JP2012519016A - 流体を貯蔵/放出する圧力容器システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 複数の容器内の流体を独立して放出し、或いは所定の体積割合で混合して放出する容器システムを提供する。
【解決手段】 本発明の流体を貯蔵/放出する圧力状態にある容器システムは、ハウジング(1)と、前記ハウジング内に配置され、ピストンを有するピストン装置(10,11)と、バイアス要素(4)と、を有する。前記ピストン装置は、それぞれ互いに連通しない複数の流体貯蔵容積部分(13,14,15)を規定する。前記流体貯蔵容積部分は、それぞれ、前記流体貯蔵容積部分内に貯蔵された流体を放出する流路(7,8,9)を有する。前記バイアス要素は、前記ピストン装置(10)を押して、前記流体貯蔵体積に圧力をかける。これにより、前記ピストン装置は、前記流体貯蔵体積内に貯蔵された各流体を独立して放出する。
【選択図】 図1
Description
前記ピストン装置は、前記流体貯蔵体積内に貯蔵された各流体を独立して放出する。
本発明の一実施例によれば、前記ピストン装置は、同軸に配置された2個のピストンを有し、前記バイアス要素は、前記2個のピストンの間に配置され、前記2個のピストンを反対方向に押す。
本発明の一実施例によれば、前記ピストン装置は、浮遊ピストンを含む。
本発明の一実施例によれば、前記ピストン装置は、平行な壁のキャビティを有するピストンを有し、前記平行な壁は、前記ハウジングの拡張した本体にスライド可能に接触し、これにより前記2個の流体貯蔵体積の一方を部分的に規定する。
本発明の一実施例によれば、前記ピストンは、前記平行壁から伸びる外部表面を有し、前記ハウジング内にスライド可能に配置され、これにより互いに連通状態にない2個の流体貯蔵体積の他方を規定する。
本発明の一実施例によれば、前記ピストンは、浮遊ピストンである。
本発明の一実施例によれば、前記拡張した本体は、前記ハウジングからの突起部を含む。
本発明の一実施例によれば、前記突起部は、前記第1流体貯蔵体積の流路を有する。
本発明の一実施例によれば、前記ハウジングは、円筒状の壁を有する。
本発明の一実施例によれば、前記バイアス要素は、スプリングである。
本発明の一実施例によれば、前記バイアス要素は、圧縮ガスである。
本発明の一実施例によれば、(d)バルブ駆動制御システムを更に有し、前記バルブ駆動制御システムは、前記流路内の流れを調整するバルブを制御する。
本発明の一実施例によれば、(e)前記流路を含む出口導管を更に有し、前記出口導管は、前記第1ピストン内の開口を通過し、前記流体貯蔵体積内に伸び、前記第1ピストンは、前記出口導管をスライドしながら、シールされている。
本発明の容器システムは、システム・ハウジング1と、第1ピストン2と、第2ピストン3と、バネ4と、固定側突起部6と、第1流路7と、第2流路8と、第3流路9とを有する。第1ピストン2と第2ピストン3は、同軸に配置されて、ピストン装置を構成する。バネ4は、ピストン装置をシステム・ハウジング1内で前進させる。第2流路8は、固定側突起部6に沿って内部を部分的に伸びる。第1ピストン2は、円筒形状の平行なピストン壁10を有し、端部が包囲体2aの形態を採る。この包囲体2aは第1空洞13を構成する。
選択的事項として、2個の円筒状の壁11a、10aは、スライドするよう構成されるが、第1空洞13と13aを連通するために、一方の表面あるいは両方の表面内に流路チャネルを具備してもよい。
別の構成としては、それらの間に間隙があってもよい。固定側突起部6は、平行な壁であり、好ましくは円筒状の壁であり、外側表面6aは、ピストン壁11の内側表面11bに対しシールするよう構成される。これにより第2空洞14と第3空洞15とを切り離す。第1空洞13と第2空洞14は、互いに連通状態にない流体貯蔵部分として機能する。第1空洞13と第2空洞14は、浮遊ピストンである第2ピストン3により分離されているからである。これにより、流体は、第1空洞13から放出されるが、第2空洞14内の流体は貯蔵庫に残ったままである。上記のピストン装置は、システム・ハウジング1の一端に配置されたバネ4と同軸に配置される。
※「連通」とは、複数の流体貯蔵庫の間で流路が形成され、その中を一方の貯蔵庫から他方の貯蔵庫に流体が流れることができる状態を言う。
※「平行な壁」とは、向かい合った壁の間の距離あるいは一枚の壁の向かい合った部分の距離が一定である壁の構成を言う。
※「浮遊ピストン」とは、機械的なリンク機構により駆動されず、ピストンが配置される流体により駆動されるピストンを言う。
※「先端」とは、バイアス要素(スプリング)から最も遠い端部を指す。
※「フランジ」とは、ピストン壁の外からハウジングに向いて伸びる表面を指す。
シール26は、「Oリング」であるが、システム・ハウジング1にスライド可能に接触するフランジ表面と、固定側突起部6の壁6aの間に配置されて、リークのないスライド結合を完成させる。第1フランジ17の先端表面19と第2フランジ16の非先端表面20は、追加の第1空洞13aを規定する。この追加の第1空洞13aは第1空洞13と連通状態にある。第2フランジ16の先端フランジ表面21は、第3空洞15を規定する。一実施例においては、第1流路7は第1空洞13と連通状態にあり、バネ4により円周が規定されたスペース内を通る。第2流路8は、第2空洞14と連通状態にあり、固定側突起部6内を通る。
各流路は、バルブとバルブ・アクチュエータとを有し、これらはシステムパラメータに従って制御システムにより制御される。閉じたバルブは流体を流体貯蔵庫内に保持し、開いたバルブは流体を放出する。一実施例において、ハウジングは、円筒状の壁で構成されるが、円筒形以外の実施例も可能である。
独立した放出は、第1流路7内のバルブが開いた時に開始する。第1ピストン2は、バネ4によりバイアスがかけられており、システム・ハウジング1内を前進して、第1空洞13内に貯蔵された流体を放出する。しかし、これは第2空洞14又は15に貯蔵された流体には影響を及ぼさずに行うことができる。
流体の放出を独立して行うことにより、流体の分配(混合)の選択的制御が可能となる。薬剤の投与と診療テストのアプリケーションとの組み合わせシステム、例えば、インシュリンを投与し透析時の血糖値を検査するシステムにおいては、この様な薬剤投与系は特に重要である。例えばインシュリンは、第1空洞13内に貯蔵され独立して放出され、同時に透析液(例えば塩水溶液)と反応剤とは、空洞14,15内にそれぞれ貯蔵され、そこから放出される。好ましくはこれらはリンクで繋がれた放出モードで実行される。
置換用流体は、空洞13,13a内に隔膜23から注入される。同様に別の置換流体は、第3空洞15内に隔膜25介して注入してもよい。しかし、第2空洞14がシステム・ハウジング1と連通していない場合には、置換流体は、延長したニードルあるいは類似の器具(このニードルは、第1空洞13の全長に伸び、隔膜24を貫通する)により導入することもできる。貯蔵容器を再充填することに関する問題を次に説明する。
図3は、負荷のかかっていない状態のバイアス要素(スプリング)を示す。バネ4は、適宜のバイアス要素例えば螺旋状の圧縮バネで構成することができる。螺旋状の引っ張りバネあるいは通常のバネも金属製あるいは非金属製のバネも、本発明の範囲に入る。更に空気バネあるいは圧縮ガスバネの使用も、本発明の範囲に入る。
貯蔵体積の再充填がリンクされた放出に関連する場合には、両方の流体は、同時に再充填されて、各容積を完全に充填しなければならない。貯蔵体積内に残った空間は、流体を放出する際、所望の体積比率を変えてしまう。その為、各流体は、構造により規定される一定の容量(体積)比率に対応する流速で、同時に関連する貯蔵体積内に注入しなければならない。実際に、ある置換流体は第1貯蔵体積内に注入され、残りの流路は、シールされ、第2の置換流体との気密の連結になる。注入された置換流体が、貯蔵体積を充填すると、ピストンとその関連するフランジを一体に押し、これにより、ピストンが引っ込むと、第2流体内に形成される部分真空が形成される。
図6は、液体貯蔵容積部分32の液体がが完全に放出された後の状態を示す。前部ピストン31は、液体貯蔵容積部分33,34を部分的に規定する。液体貯蔵容積部分33,34は、互いに連通状態にはない。その結果、前部ピストン31が前方(右側)に移動すると、液体貯蔵容積部分33,34の両方に保持されていた流体は、一定の体積比率で同時に放出される。図7は全ての流体が放出された後の状態を示す。
本発明の容器システムあるいはそれらの様々な構成要素は、適宜の材料、例えばポリマー材料、金属材料から製造することができる。
2 第1ピストン
2a 包囲体
3 第2ピストン
3a 包囲体
4 バネ
6 固定側突起部
6a 外側表面
7 第1流路
8 第2流路
9 第3流路
10 ピストン壁
10a 内側表面
11 ピストン壁
11a 外側表面
11b 内側表面
13 第1空洞
13a 追加の第1空洞
14 第2空洞
15 第3空洞
16 第2フランジ
17 第1フランジ
19 先端表面
20 非先端表面
21 先端フランジ表面(図1) バルブ制御装置(図3)
22 流路
22a 導管
23 隔膜
26 シール
30 後部ピストン
31 前部ピストン
32,33,34 液体貯蔵容積部分
Claims (13)
- (a)ハウジング(1)と、
(b)前記ハウジング内に配置され、ピストンを有するピストン装置(10,11)と、
前記ピストン装置(10,11)は、それぞれ互いに連通しない複数の流体貯蔵容積部分(13,14,15)を規定し、
前記流体貯蔵容積部分は、それぞれ、前記流体貯蔵容積部分内に貯蔵された流体を放出する流路(7,8,9)を有し、
(c)バイアス要素(4)と、
前記バイアス要素は、前記ピストン装置(10)を押して、前記流体貯蔵体積に圧力をかけ、
を有し、
前記ピストン装置は、前記流体貯蔵体積内に貯蔵された各流体を独立して放出する
ことを特徴とする流体を貯蔵/放出する圧力状態にある容器システム。 - 前記ピストン装置は、同軸に配置された2個のピストン(10,11)を有し、
前記バイアス要素は、前記2個のピストンの間に配置され、前記2個のピストンを反対方向に押す
ことを特徴とする請求項1記載の容器システム。 - 前記ピストン装置は、浮遊ピストン(11)を含む
ことを特徴とする請求項1記載の容器システム。 - 前記ピストン装置は、平行な壁のキャビティを有するピストンを有し、
前記平行な壁は、前記ハウジング(1)の拡張した本体にスライド可能に接触し、これにより前記2個の流体貯蔵体積の一方(13)を部分的に規定する
ことを特徴とする請求項1記載の容器システム。 - 前記ピストン(10,11)は、前記平行壁から伸びる外部表面(17,16)を有し、前記ハウジング(1)内にスライド可能に配置され、これにより互いに連通状態にない2個の流体貯蔵体積の他方(15)を規定する
ことを特徴とする請求項4記載の容器システム。 - 前記ピストンは、浮遊ピストン(11)である
ことを特徴とする請求項4記載の容器システム。 - 前記拡張した本体は、前記ハウジングからの突起部(6)を含む
ことを特徴とする請求項5記載の容器システム。 - 前記突起部(6)は、前記第1流体貯蔵体積の流路(8)を有する
ことを特徴とする請求項5記載の容器システム。 - 前記ハウジング(1)は、円筒状の壁を有する
ことを特徴とする請求項1記載の容器システム。 - 前記バイアス要素は、スプリングである
ことを特徴とする請求項1記載の容器システム。 - 前記バイアス要素は、圧縮ガスである
ことを特徴とする請求項1記載の容器システム。 - (d)バルブ駆動制御システム(21)を更に有し、
前記バルブ駆動制御システムは、前記流路内の流れを調整するバルブを制御する
ことを特徴とする請求項1記載の容器システム。 - (e)前記流路を含む出口導管(7)を更に有し、
前記出口導管は、前記第1ピストン(10)内の開口を通過し、前記流体貯蔵体積(2)内に伸び、
前記第1ピストン(10)は、前記出口導管(7)をスライドしながら、シールされている
ことを特徴とする請求項1記載の容器システム。
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