KR20240012162A - 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 세라믹 히터를 구비하는 액상 카트리지에 관한 것이다.
본 발명은 액상을 저장하며, 액상이 기화되어 발생하는 미세 입자를 흡입할 수 있는 유로가 형성된 케이스; 케이스 내에 결합되며, 액상을 흡수하여 담지하는 다공성 세라믹; 다공성 세라믹에 결합되며, 전류가 인가되면 발열하는 열선; 다공성 세라믹의 외표면에 위치하며, 열선의 양 단부와 연결되는 한 쌍의 패드; 및 케이스에 설치되며 일단은 패드와 접촉하며 타단은 외부 전원과 접촉하는 단자;를 포함하며, 열선의 발열에 의해 다공성 세라믹이 담지하고 있는 액상이 기화되는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터를 구비하는 액상 카트리지를 제공한다.
본 발명은 액상을 저장하며, 액상이 기화되어 발생하는 미세 입자를 흡입할 수 있는 유로가 형성된 케이스; 케이스 내에 결합되며, 액상을 흡수하여 담지하는 다공성 세라믹; 다공성 세라믹에 결합되며, 전류가 인가되면 발열하는 열선; 다공성 세라믹의 외표면에 위치하며, 열선의 양 단부와 연결되는 한 쌍의 패드; 및 케이스에 설치되며 일단은 패드와 접촉하며 타단은 외부 전원과 접촉하는 단자;를 포함하며, 열선의 발열에 의해 다공성 세라믹이 담지하고 있는 액상이 기화되는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터를 구비하는 액상 카트리지를 제공한다.
Description
본 발명은 세라믹 히터를 구비하는 액상 카트리지에 관한 것이다.
도 1는 종래 기술에 따른 미세입자 발생장치의 기화부를 상부에서 바라본 도면, 도 2는 종래 기술에 따른 미세입자 발생장치의 기화부를 하부에서 바라본 도면이다.
미세입자 발생장치의 기화부는, 액상을 흡수하여 담지하는 다공성 세라믹(12)과 다공성 세라믹(12)의 하면에 부착되어 액상을 가열하여 기화시키는 발열체(12a)을 포함한다. 다공성 세라믹(12a)의 표면에 부착된 발열체(12a)에는 발열체(12a)로 전류를 인가하는 전원선(12b)이 연결될 수 있다.
다공성 세라믹(12)은 중앙에 액상이 담길 수 있는 저수조 역할을 하는 요홈(12c)을 포함하고 있다. 액상이 담길 수 있는 저수조를 구비함으로써, 다공성 세라믹(12)의 기공 내로 좀 더 안정적으로 액상을 지속적으로 공급할 수 있다는 장점이 있다.
그런데, 종래의 다공성 세라믹 히터는 발열체(12a)가 다공성 세라믹(12) 내에 매립되거나 표면에 부착되어 발열체(12a)가 부착된 면에서는 액상의 기화가 이루어지지 못해 기화면이 협소하다는 단점이 있었다.
실시예는 다공성 세라믹 구조체의 기화면을 면적을 증대시킬 수 있도록 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예는, 다공성 세라믹 입자로 제조되며, 일면에 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 구조체; 및 돌출부 상에 설치되며 전원의 인가에 의해 발열하는 열선;을 포함하는 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터를 제공한다.
또한 실시예의 다른 일 예로, 열선 배치용 돌출부는 돌출면에 브레이징용 합금이 설치되며, 열선은 브레이징용 합금에 브레이징 접합되는 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터를 제공한다.
또한 실시예의 다른 일 예로, 열선은 Ni, Cr, Ti, Cu, Fe, Mo, 그래핀, 칸탈 중 적어도 어느 하나 이상으로 제조되는 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터를 제공한다.
또한 실시예의 다른 일 예로, 열선의 두께는 0.05 ~ 0.3mm인 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터를 제공한다.
또한 실시예의 다른 일 예로, 열선의 너비는 0.1 ~ 0.5mm인 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터를 제공한다.
또한 실시예의 다른 일 예로, 열선의 발열 온도는 150~600℃인 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터를 제공한다.
또한 실시예의 다른 일 예로, 열선의 저항은 0.5~2.0Ω인 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터를 제공한다.
또한 실시예의 다른 일 예로, 열선 배치용 돌출부의 돌출 높이는 열선의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터를 제공한다.
또한 실시예의 다른 일 예로, 열선 배치용 돌출부의 돌출 높이는 0.1~1mm인 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터를 제공한다.
또한 실시예의 다른 일 예로, 브레이징 합금의 재질은 Ti, Mo, W, Mo+W, Ag, Ag+Pd or Pt, Mo-Mn 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터를 제공한다.
또한 실시예의 다른 일 예로, 브레이징 합금의 너비는 열선의 너비보다 큰 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터를 제공한다.
실시예가 제공하는 세라믹 히터는, 다공성 세라믹 구조체가 돌출부를 가지고, 돌출부 상에 열선을 배치함으로써 돌출부의 측면을 기화면으로 활용할 수 있어, 히터의 기화면의 면적을 확대하여 무화량을 증대시킬 수 있다는 장점이 있다.
도 1는 종래 기술에 따른 미세입자 발생장치의 기화부를 상부에서 바라본 도면,
도 2는 종래 기술에 따른 미세입자 발생장치의 기화부를 하부에서 바라본 도면,
도 3은 실시예에 따른 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터의 사시도,
도 4는 실시예에 따른 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터의 부분 단면도.
도 2는 종래 기술에 따른 미세입자 발생장치의 기화부를 하부에서 바라본 도면,
도 3은 실시예에 따른 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터의 사시도,
도 4는 실시예에 따른 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터의 부분 단면도.
이하, 도면을 참조하여 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 실시예에 따른 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터의 사시도, 도 4는 실시예에 따른 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터의 부분 단면도이다.
실시예에 따른 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터(100)는 다공성 세라믹으로 제조되는 세라믹 구조체(110)에 열선(130)이 설치되어, 액상을 흡수하고 있는 세라믹 구조체(110)를 열선(130)이 가열함으로써 액상이 기화시켜 에어로졸화 하는 부품이다.
세라믹 구조체(110)는 WC, ZrC ,AlN, ZrO₂, Al₂O₃, TiO₂, SiC, SiO₂, Si₃N₄, Cordierite, Mullite, Spodumene 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질을 소결하여 제조할 수 있다. 이때, 액상의 원활한 공급을 위해 세라믹 구조체(110)의 기공률은 40~70%인 것이 바람직하다. 세라믹 구조체(110)의 제조 시, WC, ZrC ,AlN, ZrO₂, Al₂O₃, TiO₂, SiC, SiO₂, Si₃N₄, Cordierite, Mullite, Spodumene 비드 사이즈는 5 ~ 100μm인 것이 바람직하다. 이때, 세라믹 구조체(110)는 2kgf 이상의 파괴 강도를 가지는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 세라믹 구조체(110)에는 열선(130)이 결합된다. 이때 열선(130)은 세라믹 구조체(110)과 결합된 길이를 최대한 길게 하여 발열량을 늘리기 위해, 적어도 2회 이상 굴곡되게 형성할 수 있다.
이때, 평면의 세라믹 구조체(110)에 열선(130)이 결합되면, 열선(130)에 의해 가려지는 면적은 액상 기화에 이용될 수 없다는 단점이 있다. 따라서 세라믹 구조체(110)는 기화면을 최대화하기 위해 열선 배치용 돌출부(120)가 구비되고, 열선 배치용 돌출부(120) 상에 열선(130)이 배치됨으로써, 돌출부(120)의 측면과 돌출부(120)의 상면 중 열선(130)에 의해 가려지지 않는 부분이 기화면으로 활용될 수 있다. 따라서 세라믹 구조체(110)의 기화면 면적을 확대할 수 있다.
열선(130)은 Ni, Cr, Ti, Cu, Fe, Mo, 그래핀, 칸탈 중 적어도 어느 하나 이상으로 제조되며, 열선(130)의 두께는 0.05 ~ 0.3mm이고, 열선의 너비는 0.1 ~ 0.5mm인 것이 바람직하다.
한편, 열선(130)의 발열 온도는 150~600℃이고, 열선(130)의 저항은 0.5~2.0Ω인 것이 바람직하다.
열선 배치용 돌출부(120)의 돌출 높이는 0.1~1mm로, 열선 배치용 돌출부(120)의 돌출 높이가 열선(130)의 두께보다 큰 것이 바람직하다.
한편, 열선(130)과 세라믹 구조체(110)는 이종 재질로 접합이 쉽지 않을 수 있다. 이를 위해, 세라믹 구조체(110)의 소결 형성 시에, 돌출부(120)의 상면으로 노출되는 브레이징 접합용 브레이징 합금(140)을 더 구비할 수 있다. 브레이징 합금(140)에 열선(130)이 브레이징 접합되도록 함으로써 열선(130)의 접합력을 향상시킬 수 있다.
브레이징 합금(140)의 재질은 Ti, Mo, W, Mo+W, Ag, Ag+Pd or Pt, Mo-Mn 중 에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하며, 브레이징 합금(140) 상에 열선(130)이 용접되기 때문에 브레이징 합금(140)의 너비가 열선(130)의 너비보다 큰 것이 바람직하다.
한편, 브레이징 합금(140)은 열선 배치용 돌출부(120)의 상면에 배치되므로, 브레이징 합금(140)의 너비는 열선 배치용 돌출부(120)의 너비보다는 작은 것이 바람직하다. 즉, 열선 배치용 돌출부(120)의 단면이 가장 넓고, 그 다음으로 브레이징 합금(140)의 너비가 넓으며, 열선(130)의 단면이 가장 좁은 것이 바람직하다.
열선 배치용 돌출부(120)의 측면 및, 브레이징 합금(140)에 의해 가려지지 않는 열선 배치용 돌출부(120)의 상면 일부가 액상의 기화가 일어날 수 있는 기화면으로 활용될 수 있다. 따라서 동일 단면적을 가지는 세라믹 히터(100)에서 기화면의 면적을 더 증가시킬 수 있다는 장점이 있다.
Claims (11)
- 다공성 세라믹 입자로 제조되며, 일면에 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 구조체; 및
돌출부 상에 설치되며 전원의 인가에 의해 발열하는 열선;을 포함하는 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터. - 제1항에 있어서,
열선 배치용 돌출부는 돌출면에 브레이징용 합금이 설치되며,
열선은 브레이징용 합금에 브레이징 접합되는 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터. - 제1항에 있어서,
열선은 Ni, Cr, Ti, Cu, Fe, Mo, 그래핀, 칸탈 중 적어도 어느 하나 이상으로 제조되는 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터. - 제1항에 있어서,
열선의 두께는 0.05 ~ 0.3mm인 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터. - 제1항에 있어서,
열선의 너비는 0.1 ~ 0.5mm인 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터. - 제1항에 있어서,
열선의 발열 온도는 150~600℃인 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터. - 제1항에 있어서,
열선의 저항은 0.5~2.0Ω인 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터. - 제1항에 있어서,
열선 배치용 돌출부의 돌출 높이는 열선의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터. - 제1항에 있어서,
열선 배치용 돌출부의 돌출 높이는 0.1~1mm인 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터. - 제2항에 있어서,
브레이징 합금의 재질은 Ti, Mo, W, Mo+W, Ag, Ag+Pd or Pt, Mo-Mn 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터. - 제2항에 있어서,
브레이징 합금의 너비는 열선의 너비보다 큰 것을 특징으로 하는 열선 배치용 돌출부를 구비하는 세라믹 히터.
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