KR100578444B1 - 일방향스프레이/에어로졸팁용시스템및방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에어로졸형 액체 배출을 발생시키기 위한 노즐 기구로서, 배출 중에 액체의 일방향 이동을 보장하고 또 노즐의 팁에서 "사체적"이 사실상 영인 노즐 기구를 제공한다. 노즐 기구는 출구 및 유체 채널을 갖는 가요성 노즐부, 가요성 노즐부 내에 수납된 강성 축, 및 가요성 노즐부를 둘러싸고 출구를 노출시키는 강성 하우징을 포함한다. 강성 축은 출구와 협력하여 제1 평상시 폐쇄식 일방향 밸브를 형성하고 출구를 통한 배출 전에 액체 저장소로부터 전달된 액체를 수집하기 위한 와류 챔버를 형성한다. 출구는 출구에 대한 긴 대칭 축을 따라서 출구의 팁 쪽으로 두께가 얇아지는 관형 벽을 구비한다. 유체 채널은 가요성 노즐부 내에서 원주 방향으로 위치되어 상기 와류 챔버 내로 송출된 액체의 와류 작용을 생성한다. 와류 액체의 압력이 제1 평상시 폐쇄식 밸브를 형성하는 출구의 일부분을 방사상으로 변형시킬 정도의 임계 압력에 도달하면 와류 챔버 내의 액체가 출구를 통해 배출된다. 노즐 기구는 사실상 관형인 형상을 갖고 몸체부의 저부로부터 가요성 노즐부 쪽으로 벽 두께가 얇아지는 가요성 몸체부에 결합된다. 가요성 노즐부 내에 수납된 강성 축은 이 강성 축의 제2 부분이 가요성 몸체부와 협력하여 액체 저장소와 와류 챔버 사이의 액체 연통 경로 내에서 제2 평상시 폐쇄식 일방향 밸브를 형성하도록 가요성 몸체부 내로 하향 연장된다.

Description

일방향 스프레이/에어로졸 팁용 시스템 및 방법 {SYSTEM ＆ METHOD FOR ONE-WAY SPRAY/AEROSOL TIP}
본 발명은 일반적으로 스프레이 및/또는 에어로졸형 배출을 발생시키기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에어로졸 팁 기구를 통한 액체의 일방향 이동을 보장하는 에어로졸 팁 기구에 의해 스프레이 및/또는 에어로졸형 배출을 발생시키기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근에, 액체 특히 약제를 분배하는 데에 사용하기 위해, 스프레이 및/또는 에어로졸형 분배기가 주목을 받고 있다. 약제를 분배하기 위한 스프레이 및/또는 에어로졸 분배기를 설계함에 있어서 끊임없이 발생하는 한 가지 문제점은, 대기에 노출되었던 약제가 예를 들어 에어로졸 노즐 등의 에어로졸 출구 채널로 복귀하여 잔류하는 경우에 발생할 수 있는 약제의 오염을 방지하는 것이다. 이러한 문제점에 대한 한 가지 해결책으로는, 단순히 분배될 약제에 방부제를 첨가함으로써 박테리아의 성장을 방지하는 것이 있다. 그러나, 이러한 해결책은 예를 들어 방부제의 부대 비용과 독성으로 인해 명백한 불리함을 가지고 있다. 방부제를 함유하지 않는 약제에서의 박테리아의 성장을 방지하면서, 약제를 복수 회 분배할 수 있기 위해서, 에어로졸 노즐은 이전에 대기에 노출되었던 약제가 에어로졸 출구 채널 내로 재흡입되는 것을 방지하여야 한다.
약제를 분배하기 위한 스프레이 및/또는 에어로졸 분배기를 설계함에 있어서의 다른 문제점은, 스프레이/에어로졸 분배기를 구성하는 구성 요소의 개수를 최소화하는 것이다. 구성 요소의 개수가 증가함에 따라서 대량 생산이 곤란하고 비용이 증가한다.
본 발명의 일 목적은, 액체를 펌프형 분배기로부터 에어로졸 또는 스프레이 형태로 분배하기 위한 출구 노즐 또는 팁 기구로서, 조합을 용이하게 하기 위해 펌프형 분배기에 구성 요소를 추가하거나 펌프형 분배기를 변경할 필요 없이 펌프형 분배기와 조합될 수 있도록 구성된 출구 노즐 또는 팁 기구를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 에어로졸 분배기용 출구 노즐로서, 이 노즐을 통한 액체의 일방향 이동을 보장하는 노즐을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 에어로졸 분배기용 출구 노즐을 통해 액체를 분배하기 위한 방법으로서, 노즐을 통한 액체의 일방향 이동을 보장하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 에어로졸 분배기용 출구 노즐로서, 대기에 노출되었던 액체가 잔류할 수 있는 공간인 "사체적(dead volume)"이 거의 0이 되는, 즉 액체가 일단 출구를 통과하면 완전히 방출되거나 또는 액체와 그 주위의 출구 노즐과의 표면 장력의 복합 효과가 잔류 액체를 출구부로부터 강제로 배출시키는 에어로졸 분배기용 출구 노즐을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 대기에 노출되었던 공기가 에어로졸 분배기의 노즐의 내부로 복귀하지 않는 것을 보장하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 일방향 노즐을 갖는 에어로졸 분배기로서, 제조용 부품들의 개수를 최소화하는 분배기를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 이전에 대기에 노출되었을 수 있는 액체와 액체 저장소의 내용물간의 접촉을 최소화할 수 있도록, 출구 노즐과 액체 저장소 사이의 유체 연통 경로 내에 복수의 밸브 기구를 구비한 에어로졸 분배기를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 에어로졸 분배기용 출구 노즐로서, 노즐의 종축 방향으로의 물리적 외관을 사실상 유지하면서 일체형 스프링을 제공하는 노즐의 주연부를 따른 방사상 탄성 변형에 의해 에어로졸형 배출을 발생시키도록 되어 있는 노즐을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 방출되면 오존층에 유해하고 방출 압력이 온도에 좌우되어 투여량에 변동을 일으키는 CFC와 같은 분사제를 필요로 하지 않는 에어로졸형 분배기를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 노즐의 주연부를 따른 방사상 탄성 변형에 의해 달성되는 일체형 스프링 효과에 의해 와류 챔버를 거쳐 에어로졸형 배출을 발생시키고, 이 에어로졸형 배출은 최소한의 "수두 손실(head loss)"로 달성되는 펌프 및 노즐 시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적에 따라서, 본 발명은 에어로졸형 액체 배출을 발생시키기 위한 노즐 기구로서, 액체의 일방향 이동을 보장하고 또 노즐의 팁에서의 "사체적"이 거의 0인 노즐 기구를 제공한다. 본 발명에 따른 노즐 기구는, 펌프 기구를 통해 압력을 가함으로써 액체 저장소로부터 노즐 기구를 통해 액체를 전달하는 각종 형태의 액체 분배 장치, 예를 들어 약제 분배기와 함께 사용될 수 있게 될 수 있다.
본 발명에 따른 노즐 기구의 일 실시예에 있어서, 노즐 기구는 출구 및 유체 채널을 갖는 가요성 노즐부, 가요성 노즐부 내에 수납된 강성 축, 및 가요성 노즐부를 둘러싸고 출구를 노출시키는 강성 하우징을 포함한다. 강성 축은 출구와 협력하여 제1 평상시 폐쇄식 주연 밸브를 형성할 뿐만 아니라 출구를 거쳐 배출되기 전에 액체 저장소로부터 전달된 액체를 일시적으로 수집하기 위한 "와류 챔버(swirling chamber)"를 형성한다. 출구는 그 두께가 출구의 저부로부터 출구의 팁을 향해 출구의 긴 대칭 축을 따라 감소하는 탄성 외벽을 구비함으로써, 출구를 통한 외부로의 액체의 일방향 이동을 용이하게 한다.
상술한 실시예에 있어서, 액체 저장소와 와류 챔버 사이에 액체 연통 경로의 일부분을 형성하는 유체 채널은 가요성 노즐부 내에서 원주 방향으로 배치된다. 원주 방향으로 배치된 유체 채널은 최소한의 수두 손실로 균일한 압력을 제공한다. 그 결과, 원주 방향으로 배치된 유체 채널 내의 압력이, 액체 저장소와 와류 챔버 사이의 유체 연통 경로의 일부분을 형성하는 제2 평상시 폐쇄식 주연 밸브를 방사상으로 변형시키기에 충분한 임계 압력에 도달하면, 액체 압력이 와류 챔버의 입구 지점에 균일하게 가해진다. 상기 제2 평상시 폐쇄식 밸브에 대해서는 이하에서 보다 상세히 설명된다.
상술한 본 발명에 따른 노즐 기구의 실시예는 사실상 관형인 형상을 갖는 가요성 몸체부에 결합될 수 있으며, 상기 몸체부는 몸체부의 저부로부터 몸체부의 긴 대칭 축을 따라 가요성 노즐부 쪽으로 벽 두께가 얇아진다. 가요성 노즐부 내에 수납된 강성 축은 가요성 몸체부 내로 하향 연장됨으로써, 강성 축의 제2 부분이 가요성 몸체부와 협력하여 액체 저장소와 와류 챔버 사이의 유체 연통 경로 내에 제2 평상시 폐쇄식 주연 밸브를 형성한다. 제1 평상시 폐쇄식 주연 밸브와 마찬가지로, 제2 평상시 폐쇄식 주연 밸브는, 유체 연통 경로 내의 액체의 압력이 제2 평상시 폐쇄식 주연 밸브를 형성하는 가요성 몸체부의 부분을 방사상으로 변형시키기에 충분한 임계 압력에 도달했을 때 개방된다.
본 발명에 따른 노즐 기구의 한 가지 장점은, 출구부의 구성에 의해 노즐 기구 내의 액체가 대기와 접촉하게 되고 그 후에 노즐 기구의 내부로 복귀하거나 내부에 잔류하게 될 가능성이 거의 없어진다는 것이다. 노즐 기구는 이러한 결과를, 배출 중에 노즐 기구로부터 출구부를 통과하는 액체의 일방향 이동을 촉진하는 제1 평상시 폐쇄식 밸브에 의해 달성한다. 제1 평상시 폐쇄식 밸브로 인해, 출구부에서는 대기에 노출되었던 액체가 잔류할 수 있는 공간인 "사체적"이 거의 0이 된다.
제1 평상시 폐쇄식 밸브 이외에, 액체 저장소와 출구 사이의 유체 연통 경로를 따라 배치된 제2 평상시 폐쇄식 밸브는, 액체 저장소 내의 액체가 대기에 노출된 후에 노즐 기구 내로 재도입되는 액체에 의해 오염되지 않게 하는 것을 더욱 보장한다. 제1 및 제2 평상시 폐쇄식 밸브는 유체 연통 경로를 따라 배치되어 출구를 통한 배출을 유발시키는 유체 연통 중에 비동기식으로 개방되기 때문에, 밸브들 중 어느 한 쪽이 고장나더라도 노즐 기구의 완전성에 영향을 주지 않아서 액체 저장소 내의 액체의 오염을 방지한다.
본 발명에 따른 노즐 기구의 다른 장점은, 노즐 기구가 출구를 통한 배출 경로의 방향, 즉 출구에 대한 긴 대칭 축의 방향으로 거의 변형되지 않는다는 것이다. 그 결과, 노즐 기구의 와류 챔버 내에서 액체의 와류 작용을 유발시키는 유체 채널의 물리적 외관이 액체 배출 중에 유지된다.
본 발명에 따른 노즐 기구의 다른 장점은, 노즐 기구를 구성하는, 즉 노즐 기구와 조합해서 펌프 기구를 포함하는 분배 시스템을 구성하는 부품들의 개수가 종래의 노즐 기구와 비교해서 상당히 감소된다는 것이다. 부품들의 개수의 감소는 비용과 제조의 복잡성을 감소시킨다.
도1 및 도3을 주로 참조하면, 본 발명에 따른 에어로졸 팁 또는 노즐 기구(2)의 제1 예시적 실시예를 포함하는 에어로졸형 분배기 시스템(1)이 도시되어 있다. 에어로졸 팁 기구(2)의 제1 예시적 실시예는 출구부(108)와 유체 채널(104)을 구비한 가요성 노즐부(10), 가요성 노즐부(10) 내에 수납된 강성 축(102), 및 가요성 노즐부(10)를 둘러싸고 출구부(108)를 노출시키는 강성 외부 하우징(101)을 포함한다. 강성 축(102)은 출구부(108)의 내부와 협력하여 제1 평상시 폐쇄식 밸브(105)를 형성할 뿐만 아니라, 에어로졸 팁 기구(2)의 출구부(108)를 거쳐 배출되기 전에 액체 저장소로부터 전달된 액체를 수집하기 위한 와류 챔버(103)를 형성한다.
도1 및 도3에 도시한 바와 같이, 에어로졸 팁 기구의 제1 예시적 실시예에 있어서, 유체 채널(104)은 강성 축(102)을 원주 방향으로 둘러싸는 벽(1021a)과 벽(1021b)의 사이의 간극을 포함한다. 이하에 보다 상세히 설명할 유체 채널(104)은 유체를 와류 챔버(103) 내로 전달한다.
본 발명에 따른 에어로졸 팁 또는 노즐 기구의 제2 예시적 실시예가 도6a 및도6b에 도시되어 있다. 제2 예시적 실시예는 한 가지 예외 사항을 제외하고는 제1 예시적 실시예와 거의 유사하다. 도1 및 도3에 도시한 제1 예시적 실시예와는 달리, 에어로졸 팁 또는 노즐 기구의 제2 예시적 실시예는 강성 축(102)을 원주 방향으로 둘러싸는 벽(1021a, 1021b)을 포함하지 않는다. 이에 따라, 도6a 및 도6b에 도시한 제2 실시예에 있어서, 유체 채널(104)은 단순히 와류 챔버(103)의 일체형 부분이 된다.
도1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 에어로졸 팁 또는 노즐 기구(2)의 제1 예시적 실시예는 사실상 관형인 형상을 갖는 가요성 몸체부(107)에 결합되고, 상기 가요성 몸체부(107)는 몸체부의 긴 대칭 축을 따라서 몸체부의 저부로부터 가요성 노즐부(10)를 향하여 벽 두께가 얇아진다. 가요성 노즐부(10) 내에 수납된 강성 축(102)은 가요성 몸체부(107) 내로 하향 연장됨으로써, 강성 축의 제2 부분(102a)이 가요성 몸체부(107)와 협력하여 제2 평상시 폐쇄식 밸브(106)를 형성한다.
도1 및 도2를 주로 참조하면, 액체 저장소로부터 출구부(108)로의 액체의 유체 연통 경로(201)는 제1 및 제2 평상시 폐쇄식 밸브(105, 106)를 각각 연속적으로 통과한다. 분배기 시스템의 펌프 몸체부(111)와 협력하여 작동하는 분배기 시스템(1)의 펌프 기구(110)는 압력이 가해짐에 따라 액체 저장소로부터 액체 연통 경로(201)를 따라서 액체를 전달한다. 본 발명에 따른 노즐 기구는 광범위한 종류의 액체 분배 시스템과 함께 사용하기 위한 것임을 주지해야 하며, 상기 액체 분배 시스템 중 한 예는 발명의 명칭이 "사체적이 없는 유체 펌프"인 1995년 9월 27일자로 출원된 출원인 공동 소유의 미국 출원 일련 번호 제08/534,609호에 도시되어 있으며, 이 출원은 본 명세서에서 특별히 참조된다. 따라서, 도1 및 도2에 도시한 분배기 시스템의 펌프 기구(110)와 펌프 몸체부(111)는 단지 예시적인 것으로서, 광범위한 종류의 분배 시스템을 포괄적으로 대표한다.
도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 액체 저장소로부터의 액체는 초기에 강성 축의 제2 부분(102a)의 외부 상에 형성된 주연 채널(109)을 통해 전달된다. 액체 연통 경로 내의 액체의 압력이 가요성 몸체부(107)를 방사상으로 변형시키기에 충분한 임계 압력에 도달하면, 제2 평상시 폐쇄식 밸브(106)의 하부 세그먼트(501)를 형성하는 가요성 몸체부(107)의 부분이 액체에 의해 방사상으로 변형됨으로써, 도5a에 도시한 바와 같이 제2 평상시 폐쇄식 밸브(106)가 개방된다. 액체가 제2 평상시 폐쇄식 밸브(106)를 통해 가요성 노즐부(10) 쪽으로 통과함에 따라서 제2 평상시 폐쇄식 밸브(106)를 형성하는 가요성 몸체부(107)의 순차 세그먼트들이 도5a 및 도5b에 도시한 바와 같이 액체가 제2 평상시 폐쇄식 밸브(106)를 형성하는 가요성 몸체부(107)의 상부 세그먼트(502)를 최종적으로 통과할 때까지 방사상으로 변형된다.
도5a 및 도5b에 도시한 바와 같이, 가요성 몸체부(107)의 벽 두께는 제2 평상시 폐쇄식 밸브(106)의 하부 세그먼트(501)로부터 상부 세그먼트(502) 쪽으로, 즉 노즐 기구의 긴 대칭 축(S)을 따라 감소하기 때문에 제2 평상시 폐쇄식 밸브(106)의 하부 세그먼트(501)는 액체가 상부 세그먼트(502)에 도달할 때에는 사실상 폐쇄된다. 제2 평상시 폐쇄식 밸브(106)의 하부 세그먼트(501)를 개방시키는 데 요구되는 에너지는 상부 세그먼트(502)를 개방시키는 데 요구되는 에너지보다 크기 때문에, 액체는 하부 세그먼트(501)가 개방되면 가요성 몸체부(107)의 제2 평상시 폐쇄식 밸브(106)를 지나는 전진 운동을 유지하도록 자동적으로 편향된다. 이러한 방식으로, 제2 평상시 폐쇄식 밸브(106)는 가요성 노즐부(10)를 향한 방향으로만 액체가 이동하는 것을 보장한다.
액체 연통 경로(201) 내의 액체가 제2 평상시 폐쇄식 밸브(106)를 통과하면, 액체는 도1, 도2 및 도3에 도시한 바와 같이 에어로졸 팁 기구(2)의 제1 실시예의 가요성 노즐부(10) 내의 유체 채널(104) 내로 들어간다. 액체 저장소와 와류 챔버(103) 사이에서 유체 연통 경로(201)의 일부분을 형성하는 유체 채널(104)은 도3에 도시한 바와 같이 가요성 노즐부 내에서 원주 방향으로 배치된다. 원주 방향으로 배치된 유체 채널(104)은 와류 챔버(103) 내로 전달됨에 따라서 도3에서 방향 화살표(301)로 표시된 유체의 와류 작용을 생성시킨다. 도6a 및 도6b에 도시한 에어로졸 팁 기구의 제2 실시예에 있어서, 액체는 액체 연통 경로(201) 내의 액체가 제2 평상시 폐쇄식 밸브(106)를 통과하면 공간(601)을 거쳐 와류 챔버(103) 내로 직접 들어간다. 액체의 와류 작용은 액체가 출구부(108)를 거쳐 배출될 때까지 와류 챔버 내에서 유지된다. 상기 배출 작용의 메카니즘에 대해서는 이하에 상세히 설명한다.
도1, 도4a, 및 도4b를 주로 참조하면, 와류 챔버 내의 액체는 그 액체압력이 제1 평상시 폐쇄식 밸브(105)를 형성하는 출구부(108)를 방사상으로 변형시키는 데 충분한 임계 압력에 도달했을 때 출구부(108)를 거쳐 배출된다. 상술한 제2 평상시 폐쇄식 밸브(106)와 마찬가지로, 제1 평상시 폐쇄식 밸브(105)를 지나는 액체의 이동은 출구부(108)의 세그먼트들을 순차적으로 변형시킨다. 도4a에 도시한 바와 같이, 제1 평상시 폐쇄식 밸브(105)의 하부 세그먼트(401)를 형성하는 출구부(108)의 부분은 액체에 의해 방사상으로 변형됨으로써, 제1 평상시 폐쇄식 밸브(105)가 개방된다. 액체가 제1 평상시 폐쇄식 밸브(105)를 통해 출구부(108)의 팁 쪽으로 통과함에 따라서, 제1 평상시 폐쇄식 밸브(105)를 형성하는 출구부(108)의 순차 세그먼트들은, 액체가 제1 평상시 폐쇄식 밸브(105)를 형성하는 출구부(108)의 상부 세그먼트(402)를 최종적으로 통과할 때까지 도4a 및 도4b에 도시한 바와 같이 방사상으로 변형된다.
도1, 도4a 및 도4b에 도시한 바와 같이, 출구부(108)의 벽 두께는 제1 평상시 폐쇄식 밸브(105)의 하부 세그먼트(401)로부터 상부 세그먼트(402) 쪽으로, 즉 에어로졸 팁 또는 노즐 기구의 긴 대칭 축(S)을 따라 감소한다. 이러한 벽 두께의 점차적인 감소로 인해, 제1 평상시 폐쇄식 밸브(105)의 하부 세그먼트(401)는 도4a 및 도4b에 도시한 바와 같이 액체가 상부 세그먼트(402)에 도달할 때에는 사실상 폐쇄된다. 제1 평상시 폐쇄식 밸브(105)의 하부 세그먼트(401)를 개방시키는 데 요구되는 에너지는 상부 세그먼트(402)를 개방시키는 데 요구되는 에너지보다 크기 때문에, 액체는 하부 세그먼트(401)가 개방되면 출구부(108)에서의 제1 평상시 폐쇄식 밸브(105)를 지나는 전진 운동을 유지하도록 자동적으로 편향된다. 이에 따라서, 제1 평상시 폐쇄식 밸브(105)는 가요성 노즐부(10)의 외부 팁을 향한 방향으로만 액체가 이동하는 것을 보장한다.
출구부(108)를 통한 액체의 배출 동안에, 가요성 노즐부(10)의 세그먼트 중 에어로졸 팁 또는 노즐 기구의 긴 대칭 축(S)을 따라 변형되는 세그먼트는 오직 출구부(108)만이다. 가요성 노즐부의 나머지 세그먼트들은 강성 하우징(101)에 의해 긴 대칭 축(S)을 따른 변형이 방지된다. 출구부(108)가 축(S)을 따라 최소한의 변형만을 겪더라도 상당한 변형이 방사상 방향을 따라서 발생된다. 또한, 출구부(108)는 축(S)을 따라 강성 축(102)에 힘을 가하지 않는다. 즉, 출구부(108)는 제1 평상시 폐쇄식 밸브(105)의 개폐 중에 강성 축과 마찰하지 않는다. 따라서, 출구부(108)와 강성 축(102) 사이에 어떠한 마찰 접촉도 존재하지 않기 때문에, 오염물이 와류 챔버(103) 내로 침입할 가능성이 최소화된다.
본 발명에 따른 에어로졸 팁 또는 노즐 기구의 한 가지 장점은, 강성 하우징(101)에 의해 가요성 노즐부(10)의 축방향 변형을 방지하는 것이다. 출구부(108)를 제외하고 가요성 노즐부(10)는 도4a에 도시된 긴 대칭 축(S)을 따라 거의 변형을 겪지 않기 때문에, 와류 챔버(103) 내로 전달된 액체의 와류 작용을 유발시키는 유체 채널(104)의 물리적 외관은 액체의 배출 중에 유지된다. 액체의 배출 방향에 따른 가요성 노즐부(10)의 축방향 변형은 유체 채널(104)을 변형시키고, 이것은 결국 와류 작용이 발생하는 것을 방지하게 된다.
상술한 본 발명에 따른 에어로졸 팁 또는 노즐 기구의 실시예에 있어서, 가요성 노즐부(10), 가요성 몸체부(107), 및 펌프 몸체부(111)는 부타디엔 폴리에틸렌 스티렌(크라톤(KRATON): 등록 상표), 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 또는 기타 가소성 재료, 열가소성 탄성 중합체 또는 기타 탄성 재료를 포함해서 본 기술 분야에서 주지된 수 개의 재료 중 어느 하나로 제조될 수 있다. 크라톤(등록 상표)은 영구 변형, 또는 전형적으로 시간의 경과와 더불어 발생하는 크리프(creep) 변형에 대한 특유한 저항성 때문에 상기 목적에 특히 적합하다.
본 발명에 따른 에어로졸 팁 또는 노즐 기구의 다른 장점은, 노즐 기구를 구성하는, 즉 노즐 기구와 조합된 펌프 기구를 포함하는 분배 시스템을 구성하는 부품의 개수가 종래의 노즐 기구와 비교해서 대폭 감소된다는 것이다. 도1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 노즐 기구를 사용하는 에어로졸형 분배 시스템은 3개의 별도의 부품, 즉 강성 하우징(101)과, 가요성 노즐부(10), 가요성 몸체부(107) 및 펌프 몸체부(111)를 둘러싸는 일체형 가요성 부품과, 펌프 기구(110)와 일체형으로 형성된 강성 축(102)만을 사용해서 제조될 수 있다. 3개의 별도의 부품만이 요구되기 때문에 에어로졸형 분배 시스템을 제조하는 비용과 복잡성이 대폭 감소된다.
본 발명에 따른 에어로졸 팁 또는 노즐 기구의 또 다른 장점은, 그 출구부(108)의 벽 두께가 감소하는 일방향 밸브인 제1 평상시 폐쇄식 밸브(105)에 의해, 노즐 기구 내의 액체가 대기와 접촉한 후에 노즐 기구의 내부로 복귀될 가능성이 거의 없다는 것이다. 출구부(108)의 벽 두께의 감소로 인해, 밸브의 보다 두꺼운 기부가 개방되면 출구부(108)에서의 제1 평상시 폐쇄식 밸브(105)를 지나는 전진 운동을 유지하도록 액체는 자동적으로 편향된다. 이에 따라, 출구부(108)에서는 이전에 대기로 노출되었던 액체가 잔류할 수 있는 공간, 즉 "사체적"이 0이 된다.
본 발명에 따른 에어로졸 팁 또는 노즐 기구의 또 다른 장점은, 출구부(108)가 제1 평상시 폐쇄식 밸브(105)의 개폐 중에 강성 축(102)과 마찰되지 않는다는 것이다. 이에 따라, 출구부(108)와 강성 축(102) 사이에 어떠한 마찰 접촉도 존재하지 않기 때문에, 오염물이 와류 챔버(103) 내로 침입할 가능성이 최소화된다.
본 발명에 따른 에어로졸 팁 또는 노즐 기구의 또 다른 장점은 출구부(108)로 통하는 유체 연통 경로를 따라 복수의 밸브가 존재한다는 것이다. 제1 평상시 폐쇄식 밸브 이외에도, 유체 저장소와 출구 사이의 유체 연통 경로를 따라 배치된 제2 평상시 폐쇄식 밸브는 우발적으로 대기에 노출된 후에 노즐 기구로 재도입되는 액체에 의해 액체 저장소 내의 액체가 오염되지 않도록 하는 것을 더욱 보장한다. 제1 및 제2 평상시 폐쇄식 밸브는 유체 연통 경로를 따라 배치되어 출구를 통한 배출을 유발시키는 유체 연통 중에 순차적으로, 즉 비동기식으로 개방되기 때문에, 밸브들 중 어느 한 쪽이 고장나더라도 노즐 기구의 완전성에 영향을 주지 않아서 액체 저장소 내의 액체의 오염을 방지한다.
상기에서는 특정 실시예들을 설명하였지만, 본 기술 분야의 통상적인 기술을 가진 자는 본 발명의 가르침을 이탈하지 않고 소정의 변경을 할 수 있기 때문에, 상술한 실시예들은 예시적인 것이며, 이 예시적 실시예들은 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 보호 범위를 제한하는 것으로서 해석되어서는 안 된다. 예를 들어, 본 발명에 따른 에어로졸 팁 또는 노즐 기구의 예시적 실시예는 관형 출구부를 갖는 것으로 설명되고 있지만 다른 형상 예를 들어 정사각형 또는 직사각형이 출구부에 사용될 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 노즐 기구의 일 실시예를 포함하는 에어로졸 분배기의 종방향 단면도.
도2는 도1에 도시한 에어로졸 분배기의 노즐 기구와 액체 저장소 사이의 유체 연통 경로를 통한 액체의 유동 경로를 도시한 단면도.
도3은 도1에 도시한 선 A-A를 따른 단면도.
도4a는 도1에 도시한 본 발명에 따른 노즐 기구에 있어서 밸브 변형의 일 단계를 도시한 확대 단면도.
도4b는 도1에 도시한 본 발명에 따른 노즐 기구에 있어서 밸브 변형의 다른 단계를 도시한 확대 단면도.
도5a는 도1에 도시한 에어로졸 분배기의 몸체부에 있어서 밸브 변형의 일 단계를 도시한 확대 단면도.
도5b는 도1에 도시한 에어로졸 분배기의 몸체부에 있어서 밸브 변형의 다른 단계를 도시한 확대 단면도.
도6a는 본 발명에 따른 노즐 기구의 제2 실시예를 도시한 단면도.
도6b는 도6a에 도시한 선 B-B를 따른 단면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 분배 시스템
2 : 에어로졸 팁 또는 노즐 기구
10 : 노즐부
101 : 하우징
102 : 강성 축
103 : 와류 챔버
104 : 유체 채널
105 : 제1 평상시 폐쇄식 밸브
106 : 제2 평상시 폐쇄식 밸브
107 : 가요성 몸체부
108 : 출구부
109 : 주연 채널
110 : 펌프 기구
111 : 펌프 몸체부
201 : 유체 연통 경로
401, 501 : 하부 세그먼트
402, 502 : 상부 세그먼트
1021a, 1021b : 벽
S : 대칭 축

Claims (28)

  1. 압력이 가해짐에 따라 액체 내용물을 분배하기 위한 에어로졸형 분배기의 노즐 기구이며,
    상기 액체 내용물을 분배하기 위한 출구부를 구비하고, 상기 출구부는 사실상 관형인 형상을 갖고 제1 지점으로부터 상기 노즐 기구의 긴 대칭 축의 방향을 따라 가요성 노즐부의 팁 쪽으로 벽 두께가 얇아지는 가요성 노즐부와,
    가요성 노즐부 내에 수납되고 상기 출구부와 협력하여 제1 평상시 폐쇄식 밸브를 형성하는 강성 축과,
    상기 가요성 노즐부를 둘러싸고 상기 출구부를 노출시키는 강성 하우징을 포함하고,
    상기 강성 축과 상기 가요성 노즐부의 내부는 액체 내용물의 상기 출구부를 통한 배출 전에 상기 액체 내용물을 위한 와류 챔버를 형성하고,
    상기 챔버 내의 액체는 상기 출구부를 방사상으로 변형시켜 상기 제1 평상시 폐쇄식 밸브를 개방시키기에 충분한 임계 압력에 도달하면 상기 제1 평상시 폐쇄식 밸브를 통해 배출되며, 상기 강성 하우징은 상기 출구부를 통한 상기 챔버의 액체 내용물의 배출 중에 상기 출구부의 상기 축방향을 따른 변형을 방지하는 노즐 기구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분배기는 액체 저장소와 유체 연통 상태에 있으며, 상기 가요성 노즐부는 상기 액체 저장소와 상기 와류 챔버 사이에 유체 연통 경로의 일부를 형성하는 유체 채널을 더 포함하고, 상기 채널은 상기 와류 챔버로 송출되는 액체의 와류 작용을 유발시키는 것을 특징으로 하는 노즐 기구.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유체 채널은 상기 가요성 노즐부 내에서 원주 방향으로 위치되는 것을 특징으로 하는 노즐 기구.
  4. 제2항에 있어서, 상기 강성 하우징은 상기 유체 채널의 축방향 변형도 방지하는 것을 특징으로 하는 노즐 기구.
  5. 제3항에 있어서, 상기 강성 하우징은 상기 유체 채널의 축방향 변형도 방지하는 것을 특징으로 하는 노즐 기구.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 평상시 폐쇄식 밸브를 개방시키기 위한 상기 출구부의 방사상 변형은 상기 강성 축과 협력하는 상기 출구부의 부분들이 축방향을 따라 순차적으로 변형되는 것을 포함함으로써, 상기 출구부와 상기 강성 축 사이의 축방향을 따른 최초 분리 지점은 상기 출구부와 상기 강성 축 사이의 축방향을 따른 최종 분리 지점이 개방될 때 사실상 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 노즐 기구.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제1 평상시 폐쇄식 밸브를 개방시키기 위한 상기 출구부의 상기 방사상 변형은 상기 강성 축과 협력하는 상기 출구부의 부분들이 축방향을 따라 순차적으로 변형되는 것을 포함함으로써, 상기 출구부와 상기 강성 축 사이의 축방향을 따른 최초 분리 지점은 상기 출구부와 상기 강성 축 사이의 축방향을 따른 최종 분리 지점이 개방될 때 사실상 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 노즐 기구.
  8. 제7항에 있어서, 상기 유체 채널은 상기 가요성 노즐부 내에서 원주 방향으로 위치되는 것을 특징으로 하는 노즐 기구.
  9. 제8항에 있어서, 상기 강성 하우징은 상기 유체 채널의 축방향 변형도 방지하는 것을 특징으로 하는 노즐 기구.
  10. 제7항에 있어서, 상기 강성 하우징은 상기 유체 채널의 축방향 변형도 방지하는 것을 특징으로 하는 노즐 기구.
  11. 액체 저장소와 유체 연통 상태인 에어로졸형 분배기의 유체 분배 기구이며,
    상기 분배기의 액체 내용물을 분배하기 위한 출구부를 구비하고, 상기 출구부는 사실상 관형인 형상을 갖고 제1 지점으로부터 노즐 기구의 긴 대칭 축의 방향을 따라 가요성 노즐부의 팁 쪽으로 벽 두께가 얇아지는 가요성 노즐부와,
    상기 가요성 노즐부에 연결되고, 사실상 관형인 형상을 가지며, 제2 지점으로부터 상기 축방향을 따라 상기 가요성 노즐부의 팁 쪽으로 벽 두께가 얇아지는 가요성 몸체부와,
    상기 가요성 노즐부와 상기 가요성 몸체부 내에 수납되고, 제1 부분이 상기 출구부와 협력하여 제1 평상시 폐쇄식 밸브를 형성하고, 상기 제1 부분과 상기 가요성 노즐부의 내부는 상기 출구부를 통한 배출 전에 상기 액체 저장소로부터 액체를 수집하기 위한 와류 챔버를 형성하고, 제2 부분이 상기 가요성 몸체부와 협력하여 제2 평상시 폐쇄식 밸브를 형성하는 강성 축 부재와,
    상기 가요성 노즐부와 상기 가요성 몸체부를 둘러싸고 상기 출구부를 노출시키는 강성 하우징을 포함하고,
    상기 유체 저장소의 내용물은 상기 제2 평상시 폐쇄식 밸브를 개방시키기에 충분한 압력이 가해지면 상기 액체 저장소로부터 상기 제2 평상시 폐쇄식 밸브를 거쳐 상기 와류 챔버 내로 전달되며, 상기 챔버 내의 액체는 상기 출구부를 방사상으로 변형시켜 상기 제1 평상시 폐쇄식 밸브를 개방시키기에 충분한 압력에 도달하면 상기 제1 평상시 폐쇄식 밸브를 거쳐 배출되며, 상기 강성 하우징은 상기 출구부를 통한 상기 와류 챔버의 액체 내용물의 배출 중에 상기 출구부의 축방향을 따른 변형을 방지하는 유체 분배 기구.
  12. 제11항에 있어서, 상기 가요성 노즐부는 상기 액체 저장소와 상기 와류 챔버 사이에 유체 연통 경로의 일부를 형성하는 유체 채널을 더 포함하고, 상기 유체 채널은 상기 와류 챔버로 송출되는 액체의 와류 작용을 유발시키는 것을 특징으로 하는 유체 분배 기구.
  13. 제12항에 있어서, 상기 유체 채널은 상기 가요성 노즐부 내에서 원주 방향으로 위치되는 것을 특징으로 하는 유체 분배 기구.
  14. 제12항에 있어서, 상기 강성 하우징은 상기 유체 채널의 축방향 변형도 방지하는 것을 특징으로 하는 유체 분배 기구.
  15. 제13항에 있어서, 상기 강성 하우징은 상기 유체 채널의 축방향 변형도 방지하는 것을 특징으로 하는 유체 분배 기구.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제1 평상시 폐쇄식 밸브를 개방시키기 위한 상기 출구부의 방사상 변형은 상기 강성 축 부재의 제1 부분과 협력하는 상기 출구부의 부분들이 축방향을 따라 순차적으로 변형되는 것을 포함함으로써, 상기 출구부와 상기 강성 축 부재의 제1 부분 사이의 축방향을 따른 최초 분리 지점은 상기 출구부와 상기 강성 축 부재의 제1 부분 사이의 축방향을 따른 최종 분리 지점이 개방될 때 사실상 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 유체 분배 기구.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제2 평상시 폐쇄식 밸브는 상기 강성 축 부재의 제2 부분과 협력하는 상기 가요성 몸체부를 방사상으로 변형시키기에 충분한 압력이 가해지면 개방되고, 상기 가요성 몸체부의 방사상 변형은 상기 강성 축 부재의 제2 부분과 협력하는 상기 가요성 몸체부의 부분들의 순차적인 변형을 포함함으로써, 상기 가요성 몸체부와 상기 강성 축 부재의 제2 부분 사이의 축방향을 따라 상기 와류 챔버로부터 떨어진 최초 분리 지점은 상기 가요성 몸체부와 상기 강성 축 부재의 제2 부분 사이의 축방향을 따라 상기 와류 챔버 근처의 최종 분리 지점이 개방될 때 사실상 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 유체 분배 기구.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 및 제2 평상시 폐쇄식 밸브는 비동기식으로 개방되는 것을 특징으로 하는 유체 분배 기구.
  19. 제12항에 있어서, 상기 제1 평상시 폐쇄식 밸브를 개방시키기 위한 상기 출구부의 방사상 변형은 상기 강성 축 부재의 제1 부분과 협력하는 상기 출구부의 부분들이 축방향을 따라 순차적으로 변형되는 것을 포함함으로써, 상기 출구부와 상기 강성 축 부재의 제1 부분 사이의 축방향을 따른 최초 분리 지점은 상기 출구부와 상기 강성 축 부재의 제1 부분 사이의 축방향을 따른 최종 분리 지점이 개방될 때 사실상 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 유체 분배 기구.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제2 평상시 폐쇄식 밸브는 상기 강성 축 부재의 제2 부분과 협력하는 상기 가요성 몸체부를 방사상으로 변형시키기에 충분한 압력이 가해지면 개방되고, 상기 가요성 몸체부의 방사상 변형은 상기 강성 축 부재의 제2 부분과 협력하는 상기 가요성 몸체부의 부분들의 순차적인 변형을 포함함으로써, 상기 가요성 몸체부와 상기 강성 축 부재의 제2 부분 사이에서 축방향을 따라 상기 와류 챔버로부터 떨어진 최초 분리 지점은 상기 가요성 부재와 상기 강성 축 부재의 제2 부분 사이에서 축방향을 따라 상기 와류 챔버에 근접한 최종 분리 지점이 개방될 때 사실상 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 유체 분배 기구.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제1 및 제2 평상시 폐쇄식 밸브는 비동기식으로 개방되는 것을 특징으로 하는 유체 분배 기구.
  22. 제21항에 있어서, 상기 유체 채널은 상기 가요성 노즐부 내에서 원주 방향으로 위치되는 것을 특징으로 하는 유체 분배 기구.
  23. 제22항에 있어서, 상기 강성 하우징은 유체 채널의 축방향 변형도 방지하는 것을 특징으로 하는 유체 분배 기구.
  24. 제19항에 있어서, 상기 유체 채널은 상기 가요성 노즐부 내에서 원주 방향으로 위치되는 것을 특징으로 하는 유체 분배 기구.
  25. 제24항에 있어서, 상기 강성 하우징은 유체 채널의 축방향 변형도 방지하는 것을 특징으로 하는 유체 분배 기구.
  26. 액체 저장소와 유체 연통 상태에 있는 분배기로부터 에어로졸형 유체 배출을 발생시키기 위한 방법이며,
    상기 분배기는 액체 내용물을 분배하기 위한 출구부를 구비하고 상기 출구부는 제1 지점으로부터 노즐 기구의 긴 대칭 축의 방향을 따라 가요성 노즐부의 팁 쪽으로 벽 두께가 얇아지는 가요성 노즐부와, 가요성 노즐부 내에 수납되고 상기 출구부와 협력하여 제1 평상시 폐쇄식 밸브를 형성하고 상기 가요성 노즐부의 내부와 함께 상기 액체 내용물의 상기 출구부를 통한 배출 전에 상기 액체 내용물을 위한 와류 챔버를 형성하는 강성 축 부재의 제1 부분과, 상기 가요성 노즐부를 둘러싸고 상기 출구부를 노출시키는 강성 하우징을 포함하고, 상기 가요성 노즐부는 상기 액체 저장소와 상기 와류 챔버 사이에 유체 연통 경로의 일부분을 형성하는 원주 방향으로 배치된 유체 채널을 더 포함하며,
    상기 방법은,
    압력이 가해짐에 따라 상기 액체 저장소의 액체 내용물을 상기 유체 연통 경로 내로 전달하는 단계와,
    압력이 가해짐에 따라 상기 액체 내용물을 상기 원주 방향으로 배치된 유체 채널을 거쳐 상기 와류 챔버 내로 전달함으로써 상기 와류 챔버 내에서 상기 액체 내용물의 와류 운동을 생성시키는 단계와,
    상기 강성 하우징의 상대적인 가압에 의해 상기 출구부의 축방향을 따른 변형을 사실상 방지하면서 상기 출구부를 방사상으로 변형시켜 상기 제1 평상시 폐쇄식 밸브를 개방시키기에 충분한 압력이 가해짐에 따라 상기 와류 챔버의 액체 내용물을 상기 제1 평상시 폐쇄식 밸브를 거쳐 상기 출구부를 통해 배출하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 평상시 폐쇄식 밸브를 개방시키기 위한 상기 출구부의 방사상 변형은 상기 강성 축 부재의 제1 부분과 협력하는 상기 출구부의 부분들이 축방향을 따라 순차적으로 변형되는 것을 포함함으로써, 상기 출구부와 상기 강성 축 부재의 제1 부분 사이의 축방향을 따른 최초 분리 지점은 상기 출구부와 상기 강성 축 부재의 제1 부분 사이의 축방향을 따른 최종 분리 지점이 개방될 때 사실상 폐쇄되는 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 분배기는 상기 가요성 노즐부에 연결되는 가요성 몸체부를 더 포함하고, 상기 가요성 몸체부는 제2 지점으로부터 상기 축방향을 따라 상기 가요성 노즐부의 팁 쪽으로 감소하는 벽 두께를 가지며, 상기 강성 축 부재는 상기 가요성 몸체부와 협력하여 상기 유체 연통 경로 내에 제2 평상시 폐쇄식 밸브를 형성하는 제2 부분을 더 포함하고,
    상기 방법은 상기 액체 내용물을 상기 원주 방향으로 배치된 유체 채널을 거쳐 상기 와류 챔버 내로 전달하는 단계 이전에,
    상기 강성 축 부재의 상기 제2 부분과 협력하는 상기 가요성 몸체부를 방사상으로 변형시켜 상기 제2 평상시 폐쇄식 밸브를 개방시키기 위한 압력이 가해짐에 따라 상기 액체 내용물을 상기 제2 평상시 폐쇄식 밸브를 통해 상기 원주 방향으로 배치된 유체 채널 내로 전달하는 단계를 더 포함하고,
    상기 가요성 몸체부의 방사상 변형은 상기 강성 축 부재의 제2 부분과 협력하는 상기 가요성 몸체부의 부분들이 순차적으로 변형되는 것을 포함함으로써, 상기 가요성 몸체부와 상기 강성 축 부재의 제2 부분 사이에서 축 방향을 따라 상기 원주 방향으로 배치된 유체 채널로부터 떨어진 최초 분리 지점은 상기 가요성 몸체부와 상기 강성 축 부재의 제2 부분 사이에서 축방향을 따라 상기 원주 방향으로 배치된 유체 채널에 근접한 최종 분리 지점이 개방될 때 사실상 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 제1 및 제2 평상시 폐쇄식 밸브는 비동기식으로 개방되는 것을 특징으로 하는 방법.
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