KR20060119917A - 휘발성 액체 휘산 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

방향제와 같은 휘발성 액체를 저장통(1)으로부터 대기로 휘산시키기 위한 장치는, 액체와 접촉하는 전달 부재(2)와, 이 전달 부재와 액체 전달하는 모세관 부재에 의해 휘산이 달성된다. 모세관 부재는 제 1 모세관 채널을 지탱하는 증발 표면(3)을 포함하며, 적어도 몇 개의 제 1 모세관 채널은 적어도 하나의 제 2 모세관 채널에 의해 교차되며, 제 2 모세관 채널은 제 1 채널보다 실질적으로 작은 단면적을 가져서, 액체는 제 1 및 제 2 채널 양자내로 흐른다.

Description

휘발성 액체 휘산 장치 및 방법{VOLATILE LIQUID DISSEMINATING DEVICE}

본 발명은 휘발성 액체를 대기로 휘산시키기에 적합한 장치에 사용되는 모세관 부재에 관한 것이다.

방향제 및 살충제와 같은 휘발성 액체를 대기로 휘산시키기 위한 통상적인 방법은 휘발성 액체의 저장통과 접촉한 상태에 있는 다공성 심지(porous wick)와 같은 다공성 전달 부재(transfer member)로부터 증발시키는 것이다. 이러한 시스템은 증발을 위한 적은 표면적과, 혼합물인 액체의 분류에 대한 경향과 같은 결점을 갖는다. 전달 부재로부터 실질적으로 수직으로 연장되고 휘발성 액체를 증발용으로 통과시켜 이동시킬 수 있는 모세관 치수의 채널을 포함하는 시트의 형태로 모세관 부재를 전달 부재에 끼워맞추는 것이 제안되어 있다. 이러한 시트는 전달 부재가 돌출하고 넉넉하게 끼워지는 시트내의 구성에 의해 전달 부재와 일반적으로 접촉하며, 적어도 몇 개의 모세관 채널은 전달 부재와 접촉하여 액체가 전달 부재로부터 시트까지 전달할 수 있다[액체 전달 접촉("liquid transfer contact")].

모세관 부재의 다른 유형은 미국 특허 제 4,913,350 호에 개시되어 있다. 이 경우에 있어서, 모세관 부재는 전달 부재에 대한 필요성 없이 액체내로 직접 삽입된다. 이러한 모세관 부재는 저장통내로의 삽입을 위한 좁은 부분을 가져 보다 넓은 증발 면적을 제공할 수 있으며, 이 모세관 부재는 전형적으로 작은 테니스 라켓과 유사한 형상을 갖는다. 이러한 모세관 부재는 다공성 심지의 분류할 필요가 없다.

현재 공지된 모세관 부재의 문제점은 유용한 패턴 및 구성이 효율적인 증발을 보장하기에 불충분하다는 점이다. 예를 들면, 시트의 경우에 있어서, 전달 부재로부터 반경방향으로 뻗어있는 개별적인 채널은 점차적으로 떨어지게 되고, 가능한 증발 표면의 작은 부분만이 유용하게 된다. 이러한 문제점을 극복하기 위한 제안으로는 사교(cross-hatched) 표면, 즉 일련의 평행한 채널이 다른 일련의 평행한 채널에 의해 교차되는 것이었다. 이러한 의견에 있어서 전체 표면에 액체를 흘릴 수 있는 반면, 휘발성 액체가 들어있는 채널을 가로지르는 채널("제 2 채널")내로 흐를 뿐만 아니라, 채널 교차 지점을 가로지르고 본래("제 1")의 채널을 따라 계속 흐르는 부정적인 경향을 보이는 것으로 알려져 있어서 실제적인 경우는 아니다. 액체 저장통내로 직접 삽입되는 일련의 모세관 채널이 있는 증발 표면을 포함하는 모세관 부재의 경우에 있어서, 액체와 접촉하는 채널만이 증발 표면이 되므로, 이들 요소를 상승시키는 모세관의 양에 의해 제한될 것이다.

이러한 문제점은 적어도 실질적으로 극복될 수 있고, 모세관 부재의 표면적의 실질적인 부분으로부터의 증발이 단순하고 저렴한 구성에 의해 보장될 수 있음이 놀랍게 알게 되었다. 따라서, 본 발명은 휘발성 액체를 저장통으로부터 대기로 휘산시키기에 적합한 장치로서, 액체와 접촉하는 전달 부재 및 전달 부재와 액체 접촉 전달하는 모세관 부재에 의해 휘산이 이루어지고, 이 모세관 부재는 제 1 모세관 채널을 지탱하는 증발 표면을 포함하며, 적어도 몇 개의 제 1 모세관 채널은 적어도 하나의 제 2 모세관 채널에 의해 교차되며, 이 제 2 모세관 채널은 제 1 채널보다 실질적으로 작은 단면적을 가져서, 액체는 제 1 및 제 2 채널 양자내로 흐를 것이다.

본 발명은 증발 표면으로부터 증발에 의해 대기로 휘발성 액체를 휘산시키는 방법을 추가로 제공하며, 저장통으로부터 그와 액체 전달 접촉하는 증발 표면까지 전달 수단에 의해 액체를 이송하는 단계를 포함하며, 상기 증발 표면은 제 1 모세관 채널을 포함하며, 적어도 몇 개의 제 1 모세관 채널은 적어도 하나의 제 2 모세관 채널에 의해 교차되고, 제 2 모세관 채널은 제 1 채널보다 실질적으로 작은 단면적을 가져서 액체는 제 1 및 제 2 채널 양자내로 흐를 것이다.

이러한 구조의 경우, 액체가 채널을 따라 계속하여 쉽게 교차 지점을 가로질러 흐를 뿐만 아니라, 교차 채널내로 흐르는 것을 놀랍게 알게 되었다. 이에 따라, 대략적으로 위치되고 크기설정된 제 2 채널을 준비하는 것은 실질적으로 전체 증발 표면이 이용될 수 있는 것을 보장한다.

증발 표면은 길이 및 폭이 그의 두께보다 감지할 수 있을 정도로 큰 표면으로서, 이 표면은 모세관 채널을 지탱한다. 표면의 형상은 중요하지 않고, 임의의 적당한 심미적이거나 실제적인 형상으로부터 선택될 수 있다. 모세관 채널은 표면의 일 단부 또는 양 단부상에 있을 수 있다. 표면 및 그의 모세관 채널은 임의의 편의 수단, 예컨대 사출 성형(injection moulding) 또는 인그레이빙(engraving)에 의해 제공될 수 있다.

전달 부재는 저장통으로부터 증발 표면까지 휘발성 액체를 전달하기에 적당한 임의의 부재일 수 있다. 예를 들면, 당해 기술에 잘 공지된 유형의 다공성 심지일 수 있고, 셀룰로오스, 흑연 또는 세라믹 물질과 같은 임의의 적당한 물질일 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 모세관 증발 표면은 심지로부터 실질적으로 수직으로 연장되고, 임의의 편의 수단에 의해 그에 부착될 수 있다. 예를 들면, 심지는 모세관 부재가 끼워맞춰지는 환형의 홈을 구비할 수 있다. 또한, 모세관 부재내의 맞물림 탭(matching tab)과 정합하는 슬롯을 포함할 수도 있다. 또 다른 것은 전달 부재를 절두 원추형, 즉 저장통으로부터 멀리 떨어지게 연장됨에 따라 약간 테이퍼지는 것으로 구성하는 것이다. 이것은 전달 수단의 최대 직경과 최소 직경 사이의 직경 중간에 장착 구멍을 갖는 모세관 시트를 용이하게 장착할 수 있게 한다. 당업자는 본 발명의 범위내에 있는 또 다른 변형을 용이하게 고안할 수 있을 것이다.

변형예로서, 전달 부재는 미국 특허 제 4,913,350 호의 방식으로 모세관 채널을 포함할 수 있다. 이 경우에 있어서, 증발 표면은 그 상단부에 전달 부재를 확장시키는 것을 단순히 포함하여, 전술한 바와 같이 작은 테니스 라켓의 형상과 유사하게 형성한다.

변형적인 모세관 전달 부재는 2개의 평면형 표면의 접합점에 형성되는 모세관 부분의 갭에 의해 제공될 수 있다. 이것은 증발 표면의 모세관 채널을 형성한다.

"모세관 채널"은 채널이 대기에 개방되는 것을 의미하고, 이러한 치수에서 모세관 흐름이 채널내로 발생할 것이다. 이와 같이 제공되면, 채널은 임의의 적당한 형상 및 치수일 수 있고, 소정의 적용을 위한 적당한 치수는 단순한 실험에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 전형적인 제 1 모세관 채널은 "V"자 형상의 단면을 가지고 상부에서 0.1 내지 0.5mm의 폭과, 10 내지 25°의 채널의 "V"자 각도를 갖는 0.1 내지 0.5mm의 폭을 갖는다. 바람직한 제 1 채널은 개방된 상부에서 대략 0.2mm의 폭, 대략 0.4mm의 수직 깊이이고, 대략 24°의 각도를 갖는다.

적어도 몇 개의 제 1 채널은 적어도 하나의 제 2 채널에 의해 교차된다. 바람직하게, 모근 제 1 채널은 적어도 하나의 제 2 채널, 보다 바람직하게 복수의 제 2 채널에 의해 교차된다. 이러한 목적은 큰 표면적을 덮는 모세관 채널을 제공하는 것이고, 정확한 패턴 또는 구성이 중요하지 않다.

액체 전달 접촉이 전달 부재와 제 1 채널(대부분의 증발이 일어남) 사이에 있는 것이 바람직하지만, 반드시 그런 것은 아니고, 전달 부재로부터 제 2 채널까지 전달하도록 적어도 하나의 제 2 채널을 사용하는 것이 가능하다.

제 2 채널(들)은 주요 채널보다 실질적으로 작은 단면적을 갖는다. 휘발성 액체의 변화 특성으로 인해, "실질적으로 작게(substantially smaller)"는 경우에 따라서 다소 다를 수 있음을 의미한다. 그러나, 전체 표면을 가로지르는 흐름이 2개의 상이한 채널 사이즈의 사용의 결과인 개념으로 주어진다면, 당업자는 교차하는 채널에 대해 "실질적으로 작게" 구성하는 각각의 액체와 주요 채널의 각각의 치수를 용이하게 결정할 수 있다. 제 2 채널은 제 1 채널보다 실질적으로 좁은 것이 일반적이다(및 바람직하다). 가이드(어떠한 방식으로 본 발명을 제한하지 않음)로서, 방향제의 해제용의 전형적인 치수는 제 2 채널용으로 0.05mm의 깊이와, 제 1 채널의 90% 미만의 단면적, 바람직하게 50% 미만이다. 제 2 채널은 제 1 채널만큼의 깊이이지만, 반드시 액체가 흐를 수 있게 충분한 깊어야 하는 것은 아니다. 바람직하게, 제 1 및 제 2 채널 양자는 동일한 깊이를 갖는다. 그러나, 제 2 채널은 제 1 채널보다 깊은 것이 허용가능하다.

전술한 바와 같이, 채널의 특정 패턴은 임계적으로 중요하지 않고 광범위하게 변경가능하다. 예를 들면, 제 1 채널의 패턴은 전달 부재와 접촉하여 반경방향으로 연장될 수 있고, 제 2 채널은 일련의 동심원적인 원으로 형성할 수 있어서 시트의 에지 상측으로 연장된다. 다른 것으로는 일련의 평행한 제 1 채널이 적어도 다른 하나의 평행한 제 2 채널에 의해 교차되는 것이다.

매우 단순한 실시예에 있어서, 일련의 제 1 채널은 평행한 홈일 수 있고, 제 2 채널은 증발 표면내로 절단된 또는 그를 통해 관통된 적어도 하나의 얇은 슬릿일 수 있다. 이러한 유형의 다른 실시예에 있어서, 증발 표면은 서로 끼워맞춰지는 복수의 섹션과, 소정의 슬릿(들)을 제공하는 경계부를 포함할 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 제 1 채널 패턴은 최적화될 수 있다. 예를 들면, 시트는 고정 플레이트내에 견고하게 끼워맞춰지는 4개의 동일부내에 있을 수 있고, 각각의 동일부내의 제 1 채널은 전달 부재로부터 멀리 떨어진 평행한 방식으로 연장될 수 있으며, 조립된 시트는 "헤링본(herringbone)" 형상을 갖는다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 제 1 모세관 채널은 시트의 단부까지 연장될 수 있고, 개방된 채널 단부를 가로질러 위치된 벽과 같은 횡방향 장벽에 의해 차단되어, 채널 사이에 액체를 흘리는 제 2 모세관 채널을 형성한다.

본 발명의 모세관 시트는 시트의 소정 수명이 경과함에 따라 휘발성 액체에 의해 영향을 받지 않는 임의의 적당한 재료로 이루어질 수 있다. 그 안의 채널은 임의의 편의 수단, 예컨대 사출 성형(injection moulding) 또는 인그레이빙(engraving)에 의해 제공될 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시예를 도시한 도면을 참조하여 부연 설명되며, 이들 도면은 본 발명의 범위를 제한하려는 의도는 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예의 사시도,

도 2는 도 1의 실시예에 사용되는 증발 표면의 분해 사시도,

도 3은 본 발명의 다른 실시예의 종단면도,

도 4는 추가적인 세부 사항을 도시한 본 발명의 다른 실시예의 종단면도.

도 1에 있어서, 저장통(1)은 대기로 휘산시키기 위한 휘발성 액체(2)를 수용 한다. 액체는 다공성 심지(2)에 의해 저장통을 나온다. 이러한 다공성 심지 주위에, 증발 표면(3)이 끼워맞춰져서, 일련의 모세관 채널(4)의 표면상에 지탱한다. 증발 표면(3)은 실제로 서로 견고하게 끼워지는 4개의 플레이트로 구성되며, 이 4개의 플레이트는 모세관 채널(4)에 비해 비교적 좁은 합류 지점(5)에서 만난다.

증발 표면에 대해 도 2를 통해 보다 나은 이해를 할 수 있다. 도 2에서, 증발 표면을 구성하는 4개의 1/4 플레이트(6)가 있음을 알 수 있다. 이들 플레이트가 중앙 위치된 구멍(8)을 갖는 고정 플레이트(7)내에 끼워져서, 심지(2)상에 장착 가능하게 된다. 심지(2)와 접촉하는 1/4 플레이트(6)의 일부는 심지 주위를 충분히 견고하게 끼워맞춰지도록 형성되어, 1/4 플레이트의 모세관 채널이 심지와 액체 전달 접촉한다. 본 실시예에 있어서, 개별적인 1/4 플레이트의 모세관 채널은 서로 평행하며, 각각의 1/4 플레이트의 중앙 반경은 심지의 반경이 된다. 이에 따라, 4개가 "헤링본(herringbone)" 패턴을 형성한다. 1/4 플레이트(6) 사이의 합류 지점(5)은 제 2 모세관 채널을 형성하고, 심지와 직접 접촉하지 않는 제 1 채널로 액체를 이송한다. 더욱이, 고정 플레이트와 1/4 플레이트의 에지에 형성된 갭은 제 2 채널로서도 기능하고 액체를 이송한다. 따라서, 액체는 전체 증발 표면상에 휘산될 수 있다.

도 3에 도시한 실시예는 휘발성 액체(10)를 수용하는 저장통(9)을 포함한다. 저장통의 목부(11)내에 스토퍼(stopper)(12)가 끼워진다. 이러한 스토퍼를 통해 전체적으로 참조부호(13)로 지칭된 증발 표면과 전달 부재로 나아간다. 액체가 저장통으로부터 인출하는 전달 부재(14)는 모세관 채널(15)을 갖는 평면형 모세관 부 재(14)이다. 전달 부재는 평면형 증발 표면(16)내로 연장된다. 이러한 증발 표면은 전달 부재(14)의 모세관 채널(15)의 연속일 뿐만 아니라, 이들 채널에 평행한 추가적인 모세관 채널(17)을 포함한다. 이러한 경우에 있어서, 증발 표면은 정사각형(임의의 기능적인 또는 심미적인 형상일 수도 있음)이고, 모세관 채널(15, 17)보다 작은 사이즈의 대각선방향으로 연장되는 제 2 채널(18)을 추가적으로 지탱하여, 액체와 직접 연결되지 않는 것을 포함하는 모든 모세관 채널내로 액체를 흘릴 수 있다.

도 4의 실시예에 있어서, 액체는 제 2 채널에 의해 액체 전달 부재로부터 전달된다. 저장통(19)은 개방 목부를 가로질러 연장되는 평면형 클로저(21)를 갖는 캡(20)으로 끼워진다. 이러한 클로저내의 구멍을 통해 원통형 심지(22)가 끼워져서 평면형 확산 부재(23)를 형성한다. 심지는 저장통의 바닥부상에 안착되어, 평면형 확산 부재는 평면형 클로저상에 안착되지 않지만, 2개 사이의 제 2 모세관 채널(26)을 형성하도록 클로저 보다 약간 위에 지지된다. 평면형 확산 부재(23)의 직경은 캡(20)의 내경보다 작아서, 확산 부재의 에지 주위에 환형 공간을 둔다. 외측으로 향하는 면상에 제 1 모세관 채널(25)을 지탱하는 만곡된 플레이트(24)가 이 공간에 끼워진다.

작동시에, 액체는 심지(22)를 거쳐 저장통으로부터 제 2 모세관 채널(26)까지 이동한다. 제 1 모세관 채널(25)의 단부에 도달할 때까지 채널을 따라 액체가 이동한다. 그 다음, 액체는 이들 채널의 상방으로 이동하고 대기로 증발한다.

본 발명은 휘발성 액체를 저장통으로부터 대기로 휘산시키기에 적합한 장치로서, 액체와 접촉하는 전달 부재 및 전달 부재와 액체 접촉 전달하는 모세관 부재에 의해 휘산이 이루어지고, 이 모세관 부재는 제 1 모세관 채널을 지탱하는 증발 표면을 포함하며, 적어도 몇 개의 제 1 모세관 채널은 적어도 하나의 제 2 모세관 채널에 의해 교차되며, 이 제 2 모세관 채널은 제 1 채널보다 실질적으로 작은 단면적을 가져서, 액체는 제 1 및 제 2 채널 양자내로 흐를 것이다.

본 발명은 증발 표면으로부터 증발에 의해 대기로 휘발성 액체를 휘산시키는 방법을 추가로 제공하며, 저장통으로부터 그와 액체 전달 접촉하는 증발 표면까지 전달 수단에 의해 액체를 이송하는 단계를 포함하며, 상기 증발 표면은 제 1 모세관 채널을 포함하며, 적어도 몇 개의 제 1 모세관 채널은 적어도 하나의 제 2 모세관 채널에 의해 교차되고, 제 2 모세관 채널은 제 1 채널보다 실질적으로 작은 단면적을 가져서 액체는 제 1 및 제 2 채널 양자내로 흐를 것이다.

이러한 구조의 경우, 액체가 채널을 따라 계속하여 쉽게 교차 지점을 가로질러 흐를 뿐만 아니라, 교차 채널내로 흐르며, 이에 따라, 대략적으로 위치되고 크기설정된 제 2 채널을 준비하는 것은 실질적으로 전체 증발 표면이 이용될 수 있는 것을 보장한다.

Claims (10)

1. 휘발성 액체를 저장통으로부터 대기로 휘산시키기 위한 장치에 있어서,

   액체와 접촉하는 전달 부재와, 이 전달 부재와 액체 전달 접촉하는 모세관 부재에 의해 휘산이 이루어지고, 상기 모세관 부재는 제 1 모세관 채널을 지탱하는 증발 표면을 포함하며, 적어도 몇 개의 제 1 모세관 채널은 적어도 하나의 제 2 모세관 채널에 의해 교차되며, 상기 제 2 모세관 채널은 제 1 채널보다 실질적으로 작은 단면적을 가져서, 액체는 제 1 및 제 2 채널 양자내로 흐르는

   휘발성 액체 휘산 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전달 부재는 실질적으로 원통형 다공성 심지이고, 상기 증발 표면은 상기 심지로부터 실질적으로 수직으로 연장되는 시트이며, 상기 시트는 적어도 하나의 표면상의 모세관 채널을 지탱하는

   휘발성 액체 휘산 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 전달 부재는 액체로부터 상기 증발 표면까지 연장되는 모세관 부재인

   휘발성 액체 휘산 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 전달 부재 및 상기 증발 표면은 일체형으로 형성되는

   휘발성 액체 휘산 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 전달 부재는 2개의 평면의 교차점에 형성된 모세관 부분의 갭인

   휘발성 액체 휘산 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 증발 표면은 제 1 모세관 채널을 지탱하는 복수의 섹션과, 상기 제 2 채널(들)을 제공하도록 만나는 경계부를 포함하는

   휘발성 액체 휘산 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   각각의 섹션내의 상기 제 1 모세관 채널은 평행하고 상기 전달 부재로부터 멀리 떨어지게 연장되며, 상기 조립된 시트는 "헤링본" 패턴을 갖는

   휘발성 액체 휘산 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 모세관 채널은 상기 시트의 단부까지 연장되고, 상기 개방 채널 단부를 가로질러 위치된 횡방향 장벽에 의해 차단되어 채널 사이로 액체를 흐르게 하도록 제 2 모세관 채널을 형성하는

   휘발성 액체 휘산 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   적어도 하나의 제 2 채널은 상기 전달 부재로부터 상기 제 1 채널까지 액체를 전달하는

   휘발성 액체 휘산 장치.
10. 증발 표면으로부터 증발에 의해 대기로 휘발성 액체를 휘산시키는 방법에 있어서,

    전달 수단에 의해 저장통으로부터 그와 액체 전달 표면에 있는 상기 증발 표면까지 액체를 이송하는 단계를 포함하며, 상기 증발 표면은 제 1 모세관 채널을 포함하며, 적어도 몇 개의 제 1 모세관 채널은 적어도 하나의 제 2 모세관 채널에 의해 교차되고, 상기 제 2 모세관 채널은 상기 제 1 채널보다 실질적으로 작은 단면적을 가져서 액체는 제 1 및 제 2 채널 양자내로 흐르는

    휘발성 액체 휘산 방법.

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