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KR102562161B1 - 독립된 2 히터 구조를 구비하는 휴대용 에어로졸 발생장치 - Google Patents

독립된 2 히터 구조를 구비하는 휴대용 에어로졸 발생장치 Download PDF

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KR102562161B1
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김대원
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주식회사 이노아이티
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Abstract

본 발명은 휴대용 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 특히 별개의 독립된 2개의 가열구조를 가지고 궐련의 내부 및 외부를 가열해 주는 휴대용 에어로졸 발생장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치는 장치 내에 제공되는, 궐련이 삽입될 수 있는 공동과; 장치 내에 제공되는, 궐련의 내부를 독립적으로 가열할 수 있는 제1 히팅 수단과; 장치 내에 제공되는, 궐련의 외부를 독립적으로 가열할 수 있는 제2 히팅 수단과; 장치 내에 제공되어 전원을 공급하는 배터리와; 상기 제1 히팅 수단과 상기 제2 히팅 수단을 각각 독립적으로 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함한다.

Description

독립된 2 히터 구조를 구비하는 휴대용 에어로졸 발생장치{PORTABLE AEROSOL GENERATOR WITH TWO INDEPENDENT HEATER STRUCTURES}
본 발명은 휴대용 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 특히 별개의 독립된 2개의 히터 구조를 구비하고 궐련의 내부 및 외부를 가열해 주는 휴대용 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 궐련으로부터 유래하는 에어로졸을 다양한 목적으로 사람이 흡입하는 경우가 있다.
도 1은 종래 기술의 휴대용 에어로졸 발생장치의 일 실시예를 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 궐련(11)을 개구(12)를 통해 상기 공동(13)에 삽입하면 상기 히터(14)가 가열되어 궐련(11) 내부의 흡입 물질을 기화시키면 사용자가 궐련(11)의 필터부를 통해 기화되는 흡입 물질을 흡입할 수 있게 된다. 하지만 상기와 같이 궐련(11)의 내부를 가열하는 방식은 궐련(11)의 내부는 효과적으로 가열할 수 있으나 궐련(11)의 외부 및 외부 근처의 부분은 가열이 잘 되지 않는 문제점이 있다.
또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0109705호에는 에어로졸 발생 기재가 삽입될 수 있는 내열성 파이프; 파이프의 표면에 형성되는 발열 패턴; 및 발열 패턴 회로의 양 단에 형성되어, 전원선이 납땜될 수 있는 패드부;를 포함하는 에어로졸 발생장치의 히터 구조가 개시되어 있다. 하지만 상기와 같은 히터 구조에서 내열성 파이프에 삽입된 에어로졸 발생 기재의 외부를 가열하는 방식은 에어로졸 발생 기재의 외부 및 외부 근처의 부분은 효과적으로 가열할 수 있지만 에어로졸 발생 기재의 내부 중심 부분은 가열이 잘 되지 않는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2020-0109705호
본 발명은 독립적으로 제어되는 2개의 히터 구조를 구비하고, 궐련의 내부와 외부를 골고루 가열할 수 있는 휴대용 에어로졸 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치는 장치 내에 제공되는, 궐련이 삽입될 수 있는 공동과; 장치 내에 제공되는, 궐련의 내부를 독립적으로 가열할 수 있는 제1 히팅 수단과; 장치 내에 제공되는, 궐련의 외부를 독립적으로 가열할 수 있는 제2 히팅 수단과; 장치 내에 제공되어 전원을 공급하는 배터리와; 상기 제1 히팅 수단과 상기 제2 히팅 수단을 각각 독립적으로 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함한다.
또한, 실시예에 따라 제1 히팅 수단은 유도 가열 코일에 의해 유도 가열 방식으로 가열되며 공동 내부에 설치되는 봉침 형태의 금속 가열체이고, 제2 히팅 수단은 공동 내벽에 설치되어 저항 가열 방식으로 가열되는 필름 가열체이다.
또한, 봉침 형태의 금속 가열체는 원형, 블레이드 형태, 다각 형태 중 어느 하나의 형태이며, 내부에 온도를 측정할 수 있는 온도 센서가 부착되고, 필름가열체는 필름표면에 온도 센싱을 위한 별도의 패턴이 형성되거나, 별도의 온도 센서가 부착된다.
또한, 봉침 형태의 내부 금속 가열체는 강자성체, 연자성체 등의 자성을 띄는 재질로 이루어진다.
또한, 실시예에 따라 제1 히팅 수단은 유도 가열 코일에 의해 유도 가열 방식으로 가열되며 공동 내부에 설치되는 봉침 형태의 금속 가열체이고, 제2 히팅 수단은 공동 내벽에 설치되는 세라믹 가열체이다.
또한, 봉침 형태의 금속 가열체는 원형, 블레이드 형태, 다각 형태 중 어느 하나의 형태이며, 자성을 띄는 재질로 이루어 지고, 내부에 온도를 측정할 수 있는 온도 센서가 부착되고, 세라믹 가열체는 표면에 온도 센싱을 위한 별도의 패턴이 형성되거나 온도 센서가 부착된다.
또한, 실시예에 따라 제1 히팅 수단은 공동 내부에 설치되는 봉침 형태의 세라믹 가열체이고, 제2 히팅 수단은 유도 가열 코일에 의해 유도 가열 방식으로 가열되며 공동 내벽에 설치되는 외부 자성을 띄는 금속 가열체이다.
또한, 봉침 형태의 세라믹 가열체는 원형, 블레이드 형태, 다각 형태 중 어느 하나의 형태이며, 내부의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서가 부착되며, 금속 가열체는 표면에 온도 센싱을 위한 별도의 패턴이 형성되거나 별도의 온도 센서가 부착된다.
또한, 실시예에 따라 제1 히팅 수단은 공동 내부에 설치되는 봉침 형태의 세라믹 가열체이고, 제2 히팅 수단은 공동 내벽에 설치되어 저항 가열 방식으로 가열되는 필름 가열체이다.
또한, 공동 내벽에 설치되는 필름가열체 내부면에는 금속 가열체를 구비한다.
또한, 금속 가열체는 강자성체, 연자성체 등의 자성을 띄는 재질로 이루어진 다.
또한, 봉침 형태의 세라믹 가열체는 원형, 블레이드 형태, 다각 형태 중 어느 하나의 형태이며, 내부의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서가 부착되며, 필름 가열체는 필름 표면에 온도센싱을 위한 별도의 패턴이 형성되거나, 별도의 온도 센서가 부착된다.
또한, 실시예에 따라 제1 히팅 수단은 공동 내부에 설치되는 봉침 형태의 세라믹 가열체이고, 제2 히팅 수단은 공동 내벽에 설치되는 세라믹 가열체이다.
또한, 봉침 형태의 세라믹 가열체는 원형, 블레이드 형태, 다각 형태 중 어느 하나의 형태이며, 내부의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서가 부착되며, 세라믹 가열체는 세라믹 표면에 온도센싱을 위한 별도의 패턴이 형성되거나, 별도의 온도 센서가 부착된다.
또한, 실시예에 따라 마이크로컨트롤러는 제1 히팅 수단과 제2 히팅 수단의 가열 시간을 구분하여 제1 히팅 수단을 먼저 가열하고 제2 히팅 수단의 가열을 소정시간 이후 가열하도록 제어한다.
또한, 실시예에 따라 마이크로컨트롤러는 제1 히팅 수단과 제2 히팅 수단의 가열 시간을 구분하여 제2 히팅 수단을 먼저 가열하고 제1 히팅 수단의 가열을 소정시간 이후 가열하도록 제어한다.
또한, 실시예에 따라 마이크로컨트롤러는 제1 히팅 수단과 제2 히팅 수단을 동시에 가열하도록 제어한다.
또한, 실시예에 따라 마이크로컨트롤러는 제1 히팅 수단과 제2 히팅 수단 중 어느 하나만을 가열하도록 제어한다.
또한, 실시예에 따라 마이크로컨트롤러는 제1 히팅 수단과 제2 히팅 수단에 공급되는 전류의 양을 조절하여 온도를 제어한다.
또한, 실시예에 따라 마이크로컨트롤러는 제1 히팅 수단과 제2 히팅 수단에 공급되는 전류의 듀티비를 조절해서 온도를 제어한다.
또한, 실시예에 따라 마이크로컨트롤러는 각각의 온도 프로파일에 의해 제1 히팅 수단과 제2 히팅 수단의 온도를 상이하게 제어한다.
또한, 실시예에 따라 마이크로컨트롤러는 각각의 온도 프로파일에 의해 제1 히팅 수단과 제2 히팅 수단의 온도를 동일하게 제어한다.
또한, 각각의 온도 프로파일은 시간에 따라 온도를 증가시키거나, 감소시키거나 또는 변하지 않도록 설정되어 있을 수 있다.
본 발명에 따르면 각각 독립적으로 제어되며, 궐련의 내부를 가열하는 제1 히팅 수단과 궐련의 외부를 가열하는 제2 히팅 수단을 구비하여 궐련의 내외부를 효율적으로 가열해서 사용자에게 궐련의 풍미를 더욱 풍부하게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 제1 히팅 수단과 제2 히팅 수단의 가열 시간, 온도를 각각 제어하여 궐련의 풍미를 더욱 풍부하게 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술의 휴대용 에어로졸 발생장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치의 개략적인 회로 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예 내지 제3 실시예에 따른 휴대용 에어로볼 발생장치에서 가열 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예 또는 제5 실시예에 따른 휴대용 에어로볼 발생장치에서 가열 범위를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치의 개략적인 회로 블럭도이고, 도 4와 도 5는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2와 도 3을 참조하면 본 발명에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치(200)는 장치 내에 제공되는, 궐련(210)이 삽입될 수 있는 공동(220)과, 장치 내에 제공되는, 궐련(210)의 내부를 독립적으로 가열할 수 있는 제1 히팅 수단(250)과, 장치 내에 제공되는, 궐련(210)의 외부를 독립적으로 가열할 수 있는 제2 히팅 수단(260)과, 장치 내에 제공되어 전원을 공급하는 배터리(230)와, 상기 제1 히팅 수단(250)과 상기 제2 히팅 수단을 각각 독립적으로 제어하는 마이크로컨트롤러(240)를 포함한다. 도 4의 (A)와 (C)를 참조하면 제1 히팅 수단(250)은 유도 가열 코일(252)에 의해 유도 가열 방식으로 가열되며 공동(220) 내부에 설치되는 봉침 형태의 금속 가열체(251)로 제공된다. 금속 가열체(251)가 봉침 형태로 제공되므로 궐련(210)이 공동(220) 내부로 삽입되면 봉침 형태의 금속 가열체(251)가 궐련(210) 내부로 침투하여 궐련(210)의 내부를 가열하기 용이하다. 공동 외주면에는 봉침 형태의 금속 가열체(251)를 둘러싸는 형태로 유도 가열 코일(252)이 설치되며, 마이크로컨트롤러(240)의 제어에 의해 유도 가열 코일(252)의 교번 자기장은 봉침 형태의 금속 가열체(251)에 히스테리시스 손실(hysteresis loss)과 와류(eddy current)를 발생시켜, 봉침 형태의 금속 가열체(251)가 궐련(210) 내부를 가열하게 된다. 또한, 도 4의 (A)와 (B)를 참조하면 제2 히팅 수단(260)은 공동(220) 내벽에 설치되어 마이크로컨트롤러(240)의 제어에 의해 저항 가열 방식으로 가열되는 필름 가열체(261)로 제공되어, 궐련(210)이 공동(220) 내부로 삽입되면 궐련(210)을 감싸는 형태가 되어 궐련(210)의 외부를 가열하기 용이하다. 도 5의 (A)를 참조하면 봉침 형태의 금속 가열체(251)는 궐련(210) 내부로 침투하기 용이한 형상으로 예를 들어 원형이나, 블레이드 형태, 다각 형태 중 어느 하나의 형태로 제공될 수 있다. 또한 도 3을 참조하면 제1 히팅 수단(250)의 온도를 센싱할 수 있는 온도 감지 수단(270)이 구비될 수 있는데, 구체적으로 봉침 형태의 금속 가열체(251)는 내부에 온도를 측정할 수 있는 온도 감지 수단(270)으로서 미도시된 온도 센서가 부착되며, 도 5의 (B)를 참조하면 온도 감지 수단(270)과 연결된 리드선(271)이 인출되어 마이크로컨트롤러(240)로 연결된다. 또한 도 3을 참조하면 제2 히팅 수단(260)의 온도를 센싱할 수 있는 온도 감지 수단(280)이 구비될 수 있는데, 구체적으로 필름가열체(261)는 필름표면에 온도 센싱을 위한 온도 감지 수단(280)으로서 미도시된 별도의 패턴이 형성되거나, 별도의 온도 센서가 부착되며, 도 5의 (B)를 참조하면 온도 감지 수단(280)과 연결된 리드선(281)이 인출되어 마이크로컨트롤러(240)로 연결된다. 실시예에 따라 봉침 형태의 금속 가열체(251)는 강자성체, 연자성체 등의 자성을 띄는 재질로 이루어질 수 있다.
도 6과 도 7은 각각 본 발명의 제2 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 (A)와 (C)를 참조하면 제1 히팅 수단(250)은 유도 가열 코일(252)에 의해 유도 가열 방식으로 가열되며 공동(220) 내부에 설치되는 봉침 형태의 금속 가열체(253)로 제공된다. 금속 가열체(253)가 봉침 형태로 제공되므로 궐련(210)이 공동(220) 내부로 삽입되면 봉침 형태의 금속 가열체(253)가 궐련(210) 내부로 침투하여 궐련(210)의 내부를 가열하기 용이하다. 공동 외주면에는 봉침 형태의 금속 가열체(253)를 둘러싸는 형태로 유도 가열 코일(254)이 설치되며, 마이크로컨트롤러(240)의 제어에 의해 유도 가열 코일(252)의 교번 자기장은 봉침 형태의 금속 가열체(253)에 히스테리시스 손실(hysteresis loss)과 와류(eddy current)를 발생시켜, 봉침 형태의 금속 가열체(253)가 궐련(210) 내부를 가열하게 된다. 또한, 도 6의 (A)와 (B)를 참조하면 제2 히팅 수단(260)은 공동(220) 내벽에 설치되어 마이크로컨트롤러(240)의 제어에 의해 가열되는 세라믹 가열체(262)로 제공되어, 궐련(210)이 공동(220) 내부로 삽입되면 궐련(210)을 감싸는 형태가 되어 궐련(210)의 외부를 가열하기 용이하다. 실시예에 따라 세라믹 가열체(262)는 세라믹 표면에 전기 저항성 패턴을 구비하여, 가열시 상기 전기 저항성 패턴이 가열된다. 도 7의 (A)를 참조하면 봉침 형태의 금속 가열체(253)는 궐련(210) 내부로 침투하기 용이한 형상으로 예를 들어 원형이나, 블레이드 형태, 다각 형태 중 어느 하나의 형태로 제공될 수 있다. 또한 도 3을 참조하면 제1 히팅 수단(250)의 온도를 센싱할 수 있는 온도 감지 수단(270)이 구비될 수 있는데, 구체적으로 봉침 형태의 금속 가열체(253)는 내부에 온도를 측정할 수 있는 온도 감지 수단(270)으로서 미도시된 온도 센서가 부착되며, 도 7의 (B)를 참조하면 온도 감지 수단(270)과 연결된 리드선(272)이 인출되어 마이크로컨트롤러(240)로 연결된다. 또한 도 3을 참조하면 제2 히팅 수단(260)의 온도를 센싱할 수 있는 온도 감지 수단(280)이 구비될 수 있는데, 구체적으로 세라믹 가열체(262)는 표면에 온도 센싱을 위한 온도 감지 수단(280)으로서 미도시된 별도의 패턴이 형성되거나, 별도의 온도 센서가 부착되며, 도 7의 (B)를 참조하면 온도 감지 수단(280)과 연결된 리드선(282)이 인출되어 마이크로컨트롤러(240)로 연결된다. 실시예에 따라 봉침 형태의 금속 가열체(253)는 강자성체, 연자성체 등의 자성을 띄는 재질로 이루어질 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8의 (A)와 (B)를 참조하면 제1 히팅 수단(250)은 공동(220) 내부에 설치되는 봉침 형태의 세라믹 가열체(254)로 제공된다. 세라믹 가열체(254)가 봉침 형태로 제공되므로 궐련(210)이 공동(220) 내부로 삽입되면 봉침 형태의 세라믹 가열체(254)가 궐련(210) 내부로 침투하여 궐련(210)의 내부를 가열하기 용이하다. 또한, 도 8의 (A)를 참조하면 제2 히팅 수단(260)은 유도 가열 코일(264)에 의해 유도 가열 방식으로 가열되며 공동(220) 내벽에 설치되는 외부 자성을 띄는 금속 가열체(263)와 공동 외주면에 설치되는 유도 가열 코일(264)로 제공된다. 유도 가열 코일(264)은 공동 외주면에서 금속 가열체(263)를 둘러싸는 형태로 설치되며, 마이크로컨트롤러(240)의 제어에 의해 유도 가열 코일(264)의 교번 자기장은 금속 가열체(263)에 히스테리시스 손실(hysteresis loss)과 와류(eddy current)를 발생시켜, 금속 가열체(263)가 궐련(210) 외부를 가열하게 된다. 봉침 형태의 세라믹 가열체(254)는 궐련(210) 내부로 침투하기 용이한 형상으로 예를 들어 원형이나, 블레이드 형태, 다각 형태 중 어느 하나의 형태로 제공될 수 있다. 또한 도 3을 참조하면 제1 히팅 수단(250)의 온도를 센싱할 수 있는 온도 감지 수단(270)이 구비될 수 있는데, 구체적으로 봉침 형태의 세라믹 가열체(254)는 내부에 온도를 측정할 수 있는 온도 감지 수단(270)으로서 미도시된 온도 센서가 부착된다. 또한 도 3을 참조하면 제2 히팅 수단(260)의 온도를 센싱할 수 있는 온도 감지 수단(280)이 구비될 수 있는데, 구체적으로 금속 가열체(263)는 표면에 온도 센싱을 위한 온도 감지 수단(280)으로서 미도시된 별도의 패턴이 형성되거나, 별도의 온도 센서가 부착된다.
도 9는 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치에서 가열 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 2와 도 3 및 도 9를 참조하면, 마이크로컨트롤러(240)는 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)을 각각 독립적으로 제어하며 도 9의 (A)를 참조하면 제1 히팅 수단(250)에 의해 공동(220) 내부로 삽입된 궐련(210)의 내부가 가열되게 되고, 도 9의 (B)를 참조하면 제2 히팅 수단(260)에 의해 공동(220) 내부로 삽입된 궐련(210)의 외부가 가열되게 된다. 따라서 도 9의 (C)를 참조하면 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅수단(260)에 의해 궐련(210)의 내부 및 외부가 고르게 가열되는 효과를 가져온다. 또한, 본 발명에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치(200)는 궐련(210)의 종류나 사용환경, 사용자의 취향에 따라 하기와 같이 여러가지 실시예에 따른 가열 조건으로 동작 가능한데, 예를 들어 1) 마이크로컨트롤러(240)는 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)의 가열 시간을 구분하여 제1 히팅 수단(250)을 먼저 가열하고 제2 히팅 수단(260)의 가열을 소정시간 이후 가열하도록 제어할 수 있다.
2) 마이크로컨트롤러(240)는 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)의 가열 시간을 구분하여 제2 히팅 수단(260)을 먼저 가열하고 제1 히팅 수단(250)의 가열을 소정시간 이후 가열하도록 제어할 수 있다.
3) 마이크로컨트롤러(240)는 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)을 동시에 가열하도록 제어할 수 있다.
4) 마이크로컨트롤러(240)는 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260) 중 어느 하나만을 가열하도록 제어할 수 있다.
5) 마이크로컨트롤러(240)는 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)에 공급되는 전류의 양을 조절하여 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어 마이크로컨트롤러(240)는 배터리(230)를 제어하여 배터리(230)로부터 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)에 각각 공급되는 전류의 양을 조절하여 온도를 제어할 수 있다.
6) 마이크로컨트롤러(240)는 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)에 공급되는 전류의 듀티비를 조절해서 온도를 제어할 수 있다. 예를 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)은 각각 마이크로컨트롤러(240)와 배터리(230)에 연결되는 FET를 구비하고, 마이크로컨트롤러(240)는 각각의 FET로 PWM신호의 듀티를 조절하여 입력해서 배터리(230)로부터 각각 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)에 공급되는 전류를 조절하여 온도를 제어할 수 있다.
7) 마이크로컨트롤러(240)는 각각의 온도 프로파일에 의해 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)의 온도를 상이하게 제어할 수 있다. 예를 들어 마이크로컨트롤러(230)에는 궐련(210)의 종류나 사용환경, 사용자의 취향에 따라 제1 히팅 수단(250)에 대한 온도 프로파일과 제2 히팅 수단(260)에 대한 온도 프로파일이 저장되어 있어서, 선택에 의해 각각의 온도 프로파일에 의해 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)의 온도를 상이하게 제어할 수 있다. 또한, 실시예에 따라 마이크로컨트롤러(230)는 각각의 온도 프로파일에 의해 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)의 온도를 동일하게 제어할 수 있다. 각각의 온도 프로파일은 실시예에 따라 시간에 따라 온도를 증가시키거나, 감소시키거나 또는 변하지 않도록 설정되어 있을 수 있다.
도 10과 도 11은 각각 본 발명의 제4 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10의 (A)와 (B)를 참조하면 제1 히팅 수단(250)은 공동(220) 내부에 설치되는 봉침 형태의 세라믹 가열체(255)로 제공된다. 세라믹 가열체(255)가 봉침 형태로 제공되므로 궐련(210)이 공동(220) 내부로 삽입되면 봉침 형태의 세라믹 가열체(255)가 궐련(210) 내부로 침투하여 궐련(210)의 내부를 가열하기 용이하다. 또한, 제2 히팅 수단(260)은 공동(220) 내벽에 설치되어 마이크로컨트롤러(240)의 제어에 의해 저항 가열 방식으로 가열되는 필름 가열체(265)로 제공되어, 궐련(210)이 공동(220) 내부로 삽입되면 궐련(210)을 감싸는 형태가 되어 궐련(210)의 외부를 가열하기 용이하다. 실시예에 따라 공동(210) 내벽에 설치되는 필름 가열체(265) 내부면에는 열 전도성이 우수한 금속 가열체(266)가 구비되어 필름 가열체(265)에 의해 금속 가열체(266)가 가열되고, 결과적으로 금속 가열체(266)에 의해 궐련(210)의 외부가 가열되게 된다. 또한, 금속 가열체(266)는 강자성체, 연자성체 등의 자성을 띄는 재질로 이루어질 수 있다.
도 11의 (A)를 참조하면 봉침 형태의 세라믹 가열체(255)는 궐련(210) 내부로 침투하기 용이한 형상으로 예를 들어 원형이나, 블레이드 형태, 다각 형태 중 어느 하나의 형태로 제공될 수 있다. 또한 도 3을 참조하면 제1 히팅 수단(250)의 온도를 센싱할 수 있는 온도 감지 수단(270)이 구비될 수 있는데, 구체적으로 봉침 형태의 세라믹 가열체(255)는 내부에 온도를 측정할 수 있는 온도 감지 수단(270)으로서 미도시된 온도 센서가 부착되며, 도 11의 (B)를 참조하면 온도 감지 수단(270)과 연결된 리드선(273)이 인출되어 마이크로컨트롤러(240)로 연결된다. 또한 도 3을 참조하면 제2 히팅 수단(260)의 온도를 센싱할 수 있는 온도 감지 수단(280)이 구비될 수 있는데, 구체적으로 필름 가열체(265)는 필름 표면에 온도 센싱을 위한 온도 감지 수단(280)으로서 미도시된 별도의 패턴이 형성되거나, 별도의 온도 센서가 부착되며, 도 11의 (B)를 참조하면 온도 감지 수단(280)과 연결된 리드선(283)이 인출되어 마이크로컨트롤러(240)로 연결된다.
도 12와 도 13은 각각 본 발명의 제5 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12의 (A)와 (B)를 참조하면 제1 히팅 수단(250)은 공동(220) 내부에 설치되는 봉침 형태의 세라믹 가열체(256)로 제공된다. 세라믹 가열체(256)가 봉침 형태로 제공되므로 궐련(210)이 공동(220) 내부로 삽입되면 봉침 형태의 세라믹 가열체(256)가 궐련(210) 내부로 침투하여 궐련(210)의 내부를 가열하기 용이하다. 또한, 제2 히팅 수단(260)은 공동(220) 내벽에 설치되어 마이크로컨트롤러(240)의 제어에 의해 가열되는 세라믹 가열체(267)로 제공되어, 궐련(210)이 공동(220) 내부로 삽입되면 궐련(210)을 감싸는 형태가 되어 궐련(210)의 외부를 가열하기 용이하다.
도 13의 (A)를 참조하면 봉침 형태의 세라믹 가열체(256)는 궐련(210) 내부로 침투하기 용이한 형상으로 예를 들어 원형이나, 블레이드 형태, 다각 형태 중 어느 하나의 형태로 제공될 수 있다. 또한 도 3을 참조하면 제1 히팅 수단(250)의 온도를 센싱할 수 있는 온도 감지 수단(270)이 구비될 수 있는데, 구체적으로 봉침 형태의 세라믹 가열체(256)는 내부에 온도를 측정할 수 있는 온도 감지 수단(270)으로서 미도시된 온도 센서가 부착되며, 도 13의 (B)를 참조하면 온도 감지 수단(270)과 연결된 리드선(274)이 인출되어 마이크로컨트롤러(240)로 연결된다. 또한 도 3을 참조하면 제2 히팅 수단(260)의 온도를 센싱할 수 있는 온도 감지 수단(280)이 구비될 수 있는데, 구체적으로 세라믹 가열체(267)는 세라믹 표면에 온도 센싱을 위한 온도 감지 수단(280)으로서 미도시된 별도의 패턴이 형성되거나, 별도의 온도 센서가 부착되며, 도 13의 (B)를 참조하면 온도 감지 수단(280)과 연결된 리드선(284)이 인출되어 마이크로컨트롤러(240)로 연결된다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예 또는 제5 실시예에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치에서 가열 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 2와 도 3 및 도 14를 참조하면, 마이크로컨트롤러(240)는 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)을 각각 독립적으로 제어하며 도 15의 (A)를 참조하면 제1 히팅 수단(250)에 의해 공동(220) 내부로 삽입된 궐련(210)의 내부가 가열되게 되고, 도 15의 (B)를 참조하면 제2 히팅 수단(260)에 의해 공동(220) 내부로 삽입된 궐련(210)의 외부가 가열되게 된다. 따라서 도 15의 (C)를 참조하면 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅수단(260)에 의해 궐련(210)의 내부 및 외부가 고르게 가열되는 효과를 가져온다. 또한, 본 발명에 따른 휴대용 에어로졸 발생장치(200)는 궐련(210)의 종류나 사용환경, 사용자의 취향에 따라 하기와 같이 여러가지 실시예에 따른 가열 조건으로 동작 가능한데, 예를 들어 1)마이크로컨트롤러(240)는 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)의 가열 시간을 구분하여 제1 히팅 수단(250)을 먼저 가열하고 제2 히팅 수단(260)의 가열을 소정시간 이후 가열하도록 제어할 수 있다.
2) 마이크로컨트롤러(240)는 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)의 가열 시간을 구분하여 제2 히팅 수단(260)을 먼저 가열하고 제1 히팅 수단(250)의 가열을 소정시간 이후 가열하도록 제어할 수 있다.
3) 마이크로컨트롤러(240)는 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)을 동시에 가열하도록 제어할 수 있다.
4) 마이크로컨트롤러(240)는 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260) 중 어느 하나만을 가열하도록 제어할 수 있다.
5) 마이크로컨트롤러(240)는 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)에 공급되는 전류의 양을 조절하여 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어 마이크로컨트롤러(240)는 배터리(230)를 제어하여 배터리(230)로부터 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)에 각각 공급되는 전류의 양을 조절하여 온도를 제어할 수 있다.
6) 마이크로컨트롤러(240)는 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)에 공급되는 전류의 듀티비를 조절해서 온도를 제어할 수 있다. 예를 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)은 각각 마이크로컨트롤러(240)와 배터리(230)에 연결되는 FET를 구비하고, 마이크로컨트롤러(240)는 각각의 FET로 PWM신호의 듀티를 조절하여 입력해서 배터리(230)로부터 각각 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)에 공급되는 전류를 조절하여 온도를 제어할 수 있다.
7) 마이크로컨트롤러(240)는 각각의 온도 프로파일에 의해 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)의 온도를 상이하게 제어할 수 있다. 예를 들어 마이크로컨트롤러(230)에는 궐련(210)의 종류나 사용환경, 사용자의 취향에 따라 제1 히팅 수단(250)에 대한 온도 프로파일과 제2 히팅 수단(260)에 대한 온도 프로파일이 저장되어 있어서, 선택에 의해 각각의 온도 프로파일에 의해 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)의 온도를 상이하게 제어할 수 있다. 또한, 실시예에 따라 마이크로컨트롤러(230)는 각각의 온도 프로파일에 의해 제1 히팅 수단(250)과 제2 히팅 수단(260)의 온도를 동일하게 제어할 수 있다. 각각의 온도 프로파일은 실시예에 따라 시간에 따라 온도를 증가시키거나, 감소시키거나 또는 변하지 않도록 설정되어 있을 수 있다.
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.

Claims (33)

  1. 휴대용 에어로졸 발생장치에 있어서,
    장치 내에 제공되는, 궐련이 삽입될 수 있는 공동과;
    장치 내에 제공되는, 궐련의 내부를 독립적으로 가열할 수 있는 제1 히팅 수단과;
    장치 내에 제공되는, 궐련의 외부를 독립적으로 가열할 수 있는 제2 히팅 수단과;
    장치 내에 제공되어 전원을 공급하는 배터리와;
    상기 제1 히팅 수단과 상기 제2 히팅 수단을 각각 독립적으로 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 히팅 수단은 유도 가열 코일에 의해 유도 가열 방식으로 가열되며 공동 내부에 설치되는 봉침 형태의 금속 가열체이고, 제2 히팅 수단은 공동 내벽에 설치되어 저항 가열 방식으로 가열되는 필름 가열체인 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  3. 제2항에 있어서,
    봉침 형태의 금속 가열체는 원형, 블레이드 형태, 다각 형태 중 어느 하나의 형태이며, 내부에 온도를 측정할 수 있는 온도 센서가 부착되고, 필름가열체는 온도를 센싱할 수 있는 온도 감지 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  4. 제3항에 있어서,
    온도 감지 수단은 필름 가열체의 필름표면에 형성된 온도 센싱을 위한 별도의 패턴인 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  5. 제3항에 있어서,
    온도 감지 수단은 필름 가열체에 부착된 온도 센서인 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  6. 제2항에 있어서,
    봉침 형태의 내부 금속 가열체는 자성을 띄는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  7. 제1항에 있어서,
    제1 히팅 수단은 유도 가열 코일에 의해 유도 가열 방식으로 가열되며 공동 내부에 설치되는 봉침 형태의 금속 가열체이고, 제2 히팅 수단은 공동 내벽에 설치되는 세라믹 가열체인 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  8. 제7항에 있어서,
    봉침 형태의 금속 가열체는 원형, 블레이드 형태, 다각 형태 중 어느 하나의 형태이며, 자성을 띄는 재질로 이루어 지고, 내부에 온도를 측정할 수 있는 온도 센서가 부착되고, 세라믹 가열체는 온도를 센싱할 수 있는 온도 감지 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  9. 제8항에 있어서,
    온도 감지 수단은 세라믹 가열체의 표면에 형성된 온도 센싱을 위한 별도의 패턴인 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  10. 제8항에 있어서,
    온도 감지 수단은 세라믹 가열체에 부착된 온도 센서인 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  11. 제7항에 있어서,
    세라믹 가열체는 세라믹 표면에 전기 저항성 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  12. 제1항에 있어서,
    제1 히팅 수단은 공동 내부에 설치되는 봉침 형태의 세라믹 가열체이고, 제2 히팅 수단은 유도 가열 코일에 의해 유도 가열 방식으로 가열되며 공동 내벽에 설치되는 외부 자성을 띄는 금속 가열체인 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  13. 제12항에 있어서,
    봉침 형태의 세라믹 가열체는 원형, 블레이드 형태, 다각 형태 중 어느 하나의 형태이며, 내부의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서가 부착되며, 금속 가열체는 온도를 센싱할 수 있는 온도 감지 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  14. 제13항에 있어서,
    온도 감지 수단은 금속 가열체의 표면에 형성된 온도 센싱을 위한 별도의 패턴인 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  15. 제13항에 있어서,
    온도 감지 수단은 금속 가열체에 부착된 온도 센서인 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  16. 제1항에 있어서,
    제1 히팅 수단은 공동 내부에 설치되는 봉침 형태의 세라믹 가열체이고, 제2 히팅 수단은 공동 내벽에 설치되어 저항 가열 방식으로 가열되는 필름 가열체인 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  17. 제16항에 있어서,
    공동 내벽에 설치되는 필름가열체 내부면에는 금속 가열체를 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  18. 제17항에 있어서,
    금속 가열체는 자성을 띄는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  19. 제16항에 있어서,
    봉침 형태의 세라믹 가열체는 원형, 블레이드 형태, 다각 형태 중 어느 하나의 형태이며, 내부의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서가 부착되며, 필름 가열체는 온도를 센싱할 수 있는 온도 감지 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  20. 제19항에 있어서,
    온도 감지 수단은 필름 가열체의 표면에 형성된 온도 센싱을 위한 별도의 패턴인 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  21. 제19항에 있어서,
    온도 감지 수단은 필름 가열체에 부착된 온도 센서인 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  22. 제1항에 있어서,
    제1 히팅 수단은 공동 내부에 설치되는 봉침 형태의 세라믹 가열체이고, 제2 히팅 수단은 공동 내벽에 설치되는 세라믹 가열체인 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  23. 제22항에 있어서,
    봉침 형태의 세라믹 가열체는 원형, 블레이드 형태, 다각 형태 중 어느 하나의 형태이며, 내부의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서가 부착되며, 세라믹 가열체는 온도를 센싱할 수 있는 온도 감지 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  24. 제23항에 있어서,
    온도 감지 수단은 세라믹 가열체의 표면에 형성된 온도 센싱을 위한 별도의 패턴인 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  25. 제23항에 있어서,
    온도 감지 수단은 세라믹 가열체에 부착된 온도 센서인 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    마이크로컨트롤러는 제1 히팅 수단과 제2 히팅 수단의 가열 시간을 구분하여 제1 히팅 수단을 먼저 가열하고 제2 히팅 수단의 가열을 소정시간 이후 가열하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  27. 제1항 내지 제25항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    마이크로컨트롤러는 제1 히팅 수단과 제2 히팅 수단의 가열 시간을 구분하여 제2 히팅 수단을 먼저 가열하고 제1 히팅 수단의 가열을 소정시간 이후 가열하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  28. 제1항 내지 제25항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    마이크로컨트롤러는 제1 히팅 수단과 제2 히팅 수단을 동시에 가열하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  29. 제1항 내지 제25항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    마이크로컨트롤러는 제1 히팅 수단과 제2 히팅 수단 중 어느 하나만을 가열하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  30. 제1항 내지 제25항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    마이크로컨트롤러는 제1 히팅 수단과 제2 히팅 수단에 공급되는 전류의 양을 조절하여 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  31. 제1항 내지 제25항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    마이크로컨트롤러는 제1 히팅 수단과 제2 히팅 수단에 공급되는 전류의 듀티비를 조절해서 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  32. 제1항 내지 제25항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    마이크로컨트롤러는 각각의 온도 프로파일에 의해 제1 히팅 수단과 제2 히팅 수단의 온도를 상이하게 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.
  33. 제1항 내지 제25항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    마이크로컨트롤러는 각각의 온도 프로파일에 의해 제1 히팅 수단과 제2 히팅 수단의 온도를 동일하게 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 에어로졸 발생장치.



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