KR102152958B1 - 표면 탄성파 전자담배 시스템 - Google Patents

표면 탄성파 전자담배 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102152958B1
KR102152958B1 KR1020197024449A KR20197024449A KR102152958B1 KR 102152958 B1 KR102152958 B1 KR 102152958B1 KR 1020197024449 A KR1020197024449 A KR 1020197024449A KR 20197024449 A KR20197024449 A KR 20197024449A KR 102152958 B1 KR102152958 B1 KR 102152958B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid
surface acoustic
interdigital transducer
acoustic wave
storage chamber
Prior art date
Application number
KR1020197024449A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190125308A (ko
Inventor
팅화 리
이 한
쥔롱 한
동라이 쥬
홍 후
용콴 천
쥔 우
서우보 리
Original Assignee
차이나 타바코 윈난 인더스트리얼 컴퍼니 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 차이나 타바코 윈난 인더스트리얼 컴퍼니 리미티드 filed Critical 차이나 타바코 윈난 인더스트리얼 컴퍼니 리미티드
Publication of KR20190125308A publication Critical patent/KR20190125308A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102152958B1 publication Critical patent/KR102152958B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A24F47/008—
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/05—Devices without heating means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/30—Devices using two or more structurally separated inhalable precursors, e.g. using two liquid precursors in two cartridges
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/10—Chemical features of tobacco products or tobacco substitutes
    • A24B15/16—Chemical features of tobacco products or tobacco substitutes of tobacco substitutes
    • A24B15/167—Chemical features of tobacco products or tobacco substitutes of tobacco substitutes in liquid or vaporisable form, e.g. liquid compositions for electronic cigarettes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/10—Devices using liquid inhalable precursors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/42—Cartridges or containers for inhalable precursors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/46—Shape or structure of electric heating means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/48—Fluid transfer means, e.g. pumps
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F47/00—Smokers' requisites not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G01N29/022—Fluid sensors based on microsensors, e.g. quartz crystal-microbalance [QCM], surface acoustic wave [SAW] devices, tuning forks, cantilevers, flexural plate wave [FPW] devices

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Special Spraying Apparatus (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 표면 탄성파 전자담배 시스템에 관한 것으로서, 압전 기판(1), 액체 안내 캐비티(2), 무화 캐비티(3) 및 고주파 신호를 로딩하기 위한 급전 포트(4)를 포함한다. 상기 액체 안내 캐비티(2)와 상기 무화 캐비티(3)는 상기 압전 기판(1) 상방에 설치되고, 상기 액체 안내 캐비티(2)와 상기 무화 캐비티(3) 사이에 격리판(13)이 설치되고; 상기 급전 포트(4)는 상기 압전 기판(1) 외측에 설치된다.

Description

표면 탄성파 전자담배 시스템
본 발명은 전자담배 기술 분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표면 탄성파 전자담배 시스템에 관한 것이다.
최근 몇 년간 전 세계적인 흡연 규제 실시와 공중 보건 여론의 이중 압력을 받아 전통적인 궐련의 개발이 점점 제한되고 있으며, 소비자들이 새로운 유형의 저위험 궐련 대체품인 전자담배를 점점 더 선호하면서 세계 전자담배 시장이 계속 발전하고 있다.
기존의 전자담배 대부분은 주로 전기 가열식 무화 중심이며 일부만이 초음파식 무화를 채택한다. 전기 가열식 무화는 열전도 원리를 기반으로 기류 센서, 기계식 버튼 또는 터치식 버튼을 통해 전자담배를 작동시키고, 도통 회로는 니켈 크롬 합금, 스테인리스강 합금, 니켈200 합금 또는 티타늄 합금으로 제조된 발열코일에 전력을 공급하고, 담배액을 가열하고 무화시켜 에어로졸을 형성하여 사용자가 흡인하도록 제공한다. 전기 가열식 무화 전자담배는 열전도가 빠르고 무화 효율이 높기는 하나, 전자담배를 연속 흡인하는 과정에서 발열코일이 500 내지 600℃까지 계속해서 승온하기 때문에, 잠재적인 안전 리스크가 존재하는 동시에 담배액의 고온 열에서 알데히드와 같은 유해한 성분이 방출되면서 건강에 큰 위험을 초래할 수 있다. 초음파 무화는 초음파 트랜스듀서(ultrasonic transducer)의 고주파 진동을 이용하여 진동편의 고주파 공명을 유발한 다음, 초음파 방향성 압력을 생성하여 담배액 표면을 융기시키고, 융기된 액면 주위에 공동 현상이 발생하여 담배액이 무화되면서 에어로졸이 생성된다. 비록 전기 가열식 무화 전자담배에 비해 초음파 무화 전자담배가 비고열 특성으로 인해 안전성이 향상되고 유해 물질 방출이 적기는 하나, 초음파는 벌크 탄성파(bulk acoustic wave)이기 때문에 에너지가 전파 과정에서 제어할 수 없이 사방으로 확산되어 담배액 무화 전력 소모가 많고 속도가 느리며 효율이 낮아지고 이로 인해 연속적이고 안정적으로 입자 크기 분포가 균일한 에어로졸을 생성하기가 어렵고, 고점도 담배액 무화 효과가 좋지 않다. 또한, 상기 2가지 무화 방식의 전자담배는 보편적으로 다음과 같은 일반적인 문제가 더 있다. 즉, (1) 액체 안내 재료의 모세관 작용을 통해 수동 액체 안내를 진행하며, 액체 안내 속도는 제어할 수 없고 불안정하며, 액체 안내 속도가 무화 속도보다 낮을 경우 건식 연소로 인해 이상한 냄새가 나면서 흡연 품질과 맛 체험에 심각한 영향을 미친다. (2) 접촉식 무화에 속하며, 담배액이 발열코일 또는 진동편과 직접 접촉하여 소결 점착이 일어나기 쉽고, 이것이 발열코일 또는 진동편의 무화 성능에 영향을 주면서 심지어 그 사용수명을 단축시킬 수 있다. 따라서 종래 기술은 개선이 시급하다.
상기 종래 기술의 결점을 고려하여, 본 발명은 표면 탄성파 기술의 독특한 장점을 전자담배의 기능적 특성 및 성능 요구 조건과 결합시키고, 표면 탄성파 음향 유동 효과 및 정재파 표면 탄성파 무화 메커니즘을 기반으로 표면 탄성파를 통해 능동 액체 안내, 표면 탄성파 비접촉 무화, 및 표면 탄성파를 구현하는 전자담배 시스템을 제공함으로써, 전기 가열식 무화의 신속한 고열로 인한 잠재적인 안전 및 건강 리스크, 초음파 무화의 높은 에너지 소비와 낮은 효율, 에어로졸 입자 크기 분포의 불균일성, 고점도 담배액 무화에 적합하지 않은 결점 등을 효과적으로 극복하였으며, 종래 기술 중 전자담배의 수동식 액체 안내로 인해 흡연 품질이 좋지 않고 접촉식 무화가 발열코일 또는 진동편의 무화 성능 또는 사용수명에 영향을 미치는 문제를 합리적으로 해결하였다.
본 발명은 압전 기판(1), 액체 안내 캐비티(2), 무화 캐비티(3) 및 고주파 신호를 로딩하기 위한 급전 포트(4)를 포함하는 표면 탄성파 전자담배 시스템을 개시한다. 상기 액체 안내 캐비티(2)와 상기 무화 캐비티(3)는 상기 압전 기판(1) 상표면에 설치되고, 상기 액체 안내 캐비티(2)와 상기 무화 캐비티(3) 사이에 격리판(13)이 설치된다. 상기 급전 포트(4)는 상기 압전 기판(1) 외측에 설치되어 고주파 신호원에 외부 접속된다. 상기 액체 안내 캐비티(2)는 제1 인터디지털 트랜스듀서(interdigital transducer)(51), 액체 저장실(6) 및 마이크로 채널(8)을 포함하고, 상기 제1 인터디지털 트랜스듀서(51)와 마이크로 채널(8)은 상기 액체 저장실(6)의 양측에 배치되고, 상기 액체 저장실(6)은 상기 마이크로 채널(8)과 연통하고, 상기 액체 저장실(6)의 꼭대기부에 액체 주입구(7)가 구비된다. 상기 무화 캐비티(3) 바닥부에는 액체 배출구(9)를 통해 마이크로 채널(8)에 삽입되는 T형 섬유지(10)와, T형 섬유지(10) 양측에 위치하며 상기 T형 섬유지(10)와 접촉하지 않는 제2 인터디지털 트랜스듀서(52) 및 제3 인터디지털 트랜스듀서(53)가 설치되고, 상기 무화 캐비티(3) 측부 및 꼭대기부에는 각각 공기 진입구(11)와 노즐(12)이 설치된다.
바람직하게는, 상기 제1 인터디지털 트랜스듀서(51), 액체 저장실(6), 마이크로 채널(8), 제2 인터디지털 트랜스듀서(52), 제3 인터디지털 트랜스듀서(53) 및 T형 섬유지(10)는 모두 압전 기판(1) 표면과 밀착된다.
바람직하게는, 상기 압전 기판(1) 재료는 석영, 압전 세라믹, 리튬 탄탈레이트(lithium tantalate) 또는 리튬 니오베이트(lithium niobate) 중의 하나이다.
바람직하게는, 상기 압전 기판(1)은 Y 컷 Ｘ 128.68°방향의 리튬 니오베이트이고, 그 두께, 전자기계 결합 계수, 온도 계수 및 표면 탄성파의 전파 속도는 각각 0.5mm, 5.5%, -72 x 10-6/℃ 및 3992m/s이다.
바람직하게는, 상기 제1 인터디지털 트랜스듀서(51)가 여기하는 진행파 모드 표면 탄성파는 상기 액체 저장실(6) 내에 저장된 담배액을 마이크로 채널(8)의 액체 배출구(9)까지 능동적으로 펌핑한다. 상기 제2 인터디지털 트랜스듀서(52)와 상기 제3 인터디지털 트랜스듀서(53)의 공동 작용에 의해 생성되는 정재파 모드 표면 탄성파는 상기 T형 섬유지(10) 상의 담배액 액막을 에어로졸로 무화한다.
바람직하게는, 상기 액체 저장실(6)과 상기 마이크로 채널(8)의 재료는 붕규산 유리(borosilicate glass) 또는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane)이고, 상기 T형 섬유지(10)는 유기 다공성 재료이다.
바람직하게는, 상기 제1 인터디지털 트랜스듀서(51), 상기 제2 인터디지털 트랜스듀서(52) 및 상기 제3 인터디지털 트랜스듀서(53)의 형상은 모두 손가락 교차 형상이며 금속 박막이다.
바람직하게는, 상기 금속 박막은 알루미늄, 구리 또는 금 박막이다.
종래 기술과 비교하여, 본 발명의 유익한 효과는 다음과 같다.
(1) 표면 탄성파는 탄성 매체 표면 상을 따라 전파되는 기계적 파동이며, 에너지는 주로 매체 표면에 집중되어 깊이가 지수 함수적으로 감쇠(exponential decay)한다. 그 에너지 방향성 집중 특성은 무화 효율을 높이고 입자 크기의 균일성이 우수한 에어로졸을 연속적이고 안정적으로 생성할 수 있으며, 초음파보다 고점도 담배액을 무화하는 데 더 적합하다. 또한, 표면 탄성파의 여기 주파수는 통상적으로 10MHz 내지 500MHz이며, 이는 초음파 20kHz 내지 3MHz보다 한 자릿수가 높다. 에어로졸 입자 크기와 주파수의 관계식
Figure 112019085774713-pct00001
(여기에서 d는 에어로졸 입자 크기, γ은 담배액 표면 장력, ρ는 담배액 밀도, f는 여기 주파수)에서 알 수 있듯이, 에어로졸 입자 크기는 여기 주파수와 2/3거듭제곱에 반비례한다. 따라서 초음파 무화와 비교하여, 표면 탄성파 무화에 의해 생성되는 에어로졸은 입자 크기가 더 작고, 구강 점막 또는 혀 표면에 쉽게 잔류하지 않으며, 흡인력이 더 강하고 향기가 더욱 짙고 순하며 부드럽다.
(2) 회절을 통해 담배액에 진입하는 표면 탄성파는 무화를 구현할 수 있으며, 구동 출력이 일반적으로 0.5W 내지 3W이고, 발열량이 작고, 가하는 압전 기판에는 일정한 열 방출 효과가 있어 연속 흡인하더라도 열에너지가 쉽게 축적되지 않아 온도가 빠르게 상승하지 않으므로 고온 열분해 가능성이 크게 줄어든다. 따라서 표면 탄성파 무화 안전 성능이 우수하며 유해 물질의 방출량도 전기 가열식 무화보다 훨씬 낮다.
(3) 본 발명의 전자담배 시스템은 액체 안내 캐비티가 집적되어 있으며, 표면 탄성파 음향 유동 효과에 기초하여 제1 인터디지털 트랜스듀서에 의해 생성된 진행파 모드 표면 탄성파를 이용해 구동력을 제공함으로써 담배액의 능동적 펌핑을 구현하고, 구동 출력을 조절함으로써 담배액의 액체 안내 속도를 정확하게 제어하여 담배액의 연속적이고 안정적인 펌핑 및 즉각적이고 충분한 무화를 보장함으로써 수동식 액체 안내에 존재하는 기술적 결함을 해결하고, 건식 연소 현상이 발생하는 것을 방지하므로 흡인 품질을 향상시키고 사용자 경험을 개선하였다.
(4) 본 발명의 전자담배 시스템의 제2 인터디지털 트랜스듀서(52) 및 제3 인터디지털 트랜스듀서(53)는 T형 섬유지(10)와 접촉하지 않으며, 제2 인터디지털 트랜스듀서와 제3 인터디지털 트랜스듀서의 공동 작용에 의해 여기된 정재파 모드 탄성 표면파를 통해 T형 섬유지 상에서 담배액 액막의 비접촉 무화를 구현한다. 담배액과 트랜스듀서가 직접 접촉하지 않기 때문에 담배액이 트랜스듀서 상에서 소결 점착되고 나아가 트랜스듀서의 작성 성능 또는 사용수명에 영향을 미치는 문제가 존재하지 않는다. 또한 정재파 모드 표면 탄성파의 에너지 기수가 크며 담배액에 대한 무화 능력이 강하기 때문에, 본 발명의 전자담배 시스템은 단위 시간 내에 충분히 많은 양의 연무량을 생성할 수 있으며, 사용자는 신속하게 흡인 만족도를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 표면 탄성파를 통해 능동 액체 안내 및 비접촉 무화를 구현하는 전자담배 시스템의 구조도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자담배 시스템의 액체 안내 캐비티의 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전자담배 시스템의 무화 캐비티의 부분 확대도이다.
본 발명의 목적, 기술방안 및 장점에 대한 보다 명확한 이해를 돕기 위해 이하에서는 첨부 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명 실시예의 표면 탄성파 전자담배 시스템의 구조도는 도 1에서 도시하는 바와 같으며, 상기 시스템은 압전 기판(1), 액체 안내 캐비티(2), 무화 캐비티(3) 및 급전 포트(4)를 포함한다. 상기 액체 안내 캐비티(2)와 상기 무화 캐비티(3)는 압전 기판(1) 상방에 설치되고, 두 개의 캐비티는 밀접하도록 배치되고, 중간에 격리판(13)이 설치된다. 액체 안내 캐비티와 무화 캐비티의 부분 확대도는 각각 도 2 및 도 3에서 도시하는 바와 같다. 상기 급전 포트(4)는 상기 압전 기판(1)의 외측에 설치되어 고주파 신호원에 외부 접속된다. 상기 액체 안내 캐비티(2)는 제1 인터디지털 트랜스듀서(51), 액체 저장실(6), 액체 저장실(6) 꼭대기부에 설치되는 액체 주입구(7) 및 액체 저장실(6)과 연통하는 마이크로 채널(8)로 구성된다. 상기 무화 캐비티(3) 바닥부에 T형 섬유지(10), 제2 인터디지털 트랜스듀서(52) 및 제3 인터디지털 트랜스듀서(53)가 설치되고, 무화 캐비티(3)의 측부 및 꼭대기부에 각각 공기 진입구(11)와 노즐(12)이 설치된다.
상기 제2 인터디지털 트랜스듀서(51), 액체 저장실(6), 마이크로 채널(8), 제2 인터디지털 트랜스듀서(52), 제3 인터디지털 트랜스듀서(53) 및 T형 섬유지(10)는 수직으로 밀접하게 압전 기판(1) 표면에 접합된다. 상기 압전 기판(1)은 예를 들어 석영, 압전 세라믹, 리튬 탄탈레이트(lithium tantalate) 또는 리튬 니오베이트(lithium niobate)와 같은 압전 특성을 갖는 재료로 구성된다. 바람직하게는, Y 컷 Ｘ 128.68°방향의 리튬 니오베이트이고, 그 두께, 전자기계 결합 계수, 온도 계수 및 표면 탄성파의 전파 속도는 각각 0.5mm, 5.5%, -72 x 10-6/℃ 및 3992m/s이다. 상기 제1 인터디지털 트랜스듀서(51), 제2 인터디지털 트랜스듀서(52) 및 제3 인터디지털 트랜스듀서(53)은 미세 가공을 채택하여 손가락 교차 형상의 알루미늄, 구리 또는 금 등의 금속 박막을 표면 연마한 압전 기판 상에 스퍼터링(sputtering)하여 형성하고, 압전 기판 외측에 설치된 급전 포트(4)를 통해 고주파 신호원과 외부 접속한다. 상기 액체 저장실(6) 일측에 제1 인터디지털 트랜스듀서(51)가 배치되고, 이에 상대적인 타측은 마이크로 채널(8)과 연통한다. 액체 저장실(6)과 마이크로 채널(8)의 재료는 붕규산 유리(borosilicate glass) 또는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane)에서 선택한다. 상기 제1 인터디지털 트랜스듀서(51)는 진행파 모드 표면 탄성파를 여기시키는 데 사용되며, 액체 저장실(6) 내에 저장된 담배액에 구동력을 제공하고, 담배액을 마이크로 채널(8)로 능동적으로 펌핑한다. 상기 T형 섬유지(10)는 액체 배출구(9)를 통해 마이크로 채널(8)로 삽입되어 담배액을 균일하게 분산시키고 신속하게 액막을 형성하는 데 사용되며, 재료는 폴리에스테르 섬유(polyester fiber) 또는 기타 유기 다공성 재료에서 선택한다. 상기 제2 인터디지털 트랜스듀서(52)와 제3 인터디지털 트랜스듀서(53)은 T형 섬유지 양측에 마주 배치되고, 거리상으로 일정한 위상을 형성하며, 공동 작용에 의해 생성되는 정재파 모드 표면 탄성파는 T형 섬유지 상의 담배액 액막을 에어로졸로 무화한다.
전자담배 시스템을 사용하기 전에, 액체 주입구(7)를 통해 담배액 액면이 일정한 높이에 도달할 때까지 담배액을 액체 저장실(6)에 주입한다. 표준 대기압 하에서 담배액의 표면 장력과 액체 저장실(6) 내벽 및 마이크로 채널(8) 내벽의 점성 계수가 일정하기 때문에, 담배액이 스스로 흐르지 않는다. 고주파 신호원을 가동하고, 제1 인터디지털 트랜스듀서(51), 제2 인터디지털 트랜스듀서(52) 및 제3 인터디지털 트랜스듀서(53)은 급전 포트(4)를 통해 교류 전기신호를 가해 여기되고, 트랜스듀서는 압전 기판 자체의 역압전 효과를 이용해 전기 신호를 음향 신호로 변환하여, 외부에서 인가된 신호와 주파수가 동일하고 압전 기판의 표면을 따라 전파되는 표면 탄성파를 형성한다. 제1 인터디지털 트랜스듀서(51)에 의해 생성된 진행파 모드 표면 탄성파가 액체 저장실(6) 내로 전파될 때, 음향 에너지는 회절되어 담배액으로 진입하고, 음향 흐름 결합 효과가 발생하여 액체 저장실(6)과 액체 배출구(9) 지점에 압력차가 형성되고, 액체 저장실(6)의 압력장 균형이 깨지며, 담배액 흐름이 마이크로 채널(8)을 거쳐 액체 배출구(9)로 능동적으로 펌핑되고, T형 섬유지(10) 상에 신속하고 균일하게 분산되어 담배액 액막을 형성한다. 구동 출력을 조절하여 압력차를 변경함으로써 액체 안내 속도를 정량적으로 제어하여 담배액의 연속적이고 안정적인 펌핑 및 즉각적이고 충분한 무화를 보장할 수 있다. 제2 인터디지털 트랜스듀서(52)와 제3 인터디지털 트랜스듀서(53)에 의해 여기된 진행파 모드 표면 탄성파는 대향하며 전파되어 간섭 중첩된 후 에너지 기수가 비교적 큰 정재파 모드 표면 탄성파를 형성한다. 정재파 모드 표면 탄성파가 T형 섬유지(10) 상의 담배액 액막과 서로 접촉할 때, 그에 의해 전달되는 에너지는 액막 자유 표면을 강하게 교란시켜 액막 자체 표면 장력이 기하학적 형태의 안정성을 유지하기 불충분하게 만들고 생성 에어로졸을 파열시킨다.
상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과하며 본 발명을 한정하지 않는다. 본 발명이 속한 기술분야의 당업자가 창조적 노동 없이 본 발명에 개시된 기술방안 또는 기술적 특징을 기반으로 진행한 모든 수정, 등가적 치환 및 개선 등은 모두 본 발명의 보호범위 내에 속한다.
1: 압전 기판
2: 액체 안내 캐비티
3: 무화 캐비티
4: 급전 포트
51: 제1 인터디지털 트랜스듀서
52: 제2 인터디지털 트랜스듀서
53: 제3 인터디지털 트랜스듀서
6: 액체 저장실
7: 액체 주입구
8: 마이크로 채널
9: 액체 배출구
10: T형 섬유지
11: 공기 진입구
12: 노즐
13: 격리판

Claims (8)

  1. 압전 기판(1), 액체 안내 캐비티(2), 무화 캐비티(3) 및 고주파 신호를 로딩하기 위한 급전 포트(4)를 포함하고; 상기 액체 안내 캐비티(2)와 상기 무화 캐비티(3)는 상기 압전 기판(1) 상표면에 설치되고, 상기 액체 안내 캐비티(2)와 상기 무화 캐비티(3) 사이에 격리판(13)이 설치되고; 상기 급전 포트(4)는 상기 압전 기판(1) 외측에 설치되고; 상기 액체 안내 캐비티(2)는 제1 인터디지털 트랜스듀서(interdigital transducer)(51), 액체 저장실(6) 및 마이크로 채널(8)을 포함하고, 상기 제1 인터디지털 트랜스듀서(51)와 마이크로 채널(8)은 상기 액체 저장실(6)의 양측에 배치되고, 상기 액체 저장실(6)은 상기 마이크로 채널(8)과 연통하고, 상기 액체 저장실(6)의 꼭대기부에 액체 주입구(7)가 구비되며; 상기 무화 캐비티(3) 바닥부에는 액체 배출구(9)를 통해 마이크로 채널(8)에 삽입되는 T형 섬유지(10)와, T형 섬유지(10) 양측에 위치하며 상기 T형 섬유지(10)와 접촉하지 않는 제2 인터디지털 트랜스듀서(52) 및 제3 인터디지털 트랜스듀서(53)가 설치되고, 상기 무화 캐비티(3) 측부 및 꼭대기부에는 각각 공기 진입구(11)와 노즐(12)이 설치되어,
    급전 포트(4)를 통해 제공받은 외부로부터 공급되는 교류 전기신호에 의해 제1 인터디지털 트랜스듀서(51)는 여기되어 압전 기판(1)의 표면에 따라 전파되는 진행파 모드 표면 탄성파를 형성하고,
    압전 기판(1)의 진행파 모드 표면 탄성파가 액체 저장실(6)로 전파될 때 액체 저장실(6)과 액체 배출구(9) 지점에 압력차가 형성되며 형성된 압력차에 의해 액체 저장실(6)의 표준 대기압의 압력장 균형이 깨지면서 액체 저장실(6)의 담배액이 마이크로 채널(8)을 거쳐 액체 배출구(9)로 펌핑하며,
    펌핑된 담배액은 T형 섬유지(10) 상에 신속하고 균일하게 분산되어 담배액 액막을 형성하여 에어로졸로 무화되어 공기 진입구(11)와 노즐(12)을 통해 배출도록 구비되고,
    제2 및 제3 인터디지털 트랜스듀서(52)(53)에 의거 압전 기판(1)의 표면에 따라 전파되는 정재파 모드 표면 탄성파를 형성하고, 정재파 모드 표면 탄성파가 T형 섬유지(10) 상의 형성된 담배액 액막과 서로 접촉되어 상기 에어로졸이 파열되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 전자담배 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 인터디지털 트랜스듀서(51), 액체 저장실(6), 마이크로 채널(8), 제2 인터디지털 트랜스듀서(52), 제3 인터디지털 트랜스듀서(53) 및 T형 섬유지(10)는 모두 압전 기판(1) 표면과 밀착되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 전자담배 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압전 기판(1) 재료는 석영, 압전 세라믹, 리튬 탄탈레이트(lithium tantalate) 또는 리튬 니오베이트(lithium niobate) 중의 하나인 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 전자담배 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 압전 기판(1)은 Y 컷 Ｘ 128.68°방향의 리튬 니오베이트이고, 그 두께, 전자기계 결합 계수, 온도 계수 및 표면 탄성파의 전파 속도는 각각 0.5mm, 5.5%, -72 x 10-6/℃ 및 3992m/s인 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 전자담배 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 인터디지털 트랜스듀서(51)가 여기하는 진행파 모드 표면 탄성파는 상기 액체 저장실(6) 내에 저장된 담배액을 마이크로 채널(8)의 액체 배출구(9)까지 능동적으로 펌핑하고; 상기 제2 인터디지털 트랜스듀서(52)와 상기 제3 인터디지털 트랜스듀서(53)의 공동 작용에 의해 생성되는 정재파 모드 표면 탄성파는 상기 T형 섬유지(10) 상의 담배액 액막을 에어로졸로 무화하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 전자담배 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 액체 저장실(6)과 상기 마이크로 채널(8)의 재료는 붕규산 유리(borosilicate glass) 또는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane)이고; 상기 T형 섬유지(10)는 유기 다공성 재료인 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 전자담배 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 인터디지털 트랜스듀서(51), 상기 제2 인터디지털 트랜스듀서(52) 및 상기 제3 인터디지털 트랜스듀서(53)의 형상은 모두 손가락 교차 형상이며, 금속 박막인 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 전자담배 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 금속 박막은 알루미늄, 구리 또는 금 박막인 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 전자담배 시스템.
KR1020197024449A 2018-01-26 2018-10-25 표면 탄성파 전자담배 시스템 KR102152958B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810076941.1 2018-01-26
CN201810076941.1A CN108030153B (zh) 2018-01-26 2018-01-26 一种声表面波电子烟系统
PCT/CN2018/111769 WO2019144659A1 (zh) 2018-01-26 2018-10-25 一种声表面波电子烟系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190125308A KR20190125308A (ko) 2019-11-06
KR102152958B1 true KR102152958B1 (ko) 2020-09-08

Family

ID=62097436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197024449A KR102152958B1 (ko) 2018-01-26 2018-10-25 표면 탄성파 전자담배 시스템

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10986865B2 (ko)
EP (1) EP3574778B1 (ko)
JP (1) JP6779384B2 (ko)
KR (1) KR102152958B1 (ko)
CN (1) CN108030153B (ko)
RU (1) RU2713347C1 (ko)
WO (1) WO2019144659A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024072123A1 (ko) * 2022-09-28 2024-04-04 주식회사 케이티앤지 에어로졸 발생 장치

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11708572B2 (en) 2015-04-29 2023-07-25 Flodesign Sonics, Inc. Acoustic cell separation techniques and processes
CN108030153B (zh) * 2018-01-26 2019-07-26 云南中烟工业有限责任公司 一种声表面波电子烟系统
CN109174426B (zh) * 2018-08-01 2020-10-30 哈尔滨工业大学（深圳） 一种粒子分选装置及对液体中粒子进行分选的方法
CN108906461B (zh) * 2018-08-01 2019-12-20 哈尔滨工业大学（深圳） 一种基于声表面波的微滴喷射装置和微滴喷射方法
US11399568B2 (en) * 2018-08-17 2022-08-02 Shenzhen Relx Technology Co., Ltd. Vaporization device and method thereof
CN109480334B (zh) * 2018-11-27 2024-02-02 云南中烟工业有限责任公司 一种电子烟供液装置及供液方法
CN109480335A (zh) * 2018-12-04 2019-03-19 云南中烟工业有限责任公司 一种能输出不同粒径烟雾的电子烟具及其使用方法
KR102464825B1 (ko) 2019-10-10 2022-11-07 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
CN110839966B (zh) * 2019-12-04 2022-04-05 常州市派腾电子技术服务有限公司 供液方法和装置
WO2021123867A1 (en) 2019-12-15 2021-06-24 Shaheen Innovations Holding Limited Ultrasonic mist inhaler
IL294000B (en) 2019-12-15 2022-09-01 Shaheen Innovations Holding Ltd Steam inhaler devices
US20240148053A9 (en) 2019-12-15 2024-05-09 Shaheen Innovations Holding Limited Hookah device
US11730191B2 (en) 2019-12-15 2023-08-22 Shaheen Innovations Holding Limited Hookah device
CN111165886B (zh) 2020-02-26 2024-07-05 云南中烟工业有限责任公司 一种可变频声表面波电子烟
CN113907425A (zh) * 2021-09-28 2022-01-11 深圳市真味生物科技有限公司 可变频声表面波电子雾化装置
CN117122093A (zh) * 2022-05-18 2023-11-28 海南摩尔兄弟科技有限公司 电子雾化装置及雾化器
CN218681981U (zh) * 2022-10-31 2023-03-24 深圳麦克韦尔科技有限公司 一种雾化器及电子雾化装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016513992A (ja) 2013-03-01 2016-05-19 アールエムアイティー ユニバーシティー 表面弾性波生成を用いた霧化装置
CN206025224U (zh) 2016-08-31 2017-03-22 云南中烟工业有限责任公司 一种声表面波雾化器
US20170280771A1 (en) 2016-03-30 2017-10-05 Altria Client Services Llc Smoking device and method for aerosol-generation
CN108030153A (zh) 2018-01-26 2018-05-15 云南中烟工业有限责任公司 一种声表面波电子烟系统

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3938062A (en) * 1975-04-10 1976-02-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army End fire surface wave piezoelectric transducer
US6196218B1 (en) * 1999-02-24 2001-03-06 Ponwell Enterprises Ltd Piezo inhaler
WO2007128046A1 (en) * 2006-05-02 2007-11-15 Monash University Concentration and dispersion of small particles in small fluid volumes using acousting energy
JP5154658B2 (ja) * 2008-10-24 2013-02-27 パナソニック株式会社 弾性表面波霧化装置
JP5861121B2 (ja) * 2010-07-22 2016-02-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 弾性表面波霧化装置
US20120318882A1 (en) * 2011-06-16 2012-12-20 Vapor Corp. Vapor delivery devices
US20160213866A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 William Tan Ultrasonic vaporizing element
US9867398B2 (en) * 2015-04-09 2018-01-16 David Guo Ultrasonic e-cigarette device
US12042809B2 (en) * 2015-11-02 2024-07-23 Altria Client Services Llc Aerosol-generating system comprising a vibratable element
UA125292C2 (uk) * 2016-03-30 2022-02-16 Філіп Морріс Продактс С.А. Курильний пристрій та спосіб генерування аерозолю
CN106174706A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 云南中烟工业有限责任公司 一种声表面波雾化器
CN206025223U (zh) * 2016-08-31 2017-03-22 云南中烟工业有限责任公司 一种储油式声表面波雾化器
US20180213866A1 (en) * 2017-01-30 2018-08-02 Elizabeth CHIEN Articles of clothing comprising water absorbent portions convenient for use wiping and cleaning
CN108158042B (zh) * 2018-01-26 2019-07-26 云南中烟工业有限责任公司 一种声表面波非接触式雾化装置
CN108095200B (zh) * 2018-01-26 2019-10-15 云南中烟工业有限责任公司 一种声表面波导液装置
CN207885667U (zh) * 2018-01-26 2018-09-21 云南中烟工业有限责任公司 一种声表面波电子烟系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016513992A (ja) 2013-03-01 2016-05-19 アールエムアイティー ユニバーシティー 表面弾性波生成を用いた霧化装置
US20170280771A1 (en) 2016-03-30 2017-10-05 Altria Client Services Llc Smoking device and method for aerosol-generation
CN206025224U (zh) 2016-08-31 2017-03-22 云南中烟工业有限责任公司 一种声表面波雾化器
CN108030153A (zh) 2018-01-26 2018-05-15 云南中烟工业有限责任公司 一种声表面波电子烟系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024072123A1 (ko) * 2022-09-28 2024-04-04 주식회사 케이티앤지 에어로졸 발생 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190125308A (ko) 2019-11-06
RU2713347C1 (ru) 2020-02-04
US10986865B2 (en) 2021-04-27
CN108030153A (zh) 2018-05-15
JP2020519233A (ja) 2020-07-02
EP3574778B1 (en) 2021-07-21
WO2019144659A1 (zh) 2019-08-01
US20200397034A1 (en) 2020-12-24
EP3574778A4 (en) 2020-12-23
EP3574778A1 (en) 2019-12-04
CN108030153B (zh) 2019-07-26
JP6779384B2 (ja) 2020-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102152958B1 (ko) 표면 탄성파 전자담배 시스템
WO2018041106A1 (zh) 一种声表面波雾化器
CN206025223U (zh) 一种储油式声表面波雾化器
CN206025224U (zh) 一种声表面波雾化器
TWI556873B (zh) Ultrasonic atomization device
KR102181597B1 (ko) 전자담배 담배액 공급 장치 및 담배액 공급 방법
Collignon et al. Improving and Predicting Fluid Atomization via Hysteresis‐Free Thickness Vibration of Lithium Niobate
CN111165886B (zh) 一种可变频声表面波电子烟
CN108095200B (zh) 一种声表面波导液装置
CN108158042B (zh) 一种声表面波非接触式雾化装置
CN207821112U (zh) 一种声表面波非接触式雾化装置
CN207885667U (zh) 一种声表面波电子烟系统
CN207821111U (zh) 一种声表面波导液装置
CN209489504U (zh) 一种电子烟供液装置
JP2718567B2 (ja) 超音波霧化装置
WO2023221616A1 (zh) 电子雾化装置及雾化器
CN211932569U (zh) 一种烟雾粒径可调节的声表面波电子烟
CN218737252U (zh) 具有声子点阵微结构的雾化装置
CN115500556A (zh) 具有声子点阵微结构的雾化装置
JPH0531421A (ja) 超音波霧化器
CN111165896A (zh) 一种烟雾粒径可调节的声表面波电子烟
CN118216713A (zh) 电子雾化装置及其雾化器和雾化芯
CN116196510A (zh) 一种应用于吸入式疫苗的逆压电效应给药装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant