KR101724522B1 - 모조 담배 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡입 가능한 물질 및 압축가스를 포함하는 가압된 성분의 저장소(7)를 포함하는 실질적으로 담배와 같은 형상을 가진 모조 담배 디바이스에 관한 것이다. 리필 밸브(6)는 저장소와 연결되어서, 저장소는 리필 밸브를 통해 재충전된다. 호흡 활성화된 밸브(6)는 저장소 배출구를 통하고 디바이스 내의 흡입 배출구를 통한 흐름을 선택적으로 제어한다. 호흡 활성화된 밸브가 완전히 열리면, 저장소가 30초 이하로 방출하도록, 저장소의 크기, 저장소 내의 압력 및 저장소 배출구의 가장 좁은 지점에서의 크기가 마련된다.

Description

모조 담배 디바이스{A SIMULATED CIGARETTE DEVICE}
본 발명은 모조 담배 디바이스에 관한 것이다.
흡연의 위험들은 폭넓게 인지되어 있고, 그 결과, 다양한 니코틴 대체 요법들(NRTs)을 이용할 수 있다. 니코틴 대체 요법들은 니코틴 패치, 껌(gum), 정제(錠劑) 및 캔디(lozenge)를 포함한다. 니코틴 대체 요법들은 일부 성공했지만, 그것들은 두 개의 중요한 결점들에 시달리고 있다. 첫 번째로, 니코틴 대체 요법들은 흡연 경험의 중요한 부분인 흡연의 육체적 행동을 모사하기 위한 어떠한 시도도 하지 않는다. 두 번째로, 담배는 흡연자에 의해 갈망되는 "자극(hit)"에 책임이 있는 혈액 내의 니코틴 플라스마 농도(nicotine plasma concentration)에 급격한 약물동력학적 스파이크(pharmacokinetic spike)를 생기게 한다. 흡연 담배와 함께, 동맥혈 플라스마(arterial blood plasma) 내의 니코틴의 농도는 흡입의 10초 이내에 경동맥(carotid artery)들을 통해 혈액뇌관문(blood brain barrier)을 가로질러서 운반된다. 통상의 흡연자는 자신의 갈망을 만족시킬 적절한 니코틴 농도를 얻었다고 자신이 인지할 때까지 흡입을 통한 자신의 니코틴 수준을 스스로 적정(滴定)한다. 그러한 시스템은 흡연자가 매번 흡입에 따라 니코틴의 일정한 복용량을 이용할 수 있는 것에 의지한다. 상대적으로, 패치, 껌 및 캔디와 같은 니코틴 대체 요법들(NRT)은 흡수를 더 늦추고, 그것들은 시간이 흐름에 따라 니코틴의 점진적인 축적을 만들어서, 많은 흡연자들에게 만족스럽지 못하다. 종래의 NRT로서, 예를 들어, 약물학적으로 작용하는 니코틴의 갈망 '스파이크들(spikes)'을 감소시키기 위해, 정맥혈 플라스마(venous blood plasma) 내에 니코틴의 일정한 기준 복용량을 제공하는 방법이 있었다. 이것은 이 디바이스들을 경험한 흡연자들을 3% 이하에 따른 급격한 비율로 엇갈린 성패(mixed success)를 갖게 했다(영국, 왕립 의대(Royal College of Physicians), 2006년). 이와 같이, 흡연자의 갈망 스파이크를 만족시키기 위해 더 좋을 수 있는 흡입기들 및 코 분무기(nasal spray)들과 같은 더 빠른 작동 디바이스들을 조장하기 위하여, 전 세계적으로 정부의 유해물 감소 정책들에 따른 입안 요구(growing call)가 있다. 코 분무기는 빠른 갱신을 제공하는 것으로 보여지나, 전달이 종종 불쾌하고, 사용자들은 하루에 여러 번 투여하는 것이 사교적으로 보기 흉하다는 것을 종종 발견한다. 최근에, 이와 관련하여, 이용 가능한 흡입기들이 더욱 인기있다. 니코렛(Nicorette)® 흡입기와 같은 디바이스들은 뻐끔뻐끔 피움에 따라, 주로 구강 시스템(즉, 입)을 통해 니코틴의 복용량을 전달하는 휘발성 증기 니코틴(volatile evaporated nicotine)의 흡입을 제공한다. 5% 이하의 수증기가 호흡기 시스템으로 들어간다. 이와 같이, 사용자를 위하여 더 많이 허용할 수 있는 전달 방식이지만, 니코틴은 구강 내의 점막들(mucosal membranes)을 가로질러야 하고, 그래서, 약물동력학적 갱신의 속도는 껌의 속도와 비슷하다. 사용자는 원하는 시간에 갈망 스파이크의 포만(satiation)을 느끼지 않기 때문에, 이것은 사용자에게 수용력이 부족하다는 것을 발견했다.
흡연의 신체 활동을 대체하기 위한 시도에서, 종래에 많은 모조 담배 디바이스들이 제안되었다. 예를 들어, 이것들은 US 3721240, US 3631856, US 4393884, DE 2442774, DE 2653133 및 DE 4030257뿐만 아니라, EP 1618803과 같은 전자 디바이스들 및 US 6016801과 같은 휴대용 전달 시스템을 포함한다.
이들 중에 중요한 것은 DE 4030257이다. 이것은 외형적으로 담배와 유사하다. 그것은 재충전할 수 있는 투여될 물질의 저장소를 구비한다. 대안적으로 디바이스는 일회용으로 될 수 있다. 투여는 밸브를 열기 위한 디바이스 상의 사용자 흡입에 의해서, 또는, 수동으로 작동할 수 있는 밸브에 의해서 작동된다. 문서상 복용량(document dose)은 복용량 형태(dosage regime)를 말하는 것이 아니며, 우리가 알고 있는 한, 이러한 디자인을 위한 어떠한 상품도 생산되지 않았다.
사실, 모조 담배 디바이스를 생산하기 위한 많은 시도들이 있었지만, 우리가 알고 있는 한, 어떤 상업적 성공을 거둔 유일한 제품은 전자 담배TM이다. 이것은 충전지, 제어 회로 및 흡입에 대해 증기를 발생시키는 분무기(atomiser)를 구비하는 마우스 피스를 포함한다. 기화될 물질을 함유하는 재충전 카트리지가 마우스 피스 내로 나사 고정된다. 디바이스는 적열하는 단부(glowing tip)를 제공하고, 사용자가 내뿜을 수 있는 가시적인 증기를 발생시키는 것에 의해서 흡연 경험의 일정한 양태들을 대체한다. 이에 불구하고, 디바이스는 많은 결점들을 구비한다.
마우스 피스 내의 배터리는 주기적인 재충전이 필요하다. 이것은 사용자들이 연장된 기간 동안 디바이스를 사용하기 원한다면, 사용 전에 디바이스를 충전하는 것을 기억해야하거나, 충전기를 휴대해야하며 충전기에 전원을 연결할 장소를 찾아야 하는 불편함이 있으므로, 사용자에게 불편하다.
상기 디바이스의 가장 큰 결점은 방출 형태(discharge regime)이다. 각각의 재충전은 약 20 개비의 담배와 동일한 양의 니코틴을 함유한다. 이것은 사용자에게 최대한의 편의를 제공하기 위해 이루어지는 것이다. 그러나, 이것 또한 많은 결점들을 야기한다. 사용자는 종종 그들이 하고 있는 것에 거의 주의를 기울이지 않고 간단히 연속으로 디바이스를 사용할 수 있어서, 그들은 이것을 실질적으로 깨닫지 못하고 상당히 많은 수의 담배들과 동일한 니코틴을 계속해서 흡입할 수 있다. 또한, 니코틴의 저장소의 크기 및 니코틴이 제공되는 방식으로 인해, 각각의 흡입 동안 제공되는 니코틴의 양이 상당히 달라진다. 이것은 사용자가 각각의 흡입에 따라서 겪게 되는 플라스마 니코틴 수준을 나타낸 도 9의 점선에 의해서 나타난다. 테스트들은, 새 제품일 때, 표준 흡입마다 0.5mg의 니코틴을 전달하고, 재충전이 거의 다 사용되었을 때 0.003mg의 니코틴으로 내려갈 것이라고 나타냈다. 그러므로, 초기 단계에서, 전자 담배는 흡연 담배의 니코틴의 최대 양보다 두 배 이상 전달하나, 재충전의 수명의 마지막에는 흡연 담배의 니코틴 수준의 근소한 퍼센트에 가까워질 것이다.
얼마나 많은 흡입제가 리필 카트리지 내에 남아있는지에 따라서 사용자의 생리적 반응들이 상당히 변동할 수 있기 때문에, 이러한 상당히 일관성 없는 복용량은 불만족스럽다. 많은 사용자들이 이러한 상당한 불만족을 발견할 것이다.
본 발명의 목적은, 재충전을 통해 사용자가 실제로 흡입하는 양을 더욱 의식하게 하고, 사용자가 뜻하지 않게 의도한 것보다 훨씬 더 많이 흡입하는 것을 멈추게 하는 것이다. 또한, 이러한 행위는 새로운 담배를 꺼내기 위해서 담배 곽으로 돌아가는 통상의 흡연 행위를 대체한다.
더욱 중요한 것은, 압축가스를 구비하는 작은 저장소는 각각의 흡입에 따른 최대 유량이 상당히 일정하게 되도록 보장한다. 이것은 도 9에 실선으로 도시된다.
압축가스에 의해서 흡입 물질의 배출이 구동될 때, 배터리는 불필요하며, 충전의 불편이 없어진다.
본 발명에 따르면, 흡입 가능한 물질 및 압축가스를 포함하는 가압된 성분의 저장소, 저장소와 연결된 리필 밸브로서 그것을 통해 저장소가 재충전되는 리필 밸브, 저장소 배출구를 통하고 디바이스 내의 흡입 배출구를 통한 흐름을 선택적으로 제어하기 위한 호흡 활성화된 밸브를 포함하고, 저장소의 크기, 저장소 내의 압력 및 저장소 배출구의 가장 좁은 지점에서의 크기는, 호흡 활성화된 밸브가 완전히 열릴 때, 저장소가 30초 이하로 배출시키도록 마련되는 실질적으로 원통의 담배와 같은 형상을 가진 모조 담배 디바이스가 제공된다.
본 발명은 상기 언급된 전자 담배의 결점들을 극복한다. 저장소 내로 가능한 한 높은 복용량을 밀어넣으려고 시도하지 않고, 본 발명은 통상의 담배와 대략 동일한 기간 동안 지속할 각각의 저장소를 제공하는 것에 의해서 정반대의 접근방식을 취한다. 결국, 저장소는 재충전되어야 한다.
이것은, 디바이스를 재충전하기 위해 멈추지 않는다면, 사용자는 하나의 담배로부터 나오는 니코틴보다 더 많은 니코틴을 계속해서 얻을 수 없다는 것을 의미한다. 이것은 사용자가 실제로 흡입하는 양을 더욱 의식하게 하고, 사용자가 뜻하지 않게 의도한 것보다 훨씬 더 많이 흡입하는 것을 멈출 것이다. 또한, 이러한 행위는 새로운 담배를 꺼내기 위해서 담배 곽으로 돌아가는 통상의 흡연 행위를 대체한다.
더욱 중요한 것은, 압축가스를 구비하는 작은 저장소는 각각의 흡입에 따른 최대 유량일 상당히 일정하게 되도록 보장한다. 이것은 도 9에 실선으로 도시된다.
압축가스에 의해서 흡입 물질의 배출이 구동될 때, 배터리는 불필요하며, 충전의 불편이 없어진다.
바람직하게는, 저장소는 500 내지 5000㎣의 체적을 구비하고, 더욱 바람직하게는, 750 내지 1500㎣의 체적을 구비한다. 바람직하게는, 압력은 200 내지 5000㎪ 사이이고, 더욱 바람직하게는, 300 내지 600㎪ 사이이다. 바람직하게는, 배출구는 가장 좁은 지점에서의 직경이 0.1 내지 1㎜이고, 더욱 바람직하게는, 0.1 내지 0.3㎜이다. 그러나, 세 개의 매개 변수들이 밀접하게 관련되어서, 작은 고압 저장소는 필요한 시간 내에 배출하기 위한 작은 배출구만을 필요로 하고, 반대로, 큰 저압 저장소는 큰 오리피스를 필요로 할 것이라는 것을 명심해야 한다.
바람직하게는, 압축가스는 방출될 때, 통으로부터 상대적으로 고속으로 액체 추진제(liquid propellant)를 보내는 높은 수증기압 물질인 HFA134a(1, 1, 1, 2-Tetrafluorodthane)이 된다. 바람직하게는, 공용매 프로필렌 글리콜(co-solvents propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol) 및 에탄올(ethanol)의 혼합물을 가진 니코틴 용체가 압축가스 내에 용해되면, 용체는 오리피스를 통해 나가는 압축가스의 체적에 관련하여 에어로졸(aerosol)로 방출되어서, 니코틴의 균일한 복용량은 압축가스 기화에 비례하여 방출된다. 바람직하게는, 니코틴은 압축가스의 총 충전 중량에 대해 0.1 내지 10%, 바람직하게는, 3 내지 6% 사이로 압축가스에 낮은 비율로 혼합된다. 추가적으로, HAF227(1, 1, 1, 2, 3, 3, 3-heptafluoropropane) 또는 152a(1, 1-Difluoroethane)가 사용될 수 있다. 니코틴에 공용매의 비율은, 유리 염기(free base)가 유도체이든 염이든, 용체 내의 니코틴의 적절한 균일한 분배를 보장하기 위해서, 0.01%와 2% 사이, 바람직하게는 1%와 1.5% 사이로 될 것이다.
사용자가 디바이스 상에 흡입하는 방식이 바뀌더라도, 저장소를 방출하는 시간과 재충전을 요하기 전에 제공할 흡입 횟수 사이에 어떠한 직접적인 상관관계도 없다. 사용자를 위한 평균 흡입은 약 1.2초이므로, 저장소는 재충전을 요하기 전에 30번의 흡입까지 제공한다. 바람직하게는, 저장소는 25초 이하로 방출하고, 더욱 바람직하게는, 20초 이하로 방출할 것이다. 이것은 상대적으로 더 적은 흡입을 제공할 수 있는 디바이스를 초래할 것이다.
일정한 방출 유속을 달성하기 위해서, 저장소의 크기, 저장소 내의 압력 및 저장소 배출구의 가장 좁은 지점에서의 크기가 바람직하게 마련되어서, 저장소가 방출될 때, 완전히 열린 호흡 활성화된 밸브로 각각의 방출을 위한 흡입 가능한 성분의 최대 부피 유속은 10% 이하, 더욱 바람직하게는, 5% 이하의 변화를 가진다. 다시 말해서, 사용자가 디바이스로부터 끌어 당기는 최대 흡입 가능한 성분은 완전히 재충전된 저장소에서 거의 비어있는 저장소까지 10%, 바람직하게는 5% 이하로 바뀔 것이다. 이것은 흡입기간에 의존할 것이기 때문에, 사용자가 흡입 가능한 성분의 변함없는 양을 수용할 것이라는 것은 아니다. 그러나, 최대 부피 유속의 일관성은, 사용자가 흡입 가능한 성분의 더 큰 양을 흡입하고 싶을 때, 더 오랫동안 흡입하는 것에 의해서 흡연 담배를 흡입하는 것만큼 자신을 위해 이러한 양을 안정적으로 조절할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 바람직하게는, 본 발명은 리필 디바이스와 결합된 본 발명에 따ㅓ른디바이스를 포함하는 시스템으로 확장된다. 바람직하게는, 리필 디바이스는 모조 담배 디바이스를 위한 재충전 제품과 같은 가압된 성분을 함유하는 담배 곽 형상의 실질적으로 직육면체 하우징을 구비하고, 모조 담배를 선택적으로 보유하기 위한 수단을 구비한다. 이것은 담배와 담배 곽의 외관 및 느낌을 모사한다.
바람직하게는, 그 높이는 44㎜ 내지 176㎜, 가장 바람직하게는 88㎜이고, 21㎜ 내지 112㎜의 폭, 가장 바람직하게는 56㎜의 폭을 가지며, 8㎜ 내지 60㎜의 깊이, 가장 바람직하게는 24㎜의 깊이를 가진다. 이것은 흡연 담배들의 20개-곽의 평균 크기에 가장 바람직하게 대응하고, 기존의 진열 및 판매 방식에 따른다.
바람직하게는, 리필 디바이스는 모조 담배 디바이스에 20 리필들을 제공할 수 있는 통을 포함한다. 가장 바람직한 형태로, 상기 통은 80㎜의 높이, 또는 23㎜의 깊이보다 더 클 수 없다. 가장 바람직하게는, 통은 21.9㎜의 내부 직경과 60㎜의 통 길이를 가지고, 22.5㎜의 외부 직경을 구비한다. 20% 감손량을 고려하면, 배합의 18,081㎣의 실제 충전 부피가 재충전 통 내에 보유될 수 있다. 모조 담배 디바이스마다 20개의 충전물들(20 fills)을 전달하기 위해서, 흡연 담배의 외부 직경에 대응하는 8㎜의 외부 직경을 고려하고, 6㎜의 내부 직경을 고려하면, 디바이스 저장소의 총 충전 길이는 전체 용체의 95% 중량으로 압축가스를 가진 리필 통 내에 3 내지 20bar 사이, 가장 바람직하게는 5 내지 6bar 사이의 균일한 압력을 설정하는 것에 의한 0.9ml 충전에 대응하는 28.8㎜의 부분과 함께 31.9㎜이고, 이것은 디바이스 저장소 내에 동일한 압력으로 동등하게 하기 위해서 전달충전(transfill) 동안에 압력 차이를 통해서 전달될 수 있다. 그러한 압력을 설정하는 것은 유속 및 복용량 전달(dosing delivery)의 면에서 디바이스의 성능을 바꿀 수 있다. 사용자에 가장 용인되는 유속을 달성하기 위해서, 총 배합 용체의 60%와 99% 사이, 가장 바람직하게는 95%와 99% 사이의 압축가스 수준을 구비하는 것이 유리하다.
그러므로, 피우기의 평균 길이가 1.2초인 흡연 담배와 전달 용량의 면에서 동일하게 되는 요구를 달성하기 위해서, 저장소 충전물의 조합, 디바이스 상의 배출 밸브의 크기 및 압축가스의 비율과 압력은 에어로졸 내의 니코틴의 일정하고 균일한 복용량을 달성할 수 있어서, 디바이스는 충전물마다 12 내지 15회의 피우기를 전달할 수 있고, 완전히 열린 밸브를 가진 모조 담배 디바이스로부터의 방출 유속이 30㎣/sec와 300㎣/sec 사이, 바람직하게는 60㎣/sec와 100㎣/sec 사이, 가장 바람직하게는 63㎣/sec로 일정하게 유지될 수 있어서, 피우기마다 니코틴의 복용량은 각각의 피우기에 고르고 일정한 투여를 제공하면서, 용체의 75㎣로 유지된다. 이것은 피우기마다 유사한 복용량 및 중간 강도 흡연 담배의 유속으로 흡연 담배와 유사한 니코틴의 고른 투여 흐름을 전달할 뿐만 아니라, 통상의 담배의 20개 곽과 같은 복용량 전달을 위한 용량을 제공한다.
바람직하게는, 리필 디바이스는 모조 담배 디바이스가 재충전되는 횟수를 기록하고 이것을 사용자에게 나타내는 도스 카운터를 더 포함한다.
바람직하게는, 리필 디바이스는 모조 담배 디바이스가 재충전되는 상태와 다른 상태로 모조 담배 디바이스를 보유하기 위한 수단을 구비한다.
바람직하게는, 리필 디바이스는 모조 담배를 위한 가압된 성분을 포함하고 하우징 내에 완저히 모조 담배 디바이스를 선택적으로 보유하기 위한 수단을 구비하는 하우징을 구비한다.
본 발명에 따르면, 사용자가 실제로 흡입하는 양을 더욱 의식하게 하고, 사용자가 뜻하지 않게 의도한 것보다 훨씬 더 많이 흡입하는 것을 멈출 수 있다. 또한, 새로운 담배를 꺼내기 위해서 담배 곽으로 돌아가는 통상의 흡연 행위를 대체할 수 있다.
또한, 압축가스를 구비하는 작은 저장소는 각각의 흡입에 따른 최대 유량일 상당히 일정하게 되도록 보장한다.
또한, 압축가스에 의해서 흡입 물질의 배출이 구동될 때, 배터리는 불필요하며, 충전의 불편이 없어진다.
이제, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 디바이스 및 시스템의 실시예가 설명될 것이다.
도 1은 리필 노즐까지 나타내는 디바이스를 통한 개략적인 단면도이다.
도 2a는 닫힌 상태의 리필 밸브를 가진 디바이스의 말단부를 통한 개략적인 단면도이다.
도 2b는 열린 상태의 밸브를 가진 도 2a와 유사한 도면이다.
도 3은 근접단부에서 호흡 활성화된 밸브를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4는 호흡 활성화된 밸브의 대안적인 디자인을 나타내는 도 3과 유사한 도면이다.
도 5는 도 4에서 V-V 라인을 통한 단면도이다.
도 6은 리필 유닛의 개략적인 단면도이다.
도 7은 제2 리필 유닛의 도 6과 유사한 개략적인 도면이다.
도 8은 제3 리필 유닛을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 9는 전자 담배TM 로부터의 방출 형태에 대한 복용량 형태를 나타내는 그래프이다.
도 10은 닫힌 상태의 호흡 활성화된 밸브의 다른 실시예를 가진 담배 디바이스의 흡입 단부의 절개 사시도이다.
도 11은 열린 밸브를 나타내는 도 10과 유사한 도면이다.
모조 담배 디바이스의 일반적인 구조는 본 출원인의 이전 출원인 WO 2009/001082에 개시된다. 리필 팩의 세부 구성들은 WO 2009/001078에 제공되고, 제형(formulation)의 세부사항은 WO 2009/001085에 제공된다.
본 시스템은 두 개의 주요 구성요소들, 즉, 도 1 내지 5에 도시된 모조 담배 디바이스(1) 및 도 6 내지 8에 도시된 리필 유닛(2)을 포함한다.
우선, 모조 담배 디바이스(1)가 설명될 것이다. 이것은 연장된 중공의 원통형 하우징(3)을 포함한다. 이 하우징의 일 단부는 리필 단부(4)이고, 맞은편 단부는 흡입 단부(5)이다. 리필 단부에 있는 체크 밸브(6)가 이하 더욱 상세하게 설명된다. 체크 밸브(6)는 디바이스의 길이의 상당한 부분을 따라서 연장하는 저장소(7)로 연결된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 저장소는 원통형 하우징(3) 내에 견고하게 고정된 원통형 슬리브(8)에 의해서 구획된다. 그러나, 원통형 하우징(3) 자체로 구획될 수 있다. 저장소(7)의 맞은편 단부에서 리필 단부(4)를 향해 디바이스를 따르는 거리의 약 3/4 지점에, 이하 더욱 상세하게 설명되는 호흡 활성화된 배출 밸브(9)가 있다. 호흡 활성화된 배출 밸브(9)는 흡입 단부(5)로 연결된다. 저장소(7)는 체크 밸브(6)를 통해 주기적으로 용체(solution)로 채워진다. 그리고, 사용자는 저장소(7)로부터 용체의 복용량을 들이마시기 위해 호흡 활성화된 밸브(9)를 주기적으로 여는 흡입 단부(5)에서 흡인한다.
이제, 도 2a 및 2b를 참조하여, 체크 밸브(6)가 더욱 상세하게 설명될 것이다. 체크 밸브는 스프링(13)에 의해 밸브 시트(12) 상에 편향된 밸브 요소(11)를 포함한다. 스프링(13)은 용체가 통과하도록 하기 위해 열리는 스프링 지지부(14)에 의해 스프링(13)의 맞은편 단부에서 지지된다. 또한, 리필 단부(4)는 밸브 요소(11)의 상류에 리필 시트(15)를 구비한다. 저장소를 재충전하기 위해서, 리필 노즐(14)이 디바이스(1)의 리필 단부(4) 내로 삽입된다. 리필 노즐(14)은 리필 과정들 동안에 저장소의 단부를 밀봉하기 위해 노즐의 단부를 노즐 시트(15)에 대해서 밀봉하면서, 노즐 시트(12)로부터 밸브 요소(11)를 들어올리기 위해 밸브(11)를 민다. 도 1에 도시된 것과 같이, 리필 노즐(14)은 스프링 하중을 받아서, 밸브 요소(11)에 대해 압착될 때 자동적으로 용체를 제공한다. 대안적으로, 독립된 방출 메커니즘이 리필을 위해 제공될 수 있다.
노즐이 철회되면, 스프링(13)은 저장소의 단부를 밀봉하기 위해 노즐 시트(15) 상으로 다시 밸브 요소를 민다.
이제, 도 3을 참조하여, 호흡 활성화된 밸브(9)가 설명될 것이다. 호흡 활성화된 밸브(9)는 관통 홀(17)을 가진 연장된 로드 형태인 밸브 요소(16)를 포함한다. 이 관통 홀(17)은 저장소(7)로 안내되는 관형 배출구(18) 내에 위치된다. 도 3에 도시된 상태에서, 관통 홀(17)은 관형 배출구(18)에 수직으로 되어서, 관형 배출구(18)를 통한 흐름을 차단한다. 밸브 요소(16)가 90°로 회전되면, 관통 홀(17)은 저장소(7)로부터 흐름을 허락하도록 관형 배출구(18)와 정렬된다.
밸브 요소(16)는 한 쌍의 편향 스프링들(19)에 의해서 도 3에 도시된 닫힌 상태로 고정된다. 밸브 요소(16)의 각각의 단부에 날개 시스템(20)이 있다. 날개 시스템(20)의 상류에는 한 쌍의 비스듬한 입구들(21)이 있다. 입구들(21)이 배치되고 방향이 잡혀서, 입구를 통한 공기 흐름은 편향 스프링들(19)의 작용에 대해 밸브 요소가 열린 상태로 회전하도록 하는 방식으로 날개 시스템(20) 상에 영향을 주고, 그것에 의해서 밸브를 연다. 그러므로, 밸브는 디바이스의 흡입 단부 상에서 흡인하는 사용자에 의해서 작동된다. 흡인이 멈추면, 편향 스프링들(19)은 밸브가 닫히게 한다.
도 3에서 볼 수 있는 것과 같이, 흡입 단부(5)를 향해 흐르는 두 개의 흐름들이 있다. 이 흐름들은 화살표(22)로 나타낸 비스듬한 입구들(21)로부터의 외기(ambient air) 흐름 및 도면부호 23으로 나타낸 것과 같이 관통 홀(17)을 통해 지나가는 저장소(7)로부터의 흐름이며, 한 쌍의 유출유동(bleed flow) 오리피스들(24)은 흐름(23) 내로 외기 흐름(22)의 일부를 빼내고, 흡입 단부(5)를 향한 흐름을 촉진하도록 비스듬히 기울어진다. 이것은 저장소로부터의 가스가 냉각될 수 있도록 되어서, 저장소로부터의 가스는 흐름들(22)로부터 나온 외기에 의해 묽어질 뿐만 아니라, 더 큰 부피의 흡입을 제공하도록 한다. 흡입 단부에는 외측 흐름 통로를 위한 환형 필터 요소(26) 및 저장소로부터의 흐름을 위한 중앙 필터 요소(27)를 제자리에 고정하는 스크린(25)이 있다. 환형 필터 요소(26) 및 중앙 필터 요소(27)는 외부의 잔해들이 디바이스로 들어가는 것을 방지한다.
이제, 도 4 및 5를 참조하여, 호흡 활성화된 밸브의 대안적인 배열이 설명될 것이다.
흡입 단부(5)의 대부분의 구성요소들은 이전에 설명된 것들과 같고, 동일한 도면부호들로 나타낸다. 밸브 메커니즘만 상이하다. 이것은 선회할 수 있게 설치되고 각각의 균형 스프링(29)에 의해 도 4에 도시된 제1 상태로 편향되는 한 쌍의 플레이트들(28)을 포함한다. 밀봉 요소들(30)이 각각의 플레이트(28)로부터 대체로 수직으로 연장한다. 바람직하게는, 밀봉 요소들(30)은 엘라스토머와 같은 탄성도를 가진 물질로 이루어지거나, 밀봉을 제공하기 위해 단부에 탄성 팁(tip)을 가진 견고한 물질로 이루어질 수 있다. 밀봉 요소는 배출구를 통한 배출 경로를 밀봉하기 위해 관형 배출구(18)의 중앙에서 만난다. 디바이스 내에서, 비스듬한 입구들(21)로부터의 공기는 플레이트들(28)을 도 4에 도시된 상태로부터 아래쪽으로 회전하도록 플레이트들(28) 상에 영향을 미쳐서, 밀봉 요소들(30)을 벌어지게 하고 저장소(7)로부터의 흐름을 허락한다. 흡인이 멈추면, 플레이트들(28)은 도 4에 도시된 시작 상태로 되돌아가도록 강요되고, 관형 배출구(18)는 다시 밀봉된다.
이제, 도 6을 참조하여, 리필 유닛의 제1 실시예가 설명될 것이다.
리필 유닛은 담배 곽과 대략 동일한 크기이고, 담배 디바이스(1)가 사용되지 않을 때 저장될 수 있는 오목부(31)를 구비한다. 리필 유닛은 오목부(31)의 각각의 측면에 위치된 한 쌍의 원통들(32)을 포함한다.
각각의 원통(32)은 동일한 구조를 구비한다. 각각의 원통부는 스프링 지지부(36) 상에 지지된 편향 스프링(35)에 의해서 밸브 시트(34) 상으로 편향된 밸브 요소(33)를 포함하는 유입구/배출구 밸브를 구비한다.
리필 유닛(2)으로부터 담배 디바이스(1)를 충전하기 위하여, 그리고, 리필 유닛(2) 자체를 재충전하기 위하여, 유닙구/배출구(37)와 원통들(32) 사이에 유체를 전달하기 위해 도관 시스템이 제공된다. 도관 시스템은 유입구/배출구(37)로부터 두 개의 원통들(32)까지 안내하는 스프링-하중(spring-loaded) 도관(38)의 형태를 취할 수 있다. 도관은 각각의 밸브 요소(33)에 대해서 압착하도록 각각 배열된 한 쌍의 노즐들(39)을 구비하고, 노즐들(39)의 각각은 원통(32)의 내부 공간과 스프링-하중 덕트(38) 사이에 유체 전달을 허락하는 복수의 오리피스들(40)을 구비한다. 스프링(42)에 의해 닫힌 상태로 수직으로 편향된 도관 밸브(41)가 유입구/배출구(37)에 인접해 있다. 노즐(39)과 유사한 도관 노즐(43)이 밸브(41)와 연결된다.
사용되지 않는 상태에서, 스프링-하중 도관(38)은 스프링(44)에 의해서 리필 유닛의 바닥에 밀접하게 인접한 상태로 편향된다. 이때, 각각의 밸브 요소들(33)이 각각의 스프링에 의해서 닫힌 상태로 편향되면서, 밸브 요소들(33)은 덕트 밸브(41)와 같이 밀봉된다. 담배 디바이스(1)가 유입구/배출구(37) 내로 삽입되면, 상기 설명된 것과 같이, 담배 디바이스(1) 상의 체크 밸브(6)가 열린다. 도관 밸브(41)는 열린 상태로 밀리고, 전체 스프링-하중 도관(38)이 스프링(45)에 의해서 지지되어 도 6에 도시된 상태로 올려진다. 이것은 노즐(39)이 밸브 요소들(33)의 시트들로부터 밸브 요소들(33)을 들어올리게 한다. 이제, 원통들(32)로부터 담배 디바이스의 저장소(7) 내로 유체 전달이 있게 된다. 원통들(32)이 담배 디바이스 보다 더 높은 압력에 있으면, 기체는 저장소(7) 내로 흐른다. 각각이 원통(32)은 담배 디바이스(14)를 여러 번 재충전하기에 충분한 용체를 구비한다.
또한, 바람직하게는, 산소를 가진 흡입 가능한 성분을 함유하는 리필 유닛은 담배 라이터와 관련된 마치 수동 습성과 같이 트리거(trigger) 또는 상부에 위치한 누름 버튼 또는 측면 리필 팩에 의해 작동되는 압축 펌프에 의해 수동으로 주입될 수 있다. 이것은 리필 유닛을 준비시키고, 조절하며, 다시 압력을 가하는 역할을 해서, 일정한 복용량 및 압력이 유지되고 배출된다.
원통들(32)이 고갈되면, 그것들은 자체로 재충전될 수 있다. 이것은 원통들로부터 담배 디바이스를 재충전하기 위해 사용되는 것과 동일한 메커니즘을 사용하여 이루어진다. 이렇게 하기 위해서, 담배 디바이스가 삽입되고 동일한 흐름 경로가 열리는 동일한 방식으로, (도시되지 않은) 고압원이 유입구/배출구(37) 내로 위치될 수 있다. 고압원이 원통들(32)보다 더 고압이면, 원통들은 재충전된다.
예를 들어, 고압원은 밴딩 머신(vending machine)으로 제공될 수 있어서 사용자가 이것으로부터 그들의 원통을 재충전할 수 있거나, 또는, 사용자가 그들의 집 또는 차에 비치하고 있는 통(canister)이 될 수 있는 것으로 예상된다.
도 7은 제2 리필 유닛(2)을 도시한다. 이것은 제1 유닛과 유사하나, 이 경우에는 담배 디바이스가 오목부(31) 내에 있을 때 담배 디바이스를 재충전하도록 설계된다. 그러므로, 도관 밸브(41) 및 도관 노즐(43)은 도 6에서의 그들의 위치들로부터 반대로 되고, 대응하는 조절들은 메커니즘의 나머지 부분으로 이루어진다.
제3 리필 유닛은 도 8에 도시된다. 이 유닛은 힌지(48)에 달려있는 뚜껑(47)을 구비하는 케이스(46)를 포함한다. 뚜껑이 열리면, 담배 디바이스(1)는 오목부(31) 내로 삽입되거나, 오목부(31)로부터 제거될 수 있다. 리필 유닛은 도 6에 관해 설명된 원통들에 따라 구성된 단일의 원통(32)을 포함한다. 본 실시예는 단일의 원통을 구비함에 따라, 유입구/배출구(37)가 노즐(39) 바로 아래에 있어서, 담배 디바이스(1) 및 고압원은 밸브 요소(33) 상에 직접 누른다.
호흡 활성화된 밸브의 다른 배열들은 도 10 및 11에 도시된다.
사용자가 도 10에 도시된 상태의 디바이스로 배출구 단부(50) 상에서 흡인하면, 그 흡인은 흡인 오리피스(51)에 의해서 챔버(52)에 연결되어서, 이 챔버 내의 압력을 낮춘다. 이것은 선회할 수 있게 설치된 날개(53)가, 도 2에 도시된 형태로 격막(55)을 변형하고 변형 가능한 튜브(57)가 열리도록 하기 위해 조(jaw)(56)를 들어올리면서, 면서 도 2에 도시된 상태로 스프링(54)의 작용에 대해서 올려지도록 하고, 흡입 가능한 성분이 저장소(58)로부터 배출구 통로(59)를 따라 변형 가능한 튜브(57)를 통하고, 배출구 오리피스(60)를 통해 나가도록 한다. 사용자에 의해 가해진 흡인의 정도는 날개(53)가 이동하는 정도를 결정해서, 사용자가 수용하는 구성요소의 양을 결정할 것이다. 사용자가 흡인을 멈추자마자, 대기압이 흡인 오리피스(51)를 경유하는 챔버(52)를 되돌릴 것이고, 스프링(54)은 날개를 도 1 상태로 날개를 되돌려서, 튜브(57)가 닫히도록 조일 것이다.

Claims (21)

  1. 흡입 가능한 물질 및 압축가스를 포함하는 가압된 성분의 저장소, 저장소와 연결된 리필 밸브로서 이 리필 밸브를 통해 저장소가 재충전되는 리필 밸브, 저장소 배출구를 통하고 디바이스 내의 흡입 배출구를 통한 흐름을 제어하기 위한 호흡 활성화된 밸브를 포함하는 원통형 담배와 같은 형상을 가진 모조 담배 디바이스로서,
    저장소의 크기, 저장소 내의 압력 및 저장소 배출구의 가장 좁은 지점에서의 크기는, 호흡 활성화된 밸브가 완전히 열릴 때, 저장소가 30초 이하로 상기 가압된 성분을 배출시키도록 마련되는 모조 담배 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    저장소는 500 내지 5000㎣의 부피를 구비하는 모조 담배 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    저장소는 75000 내지 1500㎣의 부피를 구비하는 모조 담배 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    압력은 200 내지 5000㎪ 사이인 모조 담배 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    압력은 300 내지 600㎪ 사이인 모조 담배 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    배출구는 가장 좁은 지점에서 직경이 0.1 내지 1㎜인 모조 담배 디바이스.
  7. 제6항에 있어서,
    배출구는 가장 좁은 지점에서 직경이 0.1 내지 0.3㎜인 모조 담배 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    압축가스는 HFA134a, HFA227 또는 HFA152a 중에서 선택되는 모조 담배 디바이스.
  9. 제1항에 있어서,
    니코틴은 압축가스 중량의 0.1 내지 10%의 중량으로 존재하는 모조 담배 디바이스.
  10. 제9항에 있어서,
    니코틴은 압축가스 중량의 3 내지 6%의 중량으로 존재하는 모조 담배 디바이스.
  11. 제1항에 있어서,
    저장소는 25초 이하로 상기 가압된 성분을 배출시키는 모조 담배 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    저장소는 20초 이하로 상기 가압된 성분을 배출시키는 모조 담배 디바이스.
  13. 제1항에 있어서,
    완전히 열린 호흡 활성화된 밸브로 배출되는 흡입 가능한 성분의 최대 부피 유속이 10% 이하의 변화(Variation)를 가지도록, 저장소의 크기, 저장소 내의 압력 및 저장소 배출구의 가장 좁은 지점에서의 크기가 마련되는 모조 담배 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    완전히 열린 호흡 활성화된 밸브로 배출되는 흡입 가능한 성분의 최대 부피 유속이 5% 이하의 변화(Variation)를 가지도록, 저장소의 크기, 저장소 내의 압력 및 저장소 배출구의 가장 좁은 지점에서의 크기가 마련되는 모조 담배 디바이스.
  15. 제1항에 있어서,
    디바이스는 30 내지 300㎣/s의 배출 유속을 구비하는 모조 담배 디바이스.
  16. 제1항에 있어서,
    압축가스는 전체 배합 용체의 중량에 대해 60%와 99% 사이인 모조 담배 디바이스.
  17. 리필 디바이스와 결합된 제1항에 따른 모조 담배 디바이스를 포함하는 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    리필 디바이스는 모조 담배 디바이스를 위한 재충전을 위해 가압된 성분을 함유하는 담배 곽과 같은 형상을 가진 직육면체 하우징을 구비하고, 모조 담배를 보유하기 위한 수단을 구비하는 시스템.
  19. 제17항에 있어서,
    리필 디바이스는 모조 담배 디바이스가 충전되는 횟수를 등록하고 이것을 사용자에게 보여주기 위한 도스 카운터(dose counter)를 더 포함하는 시스템.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    리필 디바이스는 모조 담배 디바이스가 재충전되는 위치와 다른 위치로 모조 담배 디바이스를 보유하기 위한 수단을 구비하는 시스템.
  21. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    리필 디바이스는 모조 담배를 위한 가압된 성분을 함유하는 하우징을 구비하고, 하우징은 모조 담배 디바이스를 하우징 내에 완전히 보유하기 위한 수단을 구비하는 시스템.
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