KR20170022980A - 액체 확산 디바이스를 위한 제거가능 카트리지 및 그 카트리지 삽입부 - Google Patents

액체 확산 디바이스를 위한 제거가능 카트리지 및 그 카트리지 삽입부 Download PDF

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KR20170022980A
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프롤리텍 인코포레이티드
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Abstract

액체 확산 디바이스와 함께 사용하기 위한 카트리지의 삽입부가 제공된다. 삽입부는 바디, 액체 확산 디바이스의 동작 동안 카트리지 내에서 생성된 확산된 액체를 수용하기 위해 바디에 제공된 입구, 확산된 액체를 외부 환경쪽으로 방출하기 위해 상기 바디에 의해 적어도 부분적으로 규정된 방출 구역; 및 확산된 액체가 구불구불한 통로를 통해 이동할 때 확산된 액체의 평균 입자 크기를 더 감소시키는데 도움을 주기 위해 입구와 방출 구역 사이에서 연장되는 구불구불한 통로를 포함한다. 또한 그러한 삽입부를 포함하는 확산디바이스와 함께 사용하기 위한 제거가능 카트리지들이 제공된다.

Description

액체 확산 디바이스를 위한 제거가능 카트리지 및 그 카트리지 삽입부{REMOVABLE CARTRIDGE FOR LIQUID DIFFUSION DEVICE AND CARTRIDGE INSERT THEREOF}
본 개시는 일반적으로 액체 확산 디바이스들에 관한 것으로, 더 구체적으로 확산될 액체가 카트리지 내에 포함되고 공간으로 방출되기 전에 다중-기능 삽입부를 통해 라우팅되는 경우 액체 확산 디바이스와 함께 사용하기 위해 다중-기능 삽입부를 갖는 제거가능 카트리지에 관한 것이다.
과거의 확산 디바이스들은 원하는 공간의 대기 전체에 향수 또는 다른 액체를 분배할 수 있는 능력을 갖지만, 여러 결점들을 겪는다. 확산되는 향수 또는 생성물을 변화시키는 것은 일반적으로, 확산 디바이스의 용기가 비어 있고, 그런 후에 새로운 액체 또는 향수로 채워지는 것을 요구하였다. 종래의 용기들은 지저분하거나 크게 농축된 악취일 수 있는, 확산될 액체로 직접 재충진되도록 구성될 수 있다. 이러한 재충진은 상점, 레스토랑, 카지노 또는 향수 또는 다른 생성물이 확산될 수 있는 다른 상업용 시설과 같은 공공 장소에서 바람직하게 수행되지 않을 수 있다. 추가로, 부어져야 하거나 그렇지 않으면 확산 디바이스의 용기에 위치되어야 하는 많은 재충진을 다루어야 하는 것은 가정용 또는 비-상업용 확산 디바이스들에 대한 바람직한 장치가 아닐 수 있다. 확산 디바이스를 향수 또는 다른 생성물로 재충진하거나 재충전할 수 있는 개선된 능력이 바람직하다.
몇몇 확산 디바이스들은, 확산될 액체를 포함하는 카트리지가 액체의 고갈시 호스트 디바이스로부터 제거되고 카트리지와 같은 다른 것으로 교체되도록 함으로써 전술한 문제들을 다루도록 개발되었다. 하지만, 그러한 확산 디바이스들 및 제거가능 카트리지들은 지나치게 복잡하고, 비용이 많이 들 수 있고 및/또는 예를 들어, 이상적인 특징들보다 적게 갖는 확산된 액체를 방출하거나, 카트리지들이 누출, 개봉, 파울링(fouling) 및/또는 오염을 겪을 수 있다는 것과 같은 다른 결함들 또는 결점들을 겪을 수 있다. 따라서, 본 출원인은 액체 확산 디바이스들에 대한 개선된 카트리지들 및 카트리지 구성요소들이 바람직하다고 여긴다.
본 명세서에 도시되고 기재된 액체 확산 디바이스들 및 그 구성요소들과 함께 사용하기 위한 제거가능 카트리지들은 극도로 작은 액체 입자들을 갖는 확산된 액체로 공간을 처리하는데 특히 효율적인 효과적인 형태의 인자들을 갖는 제거가능 카트리지들 및 카트리지 구성요소들(예를 들어, 다중-기능 삽입부들)을 제공한다.
액체 확산 디바이스와 함께 사용하기 위한 카트리지의 삽입부의 적어도 하나의 실시예는 바디, 액체 확산 디바이스의 동작 동안 카트리지 내에서 생성된 확산된 액체를 수용하기 위해 바디에 제공된 입구, 확산된 액체를 외부 환경으로 방출하기 위해 바디에 의해 적어도 부분적으로 규정된 방출 구역, 및 입구와 방출 구역 사이에서 연장되는 구불구불한 통로로서, 확산된 액체가 구불구불한(tortuous) 통로를 통해 이동할 때 확산된 액체의 평균 입자 크기를 더 감소시키는데 도움을 주는 구불구불한 통로를 포함하는 것으로 요약될 수 있다.
입구는 바디의 주변부(periphery)에 배치될 수 있고, 방출 구역은 바디의 중앙 영역에 배치될 수 있고, 구불구불한 통로는 입구와 방출 구역 사이에서 나선형을 이룰 수 있다. 구불구불한 통로는 상류 방향으로 개방될 수 있다. 바디는 구불구불한 통로를 포함하는 하나의 단일 부품으로서 형성될 수 있다. 바디의 하부 부분은 액체 확산 디바이스의 동작 동안 확산된 액체에 의해 충돌될 충돌 표면을 갖는 만입부(identation)를 포함할 수 있다. 충돌 표면은 응축된 액체를 방사상 바깥쪽 및 아래로 향하게 하기 위해 아랫 방향으로 발산시킬 수 있다. 구불구불한 통로는 바디의 수직 측벽에 의해 적어도 부분적으로 규정될 수 있다. 구불구불한 통로는, 카트리지가 직립할 때 액체가 카트리지로부터의 누출되는 것을 방지하는데 도움을 주는 비 선형 경로에 따를 수 있다. 구불구불한 통로의 적어도 부분의 단면 프로파일은 하류 방향으로 좁아질 수 있다.
액체 확산 디바이스와 함께 사용하기 위한 카트리지의 적어도 하나의 실시예는 확산될 액체로 부분적으로 채워진 내부 하우징 공동을 규정하는 카트리지 하우징, 내부 하우징 공동 내에 위치된 확산 헤드로서, 내부 하우징 공동에 포함된 액체로부터 확산된 액체를 생성하기 위한 벤투리 디바이스를 포함하는 확산 헤드, 및 확산 헤드의 하류에 배치된 삽입부를 포함하는 것으로 요약될 수 있다. 삽입부는 벤투리 디바이스에 의해 생성된 확산된 액체를 수용하기 위한 입구, 확산된 액체를 외부 환경쪽으로 방출하기 위한 방출 구역, 및 입구와 방출 구역 사이에서 연장되는 구불구불한 통로를 포함할 수 있다.
삽입부는 카트리지 하우징과 확산 헤드 사이에 끼워질(sandwiched) 수 있다. 확산 헤드의 상부 부분 및 삽입부의 하부 부분은 벤투리 디바이스 바로 위에서 1차 팽창 챔버를 규정할 수 있고, 2차 챔버는 확산 헤드와 삽입부의 외부에 제공될 수 있고, 3차 챔버는 삽입부의 구불구불한 통로에 의해 제공될 수 있다. 1차 팽창 챔버는 확산헤드의 상부 부분에 제공된 복수의 애퍼처들(apertures)을 통해 확산 헤드의 외부에 있는 내부 하우징 공동과 유체 소통할 수 있다. 확산 헤드의 상부 부분은, 벤투리 디바이스에 의해 생성된 확산된 액체가 복수의 애퍼처들을 통하는 것 외에 1차 팽창 챔버를 빠져나가는 것을 방지하는 벌크헤드(bulkhead)를 규정할 수 있다.
삽입부의 구불구불한 통로는 벤투리 디바이스에 의해 생성된 확산된 액체가 카트리지를 빠져나가기 위한 단독 통로를 제공할 수 있다. 삽입부의 구불구불한 통로는, 카트리지가 일시적으로 거꾸로 유지될 때 삽입부를 통해 확산될 액체의 흐름을 감속하는 회선형 흐름 경로(convoluted flow path)를 제공하도록 구성될 수 있다. 확산될 액체의 초기 충진 레벨은, 제거가능 카트리지가 직립할 때에는 벤투리 디바이스 아래에 있을 수 있고, 제거가능 카트리지가 서 있고 옆에 놓일 때에는 카트리지 하우징의 중심축 아래에 있고, 구불구불한 통로는 회선형 흐름 경로를 제공하도록 구성되며, 회선형 흐름 경로는, 제거가능 카트리지가 직립할 때 중심축 위의 부분을 포함하며, 확산될 액체가 구불구불한 통로 전체를 횡단하는 것으로부터 방지하기 위해 옆에 놓일 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 액체 확산 디바이스를 위한 제거가능 카트리지의 등각투상도.
도 2는 내부 구성요소들을 도시하는 도 1의 제거가능 카트리지의 부분 단면을 도시한 등각투상도.
도 3은 도 2의 라인 3-3을 따라 취한 도 1의 제거가능 카트리지의 단면도.
도 4는 도 2의 라인 4-4를 따라 취한 도 1의 제거가능 카트리지의 단면도.
도 5는 도 1의 제거가능 카트리지의 삽입부 및 확산 헤드의 부분 단면을 도시한 등각투상도.
도 6은 확산된 액체가 이동하기 위한 흐름 경로를 도시하는 도 4의 라인 6-6을 따라 취한 도 1의 제거가능 카트리지의 삽입부의 단면도.
도 7은 도 2의 라인 4-4를 따라 취하지만, 그 측부 상에서 회전된 도 1의 제거가능 카트리지의 단면도.
도 8은 다른 실시예에 따른 액체 확산 디바이스를 위한 제거가능 카트리지의 부분 단면을 도시한 등각투상도.
도 9는 도 8의 제거가능 카트리지의 삽입부의 등각투상도.
도 10은 확산된 액체가 이동하기 위한 흐름 경로를 도시하는 도 9에 도시된 삽입부의 단면도.
다음 설명에서, 특유한 특정 세부사항들은 다양한 개시된 실시예들의 전체적인 이해를 제공하기 위해 설명된다. 하지만, 실시예들이 하나 이상의 이들 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있다는 것을 당업자는 인지할 것이다. 다른 경우들에서, 액체 확산 디바이스, 그 구성요소들 및 확산 액체의 관련 방법들과 연관된 잘 알려진 디바이스들, 구조들 및 기술들은 실시예들의 설명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해 구체적으로 도시되거나 기재되지 않을 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 제거가능 카트리지들 및 카트리지 구성요소들(예를 들어, 카트리지 삽입부)의 실시예들은 다양한 호스트 확산 디바이스들에 사용될 수 있고, 이러한 호스트 확산 디바이스들은 온보드 가압된 가스 소스(에를 들어, 공기 압축기 또는 펌프), 또는 규칙적이거나 불규칙한 듀티 사이클에서 또는 달리 바람직한 경우에 확산된 액체를 방출하기 위한 제어 시스템을 갖는 것들을 포함한다. 본 명세서에 기재된 카트리지들 및 카트리지 구성요소들의 실시예들을 수용하도록 적응될 수 있는 그러한 확산 디바이스들은 그러한 실시예들의 설명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해 더 구체적으로 도시되거나 기재되지 않는다. 본 명세서에 기재된 카트리지 및 카트리지 구성요소들과 조합하여 사용될 수 있는 확산 디바이스들 및 양상들 및 관련 방법들의 예들은 미국 특허 번호 7,712,683, 7,930,068 및 8,855,827에 도시되고, 이들 모든 특허는 본 명세서에서 그 전체가 참고용으로 병합된다.
후속하는 명세서 및 청구항들 전체에서 문맥이 달리 요구하지 않으면, "포함하다(comprises)" 및 "포함하는(comprising)"과 같은 "포함하다(comprise)"라는 단어 및 그 변경들은 개방적인 포함 관점에서, 즉 "포함하지만, 여기에 제한되지 않는"으로서 해석될 것이다.
본 명세서 전체에서 "하나의 실시예" 또는 "실시예"의 인용은, 실시예와 연계하여 기재된 특정한 특성, 구조 또는 특징이 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 다양한 장소들에서 "하나의 실시예에서" 또는 "실시예에서"라는 구문의 출현은 모두 동일한 실시예를 언급할 필요는 없다. 더욱이, 특정한 특성들, 구조들 또는 특징들은 하나 이상의 실시예들에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
본 명세서 및 첨부된 청구항들에 사용된 바와 같이, 단수 형태("a", "an", 및 "the")는 문맥이 명확히 달리 표시하지 않으면 복수의 지시 대상들을 포함한다. 또한 "또는"이르는 용어가 문맥이 명확히 달리 표시하지 않으면 "및/또는"을 포함하는 관점에서 일반적으로 이용된다는 것이 주지되어야 한다.
본 개시는 일반적으로 액체 확산 디바이스들에 관한 것으로, 더 구체적으로 확산될 액체가 카트리지(100, 200) 내에 포함되는 확산 디바이스와 함께 사용하기 위한 제거가능 카트리지(100, 200)와, 그 구성요소들 및 확산된 액체를 공간으로 방출하는 관련 방법들에 관한 것이다. 본 명세서에 기재된 카트리지들(100, 200)은, 확산 디바이스 또는 시스템이 확산될 액체로 재충전될 수 있도록 카트리지들(100, 200)을 제거가능하게 수용하도록 적응된 유닛 또는 하우징을 갖는 확산 디바이스 또는 시스템과 함께 사용될 수 있다. 몇몇 경우들에서, 본 명세서에 그 전체가 참고용으로 병합되는, Prolitec, Inc.에 양도된 미국 특허 번호 7,712,683에 도시되고 기재된 확산 디바이스들의 예와 유사하게, 확산 디바이스가 제공될 수 있고, 그러한 유닛 또는 하우징, 제거가능 액체 카트리지(100, 200), 및 유닛 또는 하우징과 카트리지(100, 200) 모두를 동봉하는 커버를 포함한다. 하나 이상의 동작 제어부들 또는 상태 표시자들은 디바이스를 동작하기 위해 제공될 수 있고, 출구 또는 개구부(opening)가 디바이스에 제공될 수 있어서, 카트리지(100, 200) 내의 액체로부터 생성된 확산된 액체가 디바이스 주위의 환경으로 방출되도록 한다. 호스트 확산 디바이스에 수용될 때, 제거가능 카트리지(100, 200)는 가압된 가스의 소스의 출구와 맞물리거나 그렇지 않으면 이에 결합되어, 그 안에 포함된 액체를 확산하기 위해 가압된 가스가 본 명세서에 기재된 카트리지(100, 200)를 선택적으로 통과하도록 한다. 액체의 확산을 구동하는데 사용된 가스는 임의의 다양한 불활성 가스일 수 있다. 몇몇 경우들에서, 확산 디바이스는 확산을 구동하기 위해 정상적인 방 공기를 이용하는 공기 압축기를 포함할 수 있다. 하지만, 질소, 이산화탄소, 또는 다른 유사한 대기 가스들과 같지만, 여기에 제한되지 않는 다른 가스들이 사용될 수 있다. 또한 산소 및 다른 불활성 가스와 같지만, 여기에 제한되지 않는, 확산될 액체와 반응하는 가스를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 확산 디바이스는 예를 들어, 온보드 압축기, 가압된 용기와 같은 압축 가스의 온보드 소스, 또는 압축 가스의 외부 소스와의 연결을 이용할 수 있지만, 여기에 제한되지 않을 수 있다.
본 개시 내에서, 분무 및 확산과 같은 용어들은 그 다양한 형태들에서 상호 교환적으로 사용된다. 이들 용어들은 일반적으로 동일한 작용을 언급하는 것으로 의도되고, 이러한 동일한 작용은 매우 작은 입자 크기들(바람직하게 크기가 1 미크론 이하이지만, 여기에 제한되지 않은)로의 액체의 분산, 및 입자들을 일반적으로 동봉된 공단의 대기로 배출하는 것이다. 특히 작은 입자들로 확산된 액체를 방출하는 것은, 산재될 액체가 공간을 효율적으로 처리할 정도로 충분히 오래 공기로 운반되는 상태(airborne)로 남아있는 것을 보장하는데 도움을 준다.
작은 입자 크기들을 제공하기 위한 하나의 접근법은 팽창 챔버에 인접한 분산 또는 가스-액체 혼합 장소를 병합하는 것이다. 혼합된 가스 및 액체 조합은 바람직한 크기보다 더 큰 입자들을 포함할 수 있다. 이러한 혼합물이 처리된 공간으로의 배출 이전에 팽창 챔버 내에 거주 상태로 남아있도록 하는 것은 더 큰 입자들이 혼합물로부터 침전하도록 할 것이다. 가스 및 액체 혼합물의 흐름이 충돌하는 구조들은 또한 이들 더 큰 입자들의 수집에 도움을 줄 수 있고, 배출될 바람직하게 현저히 더 작은 크기의 입자만을 남길 수 있다. 팽창 챔버는 처리될 공간 내의 대기압에 대해 양의 압력으로 유지될 수 있어서, 가스 및 액체 혼합물은 디바이스로부터 공간으로 주입될 것이다. 대안적으로, 팽창 챔버는 일반적으로 디바이스로부터 처리될 공간으로의 가스 및 액체 혼합물의 이동을 위한 추진력을 제공하는 챔버를 통한 가스의 흐름으로 처리될 공간의 대기압으로 유지될 수 있다. 또한 처리된 공간의 압력보다 낮은 압력으로 팽창 챔버 내의 압력을 갖는 것이 가능할 수 있고, 이것은 공간 내의 대기 내에서 확산된 액체의 혼합 또는 분산에 도움을 줄 수 있다.
본 개시의 정황 내에서, 확산은 또한 일반적으로 액체 화합물의 무결성을 파괴시키지 않고도 액체를 분산하는 프로세스 또는 방법을 언급한다. 가스와 액체 사이의 일부 반응도가 바람직할 수 있지만, 확산은 일반적으로 액체를 확산하기 위해 액체로의 전기 에너지의 인가 또는 가열과 달리, 액체의 특성을 변화시키지 않는다.
본 명세서에 기재된 제거가능 카트리지들(100, 200) 및 그 구성요소들은 상쾌하거나 진정시키는 향수(또는 공기로 운반되는 처리 또는 화합물로서 사용될 수 있는 몇몇 다른 유형의 액체)를 방의 공기 공간 또는 다른 동봉된 공간에 제공하거나 도입하기 위해 확산 디바이스와 함께 사용될 수 있다. 확산 디바이스에 의해 분산될 특정 액체는 제거가능 카트리지(100, 200) 내에 포함된다. 분산될 수 있는 다른 가능한 유형들의 액체는 오염 제거제, 살충제, 방충제, 및 동봉된 공간내에서 바람직하게 분산될 수 있는 많은 상이한 유형들의 액체를 포함할 수 있다. 본 개시는 분산될 액체의 특정한 유형 또는 특성에 제한되지 않고, 바람직하게 효과적일 동봉된 공간 내에서 분산되는 임의의 바람직한 공기로 운반되는 액체 처리를 수반하도록 의도된다. 본 명세서에 사용된 동봉된 공간이라는 용어는, 분산된 액체가 공간 내에서 바람직한 효과를 갖도록 할 정도로 대기 전환이 충분히 느린 임의의 공간 부피를 언급한다. 콘서트 홀, 카지노, 로비 등과 같은 더 큰 공간들은 공간으로의 하나 이상의 개구부들을 가질 수 있고, 여전히 확산된 액체를 이용한 처리를 허용하기 위해 바람직한 특징들을 가질 수 있다. 다른 공간들은 바람직하게 선택된 액체에 의한 처리를 허용하도록 완전히 동봉될 수 있다. 다른 경우들에서, 처리에 사용된 액체는 바람직하게 최대 효율성을 위해 또는 안전 이유로 인해 밀봉된 공간에서 사용될 수 있다. 본 개시의 범주 내에서, 사용된 액체가 공간 및 공가 내에서 바람직한 처리의 특성을 처리하는 것이 적절하다는 점을 제외하고, 처리될 공간의 특성, 크기 또는 구성을 제한하도록 의도되지 않는다.
가압된 가스의 소스(102, 202)(도 2 및 8)는 제거가능 카트리지들(100, 200)을 수용하는 확산 디바이스 내에 또는 이와 연결하여 제공될 수 있다. 가압된 가스의 소스(102, 202)는 예를 들어, 작은 공기 압축기 또는 펌프, 내부 용기, 또는 가압된 가스의 외부 소스와의 연결부를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 제어부들은 궁극적으로 카트리지(100, 200)로 향하고 카트리지(100, 200)를 통과하는 펌프 또는 압축기에 의해 생성된 공기 또는 가압된 가스의 타이밍 및/또는 압축 레벨의 조정을 허용하도록 구성될 수 있다. 몇몇 경우들에서, 동작 압력은 예를 들어, 약 2 psi 게이지 압력 또는 약 1.5 psi 게이지 압력 미만과 같이 상대적으로 낮을 수 있다. 카트리지(100, 200) 내에서, 가압된 가스는 그 안에 포함된 액체를 분무하고, 처리될 공기 공간으로의 분무된 액체의 분산에 도움을 주도록 향한다.
몇몇 경우들에서, 액체의 실제 분무의 지점으로부터의 간접 루트와, 분무된 입자들의 부분이 카트리지(100, 200)로부터 빠져나가는 출구(114, 214)(도 1 내지 4 및 도 8)를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 아래에 더 구체적으로 기재되는 바와 같이, 본 명세서에 기재된 제거가능 카트리지들(100, 200)의 실시예들은, 카트리지(100, 200)로부터의 액체와 가압된 가스가 만나고 혼합되는 분무 지역을 제공한다. 더욱이, 카트리지들(100, 200)은 또한, 분무된 액체의 부분이 카트리지(100, 200) 및 호스트 확산 디바이스를 빠져나가도록 허용될 때까지 분무된 액체가 유지되는 카트리지(100, 200) 내에 팽창 챔버 또는 챔버들을 제공할 수 있다. 다른 곳에서 더 구체적으로 기재되는 바와 같이, 카트리지들(100, 200)은 확산될 액체의 저장부, 액체를 공기로 운반되는 농도로 변환하기 위한 분무 구조, 팽창 챔버 또는 챔버들, 및 카트리지(100, 200)의 출구(114, 214)쪽의 구불구불한 경로 또는 통로를 조합할 수 있다. 본 개시에 따른 카트리지들(100, 200)은 또한 입자 크기들의 분리에 추가로 도움을 주고, 바람직하게 작은 입자들이 처리될 공간으로 허용되도록 하기 위해 하나 이상의 외부 팽창 챔버들과 연계하여 사용될 수 있다.
이제 도 1 내지 도 7을 참조하면, 제거가능 카트리지(100)의 하나의 실시예의 예는 카트리지(100)를 통해 이동하는 가압된 가스의 흐름에 의해 생성된 확산된 액체로 공간을 처리하도록 구성되는 확산 디바이스와 함께 사용하기 위해 도시된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제거가능 카트리지(100)는 확산될 액체(111)로 부분적으로 충진되는 내부 공동(113)을 갖는 유체 용기를 규정하기 위해 함께 결합된 2개 이상의 부분들 또는 부품들(110a, 110b)을 갖는 하우징(110)을 포함할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 하우징 부분들 또는 부품들(110a, 110b)은 제거가능 카트리지(100)의 비-파괴 분해를 방지하기 위해 함께 고정적으로 결합될 수 있어서, 효율적으로 조작 방지(tamperproof)할 수 있게 한다. 이것은 이전 사용으로부터 카트리지(100) 내의 찌꺼기의 파울링 또는 축척(build-up)으로 인해 공간을 처리하는데 있어서 비효율적이거나 덜 효율적일 수 있는 소비된 카트리지를 사용자가 재충진 또는 재사용하는 것을 방지하기 위해 바람직할 수 있다. 일례로, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 하우징 부분 또는 부품들(110a, 110b)에는 하우징(110), 이에 따라 카트리지(100)의 비-파괴 분해를 방지하는 방식으로 스냅 연결(snap)하거나 그렇지 않으면 함께 결합하는 상호 로킹(interlocking) 구조들(120)이 제공될 수 있다. o-링 밀봉부 또는 다른 밀봉 디바이스와 같은 밀봉부(122)는, 하우징(110)이 조립될 때 액체 밀폐 밀봉을 제공하기 위해 상호 로킹 구조들(120) 근처의 하우징 부분들 또는 부품들(110a, 110b) 사이에 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 확산될 액체(111)는 하우징 부분들 또는 부품들(110a, 110b) 사이의 경계면에 하우징(110)으로부터의 누출되는 것을 방지될 수 있다. 액체(111)의 고갈시, 카트리지(100)는 쉽게 제거될 수 있고, 확산 디바이스 주위의 환경의 계속된 처리를 위해 유사한 카트리지(100)로 대체될 수 있고, 고갈된 카트리지(100)는 온전한 유닛으로서 폐기될 수 있거나, 재정비(refurbishment) 목적을 위해 수집될 수 있다.
도 1을 참조하면, 카트리지(100)의 하우징(110)은 함께 고정적으로 결합되는 상부 하우징 부분(110a) 및 하부 하우징 부분(110b)을 포함할 수 있다. 카트리지 입구(112)는 동작 동안 가압된 가스의 흐름을 수용하기 위해 하부 하우징 부분(110b)의 바닥 단부에 제공될 수 있고, 카트리지 출구(114)는 동작 동안 카트리지(100)에 의해 생성된 확산된 액체를 방출하기 위해 상부 하우징 부분(110a)에 제공될 수 있다. 카트리지 입구(112) 및 카트리지 출구(114)는 하우징(110)에 의해 규정된 중심축(A)을 따라 정렬될 수 있다. 하우징(110)은 중심축(A) 주위에서 회전적으로 대칭적일 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(110)은 중심축(A) 주위에서 회전적으로 대칭적인 항아리(urn) 또는 유사한 용기와 닮을 수 있다. 다른 경우들에서, 하우징(110)은 비대칭적인 형태를 가질 수 있고, 카트리지 입구(112) 및 카트리지 출구(114)는 공통축을 따라 수직으로 정렬되지 않을 수 있다. 각 캡들 또는 플러그들(104, 106)은 카트리지(100)의 파울링 또는 오염, 또는 그 안에 유지된 액체(111)의 가능한 누출을 방지하기 위해 저장, 운송 등이 이루어지는 동안 카트리지 입구(112) 및 카트리지 출구(114)를 일시적으로 차단하도록 제공될 수 있다.
카트리지(100)의 내부 구성요소들 및 구조들과 관련 기능은 이제 도 2 내지 도 4를 참조하여 기재될 것이다. 카트리지(100)의 예시된 실시예에 따라, 내부 구성요소들 및 구조들은 특히 130a 내지 130h로 라벨이 붙여진 화살표들에 의해 표시된 바와 같이, 카트리지(100)를 통해 카트리지 입구(112)로부터 카트리지 출구(114)로의 흐름 경로를 제공한다. 호스트 확산 디바이스에 설치될 때, 카트리지 입구(112)는 가압된 가스(102)의 소스에 결합되어, 가스는 일반적으로 130a 내지 130h로 라벨이 붙여진 화살표들로 표시된 바와 같이 카트리지(100)를 통해 주기적으로 강제로 밀어 넣어질 수 있어서, 액체(111)와 조합하고, 확산된 액체로서 일반적으로 본 명세서에 언급된, 가스에 의해 운반된 특히 작은 액체 입자들을 포함하는 가스-액체 혼합물로서 빠져나가게 된다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 가압된 가스는 하우징(110)의 바닥 단부에서 카트리지 입구(112)를 통해 카트리지(100)에 들어가고, 그런 후에 하우징(110) 내에 제공된 확산 헤드(140)를 통해 흐르고, 이것은 유지된 액체(111)를 이동 가스 스트림에 유입하기 위한 벤투리 디바이스(142)와, 카트리지 출구(114)를 통해 카트리지(100)를 빠져나가기 전에 카트리지 삽입부(170)를 포함한다. 더 특히, 가압된 가스는 화살표 라벨(130a)로 표시된 바와 같이, 하우징(110)의 바닥 단부에서 카트리지 입구(112)를 통해 카트리지(100)에 들어가고, 그런 후에 130b로 라벨이 붙여진 화살표로 표시된 바와 같이, 확산 헤드(140)의 하부 부분(144)의 내부 표면(154)에 의해 규정된 가스 공급 도관(152)을 통해 위로 흐른다. 그런 후에 가스는 130c로 라벨이 붙여진 화살표로 표시된 바와 같이, 확산 헤드(140)의 상부 부분(146)에 의해 제공된 팽창 챔버(148)로 방출되는 분무된 액체(또한 확산된 액체로서 본 명세서에 언급됨)를 포함하는 가스-액체 혼합물을 생성하기 위해 하우징(110)의 내부 하우징 공동(113) 내의 확산 헤드(140)의 하부 부분(144) 주위의 유체 용기로부터 액체(111)에서 유입하는 벤투리 디바이스(142)를 통해 흐른다. 확산된 액체는 그런 후에 벤투리 디바이스(142)와 마주보게 배치된 충격 구조 또는 표면(182)쪽으로 향하고, 확산된 액체의 적어도 일부는 충격 구조 또는 표면(182) 상에 충돌하고 수집하고, 벤투리 디바이스(142)에 의해 가스 스트림으로 재도입될 유체 용기에서의 임의의 나머지 유체(111)로 다시 라우팅된다. 확산된 액체의 적어도 일부 다른 것은 확산 헤드(140)의 벌크헤드 부분들(156) 주위로 아래로 흐르고, 130d 및 130e로 라벨이 붙여진 화살표들로 표시된 바와 같이, 카트리지(100)에서 액체(111)의 유체 레벨(L) 위에서 하우징의 내부 공동(113)의 부분으로 인도하는 확산 헤드(140)에서 통로들(158)을 통과하도록 다시 향하게 된다. 여기로부터, 확산된 액체의 일부는 하우징(110)의 노출된 내부 표면들 또는 카트리지(100)의 다른 내부 구조들 상에서 수집할 수 있거나, 그렇지 않으면 가스 및 분무된 액체로부터 침전하고, 벤투리 디바이스(142)에 의해 가스 스트림으로 재도입될 유체 용기에서 액체(111)를 재결합할 수 있다. 확산된 액체의 일부 다른 것은 130f로 라벨이 붙여진 화살표로 표시된 바와 같이, 입구(172)를 통해 카트리지 삽입부(170)로 추진될 수 있다. 삽입부(170)의 입구(172)로부터, 확산된 액체는, 130h로 라벨이 붙여진 화살표로 표시된 바와 같이, 카트리지(100)로부터 방출될 카트리지 출구(114)로 인도하는 하우징(110)에서 출구 통로(115)를 통과하기 전에, 130g로 라벨이 붙여진 화살표로 표시된 바와 같이, 카트리지 삽입부(170)를 통과하는 구불구불한 통로를 따라 진행한다. 팽창 챔버(148)로부터 카트리지 출구(114)로 이러한 회선형 행로(convoluted journey)를 만들 때, 확산된 액체의 액체 입자 크기 분포는, 특히 미세 입자들이 카트리지(100)의 내부 구조들 및 구성요소들의 하나 이상의 표면들 상에서 수집하거나, 그렇지 않으면 벤투리 디바이스(142)를 통과하는 가스 스트림으로 재도입하기 위해 액체 용기에서 나머지 액체(111)와의 반응을 위해 가스로부터 침전하는 비교적 더 큰 입자들과 함께 카트리지(100)로부터 성공적으로 방출된다.
확산 헤드(140) 및 카트리지 삽입부(170)의 추가 세부사항들은 이제 도 5를 참조하여 논의될 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 확산 헤드(140)는 상류 또는 하부 부분(144) 및 하류 또는 상부 부분(146)을 포함하는 단일 확산 헤드 바디(141)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 경우들에서, 확산 헤드(140)는 적합한 플라스틱 또는 폴리머 물질과 같은 물질의 단일 부품으로서 몰딩되거나 그렇지 않으면 형성될 수 있다. 확산 헤드(140)의 하부 부분(144)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 대응 부분으로 밀접하게 상주하도록 하거나, 그렇지 않으면 하우징(110)과 인터페이싱하도록 하는 크기를 갖고 성형될 수 있고, 하우징(110)과 확산 헤드(140)의 하부 부분(144) 사이에 액체 밀폐 밀봉을 생성하기 위해 스핀 용접, 초음파 용접, 다른 결합 프로세스들을 통해 하우징(110)에 고정적으로 결합될 수 있다. 도 5에 도시된 확산 헤드(140)의 실시예의 예와 같은 몇몇 경우들에서, 확산 헤드 바디(141)의 하부 부분(144)은 구성요소들의 설치 및 결합에 도움을 주기 위해 하우징(110)과 인터페이싱하는 플랜지(143) 또는, 계단(step), 돌출(projection), 탭(tab), 톱니(indent) 또는 그루브와 같은 다른 형상부(feature)를 포함할 수 있다.
도 5를 계속해서 참조하면, 확산 헤드 바디(141)의 하부 부분(144)은 카트리지(100)의 바닥 단부에서의 카트리지 입구(112)로부터 벤투리 디바이스(142)로 인도하는 가스 공급 도관(152)을 규정하는 내부 표면(154)을 포함한다. 가스 공급 도관(152)은 하부 부분(144)으로부터 확산 헤드(140)의 상부 부분(146)을 분할하는 확산 헤드 바디(141)의 분할기 부분(145)에 의해 부분적으로 규정될 수 있다. 분할기 부분(145)은 가스 공급 도관(152)과 팽창 챔버(148) 사이의 유일한 유체 소통을 제공하는 벤투리 디바이스(142)를 통하는 흐름 통로(147)를 제외하고, 팽창 챔버(148)로부터 가스 공급 도관(152)을 분리하고 격리한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 확산될 액체(111)는 확산 헤드(140)의 하부 부분(144)을 둘러쌀 수 있어서, 가스는 카트리지(100)의 바닥(118)으로부터 카트리지(100)에 들어가고, 벤투리 디바이스(142)에 도달하기 전에 액체(111)에 의해 둘러싸인 확산 헤드(140)의 영역을 통과한다. 벤투리 디바이스(142)에서, 가스는 흐름 통로(147)를 통해 가속화되고, 하부 압력 지역은 확산 헤드(140)의 하부 부분(144)을 둘러싸는 액체 용기와 벤투리 디바이스(142) 사이의 유체 소통을 제공하는 흡입 튜브(119)를 통해 확산될 액체(111)를 유입하게 생성된다. 카트리지(100)가 공급된 액체(111)의 초기 부피는 바람직하게 하우징(110)의 전체 내부 공동(113)을 충진하지 않고, 오히려 벤투리 디바이스(142) 아래에 있는 유체 레벨(L)을 규정한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 확산 헤드(140)는 확산 헤드 바디(141)의 분할기 부분(145)에서 튜브 수용 통로(149)를 포함할 수 있어서, 흡입 튜브(119)의 일단부를 수용하고, 벤투리 디바이스(142)의 흐름 통로(147)와 유체 소통하는 흡입 튜브(119)의 출구를 위치시켜, 액체(111)는 벤투리 디바이스(142)의 흐름 통로(147)를 통해 가속화되기 때문에 가압된 가스의 경로로 유입될 수 있다. 벤투리 디바이스(142)의 흐름 통로(147)는 수렴 출입구, 좁은 쓰로트(throat), 액체의 도입을 위한 측부 포트, 및 발산 출구를 포함할 수 있고, 이들은 가스의 흐름을 가속화하고, 측부 포트를 통해 액체(111)에서 유입하고, 확산기 헤드(140)의 상부 부분(146)에 의해 제공된 하류 팽창 챔버(148)에 확산된 액체를 방출하도록 구성된다. 흐름 통로(147)의 크기 및 형태는 가스 흐름, 가스 공급 도관(152)의 기하학적 구조(geometry), 및 흡입 튜브(119)까지 액체(111)를 효율적으로 유입하고 벤투리 디바이스(142)에서 액체(111)를 분무하기 위해 요구된 가스의 부피 및 속도의 특징들에 기초하여 구성될 수 있다.
도 5를 계속해서 참조하면, 확산된 액체는, 가스에서 현탁된 분무된 액체 입자들의 적어도 일부, 특히 비교적 더 큰 입자들이 충돌 구조, 바람직하게 오목한 충돌 구조로서 작용하기 위해 벤투리 디바이스(142)와 마주보게 제공되는, 카트리지 삽입부(170)의 밑면에 충돌하고 수집하도록 할 정도로 충분한 힘을 가지고 벤투리 디바이스(142)로부터 방출될 수 있다. 더 구체적으로, 삽입부(170)는 동작 동안 벤투리 디바이스(142)에 의해 생성된 확산된 액체에 의해 충돌될 충돌 표면(182)을 포함하는 만입부(indentation) 또는 함몰부(depression)(180)를 갖는 하부 부분을 포함할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 충돌 표면(182)은 오목할 수 있고, 그 위에 집중되거나 수집된 액체를 방사상 바깥쪽 및 아래로 향하게 하기 위해 하향 방향으로 발산시킬 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 충돌 표면(182)은 원뿔 또는 절두원추형 표면일 수 있다. 삽입부(170)의 밑면 상에서 수집되는 액체는 확산 헤드(140)의 분할기 부분(145) 상으로 떨어지거나(drip) 내려가고(run down) 확산 헤드(140)의 상부 부분(146)에 제공된 통로들(158)을 통해 액체 용기로 배수할 수 있고, 이것은 몇몇 실시예들에서 확산 헤드(140)의 외부에 있는 하우징(110)의 내부 공동(113)과 팽창 챔버(148) 사이에 유일한 유체 소통을 제공할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 삽입부(170)는 확산 헤드(140)의 위에 배치되고, 바디(171), 액체 확산 디바이스의 동작 동안 카트리지(100) 내에 생성된 확산된 액체를 수용하기 위해 바디(171)에 제공된 입구(172), 확산된 액체를 외부 환경으로 방출하기 위해 바디(171)에 의해 적어도 부분적으로 규정된 방출 구역(174), 및 확산된 액체가 동작 동안 구불구불한 통로(176)를 통해 이동할 때 확산된 액체의 평균 액체 입자 크기를 추가로 감소시키는데 도움을 주기 위해 입구(172)와 방출 구역(174) 사이에서 연장되는 구불구불한 통로(176)를 포함한다. 입구(172)는 바디(171)의 주변부(periphery)(173)에 배치될 수 있고, 방출 구역(174)은 바디(171)의 중앙 영역(175)에 배치될 수 있고, 구불구불한 통로(176)는 나선형일 수 있거나, 그렇지 않으면 입구(172)와 방출 구역(174) 사이에서 회선형 방식으로 연장할 수 있다. 구불구불한 통로(176)는 바디(171)의 수직 측벽(178)에 의해 적어도 부분적으로 규정될 수 있다. 측벽(178)은 바디(171)의 주변부(173)로부터 바디(171)의 중앙 영역(175)으로 연장할 수 있다. 삽입부(170)의 플로어(floor)(179)는, 가스/확산된 액체 혼합물로부터 침전되거나, 그렇지 않으면 벤투리 디바이스(142)를 통과하는 가스 스트림으로 재도입될 확산 헤드(140)의 하부 부분(144)을 둘러싸는 내부 공동(113)에서 임의의 나머지 액체(111)를 재결합하기 위해 다시 동작 동안 혼합물이 구불구불한 통로(176)를 통과할 때 삽입부(170)의 표면들 상에서 수집된 액체를 재라우팅하는데 도움을 주기 위해 입구(172)쪽으로 경사지거나 비탈질 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 구불구불한 통로(176)는 상향 방향으로 개방될 수 있고, 카트리지(100)가 방출 구역(174)에서의 나머지 커버되지 않은 부분에서 에어로졸 출구를 규정하도록 조립될 때 하우징(110)의 대응 부분(117)으로 적어도 부분적으로 덮일 수(capped) 있다. 삽입부(170)는, 삽입부(170)가 조립된 상태에서 카트리지 하우징(110)과 확산 헤드(140) 사이에 끼워질 때, 카트리지(100) 내에서의 삽입부(170)의 정렬 및 설치에 도움을 주기 위해 하우징(110)과 인터페이싱하기 위한 다른 형상부 또는 구조의 챔퍼(chamfer)(177)를 또한 포함할 수 있다. 조립된 상태에서, 확산 헤드(140) 및 삽입부(170)는 하우징(110)을 길이 방향으로 완전히 횡단하는 카트리지(100)의 중앙 코어를 규정하기 위해 하부 하우징 부분(110b)과 상부 하우징 부분(110a) 사이로 길이 방향으로 연장한다.
삽입부(170)의 바디(171)는 바람직하게 구불구불한 통로(176)를 포함하는 하나의 단일의 부품으로서 형성되고, 팽창 챔버(148)를 덮기 위해 확산 헤드(140)의 상부 부분(146)에 결합되거나 그렇지 않으면 이에 인접하게 배치된다. 예를 들어, 몇몇 경우들에서, 삽입부(170)는 적합한 플라스틱 또는 폴리머 물질과 같은 물질의 단일 부품으로서 몰딩되거나 그렇지 않으면 형성될 수 있다. 확산 헤드(140)의 상부 부분(146)과 삽입부(170)는 함께 상주하도록 하는 크기를 갖고 성형될 수 있다. 예를 들어, 확산 헤드(140)의 상부 부분(146)은 삽입부(170)를 수용하고 지지하기 위해 오목부 또는 쉘프(shelf)(150)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 삽입부(170)는 스핀 용접, 초음파 용접 또는 다른 결합 기술들을 통해 확산 헤드(140)에 고정적으로 결합될 수 있다. 또한 추가로, 확산 헤드(140)와 삽입부(170)가 함께 결합되거나 배치된 2개의 개별적인 구성요소들로서 본 명세서에 기재되지만, 이들 구성요소들의 구조들 및 형상부들이 예를 들어 추가 제조 프로세스를 통해 하나의 단일 부품으로서 형성될 수 있다는 것이 인식된다. 다른 경우들에서, 확산 헤드(140)와 삽입부(170)의 구조들 및 형상부들은 결합되거나 그렇지 않으면 함께 결합되는 2개보다 많은 부품들에 의해 제공될 수 있다. 하지만, 도 1 내지 도 7에 예시된 특히 유리한 실시예들에서, 제거가능 카트리지(100)는 카트리지 하우징(110), 확산 헤드(140), 카트리지 삽입부(170), 확산될 액체(111), 및 동작 동안 액체(111)가 벤투리 디바이스(142)를 통해 이동할 때 가압된 가스의 경로로 유입되도록 하기 위해 확산 헤드(140)의 벤투리 디바이스(142)의 측부로부터 내부 하우징 공동(113)의 하부 영역으로 연장된 도관 또는 튜브(119)로 구성되거나, 본질적으로 구성된다.
예시된 실시예에 따라, 구불구불한 통로(176)는 나선형이고, 중앙축(A) 주위에서 적어도 한 번의 완전한 회전을 이룬다. 하지만, 구불구불한 통로(176)가 다양하고 상이한 형태들을 취할 수 있다는 것이 인식된다. 예를 들어, 구불구불한 통로(176)는 입구(172)로부터 방출 구역(174)쪽으로 이동할 때 중앙축(A)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 곡선 경로를 포함할 수 있다. 다른 경우들에서, 구불구불한 통로(176)는 다수의 권수(turns)를 제공하기 위해 서로에 대해 각진 복수의 직선 세그먼트들을 갖는 경로를 포함할 수 있다. 또 다른 경우들에서, 구불구불한 통로(176)는 선형 및 비 선형 경로 세그먼트들을 조합하는 경로를 포함할 수 있다. 구불구불한 통로(176)의 단면 형태는 또한 구불구불한 통로(176)를 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 구불구불한 통로(176)의 적어도 부분의 단면 프로파일은 하향 방향으로 좁아질 수 있고, 이러한 하향 방향은 입구(172)로부터 방출 구역(174)쪽으로 향하는 방향이다. 구불구불한 통로(176)의 이러한 좁아짐은 가장 미세한 액체 입자들만을 포함하기 위해 확산된 액체의 조성물을 정제하는데 추가로 도움을 줄 수 있다.
특정 구성과 무관하게, 구불구불한 통로(176)는 특히, 카트리지(100)가 세워질 때 액체(111)가 카트리지(100)로부터 누출되는 것을 방지하는데 도움을 주는 비 선형 경로에 따른다. 예를 들어, 카트리지(100)가 일시적으로 거꾸로 유지되면, 구불구불한 통로(176)는 방출 구역(174)쪽으로, 이에 따라 카트리지(100)의 출구(114)쪽으로 카트리지(100) 내의 액체(111)의 진행을 감속시키는데 도움을 줄 것이다. 이러한 방식으로, 카트리지(100)는 액체의 손실 없이 순차적으로 고쳐질 수 있다. 더욱이, 카트리지(100)가 세워지고 그 측부 상에 놓이게 되는 경우에, 카트리지(100)는, 카트리지(100)가 공급된 액체(111)의 부피가 도 7에 예시된 바와 같이, 카트리지(100)의 중앙축(A) 위로 상승하지 않도록 구성된다. 이러한 방식으로, 구불구불한 통로(176)는, 구불구불한 통로(176)의 적어도 부분이 액체(111)의 유체 레벨(L2) 위에 배치될 때 액체(111)가 전체 구불구불한 통로(176)를 통해 이동할 수 없기 때문에 액체(111)가 출구(114)로부터 퍼뜨려지는 것(spilling)을 방지할 것이다.
다시 도 2 내지 도 4를 참조하면, 하우징(110) 및 카트리지(100)의 내부 구성요소들이 벤투리 디바이스(142)의 하류에 있는 복수의 별개의 챔버들을 규정하고, 이들 복수의 별개의 챔버들을 통해 확산된 액체는 카트리지(100)로부터 궁극적으로 주변 환경으로 방출되기 전에 순차적으로 이동한다는 것이 인식될 것이다. 더 구체적으로, 확산 헤드(140)의 상부 부분(146) 및 삽입부(170)의 하부 부분은 벤투리 디바이스(142) 바로 위에 1차 팽창 챔버(148)를 규정하고, 2차 챔버는 확산될 액체(111)의 유체 레벨(L) 위에서 하우징(110)의 내부 공동(113) 내의 삽입부(170) 및 확산헤드(140)의 외부에 제공되고, 3차 챔버는 삽입부(170)의 구불구불한 통로(176)에 의해 제공된다. 확산 헤드(140)의 상부 부분(146)에서의 통로들 또는 애퍼처들(158)은 1차 팽창 챔버(148)와 2차 챔버 사이의 유체 소통을 제공한다. 확산 헤드(140)의 상부 부분(146)은 또한, 벤투리 디바이스(142)에 의해 생성된 확산된 액체가 복수의 통로들 또는 애퍼처들(158)을 통한 것 외에도 1차 팽창 챔버(148)를 빠져나가는 것을 방지하는 벌크헤드 또는 벌크헤드 부분들(156)을 규정한다. 삽입부(170)의 입구(172)는 2차 챔버와 3차 챔버{즉, 구불구불한 통로(176)} 사이의 유체 소통을 제공한다. 하나의 입구(172) 및 하나의 구불구불한 통로(176)가, 카트리지(100)를 확산된 액체가 빠져나가는 유일한 통로를 제공하게 도시되지만, 복수의 입구들(172)이, 확산된 액체가 카트리지(100)의 출구(114)로 인도하는 하나 이상의 구불구불한 통로들에 들어가도록 하기 위해 제공될 수 있다는 것이 인식된다. 위에 기재된 별개의 챔버들(즉, 1차 팽창 챔버, 2차 챔버 및 3차 챔버)은, 확산된 액체가 동작 동안 챔버들을 통해 순차적으로 이동할 때 가장 미세한 액체 입자들만을 포함하기 위해 확산된 액체의 조성물을 정제하는데 총괄적으로 도움을 준다. 예를 들어, 가스/확산된 액체 혼합물이 카트리지(100)로부터 빠져나갈 때까지, 바람직하지 않게 큰 액체 입자들 또는 방울들이 혼합물로부터 침전하거나 또는 그렇지 않으면 분리하도록 하고, 나중의 분무 및 분산을 위해 확산 헤드(140)의 외부에 있는 하우징(110)의 내부 공동(113) 내의 액체 용기로 복귀되도록 하기 위해 각 별개의 챔버들에서 약간의 거주 시간이 존재하였다. 이러한 방식으로, 제거가능 카트리지(100) 및 그 구성요소들은 극도로 작은 액체 입자들을 갖는 확산된 액체로 공간을 처리하는데 특히 효율적인 유효 형태 인자를 갖는 확산 디바이스를 위한 카트리지 해법을 제공할 수 있다.
이제 도 8 내지 도 10을 참조하면, 제거가능 카트리지(200)의 다른 실시예의 예는 카트리지(200)를 통해 이동하는 가압된 가스의 흐름에 의해 생성된 확산된 액체로 공간을 처리하도록 구성되는 확산 디바이스와 함께 사용하기 위해 도시된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제거가능 카트리지(200)는 특히, 확산될 액체(211)로 부분적으로 충진된 내부 공동(213)을 갖는 유체 용기를 규정하기 위해 함께 결합된 2개 이상의 부분들 또는 부품들(210a, 210b)을 갖는 하우징(210)을 포함할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 하우징 부분들 또는 부품들(210a, 210b)은 제거가능 카트리지(200)의 비-파괴 분해를 방지하기 위해 고정적으로 함께 결합될 수 있고, 이것은 효율적으로 조작 방지할 수 있게 한다. 이것은 이전 사용으로부터 카트리지(200) 내의 찌꺼기의 파울링 또는 축척으로 인해 공간을 처리하는데 있어서 비효율적이거나 덜 효율적일 수 있는 소비된 카트리지를 사용자가 재충진 또는 재사용하는 것을 방지하기 위해 바람직할 수 있다. 일례로, 도 8을 참조하여, 하우징 부분 또는 부품들(210a, 210b)에는 하우징(210), 이에 따라 카트리지(200)의 비-파괴 분해를 방지하는 방식으로 스냅 연결하거나 그렇지 않으면 함께 결합하는 상호 로킹 구조들(220)이 제공될 수 있다. o-링 밀봉부 또는 다른 밀봉 디바이스와 같은 밀봉부(222)는, 하우징(210)이 조립될 때 액체 밀폐 밀봉을 제공하기 위해 상호 로킹 구조들(220) 근처의 하우징 부분들 또는 부품들(210a, 210b) 사이에 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 확산될 액체(211)는 하우징 부분들 또는 부품들(210a, 210b) 사이의 경계면에 하우징(210)으로부터의 누출되는 것을 방지될 수 있다. 액체(211)의 고갈시, 카트리지(200)는 쉽게 제거될 수 있고, 확산 디바이스 주위의 환경의 계속된 처리를 위해 유사한 카트리지(200)로 대체될 수 있고, 고갈된 카트리지(200)는 온전한 유닛으로서 폐기될 수 있거나, 재정비 목적을 위해 수집될 수 있다.
도 8을 참조하면, 카트리지(200)의 하우징(210)은 함께 고정적으로 결합되는 상부 하우징 부분(210a) 및 하부 하우징 부분(210b)을 포함할 수 있다. 카트리지 입구(212)는 동작 동안 가압된 가스의 흐름을 수용하기 위해 하부 하우징 부분(210b)의 바닥 단부에 제공될 수 있고, 카트리지 출구(214)는 동작 동안 카트리지(200)에 의해 생성된 확산된 액체를 방출하기 위해 상부 하우징 부분(210a)에 제공될 수 있다. 카트리지 입구(212) 및 카트리지 출구(214)는 하우징(210)에 의해 규정된 중심축(A2)을 따라 정렬될 수 있다. 하우징(210)은 중심축(A2) 주위에서 회전적으로 대칭적일 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 하우징(210)은 중심축(A2) 주위에서 회전적으로 일반적으로 원통형 베슬(vessel) 또는 유사한 용기와 닮을 수 있다. 다른 경우들에서, 하우징(210)은 비대칭적인 형태를 가질 수 있고, 카트리지 입구(212) 및 카트리지 출구(214)는 공통축을 따라 수직으로 정렬되지 않을 수 있다. 각 캡들 또는 플러그들(미도시)은 카트리지(200)의 파울링 또는 오염, 또는 그 안에 유지된 액체(211)의 가능한 누출을 방지하기 위해 저장, 운송 등이 이루어지는 동안 카트리지 입구(212) 및 카트리지 출구(214)를 일시적으로 차단하도록 제공될 수 있다.
카트리지(200)의 내부 구성요소들 및 구조들과 관련 기능은 이제 도 8을 참조하여 기재될 것이다. 카트리지(200)의 예시된 실시예에 따라, 내부 구성요소들 및 구조들은 특히 230a 내지 230h로 라벨이 붙여진 화살표들에 의해 표시된 바와 같이, 카트리지(200)를 통해 카트리지 입구(212)로부터 카트리지 출구(214)로의 흐름 경로를 제공한다. 호스트 확산 디바이스에 설치될 때, 카트리지 입구(212)는 가압된 가스(202)의 소스에 결합되어, 가스는 일반적으로 230a 내지 230h로 라벨이 붙여진 화살표들로 표시된 바와 같이 카트리지(200)를 통해 주기적으로 강제로 밀어 넣어질 수 있어서, 액체(211)와 조합하고, 확산된 액체로서 일반적으로 본 명세서에 언급된, 가스에 의해 운반된 특히 작은 액체 입자들을 포함하는 가스-액체 혼합물로서 빠져나가게 된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 가압된 가스는 하우징(210)의 바닥 단부에서 카트리지 입구(212)를 통해 카트리지(200)에 들어가고, 그런 후에 하우징(210) 내에 제공된 확산 헤드(240)를 통해 흐르고, 이것은 유지된 액체(211)를 이동 가스 스트림에 유입하기 위한 벤투리 디바이스(242)와, 카트리지 출구(214)를 통해 카트리지(200)를 빠져나가기 전에 카트리지 삽입부(270)를 포함한다. 더 특히, 가압된 가스는 화살표 라벨(230a)로 표시된 바와 같이, 하우징(210)의 바닥 단부에서 카트리지 입구(212)를 통해 카트리지(200)에 들어가고, 그런 후에 230b로 라벨이 붙여진 화살표로 표시된 바와 같이, 확산 헤드(240)의 하부 부분(244)의 내부 표면(254)에 의해 규정된 가스 공급 도관(252)을 통해 위로 흐른다. 그런 후에 가스는 230c로 라벨이 붙여진 화살표로 표시된 바와 같이, 확산 헤드(240)의 상부 부분(246)에 의해 제공된 팽창 챔버(248)로 방출되는 분무된 액체(또한 확산된 액체로서 본 명세서에 언급됨)를 포함하는 가스-액체 혼합물을 생성하기 위해 하우징(210)의 내부 하우징 공동(213) 내의 확산 헤드(240)의 하부 부분(244) 주위의 유체 용기로부터 액체(211)에서 유입하는 벤투리 디바이스(242)를 통해 흐른다. 확산된 액체는 그런 후에 벤투리 디바이스(242)와 마주보게 배치된 충격 구조 또는 표면(282)쪽으로 향하고, 확산된 액체의 적어도 일부는 충격 구조 또는 표면(282) 상에 충돌하고 수집하고, 벤투리 디바이스(242)에 의해 가스 스트림으로 재도입될 유체 용기에서의 임의의 나머지 유체(211)로 다시 라우팅된다. 확산된 액체의 적어도 일부 다른 것은 확산 헤드(240)의 벌크헤드 부분들(256) 주위로 아래로 흐르고, 230d 및 230e로 라벨이 붙여진 화살표들로 표시된 바와 같이, 카트리지(200)에서 액체(211)의 유체 레벨(L3) 위에서 하우징의 내부 공동(213)의 부분으로 인도하는 확산 헤드(240)에서 통로들(258)을 통과하도록 다시 향하게 된다. 여기로부터, 확산된 액체의 일부는 하우징(210)의 노출된 내부 표면들 또는 카트리지(200)의 다른 내부 구조들 상에서 수집할 수 있거나, 그렇지 않으면 가스 및 분무된 액체로부터 침전하고, 벤투리 디바이스(242)에 의해 가스 스트림으로 재도입될 유체 용기에서 액체(211)를 재결합할 수 있다. 확산된 액체의 일부 다른 것은 230f로 라벨이 붙여진 화살표로 표시된 바와 같이, 입구(272)를 통해 카트리지 삽입부(270)로 추진될 수 있다. 삽입부(270)의 입구(272)로부터, 확산된 액체는, 230h로 라벨이 붙여진 화살표로 표시된 바와 같이, 카트리지(200)로부터 방출될 카트리지 출구(214)로 인도하는 하우징(210)에서 출구 통로(215)를 통과하기 전에, 230g로 라벨이 붙여진 화살표로 표시된 바와 같이, 카트리지 삽입부(270)를 통과하는 구불구불한 통로(276)(도 9 및 도 10을 참조)를 따라 진행한다. 팽창 챔버(248)로부터 카트리지 출구(214)로 이러한 회선형 행로를 만들 때, 확산된 액체의 액체 입자 크기 분포는, 특히 미세 입자들이 카트리지(200)의 내부 구조들 및 구성요소들의 하나 이상의 표면들 상에서 수집하거나, 그렇지 않으면 벤투리 디바이스(242)를 통과하는 가스 스트림으로 재도입하기 위해 액체 용기에서 나머지 액체(211)와의 반응을 위해 가스로부터 침전하는 비교적 더 큰 입자들과 함께 카트리지(200)로부터 성공적으로 방출된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 확산 헤드(240)는 상류 또는 하부 부분(244) 및 하류 또는 상부 부분(246)을 포함하는 단일 확산 헤드 바디(241)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 경우들에서, 확산 헤드(240)는 적합한 플라스틱 또는 폴리머 물질과 같은 물질의 단일 부품으로서 몰딩되거나 그렇지 않으면 형성될 수 있다. 확산 헤드(240)의 하부 부분(244)은 도 8에 도시된 바와 같이 하우징(210)의 대응 부분으로 밀접하게 상주하도록 하거나, 그렇지 않으면 하우징(210)과 인터페이싱하도록 하는 크기를 갖고 성형될 수 있고, 하우징(210)과 확산 헤드(240)의 하부 부분(244) 사이에 액체 밀폐 밀봉을 생성하기 위해 스핀 용접, 초음파 용접, 다른 결합 프로세스들을 통해 하우징(210)에 고정적으로 결합될 수 있다. 도 8에 도시된 확산 헤드(240)의 실시예의 예와 같은 몇몇 경우들에서, 확산 헤드 바디(241)의 하부 부분(244)은 구성요소들의 설치 및 결합에 도움을 주기 위해 하우징(210)과 인터페이싱하는 플랜지(243) 또는, 계단, 돌출, 탭, 톱니 또는 그루브와 같은 다른 형상부를 포함할 수 있다.
도 8을 계속해서 참조하면, 확산 헤드 바디(241)의 하부 부분(244)은 카트리지(200)의 바닥 단부에서의 카트리지 입구(212)로부터 벤투리 디바이스(242)로 인도하는 가스 공급 도관(252)을 규정하는 내부 표면(254)을 포함한다. 가스 공급 도관(252)은 하부 부분(244)으로부터 확산 헤드(240)의 상부 부분(246)을 분할하는 확산 헤드 바디(241)의 분할기 부분(245)에 의해 부분적으로 규정될 수 있다. 분할기 부분(245)은 가스 공급 도관(252)과 팽창 챔버(248) 사이의 유일한 유체 소통을 제공할 수 있는 벤투리 디바이스(242)를 통하는 흐름 통로(247)를 제외하고, 팽창 챔버(248)로부터 가스 공급 도관(252)을 분리하고 격리한다.
도 8을 계속해서 참조하면, 확산될 액체(211)는 확산 헤드(240)의 하부 부분(244)을 둘러쌀 수 있어서, 가스는 카트리지(200)의 바닥(218)으로부터 카트리지(200)에 들어가고, 벤투리 디바이스(242)에 도달하기 전에 액체(211)에 의해 둘러싸인 확산 헤드(240)의 영역을 통과한다. 벤투리 디바이스(242)에서, 가스는 흐름 통로(247)를 통해 가속화되고, 하부 압력 지역은 확산 헤드(240)의 하부 부분(244)을 둘러싸는 액체 용기와 벤투리 디바이스(242) 사이의 유체 소통을 제공하는 흡입 튜브(219)를 통해 확산될 액체(211)를 유입하게 생성된다. 카트리지(200)가 공급된 액체(211)의 초기 부피는 바람직하게 하우징(210)의 전체 내부 공동(213)을 충진하지 않고, 오히려 벤투리 디바이스(242) 아래에 있는 유체 레벨(L3)을 규정한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 확산 헤드(240)는 확산 헤드 바디(241)의 분할기 부분(245)에서 튜브 수용 통로(249)를 포함할 수 있어서, 흡입 튜브(219)의 일단부를 수용하고, 벤투리 디바이스(242)의 흐름 통로(247)와 유체 소통하는 흡입 튜브(219)의 출구를 위치시켜, 액체(211)는 벤투리 디바이스(242)의 흐름 통로(247)를 통해 가속화되기 때문에 가압된 가스의 경로로 유입될 수 있다. 벤투리 디바이스(242)의 흐름 통로(247)는 수렴 출입구, 좁은 쓰로트, 액체의 도입을 위한 측부 포트, 및 발산 출구를 포함할 수 있고, 이들은 가스의 흐름을 가속화하고, 측부 포트를 통해 액체(211)에서 유입하고, 확산기 헤드(240)의 상부 부분(246)에 의해 제공된 하류 팽창 챔버(248)에 확산된 액체를 방출하도록 구성된다. 흐름 통로(247)의 크기 및 형태는 가스 흐름, 가스 공급 도관(252)의 기하학적 구조, 및 흡입 튜브(219)까지 액체를 효율적으로 유입하고 벤투리 디바이스(242)에서 액체(211)를 분무하기 위해 요구된 가스의 부피 및 속도의 특징들에 기초하여 구성될 수 있다.
도 8을 계속해서 참조하면, 확산된 액체는, 가스에서 현탁된 분무된 액체 입자들의 적어도 일부, 특히 비교적 더 큰 입자들이 충돌 구조, 바람직하게 오목한 충돌 구조로서 작용하기 위해 벤투리 디바이스(242)와 마주보게 제공되는, 카트리지 삽입부(270)의 밑면에 충돌하고 수집하도록 할 정도로 충분한 힘을 가지고 벤투리 디바이스(242)로부터 방출될 수 있다. 더 구체적으로, 삽입부(270)는 동작 동안 벤투리 디바이스(242)에 의해 생성된 확산된 액체에 의해 충돌될 충돌 표면(282)을 포함하는 만입부 또는 함몰부(280)를 갖는 하부 부분을 포함할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 충돌 표면(282)은 오목할 수 있고, 그 위에 집중되거나 수집된 액체를 방사상 바깥쪽 및 아래로 향하게 하기 위해 하향 방향으로 발산시킬 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 충돌 표면(282)은 원뿔 또는 절두원추형 표면일 수 있다. 삽입부(270)의 밑면 상에서 수집되는 액체는 확산 헤드(240)의 분할기 부분(245) 상으로 떨어지거나 내려가고 확산 헤드(240)의 상부 부분(246)에 제공된 통로들(258)을 통해 액체 용기로 배수할 수 있고, 이것은 몇몇 실시예들에서 확산 헤드(240)의 외부에 있는 하우징(210)의 내부 공동(213)과 팽창 챔버(248) 사이에 유일한 유체 소통을 제공할 수 있다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 삽입부(270)는 확산 헤드(240)의 위에 배치되고, 바디(271), 액체 확산 디바이스의 동작 동안 카트리지(200) 내에 생성된 확산된 액체를 수용하기 위해 바디(271)에 제공된 입구(272), 확산된 액체를 외부 환경으로 방출하기 위해 바디(271)에 의해 적어도 부분적으로 규정된 방출 구역(274), 및 확산된 액체가 동작 동안 구불구불한 통로(276)를 통해 이동할 때 확산된 액체의 평균 액체 입자 크기를 추가로 감소시키는데 도움을 주기 위해 입구(272)와 방출 구역(274) 사이에서 연장되는 구불구불한 통로(276)를 포함한다. 입구(272)는 바디(271)의 주변부(273)에 또는 그 근처에 배치될 수 있고, 방출 구역(274)은 바디(271)의 중앙 영역(275)에 배치될 수 있고, 구불구불한 통로(276)는 나선형일 수 있거나, 그렇지 않으면 입구(272)와 방출 구역(274) 사이에서 회선형 방식으로 연장할 수 있다. 구불구불한 통로(276)는 바디(271)의 수직 측벽(278)에 의해 적어도 부분적으로 규정될 수 있다. 측벽(278)은 바디(271)의 주변부(273)로부터 바디(271)의 중앙 영역(275)으로 또는 이를 향해 연장할 수 있다. 삽입부(270)의 플로어(279)는, 가스/확산된 액체 혼합물로부터 침전되거나, 그렇지 않으면 벤투리 디바이스(242)를 통과하는 가스 스트림으로 재도입될 확산 헤드(240)의 하부 부분(244)을 둘러싸는 내부 공동(213)에서 임의의 나머지 액체(211)를 재결합하기 위해 다시 동작 동안 혼합물이 구불구불한 통로(276)를 통과할 때 삽입부(270)의 표면들 상에서 수집된 액체를 재라우팅하는데 도움을 주기 위해 입구(272)쪽으로 경사지거나 비탈질 수 있다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 구불구불한 통로(276)는 상향 방향으로 개방될 수 있고, 카트리지(200)가 방출 구역(274)에서의 나머지 커버되지 않은 부분에서 에어로졸 출구를 규정하도록 완전히 조립될 때 하우징(210)의 대응 부분(217)으로 적어도 부분적으로 덮일 수 있다. 삽입부(270)는, 조립된 상태에서 카트리지 하우징(210)과 확산 헤드(240) 사이에 끼워질 수 있다. 조립된 상태에서, 확산 헤드(240) 및 삽입부(270)는 하우징(210)을 길이 방향으로 완전히 횡단하는 카트리지(200)의 중앙 코어를 규정하기 위해 하부 하우징 부분(210b)과 상부 하우징 부분(210a) 사이로 길이 방향으로 연장한다.
삽입부(270)의 바디(271)는 바람직하게 구불구불한 통로(276)를 포함하는 하나의 단일의 부품으로서 형성되고, 팽창 챔버(248)를 덮기 위해 확산 헤드(240)의 상부 부분(246)에 결합되거나 그렇지 않으면 이에 인접하게 배치된다. 예를 들어, 몇몇 경우들에서, 삽입부(270)는 적합한 플라스틱 또는 폴리머 물질과 같은 물질의 단일 부품으로서 몰딩되거나 그렇지 않으면 형성될 수 있다. 확산 헤드(240)의 상부 부분(246)과 삽입부(270)는 함께 상주하도록 하는 크기를 갖고 성형될 수 있다. 예를 들어, 확산 헤드(240)의 상부 부분(246)은 삽입부(270)를 수용하고 지지하기 위해 오목부 또는 쉘프를 포함할 수 있다. 다른 경우들에서, 확산 헤드(240)의 상부 부분(246) 및 삽입부(270)는 평평한 표면들을 따라 서로 접할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 삽입부(270)는 스핀 용접, 초음파 용접 또는 다른 결합 기술들을 통해 확산 헤드(240)에 고정적으로 결합될 수 있다. 또한 추가로, 확산 헤드(240)와 삽입부(270)가 함께 결합되거나 배치된 2개의 개별적인 구성요소들로서 본 명세서에 기재되지만, 이들 구성요소들의 구조들 및 형상부들이 예를 들어 추가 제조 프로세스를 통해 하나의 단일 부품으로서 형성될 수 있다는 것이 인식된다. 다른 경우들에서, 확산 헤드(240)와 삽입부(270)의 구조들 및 형상부들은 결합되거나 그렇지 않으면 함께 결합되는 2개보다 많은 부품들에 의해 제공될 수 있다. 하지만, 도 8 내지 도 10에 예시된 특히 유리한 실시예들에서, 제거가능 카트리지(200)는 카트리지 하우징(210), 확산 헤드(240), 카트리지 삽입부(270), 확산될 액체(211), 및 동작 동안 액체(211)가 벤투리 디바이스(242)를 통해 이동할 때 가압된 가스의 경로로 유입되도록 하기 위해 확산 헤드(240)의 벤투리 디바이스(242)의 측부로부터 내부 하우징 공동(213)의 하부 영역으로 연장된 도관 또는 튜브(219)로 구성되거나, 본질적으로 구성된다.
예시된 실시예에 따라, 구불구불한 통로(276)는 나선형이고, 중앙축(A2) 주위에서 적어도 한 번의 완전한 회전을 이룬다. 하지만, 구불구불한 통로(276)가 다양하고 상이한 형태들을 취할 수 있다는 것이 인식된다. 예를 들어, 구불구불한 통로(276)는 입구(272)로부터 방출 구역(274)쪽으로 이동할 때 중앙축(A2)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 곡선 경로를 포함할 수 있다. 다른 경우들에서, 구불구불한 통로(276)는 다수의 권수를 제공하기 위해 서로에 대해 각진 복수의 직선 세그먼트들을 갖는 경로를 포함할 수 있다. 또 다른 경우들에서, 구불구불한 통로(276)는 선형 및 비 선형 경로 세그먼트들을 조합하는 경로를 포함할 수 있다. 구불구불한 통로(276)의 단면 형태는 또한 구불구불한 통로(276)를 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 구불구불한 통로(276)의 적어도 부분의 단면 프로파일은 하향 방향으로 좁아질 수 있고, 이러한 하향 방향은 입구(272)로부터 방출 구역(274)쪽으로 향하는 방향이다. 구불구불한 통로(276)의 이러한 좁아짐은 가장 미세한 액체 입자들만을 포함하기 위해 확산된 액체의 조성물을 정제하는데 추가로 도움을 줄 수 있다.
특정 구성과 무관 하게, 구불구불한 통로(276)는 특히, 카트리지(200)가 세워질 때 액체(211)가 카트리지(200)로부터 누출되는 것을 방지하는데 도움을 주는 비 선형 경로에 따른다. 예를 들어, 카트리지(200)가 일시적으로 거꾸로 유지되면, 구불구불한 통로(276)는 방출 구역(274)쪽으로, 이에 따라 카트리지(200)의 출구(214)쪽으로 카트리지(200) 내의 액체(211)의 진행을 감속시키는데 도움을 줄 것이다. 이러한 방식으로, 카트리지(200)는 액체의 손실 없이 순차적으로 고쳐질 수 있다. 더욱이, 카트리지(200)가 세워지고 그 측부 상에 놓이게 되는 경우에, 카트리지(200)는, 카트리지(200)가 공급된 액체(211)의 부피가 카트리지(200)의 중앙축(A2) 위로 상승하지 않도록 구성된다. 이러한 방식으로, 구불구불한 통로(276)는, 구불구불한 통로(276)의 적어도 부분이 액체(211)의 유체 레벨 위에 배치될 때 액체(211)가 전체 구불구불한 통로(276)를 통해 이동할 수 없기 때문에 액체(211)가 출구(214)로부터 퍼뜨려지는 것을 방지할 것이다.
다시 도 8을 참조하면, 하우징(210) 및 카트리지(200)의 내부 구성요소들이 벤투리 디바이스(242)의 하류에 있는 복수의 별개의 챔버들을 규정하고, 이들 복수의 별개의 챔버들을 통해 확산된 액체는 카트리지(200)로부터 궁극적으로 주변 환경으로 방출되기 전에 순차적으로 이동한다는 것이 인식될 것이다. 더 구체적으로, 확산 헤드(240)의 상부 부분(246) 및 삽입부(270)의 하부 부분은 벤투리 디바이스(242) 바로 위에 1차 팽창 챔버(248)를 규정하고, 2차 챔버는 확산될 액체(211)의 유체 레벨(L3) 위에서 하우징(210)의 내부 공동(213) 내의 삽입부(270) 및 확산헤드(240)의 외부에 제공되고, 3차 챔버는 삽입부(270)의 구불구불한 통로(276)에 의해 제공된다. 확산 헤드(240)의 상부 부분(246)에서의 통로들 또는 애퍼처들(258)은 1차 팽창 챔버(248)와 2차 챔버 사이의 유체 소통을 제공한다. 확산 헤드(240)의 상부 부분(246)은 또한, 벤투리 디바이스(242)에 의해 생성된 확산된 액체가 복수의 통로들 또는 애퍼처들(258)을 통한 것 외에도 1차 팽창 챔버(248)를 빠져나가는 것을 방지하는 벌크헤드 또는 벌크헤드 부분들(256)을 규정한다. 삽입부(270)의 입구(272)는 2차 챔버와 3차 챔버{즉, 구불구불한 통로(276)} 사이의 유체 소통을 제공한다. 하나의 입구(272) 및 하나의 구불구불한 통로(276)가, 카트리지(200)를 확산된 액체가 빠져나가는 유일한 통로를 제공하게 도시되지만, 복수의 입구들(272)이, 확산된 액체가 카트리지(200)의 출구(214)로 인도하는 하나 이상의 구불구불한 통로들에 들어가도록 하기 위해 제공될 수 있다는 것이 인식된다. 위에 기재된 별개의 챔버들(즉, 1차 팽창 챔버, 2차 챔버 및 3차 챔버)은, 확산된 액체가 동작 동안 챔버들을 통해 순차적으로 이동할 때 가장 미세한 액체 입자들만을 포함하기 위해 확산된 액체의 조성물을 정제하는데 총괄적으로 도움을 준다. 예를 들어, 가스/확산된 액체 혼합물이 카트리지(200)로부터 빠져나갈 때까지, 바람직하지 않게 큰 액체 입자들 또는 방울들이 혼합물로부터 침전하거나 그렇지 않으면 분리하도록 하고, 나중의 분무 및 분산을 위해 확산 헤드(240)의 외부에 있는 하우징(210)의 내부 공동(213) 내의 액체 용기로 복귀되도록 하기 위해 각 별개의 챔버들에서 약간의 거주 시간이 존재하였다. 이러한 방식으로, 제거가능 카트리지(200) 및 그 구성요소들은 극도로 작은 액체 입자들을 갖는 확산된 액체로 공간을 처리하는데 특히 효율적인 유효 형태 인자를 갖는 확산 디바이스를 위한 카트리지 해법을 제공할 수 있다.
본 개시에서, 카트리지(100, 200)의 출구(114, 214) 및/또는 호스트 확산 디바이스의 출구는, 카트리지(100, 200) 내에서 생성된 분무된 액체가 처리될 공간으로 직접 흐르도록 하였다. 하지만, 카트리지(100, 200)는 대안적으로 그 대신 확산된 액체를 공기 운송 또는 분배 시스템으로 직접 향하게 할 수 있다. 공기 운송 시스템은, 확산된 액체가 멀리 배치된 공간 또는 복수의 멀리 배치된 공간들에 분산되도록 하는 덕트워크(ductwork) 또는 다른 애비뉴들(avenues)을 포함할 수 있다. 따라서, 카트리지(100, 200)는 예를 들어, 기존의 HVAC 도관들을 통해, 전체 빌딩 전체에 액체를 확산 및 분산하는데 사용될 수 있다.
또한 카트리지(100)가 호스트 확산 디바이스 내에 또는 그 부분으로서 작착할 필요 없이 압축된 가스의 소스 또는 도관 상의 설치부에 직접 장착하도록 적응될 수 있다는 것이 예상된다. 그러한 설치부는, 카트리지(100, 200)가 단일의 동봉된 공간 내에서 공기를 처리하도록 위치되도록 할 수 있거나, 공기 운송 시스템을 통해 흐르는 공기를 처리하고 복수의 공간을 처리하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 복수의 유사한 카트리지들(100, 200)은 개별적인 공간들을 처리하는데 사용될 수 있지만, 동일한 가스 소스에 링크될 수 있다. 압축된 가스의 소스는 각 처리된 공간에 대한 국부적인 제어에 대한 필요성 또는 제공 없이 처리된 모든 공간에 대해 중앙 제어될 수 있다. 또는 각 공간은 카트리지(100, 200)를 통하는 가스의 흐름, 및 이에 따라 특정 공간 내의 처리의 강도 또는 세기를 제어하기 위한 밸브를 가질 수 있다. 그러한 국부적인 제어 밸브들은, 동일하거나 유사한 카트리지들(100, 200)이 복수의 상이한 크기를 갖거나 구성된 공간들을 처리하기 위해 공통 가스 소스와 연계하여 사용되도록 할 수 있다.
또한 본 명세서에 개시된 다양한 확산 디바이스들, 제거가능 카트리지들(100, 200) 및 구성요소들이 카트리지(100, 200)를 통하는 가스 흐름을 제공하기 위해 온보드 공기 압축기의 동작의 압력, 속도 또는 타이밍을 변화시키기 위한 제어부들과 같이 몇몇 형태의 동작 제어부를 포함할 수 있다는 것이 주지될 수 있다. 디바이스들에 의해 확산된 액체의 양, 및 공간의 대응하는 처리 정도를 변경하기 위해 그러한 제어부들을 사용하는 것 외에도, 확산될 액체의 특징들은 또한 확산된 액체의 양 및 처리 정도에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 더 많은 점도의 액체들은 더 느리게 확산될 수 있다. 액체의 밀도는 또한 제공된 처리 정도에 영향을 줄 수 있다. 카트리지(100, 200)의 3가지 특징들은 또한, 카트리지들(100, 200)이 수용되는 확산 디바이스들의 동작 및 기능에 관해 제어부들을 설정할 때 고려될 수 있다.
더욱이, 위에 기재된 다양한 실시예들은 추가 실시예들을 제공하도록 조합될 수 있다. 본 명세서에 언급되는 및/또는 출원용 데이터 시트에 기술된 모든 미국 특허들, 미국 특허 출원 공보들, 미국 특허 출원들, 외국 특허들, 외국 특허 공보들 및 비 특허 공보들은 그 전체가 본 명세서에 참고용으로 병합된다. 실시예들의 양상들은 또 다른 실시예들을 제공하기 위해 다양한 특허들 및 출원 및 공보들의 특징들, 구조들, 기능 또는 개념들을 이용하도록 필요시 변형될 수 있다.
2014년 4월 22일에 출원된 미국 가특허 출원 61/982,504와, 2015년 2월 2일에 출원된 미국 가특허 출원 14/612,072는 그 전체가 본 명세서에서 참고용으로 병합된다.
이들 및 다른 변화들은 상기 상세한 설명을 고려하여 실시에들에 대해 이루어질 수 있다. 일반적으로, 후속하는 청구항들에서, 사용된 용어는 청구항들을 본 명세서 및 청구항들에 개시된 특정 실시예들에 제한하도록 해석되지 않아야 하고, 그러한 청구항들에 부여되는 등가물들의 전체 범주와 함께 모든 가능한 실시예들을 포함하도록 해석되어야 한다. 따라서, 청구항들은 본 개시에 의해 제한되지 않는다.

Claims (25)

  1. 액체 확산 디바이스와 함께 사용하기 위한 카트리지의 삽입부로서,
    바디;
    상기 액체 확산 디바이스의 동작 동안 상기 카트리지 내에서 생성된 확산된 액체를 수용하기 위해 상기 바디에 제공된 입구;
    상기 확산된 액체를 외부 환경 쪽으로 방출하기 위해 상기 바디에 의해 적어도 부분적으로 규정된 방출 구역; 및
    상기 입구와 상기 방출 구역 사이에 연장된 구불구불한 통로로서, 상기 확산된 액체가 구불구불한(tortuous) 통로를 통해 이동할 때 상기 확산된 액체의 평균 입자 크기를 더 감소시키는 데 도움을 주는 구불구불한 통로;를 포함하는,
    카트리지의 삽입부.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 입구는 상기 바디의 주변부(periphery)에 위치되고, 상기 방출 구역은 상기 바디의 중앙 영역에 배치되고, 상기 구불구불한 통로는 상기 입구와 상기 출구 지역 사이에서 나선형으로 이루어지는,
    카트리지의 삽입부.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 구불구불한 통로는 상향 방향으로 개방되는,
    카트리지의 삽입부.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 바디는 상기 구불구불한 통로를 포함하는 하나의 단일 부품으로서 형성되는,
    카트리지의 삽입부.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 삽입부의 하부 부분은 상기 액체 확산 디바이스의 동작 동안 상기 확산된 액체에 의해 충돌될 충돌 표면을 갖는 만입부(indentation)를 포함하는,
    카트리지의 삽입부.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 충돌 표면은 집중된 액체를 방사상 바깥쪽 및 아래로 향하게 하기 위해 하향 방향으로 발산하는,
    카트리지의 삽입부.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 구불구불한 통로는 상기 바디의 수직 측벽에 의해 적어도 부분적으로 규정되는,
    카트리지의 삽입부.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 구불구불한 통로는, 상기 카트리지가 직립할 때 액체가 상기 카트리지로부터 누출되는 것을 방지하는 데 도움을 주는 비 선형 경로를 따르는,
    카트리지의 삽입부.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 구불구불한 통로의 적어도 부분의 단면 프로파일은 하류 방향으로 좁아지는,
    카트리지의 삽입부.
  10. 액체 확산 디바이스와 함께 사용하기 위한 카트리지로서,
    확산될 액체로 부분적으로 채워진 내부 하우징 공동을 규정하는 카트리지 하우징;
    상기 내부 하우징 공동 내에 위치된 확산 헤드로서, 상기 내부 하우징 공동에 포함된 상기 액체로부터 확산된 액체를 생성하기 위한 벤투리 디바이스를 포함하는 확산 헤드; 및
    상기 확산 헤드 하류에 위치한 삽입부로서, 상기 삽입부는 상기 벤투리 디바이스에 의해 생성된 상기 확산된 액체를 수용하기 위한 입구, 상기 확산된 액체를 외부 환경 쪽으로 방출하기 위한 방출 구역, 및 상기 입구와 상기 출구 지역 사이에서 연장되는 구불구불한 통로를 포함하는, 삽입부;를 포함하는,
    카트리지.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 삽입부의 상기 구불구불한 통로는, 상기 확산된 액체가 상기 구불구불한 통로를 통해 이동할 때 상기 확산된 액체의 평균 입자 크기를 더 감소시키는 데 도움을 주도록 구성되는,
    카트리지.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 삽입부의 상기 입구는 주변부에 위치되고, 상기 방출 구역은 상기 삽입부의 중앙 영역에 위치되고, 상기 구불구불한 통로는 상기 입구와 상기 출구 지역 사이에서 나선형을 이루는,
    카트리지.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 구불구불한 통로는 상기 카트리지 하우징에 의해 덮이며(capped), 상기 카트리지 하우징은 상기 구불구불한 통로의 부분을 동봉하며 나머지 커버되지 않은 부분에서 에어로졸 출구를 규정하는,
    카트리지.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 삽입부는 상기 구불구불한 통로를 포함하는 하나의 단일 부품으로서 형성되는,
    카트리지.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 삽입부의 하부 부분은 상기 액체 확산 디바이스의 동작 동안 상기 벤투리 디바이스에 의해 생성된 상기 확산된 액체에 의해 충돌될 충돌 표면을 갖는 만입부를 포함하는,
    카트리지.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 충돌 표면은 응축된 액체를 방사상 바깥쪽 및 아래로 향하게 하기 위해 하향 방향으로 발산시키는,
    카트리지.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 구불구불한 통로는 상기 삽입부의 수직 측벽에 의해 적어도 부분적으로 규정되는,
    카트리지.
  18. 제 10항에 있어서,
    상기 구불구불한 통로는, 상기 카트리지가 직립할 때 액체가 상기 카트리지로부터 누출되는 것을 방지하는 데 도움을 주는 비 선형 경로를 따르는,
    카트리지.
  19. 제 10항에 있어서,
    상기 삽입부는 상기 카트리지 하우징과 상기 확산 헤드 사이에 샌드위치되는(sandwiched),
    카트리지.
  20. 제 10항에 있어서,
    상기 확산 헤드의 상부 부분 및 상기 삽입부의 하부 부분은 상기 벤투리 디바이스 바로 위에서 1차 팽창 챔버를 규정하고, 2차 챔버는 상기 확산 헤드 및 삽입부 외부에 제공되고, 3차 챔버는 상기 삽입부의 상기 구불구불한 통로에 의해 제공되는,
    카트리지.
  21. 제 10항에 있어서,
    상기 확산 헤드의 상부 부분 및 상기 삽입부의 하부 부분은 상기 벤투리 디바이스 바로 위에서 1차 팽창 챔버를 규정하고, 상기 1차 팽창 챔버는 상기 확산 헤드의 상기 상부 부분에 제공된 복수의 애퍼처들(apertures)을 통해 상기 확산 헤드의 외부에 있는 상기 내부 하우징 공동과 유체 소통하는,
    카트리지.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 확산 헤드의 상기 상부 부분은 상기 벤투리 디바이스에 의해 생성된 상기 확산된 액체가 상기 복수의 애퍼처들을 통하는 것 외에 상기 1차 팽창 챔버를 빠져나가는 것을 방지하는 벌크헤드(bulkhead)를 규정하는,
    카트리지.
  23. 제 10항에 있어서,
    상기 삽입부의 상기 구불구불한 통로는 상기 벤투리 디바이스에 의해 생성된 상기 확산된 액체가 상기 카트리지를 빠져나가도록 하기 위한 단독 통로를 제공하는,
    카트리지.
  24. 제 10항에 있어서,
    상기 구불구불한 통로는, 상기 제거가능 카트리지가 일시적으로 거꾸로 유지될 때 상기 삽입부를 통해 확산될 상기 액체의 흐름을 감속시키는 회선형 흐름 경로(convoluted flow pat)를 제공하도록 구성되는,
    카트리지.
  25. 제 10항에 있어서,
    확산될 상기 액체의 초기 충진 레벨은, 상기 제거가능 카트리지가 직립할 때에는 상기 벤투리 디바이스 아래에 있고, 상기 제거가능 카트리지가 서 있고 옆에 놓일 때에는 상기 카트리지 하우징의 중심축 아래에 있고,
    상기 구불구불한 통로는 회선형 흐름 경로를 제공하도록 구성되며, 상기 회선형 흐름 경로는, 상기 제거가능 카트리지가 직립할 때 상기 중심축 위의 부분을 포함하며, 확산될 상기 액체가 상기 구불구불한 통로 전체를 횡단하는 것으로부터 방지하기 위해 옆에 놓이는,
    카트리지.
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