KR20230155928A - 에어로졸 발생 장치용 친수성과 소수성 복합 성질의 세라믹 무화기 - Google Patents
에어로졸 발생 장치용 친수성과 소수성 복합 성질의 세라믹 무화기 Download PDFInfo
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Abstract
실시예들은 에어로졸 발생 장치용 친수성과 소수성 복합 성질의 세라믹 무화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 누액 방지를 위한 소수성 실리케이트, 흡습 및 흡착력을 위한 친수성 실리케이트를 보유한 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기에 관한 것이다.
실시예의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기는 세라믹 재질로 형성되는 세라믹 흡습체 및 세라믹 흡습체의 일측에 형성되는 열원을 포함하고, 세라믹 흡습체는 친수성 실리케이트로 형성되는, 액상을 흡습하기 위한 흡수부와 소수성 실리케이트로 형성되는, 누액 방지를 위한 방수부를 포함하는 단일 구조체인 것을 특징으로 한다.
실시예의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기는 세라믹 재질로 형성되는 세라믹 흡습체 및 세라믹 흡습체의 일측에 형성되는 열원을 포함하고, 세라믹 흡습체는 친수성 실리케이트로 형성되는, 액상을 흡습하기 위한 흡수부와 소수성 실리케이트로 형성되는, 누액 방지를 위한 방수부를 포함하는 단일 구조체인 것을 특징으로 한다.
Description
실시예들은 에어로졸 발생 장치용 친수성과 소수성 복합 성질의 세라믹 무화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 누액 방지를 위한 소수성 실리케이트, 흡습 및 흡착력을 위한 친수성 실리케이트를 보유한 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기에 관한 것이다.
에어로졸은 대기 중에 부유상태로 존재하는 액체 또는 고체의 작은 입자로 보통 0.001 ~ 1.0 ㎛의 크기를 갖는데, 액상으로부터 유래하는 에어로졸을 다양한 목적으로 사람이 흡입할 수 있는 에어로졸 발생 장치가 있는데, 예를 들어 액상 전자담배, 네블라이져가 있다.
일반적으로 에어로졸 발생 장치는, 배터리 및 제어 전자기기를 포함하고, 에어로졸을 형성하기 위한 액상을 저장하는 액상 카트리지를 구비한다. 또한 액상 카트리지 내의 액상을 흡수하는 심지부와 심지부를 가열하기 위한 액상 히터를 포함할 수 있다.
심지부와 액상 히터는 실질적으로 에어로졸을 발생시키는 요소라는 점에서 무화기라 불린다. 무화기는 에어로졸 발생 장치에 있어서 사용자 경험과 직결되는 핵심 요소로서, 특히 무화량, 에너지 효율, 예열 시간, 맛의 균일함 등의 에어로졸 발생 장치의 주요 품질을 좌우한다. 또한 구조 단순화나 소형화 등의 설계 요구사항을 충족시킬 필요가 있어 특히 그 개선이 요구되는 요소이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2021-0052200호는 미세입자 발생장치용 세라믹 히터 설치 구조에 대하여 개시하고 있다. 세라믹 무화기는 다공성 세라믹의 미세 기공을 에어로졸 발생 장치에서 유리하게 활용할 수 있다는 점에서 착안하여 연구되었다. 그러나 아직은 신규한 기술로서, 세라믹 히터의 에너지 효율을 높이면서도 양산성을 확보할 히터 구조의 연구개발이 필요하다.
실시예들은 더욱 개선된 구조와 성능의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 실시예들은 세라믹 재질의 무화기에 있어서 단순한 구조와 공정으로 누액 방지가 가능한 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 실시예들은 세라믹 재질을 채택하여 흡습성과 열전달력, 내열성이 개선된 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기는, 세라믹 재질로 형성되는 세라믹 흡습체 및 세라믹 흡습체의 일측에 형성되는 열원을 포함하고, 세라믹 흡습체는 친수성 실리케이트로 형성되는, 액상을 흡습하기 위한 흡수부와 소수성 실리케이트로 형성되는, 누액 방지를 위한 방수부를 포함하는 단일 구조체인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기는, 세라믹 흡습체의 재질은 마그네슘 실리케이트, 알루미늄 실리케이트, 규산 실리케이트, 제올라이트, 산화 티탄, 탄화 티탄, 지르코니아, 실리카, 탄화규소, 질화규소, 뮬라이트, 코디어라이트, 탄화 텅스텐, 탄화 지르코늄, 질화 알루미늄 중 어느 하나 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기는, 방수부는 흡수부의 외측에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기는, 흡수부는 다면을 보유하고, 적어도 2 면이 방수부에 막혀 있지 않고 노출되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기는, 열원은 흡수부의 다면 중 방수부에 막혀 있지 않고 노출되는 면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기는, 열원은 세라믹 흡습체의 일면에 프린팅 공정으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기는, 열원의 재질은 SUS, 칸탈(Kanthal), Ni-Cr, 그래핀 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기는, 흡수부는 세라믹 비드 또는 파우더를 소결하여 형성되고, 모세관 현상으로 액상을 흡수하여 담지하는 미세기공을 포함하여 소정의 기공률을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기는, 흡수부는 직경이 10 ㎛ 내지 300 ㎛인 세라믹 비드를 소결하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기는, 미세기공은 직경이 5 ㎛ 내지 75 ㎛인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기는, 흡수부의 기공률은 30 % 내지 70 %인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기는, 흡수부는 기공 형성을 위한 조공제를 첨가한 세라믹 파우더를 소결하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기는, 기공 형성을 위한 조공제의 첨가량은 원료 분말 대비 중량비 10 wt% 내지 40 wt%인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치는, 상기 어느 실시예의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기, 에어로졸로 변환되기 위한 액상을 저장하는 액상 탱크, 에어로졸이 사용자에게 흡입되기 위한 흡입 유동을 제공하는 기류패스, 적어도 세라믹 무화기의 발열을 제어하기 위한 제어부 및 전원 공급을 위한 배터리를 포함하고, 액상 탱크에 저장된 액상이 세라믹 무화기의 흡수부로 흡수될 수 있도록 세라믹 무화기와 액상 탱크가 서로 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.
실시예들에 따르면, 친수성과 소수성 실리케이트의 복합 구조로 액상 형태의 에어로졸 발생 기재를 잘 흡수하면서도 외부로는 누출되지 않도록 하여 기기 내부의 청결을 유지할 수 있는 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기를 제공할 수 있다.
또한 실시예들에 따르면, 한번의 소결 공정으로 친수성과 소수성 실리케이트의 복합 구조로 세라믹 무화기를 제조할 수 있어 구조와 공정이 단순한 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기(100)의 측단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기(100)가 액상 탱크(200)와 결합한 모습을 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예의 세라믹 흡습체(110)의 일면에 형성된 열원(120)을 설명하기 위한 상면도(a)와 하면도(b),
도 4 내지 도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 세라믹 무화기(100) 및 그와 결합한 액상 탱크(200)의 모습을 도시한 사시도와 단면도,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기(100)를 포함하는 에어로졸 발생 장치(1)를 개념적으로 도시한 내부 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기(100)가 액상 탱크(200)와 결합한 모습을 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예의 세라믹 흡습체(110)의 일면에 형성된 열원(120)을 설명하기 위한 상면도(a)와 하면도(b),
도 4 내지 도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 세라믹 무화기(100) 및 그와 결합한 액상 탱크(200)의 모습을 도시한 사시도와 단면도,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기(100)를 포함하는 에어로졸 발생 장치(1)를 개념적으로 도시한 내부 구성도이다.
이하 도면을 참조하여 실시예들에 대해 설명한다.
실시예들의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기는 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 실시예들에서의 에어로졸 형성 기재는 예를 들면, 각초, 향료, 니코틴, VG(식물성 글리세린), PG(플로필렌 글리콜) 등 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 혼합 물질이며, 에어로졸 형성 물품 또는 흡연 물품은 일련의 적층 구조인 필터부와, 냉각부 및 에어로졸 형성 기재층(예를 들면, 각초, 향료, 니코틴, VG(식물성 글리세린), PG(플로필렌 글리콜) 등 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 혼합 물질임)을 포함하여 구성된다. 또는 에어로졸 형성 기재는 액상이나 겔(gel)의 형태로 액상 탱크 내에 저장될 수 있다.
실시예들의 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기는 에어로졸 발생 장치 내에 배터리와 제어부와 함께 포함되어 사용자 또는 자동적인 제어에 의해 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸을 발생시켜 사용자가 이를 흡입할 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기(100)의 측단면도이다. 실시예에서 세라믹 무화기(100)는 세라믹 재질로 형성되는 세라믹 흡습체(110)와 세라믹 흡습체(110)의 일측에 형성되는 열원(120)을 포함한다. 또한, 특히 세라믹 흡습체(110)는 친수성 실리케이트로 형성되는, 액상을 흡습하기 위한 흡수부(111)와 소수성 실리케이트로 형성되는, 누액 방지를 위한 방수부(112)를 포함하는 단일 구조체인 것을 특징으로 한다.
세라믹 흡습체(110)의 재질을 예로 들면, 마그네슘 실리케이트, 알루미늄 실리케이트, 규산 실리케이트, 제올라이트, 산화 티탄, 탄화 티탄, 지르코니아, 실리카, 탄화규소, 질화규소, 뮬라이트, 코디어라이트, 탄화 텅스텐, 탄화 지르코늄, 질화 알루미늄 중 어느 하나 또는 이들의 조합일 수 있다. 세라믹 흡습체(110)는 파우더형 또는 비드형의 상기의 예시와 같은 세라믹 재질을 적층하고 소결하여 제조할 수 있다.
상술된 비드의 제조 공정으로, 실리케이트 파우더와 바인더 및 기공재를 혼합하여, 스프레이 드라이어(spray drier)나, 질소 drip 이후에 냉동 건조되어 비드로 제조된다. 다음으로, 비드와 바인더 및 기공재를 혼합하여 프레스 금형이나 사출 금형을 통하여 원하는 형태에서 자연 건조 또는 열풍 건조하여 소결시킨다.
파우더 형의 제조 공정으로, 분말과 조공제(기공형성제)을 혼합하여 프레스 금형이나 사출 금형을 통하여 원하는 형태에서 자연 건조 또는 열풍 건조하여 소결시킨다.
혼합형의 제조 공정으로, 실리케이트 비드와 파우더와 바인더 및 조공제를 혼합하여 프레스 금형이나 사출 금형을 통하여 원하는 형태에서 자연 건조 또는 열풍 건조하여 소결시킨다.
이러한 공정에 있어서, 세라믹 흡습체(110) 중 흡수부(111)는 특히 친수성 실리케이트 재질로 형성되고, 방수부(112)는 소수성 실리케이트로 형성될 수 있다. 여기에서 친수성 실리케이트 재질이라 함은 재료 본연의 성질이 친수성인 경우와, 재료 본연의 성질이 친수성은 아니지만 친수성 가공을 부가하는 것으로 친수성을 띄는 경우를 포함한다. 또한 여기에서 소수성 실리케이트 재질이라 함은 재료 본연의 성질이 소수성인 경우와, 재료의 본연의 성질이 소수성은 아니지만, 소수성 가공을 부가하는 것으로 소수성을 띄는 경우를 포함한다.
특히 흡수부(111)는 친수성의 다공성 세라믹 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 흡수부(111)는 모세관 현상으로 액상을 흡수하여 담지하는(상온에서 공기 중에 노출시켰을 때 액상이 흘러나오지 않는 정도로 액상을 보유하는) 미세기공을 포함하여, 소정의 기공률을 형성한다. 흡수부(111)가 친수성 재질인 경우, 표면장력이 작아져 액상의 흡수력이 증가할 수 있다.
파우더형 또는 비드형의 다공성 세라믹을 적층하여 소결하여 흡수부(111)를 제조할 수 있다. 다공성 세라믹은 흡습되는 액상의 점도에 고려한 기공 직경, 기공율, 비드 크기 등을 지닌다.
방수부(112)는 소수성 실리케이트로 형성되어, 흡수부(111)와 비교하여 액상의 흡수력이 현저히 떨어진다. 이에 따라 흡수부(111)에 담지된 액상 또는 액상 탱크에 저장된 액상과 접촉하여도 그 액상을 거의 흡수하지 않아 누액 방지의 역할을 수행할 수 있다. 방수부(112)는 역시 세라믹을 적층하고 소결하여 형성될 수 있다. 따라서 흡수부(111)와 방수부(112)는 동일한 소결 공정을 거쳐 동시에 하나의 구조체인 세라믹 흡습체(110)로 제조될 수 있다.
흡수부(111)는 특히 직경이 10 ㎛ 내지 300 ㎛인 세라믹 비드를 소결하여 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 흡수부(111)가 보유하는 미세기공의 직경은 5 ㎛ 내지 75 ㎛인 것이 액상 형태의 에어로졸 형성 기재를 잘 흡수할 수 있어 바람직하다. 또한 흡수부(111)의 기공률은 30 % 내지 70 %인 것이 바람직하다. 또한 흡수부(111)는 기공 형성을 위한 조공제를 첨가한 세라믹 파우더를 소결하여 형성될 수 있으며, 이 때 기공 형성을 위한 조공제의 첨가량은 원료 분말 대비 중량비 10 wt% 내지 40 wt%인 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기(100)가 에어로졸로 변환되기 위한 액상을 저장하는 액상 탱크(200)와 결합한 모습을 나타낸 단면도이다. 방수부(112)는 흡수부(111)에 담지된 액상의 누액을 방지하는 역할을 하므로 방수부(112)는 흡수부(111)의 외측을 감싸도록 형성되는 것이 바람직하다. 도 1과 도 2의 실시예에서 방수부(112)는 흡수부(111)의 측면과 하면 일부를 감싸도록 형성되었다. 흡수부(111)는 에어로졸로 변환하기 위한 액상을 잘 흡수할 수 있도록 다면으로 형성되는 것이 바람직하고, 그 중 적어도 2 면이 방수부(112)에 막혀 있지 않고 노출되는 것이 바람직하다. 즉 방수부(112)에 의해 막혀 있지 않고 노출되는 흡수부(111)의 일면에 열원(120)을 형성하면, 해당 면은 열원(120)의 가열에 의해 에어로졸이 발생하는 무화면으로서의 역할을 수행할 수 있다. 또한 방수부(112)에 의해 막혀 있지 않고 노출되는 흡수부(111)의 나머지 면에 액상을 접촉시켜 흡수면으로서의 역할을 수행하도록 할 수 있다. 도 2의 실시예에서 흡수부(111)의 노출된 면 중 상면으로 액상 탱크(200)의 액상을 흡수하고, 그 하면에는 열원(120)을 형성하여 무화면으로 사용하고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 세라믹 흡습체(110)의 일면에 형성된 열원(120)을 설명하기 위한 상면도(a)와 하면도(b)이다. 실시예에 따라 열원(120)은 세라믹 흡습체(110)의 표면 또는 표면 인근에 형성되며, 특히 바람직하게는 프린팅 공정으로 형성된다. 열원(120)의 재질은 SUS, 칸탈(Kanthal), Ni-Cr, 그래핀 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 상기 재질의 잉크를 사용하여 세라믹 흡습체(110)의 일면에 열선 패턴을 인쇄하여, 일단 소결 후에는 가공이 어려운 세라믹 흡습체(110)의 표면에 복잡한 형태의 열원(120)을 용이하게 형성할 수 있다. 또는 열원(120)은 세라믹 흡습체(110)의 소결 전 또는 소결 중, 열선을 인서트하여 형성될 수 있다. 상기 열원(120)과 전기적으로 연결되는 접속 패드(130)도 동일한 방식으로 세라믹 흡습체(110)의 일면에 형성하여 전력을 공급받게 할 수 있다.
실시예에 따라 열원(120)은 세라믹 흡습체(110)의 평평한 표면에, 또는 볼록한 표면에 또는 오목한 표면에 형성될 수 있다. 열선(120)은 전기가 흐르며 발열하여, 액상 형태로 세라믹 흡습체(110), 특히 흡수부(111)에 흡수된 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다.
도 4 내지 도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 세라믹 무화기(100) 및 그와 결합한 액상 탱크(200)의 모습을 도시한 사시도와 단면도이다. 본 발명의 일 실시예를 나타낸 도 4에 있어서 (a)는 세라믹 흡습체(110)의 사시도, (b)와 (c)는 각각 세라믹 무화기(100)가 액상 탱크(200)와 결합한 모습을 예시한 단면도와 사시도이다. 세라믹 무화기(100)에 포함된 세라믹 흡습체(110)는 원통형의 흡수부(111)와 그 하단 측면을 감싸는 방수부(112)로 형성된다. 열원(120)은 흡수부(111)의 하면에 형성되었다. 액상 탱크(200)는 흡수면인 흡수부(111)의 상면과 상단 측면으로 액상이 흡수될 수 있도록 세라믹 무화기(100)와 결합하였다. 흡수부(111)의 하단 측면으로 액상이 누출되지 않도록 방수부(112)가 둘러싸고 있으며, 열원(120)이 형성된 흡수부(111)의 하면에서 에어로졸이 발생하게 된다.
본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 도 5에 있어서 (a)는 세라믹 흡습체(110)의 사시도, (b)와 (c)는 각각 세라믹 무화기(100)가 액상 탱크(200)와 결합한 모습을 예시한 단면도와 사시도이다. 세라믹 흡습체(110)는 납작한 원통형의 흡수부(111)와, 그 하단에 형성되는 그릇형의 방수부(112)로 형성된다. 열원(120)은 역시 흡수부(111)의 하면에 형성되었다. 본 실시예에서 흡수부(111)의 상면으로 액상이 흡수되고 열원(120)이 존재하는 하면에서 에어로졸이 발생한다. 이 때 흡수부(111)의 하면을 막는 방수부(120)에 에어로졸 방출홀(미도시)을 형성하여 하단으로 에어로졸이 방출되게 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 도 6에 있어서 (a)는 세라믹 흡습체(110)의 사시도, (b)와 (c)는 각각 세라믹 무화기(100)가 액상 탱크(200)와 결합한 모습을 예시한 단면도와 사시도이다. 세라믹 흡습체(110)는 원통형의 흡수부(111)와 그 하단 바닥면(측면을 제외한)을 감싸는 방수부(112)로 형성된다. 열원(120)은 역시 흡수부(111)의 하면에 형성되었다. 본 실시예에서 흡수부(111)의 상면으로 액상이 흡수되고 열원(120)이 존재하는 하면에서 에어로졸이 발생한다. 이 때 흡수부(111)의 하면을 막는 방수부(120)에 에어로졸 방출홀(미도시)을 형성하여 하단으로 에어로졸이 방출되게 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 도 7에 있어서 (a)는 세라믹 흡습체(110)의 사시도, (b)와 (c)는 각각 세라믹 무화기(100)가 액상 탱크(200)와 결합한 모습을 예시한 단면도와 사시도이다. 세라믹 흡습체(110)는 긴 원통형의 흡수부(111)와 그 하단부를 파이프처럼 감싸는 방수부(112)로 형성된다. 열원(120)은 흡수부(111)의 하단 측면에 형성되었다. 액상 탱크(200)는 흡수면인 흡수부(111)의 상면과 상단 측면으로 액상이 흡수될 수 있도록 세라믹 무화기(100)와 결합하였다. 흡수부(111)의 하단 측면으로 액상이 누출되지 않도록 방수부(112)가 둘러싸고 있으며, 열원(120)이 형성된 흡수부(111)의 측면에서 에어로졸이 발생하게 된다.
본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 도 8에 있어서 (a)는 세라믹 흡습체(110)의 사시도, (b)와 (c)는 각각 세라믹 무화기(100)가 액상 탱크(200)와 결합한 모습을 예시한 단면도와 사시도이다. 세라믹 흡습체(110)는 짧은 원통형의 흡수부(111)와 그 하면과 측면을 감싸고, 더욱 길게 상단으로 연장하는 파이프형의 방수부(112)로 형성된다. 열원(120)은 흡수부(111)의 하면에 형성되었다. 액상은 액상 탱크(200)에서 방수부(112) 내측으로 흘러내려 흡수부(111)의 상면으로 흡수될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 도 9에 있어서 (a)는 세라믹 흡습체(110)의 사시도, (b)와 (c)는 각각 세라믹 무화기(100)가 액상 탱크(200)와 결합한 모습을 예시한 단면도와 사시도이다. 세라믹 흡습체(110)는 원통형의 흡수부(111)와 그 하면을 제외한 전면을 감싸는 방수부(112)로 형성된다. 열원(120)은 흡수부(111)의 하면에 형성되었다. 또한 흡수부(111)에는 상단에서 하단으로 길게 연장하는 홀(hole)의 형태인 기류 통로(h)가 형성되어 그 하면에서 생성된 에어로졸이 상단으로 이동할 수 있다.
이상 설명하고 도시한 실시예들에서 세라믹 흡습체(110)의 전체적인 외곽(단면 형상)은 원형이었으나 이로 한정되는 것은 아니며 사각형이나 다각형이나 타원형의 외곽 형상도 상정할 수 있다.
도 10는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 액상 탱크(200)와 결합한 세라믹 무화기(100)를 개략적으로 도시한 단면도이다. 세라믹 흡습체(110)는 액상과의 접촉 면적을 넓히기 위한 절곡형으로서 액상 탱크(200)의 코너 부분에 결합하고, 흡수부(111)가 액상과 접하는 면의 반대편 면에는 열원(120)을 구비하고 액상의 누출을 막도록 방수부(112)로 감싼 형상이다. 도 9와 도 10에서 화살표는 기류의 이동 경로를 예시적으로 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기(100)를 포함하는 에어로졸 발생 장치(1)의 내부 구성도를 개념적으로 도시한 것이다. 본 실시예에서 에어로졸 발생 장치(1)는 다른 구성요소들을 수용하고 보고하는 케이스(10)와 본 발명의 어느 실시예의 세라믹 무화기(100)와 에어로졸로 변환되기 위한 액상(에어로졸 형성 기재)을 저장하는 액상 탱크(200)와, 에어로졸이 사용자에게 흡입되기 위한 흡입 유동을 제공하는 기류패스(300)와, 적어도 세라믹 무화기(100)의 발열을 제어하기 위한 제어부(400)와 전원 공급을 위한 배터리(500)를 포함할 수 있다. 특히 세라믹 무화기(100)와 액상 탱크(200)는 액상 탱크(200)에 저장된 액상이 세라믹 무화기(100)의 흡수부(111)로 흡수될 수 있도록 서로 결합되어 액상 탱크(200)의 액상을 세라믹 무화기(100)의 세라믹 흡습체(110), 특히 흡수부(111)가 흡수하며 심지 역할을 한다. 제어부(400)는 세라믹 무화기(100)의 접속 패드(130)와 전기적으로 연결되어 최종적으로 열원(120)이 발열할 수 있도록 전기를 공급하고, 이에 따라 세라믹 흡습체(110)의 흡수부(111)에 흡수된 액상이 가열될 수 있다. 액상이 가열되며, 무화부(S)에서 에어로졸이 발생하고, 사용자는 필터 또는 드립팁(1000)을 통하여 에어로졸을 흡입할 수 있고, 이 때의 흡입 유동은 기류패스(300)에 의해 공급될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100: 세라믹 무화기
110: 세라믹 흡습체
111: 흡수부 112: 방수부
120: 열원 130: 접속 패드
200: 액상 탱크 300: 기류패스
400: 제어부 500: 배터리
111: 흡수부 112: 방수부
120: 열원 130: 접속 패드
200: 액상 탱크 300: 기류패스
400: 제어부 500: 배터리
Claims (14)
- 세라믹 재질로 형성되는 세라믹 흡습체; 및
세라믹 흡습체의 일측에 형성되는 열원;을 포함하고,
세라믹 흡습체는 친수성 실리케이트로 형성되는, 액상을 흡습하기 위한 흡수부와 소수성 실리케이트로 형성되는, 누액 방지를 위한 방수부를 포함하는 단일 구조체인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기. - 제1항에 있어서,
세라믹 흡습체의 재질은 마그네슘 실리케이트, 알루미늄 실리케이트, 규산 실리케이트, 제올라이트, 산화 티탄, 탄화 티탄, 지르코니아, 실리카, 탄화규소, 질화규소, 뮬라이트, 코디어라이트, 탄화 텅스텐, 탄화 지르코늄, 질화 알루미늄 중 어느 하나 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기. - 제1항에 있어서,
방수부는 흡수부의 외측에 형성되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기. - 제3항에 있어서,
흡수부는 다면을 보유하고, 적어도 2 면이 방수부에 막혀 있지 않고 노출되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기. - 제4항에 있어서,
열원은 흡수부의 다면 중 방수부에 막혀 있지 않고 노출되는 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기. - 제1항에 있어서,
열원은 세라믹 흡습체의 일면에 프린팅 공정으로 형성되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기. - 제6항에 있어서,
열원의 재질은 SUS, 칸탈(Kanthal), Ni-Cr, 그래핀 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기. - 제1항에 있어서,
흡수부는 세라믹 비드 또는 파우더를 소결하여 형성되고, 모세관 현상으로 액상을 흡수하여 담지하는 미세기공을 포함하여 소정의 기공률을 형성하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기. - 제8항에 있어서,
흡수부는 직경이 10 ㎛ 내지 300 ㎛인 세라믹 비드를 소결하여 형성되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기. - 제8항에 있어서,
미세기공은 직경이 5 ㎛ 내지 75 ㎛인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기. - 제8항에 있어서,
흡수부의 기공률은 30 % 내지 70 %인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기. - 제8항에 있어서,
흡수부는 기공 형성을 위한 조공제를 첨가한 세라믹 파우더를 소결하여 형성되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기. - 제12항에 있어서,
기공 형성을 위한 조공제의 첨가량은 원료 분말 대비 중량비 10 wt% 내지 40 wt%인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기. - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생 장치용 세라믹 무화기;
에어로졸로 변환되기 위한 액상을 저장하는 액상 탱크;
에어로졸이 사용자에게 흡입되기 위한 흡입 유동을 제공하는 기류패스;
적어도 세라믹 무화기의 발열을 제어하기 위한 제어부; 및
전원 공급을 위한 배터리;를 포함하고,
액상 탱크에 저장된 액상이 세라믹 무화기의 흡수부로 흡수될 수 있도록 세라믹 무화기와 액상 탱크가 서로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
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| KR1020220078111A KR20230155928A (ko) | 2022-05-04 | 2022-06-27 | 에어로졸 발생 장치용 친수성과 소수성 복합 성질의 세라믹 무화기 |
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2022
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |