KR100971180B1 - 비가연성 전자 분무 궐련 - Google Patents

비가연성 전자 분무 궐련 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유해한 타르가 없으면서 담배 알칼로이드만을 함유하는 비가연성 전자 분무 궐련에 관한 것이다. 본 발명은, 궐련 후단을 구성하는 궐련홀더에 배치된 기류센서가 액체공급도관과 저장된 담배 알카로이드 용액 사이의 연결을 구동시키기 위해 회로기판 상에 배치된 분무기 고주파 오실레이터에 연결되고; 고주파 오실레이터가 카운터회로와 디스플레이에 다시 연결되며; 궐련의 전단이 내부에 배터리와 발광다이오드를 갖는 종단캡에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다. 이러한 장치는 전통적인 흡연 스타일을 모방할 수 있어, 현저한 유사성을 가진 흡연 효과를 발생시킴으로써, 흡연자에게 흡연감을 자극하는 한편 부작용은 발생시키지는 않게 된다. 결과적으로, "흡연이 건강에 해롭지 않다"라는 이상주의가 달성될 수 있게 된다.

Description

비가연성 전자 분무 궐련{A FLAMELESS ELECTRONIC ATOMIZING CIGARETTE}
본 발명은, 유해한 타르가 없으면서 담배 알칼로이드만을 함유하는 비가연성 전자 분무 궐련에 관한 것이다.
최근, "담배가 건강에 해롭다"라는 것이 인식되어지고 있음에도 불구하고, 세계적으로 10억명의 흡연 인구가 아직 존재하고 있고, 흡연 인구는 해마다 계속 증가하고 있다. 2003년 1월, WHO는, 예컨대 "Flamework Convention on Tobacco Control"이라는 흡연을 금지하는 세계 제1회 국제 회의를 개최하였다. WHO의 통계에 따르면, 흡연으로 매년 4,9000,000명이 사망하는 것으로 되어 있다. 흡연은 심각한 호흡기 질병 및 암을 유발시킴에도 불구하고, 흡연자가 담배를 완전히 끊는다는 것은 상당히 어렵다.
궐련의 유효성분은 담배 알카로이드, 예컨대, 니코틴으로서, 이는 흡연을 하는 동안 발생된 상당한 양의 타르 연무 비말과 함께 폐포로 들어간 다음 빠르게 흡수된다. 혈액 내로 흡수된 다음, 담배 알카로이드는 중추신경 시스템의 감각기관을 따라 작용하여, 흡연자에 의해 경험된 현기증이나 가벼운 절정감과 같은 흥분제에 의해 야기되는 것과 유사한 "흥분감"을 야기시킨다.
담배 알카로이드는 작은 분자의 알카로이드로서, 일반적으로 조금만 취한다 면 인체에는 무해하고, 혈액 내에서 그 반감기는 극도로 짧다. 타르가 궐련에 포함된 주요 유해물질이다. 궐련의 타르는 대분분이 암을 발생시키는 수백가지의 성분으로 이루어진다. 더욱이, 간접흡연이 비흡연자에게 더 유해하다는 것이 증명되었다.
궐련을 대신하는 것을 목적으로 하는 많은 제품이 시장에 있는바, 이들은 담배 알칼로이드는 포함하지만 타르가 없고, "흡연-중지 플라스터", 담배 알카로이드 가글", 고압 밀봉 스프레이" 및 담배 알카로이드 츄잉검" 등을 포함하는 비교적 순수한 담배 알카로이드로 만들어진다. 이러한 제품들은 유해한 타르를 제거하였지만, 그 내에 포함된 궐련 알카로이드가 천천히 흡수되어, 효과적으로 혈액 내에 고농도의 담배 알카로이드를 생산할 수 없게 된다. 결과적으로, 이러한 제품들은 담배 알카로이드에 의해 야기되는 만족감을 제공할 수 없게 되고, 더욱이 "빨고" 또는 "흡입"하는 흡연 습관을 대체할 수 없게 된다. 결과적으로 이러한 제품들은 흡연을 멈추게 하는 도구나 궐련의 대체품으로서는 실질적으로 이용될 수 없게 된다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 궐련의 흡연을 모방하고, 흡연 효과를 유발시킴과 더불어 실제 궐련에 더 가깝게 함으로써, 상기한 점을 극복할 수 있는 전자 분무 궐련을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은, 궐련 후단을 구성하는 궐련홀더에 배치된 기류센서가 액체공급도관과 저장된 담배 알카로이드 용액 사이의 연결을 구동시키기 위해 회로기판 상에 배치된 분무기 고주파 오실레이터에 연결되고; 고주파 오실레이터가 카운터회로와 디스플레이에 다시 연결되며; 궐련의 전단이 내부에 배터리와 발광다이오드를 갖는 종단캡에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 전자 분무 궐련의 기본적인 동작 매카니즘은, 궐련홀더가 입에 의해 빨려질때, 기류센서가 회로를 구동시키도록 전기신호를 출력하고; 회로기판 상에 배치된 고주파 오실레이팅회로가 분무기에 대해 구동전압을 제공하기 위해 구동되며; 직류 점진적 변화 신호의 다른 그룹이 점진적으로 변화된 적색광을 비추기 위해 적색 발광다이오드에 제공된다. 분무기의 바이모르프가 분무화를 위해 초음파를 전송하고, 여기서 플라스틱 콘테이너에 저장된 담배 알카로이드 용액이 액체공급도관을 통해 분무기로 흘러가서, 미세-분사되어 1∼15㎛의 직경을 가지면서 75%가 6㎛ 이하의 직경을 가진 물방울로 분무화된다. 공기입구를 통해 기류와 혼합된 후, 이러한 방울은 일단 3∼50㎕액체의 율로 기관지 및 폐포로 들어간다. 이러한 방법에서는, 혈액 내의 담배 알칼로이드 농도가 10분 내에 약 30mg/ml의 수준에 도달하도록 할 수 있다. 담배 알칼로이드 용액의 소모 수준과 흡연자가 매일 흡연하는 횟수가 각각 액정디스플레이 스크린에 의해 디스플레이되어, 1방향 밸브를 통해 담배 알칼로이드를 부가하도록 이용자를 리마인드시키기 위해 리마인딩 메세지가 표시된다.
이러한 장치는 전통적인 흡연 스타일을 모방할 수 있어, 현저한 유사성을 가진 흡연 효과를 발생시킴으로써, 흡연자에게 흡연감을 자극하는 한편 부작용은 발생시키지는 않게 된다. 결과적으로, "흡연이 건강에 해롭지 않다"라는 이상주의가 달성될 수 있게 된다.
도 1은, 본 발명의 구조에 대한 도면,
도 2는, 본 발명의 구조에 대한 블럭도,
도 3은, 본 발명에 따른 분무기의 구조에 대한 도면이다.
이하, 예시도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 용액을 폐로 빨아드려 흡수할 수 있도록 하기 위해, 담배 알칼로이드의 알콜용액과 물의 미세 분사 및 분무화를 포함한다. 장치는 바디쉘과, 고주파발생기, 액형 담배 알칼로이드 및 그 캡슐, 미세 분사 분무기, 기류센서 및 부속물로 구성된 일체화된 바디이다. 바디쉘의 외형은 직선 또는 약간 굽은 튜브, 전통적인 궐련 홀더, 펜 형상의 형태로 제공될 수 있다. 내부에 적색 발광다이오드를 갖는 적색 플라스틱 캡형상 장식품이 하우징의 일단에 부착된다. 사용된 배터리는 재충전 할 수 있는 리튬배터리 또는 니켈-수소 배터리로 될 수 있다. 고주파 오실레이터는 캐패시턴스 결합 3점형 오실레이터, 또는 인덕턴스 결합 3점형 오실레이터, 또는 트랜스포머형 오실레이팅회로일 수 있고, 집적회로와 35KHz 내지 2.2KHz 사이의 주파수를 갖는 전력증폭기 튜브로 구성되며, 회로내의 피에조이드와 공진하는 자동 주파수 트리밍회로를 포함한다. 액정디스플레이는 장치의 구동 횟수와 저장된 액체의 양을 보여준다. 플라스틱 콘테이너는 담배 알칼로이드에 의해 투과되지 않는 실리콘 고무나 다른 폴리머 혼합물로 만들어진다. 1방향 충전 밸브는 스프링의 압력 하에서 구나 원뿔체에 의해 밀봉된다. 기류센서는 박막 써미스터 어레이나 실리콘칩으로 만들어진다. 장치는 중앙에 미세-분사 오리피스 어레이를 갖는 분무격막과 그에 결합된 링형상 방사상 분극화 피에조이드를 포함한다. 원형 주름링이 미세-분사 오리피스 어레이의 외부 주위에 배열된다. 원형 단층 또는 다층 세로방향 분극화 피에조이드는 분무 격막에 대응하여 진동 격막에 결합된다. 진동 격막에는 분무 격막과 함께 액체 공동을 형성하는데 이용되는 홈이나 공간이 설치된다. 제동 작용을 갖춘 액체공급도관을 연결하기 위해 작은 구멍이 액체 공동의 주위에 형성된다. 장치는 미세-분사 오리피스 외부로 액체를 짜내어 분무하도록 세로 압력파와 방사 진동파를 발생시키기 위해, 각 2개의 피에조이드를 구동시키기 위한 교류신호를 이용한다. 각 피에조이드는 2개의 압전신호 입력단을 갖는다. 압전신호 주파수는 다르거나 동일할 수 있다. 2개의 피에조이드는 다른 구성요소를 갖는 단층구조 또는 다층구조로 형성된 PZT, PMN, PNN, PSN, PMN-PT, PNN-PT, PSN-PT, PZN-PT 중 하나로 이루어진다. 진동 격막과 분무 격막은 단결정 실리콘칩으로 만들어지거나, 니켈 쉬트, 니켈-코발트 합금 쉬트, 니켈-팔라듐 합금 쉬트 및, 니켈-크롬-팔라듐-로듐 합금 쉬트 등과 같은 부식방지 금속 또는 합금으로 만들어진다. 액체공급 섬유 물질로 구성되고, 자연섬유 또는 합성섬유로 만들어진 액체 공동을 형성하기 위해 진동 격막과 분무 격막이 결합된다. 담배 알칼로이드 용액은 담배 알칼로이드, 물, 에탄올, 글리세린, 멘솔, 담배 에센스, 산화방지제 및 암모니아로 구성된다. 담배 알칼로이드는 주요 담배 추출물로부터의 4가지 담배 알칼로이드의 혼합물이다. 니코틴이 가장 많은 양을 구성하는 가운데에서 이는 또한 주요 담배 알칼로이드로 불리워진다. 따라서, 순수한 니코틴으로 담배 알칼로이드를 대신할 수 있게 된다. 담배 알칼로이드의 농도 레벨은 0.1% 내지 30% 사이이다. 장치는 또한 구강 또는 비강을 통해 폐로 약제나 약제 전구체를 공급하는데 이용될 수 있고, 따라서 휴대용 분무 약-공급장치로서 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 궐련의 구조를 나타낸다. 도 1에서, 참조부호 1은 적색 방풍유리, 참조부호 2는 충전소켓, 참조부호 3은 적색 발광다이오드, 참조부호 4는 스프링, 참조부호 5는 리튬 배터리, 참조부호 6은 나사조임 조인트(18)를 가진 하우징, 참조부호 7은 회로기판, 참조부호 8은 액정디스플레이, 참조부호 9는 신호전송선, 참조부호 10은 플라스틱 콘테이너, 참조부호 11은 플라스틱 콘테이너의 개구에 연결된 1방향 충전밸브, 참조부호 12는 밀봉된 분리기판, 참조부호 13은 액체공급도관, 참조부호 14는 분무기, 참조부호 15는 공기 입구, 참조부호 16은 기류센서, 참조부호 17은 궐련홀더, 참조부호 19는 전원 스위치이다.
다양한 구성요소가 도 1에서와 같이 일체화된 바디에 조립된다. 회로기판(7) 상의 회로설계의 블럭도가 도 2에 도시된다. 고주파 오실레이터가 자동 주파수 트리밍회로를 포함하는 공진점에서 피에조이드를 유지하는 것을 목적으로 한다. 분무기(14)는, 예컨대 미세 분사 및 분무의 2가지 기능을 하도록 구성된다. 분무기의 구성은 도 3에 도시된다. 분무기의 동작 매카니즘은 2개의 피에조이드가 액체공급 공동을 형성하는 진동 격막과 분무 격막 각각을 구동하도록 이용되는 것이다. 원형 피에조이드와 진동 격막은, 고속에서 미세-분사 오리피스를 통해 액체를 스프레이할 수 있도록, 분사되어 나가는 방향으로 고속 세로방향 압력파를 제공 하는 압전변환기를 형성하기 위해 결합된다. 링형상 피에조이드 및 미세-분사 오리피스를 가진 분무 격막은, 물방울이 더 유출되도록, 미세-분사 오리피스를 떠나는 물방울로 방사방향 진동파를 제공하는 다른 압전변환기를 형성하기 위해 결합된다. 진동 격막과 분무 격막으로 형성된 액체 공급 도관에 느슨한 섬유 물질을 제공하는 것은 더욱 균일하게 미세-분사 오리피스 어레이 내의 각 미세-분사 오리피스에 대한 에너지 및 액체분배를 개선한다. 진동 격막과 분무 격막은 단결정 실리콘칩, 부식-방지 금속 또는 합금으로 만들어질 수 있다. 다른 직경을 가진 물방울 분배 곡선은 링형상 피에조이드와 원형 피에조이드의 구동전압 및 주파수를 변경시킴으로써 얻을 수 있다. 미세-분사 오리피스의 직경이 4∼10㎛인 것으로 제공되고, 물방울의 직경이 1∼15㎛이면, 장치는 니코틴 용액을 조절 및 충전한 후 간단히 이용될 수 있게 된다. 도 3에 있어서, 참조부호 141은 링형상 피에조이드, 참조부호 142는 분무 격막, 참조부호 143은 주름 홈, 참조부호 144는 섬유 물질, 참조부호 145는 진동 격막, 참조부호 146은 원형 피에조이드, 참조부호 147은 액체공급 공동, 참조부호 148은 미세-분사 오리피스, 참조부호 149는 피에조이드의 도전선, 참조부호 1410은 액체공급도관, 참조부호 1411은 공간, 참조부호 1412는 홈이다.
담배 알칼로이드 용액의 준비
물, 에탄올, 글리세린, 멘솔, 담배 에센스, 산화방지제가 약 95%의 농도를 가진 담배로부터 추출된 액체 담배 알칼로이드 내로 차례로 첨가되고, 이어 암모니아가 7.4 및 11 사이의 pH 값을 조절하도록 첨가된다. 담배 알칼로이드의 농도 레벨은 1%∼30% 사이에서 변화된다. 농도 레벨이 너무 높으면, 에러가 증가하게 된다. 20%∼80% 사이의 물과, 20%∼80% 사이의 에탄올이 또한 첨가된다. 글리세린의 최대 농도는 45% 이하로 되어야 한다. 사용된 산화방지제는 부틸화 히드록시톨루엔이다.

Claims (10)

  1. 궐련 후단을 구성하는 궐련홀더에 배치된 기류센서가 액체공급도관과 저장된 담배 알카로이드 용액 사이의 연결을 구동시키기 위해 회로기판 상에 배치된 분무기 고주파 오실레이터에 연결되고; 고주파 오실레이터가 카운터회로와 디스플레이에 다시 연결되며; 궐련의 전단이 내부에 배터리와 발광다이오드를 갖는 종단캡에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 비가연성 전자 분무 궐련.
  2. 제1항에 있어서, 바디쉘의 외형이, 직선이나 약간 굽은 튜브, 전통적인 궐련 홀더, 펜 형상의 형태로 제공될 수 있는 것을 특징으로 하는 비가연성 전자 분무 궐련.
  3. 제1항에 있어서, 고주파 오실레이터가 35kHz로부터 2.2MHz까지의 주파수를 갖으면서 회로 내의 피에조이드와 공진하는 자동 주파수 트리밍회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 비가연성 전자 분무 궐련.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 담배 알카로이드 용액을 저장하기 위해 실리콘 고무로 만들어진 플라스틱 콘테이너; 및
    상기 플라스틱 콘테이너의 개구에 연결되며, 스프링의 압력하에서 구나 원뿔체에 의해 밀봉되는 1방향 충전밸브를 더 포함하되,
    상기 기류센서는 박막 써미스터 어레이나 실리콘칩으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 비가연성 전자 분무 궐련.
  5. 제1항에 있어서, 상기 분무기는
    미세-분사 오리피스 어레이를 가진 분무 격막;
    상기 분무 격막과 함께 액체 공동을 형성하도록 이용한 홈이나 공간을 따라 설치된 진동 격막;
    상기 분무 격막에 결합된 링형상 피에조이드; 및
    상기 분무 격막에 대응하는 상기 진동 격막에 결합된 원형 피에조이드를 포함하되,
    작은 개구가 제동작용을 갖는 액체공급도관을 연결하기 위해 액체 공동의 주위에 형성되는 것을 특징으로 하는 비가연성 전자 분무 궐련.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 링형상 피에조이드와 상기 원형 피에조이드는, 2개의 압전신호 입력단을 갖추고; 압전신호의 주파수가 다르거나 동일하게 될 수 있는 것을 특징으로 하는 비가연성 전자 분무 궐련.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 진동 격막과 상기 분무 격막은, 다결정 실리콘칩과, 니켈쉬트와 니켈-코발트 합금쉬트, 니켈-팔라듐 합금쉬트 및 니켈-크롬-팔라듐-로듐 합금쉬트로 구성된 그룹에서 선택된 부식방지 금속이나 합금으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 비가연성 전자 분무 궐련.
  8. 제5항에 있어서, 진동 격막과 분무 격막이, 자연섬유나 합성섬유로 만들어진 액체 공급 물질이 배열된 액체공동을 형성하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 비가연성 전자 분무 궐련.
  9. 제1항에 있어서, 담배 알칼로이드 용액이, 담배 알칼로이드, 물, 에탄올, 글리세린, 멘솔, 담배 에센스, 산화방지제 및 암모니아로 구성된 것을 특징으로 하는 비가연성 전자 분무 궐련.
  10. 제1항에 있어서, 담배 알칼로이드의 농도 레벨이 0.1%∼30% 사이인 것을 특징으로 하는 비가연성 전자 분무 궐련.
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