KR102018909B1

KR102018909B1 - 약액주입장치에 사용되는 기체포집부재 및 이를 포함하는 약액주입장치

Info

Publication number: KR102018909B1
Application number: KR1020180058758A
Authority: KR
Inventors: 김용현
Original assignee: 주식회사 이화메디텍
Priority date: 2018-05-24
Filing date: 2018-05-24
Publication date: 2019-09-05
Also published as: WO2019225876A1; TW202003058A; CN112153995B; CN112153995A

Abstract

본 발명의 일 구체예에 따라 제공되는 기체포집부재는, 내부에 기체발생공간을 포함하고, 상기 기체발생공간 내에서 발생된 기체 압력에 의해 약액을 주입하는 약액주입장치에 사용된다. 본 발명의 일 구체예에 따라 제공되는 기체포집부재는, 기체발생공간 내에서 발생된 기체를 통과시키고 기체발생에 사용되는 액체물질을 통과시키지 않는 재질로 이루어진 제1멤브레인과, 상기 제1멤브레인과 접합하여 밀폐된 기체포집공간을 형성하고, 상기 기체발생공간 내에서 발생된 기체 및 기체발생에 사용되는 액체물질을 통과시키지 않는 재질로 이루어진 제2멤브레인과, 상기 기체포집공간과 상기 기체발생공간의 외부를 연통시켜, 상기 기체포집공간에 포집된 기체를 상기 기체발생공간의 외부로 유도하는 기체포집튜브를 포함한다.

Description

약액주입장치에 사용되는 기체포집부재 및 이를 포함하는 약액주입장치 {Gas trap member and apparatus for injecting liquid medicine comprising the same}

본 발명은 기체 압력에 의해 약액을 주입하는 기체발생식 약액주입장치에 사용되는 신규한 기체포집부재에 관한 것이다.

구체적으로, 본 발명은 기체발생식 약액주입장치에 있어서, 기체발생공간 내에서 기체포집부재가 기체 발생에 사용되는 액체물질에 잠기게 되어 발생하는 문제를 최소화하고, 기체발생공간 내에서 발생된 기체를 안정적이면서 효과적으로 포집하여 기체공급공간으로 공급할 수 있는 기술에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 전술한 바와 같은 기체포집부재를 포함하는 약액주입장치에 관한 것이다.

환자 등에 항암제, 진통제, 항생제 등과 같은 특수 주사제 의약품의 약액을 투입할 때에는 환자의 상태에 따라 상당히 긴 시간 동안 일정량이 지속적으로 투입되어야 한다. 만일, 특수 주사제 의약품이 환자의 필요한 양에 맞도록 지속적으로 일정하게 투입되지 않으면 쇼크를 일으켜 사고가 발생할 우려가 있다. 이러한 문제점을 감안하여 단위 시간당 일정량의 약액을 환자에게 주입하는 기계식 장치가 고안되어 사용되고 있다.

그러나, 이러한 종래의 기계식 장치는 시린지(주사기)의 플런저를 모터의 구동력에 의해 서서히 미는 것으로서, 모터와 같은 부수적인 장치가 필요하고 이에 따라 장치의 크기가 커서 환자가 휴대하기에는 부적합하다.

이러한 문제점을 감안하여, 대한민국 등록특허공보 제10-0262930호에는 환자가 휴대할 수 있는 약액 주입 장치가 개시되어 있다. 이 종래의 휴대 가능한 약액 주입 장치는 챔버 내에 고무재료의 탄력주머니(벌룬 또는 풍선이라고 함)가 구비되어 있는 구조이다. 탄성 벌룬에는 주입구와 배출구가 형성되어 있다. 주입구로 약액을 주입하면 주머니가 부풀어 오른다. 기다란 튜브가 장착된 배출구를 통하여 약액이 서서히 빠져나가도록 구성된다. 약액은 소량씩 배출되어 환자의 정맥으로 주입된다.

그러나, 이러한 탄성 벌룬을 구비한 약액 주입 장치에서는 탄성 벌룬의 제조시 두께가 균일하지 않거나, 미세한 구멍이 발생하는 등의 불량품이 나올 수 있다. 이러한 불량은 탄성에 변화를 가져와 주머니가 원하는 탄력을 가지지 못한다. 그러면, 단위 시간당 주입량을 일정하게 유지하기 어렵다. 또한, 탄성 벌룬은 남아 있는 약액의 양에 따라 탄성이 달라질 수 있고, 이에 따라 약액의 흐름에 영향을 주는 외력(탄성 복원력)이 주입 초기와 말기에서 다를 수 있다.

또한, 탄성 벌룬을 구비한 약액 주입 장치는 약액을 밀어주는 물리적 힘이 약하다. 약액주입압력이 낮은 탄성 벌룬을 구비한 약액 주입 장치는 장치의 높낮이나 온도 등의 외부 환경에 너무 민감하고 이에 따라 환자에게 주입되는 약액의 유속의 변화가 매우 심하다. 특히, 환자에게 주입하고자 하는 약액의 유량이 클 때, 약액주입압력이 낮으면 약액을 일정하게 밀어내지 못하는 경우가 발생한다. 이러한 이유로 약액주입장치에서는 약액주입압력을 높일 필요가 있다. 뿐만 아니라 환자에게 약액을 주입하는 중 유속을 수시로 변경하고자 하면 더 높은 압력이 요구된다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여 대한한국 등록특허공보 제10-0507593호에 개시된 기체발생식 약액주입장치가 알려져 있다. 이 장치에서는 생성되는 높은 기체압력에 의해 실린더 내의 주입 피스톤을 안정적으로 서서히 전진 이동시키고, 이러한 주입 피스톤의 전진 이동에 의해 실린더 내의 약액저장공간에 충전된 약액을 일정한 유량으로 안정적이고 지속적으로 환자에게 주입한다.

이러한 기체발생식 약액주입장치는 구연산과 같은 액체물질과 중탄산나트륨과 같은 고체물질을 반응시켜 기체(이산화탄소)를 발생하고, 이와 같이 발생된 기체의 압력을 이용하여 피스톤을 전진시켜 약액을 주입한다.

대한한국 등록특허공보 제10-0507593호에 개시된 종래의 기체발생식 약액주입장치는, 기체만을 포집하여 주입 피스톤 후방의 기체공급공간으로 기체를 공급하기 위하여, 기체투과성-액체불투과성의 멤브레인 필터로 이루어지는 기체포집부재를 포함한다. 이러한 기체포집부재는 사용 전 및/또는 사용 중 기체발생공간 내에서 기체 발생에 사용되는 액체물질에 잠겨 있게 된다.

그런데, 기체포집부재가 기체투과성-액체불투과성의 재질이라고 하더라도 장기간 구연산과 같은 액체물질에 잠겨 있게 되면 기체가 잘 통과하지 않게 된다. 즉, 기체포집부재가 액체물질에 잠기게 되면 기체를 투과시킬 공간이 없게 되어 기체포집이 잘 이루어지지 않는다. 기체발생공간 내에서 발생된 기체가 기체포집부재에 의해 잘 포집되지 않으면 기체공급공간으로의 기체 공급이 원활하지 않게 되고, 이에 따라 피스톤 후방을 미는 기체 압력이 약해지거나 일정한 압력으로 피스톤 후방을 밀지 못하게 된다.

즉, 전술한 바와 같은 종래의 기체발생식 약액주입장치가 우수한 기술임에도 다른 우수한 기술과 마찬가지로 끊임없는 개선이 이루어질 수 있는 것이다. 예를 들어, 기체발생식 약액주입장치에 있어서 기체발생공간 내에서 기체포집부재가 기체 발생에 사용되는 액체물질에 잠기게 되어 발생하는 문제를 최소화하고, 기체발생공간 내에서 발생된 기체를 안정적이면서 효과적으로 포집하여 기체공급공간으로 공급할 수 있는 새로운 기술의 제공이 필요하다.

따라서, 본 발명은 기체포집부재가 기체발생공간의 바닥에는 접촉하지 않고 기체발생공간을 형성하는 몸통부의 둘레에만 부착되어 기체포집부재가 기체발생에 사용되는 액체물질에 잠기게 되어 발생하는 문제를 최소화하고, 기체발생공간 내에서 발생된 기체를 안정적이면서 효과적으로 포집하여 기체공급공간으로 공급할 수 있는 기술에 관한 것이다.

한편, 상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 본 발명의 "선행 기술"로서 이용될 수 있다는 승인으로서 인용한 것은 아님을 이해하여야 한다.

대한민국 등록특허공보 제10-0507593호 (2005.08.10) 대한민국 등록특허공보 제10-1697980호 (2017,01.19) 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0047761호 (2018.05.10)

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하고 다양한 추가 장점을 제공하기 위하여 발명된 것이다. 본 발명의 목적은 기체 압력에 의해 약액을 주입하는 기체발생식 약액주입장치에 사용되는 신규한 기체포집부재를 제공하는데 있다.

구체적으로, 본 발명의 목적은 기체발생식 약액주입장치에 있어서, 기체발생공간 내에서 기체포집부재가 기체 발생에 사용되는 액체물질에 잠기게 되어 발생하는 문제를 최소화하고, 기체발생공간 내에서 발생된 기체를 안정적이면서 효과적으로 포집하여 기체공급공간으로 공급하는 기술을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전술한 바와 같은 기체포집부재를 포함하는 약액주입장치를 제공하는데 있다.

그러나, 전술한 바와 같은 본 발명의 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.

상기 목적들은 본 발명에 따라 제공되는 기체포집부재에 의하여 달성된다.

본 발명의 일 구체예에 따라 제공되는 기체포집부재는, 내부에 기체발생공간을 포함하고, 상기 기체발생공간 내에서 발생된 기체 압력에 의해 약액을 주입하는 약액주입장치에 사용된다.

본 발명의 일 구체예에 따라 제공되는 기체포집부재는,

기체발생공간 내에서 발생된 기체를 통과시키고 기체발생에 사용되는 액체물질을 통과시키지 않는 재질로 이루어진 제1멤브레인과,

상기 제1멤브레인과 접합하여 밀폐된 기체포집공간을 형성하고, 상기 기체발생공간 내에서 발생된 기체 및 기체발생에 사용되는 액체물질을 통과시키지 않는 재질로 이루어진 제2멤브레인과,

상기 기체포집공간과 상기 기체발생공간의 외부(기체공급공간)를 연통시켜, 상기 기체포집공간에 포집된 기체를 상기 기체발생공간의 외부(기체공급공간)로 유도하는 기체포집튜브를 포함한다.

본 발명의 일 구체예의 기체포집부재에 있어서, 상기 제1멤브레인 및 상기 제2멤브레인은 기다란 직사각형으로 형성되고, 상기 제1멤브레인은 상기 기체발생공간을 감싸도록 배치되며, 상기 제2멤브레인은 상기 기체발생공간을 형성하는 실린더 형상의 몸통부 내벽 둘레에 부착될 수 있다.

본 발명의 일 구체예의 기체포집부재에 있어서, 상기 기체포집튜브는 상기 제1멤브레인 및 상기 제2멤브레인의 단부에 위치할 수 있다. 상기 기체포집공간은 내부에 포집된 기체를 상기 기체포집튜브로 원활하게 안내하기 위하여, 상기 기체포집튜브 방향으로 갈수록 기체의 유동 폭이 좁아진다. 즉, 상기 제1멤브레인과 상기 제2멤브레인을 접합하는 접합부 간의 길이가 상기 기체포집튜브 쪽에서 좁아진다.

본 발명의 일 구체예의 기체포집부재에 있어서, 상기 기체포집부재는 완전 고리형상 또는 일부가 개방된 고리형상으로 상기 기체발생공간 내로 삽입되어 장착될 수 있다. 이때, 상기 제1멤브레인은 상기 기체발생공간의 내측에 위치하고, 상기 제2멤브레인은 상기 기체발생공간의 외측, 즉 상기 몸통부 내벽 측에 위치한다.

이와 같이 기체투과성-액체불투과성 재질로 이루어진 상기 제1멤브레인이 상기 기체발생공간과 접하게 되고, 기체불투과성-액체불투과성 재질로 이루어진 상기 제2멤브레인이 상기 몸통부 내벽 둘레에 부착됨으로써, 상기 기체발생공간 내에서 발생된 기체가 보다 효과적으로 포집될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 구체예의 기체포집부재는 고리형상으로 상기 기체발생공간 내에 삽입되어 장착됨으로써 기체발생에 사용되는 액체물질에 잠기게 되는 부분을 최소화할 수 있고, 이에 따라 안정적이면서 효과적으로 기체포집을 할 수 있다.

또한, 본 발명은 전술한 바와 같은 기체포집부재를 포함하는 약액주입장치를 제공한다.

전술한 바와 같은 구성에 의해, 본 발명은 기체발생식 약액주입장치에 있어서, 기체발생공간 내에서 기체포집부재가 기체 발생에 사용되는 액체물질에 잠기게 되어 발생하는 문제를 최소화할 수 있고, 기체발생공간 내에서 발생된 기체를 안정적이면서 효과적으로 포집하여 기체공급공간으로 공급할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같은 효과들에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 약액주입장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 약액주입장치를 다른 방향에서 투시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 기체포집부재 및 약액주입장치의 일부를개략적으로 도시한 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른 기체포집부재를 펼친 상태에서 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 구체예에 따른 약액주입장치의 주요 부분을 종방향으로 절단하여 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5의 부분 확대 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 구체예에 따른 기체포집부재가 약액주입장치의 기체발생공간으로 삽입될 때의 형상(고리형상)을 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 구체예를 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 하기 구체예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 구체예로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다. 본 발명에 인용된 참고문헌들은 본 발명에 참고로서 통합된다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 약액주입장치(1000)를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 약액주입장치(1000)를 다른 방향에서 바라본 사시도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 기체포집부재(200) 및 약액주입장치(1000)의 일부를 도시한 분해사시도이다.

본 발명의 일 구체예에 따른 약액주입장치(1000)는 대략 원통형의 실린더(110)와, 주입 피스톤(140)과, 기체발생부(130)를 주요 구성요소로서 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 대략 원통형의 실린더(110)의 일단에는 약액이 유입 및 유출되는 약액유동튜브(150)가 연결되고 타단에는 기체발생부(130)가 결합된다.

주입 피스톤(140)은 실린더(110)의 내부에서 기밀(氣密)하게 이동가능하고, 실린더(110) 내부 공간을 약액유동튜브(150)을 통해 약액이 유입되어 충전되는 약액저장공간(114)과, 기체발생부(130)에서 발생된 기체가 공급되는 기체공급공간(116)으로 구획한다. 약액유동튜브(150)의 끝단에는 말단부 캡(미도시)을 구비할 수 있고, 말단부 캡에는 주사바늘이나 카테터(미도시) 등이 연결될 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 주입 피스톤(140)의 몸통 둘레에는 적어도 하나의 홈이 형성되어 있고, 이 홈에는 밀봉링(144a, 144b)이 각각 끼워져 결합된다. 주입 피스톤(140)은 이러한 밀봉링(144a, 144b)에 의해 실린더(110)의 내부에서 기밀(氣密)하게 이동될 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 기체발생부(130)는 몸통부(131) 및 캡부(132)로 크게 구성된다. 대략 실린더 형상의 몸통부(131)는 내부에 기체발생공간(139)을 형성한다(도 5 참조).

도 3 및 도 5를 참조하면 기체발생부(130)는 액체물질(L)과 고체물질(134)을 수용하고 있다. 액체물질(L)은 몸통부(131) 내에 수용되고 고체물질(134)은 캡부(132) 내에 수용된다. 고체물질(134)은 격벽(133)에 의해 액체물질(L)과 격리되어 캡부(132)에 수용된다. 격벽(133)의 구조 및 형태는 도 3에 도시된 것에 제한되는 것이 아니며, 액체물질(L)과 고체물질(134)을 격리하되 캡부(132)에 외력이 가해진 경우 캡부(132)로부터 이탈되어 고체물질(134)이 액체물질(L)로 떨어지도록 하는 구성이면 어느 것이라도 가능하다. 고체물질(134)은, 예를 들어, 중탄산나트륨을 주성분으로 하는 펠릿 형태로 구성될 수 있고, 액체물질(L)은 고체물질(134)과 반응시 이산화탄소를 발생시키는 구연산과 같은 산성의 액체물질일 수 있다.

몸통부(131)는 구연산과 같은 액체물질(L)을 주입할 수 있는 액체물질 주입구(160)를 포함한다. 액체물질 주입구(160)는 내부에 중공부를 가지는 대략 원통형으로 형성되며, 몸통부(131)에서 기체공급공간(116)을 향해 연장된다(도 1 내지 도 3 참조). 액체물질 주입구(160)는 기체발생공간(139)과 연결된다. 작업자는 액체물질 주입구(160)를 통해 액체물질(L)을 기체발생공간(139) 내부로 주입한 후 액체물질 주입구(160)를 마개 등으로 밀봉한다.

캡부(132)에 외력이 가해져서 격벽(133)이 이탈하고 고체물질(134)이 몸통부(131) 내의 기체발생공간(139)으로 떨어지면 액체물질(L)과 반응하여 기체, 즉 이산화탄소가 생성된다.

생성된 기체는 몸통부(131) 내의 기체포집부재(200)를 통해 포집되어 실린더(110)의 기체공급공간(116)으로 배출되고, 이로써 주입 피스톤(140)의 후방을 밀게 된다.

기체발생부(130)의 몸통부(131)로부터 돌출된 보스(137)에는 기체의 압력이 사전 설정된 압력 이상을 초과하는 것을 방지하는 압력조절밸브(138)가 제공될 수 있다(도 1 및 도 2 참조). 압력조절밸브(138)는 약액이 환자에게 정해진 유속 보다 빠르게 주입되는 것을 방지하기 위하여 기체공급공간(116)의 압력이 미리 설정된 압력보다 높아지면 기체공급공간(116)을 외부(예컨대, 대기)에 연결하여 기체공급공간(116)의 기체를 외부로 유출시킨다. 그 결과, 기체공급공간(116)의 압력은 일정하게 유지된다.

스위치부재(136)는 기체공급공간(116) 및 기체발생공간(139) 사이에 구비되어, 약액 충전 시에는 대기(大氣)와 기체공급공간(116)을 연결하고, 약액 주입 시에는 기체공급공간(116)과 기체발생공간(139)을 연결한다. 스위치부재(136)는 대기, 기체공급공간(116) 및 기체발생공간(139) 사이에 구비된다. 여기서 연결의 의미는 기체(공기 또는 이산화탄소)가 유동하도록 두 개 이상의 공간을 연결한다는 의미이다. 여기서 대기(大氣)는 약액주입장치(1000)의 외부를 지칭하며, 대기압 상태이다. 물론 이에 한정하는 것은 아니며 대기는 대기압 또는 그와 유사한 압력을 유지하거나, 약액 주입 시 약액저장공간(114)의 압력보다 낮은 압력을 유지하는 장소 또는 장치일 수 있다.

도 5를 참조하면, 스위치부재(136)는 스위치 실린더(310), 스위치 피스톤(320) 및 스위치 탄성부재(330)를 포함한다.

스위치 실린더(310)는 대기, 기체공급공간(116) 및 기체발생공간(139)과 연결된다. 스위치 실린더(310)는 일방향으로 연장되는 원통형의 실린더일 수 있다. 스위치 실린더(310)는 실린더(110)의 방사방향으로 연장될 수 있다. 물론 스위치 실린더의 형상 및/또는 연장방향을 이에 한정하는 것은 아니다.

스위치 실린더(310)는, 대기와 스위치 실린더(310)의 내부를 연결하는 제1홀(311)과, 기체발생공간(139)과 스위치 실린더(310) 내부를 연결하는 제2홀(312)과, 기체공급공간(116)과 스위치 실린더(310) 내부를 연결하는 제3홀(313)을 포함한다. 제1홀(311), 제2홀(312) 및 제3홀(313)은 기체가 유동하는 유로의 역할을 수행한다. 제3홀(313)은 제1홀(311)과 제2홀(312) 사이에 위치한다. 또한, 수직방향(실린더의 길이방향)을 기준으로 제3홀(313)은 제2홀(312) 보다 제1홀(311)에 인접하게 형성될 수 있다.

예를 들어, 제2홀(312)과 제3홀(313)은 도 5에 도시된 바와 같이 스위치 실린더(310)의 측벽에 형성된다. 그리고 제1홀(311)은 도 5에 도시된 바와 같이 스위치 실린더(310)의 어느 일단에 형성될 수 있다. 제3홀(313)은 제2홀(312)과 제1홀(311) 사이에 위치한다. 또한, 수직방향(실린더의 길이방향)을 기준으로 제1홀(311)에서 제3홀(313) 간의 거리는 제1홀(311)에서 제2홀(312) 간의 거리보다 짧다. 스위치 실린더(310)의 타단은 막혀 있을 수 있다. 대안으로 스위치 실린더(310)는 제4홀(314)을 더 포함할 수 있다. 제4홀(314)은 제1홀(311)의 반대편, 즉 스위치 실린더(310)의 타단에 형성된다. 제4홀(314)은 마개(340)에 의해 차단된다.

전술한 바와 같은 스위치 실린더(310)는 기체발생부(130)의 몸통부(131)에 일체로 형성될 수 있다. 대안으로, 스위치 실린더(310)는 별도로 구성되어 기체발생부(130)의 몸통부(131)에 결합될 수도 있다. 이하에서는 설명을 간략하게 하기 위하여 스위치 실린더(310)가 몸통부(131)에 일체로 형성된 경우로 설명하지만, 이에 한정하는 것은 아니다.

기체발생부(130)의 몸통부(131)는 내부에 격벽들이 형성되어 있고, 그 외부벽은 대체적으로 원통형 형상을 이룬다. 제1홀(311), 제2홀(312), 제3홀(313) 및 제4홀(314)은 몸통부(131)의 내부 격벽들 또는 외부벽에 형성된다. 기체발생부(130)의 몸통부(131)는 스위치 실린더(310)와 연결되는 외부공기 출입구(135)를 포함할 수 있다. 외부공기 출입구(135)는 기체발생부(130)의 몸통부(131)의 측면에 형성되며, 스위치 실린더(310)의 제1홀(311)과 연결된다.

외부공기 출입구(135)에는 기체투과성-액체불투과성의 소수성 필터(미도시)가 제공될 수 있다. 이러한 소수성 필터는 외부공기가 외부공기 출입구(135)를 통해 장치 내부로 유입되는 것은 허용하지만, 물, 약액, 액체성의 오염물질 등이 외부로부터 장치 내부로 유입되는 것을 차단한다.

이상으로 몸통부(131) 및 스위치부재(136)에 대하여 상세히 설명하였다. 이하에서는 기체발생공간(139)에서 발생한 기체를 포집하여 기체공급공간(116)으로 전달하는 기체포집부재(200)에 대하여 상세히 설명한다.

기체포집부재(200)는 액체물질(L)을 통과시키지 않고 기체발생공간(139)에서 발생한 기체를 포집하여 제2홀(312)로 이송한다. 기체포집부재(200)는 기체투과성-액체불투과성의 재질을 포함한다.

도 3, 도 4 및 도 7을 참조하면, 기체포집부재(200)는 제1멤브레인(210), 제2멤브레인(220) 및 기체포집튜브(240)를 포함한다. 제1멤브레인(210)은 기체발생공간(139) 내에서 발생된 기체를 통과시키고 기체발생에 사용되는 액체물질(L)을 통과시키지 않는 재질로 이루어지며, 예컨대 기체투과성-액체불투과성의 필터로 이루어질 수 있다.

제2멤브레인(220)은 제1멤브레인(210)과 접합하여 밀폐된 기체포집공간(250)을 형성할 수 있다. 제2멤브레인(220)은 기체발생공간(139) 내에서 발생된 기체 및 기체발생에 사용되는 액체물질(L)을 통과시키지 않는 재질로 이루어지며, 예를 들어, 기체 및 액체불투과성의 PVC(Polyvinyl Chloride) 재질로 구성될 수 있다. 제2멤브레인(220)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 기체 및 액체불투과성 재질로 구성될 수 있음은 물론이다.

도 4에 도시된 바와 같이 제1멤브레인(210) 및 제2멤브레인(220)은 대략 장방형(직사각형)으로 이루어지며, 그 높이(Z 방향)는 몸통부(131)의 내부 높이와 대략 같거나 약간 작으며, 그 폭(X 방향)은 몸통부(131)의 내벽 둘레 길이에 대응한다. 즉, 제1멤브레인(210) 및 제2멤브레인(220)은 몸통부(131) 내에 삽입할 때 기체발생공간(139)을 둘러쌀 수 있다.

또한, 제2멤브레인(220)은 제1멤브레인(210)과 접합하여 기체포집공간(250)을 형성할 수 있다. 기체포집공간(250)은 제1멤브레인(210)과 제2멤브레인(220) 사이의 공간으로 기체가 포집되기 전에는 비교적 좁은 공간이지만, 기체가 포집되면 도 5에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다.

제2멤브레인(220)은 제1멤브레인(210)과 직접 접합될 수도 있고, 매개체를 통해 간접적으로 접합될 수도 있다. 예를 들어, 제1멤브레인(210) 및 제2멤브레인(220)은 서로에 대해 가장자리가 접합되어 접합부(230)를 형성할 수 있다. 기체포집공간(250)을 최대한 확보하기 위하여, 제1멤브레인(210)과 제2멤브레인(220)의 가장자리를 따라 초음파 진동을 가하여 접합할 수 있다. 물론 접착방법은 이에 한정되지 않는다.

도 4에 도시된 바와 같이 제1멤브레인(210)과 제2멤브레인(220)은 대략 장방형(직사각형 형상)으로 이루어지며, 가장자리가 접합되어 내부에 기체포집공간(250)을 형성한다. 한편, 제1멤브레인(210)과 제2멤브레인(220) 사이 또는 기체포집공간(250)에 부직포 등이 더 구비되어, 보다 효율적인 기체포집도 가능하다.

기체포집부재(200)는 기체포집공간(250)에 포집된 기체를 배출하기 위하여, 기체포집공간(250)과 연결된 기체포집튜브(240)를 포함한다. 기체포집튜브(240)는 기체포집공간(250)과 기체공급공간(116)을 연통시키며, 대략 얇은 튜브 형태로 이루어진다. 기체포집튜브(240)는 제1멤브레인(210)과 제2멤브레인(220) 사이에 위치하며, 제1멤브레인(210) 및 제2멤브레인(220)과 밀착되어 접착된다. 즉, 기체포집튜브(240)와 제1멤브레인(210)의 사이 및/또는 기체포집튜브(240)와 제2멤브레인(220) 사이로 기체가 누설되지 않는다.

기체포집튜브(240)는 제1멤브레인(210) 및 제2멤브레인(220)의 단부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 기체포집공간(250)은 내부의 기체를 기체포집튜브(240)로 원활하게 안내하기 위하여, 기체포집튜브(240) 방향으로 갈수록 기체의 유동 폭(Z 방향)이 좁아진다. 즉, 제1멤브레인(210)과 제2멤브레인(220)의 상하 접합부(230) 사이의 거리는 기체포집튜브(240) 방향으로 갈수록 좁아진다. 기체의 유동 폭 또는 상하 접합부(230) 사이의 길이는 급격히 단차지게 감소할 수도 있고, 점진적으로 감소할 수도 있다(도 3, 도 4 및 도 7 참조).

기체포집부재(200)는 몸통부(131)에 삽입될 때 완전 고리형상 또는 일부가 개방된 고리형상으로 삽입될 수 있다(도 3 및 도 7 참조). 또한, 삽입되기 전에 기체포집부재(200)는 고리형상을 유지할 수 있다. 이때, 제1멤브레인(210)은 내측에 위치하며, 제2멤브레인(220)은 외측에 위치하게 된다. 따라서, 기체투과성-액체불투과성 재질로 이루어진 제1멤브레인(210)이 기체발생공간(139)과 접하게 되고, 이로써 기체포집부재(200)는 기체를 보다 효과적으로 포집할 수 있다(도 5 참조).

도 5를 참조하여, 기체포집부재(200)의 위치를 보다 상세히 설명하면, 기체포집부재(200)는 고리 형상으로 몸통부(131)의 내측에 위치하되 몸통부(131)의 환형의 내벽 둘레에 부착된다. 기체포집부재(200)는, 기체발생공간(139)을 최대한 확보할 수 있도록, 기체발생공간(139)을 감싸도록 배치된다.

이때, 기체포집부재(200)는 기체공급공간(116)과 인접한 몸통부(131)의 바닥면 상에 배치되지 않는다. 종래의 기체포집부재는 몸통부(131)의 내벽 뿐만 아니라 기체공급공간(116)과 인접한 몸통부(131)의 바닥면을 감싸는 보울(bowl) 형상으로 이루어졌다. 이로 인해 종래의 기체포집부재는 액체물질(L)을 몸통부 내부에 담은 상태에서 액체물질(L)에 노출 및 접촉되었다. 종래의 기체포집부재는 기체투과성-액체불투과성 재질로 이루어졌다 하더라도 액체물질(L)에 대한 반복적인 노출과 접촉으로 인해 액체물질(L)에 잠기게 되는 문제가 있었다. 기체포집부재가 액체물질(L)에 잠기게 되면 기체의 투과가 어려운 상태가 되어 기체 포집을 원활히 수행하기 어렵다.

반면에, 본 발명의 일 구체예에 따른 기체포집부재(200)는 보울형상이 아닌 고리형상으로 몸통부(131)에 삽입되어 장착됨으로써 액체물질(L)에 잠기게 되는 부분을 최소화하여 안정적이면서 효과적으로 기체포집을 할 수 있다.

한편, 기체포집부재(200)는 기체를 기체공급공간(116)으로 이송하기 위하여도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 제2홀(312)과 연결된다. 기체포집튜브(240)는 제2홀(312)에 밀착되어 삽입되므로 포집된 기체가 누설되는 것을 방지할 수 있다.

도 5 내지 도 7을 참조하여 기체의 포집 및 이동에 대해 설명한다. 도 7을 참조하면, 기체발생공간(139) 내에서 발생한 기체는 내측에 위치한 제1멤브레인(210)을 통과하여 기체포집공간(250)으로 이동한다. 이때, 액체물질(L)은 제1멤브레인(210)에 의해 기체포집공간(250)으로 유입되지 않는다. 기체가 기체포집공간(250)으로 지속적으로 유입 및 확산되므로, 기체포집공간(250)의 내부 압력이 상승하게 된다. 이로 인해 기체포집공간(250) 내의 기체는 기체포집튜브(240)로 이동하게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 포집된 기체는 기체포집튜브(240)를 통해 기체포집공간(250)으로부터 제2홀(312)로 이동한다. 제2홀(312)로 이동한 기체는 스위치 실린더(310) 내부로 유입된다. 스위치 실린더(310) 내부로 유입된 기체는 스위치 실린더(310)의 내부 압력을 상승시켜, 스위치 피스톤(320)을 ―X 방향으로 이동시킨다. 이러한 동작에 의해, 스위치 피스톤(320)에 의해 차단되어 있던 제2홀(312)과 제3홀(313)이 연결된다(도 6 참조).

그리고 스위치 실린더(310) 내부로 유입된 기체는 제3홀(313)을 통해 기체공급공간(116)으로 이동하여 기체공급공간(116)의 내부 압력을 상승시킨다. 피스톤(140)은 기체공급공간(116)의 내부 압력이 상승됨에 따라 전진 이동하게 되고 약액저장공간(114) 내의 약액을 밀어내어 약액을 주입하게 된다.

이상과 같이, 본 발명의 일 구체예에 따른 기체포집부재 및 이를 포함하는 약액주입장치는 기체포집부재가 액체물질에 잠기게 되는 문제를 최소화할 수 있어 안정적이면서 효과적으로 기체를 포집하여 기체공급공간으로 공급할 수 있고, 이로써 원활한 약액주입이 가능하다.

이상, 본 발명을 상기 구체예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

131: 몸통부 116: 기체공급공간
139: 기체발생공간 200: 기체포집부재
210: 제1멤브레인 220: 제2멤브레인
230: 접합부 240: 기체포집튜브
250: 기체포집공간

Claims

내부에 기체발생공간을 포함하고 상기 기체발생공간 내에서 발생된 기체 압력에 의해 약액을 주입하는 약액주입장치에 사용되는 기체포집부재로서,
상기 기체발생공간 내에서 발생된 기체를 통과시키고 기체발생에 사용되는 액체물질을 통과시키지 않는 재질로 이루어진 제1멤브레인과,
상기 제1멤브레인과 접합하여 밀폐된 기체포집공간을 형성하고, 상기 기체발생공간 내에서 발생된 기체 및 기체발생에 사용되는 액체물질을 통과시키지 않는 재질로 이루어진 제2멤브레인과,
상기 기체포집공간과 상기 기체발생공간의 외부를 연통시켜 상기 기체포집공간에 포집된 기체를 상기 기체발생공간의 외부로 유도하고, 상기 제1멤브레인과 상기 제2멤브레인 사이에 위치하며 상기 제1멤브레인 및 상기 제2멤브레인과 밀착되어 접착되어 상기 기체포집공간과 연결된, 기체포집튜브를 포함하고,
상기 제1멤브레인은 상기 기체발생공간을 감싸도록 배치되며, 상기 제2멤브레인은 상기 기체발생공간을 형성하는 실린더 형상의 몸통부 내벽 둘레에만 부착되 고, 상기 제1멤브레인 및 상기 제2멤브레인은 상기 몸통부 바닥에는 접촉하지 않는, 기체포집부재.
제1항에 있어서,
상기 제1멤브레인 및 상기 제2멤브레인은 기다란 직사각형으로 형성되는, 기체포집부재.
제2항에 있어서,
상기 기체포집부재는 완전 고리형상 또는 일부가 개방된 고리형상으로 상기 기체발생공간 내로 삽입되어 장착되는, 기체포집부재.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기체포집튜브는 상기 제1멤브레인 및 상기 제2멤브레인의 단부에서 상기 기체포집공간과 연결되고, 상기 기체포집공간은 상기 기체포집튜브 방향으로 갈수록 기체의 유동 폭이 좁아지는, 기체포집부재.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 기체포집부재를 포함하는 약액주입장치.