JP7609491B2 - 多孔質セラミック霧化コア及びその電子霧化装置 - Google Patents

Description

本発明は、霧化の技術分野に関し、特に、多孔質セラミック霧化コア及びその電子霧化装置に関する。

現在、当該分野に応用されている霧化モジュールでは、多孔質セラミックが霧化コアにおける比較的主流の導液材料となっている。多孔質セラミックは、構造強度に優れ、マイクロ孔構造が温度を均一とし、耐熱性である等の利点を有することから幅広く使用されている。多孔質セラミック霧化コアは、一般的に、発熱モジュールと多孔質セラミック導液モジュールを含む。使用時には、発熱モジュールが熱を発し、発熱モジュールの高温下において、多孔質セラミック導液モジュールが霧化により一定量の煙霧を発生させる。使用者が吸気すると、気流が発生して煙霧を動かすことでベイパーが流れ出し、これにより喫煙効果が達成される。

しかし、従来の多孔質セラミック霧化コアには以下の欠点が存在する。従来の多孔質セラミック導液霧化コアの多くは、１つの多孔質セラミックに１つの導液溝が開設されており、多孔質セラミックの底部に発熱モジュールが貼り付けられている。この場合、霧化用リキッドの給液と導液が導液溝１か所に集中するため、導液速度が遅くなる結果、多孔質セラミック霧化コアの霧化効果に影響を及ぼしてしまう。また、一般的に、発熱モジュールは大変高温となるため、多孔質セラミック霧化コアを長期間使用していると、発熱モジュールに接触する多孔質セラミックの表面に亀裂が発生し、多孔質セラミック霧化コアの使用に影響を及ぼす恐れがある。また、多孔質セラミック霧化コアの下方である気流供給口部分には、冷却により凝縮液が形成されやすい。凝縮液の発生は、霧化用リキッドの無駄を招来するだけでなく、電子部品を破損させる恐れもある。

本発明が解決しようとする技術的課題は、従来技術の欠点に対し、複数の給・導液溝を有する突出部が、給液と導液を多孔質セラミックの各所に分散させて、多孔質セラミックの給液及び導液速度を向上させることで霧化効果を最適化するとともに、セラミック本体を支持可能な支持部が更に設けられており、支持部が凝縮液の回収・利用も実現可能な多孔質セラミック霧化コア及びその電子霧化装置を提供することである。

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。

発熱体及び多孔質セラミック導液体を含む。前記多孔質セラミック導液体は、セラミック本体と、前記セラミック本体から下方に向かって延伸する支持部を含む。前記セラミック本体は少なくとも２つの突出部を含む。複数の前記突出部は接続部を介して一体的に接続される。各前記突出部内には導液溝が設けられており、前記発熱体は前記導液溝の底部に貼り付けられる。

更に、前記多孔質セラミック霧化コアにおいて、好ましくは、前記接続部の側面又は／及び前記突出部の側壁の表面には、気流経路を形成すべく切欠きが開設されている。

更に、前記多孔質セラミック霧化コアにおいて、好ましくは、前記接続部は、一方の前記突出部から他方の前記突出部に向かって傾斜する斜面構造である。或いは、前記接続部は屋根構造である。或いは、前記接続部は傘形構造である。

更に、前記多孔質セラミック霧化コアにおいて、好ましくは、前記突出部の天井面からは、凸縁が外側に向かって延伸している。

更に、前記多孔質セラミック霧化コアにおいて、好ましくは、前記支持部は、中空構造、又は中実構造、又は下端が閉じられた筒状構造である。

更に、前記多孔質セラミック霧化コアにおいて、好ましくは、前記支持部の外表面には溝が開設されている。或いは、前記支持部の側壁には孔が開設されている。或いは、前記支持部の外表面は凸凹した平坦でない粗い構造となっている。

更に、前記多孔質セラミック霧化コアにおいて、好ましくは、前記セラミック本体の外表面には溝が開設されいる。或いは、前記セラミック本体の側壁には孔が開設されている。或いは、前記セラミック本体の外表面は凸凹した平坦でない粗い構造となっている。

更に、前記多孔質セラミック霧化コアにおいて、好ましくは、前記発熱体は、中央に設けられる発熱回路と、発熱回路の両端の電極を含む。

電子霧化装置は、アトマイザーケーシングを含む。前記アトマイザーケーシング内には、上記の多孔質セラミック霧化コアが設けられている。前記多孔質セラミック霧化コアは、上下がそれぞれシール部材とベースにより挟持される。アトマイザーケーシングと前記多孔質セラミック霧化コアの間には貯液空間が設けられている。

更に、前記電子霧化装置において、好ましくは、前記シール部材には嵌接口が設けられており、前記多孔質セラミック霧化コアは前記嵌接口内に嵌接されて固定される。

更に、前記電子霧化装置において、好ましくは、前記シール部材には、前記導液溝と連通する導液口と、気流経路と連通する通気口が設けられている。

更に、前記電子霧化装置において、好ましくは、前記ベースには収容室が設けられており、前記多孔質セラミック霧化コアは前記ベースの収容室内に取り付けられる。前記ベースには気流供給孔が開設されている。

更に、前記電子霧化装置において、好ましくは、前記ベースの気流供給孔は、多孔質セラミック霧化コアの切欠きに対応及び連通している。

更に、前記電子霧化装置において、好ましくは、前記多孔質セラミック霧化コアの天井面からは凸縁が外側に向かって延伸している。前記多孔質セラミック霧化コアは、前記凸縁を除く残りの部分が全て前記ベースの収容室内に収容されて、前記凸縁が前記ベースの側壁の天井面に当接する。

更に、前記電子霧化装置において、好ましくは、前記多孔質セラミック霧化コアは、全体が前記ベースの収容室内に収容される。

本発明は、以下の有益な効果を有する。

本発明で提供する多孔質セラミック霧化コア及びその電子霧化装置は、セラミック本体に少なくとも２つの突出部を設け、複数の突出部が接続部を介して一体的に接続される。また、各突出部内には導液溝が設けられており、発熱体が導液溝の底部に貼り付けられる。このように、多孔質セラミック霧化コアに複数の給液ポイントと導液溝を設ければ、迅速な給液との効果を発揮可能となり、導液効率が向上する結果、霧化効果が最適化される。また、セラミック本体に、下方に向かって延伸するよう支持部を形成し、セラミック本体を支持する作用を奏させて、セラミック本体のひび割れを防止する。且つ、支持部に形成された凝縮液を吸収し、凝縮液を回収・再利用することで、凝縮液が使用者の口内に吸い込まれ、吸い心地に影響を及ぼすとの事態を回避する。

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、本発明の実施例１における多孔質セラミック霧化コアの第１実施形態の立体構造の正面図である。 図２は、本発明の実施例１における多孔質セラミック霧化コアの第１実施形態の立体構造の側面図である。 図３は、本発明の実施例１における多孔質セラミック霧化コアの第２実施形態の立体構造の正面図である。 図４は、本発明の実施例２における電子霧化装置の分解図である。 図５は、本発明の実施例２における電子霧化装置の断面図である。 図６は、本発明の実施例２における電子霧化装置の部分断面図である。 図７は、本発明の実施例２における多孔質セラミック霧化コアとベースの組立構造の概略図である。 図８は、本発明の実施例２におけるシール部材の概略構造図である。 図９は、本発明の実施例２におけるベースの概略構造図である。

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。

部材が別の部材に「固定される」或いは「設けられる」と記載されている場合には、直接的又は間接的に当該別の部材上に位置し得る。また、１つの部材が別の部材に「接続される」と記載されている場合には、直接的又は間接的に当該別の部材に接続され得る。

「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「垂直」、「水平」、「天井」、「底」、「内」、「外」等の用語で示される方向又は位置は、図示する方向又は位置に基づいており、記載の便宜上のものにすぎず、本技術方案を制限するものと解釈すべきではない。また、「第１」、「第２」等の用語は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するものと解釈すべきでも、技術的特徴の数を示唆するものと解釈すべきでもない。また、「複数」とは、別途明確且つ具体的に限定している場合を除き、２つ又は２つ以上であることを意味する。

実施例１において、図１～図３に示すように、多孔質セラミック霧化コア２０は、発熱体３及び多孔質セラミック導液体２を含む。多孔質セラミック導液体２は、セラミック本体２１と、セラミック本体２１から下方に向かって延伸する支持部２２を含む。セラミック本体２１は、少なくとも２つの突出部２１１を含む。突出部２１１の数は具体的には限定せず、実際の必要性に応じて設けられるが、２～４個設けることが好ましい。突出部２１１の並びは、一文字形であってもよいし、三角形であってもよいし、四角形に並べてもよい。複数の突出部２１１は、接続部２３を介して一体的に接続される。各突出部２１１内には導液溝２１１１が設けられており、発熱体３は導液溝２１１１の底部に貼り付けられる。多孔質セラミック霧化コア２０に複数の突出部２１１を設けることで、複数の給液ポイントと導液溝２１１１を有することになる。これにより、多孔質セラミックが迅速な給液との効果を発揮し、導液効率が向上する結果、霧化効果が最適化される。また、セラミック本体２１の底面からは支持部２２が延伸しており、多孔質セラミック本体２１を支持する作用と、セラミック本体２１のひび割れを防止する作用を奏する。且つ、この支持部２２も多孔質セラミック体からなるため、支持部２２に形成された凝縮液を吸収して、凝縮液の回収・再利用を行うことが可能である。多孔質セラミック霧化コア２０の動作時には、霧化用リキッドが複数の突出部２１１に進入する。各突出部２１１にはいずれも導液溝２１１１が設けられており、霧化用リキッドは、導液溝２１１１を通過して、発熱体３と接触する導液溝２１１１の底部まで迅速に案内される。発熱体３は、熱を発して霧化用リキッドを霧化させ、霧化蒸気を形成する。且つ、支持部２２が、支持部２２に形成された凝縮液の吸収も行うため、凝縮液は再び発熱体３により霧化されて霧化蒸気を形成する。

接続部２３の側面又は／及び突出部２１１の側壁の表面には、気流経路を形成すべく切欠き２５が開設されている。切欠き２５は１つ設けてもよいし、２つの切欠き２５を設けてもよい。即ち、気流経路を１本形成してもよいし、２本の気流経路を形成してもよい。なお、切欠き２５の大きさや形状についても限定はしない。上述した接続部２３の側面又は／及び突出部２１１の側壁の表面に切欠き２５が開設されているほか、本発明における上記の切欠きは、接続部２３の側面又は／及び突出部２１１の側壁とベースの内壁との形状の違いにより形成される切欠きとしてもよい。或いは、接続部２３には、気流経路を形成すべく、貫通した還流孔が設けられている。なお、還流孔の形状や大きさについても限定はしない。霧化蒸気は、気流経路において空気とともにエアロゾルを形成可能であり、最終的には使用者によって吸入される。

接続部２３の形状は、次のように多種多様とすることができる。即ち、セラミック本体２１が２つの突出部２１１を含む場合、接続部２３は、一方の突出部２１１から他方の突出部２１１に向かって傾斜する斜面構造をなす。もしくは、接続部２３は、２つの傾斜面がそれぞれ中心に集束して屋根構造をなすように形成される。また、或いは、セラミック本体２１が複数の突出部２１１を含む場合、接続部２３は傘形構造をなし、傘形構造の接続部２３が複数の突出部２１１を接続する。発熱体３は、熱を発して霧化用リキッドを霧化させ、霧化蒸気を形成する。霧化蒸気は上向きに流動する。また、霧化蒸気は冷却されると凝縮液を形成する。接続部２３の付近には気流経路も存在し、気流が通過するため、接続部２３部分には凝縮液が極めて形成されやすい。凝縮液が一定の度合まで蓄積されると、霧化用リキッドを良好に利用できなくなって霧化用リキッドの無駄が招来されるだけでなく、凝縮液が下方に落下することで電子部品を破損させる恐れもある。これに対し、接続部２３を一方の突出部２１１から他方の突出部２１１に向かって傾斜する斜面構造とすれば、凝縮液を一方の突出部２１１から他方の突出部２１１へ流動させて、他方の突出部２１１により導液溝２１１１へと回収することで、凝縮液の回収・利用を実現可能となる。或いは、接続部２３を屋根構造とするか、接続部２３を傘形構造とすることで、接続部２３部分に凝縮液の蓄積が生じにくくなる。凝縮液は、屋根構造の傾斜面又は傘形構造の傾斜面に沿って多孔質セラミックの底部へ直接流れると、発熱体３により再び加熱されて霧化する。

図３に示すように、多孔質セラミック導液体２の突出部２１１の天井面からは、凸縁２４が外側に向かって延伸している。多孔質セラミック霧化コアを組み立てる際に、多孔質セラミック導液体２は、突出部２１１の天井面における凸縁２４を除く残りの部分がベース内に収容されて、凸縁２４の底面がベースの側壁の天井面に当接する。こうすることで、多孔質セラミック導液体２の密封効果をより良好とすることができる。且つ、凸縁２４が設けられており、凸縁２４を着力点とすることができるため、修繕や着脱時に便利である。

支持部２２の形状や構造は多種多様とすることができる。支持部２２は中空構造であってもよい。支持部２２を中空構造とする場合には、同時に、接続部２３の対応位置に孔を設けて気流経路を形成する。これにより、完全に霧化された蒸気は、気流経路において空気とともにエアロゾルを形成可能となり、最終的には使用者により吸入される。しかし、完全には霧化されていない霧化用リキッドが霧化ガス中に入り混じり、気流経路内で冷却されて凝縮液を形成しやすくもある。そこで、支持部２２についても多孔質セラミックで製造する。この場合、支持部２２の内壁が凝縮液を吸収可能となり、凝縮液をセラミック本体２１の底部に案内して再び霧化させる。或いは、支持部２２は中実構造である。このような支持部２２は、より優れた構造強度を有し、セラミック本体２１をいっそう良好に支持可能となるため、セラミック本体２１のひび割れが防止される。或いは、支持部２２は下端が閉じられた筒状構造である。このような支持部２２の内部には空洞が形成され、支持部２２の外壁において吸収された凝縮液を内部の空洞に貯えることができる。また、内部の空洞の凝縮液はセラミック本体２１に搬送される。こうすることで、凝縮液をより良好に吸収可能となるため、凝縮液の回収・利用がいっそう良好に実現される。

支持部２２の外表面には溝が開設されている。或いは、支持部２２の側壁には孔が開設されている。或いは、支持部２２の外表面は、凸凹した平坦でない粗い構造となっている。このように設けるのは、いずれも支持部２２の表面積を増大させるためである。即ち、凝縮液との接触面積を増大させて、凝縮液の回収・利用をより良好に実現するためである。

セラミック本体２１の外表面には溝が開設されている。或いは、セラミック本体２１の側壁には孔が開設されている。或いは、セラミック本体２１の外表面は、凸凹した平坦でない粗い構造となっている。このように設けるのは、いずれもセラミック本体２１の表面積を増大させるためである。気流が通過する場所には凝縮液が形成される恐れがある。即ち、セラミック本体２１の外表面にも凝縮液が形成される恐れがある。そこで、凝縮液との接触面積を増大可能とすれば、凝縮液をより良好に回収・利用して、霧化用リキッドの無駄をできるだけ回避できるようになる。

発熱体３は、中央に設けられる発熱回路と、発熱回路の両端の電極を含む。発熱体３は金属製の発熱シートとしてもよく、発熱体３の発熱回路をセラミック本体２１の底部に密着させる。一般的には、ステンレス、ニッケルクロム、鉄クロムアルミニウム、ニッケル鉄等の電気抵抗率の高い合金で製造し、厚さは０．０３～０．２ｍｍの間とすればよいが、具体的な厚さは限定しない。また、切断或いは腐食技術により加熱回路及び電極を形成可能である。且つ、外部電極との接触のために、電極を溶接する。

実施例２において、図４～図９に示すように、電子霧化装置はアトマイザーケーシング１０を含む。アトマイザーケーシング１０内には、実施例１における多孔質セラミック霧化コア２０が設けられている。多孔質セラミック霧化コア２０は、上下がそれぞれシール部材３０とベース４０により挟持される。また、アトマイザーケーシング１０と多孔質セラミック霧化コア２０の間には貯液空間５０が設けられている。シール部材３０には嵌接口が設けられており、多孔質セラミック霧化コア２０は嵌接口内に嵌接されて固定される。且つ、シール部材３０には、導液溝２１１１と連通する導液口３１と、気流経路と連通する通気口３２が設けられている。また、ベース４０には収容室が設けられており、多孔質セラミック霧化コア２０はベース４０の収容室内に取り付けられる。ベース４０には気流供給孔４０１が開設されている。ベース４０の気流供給孔４０１は、気流経路を形成すべく、多孔質セラミック霧化コア２０の切欠き２５に対応及び連通している。シール部材３０及びベース４０の設計により、霧化コアの組み付けが簡単且つ便利となる。また、信頼性が高くなり、組み立てやすくなる。電子霧化装置の動作時には、貯液空間のリキッドがシール部材３０の導液口３１を経由して多孔質セラミック霧化コア２０の導液溝２１１１に進入する。また、気流がベース４０の気流供給孔４０１から進入する。多孔質セラミック霧化コア２０の発熱体３は、霧化用リキッドを加熱により霧化させて霧化蒸気を形成する。霧化蒸気は、気流供給孔４０１から進入した空気と混合されてエアロゾルを生成し、シール部材３０の通気口３２を通じて流出することで、最終的に使用者により吸入される。

図７に示すように、多孔質セラミック霧化コア２０における突出部の天井面からは、凸縁２４が外側に向かって延伸している。多孔質セラミック霧化コア２０は、凸縁２４を除く残りの部分が全てベース４０の収容室内に収容されて、凸縁２４がベース４０の側壁の天井面に当接する。こうすることで、多孔質セラミック霧化コアの密封効果をより良好とすることができる。多孔質セラミックの生産技術の限界から、寸法公差を非常の正確に制御することは難しい。そのため、多孔質セラミック霧化コア２０をベース４０内に組み付けたあとは、多孔質セラミック霧化コア２０とベース４０との間に多くの隙間空間が存在することになる。多孔質セラミック霧化コアの天井面に凸縁２４を設けてベース４０の天井面より高くしているのは、シール部材３０と多孔質セラミック霧化コア２０との間に密封を形成するためである。なお、リキッドが消費されて電子霧化装置内の気圧が過度に小さくなった場合には、ガス圧によって密封用のシリコーンを押し開けることができ、ガスが貯液空間に進入可能となることで換気の効果が奏される。

多孔質セラミック霧化コア２０はベース４０の収容室よりもやや小さく、全体をベース４０の収容室内に収容可能である。シール部材３０は、ベース４０を密封することで、多孔質セラミック霧化コア２０の密封を実現して、多孔質セラミック霧化コア２０の液漏れを防止する。

Claims (15)

1. 発熱体（３）及び多孔質セラミック導液体（２）を含み、前記多孔質セラミック導液体（２）は、セラミック本体（２１）と、前記セラミック本体（２１）から下方に向かって延伸する支持部（２２）を含み、前記セラミック本体（２１）は少なくとも２つの突出部（２１１）を含み、複数の前記突出部（２１１）は接続部（２３）を介して一体的に接続され、各前記突出部（２１１）内には導液溝（２１１１）が設けられており、前記発熱体（３）は前記導液溝（２１１１）の底部に貼り付けられることを特徴とする多孔質セラミック霧化コア。
2. 前記接続部（２３）の側面又は／及び前記突出部（２１１）の側壁の表面には、気流経路を形成すべく切欠き（２５）が開設されていることを特徴とする請求項１に記載の多孔質セラミック霧化コア。
3. 前記接続部（２３）は、一方の前記突出部（２１１）から他方の前記突出部（２１１）に向かって傾斜する斜面構造であり、或いは、前記接続部（２３）は屋根構造であり、或いは、前記接続部（２３）は傘形構造であることを特徴とする請求項１に記載の多孔質セラミック霧化コア。
4. 前記突出部（２１１）の天井面からは、凸縁（２４）が外側に向かって延伸していることを特徴とする請求項１に記載の多孔質セラミック霧化コア。
5. 前記支持部（２２）は、中空構造、又は中実構造、又は下端が閉じられた筒状構造であることを特徴とする請求項１に記載の多孔質セラミック霧化コア。
6. 前記支持部（２２）の外表面には溝が開設されており、或いは、前記支持部（２２）の側壁には孔が開設されており、或いは、前記支持部（２２）の外表面は凸凹した平坦でない粗い構造となっていることを特徴とする請求項１に記載の多孔質セラミック霧化コア。
7. 前記セラミック本体（２１）の外表面には溝が開設されており、或いは、前記セラミック本体（２１）の側壁には孔が開設されており、或いは、前記セラミック本体（２１）の外表面は凸凹した平坦でない粗い構造となっていることを特徴とする請求項１に記載の多孔質セラミック霧化コア。
8. 前記発熱体（３）は、中央に設けられる発熱回路と、発熱回路の両端の電極を含むことを特徴とする請求項１に記載の多孔質セラミック霧化コア。
9. アトマイザーケーシング（１０）を含み、前記アトマイザーケーシング（１０）内には、請求項１～８のいずれか１項に記載される多孔質セラミック霧化コア（２０）が設けられており、前記多孔質セラミック霧化コア（２０）は、上下がそれぞれシール部材（３０）とベース（４０）により挟持され、アトマイザーケーシング（１０）と前記多孔質セラミック霧化コア（２０）の間には貯液空間（５０）が設けられていることを特徴とする電子霧化装置。
10. 前記シール部材（３０）には嵌接口が設けられており、前記多孔質セラミック霧化コア（２０）は前記嵌接口内に嵌接されて固定されることを特徴とする請求項９に記載の電子霧化装置。
11. 前記シール部材（３０）には、前記導液溝（２１１１）と連通する導液口（３１）と、気流経路と連通する通気口（３２）が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の電子霧化装置。
12. 前記ベース（４０）には収容室が設けられており、前記多孔質セラミック霧化コア（２０）は前記ベース（４０）の収容室内に取り付けられ、前記ベース（４０）には気流供給孔（４０１）が開設されていることを特徴とする請求項９に記載の電子霧化装置。
13. 前記ベース（４０）の気流供給孔（４０１）は、多孔質セラミック霧化コア（２０）の切欠き（２５）に対応及び連通していることを特徴とする請求項９に記載の電子霧化装置。
14. 前記多孔質セラミック霧化コア（２０）の天井面からは凸縁（２４）が外側に向かって延伸しており、前記多孔質セラミック霧化コア（２０）は、前記凸縁（２４）を除く残りの部分が全て前記ベース（４０）の収容室内に収容されて、前記凸縁（２４）が前記ベース（４０）の側壁の天井面に当接することを特徴とする請求項９に記載の電子霧化装置。
15. 前記多孔質セラミック霧化コア（２０）は、全体が前記ベース（４０）の収容室内に収容されることを特徴とする請求項９に記載の電子霧化装置。