KR100799611B1 - 에어로졸 발생기 및, 에어로졸 발생기를 제조하고사용하는 방법 - Google Patents

Abstract

에어로졸 발생기(21)는 유입부(29)와 유출부(31)를 가지는 유동 통로; 유동 통로를 가열하도록 유동 통로에 대하여 배치된 히터(33); 유동 통로의 유입부와 교통하여 휘발되는 물질원(37); 물질원과 유동 통로의 유입부 사이에서의 교통을 개방하고 폐쇄하는 밸브(35); 및, 밸브가 개방 위치에 있을때 물질원내의 물질을 유동 통로 안으로 도입되게 하는 압력 장치를 구비한다. 에어로졸 발생기는 히터 및, 밸브를 작동시키기 위한 동력원(41)과 동력원으로부터 히터와 밸브로의 동력 공급을 제어하는 제어 장치(43)를 더 구비한다. 흡입기(401)내의 계량 장치(463)는 약품 유체의 압력원(408) 및, 유체의 소정 체적을 흡입기내의 가열된 유동 통로(409)로 전달하도록 구성된 계량 챔버(407)를 구비한다.

Description

에어로졸 발생기 및, 에어로졸 발생기를 제조하고 사용하는 방법{Aerosol generator and methods of making and using an aerosol generator}

본 발명은 전체적으로 에어로졸 발생기에 관한 것이며, 보다 상세하게는 압축 개스 추진체 없이 에어로졸을 발생시킬 수 있는 에어로졸 발생기와 그러한 에어로졸 발생기를 제조하고 사용하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 전체적으로 흡입기내 계량 밸브에 관한 것이며, 보다 상세하게는 압축 개스 추진체 없이 에어로졸을 발생시킬 수 있는 에어로졸 발생기를 구비하는 흡입기내의 소정 체적을 전달하는 계량 밸브에 관한 것이다.

에어로졸은 다양한 적용 분야에서 유용하다. 예를 들면, 액체 약품 및/또는 분말과 같은 고체의 약품 등을 미세하게 분쇄한 에어로졸 스프레이로써 호흡기 질환을 처치하거나 또는 그것에 의해서 약품을 투약하는 것이 종종 바람직하며, 이것은 환자의 폐로 흡입된다. 또한 에어로졸은 소기의 향내를 실내에 제공하고, 향수를 피부에 적용하고 그리고 페인트와 윤활유를 전달하는 것과 같은 목적을 위해서 사용된다.

에어로졸을 발생시키기 위한 다양한 기술들이 알려져 있다. 예를 들면, 미국 특허 제 4,811,731 호 및, 제 4,627,432 호는 환자에게 약품을 투여하는 장치를 개 시하는데, 여기에서 캡슐은 핀에 의해서 천공되어서 약품을 분말의 형태로 방출한다. 이후에 사용자는 장치내의 개구를 통해서 방출된 약품을 흡입한다. 그러한 장치는 분말의 형태로 약품을 투약하는 용도로는 수용될 수 있지만, 액체의 형태로 약품을 투약하기에는 적절하지 않다. 물론, 이러한 장치는 천식 환자와 같이 장치를 통해서 약품을 적절하게 흡입하는데 충분한 공기 유동을 발생시키는데 곤란할 수 있는 사람에게는 약품의 투약에도 적절치 않다. 장치들은 약품 투약 이외의 적용예에서 물질의 전달에도 적절하지 않다.

에어로졸을 발생시키는 다른 공지의 기술들은 액체를 저장조에서 유인하여 그것을 작은 노즐의 개구를 통하여 강제함으로써 미세한 스프레이를 형성하는 수동 작동의 펌프 사용을 포함한다. 그러한 에어로졸 발생기의 단점은, 적어도 약품의 투약 적용예에 있어서, 흡입을 펌프 작용과 적절하게 동기화시키는데 있어서의 곤란성이다. 그러나, 보다 중요하게는, 그러한 에어로졸 발생기는 크기가 큰 입자를 생산하는 경향이 있기 때문에, 그것을 흡입기로서 사용하는 것은 큰 입자들이 폐로 기이 들어가지 않는 경향이 있으므로 질이 떨어지는 것이다.

액체 또는 분말 입자를 구비하는 에어로졸을 발생시키는 보다 평이한 기술들중 하나는, 통상적으로 벤튜리 원리에 의해서 물질을 동반하도록, 종종 클로로-플루오로-카본(CFC) 또는 메틸클로로포름을 포함하는 압축 추진체의 사용을 포함한다. 예를 들면, 약품을 동반하는 압축 개스와 같은 압축 추진체를 포함하는 흡입기는 종종 압축 추진체의 단축된 충전을 해제하도록 버튼을 가압함으로써 작동된다.추진체와 약품이 사용자에 의해서 흡입될 수 있도록 추진체가 약품의 저장조 위로 흐르면서 추진체는 약품을 동반한다. 약품은 추진체에 의해서 추진되기 때문에, 그러한 추진체에 기초한 장치는 흡입에 곤란을 가질 수 있는 이들에게는 적합한 것이다. 그럼에도 불구하고, 추진체에 기초한 장치에 의해 발생되는 에어로졸은 폐 안으로 깊이 침투하는 것을 보장하기에는 너무 큰 입자를 가진다.

그러나, 추진체에 기초한 장치에서, 사용자가 버튼과 같은 액튜에이터의 누름을 흡입과 함께 시간을 맞출 필요가 있을때 약품이 환자의 폐로 적절하게 전달되지 않을 수 있다. 더욱이, 그러한 장치는 물질을 대량으로 전달하는데는 적절하지 않은 경향이 있다. 비록 추진체에 기초한 에어로졸 발생기가 제한제(antiperspirant)와 방취제 스프레이 및, 스프레이 페인트와 같은 용도에 대하여 넓은 용도를 가지고 있을지라도, 이러한 유형의 에어로졸 발생기에서 가장 널리 보급된 추진체들 중에서, CFC 와 메틸클로로포름의 공지된 부정적인 환경 영향 때문에 그들의 사용이 제한된다.

약품 투약의 적용예에서, 폐 안으로 깊이 침투하는 것을 용이하게 하도록 2 미크론 미만의 평균적인 덩어리의 중간 입자 직경을 가진 에어로졸을 제공하는 것이 통상적으로 바람직스럽다. 가장 잘 알려진 에어로졸 발생기들은 2 내지 4 마이크론 미만의 평균적인 덩어리의 중간 입자 직경을 가진 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 특정의 약품 투약 적용예에서는, 예를 들면 초당 1 밀리그램 이상의 고 유량으로 약품을 투약하는 것도 바람직스럽다. 약품 투약에 적절한 가장 잘 알려진 에어로졸 발생기는 그러한 고유량을 0.2 내지 2.0 미크론 크기의 범위에서 투약할 수 있다.

본원에 전체로서 포함되는 미국 특허 제 5,743,251 호는 에어로졸을 발생시키는 방법 및, 에어로졸 뿐만 아니라, 에어로졸 발생기에서 사용되는 물질 및, 작동 원리와 함께 에어로졸 발생기를 개시하고 있다. '251 특허에 따라서 개시된 에어로졸 발생기는 흡입기 장치로서 사용되는 것과 같은 초기의 에어로졸 발생기에 비해서 현저한 향상을 가져왔다. 휴대 가능하고 사용이 용이한 에어로졸 발생기를 생산하는 것이 바람직스럽다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 에어로졸 발생기는 유입부 및, 유출부를 가진 튜브와 같은 유동 통로, 유동 통로의 적어도 일부를 가열하도록 유동 통로에 대하여 배치된 히터, 휘발되어야할 물질원, 물질원과 교통되는 유동 통로의 유입부 및, 물질원과 유동 통로 사이에 작동 가능하게 배치되고, 그리고 물질원과 유동 통로의 유출부 사이의 교통을 개방하거나 폐쇄하도록 개방 및, 폐쇄될 수 있는 밸브를 구비한다. 압축 장치는 밸브가 개방 위치에 있을때 물질원내의 물질이 물질원으로부터 유동 통로로 도입되도록 제공된다. 동력원은 히터와 밸브를 작동시키도록 제공되고, 그리고 제어 장치는 동력원으로부터 히터와 밸브로 동력의 공급을 제어하도록 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 에어로졸 발생기를 제조하는 방법이 개시된다. 그 방법에 따르면, 히터는 유입부와 유출부를 가진 유동 통로의 가열을 위해서 유동 통로에 대하여 배치된다. 유동 통로의 유입부는 휘발되어야할 물질원에 연결되다. 개방 및, 폐쇄 가능한 밸브는 물질원과 유동 통로 사이에 제공된다. 압력 장 치는 밸브가 개방 위치에 있을때 물질원내의 물질이 물질원으로부터 유동 통로 안으로 도입되도록 제공된다. 밸브는 밸브를 개방 및, 폐쇄하도록 동력원에 연결되다. 히터는 동력원에 연결된다. 동력원은 동력원으로부터 히터와 밸브로의 동력 공급을 제어하도록 제어 장치에 연결된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 에어로졸을 발생시키는 방법이 개시된다. 그 방법에 따르면, 에어로졸을 발생시키려는 사용자의 의도를 표시하는 제 1 신호가 발생되어 제어 장치로 보내진다. 제어 장치로써 그리고 제 1 신호에 응답하여, 제 2 신호는 동력원으로 보내져서 동력원이 개방 및, 폐쇄 가능한 밸브를 개방하게 하며, 밸브는 휘발되어야할 물질원과 유동 통로 사이에 배치되고, 밸브의 개방은 물질원으로부터의 물질이 물질원으로부터 유동 통로내로 유동하는 것을 허용한다. 따라서 물질원으로부터의 물질은 물질원으로부터 유동 통로 안으로 유동하게 된다. 제어 장치로써 그리고 제 1 신호에 응답하여, 제 3 신호는 동력원으로 보내져서 유동 통로에 대하여 배치된 히터에 동력을 공급하여 유동 통로를 가열한다. 물질원으로부터의 물질은 유동 통로내에서 히터로써 증발 온도로 가열됨으로써 물질은 휘발도고 유동 통로의 유출부 밖으로 팽창한다.

또한 본 발명은 약물 유체의 압력원 및, 유체의 압력원과 유체 연결 상태인 계량 챔버를 가지는 흡입기내의 개량 장치를 제공한다. 계량 챔버는 소정의 유체 체적을 계량기내의 가열된 유동 통로로 전달하도록 구성된다.

계량 장치의 일 구현예에 따르면, 계량 챔버는 구멍과, 상기 구멍내에 위치된 변위 부재를 구비하는 로타리 밸브이다. 변위 부재는 유체가 구멍의 장전 부분 내로 장전되는 제 1 위치로부터 유체의 소정 체적이 구멍 밖으로 분출되는 제 2 위치로 움직일 수 있다.

계량 장치의 다른 구현예에 따르면, 계량 장치는 탄성 부분을 구비하는 전달 통로를 구비한다. 계량 챔버는 전달 통로의 탄성 부분내에 위치된다. 전달 통로의 탄성 부분은 액체의 소정 체적을 분출하도록 압축된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 흡입기는 에어로졸 발생기를 구비하는 것이 바람직스러운데, 여기에서 유동 통로는 유입부와 유출부 및, 유체의 압력원을 가지고, 히터는 유동 통로의 적어도 일부를 가열하도록 유동 통로에 대하여 배치되고, 그리고 계량 챔버는 유체의 압력원과 유체 연결 상태이며 소정의 체적을 유동 통로로 전달하도록 구성된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 흡입기에서 약품 유체의 소정 체적을 분배하는 방법이 제공되는데, 여기에서 흡입기는 계량 챔버와 유체 연결 상태에 있는 유체의 압력원을 가진 계량 장치를 구비한다. 그 방법에 따르면, 계량 챔버는 압력원으로부터의 유체로 충전되며 유체의 소정 체적은 계량 챔버로부터 가열된 유동 통로내로 분출된다.

본 발명의 특징 및, 장점들은 첨부된 도면을 참고하여 다음의 상세한 설명으로부터 이해될 것이며, 도면에서 동일한 부호는 유사한 요소를 표시한다.

도 1 은 본 발명의 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 개략적인, 부분적으로 파단된 측면도이다.

도 2 는 본 발명의 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 동력화된 구성부의 논리 다이아그램이다.

도 3 은 본 발명의 제 2 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 개략적인, 부분적으로 파단된 측면도이다.

도 4 는 본 발명의 제 3 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 개략적인, 부분적으로 파단된 측면도이다.

도 5 는 본 발명의 제 4 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 개략적인, 부분적으로 파단된 측면도이다.

도 6a 내지 도 6c 는 본 발명의 다른 특징에 따라서, 본 발명의 제 5 구현예에 따른 에어로졸 발생기를 제조하는 방법에 따른 단계를 나타낸다.

도 7 은 본 발명에 따른 계량 장치의 개략적인 단면도이다.

도 8 은 본 발명에 따른 계량 장치의 개략적인 도면이다.

도 9 는 도 7 에 도시된 계량 장치의 개략적인 전방 단면도이다.

도 10 은 도 8 에 도시된 계량 장치의 개략적인 측면 단면도이다.

도 11a 내지 도 11c 는 본 발명에 따른 다른 계량 장치의 개략적인 단면도이다.

도 12 는 본 발명에 따른 개량된 계량 장치의 개략적인 전방 단면도이다.

도 13 은 도 12 에 도시된 전달 통로의 일부에 대한 개략적인 측면 단면도이다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생기(21)는 도 1 에 도시되어 있다. 에어로졸 발생기(21)의 작동 원리 및, 적용 가능한 경우에 있어서, 에어로졸 발생기에서 사용된 물질들은 미국 특허 제 5,743,251 호에 개시된 에어로졸 발생기에서 사용된 물질 및, 작동 원리와 유사한 것이 바람직스러우며, 상기 특허는 본원에 전체로서 포함된다.

에어로졸 발생기(21)에 대한 바람직한 적용예는 천식 약품과 통증 완화제 또는 신체 상태의 치료를 위한 그 어떤 다른 치료제와 같은 약품의 흡입기와 같은 흡입기 장치로서 이다. 에어로졸 발생기(7)는 제 1 구성부(23)를 구비하는 것이 바람직스러운데, 이것은 예를 들면 에어로졸로 변환될 물질을 구비하며, 또한 이것은 한번의 사용 또는 소정의 복수회 사용 이후에 폐기될 수 있으며 제 2 구성부(25)에 제거 가능하게 부착되고, 상기 제 2 구성부는 예를 들면 동력원과 논리 회로 구조를 구비하는 것이 바람직스럽고 그리고 제 1 구성부의 연속적인 것과 함께 재사용된다는 의미에서 영구적인 것이 바람직스럽다. 제 1 및, 제 2 구성부(23,25)는 단부와 단부가 서로 부착될 수 있거나 또는 나란한 관계로 서로 부착될 수 있다. 그러나, 필요하거나 또는 요구된다면 에어로졸 발생기가 일체형 장치일 수 있다.

제 1 구성부(23)는 제 1 및, 제 2 단부(29,31)를 가진 튜브(27)의 형태인 유동 통로와, 튜브 가열을 위해 튜브에 대하여 배치된 히터(33)를 구비하는 것이 바람직스럽다. 밸브(35)는 튜브(27) 위에, 또는 튜브의 제 2 단부(31)와 물질원(37) 사이에 제공되는데, 밸브는 튜브의 제 1 단부(29)와 물질원 사이에서의 교통을 개방하고 폐쇄하도록 개방 및, 폐쇄 가능한 것이 바람직스럽다. 밸브(35)는 튜브의 제 2 단부(31)를 한정할 수 있다. 밸브(35)는 전자적으로 개방될 수 있거나 폐쇄될 수 있는 것이 바람직스러우며, 솔레노이드 유형의 밸브인 것이 바람직스럽다. 제 1 구성부(23)는 휘발되어야할 물질원(37)을 더 구비하는 것이 바람직스럽다. 제 1 구성부(23)는 밸브(35)가 개방 위치에 있을때 물질원(37)내에 있는 물질이 물질원으로부터 튜브(27) 안으로 도입되도록 압력 장치(39)를 구비하는 것이 바람직스럽다.

제 2 구성부(25)는 제 1 구성부(23)에 부착될 수 있고 탈착될 수 있는 것이 바람직스러우며, 히터(33)와 밸브(35)를 위한 동력원(41)과, 동력원으로부터 히터 및, 밸브로의 동력의 공급을 제어하도록 마이크로칩과 같은 제어 장치(43)를 구비한다. 동력원(41)은 배터리이고, 보다 바람직스럽게는 재충전기 가능한 배터리이지만, 필요하거나 또는 요구되는 경우에는 동력원이 통상적인 전력선과 같이 고갈되지 않는 동력원일 수 있다. 국제 공고 WO 98/17131 은 동력 콘트롤러와 동력원 및, 전기적인 발연(smoking) 시스템을 작동하는 방법을 개시하는데, 이것은 특히 히터를 위한 동력원과 콘트롤러를 개시하며, 그것의 작동 원리 및, 특징들은 본원 발명에 전이될 수 있으며 참고로서 본원에 포함된다.

WO 98/17131 에서 동력은 열 처리의 결과가 달성되도록 각 상에 대한 소정의 시간 주기와, 상에 대하여 각 상의 할당된 상이한 타겟의 전체적인 에너지를 가지고 소정 상의 연속(series of phase)에 따라서 히터 요소에 적용된다. WO 98/17131 에서 타겟 에너지가 배터리 전압등과 같은 외부적인 것에 무관하게 유지되도록 콘트롤러는 각 상에서 동력을 조절하도록 구성된다. 바람직스럽게는 튜브(27)에 의해서 형성된 유동 통로에 들어가는 모든 액체가 튜브(27)로부터 배출되기 전에 휘발 된다. 상기에서 설명된 바와 같이 동력 주기의 하나 또는 그 이상의 상에서 동력을 조절하는 것은 그러한 휘발이 배터리 방전 주기를 따라서 마주치는 것들과 같은 넓은 범위의 배터리 전압에 걸쳐서 일관되게 발생하는 것을 보장하는데 선택적으로 사용될 수 있다.

에어로졸 발생기(21)의 일반적인 작동은, 버튼을 누름으로써, 또는 튜브(27)의 제 1 단부(29)에 근접하여 흡입을 하여 제어 장치(43)에 의해 수용된 유동 감지용 검출기 또는 압력 강하 감지용 검출기를 작동시키는 것과 같은 일부 다른 작용을 수행함으로써 사용자가 신호를 제공하는 것을 포함한다. 신호에 응답하여, 밸브(35)가 개방되고 동력이 히터(33)에 공급되어 이것을 소기의 작동 온도로 가열하도록 제어 장치(43)는 동력원(41)으로부터의 동력 공급을 제어하는 것이 바람직스럽다. 채용된 적용예와 장비에 따라서, 동력을 히터(33)에 공급하기 전에 또는 그 이후에 밸브(35)의 개방이 요구되거나 또는 그럴 필요가 있을 수 있다.

밸브(35)가 개방되었을때, 압력 장치(39)는 물질원(37)내의 물질이 튜브(27)의 안으로 도입되게 한다. 튜브(27)안의 물질은 튜브내에서 증발 온도까지 가열되어, 휘발하며, 그리고 튜브의 제 1 자유 단부(29)의 밖으로 팽창한다. 튜브(27)를 벗어났을때, 휘발된 물질은 보다 차가운 공기와 접촉하여 응축되어 에어로졸을 형성한다. 바람직스럽게는, 소정의 시간 주기 이후에, 제어 장치(43)는 자동적으로 밸브(35)를 폐쇄하고 히터(33)에 대한 동력의 공급을 차단한다. 한번의 사용 또는 복수의 사용 이후에, 제 1 구성부(23)는 제 2 구성부(25)로부터 분리되는 것이 바람직스럽고 그리고 폐기되며, 그리고 새로운 제 1 의 구성부가 더 이상의 사용을 위해서 제 2 구성부에 부착된다.

에어로졸 발생기(21)의 바람직한 현재의 적용예는 흡입기로서의 사용을 구비하기 때문에, 에어로졸 발생기는 가능한 한 작은 것이 바랍직스럽다. 밸브(35)는 마이크로밸브인 것이 바람직스럽다. 보다 바람직스럽게는, 밸브(35), 히터(33) 및, 튜브(27)가 단일 칩(chip) 위에 형성된 단일의 마이크로전자 장치이다. 본 적용예에서 개시된 에어로졸 발생기(21)의 다른 구성부가 마이크로전자 장치로서의 제품인 조건의 범위에서, 이들은 밸브(35), 히터(33) 및, 튜브(27)가 단일 칩상에 형성되거나 또는 다른 칩 위에 형성될 수도 있다.

바람직한 구현예에 따르면, 물질원(37)은 유연성의 콘테이너(45)를 구비하고, 압력 장치(39)는 챔버(47)를 구비하는데, 상기 유연성 콘테이너는 상기 챔버(47) 안에 배치된다. 압력 개스(G)는 챔버(47)내에 채워져서 시일(seal)되는 것이 바람직스러우며, 압력 개스(G)가 유연성 콘테이너(45)를 감싼다. 비록 추진체 및, 수동 또는 자동의 펌프와 같은 물질 전달을 위한 다른 압력 장치가 필요하거나 요구될 경우에 사용될 수 있을지라도, 압력 장치(39)는 예를 들면 젤 면도 크림, 누수 방지용 화합물 및, 탈모제를 분배하도록 사용되는 유형의 소위 세프라 용기(sepra container)인 것이 바람직스럽다. 그러나 세프라 용기는 개스가 고갈되지 않으므로 개스(G)의 압력 변화 뿐만 아니라 주위 온도 변화에 대한 저항에 관한 그것의 용량에 특히 기인하여 특별히 바람직스럽다. 물질을 물질원(37)으로부터 분배할 것이 요구되고 그리고 밸브(35)가 개방되었을때, 주위 압력보다 큰 약 2 기압(약 30 psi)인 것이 바람직스러운 개스(G)의 압력은 유연성 콘테이너(45)를 압축하여, 물질이 물질원과 교통하는 튜브의 제 2 단부(31)를 통해서 튜브(27)로 들어가게 한다. 바람직한 개스(G)는 질소인데, 이는 비록 다른 개스들도 적절하고 그리고 특정의 적용예에 대해서는 바람직스러울 수 있을지라도, 용이한 가용성과 상대적으로 저렴한 비용인 때문이다.

유연성 콘테이너(45)로부터 물질을 변위시키는 것은 챔버(47)내에 공간이 더 있다는 것을 의미하며, 이것은 챔버내에 포함된 개스(G)가 보다 큰 체적을 차지한다는 것을 의미한다. 바람직스럽게는, 챔버(47)의 크기에 대한 유연성 콘테이너(45)의 크기는, 유연성 콘테이너가 채워져 있을 때보다도 유연성 콘테이너가 비어있을때 개스(G)의 압력이 약 10 퍼센트 작도록 선택된다.

압력 센서(48)는 챔버(47)내의 개스(G)의 압력을 감지하도록 제공될 수 있다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 압력 센서(48)는 장치(43)를 제어하도록 챔버(47)내 압력을 나타내는 신호를 보내게끔 배치되는 것이 바람직스럽다. 제어 장치(43)는 다시, 동력이 밸브(35) 및, 그리고 요구되거나 필요할 경우에 압력 센서로부터의 신호에 응답하여 히터(33)에 제공되는 시간의 길이를 조절하도록 동력원(41)을 제어하게끔 배치되는 것이 바람직스럽다. 이러한 방식으로, 유연성 콘테이너(45)내의 물질이 분배되는 비율에서의 감소를 초래할 수 있는 챔버(47)내의 압력 강하는 물질을 보다 오랜 기간동안 분배함으로써, 즉, 밸브(35)를 보다 오래 동안 개방 상태로 유지함으로써, 그리고 요구되거나 또는 필요하다면 히터(33)에 대한 동력의 공급을 유지함으로써 보상될 수 있다.

밸브(35)와 히터(33) 및, 제공되는 경우에, 에어로졸 발생기(21)의 다른 특징부들에 동력을 공급하는 제어 장치(43)에 대한 신호는 에어로졸 발생기의 사용자에 의해서 제공되는 것이 바람직스럽다. 예를 들면, 신호는 버튼을 누르거나, 노브(knob)를 돌리거나 또는 스위치를 작동시킴으로써 제공될 수 있는 반면에, 신호를 제공하는 바람직한 장치는 에어로졸 발생기의 마우스피스 부분(49)상에서 흡입하는 것과 같이 사용자가 튜브(27)의 제 1 자유 단부(29)에 근접하여 어떤 방식으로 공기 유동을 야기하는 것에 기초한 것이다. 에어로졸 발생기(21)는 소정의 공기 유량이 튜브(27)의 제 1 단부(29)에 근접하여 존재하는 때를 측정하는 공기 유동 검출 장치(51)를 구비하는 것이 바람직스럽다. 공기 유동 검출 장치(51)는 소정의 공기 유량이 존재한다는 것을 표시하도록 신호를 제어 장치(43)로 보내도록 배치되는 것이 바람직스러우며, 이것은 사용자가 마우스피스 부분(49)의 개방 단부(53)상에서 빨아당긴다는 것을 나타내며, 그리고 제어기는 공기 유동 검출 장치로부터의 신호에 응답하여 밸브(35) 및, 히터(33)와 그 어떤 다른 구성부에 동력을 공급하도록 동력원을 제어하게끔 배치되는 것이 바람직스럽다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 공기 유동 검출 장치(51)는 바람직스럽게는 튜브(27)의 제 1 단부(29)의 상류와 횡방향으로 배치됨으로써 휘발된 물질이 튜브의 제 1 단부 밖으로 팽창할때 적절한 공기 유동의 공급이 존재하여 휘발성 물질로부터 에어로졸을 생산하고 그것을 효과적으로 전달하는 것을 보장하는데 있어서 공기 유동 검출 장치가 보조하게 된다.

에어로졸 발생기(21)가 다중체의 장치일 경우에, 공기 유동 검출 장치(51)는 제 2 구성부(25)에 영구적으로 부착되는 것이 바람직스러우며, 따라서 영구적인 구성부인 것이 바람직스러우며, 즉, 폐기되지 않는다. 그러나, 요구되거나 필요한 경 우에, 공기 유동 검출 장치(51)는 제 1 구성부(23)의 일부를 형성하는 폐기 가능한 구성부일 수 있으며, 전기적인 연결과 같은 것을 통해서 제어 장치(43)에 제거 가능하게 연결될 수 있다.

마우스피스 부분(49)은 개방 단부(53)를 가지는 것이 바람직스럽다. 튜브(27)는 마우스피스 부분(49)내에 배치되는 것이 바람직스러우며 튜브의 제 1 단부(29)는 바람직스럽게는 개방 단부(53)로부터 거리를 두어서 마우스피스 부분의 내측에 배치되어 튜브의 제 1 단부 밖으로 팽창하는 휘발성 물질이 주위의 공기와 완전하게 혼합되어 에어로졸을 형성하는 것을 가능하게 한다. 사용자가 마우스피스 부분에서 빨아당기는 것과 공기 유동 검출 장치(51)를 작동시키는 것을 가능하게 하는 공기의 적절한 공급을 보장하는 것뿐만 아니라, 휘발되는 물질과 혼합되기 위한 공기의 적절한 공급을 보장하도록, 마우스피스 부분(49)은 복수개의 배기 구멍(55)을 가지는 것이 바람직스럽다. 튜브(27)의 제 1 단부(29)를 지나서 공기의 유동을 용이하게 하고 그에 의해서 에어로졸의 형성을 용이하게 하도록, 튜브의 제 1 단부는 배기 구멍(55)과 마우스피스 부분의 개방 단부(53) 사이에서 마우스피스 부분(49) 안에 배치되는 것이 바람직스럽다. 배기 구멍(55)은 배기 구멍을 통과하는 공기가 튜브상에 냉각 효과를 주지 않거나 그것을 최소화시키도록 튜브(27)에 대하여 위치되는 것이 바람직스러우며, 단부(29)에 근접한 것이 바람직스럽다. 물론 튜브(27)는 단열 재료 또는 동심원상의 튜브(56)(가상선으로 표시됨) 또는 튜브로부터 이격된 공기의 채널을 만드는 튜브 둘레의 부분을 제공함으로써 배기 구멍(55)을 통한 공기로부터 절연될 수 있다.

신호를 제어 장치(43)에 보내는 공기 유동 검출 장치(51)를 사용하는 것에 대한 대안으로서, 또는 그에 부가하여, 도 2 에 가상선으로 도시된 바와 같이, 소정의 압력 강하가 튜브(27)의 제 1 단부(29)에 근접하여 발생하는 때를 측정하는 압력 강하 검출 장치(57)가 사용될 수 있다. 압력 강하 검출 장치(57)는 소정의 압력 강하가 발생하는 것을 나타내는 신호를 제어 장치(43)로 보내도록 배치되는 것이 바람직한데, 이것은 사용자가 마우스피스 부분(49)의 개방 단부(53)에서 빨아들이고 있는 것을 나타내며, 그리고 제어 장치는 압력 강하 검출 장치로부터의 신호에 응답하여 밸브(35) 및, 히터(33)와 그 어떤 다른 전기 동력 구성부에 동력을 공급하도록 동력원(41)을 제어하게끔 배치된다.

적절한 압력 강하 검출 장치는 일리노이즈 프리포트 소재의 하니웰 아이엔씨 의 마이크로스위치 부분에 의해서 제조된 모델 163PC01D35 실리콘 센서, 또는 캘리포니아 밀피타스 센심 아이엔씨에 의해서 제조된 SLP004D 0-4 H₂O 배직 센서 요소의 형태인 불어서 작동되는 센서(puff-actuated sensor) 이다. 고온 와이어의 풍력 측정 원리를 사용하는 것과 같은 다른 공지의 유동 감지 장치도 에어로졸 발생기(21)와 함께 사용되는 것에 적절한 것으로 믿어진다. 공기 유동 검출 장치(51)의 사용은 압력 강하 검출 장치에 비교하여, 현재 흡입 유형의 적용예에 대하여 바람직하며, 이는 공기 유동 검출 장치가 압력 강하 검출 장치에 비하여 사용자가 작동하기에 용이할 것으로 기대되기 때문이다.

에어로졸 발생 장치(21)에 대하여 현재 기대되는 적용예는 약품 투약 적용예를 포함한다. 에어로졸 발생 장치(21)가 적용될 수 있는 다른 적용예들 뿐만 아니 라 그러한 적용예에 대해서, 제어 장치(43)는 주파수 제어용 타이머(59)를 구비할 수 있으며, 이것으로써 제어 장치는 밸브(35)와 히터(33)와 다른 구성부에 대해서 동력을 공급하는 동력 공급부(41)를 제어한다. 이러한 방식으로, 에어로졸 발생 장치(21)는 자동적으로 주파수를 제한할 수 있으며, 그것으로써 사용자는 에어로졸 발생 장치를 작동시킬 수 있고, 그에 의해서 우발적인 오용과 과도한 복용을 방지하는 것이 간편해진다. 더욱이, 간병인이 그들의 환자를 돌보는 것을 보조하도록, 에어로졸 발생기(21)는 제어 장치(43)로부터 이탈된 원격 제어 장치(61)와 연관될 수 있다. 원격 제어 장치(61)는 주파수를 조절하는 타이머(59)를 조절할 수 있는 것이 바람직스러운데, 제어 장치(43)는 주파수를 가지고 동력을 밸브(35) 및, 히터(33)와 다른 구성부에 공급하도록 동력 공급부(41)를 제어한다. 이러한 방식으로, 사용자가 에어로졸 발생기를 조작할 수 있는 주파수를 간병인이 증가시키거나 또는 감소시키는 것을 소망할때, 간병인과 사용자가 얼마간 떨어져 있는 상황에서는 간병인이 그렇게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 그렇지 않았다면 그들의 치료 스케쥴이 조절되도록 그들의 간병인을 개인적으로 보아야할 필요가 있을 수 있는 사용자들이 보다 큰 이동성을 가진다.

제어 장치(43)와, 만일 제공된다면, 원격 제어 장치(61)도, 밸브(35)가 개방되는 시간의 길이 및, 동력이 동력원(41)으로부터 히터로 공급되는 시간의 길이와 같은 에어로졸 발생기(21)의 다른 동력화된 구성부의 조절, 또는 원격 조절이 가능하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들면 에어로졸 발생기가 상이한 온도에서 사용되거나, 유연성 콘테이너(45)내의 물질이 다 사용되거나 또는 동력원을 형성하는 배터리의 충전이 감소되는 것과 같이, 동력이 동력원(41)으로부터 공급되는 비율이 감소되거나 또는 챔버(47) 안의 개스(G)의 압력이 강하하는 경우에, 동일한 작동을 유지하도록 에어로졸 발생기(21)의 작동 조건을 조절하는 것뿐만 아니라, 투약을 늘리거나 줄이도록 조절하는 것이 가능하다.

제어 장치의 타이머(59)는 비이퍼나 타이머의 광 형성부와 같은 지시부(63)와 연관되거나, 또는 예를 들면 제어 장치(43)가 동력을 밸브(35) 및, 히터(33)와 다른 구성부로 공급하는 동력 공급부(41)를 제어하는데 이용할 수 있다는 것을 나타내도록 타이머에 전기적으로 연결된다. 예를 들면, 에어로졸 발생기(21)가 약품을 분배하도록 사용될 경우에, 지시부(63)는 사용자로 하여금 투약 시간이라는 것을 상기하게 하는 역할을 한다. 요구되거나 필요하다면, 지시부(63)가 원격 제어 장치(61)에 의해서 작동될 수 있다. 지시부(63)는 또한 에어로졸 발생기가 흡입기로서 사용되는 경우에 에어로졸 발생기(21)가 작동된 이래로 시간의 길이를 사용자에게 지시하도록 사용될 수 있으며, 사용자는 시간 주기가 경과된 것을 지시부가 나타내고 있는 것과 함께 흡입 이후의 어떤 시간동안 호흡을 멈추게 된다.

에어로졸 발생기(21)는 또한 LCD 표시부와 같은 표시 장치(65)를 구비할 수도 있는데, 이것은 제어 장치(43)가 동력 공급부(41)를 제어하여 동력을 밸브와 히터에 공급하는 회수와 같은 정보를 표시하도록 하는 것이다. 표시 장치(65)는 예를 들면 에어로졸 발생기(21)가 작동되었던 수인, 예를 들면 1 이나 2 나 또는 3 을 표시할 수 있거나, 또는 예를 들면 물질원(37)의 크기와 밸브(35)가 개폐되는 매회에 분배되는 물질의 양에 기초할 수 있는 잔류하는 작도의 수를 표시할 수 있거나, 또는 배터리의 잔류 수명과 같은 동력 공급부(41)의 수명을 표시할 수 있다. 동일하거나 또는 부가적인 표시 장치들이 압력 챔버(47)내의 압력 및, 동력원(41)의 동력 레벨과 같은 다른 정보를 표시하도록 제공될 수 있다. 더욱이, 에어로졸 발생기(21)에는 표시 장치(65)에서 표시되어야할 피드백을 제공하고 다양한 센서들 및, 표시부들이 제공될 수 있어서, 예를 들면 사용자가 에어로졸 발생기를 흡입기로서 적절하게 사용하는 방법을 것을 습득하는 것을 보조하고, 센서들과 같은 것으로 흡입의 완료 이후에 흡입의 지속 기간 및, 체적을 측정하고, 그리고 심지어는 사용자가 최적의 흡입 프로파일을 채용하는 것을 보조하도록 흡입 동안에 피드백을 제공한다. 표시 장치(65)는 제어 장치(43)에 의해서 제어되고 동력 공급부(41)에 의해서 동력을 받는 것이 바람직스럽다.

제어 장치(43)는 에어로졸 발생기의 부적절한 사용을 방지하는 정보로 프로그래밍 될 뿐만 아니라, 투약의 양, 주파수 등과 같은 처방에 따라서 약품을 분배하도록 약제사에 의해서 에어로졸 발생기(21)를 제어하도록 개별적으로 프로그램될 수 있다. 이러한 방식으로, 보다 적은 유형의 에어로졸 발생기(21)가 넓은 범위의 투약에 대해서 유용할 수 있다. 특정의 에어로졸 발생기(21)가 투약의 상이한 부류에 대해서 최적화되는 것이 바람직스러우며, 이후에 예를 들면 특정의 약 또는 처방에 대하여 약제사에 의해서 "정밀하게 적합화"된다.

에어로졸 발생기(21)는 설정된 시간 주기 이후의 사용을 영구적으로 방지하도록 프로그래밍될 수도 있다. 이러한 방식으로, 유효 기간이 지난 약품의 사용이 방지될 수 있다. 이것은 예를 들면 배터리 동력원(41)을 교체 불가능하게 하거나, 또는 날짜와 시간을 추적하여 특정의 날짜와 시간을 지나서는 작동을 방지하는 배터리 및/또는 제어 장치를 포함시킴으로써 이루어질 수 있다.

이론에 의해서 한정되는 것을 바라지 않으면서, 주로 동력원(41)으로부터 히터(33)로 공급되는 동력의 비율, 튜브(27)의 직경 및, 에어로졸로서 휘발되고 전달되는 물질을 포함하는 것으로 현재 이해되는 인자들의 선택에 따라서, 에어로졸 발생기(21)는 특정의 소기하는 특성을 가지는 에어로졸을 발생하도록 특유하게 설계되는 것이 바람직스럽다. 많은 적용예에 대해서, 특히 약품 투약용 적용예에 대해서, 본 발명에 따른 에어로졸 발생기(21)는 3 미크론 보다 작고, 보다 바람직스럽게는 2 미크론보다 작고, 더욱 바람직스럽게는 0.2 내지 2 미크론 사이, 그보다 바람직스럽게는 0.5 내지 1 사이인 덩어리의 중간적인 입자 직경을 가진 에어로졸을 생산하도록 설계되는 것이 바람직스럽다. 이론에 의해서 한정되는 것을 희망하지 않는 반면에, 주로 튜브(27)의 길이, 압력 장치(39)가 물질을 물질원(37)으로부터 공급하는 압력 및, 동력이 동력원(41)으로부터 공급되는 비율을 포함하는 것으로 현재 이해되는 인자들의 선택에 따라서, 물질이 튜브내에서 공급되고 휘발되는 비율이 설정된다. 에어로졸 발생기(21)는 초당 1 밀리그램보다 큰 비율로 물질을 공급하고 휘발시키도록 설계되는 것이 바람직스럽다.

다앙한 이유 때문에, 에어로졸을 형성하도록 요구되는 순간까지 분리 상태로 유지되는 것이 가장 좋을 수 있는 상이한 액체 구성 요소들로부터 형성된 에어로졸을 제조할 필요가 있을 수 있다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 다른 에어로졸 발생기(21)의 구현예는, 에어로졸 발생기(21)와 관련하여 설명된 특징에 부가하여, 바람직스럽게는 개량된 제 1 의 구성부(123)의 일부로서, 제 1 의 물질원(37)으로부터의 물질과 함께 튜브(27)로 공급되는 액체 형태인 제 2 물질원(137)을 구비할 수 있다. 제 2 물질원(137)은 히터(33)의 이전에 지점(171)에서 튜브(27)와 교통하는 것이 바람직스럽다. 분리된 밸브(135)는 바람직스럽게는 동력원(41)에 의해서 동력을 받고 제어 장치(43)에 의해서 제어되어 밸브(35)가 개방 위치에 있을때 압력 장치(39)가 제 2 물질원(137)내의 물질을 제 2 물질원으로부터 튜브(27)내로 도입될 수 있게 한다. 만약 요구되거나 또는 필요하다면, 밸브(35)와 밸브(135)가 다른 시간에 개방되고 폐쇄된다.

제 2 물질원(137)은 제 2 의 유연성 콘테이너(145)를 구비하는 것이 바람직스럽다. 압력 장치(39)는 제 2 의 유연성 콘테이너가 그 안에 배치된 제 2 챔버(147) 및, 제 2 챔버내에 시일되어 제 2 의 유연성 콘테이너를 둘러싸는 제 2 의 압축 개스(G₂)를 구비하는 것이 바람직스럽다. 압축 개스(G)와 제 2 압축 개스(G₂)는 물질과 제 2 물질을 튜브(27)로 상이한 비율에서 전달하는 것을 용이하게 하도록 상이한 압력으로 가압될 수 있다. 요구되거나 또는 필요하다면, 유연성 콘테이너(45)와 제 2 의 유연성 콘테이너(45)가 같은 압축 챔버내에 배치될 수 있다. 다른 물질원과 다른 구성 요소들이 다른 구성 요소를 가지는 에어로졸을 생산하도록 제공될 수 있다.

도 4 와 관련하여 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생기(221)의 제 3 구현예는 바람직스럽게는 개량된 제 1 구성부(223)의 일부로서, 두개 또는 그 이상의 구성부 로부터 형성된 에어로졸의 발생을 가능하게 하도록 제 1 구성부의 구조체와 실질적으로 완전하게 평행한 하나의 구조체, 또는 몇개의 구조체를 구비할 수 있다. 에어로졸 발생기(221)는 제 1 및, 제 2 의 단부(229,231)를 가지는 제 2 의 튜브(227)를 구비하는 것이 바람직스럽다. 제 2 의 히터(223)는 제 2 튜브를 가열하도록 제 2 튜브(227)에 대하여 배치되는 것이 바람직스럽다. 제 2 밸브(235)는 제 2 튜브(227)상에 제공되는 것이 바람직스러우며 제 2 튜브의 제 1 과 제 2 단부들(229,231) 사이에서의 교통을 개방하고 폐쇄하도록 개방될 수 있고 폐쇄될 수 있다. 휘발되어야할 제 2 물질원(237)이 제공되어서 제 2 튜브(227)의 제 2 단부(231)는 제 2 물질원과 교통한다. 제 2 압축 장치(239)는 제 2 밸브(235)가 개방 위치에 있을때 제 2 물질원(237)내의 물질이 제 2 물질원으로부터 제 2 튜브(227)내로 도입되도록 제공된다. 만약 요구되거나 또는 필요하다면, 압축 장치(39)는 제 2 물질원(237)내의 물질이 제 2 튜브(227)의 안으로 도입되도록 사용될 수 있다. 바람직스럽게는, 동력원(41)은 에어로졸 발생기의 그 어떤 다른 전기적으로 동력화된 구성부들뿐만 아니라, 제 2 히터(233)와 제 2 밸브(235)에 대해서도 동력을 공급하며, 제어 장치(43)는 동력원으로부터 제 2 히터와 제 2 밸브로의 동력의 공급을 제어한다.

에어로졸 발생기(221)는 마우스피스 부분과 같은 챔버(249)를 구비하는 것이 바람직스럽다. 튜브(27)와 제 2 튜브(227)의 제 1 단부(29,229)들은 서로에 근접하여 챔버(249)내에 배치되는 것이 바람직스럽다. 휘발된 물질과 휘발된 제 2 물질이 각각 제 1 및, 제 2 의 에어로졸을 형성하도록 챔버(249)는 튜브(27)와 제 2 튜브(227)의 밖으로 팽창한 휘발된 물질과 휘발된 제 2 의 물질의 혼합이 주위의 공기와 함께 가능하기에 충분한 크기 및, 구성인 것이 바람직스러우며, 제 1 및, 제 2 의 에어로졸은 서로 혼합되어서 제 1 및, 제 2 의 에어로졸을 포함하는 조합 에어로졸을 형성하도록 서로 혼합된다.

도 1 을 참조하여 설명된 구현예에서, 조합 에어로졸은 물질이 휘발되기 이전에 함께 혼합된 두개 또는 그 이상의 구성 요소를 구비하는 물질원(37)내의 물질을 제공함으로 형성될 수 있다. 물질원(37)내의 구성 요소가 두개 또는 그 이상의 액체일 수 있는 반면에, 고체 입자를 액제 물질안의 용액내에 현탁시키거나 또는 고체 입자들을 액체 물질내에 용해시키는 것도 가능하다. 만약 요구되거나 또는 필요하다면, 고체 입자들이, 용액내에 현탁되었을때, 에어로졸 형태의 물질 입자보다 큰 평균 직경일 수 있다. 고체 입자들은, 이들이 에어로졸의 일부를 형성할때, 에어로졸 형태인 물질의 입자보다 큰 평균 직경일 수 있다. 고체의 입자들은 물론, 도 3 및, 도 4 를 참조하여 설명된 구현예에서 액체 물질내의 용액에 현수될 수도 있다.

상기한 바와 같이, 에어로졸 발생기(21)용의 바람직한 압력 장치(39)는 세프라 콘테이너(sepra container) 유형의 장치이다. 다른 압력 장치(339)를 가지는 에어로졸 발생기(321)는 도 5 에 도시되어 있다. 이러한 구현예에서, 물질원(337)은 제 1 및, 제 2 단부(345a,345b)를 가지는 제 2 튜브(345)를 구비하는 것이 바람직스럽다. 제 2 튜브(345)의 제 1 단부(345a)는 튜브(27)의 제 2 단부(31)에 연결된다. 압력 장치(339)는 압력 개스(G)로 충전된 챔버(347)를 구비한다. 제 2 튜브(345)의 제 2 단부(345b)는 챔버(347)내에 배치되며 챔버로 개방되다. 물질원(337), 제 2 튜브(345) 및, 튜브(27)는 개량된 제 1 구성부(323)를 형성하는 것이 바람직스럽다.

도 6a 내지 도 6c 에 도시된 바와 같이, 물질원(337)은 처음에 튜브(27)내의 밸브(35)를 개방하고, 다음에 제 2 튜브(345)의 개방된 제 2 단부(345b)를 액체 물질(L)내에 담금으로써 물질로 충전되는 것이 바람직스럽다 (도 6a). 제 2 튜브(345)가 그 안에 잠기는 액체 물질이 제 2 튜브를 충전시킨 이후에, 밸브(35)는 닫힌다. 제 2 튜브(345)는 액체 물질로부터 철회되는데, 제 2 튜브를 충전시킨 액체 물질이 밸브의 폐쇄에 기인하여 제 2 튜브내에 잔류하며(도 6b), 즉, 공기는 제 2 튜브내의 액체 물질의 뒤로 들어갈 수 없다. 다음에 제 2 튜브(345)는 챔버(347)내에 위치하며 채머는 압축된다 (도 6c). 밸브(35)가 개방되었을때, 챔버내의 압력은 액체 물질이 히터(27)에 의해서 휘발될 수 있는 튜브(27)로 들어가도록 제 2 튜브(345)내의 액체 물질을 강제한다.

도 1 에 도시된 구현예와 관련하여 설명된 에어로졸 발생기(21)를 제작하는 방법에 있어서, 히터(33)는 튜브(27)에 대하여 배치됨으로써 튜브의 가열을 가능하게 한다. 튜브(27)의 제 2 단부(31)는 휘발되어야할 물질원(37)에 연결된다. 개방 가능하고 폐쇄 가능한 밸브(35)가 제공되어 물질원(37)과 튜브(27) 사이에서의 교통을 가능하게 하고 중지시킨다.

밸브(35)가 개방 위치에 있을때 물질원(37)내의 물질이 물질원으로부터 튜브(27)로 도입되게 하는 압축 장치(39)가 제공된다. 밸브(35)는 밸브를 개방하고 폐쇄하도록 동력원(41)에 연결된다. 히터(35)는 동력원(41)에 연결된다. 동력원(41)은 에어로졸 발생기의 그 어떤 다른 구성부 뿐만 아니라, 동력원으로부터 히터(33)와 밸브(35)로의 동력 공급을 제어하기 위한 제어 장치(43)에 연결된다.

압축 장치(39)를 제공하는 단계는 물질원(37)을 챔버(47) 안에 위치시키는 단계 및, 챔버를 바람직스럽게는 약 2 기압으로 압축하는 단계를 구비하는 것이 바람직스럽다. 물질원(37)은 유연성 콘테이너(45)를 구비하는 것이 바람직스럽다. 그러나, 다른 구현예들도 가능하다. 예를 들면, 도 5 및, 도 6a 와 도 6b 를 참고하여 설명된 바와 같이, 물질원(337)은 제 1 단부와 제 2 단부(345a,345b)를 가지는 제 2 튜브(345)를 구비할 수 있고, 제 2 튜브의 제 1 단부는 튜브(27)의 제 2 단부(31)에 연결되고 제 2 튜브의 제 2 단부(345b)는 챔버(345)내에 위치된다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생기(21)를 제조함에 있어서, 히터(33), 튜브(27), 밸브(35), 물질원(37) 및, 압력 장치(39)는 제 1 구성부(23)를 형성하도록 서로에 대하여 배치되고, 동력원(41)과 제어 장치(43)는 제 2 구성부(25)를 형성하도록 서로에 대하여 배치되며, 제 2 구성부는 제 1 구성부에 대하여 부착될 수 있거나 그로부터 분리될 수 있다. 이러한 방식으로, 에어로졸 발생기의 보다 비싼 특징들중 대부분 또는 전부가 제 2 구성부와 연관된 상태에서, 제 2 구성부(25)는 영구적인 장치로서 제작될 수 있으며, 에어로졸 발생기의 생략 가능하거나 또는 덜 비싼 구성부들 구비하는 것이 바람직스러운 제 1 구성부(23)는 소모품일 수 있다. 에어로졸 발생기(21)의 상이한 특징들이 제공될 수 있는데, 그 어느 것에서나 구성 부(23,25)들중 하나는 특정의 적용예에 대해서 적절하게 보인다. 그러나, 현재 계획되는 의료용 흡입 장치로서의 에어로졸 발생기의 바람직한 적용예에 따르면, 구성부(23,25)상의 특징들의 배치는 다소 소모품적인 특징들을 적절하게 분포시키는 것으로 믿어진다.

에어로졸 발생기(21)는 사용자에 의해서 사용되는 것이 바람직스러운데, 상기 사용자는 에어로졸 발생기를 사용하겠다는 사용자의 의도를 나타내는 제 1 신호를 제어 장치(43)에 제공한다. 제 1 신호는 특히 에어로졸 발생기(21)가 흡입기 장치로서 사용되는 경우에 사용자가 버튼(58)(도 2 에서 가상선으로 표시)을 누름으로써 제공될 수 있지만, 제 1 신호는 바람직스럽게는 압력 강하 검출 센서(53), 또는 보다 바람직스럽게는 공기 유동 검출 센서(51)와 같은 흡인-작동 장치의 일부 형태에 의해서 제공되는 것이 바람직스럽다.

제 1 신호에 응답하여, 제어 장치(43)는 제 2 신호를 동력원(41)에 보내서 동력원이 개방 가능하고 폐쇄 가능한 밸브(35)를 개방하게 한다. 밸브(35)는 튜브(27)와 물질원(37) 사이에 배치되는 것이 바람직스럽다. 밸브(35)의 개방은 물질원(37)으로부터의 물질이 물질원으로부터 튜브(27) 안으로 유동하게 한다.

물질원(37)으로부터의 물질은 바람직스럽게는 압력 장치에 의해서 물질원으로부터 튜브(27)내로 유동하게 된다. 물질원(37)은 바람직스럽게는 유연성 콘테이너(45)를 구비하며, 콘테이너 안의 물질은 압력 장치(39)에 의해서 물질원으로부터 유동하게 된다. 압력 장치(39)는 압력하의 개스(G)로 충전된 챔버(47)를 구비하는 것이 바람직스러우며, 그 안에 유연성 콘테이너(45)가 배치된다. 다른 구현예에서, 도 5 및, 도 6a 내지 도 6c 를 참고하여 설명된 바와 같이, 물질원(337)은 제 1 및, 제 2 단부(345a,345b)를 가진 제 2 튜브(345)를 구비한다. 제 2 튜브(345)의 제 1 단부(345a)는 튜브(27)의 제 2 단부(31)에 연결되고, 물질원(337)의 물질은 압력 장치에 의해서 물질원으로부터 유동된다. 압력 장치(339)는 압력하의 개스(G)로 충전된 챔버(347)를 구비하며, 그 안에 제 2 튜브(345)의 제 2 단부(345b)가 배치된다.

제 3 신호는 제어 장치(43)에 의해서 보내지며 튜브를 가열하도록 튜브(27)에 대하여 배치된 히터(33)에 동력을 공급하게끔 동력원(41)에 대한 제 1 신호에 대하여 응답성이 있다. 물질원(37)내의 물질은 상기 물질이 휘발하여 튜브의 제 1 단부(29)의 밖으로 팽창하도록 튜브(27) 내에서 히터(35)로써 증발 온도까지 가열된다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생기는 발명자가 인식하였던 특정의 설계 원리에 따라서 구성되는 것이 바람직스럽다. 이러한 디자인 관계는 에어로졸 전달 비율이 실질적으로 일정한 것을 보장할 수 있도록, 특히 주위 온도와 콘테이너 압력 변화에 대하여 특정의 강성을 가진 에어로졸 발생기의 디자인을 가능하게 한다. 이론에 의해서 한정되는 것을 바라지는 않지만, 그 하나의 관계는, D=k₁ P 의 관계에 따라서, 휘발되어야할 액체에 전달되는 압력, 즉 압력(P)에 대하여 실질적으로 선형인 것으로 이해되는, 에어로졸이 전달되는 비율(D)을 포함하며, 여기에서 k₁ 은 실질적으로 일정하며 특정의 에어로졸 발생기에 특유한 디자인 요소에 달려 있다.

제어 장치(43)는 개스(G)의 압력이 강하할때 이러한 변화를 수용하도록 작동에서의 특정한 변화가 발생할 것을 보장하도록 프로그램될 수 있다. 예를 들면, 개스(G)의 압력이 강하하면, 동일량의 물질 전달은 보다 오랜 시간이 걸리게 될 것이다. 따라서, 예를 들면, 제어 장치(43)는 보다 긴 시간동안 밸브(35)를 개방 상태로 유지하도록 프로그램될 수 있다. 이론에 의해서 한정되는 것을 바라지 않지만, 주어진 에어로졸 전달율(D)에 대해서 유동 통로가 모세관 튜브의 원형 보어를 구비하는 경우에, 튜브 직경(d)은 특정 크기에 대한 튜브 직경의 효과를 고려하여 선택될 수 있다.

흡입기가 정확하게 반복 가능한 약품의 양을 사용자에게 전달하는 것이 요구될 수 있다. 튜브와 같은 가열된 유동 통로에 전달된 유체를 휘발시킴으로써 작동하는 흡입기를 개발하는데 있어서, 반복 가능하고 정확한 체적이 가열된 튜브에 전달되는 것이 요구될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 흡입기에서 사용되기 위한 계량 장치는 유체의 공지 체적을 흡입기의 에어로졸이 되어야 할 부분으로 (예를 들면 가열된 튜브로) 신뢰성 있게 전달될 수 있는 것이 바람직스럽다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 약품 유체에 의해서 접촉되는 하나 또는 그 이상의 부분이 특정한 수의 투여된 흡입 복용 회수(예를 들면 200) 이후에는 폐기될 수 있는 흡입기가 제공된다. 그와 같이 하여, 그러한 흡입기의 계량 장치는 젖어 있는 부분이 최소의 갯수로 포함되는 단순하고 비용 효율적인 디자인을 가지는 것이 바람직스럽다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따른 계량 장치는 약품 유체의 압력원과 정확 하고 반복 가능한 유체의 체적 분배를 제공하는 계량 챔버를 구비한다. 계량 장치는 젖은 부분들이 적은 수로 포함되고 제조가 단순하다.

본 발명의 보다 나은 이해를 위하여, 다음의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조할 것이며, 여기에서 본 발명의 예시적인 구현예들이 도시되고 설명될 것이다.

예시적인 계량 장치(403)를 구비하는 흡입기(401)는 도 7 에 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 예에서, 하우징(406)내의 회전 밸브(405)는 계량 챔버(407)를구비한다. 회전 밸브(405)는 유체(408)의 압력원과 튜브(409)를 구비한 가열된 유동 통로 사이에 위치하며, 상기 튜브 안에서 유체는 휘발되어 사용자에 의해 흡입될 에어로졸을 만들게 된다. 튜브(409)는 그 어떤 적절한 장치에 의해서도 가열될 수 있다. 예를 들면, 히터(미도시)를 통해서 튜브(409)를 가열하는 동력원(411)과 전기 연결부(413)도 도 7 에 개략적으로 도시되어 있다.

이러한 예에서 로타리 밸브 안의 계량 챔버(407)는 활강 또는 "부유(floating)" 피스톤(417)을 포함하는 구멍을 구비한다. 구멍(415) 각 단부의 제 1 및, 제 2 개구부(419,421)들은 피스톤(417)이 구멍(415)내에 구비되도록 피스톤(417)의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다. 그러나, 구멍내에 피스톤을 구비하는 하우징(406)내에 적절한 크기를 가진 유동 통로를 제공하는 것과 같이 적절한 장치에 의해서 피스톤(417)이 구멍(415)내에 유지될 수 있다. 소정의 체적은 구멍(415)의 체적과 피스톤(417)의 체적 사이에서의 차이로서 한정된다.

이러한 장치에 따르면, 소정의 체적은 피스톤(417)의 각 행정으로써 전달된다. 예를 들면, 가압된 유체는 로타리 밸브내의 제 1 개구부(419)에 들어가서, 활 강 피스톤(417)이 구멍내의 제 1 개구부(419)에 근접한 제 1 위치로부터 활강 피스톤(417)이 제 2 개구부(421)에 근접한 제 2 위치로 활강 피스톤(417)을 움직이며, 그에 의해서 소정 체적의 유체를 로타리 밸브(405) 안으로 적재시킨다. 로타리 밸브(405)가 회전하여서 구멍의 제 2 개구부(421)를 가압된 유체원(408)과 교통하는 상태로 가져올때, 활강 피스톤(417)은 유체 압력하에서 제 1 위치로부터 제 2 위치로 움직여서 소정 체적을 제 1 개구부(419)의 밖으로 가열된 튜브(409)로 배출시키고, 새로운 소정 체적을 로타리 밸브(405)내의 제 2 개구부(421)를 통해서 적재시킨다. 따라서, 도 7 에 도시된 예에서, 로타리 밸브(405)의 각 180°회전은 소정 유체 체적을 동시에 배출시키며 다음 소정 체적의 유체를 적재한다. 회전 밸브는 그 어떤 적절한 기술에 의해서도 회전될 수 있는데, 밸브에 연결된 모터를 작동시키는 스위치의 작동에 의한 것과 같이 전자적으로, 또는 적절한 기어 또는 링크 연결에 연결된 푸쉬 버튼의 작동에 의해서와 같이 수동으로 회전된다. 푸쉬 버튼은 도 9 및, 도 10 에 도시된 투약량 계량 장치와 연계되어 보다 상세하게 설명될 것이다.

바람직스럽게는, 유체 누설을 방지하도록, 피스톤(417)이 O 링(425)과 같은 하나 또는 그 이상의 활강 시일을 구비하는데, 상기 O 링은 또한 피스톤의 적재 측을 피스톤(417)의 배출 측으로부터 분리한다. 피스톤(417)의 적재 측을 피스톤(417)의 배출 측으로부터 시일하는 다른 수단도 본 발명의 범위내에 있다. 예를 들면, 피스톤(417)은 하나 또는 그 이상의 부분을 제공하는 재료의 방식으로 그리고/또는 그 재료로써 디자인 될 수 있는데, 여기에서 상기 하나 또는 그 이상 의 부분들은 구멍에 짝을 이루어 맞물려서 적재 측의 배출 측을 활강 가능하게 시일한다.

소정 체적은 활강 피스톤(417)의 체적과 구멍(415)의 체적 사이의 차이에 의해서 결정된다. 예를 들면, 5 ㎕ 의 체적은 0.093 인치의 직경을 가는 피스톤과 구멍(415)의 0.048 인치인 행정에 의해서 전달될 수 있다. 소정 체적은 계량 챔버(407)의 단일 치수를 단순하게 변화시킴으로써 수정될 수 있다. 예를 들면, 소정 체적은 피스톤(417)을 단축시키거나 또는 구멍(415)의 길이를 증가시킴으로써 증가될 수 있으며, 그에 의해서 피스톤(417)의 행정을 증가시킨다. 따라서, 소정의 체적은 투약의 범위에 필요한 소정 체적을 변화시키는 것뿐만이 아니고, 어린이의 흡입 복용량과 성인의 흡입 복용량을 수용하도록 용이하고 저렴하게 수정될 수 있다.

개량된 구현예에 따르면, 피스톤은 보어(415)내에 고정된 유연성 다이아프램(427)으로써 대체될 수 있다. 이러한 종류의 로타리 밸브의 예는 도 8 에 개략적으로 도시되어 있는데, 여기에서 다이아프램(427)이 구멍의 다른 측을 충전시키는 유체(408)의 압력원으로부터의 유체에 의해서 변위될때, 구멍의 일 측에 있는 체적은 배출된다. 소정 체적은 다이아프램(427)에 의해서 변위된 다이아프램(427)의 배출측상의 구멍(415)의 체적에 의해서 결정된다. 변위 부재가 다이아프램인 것의 장점은 가압된 유체가 변위 부재를 우회할 가능성이나, 또는 구멍을 따라서 불완전한 운동을 한 결과로서 변위 부재가 고장을 일으킬 가능성이 적다는 것이다.

유체가 압력원(408)으로부터 고갈될때 유체의 압력원(408)이 실질적으로 일정한 압력을 유지할 필요가 있다. 즉, 제 1 의 전달 체적과 마지막의 전달 체적의 전달 사이에 압력원(408)에 의해서 전달된 유체의 압력에서 미미한 변화가 있는 것이 바람직스럽다. 유체원(408)은 적절한 방식으로 가압될 수 있다. 예를 들면, 도 7 및, 도 8 에 도시된 바와 같이, 스프링(429)과 같은 탄성 부재가 유체에 대하여 피스톤(431)을 편향시키도록 사용될 수 있다. 이와는 달리, 가압된 개스는 유체 또는 시일되어 있는 접을 수 있는 백안에 포함된 유체에 대하여 피스톤을 편향시킬 수 있다. 스프링과 피스톤 메카니즘이 유체의 압력원을 가압하도록 사용될때, 유체가 고갈될때 압력의 변화를 최소화하도록 피스톤의 행정은 압력원내에 포함된 유체의 체적에 대하여 작은 것이 바람직스럽다.

로타리 밸브(405)를 작동시키는 메카니즘의 예는 도 9 및, 도 10 에 개략적으로 도시되어 있는데, 여기에서 로타리 밸브(405)는 스프링의 부하를 받는 푸쉬 버튼(435)에 의해서 작동될 수 있다. 스프링 부하를 받는 푸쉬 버튼(435)이 매번 가압될때마다, 로타리 밸브(405)는 대략 180°로 회전하여 유체의 소정 체적을 보어(415)의 밖으로 배출시킨다. 푸쉬 버튼 메카니즘은 래치트 아암(437)에 회전 가능하게 연결된 스프링 부하의 푸쉬 버튼(435)을 구비한다. 래치트 아암(437)의 기단부(439)는 푸쉬 버튼(435)에 회전 가능하게 부착되고 래치트 아암(437)의 말단부(441)는 제 1 기어(445)상의 핀(443)을 래치트 아암(437)의 말단부(441)에 있는 노취(447)와 맞물린다. 제 1 기어는 60°로 이격된 6 개의 핀(443)을 구비한다. 버튼(435)이 가압될때, 래치트 아암(437)은 6 개의 핀(443)들중 하나에 힘을 가하여 제 1 기어(445)를 시계 방향으로 민다. 스프링(449)은 일 단부에서 흡입기의 일부에 부착되는데, 이것은 래치트 아암(437)의 운동에 대하여 정지 상태이다. 스프링(449)의 다른 단부는 래치트 아암(437)의 다른 단부에 부착되며 버튼(435)이 가압된 이후에 래치트 아암(437)을 시작 위치로 다시 끌어당긴다. 래치트 아암(437)의 말단부(441)에 있는 노취(447)는 이후에 제 1 기어(445)의 다음 핀에 근접하여 위치된다.

제 1 기어(445)는 로타리 밸브(405)에 연결된 샤프트(452)상에서 제 2 기어(451)와 맞물린다. 샤프트(452)가 회전할때, 구멍(415)은 유체원(408)에 대해서 회전된다. 예를 들면, 제 1 기어가 60°로 회전할때 제 2 기어(451)가 180°로 회전하도록 제 1 기어(445)는 60 개의 치를 구비할 수 있고 제 2 기어(451)는 20 개의 치를 구비할 수 있다.

유체가 효과적으로 유동 통로내에서 효과적으로 휘발되도록 소정 체적의 유체 배출을 가진 모세관 에어로졸 유형의 흡입기에서 유동 통로를 시간에 맞추어 가열하는 것이 바람직스럽다. 예시적인 타이밍 장치는 약 180°로 서로로부터 이격된 노출된 단부(455)들을 제공하도록 제 2 기어(451)상에 한쌍의 접촉부 또는 캠 표면(453)들을 구비한다. 스프링 부하를 받는 전기적인 접촉부 또는 스위치(457)가 유동 통로 가열 메카니즘(미도시)에 연결된다. 스프링 부하를 받는 전기적인 접촉부 또는 스위치(457)는 그것이 표면(457)의 단부에 접촉할때마다 작동한다. 따라서, 이러한 구현예에 따르면, 로타리 밸브(405)를 구비하는 샤프트(452)의 각 180°회전은 소정의 체적을 배출시키고, 소정 체적을 적재하며 부착된 유동 통로를 가 열하도록 가열 메카니즘을 작동시킨다.

도 7 에 설명된 구현예에서 언급된 바와 같이, 유체 압력원에서 일정한 압력을 유지하는 것이 바람직스럽다. 유체원이 고갈되었을때 압력 손실을 최소화시키는 메카니즘의 예는 도 9 에 도시되어 있다. 이러한 예에서, 계량 챔버(407)는 압력 유체의 두개의 저장조(459)를 구비하는 유체원(408)과 유체 교통 상태에 있다. 각 저장조(459)는 두개의 피스톤과 저장조 장치들중 하나와 동일한 단면적을 가지는 단일의 스프링과 피스톤보다 전체적인 유체원 체적의 분배에 걸쳐서 짧은 거리를 이동하는 스프링 부하를 받는 피스톤(461)을 가진다. 이러한 방식으로, 최초의 충전된 조건과 이후의 고갈된 조건에 대해서 가해진 압력에서의 차이는 최소화될 수 있다.

본 발명에 따른 계량 장치(463)의 다른 예는 도 11 내지 도 13 에 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 예에서, 계량 챔버(464)는 탄성 부분(467)을 가지는 전달 통로(465)의 일부이다. 약품 유체원(469)은 전달 통로(465)와 유체 교통 상태에 있다. 전달 통로(465)의 탄성 부분(467)은 소정 체적의 유체를 전달 통로(469)의 밖으로 배출시키도록 변형된다.

도 11a 내지 도 11c 는 본 발명에 따른 계량 장치(463)의 구현예를 개략적으로 도시한다. 이러한 예에서, 전달 통로(465)는 탄성 튜브(471)의 외측으로 형성된다. 탄성 튜브(471)는 실리콘 또는 다른 공지의 탄성 재료로 형성될 수 있다. 유체가 롤러(473)의 하류측에 있는 튜브를 통해서 유동하는 것을 방지하도록 피스톤 롤러(473)와 같은 제 1 의 변형 부재는 탄성의 튜브(471)를 변형시킨다. 계량 롤러(475)와 같은 제 1 의 변형 부재는 제 1 의 변형 부재(473)의 상류측에 있다. 계량 롤러(475)는 소정의 경로(477)를 이동하도록 구성된다. 적어도 경로(477)의 일부분에서, 탄성 튜브(471)의 일부를 변형시키고 그 안에 포함된 유체에 압력을 가하도록 탄성 튜브(471)와 접촉하게 되었을때, 계량 롤러(475)는 변위 부재로서 작용한다. 동시에, 핀치 롤러(473)는 소정 체적의 유체가 튜브(471)로부터 배출될 수 있을 정도로 충분하게 움직인다. 핀치 롤러(473)는 도 12 및, 도 13 에 도시된 장치들과 같은 적절한 기계적 장치에 의해서, 또는 계량 롤러(475)에 의해서 발생된 압력에 의해 철회될 수 있거나 또는 상승될 수 있다.

소정의 체적은 계량 롤러(475)에 의해 시일 차단되고 비워진 튜브(471)의 길이와 탄성 튜브(471)의 내측 직경에 의해서 결정된다. 본 발명을 설명하는 다른 예에서와 같이, 소정 체적은 계량 장치의 단일 치수를 변화시킴으로써 변화될 수 있다. 예를 들면, 소정의 체적을 증가시키려면, 롤러(475)의 경로 또는 탄성 튜브(471)의 내측 직경이 증가될 수 있다.

계량 장치(463)의 이러한 예의 장점은 유체가 탄성 튜브내에서 고립될 수 있음으로써 움직이는 부분과 직접적인 접촉이 회피되는 것이다. 또한, 재사용 흡입기에 있어서, 규정된 수의 계량 체적이 고갈된 액체원에 의해서 전달된 이후에는 액체원이 그에 부착된 전달 통로(465)를 가진 카트리지로써 교체될 수 있도록 설계될 수 있다.

본 발명에 따른 구현예의 다른 예는 도 12 및, 도 13 에 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 예에서, 유체원(469)은 피스톤(481)에 연결된 스프링(479)에 의해 서 가압된다. 계량 챔버(483)는 탄성 부분(487)을 구비한 전달 통로(485)의 일부이다. 전달 통로(485)의 탄성 부분(487)은 전달 통로(485)의 일부에 걸쳐서 시일된 탄성 시이트(sheet, 489)(도 13)에 의해서 형성된다. 탄성 시이트(489)는 실리콘 또는 다른 적절한 탄성 재료로 형성될 수 있다.

도시된 예에서, 5 개의 롤러(493)를 구비한 휘일(wheel, 491)은 전달 통로(485)의 탄성 부분(487)에 근접하여 위치한다. 각 롤러(493)는 근접한 롤러들로부터 72°로 분리된다. 휘일(491)이 회전될때 롤러(493)의 볼록한 표면이 전달 통로(485)의 볼록한 표면에 대하여 그 안으로 탄성의 시이트(489)를 변형시키도록 휘일(491)은 전달 통로(485)의 탄성 부분(487)에 근접하여 배치된다.

도 12 및, 도 13 에 도시된 바와 같이, 시이트(489)에 접촉한 롤러(493)들 사이의 전달 통로의 부분은 흡입기에 전달되어야할 액체의 계량 체적을 한정한다. 휘일(491)이 72°로 회전하면, 탄성 시이트(489)와 접촉하는 롤러(493)는 롤러들 사이에서 전달 통로(485)내에 포함된 유체를 흡입기의 스프레이 메카니즘으로의 전달을 위해서 하류측 방향으로 움직인다. 유체의 가압원(469)은 롤러(493)가 계량 챔버(483)의 유입부(484)를 통과할때 통로(485)를 충전시킨다. 이러한 방식으로, 소정 체적의 유체는 전달 통로를 통해서 흡입기의 가열된 유동 통로 안으로 강제될 수 있으며, 흡입기는 휘발된 유체를 배출시켜서 에어로졸 스프레이를 형성한다. 두개의 근접한 롤러들 사이에 구비된 전달 채널의 체적이 소정 체적을 결정하며 휘일(491)상의 근접한 롤러(493)들 사이에서의 거리에 의존한다. 도 12 및, 도 13 에 도시된 구현예에서, 계량된 체적은 휘일(491)이 72°로 회전할때마다 배출된다.

휘일(491)은 수동적으로나 또는 기계적인 메카니즘 또는 전자기계적인 메카니즘으로써 회전될 수 있는 샤프트(495)상에서 회전한다. 예를 들면, 샤프트(495)는 통상적인 스프링 구동 클록 모터(497)에 의해서 회전될 수 있다. 이러한 장치에 따르면 배출된 유체의 유량은 소정의 체적에 더하여 제어될 수 있다. 클록 모터(497)는 휘일(491)이 소정의 거리를 회전하는 비율과 시간 주기를 제어한다. 이러한 방식으로, 소정의 체적은 소정의 비율로 계량될 수 있다.

본 발명에 따른 계량 챔버의 구성부들은 종래의 사출 성형 기술을 이용하여 제조될 수 있다. 구성부들은 흡입기 적용예에 적당한 것으로 알려진 플라스틱 수지 또는 다른 재료로 몰딩될 수 있다.

본 발명에 따르면, 흡입기내에서 반복 가능하고 정확한 투약 유체를 전달하는 계량 장치가 제공될 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 계량 장치는 젖은 부품을 거의 가지고 있지 않으며 제조가 단순하다. 따라서, 본 발명에 따른 계량 장치는 흡입기로서의 사용에 적합하며 특히 특정의 가열된 모세관 에어로졸 흡입기에서 사용되기에 적합하다.

본 발명이 바람직한 구현예에 따라서 도시되고 설명되었을지라도, 청구 범위에 개시된 본 발명으로부터 이탈함이 없이 변형 및, 변화가 그 안에서 이루어질 수 있다는 점이 인식된다. 예를 들면, 제어 장치(43)가 밸브의 신호 표시 작동의 수신시에 스케쥴된 가열 사이클을 수행하도록 구성된 상태에서 공기 유동 또는 압력 강하의 검출에 의한 작동을 하는 대신에, 에어로졸 발생기는 수동으로 밸브(35)를 작동시키는 장치를 구비할 수 있다. 그러한 장치는 다른 (전기적이거나 또는 기계적 인) 장치를 더 구비할 수 있는데, 그러한 장치는 일단 기계적으로 작동되었을때 소정의 시간동안 개방 위치에서 밸브(35)를 유지하도록 하는 것이다. 더욱이, 마우스피스는 선택적인 것이며 본 발명에 따른 에어로졸 발생기를 사용하는 흡입기 또는 다른 장치들에 포함될 필요는 없다.

본 발명은 의료용 흡입기나 다른 공업용 장치등에 적용할 수 있다.

Claims (67)

1. 유입부와 유출부를 가진 유동 통로;

   유동 통로의 적어도 일부를 가열하도록 유동 통로에 대하여 배치된 히터;

   유동 통로의 유입부가 물질원과 교통 상태에 있는, 휘발되어야할 물질원;

   물질원과 유동 통로 사이에 작동 가능하게 위치되며, 유동 통로의 유입부와 물질원 사이에서의 교통 상태를 개방하고 폐쇄하도록 개폐 가능한 밸브;

   밸브가 개방 위치에 있을때 물질원내의 물질을 물질원으로부터 유동 통로 안으로 도입되게 하는 압력 장치;

   히터와 밸브를 작동하는 동력원; 및,

   동력원으로부터 히터와 밸브로의 동력 공급을 제어하는, 프로그램되어 있는 제어 장치; 를 구비하는 에어로졸 발생기.
2. 제 1 항에 있어서,

   물질원은 유연성 콘테이너를 구비하고, 압력 장치는 유연성 콘테이너가 그 안에 배치되는 챔버 및, 챔버내에서 시일(seal)된 것으로서 유연성 콘테이너를 둘러싸는 압력 개스를 구비하고, 개스는 (a) 질소이거나, (b) 최대 2 기압으로 압축되거나, 또는 (c) 질소이면서 최대 2 기압으로 압축되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
3. 제 2 항에 있어서,

   유연성 콘테이너가 채워져 있을때보다도 유연성 콘테이너가 비어 있을때 개스의 압력이 10 퍼센트 낮도록 유연성 콘테이너가 압축되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
4. 제 2 항에 있어서,

   챔버내 압력을 감지하도록 배치된 압력 센서를 더 구비하고, 상기 압력 센서는 챔버내 압력을 나타내는 신호를 제어 장치로 보내도록 배치되고, 압력 센서로부터의 신호에 응답하여 동력이 밸브에 제공되는 시간의 길이를 조절하도록 제어 장치는 동력원을 제어하게끔 배치되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
5. 제 1 항에 있어서,

   소정의 공기 유량이 유동 통로의 유출부에 근접하여 존재하는 때를 측정하는 공기 유동 검출 장치를 더 구비하고, 공기 유동 검출 장치는 소정의 공기 유량이 존재한다는 것을 나타내도록 신호를 제어 장치에 보내도록 배치되며, 제어 장치는 유동 통로의 유출부의 상류측과 그에 횡방향인 위치에 배치된 공기 유동 검출 장치로부터의 신호에 응답하여 동력을 밸브와 히터에 공급하도록 동력원을 제어하게끔 배치되며, 공기 유동 검출 장치는 유동 센서를 구비하고, 에어로졸 발생기는, 유동 통로의 유출부가 마우스 피스의 개방 단부로부터 거리를 두고 마우스피스 부분의 내측에 배치하는 상태로 개방 단부를 가진 마우스피스 부분을 구비하며, 마우스피스 부분은, 유동 통로의 유출부가 마우스피스의 개방 단부와 배출 구멍들 사이에서 마우스피스 부분 내에 배치되도록 배치된 복수개의 배출 구멍들을 가지는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
6. 제 1 항에 있어서,

   소정의 압력 강하가 유동 통로의 유출부에 근접하여 발생할때를 측정하는 압력 강하 검출 장치를 더 구비하고, 압력 강하 검출 장치는 소정의 압력 강하가 발생하는 것을 나타내도록 신호를 제어 장치에 보내게끔 배치되며, 제어 장치는 압력 강하 검출 장치로부터의 신호에 응답하여 동력을 밸브와 히터에 공급하도록 동력원을 제어하게끔 배치되며, 유동 통로의 유출부가 마우스피스 부분의 개방 단부로부터 거리를 두고 마우스피스 부분의 내측에 배치된 상태에서 에어로졸 발생기는 개방 단부를 가진 마우스피스 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
7. 제 1 항에 있어서,

   제어 장치가 주파수 제어용 타이머를 구비하여 제어 장치가 주파수로써 동력 공급을 제어하여 밸브와 히터에 동력을 공급하고, 에어로졸 발생기는 주파수를 조절하는 타이머를 조절하도록 적합화된 원격 제어 장치를 구비하여 제어 장치가 주파수로써 동력 공급을 제어하여 밸브와 히터에 동력을 공급하고, 타이머는, 제어 장치가 동력을 밸브와 히터에 공급하도록 동력 공급을 제어하는데 이용 가능하다는 것을 나타내는 지시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
8. 제 1 항에 있어서,

   제어 장치에 의해서 제어되고 제어 장치가 동력을 밸브와 히터에 공급하도록 동력 공급을 제어하는 회수를 표시하도록 표시 장치를 더 구비하고, 제어 장치는 주파수 제어용 타이머를 구비하여, 제어 장치가 주파수로써 동력 공급을 제어하여 동력을 밸브와 히터에 공급하고, 에어로졸 발생기는, 주파수를 조절하는 타이머를 조절하도록 적합화된 원격 제어 장치를 구비하여 제어 장치가 주파수로써 동력 공급을 제어하여 밸브와 히터에 동력을 공급하고, 상기 표시 장치는, 제어 장치가 동력 공급을 제어하여 밸브와 히터에 동력을 공급하는 것을 타이머가 허용하는 때를 나타내는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
9. 제 1 항에 있어서,

   제어 장치는 밸브가 개방 상태에 있는 시간량과 동력이 히터에 공급되는 시간량중 적어도 하나의 조절을 가능하게 하도록 배치되고, 에어로졸 발생기는 밸브가 개방 상태에 있는 시간량과 동력이 히터에 공급되는 시간량중 적어도 하나를 조절하도록 적합화된 원격 제어 장치를 구비하고, 제어 장치는, (a) 제어 장치가 동력을 밸브와 히터에 공급하도록 동력 공급을 주파수로써 제어하는 주파수 제어용 타이머, 또는 (b) 제어 장치가 동력을 밸브와 히터에 공급하도록 동력 공급을 주파수로써 제어하는, 주파수를 조절하는 타이머를 조절하도록 적합화된 원격 제어 장치, 또는 (c) 제어 장치가 동력을 밸브와 히터에 공급하도록 동력 공급을 주파수로써 제어하는 주파수 제어용 타이머 및, 제어 장치가 동력을 밸브와 히터에 공급하도록 동력 공급을 주파수로써 제어하는, 주파수를 조절하는 타이머를 조절하도록 적합화된 원격 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
10. 제 1 항에 있어서,

    (a) 동력원으로부터 히터로 공급되는 동력의 비율, 또는 (b) 유동 통로의 치수는, 에어로졸 발생기가 3 미크론보다 작은 덩어리의 중간 입자 직경을 가진 에어로졸을 발생시키게끔 선택되거나, 또는 (c) 동력원으로부터 히터로 공급되는 동력의 비율과 유동 통로의 치수는, 에어로졸 발생기가 3 미크론보다 작은 덩어리의 중간 입자 직경을 가진 에어로졸을 발생시키게끔 선택되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
11. 제 1 항에 있어서,

    (a) 압력 장치가 물질원으로부터 물질을 공급하는 압력, 또는 (b) 동력이 동력원으로부터 공급되는 비율은, 물질이 초당 1 밀리그램 보다 큰 비율로 유동 통로에 공급되어 휘발되도록 선택되거나, 또는 (c) 압력 장치가 물질원으로부터 물질을 공급하는 압력 및, 동력이 동력원으로부터 공급되는 비율은, 물질이 초당 1 밀리그램 보다 큰 비율로 유동 통로에 공급되어 휘발되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
12. 제 1 항에 있어서,

    히터 이전의 지점에서 유동 통로와 교통하는 액체 형태인 제 2 물질원을 더 구비하고, 압력 장치는 밸브가 개방 위치에 있을때 제 2 물질원내의 물질이 물질원으로부터 유동 통로 안으로 도입되게 하고, 물질원은 제 1 의 유연성 콘테이너를 구비하고 제 2 의 물질원은 제 2 의 유연성 콘테이너를 구비하며, 압력 장치는, 제 1 의 유연성 콘테이너가 배치되는 제 1 챔버, 제 1 의 챔버내에 시일(seal)된 것으로서 제 1 의 유연성 콘테이너를 둘러싸는 제 1 의 압축 개스, 제 2 의 유연성 콘테이너가 배치되는 제 2 챔버 및, 제 2 챔버내에 시일(seal)된 것으로서 제 2 의 유연성 콘테이너를 둘러싸는 제 2 의 압축 개스를 구비하고, 제 1 압축 개스와 제 2 압축 개스는 상이한 압력으로 압축되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
13. 제 1 항에 있어서,

    유입부와 유출부를 가지는 제 2 의 유동 통로,

    제 2 유동 통로의 적어도 일부를 가열하도록 제 2 유동 통로에 대하여 배치된 제 2 의 히터,

    제 2 유동 통로의 유입부가 교통하고 있는, 휘발되어야할 제 2 물질원,

    제 2 물질원과 제 2 유동 통로 사이에 작동 가능하게 위치하고, 제 2 물질원과 제 2 유동 통로의 유입부 사이에서의 교통을 개방하고 폐쇄하도록 개방 가능하고 폐쇄 가능한 제 2 밸브,

    제 2 밸브가 개방 위치에 있을때 제 2 물질원내에 있는 물질이 제 2 물질원으로부터 제 2 유동 통로 안으로 도입되게 하는 제 2 압력 장치를 더 구비하고,

    동력원은 동력을 제 2 히터와 제 2 밸브로 공급하고, 제어 장치는 동력원으로부터 제 2 히터와 제 2 밸브로의 동력 공급을 제어하고, 에어로졸 발생기는 챔버를 더 구비하고, 유동 통로의 유출부는 서로에 근접하여 챔버내에 배치되며, 휘발된 물질이 제 1 및, 제 2 의 에어로졸을 각각 형성하도록, 챔버는 유출부의 밖으로 주위의 공기와 함께 팽창한 휘발 물질들의 혼합물이 가능하게 하는 충분한 크기 및, 구성이며, 제 1 및, 제 2 의 에어로졸은 제 1 및, 제 2 에어로졸을 포함하는 조합 에어로졸을 형성하도록 서로 혼합되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
14. 제 1 항에 있어서,

    고체 입자들이 물질내의 용액안에 현탁되어 있거나, 또는 고체 입자들이 용액내에 현탁되어 있을때 에어로졸 형태안의 물질 입자보다 큰 평균 직경이거나, 또는 고체 입자들이 에어로졸의 일부를 형성할때 에어로졸 형태안의 물질 입자들보다 큰 평균 직경이도록, 물질이 휘발되기 전에 물질원내의 물질은 함께 혼합된 두개 또는 그 이상의 성분들을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
15. 제 1 항에 있어서,

    밸브는 마이크로밸브인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
16. 제 1 항에 있어서,

    밸브, 히터 및, 유동 통로는 단일 칩 위에서 형성된 단일 마이크로전자 장치인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
17. 제 1 항에 있어서,

    에어로졸 발생기는 제 1 구성부와 제 2 구성부를 구비하고, 제 2 구성부는 제 1 구성부에 부착될 수 있고 탈착될 수 있으며, 제 1 구성부는 유동 통로, 히터, 밸브, 물질원 및, 압력 장치를 구비하고, 그리고 제 2 구성부는 동력원과 제어 장치를 구비하고, 에어로졸 발생기는 소정의 공기 유량이 유동 통로의 유출부에 근접하여 존재할때를 검출하는 공기 유동 검출 장치를 더 구비하고, 공기 유동 검출 장치는 소정의 공기 유량이 존재한다는 것을 지시하도록 신호를 제어 장치에 보내도록 배치되며, 제어 장치는 공기 유동 검출 장치로부터의 신호에 응답하여 동력을 밸브와 히터에 공급하도록 동력원을 제어하게끔 배치되며, 여기에서 공기 유동 검출 장치는 제 2 구성부에 영구히 부착되며, 에어로졸 발생기는 제 1 구성부의 일부를 형성하는 마우스피스 부분을 구비하고, 마우스피스 부분은 그것의 개방 단부로부터 거리를 두고 마우스피스 부분의 내측에 배치된 유동 통로의 개방 단부와 유출부를 가지고, 여기에서 마우스피스 부분은 복수개의 배출 구멍을 가지고, 여기에서 유동 통로의 유출부는 배출 구멍과 마우스피스의 개방 단부 사이에서 마우스피스 부분내에 배치되고, 에어로졸 발생기는 소정의 압력 강하가 유동 통로의 유출부에 근접하여 발생하는 때를 검출하는 압력 강하 검출 장치를 구비하고, 압력 강하 검출 장치는 소정의 압력 강하가 발생하고 있다는 것을 나타내도록 신호를 제어 장치에 보내게끔 배치되며, 제어 장치는 압력 강하 검출 장치로부터의 신호에 응답하여 동력을 밸브와 히터에 공급하도록 동력원을 제어하게끔 배치되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
18. 제 17 항에 있어서,

    제 1 구성부는,

    유입부와 유출부를 가지는 제 2 유동 통로,

    제 2 유동 통로를 가열하도록 제 2 유동 통로에 대하여 배치된 제 2 히터,

    제2 물질원과 제 2 유동 통로 사이에 작동 가능하게 위치되고, 제 2 물질원과 제 2 유동 통로의 유입부 사이의 교통을 개방하고 폐쇄하도록 개방 가능하고 폐쇄 가능한 제 2 밸브,

    제 2 유동 통로의 유입부가 제 2 물질원과 교통 상태에 있는, 휘발되어야할 제 2 물질원 및,

    제 2 밸브가 개방 위치에 있을때 제 2 물질원의 물질이 제 2 물질원으로부터 제 2 유동 통로 안으로 도입되게 하는 제 2 압력 장치를 구비하고,

    동력원은 동력을 제 2 히터와 제 2 밸브에 공급하고, 제어 장치는 동력원으로부터 제 2 히터와 제 2 밸브로의 동력의 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
19. 제 18 항에 있어서,

    챔버를 더 구비하고, 유동 통로의 유출부는 서로에 근접한 챔버내에 배치되고, 휘발된 물질과 휘발된 제 2 물질이 제 1 및, 제 2 의 에어로졸을 각각 형성하도록 챔버는 공기와 함께 유출부의 밖으로 팽창하는 휘발된 물질의 혼합물이 가능하게 하는 충분한 크기 및 구성이며, 제 1 및, 제 2 의 에어로졸은 제 1 및, 제 2 의 에어로졸을 포함하는 조합 에어로졸을 형성하도록 서로 혼합되는 것을 특징으로하는 에어로졸 발생기.
20. 유입부와 유출부를 가지는 유동 통로를 가열하도록 유동 통로에 대하여 히터를 배치하는 단계;

    유동 통로의 유입부를 휘발되어야할 물질원에 연결하는 단계;

    물질원과 유동 통로 사이에 개폐 가능한 밸브를 제공하는 단계;

    밸브가 개방 위치에 있을때 물질원내의 물질이 물질원으로부터 유동 통로 안으로 도입되게 하는 압력 장치를 제공하는 단계;

    밸브를 개방하고 폐쇄시키는 동력원에 밸브를 연결하는 단계;

    히터를 동력원에 연결하는 단계;

    동력원으로부터 히터와 밸브로의 동력 공급을 제어하는, 프로그램된 제어 장치에 동력원을 연결하는 단계;를 구비하는 에어로졸 발생기의 제조 방법.
21. 제 20 항에 있어서,

    압력 장치를 제공하는 단계는 최대 2 기압까지 가압된 챔버 안에 물질원을 위치시키는 것을 구비하고, 물질원은 유연성 콘테이너를 구비하거나 또는 물질원은 유입부와 유출부를 가진 제 2 유동 통로를 구비하고, 상기 방법은 제 2 유동 통로의 유입부를 유동 통로의 유출부에 연결하고 제 2 유동 통로의 유출부를 챔버내에 위치시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
22. 제 20 항에 있어서,

    (a) 동력원은 히터에 충분한 비율로 동력을 전달하도록 적합화되게끔 선택되거나, 또는 (b) 유동 통로 크기는 에어로졸 발생기가 3 미크론 보다 작은 덩어리의 중간 입자 직경을 가지는 에어로졸을 발생시키도록 선택되거나, (c) 동력원은 히터에 충분한 비율로 동력을 전달하도록 적합화되게끔 선택되고, 유동 통로 크기는 에어로졸 발생기가 3 미크론 보다 작은 덩어리의 중간 입자 직경을 가지는 에어로졸을 발생시키도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
23. 제 20 항에 있어서,

    (a) 압력 장치가 물질을 물질원으로부터 공급하는 압력이나, 또는 (b) 동력원이 히터에 동력을 공급하도록 적합화되는 비율은, 물질이 초당 1 밀리그램보다 큰 비율로 유동 통로내에 공급되어 휘발되도록 선택되거나, 또는 (c) 압력 장치가 물질을 물질원으로부터 공급하는 압력 및, 동력원이 히터에 동력을 공급하도록 적합화되는 비율은, 물질이 초당 1 밀리그램보다 큰 비율로 유동 통로내에 공급되어 휘발되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
24. 제 20 항에 있어서,

    제 1 구성부를 형성하도록 히터, 유동 통로, 밸브, 물질원 및, 압력 장치를 배치하는 단계, 제 2 구성부를 형성하도록 동력원과 제어 장치를 배치하는 단계 및, 제 2 구성부를 제 1 구성부에 제거 가능하게 부착하는 단계를 더 구비하는 방법.
25. 에어로졸을 발생시키려는 사용자의 의도를 나타내는 제 1 신호를 프로그램된 제어 장치에 발생시키는 단계;

    동력원이 개방 및, 폐쇄 가능한 밸브를 개방하도록 제 1 신호에 응답하여 동력원에 제 2 신호를 보내는 단계로서, 상기 밸브는 휘발되어야할 물질원과 유동 통로 사이에 배치되고, 밸브의 개방은 물질원으로부터의 물질이 물질원으로부터 유동 통로 안으로 유동하는 것을 가능하게 하는, 제 2 신호를 보내는 단계;

    물질원으로부터의 물질을 물질원으로부터 유동 통로 안으로 유동하게 하는 단계;

    유동 통로를 가열하도록 유동 통로에 대하여 배치된 히터에 동력을 공급하기 위하여 제 1 신호에 응답하여 제 3 신호를 동력원에 보내는 단계; 및,

    재료가 휘발되어 유동 통로의 유출부 밖으로 팽창하도록 유동 통로 안의 물질원으로부터의 물질을 히터로써 증발 온도로 가열하는 단계;를 구비하는 에어로졸을 발생시키는 방법.
26. 제 25 항에 있어서,

    제 1 신호는 사용자가 버튼을 누름으로써 제공되거나, 또는 제 1 신호는 유동 통로의 유출부에 근접하여 배치된 공기 유동 검출 장치를 작동시키는 방식으로 마우스피스상에서 사용자가 빨아들임으로써 제공되거나, 또는 제 1 신호가 유동 통로의 유출부에 근접하여 배치된, 불어서 작동하는 센서(puff actuated sensor)를 작동시키는 방식으로 사용자가 마우스피스상에서 빨아들임으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
27. 제 25 항에 있어서,

    물질원은 유연성 콘테이너를 구비하고 물질원내의 물질은 압력 장치에 의해서 물질원으로부터 유동하게 되는 것을 특징으로 하는 방법.
28. 제 27 항에 있어서,

    압력 장치는 압력하에서 개스로 충전된 챔버를 구비하며, 그 안에는 유연성 콘테이너가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
29. 제 1 항에 있어서,

    (a) 동력원으로부터 히터로 공급되는 동력의 비율, 또는 (b) 유동 통로의 치수는, 에어로졸 발생기가 2 미크론 보다 작은 덩어리의 중간 입자 직경을 가진 에어로졸을 발생시키게끔 선택되거나, 또는 (c) 동력원으로부터 히터로 공급되는 동력의 비율과 유동 통로의 치수는, 에어로졸 발생기가 2 미크론 보다 작은 덩어리의 중간 입자 직경을 가진 에어로졸을 발생시키게끔 선택되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
30. 제 1 항에 있어서,

    (a) 동력원으로부터 히터로 공급되는 동력의 비율, 또는 (b) 유동 통로의 치수는, 에어로졸 발생기가 0.2 내지 2 미크론 사이인 덩어리의 중간 입자 직경을 가진 에어로졸을 발생시키게끔 선택되거나, 또는 (c) 동력원으로부터 히터로 공급되는 동력의 비율과 유동 통로의 치수는, 에어로졸 발생기가 0.2 내지 2 미크론 사이인 덩어리의 중간 입자 직경을 가진 에어로졸을 발생시키게끔 선택되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
31. 제 1 항에 있어서,

    (a) 동력원으로부터 히터로 공급되는 동력의 비율, 또는 (b) 유동 통로의 치수는, 에어로졸 발생기가 0.5 내지 1 미크론 사이인 덩어리의 중간 입자 직경을 가진 에어로졸을 발생시키게끔 선택되거나, 또는 (c) 동력원으로부터 히터로 공급되는 동력의 비율과 유동 통로의 치수는, 에어로졸 발생기가 0.5 내지 1 미크론 사이인 덩어리의 중간 입자 직경을 가진 에어로졸을 발생시키게끔 선택되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생기.
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