KR20060134060A - 유체용 부품 보유 장치 - Google Patents

Abstract

부품이 경질 및 취성 재료로 구성되고 국소적 응력 증가에 의해 파괴될 수 있는 경우에는 부품을 유체 압력하에 유지할 때에 특별히 주의하여야 한다. 본 발명에 따르면, 예를 들면, 규소 또는 유리로 이루어진 이러한 하나의 유체용 부품은, 예를 들면, 실리콘 고무로 이루어져 있고 당해 부품의 외곽선 및 지지체의 내곽선에 적용되는 윤곽선을 갖는 탄성중합체 주형에 정렬된다. 탄성중합체 주형은 유체용 부품을 향해 이의 압력 면에 경사져 있다. 지지체의 조립 동안, 탄성중합체 주형은 대응부 위의 돌출부에 의해 변형되고, 균일하게 분포된 내부 응력으로 처리되며, 이어서 탄성중합체 주형이 이의 전체 높이에 걸쳐 유체용 부품을 둘러싼다. 상기 유동 지지체는 수용불가능한 국소 응력 피크 및 당해 부품의 임의의 변형을 방지한다. 당해 지지체는, 유체 압력이 극소 값으로부터 수백바까지 반복적으로 변동하는 경우에도, 유체로부터 봉쇄된다. 당해 지지체는 소형화 양태에서 유리 또는 규소로 이루어진 유체용 부품에 특히 적합하다. 상기 지지체는 의학 기술 분야, 예를 들면, 분사제 없이 에어로졸 또는 미스트를 생성하기 위한 소형화 분무기에서의 노즐에 사용되고, 의학적 활성 물질을 함유하는 액체의 무침 피하 주입에 사용된다.

유체용 부품, 규소, 유리, 탄성중합체 주형, 지지체, 유체 압력, 에어로졸, 미스트, 소형화 분무기, 노즐, 무침 피하 주입.

Description

유체용 부품 보유 장치{Device for holding a fluidic component}

본 발명은 특히 고압 영역에서 유체용 부품, 특히 노즐을 보유하는 장치에 관한 것이다. 마이크로공학 부품용 홀더, 특히 마이크로공학에 의해 제조되는 마이크로공학 노즐이 특히 중요하다. 이러한 노즐은, 예를 들면, 흡입에 사용된 분사제 비함유 의학적 에어로졸을 제조하기 위한 분무기에 사용된다.

본 발명의 목적은 또한 내마모성의 경질 및 일반적으로 취성 재료로 이루어진 유체용 부품의 보유성을 추가로 개선시키고 홀더의 의존성을 증가시키는 것이다.

예를 들면, 노즐 구경이 10㎛ 미만인 미세공학 노즐은, 예를 들면, 국제 공개공보 제WO 94/07607호 및 제WO 99/16530호에 기재되어 있다. 이에 의해 제조된 흡입 가능한 액적은, 분무될 액체의 압력이 5MPa(50bar) 내지 40MPa(400bar)인 경우, 평균 직경이 약 5㎛이다. 당해 노즐은, 예를 들면, 규소 및 유리의 얇은 시트로 제조될 수 있다. 당해 노즐의 외부 직경은 밀리미터 범위이다. 통상의 노즐은, 예를 들면, 2개의 시트로 이루어진, 1.1mm ×1.5mm ×2.0mm의 면을 갖는 입방형으로 구성된다. 유체용 부품을 보유하는 본 발명의 장치가 사용될 수 있는 분사제 비함유 에어로졸 제조용 분무기는 국제 공개공보 제WO 91/14468호 또는 제WO 97/12687호에 공지되어 있다.

용어 유체용 부품은, 가압 유체에 노출되고, 압력이 또한 부품 내부, 예를 들면, 노즐 구멍에 존재하는 부품을 의미한다. 이러한 부품은, 예를 들면, 당해 부품의 재료가 허용 불가능한 정도로 붕괴되거나 변형되지 않으면서 기계적 힘을 견딜 수 있는 경우, 경질 재료의 홀더로 압착함으로써 압밀을 유지할 수 있다. 고압에서는, 변형 가능한 재료, 예를 들면, 구리, 또는 큰 힘으로 압착할 수 있는 경질 재료의 밀봉이 사용된다. 취성 재료로 제조한 부품의 경우, 당해 부품을 압밀 보유하기 위한 공지된 방법은 상당한 노력과 많은 주의를 필요로 한다. 이러한 방식으로 보유된 유체용 부품의 사용 수명을 확실하게 예상하는 것은 불가능하다.

미국 특허 제3,997,111호에는 절단, 천공 또는 기계가공 재료에 사용되는 고속 유체 제트를 제조하는 유체 제트 절단 장치가 기재되어 있다. 노즐 바디는 원통형이고, 예를 들면, 사파이어 또는 강옥으로 구성되어 있다. 세팅 링은 노즐 캐리어에서 환형 오목부로 압착되고, 노즐 캐리어로부터 노즐 바디를 봉쇄한다.

미국 특허 제4,313,570호에는 노즐 바디가, 홀더 중의 오목부에 차례로 적층되는 탄성중합체 재료의 링에 의해 둘러싸여 있는 수 제트 절단 장치용 노즐 홀더가 기재되어 있다. 오목부는 직선의 원통형이다. 링의 단면은 직사각형이다. 오목부의 외부 표면 및 링의 외부 및 내부 표면은 노즐 바디의 축에 대해 동심원상으로 정렬되어 있고, 서로에 대해 및 노즐 바디의 축에 대해 평행하게 작동한다.

국제 공개공보 제WO 97/12683호에는, 유체 압력으로 처리되고, 내마모성의 경질 및 따라서 일반적으로 취성 재료로 이루어진 부품에 적합하며, 당해 부품의 과도하게 큰 국소 재료 장력을 생성하지 않는, 유체용 부품 보유 장치가 기재되어 있다. 유체용 부품은, 저압 면 위의 유체용 부품과 접촉하는 홀더에 정렬되어 있다. 유체용 부품은 탄성중합체성 형상부에 의해 둘러싸여 있고, 이의 외곽선은 홀더의 내곽선에 적용되어 있으며, 이의 내곽선은 유체용 부품의 외곽선에 적용되어 있다. 탄성중합체성 부품은 유체용 부품의 전체 원주를 둘러싼다. 탄성중합체성 부품의 하나 이상의 유리 표면은 가압 유체에 노출되어 있다. 홀더는 탄성중합체성 형상부가 밀어내는 내하부 위에 돌출부를 가질 수 있다. 낮은 유체 압력에서도 충분히 크고 탄성중합체성 형상부에 공간적으로 거의 균일하게 분포되어 있는 내부 장력을 탄성중합체성 형상부에서 생성하는 것은 어려운 것으로 판명되었다.

공지된 이러한 장치는, 중간 및 높은 유체 압력으로 실질적으로 일정하게 처리할 때의 압밀을 증명하였다. 높은 피크 값과 매우 낮은 값 사이에서 변동하는 교차 유체 압력으로 처리하는 경우, 공지된 장치는 장기간 사용하기 위한 개선이 요구된다.

따라서, 장기간 사용시에 급격하게 변동하는 유체 압력으로부터 교차 부하 처리하는 경우에도 확실하게 기밀성인 유체용 부품 보유 장치를 제공하는 문제가 발생한다. 필요한 부품은 제조가 저렴해야 하고, 또한 비교적 용이하게 조립할 수 있어야 한다.

이러한 문제는, 교차 유체 압력으로 처리되고 유체용 부품이 내부에 정렬되는 홀더를 포함하는, 유체용 부품 보유 장치에 의해 본 발명에 따라 해결된다. 홀더는 저압 말단부에서 유체용 부품과 접촉한다. 당해 장치는 전체 원주에 걸쳐 유체용 부품을 둘러싸는 탄성중합체성 형상부를 포함한다. 탄성중합체성 형상부의 외곽선은 홀더의 내곽선에 적용되고, 탄성중합체성 형상부의 내곽선은 유체용 부품의 외곽선에 적용된다. 탄성중합체성 형상부는 가압 유체에 노출되는 하나 이상의 유리 표면을 갖는다. 홀더는 고압 말단부에서 대응부에 고정되며,

당해 장치의 조립 전에, 탄성중합체성 형상부는 유체 압력과 접한 면 위의 유체용 부품을 향해 모따기(chamfer)되어 있고,

대응부에는, 외곽선이 홀더의 내곽선에 적용되는 환형 돌출부가 제공되어 있고, 대응부를 갖는 홀더의 조립 후에, 돌출부는 홀더로 돌출하여 탄성중합체성 형상부를 변형시키며, 그 결과, 균일하게 분포된 내부 장력이 탄성중합체성 형상부에서 생성되고,

대응부 위의 돌출부 용적은 모따기 영역에서 탄성중합체성 형상부로부터 소실되는 용적에 적용되고,

대응부를 갖는 홀더의 조립 후에 변형되고 내부 장력으로 처리된 탄성중합체성 형상부는 대응부까지의 공간을 실질적으로 완전히 충전한다.

탄성중합체성 형상부는 이의 고압 말단부에서 오목부를 향해 모따기되어 있다. 모따기는, 예를 들면, 환형, 타원형 또는 직사각형일 수 있는 짙은 선 위의 고압 말단부에서 탄성중합체성 형상부의 덮개 표면에서 개시된다. 모따기는, 예를 들면, 일정한 입사각을 갖거나, 또는 입사각은 방위각 방향으로 변할 수 있다. 후자의 경우, 입방형 유체용 부품의 보다 짧은 면 방향보다는 입방형 유체용 부품의 보다 긴 면 방향으로 보다 짧은 것이 바람직하다. 탄성중합체성 형상부에 오목부를 갖는 모따기의 교선은 일정한 수준으로 연장할 수 있거나, 교선은 곡선일 수 있 다.

대응부 위의 돌출부는 바람직하게는 환형일 수 있고, 일정한 폭을 가질 수 있다. 돌출부의 외곽선은 바람직하게는 홀더의 내곽선에 적용된다. 더욱이, 돌출부의 내곽선은 유체용 부품의 외곽선에 적용될 수 있다. 대응부 위의 돌출부는 일정한 폭을 가질 수 있고, 이의 원주 위에 일정한 높이를 가질 수 있거나, 당해 돌출부는 폭 및/또는 높이가 변할 수 있으며, 이는, 예를 들면, 입방형 유체용 부품의 보다 짧은 2개 면에 반대 방향으로 배치된 2개 부분에서보다 입방형 유체용 부품의 보다 긴 2개 면에 반대 방향으로 배치된 2개 부분에서 보다 높을 수 있다. 이러한 방식으로, 탄성중합체성 형상부는, 홀더 및 대응부가 함께 위치하고 탄성중합체성 형상부에서 내부 장력의 공간적 분포에 영향을 미치는 경우, 몇몇 부분에서 상이한 정도로 변형될 수 있다. 탄성중합체성 형상부의 내부 장력은, 이의 압축에 의해서가 아니라, 탄성중합체성 형상부의 변형에 의해 실질적으로 생성된다. 탄성중합체성 형상부의 변형 및 탄성중합체성 형상부에서 장력의 분포는 유한 요소 방법(finite elements method; FEM)으로 측정할 수 있다.

탄성중합체성 형상부는 바람직하게는 주입 주형부로서 제작된다. 예비 탄성중합체는 버블로부터 홀더 및 유체용 부품의 윤곽선에 적용되는 주형으로 자유롭게 부어 넣는다. 이러한 종류의 탄성중합체성 형상부는 압축 불가능한 유체와 다소 유사하게 거동한다. 이는 홀더 및 유체용 부품에 정확하게 고정된다. 탄성중합체성 형상부는, 홀더 및 유체용 부품 위에 인접하는 면이 아닌, 압력 말단부에서 유체 압력에 노출될 뿐이다. 탄성중합체성 형상부는 유체용 부품 위의 압력을 보상 한다. 탄성중합체성 형상부는 저압 면을 향해 유리 표면을 갖지 않는다. 탄성중합체성 형상부는, 예를 들면, 천연 고무 또는 합성 고무, 예를 들면, 실리콘 고무, 폴리우레탄, 에텐-프로펜 고무(EPDM), 불소 고무(FKM) 또는 니트릴-부타디엔 고무(NBR) 또는 상응하는 고무로 이루어질 수 있다.

유체용 부품은 내마모성의 경질 및 따라서 일반적으로 취성 재료(예: 규소, 유리, 세라믹, 원석, 예를 들면, 사파이어, 루비, 다이아몬드)로 이루어지거나, 내마모성의 경질 표면을 갖는 연질 재료(예: 플라스틱, 화학적으로 금속화된 플라스틱, 구리, 경질 크롬 판상 구리, 동, 알루미늄, 강, 경화 표면을 갖는 강, 물리적 증착(PVD) 또는 화학적 증착(CVD)에 의해 제조한 내마모성 표면, 예를 들면, 질화티탄(TiN) 또는 금속 및/또는 플라스틱 상의 다결정질 다이아몬드)로 이루어질 수 있다. 유체용 부품은 1조각으로 제조되거나 다수의 조각으로 구성될 수 있고, 당해 조각은 상이한 재료로 이루어질 수 있다. 유체용 부품은 공동, 공극 또는 채널 구조를 함유할 수 있다. 공극에 있어서는, 예를 들면, 필터 또는 증발 방지 수단으로서 작용하는 미세 구조일 수 있다. 채널은 분무기 노즐용 노즐 채널일 수 있다. 분무기 노즐은, 이의 축이 서로 평행하게 연장하거나 서로에 대해 경사질 수 있는 하나 이상의 노즐 채널을 함유할 수 있다. 예를 들면, 이의 축이 하나의 평면에 배치되고 노즐 외부에서 교차하는 2개의 노즐 채널이 존재하는 경우, 배출되는 2개의 유체 제트는 당해 축의 교차 지점에서 합류하고, 당해 유체는 분무화된다.

홀더는 실질적으로 임의의 목적하는 재료, 바람직하게는 금속 또는 플라스틱 으로 이루어질 수 있고, 선회 바디 또는 임의의 다른 형상의 바디일 수 있다. 홀더는, 예를 들면, 이의 리드 말단에서 출발하여 이의 축이 선회 바디 축에 부합하는, 회전 대칭 오목부를 함유하는 포트형 선회 바디일 수 있다. 이러한 오목부는 원통형이거나 절단된 원뿔 형상으로 존재할 수 있고, 직경이 보다 큰 절단된 원뿔 말단은 홀더의 리드 말단에 배치되어 있다. 오목부의 외부 표면은 홀더의 내곽선을 형성한다. 이는 주형으로서, 주조로서 또는 가공(예를 들면, 기계 가공, 에칭, 부식, 삭제)에 의해 재료를 제거함으로써 제조할 수 있다.

대응부는 금속 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다.

탄성중합체성 주형 및 유체용 부품을 함유하는 홀더는 대응부와 함께 조립된다. 모따기를 함유하는 탄성중합체성 형상부 면은 대응부를 접하고 있다. 홀더의 엣지는 대응부 위에 잔류한다. 유체용 부품은, 바람직하게는 탄성중합체성 형상부가 홀더 중의 오목부에 삽입되기 전에, 탄성중합체성 형상부로 밀어낼 수 있다. 홀더는 대응부로의 조임, 붙임, 용접, 주름잡기, 주조 또는 가압 고정 또는 스냅 고정에 의해 대응부에 부착시킬 수 있다. 홀더는 바람직하게는 단일 너트로 대응부에 고정시킬 수 있다.

바람직한 양태에 있어서, 대응부는 홀더에 접속되는 부분에서 선회 바디로서 형성된다. 고압하에 존재하는 유체는, 예를 들면, 동축인 대응부에서 채널을 통해 홀더로 유도된다. 유체는 유체용 부품 중의 채널 구조에 유입되고, 홀더 기부 영역에 이의 저압 말단부에서 유체용 부품을 잔류시킨다. 유체 압력은 탄성중합체성 형상부 위의 무용 용적 속에서 작용한다. 본 발명에 따르는 장치는 다음과 같은 잇점을 갖는다:

ㆍ 탄성중합체성 형상부 내의 장력은, 탄성중합체성 형상부가 조립 동안 하부로 밀어내는 홀더 내부에서 형성된 환형 돌출부에 의해 공지된 홀더 양태로 제조할 수 있는 장력보다 공간적으로 보다 균일하게 분포되어 있다.

ㆍ 탄성중합체성 형상부 내의 장력은, 형상부 자체의 재료 특성에 의해서 뿐만 아니라, 모따기의 결과로서 무장력 탄성중합체성 형상부로부터 부재하는 용적에 대한 대응부 위의 돌출부 용적의 비에 의해 조절할 수 있다.

ㆍ 유체용 부품은 장력하에 존재하는 탄성중합체성 형상부에 의해 이의 전체 높이로 둘러싸여 있다.

ㆍ 본 발명에 따르는 장치는, 최대 압력(40MPa 이상)과 최소 압력(약 0.1MPa) 사이의 차이가 큰 변동 압력에서 장기간 사용시에 압밀성이다.

ㆍ 내부 장력으로 처리된 변형 탄성중합체성 형상부와 홀더와 접한 대응부 면 사이의 무용 용적은 작은 상태로 유지될 수 있다. 동시에, 홀더를 대응부에 연결하는 경우에 내성을 균등하게 한다.

ㆍ 홀더를 대응부에 연결하는 동안 탄성중합체성 형상부의 조절된 변형은 탄성중합체성 형상부가 유체용 부품 중의 개방부를 통해 팽윤하는 것을 방지한다.

유체용 부품을 보유하기 위한 본 발명에 따르는 장치는, 예를 들면, 소형화 고압 분무기(예: 국제 공개공보 제WO 91/12687호에 따름), 무침 주입기(예: 국제 공개공보 제WO 01/64268호에 따름) 또는 안과 의학적 제형을 위한 어플리케이터(예: 국제 공개공보 제WO 03/002045호에 따름)에 사용된다. 이러한 종류의 장치로 투여된 의학적 유체는 용매에 용해된 약제학적 물질을 함유할 수 있다. 적합한 용매에는, 예를 들면, 물, 에탄올 또는 이들의 혼합물이 포함된다. 약제학적 물질의 예에는 베로텍(페노테롤-하이드로브로마이드), 아트로벤트(이프라트로피움 브로마이드), 베로듀알(페노테롤-하이드로브로마이드와 이프라트로피움 브로마이드의 배합물), 살부타몰(또는 알부테롤), 1-(3,5-디하이드록시-페닐)-2-[[1-(4-하이드록시-벤질)-에틸]-아미노]-에탄올-하이드로브로마이드), 콤비벤트, 옥시벤트(옥시트로피움-브로마이드), Ba 679(티오트로피움 브로마이드), BEA 2180(디-(2-티에닐)글리콜산-트로페놀에스테르), 플루니솔리드, 부데소나이드 등이 포함된다. 이의 예는 국제 공개공보 제WO 97/01329호 또는 제WO 98/27959호에서 발견할 수 있다.

본 발명에 따르는 장치는 도면을 참조로 하여 보다 상세하게 설명된다:

도 1a는 오목부(2)가 제공된 포트형 홀더(1)를 단면 및 대각 입면으로 나타낸 것이다. 개방부(3)는 홀더의 기부에 제공된다.

도 1b는 탄성중합체성 형상부(4) 및, 2개의 부분으로 구성되고 탄성중합체성 형상부에 삽입된 입방형 유체용 부품(5)을 단면 및 대각 입면으로 나타낸 것이다. 2개 부분의 접촉 표면에서, 노즐 구경(6)과 같이 멀리 연장하는 노즐 구조가 제공된다. 고압 말단부에서 탄성중합체성 형상부(4)의 상부 표면은 탄성중합체성 형상부의 축에 수직인 환형 영역(7)에 위치한다. 탄성중합체성 형상부의 모따기(8)는 탄성중합체성 형상부의 상부 표면 위에서 개시하고, 유체용 부품의 외부 표면과 같이 멀리 연장한다.

도 1c는, 탄성중합체성 형상부와 접한 면 위에 구멍(10)과 환형 돌출부(11) 를 갖는 대응부(9)를 단면 및 대각 입면으로 나타낸 것이다.

도 2는 대응부(21) 위의 돌출부(11)의 또 다른 양태를 대각 입면으로 나타낸 것이다. 돌출부(11)는 직경 반대 방향의 2개 영역(23a, 23b)에서보다 직경 반대 방향의 2개 영역(22a, 22b)에서 보다 높다. 홀더를 대응부에 연결하는 경우, 돌출부(11)의 보다 높은 영역(22a, 22b)은 당해 영역(23a, 23b)보다 탄성중합체성 형상부를 더욱 변형시킨다.

도 3a, 도 4a 및 도 5a는 탄성중합체성 형상부의 수직 도면을 나타낸 것이다. 도 3b, 도 4b 및 도 5b는 탄성중합체성 형상부의 단면을 나타낸 것이다. 탄성중합체성 형상부는 입방형 유체용 부품을 위한 입방형 오목부(31)를 함유한다. 도 3b에서의 단면은 도 3a에서 라인 A-A를 따라 이동하고, 라인 A-A는 오목부(31)의 보다 긴 면에 수직으로 이동한다. 도 4b에서의 단면은 도 4a에서 라인 B-B를 따라 이동하고, 라인 B-B는 오목부(31)의 보다 짧은 면에 수직으로 이동한다. 도 5b에서의 단면은 도 5a에서 라인 C-C를 따라 이동하고, 라인 C-C는 오목부(31)에 대각선으로 이동한다. 모따기(8)와 오목부(31)와의 교선(32)은 일정한 수준으로 이동한다. 모따기(8)의 경사각(당해 부품의 주축으로부터 측정함)은 도 3b에서 최대이고 도 5b에서 최소이며, 도 4b에서의 경사각은 중간 값을 갖는다.

도 6은 유체용 용기 위에 적층된 조립 홀더의 단면을 나타낸 것이다. 홀더(1)는 탄성중합체성 형상부(4)를 유체용 부품(5)과 함께 이의 오목부에 함유한다. 대응부(9)는 홀더의 엣지에 배치되어 있다. 대응부(9) 위의 돌출부(11)는 홀더(1) 중의 오목부로 돌출하고, 탄성중합체성 형상부(4)를 변형시킨다. 유체에 노 출된 탄성중합체성 형상부의 측면(61)은 볼록면이지만, 변형된 탄성중합체는 유체용 부품 중의 노즐 구조까지 직접 연장하지는 않는다. 점선(64a) 및 (64b)는 홀더의 조립 전에 모따기된 형상부(4)의 윤곽선을 나타낸다. 무용 용적(63)은 홀더의 조립 동안 내성을 균등하게 하고, 이는 최소로 감소된다. 홀더는 대응부(9) 및 단일 너트(62)에 의한 유체의 하우징부(65)에 고정된다.

유체의 유동 방향은 화살표로 나타낸다. 홀더의 저압 말단부는 노즐 구경(6)을 함유하는 표면에 배치되어 있다. 유체 중의 고압은 유체용 부품(5) 내부, 무용 용적(63) 내부, 대응부(9)의 구멍 내부 및 유체를 함유하는 하우징부 내부의 채널 구조에서 작용한다.

도 7a, 7b 및 7c는 본 발명에 따르는 홀더를 교차 평행선 무늬 단면으로 나타낸 것이고, 도 8a, 8b 및 8c는 이를 종래 기술에 따르는 교차 평행선 무늬 단면의 양태와 비교한 것이다.

도 7a는 본 발명에 따르는 홀더의 조립 전에 유체용 부품(5)이 내부에 삽입된 모따기된 탄성중합체성 형상부(4a)를 나타낸다. 탄성중합체성 형상부는 외부 엣지에서 유체용 부품과 실질적으로 동일한 높이이지만, 오복부에서 유체용 부품과의 접촉 부분에서는 보다 낮다. 탄성중합체성 형상부는 아직 비변형되어 있고, 여전히 내부 장력하에 존재하지 않는다. 도 7b는, 탄성중합체성 형상부를 변형시키고 내부 장력을 탄성중합체성 형상부의 내부에서 생성시키는 링(71)의 삽입 후의 상황을 나타낸 것이다. 변형된 탄성중합체성 형상부는 이의 상부 엣지와 같이 멀리 떨어져 있는 유체용 부품까지 연장한다. 탄성중합체성 형상부의 볼록성은 유체 용 부품의 높이 이상까지 돌출하지 않는다. 도 7c는 홀더의 조립 후의 변형된 탄성중합체성 형상부를 나타낸다. 삽입된 돌출부(11)는 탄성중합체성 형상부를 변형시킨다. 작은 무용 용적(63)은 변형된 탄성중합체성 형상부와 대응부의 기부 사이에 존재한다.

도 8a는 종래 기술에 따르는 홀더의 조립 전에 내부에 삽입된 유체용 부품(5)을 갖는 (비-모따기된) 탄성중합체성 형상부(74a)를 나타낸다. 탄성중합체성 형상부는 유체용 부품보다 낮다. 탄성중합체성 형상부는 변형되어 있지 않고, 내부 장력하에 있지 않다. 도 8b는, 탄성중합체성 형상부가 홀더 외부로 떨어지거나 홀더 내부로 미끄러지는 것을 방지하지만 탄성중합체성 형상부를 변형시키지 않는 링(71)의 부가 후의 상황을 나타낸다. 도 8c는 대응부(9)를 사용하는 홀더의 조립 후의 비변형 탄성중합체성 형상부를 나타내며, 대응부(9) 위에는 환형 돌출부(11)가 제공된다. 도 8c에서 무용 용적(75)은 도 7c에서의 무용 용적(63)보다 크다.

소형화 구성의 분무기 노즐의 적층

이 장치는 외부 직경이 6.0mm이고 높이가 2.6mm인 강으로 제조한 원통형 홀더로 구성된다. 이는 절단 원뿔의 기부에서 내부 직경이 4.0mm인 절단 원뿔형 오목부를 함유한다. 홀더의 기부는 직경 0.8mm의 구멍을 함유한다. 홀더의 기부는 구멍 부근에서 두께가 0.4mm이다.

실리콘 고무로 제조한 탄성중합체성 형상부의 외곽은 원통형이다. 홀더에 삽입하기 전에, 원통은 직경이 4.2mm이고 외부 표면에서의 높이가 2.1mm이다. 이는 폭 1.3mm 및 길이 2.8mm의 대칭 정렬된 오목부를 함유하고, 이는 탄성중합체성 형상부을 축으로 통과한다.

탄성중합체성 형상부는 이의 고압 말단부에서 오목부를 향해 모따기되어 있다. 모따기는 직경이 3.2mm인 원에 걸쳐 원통의 덮개 표면에서 개시된다. 모따기는 오목부와의 교선에서 0.7mm의 일정한 깊이로 직각 오목부를 향해 상이한 경사로 이동한다.

유체용 부품은 분무기 노즐로서 제작된다. 당해 노즐은 2개의 규소 시트로 구성된 입방체이고, 폭 1.4mm, 길이 2.7mm 및 높이 2.1mm이다. 시트의 접촉 표면에서, 당해 노즐은 미세공학 필터와 미세공학 증발 장치가 제공되는 오목부를 함유한다. 유체가 노즐을 이탈한 노즐 면에서, 오목부는 폭 8㎛, 깊이 6㎛ 및 길이 약 200㎛의 2개의 각 채널로 합류한다. 2개 채널의 축은 하나의 평면에 배치되어 있고, 서로에 대해 약 90˚각도로 경사져 있다. 2개의 노즐 구멍은 분무기 노즐 외부에서 서로에 대해 약 100㎛ 이격되어 있다.

실질적으로 원통형 대응부에는 홀더와 접한 이의 면에 환형 돌출부가 제공된다. 돌출부는 외부 직경이 3.15mm이고 내부 직경이 2.9mm이며 일정 높이가 0.6mm이다. 대응부는 직경 0.4mm의 축 구멍을 함유한다.

당해 장치는 단일 너트에 의해 대응부에 고정된다. 대응부는 분무 액체를 함유하는 용기 부분이다. 액체는 약 15㎕의 양으로 소형화 고압 피스톤 펌프에 의해 용기로부터 분무기 노즐로 운송된다.

분무기 노즐 내부의 유체 압력의 피크 값은 약 65MPa(650bar)이고, 분무 종결 후에는 실질적으로 표준 공기압(약 0.1MPa)로 다시 저하된다.

Claims (10)

1. 유체용 부품이 정렬되어 있고 저압 말단부에서 유체용 부품과 접촉하는 홀더 내부와 유체용 부품의 전체 주변을 둘러싸고 있는 탄성중합체성 형상부를 포함하는, 변동성 유체 압력에 적용되는 유체용 부품 보유 장치에 있어서,

   탄성중합체성 형상부의 외곽선이 홀더의 내곽선과 합치되고, 탄성중합체성 형상부의 내곽선이 유체용 부품의 외곽선과 합치되며, 탄성중합체성 형상부가 가압 유체에 노출되는 하나 이상의 유리 표면을 갖고, 홀더가 대응부에 대한 고압 말단부에 고정되어 있으며,

   당해 장치의 조립 전에, 탄성중합체성 형상부가 유체 압력과 접한 면 위의 유체용 부품을 향해 모따기(chamfer)되어 있고,

   대응부에는, 외곽선이 홀더의 내곽선에 적용되는 환형 돌출부가 제공되어 있고, 대응부를 갖는 홀더의 조립 후에, 돌출부가 홀더로 돌출하여 탄성중합체성 형상부를 변형시키며,

   대응부 위의 돌출부 용적이 모따기 영역에서 탄성중합체성 형상부로부터 소실되는 용적에 적용되고,

   대응부를 갖는 홀더의 조립 후에 변형된 탄성중합체성 형상부가 대응부까지의 공간을 실질적으로 완전히 충전함을 특징으로 하는, 유체용 부품 보유 장치.
2. 제1항에 있어서, 탄성중합체성 형상부와 당해 탄성중합체성 형상부 중의 오 목부와의 교선이 일정 수준으로 연장되어 있는, 유체용 부품 보유 장치.
3. 제1항에 있어서, 대응부 위의 돌출부 윤곽선이 홀더의 내곽선에 적용되어 있는, 유체용 부품 보유 장치.
4. 제1항에 있어서, 대응부 위의 돌출부가 환형이고 일정한 폭과 일정한 높이를 갖는, 유체용 부품 보유 장치.
5. 제1항에 있어서, 대응부 위의 돌출부가 환형이고 이의 폭이 원주를 따라 변화하는, 유체용 부품 보유 장치.
6. 제1항에 있어서, 대응부 위의 돌출부가 환형이고 이의 높이가 원주를 따라 변화하는, 유체용 부품 보유 장치.
7. 의학적 활성 물질을 함유하는 유체를 분무하기 위한, 소형화 고압 분무기용 분무기 노즐로서 제작되고 전체 주변부를 따라 탄성중합체성 형상부에 의해 둘러싸여 있으며, 장치의 조립 전에, 탄성중합체성 형상부가 유체 압력에 노출된 면 위의 유체용 부품을 향해 모따기되어 있는, 유체용 부품 보유 장치의 용도.
8. 제7항에 있어서, 액체를 폐에 투여되는 에어로졸로 분무하기 위한 용도.
9. 의학적 활성 물질을 함유하는 유체를 무침 피하 주입하기 위한, 소형화 무침 주입기용 주입기 노즐로서 제작되고 전체 주변부를 따라 탄성중합체성 형상부에 의해 둘러싸여 있으며, 장치의 조립 전에, 탄성중합체성 형상부가 유체 압력에 노출된 면 위의 유체용 부품을 향해 모따기되어 있는, 유체용 부품 보유 장치의 용도.
10. 안과용 약제학적 제형을 투여하기 위한, 소형화 분무기용 분무기 노즐로서 제작되고 전체 주변부를 따라 탄성중합체성 형상부에 의해 둘러싸여 있으며, 장치의 조립 전에, 탄성중합체성 형상부가 유체 압력에 노출된 면 위의 유체용 부품을 향해 모따기되어 있는, 유체용 부품 보유 장치의 용도.

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