KR102555123B1 - 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치에 관한 것이다.
본 발명은 액상을 저장하며, 액상이 이송되는 관로를 가지는 액상 저장부; 액상 저장부를 지지하는 러버 프레임; 러버 프레임에 설치되는 초음파 진동자; 액상 저장부의 관로와 접촉하며 액상을 전달받아 분산시키는 심지; 및 심지와 초음파 진동자 사이에 설치되며, 러버 프레임에 고정되는 금속 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치를 제공한다.

Description

초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치{AEROSOL GENERATOR HAVING ULTRASONINC VIBRATOR}
본 발명은 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치에 관한 것이다.
종래의 일반적인 궐련 담배는 연초 부위의 불을 붙여서 내용물을 열분해, 증류되는 성분을 흡입하는 형태였다. 그러나 궐련을 연소시켜 흡입하는 연초의 단점을 극복하기 위해 여러 가지 형태의 전자 담배 기기가 개발되어 왔다. 흡입 성분을 발생시키는 베이스에 따라 궐련타입 장치와 액상타입 장치로 분류되며, 궐련 타입 장치도 궐련을 가열하는 히터의 구조에 따라 세분화되고, 액상타입 장치도 액상을 가열하는지 초음파로 분무하는지에 따라 세분화된다.
도 1은 종래 기술에 따른 분무형 에어로졸 발생장치로, 분무형 에어로졸 발생장치(10)는 상부 부분 마우스피스(14)를 포함하는 본체(12)를 포함하고, 주로 온/오프 스위치(56), 배터리 전원(52), 및 입력 전원 잭(58)을 또한 포함하는 회로판(60)의 필수 구성요소인 고주파 신호 발생기(50)에 연결되는 공급 와이어(42 및 44)에 의해 전류가 공급되는 압전 요소(22)의 스택으로 구성되는 초음파 변환기 조립체(20)를 감싸고 있다. 변환기 조립체(20)는 변환기 조립체(20)로부터 하우징(12)으로 방출되는 진동을 감쇠시키도록 음향 절연체(40 및 38)를 갖춘 분무기 하우징(12) 내에 유지된다. 음향 절연체(38)는 또한 분무된 액적이 분무형 에어로졸 발생장치(10)의 다른 구성요소로 벗어나는 것을 방지하는 시일로서 작용한다.
제거 가능한 탱크 조립체(70)는 하우징(12)에 부착되어 탱크(72) 내에 일정량의 베이핑 액체(74)를 저장한다. 탱크(72)의 하나의 개방 단부에 있는 연성 흡수 재료 또는 "심지"(76)는 소량의 베이핑 액체(74)를 속도 변화기(30)의 말단부로 흡인하도록 적응된다. 심지(76)는 제한 없이, 면, 유리 섬유, 세라믹 섬유 또는 흡수성 및 음향 감쇠성인 임의의 재료를 포함하는 재료로 형성됨으로써, 속도 변화기(30)의 말단부와의 접촉에 의해 유발되는 임의의 마찰이 불필요한 마찰-유도 고 피치 소음을 초래하지 않는다. 심지(76)는 속도 변화기(30)의 말단부와 충분히 접촉하도록 적절하게 배치되고, 모세관 양의 베이핑 액체가 분무를 위해 속도 변화기(30)의 말단부로 흐르게 한다. 더 많은 액체가 분무될 때, 심지(76)는 탱크(72)로부터 속도 변화기(30)로 더 많은 액체(74)를 계속해서 흡인한다. 탱크 조립체(70)가 분무기 하우징(12)으로부터 제거될 때, 심지(76)는 베이핑 액체(74)의 누수를 방지하기 위한 스토퍼(stopper)로서 작용한다. 탱크(72)의 다른 개방 단부에 있는 스토퍼(78)는 개구를 막고, 베이핑 액체(74)의 재충전을 허용하도록 제거될 수 있다. 탱크 조립체(70)는 따라서 세정을 위해 용이하게 제거될 수 있거나 변환기 조립체(20)의 임의의 구성요소에 영향을 미침이 없이 저렴하게 교체될 수 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2017-0108057호
본 발명은 액상을 무화시키기 위한 진동자와 액상이 직접 닿지 않도록 하는 초음파 방식의 에어로졸 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 액상을 저장하며, 액상이 이송되는 관로를 가지는 액상 저장부; 액상 저장부를 지지하는 러버 프레임; 러버 프레임에 설치되는 초음파 진동자; 액상 저장부의 관로와 접촉하며 액상을 전달받아 분산시키는 심지; 및 심지와 초음파 진동자 사이에 설치되며, 러버 프레임에 고정되는 금속 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 심지는, 액상 저장부의 관로와 접촉되어 액상을 전달해주는 제1 심지와, 금속 플레이트와 접촉하며 액상을 분산시키는 제2 심지를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치를 제공한다.
본 발명의 다른 일 예로, 금속 플레이트는, 중앙에 오목한 리세스부와 리세스부 외측에 플랜지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치를 제공한다.
본 발명의 다른 일 예로, 러버 프레임은 플랜지부의 상면과 접촉하며, 리세스부와는 간격을 가지는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치를 제공한다.
본 발명의 다른 일 예로, 심지는 내열성이 좋은 멜라닌 폼과 같은 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치를 제공한다.
본 발명의 다른 일 예로, 초음파 진동자는 별도의 고정 부재에 결합된 다음, 고정 부재가 러버 프레임에 고정되는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치를 제공한다.
본 발명이 제공하는 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치는, 액상을 분산시키는 심지와 초음파 진동자 사이에 금속 플레이트를 설치하여 액상이 진동자에 직접 닿지 않도록 함으로써 부식이나 유해물질 발생을 방지할 수 있다.
또한 본 발명이 제공하는 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치는, 러버 프레임에 금속 플레이트가 고정됨에 따라 진동자의 진동을 댐핑과 실링이 함께 이루어진다는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 분무형 에어로졸 발생장치를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치는, 러버 프레임(500) 상에 액상 저장부(200)가 결합되며, 액상 저장부(200)로부터 공급받은 액상을 초음파 진동자(100)를 통해 진동시켜 에어로졸을 발생시키는 장치이다.
액상은 물일 수도 있고, 이 경우 에어로졸 발생장치는 가습기와 같은 기기가 될 것이다. 액상이 호흡기에 작용하는 약물일 경우 에어로졸 발생장치는 네블라이저와 같은 용도로 활용될 수 있다. 액상은 피로회복제(카페인)와 같은 자양강장제일 수 있고, VG-PG와 같은 혼합 액상일 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 에어로졸 발생장치는 액상의 용도나 액상의 종류에는 제한이 없이 액상을 에어로졸화시키는 장치이다.
액상 저장부(200)는 액상을 저장하는 저장용기(210)와, 저장용기(210)로부터 초음파 진동자(100) 쪽으로 액상을 이송하는 관로(220)를 포함하며, 초음파 진동자(100)에 의해 발생된 에어로졸을 흡입할 수 있도록 저장용기(210)의 중앙에 파이프형 공간을 마련하여 기류 패스(230)로 활용한다.
액상 저장부(200)의 관로(220)를 통해 흘러나온 액상은 직접 초음파 진동자(100)에 닿지 않으며, 제1 심지(310)와 제2 심지(320)에 흡수된다. 제1 심지(310)와 제2 심지(320)에 흡수된 액상은 초음파 진동자(100)의 진동에 의해 무화된다. 심지(310, 320)는 초음파 진동자(100)의 진동에 의해 열이 발생할 수 있으므로 내열성 폼인 것이 바람직하며, VG-PG 혼합 액상과 같이 점도가 높은 액상을 용이하게 확산시킬 수 있는 멜라민 폼과 같은 재질인 것이 바람직하다.
초음파 진동자(100)는, 1~6MHz 사이의 주파수로 동작되는 플레이트 타입 진동자로, PZT(지르콘산염 PbZrO3과 티탄산염 PbTiO3의 고용체의 총칭) 계열의 초음파 진동자이다. PZT 계열 초음파 진동자는 Pb 성분을 포함하고 있다. 액상 성분으로 Pb 성분이 녹아나와 사람이 흡입하게 될 경우 문제가 될 수 있으므로, 초음파 진동자(100)와 액상의 접촉 자체가 이루어지지 않도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 제1 심지(310)와 제2 심지(320)의 액상이 초음파 진동자(100)에 직접 닿지 않도록 심지(310, 320)와 초음파 진동자(100) 사이에 금속 플레이트(400)가 설치된다.
금속 플레이트(400)의 양단은 러버 프레임(500)에 고정되며, 금속 플레이트는, 중앙에 오목한 리세스부(410)와 리세스부(410) 외측에 형성되는 플랜지부(420)를 구비한다. 즉, 리세스부(410)와 플랜지부(420)는 단차를 가지며, 플랜지부(420)가 러버 프레임(500)에 고정 결합되는 형태이다. 플랜지부(420)의 상면은 전체가 러버 프레임(500)과 접촉한다. 따라서 러버 프레임(500)에 의해 금속 플레이트(400)의 측면이 완전히 실링되어, 초음파 진동자(100)로 액상이 유입되는 것을 차단할 수 있다. 한편, 러버 프레임(500)과 리세스부(410)는 서로 간격을 가진다. 즉, 리세스부(410)가 러버 프레임(500)과 접촉하지 않고, 플랜지부(420)만이 탄성 재질의 러버 프레임(500)에 고정됨에 따라 초음파 진동자(100)의 진동에 의해 금속 플레이트(400)가 함께 진동할 때, 플랜지부(420)를 통한 진동의 댐핑이 이루어질 수 있다.
이때, 러버 프레임(500)의 재질은, 초음파 진동자(100)의 발열을 견딜 수 있어야 하므로 내열성(200℃ 이상)이 좋아야 하고 낮은 경도(40도 이하)를 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어 내열 Silicone 재질로 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치는, 러버 프레임(500a) 상에 액상 저장부(200)가 결합되며, 액상 저장부(200)로부터 공급받은 액상을 초음파 진동자(100)를 통해 진동시켜 에어로졸을 발생시키는 장치이다. 제1 실시예와 마찬가지로, 초음파 진동자(100)와 액상 저장부(200) 사이에 심지(310, 320)와 금속 플레이트(400)를 구비한다.
본 발명의 제2 실시예에서는, 초음파 진동자(100)가 별도의 고정 부재(600)에 결합된 다음, 고정 부재(600)가 러버 프레임(500a)에 고정된다는 점에서 제1 실시예와 차이가 있다. 고정 부재는 브라켓이나 별도의 러버 재질 사출물 등이 이용될 수 있다.
본 발명이 제공하는 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치는, 액상을 분산시키는 심지와 초음파 진동자 사이에 금속 플레이트를 설치하여 액상이 진동자에 직접 닿지 않도록 함으로써 부식이나 유해물질 발생을 방지할 수 있다.
또한 본 발명이 제공하는 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치는, 러버 프레임에 금속 플레이트가 고정됨에 따라 진동자의 진동을 댐핑과 실링이 함께 이루어진다는 장점이 있다.

Claims (6)

  1. 에어로졸화될 수 있는 액상을 저장하며, 액상이 이송되는 관로를 가지는 액상 저장부;
    액상 저장부를 지지하는 러버 프레임;
    러버 프레임에 설치되는 초음파 진동자;
    액상 저장부의 관로와 접촉하며 액상을 전달받아 분산시키는 심지; 및
    심지와 초음파 진동자 사이에서 액상이 초음파 진동자에 직접 닿지 않도록 설치되며, 러버 프레임에 고정되는 금속 플레이트;를 포함하되,
    초음파 진동자와 금속 플레이트가 함께 진동하여 심지에 흡수된 액상을 무화시키는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    심지는, 액상 저장부의 관로와 접촉되어 액상을 전달해주는 제1 심지와, 금속 플레이트와 접촉하며 액상을 분산시키는 제2 심지를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치.
  3. 제1항에 있어서,
    금속 플레이트는, 중앙에 오목한 리세스부와 리세스부 외측에 플랜지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치.
  4. 제3항에 있어서,
    러버 프레임은 플랜지부의 상면과 접촉하며, 리세스부와는 간격을 가지는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치.
  5. 제1항에 있어서,
    심지는 내열성이 좋은 멜라민 폼과 같은 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치.
  6. 제1항에 있어서,
    초음파 진동자는 별도의 고정 부재에 결합된 다음, 고정 부재가 러버 프레임에 고정되는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용하는 에어로졸 발생장치.
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