예에 따라, 상기 미세 입자 발생 장치는 히터의 열저항 변화를 감지하여 온도를 센싱하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 실시예에 따라, 상기 미세 입자 발생 장치는 온도센서가 히터에 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 실시예에 따라, 히터는 봉침 모양인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 실시예에 따라, 히터는 5각 평판 도형 모양인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 실시예에 따라, 히터는 중공의 원통 모양인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 실시예에 따라, 히터는 중공의 원통 모양이고, 기화재는 히터 내부로 삽입되어 가열되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 연소가 수반되지 않아 유해물질이 발생하지 않는 미세 입자 발생 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 히터에 공급하는 전력을 조절하여 축전장치의 전력을 효과적으로 사용할 수 있는 미세 입자 발생 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 열전도 효율이 우수한 다양한 형상의 히터를 포함하는 미세 입자 발생 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 일반적인 전자담배의 온도 제어 특성을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 미세 입자 발생 장치의 일실시예를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 미세 입자 발생 장치의 개략적인 블럭도이다.

본 발명은 사용자의 흡입 행위에 의해 미세 입자가 흡입될 수 있도록 미세 입자를 발생시키는 미세 입자 발생 장치에 있어서, 전류를 인가하면 저항에 의해 발열을 하는 히터; 히터에 순간적으로 높은 전력을 공급할 수 있는 축전장치; 히터를 제어하기 위한 제어장치;를 포함하고, 히터는, 일정 온도 이상 가열시 기화하는 물질(기화 물질)이 포함된 기화재를 가열하여 미세 입자를 발생시키는 것을 특징으로 한다. 특히 미세 입자는 공기 중에 떠돌 수 있는 정도로 미세한 입자 즉 에어로졸이 될 수 있다.

본 발명은 실시예에 따라, 상기 제어장치는 기화재가 연소되지 않도록 히터를 기화재의 연소 온도 이하로 가열하도록 제어하는 것을 특징으로 한다. 기화재는 액체나 고체가 될 수 있다. 기화 물질은 예를 들어 니코틴이 될 수 있으며 또는 어떠한 향이나 맛을 가진 물질이 될 수도 있다.

이하에서, 본 발명은 실시예들과 도면을 통하여 상세하게 설명된다.

도 2는 본 발명에 따른 미세 입자 발생 장치의 일실시예를 도시한 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 미세 입자 발생 장치는 미세 입자 발생 장치를 예열하기 위해 누를 수 있는 버튼(40)과 전류를 인가하면 저항에 의해 발열을 하는 히터(20)와 상기 히터(20)에 순간적으로 높은 전력을 공급할 수 있는 축전장치(70)와 상기 히터(20)를 제어하기 위한 제어장치(50)를 포함한다. 상기 히터(20)는, 카트리지(10)에 수용된 일정 온도 이상 가열시 기화하는 물질(기화 물질)이 포함된 기화재를 가열하여 미세 입자를 발생시킨다. 예를 들어, 흡입 물질이 함침되거나 표면에 묻혀진 종이로 채워진 궐련 형태의 전자 담배를 상기 카트리지(10)에 삽입하면 상기 히터(20)가 가열되어 궐련부 내부의 흡입 물질을 기화시키면 사용자가 필터부를 통해 기화되는 흡입 물질을 흡입할 수 있게 된다. 상기 제어장치(50)는 상기 히터(20)에 전력이 부족하여 미세 입자 발생 장치(100)의 작동이 불가하여 충전이 필요한 경우나, 미세 입자 발생 장치(100) 가 작동 준비가 완료된 경우에는 모터(80)를 구동하여 상기 미세 입자 발생 장치(100)가 진동하게 되어 사용자가 인식할 수 있도록 한다. 또한 상기 제어장치(50)는 상기 축전장치(70)의 전력 잔량을 상기 미세 입자 발생 장치(100)에 형성된 별도의 표시수단을 통해 표시해 주며, 상기 히터(20)에 전력이 부족하여 미세 입자 발생 장치(100)의 작동이 불가할 경우에도 상기 표시수단을 통해 상태를 표시할 수 있다. 상기 미세 입자 발생 장치(100)는 충전단자(30)를 통해 외장 전력 공급 장치와 데이터 통신이 가능하고, 전력을 공급받을 수 있으며, 상기 미세 입자 발생 장치(100)가 전력을 공급받을 때 상기 제어장치(50)는 축전장치(70)에 공급되는 전력을 상기 표시수단을 통해 표시할 수 있다. 상기 축전장치(70)는 상기 미세 입자 발생 장치(100)로부터 착탈이 가능하여, 전력이 소진된 축전장치(70)를 교체하는 것이 가능하다. 또한 본 발명은 실시예에 따라 상기 미세 입자 발생 장치(100)에는 광 에너지나 기계적 에너지 등의 외부에너지를 전기에너지로 변환시키는 발전수단을 내장하여 전력을 발생시켜 축전장치(40)를 충전시키는 것도 가능하다.

도 3은 본 발명에 따른 미세 입자 발생 장치의 개략적인 블럭도이다. 도 3을 참조하면 본 발명에 따른 미세 입자 발생 장치는 전류를 인가하면 저항에 의해 발열을 하는 히터(20)와 히터에 순간적으로 높은 전력을 공급할 수 있는 축전장치(70)와 히터를 제어하기 위한 제어장치(50)를 포함한다. 히터(20)는, 일정 온도 이상 가열시 기화하는 물질(기화 물질)이 포함된 기화재를 가열하여 미세 입자를 발생시키는 데, 특히 미세 입자는 공기 중에 떠돌 수 있는 정도로 미세한 입자 즉 에어로졸이 될 수 있다. 상기 기화재는 액체나 고체가 될 수 있으며, 기화 물질은 예를 들어 니코틴이 될 수 있으며 어떠한 향이나 맛을 가진 물질이 될 수도 있다. 상기 제어장치(50)는 기화재가 연소되지 않도록 히터(20)를 기화재의 연소 온도 이하로 가열하도록 제어하며, 미세 입자 발생 장치(100)를 작동시키면 예열 단계, 기화온도 도달 단계, 기화온도 유지 단계로 히터(20)를 제어한다. 상기 제어장치(50)는 예열 단계에서 상기 히터(20)를 기화재의 연소 온도 이하이지만 그 연소 온도에 근접한 온도로 가열하며, 기화온도 도달 단계에서는 히터(20)의 온도가 기화 물질의 최소 기화 온도까지 떨어지도록 히터(20)에 전력 공급을 중지하며, 기화온도 유지 단계에서 상기 제어장치(50)는 상기 히터(20)의 온도가, 기화 물질의 기화량이 극대화가 되는 온도인 최대 기화 온도와 상기 최소 기화 온도 사이에서 유지되도록 제어한다. 상기 제어장치(50)는 상기 히터(20)의 온도가 상기 최소 기화 온도 도달시 상기 히터(20)에 전력을 공급하고, 상기 최대 기화 온도 도달시 상기 히터(20)에 전력 공급을 중지하여 상술한 바와 같이 히터(20)를 제어함으로써 효율적으로 전력을 관리한다. 또한 본 발명은 실시예에 따라, 상기 미세 입자 발생 장치(100)는 히터(20)의 온도 하강률이 커지면 사용자의 흡입 행위 발생으로 인식하는 연산장치(90)를 포함할 수 있다. 상기 제어장치(50)는 사용자의 흡입 행위 발생이 인식되면 최대 전력으로 상기 히터(20)에 전력을 공급하여 상기 히터(20)를 최대 기화 온도까지 가열한다. 또한 상기 제어장치(50)는 연산장치(90)로부터 미세 입자 발생 장치(100)가 소정 시간 작동 후에 사용자의 흡입 행위 발생이 인식되지 않으면 히터(20)에 공급하는 전력을 차단하여 불필요한 전력소모를 방지할 수 있다. 또한 본 발명은 실시예에 따라, 상기 미세 입자 발생 장치(100)는 히터(20)의 온도를 측정하는 온도센서(21)를 포함하며, 상기 온도센서(21)는 상기 히터(20)에 부착되어 상기 히터(20)의 열저항 변화를 감지하여 온도를 센싱한다.

본 발명은 실시예에 따라, 상기 히터(20)는 열전도 효율이 우수한 형상으로 다양한 형태의 히터(20)를 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 히터(20)의 형상은 열전도 효율을 고려하여 봉침 모양 또는 5각 평판 도형 모양일 수 있다.

또한 본 발명은 실시예에 따라, 기화재가 함침되거나 표면에 묻혀진 궐련 형태의 전자담배를 사용하기 위해 히터(20)를 중공을 형성한 원통모양으로 제작할 수 있다. 상기 궐련형태의 전자담배는 필터부와 기화재를 포함한 궐련부로 구성되는데, 상기 전자담배를 미세 입자 발생 장치(100)에 끼우면 기화재를 포함한 궐련부가 상기 히터(20)의 중공에 삽입되고 히터(20)가 가열되어 궐련부 내부의 기화재를 기화시키면 사용자가 필터부를 통해 기화되는 흡입 물질을 흡입할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 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.

100 : 미세 입자 발생 장치 200 : 전도성 패턴
300 : 본체 10 : 카트리지
20 : 히터 21 : 온도센서
30 : 충전단자 40 : 버튼
50 : 제어장치 60 : 자석
70 : 축전장치 80 : 모터
90 : 연산장치

Claims

사용자의 흡입 행위에 의해 미세 입자가 흡입될 수 있도록 미세 입자를 발생시키는 미세 입자 발생 장치에 있어서, 전류를 인가하면 저항에 의해 발열을 하는 히터; 히터에 순간적으로 높은 전력을 공급할 수 있는 축전장치; 히터를 제어하기 위한 제어장치;를 포함하고, 히터는, 일정 온도 이상 가열시 기화하는 물질(기화 물질)이 포함된 기화재를 가열하여 미세 입자를 발생시키는 것을 특징으로 하는 가열 방식의 미세 입자 발생 장치.
제1항에 있어서,
제어장치는 기화재가 연소되지 않도록 히터를 기화재의 연소 온도 이하로 가열하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가열 방식의 미세 입자 발생 장치.
제1항에 있어서,
제어장치는 예열 단계, 기화온도 도달 단계, 기화온도 유지 단계로 히터를 제어하는 것을 특징으로 하는 가열 방식의 미세 입자 발생 장치.
제1항에 있어서,
제어장치는 예열 단계에서 히터를 기화재의 연소 온도 이하이지만 그 연소 온도에 근접한 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 가열 방식의 미세 입자 발생 장치.
제1항에 있어서,
제어장치는 기화온도 도달 단계에서 히터의 온도가 기화 물질의 최소 기화 온도까지 떨어지도록 히터에 전력 공급을 중지하는 것을 특징으로 하는 가열 방식의 미세 입자 발생 장치.
제5항에 있어서,
제어장치는 히터의 온도가, 기화 물질의 기화량이 극대화가 되는 온도인 최대 기화 온도와 최소 기화 온도 사이에서 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가열 방식의 미세 입자 발생 장치.
제6항에 있어서,
제어장치는 히터의 온도가 최소 기화 온도 도달시 히터에 전력을 공급하고, 최대 기화 온도 도달시 히터에 전력 공급을 중지하는 것을 특징으로 하는 가열 방식의 미세 입자 발생 장치.
제1항에 있어서,
미세 입자 발생 장치는 히터의 온도 하강률이 커지면 사용자의 흡입 행위 발생으로 인식하는 연산장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 방식의 미세 입자 발생 장치.
제1항에 있어서,
제어장치는 사용자의 흡입 행위 발생이 인식되면 최대 전력으로 히터에 전력을 공급하여 히터를 최대 기화 온도까지 가열하는 것을 특징으로 하는 가열 방식의 미세 입자 발생 장치.
제1항에 있어서,
미세 입자 발생 장치는 히터의 온도를 측정하는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 방식의 미세 입자 발생 장치.
제1항에 있어서,
미세 입자 발생 장치는 히터의 열저항 변화를 감지하여 온도를 센싱하는 것을 특징으로 하는 가열 방식의 미세 입자 발생 장치.
제1항 또는 제10항에 있어서,
미세 입자 발생 장치는 온도센서가 히터에 부착되는 것을 특징으로 하는 가열 방식의 미세 입자 발생 장치.
제1항에 있어서,
히터는 봉침 모양인 것을 특징으로 하는 가열 방식의 미세 입자 발생 장치.
제1항에 있어서,
히터는 5각 평판 도형 모양인 것을 특징으로 하는 가열 방식의 미세 입자 발생 장치.
제1항에 있어서,
히터는 중공의 원통 모양인 것을 특징으로 하는 가열 방식의 미세 입자 발생 장치.
제1항 또는 제15항에 있어서,
히터는 중공의 원통 모양이고, 기화재는 히터 내부로 삽입되어 가열되는 것을 특징으로 하는 가열 방식의 미세 입자 발생 장치.