KR20190121553A - 분사량 조절이 가능한 분말 분사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분말상의 물질을 표적부위에 균일하게 분사할 수 있는 2방향 공기 흐름 방식의 분말 분사장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 분말 분사장치는 분말의 분사를 야기하는 공기 흐름과 저장부로부터 노즐로 분말을 이송시키는 공기 흐름을 별도로 이루어지도록 하는 2방향 공기 흐름 방식을 채택함으로써, 원활한 분말의 분사가 가능하다. 아울러, 분사되는 공기 중에 포함되는 분말 비율을 조절할 수 있는 구조를 가지며, 또한, 저장부로 공기를 전달하는 제1유로의 말단 높이가 저장부에 수용되는 분말의 수용높이보다 높게 설정되어 분말이 역류되는 현상을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Description

분사량 조절이 가능한 분말 분사장치 {Powder spray device in which the spray amount is controllable}
본 발명은 분사량 조절이 가능한 분말 분사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분사되는 공기 중에 포함되는 분말의 비율이 조절 가능한 분말 분사장치에 관한 것이다.
분말 분사장치는 분말상의 약제를 수술부위나 환부에 분사하기 위하여 사용된다. 분말 분사 장치는 적절한 사용을 위해 공기 분사력 및 상황에 따른 분말량의 조절이 요구되고 있다.
이러한 분말 분사장치와 관련하여 대한민국 등록특허 제10-1397600호 (2013.06.10.)는 약제 수용 공간의 약제를 벨로우즈 형태의 공기 공급부를 이용하여 외부로 배출하는 분말 분사장치를 개시하고 있다. 한편, 상기 특허는 간편한 일회용 분사 장치를 제공하나 낮은 분사력과 분사량 조절이 불가한 단점이 있다.
아울러, 대한민국 등록특허 제10-1341821호 (2013.12.10.)는 제어패널의 제어에 의해 공기를 생산하는 압축기를 구비하여 약제를 상처 부위에 도포하는 분말 분사장치(의료용 분말 분사장치)를 개시하고 있다. 그러나, 상기 분말 분사장치는 별도 동력이나 압축 공기를 사용하는 방식으로서 별도의 분말 조절장치 없이 공기량으로 분사력과 분사량을 조절하여야 하는 불편함이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1722760호는 도관의 막힘 현상과 도관으로 수분이 역류현상을 개선한 분말 분사장치(분말 분사용 디스펜서)에 대해서 개시하고 있다. 그러나, 이는 상술한 특허와 마찬가지로 별도의 전원이나 압축 공기를 사용하여 분말을 분사하여야 하며, 분사 중에 분말량의 조절이 불가능하다.
이렇듯, 종래의 분말 분사장치는 분말상의 약제가 상황에 맞게 분사력과 분사량 조절이 되어야 하지만, 그렇지 못한 경우 필요 이상 많은 양을 도포하여야 하는 문제점이 있다.
특히, 상술한 분말 분사장치 중 일 방향 공기 흐름 방식(one-way air flow)으로, 만족할만한 분사력을 얻기 어려웠으며, 2방향 공기 흐름 방식의 경우에도 분사되는 공기 중의 분말 비율의 조절이 불가능한 단점이 있었다.
따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 분말 분사장치의 개발이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1397600호 대한민국 등록특허 제10-1341821호 대한민국 등록특허 제10-17222760호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 정량의 분말을 표적부위에 균일하게 분사할 수 있는 2방향 공기 흐름 방식의 분말 분사장치를 제공하고자 한다.
특히, 분사되는 분말의 분사량을 조절할 수 있는 분사량 조절이 가능한 분말 분사장치를 제공하고자 한다.
아울러, 분말의 엉킴으로 인한 유로의 막힘 현상과 분말이 역류하는 현상을 개선할 수 있는 분말 분사장치를 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명의 일 실시예에서,
노즐을 통하여 분말을 분사하는 분사부;
분사부의 일측에 유체 연결되어 공기를 공급하는 공기 공급부; 및
분사부의 상부에 체결되며, 분말을 저장하는 저장부; 를 포함하며,
분사부는
공기 공급부로부터 공급되는 공기를 저장부 내부로 공급하는 제1유로;
공기 공급부로부터 공기를 공급받아 노즐을 통해 분말을 토출하는 제2유로;
저장부와 제2유로를 연통하여, 저장부에 수용된 분말을 제2유로로 공급하는 제3유로; 및
제2유로와 제3유로가 합지되는 영역; 을 포함하며,
상기 제2유로와 제3유로가 합지되는 영역에 분사량 조절부를 포함하고,
상기 제1유로 말단의 높이는 저장부에 수용되는 분말의 수용높이보다 높게 형성된 것을 특징으로 하는 분말 분사장치를 제공한다.
본 발명에 따른 분말 분사장치는 분말의 분사를 야기하는 공기 흐름과 저장부로부터 노즐로 분말을 이송시키는 공기 흐름을 별도로 이루어지도록 하는 2방향 공기 흐름 방식을 채택함으로써, 원활한 분말의 분사가 가능하다.
특히, 본 발명에 따른 분말 분사장치는 분사량 조절부를 포함하고 있어, 분사되는 공기 중 포함되는 분말의 비율을 용이하게 조절할 수 있다.
아울러, 저장부로 공기를 전달하는 제1유로의 말단 높이가 저장부에 수용되는 분말의 수용높이보다 높게 설정되어 분말이 공기 공급부로 역류되는 현상을 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 분해사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 벤츄리 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 분사량 조절부를 도시한 도면이다((a) 밸브 챔버와 밸브 플레이트의 결합전, (b) 밸브 챔버와 벨브 플레이트의 결합 후).
도 7은 분사량 조절부를 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 사용양태도이다((a) 제1유출구 개방, (b) 제2유출구 개방, (c) 제3유출구 개방).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 연결관 및 접촉 방지부재를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 사용양태도이다.
본 발명은 분말 분사장치에 관한 것으로, 분말을 표적부위에 균일하게 분사할 수 있는 분말 분사장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 분말 분사장치는 분말의 분사를 야기하는 공기 흐름과 저장부로부터 노즐로 분말을 이송시키는 공기 흐름을 별도로 이루어지도록 하는 2방향 공기 흐름 방식을 채택함으로써, 원활한 분말의 분사가 가능하다.
특히, 본 발명에 따른 분말 분사장치는 분사량 조절부를 포함하고 있어, 분사되는 분말의 분사량을 용이하게 조절할 수 있다.
아울러, 저장부로 공기를 전달하는 제1유로의 말단 높이가 저장부에 수용되는 분말의 수용높이보다 높게 설정되어 분말이 역류되는 현상을 개선할 수 있는 효과가 있다.
설명에 앞서, 본 발명에서 사용하는 용어들 중 "분말 분사장치" 란, 분말을 표적부위, 바람직하게는 수술부위나 환부에 분사하기 위한 분사장치를 의미한다. 여기서, 분말은 평균 입경이 1 내지 1000 ㎛ 범위의 분말일 수 있으며, 분말상의 약제, 화장품 등일 수 있다. 한편, 상기 분말이 약제인 경우, 지혈제, 항생제, 살균제 등일 수 있으며, 바람직하게는 지혈제를 의미할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 용어들 중 "일측" 이란, 분사부를 기준으로 공기를 공급하는 측을 의미하는 것으로, 분말이 분사되는 노즐의 반대측을 의미한다. "타측" 이란, 분사부를 기준으로 공급된 공기와 분말이 토출되는 측을 의미하는 것으로, 일측의 반대측을 의미한다.
아울러, "말단"이란, 임의의 구성에서 맨 끄트머리 부분, 즉 한 끝을 의미하는 것으로, "제1유로의 말단"은 제1유로의 끝을 의미한다. 참고로, 제1유로의 일단은 공기 공급부와 연결된 단부를 의미할 수 있으며, 제1유로의 말단은 공기 공급부와 연결된 일단으로부터 가장 끄트머리 부분인 제1유로에서 공기가 토출되는 끝부분을 의미할 수 있다.
또한, "표적부위(target site)"라 함은 분말을 제공하고자 하는 생체부위를 의미하는 것으로, 수술부위 또는 환부를 의미할 수 있다.
한편, 공기 공급부에서 제공되는 공기는 일종의 압축공기를 의미할 수 있으며, 구체적으로, 압력을 가하여 부피를 축소시켜 고압의 압축공기를 의미할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 측면도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 분해사시도, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 단면도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 벤츄리 구조를 설명하기 위한 도면, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 분사량 조절부를 도시한 도면((a) 밸브 챔버와 밸브 플레이트의 결합전, (b) 밸브 챔버와 벨브 플레이트의 결합 후), 도 7은 분사랑 조절부를 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 사용양태도((a) 제1유출구 개방, (b) 제2유출구 개방, (c) 제3유출구 개방), 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 연결관 및 접촉 방지부재를 나타낸 도면, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 사용양태도이다.
이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 분말 분사장치를 상세히 설명한다.
본 발명은 분말 분사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분말을 표적부위에 균일하게 분사할 수 있으며, 분사되는 분말의 분사량을 용이하게 조절할 수 있는 분말 분사장치에 관한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치(10)는 분사부(100), 공기 공급부(200) 및 저장부(300)를 포함하여 구성된다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치(10)는 분말을 노즐(121)을 통하여 표적부위에 분사하는 분사부(100), 분사부(100)의 일측에 유체 연결되어 공기를 공급하는 공기 공급부(200), 분사부(100)의 상부에 체결되며, 분말을 저장하는 저장부(300)를 포함하여 구성된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치(10)는 공기 공급부(200)로부터 공기를 공급받아 저장부(300)에 저장된 분말을 분사부(100)를 통하여 표적부위에 분사하는 분말 분사장치(10)에 관한 것이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치(10)는 분말을 분사하기 위한 용도로 사용될 수 있으며, 저장부(300)에 저장된 분말은 어떠한 성분이어도 무관하다. 다만, 분말 분사장치(10)에 사용되는 분말로서 개복 수술이나 신체 내부 조직의 수술 시에 지혈제 등의 분말을 분사하는 장치로 사용될 수 있다.
아울러, 저장부(300)는 분말을 저장하는 공간으로, 분사부(100)에 형성된 연결수단(140)에 체결됨으로써, 후술하게 되는 분사부(100)의 제1유로(110) 및 제3유로(130)와 서로 연통될 수 있다.
그 재질로는 내용물과 반응하지 않는 범위 내에서 플라스틱, 유리, 및 금속 등을 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.
이하, 도 3과 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치(10)의 분사부(100)를 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분사장치(10)의 분사부(100)는 공기 공급부(200)로부터 공급되는 공기를 저장부(300) 내부로 공급하는 제1유로(110), 공기 공급부(200)로부터 공기를 공급받아 노즐(121)을 통해 분말을 토출하는 제2유로(120) 및 저장부(300)와 제2유로(120)를 연통하여 저장부(300)에 수용된 분말을 제2유로(120)로 공급하는 제3유로(130)를 포함한다.
먼저, 제1유로(110)는 공기 공급부(200)로부터 공급받은 공기를 분말(1)이 저장되어 있는 저장부(300) 내부로 이송시키기 위한 관이다. 구체적으로, 제1유로(110)의 일측은 공기 공급부(200)와 연통되며, 타측은 분말(1)을 수용하는 저장부(300)와 연통된다. 이때, 제1유로(110)의 타측은 저장부(300)와 연통되며, 저장부(300) 내부에서는 길이방향으로 확장되어 공기 공급부(200)에서 공급하는 공기를 저장부(300)의 상부방향으로 안내할 수 있다.
저장부(300) 내부에서 제1유로(110)는 저장부(300)의 중심축에 연결될 수 있으며, 길이방향으로 확장되어 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1유로(110)의 말단은 저장부(300)에 수용되는 분말(1)의 수용높이보다 높은 것을 특징으로 한다. 여기서, 제1유로(110)의 말단은 제1유로(110)의 타단을 의미한다.
구체적으로, 제1유로(110) 말단과 수용되는 분말의 수용높이는 소정의 높이차(△H)를 형성할 수 있다.
그 높이차(△H)는 0.5 cm 이상일 수 있다. 하나의 예로, 저장부(300)의 높이가 7 cm 일 때, 소정의 높이차(△H)는 저장부(300)내부에 분말이 수용되는 것을 고려하면, 최소 1.0 내지 6.5 cm 를 형성할 수 있다. 일 예로, 상기 높이차(△H)는 1 내지 6.5 cm 범위일 수 있다.
여기서, 제1유로(110)가 길이방향으로 확장되는 것은, 공기 공급부(200)로부터 공급받은 공기를 저장부(300)의 상부로 이송시키기 위함이고, 저장부(300)로 이송되는 공기에 의해서, 저장부(300) 내부의 분말(1)을 제3유로(130)로 용이하게 배출하기 위함이다.
한편, 저장부(300) 내부에서는 압력변화 등에 의해서 난류가 발생할 수 있으며, 이때, 제1유로(110)가 저장부(300) 내부에서 길이방향으로 확장되어 있어, 발생된 난류에 의해서 상기 분말 제1유로(110)로 역류하는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 제1유로(110)는 저장부(300) 내부에서 y축을 기준으로 120 내지 180°의 기울기를 형성할 수 있다. 또는 130 내지 170°, 140 내지 160°또는 150°의 각도(θ)를 이룰 수 있다. 여기서, y축이라 함은 도면상에서 세로 방향의 축을 의미하는 것으로, 제1유로(110)가 연결부(140)에서 상기 각도를 이룰 수 있으며, 공기가 공급되는 관 측으로 기울여 형성될 수 있다. 이러한 경우 연결부(140)가 상기의 제1유로(110)와 대응되는 각도를 이룰 수 있다. 이에 따라, 제1유로(110)가 기울여진 각도와 대응되도록 저장부(300) 또한 기울여진 각도로 체결될 수 있다(도 4 참조).
이는 분말 분사장치(10)의 사용시 분말의 원활한 배출을 위한 것으로, 사용자가 분말 분사장치(10)를 기울여서 분사하여도 분말이 원활하게 분사될 수 있다.
한편, 상술한 제1유로(110)의 각도가 120° 미만인 경우, 노즐(121)이 수평인 조건에서 분말(1)을 분사할 때, 동일축에 연결된 저장부(300)가 또한 기울어져 있어, 저장부(300) 내부 분말의 제3유로(130) 유입이 어려울 수 있으며, 180°를 초과하는 경우에는 사용자가 노즐(121)을 앞으로 45°이상 기울여 사용할 때 저장부(300) 내부의 분말(1)의 제3유로(130) 유입이 원활하지 않을 수 있다. 따라서, 상술한 범위의 기울기를 형성하는 것이 바람직하다.
다음으로, 제2유로(120)는 저장부(300) 내부의 분말을 노즐(121)을 통해 표적부위로 분사하기 위한 관이다. 구체적으로, 제2유로(120)의 일측은 공기 공급부(200)와 연통되며, 타측은 노즐(121)이 연결되어 있는 것으로, 제2유로(120)의 일측에서 공기를 공급받아 타측으로 공기 및 분말(1)의 혼합물을 토출한다.
다른 양태로서, 제2유로(120)는 제1유로(110)에서 분기될 수 있다. 이는 2방향(2way)의 공기 흐름 방식을 채택하여 원활한 분말의 분사가 가능하다.
아울러, 제3유로(130)는 저장부(300)와 제2유로(120)를 연결하여, 저장부(300) 내부에 수용되는 분말(1)을 제2유로(120)로 공급하기 위한 공간일 수 있다. 제3유로(130)의 일측은 저장부(300)와 연통되며, 제3유로(130)의 타측은 제2유로(120)와 연통될 수 있다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 제2유로(120)와 제3유로(130)는 'ㅗ' 자 형의 유로를 형성하여 서로 연통될 수 있다. 특정 양태로서, 직선의 제2유로(120)의 측면에 제3유로(130)가 연통될 수 있으며, 이때, 제2유로(120)의 상부에 상기 제3유로(130)가 연통될 수 있다. 즉, 제2유로(120)는 제3유로(130)와 합지되는 영역이 형성될 수 있다.
상술한 분말 분사장치(10)의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.
공기 공급부(200)의 공기는 분사부(100)로 공급된다. 보다 구체적으로, 공기 공급부(200)의 공기는 분사부(100)의 제1유로(110)와 제2유로(120)에 동시에 공급된다.
제1유로(110)로 공급된 공기는 분말(1)이 저장된 저장부(300)로 이동하게 된다. 이때, 공기 공급부(200)로부터 공급된 공기에 의해서 저장부(300)의 내부 압력이 높아지게 되고, 이에 따라 저장부(300) 내부의 분말(1)과 공기가 제3유로(130)로 배출된다.
제1유로(110)를 통하여 저장부(300)로 공급되는 일부의 공기는 저장부(300) 내로 유입되어 분말을 저장부(300)의 하부와 연통된 제3유로(130)로 원활하게 떨어질 수 있도록 하는 역할을 한다. 이로 인하여, 제3유로(130)로 배출된 분말(1)은 제2유로(120)와 제3유로(130)가 합지되는 영역으로 이동하게 된다.
상기 제2유로(120)와 제3유로(130)가 합지되는 영역으로 이동한 분말(1)은 제2유로(120)를 통하여 분사되는 공기에 의해서, 상기 분말(1)과 공기가 혼합됨과 동시에 노즐(121)를 통하여 분사되면서 정확한 위치의 표적부위에 균일하게 도포될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치(10)는 2방향 공기 흐름 방식을 채택한다.
참고로, 제2유로(120)와 제3유로(130)가 합지되는 영역은 공기 공급부(200)로부터 제공된 공기와, 저장부(300)로부터 배출되는 분말(1)이 혼합되는 혼합실이다. 상기 영역에서 유동화(fluidization) 상태가된 분말은 제2유로(120) 내부의 공기 흐름에 밀려서, 제2유로(120)에 장착된 노즐(121)을 통하여 목적하는 부위(예컨대, 표적 부위)로 분사된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 벤츄리 구조를 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 5를 참조하여, 분말 분사장치의 벤츄리 구조를 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치(10)는 분말의 분사량을 조절할 수 있는 분사량 조절부(400)를 포함하며, 상기 분사량 조절부(400)는 제2유로(120)의 직경이 좁아지는 벤츄리 구조(122)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 분사량 조절부(400)는 제2유로(120)와 제3유로(130)가 합지되는 영역에 포함될 수 있으며, 상기 벤츄리 구조(122)는 제2유로(120)와 제3유로(130)가 합지되는 영역 이전에 형성될 수 있다.
제2유로(120)에서 직경의 변화로 인해서 벤츄리 효과가 나타나 압력 차이가 생길 수 있으며, 이로 인해 상기 영역으로 제3유로(130)를 통한 분말의 유입이 용이해 질 수 있다.
보다 구체적으로, 베르누이의 원리를 의거하여 설명하자면, 일체형의 관이 있고, 그 관의 지름이 서로 다르다면 그 압력과 속도 사이에는 규칙적인 원리가 작용된다. 즉, 관의 지름이 좁으면 그 내측을 지나는 유속이 빠르고, 그에 따라 압력이 낮아진다는 것이다.
도 5에 도시된 도면에서 V1에 비하여 V2의 유속은 관의 지름의 차이에 따라 V2의 유속이 더 빠르다. 물론, P1의 압력이 P2 의 압력에 비하여 높다. 본 발명은 이러한 베르누이의 원리를 활용하여, 저장부(300)의 분말을 제3유로를 통하여 제2유로(120)와 제3유로(130)가 합지되는 영역으로 이동시킬 수 있으며, 이를 노즐(121)을 통하여 표적부위로 토출될 수 있다.
이때, 제2유로(120)의 직경이 최대인 부분과 최소인 부분의 직경은 1: 0.2 내지 0.8 또는 1: 0.25 내지 0.7, 또는 1: 0.3 내지 0.6 일 수 있다. 즉, 제2유로(120)에서 벤츄리 구조의 직경은 제2유로(120)의 직경이 최대인 부분 대비 1: 0.2 내지 0.8 또는 1: 0.25 내지 0.7, 또는 1: 0.3 내지 0.6일 수 있다. 한편, 벤츄리 구조(122)의 직경이 제2유로(120)의 최대 직경 대비 0.2 미만인 경우, 벤츄리 구조(122)의 직경이 너무 작아 공기 저항으로 인한 분사량 조절에 문제가 발생할 수 있다.
아울러, 상기 범위를 초과하는 경우, 벤츄리 구조(122)의 직경이 너무 넓어 벤츄리 구조(122)에서의 공기의 유속이 낮아 분말의 토출이 어려울 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치(10)의 분사량 조절부를 나타내는 도면이다. 이하에서, 도 5를 참조하여, 분사량 조절부(400)를 상세히 설명하도록 한다.
제2유로(120)와 제3유로(130)가 합지되는 영역에는 분말의 분사량을 조절할 수 있는 분사량 조절부(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
분사량 조절부(400)는 분말이 노즐(121)을 통해서 분사되는 분사량을 조절하는 것으로, 밸브 챔버(410)와 밸브 플레이트(420)을 포함한다.
밸브 챔버(410) 내부에 공기와 분말이 이송되는 공간이 형성될 수 있으며, 구체적으로, 밸브 챔버(410)는 제2유로(120)와 제3유로(130)가 합지되는 영역에 포함될 수 있으며, 상기 밸브 챔버(410) 자체에 상술한 제2유로(120)와 제3유로(130)와 연통되는 유로가 형성될 수 있다. 여기서, 밸브 챔버(410) 자체에 형성되는 제2유로는 분사부(100)의 제2유로(120)와 연통되어, 공기를 노즐(121)로 토출시키는 유로 일 수 있으며, 밸브 챔버(410) 자체에 형성되는 제3유로(130)는 저장부(300) 내부의 분말이 이송되는 유로일 수 있다.
그리고, 상기 밸브 챔버(410)는 상기 밸브 챔버(410)의 제2유로(120) 내부로 공기의 유속을 조절하는 판 형태의 밸브 플레이트(420)가 결합될 수 있다.
구체적으로, 밸브 플레이트(420)는 밸브 챔버(410)의 중심축(401)에 결합되며, 복수개의 유출구(421)를 포함할 수 있다. 이때, 복수개의 유출구(421)는 직경의 크기가 서로 다르게 형성될 수 있으며, 밸브 챔버(410)에 결합되는 밸브 플레이트(420)를 회전시켜, 상기 복수개의 유출구(421) 중 하나의 유출구(421)를 제2유로(120)와 연통시키게 함으로써, 분말의 분사량을 조절할 수 있다.
밸브 플레이트는 제1유출구(4211) 및 제2유출구(4212)를 포함하며, 제1유출구 및 제2유출구의 직경 비율은 1: 1.2 내지 3.0 범위일 수 있다. 또는 제1유출구 및 제2유출구의 직경 비율이 1: 1.25 내지 2.7 또는 1: 1.3 내지 2.4 또는 1:1.35 내지 2.1 일 수 있으며, 또는 1: 1.7 일 수 있다.
일 예로, 제1유출구(4211)는 평균 0.5 내지 0.9 mm 의 직경일 수 있으며, 제2유출구(4212)는 평균 1.0 내지 1.5 mm 의 직경일 수 있다.
아울러, 밸브 프레이트는 제3유출구(4213)를 포함할 수 있으며, 제3유출구(4213)의 직경은 제2유로의 직경 이하일 수 있다. 일 예로, 제3유출구(4213)는 제2유로(120)와 연통될 수 있으며, 이때 제3유로(130)는 차단될 수 있다. 즉, 제3유출구(4213)는 저장부 내부의 분말을 실질적으로 분사시키기 위한 것이 아닌, 제2유로(120), 노즐(121) 또는 제2유로(120)와 제3유로(130)가 합지되는 영역에 남아 있는 분말을 토출시키기 위한 구성이다. 또는, 분말의 분사없이 노즐의 연통 여부나 공기 분사 정도를 확인하기 위한 구성이다.
제3유출구(4213)는 제2유로(120)의 직경 이하라면 어떠한 크기라도 상관 없다. 일 예로, 평균 1.0 내지 3.0 mm 또는 1.5 내지 2.0 mm 일 수 있다.
상술한 제1 내지 제3유출구(4211, 4212, 4213)는 밸브 플레이트(420)의 둘레를 따라 형성될 수 있으며, 각각의 유출구는 소정의 간격을 두고 형성될 수 있다. 다만, 밸브 플레이트의 중심축(401)과 각각의 유출구(421)들의 거리는 동일할 수 있다.
아울러, 밸브 플레이트(420)는 제3유로(130)를 차단하기 위한 적어도 하나의 차단판(422)이 축방향으로 돌출되어 있으며, 상기 밸브 플레이트(420)의 회전에 의해 제3유로(130)를 개폐할 수 있다. 이때, 밸브 플레이트(420)는 밸브 플레이트(420)를 회전시키기 위한 핸들(423)을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 차단판은 밸브 플레이트(420)의 중심축(401)을 기준으로 제3유출구(4213)와 마주보도록 형성될 수 있다.
도 7은 분사량 조절부를 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 사용양태도이다((a) 제1유출구 개방, (b) 제2유출구 개방, (c) 제3유출구 개방).
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치(10)의 분사량 조절부(400)를 이용한 분말의 분사량 조절 방법을 상세히 설명하도록 한다.
상술한 바와 같이, 밸브 플레이트(420)에 형성된 복수개의 유출구(421)는 직경의 크기가 서로 다르게 형성될 수 있으며, 제2유로(120)와 연통되는 유출구(421)의 직경의 크기에 따라 분말의 분사량이 달라질 수 있다.
즉, 상기 유출구(421)는 제2유로(120)와 연통되도록 하되, 밸브 플레이트(420)에 연결된 핸들(423)을 이용하여, 제1유출구(4211), 제2유출구(4212) 또는 제3유출구(4213)가 제2유로(120)와 연통되도록 위치시킬 수 있다.
도 7(a)는 제1유출구(4211)와 제2유로(120)가 연통된 도면이다. 이때, 제1유출구(4211)의 직경에 의해서, 일체형의 제2관(120)의 직경이 달라지게 된다. 이에 따라, 제2유로(120) 내에서 압력 및 유속이 달라진다. 즉, 제2유로(120)의 직경이 작아지는 유출구(421) 에서는 압력이 낮아지고, 유속이 빨라지게 된다. 그리고, 제2유로(120)와 제3유로(130)가 합지되는 영역에서는 유로의 공간이 커지기 때문에 압력이 증가하게 된다.
도 7(b)는 제2유출구(4212)와 제2유로(120)가 연통된 도면이다. 제1유출구(4211) 대비 제2유출구(4212)의 직경이 더 클 수 있다. 제1유출구(4211)와 제2유출구(4212)를 비교하였을 때, 제1유출구(4211)가 제2유로(120)와 연통되었을 때, 제2유출구(4212)가 제2유로(120)와 연통되었을 때보다 한 번에 더 많은 양의 분말을 토출시킬 수 있다.
이는 제1유출구(4211)가 제2유출구(4212)보다 직경이 더 작기 때문에, 제1유출구(4211)가 제2유로(120)에 연통되었을 때, 제2유로(120) 내에서 발생하는 압력변화 차이가 크게 발생한다. 제2유로(120)와 제3유로(130)가 합지되는 영역은 공기 공급부(200)로부터 제공된 공기와 저장부(300)로부터 배출되는 분말이 혼합되는 혼합실이다. 이때, 상기 영역에서 유동화 상태가된 분말은 제2유로(120) 내부의 공기 흐름에 밀려서, 노즐(120)을 통해서 외부로 배출되는데, 이때, 도 7(a) 일 때가 도7(b) 일 때보다 상기 영역에 보다 큰 압력이 작용하게 된다.
아울러, 제1유출구(4211)의 직경이 제2유출구(4212)의 직경보다 더 작기 때문에, 도 7(a) 일 때, 도 7(b) 일 때 보다 제1유로(110)로 공급되는 공기의 양이 제2유로(120)를 통해서 노즐(121)로 토출되는 공기의 양 보다 많이 공급된다. 따라서, 도 7(a) 는 도 7(b) 보다 저장부 내의 압력이 증가하게 되어, 분말이 제3유로(130)로 배출되는 양이 많을 수 있다.
즉, 도 7(a) 일 때, 제3유로(130)로 배출되는 분말의 양이 증가되고, 제2유로(120)와 제3유로(130)가 합지되는 공간에서의 압력이 많이 증가하게 되어 한번의 공기 공급시 노즐(121)을 통해서 배출되는 분말의 양이 많아지게 된다.
일 예로, 21 ml 의 공기를 1번 공급하였을 때, 도 7(a)는 1 ml 의 분말이 분사될 수 있으며, 도 6(b)는 0.5 ml 의 분말이 분사될 수 있다.
한편, 도 7(c)에 도시된 바와 같이, 제3유출구(4213)가 제2유로(120)와 연통될 수 있다.
이때, 제2유로(120)와 제3유로(130)가 합지되는 영역 또는 노즐(121)에 남아있는 분말을 모두 토출시킬 수 있다.
구체적으로, 제3유출구(4213)가 제2유로(120)와 연통될 때, 밸브 플레이트(420)에 연결된 차단판(422)은 제3유로(130)를 폐쇄시킬 수 있다. 한편, 상기 차단판(422)은 밸브 플레이트(420)의 원둘레 일부에서 축방향으로 돌출되어 형성되며, 밸브 플레이트(420)의 중심축(401)을 기준으로, 제3유출구(4213)와 차단판(422)이 서로 반대되는 위치에 형성될 수 있다.
즉, 상기 차단판(422)은 제3유로(130)를 폐쇄시켜, 분말이 제2유로(120)로 이동하는 것을 차단시키고, 상기 제2유로(120)에 공기를 공급하여, 제2유로(120)와 제3유로(130)가 합지되는 영역 또는 노즐(121)에 남아있는 분말을 모두 토출시키는 것이다.
상술한 바와 같이, 제2유로(120)와 밸브 플레이트(420)에 형성된 유출구(421)를 연통시키되, 상기 유출구(421)의 직경을 제어함으로써, 분말의 분사량을 용이하게 제어할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 연결관 및 접촉 방지부재를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 노즐(121)은 길이방향으로 확장된 연결관(123)이 연통되며, 상기 연결관(123)의 말단은 접촉방지 부재(124)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 연결관(123)은 길이방향으로 확장된 관 형태로, 연결관(123)의 일측은 연결부재(123')에 의해서 노즐(121)과 연통될 수, 타측은 접촉방지 부재(124)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 연결관(123)의 길이는 10 내지 500 mm 일 수 있으며, 사용양태에 따라서 적절하게 변경가능 하다. 일 예로, 가까운 거리에 분사하는 경우에는 10 내지 100 mm 의 연결관(123)을 연결할 수 있으며, 신체의 내부 일 예로, 내시경 등을 통해서 분말상의 지혈제를 분사하는 경우, 200 내지 500 mm 길이의 연결관(123)을 노즐(121)에 연결할 수 있다.
아울러, 접촉방지 부재(124)는 노즐(121) 또는 연결관(123)의 말단인 팁을 보호하기 위한 구성으로, 노즐(121)의 연결관(123)이 연통되는 경우, 연결관(123)의 말단에 포함될 수 있다.
접촉방지 부재(124)의 일측은 연결관(123)의 말단에 연결되는 것으로, 관 형태일 수 있나 내부 직경이 연결관(123)의 직경보다 큰 것을 특징으로 한다. 즉, 연결관(123)의 직경보다 직경이 큰 부재를 연결함으로써, 연결관(123)의 말단인 팁부가 표적부위와 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
접촉방지 부재(124)는 내부공간이 형성될 수 있으며, 접촉방지 부재(124)의 일측으로부터 확장되는 복수개의 날개(1241)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 복수개의 날개(1241)가 접촉방지 부재의 외경을 따라 소정의 간격을 두고 형성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치의 사용양태도이다.
도 9(a)는 분사부(100)로 공기를 공급하여 분말을 토출시키는 것을 나타내는 도면이며, 도 8(b)는 분사부(100)에 공기의 공급을 중단하였을 때를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 공기 공급부(200)는 분사부(100)의 내부 공기를 압축하여 노즐(121)로 압축된 공기를 제1유로(110)와 제2유로(120) 또는 제2유로(120)로 토출시킬 수 있는 구조를 가지는 것으로 얼마든지 변경되어 제공될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 주름이 잡힌 벨로우즈(bellows) 형태로 제공된다.
도 9(a)에 도시된 바와 같이, 상기 벨로우즈 형태의 공기 공급부(200)가 압축되면, 공기 공급(200)의 공기가 압축되어, 제1유로(110) 및/또는 제2유로(120)를 통해서 상기 공기가 공급되고, 분말 분사장치(10)가 저장부(300) 내부의 분말을 분사하는 작동을 한다.
아울러, 도 9(b)에 도시된 바와 같이, 상기 공기 공급부(200)에 가해지던 압력을 제거하면, 상기 벨로우즈(bellows)형태의 공기 공급부(200)가 다시 팽창되면서 원래의 형태로 복귀할 수 있다. 참고로, 상기 공기 공급부(200)는 공기가 유입될 수 있는 홀이 형성될 수 있다.
구체적으로, 공기 공급부(200)는 벨로우즈 형태이며, 벨로우즈 형태의 공기 공급부(200) 신축에 따라 공기 공급부(200) 의 체적변화가 용이하도록 하기 위한 한 쌍의 밸브가 설치될 수 있다.
구체적으로, 벨로우즈 형태의 공기 공급부(200)의 신장시 상기 공기 공급부(200) 내부로 외부 공기가 유입토록 되는 제1밸브(201)와 벨로우즈 형태의 공기 공급부(200)의 수축시 공기 공급부(200) 내부의 공기를 분사부(100)로 공급하는 제2밸브(202)를 포함할 수 있다.
각각의 제1밸브(201) 및 제2밸브(202)는 외부 공기를 흡입 및 배출하기 위한 체크밸브일 수 있다.
일 예로, 제1밸브(201) 및 제2밸브(202) 중 어느 하나의 체크밸브 예를 들어, 제1밸브가 개방되어 외부공기가 공기 공급부(200) 내로 유입되는 동안은 나머지 제2배브(202)는 닫혀있는 상태가 되어 공기가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 공기 공급부(200)는 벨로우즈 형태의 공기 공급부(200)일 수 있으나, 에어 펌프 등이 연결되어 있는 에어 프레셔일 수 있으며, 의료용 에어 프레셔일 수 있는 것으로, 어느 하나에 한정하지는 않는다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 분사장치(10)를 이용하여 분사되는 분말은 평균 입경 1 내지 1000 ㎛ 범위일 수 있다. 또는 평균 입경이 5 내지 900 ㎛ 범위, 10 내지 850 ㎛ 범위, 15 내지 800 ㎛ 범위, 20 내지 750 ㎛, 30 내지 700 ㎛, 40 내지 650 ㎛, 50 내지 600 ㎛, 60 내지 500 ㎛, 65 내지 400 ㎛ 또는 75 내지 350 ㎛ 범위의 분말일 수 있다.
여기서, 상기 분말의 평균 입경이 75 ㎛ 미만인 경우, 분말이 너무 미세하고 가벼워서 저장부(200) 또는 유로에서 난류가 형성되어 역류하는 문제가 발생할 수 있으며, 상기 분말의 평균 입경이 350 ㎛ 를 초과하는 경우, 상기 분말의 입경이 크고 무거워서 유로가 쉽게 막힐 수 있어, 원활한 분말의 분사가 불가능할 수 있다.
이상에서 본 발명에 의한 분말 분사장치를 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의해서 그 범위가 결정 되어지고 한정되어진다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의한 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.
1: 분말
10: 분말 분사장치
100: 분사부
110: 제1유로 111: 제1유로의 말단
120: 제2유로 121: 노즐
122: 벤츄리 구조
123: 연결관 123': 연결부재
124: 접촉방지 부재
1241: 날개
130: 제3유로
140: 연결수단
200: 공기 공급부
300: 저장부
400: 분사량 조절부 401: 중심축
410: 밸브 챔버 420: 밸브 플레이트
421: 유출구
4211: 제1유출구
4212: 제2유출구
4213: 제3유출구
422: 차단판 423: 핸들

Claims (15)

  1. 노즐을 통하여 분말을 분사하는 분사부;
    분사부의 일측에 유체 연결되어 공기를 공급하는 공기 공급부; 및
    분사부의 상부에 체결되며, 분말을 저장하는 저장부; 를 포함하며,
    분사부는
    공기 공급부로부터 공급되는 공기를 저장부 내부로 공급하는 제1유로;
    공기 공급부로부터 공기를 공급받아 노즐을 통해 분말을 토출하는 제2유로;
    저장부와 제2유로를 연통하여, 저장부에 수용된 분말을 제2유로로 공급하는 제3유로; 및
    제2유로와 제3유로가 합지되는 영역; 을 포함하며,
    상기 제2유로와 제3유로가 합지되는 영역에 분사량 조절부를 포함하고,
    상기 제1유로 말단의 높이는 저장부에 수용되는 분말의 수용높이보다 높게 형성된 것을 특징으로 하는 분말 분사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    제1유로는
    저장부 내부에서 y축을 기준으로 120 내지 180°의 기울기를 형성하는 것을 특징으로 하는 분말 분사장치.
  3. 제1항에 있어서,
    제2유로는 제1유로로부터 분기된 것을 특징으로 하는 분말 분사장치.
  4. 제1항에 있어서,
    분사량 조절부는
    제2유로의 직경이 좁아지는 벤츄리 구조가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 분말 분사장치.
  5. 제1항에 있어서,
    분사량 조절부는
    제2유로와 제3유로가 형성된 밸브 챔버; 및
    밸브 챔버의 중심축에 결합되며, 직경이 서로 다른 복수개의 유출구를 포함하는 밸브 플레이트; 를 포함하며,
    상기 밸브 플레이트의 회전에 의해 복수개의 유출구 중 하나의 유출구를 제2유로와 연통시키는 것을 특징으로 하는 분말 분사장치.
  6. 제5항에 있어서,
    복수개의 유출구는
    밸브 플레이트의 둘레를 따라 형성되며, 서로 소정 간격을 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 분말 분사장치.
  7. 제5항에 있어서,
    밸브 플레이트는 제1유출구 및 제2유출구를 포함하며,
    제1유출구 및 제2유출구의 직경 비율은 1: 1.2 내지 3.0 범위인 것을 특징으로 하는 분말 분사장치.
  8. 제5항에 있어서,
    밸브 플레이트는 제3유출구를 포함하며,
    제3유출구의 직경은 제2유로의 직경 이하인 것을 특징으로 하는 분말 분사장치.
  9. 제8항에 있어서,
    밸브 플레이트는
    제3유로를 차단하기 위한 적어도 하나의 차단판이 축방향으로 돌출되어 있으며, 상기 밸브 플레이트의 회전에 의해 제3유로를 개폐하는 것을 특징으로 하는 분말 분사장치.
  10. 제9항에 있어서,
    차단판은 밸브 플레이트의 중심축을 기준으로 제3유출구와 마주보도록 형성되는 것을 특징으로 하는 분말 분사장치.
  11. 제5항에 있어서,
    밸브 플레이트는
    밸브 플레이트를 회전시키기 위한 핸들을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 분사장치.
  12. 제1항에 있어서,
    공기 공급부는
    분사부와 연통되어 공기를 공급하며, 수축 및 이완되는 벨로우즈 (bellows) 형태인 것을 특징으로 하는 분말 분사장치.
  13. 제12항에 있어서,
    공기 공급부는 벨로우즈 형태이며,
    공기 공급부 내부로 외부 공기가 유입되는 제1밸브; 및
    공기 공급부 내부의 공기를 분사부로 공급하는 제2밸브; 를 포함하는 분말 분사장치.
  14. 제1항에 있어서,
    저장부에 수용되는 분말은 평균 입경은 1 내지 1000 ㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 분말 분사장치.
  15. 제1항에 있어서,
    노즐은 길이방향으로 확장된 연결관이 연통되며, 상기 연결관의 말단은 접촉방지 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 분사장치.
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