KR20230026666A

KR20230026666A - 니코틴 인헤일러

Info

Publication number: KR20230026666A
Application number: KR1020210108543A
Authority: KR
Inventors: 정용미; 이미정; 신준원; 정은미
Original assignee: 주식회사 케이티앤지
Priority date: 2021-08-18
Filing date: 2021-08-18
Publication date: 2023-02-27
Also published as: EP4162820A1; KR102620744B1; TW202315534A; WO2023022353A1; CN115996649A; EP4162820A4

Abstract

본 발명은 하우징 및 상기 하우징 내부에 구비된 벤츄리관을 포함하는 본체부; 니코틴 액상 저장부; 상기 니코틴 액상을 상기 벤츄리관 내부로 공급하는 액상공급튜브;를 포함하며, 상기 벤츄리관은 하우징 일단부의 공기유입구와 연통되는 인렛관부, 관벽에 액상주입구가 구비된 중앙관부, 및 하우징 타단부의 흡입구와 연통되는 아울렛관부를 포함하며, 상기 액상공급튜브는 상기 니코틴 액상 저장부와 상기 중앙관부의 액상주입구를 연통시키도록 구비된 니코틴 인헤일러를 제공한다.

Description

니코틴 인헤일러{Nicotine inhaler}

본 발명은 니코틴 인헤일러, 구체적으로 니코틴 액상을 에어로졸화시켜 흡입할 수 있는 인헤일러에 관한 것이다.

인헤일러를 통하여 니코틴을 에어로졸(aerosol) 형태로 폐로 전달하는 방법은 니코틴을 전달하기 위한 매력적인 수단이다. 이 때 에어로졸의 크기는 흡연의 만족도를 위해 매우 중요한 파라미터이다. 왜냐하면, 입자가 큰 에어로졸을 흡입하는 경우, 커다란 액적이 후두나 기도를 타격함으로써 부정적인 관능을 전달하기 때문이다. 즉, 니코틴 에어로졸의 입자 사이즈가 줄어들수록 부드럽게 흡입되며, 폐 안으로 깊숙히 침투하여 흡연자의 만족도를 향상시킬 수 있다.

담배 연기의 D50(질량중앙지름, 또는 질량의 평균입도)는 0.3㎛ 내지 0.6㎛이다. 그러나, 휴대용 인헤일러를 사용하여 생성되는 니코틴 에어로졸의 입자 사이즈는 장치의 한계로 인하여 상기 담배 연기의 입자 사이즈와 큰 차이를 갖는다. 그러므로 인헤일러를 통하여 니코틴 에어로졸을 전달하는 방식이 흡연자들에게 사랑 받기 위해서는 미세 입자의 에어로졸 입자를 생산하는 기술의 발전이 수반되어야 한다.

종래의 에어로졸 발생장치로는 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸을 생성하는 방법이 잘 알려져 있다. 그러나 이러한 장치는 가열장치 등 복잡한 구성이 필요하다는 단점을 갖는다.

그러므로, 상기와 같이 고온으로 가열하는 방식을 채용하지 않고, 니코틴 에어로졸을 압력차 등을 이용하여 생성하는 방법들이 연구되고 있다. 그러나 이러한 방법은 인헤일러가 대기 중에서 사용되므로, 압력차를 생성하는 것이 쉽지 않다는 현실적인 한계를 갖는다.

대한민국 등록특허 제10-1734932호

본 발명은 종래기술의 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출된 것으로서,

사용자의 흡입에 의해 압력 차이를 크게 형성할 수 있으며, 이러한 압력 차이에 의해 미세한 크기의 니코틴 에어로졸을 효율적으로 형성할 수 있는 니코틴 인헤일러를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

하우징 및 상기 하우징 내부에 구비된 벤츄리관을 포함하는 본체부;

니코틴 액상 저장부;

상기 니코틴 액상을 상기 벤츄리관 내부로 공급하는 액상공급튜브;를 포함하며,

상기 벤츄리관은 하우징 일단부의 공기유입구와 연통되는 인렛관부, 관벽에 액상주입구가 구비된 중앙관부, 및 하우징 타단부의 흡입구와 연통되는 아울렛관부를 포함하며,

상기 액상공급튜브는 상기 니코틴 액상 저장부와 상기 중앙관부의 액상주입구를 연통시키도록 구비된 니코틴 인헤일러를 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 아울렛관부 말단은 하우징 단부의 흡입구까지 연장되어 흡입부를 형성하며, 상기 아울렛관부는 상기 중앙관부 단부로부터 하우징 단부의 흡입구로 가면서 관경이 점차 확대되는 형태일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 인렛관부 말단은 하우징 단부의 공기유입구까지 연장되어 공기유입부를 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 아울렛관부는 인렛관부보다 긴 길이를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 벤츄리관에서 인렛관부는 중앙관부를 향하여 테이퍼진 제1 테이퍼부를 포함하며, 상기 아울렛관부는 중앙관부를 향하여 테이퍼진 제2 테이퍼부를 포함하며,

상기 제1 테이퍼부가 상기 벤츄리관의 중심축과 이루는 각도는 제2 테이퍼부가 상기 벤츄리관의 중심축과 이루는 각도보다 클 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 중앙관부는 직경이 0.5 mm 내지 1 mm이고, 길이가 1 mm 내지 5 mm일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 니코틴 액상 저장부는 상기 하우징과, 벤츄리관을 일부 또는 전부로 포함하는 본체 내벽 사이의 공간에 위치될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 니코틴 액상 저장부는 환형의 용기를 포함하며, 상기 환형의 용기는 본체 내벽의 외주면을 둘러싸는 형태로 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 액상공급튜브에는 비흡입시에 액상공급튜브를 잠그고, 흡입시 액상공급튜브를 개방하는 클림핑부가 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 액상주입구의 직경은 액상공급튜브의 직경보다 작을 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 공기유입구와 벤츄리관 사이 또는 공기유입구 쪽 벤츄리관에 가열요소가 더 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 공기유입구와 벤츄리관 사이 또는 공기유입구 쪽 벤츄리관에 발향요소가 더 구비될 수 있다.

본 발명의 니코틴 인헤일러는 인헤일러 내부에 벤츄리관 구조를 구비하고, 니코틴 액상을 상기 벤츄리관 중에서 음압을 형성하는 부분에 공급함으로써, 미세한 크기의 니코틴 에어로졸을 효율적으로 생성하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 니코틴 인헤일러의 일 실시형태를 도시한 절단사시도이며,
도 2는 본 발명의 니코틴 인헤일러의 일 실시형태를 도시한 단면도이며,
도 3은 본 발명의 니코틴 인헤일러의 다른 실시형태를 도시한 절단사시도이며,
도 4는 본 발명의 니코틴 인헤일러의 다른 실시형태를 도시한 단면도이며,
도 5는 본 발명의 니코틴 인헤일러에 의한 에어로졸 생성 메커니즘을 모식적으로 도시한 도면이며,
도 6은 본 발명의 니코틴 인헤일러에 포함되는 벤츄리관의 구조를 도시한 도면이며,
도 7은 본 발명의 니코틴 인헤일러에 포함되는 벤츄리관의 중앙관부의 직경 및 길이에 따르는 흡입부 유량을 나타낸 그래프이며,
도 8은 본 발명의 니코틴 인헤일러에 포함되는 벤츄리관의 중앙관부의 직경 및 길이에 따르는 흡입압을 나타낸 그래프이며,
도 9는 본 발명의 니코틴 인헤일러의 작동 시 각 구성요소에 발생하는 압력을 나타낸 그래프이며,
도 10은 본 발명의 니코틴 인헤일러의 다른 실시형태를 도시한 단면도이며,
도 11은 도 11의 니코틴 인헤일러에 포함된 클림핑부를 확대하여 나타낸 단면도이며,
도 12는 본 발명의 니코틴 인헤일러의 작동 시 0.4초 후에 측정한 에어로졸 입자 사이즈를 측정한 결과를 나타내며,
도 13은 본 발명의 니코틴 인헤일러의 작동 시 시간에 따르는 에어로졸 입자 사이즈 분포를 측정한 결과를 나타낸다.

이하, 본 발명을 보다 자세히 설명한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, ‘포함하다’ 또는 '가지다’ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용된 용어 “앞쪽” 및 “뒤쪽”은 에어로졸 흐름을 기준으로 정의한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.

본 발명의 니코틴 인헤일러는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(110) 및 상기 하우징 내부에 구비된 벤츄리관(120)을 포함하는 본체부(100); 니코틴 액상 저장부(200); 상기 니코틴 액상을 상기 벤츄리관(120) 내부로 공급하는 액상공급튜브(300);를 포함하며,

상기 벤츄리관(120)은 상기 하우징 일단부의 공기유입구(400)와 연통되는 인렛관부(121), 관벽에 액상주입구(124)가 구비된 중앙관부(122), 및 상기 하우징 타단부의 흡입구(500)와 연통되는 아울렛관부(123)를 포함하며;

상기 액상공급튜브(300)는 상기 니코틴 액상 저장부(200)와 상기 중앙관부의 액상주입구(124)를 연통시키도록 구비된다.

일반적으로, 니코틴 인헤일러에서, 니코틴 액상을 인체로 흡입 시키려 할 때, 니코틴 액상의 폐 흡입이 용이하도록 미세 에어로졸화 하는 것이 중요하다. 특히 추진체가 니코틴 액상과 함께 저장부(200)에 포함될 경우, 니코틴 액상이 토출되는 속도가 매우 빠르기 때문에, 흡입 즉시 구부로 들어와 커다란 액적이 후두 및 기도를 타격함으로써 부정적인 관능특성을 나타낸다. 따라서, 니코틴 액상을 보다 빠르게, 보다 미세하게 에어로졸화 하는 것이 필요하다.

본 발명의 니코틴 인헤일러는 상기와 같은 특별한 구조에 의해 니코틴 액상이 토출 직후 보다 미세하게 에어로졸화 된다.

본 발명의 니코틴 인헤일러의 액상 에어로졸화 메커니즘을 설명하면 다음과 같다. 사용자가 도 1에 도시된 니코틴 인헤일러의 흡입부(600)를 통하여 공기를 흡입하는 경우, 벤츄리관(120)의 중앙관부(122)의 압력이 베르누이의 원리에 의해 낮아진다. 따라서, 이러한 압력차에 의해 니코틴 액상 저장부(200)에 수용된 니코틴 액상(220)이 액상공급튜브(300)를 통하여 상기 중앙관부(122)의 액상주입구(124)로 액상 상태로 토출되고(도 5의 (a)), 동시에 상기 압력차에 의해 추진체가 기화되면서 기포를 생성한다(도 5의 (b)). 이후, 상기 기포가 성장되면서 기포와 기포 사이의 액막이 끊어지면서(도 5의 (c)), 니코틴 액상이 에어로졸화 된다(도 5의 (d)). 이 때, 상기 압력차이가 클수록 기포의 성장이 더 빠르며, 액막이 끊어지는 속도도 더 빨라 에어로졸 생성 효율이 향상된다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 아울렛관부(123) 말단은 하우징(110) 단부의 흡입구(500)까지 연장되어 흡입부(600)를 형성하며, 상기 아울렛관부는 상기 중앙관부(122) 단부로부터 하우징 단부의 흡입구로 가면서 관경이 점차 확대되는 형태일 수 있다.

또한, 이때, 상기 인렛관부(121) 말단은 하우징(110) 단부의 공기유입구(400)까지 연장되어 공기유입부를 형성할 수 있다.

위에 설명된 형태의 니코틴 인헤일러에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 아울렛관부(123)의 길이(L2)는 인렛관부(121)의 길이(L1)보다 길게 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 에어로졸이 비행하면서 더 미립화 하기 때문에 아울렛관부(123)의 길이를 길게 형성하는 것이 미립화에 효과적이기 때문이다.

또한, 위에 설명된 형태의 니코틴 인헤일러에 있어서, 상기 벤츄리관(120)에서 인렛관부(121)는 중앙관부(122)를 향하여 테이퍼진 제1 테이퍼부를 포함하며, 상기 아울렛관부(123)는 중앙관부(122)를 향하여 테이퍼진 제2 테이퍼부를 포함하며, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 테이퍼부가 상기 벤츄리관(120)의 중심축과 이루는 각도(도 6, a)는 제2 테이퍼부가 상기 벤츄리관의 중심축과 이루는 각도(도 6, b)보다 큰 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기에서 설명한 바와 같이, 아울렛관부(123)의 길이가 인렛관부(121)의 길이보다 길게 형성되며, 공기유입구(400)의 크기는 크게 형성하는 것이 유리하므로, 이러한 조건 하에서 상기 제1 테이퍼부의 각도는 제2 테이퍼부의 각도보다 클 수 밖에 없기 때문이다. 또한, 베르누이의 원리에 따라 벤츄리관의 중앙관부(122)의 압력을 낮게 형성하기 위해서는 인렛관부(121)의 직경이 큰 것이 유리하기 때문이다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 중앙관부(122)는 직경이 0.5 mm 내지 1 mm, 더욱 바람직하게는 0.6 내지 0.8 mm이고, 길이가 1 mm 내지 5 mm로 형성될 수 있다.

상기 중앙관부(122)는 적절한 음압을 형성할 수 있는 직경 및 길이를 가져야 하며, 직경이 너무 좁고 길이가 길 경우, 벽면마찰저항으로 오히려 유량이 감소하고, 압력손실이 일어나 음압이 충분히 형성이 되지 않으므로 바람직하지 않다. 그러므로, 상술한 범위로 직경과 길이가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 중앙관부(122)의 직경은 흡입부에서 적절한 흡입유량이 확보되야 하므로, 적어도 0.5 mm는 되야 한다. 왜냐하면, 상기 직경이 5 mm일 경우 가장 적은 호흡에서도 2초간 20 ml의 공기와 니코틴 액상 에어로졸의 혼합물을 흡입할 수 있기 때문이다. 또한, 1 mm를 초과하는 경우 중앙관부에 충분한 음압이 형성되지 않아 에어로졸화에 불리하다.

도 7은 상기와 같은 중앙관부(122)의 직경 및 길이에 따르는 흡입부 유량을 나타낸다.

또한, 중앙관부(122)의 길이는 액상주입구(124)의 배치와 크기를 고려하여 1mm보다 커야 하며, 적절한 음압이 형성되야 하므로 5mm보다 작아야 한다. 도 8은 상기와 같은 중앙관부(122)의 직경 및 길이에 따르는 흡입압을 나타낸다. 도 9는 본 발명의 니코틴 인헤일러의 작동 시 각 구성요소에 발생하는 압력을 나타낸 그래프이다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 니코틴 액상 저장부(200)는 도 1 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(110)과, 벤츄리관(120)을 일부 또는 전부로 포함하는 본체 내벽(130) 사이의 공간에 위치될 수 있다.

구체적으로, 상기 니코틴 액상 저장부(200)는 환형의 용기(210)를 포함하며, 상기 환형의 용기는 본체 내벽(130)의 외주면을 둘러싸는 형태로 구비될 수 있다.

이와 같은 니코틴 액상 저장부(200)의 배치는 니코틴 인헤일러를 컴팩트한 구조로 제조하는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 액상공급튜브(300)에는 비흡입시에 액상공급튜브를 잠그고, 흡입시 액상공급튜브를 개방하는 클림핑부(310)가 구비될 수 있다. 상기 클림핑부는 사용자가 인헤일러를 흡입할 때 베츄리관의 중앙관부의 압력이 낮아지므로, 이러한 압력차이에 의해 오픈될 수 있다.

상기 클림핑부는, 예를 들어, 인헤이러의 흡입시 흡입 압력을 센싱하는 센서와 상기 센서가 흡입 상태를 센싱한 경우, 상기 센싱 결과에 따라 액상공급튜브를 오픈하는 솔레노이드 밸브로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 솔레노이드 밸브는 비 흡입시 액상공급튜브를 클로즈한 상태를 유지한다.

또한, 상기 클림핑부는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 수동으로 작동하는 형태일 수도 있다. 즉, 사용자가 인헤일러를 흡입하기 전에, 스프링(312)에 의해 지지되어 액상공급튜브를 클림핑하고 있는 클림핑 로드(도 11, 311)를 가압하여 액상공급튜브를 오픈시키고(도 11 (b)), 흡입이 끝난 후 클림핑 로드에 가한 압력을 해제하여 다시 액상공급튜브를 클로즈된 상태(도 11 (a))로 되돌리는 형태일 수 있다.

한편, 상기 클림핑부는 공지된 형태로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 한국 등록특허 제10-1734932호에 기재된 클림핑 부재를 적용하는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 클림핑 부재의 적용을 위하여 본 발명의 니코틴 인헤일러의 구조는 추가의 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡입부(600)에는 하우징(110)과 본체 내벽(130) 사이의 공간과 연통되는 흡입구가 하나 더 형성될 수 있으며, 상기 크림핑부(310)에는 상기 흡입구를 통한 흡입시 작동되어 클림핑부에 의해 액체공급튜브에 가해지고 있는 압력을 해제할 수 있는 수단이 더 구비될 수 있다.

구체적으로 예시하면, 상기 한국 등록특허 제10-1734932호의 클림핑 부재(21)가 적용되는 경우, 본 발명의 하우징(110)과 본체 내벽(130) 사이의 공간에 한국 등록특허 제10-1734932호에 기재된 형태의 베인(15, vane)과 구조가 동일 또는 유사한 베인이 구비될 수 있다. 상기 베인은 인헤일러의 흡입부(600)의 흡입에 의해 하우징(110)과 본체 내벽(130) 사이의 공간의 압력이 낮아지는 경우, 이 압력에 따라 하우징(110) 내벽 쪽으로 이동할 수 있는 사이즈의 멤브레인을 포함하며, 상기 멤브레인의 공기유입구(400) 쪽 일단부에는 피봇(pivot)이 구비될 수 있다. 따라서, 인헤일러의 흡입시 상기 멤브레인과 하우징 내벽 사이의 압력이 낮아지는 경우, 상기 피봇을 중심으로 상기 멤브레인이 회전하면서 하우징 내벽 쪽으로 이동하게 된다. 상기 멤브레인의 하단부에는 액체공급튜브(300)을 가압할 수 있는 조(jaw)가 구비될 수 있다. 상기 멤브레인은 인헤일러의 비흡입시 스프링과 같은 탄성부재에 의해 하방으로 힘을 받는 구조로 형성될 수 있으며, 이 힘에 의해 상기 조(jaw)가 액체공급튜브를 압박하여 니코틴 액상의 유통을 차단할 수 있다. 한편, 인헤일러의 흡입시 상기 멤브레인과 하우징 내벽 사이의 낮아진 압력에 의해 상기 멤브레인이 상승하면서, 상기 조를 들어 올리며, 이에 의해 액체공급튜브에 대한 압박이 해제되면서 니코틴 액상의 공급이 가능하게 된다. 상기 액체공급튜브는 이러한 클림핑 수단의 작동이 가능하도록 플렉시블한 소재로 제조될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 액상주입구의 직경을 액상공급튜브의 직경보다 작게 형성하는 것이 음압에 의한 클림핑 요소 개방을 위해 바람직하다. 상기 액상주입구의 직경은 0.1 mm 내지 0.5 mm 범위 내 일 수 있다. 상기 액상주입구(124)의 개수는 1개 또는 2개 이상일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 니코틴 인헤일러는 공기유입구(400)와 벤츄리관(120) 사이 또는 공기유입구 쪽 벤츄리관(120)에, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 가열요소(700)를 더 구비될 수 있다. 상기 가열요소로는 화학반응에 의한 열원, 열전소자, 코일히터, 세라믹 히터 등을 들 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.

추진체를 포함하는 니코틴 액상이 에어로졸화 되는 경우, 갑작스런 팽창으로 인해 온도가 일시적으로 급격하게 떨어지기 때문에 성질이 매우 차갑다. 상기 가열요소는 이를 보완하기 위한 것으로서, 가열요소를 적용하여 유입되는 공기를 데워서 흡입하기 위한 것이다. 상기 가열요소는 공기의 흐름을 크게 방해하지 않는 형태로 설치되는 것이 바람직하며, 다공성 소재로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 니코틴 인헤일러는 공기유입구(400)와 벤츄리관(120) 사이 또는 공기유입구 쪽 벤츄리관(120)에, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 발향요소(700)를 더 구비할 수 있다. 상기 발향요소는 유입되는 공기를 통해 향을 첨가하여 흡입하도록 도울 수 있다. 상기 발향요소로는 고체향, 다공성 기재에 포함된 향, 가향시트, 향캡슐 등을 들 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 니코틴 액상은 니코틴 액과 함께 추진체를 더 포함한 것일 수 있으며, 상기 추진체로는 이 분야에 공지된 것이 사용될 수 있으며, 예를 들어, HFA-134a, CFC 등이 사용될 수 있다. 상기 추진체는 니코틴 액상 저장 용기의 내부에 압력을 형성하여 니코틴 액상이 용이하게 공급되게 하는 역할을 하며, 니코틴 액상이 벤츄리관으로 토출되는 경우 기포를 생성하는 역할을 수행한다.

이하에서 본 발명의 니코틴 인헤일러의 작동을 도 1을 참고하여 설명한다.

먼저, 본 발명의 니코틴 인헤일러 흡입부(600)에서 흡입이 일어나면, 공기유입구(400)에서 압력의 손실없이 공기가 유입된다. 상기 유입된 공기는 벤츄리관(120)의 인렛관부(121)를 통하여 직경이 좁은 중앙관부(122)를 통과하면서 베르누이의 원리에 의해 속도가 증가하며, 이에 따라 중앙관부(122) 내부 압력이 낮아지며 음압이 형성된다. 이때 형성된 읍압에 의해 클림핑부(310)가 개방되고, 이러한 압력차와 추진체 자체의 압력에 의해 니코틴 액상 저정부(200)에 저장된 니코틴 액상이 액상공급튜브(300)를 거쳐 액상주입구(124)를 통하여 중앙관부(122) 내부로 공급된다. 이렇게 공급된 액상은 빠른 공기유동에 실려 아울렛관부(123)를 거쳐 흡입구(500)로 이동한다. 이 때, 읍압으로 인해 니코틴 액상에 기포 형성이 빠르고 급격하게 이루어지며, 액막이 점점 얇아지며, 빠르게 액막이 부서지면서 에어로졸이 형성된다. 상기 니코틴 에어로졸은 흡입구(500) 방향으로 비행하면서, 공기와 액상의 높은 속도차로 인해, 공기와 액상의 마찰과, 액상의 표면장력 특성에 의해 미립화 되어 수 um의 더욱 미세한 에어로졸을 형성하게 된다.

본 발명의 니코틴 인헤일러는 대기압으로 개방되는 종래의 니코틴 인헤일러와 비교하여 더 낮은 음압으로 개방되므로, 액상 내에 기포가 더 많이 형성되고 더 빨리 성장하며, 이에 따라 더 빠르게 액막이 끊어진다. 따라서 이러한 메커니즘에 의해 니코틴 액상이 더 미세하게 미립화 된다.

본 발명의 니코틴 인헤일러의 작동 시 구부로 흡입되는 에어로졸의 입자 사이즈 및 입자사이즈 분포를 입자사이즈 측정장치(제품명: Spraytech, 제조사명: Malvern)로 측정하고, 그 결과를 도 10 및 도 11에 나타내었다. 상기 도면들에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 니코틴 인헤일러는 우수한 에어로졸화 특성을 나타낸다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련되어 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

100: 본체 110: 하우징
120: 벤츄리관 121: 인렛관부
122: 중앙관부 123: 아울렛관부
124: 액상주입구 130: 내부 관벽
200: 니코틴 액상 저장부 210: 액상 저장 용기
220: 니코틴 액상 300: 액상공급튜브
310: 클림핑부 311: 클림핑 로드
312: 스프링 400: 공기유입구
500: 흡입구 600: 흡입부
700: 가열요소 또는 발향요소

Claims

하우징 및 상기 하우징 내부에 구비된 벤츄리관을 포함하는 본체부;
니코틴 액상 저장부;
상기 니코틴 액상을 상기 벤츄리관 내부로 공급하는 액상공급튜브;를 포함하며,
상기 벤츄리관은 하우징 일단부의 공기유입구와 연통되는 인렛관부, 관벽에 액상주입구가 구비된 중앙관부, 및 하우징 타단부의 흡입구와 연통되는 아울렛관부를 포함하며,
상기 액상공급튜브는 상기 니코틴 액상 저장부와 상기 중앙관부의 액상주입구를 연통시키도록 구비된 니코틴 인헤일러.
제1항에 있어서,
상기 아울렛관부 말단은 하우징 단부의 흡입구까지 연장되어 흡입부를 형성하며, 상기 아울렛관부는 상기 중앙관부 단부로부터 하우징 단부의 흡입구로 가면서 관경이 점차 확대되는 형태인 것을 특징으로 하는 니코틴 인헤일러.
제2항에 있어서,
상기 인렛관부 말단은 하우징 단부의 공기유입구까지 연장되어 공기유입부를 형성하는 것을 특징으로 하는 니코틴 인헤일러.
제3항에 있어서,
상기 아울렛관부는 인렛관부보다 긴 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 니코틴 인헤일러.
제4항에 있어서,
상기 벤츄리관에서 인렛관부는 중앙관부를 향하여 테이퍼진 제1 테이퍼부를 포함하며, 상기 아울렛관부는 중앙관부를 향하여 테이퍼진 제2 테이퍼부를 포함하며,
상기 제1 테이퍼부가 상기 벤츄리관의 중심축과 이루는 각도는 제2 테이퍼부가 상기 벤츄리관의 중심축과 이루는 각도보다 큰 것을 특징으로 하는 니코틴 인헤일러.
제1항에 있어서,
상기 중앙관부는 직경이 0.5 mm 내지 1 mm이고, 길이가 1 mm 내지 5 mm인 것을 특징으로 하는 니코틴 인헤일러.
제1항에 있어서,
상기 니코틴 액상 저장부는 상기 하우징과, 벤츄리관을 일부 또는 전부로 포함하는 본체 내벽 사이의 공간에 위치되는 것을 특징으로 하는 니코틴 인헤일러.
제7항에 있어서,
상기 니코틴 액상 저장부는 환형의 용기를 포함하며, 상기 환형의 용기는 본체 내벽의 외주면을 둘러싸는 형태로 구비된 것을 특징으로 하는 니코틴 인헤일러.
제1항에 있어서,
상기 액상공급튜브에는 비흡입시에 액상공급튜브를 잠그고, 흡입시 액상공급튜브를 개방하는 클림핑부가 구비된 것을 특징으로 하는 니코틴 인헤일러.
제1항에 있어서,
상기 액상주입구의 직경은 액상공급튜브의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 니코틴 인헤일러.
제1항에 있어서,
상기 공기유입구와 벤츄리관 사이 또는 공기유입구 쪽 벤츄리관에 가열요소가 더 구비된 것을 특징으로 하는 니코틴 인헤일러.
제1항에 있어서,
상기 공기유입구와 벤츄리관 사이 또는 공기유입구 쪽 벤츄리관에 발향요소가 더 구비된 것을 특징으로 하는 니코틴 인헤일러.