KR102580709B1 - 분말 분사기 - Google Patents

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Abstract

본원은 외부로부터 공기가 유입되는 공기 유입부, 외부로부터 분말이 공급되는 분말 혼합부, 상기 분말 혼합부로부터 이동된 유체와 상기 공기 유입부로부터 이동된 공기가 합류되어 외부로 배출되도록 구비되는 합류 유로, 상기 공기 유입부와 상기 분말 혼합부를 연결하는 제 1 유로, 상기 공기 유입부와 상기 합류 유로를 연결하는 제 2 유로, 상기 분말 혼합부와 상기 합류 유로를 연결하는 제3 유로, 및 상기 제 2 유로의 폐쇄 및 상기 제 1 유로와 상기 제 2 유로 중 적어도 하나의 개방 중 어느 하나를 선택적으로 수행하도록 제공되는 개폐 밸브를 포함하는 것인, 분말 분사기에 관한 것이다.

Description

분말 분사기 {POWDER SPRAYING DEVICE}
본원은 분말 분사기에 관한 것이다.
분말 분사기는 카테토의 도관 내로 공기 또는 분말을 포함하는 유체를 공급하는 기기를 의미한다. 종래의 분말 분사기는 전원의 On/Off 동작만을 통해 펌프를 작동시켜 공기압을 분사/분말을 분사시키거나 이를 개선하기 위해 분사기에 진동을 가하여 분말을 분사하는 형태의 분사기 등 다양한 형태가 있다.
그러나, 이러한 분사기들은 내시경 채널에 카테터를 삽입 후 카테터에 분사기를 연결하여 분말을 분사할 때, 카테터 도관 내에 체액 등의 액체가 모세관 현상을 통해 유입 될 때 분말이 유입된 액체와 융합하여 도관이 막히는 현상이 발생할 수 있어 안전 상의 문제가 발생할 수 있는 단점이 있다.
일본공개특허공보 제2020-191939호는 분체 분사 장치에 관한 것으로서, 공기를 배출하거나 분체 및 공기를 배출할 수 있는 분체 분사 장치에 대한 것이다.
한편, 본원은 차세대스텐트 공정 혁신 기술고도화 지원 사업(과제번호: B0080621000341, 전라남도, 전남지역사업평가단이 시행하는 지역특성화육성사업으로 전남테크노파크 레이저 센터가 주관하는 사업(연구기간, 2020.04.01 ~2021.03.31))으로 발명된 것일 수 있다.
또한, 본원은 TRESO 풍선 카테터 과제(한국보건산업진흥원이 시행하는 국산의료기기 신제품 사용자 평가 지원산업으로 (주) 시지바이오가 주관하는 사업(연구기간, 2020.02.24~ 2021.11.20))로 발명된 것일 수 있다.
또한, 본원은 생산중량 30kg 이상급 생체의료용 초탄성 Ti 합금 봉재 및 응용부품 개발 사업(과제번호: 1415168715, 세부과제번호: 20010213, 산업통상자원부, 한국산업기술평가관리원에서 시행하는 소재부품기술개발-전략핵심소재자립화기술개발사업으로 (주)티니코가 주관하는 사업(연구기간: 2020.04.01~2024.12.31))으로 발명된 것일 수 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 분말 분사기의 분말과 체액이 혼합됨으로써 카테터가 폐쇄되는 문제를 해결할 수 있는 분말 분사기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은 외부로부터 공기가 유입되는 공기 유입부, 외부로부터 분말이 공급되는 분말 혼합부, 상기 분말 혼합부로부터 이동된 유체와 상기 공기 유입부로부터 이동된 공기가 합류되어 외부로 배출되도록 구비되는 합류 유로, 상기 공기 유입부와 상기 분말 혼합부를 연결하는 제 1 유로, 상기 공기 유입부와 상기 합류 유로를 연결하는 제 2 유로, 상기 분말 혼합부와 상기 합류 유로를 연결하는 제3 유로, 및 상기 제 2 유로의 폐쇄 및 상기 제 1 유로와 상기 제 2 유로 중 적어도 하나의 개방 중 어느 하나를 선택적으로 수행하도록 제공되는 개폐 밸브를 포함하는 것인, 분말 분사기에 대한 것이다.
본원의 일 구현예에 따르면, 제 2 유로의 폐쇄시, 상기 분말 혼합부로 분말이 공급되고 상기 공기 유입부로부터 공기가 제공되어, 상기 합류 유로를 통해 분말과 공기가 혼합 배출될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 유로와 상기 제 2 유로 중 적어도 하나의 개방시, 상기 분말 혼합부로의 분말 공급이 중단되고 상기 공기 유입부로부터 공기가 제공되어, 상기 합류 유로를 통해 공기가 배출될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 개폐 밸브는, 상기 제 2 유로에 대하여 설치되어, 상기 제 2 유로의 폐쇄 또는 개방을 선택적으로 수행하도록 제공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 유로를 통해 상기 분말 혼합부 상에 공급되는 공기는, 상기 분말 혼합부에 대하여 수직한 방향으로 상승한 후 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하며 하강될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 분말 혼합부로부터 이동된 유체는 상기 분말 혼합부 상에 공급된 공기 및 분말을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 분말 혼합부 및 상기 합류 유로 사이의 각도는 120° 내지 150° 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 유로 및 상기 분말 혼합부 사이의 각도는 120° 내지 150° 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 유로 상에 형성되고, 상기 외부로부터 유입된 공기 또는 체액이 상기 분말 혼합부로 역류되는 것을 억제하는 체크 밸브를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 공기 유입부는 상기 공기를 흡입하기 위한 펌프 및 필터를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
종래의 분말 분사기는 전원의 On/Off 동작만을 통해 펌프를 작동시키거나, 진동을 통해 공기압 또는 분말을 분사하였다. 그러나, 내시경 채널에 카테터를 삽입하고, 상기 카테터에 분사기를 연결하여 분말을 분사할 경우, 카테터 도관 내의 체액 등 액체가 모세관 현상을 통해 카테터나 분사기 내부로 유입되고, 상기 액체가 분말과 융합되어 상기 도관이 폐쇄되는 문제가 발생할 수 있다.
본원에 따른 분말 분사기는 비혈관(소화기 등)을 위한 것으로서, 분말이 분사되지 않아도 카테터 내부에 미량의 공기가 배출되는 것으로서, 상기 공기의 배출에 의해 상기 액체가 카테터 내부로 유입되는 모세관 현상을 근본적으로 억제할 수 있다. 따라서 본원에 따른 분말 분사기는 체액 및 분말의 혼합에 의해 카테터 도관이 폐쇄되는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본원에 따른 분말 분사기를 사용하는 중 공기가 과도하게 주입될 경우, 내시경을 통해 공기를 석션할 수 있어 위험을 방지할 수 있다.
또한, 본원에 따른 분말 분사기는, 공기가 분말 혼합부에 수직으로 상승 유입된 후, 시계방향 또는 반시계 방향으로 나선을 그리며 하강 배출되는 것으로서, 상기 분말 분사기에 장착된 PCB 및 사이클론 효과를 통해 상기 공기에 분말이 혼합되는 정도를 조절함으로써 분말의 분사 속도를 향상시킬 수 있다.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.
도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 분말 분사기의 모식도이다.
도 2 는 본원의 일 구현예에 따른 분말 분사기의 모식도이다.
도 3 은 본원의 일 구현예에 따른 분말 분사기의 모식도이다.
도 4 는 본원의 일 구현예에 따른 분말 혼합부의 모식도이다.
도 5 는 본원의 일 구현예에 따른 분말 혼합부의 모식도이다.
도 6 은 본원의 일 구현예에 따른 분말 분사기 및 종래의 분말 분사기의 성능을 실험한 그래프이다.
도 7 은 본원의 일 구현예에 따른 분말 분사기 및 종래의 분말 분사기의 성능을 실험한 그래프이다.
도 8 은 종래의 분말 분사기의 사진이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다.
그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 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.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A 또는 B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.
이하에서는 본원의 분말 분사기에 대하여, 구현예 및 실시예와 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은 외부로부터 공기가 유입되는 공기 유입부(100), 외부로부터 분말이 공급되는 분말 혼합부(200), 상기 분말 혼합부(200)로부터 이동된 유체와 상기 공기 유입부(100)로부터 이동된 공기가 합류되어 외부로 배출되도록 구비되는 합류 유로(440), 상기 공기 유입부(100)와 상기 분말 혼합부(200)를 연결하는 제 1 유로(410), 상기 공기 유입부(100)와 상기 합류 유로(440)를 연결하는 제 2 유로(420), 상기 분말 혼합부(200)와 상기 합류 유로(440)를 연결하는 제3 유로, 및 상기 제 2 유로(420)의 폐쇄 및 상기 제 1 유로(410)와 상기 제 2 유로(420) 중 적어도 하나의 개방 중 어느 하나를 선택적으로 수행하도록 제공되는 개폐 밸브(300)를 포함하는 것인, 분말 분사기에 대한 것이다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 분말 혼합부(200)로부터 이동된 유체는 상기 분말 혼합부(200) 상에 공급된 공기 및 분말을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1 내지 도 3 은 본원의 일 구현예에 따른 분말 분사기의 모식도로서, 도 1 은 상기 분말 분사기의 3D 도면을 의미하고, 도 2 및 도 3 은 상기 분말 분사기의 부분별 모식도만을 표현한 것이다. 후술하겠지만 도 2 는 상기 공기 유입부(100)로부터 공기 유로(450)가 연장된 후, 개폐 밸브(300)에 의해 제1유로(410) 및 제2유로(420)가 분리되는 구조를 갖는 분말 분사기의 모식도이고, 도 3 은 상기 공기 유로(450)에서 두 가지 유로(a, b)로 분리된 후, 상기 두 가지 유로(a, b) 각각에 개폐 밸브(300)가 형성된 구조의 분말 분사기의 모식도이다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 분말 분사기(10)는 카테터와 연결된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 카테터는 상기 합류 유로(440)와 연결된 것일 수 있다.
내시경 채널에 카테터를 삽입하고, 상기 카테터를 일반적인 분말 분사기와 연결하여 분말을 공급할 경우, 상기 카테터 도관 내에 체액 등의 액체가 모세관 현상을 통해 카테터 내부로 유입되는 문제가 발생하였다. 이 때 상기 액체와 상기 분말이 혼합될 경우, 상기 분말 및 액체가 굳어버리거나 응집되어 카테터가 폐쇄되는 문제가 발생할 수 있다.
본원에 따른 분말 분사기는 상기한 문제를 해결하기 위해, 상기 카테터 도관을 통해 분말을 분사하지 않더라도 미량의 공기를 지속적으로 방출함으로써, 상기 액체가 모세관 현상을 통해 카테터 내부에 유입되는 현상을 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 공기 유입부(100)는 상기 분말 분사기의 외부로부터 공기가 유입되는 것이다. 상기 유입된 공기는 상기 제 1 유로(410) 및/또는 상기 제 2 유로(420)를 거쳐 외부로 방출될 수 있다. 상기 제 1 유로(410)로 진입된 공기는 상기 분말 혼합부(200)로 이동하는 것으로서, 이 때 상기 분말 혼합부(200)의 외부에서 유입된 분말 또는 상기 분말 혼합부(200)에 내재되었던 분말과 상기 공기가 혼합되어 상기 제 3 유로(430)를 통해 상기 합류 유로(440)로 배출될 수 있다. 한편, 상기 제 2 유로(420)로 진입된 공기는 상기 합류 유로(440)로 배출되는 것이다. 즉, 상기 합류 유로(440)에 유입되는 공기는, 상기 분말 혼합부(200)를 거쳐 상기 분말과 공기가 혼합된 유체 및/또는 상기 공기 유입부(100)로부터 유입된 공기를 포함한다.
상기 개폐 밸브(300)는 상기 제 1 유로(410) 및 상기 제 2 유로(420)의 개폐 정도를 조절하기 위한 것으로서, 솔레노이드 밸브(solenoid valve)일 수 있다. 예를 들어, 상기 개폐 밸브(300)는, 상기 제 2 유로(420)를 항상 개방된 상태에서 상기 제 1 유로(410)의 개폐 정도를 조절하거나, 상기 제1유로(410)가 항상 개방된 상태에서 상기 제2유로(420)의 개폐 정도를 조절하거나, 또는 상기 제 1 유로(410)와 상기 제 2 유로(420)의 개폐 정도를 조절함으로써 상기 유입된 공기가 상기 제 1 유로(410)를 통과하는 정도 및 상기 제 2 유로(420)를 통과하는 정도를 조절할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 개폐 밸브(300)는 도 2 와 같이 제1유로(410)와 제2유로(420)가 분기되기 전의 공기 유로(450) 상에 형성됨으로써, 제1유로(410) 및 제2유로(420)에 흐르는 공기의 양을 조절할 수 있다.
또 한 예를 들어, 도 3 과 같이 상기 개폐 밸브(300)는 b 유로 및 제2유로(420)에 각각 형성될 수 있다. 이 때, 상기 b유로상에 형성된 제1개폐 밸브(310)는 공기 유로(450)로부터 유입된 공기를 분말 혼합부(200)로 통과시키거나 분말 분사기(10) 외부로 방출하는 역할을 수행하고, 상기 제2유로(420)상에 형성된 제2개폐 밸브(300)는 상기 공기 유로(450)로부터 상기 제2유로(420)로 유입될 공기를 합류 유로 (440)로 통과시키거나, 또는 상기 제2유로(420)와 분말 혼합부(200)사이에 형성된 유로(e 유로)를 통해 상기 분말 혼합부(200)로 수송할 수 있다.
도 3 의 분말 분사기의 경우, 상기 공기 유입부(100)에서 제1유로(410)를 향하는 b 유로 및 d 유로 사이에 형성된 제1개폐 밸브(310)에 전원을 인가하면, 상기 제1유로(410)를 거쳐 상기 분말 혼합부(200)에 공기가 공급될 수 있고, 상기 분말 혼합부(200)에서 분말과 공기가 혼합된 유페가 상기 제3유로(430)을 거쳐 외부로 방출될 수 있다. 이 경우 상기 공기 유입부(100)에서 발생한 공기 압력이 모두 분말 혼합부(200)로 전달될 수 있다. 또한, 상기 제1개폐 밸브(310)에 인가된 전원을 조절하면 상기 공기 유입부(100)로부터 상기 분말 혼합부(200)를 향하는 공기 전체가 d 유로를 거치지 아니하고 상기 분말 분사기의 외부, 즉 c 유로를 통해 공기가 분말 분사기의 외부로 방출되어 분말 혼합부(200)으로 유입되는 공기양을 조절함으로써 분말 분사량을 조절할 수 있다.
또한, 상기 제1개폐 밸브(310)에 인가되는 전압을 완전히 차단하더라도, 상기 제2개폐 밸브(320)에 인가되는 전압을 조절함으로써, 상기 합류 유로(440)에서 방출되는 유체가 공기(a 유로를 거친 공기가 전부 제2유로(420)를 통과할 경우) 또는 공기 및 분말의 혼합물(a유로를 거친 공기중 적어도 일부가 e유로를 통과할 경우)인지 조절할 수 있다.
도 2 및 도 3 에서는 별도의 부호로 표시되어 있지 않으나, 제2유로(420)와 제3유로(430)가 합류하여 합류 유로(440)가 되는 지점, 상기 공기 유로(450)에서 a 유로 및 b 유로로 분기되는 지점, e유로와 d 유로가 합류하는 지점은 Y 커넥터이다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 유로(410)와 상기 제 2 유로(420) 중 적어도 하나의 개방시, 상기 분말 혼합부(200)로의 분말 공급이 중단되고 상기 공기 유입부(100)로부터 공기가 제공되어, 상기 합류 유로(440)를 통해 공기가 배출될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 유로(410)와 상기 제 2 유로(420) 중 적어도 하나의 개방시, 상기 분말 혼합부(200)의 분말 및 상기 공기 유입부(100)로부터 제공된 공기가 혼합된 유체, 또는 상기 공기 유입부(100)로부터 공기가 제공되어, 상기 합류 유로(440)를 통해 상기 유체 또는 상기 공기 유입부(100)로부터 제공된 공기가 배출될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 제 1 유로(410)가 폐쇄되고 상기 제 2 유로(420)가 개방되었을 경우, 상기 분말 혼합부(200)의 분말이 외부 공급에 의한 것인지 내부에 이미 배치되었는지 여부와는 무관하게, 상기 공기 유입부(100)로 유입된 모든 공기는 상기 제 2 유로(420)를 거쳐 상기 합류 유로(440)로 이송될 수 있다.
또 한 예를 들어, 상기 제 1 유로(410)가 개방되고 상기 제 2 유로(420)가 폐쇄되었을 경우, 상기 분말 혼합부(200)의 분말이 외부 공급에 의한 것인지 내부에 이미 배치되었는지에 따라 상기 카테터에 공급되는 유체가 달라질 수 있다. 상기 분말 혼합부(200)의 분말이 분말 분사기의 외부에서부터 공급되는 경우, 분말 분사기의 외부에서부터 분말 혼합부(200)로 분말이 공급되지 않으면 상기 제 3 유로(430)를 통과하는 유체는 공기이고, 상기 외부에서부터 분말 혼합부(200)로 분말이 공급되면 상기 제 3 유로(430)를 통과하는 유체는 공기 및 분말을 포함할 수 있다. 한편, 상기 분말 혼합부(200) 내부에 분말이 배치되어 있을 경우, 상기 제 1 유로(410)를 통해 유입된 공기 및 상기 분말 혼합부(200) 내부의 분말이 혼합됨으로써 상기 제 3 유로(430)를 통과하는 유체는 공기 및 분말을 포함할 수 있다. 즉, 상기 분말 혼합부(200)이 분말을 포함하는지, 또는 상기 분말 혼합부(200)에 분말이 공급되는지 여부에 따라, 상기 합류 유로(440)에 공급되는 유체는 공기를 포함하고, 상기 분말을 선택적으로 포함할 수 있다.
또 한 예를 들어, 상기 제 1 유로(410) 및 상기 제 2 유로(420)가 모두 부분적으로 개방된 구조일 경우, 상기 제 1 유로(410)와 상기 제 2 유로(420)의 개방된 정도에 따라 상기 공기 유입부(100)로 유입된 공기는 상기 제 1 유로(410)를 거쳐 상기 분말 혼합부(200)로 이송되는 공기 및 상기 제 2 유로(420)를 거치는 공기로 분배될 수 있다. 이 때 상기 제 1 유로(410)를 거치는 공기는, 상기 분말 혼합부(200)에서 분말과 혼합될 수도 있고 혼합되지 않을 수 있고, 상기 제 2 유로(420)를 거치는 공기는 상기 합류 유로(440)로 이송되며, 상기 분말 혼합부(200)를 거친 분말 및 공기를 포함하는 유체, 또는 공기와, 상기 제 2 유로(420)를 거친 공기는 상기 합류 유로(440)에서 혼합되어 외부로 방출될 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 개폐 밸브(300)는, 상기 제 2 유로(420)에 대하여 설치되어, 상기 제 2 유로(420)의 폐쇄 또는 개방을 선택적으로 수행하도록 제공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 개폐 밸브(300)는, 상기 제 1 유로(410)에 대하여 설치되어 상기 제 1 유로(410)의 폐쇄 또는 개방을 선택적으로 수행하도록 제공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 개폐 밸브(300)는, 상기 제 1 유로(410) 및 상기 제 2 유로(420)가 분기되는 지점에 설치되어, 상기 제 1 유로(410) 및 상기 제 2 유로(420)의 개방을 제어할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이 때, 상기 개폐 밸브(300)가 상기 분기되는 지점에 설치될 경우, 상기 제 1 유로(410)가 개방된 정도는 상기 제 2 유로(420)가 폐쇄된 정도와 동일하고, 상기 제 1 유로(410)가 폐쇄된 정도는 상기 제 2 유로(420)가 개방된 정도와 동일하다.
예를 들어, 상기 개폐 밸브(300)는 도 2 와 같이 공기 유입부(100)로부터 연장된 공기 유로(450)로부터 제1유로(410) 및 제2유로(420)가 분기되는 지점에 형성되거나, 도 3 과 같이 공기 유로(450)로부터 분기된 a 유로 및 b 유로 상에 각각 형성된 제1개폐 밸브(310) 및 제2개폐 밸브(320)를 포함할 수 있다.
다만, 상기 개폐 밸브(300)가 상기 제 1 유로(410) 상에만 형성된 것일 경우, 공기는 항시 제 2 유로(420)를 향해 빠져나가려 하기 때문에, 상기 제 1 유로(410)를 통과할 공기의 양을 조절하기 어려울 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 유로(410)를 통해 상기 분말 혼합부(200) 상에 공급되는 공기는, 상기 분말 혼합부(200)에 대하여 수직한 방향으로 상승한 후 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하며 하강될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 분말 혼합부(200)에서 공기와 혼합되는 분말은 상기 분말 분사기가 작동하는 과정에서 외부로부터 공급된 분말, 또는 상기 분말 혼합부(200) 내부에 저장된 분말을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 분말 혼합부(200)에서 공기와 혼합되는 분말이 상기 분말 혼합부(200) 내부에 저장된 분말을 포함할 경우, 상기 분말 혼합부(200)는 내부에 상기 저장된 분말을 보관 및 관리하는 분말 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 분말 혼합부(200)는, 상기 제 1 유로(410)로부터 연장되고, 상기 분말 혼합부(200)에 대하여 수직한 방향으로 공기가 상승할 수 있는 수직 상승 유로(미도시) 및 상기 공기가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하며 하강될 수 있도록 하는 회전 배출 유로(미도시)를 포함할 수 있다.
일반적으로, 유체가 좁은 틈을 지날 때 밀도가 증가하거나 또는 유속이 향상되어 기압이 낮아지며 상기 유체가 통과하는 통로 내의 물질을 빨아들이는 이른바 벤츄리 효과(Venturi effect)가 발생할 수 있다. 또한, 상기 유체가 선회 운동을 하며 진행될 경우, 상기 선회 운동에 의해 발생하는 원심력에 의해 상기 유체 내의 입자가 선회류를 벗어나 집진되는 이른바 사이클론 포집 효과(cyclone capture effect)가 발생할 수 있다.
도 4 및 도 5 는 본원의 일 구현예에 따른 분말 혼합부의 모식도이다. 이와 관련하여, 도 4 및 도 5 의 분말 혼합부(200)는 도 1 및 도 2 의 A 부분에 해당하는 것으로서, 도 1, 도 4 및 도 5 를 참조하면 상기 분말 혼합부는 상기 분말 분사기에 대해 기울어진 상태로 결합되는 것이다. 이와 관련하여, 도 3 에서는 A 부분이 별도로 표기되어 있지 않으나, 도 3 의 제1유로(410), 분말 혼합부(200), 및 제3유로(430)사이의 관계 역시 도 1, 도 2, 도 4, 및 도 5 와 동일하다.
이 때, 상기 분말 혼합부로 유입된 공기는 수직으로 상승한 후 나선 방향으로 회전하면서 하강되며 분말과 함께 배출된다.
구체적으로, 상기 제1유로(410)를 통해 상기 본말 혼합부(200) 내에서 수직 상승한 공기는 유리관(Vial)의 벽면에 충돌 후 시계 반대 방향으로 회전하며 하강하다가 상기 제1유로(410)의 측면 반시계 방향으로 연장된 상기 제3유로(430)를 따라 배출되며, 이 때 상기 공기의 배출과 함께 분말이 혼합될 수 있다. 즉, 상기 제3유로(430)를 흐르는 유체는 공기 및 분말을 포함할 수 있다.
본원에 따른 분말 분사기는, 상기 공기 유입부(100)로부터 유입된 순수한 공기가 상기 수직 상승 유로를 거쳐 상승한 후, 상기 회전 배출 유로를 따라 선회 운동을 하는 과정에서 공기와 분말이 혼합될 수 있다. 구체적으로, 상기 공기가 선회 운동을 위해 상기 회전 배출 유로에 진입하기 전 또는 진입한 후, 상기 분말 분사기의 외부에서부터 상기 회전 배출 유로에 분말이 유입되거나, 또는 상기 분말 제어부에 의해 상기 분말이 상기 회전 배출 유로로 배출되어 발생하는 사이클론 효과를 통해 분말 혼합부(200)에 유입된 공기와 분말이 혼합될 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 분말 혼합부(200) 및 상기 합류 유로(440) 사이의 각도는 120° 내지 150° 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 유로(410) 및 상기 분말 혼합부(200) 사이의 각도는 120° 내지 150° 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
바람직하게는, 상기 분말 혼합부(200) 및 상기 합류 유로(440) 사이의 각도는 135° 이고, 상기 제 1 유로(410) 및 상기 분말 혼합부(200) 사이의 각도는 135° 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제 1 유로(410) 및 상기 분말 혼합부(200) 사이의 각도는, 상기 제 1 유로(410)와 상기 수직 상승 유로 사이의 각도를 의미할 수 있고, 상기 분말 혼합부(200) 및 상기 합류 유로(440) 사이의 각도는 상기 수직 상승 유로와 상기 제 3 유로(430) 사이의 각도와 동일하다.
이와 관련하여, 종래의 분말 분사기는 분말 혼합부와 분말 혼합부로부터 외부 카테터까지 연장된 유로 사이의 각도가 수직을 이루고 있으나, 본원에 따른 분말 분사기(10)는 분말 혼합부(200)와 분말 혼합부(200)로부터 연장된 제3유로(430) 사이의 각도가 135°를 이루고, 제1유로(410)의 공기는 상기 분말 혼합부(200)로 수직하게 유입될 수 있으며, 이는 도 1 및 도 2 의 A 부분을 구체적으로 모사한 도 4 및 도 5 를 통해 확인할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제2유로(420) 상에 형성되고, 분말 혼합부(200)로부터 공급된 분말 및 공기를 포함하는 유체가 상기 제2유로(420)로 역류하는 것을 억제하는 체크 밸브(500)를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 상기 체크 밸브(500)는 상기 제2유로(420)와 상기 제3유로(430)가 만나 합류 유로(440)가 시작하는 지점과, 상기 공기 유입부(100)로부터 제2유로(420)가 시작하는 지점 사이에 형성될 수 있다. 보다 바람직하게는, 도 2 와 같이 제2유로(420)가 꺾이는 지점에 상기 체크 밸브(500)가 형성될 수 있다.
이와 관련하여, 상기 체크 밸브(500)는 상기 제 2유로(420) 상에 형성되기 때문에, 상기 분말 혼합부(200)로부터 이동된 유체가 상기 합류 유로(440)로 배출되지 않고 상기 제2유로(420)로 역류하는 현상을 억제할 수 있고, 상기 유체가 상기 외부로 방출되는지 여부를 제어할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 공기 유입부(100)는 상기 공기를 흡입하기 위한 펌프 및 필터를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
[실험예]
도 6 및 도 7 은 본원의 일 구현예에 따른 분말 분사기 및 종래의 분말 분사기의 성능을 실험한 그래프이고, 도 8 은 종래의 분말 분사기의 사진이다.
분말 혼합부와, 상기 분말 혼합부로부터 연장되어 카테터에 분말 및 공기를 공급하는 제3유로 사이의 각도가 수직한 종래의 분말 분사기(수직방식)와, 상기 분말 혼합부와 분말 혼합부로부터 연장된 제3유로 사이의 각도가 135°인 본원에 따른 분말 분사기의 분당 분말 분사량 및 3 g 의 내시경용 겔 분말을 분사하는데 소요된 시간을 비교하였다.
분당 분사량
(g/min)		 평균 분사량
(g/min)
구분 1회 2회 3회 Avg. 표준편차
종래의
분말 분사기
(수직방식)		 23.77807 22.38806 24.590164 23.59 1.113619
본원에 따른 분말 분사기 29.03226 26.86567 25.416667 27.10 1.819625
분말 3 g 분사에 소요된 시간
(s)		 평균 소요 시간
(s)
구분 1회 2회 3회 Avg. 표준편차
종래의
분말 분사기
(수직방식)		 7.57 8.04 7.32 7.64 0.37
본원에 따른 분말 분사기 6.2 6.7 7.2 6.70 0.50
도6 내지 도 8, 및 표 1 및 표 2 를 참조하면, 제1유로와 제3유로 사이의 각도가 135°일 경우(본원에 따른 분말 분사기), 제1유로와 제3유로 사이의 각도가 90° 인 분말 분사기(종래의 분말 분사기)보다 빠른 속도로 분말을 분사할 수 있음을 확인할 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 공기 유입부
200 : 분말 혼합부
300 : 개폐 밸브
310 : 제1개폐 밸브
320 : 제2개폐 밸브
410 : 제1유로
420 : 제2유로
430 : 제3유로
440 : 합류 유로
450 : 공기 유로
500 : 체크 밸브
a : 공기 유로 및 제2개폐 밸브 사이에 형성된 유로
b : 공기 유로 및 제1개폐 밸브 사이에 형성된 유로
c : 제1개폐 밸브에서 분말 분사기 외부로 연장되도록 형성된 유로
d : 제1개폐 밸브 및 제1유로 사이에 형성된 유로
e : 제2개폐 밸브 및 제1유로 사이에 형성된 유로

Claims (9)

  1. 분말 분사기에 있어서,
    외부로부터 공기가 유입되는 공기 유입부;
    외부로부터 분말이 공급되는 분말 혼합부;
    상기 분말 혼합부로부터 이동된 유체와 상기 공기 유입부로부터 이동된 공기가 합류되어 외부로 배출되도록 구비되는 합류 유로;
    상기 공기 유입부에서 연장되는 공기 유로;
    상기 공기 유로에서 분기된 제 1 유로 및 제 2 유로;
    상기 분말 혼합부와 상기 합류 유로를 연결하는 제3 유로; 및
    상기 공기 유로와 제 1 유로, 및 상기 공기 유로와 상기 제 2 유로가 분기되는 위치에 배치된 개폐 밸브를 포함하되
    상기 제 1 유로는 상기 공기 유입부와 상기 분말 혼합부를 연결하고,
    상기 제 2 유로는 상기 공기 유입부와 상기 합류 유로를 연결하고,
    상기 개폐 밸브는, 제 1 유로 및 제 2 유로의 개폐 정도를 조절하고,
    상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로 중 적어도 하나가 개방될 경우, 상기 합류 유로를 통해 상기 분말 혼합부의 분말과 상기 공기 유입부에서 유입된 공기가 혼합된 유체 또는 상기 공기 유입부에서 유입된 공기가 배출되고,
    상기 제 1 유로를 통해 상기 분말 혼합부 상에 공급되는 공기는 상기 분말 혼합부로부터 상승하고 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하며 하강되고,
    상기 분말 혼합부로부터 이동된 유체는 상기 분말 혼합부 상에 공급된 공기 및 분말을 포함하는 것인,
    분말 분사기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 분말 혼합부 및 상기 합류 유로 사이의 각도는 120° 내지 150° 인, 분말 분사기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 유로 및 상기 분말 혼합부 사이의 각도는 120° 내지 150° 인, 분말 분사기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 유로 상에 형성되고, 상기 분말 혼합부로부터 이동된 유체가 상기 제1유로를 향해 역류되는 것을 억제하는 체크 밸브를 추가 포함하는 것인, 분말 분사기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 공기 유입부는 상기 공기를 흡입하기 위한 펌프 및 필터를 포함하는 것인, 분말 분사기.


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