KR102274961B1 - 3d 프린팅 기반 유체출입용 커넥터 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 첨단(edge)의 삽입으로 홀(hole)이 형성될 수 있는 재질로 된 백 타입 광생물반응기(bag-type photobioreactors)에 적용될 수 있는 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터 및 그의 제조방법을 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터 및 그의 제조방법은 ABS를 비롯한 각종 수지 소재가 3D 프린팅으로 적층가공되어 제작되는 구조를 제공함으로써 제조원가가 절감될 수 있고, 다양한 형상과 구성의 광생물반응기에서 필요로 하는 커넥터의 맞춤제작이 가능해질 수 있으며, 이미 제작되어 사용되고 있는 광생물반응기에 연결설치될 수 있는 기술적 특징을 갖는다.
Description
본 발명은 첨단(edge)의 삽입으로 홀(hole)이 형성될 수 있는 재질로 된 백 타입 광생물반응기(bag-type photobioreactors)에 적용될 수 있는 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 ABS를 비롯한 각종 수지/폴리머 소재가 3D 프린팅으로 적층가공되어 제작되는 구조를 제공함으로써 제조원가가 절감될 수 있고, 다양한 형상과 구성의 광생물반응기에서 필요로 하는 커넥터의 맞춤제작이 가능해질 수 있으며, 이미 제작되어 사용되고 있는 광생물반응기에 연결설치될 수 있는 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
미생물체인 시아노 박테리아, 미세조류(microalgae)와 같은 광합성 혼성영양생물(photo mixotrophic organism), 광합성 독립영양생물(photo autotroph organism) 등은 광생물반응기(photobioreactors)에서 인공적으로 배양 및 생장시킬 수 있다. 이와 같은 광생물반응기는 투명한 소형 관체 구조의 생물배양용 케이스를 구비하고, 생물배양용 케이스의 내부공간으로 배양액(culture medium) 및 이산화탄소와 같은 탄소원을 공급하면서 미생물체의 생장이 진행되도록 한다. 생물배양용 케이스로는 폴리프로필렌 재질의 인플레이션 필름(tubular film)으로 이루어진 행잉 백(hanging bag) 등이 사용될 수 있다.
여기서 행잉 백 등으로 이루어지는 생물배양용 케이스에는 유체의 출입을 위한 커넥터가 구비될 수 있는데, 생물배양용 케이스 내부공간의 밀폐도가 유지되면서 간편하고 용이하게 제작될 수 있는 유체출입용 커넥터를 개발할 필요가 있었다.
따라서 본 발명은 이와 같은 기술개발의 일환으로, 첨단(edge)의 삽입으로 홀(hole)이 형성될 수 있는 재질로 된 백 타입 광생물반응기(bag-type photobioreactors)에 효과적으로 적용되어 광생물반응기 외부면으로부터 일정길이만큼 찔러 넣어 간편하게 삽입 설치될 수 있는 새로운 형태의 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고 본 발명은 3D 프린팅에 의한 적층가공으로 원뿔 형상의 출구단과 관체 형상의 입구단으로 이루어진 커넥터 본체를 제작하고, 오링과 고정너트를 추가적으로 구비하여 광생물반응기의 생물배양용 케이스 내부공간에 삽입고정되는 구성을 제공함으로써 다양한 형상과 구성의 광생물반응기에 적용될 커넥터의 맞춤제작이 적은 비용으로 간편하고 용이하게 수행될 수 있고, 광생물반응기 이외의 다양한 분야에 적용가능한 커넥터를 절감된 제조원가로 제공할 수 있는 새로운 형태의 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 광생물반응기 외부면으로부터 일정길이만큼 찔러 넣어 설치하는 구조임에 따라 이미 제작되어 사용되고 있는 광생물반응기에 간편하고 용이하게 연결설치될 수 있는 새로운 형태의 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 첨단(edge)의 삽입으로 홀(hole)이 형성될 수 있는 재질로 된 백 타입 광생물반응기(1)를 구성하는 생물배양용 케이스(2)의 외벽을 이루는 벽면체(4)를 관통하여 내부공간(3)으로 삽입되며, 상기 내부공간(3)으로의 유체 주입이 수행되도록 하는 유체출입용 커넥터에 있어서, 3D 프린팅 시작단계의 적층가공에 의해 평판체 형상으로 형성되는 지지편(200)과 상기 3D 프린팅 시작단계 이후의 적층가공에 의해 상기 지지편(200)의 상면 중앙부위로부터 상측 방향으로 연장형성되는 커넥터 본체(300) 및 상기 커넥터 본체(300)의 일측에서 삽입되어 상기 커넥터 본체(300)를 고정시키는 고정너트(500)를 포함하는 3D 프린팅 성형물(100)로부터 상기 지지편(200)이 제거되어 이루어진 것이되,
상기 커넥터 본체(300)는 원뿔 형상으로 이루어지되, 외측면에 유출구(312)가 형성되며, 상기 유출구(312)와 연통되는 내측채널이 형성되고, 상기 생물배양용 케이스(2)의 내부공간(3)에 배치되는 출구단(310), 상기 출구단(310)의 밑면(311)으로부터 연장형성되고, 관체 형상으로 이루어져 상기 출구단(310)의 내측채널과 연통되는 외측채널(321)이 형성되며, 상기 출구단(310)의 밑면(311)과 연결되는 끝단 부위에 오링(400)이 결합되는 오링 홈(322)을 형성하여, 상기 생물배양용 케이스(2)의 외부에 배치되는 입구단(320);을 포함하는 구성으로 이루어지고,
상기 출구단(310)은 꼭지점 부위로부터 설정높이까지 형성되는 상부(310a)의 모선 경사각보다, 밑면(311)으로부터 설정높이까지 형성되는 출구단 하부(310b)의 모선 경사각이 크도록 형성되며,
상기 입구단(320)은 외주면에 길이방향의 직사각 단면형상으로 돌출형성되되 복수개가 방사상으로 배치되며, 상기 고정너트(500)의 최초 조임동작에 의해 나사산이 형성되어, 상기 고정너트(500)와 볼트-너트 구조로 결합되도록 형성된 복수의 너트 고정돌기(323)를 구성으로 더 포함하고,
상기 오링(400)과 벽면체(4) 내면 사이 및 상기 고정너트(500)와 벽면체(4) 외면 사이에 배치되는 플라스틱 와셔(600)를 구성으로 더 포함하여,
상기 생물배양용 케이스(2)의 내부공간(3)에 배치되는 상기 출구단(310)의 밑면(311)이 상기 벽면체(4)의 내면에 밀착되는 한편, 상기 입구단(320)에 삽입된 고정너트(500)는 조임동작으로 상기 벽면체(4)의 외면에 밀착되면서 상기 생물배양용 케이스(2)의 벽면체(4)에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 유체출입용 커넥터를 위한 커넥터의 제조방법에 있어서, 3D 프린팅 시작단계의 적층가공에 의해 상기 지지편(200)이 평판체 형상으로 형성되는 지지편 성형단계, 상기 3D 프린팅 시작단계 이후의 적층가공에 의해 상기 지지편(200)의 상면 중앙부위로부터 상측 방향으로 상기 커넥터 본체(300)가 연장형성되는 커넥터 본체 성형단계, 상기 커넥터 본체(300)의 하단에 연결되어 있는 상기 지지편(200)을 제거하는 지지편 제거단계를 포함하는 구성으로 이루어지되,
상기 커넥터 본체(300)는 원뿔 형상으로 이루어지고, 외측면에 유출구(312)가 형성되며, 상기 유출구(312)와 연통되는 내측채널이 형성되고, 상기 생물배양용 케이스(2)의 내부공간(3)에 배치되는 출구단(310) 상기 출구단(310)의 밑면(311)으로부터 연장형성되고, 관체 형상으로 이루어져 상기 출구단(310)의 내측채널과 연통되는 외측채널(321)이 형성되며, 상기 생물배양용 케이스(2)의 외부에 배치되는 입구단(320)을 포함하는 구성으로 이루어지고,
상기 생물배양용 케이스(2)의 내부공간(3)에 위치한 상기 출구단(310)의 밑면(311)이 상기 벽면체(4)의 내면에 밀착되는 한편, 상기 입구단(320)에 삽입된 고정너트(500)가 조임동작으로 상기 벽면체(4)의 외면에 밀착되면서 상기 생물배양용 케이스(2)의 벽면체(4)에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 커넥터 본체 성형단계는 상기 커넥터 본체(300)의 입구단(320)의 외주면에 길이방향으로 돌출되는 일자형상의 너트 고정돌기(323)가 방사상으로 배치되게 성형하는 것을 특징으로 한다.
상기 커넥터 본체(300)는 원뿔 형상으로 이루어지되, 외측면에 유출구(312)가 형성되며, 상기 유출구(312)와 연통되는 내측채널이 형성되고, 상기 생물배양용 케이스(2)의 내부공간(3)에 배치되는 출구단(310), 상기 출구단(310)의 밑면(311)으로부터 연장형성되고, 관체 형상으로 이루어져 상기 출구단(310)의 내측채널과 연통되는 외측채널(321)이 형성되며, 상기 출구단(310)의 밑면(311)과 연결되는 끝단 부위에 오링(400)이 결합되는 오링 홈(322)을 형성하여, 상기 생물배양용 케이스(2)의 외부에 배치되는 입구단(320);을 포함하는 구성으로 이루어지고,
상기 출구단(310)은 꼭지점 부위로부터 설정높이까지 형성되는 상부(310a)의 모선 경사각보다, 밑면(311)으로부터 설정높이까지 형성되는 출구단 하부(310b)의 모선 경사각이 크도록 형성되며,
상기 입구단(320)은 외주면에 길이방향의 직사각 단면형상으로 돌출형성되되 복수개가 방사상으로 배치되며, 상기 고정너트(500)의 최초 조임동작에 의해 나사산이 형성되어, 상기 고정너트(500)와 볼트-너트 구조로 결합되도록 형성된 복수의 너트 고정돌기(323)를 구성으로 더 포함하고,
상기 오링(400)과 벽면체(4) 내면 사이 및 상기 고정너트(500)와 벽면체(4) 외면 사이에 배치되는 플라스틱 와셔(600)를 구성으로 더 포함하여,
상기 생물배양용 케이스(2)의 내부공간(3)에 배치되는 상기 출구단(310)의 밑면(311)이 상기 벽면체(4)의 내면에 밀착되는 한편, 상기 입구단(320)에 삽입된 고정너트(500)는 조임동작으로 상기 벽면체(4)의 외면에 밀착되면서 상기 생물배양용 케이스(2)의 벽면체(4)에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 유체출입용 커넥터를 위한 커넥터의 제조방법에 있어서, 3D 프린팅 시작단계의 적층가공에 의해 상기 지지편(200)이 평판체 형상으로 형성되는 지지편 성형단계, 상기 3D 프린팅 시작단계 이후의 적층가공에 의해 상기 지지편(200)의 상면 중앙부위로부터 상측 방향으로 상기 커넥터 본체(300)가 연장형성되는 커넥터 본체 성형단계, 상기 커넥터 본체(300)의 하단에 연결되어 있는 상기 지지편(200)을 제거하는 지지편 제거단계를 포함하는 구성으로 이루어지되,
상기 커넥터 본체(300)는 원뿔 형상으로 이루어지고, 외측면에 유출구(312)가 형성되며, 상기 유출구(312)와 연통되는 내측채널이 형성되고, 상기 생물배양용 케이스(2)의 내부공간(3)에 배치되는 출구단(310) 상기 출구단(310)의 밑면(311)으로부터 연장형성되고, 관체 형상으로 이루어져 상기 출구단(310)의 내측채널과 연통되는 외측채널(321)이 형성되며, 상기 생물배양용 케이스(2)의 외부에 배치되는 입구단(320)을 포함하는 구성으로 이루어지고,
상기 생물배양용 케이스(2)의 내부공간(3)에 위치한 상기 출구단(310)의 밑면(311)이 상기 벽면체(4)의 내면에 밀착되는 한편, 상기 입구단(320)에 삽입된 고정너트(500)가 조임동작으로 상기 벽면체(4)의 외면에 밀착되면서 상기 생물배양용 케이스(2)의 벽면체(4)에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 커넥터 본체 성형단계는 상기 커넥터 본체(300)의 입구단(320)의 외주면에 길이방향으로 돌출되는 일자형상의 너트 고정돌기(323)가 방사상으로 배치되게 성형하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터 및 그의 제조방법은 첨단(edge)의 삽입으로 홀(hole)이 형성될 수 있는 재질로 된 백 타입 광생물반응기(bag-type photobioreactors)에 효과적으로 적용되는 것으로, 커넥터의 설치와 교체, 유지보수 작업 등이 용이하게 수행되면서 커넥터의 기능 안정성과 내구성 향상이 유도되는 효과가 있다.
그리고 본 발명에 의한 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터 및 그의 제조방법에 의하면, ABS를 비롯한 각종 수지/폴리머 소재가 3D 프린팅으로 적층가공되어 커넥터가 제작되는 구조를 제공하므로, 제조원가가 절감되고, 다양한 형상과 구성의 광생물반응기에서 필요로 하는 커넥터의 맞춤제작이 가능해지며, 이미 제작되어 사용되고 있는 광생물반응기에 연결설치될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터의 사용 상태도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 성형물을 보여주기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 성형물로부터 지지편이 제거된 커넥터 본체, 오링, 고정너트로 구성된 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터의 분리 사시도;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터의 결합 사시도;
도 5는 플라스틱 와셔가 배치된 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터의 사용 상태도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 성형물을 보여주기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 성형물로부터 지지편이 제거된 커넥터 본체, 오링, 고정너트로 구성된 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터의 분리 사시도;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터의 결합 사시도;
도 5는 플라스틱 와셔가 배치된 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터의 사용 상태도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 5에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 광생물반응기(photobioreactor), 생물배양용 케이스, 유체출입용 커넥터, 피팅(fitting) 부품, 오링, 너트, 3D 프린터, 3D 프린팅, 적층가공 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
본 발명에 따른 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터는 첨단(edge)의 삽입으로 홀(hole)이 형성될 수 있는 재질(폴리프로필렌 재질의 인플레이션 필름 등)로 된 행잉 백(hanging bag) 등의 생물배양용 케이스를 갖는 백 타입 광생물반응기(bag-type photobioreactors)에 효과적으로 적용되어 광생물반응기 외부면으로부터 일정길이만큼 찔러 넣어 간편하게 삽입 설치될 수 있는 것이다. 즉 본 발명에 따른 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터는 도 1에서와 같이 광생물반응기(1)를 구성하는 생물배양용 케이스(2)의 내부공간(3)으로 삽입되어 고정배치되는 것으로, 내부공간(3)으로의 유체 주입이 수행되도록 하는 피팅(fitting) 부품이다. 광생물반응기(1)는 광합성 혼성영양생물(photo mixotrophic organism)과 광합성 독립영양생물(photo autotroph organism) 등의 미생물을 인공적으로 생장시키는 기기이다.
이를 위한 본 발명에 따른 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터는 도 2에서와 같이 지지편(200)과 커넥터 본체(300)를 포함하는 3D 프린팅 성형물(100)로부터 지지편(200)이 제거되면서 이루어지는 것으로, ABS와 같은 폴리머나, 경질의 수지 소재로 이루어질 수 있다.
지지편(200)은 3D 프린팅 시작단계의 적층가공에 의해 평판체 형상으로 형성된다. 지지편(200)의 상부면으로부터 커넥터 본체(300)가 상향 연장형성된다. 지지편(200)과 커넥터 본체(300)는 일체를 이루면서 성형되는데, 지지편(200)은 수직으로 세워지는 커넥터 본체(300)를 받쳐주는 기능을 수행하게 된다. 이를 위하여 본 발명의 실시예에 따른 지지편(200)은 설정크기 이상의 두께를 가지는 한편, 경질 소재로 이루어지게 된다.
여기서 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터는 도 3에서와 같이 커넥터 본체(300), 오링(400), 고정너트(500)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
커넥터 본체(300)는 3D 프린팅 시작단계 이후의 적층가공에 의해 지지편(200)의 상면 중앙부위로부터 상측 방향으로 연장형성된다.
여기서 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 본체(300)는 출구단(310)과 입구단(320)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
출구단(310)은 생물배양용 케이스(2)의 내부공간(3)에 배치되어 유체가 배출되는 부위로서, 이산화탄소와 같은 탄소원을 공급할 수 있다. 이와 같은 출구단(310)은 원뿔 형상으로 이루어진다. 특히 본 발명의 실시예에 따른 출구단(310)은 꼭지점 부위로부터 설정높이까지 형성되는 출구단 상부(310a)보다 밑면(311)으로부터 설정높이까지 형성되는 출구단 하부(310b)의 모선 경사각을 크게 하여 밑면(311)의 면적이 좀 더 커지도록 한다. 이를 통해 출구단(310)의 밑면(311)이 생물배양용 케이스(2)의 벽면체(4)와 접촉하는 면적이 넓어지면서 생물배양용 케이스(2)의 벽면체(4)에 대한 커넥터 본체(300)의 고정이 안정된다.
이와 같은 출구단(310)의 외측면에는 유출구(312)가 형성되며, 출구단(310)의 내부에는 유출구(312)와 연통되는 내측채널(미도시)이 형성된다. 내측채널은 유출구(312)와 밑면(311)의 중앙부위에 연결되어 "L"자 형상으로 형성될 수 있다.
입구단(320)은 출구단(310)의 밑면(311)으로부터 연장형성되어 생물배양용 케이스(2)의 외부에 배치되는 것으로, 도 1에서와 같이 유체 공급관(5)과 연결된다. 이와 같은 입구단(320)은 관체 형상으로 이루어져 출구단(310)의 내측채널과 연통되는 외측채널(321)을 형성한다. 또한 입구단(320)은 외주면에 길이방향으로 돌출형성되는 복수의 너트 고정돌기(323)를 구비하게 되는데, 이와 같은 너트 고정돌기(323)는 도 4에서와 같이 고정너트(500)의 최초 조임동작에 의해 나사산을 형성하게 되고, 고정너트(500)와 볼트-너트 구조로 결합된다. 여기서 너트 고정돌기(323)는 직사각 단면형상으로 길게 일자형으로 형성된다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 입구단(320)은 외주면에 복수의 너트 고정돌기(323)를 방사상으로 배치시킨다. 한편 입구단(320)은 출구단(310)의 밑면(311)에 연결되는 끝단 부위 외주면에 오링 홈(322)을 형성한다.
오링(400)은 입구단(320)의 오링 홈(322)에 끼워지는 것으로, 생물배양용 케이스(2)의 내부공간(3)에 배치되어 생물배양용 케이스(2)의 벽면체(4) 내면에 밀착되면서 실링(sealing) 기능을 수행하게 된다.
고정너트(500)는 입구단(320)의 너트 고정돌기(323)에 외삽되어 조임동작에 따라 생물배양용 케이스(2)의 벽면체(4) 외면에 밀착되면서 커넥터 본체(300)를 생물배양용 케이스(2)의 벽면체(4)에 고정시키거나, 풀림동작에 따라 생물배양용 케이스(2)의 벽면체(4) 외면으로부터 이격되면서 커넥터 본체(300)를 생물배양용 케이스(2)의 벽면체(4)로부터 분리시키는 것이다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터는 생물배양용 케이스(2)의 내부공간(3)에 위치한 출구단(310)의 밑면(311)에 위치한 오링(400)이 벽면체(4)의 내면에 밀착되는 한편, 입구단(320)에 삽입된 고정너트(500)가 조임동작으로 벽면체(4)의 외면에 밀착되면서 생물배양용 케이스(2)의 벽면체(4)에 고정된다.
여기서 오링(400)과 벽면체(4)의 내면 사이, 고정너트(500)와 벽면체(4)의 외면 사이에는 도 5에서와 같이 플라스틱 와셔(600)가 배치될 수 있는데, 이를 통해 폴리프로필렌 재질의 인플레이션 필름(tubular film) 등으로 이루어질 수 있는 생물배양용 케이스(2)의 벽면체(4)가 고정너트(500)의 조임동작에 의해 찢어지는 것이 방지될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터의 제조방법은 지지편 성형단계, 커넥터 본체 성형단계, 지지편 제거단계를 포함하는 구성으로 이루어진다.
지지편 성형단계는 3D 프린팅 시작단계의 적층가공에 의해 지지편(200)이 평판체 형상으로 형성되는 단계이다. 지지편(200)은 전술(前述)된 본 발명의 실시예에 따른 지지편(200)의 구성으로 이루어질 수 있다.
커넥터 본체 성형단계는 3D 프린팅 시작단계 이후의 적층가공에 의해 지지편(200)의 상면 중앙부위로부터 상측 방향으로 커넥터 본체(300)가 연장형성되는 단계이다. 커넥터 본체(300)는 전술(前述)된 본 발명의 실시예에 따른 커넥터 본체(300)의 구성으로 이루어질 수 있다.
지지편 제거단계는 커넥터 본체(300)의 하단에 연결되어 있는 지지편(200)을 제거하는 단계이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터 및 그의 제조방법은 3D 프린팅에 의한 적층가공으로 원뿔 형상의 출구단(310)과 관체 형상의 입구단(320)으로 이루어진 커넥터 본체(300)가 제작되고, 오링(400)과 고정너트(500)가 추가적으로 구비되어, 광생물반응기의 생물배양용 케이스 내부공간에 삽입고정되는 구성을 제공하므로, 다양한 형상과 구성의 광생물반응기에 적용될 커넥터의 맞춤제작이 적은 비용으로 간편하고 용이하게 수행될 수 있고, 광생물반응기 이외의 다양한 분야에 적용가능한 커넥터를 절감된 제조원가로 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터는 광생물반응기 외부면으로부터 일정길이만큼 찔러 넣어 설치하는 구조임에 따라 이미 제작되어 사용되고 있는 광생물반응기에 간편하고 용이하게 연결설치될 수 있다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터 및 그의 제조방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
1 : 광생물반응기
2 : 생물배양용 케이스
3 : 내부공간
4 : 벽면체
5 : 유체 공급관
100 : 3D 프린팅 성형물
200 : 지지편
300 : 커넥터 본체
310 : 출구단
310a : 출구단 상부
310b : 출구단 하부
311 : 밑면
312 : 유출구
320 : 입구단
321 : 외측채널
322 : 오링 홈
323 : 너트 고정돌기
400 : 오링
500 : 고정너트
600 : 플라스틱 와셔
2 : 생물배양용 케이스
3 : 내부공간
4 : 벽면체
5 : 유체 공급관
100 : 3D 프린팅 성형물
200 : 지지편
300 : 커넥터 본체
310 : 출구단
310a : 출구단 상부
310b : 출구단 하부
311 : 밑면
312 : 유출구
320 : 입구단
321 : 외측채널
322 : 오링 홈
323 : 너트 고정돌기
400 : 오링
500 : 고정너트
600 : 플라스틱 와셔
Claims (5)
- 첨단(edge)의 삽입으로 홀(hole)이 형성될 수 있는 재질로 된 백 타입 광생물반응기(1)를 구성하는 생물배양용 케이스(2)의 외벽을 이루는 벽면체(4)를 관통하여 내부공간(3)으로 삽입되며, 상기 내부공간(3)으로의 유체 주입이 수행되도록 하는 유체출입용 커넥터에 있어서,
3D 프린팅 시작단계의 적층가공에 의해 평판체 형상으로 형성되는 지지편(200);과 상기 3D 프린팅 시작단계 이후의 적층가공에 의해 상기 지지편(200)의 상면 중앙부위로부터 상측 방향으로 연장형성되는 커넥터 본체(300); 및 상기 커넥터 본체(300)의 일측에서 삽입되어 상기 커넥터 본체(300)를 고정시키는 고정너트(500);를 포함하는 3D 프린팅 성형물(100)로부터 상기 지지편(200)이 제거되어 이루어진 것이되,
상기 커넥터 본체(300)는,
원뿔 형상으로 이루어지되, 외측면에 유출구(312)가 형성되며, 상기 유출구(312)와 연통되는 내측채널이 형성되고, 상기 생물배양용 케이스(2)의 내부공간(3)에 배치되는 출구단(310);
상기 출구단(310)의 밑면(311)으로부터 연장형성되고, 관체 형상으로 이루어져 상기 출구단(310)의 내측채널과 연통되는 외측채널(321)이 형성되며, 상기 출구단(310)의 밑면(311)과 연결되는 끝단 부위에 오링(400)이 결합되는 오링 홈(322)을 형성하여, 상기 생물배양용 케이스(2)의 외부에 배치되는 입구단(320);을 포함하는 구성으로 이루어지고,
상기 출구단(310)은,
꼭지점 부위로부터 설정높이까지 형성되는 상부(310a)의 모선 경사각보다, 밑면(311)으로부터 설정높이까지 형성되는 출구단 하부(310b)의 모선 경사각이 크도록 형성되며,
상기 입구단(320)은,
외주면에 길이방향의 직사각 단면형상으로 돌출형성되되 복수개가 방사상으로 배치되며, 상기 고정너트(500)의 최초 조임동작에 의해 나사산이 형성되어, 상기 고정너트(500)와 볼트-너트 구조로 결합되도록 형성된 복수의 너트 고정돌기(323);를 구성으로 더 포함하고,
상기 오링(400)과 벽면체(4) 내면 사이 및 상기 고정너트(500)와 벽면체(4) 외면 사이에 배치되는 플라스틱 와셔(600);를 구성으로 더 포함하여,
상기 생물배양용 케이스(2)의 내부공간(3)에 배치되는 상기 출구단(310)의 밑면(311)이 상기 벽면체(4)의 내면에 밀착되는 한편, 상기 입구단(320)에 삽입된 고정너트(500)는 조임동작으로 상기 벽면체(4)의 외면에 밀착되면서 상기 생물배양용 케이스(2)의 벽면체(4)에 고정되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터. - 삭제
- 삭제
- 제 1항에 기재된 유체출입용 커넥터를 위한 커넥터의 제조방법에 있어서,
3D 프린팅 시작단계의 적층가공에 의해 상기 지지편(200)이 평판체 형상으로 형성되는 지지편 성형단계;
상기 3D 프린팅 시작단계 이후의 적층가공에 의해 상기 지지편(200)의 상면 중앙부위로부터 상측 방향으로 상기 커넥터 본체(300)가 연장형성되는 커넥터 본체 성형단계;
상기 커넥터 본체(300)의 하단에 연결되어 있는 상기 지지편(200)을 제거하는 지지편 제거단계;를 포함하는 구성으로 이루어지되,
상기 커넥터 본체(300)는,
원뿔 형상으로 이루어지고, 외측면에 유출구(312)가 형성되며, 상기 유출구(312)와 연통되는 내측채널이 형성되고, 상기 생물배양용 케이스(2)의 내부공간(3)에 배치되는 출구단(310); 상기 출구단(310)의 밑면(311)으로부터 연장형성되고, 관체 형상으로 이루어져 상기 출구단(310)의 내측채널과 연통되는 외측채널(321)이 형성되며, 상기 생물배양용 케이스(2)의 외부에 배치되는 입구단(320);을 포함하는 구성으로 이루어지고,
상기 생물배양용 케이스(2)의 내부공간(3)에 위치한 상기 출구단(310)의 밑면(311)이 상기 벽면체(4)의 내면에 밀착되는 한편, 상기 입구단(320)에 삽입된 고정너트(500)가 조임동작으로 상기 벽면체(4)의 외면에 밀착되면서 상기 생물배양용 케이스(2)의 벽면체(4)에 고정되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터의 제조방법. - 제 4항에 있어서,
상기 커넥터 본체 성형단계는 상기 커넥터 본체(300)의 입구단(320)의 외주면에 길이방향으로 돌출되는 일자형상의 너트 고정돌기(323)가 방사상으로 배치되게 성형하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 기반 유체출입용 커넥터의 제조방법.
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KR1020200100566A KR102274961B1 (ko) | 2020-08-11 | 2020-08-11 | 3d 프린팅 기반 유체출입용 커넥터 및 그의 제조방법 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100897019B1 (ko) | 2007-10-15 | 2009-05-25 | 주식회사 바이오트론 | 고효율 미세조류 배양용 광생물 반응기 |
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KR20200085076A (ko) * | 2019-01-04 | 2020-07-14 | (주)씨엔에스 | 무균 접종 배양장치 및 이에 따른 무균방법 |
-
2020
- 2020-08-11 KR KR1020200100566A patent/KR102274961B1/ko active IP Right Grant
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