JP5283281B2 - 毛管エアロゾル発生器のためのヒートキャパシタ - Google Patents
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Description
別の実施形態によれば、エアロゾルを発生させる方法は、ヒートキャパシタを含む毛管エアロゾル発生器を使用し、本方法は、相変化材料に相変化させるために相変化材料に十分なエネルギを供給する段階と、毛管通路に液体材料を供給する段階とを含む。相変化材料は、毛管通路を通じて液体材料に十分な熱を供給し、毛管通路において液体材料を揮発させる。
更に別の実施形態では、毛管エアロゾル発生器は、毛管通路と、毛管通路において液体材料を揮発させるのに十分な温度にほぼ等しい温度で相変化する相変化材料を含むヒートキャパシタとを含む。
作動中に、相変化材料は、豊富なエネルギ源から相転移温度まで加熱される。従って、相変化材料は、熱を蓄え(すなわち、相変化材料が固相から液相に変わる時に、液相に蓄えられた熱は、液相が固相に戻る時に放出される)、その熱は、時間と共に、例えば、約10秒よりも長く、好ましくは、少なくとも約1分、より好ましくは、約5分又はそれよりも長い時間にわたってエアロゾルを発生させるために使用される。時間と共にエアロゾルを発生させるために相変化材料に蓄えられた熱を使用すると、大きなエネルギ源から離れた毛管エアロゾル発生器の作動が可能になる。小さなエネルギ源、例えば、小さなバッテリを使用して、エアロゾルを発生させる際に失われたエネルギ又は使用されたエネルギを補充し、好ましくは、相変化材料を液相に維持するために相変化材料に補助エネルギを供給することができる。補助エネルギは、例えば、管状ハウジング周辺に包まれた加熱ワイヤを通して少量の電気エネルギをパルス駆動で送ることにより供給することができる。
以下の実施例は、例示として示すが制限するものではない。
プロピレングリコールは、ほぼ190℃で気化/沸騰するので、融点がほぼ230℃に等しい相変化材料は、プロピレングリコールをエアロゾル化するのに十分なエネルギを供給すると考えられる。98%錫−2%銀の合金から得られる示差走査熱量測定法は、融解熱が55J/gで融点が221℃であることを明らかにした。従って、98%錫−2%銀半田が、図の管状ハウジング内に置かれた。毛管通路は、ステンレス鋼管であった。半田は、加熱ワイヤを通じて導線を通して管状ハウジングに16ワットの電力を供給することにより、熱電対による測定で237℃の温度に加熱された。半田が237℃の温度に10秒間保持された後に、管状ハウジングに対する電力が切られた。ポンプは、毛管に0.1ミリリットル/分の率でプロピレングリコールを供給した。エアロゾルは、能動加熱器ではなく半田に蓄えられた熱により1分にわたって発生した。
記録された重量の半田が、図の管状ハウジングに置かれた。半田は、半田が毛管周辺で均一に流れ、かつ冷却されて固体状になった時に毛管と密接な接触を続けるように、その融点よりも高い温度に加熱された。半田は、管状ハウジングの周辺に包まれている加熱ワイヤに電流を通すことによって加熱された。半田の温度がその融点に達すると、半田及び結果的にステンレス鋼管の温度は、半田の全てが溶融するまでかなり一定に保たれた。半田の全てが溶融した状態で、加熱の継続は、半田の温度をその融点温度を超えて加熱器の温度まで上昇させるであろう。従って、半田の温度が上昇し始めて完全な液状化を示すと、電流が切られて一定質量流量で毛管にプロピレングリコールを供給するポンプが始動された。時間、半田の温度、及び目視で観察されたエアロゾル品質がモニタされた。結果は、表1及び表2に見ることができる。
様々な実施形態を開示したが、当業者には明らかなように変形及び修正に訴えることができることは理解されるものとする。そのような変形及び修正は、特許請求の範囲の要項及び範囲内であると見なすものとする。
40 相変化材料
60 管状ハウジング
70 導線
Claims (4)
- 毛管エアロゾル発生器の構成要素であって、
毛管エアロゾル発生器の毛管通路において液体材料を揮発させるのに十分な温度にほぼ等しい温度で相変化し、かつ該毛管通路を取り囲む相変化材料を含むヒートキャパシタ、 を含み、
前記相変化材料は、該相変化材料、特にそれが液相である時の該相変化材料と前記毛管通路との間で接触を保つような大きさにされる管状ハウジング内に収容されていることを特徴とする構成要素。 - 前記管状ハウジングは、導線が接続された加熱ワイヤで包まれていることを特徴とする請求項1に記載の構成要素。
- 通路における液体材料がそこにある該液体材料の少なくとも一部を揮発させるために加熱された時に、エアロゾルを形成するようになった毛管通路と、
前記毛管通路と熱接触している相変化材料を含むヒートキャパシタと、
を含み、
前記相変化材料は、該相変化材料、特にそれが液相である時の該相変化材料と前記毛管通路との間で接触を保つような大きさにされる管状ハウジング内に収容されており、
前記相変化材料は、前記毛管通路において液体材料を揮発させるのに十分な温度にほぼ等しい温度で相変化する、
ことを特徴とする毛管エアロゾル発生器。 - 前記相変化材料は、錫、銀、アンチモン、ビスマス、銅、及びその組合せから成る群から選択された1つ又はそれよりも多くの金属を含む半田を含むことを特徴とする請求項3に記載の毛管エアロゾル発生器。
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