KR20230049002A - 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건강 보조제나 약물 등의 유익 액상 물질을 호흡을 통하여 구강 및/또는 호흡기계에 에어로졸 이송하여 흡수되도록 하는 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기에 관한 것이다.
본 발명인 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기는 유익 액상 물질을 수용하며 적어도 카트리지의 종류나 유익 액상 물질의 종류에 대응하는 식별 정보를 판단할 수 있도록 하는 식별부를 구비하는 카트리지와, 카트리지의 유익 액상 물질에 에너지를 인가하여 분무시키는 분무 장치와, 카트리지와 탈착 가능하며 식별부로부터의 식별 정보를 판독하거나 감지할 수 있도록 하는 판독부를 구비하며, 판독된 식별 정보에 대응하여 유익 액상 물질에 대한 에어로졸 동작을 수행하기 위해 분무 장치를 제어하는 프로세서를 포함하는 호흡기 본체를 포함한다.

Description

호흡을 이용한 에어로졸 흡입기{AEROSOL INHALER USING BREATHING}
본 발명은 에어로졸 흡입기에 관한 것으로서, 특히 건강 보조제나 약물 등의 유익 액상 물질을 호흡을 통하여 구강 및/또는 호흡기계에 에어로졸을 이송하여 흡수되도록 하는 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기에 관한 것이다.
호흡기계(respiratory system)는 공기의 통로가 되는 전도영역(conducting zone)과 직접 가스교환이 일어나는 호흡영역(respiratory zone)으로 구분되고, 다시 전도영역은 구강(Oropharyngeal region)과 기관(trachea), 기관지(bronchi) 및 종말세기관지(terminal bronchiole)를 가리키고, 호흡영역은 호흡 세기관지(respiratory bronchiole), 폐포관(alveolar duct), 폐포낭(alveolar sac), 폐포(alveoli)까지를 가리킨다. 천식이나 만성폐질환 환자가 주로 사용하는 흡입기(inhaler)는 기도로 약물을 직접 도달시켜 치료 효과를 높이고 부작용을 줄이는 장점을 갖는데, 흡입기는 약제 성상에 따라 정량분무식 흡입기(metered dose inhaler, MDI), 건조분말 흡입기(dry powder inhaler, DPI), 네뷸라이저(nebulizer) 등으로 구분된다.
네뷸라이저는 액상 약물을 에어로졸로 바꾸어 분무시키고 약은 코와 입을 덮는 안면 마스크 혹은 튜브를 통해 흡입한다.
종래의　네뷸라이저는 병의원/가정에서 전원을 꽂아서 사용하는 것이었고, 마스크 타입 혹은 마우스피스 타입이 모두 채용되기도 했으나, 약액 이외의 몸에 유익한 물질에 대한 흡입 장치는 없었다.
본 발명은 건강 보조제나 약물 등의 유익 액상 물질을 호흡을 통하여 구강 및/또는 호흡기계에 에어로졸을 이송하여 흡수되도록 하는 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명인 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기는 유익 액상 물질을 수용하며 적어도 카트리지의 종류나 유익 액상 물질의 종류에 대응하는 식별 정보를 판단할 수 있도록 하는 식별부를 구비하는 카트리지와, 카트리지의 유익 액상 물질에 에너지를 인가하여 분무시키는 분무 장치와, 카트리지와 탈착 가능하며 식별부로부터의 식별 정보를 판독하거나 감지할 수 있도록 하는 판독부를 구비하며, 판독된 식별 정보에 대응하여 유익 액상 물질에 대한 에어로졸 동작을 수행하기 위해 분무 장치를 제어하는 프로세서를 포함하는 호흡기 본체를 포함한다.
또한, 분무 장치는 카트리지에 장착되는 것이 바람직하다.
또한, 분무 장치는 메쉬 진동자나 발열부 중의 적어도 하나 이상을 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 유익 액상 물질은 건강 보조제나 구강 청결제를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 건강 보조제는 카페인, 홍삼, 타우린, 프로바이오틱스, 비타민, 한약제 중의 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 프로세서는 유익 액상 물질이 건강 보조제를 포함하는 경우, 분무 장치로부터 생성되어 배출되는 에어로졸의 온도나 분무 장치의 온도가 160℃ 이하로 유지되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 유익 액상 물질이 건강 보조제를 포함하는 경우, 에어로졸 흡입기는 2~4㎛의 직경의 에어로졸을 배출시키는 것이 바람직하다.
또한, 구강 청결제는 자이리톨, 멘톨, 민트 중의 적어도 하나 이상을 포함하여 구성된 것이 바람직하다.
또한, 유익 액상 물질이 구강 청결제를 포함하는 경우, 분무 장치의 메쉬 홀 직경은 11~20㎛의 범위에 속하거나, 에어로졸 흡입기는 9~15㎛의 직경의 에어로졸을 배출시키는 것이 바람직하다.
또한, 프로세서는 유익 액상 물질에 대응하는 1일 기준 흡입량에 따라서 분무 장치를 제어하며, 현재 흡입량이 1일 기준 흡입량을 초과할 경우에 분무 장치를 동작 중지시키는 것이 바람직하다.
또한, 에어로졸 흡입기는 카트리지 내의 유익 액상 물질의 잔량을 감지하는 잔량 센서를 구비하고, 프로세서는 분무 장치의 동작 중지 중에 잔량 센서로부터의 잔량을 기준으로 하여 새로운 카트리지가 장착된 경우에도 남은 하루 동안 분무 장치를 동작 중지시키는 것이 바람직하다.
본 발명은 건강 보조제나 약물 등의 유익 액상 물질을 호흡을 통하여 구강 및/또는 호흡기계에 에어로졸을 이송하여 흡수되도록 하며, 흡입기 본체로부터 착탈되는 카트리지의 종류 및/또는 유익 액상 물질의 종류를 식별하여, 식별된 종류에 대응하는 에어로졸 발생 제어가 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기의 분리 사시도이다.
도 2는 에어로졸 발생 동작 중의 카트리지의 제 1 실시예의 단면도이다.
도 3은 에어로졸 발생 동작 중의 카트리지의 제 2 실시예의 단면도이다.
도 4는 도 1의 에어로졸 흡입기의 제어 구성도이다.
이하에서, 본 발명은 실시예와 도면을 통하여 상세하게 설명된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
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본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 실시예에서, 에너지를 인가 받아 에어로졸화되는 유익 액상 물질은 건강 보조제, 구강 청결제 등을 포함한다.
건강 보조제는 카페인, 홍삼, 타우린, 프로바이오틱스, 비타민, 한약제 중의 적어도 하나 이상을 포함하여 구성된다. 비타민은 비타민B군을 적어도 포함한다.
구강 청결제는 자이리톨, 멘톨, 민트 중의 적어도 하나 이상을 포함하여 구성된다.
도 1은 본 발명에 따른 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기의 분리 사시도이다.
에어로졸 흡입기는 유익 액상 물질이 수용되는 카트리지(100)와, 카트리지(100)가 분리 및 장착 가능한 흡입기 본체(200)로 구성된다. 또한, 카트리지(100)는 마우스피스(300)와 별도로 제공되어 카트리지(100)에 마우스피스(300)가 탈착되게 제공되거나 카트리지(100)가 마우스피스(300)를 포함하여 일체로 형성될 수도 있다. 흡입기 본체(200)는 카트리지(100)가 장착 결합되도록 장착 공간이 형성되어 있고, 장착 공간의 내측면에 카트리지(100)와의 전기적 연결 또는 접촉을 위한 전기 연결 단자들이 구비될 수 있다.
마우스피스(300)는 카트리지(100)와 일체로 혹은 별개로 제공되며, 일체로 제공될 경우 예를 들어 마우스피스(300)는 카트리지(100)와 예를 들면, 초음파 융착으로 결합되어 이루어질 수 있으며, 임의로 카트리지(100)에 유익 액상 물질을 리필(refill)할 수 없는 구조가 제공될 수도 있다.
도 2는 에어로졸 발생 동작 중의 카트리지의 제 1 실시예의 단면도이다.
카트리지(100)는 내부의 수용 공간(130)에 유익 액상 물질을 수용하며 수용된 유익 액상 물질을 분무 공간(145)으로 이송하기 위한 이송 경로(140)와, 분무 공간(145)에 장착되어 이송 경로(140)를 통하여 이송된 유익 액상 물질을 분무시켜 미세입자 형태인 에어로졸을 발생시키는 분무부(에어로졸 발생부)(120)와, 분무부(120)에 의해 발생된 에어로졸을 외부로 배출하는 배출 경로(150)를 적어도 구비하는 기류 패스를 포함한다. 수용 공간(130)으로부터 분무 공간(145)으로의 이송 경로(140) 내의 화살표는 유익 액상 물질의 이송을 나타낸다.
카트리지의 기류 패스는 분무 공간(145)와 외부 공간 간을 연결하는 배출 경로(150)를 포함하며, 외부 공간과 분무 공간(145) 간을 연결하여 외부 공기가 분무 공간(145)으로 유입되도록 하는 유입 경로를 추가적으로 구비할 수도 있다.
분무부(120)는 전원을 인가 받아 진동 에너지에 의해 유익 액상 물질을 에어로졸로 변환시키는 진동자(또는 메쉬 진동자)나 열 에너지에 의해 유익 액상 물질을 에어로졸로 변환시키는 발열부와, 발생된 에어로졸의 크기를 조절하는 메쉬 등을 포함하여 구성된다.
에어로졸 흡입기는 분무부(120)로의 전원을 공급하기 위한 전원부(도 3의 전원부(230))와, 전원부로부터의 전원을 진동자로 인가 및 차단 제어하고, 인가되는 전원의 세기 등을 제어하는 프로세서(도 3의 프로세서(290)) 등을 포함한다.
이송 경로(140)는 카트리지의 수용 공간(130)과 분무 공간(145)을 연결하며, 기구적인 개폐 구조 또는 전기적 개폐 구조(예를 들면, 전기적 밸브 구조 등)가 구비될 수 있다.
분무 공간(145)은 혼 형태를 지님으로써, 발생된 에어로졸이 집중되어 배출 경로(150)를 통하여 배출될 수 있도록 한다. 배출 경로(150)의 끝단(외부 공기에 노출되는 부분)에는 마우스 피스(300)가 착탈가능하게 장착된다.
도 3은 에어로졸 발생 동작 중의 카트리지의 제 2 실시예의 단면도이다.
카트리지(100)는 내부의 수용 공간(130)에 유익 액상 물질을 수용하며 수용된 유익 액상 물질을 분무 공간(145)으로 모세관 현상에 의해 이송하기 위한 이송 부재(160)와, 분무 공간(145)에 장착되어 이송 부재(160)를 통하여 이송된 유익 액상 물질을 분무시켜 미세입자 형태인 에어로졸을 발생시키는 분무부(에어로졸 발생부)(120)와, 분무부(120)에 의해 발생된 에어로졸을 외부로 배출하는 배출 경로(150)를 적어도 구비하는 기류 패스를 포함한다. 수용 공간(130)으로부터 분무 공간(145)으로의 이송 부재(160) 내의 화살표는 유익 액상 물질의 이송을 나타낸다.
카트리지의 기류 패스는 분무 공간(145)와 외부 공간 간을 연결하는 배출 경로(150)를 포함하며, 외부공간과 분무 공간(145) 간을 연결하여 외부 공기가 분무 공간(145)으로 유입되도록 하는 유입 경로를 추가적으로 구비할 수도 있다.
분무부(120)는 전원을 인가 받아 진동 에너지에 의해 유익 액상 물질을 에어로졸로 변환시키는 진동자(또는 메쉬 진동자)나 열 에너지에 의해 유익 액상 물질을 에어로졸로 변환시키는 발열부 중의 적어도 하나 이상으로 구성된다.
분무부(120)가 메쉬 진동자인 경우, 메쉬 진동자의 메쉬 홀 크기(직경)는 배출하고자 하는 에어로졸의 크기(직경)에 따라 설정된다.
본체(200)는 분무부(120)로의 전원을 공급하기 위한 전원부(도 3의 전원부(230))와, 전원부로부터의 전원을 진동자로 인가 및 차단 제어하고, 인가되는 전원의 세기 등을 제어하는 프로세서(도 3의 프로세서(290)) 등을 포함한다.
수용 공간(130)는 외부로부터 액체를 공급 받기 위한 공급홀(미도시)과 공급홀을 개폐하는 뚜껑부(미도시)가 구비될 수 있다.
이송 부재(150)는 수용 공간(130)과 분리되는 원통형 격벽(155) 내에 삽입되는 심지를 포함하며 유익 액상 물질을 분무 공간(145)나 분무부(120)로 이송시킨다. 수용 공간(130) 내의 액체가 이송 부재(150)로 공급되도록 하는 공급홀이나 공급구가 격벽(155)에 형성된다.
분무 공간(145)은 혼 형태를 지님으로써, 발생된 에어로졸이 집중되어 배출 경로(150)를 통하여 배출될 수 있도록 한다. 배출 경로(150)의 끝단(외부 공기에 노출되는 부분)에는 마우스 피스(300)가 착탈가능하게 장착된다.
유익 액상 물질이 구강 청결제인 경우, 구강에 에어로졸 입자가 도달하여 구강 내의 피부에 안착되도록 하기 위해서, 도 2 및 도 3의 카트리지에서는, 분무부(120)의 메쉬 홀 직경은 11~20㎛의 범위에 속한다. 다른 실시예로서, 분무부(120)로부터 배출된 에어로졸의 입자 크기를 조절하기 위한 메쉬 구조체가 배출 경로(150)나 마우스 피스(300)의 관통홀에 장착될 수 있다. 이러한 메쉬 구조체의 홀 직경도 11~20㎛의 범위에 속한다. 본 발명에 따른 에어로졸 흡입기는 분무부(120)나 메쉬 구조체의 구조에 따라서 9~15㎛의 직경의 에어로졸을 배출 경로(150) 외부로 배출한다.
유익 액상 물질이 폐에 도달되어야 하는 건강 보조제인 경우, 구강부터 폐 이전의 피부에 에어로졸 입자가 안착되지 않고 폐까지 도달되도록 하기 위해, 도 2 및 도 3의 카트리지에서는, 분무부(120)의 메쉬 홀 직경은 2~4㎛의 범위에 속한다. 다른 실시예로서, 분무부(120)로부터 배출된 에어로졸의 입자 크기를 조절하기 위한 메쉬 구조체가 배출 경로(150)나 마우스 피스(300)의 관통홀에 장착될 수 있다. 이러한 메쉬 구조체의 홀 직경도 2~4㎛의 범위에 속한다. 본 발명에 따른 에어로졸 흡입기는 분무부(120)나 메쉬 구조체의 구조에 따라서 2~4㎛의 직경의 에어로졸을 배출 경로(150) 외부로 배출한다.
다른 실시예로, 에어로졸 흡입기는 분무 공간과 분무부 및 기류 패스를 포함하는 호흡기 본체와, 호흡기 본체로부터 착탈 가능하며 유익 액상 물질을 수용하는 카트리지로 구성될 수도 있다. 본체 디바이스는 분무 공간이 형성된 케이스를 구비한다. 케이스에는 유입 경로가 추가적으로 구비될 수도 있다.
도 4는 도 1의 에어로졸 흡입기의 제어 구성도이다.
카트리지(100)는 흡입기 본체(200)에 교체 가능하게 장착되게 제공되며, 수용 공간을 구비하는 케이스와, 케이스의 일측면에 복수개의 전기 연결 단자(101~103)를 구비한다. 복수개의 전기 연결 단자(101~103)는 카트리지(100)가 흡입기 본체(200)에 장착되면 흡입기 본체(200)와 전기적으로 연결되어 흡입기 본체(200)로부터 전원을 공급 받아 제어될 수 있다.
카트리지(100)의 수용 공간은 격벽에 의해 구획되어 복수개의 저장공간이 형성될 수도 있다.
카트리지(100)는 분무부(120)를 포함하며, 흡입기 본체(200)에 장착된 상태에서 분무부(120)는 전기 연결 단자(101)를 통해 흡입기 본체(200)의 전기 연결 단자(201)로부터 전원(예를 들면, 사인파 신호)를 공급받아서 동작한다.
분무부(120)는 진동자 소자를 포함하여 예를 들면, 압전 메쉬 디스크를 포함한다. 실시예에 따라 압전 메쉬 디스크는 메쉬 박판으로 이루어지며, 진동자는 링 타입 피에조(piezo)소자와 가운데의 메쉬 박판이 와이어로 전기 결선을 이룬 구조이다. 또한 실시예에 따라 진동자 소자는 세라믹 진동자를 포함한다. 분무부(120)는 저항 가열이나 유도 가열과 같은 열 에너지를 생성하는 수단으로 구성될 수도 있다.
또한, 카트리지(100)는 후술하는 흡입기 본체(200)에 장착할 경우 흡입기 본체(200)가 적어도 카트리지(100)의 종류나 유익 액상 물질의 종류를 포함하는 식별 정보를 판단할 수 있도록 하는 식별부(170)를 포함한다.
식별 정보의 내용은 카트리지(100)의 종류나 유익 액상 물질의 종류를 적어도 포함하며, 1회 기준(권장) 흡입량(분무량), 1일 기준(권장) 흡입량(분무량), 흡입(분무) 시간, 흡입 간격, 흡입 횟수 등을 추가적으로 포함할 수 있다.
식별부(170)의 제 1 실시예는 식별 정보(또는 그 내용)에 대응하거나 나타내는 색상들을 지닌 색상부를 포함할 수 있다. 색상부는 예를 들면, 카트리지(100)의 케이스 외측면이나 하단부의 색상을 이용할 수 있으며, 카트리지(100) 하단부의 색상은 사출 레진 색상, 별도의 스티커 및 페인팅으로 이루어질 수 있다.
식별부(170)의 제 2 실시예는 카트리지(100)의 하단부에 형성되어, 식별 정보의 내용을 식별하기 위해 식별 정보에 대응하거나 나타내는 양각 또는 음각으로 형성된 각인부를 포함할 수 있다. 각인부의 각인 내용은 숫자, 언어, 기호 등을 포함할 수 있다.
식별부(170)의 제 3 실시예는 식별 정보의 내용을 식별하기 위해 카트리지(100)의 외측면 또는 하단부에 장착되어 식별 정보에 대응하거나 나타내는 QR code 또는 bar code 등을 포함하는 코드부를 포함할 수 있다.
식별부(170)의 제 4 실시예는 식별 정보의 내용을 식별하기 위해 카트리지(100)의 외측면 또는 하단부에 장착되어 식별 정보의 내용에 대응하거나 나타내는 인덕턴스(L값)를 확인할 수 있는 금속부를 포함할 수도 있다. 금속부는 SUS, Al, kanthal, Cu, 자성체 등의 금속을 포함한다.
식별부(170)의 제 5 실시예는 식별 정보의 내용을 식별하기 위해 카트리지(100)의 외측면 또는 하단부에 장착되어 식별 정보에 대응하거나 나타내는 SMD(Surface Mount Device) 저항칩을 포함할 수 있다.
식별부(170)의 제 6 실시예는 식별 정보의 내용을 식별하기 위해 카트리지(100)의 외측면 또는 하단부에 장착되어 식별 정보에 대응하거나 나타내는 RFID 태그를 포함할 수 있다. RFID 태그는 상술된 식별 정보를 저장한다.
흡입기 본체(200)의 케이스는 복수개의 전기 연결 단자(201~203)가 형성된 장착 공간을 구비하여 카트리지(100)가 흡입기 본체(200)의 장착 공간에 삽입 장착되면, 복수개의 전기 연결 단자(201~203) 각각은 카트리지(100)에 구비된 복수개의 전기 연결 단자(101~103)와 전기적으로 연결된다.
호흡기 본체(200)는 사용자로부터의 입력(예를 들면, 전원 온/오프, 동작/정지 등)을 획득하여 프로세서(290)에 인가하는 입력부(210)와, 프로세서(290)로부터 인가되는 표시 정보(예를 들면, 식별 정보, 배터리 잔량, 액상의 잔량 등)를 시각적으로 및/또는 청각적으로 표시하는 표시부(220)와, 전원을 공급하는 전원부(230)와, 전원부(230)로부터의 전원을 프로세서(290)의 제어에 의해 전기 연결 단자(201)를 통하여 카트리지(100)로 공급하거나 공급 차단하는 전원 공급부(240)와, 전기 연결 단자(202)를 통하여 사용자의 흡입을 감지하여 흡입 감지값을 프로세서(290)에 인가하는 흡입 센서(250)와, 전기 연결 단자(203)를 통하여 카트리지(100)에 저장된 약액의 잔량을 감지하여 잔량 감지값을 프로세서(290)에 인가하는 잔량 센서(252)와, 카트리지(100)가 흡입기 본체(200)에 장착되면 카트리지(100)의 식별부(170)를 접촉식으로 또는 비접촉식으로 마주하여 식별 정보를 판독하여 판독된 식별 정보를 프로세서(290)에 인가하거나 식별 정보를 프로세서(290)가 판독하거나 감지할 수 있도록 하는 판독부(254)와, 전자 통신 장치(예를 들면, 스마트폰, 테블릿 등)와 유선 또는 무선 통신을 수행하는 통신부(260)와, 상술된 구성요소들을 제어하여 유익 액상 물질에 대한 에어로졸 발생 기능을 수행하는 프로세서(290) 등을 포함하여 구성된다. 다만, 입력부(210)와, 전원부(230) 및 통신부(260)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 당연히 인식되는 기술에 해당되어, 그 상세한 설명이 생략된다.
표시부(220)는 LED나 LCD 등과 같이 시각적으로 정보를 표시하는 디스플레이부와, 청각적으로 정보를 표출하기 위해 음 방출을 하는 스피커와, 정보를 촉감적으로 표출하기 위한 진동 모터 등과 같은 진동부 등을 포함하여 구성된다.
전원 공급부(240)는 전원부(230)로부터 인가되는 전압(전압의 크기)을 프로세서(290)의 전압 제어 신호에 의해 조절하여 사인파 발생부에 인가하는 부스터 컨버터와, 부스터 컨버터로부터 전압을 인가 받아 프로세서(290)의 출력 제어 신호(예를 들면, PWM 신호)에 대응하는 주파수를 지닌 사인파 신호를 생성하여 전기 연결 단자(201)과 전기 연결 단자(101)의 전기적 연결을 통하여 분무부(120)에 인가하는 사인파 발생부 등을 포함하여 구성된다. 프로세서(290)로부터의 전압 제어 신호는 부스터 컨버터에서 사인파 발생부에 인가되는 전압(또는 피크-대-피크 전압)의 인가 및 전압의 크기를 조절하기 위한 신호에 해당되며, 프로세서(290)로부터의 출력 제어 신호는 사인파 발생부에서 발생되는 사인파 신호의 주파수를 결정하기 위한 신호에 해당되며, 출력 제어 신호가 인가되는 시간 동안 분무부(120)가 동작하고, 출력 제어 신호가 인가되지 않은 시간 동안 분무부(120)가 동작 중단된다.
흡입 센서(240)는 사용자의 흡입을 감지하는 센서로, 프로세서(290)는 사용자가 흡입하는 동작에 대응하는 흡입 감지값을 획득하면, 에어로졸을 발생시키도록 전원 공급부(240)를 제어하여 주파수 또는 전압의 크기를 조절하여 분무부(120)를 동작 제어하고, 그렇지 않으면 에어로졸이 발생되지 않도록 전원 공급부(240)를 제어할 수 있다.
잔량 센서(252)는 카트리지(100)에 저장된 유익 액상 물질의 잔량을 감지하여 잔량 감지값을 프로세서(290)에 인가하고, 프로세서(290)는 잔량 감지값에 따라 에어로졸 발생 동작을 계속하거나 에어로졸 발생 동작을 중단시키거나 사용자에게 표시부(220)를 통하여 잔량을 알리거나 알람을 표출할 수 있다. 실시예에 따라 잔량 센서(252)는 압력 센서이며 카트리지(100)에 저장된 유익 액상 물질의 잔량 변화에 따라 카트리지(100)의 수용 공간의 압력 변화를 감지하여 잔량을 감지할 수 있다.
판독부(254)는 카트리지(100)에 형성되는 식별부(170)의 특성에 대응하여, 식별부(170)로부터 식별 정보를 판독하며, 흡입기 본체(200)에 장착된다.
식별부(170)의 제 1 실시예에 대응하여, 판독부(254)의 제 1 실시예는 색을 인식하기 위해 컬러 센서를 포함하며, 컬러 센서는 인식된 색에 연관된 정보인 식별 정보를 접촉식으로 또는 비접촉식으로 판독하여 프로세서(290)에 인가한다.
식별부(170)의 제 2 실시예에 대응하여, 판독부(254)의 제 2 실시예는 각인을 인식하기 위해 양각 또는 음각 문자 인식 센서를 포함할 수 있다. 문자 인식 센서는 광학 방식이나 적외선 방식 등으로 양각 또는 음각 문자에 연관된 정보인 식별 정보를 접촉식으로 또는 비접촉식으로 판독하여 프로세서(290)에 인가한다.
식별부(170)의 제 3 실시예에 대응하여, 판독부(254)의 제 3 실시예는 QR code 또는 bar code를 인식하기 위해서 광학 카메라 등의 코드 리더기를 포함할 수 있다. 코드 리더기는 QR code 또는 bar code에 연관된 식별 정보를 접촉식으로 또는 비접촉식으로 판독하여 프로세서(290)에 인가한다.
식별부(170)의 제 4 실시예에 대응하여, 판독부(254)의 제 4 실시예는 금속의 인덕턴스(L값)를 인식하기 위해 접촉식으로 식별부(170)에 전기적으로 접촉하는 인덕티브 센서를 포함한다. 인덕티브 센서는 금속에 전기적으로 접촉하여 금속의 인덕턴스에 관련된 정보인 식별 정보를 판독하거나 감지하여 프로세서(290)에 인가한다.
식별부(170)의 제 5 실시예에 대응하여, 판독부(254)의 제 5 실시예는 SMD 저항칩의 저항값을 감지하기 위해 SMD 저항칩과 접촉되어 전기적으로 연결되는 복수의 전극 단자들을 포함한다. 프로세서(290)는 SMD 저항칩의 저항값을 전극 단자들을 통하여 판독한다.
식별부(170)의 제 6 실시예에 대응하여, 판독부(254)의 제 6 실시예는 RFID를 인식하기 위해 접촉식으로 또는 비접촉식으로 식별부(170)에 저장된 식별 정보를 판독하는 RFID 판독부를 포함할 수 있다. RFID 판독부는 식별부(170)에 저장된 식별 정보를 판독하여 판독된 식별 정보를 프로세서(290)에 인가한다.
프로세서(290)는 유익 액상 물질에 대한 에어로졸 발생 동작 및 중지 각각을 수행하며, 식별 정보의 내용을 식별하거나 확인하기 위한 판단 정보를 저장한다. 판단 정보는 상술된 바와 같이, 판독부(254)에 의해 판독되는 색상, 문자, 코드, 인덕턴스, 저항값, RFID 태그 정보 등 각각에 대응하는 식별 정보의 내용을 포함한다. 프로세서(290)는 판독부(254)로부터의 판독값(식별 정보)과 판단 정보를 비교하여, 결합된 카트리지 내의 식별 정보의 내용을 확인하거나 판단한다.
프로세서(290)는 식별 정보의 내용 판단에 의해서, 카트리지(100)의 종류나 유익 액상 물질의 종류뿐만 아니라, 1회 기준(권장) 분사량(흡입량), 1일 기준(권장) 분무량(흡입량), 분무(흡입) 시간, 분무(흡입) 횟수 등을 확인할 수 있다. 또한, 프로세서(290)는 식별 정보의 내용(예를 들면, 분무 시간, 분무 횟수 등)에 따라서 전원 공급부(240)를 제어하여 에어로졸 발생 동작 및 중지를 수행할 수 있다.
프로세서(9)는 확인된 카트리지(100) 내의 유익 액상 물질이 건강 보조제인 경우에, 분무부(120)가 동작하도록 전원 공급부(240)를 제어하되, 분무부(120)로부터 생성되어 배출되는 에어로졸의 온도나 분무부(120)의 온도가 기설정된 기준 온도(본 실시예에서, 160℃) 이하로 유지되도록 전원 공급부(240)를 제어하여, 건강 보조제가 열 변형되지 않도록 한다. 에어로졸 발생 장치는 분무부(120)로부터 생성되어 배출되는 에어로졸의 온도나 분무부(120)의 온도를 감지할 수 있는 온도 감지부를 추가적으로 구비하고, 프로세서(9)는 온도 감지부로부터 감지 온도를 인가 받아 전원 공급부(240)를 제어할 수도 있다.
또한, 프로세서(290)는 전원 공급부(240)를 제어함에 의해서 에어로졸 발생 동작 및 중지를 제어하므로, 분무부(120)에 의한 현재 흡입량(또는 현재 총 흡입량) 또는 하루마다의 총 흡입량(하루 총 흡입량)을 산정하여 저장할 수도 있고, 표시부(220)에 표시할 수도 있다.
1회 흡입 시의 권장량(1회 기준 흡입량)에 대한 정량 분사를 위해, 프로세서(290)는 확인된 유익 액상 물질의 종류에 대응하는 1회 기준 흡입량 또는 1회 기준 흡입 시간을 확인하여, 그에 따라서 1회 기준 흡입 시간 동안 전원 공급부(240)를 동작 제어하여 분무부(120)가 분무 동작을 수행하도록 제어한다.
다음으로, 1일 흡입 시에 권장량(1일 기준 흡입량)에 대한 정량 분사를 위해, 프로세서(290)는 분무부(120)의 동작 시간(흡입 시간)을 누적하여 저장한다. 프로세서(290)는 누적된 동작 시간에 대응하는 현재 흡입량과 확인된 1일 기준 흡입량을 비교하여, 현재 흡입량이 1일 기준 흡입량을 초과할 경우에 분무부(120)로의 전원 인가를 차단하여, 유익 액상 물질의 초과 흡입을 방지한다. 또한, 프로세서(290)는 1일 기준 흡입량에 대한 분무 동작이 완료되었기에 추가적인 분무 동작이 중지됨을 표시부(220)를 통하여 표시할 수도 있다. 프로세서(290)는 1일 기준 흡입량 대신에 1일 기준 흡입량에 대응하는 분무부(120)의 기준 동작 시간을 이용하여 유익 액상 물질의 초과 흡입을 방지할 수도 있다. 프로세서(290)는 상술된 누적된 동작 시간을 1일 단위로 저장하며, 누적된 동작 시간을 1일 동안의 현재 흡입량으로 저장하고, 표시부(220)에 표시할 수도 있다. 본 실시예에서, 건강 보조제가 홍삼인 경우, 1일 기준 흡입량은 2.4 ~ 80mg의 범위에 속한다.
또는, 프로세서(290)는 현재 흡입량이 1일 기준 흡입량을 초과하거나, 분무부(120)의 동작 시간인 흡입 시간이 기준 흡입 시간을 초과할 경우에, 그 초과 사용에 대한 알람이나 진동 등을 표시부(220)를 통하여 발생시킨다. 또한, 프로세서(290)는 현재 흡입량이 1일 기준 흡입량을 초과하거나, 분무부(120)의 동작 시간인 흡입 시간이 기준 흡입 시간을 초과할 경우에는, 잔량이 갑자기 증가된 경우 즉 새로운 카트리지(100)가 장착된 경우에도, 상술된 바와 같이, 다음 날이 되기 전까지는 남은 하루 동안 전원 공급부(240)를 제어하여 분무부(120)가 동작되지 않도록 한다.
또한, 프로세서(290)는 전원부(230)로부터 배터리 잔량 정보를 획득하여 표시부(220)에 표시할 수도 있다.
프로세서(290)는 통신부(260)를 제어하여 전자 통신 장치와 통신을 수행하며, 판단된 카트리지(100)의 종류나 유익 액상 물질의 종류, 흡입 정보(현재 총 흡입량, 1일 및 1회 기준 흡입량, 흡입 횟수, 흡입 간격 등) 등의 제어 상태 정보를 통신부(260)를 통하여 전자 통신 장치로 전송한다.
전자 통신 장치는 내장된 어플리케이션을 활성화시켜, 수신된 제어 상태 정보를 표시하여 사용자가 확인할 수 있도록 한다.
다양한 실시 예에 따른 장치(예: 프로세서 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 메모리가 될 수 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM, DVD(Digital Versatile Disc), 자기-광 매체(magnetoopticalmedia)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM, RAM, 또는 플래시 메모리 등)등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
다양한 실시 예에 따른 프로세서 또는 프로세서에 의한 기능들은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
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: 카트리지 200: 흡입기 본체
300: 마우스피스

Claims (11)

  1. 유익 액상 물질을 수용하며 적어도 카트리지의 종류나 유익 액상 물질의 종류에 대응하는 식별 정보를 판단할 수 있도록 하는 식별부를 구비하는 카트리지와;
    카트리지의 유익 액상 물질에 에너지를 인가하여 분무시키는 분무 장치와;
    카트리지와 탈착 가능하며 식별부로부터의 식별 정보를 판독하거나 감지할 수 있도록 하는 판독부를 구비하며, 판독된 식별 정보에 대응하여 유익 액상 물질에 대한 에어로졸 동작을 수행하기 위해 분무 장치를 제어하는 프로세서를 포함하는 호흡기 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    분무 장치는 카트리지에 장착되는 것을 특징으로 하는 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    분무 장치는 메쉬 진동자나 발열부 중의 적어도 하나 이상을 구비하는 것을 특징으로 하는 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    유익 액상 물질은 건강 보조제나 구강 청결제를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    건강 보조제는 카페인, 홍삼, 타우린, 프로바이오틱스, 비타민, 한약제 중의 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    프로세서는 유익 액상 물질이 건강 보조제를 포함하는 경우, 분무 장치로부터 생성되어 배출되는 에어로졸의 온도나 분무 장치의 온도가 160℃ 이하로 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기.
  7. 제 5 항에 있어서,
    유익 액상 물질이 건강 보조제를 포함하는 경우, 에어로졸 흡입기는 2~4㎛의 직경의 에어로졸을 배출시키는 것을 특징으로 하는 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기.
  8. 제 4 항에 있어서,
    구강 청결제는 자이리톨, 멘톨, 민트 중의 적어도 하나 이상을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    유익 액상 물질이 구강 청결제를 포함하는 경우, 분무 장치의 메쉬 홀 직경은 11~20㎛의 범위에 속하거나, 에어로졸 흡입기는 9~15㎛의 직경의 에어로졸을 배출시키는 것을 특징으로 하는 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    프로세서는 유익 액상 물질에 대응하는 1일 기준 흡입량에 따라서 분무 장치를 제어하며, 현재 흡입량이 1일 기준 흡입량을 초과할 경우에 분무 장치를 동작 중지시키는 것을 특징으로 하는 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    에어로졸 흡입기는 카트리지 내의 유익 액상 물질의 잔량을 감지하는 잔량 센서를 구비하고,
    프로세서는 분무 장치의 동작 중지 중에 잔량 센서로부터의 잔량을 기준으로 하여 새로운 카트리지가 장착된 경우에도 남은 하루 동안 분무 장치를 동작 중지시키는 것을 특징으로 하는 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기.
KR1020220021166A 2021-10-05 2022-02-18 호흡을 이용한 에어로졸 흡입기 KR102682095B1 (ko)

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