KR102530887B1 - 미세입자 발생장치의 기화부 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세입자 발생장치의 기화부에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 가열 코일과 열 전달률의 차이가 적은 재료가 액상을 머금고 있어 탄화를 방지할 수 있는 미세입자 발생장치의 기화부에 관한 것이다.
본 발명은, 액상을 흡수하여 저장하는 다공성 담지체; 다공성 담지체의 결합되며, 전류가 인가되면 발열하는 도전성 발열 패턴; 및 다공성 담지체에 결합되며, 도전성 패턴의 발열 온도를 측정하는 센서 패턴;을 포함하며, 발열 패턴의 발열에 의해 다공성 담지체가 담지하고 있는 액상이 기화되는 것을 특징으로 하는 미세입자 발생장치의 기화부를 제공한다.

Description

미세입자 발생장치의 기화부{A VAPORIZING PART OF A MICROPARTICLE GENERATOR}
본 발명은 미세입자 발생장치의 기화부에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 가열 코일과 열 전달률의 차이가 적은 재료가 액상을 머금고 있어 탄화를 방지할 수 있는 미세입자 발생장치의 기화부에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 액상 카트리지를 이용하는 미세입자 발생장치의 사시도이다.
종래 기술에 따른 미세입자 발생장치는, 배터리(미도시), 제어 회로(미도시) 등이 구비된 본체(3)의 상부와, 액상을 저장하는 액상 저장 탱크와 액상 저장 탱크로부터 액상을 공급받아 액상을 무화시키는 무화기가 구비되는 카트리지(1)를 구비한다. 본체(3)의 상부에 카트리지(1)가 교체식으로 탈부착되며, 본체(3)로부터 전력을 공급받아 액상을 가열하여 미세입자를 발생한다.
도 2는 종래 기술에 따른 액상 카트리지의 분해도이다.
카트리지는 액상을 저장하는 액상 저장 하우징(3001), 액상 저장 하우징(3001) 내에 설치되며 액상 저장 공간과 무화 공간을 구획하는 엘라스토머 캡 (3011), 엘라스토머 캡(3011) 하부에 설치되는 액상 저장 하우징(3001)의 일 단부에 설치되는 심지/코일 조립체(3002), 심지/코일 조립체(3002)를 고정하는 심지 하우징(3005), 엘라스토머 캡(3011)과 액상 저장 공간을 관통하는 캐뉼라(3009), 캐뉼라(3009)를 통과한 미세입자를 흡입하기 위해 탱크로부터 분리 된 마우스 피스(3017)와 마우스 피스(3017) 내에 설치되어 액적을 흡수하는 하나 이상의 흡수성 패드 (3019)를 포함한다.
심지/코일 조립체(3002)의 코일과 연결되며, 본체로부터 전력을 전달받기 위한 접촉 단자(3007)가 한 쌍 구비된다. 접촉 단자(3007)는 액상 저장 하우징(3001)을 관통하여, 일부는 하우징(3001) 밖으로 노출되며 나머지는 하우징(3001) 내에 위치한다.
또한 카트리지가 본체에 결합되기 전 하우징(3001) 외부로 노출된 접촉 단자(3007)를 보호하고, 액상이 누출되는 것을 방지하기 위해 커버(3015)가 하우징(3001)의 하부에 결합될 수 있다.
엘라스토머 캡(3011) 하부에 심지/코일 조립체(3002)가 설치되면, 하우징(3001) 하부에 형성된 기공을 통해 공기가 유입되어 심지/코일 조립체(3002)에서 액상을 무화시켜 형성된 미세입자와 함께 캐뉼라(3009)를 통해 흡입한다.
도 3은 종래 기술에 따른 액상 카트리지가 구비하는 심지/코일 조립체를 도시한 도면이다. 코일/심지 조립체(3002)는 실리카윅이나 스폰지 발포체 물질, 섬유 물질 등으로 제조된 심지(3002a) 외부에 코일(3002b)이 감긴 형태로, 전원이 인가되면 코일(3002b)이 발열하여 심지(3002a)가 머금고 있는 액상을 기화시킨다. 이때, 심지(3002a)와 코일(3002b)의 열전달 속도 차이로 인하여 액상과 심지(3002a)의 국부적인 탄화가 발생할 가능성이 있다. 액상이나 심지(3002a)가 탄화될 경우, 사용자가 흡입 시에 불쾌감을 유발할 수 있으며 만족감을 떨어트리게 된다. 따라서, 발열부의 탄화를 방지할 수 있는 구조의 개발이 요구된다.
대한민국 등록특허 10-2017920
본 발명은 탄화를 방지할 수 있는 구조를 가지는 미세입자 발생장치의 발열부를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이에 본 발명은, 액상을 흡수하여 저장하는 다공성 담지체; 다공성 담지체에 결합되며, 전원이 인가되면 발열하는 발열 패턴; 및 다공성 담지체에 결합되며, 도전성 패턴 또는 다공성 담지체의 발열 온도를 측정하는 센서 패턴;을 포함하며, 발열 패턴의 발열에 의해 다공성 담지체가 담지하고 있는 액상이 기화되는 미세입자 발생장치의 기화부를 제공하고, 여기서 다공성 담지체는 기공률이 10% 이상이 바람직하며, 발열 패턴은 다공성 담지체의 외면에 2차원 패턴으로 형성되는 것이 바람직하며, 센서 패턴은 2차원 패턴으로 다공성 담지체의 표면에 부착되어, 발열 패턴의 발열 온도를 감지하는 것이 바람직하며, 발열 패턴은 다공성 담지체 내부로 삽입되며, 다공성 담지체 자체가 발열하며 다공성 담지체 내에 담지하고 있는 액상을 기화시키는 것이 바람직하고, 센서 패턴은 2차원 패턴 또는 3차원 패턴을 가지며, 다공성 담지체의 표면에 부착되거나 내부로 삽입되어 다공성 담지체의 발열 온도를 측정하는 것이 바람직하고, 다공성 담지체 및 발열 패턴은 Pt, W, Mo, Ni, Ta, Ni-Cr 합금, Fe-Cr 합금, Al2O3, ZrO2, MgO, Si3N4, SiC, AiN, MoSi2, 및 탄소 복합체 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어지는 것이 바람직하고, 센서 패턴은 Mn, Co, Ni, Fe 중 하나 이상을 포함하는 NTC 써미스터 재료, BaTi3, Y, Ce, La, Sn 중 하나 이상을 포함하는 PTC 써미스터 재료, 백금(Pt) 및 온도의 따른 저항 변화를 읽을 수 있는 회로 구조 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 탄화를 방지할 수 있는 구조를 가지는 미세입자 발생장치의 발열부를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 액상 카트리지를 이용하는 미세입자 발생장치의 사
도 2는 종래 기술에 따른 액상 카트리지의 분해도,
도 3은 종래 기술에 따른 액상 카트리지가 구비하는 심지/코일 조립체를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세입자 발생장치의 기화부를 상부에서 바라본 도면,
5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세입자 발생장치의 기화부를 하부에서 바라본 도면,
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세입자 발생장치의 기화부의 단면을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 미세입자 발생장치의 기화부의 단면을 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세입자 발생장치의 기화부를 상부에서 바라본 도면, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세입자 발생장치의 기화부를 하부에서 바라본 도면이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 미세입자 발생장치의 기화부는, 액상을 흡수하여 담지하는 다공성 담지체(120)와 다공성 담지체(120)의 하면에 부착되어 액상을 가열하여 기화시키는 발열 패턴(122, 124)을 포함한다. 발열 패턴(122, 124)은 도면에 도시된 바와 같이 다공성 담지체(120)의 하면에 임의의 2차원 패턴(124)을 가지도록 형성된다. 이때 2차원 패턴(124)은, 다공성 담지체(120)를 고르게 가열할 수 있도록 좌우 대칭형이나 상하 대칭형 등의 대칭 형상을 가지는 것이 바람직하다. 또한 발열 패턴(122, 124)은 한 쌍 이상의 전원선(122)을 포함하며, 전원선(122)은 2차원 패턴(124)에 연결되어 전원을 인가한다.
이때, 발열 패턴(122, 124)의 소재는 Pt, W, Mo, Ni, Ta, Ni-Cr 합금, Fe-Cr 합금, Al2O3, ZrO2, MgO, Si3N4, SiC, AiN, MoSi2, 및 탄소 복합체 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진다.
또한, 다공성 담지체(120)의 소재 역시 발열 패턴(122, 124)과 마찬가지로 Pt, W, Mo, Ni, Ta, Ni-Cr 합금, Fe-Cr 합금, Al2O3, ZrO2, MgO, Si3N4, SiC, AiN, MoSi2, 및 탄소 복합체 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진다.
따라서 발열 패턴(122, 124)이 작동하면 다공성 담지체(120)로 열이 전달된다. 이때, 다공성 담지체(120)는 종래의 심지와 달리 열전도율이 높은 물질로 제조되어 직접 발열하는 2차원 패턴(124)과 2차원 패턴(124)에 의해 가열되는 다공성 담지체(120) 사이의 온도차가 적으며, 다공성 담지체(120)가 고르게 가열될 수 있다. 따라서 다공성 담지체(120)에 담지된 액상이나 다공성 담지체(120)가 탄화될 가능성을 줄일 수 있다.
한편, 다공성 담지체(120)의 기공률을 조절함으로써 액상이 담지되는 저장량을 조절할 수 있고, 그에 따라 퍼핑 시 무화량을 조절할 수 있다. 원활한 미세입자의 흡입을 위해서는 기공률이 10%이상인 것이 바람직하다.
한편, 다공성 담지체(120)에 결합되어, 온도를 측정하는 센서 패턴(미도시)을 형성할 수 있다. 센서 패턴은 2차원 패턴(124) 부근에 부착되어 2차원 패턴(124)의 발열 온도를 감지할 수도 있다. 상기에서 설명한 바와 같이 다공성 담지체(120)가 열전도율이 높은 소재로 제조되기 때문에, 2차원 패턴(124) 근처가 아닌 다공성 담지체(120)의 표면에 부착되어 다공성 담지체(120)의 가열 온도를 측정할 수도 있다.
센서 패턴은 Mn, Co, Ni, Fe 중 하나 이상을 포함하는 NTC 써미스터 재료, BaTi3, Y, Ce, La, Sn 중 하나 이상을 포함하는 PTC 써미스터 재료, 백금(Pt) 및 온도의 따른 저항 변화를 읽을 수 있는 회로 구조 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세입자 발생장치의 기화부의 단면을 도시한 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 미세입자 발생장치의 기화부는 제1 실시예와 마찬가지로, Pt, W, Mo, Ni, Ta, Ni-Cr 합금, Fe-Cr 합금, Al2O3, ZrO2, MgO, Si3N4, SiC, AiN, MoSi2, 및 탄소 복합체 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 제조되는 다공성 담지체(220)를 포함한다. 또한 다공성 담지체(220) 내부로 삽입되는 발열 패턴(222)을 포함한다. 발열 패턴(222)은 다공성 담지체(220)로 전원을 인가하며, 다공성 담지체(220)가 직접 발열하는 3차원 구조물이 된다.
이때 센서 패턴(미도시)는 다공성 담지체(220)의 외면에 부착되어, 다공성 담지체(220)의 발열 온도를 감지한다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 미세입자 발생장치의 기화부의 단면을 도시한 도면이다.
본 발명의 제3 실시예에서는, 다공성 담지체(320) 내부에 발열 패턴(324)과 센서 패턴(326)이 3차원 형상으로 배치되어 있다. 발열 패턴(324)과 센서 패턴(326)은 전원선(322)이 다공성 담지체(320)의 외부로 인출되어 신호와 전원을 전달한다. 발열 패턴(324)과 센서 패턴(326)이 다공성 담지체(320)의 내부에 3차원으로 형성됨으로써 더욱 고르게 다공성 담지체(320)를 가열할 수 있으며, 온도 감지를 더욱 정밀하게 할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 제3 실시예에서는 발열 패턴(324)이 수 차례 절곡된 지그재그 구조이고, 센서 패턴(326)은 직선형 구조이나, 반대로 발열 패턴(324)이 직선형 구조이고, 센서 패턴(326)은 지그재그 구조로 될 수도 있다.

Claims (8)

  1. 액상을 흡수하여 저장하도록 세라믹 및 금속으로 만들어진 다공성 담지체;
    다공성 담지체에 결합되며, 전원이 인가되면 발열하는 금속 재질의 발열 패턴; 및
    다공성 담지체에 결합되며, 도전성 패턴 또는 다공성 담지체의 발열 온도를 측정하는 센서 패턴;을 포함하며,
    금속을 포함하는 다공성 담지체와 금속 발열 패턴 사이의 열전달 차이가 상대적으로 적어서, 발열 패턴의 발열에 의해 다공성 담지체가 담지하고 있는 액상이 고르게 기화되는 것을 특징으로 하는 미세입자 발생장치의 기화부.
  2. 제1항에 있어서,
    다공성 담지체는 기공률이 10% 이상인 것을 특징으로 하는 미세입자 발생장치의 기화부.
  3. 제1항에 있어서,
    발열 패턴은 다공성 담지체의 외면에 2차원 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 미세입자 발생장치의 기화부.
  4. 제3항에 있어서,
    센서 패턴은 2차원 패턴으로 다공성 담지체의 표면에 부착되어, 발열 패턴의 발열 온도를 감지하는 것을 특징으로 하는 미세입자 발생장치의 기화부.
  5. 제1항에 있어서,
    발열 패턴은 다공성 담지체 내부로 삽입되며, 다공성 담지체 자체가 발열하며 다공성 담지체 내에 담지하고 있는 액상을 기화시키는 것을 특징으로 하는 미세입자 발생장치의 기화부.
  6. 제5항에 있어서,
    센서 패턴은 2차원 패턴 또는 3차원 패턴을 가지며, 다공성 담지체의 표면에 부착되거나 내부로 삽입되어 다공성 담지체의 발열 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 미세입자 발생장치의 기화부.
  7. 제1항에 있어서,
    다공성 담지체 및 발열 패턴은 Pt, W, Mo, Ni, Ta, Ni-Cr 합금, Fe-Cr 합금, Al2O3, ZrO2, MgO, Si3N4, SiC, AiN, MoSi2, 및 탄소 복합체 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세입자 발생장치의 기화부.
  8. 제1항에 있어서,
    센서 패턴은 Mn, Co, Ni, Fe 중 하나 이상을 포함하는 NTC 써미스터 재료, BaTi3, Y, Ce, La, Sn 중 하나 이상을 포함하는 PTC 써미스터 재료, 백금(Pt) 및 온도의 따른 저항 변화를 읽을 수 있는 회로 구조 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세입자 발생장치의 기화부.
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