JP7299646B2

JP7299646B2 - 加熱モジュール及び霧化装置

Info

Publication number: JP7299646B2
Application number: JP2021573397A
Authority: JP
Inventors: 陳平
Original assignee: 深▲ゼン▼市華誠達精密工業有限公司
Priority date: 2020-09-28
Filing date: 2020-09-28
Publication date: 2023-06-28
Anticipated expiration: 2040-09-28
Also published as: US12232536B2; EP4218452A4; EP4218452B1; WO2022061926A1; KR20220044161A; US20220361579A1; CA3154808A1; KR102717247B1; EP4218452A1; JP2022552760A

Description

本発明は、多孔導液体を応用する加熱霧化の技術分野に関し、特に、円滑に導液する多孔導液体、加熱モジュール及び霧化装置に関する。

多孔導液体は、霧化モジュールにおいて主に液体の伝達に用いられる。多孔導液体は、霧化装置に応用されることが多く、霧化装置内の液体を発熱体に伝達して加熱により霧化する。通常、導液体は、一方の側又は１つの面が液体と接触し、もう１つの面に発熱体が設けられて外部の空気と接触する。導液体の役割は、霧化装置内の液体を発熱体に伝達し、加熱により霧化することである。導液体の多孔構造は、霧化器の貯液タンク内の液体を外気と接続する経路となる。液体を搬送する際には、主に、導液体内部の多孔経路によって搬送する。しかし、実際の使用過程では、液体の消費に伴って、貯液タンク内の液体が消費されるため、貯液タンク内の空間の気圧が外部の大気圧よりも小さくなる。そして、気圧の差が過剰になると、外気が多孔導液体内の多孔経路を通じて貯液タンク内に搬送される結果、空気が導液体内の多孔経路の一部を占有してしまう。このとき、ちょうど発熱領域の多孔経路を占有してしまうと、液体を速やかに搬送し得なくなることで、発熱領域の発熱体に導液不良による部分的な高温が生じて焦げ付くとの問題が発生し、ユーザエクスペリエンスに影響を及ぼす。

本発明が解決しようとする技術的課題は、関連技術における上記の欠点に対し、導液と換気を分離した多孔導液体の構造を提供することで、多孔導液体内における液体供給用と換気用の多孔経路を分離して、発熱領域の導液をいっそう円滑にするとの目的を達成することである。

本発明が技術的課題を解決するために採用する技術方案は以下の通りである。即ち、円滑に導液する多孔導液体を提供する。導液体は多孔材質からなる。前記導液体には、内側及び外側を含む中空空間が設けられている。前記内側又は前記外側は液体と接触するために用いられる。前記内側又は前記外側には気体交換凹部が設けられており、これにより前記導液体に薄壁が形成される。気体が前記薄壁部分を通過するよう、前記薄壁の壁厚は、前記内側と前記外側の間の壁厚よりも小さくなっている。

好ましくは、前記気体交換凹部は孔状又は溝状をなしている。

好ましくは、前記中空空間は前記導液体の上側に設けられる貯液槽である。

好ましくは、前記気体交換凹部は前記貯液槽の底部に位置し、貯液槽の底部には給液孔が設けられている。前記給液孔は止まり穴である。気体交換凹部により形成される前記薄壁の壁厚は、前記給液孔の底部と導液体の外側との間の壁厚よりも小さい。

好ましくは、前記薄壁は、前記気体交換凹部の底部と前記導液体の下面との間の壁である。

好ましくは、前記薄壁は、前記気体交換凹部の側壁と前記導液体の外側との間の壁である。

好ましくは、前記導液体における前記貯液槽が設けられる側の一端のサイズは反対側の一端のサイズよりも大きく、これにより、導液体は階段状の外形を形成する。

好ましくは、前記気体交換凹部は前記貯液槽の側壁に位置する。

好ましくは、前記気体交換凹部は前記導液体の外側面に位置する。

好ましくは、前記中空空間は前記導液体を貫通しており、前記導液体は筒状又はリング状をなしている。前記気体交換凹部は外側壁又は内側壁に設置される。

好ましくは、前記気体交換凹部により形成される前記薄壁の厚みは０．１～０．５ｍｍである。

好ましくは、各前記気体交換凹部により形成される前記薄壁の面積は０．０５～１５ｍｍ^２である。

好ましくは、前記導液体の気孔率は２０～８０％の間である。

好ましくは、前記導液体の微細孔の平均直径は５～５０μｍである。

本発明が技術的課題を解決するために採用する技術方案は以下の通りである。即ち、上記の円滑に導液する多孔導液体を含むほか、更に、前記導液体に設けられる発熱体を含む加熱モジュールを提供する。前記発熱体の発熱領域は、前記気体交換凹部により形成される前記薄壁部分には位置しない。

本発明が技術的課題を解決するために採用する技術方案は以下の通りである。即ち、ハウジングと、前記ハウジングに設けられる上記の加熱モジュールを含む霧化装置を提供する。前記ハウジングには貯液タンクが設けられている。前記貯液タンクは前記導液体の前記中空空間と連通している。これにより、前記貯液タンク内の液体は前記中空空間に進入し、更に、前記導液体を通過して前記発熱体に伝達される。且つ、気体は、前記気体交換凹部を通過して前記貯液タンクに到達する。

本発明の技術方案を実施することで、少なくとも以下の有益な効果を有する。即ち、本発明の円滑に導液する多孔導液体、加熱モジュール及び霧化装置において、多孔導液体内の液体供給用と換気用の多孔経路を分離することで、発熱領域の導液をいっそう円滑にするとの目的が達成される。

以下に、図面と実施例を組み合わせて、本発明につき更に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態における導液体の平面図である。図２は、図１のＡ－Ａ位置の断面図である。図３は、本発明の一実施形態における加熱モジュールの下面図である。図４は、図３のＢ－Ｂ位置の断面図である。図５は、図１の導液体及び発熱体が液体と接触する際の液体及び気体の伝達を示す図である（給液孔の矢印は液体の伝達方向を示し、気体交換凹部の矢印は気体の伝達方向を示す）。図６は、本発明の第２実施形態における導液体の斜視図である。図７は、図６の導液体の平面図である。図８は、図６のＣ－Ｃ位置の断面図である。図９は、本発明の第３実施形態における導液体の斜視図である。図１０は、図９の導液体の平面図である。図１１は、本発明の第４実施形態における導液体の斜視図である。図１２は、図１１の導液体の平面図である。図１３は、本発明の第５実施形態における導液体の斜視図である。図１４は、図１３の導液体の平面図である。図１５は、本発明の第６実施形態における導液体及び発熱体の斜視図である。図１６は、図１５のＤ－Ｄ位置の断面図である。図１７は、図１６における導液体及び発熱体が液体と接触する際の状態の概略図である。図１８は、本発明の第７実施形態における導液体及び発熱体の斜視図である。図１９は、図１８のＥ－Ｅ位置の断面図である。図２０は、図１９における導液体及び発熱体が液体と接触する際の状態の概略図である。

本発明の技術的特徴、目的及び効果がより明瞭に理解されるよう、図面を参照して本発明の具体的実施形態につき詳細に説明する。理解すべき点として、文中に記載される「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」、「縦」、「横」、「垂直」、「水平」、「天井」、「底」、「内」、「外」、「先頭」、「末尾」等で示される向き又は位置関係は、図示に基づく向き又は位置関係であって、特定の向きによる構成及び操作は本技術方案の記載の便宜上のものにすぎず、指摘する装置又は部材が特定の向きを有さねばならないことを示すものではない。よって、本発明を制限するものと理解すべきではない。更に、説明すべき点として、別途明確に規定及び限定している場合を除き、文中に「装着する」、「連なる」、「接続する」、「固定する」「設置する」等の用語が記載されている場合には、広義に解釈すべきである。例えば、固定的な接続であってもよいし、取り外し可能な接続であってもよいし、一体をなしていてもよい。また、直接的な連なりであってもよいし、中間媒体を介した間接的な連なりであってもよいし、２つの部材の内部における連通であってもよいし、２つの部材の相互作用関係であってもよい。１つの部材がもう１つの部材の「上」又は「下」に位置するとされている場合、当該部材は、「直接的」又は「間接的」にもう１つの部材上に位置可能であり、１つ又は複数の仲介部材が存在する場合もある。また、文中に「第１」、「第２」、「第３」等の用語が記載されている場合には、本技術方案の記載の便宜上のものにすぎず、相対的な重要性を明示又は暗示していると理解すべきでも、指摘する技術的特徴の数を示唆していると理解すべきでもない。従って、「第１」、「第２」、「第３」等で限定されている特徴は、１又は複数の当該特徴を明示的又は暗示的に含み得る。当業者は、具体的状況に応じて、本発明における上記用語の具体的意味を解釈可能である。

以下の記載では、限定のためではなく説明のために、例えば、特定のシステム構造や技術といった具体的詳細事項を提示することで、本発明の実施例に対する徹底的な理解を図っている。しかし、当業者にとって明らかなように、これらの具体的詳細事項が存在しないその他の実施例でも本発明は実現可能である。また、その他の状況では、不要な詳細事項によって本発明の記載が妨げられないよう、周知のシステム、装置、回路及び方法に関する詳細な説明を省略している。

図１～２及び図５を参照して、本発明の一実施形態における円滑に導液する多孔導液体１は多孔材質からなり、好ましくは、セラミックス材質からなる。前記導液体１には、内側１１及び外側１２を含む中空空間１０が設けられている。前記内側１１又は前記外側１２は液体３と接触するために用いられる。前記内側１１又は前記外側１２には気体交換凹部１３が設けられており、これにより、前記導液体１に薄壁１４が形成されている。前記薄壁１４の壁厚は、前記内側１１と前記外側１２の間の壁厚よりも小さい。よって、気体は、前記薄壁１４を通過して導液体１の内部から外部に到達するか、導液体１の外部から内部に到達する。前記気体交換凹部１３は、孔状又は溝状をなしている。

通常、当該導液体１を霧化装置に応用する場合には、導液体１に発熱体２が設けられる。発熱体２の発熱領域２１は、薄壁１４の位置を避けて設置される。導液体１の内側１１又は外側１２は、霧化装置における貯液タンク内の液体３と接触するために用いられる。導液体１は、液体３を発熱体２に伝達して加熱により霧化する。霧化モジュールは、霧化過程で貯液タンク内の液体３を消費する。貯液タンクは密封状態となっているため、液体３の消費に伴って、貯液タンク内の空間は大きくなり、内部の気圧が外気圧よりも小さくなる。すると、気体は、導液体１を通過して貯液タンクに到達しようとし、多孔導液体１内の多孔経路を通るしかなくなるが、気体交換凹部１３が設けられていることから、気体は気体交換凹部１３の薄壁１４を通過して貯液タンクに到達する。これにより、気体が貯液タンクに進入する際に、発熱領域２１部分の導液体１の多孔経路を占有するとの事態が回避されるため、発熱領域２１に対応する導液体１の微細孔は全て液体３の伝達に使用される。こうして、多孔導液体１内の液体供給用と換気用の多孔経路を分離することで、発熱領域２１の導液をいっそう円滑にするとの目的が実現される。原理としては、多孔導液体１の気体交換凹部１３により形成される薄壁１４部分では、薄壁１４の厚みが小さく、多孔経路が短くなっている。そのため、貯液タンクと外気圧との差が小さい場合でも、外気圧によって空気を薄壁１４部分の多孔経路から貯液タンクに進入させられる。

図１～１４を参照して、これらの実施形態において、導液体１は四角形をなしている。また、前記中空空間１０は、前記導液体１の上側に設けられる貯液槽である。

図１～２及び図５を参照して、当該実施形態において、前記気体交換凹部１３は前記貯液槽の底部に位置する。また、貯液槽の底部には給液孔１５が設けられている。前記給液孔１５は止まり穴である。気体交換凹部１３により形成される前記薄壁１４の壁厚ａは、前記給液孔１５の底部と導液体１の下側との間の壁厚ｂよりも小さい。また、気体交換孔の深さは近距離給液孔１５の深さよりも大きい。前記薄壁１４は、前記気体交換凹部１３の底部と前記導液体１の下面との間の壁である。気体交換凹部１３は止まり穴であり、気体は外部から薄壁１４を通過して気体交換凹部１３に到達したあと、貯液槽に進入する。

大きな貯液槽とすれば、より多くの液体３を蓄えて導液体に供給し、消費後に吸収させることが可能となる。また、大きな貯液槽に１つ以上の近距離給液孔１５を開設すれば、導液体の外側に設けられる発熱体位置に対し、液体３をより近距離で到達させやすくなる。

原理としては、当該導液体１を霧化装置に応用する際には、導液体１に発熱体２を設置し、気体交換凹部の位置を発熱体の発熱領域２１外とする。また、深めの気体交換凹部１３とすることで薄壁１４が形成されるため、発熱領域２１における導液体１の壁厚と発熱体２の非発熱領域の間には壁厚差が形成される。こうすることで、壁厚の薄い位置では壁厚の厚い位置よりも微細孔経路が短くなるため、気体が必要とする圧力が小さくなる。よって、貯液タンク内の圧力が大気圧よりも小さくなると、気体は気体交換凹部１３におけるこの薄壁１４の位置を通って貯液タンク内に進入可能となる。これにより、気体が発熱領域２１における導液体１の微細孔を占有することがなくなるため、発熱領域２１の導液体１はいっそう円滑に液体を供給可能となる。

図６～８を参照して、当該実施形態において、前記薄壁１４は、前記気体交換凹部１３の側壁と前記導液体１の外側１２との間の壁である。この場合、前記導液体１における前記貯液槽が設けられる側の一端のサイズは反対側の一端のサイズよりも大きく、これにより、導液体１は階段状の外形を形成する。図６～８の実施形態において、貯液槽は導液体１の上側に設置され、導液体１の上端が下端よりも大きくなっている。このように、気体交換凹部１３を側壁寄りに設計して薄壁１４部分を形成することで、気体の流動方向と液体の流動方向との分離を保証可能となる。これにより、気体が液体３の毛細孔を占有することで発熱体２に対する液体３の伝達に支障をきたすとの事態が回避される。

図９～１０を参照して、当該実施形態において、前記気体交換凹部１３は前記貯液槽の側壁に位置する。また、気体交換凹部１３は孔状又は溝状をなしている。これにより、導液体１に薄壁部分が形成される。薄壁１４部分の多孔体は多孔経路が少ないため、外気流をより良好に導液体１内に進入させられる。

図１１～１４を参照して、当該実施形態において、前記気体交換凹部１３は前記導液体１の外側面に位置する。また、気体交換凹部１３は、孔状又は溝状をなして導液体に薄壁１４部分を形成するとともに、導液体１の上側に向かって開放される（図１１～１２参照）か、導液体１の上側から離隔している（図１３～１４参照）。このことは、外気が底部における発熱体２の位置から進入して給液路を占有することなく、薄壁１４部分から進入するのに都合がよく、十分な液体供給が保証される。

図１５～２０を参照して、当該実施形態において、前記中空空間１０は、上側から下側に前記導液体１を貫通している。導液体１は筒状又はリング状をなしており、前記気体交換凹部１３は外側壁（図１５～１７参照）又は内側壁（図１８～２０参照）に設置される。導液体１の内外に気圧差が形成されると、気体は薄壁１４部分から導液体１の内部における貯液用の中空空間１０に進入する。これにより、気体が中空空間１０に進入する際に液体３の多孔経路を占有するとの事態が回避されるため、液体３が十分に供給される。

上記の実施形態について、前記気体交換凹部１３により形成される前記薄壁１４の厚みは０．１～０．５ｍｍであり、各前記気体交換凹部１３により形成される薄壁１４の面積は０．０５～１５ｍｍ^２である。また、前記導液体１の気孔率は２０～８０％の間であり、前記導液体１の微細孔の平均直径は５～５０μｍである。

図３～５を参照して、本発明の一実施形態における加熱モジュールは、上記の円滑に導液する多孔導液体１を含むほか、更に、前記導液体１に設けられる発熱体２を含む。前記発熱体２の発熱領域２１は、前記気体交換凹部１３により形成される前記薄壁１４部分には位置しない。或いは、発熱体２の発熱領域２１は、気体交換凹部１３により形成される薄壁１４からずらされている。当該加熱モジュールは霧化装置に応用可能である。発熱体２の発熱領域２１は、薄壁１４の位置を避けて設置される。導液体１の内側１１又は外側１２は、霧化装置における貯液タンク内の液体３と接触するために用いられる。導液体１は、液体３を発熱体２に伝達して加熱により霧化する。霧化モジュールは、霧化過程で貯液タンク内の液体３を消費する。貯液タンクは密封状態となっているため、液体３の消費に伴って、貯液タンク内の空間は大きくなり、内部の気圧が外気圧よりも小さくなる。すると、気体は、導液体１を通過して貯液タンクに到達しようとし、多孔導液体１内の多孔経路を通るしかなくなるが、気体交換凹部１３が設けられていることから、気体は気体交換凹部１３の薄壁１４を通過して貯液タンクに到達する。これにより、気体が貯液タンクに進入する際に、発熱領域２１部分の導液体１の多孔経路を占有するとの事態が回避される。よって、発熱領域２１に対応する導液体１の微細孔は全て液体３の伝達に使用され、発熱領域２１の導液をいっそう円滑にするとの目的が実現される。原理としては、多孔導液体１の気体交換凹部１３により形成される薄壁１４部分では、薄壁１４の厚みが小さく、多孔経路が短くなっている。そのため、貯液タンクと外気圧との差が小さい場合でも、外気圧によって空気を薄壁１４部分の多孔経路から貯液タンクに進入させられる。

本発明の一実施形態における霧化装置は、ハウジングと、前記ハウジングに設けられる上記の加熱モジュールを含む。前記ハウジングには貯液タンクが設けられており、前記貯液タンクは前記導液体１の前記中空空間１０と連通している。これにより、前記貯液タンク内の液体は前記中空空間１０に進入し、更に、前記導液体１を通過して前記発熱体２に伝達される。且つ、気体は、前記気体交換凹部１３を通過して前記貯液タンクに到達する。当該霧化装置において、発熱体２の発熱領域２１は薄壁１４の位置を避けて設置される。導液体１の内側１１又は外側１２は、霧化装置における貯液タンク内の液体３と接触するために用いられる。導液体１は、液体３を発熱体２に伝達して加熱により霧化する。霧化モジュールは、霧化過程で貯液タンク内の液体３を消費する。貯液タンクは密封状態となっているため、液体３の消費に伴って、貯液タンク内の空間は大きくなり、内部の気圧が外気圧よりも小さくなる。すると、気体は、導液体１を通過して貯液タンクに到達しようとし、多孔導液体１内の多孔経路を通るしかなくなるが、気体交換凹部１３が設けられていることから、気体は気体交換凹部１３の薄壁１４を通過して貯液タンクに到達する。これにより、気体が貯液タンクに進入する際に、発熱領域２１部分の導液体１の多孔経路を占有するとの事態が回避される。よって、発熱領域２１に対応する導液体１の微細孔は全て液体３の伝達に使用され、発熱領域２１の導液をいっそう円滑にするとの目的が実現される。原理としては、多孔導液体１の気体交換凹部１３により形成される薄壁１４部分では、薄壁１４の厚みが小さく、多孔経路が短くなっている。そのため、貯液タンクと外気圧との差が小さい場合でも、外気圧によって空気を薄壁１４部分の多孔経路から貯液タンクに進入させられる。

以上の記載は本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明を制限するものではない。当業者にとって、本発明には各種の変更、組み合わせ及び変形が存在する。本発明の精神及び原則の範囲内で実施されるあらゆる修正、同等の置換、改良等は、いずれも本発明の特許請求の範囲に含まれる。

１導液体
１０中空空間
１１内側
１２外側
１３気体交換凹部
１４薄壁
ａ薄壁の厚み
ｂ給液孔１５の底部と導液体１の外側との間の壁厚
１５給液孔
２発熱体
２１発熱領域
３液体

Claims

加熱モジュールであって、
円滑に導液する多孔導液体（１）を含み、
前記導液体（１）には、内側（１１）及び外側（１２）を含む中空空間（１０）が設けられており、前記内側（１１）又は前記外側（１２）は液体と接触するために用いられ、前記内側（１１）又は前記外側（１２）には気体交換凹部（１３）が設けられており、前記導液体（１）に薄壁（１４）が形成されており、気体が前記薄壁（１４）を通過するよう、前記薄壁（１４）の壁厚は、前記内側（１１）と前記外側（１２）との間の壁厚よりも小さくなっており、
更に、前記導液体（１）に設けられる発熱体（２）を含み、前記発熱体（２）の発熱領域（２１）は、前記気体交換凹部（１３）により形成される前記薄壁（１４）部分には位置しないことを特徴とする加熱モジュール。
前記気体交換凹部（１３）は、孔状又は溝状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の加熱モジュール。
前記中空空間（１０）は、前記導液体（１）の上側に設けられる貯液槽であることを特徴とする請求項１に記載の円滑に導液する加熱モジュール。
前記気体交換凹部（１３）は前記貯液槽の底部に位置し、前記貯液槽の底部には給液孔（１５）が設けられており、前記給液孔（１５）は止まり穴であり、前記気体交換凹部（１３）により形成される前記薄壁（１４）の壁厚（ａ）は、前記給液孔（１５）の底部と導液体（１）の外側との間の壁厚（ｂ）よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の円滑に導液する加熱モジュール。
前記薄壁（１４）は、前記気体交換凹部（１３）の底部と前記導液体（１）の下面との間の壁であることを特徴とする請求項４に記載の円滑に導液する加熱モジュール。
前記薄壁（１４）は、前記気体交換凹部（１３）の側壁と前記導液体（１）の外側（１２）との間の壁であることを特徴とする請求項４に記載の円滑に導液する加熱モジュール。
前記導液体（１）における前記貯液槽が設けられる側の一端のサイズは反対側の一端のサイズよりも大きく、導液体（１）は階段状の外形を形成することを特徴とする請求項６に記載の円滑に導液する加熱モジュール。
前記気体交換凹部（１３）は、前記貯液槽の側壁に位置することを特徴とする請求項３に記載の円滑に導液する加熱モジュール。
前記気体交換凹部（１３）は、前記導液体（１）の外側面に位置することを特徴とする請求項３に記載の円滑に導液する加熱モジュール。
前記中空空間（１０）は前記導液体（１）を貫通しており、前記導液体（１）は筒状又はリング状をなしており、前記気体交換凹部（１３）は外側壁又は内側壁に設置されることを特徴とする請求項１に記載の円滑に導液する加熱モジュール。
前記気体交換凹部（１３）により形成される前記薄壁（１４）の厚みは０．１～０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の円滑に導液する加熱モジュール。
各前記気体交換凹部（１３）により形成される前記薄壁（１４）の面積は０．０５～１５ｍｍ^２であることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の円滑に導液する加熱モジュール。
前記導液体（１）の気孔率は２０～８０％の間であることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の円滑に導液する加熱モジュール。
前記導液体（１）の微細孔の平均直径は５～５０μｍであることを特徴とする請求項１３に記載の円滑に導液する加熱モジュール。
ハウジングと、前記ハウジングに設けられる請求項１～１４のいずれか１項に記載の加熱モジュールを含み、前記ハウジングには貯液タンクが設けられており、前記貯液タンクは前記導液体（１）の前記中空空間（１０）と連通しており、これにより、前記貯液タンク内の液体は、前記中空空間（１０）に進入し、更に、前記導液体（１）を通過して前記発熱体（２）に伝達され、且つ、気体は、前記気体交換凹部（１３）を通過して前記貯液タンクに到達する霧化装置。