JP2022061938A - 霧化装置及びその霧化素子 - Google Patents

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Abstract

【課題】霧化素子の電力許容度を高め、製品の使用寿命を延ばすことができ、大煙量及び濃厚な味で視覚及び嗅覚を満足させること。【解決手段】霧化素子30は、吸着部31と、発熱素子32と、多孔質被覆層35と、を備える。前記吸着部31は、霧化されるべき材料を吸着する。前記発熱素子32は、前記吸着部31内の前記霧化されるべき材料を加熱して霧化させ、前記発熱素子32は、第1電極部、第2電極部、及び前記第1電極部と前記第2電極部との間に位置する導電性接続部材を含む。前記多孔質被覆層35は、前記発熱素子32の少なくとも一部を被覆するが、前記第1電極部及び前記第2電極部を被覆しない。前記多孔質被覆層35の面積と前記導電性接続部材の面積との比率を被覆率として定義し、前記被覆率は少なくとも50%以上であって、前記多孔質被覆層35の気孔率は30%~75%である。【選択図】図2

Description

本発明は霧化装置及びその霧化素子に関する。
従来のタバコは、スペースを取り、しかも、変形して損傷しやすいため、ユーザーが持ち歩く際には面倒である。また、長時間外出の際に、タバコの補充購入にも煩わしい。従来のタバコは、使用上に着火する火源が必要とし、灰及び吸い殻の廃棄物もあり、環境汚染や火災事故を防ぐためには灰皿や専用なゴミ箱を用意する必要がある。
上記問題を解決するために、電子タバコなどのような個人用霧化装置は、過去10年間でますます普及しており、紙巻タバコや葉巻タバコ等の従来の喫煙具の代替品になっている。特に、電子タバコは洗練されたデザインで製作されており、自分のセンスをアピールしたい若者に人気がある。このような霧化装置の設計及び構造は、現在も継続的に開発されており、性能及び信頼性の向上、並びに製造の難易度及びコストの低減が期待されている。
電子タバコは通常、多孔質セラミック材料を使用してE-リキッドを吸着し、ヒーターと組み合わせてE-リキッドを加熱して霧化させる。しかしながら、ヒーターは一般的に金属又は金属合金で作られており、発熱の際にヒーターの温度は200℃~400℃に達することがある。長時間にわたって空気と接触すると、ヒーターの表面に酸化膜が形成されることにより、抵抗器としてのヒーターの材料劣化を生じ、電力許容度が低下する問題を引き起こす。さらに、電子タバコの使用回数の増加に伴い、ヒーターにも金属疲労を生じやすい。例えば、数百回も使用した後、ユーザーは、電子タバコの煙量が不十分且つ濃度が低いという欠点に徐々に気付く。さらに、電子タバコが作動しなくなり、故障してしまうこともある。従って、従来の電子タバコの使用寿命を長くするための製品改善は急務である。
本発明は、霧化装置及びその霧化素子を開示し、発熱素子を被覆する多孔質被覆層を設置し、適切な気孔率を選択することにより、霧化素子の電力許容度を高め、製品の使用寿命を延ばすことができ、大煙量及び濃厚な味で視覚及び嗅覚を満足させることが可能となる。
本発明の第1態様によれば、本発明は霧化素子を開示し、前記霧化素子は、吸着部と、発熱素子と、多孔質被覆層と、を備える。前記吸着部は、霧化されるべき材料を吸着する。前記発熱素子は、前記吸着部内の前記霧化されるべき材料を加熱して霧化させ、前記発熱素子は、第1電極部、第2電極部、及び前記第1電極部と前記第2電極部との間に位置する導電性接続部材を含む。前記多孔質被覆層は、前記発熱素子の少なくとも一部を被覆するが、前記第1電極部及び前記第2電極部を被覆しない。前記多孔質被覆層の面積と前記導電性接続部材の面積との比率を被覆率として定義し、前記被覆率は少なくとも50%以上であって、前記多孔質被覆層の気孔率は30%~75%である。
一実施例において、前記多孔質被覆層の材料は、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、珪酸ナトリウム、フェライト、活性炭、カオリナイト、ハロイサイト、モンモリロナイト、リン酸カルシウム、ゼオライト(沸石)、バーミキュライト(蛭石)、珪藻土、パリゴルスカイト、セピオライト(海泡石)、パーライト(真珠岩)、又はそれらの組み合わせから選択される。
一実施例において、前記被覆率は50%~800%である。
一実施例において、前記多孔質被覆層は、略矩形形状を有する。
一実施例において、前記多孔質被覆層の上縁及び前記吸着部の上縁の間に所定の距離Dが維持され、前記多孔質被覆層の下縁及び前記吸着部の下縁の間に前記所定の距離Dが維持され、前記距離Dは0.1mm~0.6mmである。
一実施例において、前記多孔質被覆層は、概して前記導電性接続部材に沿って延伸し、前記導電性接続部材の全体を被覆する。
一実施例において、前記多孔質被覆層は、前記吸着部の全体を被覆するが、前記第1電極部及び前記第2電極部を被覆しない。
一実施例において、前記多孔質被覆層の厚さは、10μm~200μmである。
一実施例において、前記吸着部31の気孔率は、45%~75%である。
本発明の第2態様によれば、本発明は霧化装置を開示し、前記霧化装置は、筐体と、吸着部と、発熱素子と、多孔質被覆層と、電池と、を備える。前記筐体は、霧化されるべき材料を貯蔵するための貯蔵タンクを囲む。前記吸着部は、前記霧化されるべき材料を吸着する。前記発熱素子は、前記吸着部内の前記霧化されるべき材料を加熱して霧化させ、前記発熱素子は、第1電極部、第2電極部、及び前記第1電極部と前記第2電極部との間に位置する導電性接続部材を含む。前記多孔質被覆層は、前記発熱素子の少なくとも一部を被覆するが、前記第1電極部及び前記第2電極部を被覆しない。前記多孔質被覆層の面積と前記導電性接続部材の面積との比率を被覆率として定義し、前記被覆率は少なくとも50%以上であって、前記多孔質被覆層の気孔率は30%~75%である。前記電池は、前記発熱素子に電力を供給する。
一実施例において、前記多孔質被覆層の材料は、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、珪酸ナトリウム、フェライト、活性炭、カオリナイト、ハロイサイト、モンモリロナイト、リン酸カルシウム、ゼオライト(沸石)、バーミキュライト(蛭石)、珪藻土、パリゴルスカイト、セピオライト(海泡石)、パーライト(真珠岩)、又はそれらの組み合わせから選択される。
一実施例において、前記被覆率は50%~800%である。
一実施例において、前記多孔質被覆層は、略矩形形状を有する。
一実施例において、前記多孔質被覆層の上縁及び前記吸着部の上縁の間に所定の距離Dが維持され、前記多孔質被覆層の下縁及び前記吸着部の下縁の間に前記所定の距離Dが維持され、前記距離Dは0.1mm~0.6mmである。
一実施例において、前記多孔質被覆層は、概して前記導電性接続部材に沿って延伸し、前記導電性接続部材の全体を被覆する。
一実施例において、前記多孔質被覆層は、前記吸着部の全体を被覆するが、前記第1電極部及び前記第2電極部を被覆しない。
一実施例において、前記多孔質被覆層の厚さは、10μm~200μmである。
本発明の霧化装置及びその霧化素子は、多孔質被覆層を備え、多孔質被覆層が発熱素子を被覆し、多孔質被覆層の気孔率が適切な範囲内で選択される。これにより、発熱素子の表面酸化問題を解決し、霧化素子の電力許容度を高め、製品の使用寿命を延ばすことができる。さらに、電子タバコへの応用を例として、実測では、大煙量及び濃厚な味を実現でき、現段階の電子タバコに効果的な解決方法を提供する。
本発明の一実施例の霧化装置を示す図である。 本発明の霧化素子の側面図である。 図2の霧化素子の底面図である。 本発明の第1実施例の霧化素子を示す図である。 本発明の第1実施例の霧化素子を示す図である。 本発明の第2実施例の霧化素子の底面図である。 本発明の第3実施例の霧化素子の底面図である。 本発明の第4実施例の霧化素子の底面図である。 本発明の第5実施例の霧化素子の底面図である。
本発明の上記及び他の技術内容、特徴、及び利点をより明白かつ理解できるように、以下は、関連する実施例を列挙し、添付の図面と組み合わせて詳しく説明する。
図1は霧化装置10を示す図であり、その構造は、例えば、電子タバコに使用できるように設計されている。霧化装置10は、例えば、フラットタイプ、シリンダータイプ、又は他のタイプであってもよい。霧化装置10は、吸引ノズル部20、及び電力供給部40を備える。電力供給部40はチャンバー43を有し、チャンバー43は、吸引ノズル部20の本体を収容し、且つ、吸引ノズル部20と結合してもよい。また、吸引ノズル部20は交換可能なカセットタイプであってもよい。
吸引ノズル部20は、排気口21、貯蔵タンク22、煙通路23、スペーサー24、液体通路25、電極ホルダー26、筐体27、及び吸気口28を備える。貯蔵タンク22は、霧化されるべき材料又は霧化されるべき液体、例えば、E-リキッド、を貯蔵する。一般的に言えば、貯蔵タンク22は、筐体27及びスペーサー24によって形成される容器又は空間であってもよく、霧化されるべき材料又は霧化されるべき液体を直接貯蔵ために設けられている。スペーサー24の中には、二つの液体通路25を有し、液体通路25は、貯蔵タンク22と霧化素子30とを接続する。霧化されるべき材料は、前記液体通路25を通過して前記霧化素子30に流れ、前記霧化素子30と接触して霧化されることができる。電極ホルダー26は、霧化素子30を加熱する電源の導電通路を提供する。電極ホルダー26の中には、気流を通過させるための吸気口28を備える。電力供給部40は、制御回路41、電池42、及び筐体44を備える。筐体44は、前記吸引ノズル部20を収容するための対応チャンバー43を形成する。制御回路41は、霧化素子30に対して加熱電源を提供するための電池42の起動タイミングを制御する。
図2は本発明の一実施例による霧化素子30の側面図であり、図3は霧化素子30の底面図である。明確的に説明するために、図3は多孔質被覆層35を省略している。霧化素子30は、積層構造の吸着部31と、発熱素子32と、多孔質被覆層35と、を備える。発熱素子32は、吸着部31と多孔質被覆層35との間に設置される。吸着部31は、第1表面33と、第2表面34と、を備え、前記第1表面33は前記第2表面34の反対側に位置する。一実施例において、霧化されるべき材料は前記第1表面33と物理的に接触し、発熱素子32は、例えば、抵抗式発熱素子、前記第2表面34と物理的に接触する。発熱素子32はセラミック芯によって作られてもよく、セラミック芯の発熱は時間とともに線形に変化していない。吸着部31は、通常、積層された複数の多孔質材料層を備える。製造において、多孔質材料層は、必要に応じてセラミック粉末にポロゲン(porogen)を添加し、異なるポロゲンのサイズ及び体積比(vol%)を調整することにより、適切な気孔率を得る。それから、多孔質材料層を加圧形成して焼結し、ポロゲンは高温により揮発して孔を残し、多数の孔を有する吸着部31を形成する。発熱素子32は、銀(Ag)、ルテニウム(Ru)、銀・パラジウム(AgPd)、ニッケル・クロム(NiCr)、銅・ニッケル(CuNi)などの合金材料を含んでもよい。多孔質被覆層35は、発熱素子32の一表面上に設置され、例えば、発熱素子32の底面320上に設置される。多孔質被覆層35は、発熱素子32の少なくとも一部を被覆する。すなわち、多孔質被覆層35は発熱素子32と部分的に重なるが、発熱素子32の電極部を被覆しない(詳細は後述)。多孔質被覆層35は、セラミック又は他の多孔質材料によって作ってもよく、例えば、酸化アルミニウム(Al)、炭化ケイ素(SiC)、珪酸ナトリウム(NaSiO)、フェライト(ferrite)、活性炭、カオリナイト、ハロイサイト、モンモリロナイト、リン酸カルシウム、ゼオライト(沸石)、バーミキュライト(蛭石)、珪藻土、パリゴルスカイト、セピオライト(海泡石)、パーライト(真珠岩)、又はそれらの組み合わせから選択される。製造において、多孔質被覆層35はまた、セラミック粉末にポロゲンを添加し、異なるポロゲンのサイズ及び体積比(vol%)を調整し、混合攪拌してスラリーを形成する。それから、例えば、厚膜印刷、コーティング、スパッタリング、ジェット印刷、又は転写印刷などの方法を利用してもよく、金属又は金属合金の発熱素子32を吸着部31に形成し、次に、スラリーを発熱素子32の上にコーティング又は印刷する。その後、霧化素子30の全体を焼結炉内に入れ、同時焼成(Co-fired)を行うことにより、吸着部31、発熱素子32、及び多孔質被覆層35を互いに緊密に結合させ、同時にスラリーの中のポロゲンは高温により揮発して孔を残し、適切な気孔率を有する多孔質被覆層35を形成する。
吸着部31及び多孔質被覆層35の両方とも多数の孔を有する多孔質材料であり、両方の気孔率は、同じであっても異なってもよい。しかしながら、霧化素子30により好ましい機械的構造強度を持たせ、ひいて組立てる最中又は複数回の使用後に電子タバコが変形することを防ぐために、吸着部31の機械的構造強度は、例えば、10N/mmより大きく、又は特に15N/mmより大きいことが望ましい。この機械的構造強度を満たす吸着部31の気孔率は45%~75%であってもよく、例えば、50%、60%、又は70%である。
図3を参照する。本発明によれば、発熱素子32は、第1電極部(例えば、正極)321、第2電極部(例えば、負極)322、及び導電性接続部材(すなわち、線路)323を含む。導電性接続部材323は、第1電極部321と第2電極部322との間に位置し、且つ、第1電極部321と第2電極部322とを接続する。第1電極部321及び第2電極部322は、略円形形状を有し、導電性接続部材323は、二つの電極部と接続し、それらの間に導電線路を形成する。発熱素子32は、例えば、印刷方法を用いて吸着部31の底面320上に形成してもよく、第1電極部321及び第2電極部322をそれぞれ概して吸着部31の両側に位置させる。すなわち、吸着部31の縦中心線又は横中心線から見ても、第1電極部321及び第2電極部322は、吸着部31の底面320上に対称的に分布している。発熱素子32は、印刷方法により形成してもよく、金属又は金属合金により作られた金属シートであってもよい。例えば、発熱素子32は機械的加圧方法により吸着部31の底面320に取り付けてもよい。どのような方法で作られても、発熱素子32は一体成形された構造である。
図4A及び図4Bを参照し、図4Aは本発明の第1実施例の霧化素子の側面図であり、図4Bは図4Aが示す霧化素子の底面図である。本実施例において、多孔質被覆層35は、底面から見ると略矩形形状を有し、且つ、発熱素子32の導電性接続部材323を被覆する。多孔質被覆層35は、導電性接続部材323を空気中の水、酸素などとの直接接触から守ることができるため、金属又は金属合金材料の発熱素子32の酸化を抑制し、霧化素子の使用寿命を延ばすことができる。さらに、発熱素子32の酸化が抑制されたため、霧化素子30の電子許容値も高めており、ひいて本発明の電子タバコは従来の構造設計よりも高い電力に耐えることができる。ユーザーは、必要に応じて、電子タバコの電力選択ボタンで電力モードを調整し、高電力モードからもたらす十分な煙量及び濃厚な味を楽しめることができる。
注意すべきなのは、電極ホルダー26は、霧化素子30を加熱する電源の導電通路を提供し(図1に示すように)、電極ホルダー26は第1電極部321と第2電極部322とを接触することにより、第1電極部321、導電性接続部材323、及び第2電極部322から構成される導電線路(抵抗器に相当)を加熱する。そのため、多孔質被覆層35は第1電極部321及び第2電極部322を被覆してはならない。仮に第1電極部321及び第2電極部322は電気絶縁材料である多孔質被覆層35に被覆された場合、電気的接触不良又は製品の動作不能などの製品欠陥に導くことがある。
スラリーを吸着部31上にコーティング又は印刷して多孔質被覆層35を形成する製造プロセスにおいて、アライメントが外れると、スラリーは吸着部31の上縁及び下縁から溢れ出す。従って、アライメントの誤差を解決するために、スラリーのコーティング面積は、製造プロセスの精度に応じてわずかに減少してもよい。スラリーが乾燥した後、矩形形状の多孔質被覆層35が形成され、多孔質被覆層35の上縁と吸着部31の上縁との間に所定の距離Dが維持され、同様に、多孔質被覆層35の下縁と吸着部31の下縁との間にも前記所定の距離Dが維持され、図4Bに示す通りである。一実施例において、前記距離Dは0.1mm~0.6mmであり、例えば、0.2mm、0.3mm、0.4mm、又は0.5mmである。仮にスラリーが吸着部31の上縁又は下縁から溢れ出して吸着部31の側面を被覆する場合、吸着部31のE-リキッドを吸着する効率及び発熱素子32の発熱効率に影響を与え、煙量の大きさ及び味の濃さは期待通りにはならない。
本発明において、多孔質被覆層35の面積と導電性接続部材323の面積との比率を被覆率として定義し、すなわち、多孔質被覆層35が導電性接続部材(線路)323を被覆する割合である。図4Bの第1実施例において、多孔質被覆層35は、略矩形形状を有し、且つ、所定の距離Dがあり、被覆率は約300%である。
さらに、多孔質被覆層35が発熱素子32を被覆する方法は様々な態様を有してもよい。例えば、図5の第2実施例において、多孔質被覆層35は、概して導電性接続部材(線路)323に沿って延伸し、導電性接続部材323の全体を被覆し、第2実施例の被覆率は約130%である。図6の第3実施例は図5に近似し、その違いは、被覆範囲はさらに広がっており、第3実施例の被覆率は約250%である。図7の第4実施例は図4Bに近似するが、アライメントの誤差を考量しないため、被覆面積は吸着部31の上縁及び下縁まで広がっており、第4実施例の被覆率は約400%である。図8の第5実施例は吸着部31の全体を被覆するが、上記の通り、多孔質被覆層35は第1電極部321及び第2電極部322を被覆しない。第5実施例の被覆率は約750%である。多孔質被覆層35が導電性接続部材(線路)323を被覆する態様は多数あるため、逐一列挙しかねる。本発明は例示として図4から図8までを取り上げ、実際の応用おいて、多孔質被覆層35は導電性接続部材(線路)323の一部又は全体を被覆しているならば、本発明の範囲内に包含される。
下記の表1は本発明の実施例E1~E6及び対照例C1~C5の霧化素子の発熱素子の材料、多孔質被覆層の気孔率、被覆率、電力許容度などの実験データを示す。さらに、実験担当者は霧化素子にE-リキッド(霧化されるべき材料)を吸着させて実験を行い、視覚及び嗅覚により煙量及び味を評価し、煙量は大、中、小の三つのレベルに分けられ、味は濃い、普通、淡いという三つのレベルに分けられる。人によって主観的な感覚の誤差を低減するため、同じ人によって実験を行う。実施例E1~E6及び対照例C1~C5の発熱素子はすべて、銅・ニッケル合金(Cu-Ni alloy)を使用する。吸着部及び多孔質被覆層はすべて、酸化アルミニウム(Al)を使用し、孔の孔径範囲は10μm~200μmである。さらに、炭化ケイ素(SiC)、珪酸ナトリウム(NaSiO)、フェライト(ferrite)又は他のセラミック材料を使用してもよく、或いは、活性炭、カオリナイト、ハロイサイト、モンモリロナイト、リン酸カルシウム、ゼオライト(沸石)、バーミキュライト(蛭石)、珪藻土、パリゴルスカイト、セピオライト(海泡石)、パーライト(真珠岩)、又はそれらの組み合わせを使用してもよい。吸着部の厚さは2mm(すなわち、2000μm)であり、気孔率は71%である。多孔質被覆層の厚さは約100μmである。
霧化素子の電力許容度を実験する際には、電源供給器が発熱素子に電力を10秒間印加し、発熱素子が溶断するか否かによって電力許容度を定義する。発熱素子が所定の電力で溶断すると、その電力を失効電力として定義する。失効電力が大きいほど、電力許容度は高くなる。電力許容度の実験において、電源供給器はGWINSTEK製造の型番GPC-30600を使用する。さらに、この実験では、異なる被覆率を通じて、被覆面積が霧化素子の煙量及び味に影響を与えるか否かについても評価する。
対照例C1は多孔質被覆層の含まない従来の霧化素子に実験を行う。霧化素子は多孔質被覆層を有しないため、縦方向(すなわち、図1又は図2中の縦方向)の空気流通が良好で、煙量は大きく、味は濃いが、発熱素子は保護されていないため、発熱素子の電力許容度は低く、失効電力は12ワット(W)であり、寿命も短いと予期される。対照例C2及びC3は、多孔質被覆層を含むが、多孔質被覆層の気孔率は0%であり、すなわち、孔を有しない。多孔質被覆層は発熱素子を空気中の水、酸素などとの接触から守ることができ、発熱素子の酸化を防げるため、霧化素子は対照例C1よりも高い電力に耐えることができ、失効電力は16ワット(W)である。しかしながら、多孔質被覆層は孔を有しないため、縦方向の空気流通は妨げられ、煙量及び味はそれぞれ「小」及び「普通」であり、どちらも対照例C1より劣っている。対照例C4及びC5は、多孔質被覆層を含み、気孔率は両方とも33%である。多孔質被覆層は孔を含むため、失効電力、煙量、及び味のどれも、対照例C2及びC3の実験結果より優れている。実際、対照例C4及びC5の設計構造は、実験結果から見れば、ほとんどのユーザーのニーズに応えることができることが分かる。しかしながら、極少数のユーザーにとっては、中程度の煙量は視覚と嗅覚を満足させるにはまだ十分ではない。
本発明の実施例E1及びE2は、気孔率55%の多孔質被覆層を使用し、失効電力は16ワット(W)であり、煙量は「大」であり、味は「濃い」である。従って、実施例E1及びE2は、対照例C1~C5と比べて、視覚と嗅覚との満足感は著しく向上し、霧化素子の使用寿命も延ばすことができる。実施例E3及びE4は、気孔率62%の多孔質被覆層を使用する。多孔質被覆層の気孔率は実施例E1及びE2より高いため、失効電力はさらに18ワット(W)に達し、煙量及び味は実施例E1及びE2と同じく、それぞれ「大」及び「濃い」である。気孔率を上げると、電力許容度を高めることができる。その原因は、より高い気孔率は多孔質被覆層内の縦方向の空気流通に役立ち、発熱素子に降温効果があり、吸着部がE―リキッドを吸着する速度を加速し、E-リキッドを吸着する効率を向上し、発熱素子の空焚きは生じない。より詳細には、多孔質被覆層の気孔率を上げることにより、E-リキッドが吸着部内に吸着され、且つ、発熱素子に浸透する速度は速くなり、E-リキッドは発熱素子の全体に潤いを与えるように被覆し、発熱素子の空焚きは生じないため、電力許容度は向上される。従って、霧化素子の電力許容度を実験する際に、失効電力は、発熱素子はE-リキッドに潤われていないことにより、発熱素子に空焚きが生じることを意味する。実施例E5及びE6は、気孔率75%の多孔質被覆層を使用し、失効電力は18ワット(W)であり、煙量は「大」であり、味は「濃い」である。本発明によれば、多孔質被覆層の気孔率は高すぎてはならない。さもなければ、多孔質被覆層及び発熱素子の間の接着は不十分で、層間剥離が生じやすい。さらに、空気流通が良すぎると、空気中の酸素が発熱素子と接触する確率が高くなり、発熱素子の酸化が促進されてしまう。一実施例において、多孔質被覆層の気孔率は85%以下である。
Figure 2022061938000002
表1によれば、本発明の霧化素子は、多孔質被覆層を設置し、適切な気孔率を選択することにより、霧化素子の電力許容度を向上し、製品の寿命を延ばすことができる。例えば、電子タバコの霧化装置に応用される場合、被覆層のない従来の霧化素子では実現できなかった、大煙量及び濃厚な味というハイスペックな電子タバコを実現できる。
さらに、表1を参照し、同じ実験グループ(すなわち、被覆率が異なるが、気孔率が同じである。例えば、C2及びC3、C4及びC5、E1及びE2、E3及びE4、E5及びE6)を観察すると、その実験結果から、80%又は300%の被覆率は同じの煙量及び味を得られることが分かり、被覆率は煙量及び味に大きな変化を引き起こさないことが明らかである。その原因は主に、多孔質被覆層35は、吸着部31の厚さよりかなり薄く、且つ、大量な孔を有するため、発熱素子を空気中の水、酸素などとの接触から守ることに加え、多孔質被覆層35の周辺(但し、主に縦方向)から入る十分な空気を提供することができる。80%又は300%の被覆率は発熱素子32に対して、同じような降温効果があり、異なる被覆率によって霧化素子30の縦方向の空気流通に影響を与えることなく、発熱素子32が80%又は300%の被覆率においても、吸着部31中の霧化されるべき材料(E-リキッド)を霧化する大体同じ効果を達成できる。従って、被覆率は煙量及び味に大きな変化を引き起こさない。
多孔質被覆層が発熱素子を空気中の水、酸素などとの接触から守ることができるため、被覆率は少なくとも50%以上でなければならなく、好ましくは50%~800%である。例えば、上記の第1実施例から第4実施例までにおける被覆率は300%、130%、250%、400%などであり、或いは、特に、100%、200%、500%、600%、又は700%である。多孔質被覆層の厚さは、好ましくは10μm~200μmであり、より好ましくは90μm~110μmである。このような厚さは縦方向の空気流通を抑制しない。実際の応用において、多孔質被覆層を製作する際に、多孔質被覆層の厚さは、600μmまでに達してもよく、例えば、300μm、400μm、又は500μmである。多孔質被覆層35の気孔率は30%~75%であり、例えば、40%、50%、60%、又は70%である。この気孔率の範囲において、霧化素子の電力許容度、煙量、及び味が最高の技術的な効果に達成することができる。
一実施例において、製品設計のニーズによれば、多孔質被覆層35及び吸着部31は、同じ材料であってもよく、又は異なる材料であってもよい。多孔質被覆層35及び吸着部31の材料は、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、珪酸ナトリウム、フェライト、活性炭、カオリナイト、ハロイサイト、モンモリロナイト、リン酸カルシウム、ゼオライト(沸石)、バーミキュライト(蛭石)、珪藻土、パリゴルスカイト、セピオライト(海泡石)、パーライト(真珠岩)、又はそれらの組み合わせから選択される。表1の本発明の実施例E1~E6及び対照例C1~C5を例にとると、多孔質被覆層35及び吸着部31の両方とも酸化アルミニウム(Al)を使用する。
要約すると、本発明の霧化装置及びその霧化素子は、発熱素子を被覆する多孔質被覆層を設置し、適切な気孔率を選択することにより、霧化素子の電力許容度を高め、使用寿命を延ばすことができ、大煙量及び濃厚な味で視覚及び嗅覚を満足させることが可能となる。
本発明の技術内容及び技術特徴は上記のように開示されているが、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する技術者は、本発明の精神から逸脱することなく、本発明の教示及び開示に基づいて様々な置換および変更を行うことができる。従って、本発明の保護範囲は、実施例に開示されたものに限定されるべきではなく、本発明から逸脱しない様々な置換及び変更を含むべきであり、本発明の特許請求範囲内に包含される。
10 霧化装置
20 吸引ノズル部
21 排気口
22 貯蔵タンク
23 煙通路
24 スペーサー
25 液体通路
26 電極ホルダー
27 筐体
28 吸気口
30 霧化素子
31 吸着部
32 発熱素子
33 第1表面
34 第2表面
35 多孔質被覆層
40 電力供給部
41 制御回路
42 電池
43 チャンバー
44 筐体
320 底面
321 第1電極部
322 第2電極部
323 導電性接続部材
D 距離

Claims (17)

  1. 吸着部と、
    発熱素子と、
    多孔質被覆層と、を備え、
    前記吸着部は、霧化されるべき材料を吸着し、
    前記発熱素子は、前記吸着部内の前記霧化されるべき材料を加熱して霧化させ、前記発熱素子は、第1電極部、第2電極部、及び前記第1電極部と前記第2電極部との間に位置する導電性接続部材を含み、
    前記多孔質被覆層は、前記発熱素子の少なくとも一部を被覆するが、前記第1電極部及び前記第2電極部を被覆せず、
    前記多孔質被覆層の面積と前記導電性接続部材の面積との比率を被覆率として定義し、前記被覆率は少なくとも50%以上であって、前記多孔質被覆層の気孔率は30%~75%である、霧化素子。
  2. 前記多孔質被覆層の材料は、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、珪酸ナトリウム、フェライト、活性炭、カオリナイト、ハロイサイト、モンモリロナイト、リン酸カルシウム、ゼオライト(沸石)、バーミキュライト(蛭石)、珪藻土、パリゴルスカイト、セピオライト(海泡石)、パーライト(真珠岩)、又はそれらの組み合わせから選択される、請求項1に記載の霧化素子。
  3. 前記被覆率は50%~800%である、請求項1に記載の霧化素子。
  4. 前記多孔質被覆層は、略矩形形状を有する、請求項1に記載の霧化素子。
  5. 前記多孔質被覆層の上縁及び前記吸着部の上縁の間に所定の距離(D)が維持され、前記多孔質被覆層の下縁及び前記吸着部の下縁の間に前記所定の距離(D)が維持され、前記距離(D)は0.1mm~0.6mmである、請求項4に記載の霧化素子。
  6. 前記多孔質被覆層は、概して前記導電性接続部材に沿って延伸し、前記導電性接続部材の全体を被覆する、請求項1に記載の霧化素子。
  7. 前記多孔質被覆層は、前記吸着部の全体を被覆するが、前記第1電極部及び前記第2電極部を被覆しない、請求項1に記載の霧化素子。
  8. 前記多孔質被覆層の厚さは、10μm~200μmである、請求項1に記載の霧化素子。
  9. 前記吸着部の気孔率は、45%~75%である、請求項1に記載の霧化素子。
  10. 筐体と、
    吸着部と、
    発熱素子と、
    多孔質被覆層と、
    電池と、を備え、
    前記筐体は、霧化されるべき材料を貯蔵するための貯蔵タンクを囲み、
    前記吸着部は、前記霧化されるべき材料を吸着し、
    前記発熱素子は、前記吸着部内の前記霧化されるべき材料を加熱して霧化させ、前記発熱素子は、第1電極部、第2電極部、及び前記第1電極部と前記第2電極部との間に位置する導電性接続部材を含み、
    前記多孔質被覆層は、前記発熱素子の少なくとも一部を被覆するが、前記第1電極部及び前記第2電極部を被覆せず、
    前記多孔質被覆層の面積と前記導電性接続部材の面積との比率を被覆率として定義し、前記被覆率は少なくとも50%以上であって、前記多孔質被覆層の気孔率は30%~75%であり、
    前記電池は、前記発熱素子に電力を供給する、霧化装置。
  11. 前記多孔質被覆層の材料は、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、珪酸ナトリウム、フェライト、活性炭、カオリナイト、ハロイサイト、モンモリロナイト、リン酸カルシウム、ゼオライト(沸石)、バーミキュライト(蛭石)、珪藻土、パリゴルスカイト、セピオライト(海泡石)、パーライト(真珠岩)、又はそれらの組み合わせから選択される、請求項10に記載の霧化装置。
  12. 前記被覆率は50%~800%である、請求項10に記載の霧化装置。
  13. 前記多孔質被覆層は、略矩形形状を有する、請求項10に記載の霧化装置。
  14. 前記多孔質被覆層の上縁及び前記吸着部の上縁の間に所定の距離(D)が維持され、前記多孔質被覆層の下縁及び前記吸着部の下縁の間に前記所定の前記距離(D)が維持され、前記距離(D)は0.1mm~0.6mmである、請求項13に記載の霧化装置。
  15. 前記多孔質被覆層は、概して前記導電性接続部材に沿って延伸し、前記導電性接続部材の全体を被覆する、請求項10に記載の霧化装置。
  16. 前記多孔質被覆層は、前記吸着部の全体を被覆するが、前記第1電極部及び前記第2電極部を被覆しない、請求項10に記載の霧化装置。
  17. 前記多孔質被覆層の厚さは、10μm~200μmである、請求項10に記載の霧化装置。
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