KR101699147B1 - 팬-기반 휘발성 물질 분배 시스템 - Google Patents

Abstract

휘발성 물질 분배 시스템은 하우징 및 리필 유닛을 포함한다. 리필 유닛은 휘발성 물질 및 위킹 표면을 포함한다. 팬은 하우징 내에 배치된다. 동작 상태 동안 팬은 하우징의 중심 축에 대해 약 20도 내지 약 75도 사이의 각도로 된, 위킹 표면 상으로 그리고 하우징 안으로 대기 공기를 끌어당긴다. 게다가, 동작 상태 동안 끌어 당겨진 공기는 하우징의 중심 축에 대해 약 20도 내지 약 75도 사이의 각도에서 팬의 채널들을 통해 하우징으로부터 배출된다.

Description

팬-기반 휘발성 물질 분배 시스템{FAN-BASED VOLATILE MATERIAL DISPENSING SYSTEM}

본 발명은 위킹 표면(wicking surface)으로부터 휘발성 물질의 배출을 수월하게 하도록 맞춰진 팬을 구비하는 휘발성 물질 분배 시스템에 관한 것이며, 특히, 공기 내에 놓여진 휘발성 물질의 적절한 수준을 유지하면서 팬의 에너지 효율을 증가시키도록 선택된 각도들에서 시스템 안으로 대기 공기를 끌어당기고 그것으로부터 공기를 배출시키는 혼합 흐름 팬(mixed flow fan)을 구비하는 휘발성 물질 분배 시스템에 관한 것이다.

다양한 휘발성 물질 분배 디바이스들이 종래 기술에서 공지되어 있고, 일반적으로 휘발성 물질을 유지하는 저장소를 포함하고 임의적으로 저장소를 유지하기 위한 하우징을 포함한다.

종래 기술의 휘발성 물질 분배 디바이스는 분배 메커니즘의 도움 없이 휘발성 물질의 수동 확산이 일어나게 하거나 분배 메커니즘을 이용하여 휘발성 물질의 해제(release)를 개선 및/또는 촉진시킨다. 휘발성 물질 분배 디바이스들 내에서 사용되는 일반적인 분배 메커니즘들은 휘발성 물질의 확산을 수월하게 하기 위해, 휘발성 물질에 공기를 공급하고 및/또는 가열하는 팬 및/또는 가열 장치를 개별적으로 포함한다.

수동 분배 디바이스들 및 열-기반 확산 시스템들(heat-based diffusion systems) 모두는 많은 단점들로부터 고충을 겪는다. 특히, 휘발성 물질 분배 시스템 내에 히터 같은 가열 메커니즘을 공급하는 것은 휘발성 물질의 온도를 증가시키고, 휘발성 물질의 확산 강도 및 산화를 증가시킨다. 휘발성 물질이 불쾌한 냄새가 나게 하고 및/또는 불쾌하게 변색시킬 수 있으므로 산화는 바람직하지 않을 수 있다. 열-기반 확산 시스템들에서 다른 단점은 사용 동안 시스템의 내부에서 발생할 수 있는 응축(condensation)의 발생이다.

수동 확산 디바이스들과 관련하여, 휘발성 물질의 배출은 휘발성 물질의 유형, 디바이스를 둘러싸는 환경의 설계들(drafts), 온도 등과 같은 환경적인 요인들에 의해 영향을 받을 수 있다. 일반적으로 그러한 디바이스들은 소비자가 휘발성 물질의 존재를 감지할 수 있도록, 충분한 양의 휘발성 물질이 주위 대기 안으로 방출되게 하기 위해 저장소의 더 큰 확산 표면적을 요구하므로, 추가적인 단점으로부터 고충을 겪는다. 유사하게, 더 큰 저장소를 둘러싸고 및/또는 지지하기 위해 더 큰 디바이스 하우징이 필요할 수 있다.

수동 및 열-기반 확산 시스템들 모두는 제한된 확산 능력들로부터 고충을 겪는다. 특히, 휘발성 물질의 확산은, 일반적으로 팬과 같이 외력이 주위 대기 내에서 휘발성 물질을 순환시키도록 작용하지 않는 한, 시스템들을 둘러싸고 시스템들에 바로 인접한 대기에 한정된다. 이와 같이, 팬-기반 시스템들은 휘발성 물질의 확산을 수월하게 하기 위해 활용되어 왔다. 그러나, 팬-기반 시스템들 또한 일반적으로 많은 단점들로부터 고충을 겪는다. 예를 들어, 팬-기반 시스템들은 팬들을 둘러싸기 위해 더 크고, 다루기 어려운 하우징들을 구비하는 경향이 있다. 팬들의 사용은 또한 일반적으로 확산 디바이스의 전력 소비를 증가시킨다.

팬-기반 시스템들의 하나의 유형은 휘발성-물질 함유된 공기를 순환시키는데 도움이 되는 원심성 팬을 포함한다. 공기가 시스템 안으로 들어오고 방사상 방향으로 공기를 배출시킨 후에 원심성 팬은 일반적으로 공기 흐름의 방향을 변화시킨다. 그러나, 팬-기반 시스템들은 생성된 독특한 공기 흐름 패턴에 의해 다양한 장애물들로부터 고충을 겪는다. 특히, 공기는 하우징 안으로 끌어 당겨지고 입구 지점으로부터 90도 각도로 배치되는 출구들 또는 배출구들을 통해 배출된다. 배출구 위치는 시스템을 통한 공기 흐름의 관점에서 불편하고, 보기 흉하고, 비효율적일 수 있다. 게다가, 배출구들은 하우징의 영역 내 배치될 수 있어 휘발성 물질이 하우징에 대해 실질적으로 수직 방식으로 또는 실질적으로 수평 방식으로 확산된다. 엄격하게 수평 및 수직 방식들로 확산은 휘발성 물질 함유된 공기의 감지 반경(radius of detection)을 제한한다. 감지 반경은 휘발성 물질 분배기 주위 반경으로 정의되고 이에 의해 일반적인 소비자는 후각을 통해 휘발성 물질 함유 공기(volatile material laden air)를 감지할 수 있다. 예를 들어, 일반적으로 휘발성 물질 함유 공기가 하우징에 직접적으로 인접한 영역 내에 분산되므로 수직 방향으로 배출구를 통해 분배된 휘발성 물질 함유 공기는 작은 감지 반경을 포함한다. 유사하게, 휘발성 물질 함유 공기가 광범위하게 퍼지는 확산에 앞서 지지 표면 또는 지면에 접촉하므로 수평 방향으로 배출구를 통해 분배된 휘발성 물질 함유 공기 또한 작은 감지 반경을 포함한다.

그에 반해, 본 발명의 휘발성 물질 분배 시스템들은 혼합 흐름 팬 및 배출구 배치와 결합하여 효율적인 공기 흐름 패턴에 영향력을 미치고(leverage), 휘발성 물질의 감지 반경을 최대화하기 위해 구체적으로 선택된 각도들에서 휘발성 물질 함유 공기를 배출한다. 시스템은 휘발성 물질이 공기 흐름을 실질적으로 방해하지 않으면서 대기 공기와 혼합되게 하는 위킹 표면을 구비하는 리필 유닛을 더 포함한다. 본 발명은 새롭고 불명확한 휘발성 물질 분배 시스템들을 제공하고, 하나 또는 그 이상의 전술된 이슈들을 다룬다.

본 발명의 일 측면에 따라, 휘발성 물질 분배 시스템은 하우징 및 리필 유닛을 포함한다. 리필 유닛은 휘발성 물질 및 위킹 표면을 포함한다. 팬은 하우징 내에 배치된다. 동작 상태 동안 팬은 하우징의 중심 축에 대해 약 20도와 약 75도 사이에서 각이 진, 위킹 표면 상으로 및 하우징 안으로 대기 공기를 끌어당긴다. 게다가, 동작 상태 동안 끌어 당겨진 공기는 하우징의 중심 축에 대해 약 20도와 약 75도 사이의 각도에서 팬의 채널들을 통해 하우징으로부터 배출된다.

본 발명의 다른 측면에 따라, 휘발성 물질 분배 시스템의 리필 유닛은 휘발성 물질을 유지하기 위한 저장소 및 제1 상부 각이 진 섹션을 구비하는 위킹 표면 및 저장소 안으로 그것으로부터 아래로 연장하는 이차 위킹 표면을 포함한다. 상부 각이 진 섹션은 저장소의 중심 축으로부터 약 20도와 약 75도 사이로 각이 지고 이차 위킹 표면은 저장소의 중심 축에 실질적으로 평행한다.

본 발명의 다른 측면에 따라, 휘발성 물질 분배 시스템을 위한 리필 유닛은 측벽 및 상부 플레이트를 구비하는 베이스를 포함한다. 베이스 내 저장소는 휘발성 물질을 포함한다. 적어도 두 개의 반대되는 그루브들은 측벽 내에 제공되고, 그루브들을 정의하는 측벽의 부분들은 하우징 내에 스냅-핏 수용을 위해 돌출부 부분을 포함한다. 위킹 표면은 저장소와 유체 소통하는 이차 위킹 표면에 대해 각이 진 일차 위킹 섹션을 포함한다.

본 명세서 내에 포함되어 있음.

도 1은 하우징 및 그 안에 배치된 리필 유닛을 포함하는 휘발성 물질 분배 시스템의 상면, 정면 및 측면의 등각도이고;
도 2는 도 1의 분배 시스템의 측면도이고;
도 3은 명확화를 위해 리필 유닛이 제거된 도 1의 분배 시스템의 저면, 정면 및 측면의 등각도이고,
도 4는 대체로 도 1의 라인들 4-4를 따라 취해진 도 3의 분배 시스템의 단면도이고,
도 5는 휘발성 물질 리필 유닛의 상면, 정면 및 측면의 등각도이고;
도 6은 도 5의 리필 유닛의 측면도이고;
도 7은 그 위에 배치된 캡을 더 포함하는 도 5의 휘발성 물질 리필 유닛의 상면, 정면 및 측면의 등각도이고;
도 8은 대체로 도 5의 라인들 8-8을 따라 취해진 도 5의 리필 유닛의 단면도이고;
도 9는 대체로 도 6의 라인들 9-9를 따라 취해진 도 5의 리필 유닛의 단면도이고;
도 10은 작동 중에 예시적인 공기 흐름 경로들을 도시하고 명확화를 위해 부분적인 번호를 포함하여 도시된 휘발성 물질 분배 시스템의 상면, 정면 및 측면의 다른 등각도이고; 및
도 11은 명확화를 위해 하우징의 부분들이 제거된 도 1의 휘발성 물질 분배 시스템의 측면도이다.

도 1-4에서 잘 보여지는 바와 같이, 휘발성 분배 시스템(volatile material dispensing system; 100)은 그 안에 배치된 복수 개의 개구들(openings)을 구비하는 실질적으로 원통형 하우징(102)을 포함한다. 복수 개의 개구들은 길쭉한 하부 개구들(elongate lower openings; 104a) 및 상부 배출구(upper vents; 104b)로 제공된다. 하우징(102)은 네 개의 길쭉하고, 휘어진 지지 부재들(elongate, bowed support members; 106) 및 그에 의해 지지되는 원통형 측벽(cylindrical sidewall; 108)을 포함한다. 지지 부재들(106)은 하우징(102)의 상단(112)에 배치된 약간 볼록한 원형 단부 캡(slightly convex circular end cap; 110)에서 끝난다. 단부 캡(110)은 하우징(102)의 상단(112)을 에워싸는 역할을 한다. 다른 실시예에서, 하우징(102)은 다른 형상들 및 크기들, 예를 들어, 정사각형, 직사각형, 타원형 등을 포함할 수 있다.

도 1-4를 여전히 참조하여, 지지 부재들(106)은 단부 캡(110)으로부터 아래로 연장하고, 외측으로 약간 휘어서, 하우징(102)의 하단(114)에 인접해서 끝난다. 도 3 및 4에서 잘 보여지는 바와 같이, 지지 부재들(106)은 각각 그것의 하단들(120)에 인접하게 지지 부재들(106)의 내부 표면들(118) 상에 배치된 그루브(groove; 116)를 포함한다. 그루브들(116)은 이하에서 보다 상세히 설명되는, 휘발성 물질 리필 유닛(124)의 대응되게 형성된 부분들을 수용하도록 맞춰진다. 지지 부재들(106)의 저면들(126)은 실질적으로 편평하고 휘발성 물질 리필 유닛(124) 상에 유사하게 각이 진 바닥 표면(128)(도 6을 보기 바란다)에 대응하도록 맞춰져서 지지 표면(미도시) 상에서 직립 위치(upright position)에 놓이도록 휘발성 물질 분배 시스템(100)을 위해 일체형 베이스(unitary base)를 형성할 수 있다.

네 개의 지지 부재들(106)은 하우징(102)의 중심 축(130) 주위에서 등간격으로 배치되고 휘발성 물질 분배 시스템(100)을 통해 공기 흐름을 최대화하도록 간격을 두고 배치된다(spaced). 네 개의 지지 부재들(106)이 도시되었으나, 시스템(100)을 통한 공기 흐름이 실질적으로 지체되지 않는 한 얼마든지 지지 부재들을 포함할 수 있다.

지지 부재들(106)의 곡률은 원통형 측벽(108)에 인접하게 배치된 작은 중앙 부분(134)과 일체로 된 두 개의 굽은 단부 부분들(132)에 의해 정의된다. 각각의 굽은 부재들(106)은 약 1도 내지 약 90도의 곡률 반경을 포함한다. 다른 실시예에서, 곡률 반경은 약 20도 내지 약 70도이다. 또 다른 실시예에서, 곡률 반경은 약 23도 내지 약 35도이다. 각각의 굽은 부재들은 약 100mm 내지 약 400mm의 호 길이를 포함한다. 다른 실시예에서, 호 길이는 약 150mm 내지 약 250mm이다. 다른 실시예에서, 호 길이는 약 175mm 내지 약 200mm이다.

지지 부재들(106)은 바람직하게 탄력이 있어 적어도 하단들(120)이 외측으로 구부러져서 리필 유닛(124)이 그 안에 삽입되게 할 수 있다. 일단 리필 유닛(124)이 하우징(102) 내에 있으면, 바람직하게 지지 부재들(106)은 리필 유닛(124)과 해제 가능하게(releasably) 맞물리도록 그것들의 원래 위치로 복귀한다. 지지 부재들(106)의 곡률 반경은 다른 유형들의 리필 유닛들(124)에 적합한 굽힘 정도(the degree of flexing)를 수월하게 할 수 있고 종래 기술에서 공지된 방식으로 맞춰질 수 있다. 그러한 굽힘은 사용자가 리필 유닛(124)을 하우징(102) 안으로 삽입하고 해제 가능하게 잠그게 한다.

도 4에서 잘 보여지는 바와 같이, 직선 그루브들(116)은 지지 부재들(106)의 하단들(120) 내에 배치되고 하우징(102)의 중심 축(130)에 대해 실질적으로 횡방향으로 지지 부재들(106) 각각의 전체 내부 표면(118)을 가로질러 연장한다. 다른 실시예에서, 그루브들(116)은 내부 표면들(118)을 가로질러 부분적으로만 연장할 수 있고 및/또는 하나 또는 그 이상의 지지 부재들(106) 내에 배치될 수 있다. 직선으로 도시되었으나, 그루브들(116)은 휘발성 물질 리필 유닛(124)의 다른 구조적 특징에 대응하는 형상 및 크기로 될 수 있다. 그루브들(116)은 작동 위치 내에서 하우징(102)에 휘발성 물질 리필 유닛(124)을 스냅-핏(snap-fit)하기 위한 부착 메커니즘(attachment mechanism)으로 작용한다. 다른 실시예에서, 하우징(102)은 하우징(102)에 휘발성 물질 리필 유닛(124)을 고정하기 위한 다른 메커니즘을 포함할 수 있고, 예를 들어, 접착제, 자석들, 간섭 핏(interference fit) 등이 있다.

도 2에서 잘 보여지는 바와 같이, 길쭉한 하부 개구들(104a)은 지지 부재들(106)에 인접하게 제공되고 하우징(102)의 내부 부분들에 접근을 가능하게 한다. 특히, 하부 개구들(104a)은 대기 공기가 휘발성 물질 분배 시스템(100) 안으로 당겨지도록 공기 흡입 개구들로 작용하도록 제공된다. 공기는 휘발성 물질 분배 시스템(100)을 통해 이동하고, 휘발성 물질 리필 유닛(124)과 상호 작용하고 하우징(102)의 단부 캡(110)에 인접하게 배치된 더 작은 상부 배출구들(104b)을 통해 배출되며, 그것의 작동은 이하에서 보다 상세히 설명된다.

하부 개구들(104a) 및 상부 배출구들(104b)의 사이징(sizing)은, 개별적으로 및 서로 관련되어, 휘발성 물질 분배 시스템(100)을 통한 적절한 공기 흐름을 담보하는 데 중요한 것이다. 특히, 하부 개구들(104a)은 도 2에 도시된 바와 같이 각각 약 30mm와 약 70mm 사이의 길이 치수(L₁) 및 약 10mm와 약 40mm 사이의 높이 치수(H₁)을 포함한다. 다른 실시예에서, 길이 치수는 약 40mm와 약 60mm 사이이고 높이 치수는 약 15mm와 약 35mm 사이이다. 유사하게, 상부 배출구들(104b)은 각각 바람직하게 약 10mm와 약 20mm 사이의 길이 치수(L₂) 및 약 2mm와 약 10mm 사이의 높이 치수(H₂)를 포함한다. 하부 개구들(104a) 및 상부 배출구들(104b) 사이의 비율은 바람직하게 약 1:3이다. 즉, 대략적으로 세 개의 상부 배출구들(104b)에 대응하는 하나의 하부 개구(104a)가 있다. 그러나, 하부 개구들(104a)에 들어가는 공기는 이하에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이 상부 배출구(104b)를 통해 나갈 수 있다. 다른 실시예에서, 하부 개구들(104a)과 상부 배출구들(104b)의 비율은 약 1:1, 1:2, 1:4, 또는 휘발성 물질 분배 시스템(100)을 통해 공기 흐름을 수월하게 하는 다른 비율이다.

도 3 및 4로 돌아가서, 하우징(102)은 하우징(102) 안으로 아래로 연장하는 실질적으로 원뿔형 벽(154)에 의해 상부 챔버(150) 및 하부 챔버(152)로 분할된다. 원뿔형 벽(154)은 하부 챔버(152)로부터의 공기가 상부 챔버 안으로 들어가게 하는 중앙에 배치된 원형 오리피스(156)를 포함한다. 팬(158)은 상부 챔버(150) 안에 제공된다. 팬(158)은 원뿔형 벽(154)의 상면(162)에 인접하게 배치된 복수 개의 블레이드들(160)을 포함한다. 블레이드들(160)은 측벽(108)을 향해 외측으로 연장하고 상부 배출구들(104b)에서 끝나는 복수 개의 공기 흐름 채널들(166)을 정의한다. 복수 개의 채널들(166)은 실질적으로 직선이고 오리피스(156) 주위에서 등간격으로 이격된다. 도시된 실시예에서, 채널들(166)(및 원뿔형 벽(154))은 중앙에 배치된 오리피스(156)로부터 약 45도 각도로 위로 연장한다. 다른 실시예들에서, 채널들(166) 및/또는 원뿔형 벽(154)은 예를 들어 약 10도와 약 80도, 보다 바람직하게 약 25도와 약 75도 사이, 가장 바람직하게 약 35도와 약 50도 사이의 다른 각도들로 연장할 수 있다. 채널들(166)은 하우징(102)을 통해 공기 흐름에 대한 저항을 최소화하도록 바람직하게 정렬된다. 채널들(166) 및 원뿔형 벽(154)은 전체 휘발성 물질 분배 시스템(100)을 통해 공기 흐름을 최대화하기 위해 휘발성 물질 리필 유닛(124) 및 하부 개구들(104a) 모두의 기하학적 형상 및 크기에 따라 다르게 각이 지게 될 수 있다.

도 11에서 잘 보여지는 바와 같이, 채널들(166)은 약 20mm 내지 약 50mm의 길이 치수(L₃), 약 2mm 내지 약 15mm의 높이 치수(H₃), 및 약 2mm 내지 약 20mm의 폭 치수(W₃)를 포함한다. 다른 실시예에서, 채널들(166)은 약 30mm 내지 약 40mm의 길이 치수, 약 4mm 내지 약 12mm의 높이 치수, 및 약 4mm 내지 약 15mm의 폭 치수를 포함한다. 추가적인 실시예에서, 채널들(116)은 약 31mm 내지 약 35mm의 길이 치수, 약 5mm 내지 약 8mm의 높이 치수, 및 약 6mm 내지 약 10mm의 폭 치수를 포함한다.

도 1-4를 참조하여, 팬(fan; 158)은 바람직하게 반전된 위치로 하우징(102)의 상부 챔버(150) 내에 제공된 혼합 흐름 팬(mixed flow fan)이다. 공기가 본 실시예에서 또한 하우징(102)의 중심 축(130)과 동일한, 팬(158)의 축(168)과 실질적으로 동일한 방식으로 하부 개구들(104a) 안으로 당겨지므로 혼합 흐름 팬들이 특히 선호된다. 공기는 공기에 대한 최소한의 저항 경로를 제공하는 방식으로 휘발성 물질 리필 유닛(124) 상에서 당겨진다. 공기는 채널들(166)을 통해 보내지고 상부 배출구들(104b)에서 분배된다.

팬(158)은 바람직하게 약 100 RPMs과 약 4,000RPMs 사이, 보다 바람직하게 약 200 RPMs과 약 600RPMs 사이에서 추진된다. 게다가, 팬(158)은 약 12와 약 16 사이의 블레이드(160), 바람직하게 약 13과 약 15 사이의 블레이드(160), 가장 바람직하게 약 14 블레이드를 구비한다. 복수 개의 블레이드들(160)이 곧은 것으로 도시되었으나, 굽은 블레이드들 또한 사용될 수 있다.

도 4에 잘 도시된 바와 같이, 구동 메커니즘(180)은 팬(158)에 인접하게 배치되고 거기에 연결된다. 구동 메커니즘(180)은 모터의 형태로 제공되고 휘발성 물질 분배 시스템(100)을 통해 공기 흐름을 촉진시키기 위해 팬(158)에 에너지를 공급하도록 맞춰진다. 하나의 적절한 모터는 Mabuchi Motor, Model RF-330TK (Japan)이다. 다른 실시예들에서, 다른 모터들이 팬(158)에 회전 운동을 공급하기 위해 사용될 수 있다.

동력 메커니즘(미도시)은 단부 캡(110)에 인접하게 배치되고 바람직하게 구동 메커니즘(180)에 전력을 공급하여, 팬(158)을 작동시킨다. 일 실시예에서, 동력 메커니즘은 배터리들(미도시)을 포함한다. 다른 실시예에서, 동력 메커니즘은 그것으로 연장하는 전기 프롱들(electrical prongs)(미도시)을 구비하는 코드(cord) 또는 휘발성 물질 분배 시스템(100)에 전력을 공급하는 다른 메커니즘을 포함할 수 있다.

휘발성 물질 분배 시스템(100)의 설계의 하나의 바람직한 특징은 시스템이 에너지 효율이 좋다는 것이다. 특히, 종래 기술에서 공지된 어떠한 분배 시스템들은 사용 중에 상당한 양의 전력을 활용한다. 이에 반해, 휘발성 물질 분배 시스템(100)은 일반적으로 듀티 사이클(duty cycle) 당 약 50 mW 보다 적은, 보다 바람직하게 약 30 mW 보다 적은, 가장 바람직하게 약 20 mW 보다 적은 에너지를 사용한다. 휘발성 물질 분배 시스템(100)의 일반적인 듀티 사이클은 대략 40초 동안 동작 상태, 및 대략 60초 동안 정지 위치에 있는 팬(158)을 포함한다. 그러나, 다른 듀티 사이클들이 적용 및 휘발성 물질 분배 시스템(100)의 바람직한 출력(output)에 따라 사용될 수 있다.

도 1 및 2로 돌아가서, 리필 유닛(124)은 하우징(102) 안으로 삽입되고 하단(114)에 인접하게 배치된 것으로 도시된다. 도 5-9를 참조하여, 리필 유닛(124)은 그것의 측벽(206) 내에 배치된 복수 개의 계단 형상으로 된 리세스들(stepped recesses; 204)에 의해 중단되는 실질적으로 원형인 베이스(202)를 포함한다. 각각의 리세스(204)는 실질적으로 직사각형이고 그것의 상부 가장자리(210)를 따라 돌출부(overhang; 208)를 포함한다. 리세스들(204)은 하우징(102) 내 리필 유닛(124)을 유지하기 위해 지지 부재들(106)의 부분들을 수용하도록 맞춰진다. 특히, 지지 부재들(106)의 하단들(120) 내에 배치된 직선 그루브들(116)은 각각의 리세스(204)의 대응하는 돌출부(208)를 수용하는 형상으로 된다. 리세스들(204)의 돌출부(208) 및 지지 부재들(106)의 그루브들(116) 모두의 형상 및 크기는 그것들이 하우징(102) 내 리필 유닛(124)을 해제 가능하게 유지하는 것과 관련하여 작용하는 한 다를 수 있다. 리필 유닛(124)이 하우징(102) 내에 배치될 때, 하단들(120)에 인접한 지지 부재들(106)의 부분들은 리세스들(204) 내에 제공되고 대응하는 돌출부(208)는 지지 부재(106)의 그루브들(116) 내에 리세스된다(recessed). 돌출부(208)/그루브(116) 스냅-핏 시스템이 도시되었으나, 리필 유닛은 간섭 핏, 해제 가능한 접착제, 자석들, 및/또는 하우징(102) 내에 리필 유닛(124)을 유지하도록 작용하는 다른 메커니즘 같은 다양한 방식으로 하우징에 의해 해제 가능하게 유지될 수 있다.

도 5-8을 참조하여, 리필 유닛(124)은 베이스(202)의 상부 플레이트(222)로부터 연장하는 끝이 잘린 원뿔형 위킹 표면(truncated conical wicking surface; 220)을 포함한다. 상부 플레이트(222)는 베이스(202)와 일체로 되거나 그렇지 않으면 탈착 가능할 수 있다. 캡(224)은 위킹 표면(220)(도 7을 보기 바란다) 상에서 임의적으로 위치될 수 있고 사용 전에 리필 유닛(124) 내에 휘발성 물질(226)(도 8을 보기 바란다)을 유지하기 위해 해제 가능하게 배치된다. 캡(224)은 휘발성 물질 분배 시스템(100)의 비-사용(non-use) 동안 위킹 표면(220)을 덮도록 맞춰지고 사용 전에 제거되어야 한다. 캡(224)은 그 위에서 캡(224)을 유지하기 위해 상부 플레이트(222) 상에 직립 벽(raised wall; 229)의 언더컷(undercut; 228)과 상호 작용하는 돌기들(미도시)을 포함한다. 캡(224)은 캡(224)이 리필 유닛(124) 내에 휘발성 물질(226)을 실질적으로 밀폐시키는 한 기술 분야에서 공지된 방식으로 리필 유닛(124) 상에 유지될 수 있다. 리필 유닛(124)에는 하우징(102) 안에 이미 삽입된 휘발성 물질 분배 시스템(100)이 제공되거나 별개로 제공될 수 있다. 일체의 리필 유닛(124) 및 하우징(102)이 고려되는 동안, 바람직하게 리필 유닛(124)은 제거 가능하여 휘발성 물질(226)을 다 썼을 때 교체할 수 있다.

원뿔형 위킹 표면(220)은 도 5, 6, 8, 및 9에서 보여지는 바와 같이, 리필 유닛(124)의 상부 플레이트(222)를 향해 아래로 연장하는 상부 각이 진 섹션(upper angled section; 230)을 포함한다. 이차 위킹 표면(232)은 상부 각이 진 섹션(230)으로부터 아래로 연장하고 휘발성 물질(226)을 보유하는 리필 유닛의 저장소(234)(도 8을 보기 바란다)와 유체 소통한다. 이차 위킹 표면(232)은 현재 실질적으로 수직한 것으로 도시되었으나, 각이 지게 될 수 있으며 및/또는 위킹 표면(232)에 인접하거나 위킹 표면(232)으로부터 연장하는 많은 부수적인 부분들을 포함할 수 있다.

도 5, 6, 및 8을 참조하여, 위킹 표면(220)은 베이스(202)의 유사한 형상으로 각이 진 벽(236) 상에 배치되고 지지된다. 본 실시예에서 각이 진 벽(236)은 원뿔 형상으로 되고 상부 플레이트(222)의 중앙 부분을 포함한다. 위킹 표면(220)은 실질적으로 중공이고 원뿔형 벽(236)의 형상에 대응하는 내부 내에 캐비티(cavity)를 정의한다. 각이 진 벽(236)의 외주부들(outer peripheral portions)은 내부 측벽(interior sidewall; 238)을 정의하고 직립 벽(229)의 부분들은 외부 측벽(240)을 정의한다. 내부 측벽(238) 및 외부 측벽(240)은 그것들 사이에 트로프(trough; 242)를 형성하고 그것은 위킹 표면(220)의 부분들의 수용을 위해 맞춰진다. 본 실시예에서, 상부 각이 진 섹션(230)의 원위 환형 부분(distal annular portion)은 트로프(242) 내에 수용된다. 게다가, 적어도 하나의 개구(244)가 트로프(242) 내에 제공되고, 적어도 하나의 이차 위킹 표면(232)은 그것을 통해 저장소(234) 안으로 연장한다.

개구(244)는 제1 직경(D1)을 구비하는 내부 측벽(238) 및 제2 직경(D2)을 구비하는 외부 측벽(240)에 의해 형성된다(도 9를 보기 바란다). 바람직하게, 제1 직경(D1)은 제2 직경(D2)보다 작아서 개구(244)가 D2-D1의 거리로 정의된다. 이차 위킹 표면(232)은 내부 측벽(238) 및 외부 측벽(240) 사이에서 아래로, 개구(244)를 통해 연장하고, 리필 유닛(124)의 저장소(234) 내에서 끝난다(도 8을 보기 바란다). 일 실시예에서, 복수 개의 개구들(244)은 복수 개의 이차 위킹 표면들(232)이 저장소(234) 안으로 연장하게 하기 위해 제공된다. 이차 위킹 표면(232)은 바람직하게 그 안에 배치된 휘발성 물질(226)과 상호 작용하도록 충분한 정도로 리필 유닛(124)의 저장소(234) 안으로 연장한다. 휘발성 물질(226)이 이차 위킹 표면(232)과 접촉하므로, 휘발성 물질(226)은 저장소(234)로부터, 이차 위킹 표면(232) 위로, 위킹 표면(220)의 상부 각이 진 섹션(230) 상으로 전달된다.

도 5, 6, 8 및 9를 참조하여, 각이 진 벽(236)은 제3 직경(D3)을 구비하는 편평한 원형 상단(flat circular top end; 246) 및 위킹 표면(220)을 네 개의 별개의 섹션들로 분할하는 그것으로부터 연장하는 복수 개의 T-형상으로 된 직선 부재들(T-shaped rectilinear members; 248)을 더 포함한다. T-형상으로 된 직선 부재들(248)은 사용 전에 위킹 표면(220)으로부터 캡(224)을 간격을 두고 배치하기 위해 사용된다. 네 개의 직선 부재들(248)이 도시되었으나, 직선 부재(248)는 모두 함께 생략되거나 다른 수로 포함될 수 있다.

위킹 표면(220)은 바람직하게 폴리머, 폴리올레핀, 나일론, 셀룰로오스, 다른 섬유들, 혼합물들(blends) 등으로 마련된다. 다른 실시예들에서, 위킹 표면(220)은 폴리에틸렌 및 폴리에스테르의 혼합물들을 포함한다. 적절한 위킹 표면들(220)은 POREX® Corporation (Fairburn, Georgia)으로부터 획득된 PE/PET fiber blend 같은 다공성 폴리머 섬유들로 될 수 있다. 다른 적절한 위킹 표면(220)은 Filtrona Porous Technologies (Colonial Heights, Virginia)로부터 이용 가능한 폴리머 섬유 혼합물이다. 위킹 표면(220)은 각이 진 벽(236)과 일체로 되거나 별개의 구성요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 위킹 표면(220)은 별개로 제작될 수 있고 기술분야에서 공지된 방식으로 각이 진 벽(236)에 부착될 수 있으며, 예를 들어 접착제가 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 위킹 표면(220)은 제작 공정 동안 각이 진 벽(236)과 일체로 만들어진다.

대안적인 실시예에서, 위킹 표면(220)은 향기 함유된 겔(fragrance laden gel)을 포함하는 카트리지(미도시)를 포함할 수 있다. 카트리지는 각이 진 벽(236)의 캐비티 내에 리세스될 수 있어 투과성 멤브레인(permeable membrane)은 각이 직 벽(236)의 표면과 평평하게 될 수 있다. 일 예시에서, 카트리지는 비투과성 컵-형상으로 된 구조 및 휘발성 물질을 포함하도록 밀폐된 저장소로 작용하는 컵-형상으로 된 구조 상의 투과성 멤브레인을 포함한다. 휘발성 물질 카트리지는 추가적으로 그것을 통해 휘발성 물질의 확산을 실질적으로 방지하기 위해 투과성 멤브레인에 부착된 비투과성 라미네이트(impermeable laminate)를 포함할 수 있다. 일 예시에서, 휘발성 물질 카트리지는 U.S. Pat. No.7,213,770 및 U.S. Pat. No.7,665,238 에 설명된 것들과 유사하거나 동일하다. 사용 중에, 비투과성 라미네이트는 휘발성 물질 카트리지로부터 퍼뜨려지고(pealed) 카트리지는 각이 진 벽(236)의 표면에 인접한 투과성 멤브레인 및 저장소(234)에 인접한 컵-형상으로 된 구조를 구비하는 캐비티 안으로 삽입된다.

위킹 표면(220)의 상부 각이 진 섹션(230)은 바람직하게 약 10 내지 50 cm², 보다 바람직하게 약 15 내지 35 cm², 가장 바람직하게 약 30 cm²의 총 표면적을 포함한다. 위킹 표면(220)의 표면적은 다른 유형의 휘발성 물질들을 수용하도록 증가되거나 감소될 수 있다.

도 8에서 잘 보여지는 바와 같이, 위킹 표면(220)은 중심 축(130)에 대해 각이 진다. 본 실시예에서, 위킹 표면(220) 및 저장소(234)의 중심 축은 중심 축(130)과 일치한다. 일 실시예에서, 중심 축(130)에 대한 위킹 표면(220)의 상부 섹션(230)의 각도(X)는 바람직하게 약 20 내지 약 75도, 보다 바람직하게 약 30도 내지 약 60도, 가장 바람직하게 약 45도이다. 위킹 표면(220)의 각도 및 총 표면적은 바람직하게 휘발성 물질 분배기(100)에 들어가는 공기가 위킹 표면(220)에 접촉하기에 수월하고, 동시에, 공기 흐름 이동에 대한 감소된 저항을 제공하도록 선택되며 이하에서 보다 상세히 설명될 것이다.

도 10을 참조하여, 공기는 화살표들(B)에 의해 도시된 예시적인 흐름 경로들로 나타내진 것과 같이 하부 개구들(104a)을 통해 휘발성 물질 분배 시스템(100)의 하우징(102)에 들어간다. 공기는 팬(158)의 사용 없이 휘발성 물질 분배 시스템(100)에 들어갈 수 있으나, 팬(158)이 분배 시스템(100)의 작동 동안 그것을 통한 공기 흐름을 수월하게 하기 위해 사용된다는 것은 바람직할 수 있다. 특히, 팬(158)은 동력 메커니즘 및 구동 메커니즘(180)에 전기적으로 연결된 전력 스위치(미도시)에 의해 켜지고, 팬(158)에 회전 운동을 제공한다. 팬(158)은 하부 개구들(104a)을 통해 그것의 축(168)을 따라 휘발성 물질 분배 시스템(100) 안으로 대기 공기를 끌어당기거나 당긴다. 공기는 위킹 표면(220)에 접촉하고 위킹 표면(220)을 따라 흐르며, 휘발성 물질(226)과 혼합한다. 휘발성 물질이 함유된 공기는 화살표들(C)에 의해 도시된 예시적인 흐름 경로들에 의해 도시된 것과 같이 상부 배출구들(104b)을 통해 휘발성 물질 분배 시스템(100)으로부터 배출된다. 공기는 도 8, 10 및 11에 도시된 바와 같이, 축(130)에 대해 약 25도와 약 70도 사이의 각도들에서 휘발성 물질 분배 시스템(100)으로부터 배출된다.

휘발성 물질 분배 시스템(100)은 휘발성 물질 분배 시스템(100)을 통해 공기 흐름 패턴(airflow pattern) 및 위킹 표면(220)의 각도에 대한 많은 이점들을 제공한다. 특히, 본 시스템의 공기 흐름은 많은 종래 기술의 시스템들에서 공지된 것과 같이 위킹 구조에 대하여 또는 위킹 구조를 통해 반대로 위킹 표면(220)을 따라 흐른다. 혼합 흐름 팬(158)의 사용, 및 하부 개구들(104a) 및 상부 배출구들(104b)의 크기, 형상 및 방향과 결합하여 위킹 표면의 각도는 시스템(100)에 들어가는 공기에 대하여 가장 작은 저항 경로를 제공한다. 이러한 변수들의 사용은 시스템(100)을 종래 기술의 시스템들보다 상당히 에너지 효율이 높게 만들고 시스템(100)으로부터 휘발성 물질이 함유된 공기를 각이 지게 확산시켜 감지 반경을 확대시키게 한다.

휘발성 물질 분배 시스템(100)의 많은 효율성들은 시스템(100) 내의 다양한 구성요소들의 기하학적 형성 및 각도에 의해 실현된다. 특히, 도 11을 참조하여, 중심 축(130)과 위킹 표면(220) 사이에 형성된 각도(X)는 (도 11에 도시되지 않은) 상부 배출구들(104b)과 정렬된, 채널들(166) 및 중심 축(130) 사이에 형성된 각도(Y)와 실질적으로 유사하다. 일 실시예에서, 각도들(X 및 Y)은 대략적으로 동일하다. 다른 실시예들에서, 각도들(X 및 Y)은 다르다. 일 실시예에서, 중심 축(130)에 대해 각도(X)와 각도(Y)는 바람직하게 약 20도와 약 75도 사이이고, 보다 바람직하게 약 30도에서 약 60도 사이이고, 가장 바람직하게 약 45도이다.

휘발성 물질(226)은 캐리어 액체(carrier liquid), 악취 제거 액체(deodorizing liquid) 등 내에 배치된 향기 또는 살충제일 수 있다. 예를 들어, 휘발성 물질은 Racine, Wisconsin의 S. C. Johnson and Son, Inc.에 의해 판매되는 OUST®, 가정용, 상업용 및 산업용 OUST®, 공기 및 카페트 살균제 또는, GLADE®, 가정용 탈취제를 포함한다. 휘발성 물질은 또한 살균제, 공기 청정제, 냄새 제거제(odor eliminators), 몰드(mold) 또는 곰팡이 억제제(mildew inhibitors), 방충제(insect repellents) 등, 또는 방향요법의 특성들(aromatherapeutic properties)을 구비하는 다른 활성제들을 포함할 수 있다. 휘발성 물질은 택일적으로 하우징으로부터 분배될 수 있는 통상의 기술자들에 의해 공지된 휘발성 물질을 포함할 수 있다.

여기에 설명된 실시예들은 다른 실시예들과 결합하여 개시된 방법론 또는 구조들을 포함하도록 변경될 수 있다. 게다가, 본 발명은 구체적으로 도시된 하우징 형상들/크기들에 국한되지 않는다. 더 나아가, 여기에 개시된 실시예들의 하우징은 여기에서 본 발명을 이용하는 휘발성 물질 리필 유닛과 함께 작용하도록 변경될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 언급된 모든 문서들은, 관련 분야에서, 참조로서 여기에 포함되었고; 어떠한 문서의 언급은 본 발명과 관련된 종래 기술이라는 것을 자백(admission)하는 것으로 해석되는 것은 아니다.

산업상 이용 가능성

본 발명의 많은 변경들은 앞선 상세한 설명을 고려하여 통상의 기술자들에게 명백해질 것이다. 따라서, 발명의 상세한 설명은 오직 예시적인 것으로 해석되며 통상의 기술자가 본 발명을 제작하고 사용하고 동일한 것을 수행하는 가장 좋은 방법을 교시하게 하기 위해 제시된다. 첨부된 청구항들의 범위 내에 있는 모든 변경들에 대한 독점적인 권리들이 유보된다.

100: 휘발성 분배 시스템
102: 하우징
104a: 하부 개구
104b: 상부 배출구
106: 지지 부재
108: 측벽
110: 단부 캡
112: 상단
114: 하단
116: 그루브
118: 내부 표면
124: 휘발성 물질 리필 유닛
130: 중심 축
132: 단부 부분들
134: 중앙 부분
150: 상부 챔버
158: 팬
160: 블레이드
166: 채널
168: 축
180: 구동 메커니즘
220: 위킹 표면
226: 휘발성 물질
232: 이차 위킹 표면

Claims (20)

1. 하우징 및 리필 유닛, 상기 하우징은 상부 배출구 및 하부 개구가 제공되고 상기 리필 유닛은 휘발성 물질 및 위킹 표면(wicking surface)을 포함함; 및
   하우징 내에 배치된 팬;
   을 포함하고,
   상기 하우징은 오리피스를 통해 연결된 상부 챔버 및 하부 챔버를 포함하고, 상기 팬은 상기 상부 챔버 내에 배치되고 상기 리필 유닛은 상기 하부 챔버 내에 배치되고;
   상기 팬은, 공기의 채널들을 형성하도록 상기 상부 배출구를 향하여 상기 오리피스로부터 연장하는 복수의 블레이드들을 포함하고, 상기 복수의 블레이드들은 상기 하우징의 중심 축에 대해 20도에서 75도 사이의 각도에서 위치되고;
   동작 상태(active state) 동안 팬은, 상기 하우징의 중심 축에 대해 20도에서 75도 사이의 각도로 된 위킹 표면 상으로 및 상기 하부 개구를 통하여 상기 하우징 안으로 대기 공기를 끌어당기고,
   동작 상태 동안 끌어 당겨진 공기는 공기의 상기 채널들을 통해 하우징의 상기 상부 배출구로부터 배출되는, 휘발성 물질 분배 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   위킹 표면 및 팬의 채널들은 중심 축에 대하여 서로에 대해 실질적으로 동일한 각도들에서 제공되는, 휘발성 물질 분배 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   위킹 표면 및 팬의 채널들은 중심 축에 대해 실질적으로 45도 각도에 제공되는, 휘발성 물질 분배 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   대기 공기는 하우징의 하단에 인접하게 배치된 복수 개의 하부 개구들을 통해 끌어 당겨지고 하우징의 상단에 인접하게 배치된 복수 개의 상부 배출구들을 통해 배출되는, 휘발성 물질 분배 시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   팬은 혼합 흐름 팬(mixed flow fan)인, 휘발성 물질 분배 시스템.
   
6. 제1항에 있어서,
   하우징은 네 개의 길쭉한 지지 부재들을 포함하는, 휘발성 물질 분배 시스템.
   
7. 제1항에 있어서,
   하우징의 중심축은 팬의 중심 축과 일치하는, 휘발성 물질 분배 시스템.
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