KR20220111441A - 휴대용 에어로졸 발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휴대용 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 특히 캐패시턴스값의 변화를 감지하여 에어로졸 형성기재 여부 및 에어로졸 형성기재의 재사용 여부를 인식하고 휴대용 에어로졸 발생장치의 동작을 제어할 수 있는 기술에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치는 에어로졸 형성기재가 삽입될 수 있는 공동과; 공동에 구비되어 삽입되는 에어로졸 형성기재를 감싸도록 설치되는 캐패시턴스 패턴과; 캐패시턴스 패턴으로부터 캐패시턴스값을 감지하는 캐패시턴스 센서부와; 캐패시턴스 센서부로부터 신호를 입력받는 마이크로컨트롤러와; 마이크로컨트롤러의 제어에 의해 공동에 삽입된 에어로졸 형성기재를 가열하는 히터와; 히터에 전력을 공급하는 배터리;를 포함하고, 마이크로컨트롤러는 캐패시턴스 센서부로부터 입력받은 신호에 따라 기설정값과 비교하여 에어로졸 형성기재 여부 및 에어로졸 형성기재의 재사용 여부를 판단한다.

Description

휴대용 에어로졸 발생장치{PORTABLE AEROSOL GENERATING DEVICE}
본 발명은 휴대용 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 특히 캐패시턴스값의 변화를 감지하여 에어로졸 형성기재 여부 및 에어로졸 형성기재의 재사용 여부를 인식하고 휴대용 에어로졸 발생장치의 동작을 제어할 수 있는 기술에 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 본 발명이 적용될 수 있는 종래 기술의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면 휴대용 에어로졸 발생장치(10)는 전류를 인가하면 저항에 의해 발열을 하는 히터(14)와 상기 히터(14)에 순간적으로 높은 전력을 공급할 수 있는 배터리(16)와 상기 히터(14)를 제어하기 위한 마이크로컨트롤러(15)를 포함한다. 상기 히터(14)는, 공동(13)에 수용된 일정 온도 이상 가열시 기화하는 물질(기화 물질)이 포함된 기화재를 가열하여 에어로졸을 발생시킨다. 예를 들어, 흡입 물질이 함침되거나 표면에 묻혀진 종이로 채워진 에어로졸 형성기재(11)를 개구(12)를 통해 상기 공동(13)에 삽입하면 상기 히터(14)가 가열되어 에어로졸 형성기재(11) 내부의 흡입 물질을 기화시키면 사용자가 에어로졸 형성기재(11)의 필터부를 통해 기화되는 흡입 물질을 흡입할 수 있게 된다. 그러나 상술한 휴대용 에어로졸 발생장치(10)는 에어로졸 형성기재(11)가 아닌 이물질이 삽입된 상태나 에어로졸 형성기재(11)가 삽입되지 않은 상태에서 사용자가 부주의하게 버튼을 조작하여 동작을 시킬 경우 히터(14)가 과열되거나 휴대용 에어로졸 발생장치(10)가 고장날 우려가 있다. 또한 에어로졸 형성기재(11)의 사용 여부를 인식할 수 없어서, 이미 사용된 에어로졸 형성기재(11)를 삽입하여 동작할 경우 사용자에게 탄맛 같은 불쾌감을 유발할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 휴대용 에어로졸 발생장치에 있어서, 캐패시턴스값의 변화를 측정하기 용이한 구조를 구비하여 에어로졸 형성기재 여부 및 에어로졸 형성기재의 재사용 여부를 인식하고 제어할 수 있는 휴대용 에어로졸 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치는 에어로졸 형성기재가 삽입될 수 있는 공동과; 공동에 구비되어 삽입되는 에어로졸 형성기재를 감싸도록 설치되는 캐패시턴스 패턴과; 캐패시턴스 패턴으로부터 캐패시턴스값을 감지하는 캐패시턴스 센서부와; 캐패시턴스 센서부로부터 신호를 입력받는 마이크로컨트롤러와; 마이크로컨트롤러의 제어에 의해 공동에 삽입된 에어로졸 형성기재를 가열하는 히터와; 히터에 전력을 공급하는 배터리;를 포함하고, 마이크로컨트롤러는 캐패시턴스 센서부로부터 입력받은 신호에 따라 기설정값과 비교하여 에어로졸 형성기재 여부 및 에어로졸 형성기재의 재사용 여부를 판단한다.
또한 실시예에 따라 캐패시턴스 패턴은 분리된 복수의 패턴으로 구성되어 에어로졸 형성기재를 감싸도록 설치된다.
또한 실시예에 따라 캐패시턴스 패턴은 평면, meander line, inter-digitized line 중 하나로 이루어져 에어로졸 형성기재를 감싸도록 설치된다.
또한 실시예에 따라 마이크로컨트롤러는 캐패시턴스 센서부로부터 입력받은 신호에 따라 기설정값과 비교하여 에어로졸 형성기재 여부를 판단함에 있어서, 전용 에어로졸 형성기재 여부를 판단한다.
또한 실시예에 따라 마이크로컨트롤러는 캐패시턴스 센서부로부터 입력받은 신호에 따라 기설정값과 비교하여 에어로졸 형성기재가 아니라고 판단되면 대기상태를 유지하도록 제어한다.
또한 실시예에 따라 마이크로컨트롤러는 캐패시턴스 센서부로부터 입력받은 신호에 따라 기설정값과 비교하여 에어로졸 형성기재가 재사용된 것으로 판단되면 대기상태를 유지하도록 제어한다.
또한 실시예에 따라 마이크로컨트롤러는 캐패시턴스 센서부로부터 입력받은 신호에 따라 기설정값과 비교하여 에어로졸 형성기재가 공동으로부터 인출되었다고 판단되면 대기상태를 유지하도록 제어한다.
본 발명에 따르면 캐패시턴스 패턴이 휴대용 에어로졸 발생장치의 제한된 공간에서 캐패시턴스 변화값을 용이하게 감지할 수 있도록 설치되어 에어로졸 형성기재 여부 및 재사용 여부를 판단할 수 있다.
본 발명에 따르면 에어로졸 형성기재 여부 및 재사용 여부를 판단하여 히팅을 제어함으로써 휴대용 에어로졸 형성기재의 과열 또는 고장을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면 에어로졸 형성기재 여부 및 재사용 여부를 판단하여 히팅을 제어함으로써 사용자에게 탄맛 같은 불쾌감의 유발을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면 전용 에어로졸 형성기재 여부를 판단할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 종래 기술의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 3과 도 4는 본 발명에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치에 설치되는 캐패시턴스 패턴의 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치에서 캐패시턴스값의 변화에 따른 판단 기준을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치에서 캐패시턴스값의 변화에 따른 전용 에어로졸 형성기재의 판단 기준을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 종래 기술의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 블럭도이다. 도 1과 도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치(10)는 에어로졸 형성기재(11)가 삽입될 수 있는 공동(13)과 공동(13)에 구비되어 삽입되는 에어로졸 형성기재(11)를 감싸도록 설치되는 캐패시턴스 패턴(17)과 캐패시턴스 패턴(17)으로부터 캐패시턴스값을 감지하는 캐패시턴스 센서부(18)와 캐패시턴스 센서부(18)로부터 신호를 입력받는 마이크로컨트롤러(15)와 마이크로컨트롤러(15)의 제어에 의해 공동(13)에 삽입된 에어로졸 형성기재(11)를 가열하는 히터(14)와 히터(14)에 전력을 공급하는 배터리(16)를 포함한다. 에어로졸 형성기재(11)는 실시예에 따라 흡입 물질이 함침되거나 표면에 묻혀진 종이로 채워진 원통 형태로서 공동(13) 내부로 삽입되고, 에어로졸 형성기재(11)가 공동(13)에 삽입된 상태에서 캐패시턴스 패턴(17)은 소정 간격을 두고 에어로졸 형성기재(11)를 감싸는 위치에 있게 된다. 에어로졸 형성기재(11)가 삽입?瑛? 때 캐패시턴스 센서부(18)는 캐패시턴스 패턴(17)으로부터 캐패시턴스값을 감지하여 마이크로컨트롤러(15)로 신호를 입력하고, 마이크로컨트롤러(15)는 캐패시턴스 센서부(18)로부터 입력받은 신호에 따라 기설정값과 비교하여 휴대용 에어로졸 발생장치(10)에 사용할 수 있는 에어로졸 형성기재(11) 여부 및 에어로졸 형성기재(11)의 재사용 여부를 판단한다.
도 3과 도 4는 본 발명에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치에 설치되는 캐패시턴스 패턴의 실시예들을 설명하기 위한 도면이다. 도 3의 (a) 내지 (c)를 참조하면 캐패시턴스 패턴(17)은 에어로졸 형성기재(11)를 감싸도록 위치하며, 도 3의 (b)를 참조하면 캐패시턴스 패턴(17)은 분리된 2개의 패턴으로 구성되어 에어로졸 형성기재(11)를 감싸도록 위치한다. 이러한 캐패시턴스 패턴(17)은 공동(13)에 구비되어 에어로졸 형성기재(11)를 감싸도록 설치된다. 또한 도 3의 (c)를 참조하면 캐패시턴스 패턴(17)은 분리된 4개의 패턴으로 구성되어 에어로졸 형성기재(11)를 감싸도록 위치한다. 이러한 캐패시턴스 패턴(17)은 공동(13)에 구비되어 에어로졸 형성기재(11)를 감싸도록 설치된다. 도 3에서는 2개 또는 4개로 분리된 패턴을 설명하였지만 필요에 따라 캐패시턴스 패턴(17)을 다른 복수개의 분리된 패턴으로 구성하여 에어로졸 형성기재(11)를 감싸도록 설치할 수도 있다. 도 4를 참조하면 캐패시턴스 패턴(17)은 휴대용 에어로졸 발생장치(10)의 제한된 공간에 설치하기 위해 다양한 실시예로 적용가능하다. 캐패시턴스 패턴(17)이 에어로졸 형성기재(11)를 감싸는 면적 및 캐패시턴스 패턴(17)간의 거리에 의해 센싱 감도는 변화되며, 이를 고려하여 다양한 설계가 가능하다. 도 4의 (a) 또는 (b)를 참조하면 캐패시턴스 패턴(17)은 좌우로 분리된 2개의 패턴으로 구성되어 에어로졸 형성기재(11)의 일부를 감싸도록 위치하며 이러한 캐패시턴스 패턴(17)은 공동(13)에 구비되어 에어로졸 형성기재(11)의 일부를 감싸도록 설치된다. 또한 도 4의 (d) 또는 (e)를 참조하면 캐패시턴스 패턴(17)은 상하로 분리된 2개의 패턴(17)으로 구성되어 에어로졸 형성기재(11)의 일부를 감싸도록 위치하며 이러한 캐패시턴스 패턴(17)은 공동(13)에 구비되어 에어로졸 형성기재(11)의 일부를 감싸도록 설치된다. 도 4의 (a) 내지 (d)에서는 2개로 분리된 패턴을 설명하였지만 필요에 따라 캐패시턴스 패턴(17)을 다른 복수개의 분리된 패턴으로 구성하여 에어로볼 형성기재(11)의 일부를 감싸도록 설치할 수도 있다. 또한 도 4의 (f)와 (g)를 참조하면 실시예에 따라 캐패시턴스 패턴(17)은 하나의 meander line 또는 하나의 inter-digitized line으로 이루어지며 원통 형태로 말아져 에어로졸 형성기재를 감싸도록 설치될 수 있다. 실시예에 따라 캐패시턴스 패턴(17)은 하나의 평면 패턴으로 원통 형태로 말아져 에어로졸 형성기재를 감싸도록 설치될 수도 있다.
도 5는 본 발명에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치에서 캐패시턴스값의 변화에 따른 판단 기준을 설명하기 위한 그래프이고, 도 6은 본 발명에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치에서 캐패시턴스값의 변화에 따른 전용 에어로졸 형성기재의 판단 기준을 설명하기 위한 그래프이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다. 도 5 내지 도 7을 참조하면 실시예에 따라 에어로졸 형성기재(11)는 궐련 형태일 수 있다. 도 5를 참조하면 마이크로컨트롤러(15)에는 캐패시턴스값에 따라 예를 들어 에어로졸 형성기재(11)의 사용여부의 상태를 인식할 수 있는 판단 기준이 기설정값으로 저장되어 있다. 또한 도 6을 참조하면 마이크로전트롤러(15)에는 제조사에 따른 전용 에어로졸 형성기재(11)를 판단하기 위해 전용 에어로졸 형성기재(11) 별로 판단 기준이 기설정값으로 저장되어 있다. 따라서, 마이크로컨트롤러(15)는 캐패시턴스 센서부(18)로부터 입력받은 신호에 따라 기설정값과 비교하여 에어로졸 형성기재 여부(11)를 판단함에 있어서, 전용 에어로졸 형성기재(11) 여부를 판단하는 것이 가능하다. 또한 실시예에 따라 마이크로컨트롤러(15)에는 에어로졸 형성기재(11)가 공동(13)으로부터 인출되었는지 판단하기 위한 판단 기준이 기설정값으로 저장되어 있을 수 있다. 도 7을 참조하면 마이크로컨트롤러(15)는 (a)에서 대기 상태를 유지하면서 (b)에서 캐패시턴스 센서부(18)로부터 입력받은 신호에 따라 캐패시턴스값이 기설정값과 비교하여 소정값 이상 변화했는지 판단하여 캐패시턴스 변화값이 기설정값보다 소정값 이상이 아니면 에어로졸 형성기재(11)가 아니라고 판단하여 대기상태(a)를 유지하도록 제어한다. 만약 캐패시턴스 변화값이 기설정값보다 소정값 이상이면 (c)에서 마이크로컨트롤러(15)는 캐패시턴스 센서부(18)로부터 입력받은 신호에 따른 캐패시턴스값을 예를 들어 도 5에 도시된 재사용 궐련 인식 상태의 기설정값과 비교하여 에어로졸 형성기재(11) 재사용 여부를 판단하여 만약 재사용된 상태로 판단되면 대기 상태(d)를 유지하도록 제어한다. 만약 사용되지 않은 에어로졸 형성기재(11)로 판단되면 마이크로컨트롤러(15)는 기설정된대로 (e)에서 히팅 예비 동작을 하도록 제어하고 (f)에서 예를 들어 미도시된 퍼핑 감지 센서로부터 입력된 신호에 따라 퍼핑 여부를 판단하여 퍼핑이 아닌 경우 히팅 예비 동작(e)을 하고 퍼핑인 경우 (g)에서 히팅 동작을 하도록 제어하면서 (h)에서 캐패시턴스 센서부(18)로부터 입력받은 신호에 따라 기설정값과 비교하여 에어로졸 형성기재(11)가 공동(13)으로부터 인출되었는지 여부를 판단한다. 만약 에어로졸 형성기재(11)가 공동(13)에서 인출된 것으로 판단되면 대기 상태(d)를 유지하도록 제어하고 에어로졸 형성기재(11)가 공동(13)에서 인출되지 않은 것으로 판단되면 (g)에서 히팅 동작을 하도록 제어한다. 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.
10 : 휴대용 에어로졸 발생장치
11 : 에어로졸 형성기재
12 : 공동 개구
13 : 공동
14 : 히터
15 : 마이크로컨트롤러
16 : 배터리
17 : 캐패시턴스 패턴
18 : 캐패시턴스 센서부

Claims (9)

  1. 에어로졸 형성기재가 삽입될 수 있는 공동과;
    공동에 구비되어 삽입되는 에어로졸 형성기재를 감싸도록 설치되는 캐패시턴스 패턴과;
    캐패시턴스 패턴으로부터 캐패시턴스값을 감지하는 캐패시턴스 센서부와;
    캐패시턴스 센서부로부터 신호를 입력받는 마이크로컨트롤러와;
    마이크로컨트롤러의 제어에 의해 공동에 삽입된 에어로졸 형성기재를 가열하는 히터와;
    히터에 전력을 공급하는 배터리;를 포함하고,
    마이크로컨트롤러는 캐패시턴스 센서부로부터 입력받은 신호에 따라 기설정값과 비교하여 에어로졸 형성기재 여부 및 에어로졸 형성기재의 재사용 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    캐패시턴스 패턴은 분리된 복수의 패턴으로 구성되어 에어로졸 형성기재를 감싸도록 설치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  3. 제2항에 있어서,
    캐패시턴스 패턴은 좌우로 분리된 복수의 패턴으로 구성되어 에어로졸 형성기재의 일부를 감싸도록 설치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  4. 제2항에 있어서,
    캐패시턴스 패턴은 상하로 분리된 복수의 패턴으로 구성되어 에어로졸 형성기재의 일부를 감싸도록 설치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  5. 제1항에 있어서,
    캐패시턴스 패턴은 평면, meander line, inter-digitized line 중 하나로 이루어져 에어로졸 형성기재를 감싸도록 설치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    마이크로컨트롤러는 캐패시턴스 센서부로부터 입력받은 신호에 따라 기설정값과 비교하여 에어로졸 형성기재 여부를 판단함에 있어서, 전용 에어로졸 형성기재 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    마이크로컨트롤러는 캐패시턴스 센서부로부터 입력받은 신호에 따라 기설정값과 비교하여 에어로졸 형성기재가 아니라고 판단되면 대기상태를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    마이크로컨트롤러는 캐패시턴스 센서부로부터 입력받은 신호에 따라 기설정값과 비교하여 에어로졸 형성기재가 재사용된 것으로 판단되면 대기상태를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    마이크로컨트롤러는 캐패시턴스 센서부로부터 입력받은 신호에 따라 기설정값과 비교하여 에어로졸 형성기재가 공동으로부터 인출되었다고 판단되면 대기상태를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.



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