KR20230125555A

KR20230125555A - 유체 이송 장치

Info

Publication number: KR20230125555A
Application number: KR1020220022270A
Authority: KR
Inventors: 신운섭; 주은화; 이정현
Original assignee: 주식회사 케어메디
Priority date: 2022-02-21
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2023-08-29

Abstract

실시예는 유체 이송 장치에 관한 것으로서, 유체의 이송 효율을 증가시키고, 유로의 막힘을 방지할 수 있는 흡입로 및 토출로를 포함하는 유체 이송 장치를 제공한다.

Description

유체 이송 장치{FLUID TRANSFER APPARATUS}

본 발명은 유체 이송 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유체가 이동하는 흡입로 및 토출로를 포함하는 유체 이송 장치에 관한 것이다.

약물은 종류, 치료의 목적, 방법 등에 따라 경구, 피하, 정맥 투여 등 다양한 형태로 신체에 주입될 수 있다. 약물 펌프를 활용한 약물 주입기는 원하는 속도, 용량으로 필요한 시간에 자동적으로 약물을 신체로 주입할 수 있다. 따라서, 약물 펌프를 활용한 약물 주입기는 병원이나 환자의 일상 생활 환경에서 사용되는 것뿐만 아니라 다양한 형태로 활용될 수 있다.

일반적으로 인슐린 주입기라고 불리는 인슐린 펌프는 인슐린이 분비되지 않거나 소량만 분비되는 당뇨 환자들을 위한 것으로, 외부에서 정해진 시간에 정확하게 몸속으로 인슐린을 공급하여 혈당을 조절하는 췌장과 같은 역할을 하는 의료기기이다.

이러한 인슐린 펌프는 인슐린 의존형 당뇨병 환자들에게 사용되는 기술이며, 인슐린 펌프 기술은 소형화 및 투여의 정밀화가 필요한 문제가 있으며, 현재 이를 해결하기 위하여 많은 연구가 진행되고 있는 실정이다.

인슐린 펌프와 같은 약액 주입 장치에 적용 가능한 정량 펌프는 단위 시간 당 액체를 일정하게 이송하는 펌프로서, 작동 원리에 따라 다이어프램 펌프(막 펌프), 기어 펌프, 연동 펌프, 주사기 펌프 등으로 나뉠 수 있으며, 광범위한 산업 분야에서 사용된다.

약액의 주입은 주입양과 주입 속도에 따라 연속적 혹은 간헐적으로 주입이 가능하다. 약액을 정확하고 안정적으로 주입하는 것은 효과적인 치료와 사용자의 안전을 위해 가장 중요한 부분이다.

특히, 인슐린 펌프의 경우 약액이 정확히 주입되지 않는 가장 큰 이유는 약액이 주입되는 캐뉼라, 바늘, 카테터 등의 끝 부분과 체액이 닿는 부분에 고형물질이 생기며 약액의 주입을 방해하는 부분이다.

그러므로, 약액이 원하는 속도로 혹은 원하는 양이 정확히 주입되고 있는지 감지할 수 있는 장치가 안전한 주입과 안정된 주입을 위해 필수적이며, 이러한 문제가 원천적으로 생기지 않도록 하는 약물 주입 기술이 중요하다.

본 발명의 실시예에 따른 유체 이송 펌프 장치는 유체의 이송 효율을 높이기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유체 이송 펌프 장치는 유체의 데드 스페이스(Dead space)를 감소시키기 위한 것이다.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 실시예에 따른 유체 이송 장치는 양압과 음압이 교번하여 전달되는 유연성 격리재; 및 상기 유연성 격리재와 결합되는 이송 챔버부를 포함하되, 상기 이송 챔버부는, 상기 이송 챔버부의 외곽 형상을 정의하는 이송 챔버 프레임; 및 상기 유연성 격리재에 대향하여 상기 이송 챔버 프레임에 오목하게 형성되며, 이송 대상 유체가 입력 및 출력되는 이송 챔버를 포함한다.

또한, 실시예에 따른 이송 챔버는, 상기 격리재 측으로 개방되되, 상기 격리재가 결합되어 기밀되는 상단부, 상기 격리재 반대측으로 형성되는 바닥부, 상기 상단부와 상기 바닥부 사이에 형성된 둘레부를 포함한다.

또한, 실시예에 따른 상단부의 단면적은 상기 바닥부의 단면적보다 크게 형성되어, 상기 둘레부는 경사면을 이루도록 형성된다.

또한, 실시예에 따른 유체 이송 장치는, 상기 격리재를 통해 상기 이송 챔버에 양압이 작용하는 경우, 상기 격리재는 상기 경사면의 형상에 대응하여 상기 바닥부 측으로 변형되어 상기 이송 대상 유체를 토출한다.

또한, 실시예에 따른 유체 이송 장치는, 상기 격리재를 통해 상기 이송 챔버에 음압이 작용하는 경우, 상기 격리재는 상기 바닥부의 반대측으로 변형되어 상기 이송 대상 유체를 흡입한다.

또한, 실시예에 따른 유체 이송 장치는, 상기 이송 대상 유체가 입력되는 흡입구; 및 상기 이송 챔버로부터 상기 이송 대상 유체가 출력되는 토출구가 상기 둘레면에 형성된다.

또한, 실시예에 따른 흡입구 및 상기 토출구는 상기 둘레면에서 서로 대향하도록 형성된다.

또한, 실시예에 따른 유체 이송 장치는, 상기 흡입구로부터 연장되는 흡입로; 및 상기 토출구로부터 연장되는 토출로를 더 포함한다.

또한, 실시예에 따른 흡입로와 상기 토출로 각각은 상기 흡입구와 상기 토출구를 기준으로 외측으로 향하도록 경사지게 형성된다.

또한, 실시예에 따른 흡입로와 상기 토출로는 상기 이송 챔버로부터 멀어질수록 단면적이 증가하도록 형성된다.

본 발명의 실시예에 따른 유체 이송 펌프 장치는 유체의 이송 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유체 이송 펌프 장치는 유체의 데드 스페이스(Dead space)를 감소시킬 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 유체 이송 펌프 장치(1)의 분해도이다.
도 2는 실시예에 따른 유체 이송 펌프 장치(1)의 정면도이다.
도 3은 실시예에 따른 유체 이송 펌프 장치(1)의 동작 예시도이다.
도 4는 실시예에 따른 전기삼투펌프의 분해도이다.
도 5는 실시예에 따른 전기삼투펌프와 격리부의 분해도이다.
도 6은 실시예에 따른 제1 격리부의 구조도이다.
도 7은 실시예에 따른 제1 격리부의 단면도이다.
도 8은 실시예에 따른 제2 격리부의 구조도이다.
도 9는 실시예에 따른 제2 격리부의 단면도이다.
도 10은 실시예에 따른 제2 격리부의 평면도이다.
도 11은 실시예에 따른 전원 공급부와 커넥터의 결합 예시도이다.
도 12는 실시예에 따른 전원 공급부의 측면도이다.
도 13은 실시예에 따른 커넥터의 상세도이다.
도 14는 실시예에 따른 전원 공급부의 측면도이다.
도 15는 실시예에 따른 커넥터의 상세도이다.
도 16은 실시예에 따른 이송 챔버부의 구조도이다.
도 17은 실시예에 따른 이송 챔버부와 제2 격리부의 분해도이다.
도 18은 실시예에 따른 제2 격리재의 변형 예시도이다.
도 19는 실시예에 따른 이송 챔버부의 단면도이다.
도 20은 실시예에 따른 이송 챔버부의 변형 예시도이다.
도 21은 실시예에 따른 이송 챔버부의 변형 예시도이다.
도 22는 실시예에 따른 밸브부 및 이송 경로부의 분해도이다.
도 23은 실시예에 따른 이송 챔버부와 이송 경로부의 단면도이다.
도 24는 실시예에 따른 모니터링부의 분해도이다.
도 25는 실시예에 따른 제1 격리재의 변형 예시도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 실시예에 따른 유체 이송 펌프 장치(1)의 구성을 설명한다.

도 1은 실시예에 따른 유체 이송 펌프 장치(1)의 분해도이다.

도 1을 참조하면, 유체 이송 펌프 장치(1)는, 압력 발생부(100), 전원 공급부(200)를 포함한다. 또한, 유체 이송 펌프 장치(1)는 이송대상유체인 제1 유체가 이동하는 이송 챔버부(300) 및 이송 경로부(400)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 유체 이송 펌프 장치(1)는 제1 유체가 이동하는 경로와 연결되지 않고 개별적으로 구비되어, 유체 이송 펌프 장치(1)의 정상 동작 및 유로 막힘을 감지하는 모니터링부(500)를 더 포함할 수 있다.

유체 이송 펌프 장치(1)는 약물을 흡입 및 토출하는 장치와 제1 유체를 이송하는 펌핑 장치를 의미할 수 있다. 다만, 본 명세서에 기재된 유체 이송 펌프 장치(1)의 용도가 약물의 이송에 한정되는 것은 아니며, 다양한 유체 형태의 물질을 흡입 및 배출하는데 이용될 수 있다.

압력 발생부(100)는 이송대상유체인 제1 유체의 이송을 위한 압력을 생성하는 장치를 통칭한다. 압력 발생부(100)는 양압 또는 음압을 생성할 수 있다. 양압과 음압이란, 유체의 이동 방향을 전환하기 위한 압력의 생성 방향을 의미한다.

따라서, 음압은 제1 유체를 흡입하기 위한 압력의 방향을 의미하고, 양압은 제1 유체를 토출하기 위한 압력의 방향을 의미한다. 압력 발생부(100)에서 생성되는 양압 및 음압에 의해 유체 이송 펌프 장치(1)는 약물 저장부에 저장된 약물을 흡입하여 신체에 주입할 수 있다.

압력 발생부(100)로서 전기삼투펌프를 사용하는 경우, 압력 발생부(100)의 내부에 존재하는 제2 유체, 제2 유체가 투과 가능한 멤브레인(110), 제1 전극 및 제2 전극(120)을 포함한다. 제1 전극 및 제2 전극(120)은 멤브레인(110)의 측면에 각각 배치될 수 있다.

구체적으로, 제1 전극 및 제2 전극(120)은 멤브레인(110)의 측면 중 서로 마주보는 양 측면, 또는 압력의 방향과 수직한 면에 각각 배치될 수 있다. 제1 전극 및 제2 전극(120)는 전원 공급부(200)로부터 압력 생성을 위한 전원을 공급 받을 수 있다.

또한, 압력 발생부(100)는, 전극(120)에 적층 결합되는 격리부(140, 150)를 더 포함한다. 격리부(140, 150)는 압력 발생부(100)의 일측에 결합되는 제1 격리부(140)와 압력 발생부(100)의 타측에 결합되는 제2 격리부(150)를 포함한다.

격리부(140, 150)는 압력 발생부(100)와 적층 결합되는 격리재 프레임(141, 151)과 격리재 프레임(141, 151)의 내부에 결합되어 압력 발생부(100)를 기밀하는 유연성 격리재(142, 152)를 포함한다.

따라서, 격리부(150)는 압력 발생부(100) 내부의 제2 유체와 이송 대상 유체인 제1 유체의 혼합을 방지한다. 더불어, 압력 발생부(100)에서 생성된 압력에 대응하여 격리재(142, 152)가 변형되며, 이에 따라 이송 챔버부(300), 이송 경로부(400) 및 모니터링부(500)로 압력을 전달할 수 있다.

압력 발생부(100)와 전원 공급부(200)의 구체적인 구성은 후술하는 도 4 내지 도 15를 참조하여 상세히 설명한다.

유체 이송 펌프 장치(1)는 압력 발생부(100)의 반대측에서 제2 격리부(150)에 결합되는 이송 챔버부(300)를 포함한다. 따라서, 압력 발생부(100)와 제1 격리부(140), 제2 격리부(150) 및 이송 챔버부(300)는 적층형으로 결합된다.

이송 챔버부(300)는, 압력 발생부(100)로부터 생성된 압력을 제1 유체로 전달한다. 이를 위해, 이송 챔버부(300)는 제2 격리부(150)에 적층 결합되는 이송 챔버 프레임(310), 이송 대상 유체를 수용하도록 이송 챔버 프레임(310)의 내부에 형성되는 이송 챔버(320), 이송 챔버(320)로 유체가 입력 및 토출되는 흡입부 및 토출부를 포함한다.

또한, 유체 이송 펌프 장치(1)는 제2 격리부(150)의 반대측에서 이송 챔버부(300)에 결합되는 이송 경로부(400)를 더 포함한다. 이송 경로부(400)는 이송 챔버부(300)에 적층 결합되는 이송 경로 프레임(410), 이송 챔버부(300) 측으로 제1 유체가 입력되는 유입 경로(430) 및 이송 챔버부(300) 측으로부터 제1 유체가 출력되는 토출 경로(440)를 포함한다.

이 때, 유입 경로(430)와 토출 경로(440)는 유체 이송 펌프 장치(1)의 적층 방향으로 형성되거나, 적층 방향에 대해 수직으로 형성될 수 있다.

유체 이송 펌프 장치(1)는 제1 유체의 흐름을 허용하거나 차단하는 밸브부(360, 370)를 더 포함할 수 있다. 밸브부(360, 370)는 이송 챔버부(300)에 대해 제1 유체의 입력을 허용하고, 출력을 차단하는 흡입 밸브(360) 및 이송 챔버부(300)에 대해 제1 유체의 출력을 허용하고 입력을 차단하는 토출 밸브(370)를 포함할 수 있다. 따라서, 이송 경로부(400)에는 흡입 밸브(360) 및 토출 밸브(370)가 안착 및 고정되는 한 쌍의 밸브 결합구(420)가 형성될 수 있다.

유체 이송 펌프 장치(1)는, 압력 발생부(100)의 반대측에서 제1 격리부에 적층 결합되는 모니터링부(500)를 더 포함할 수 있다. 모니터링부(500)는 압력 발생부(100)를 기준으로 이송 챔버부(300)와 이송 경로부(400)에 반대측에 결합될 수 있다. 따라서, 모니터링부(500)는 제1 유체가 이동하는 경로에 접촉 또는 연결되지 않으면서 유체 이송 펌프 장치(1)의 정상 동작 여부를 감지할 수 있다.

모니터링부(500)의 구체적인 구성은 후술하는 도 24 및 도 25를 참조하여 상세히 설명한다.

유체 이송 펌프 장치(1)는 압력 발생부(100), 제1 격리부(140), 제2 격리부(150), 이송 챔버부(300), 이송 경로부(400) 및 모니터링부(500) 중 두 개 이상의 구성이 일방향으로 적층되어 일체로 결합된다. 유체 이송 펌프 장치(1)를 구성하는 복수의 구성이 일방향으로 적층됨에 따라 구성간 결합이 용이해지며, 유체 이송 펌프 장치(1)의 제작 방식을 단순화 할 수 있다.

더불어, 유체 이송 펌프 장치(1)를 구성하는 압력 발생부(100), 제1 격리부(140), 제2 격리부(150), 이송 챔버부(300), 이송 경로부(400) 및 모니터링부(500)는 적층 방향에 대해 직사각형의 단면 외곽 형상을 가지도록 형성되어 정렬될 수 있다.

압력 발생부(100), 제1 격리부(140), 제2 격리부(150), 이송 챔버부(300), 이송 경로부(400) 및 모니터링부(500)가 직사각형의 형태로 설계됨에 따라 박형으로 제작 가능하다. 또한, 유체 이송 펌프 장치(1)의 구성이 적층 방향에 대해 직사각형의 단면 외곽 형상을 가지도록 제작됨에 따라, 구성 상호간 결합시 위치 정렬을 용이하게 할 수 있다.

유체 이송 펌프 장치(1)는 유체 이송 펌프 장치(1)에 포함된 구성의 규격이 일정하도록 설계하여 유체 이송 펌프 장치(1)의 외곽 형상이 직육면체 형태를 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 유체 이송 펌프 장치(1)를 구성하는 압력 발생부(100), 제1 격리부(140), 제2 격리부(150), 이송 챔버부(300), 이송 경로부(400) 및 모니터링부(500)의 규격이 일정하도록 설계하여 유체 이송 펌프 장치(1)의 외곽 형상이 직육면체 형상을 가지도록 설계될 수 있다.

이에 따라, 유체 이송 펌프 장치(1)에 포함된 구성들의 외곽 형상을 일치시키며, 돌출부를 최소화한 형태로 유체 이송 펌프 장치(1)를 설계할 수 있다. 유체 이송 펌프 장치(1)의 돌출부를 최소화함으로써 유체 이송 펌프 장치(1)의 부피를 최소화 할 수 있다.

구체적으로, 유체 이송 펌프 장치(1)는 소형화된 약액 주입기에 적용 가능하도록 높이 5~10mm, 가로 10~15mm, 세로 15~30mm의 직육면체 형태로 설계될 수 있다. 유체 이송 펌프 장치(1)가 일정한 규격을 가지는 하나의 모듈 형태로 구성됨에 따라, 유체 이송 펌프 장치(1)를 다양한 형태의 약물 주입 장치에 사용할 수 있다.

유체 이송 펌프 장치(1)의 돌출부를 최소화하며 외곽 형상을 직육면체 형태로 설계함에 따라, 인슐린 패치 등과 같은 약물 주입 장치의 하우징 내에서 다른 부품과의 결합 및 호환이 용이하도록 유체 이송 펌프 장치(1)를 배치할 수 있다.

또한, 일방향 적층구조를 가지도록 유체 이송 펌프 장치(1)를 설계함에 따라 사용 목적, 사용하는 유체의 종류, 약물 주입 장치의 형태 및 규격 등에 따라서 유체 이송 펌프 장치(1)의 적층 구조를 변경하거나 일부 구성을 치환하기에 용이하다. 유체 이송 펌프 장치(1)의 규격이 이에 한정되는 것은 아니며, 적층 구조, 적층 구조의 변경, 적용하는 약물 주입 장치의 종류 및 규격에 따라 규격은 변경될 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여 실시예에 따른 유체 이송 펌프 장치(1)의 동작을 설명한다.

도 3은 실시예에 따른 유체 이송 펌프 장치의 동작 예시도이다.

도 3의 (a)는 압력 발생부(100)에서 압력이 발생되지 않는 경우를 도시한다. 도 3 의 (a)에 도시된 바와 같이, 압력 발생부(100)에서 압력이 발생하지 않는 경우에는, 유연성 격리재(142, 152)가 중력의 방향에 따라 늘어진 상태로 존재한다. 즉, 압력이 발생하지 않는 경우, 제1 격리재(142) 및 제2 격리재(152)는 아래측으로 휘어진 포물선 형상을 가진다.

도 3의 (b)와 (c)는 압력 발생부(100)에서 음압이 생성되는 경우를 도시한다. 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 압력 발생부(100)에서 D1 방향으로 압력이 생성되는 경우, 유연성 격리재(142, 152)의 변형이 발생한다. 따라서, 제1 격리재(142) 및 제2 격리재(152)가 D1 방향으로 변형된다. 따라서, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 제1 격리재(142)와 제2 격리재(152)가 제1 형상으로 변형된다. 제1 형상이란, 격리재가 음압에 대응하여 변형된 형상을 의미한다.

제1 형상은 제1 격리재(142) 또는 제2 격리재(152)가 상승한 형태이다. 따라서, 제1 형상인 경우, 격리재(142, 152)가 상부를 향해 휘어진 포물선 형상으로 변형된 것을 의미할 수 있다.

도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 제2 격리재(152)가 제1 형상으로 변형되는 경우, 흡입 밸브(360)가 개방된다. 또한, 제2 격리재(152)가 제1 형상으로 변형되는 경우, 토출 밸브(370)는 폐쇄된다. 따라서, 이송대상유체인 제1 유체가 흡입로(330)를 따라 이송 챔버로 입력된다.

모니터링부(500)는 제1 격리재(142)가 제1 형상으로 변형됨에 따른 압력 또는 형상의 변화를 측정하여 유체 이송 펌프 장치(1)의 정상 동작 여부 및 유로 막힘 여부를 감지할 수 있다.

도 3의 (d)와 (e)는 압력 발생부(100)에서 양압이 생성되는 경우를 도시한다. 도 3의 (d) 와 (e)에 도시된 바와 같이 압력 발생부(100)에서 D2방향으로 압력이 생성되는 경우, 유연성 격리재(142, 152)의 변형이 발생한다. 따라서, 제1 격리재(142) 및 제2 격리재(152)가 D2 방향으로 변형되는 것을 야기한다. 따라서, 도 3의 (e)에 도시된 바와 같이 제1 격리재(142)와 제2 격리재(152)가 제2 형상으로 변형된다. 제2 형상이란, 격리재(142, 152)가 양압에 대응하여 변형된 형상을 의미한다.

제2 형상은 제1 격리재(142) 또는 제2 격리재(152)가 하강한 형태이다. 제2 형상은 제1 형상과 대칭되는 형상을 의미할 수 있다. 따라서, 제2 형상인 경우, 격리재(142, 152)가 하부를 향해 휘어진 포물선 형상으로 변형된 것을 의미할 수 있다.

제1 격리재(142) 또는 제2 격리재(152)가 양압에 대응하여 제2 형상으로 변형되는 경우, 도 3의 (a)에 도시된 유연성 격리재(142, 152)의 기본 형상 보다 변형률이 더욱 크게 형성될 수 있다. 즉, 양압이 발생한 경우, 격리재(142, 152)는 기본 형상보다 휘어진 정도가 더 크게 형성될 수 있다.

도 3의 (e)에 도시된 바와 같이 제2 격리재(152)가 제2 형상으로 변형되는 경우, 흡입 밸브(360)가 폐쇄된다. 또한, 제2 격리재(152)가 제2 형상으로 변형되는 경우, 토출 밸브(370)는 개방된다. 따라서, 이송 챔버(320)에 존재하는 제1 유체는 토출로(340)를 따라 출력된다.

모니터링부(500)는 제1 격리재(142)가 제2 형상으로 변형함에 따른 압력 또는 형상의 변화를 측정하여 유체 이송 펌프 장치(1)의 정상 동작 여부 및 유로 막힘 여부를 감지할 수 있다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 실시예에 따른 전기삼투펌프의 구조를 설명한다.

압력 발생부(100)는, 양압과 음압을 교번하여 생성한다. 압력 발생부(100)는, 전기삼투펌프뿐만 아니라 다이어프램의 운동에 의해 제1 유체를 흡입, 토출하는 다이어프램 펌프, 모터를 이용한 펌프, 유압 펌프 등 양압과 음압을 교번하여 생성할 수 있는 모든 펌프 및 압력 생성 장치를 포함할 수 있다.

일 예에 따라, 압력 발생부(100)가 전기삼투펌프를 포함하는 경우, 전기삼투펌프는 전기화학 반응을 이용하여 제1 유체를 이동시키는 적어도 하나의 구성요소를 포함할 수 있나, 이에 제한되는 것은 아니다.

전기삼투펌프는 전기삼투 원리를 이용하여 양압 및 음압을 생성한다. 전기삼투펌프는 모세관 또는 다공성막의 양단에 전극을 이용하여 전압을 인가하였을 때 생기는 전기삼투현상에 의해 전기삼투펌프 내부의 제2 유체가 이동하는 것을 적용한 펌프 구조를 가진다. 따라서, 전기삼투펌프는 단순한 전기화학 반응으로 유체의 이동이 가능하다. 그러므로, 전기삼투펌프는 기계적 구성이 불필요하므로, 무소음으로 구동 가능하다. 또한, 전기삼투펌프에 인가한 전압의 크기에 비례하여 효과적으로 압력의 세기를 조절할 수 있다.

전기삼투펌프는 멤브레인(110)과 하나 이상의 전극(120)을 포함할 수 있다. 전기삼투펌프는, 유체의 이동을 허용하는 멤브레인(110)과 멤브레인(110)의 양측에 각각 적층 결합되는 판상형 제1 전극(120) 및 제2 전극(120)을 포함한다.

제1 전극(120)과 제2 전극(120)은 다공성물질 혹은 비투과성 물질로 이루어진 전극 혹은 기저물질과 기저물질 위에 코팅된 전극 물질(122)로 구성되며, 비투과 기저물질의 경우에는 하나 이상의 유체 이동 통로(121)를 포함하여 형성될 수 있다.

전기삼투펌프 내부에 존재하는 제2 유체는, 제1 전극(120) 및 제2 전극(120)의 유체 이동 통로(121)를 이용하여 이동 가능하다. 이에 따라, 전기삼투펌프는 제1 전극(120) 및 제2 전극(120)의 전기화학 반응에 의해 전기삼투펌프 내부의 제2 유체가 이동하며, 제2 유체의 이동으로 인해 양압 및 음압이 생성된다.

도 4에는, 유체 이동 통로(121)가 원형으로 도시되어 있다. 하지만, 본 발명의 유체 이동 통로(121)가 이에 한정되는 것은 아니며, 제2유체의 종류 및 용량, 멤브레인(110)과 전극(120)의 결합 형태, 전극(120)의 제조 방법 등에 따라 사각형, 삼각형, 마름모 형태 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

전기삼투펌프는 제1 전극(120) 및 제2 전극(120) 각각에 전압의 극성을 교번하여 공급함으로써 정방향 및 역방향의 전기 화학 반응이 가역적으로 발생한다. 정방향과 역방향의 전기 화학 반응이 반복하여 발생함으로써, 전기삼투펌프 내부의 제2 유체는 반복하여 왕복 운동을 수행한다. 또한, 반복적인 정방향 및 역방향의 가역적 전기 화학 반응에 의해, 제1 전극(120) 및 제2 전극(120)은 각각 소모 및 재생이 반복된다.

도 4에는 멤브레인(110)과 전극(120)이 직사각형 또는 직육면체의 형상으로 도시되어 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 유체 이송 펌프 장치(1)의 용도, 크기, 결합 형태 등에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다.

제1 전극(120)과 제2 전극(120)은 멤브레인(110)의 측면 중 제2 유체가 이동하는 방향과 수직하는 면 또는 양압 및 음압의 생성 방향과 수직하는 면에 결합될 수 있다. 또한, 제1 전극(120)과 제2 전극(120)의 크기는 반드시 멤브레인(110)의 일 측면의 크기와 동일할 필요는 없다. 전극(120)은 멤브레인(110)의 일 면을 덮는 판상형으로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 제1 전극(120)과 제2 전극(120)은 전원 공급부(200)와 결합하기 위해, 단자부(130)가 돌출된 형상을 가진다. 즉, 단자부(130)는 전극(120)의 일측으로 일체로 연장되어 돌출 형성되는 판상형으로 형성된다.

따라서, 단자부(130)에 전원 공급부(200)를 결합 또는 접촉시킬 수 있는 형상을 가진다. 단자부(130)는 전극 물질(122) 코팅이 반드시 필요하지 않지만, 선택적으로 코팅될 수도 있다.

일 예에서, 멤브레인(110)은 이산화규소(Silicone dioxide, SiO2), 티탄산바륨(Barium titanate, BaTiO3), 탄화 규소(Slicon carbide, SiC), 질화 규소(Silicon nitride, Si3N4), 지르코늄디옥사이드(Zirconium dioxide, ZrO2) 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상을 이용한 혼합물질을 이용할 수 있다.

또한, 일 예에서, 전극(120)은 탄소전극(carbon), 고분자전극(polymer), 금속, 메탈 옥사이드(metal oxide), 메탈 헥사시아노페레이트(metal hexacyanoferrate) 등이 활용 가능하며 이중 어느 하나 이상 또는 어느 하나 이상을 이용한 혼합물질을 이용할 수 있다.

일 예에서, 전극 코팅 물질(122)로서 고분자 전극 물질은 폴리치오펜(polythiophene), 폴리치오펜(polythiophene)의 유도체, 폴리피롤(polypyrrole), 폴리피롤(polypyrrole)의 유도체, 폴리타이오닌(polythionine), 퀴논 폴리머(quinone polymer) 중 어느 하나 이상 또는 어느 하나 이상을 이용한 혼합물질을 이용할 수 있다.

또한, 전극 코팅 물질(122)로서 메탈 옥사이드를 이용할 수 있다. 메탈 옥사이드의 예시로, 은/산화은(Ag/AgO2), 망간옥사이드(MnOx), 바나듐옥사이드(V2O5), 몰리브덴 옥사이드(molybdenum oxide; MoO3), 텅스텐 옥사이드(tungsten oxide; WO3), 루테늄옥사이드(RuO2), 이리듐옥사이드(Iridium oxide), 세륨옥사이드(ceriumoxide; CeO2), 폴리옥소메탈레이트(polyoxometalate) 중 어느 하나 이상 또는 어느 하나 이상을 이용한 혼합물질을 이용할 수 있다.

또한, 전극 코팅 물질(122)로서 메탈 헥사시아노페레이트를 이용할 수 있다. 메탈 헥사시아노페레이트의 예시로, 프러시안 블루(prussian blue), FeHCF(iron hexacyanoferrate), CuHCF(copper hexacyanoferrate), CoHCF(cobalt hexacyanoferrate) 중 어느 하나 이상 또는 어느 하나 이상을 이용한 혼합물질을 이용할 수 있다.

상술한 전극 코팅 물질(122) 및 기저물질은 다수의 층으로 적층된 구조로 형성될 수 있다. 전극 물질은 드롭 코팅(drop-coating), 딥코팅(dip-coating), 스핀코팅(spin-coating), 스프레이 코팅, 프린팅, 열분해 및 전착 중 적어도 하나 이상의 방법을 이용하여 코팅될 수 있다.

코팅된 제1 전극(120) 및 제2 전극(120)은, 열압착 또는 데칼전사 방법에 의해, 코팅된 전극 물질의 표면이 매끄럽게 처리될 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 압력 발생부(100)에 제1 격리부(140) 및 제2 격리부(150)가 적층 결합될 수 있다.

압력 발생부(100)의 일측에 제1 격리부(140)가 결합되고, 압력 발생부(100)의 타측에 제2 격리부(150)가 적층형으로 결합된다. 제1 격리부(140) 및 제2 격리부(150)는 압력 발생부(100)의 양측에 결합되어 압력 발생부(100)를 기밀하도록 형성된다.

이하 도 6 내지 도 10을 참조하여 제1 격리부(140) 및 제2 격리부(150)의 구조를 설명한다.

도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 격리부(140, 150)는 압력 발생부에 적층 결합되는 격리재 프레임(141, 151)과 격리재 프레임(141, 151)의 내부에 결합되어 압력 발생부(100)를 기밀하는 유연성 격리재(142, 152)를 포함한다.

제1 격리재(142) 및 제2 격리재(152)는, 압력 발생부(100)에서 발생하는 양압 및 음압에 따라 형상이 변화할 수 있도록 변형 가능한 재질로 구성된다. 따라서, 압력에 따라 형상이 변화하는 다이어프램에 대응될 수 있다.

일 예에서 제1 격리재(142) 및 제2 격리재(152)는, 폴리머 다이어프램 및 금속 다이어프램 중 어느 하나 이상을 이용할 수 있다. 예시로서, 폴리머 다이어프램은 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리이미드(Polyimide, PI), 테프론(Teflon), 라텍스(Latex), 폴리우레탄(Polyurethane, PU), 실리콘(Silicone), 에틸렌 비닐 알코올(Ethylene vinyl Alcohol, EVOH)을 포함한 다층 필름, 이소불화비닐(Polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리염화비닐라덴(Polyvinylidene chloride, PVDC) 중 어느 하나 이상 또는 어느 하상 이상을 이용한 혼합 물질을 포함할 수 있다.

일 예에서, 제1 격리재(142) 및 제2 격리재(152)는 알루미늄(Aluminium), 스테인리스강(Stainless steel), 은(Silver), 티타늄(Titnium) 중 어느 하나 이상 또는 어느 하나 이상을 이용한 혼합 물질을 포함할 수 있다.

도 7 및 도 9는 제1 격리부(140) 및 제2 격리부(150)의 단면도를 나타낸다.

도 7 및 도 9를 참조하면, 제1 격리부(140)는 제1 격리재 프레임(141)의 상부에 제1 격리재(142)가 결합된다. 제2 격리부(150)는 제2 격리재 프레임(151)의 하부에 제2 격리재(152)가 결합된다.

격리재 프레임(141, 151)과 격리재(142, 152)는 열 융착 방식, UV 본딩 방식, 초음파 융착 방식 중 어느 하나 이상을 이용하여 결합될 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 물질을 접합하기 위한 방식 다양한 방식이 적용될 수 있다.

도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 유연성 격리재(142, 152)는 압력에 대응한 변형이 용이하게 발생하도록, 격리재 프레임(141, 151)의 내부 길이보다 길이가 길게 형성될 수 있다. 격리재 프레임(141, 151)의 내부 길이란 격리재 프레임(141, 151)의 내부에 형성된 중공의 직경에 대응된다. 즉, 제1 격리재(142) 및 제2 격리재(152)는 늘어진 형상을 가진다. 이에 따라서, 압력 발생부(100)에서 생성되는 양압 및 음압에 대응하여 변형이 용이하게 발생한다.

더불어, 유연성 격리재(142, 152)는 격리재 프레임(141, 151)과 접합시, 이송 챔버(320) 또는 모니터링 챔버(520)의 형상에 대응되는 형태를 가지도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 격리재(142, 152)의 끼임 현상을 방지하고, 제1 유체의 이송 효율을 높일 수 있다.

도 6 및 도 9에는 제1 격리재 프레임(141) 및 제2 격리재 프레임(151)이 사각형의 형상을 가지며, 제1 격리재 프레임(141) 및 제2 격리재 프레임(151)의 중공 또한 사각형으로 형성되는 것으로 도시되어 있다. 하지만, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 압력 발생부(100)의 형상, 프레임의 제조방법, 유체 이송 펌프 장치(1)의 사용목적 등에 따라 원형, 다각형 등 다양한 형상으로 구성될 수 있다.

제1 격리부(140) 및 제2 격리부(150)는 압력 발생부(100)를 기밀하도록 결합된다. 따라서, 이송 대상 유체인 제1 유체와 전기삼투펌프 내부의 제2 유체의 혼합을 방지한다.

또한, 유연성 격리재(142, 152)는 압력 발생부(100)에서 생성되는 압력에 대응하여 형상이 변화된다. 유연성 격리재(142, 152)의 형상 변화로 인하여 압력 발생부(100)에서 생성된 압력은 이송 챔버부(300). 이송 경로부(400) 및 모니터링부(500)로 전달된다.

또한, 도 10에 도시된 바와 같이 격리재 프레임(141, 151)은 압력 발생부(100), 이송 챔버부(300), 모니터링부(500) 중 어느 하나 이상과 정렬된 결합을 수행하기 위한 하나 이상의 결합 돌기(143, 153)가 구비될 수 있다. 결합 돌기(143, 153)는, 압력 발생부(100), 이송 챔버부(300), 모니터링부(500)에 구비되는 결합 홈에 결합되어 정렬된 결합 구조를 형성할 수 있다.

이하, 도 11 내지 도 15를 참조하여 전원 공급부(200)의 구성을 설명한다.

도 11은 압력 발생부(100)와 전원 공급부(200)의 결합 예시도이다.

도 11의 (a)는 압력 발생부(100)가 전원 공급부(200)에 결합되기 전 형태를 도시한다. 도 11의 (b)는 압력 발생부(100)가 전원 공급부(200)에 슬라이딩 결합한 형태를 도시힌다. 전원 공급부(200)는 단자부(130)에 각각 결합할 수 있도록 하나 이상의 커넥터(210)와 커넥터(210)를 고정 지지하는 지지대(220)를 포함한다. 커넥터(210)는 클립 또는 집게 형태를 가진다. 또한, 커넥터(210)간의 간격은 전극(120)의 간격에 대응되도록 설정된다.

도 12에 도시된 바와 같이, 제1 커넥터(210) 및 제2 커넥터(210)는 미리 설정된 간격(L)으로 지지대(220)에 고정될 수 있다. 커넥터간의 간격(L)은 복수의 전극(120) 또는 복수의 단자부(130)간의 간격에 대응될 수 있다. 즉, 제1 전극(120)과 결합하는 제1 커넥터(210)와 제2 전극(120)과 결합하는 제2 커넥터(210) 간의 간격(L)은 1 전극(120) 및 제2 전극(120)의 간격 또는 제1 전극(120)의 단자부(130)와 제2 전극(120)의 단자부(130) 사이의 간격에 대응될 수 있다. 따라서, 제1 전극(120) 및 제2 전극(120)은 별도의 조작 없이, 각각 제1 커넥터(210) 및 제2 커넥터(210)에 슬라이딩 결합될 수 있다.

커넥터(210)는 단자부(130)의 양 측면을 탄성 지지하도록 형성되는 제1 다리부(211) 및 제2 다리부(212)를 포함한다. 그리고, 단자부(130)가 결합되는 측면으로 간격이 확장되도록 형성되는 절곡부(213)를 포함한다.

절곡부(213)가 단자부(130)와 결합되는 측면의 간격이 확장됨에 따라, 커넥터(210)간의 간격(L) 또는 단자부(130)의 위치에 오차가 존재하는 경우에도, 단자부(130)와 커넥터(210)가 용이하게 슬라이딩 결합될 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이 커넥터(210)는 제1 다리부(221)와 제2 다리부(222)간의 간격이 감소함에 따라 일부분이 단자부(130)와 접촉한다. 따라서, 커넥터(210)는 단자부(130)와 접촉면적을 넓히기 위해 도 14 및 도 15에 도시된 형태로 변형될 수 있다.

도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이 커넥터(210)는 제1 다리부(211) 및 제2 다리부(212) 중 적어도 하나 이상으로부터 단자부(130) 측으로 절곡 형성되어 단자부(130)와 접촉면을 확장하는 제3 다리부(214)를 더 포함할 수 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 전극(120)과 커넥터(210)가 결합되는 경우, 제1 다리부(211)와 제2 다리부(212) 뿐만 아니라 제3 다리부(214)가 단자부(130)와 접하게 된다. 따라서, 커넥터(210)는 단자부(130)와 접촉면적이 제3 다리부(214)의 면적만큼 증가한다.

다만, 도 14 및 도 15에는 제3 다리부(214)가 사각형의 형상을 가지는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 단자부(130)의 형태, 전원 공급부(200)의 생산 방법 및 전원 공급부(200)와 단자부(130)의 결합 방법에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다.

또한, 커넥터(210)는 반드시 클립 형태로 한정되는 것은 아니다. 전원 공급 단자는 집게형뿐만 아니라, 자성을 이용하여 전극(120)에 전극이 부착되는 형태 또는, 전극(120)의 상부 및 하부에 외압을 가하여 고정하거나 전극과 접촉면을 형성하는 형상을 포함할 수 있다.

커넥터(210)는 자동화 조립이 가능하다. 예를 들어, 자동화 조립을 위한 패키징 방식 중 하나인 릴 타입(Reel Type)으로 패키징될 수 있다. 또한, 커넥터(210)는 표면실장소자(SMD: Surface Mounting Technology) 형태로 생산될 수 있다. 표면실장소자 형태로 구성됨에 따라 커넥터(210)는 전원 회로 기판의 표면에 직접 실장할 수 있는 형태로 설계될 수 있다. 커넥터(210)를 릴 타입으로 패키징하고, 표면실장소자 형태로 생성함에 따라 생산 비용을 절감하고, 조립 시간을 단축시킬 수 있다.

전원 공급부(200)는, 제1 전극(120) 및 제2 전극(120)에 전압을 인가한다. 이 때, 제1 전극(120) 및 제2 전극(120)에 인가하는 전압은 전압 차가 존재한다. 따라서, 제1 전극(120)과 제2 전극(120)은 전압 차로 인하여 산화환원 반응이 발생한다.

제1 전극(120) 및 제2 전극(120)의 산화환원 반응에 의해 전하의 불균형을 야기하며, 이에 따라 전극(120) 내에서 양이온이 멤브레인의 표면을 통해 이동하여 전하의 균형을 맞춘다. 제1 전극(120)과 제2 전극(120) 중 어느 하나는 전기화학 반응으로 인해 양이온을 생성하고, 다른 하나는 양이온을 소모한다. 이 때, 전기화학 반응에 의해 발생하거나 소모되는 양이온은 1가 양이온일 수 있다. 반드시 1가 양이온으로 종류가 한정되는 것은 아니며, 수소 이온(H+), 나트륨 이온(Na+), 칼륨 이온(K+) 등과 같이 다양한 이온을 사용할 수 있다.

양이온은 음전하로 대전된 멤브레인(110)의 표면을 양단에 걸린 전압에 의해 미끄러지듯 이동하게 되고, 수화된 물 분자와 이와 수소결합으로 연결된 물 분자들이 연결되어 전기삼투펌프가 빠른 속도로 제2 유체를 이동시킨다.

상술한 바와 같이 압력 발생부(100)에서 생성된 압력은 제2 격리재(152)의 변형을 야기한다. 제2 격리재(152)의 변형에 따라 압력 발생부(100)에서 생성된 압력이 이송 챔버부(300)로 전달된다.

이하, 도 16 내지 도 21을 참조하여, 이송 챔버부(300)의 구조를 설명한다.

이송 챔버부(300)는 외곽 형상을 정의하는 이송 챔버 프레임(310)과 제2 격리재(152)에 대향하여 이송 챔버 프레임(310)에 오목하게 형성되는 이송 챔버(320)를 포함한다.

이송 챔버 프레임(310)은 이송 챔버(320)를 형성하기 위하여, 제2 격리재(152)와 결합되는 면이 오목한 형상을 가진다. 따라서, 이송 챔버 프레임(310)은 오목한 공간을 형성하는 바닥부(311)와 바닥부(311)를 둘러싼 둘레부(312)를 포함한다. 이때, 둘레부(312)의 상단부(제2 격리재)에서 바닥부(311)로 갈수록 단면적이 감소한다. 따라서, 둘레부(312)는 경사면을 형성하게 된다.

또한, 둘레부(312)에는 제1 유체가 입력되는 흡입구(313) 및 제1 유체가 출력되는 토출구(314)가 형성된다. 즉, 흡입구(313)와 토출구(314)가 경사면 중 어느 하나에 형성될 수 있다. 더불어, 흡입구(313) 및 토출구(314)는 둘레면(312)에 서로 대향하도록 형성된다. 즉, 흡입구(313)와 토출구(314)는 복수의 경사면 중 서로 마주보는 면에 각각 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 유체의 입력 및 출력이 구분되어 원활하게 이루어질 수 있다.

이 때, 흡입구(313) 및 토출구(314)란 설명의 편의를 위해 지칭하는 것으로서, 제1 유체가 흡입되는 입구가 아닌, 이송 챔버(320)를 형성하는 둘레부(312)에 형성되며, 흡입로(330) 및 토출로(340)와 연결된 구멍을 의미한다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 이송 챔버부(300)는 제2 격리부(150)와 결합된다. 이송 챔버(320)는 제2 격리재(152)의 변형에 대응하여 압력이 전달되기 위한 공간 또는 제1 유체가 이동하기 위한 공간에 대응될 수 있다. 따라서, 이송 챔버(320)를 통해 이송 대상 유체인 제1 유체가 입력 및 출력될 수 있다.

이송 챔버(320)는 제2 격리재(152) 측으로 개방되되, 격리재(152)가 결합되어 기밀되는 상단부, 격리재(152)의 반대측으로 형성되는 바닥부(311) 및 상단부와 바닥부 사이에 형성된 둘레부(312)로 형성된다. 즉, 이송 챔버(320)는 상단부가 제2 격리재(152)로 인하여 기밀되며, 이송 챔버 프레임(310)에 오목하게 형성된 바닥부(311) 및 둘레부(312)로 인하여 형성되는 공간에 대응된다.

이송 챔버(320)의 상단부의 단면적은 바닥부(311)의 단면적보다 크게 형성된다. 따라서, 둘레부(312)는 경사면을 이루도록 형성된다.

도 18 은 제2 격리재(152)의 변형 예시도이다.

도 18의 (a)는 압력 발생부(100)에서 압력이 발생하지 않는 경우의 제2 격리재(152) 형상을 도시한다. 압력 발생부(100)에서 압력이 발생하지 않는 경우, 제2 격리재(152)는 중력 방향으로 늘어진 형상을 가진다. 즉, 압력이 발생하지 않는 경우, 제2 격리재(152)는 이송 챔버(320) 또는 바닥부(311) 쪽으로 휘어진 형상을 가진다.

도 18의 (b)는 압력 발생부(100)에서 음압이 발생한 경우, 제2 격리재(152)의 형상을 도시한다. 제2 격리재(152)에 음압이 작용하는 경우, 제2 격리재(152)는 바닥부(311)의 반대측으로 변형된다. 제2 격리재(152)의 변형에 따라, 압력 발생부(100)에서 생성된 음압은 이송 챔버(320)로 전달된다. 즉, 음압에 대응하여 제2 격리재(152)가 제1 형상으로 변형되며, 이에 따라 제1 유체가 흡입로(330)를 통해 이송 챔버(320)로 입력된다.

제1 형상이란 제2 격리재(152)가 상부를 향해 휘어진 포물선 형태, 또는 제2 격리재(152)가 제2 격리재 프레임(310) 내부로 휘어진 형상 중 어느 하나 이상에 대응될 수 있다. 또한, 제1 형태란, 제2 격리재(152)가 압력 발생부(100) 방향으로 휘어진 형태 또는 제2 격리재(152)가 제1 유체의 흡입 방향으로 휘어진 형태 중 어느 하나 이상에 대응될 수 있다.

도 18의 (c)는 압력 발생부(100)에서 양압이 발생한 경우 제2 격리재(152)의 형상을 도시한다. 제2 격리재(152)에 양압이 작용하는 경우, 제2 격리재(152)는 경사면의 형상에 대응하여 바닥부(311) 측으로 변형된다. 따라서, 제2 격리재(152)의 변형에 따라 압력 발생부(100)에서 생성된 양압이 이송 챔버(320)로 전달된다. 즉, 양압에 대응하여 제2 격리재(152)가 제2 형상으로 변형되며, 이에 따라 제2 유체가 토출로(340)를 통해 이송 챔버(320)에서 출력된다.

제2 형상이란 제2 격리재(152)가 하부를 향해 휘어진 포물선 형태, 또는 제2 격리재(152)가 제2 격리재 프레임(151) 외부로 휘어진 형상 중 어느 하나 이상에 대응될 수 있다. 또한, 제2 형상란, 제2 격리재(152)가 압력 발생부(100)의 반대 방향으로 휘어진 형태 또는 제2 격리재(152)가 제1 유체의 토출 방향으로 휘어진 형태 중 어느 하나 이상에 대응될 수 있다.

또한 도 18 (c)에 도시된 바와 같이, 제2 격리재(152)가 제2 형상으로 변형되는 경우, 도 18 (a)에 도시된 제2 격리재(152)의 기본 형상 이상으로 휘어진 형상을 가진다. 즉, 양압이 발생한 경우 제2 격리재(152)는 기본 형상보다 바닥부(311) 측으로 변형되는 변형률이 더욱 크게 형성된다.

제2 격리재가 제2 형상으로 변형되는 경우에도, 흡입구(313)와 토출구(314)가 경사면에 형성되기 때문에, 제2 격리재(152)와 흡입구(313) 및 토출구(314) 사이에는 간극이 존재한다. 따라서, 양압이 발생한 경우에도 이송 챔버(320)를 통해 제1 유체는 흡입로(330)와 토출로(340)간 이동이 가능하다. 또한, 흡입구(313)와 토출구(314)가 경사면에 형성되기 때문에, 이송 챔버(320)를 통해 제1 유체가 이동하는 경우 생성되는 버블이 토출로(340)를 통해 원활하게 배출될 수 있다.

이송 챔버(320)의 둘레부(312)가 경사면을 포함하지 않는 수직한 면으로 형성되는 경우, 제2 격리재(152)가 바닥부(311) 및 둘레부(312)가 접하는 코너에 끼임 현상이 발생한다. 더불어, 제1 유체가 이동함에 따라 발생하는 거품 및 불순물등의 배출이 원할하게 이루어 지지 않으며, 거품 및 불순물 등이 코너에 누적될 수 있다. 이에 따라, 제1 유체의 이송 효율이 감소하게 된다.

하지만, 이송 챔버(320)의 둘레부(312)가 경사면을 포함하도록 형성되는 경우, 제2 격리재(152)가 코너에 끼이는 현상이 감소하게 된다. 또한, 제1 유체가 이동함에 따라 발생하는 거품의 배출이 원활하게 된다. 더불어, 불순물의 코너 누적이 감소하고 불순물의 배출이 원활하게 된다. 이에 따라 이송 챔버(320)의 둘레부(312)가 경사면을 포함하도록 형성되는 경우, 제1 유체의 이송 효율이 증가하게 된다.

둘레부(312)에 형성되는 흡입구(313) 및 토출구(314)는 각각 연장되는 흡입로(330) 및 토출로(340)를 포함한다. 흡입로(330) 및 토출로(340)의 구체적인 구성은 후술하는 도 19 내지 도 21을 참조하여 상세히 설명한다.

도 19를 참조하면, 흡입로(330) 및 토출로(340)는 각각 흡입구(313)와 토출구(314)를 기준으로 외측으로 향하도록 경사지게 형성된다. 또한, 흡입로(330)와 토출로(340)는 이송 챔버(320)로부터 멀어질수록 단면적이 증가하도록 형성된다.

즉, 흡입로(330) 및 토출로(340)는 압력 발생부(100)로부터 생성되는 압력의 방향을 기준으로 기울어지도록 형성될 수 있다. 이 때, 흡입로(330) 및 토출로(340)는 5.6˚ ~60˚ 사이의 각도를 가지도록 형성될 수 있다. 하지만, 유로의 각도가 이에 한정되는 것은 아니며, 유로의 직경, 제1 유체의 종류 및 용량, 압력의 세기 및 방향 등에 따라 다양한 각도로 형성될 수 있다.

흡입로(330) 는 흡입로 상부(331)와 흡입로 하부(332)로 구분될 수 있다. 토출로(340)는 토출로 상부(341) 및 토출로 하부(342)로 구분될 수 있다.

흡입로 상부(331) 및 토출로 상부(341)는 각각 흡입구(313) 및 토출구(314)를 통해 이송 챔버(320)로 연결된다. 따라서, 흡입로 상부(331) 및 토출로 상부(341)의 일단은 각각 이송 챔버(320)의 둘레부(312)와 연결된다. 흡입로 상부(331) 및 토출로 상부(341)의 타단은 각각 흡입로 하부(332) 및 토출로 하부(342)와 연결된다.

흡입로 상부(331) 및 토출로 상부(341)는, 유로가 수평면에 수직하지 않고, 사선을 형성하도록 배치된다. 즉, 흡입로(330)와 토출로(340)가 외측으로 기울어지도록 형성됨에 따라, 흡입로 상부(331) 및 토출로 상부(341)는 서로 멀어지도록 형성된다. 따라서, 흡입로(330)와 토출로(340)가 A자 형태로 배치된다.

다만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 수평면 또는 압력 생성 방향에 수직하거나 수평하도록 흡입로와 토출로가 형성되는 경우도 포함될 수 있다.

또한, 흡입로(330)와 토출로(340)는 단면적 또는 직경이 증가하는 형태로 구성된다. 유로 상부(331, 341)와 유로 하부(332, 342)는 단면적 또는 직경의 증가률의 차이에 의해 구분된다. 유로 상부(331, 341) 유로 하부(332, 342)의 단면적 또는 직경 증가률이 더 크게 형성된다.

즉, 흡입로 상부(331)의 경우, 흡입구(313)가 가장 좁은 단면적 또는 직경을 가지며, 흡입로 하부(333)로 갈수록 단면적 또는 직경이 증가하는 형태로 구성된다. 토출로 상부(341)의 경우, 토출구(314)가 가장 좁은 단면적 또는 직경을 가지며, 토출로 하부(343)로 갈수록 단면적 또는 직경이 증가하는 형태로 구성된다.

흡입로 하부(332) 및 토출로 하부(342)의 단면적 또는 직경 증가율은 흡입로 상부(331) 및 토출로 상부(341)의 단면적 또는 직경 증가율 보다 크게 형성된다. 하지만, 흡입로 하부(332) 및 토출로 하부(342)의 단면적 증가율 반드시 흡입로 상부(331) 및 토출로 상부(341)의 단면적 증가율보다 크도록 한정되는 것은 아니다. 흡입로 하부(332) 및 토출로 하부(342)의 단면적 증가율은 사용하는 흡입 밸브(360) 및 토출 밸브(370)의 크기, 제1 유체의 종류, 사용 목적, 유로 이송 펌프 장치(1)의 크기를 고려하여 흡입로 상부(331) 및 토출로 상부(341)의 단면적 증가율과 같거나, 단면적이 증가하지 않는 직선형태로 구성될 수 있다.

흡입로 하부(332) 및 토출로 하부(342)는 경사면과 밸브 결합구로 구분된다. 경사면은 곡률을 가지도록 형성된다. 즉, 경사면은 유선형으로 형성된다. 밸브 결합구는 흡입 밸브(360) 또는 토출 밸브(370)와 결합 가능하도록 밸브의 크기에 대응하여 결합 가능한 형태로 구성된다.

상술한 바와 같이 유로(330, 340)가 사선으로 배치되고, 유로(330, 340) 단면적 또는 직경이 증가함에 따라 제1 유체가 유로(330, 340)를 따라 이동하는 경우에도 와류현상의 발생을 감소시켜 제1 유체의 흐름을 원활하게 한다. 또한, 유로 하부(332, 342)의 경사면이 유선형으로 형성됨에 따라, 제1 유체의 와류현상을 감소시킬 수 있다.

다만, 유로(330, 340)의 형상이 반드시 기울어지도록 배치되면서 단멱적 또는 직격이 증가되는 형상으로 한정되는 것은 아니다. 도 20에 도시된 바와 같이 유로(330, 340)가 사선으로 배치되되, 직경이 일정한 형태로 유로(330, 340)가 형성될 수 있다. 또한, 도 21에 도시된 바와 같이 이송 챔버(320)에 연결되는 하나의 연결 유로(350) 및 연결 유로에 흡입로(330) 및 토출로(340)가 분기되는 형태로 유로(330, 340)가 형성될 수 있다.

도 20와 같이 유로(330, 340)가 가로형으로 배치되는 경우, 흡입로(330) 및 토출로(340)가 이송 챔버 프레임(310)의 밑 면이 아닌 양 측면으로 각각 연결되는 구조를 가진다. 즉, 이송 챔버 프레임(310)의 측면 중 서로 마주보는 면에 흡입로 하부(332) 및 토출로의 하부(342)가 각각 배치된다.

도 21에 도시된 바와 같이 유로(330, 340)가 T 자형으로 배치되는 경우, 흡입로(330)와 토출로(340)가 개별적으로 존재하는 것이 아니라, 하나의 T자형 유로로 대체된다. 즉, T자형 유로의 중심 유로인 연결 유로(350)가 이송 챔버 프레임(310)의 바닥부(311)에 연결된다. 그리고, 흡입로(330)와 토출로(340)는 연결 유로(350)에 분기되어 형성된다. 따라서, T자형 유로 배치의 경우, 제1 유체의 흡입 및 토출 방향이 압력 생성 방향과 수직한 방향으로 형성된다.

가로형 유로 배치의 경우, 음압에 의해 흡입 유로(330)를 따라 제1 유체가 흡입된다. 흡입된 제1 유체는 이송 챔버(320)로 이동하게 된다. 양압이 발생하는 경우, 이송 챔버(320)에 존재하는 제1 유체는 토출 유로(340)로 이동하게 된다.

T자형 유로 배치의 경우, 음압에 의해 흡입로(330)를 따라 제1 유체가 흡입된다. 흡입된 제1 유체는 연결 유로(350)를 통해 이송 챔버(320)로 이동한다. 양압이 발생하는 경우, 이송 챔버(320)에 존재하는 제1 유체가 토출로(340)를 통해 토출된다.

흡입로 하부(332) 및 토출로 하부(342)에는 제1 유체의 일방향 이송을 위한 흡입 밸브(360) 및 토출 밸브(370)가 연결된다.

이하, 도 22 및 도 23를 참조하여, 밸브부(360, 370) 및 이송 경로부(400)의 구조를 설명한다.

도 22에 도시된 바와 같이, 흡입로(330)와 토출로(340)에는 각각 흡입 밸브(360)와 토출 밸브(370)가 연결될 수 있다. 흡입 밸브(360)와 토출 밸브(370)는 제1 유체의 역류를 방지하기 위한 구성을 통칭한다. 따라서, 흡입 밸브(360)와 토출 밸브(370)는 체크 밸브를 포함할 수 있다.

흡입 밸브(360)는 흡입로(330)에 연결되며, 이송 챔버(320)에 대한 제1 유체의 입력을 허용하고 출력을 차단한다. 토출밸브(370)는 토출로(340)에 연결되며, 이송 챔버(320)에 대한 제1 유체의 출력을 허용하여 입력을 차단한다.

이송 경로부(400)는 제2 격리부(150)의 반대측에서 이송 챔버부(300)에 결합된다. 이송 경로부(400)에는 흡입 밸브(360) 및 토출 밸브(370)가 안착 및 고정되는 한 쌍의 밸브 결합구(420)가 형성된다. 따라서, 밸브 결합구(420)에 밸브(360, 370)가 상입됨에 따라 이송 챔버부(300)와 이송 경로부(400)는 적층 구조를 형성한다.

이송 경로부(400)는 이송 챔버부(300)측으로 제1 유체가 입력되는 유입 경로(430)와 이송 챔버부(300) 측으로부터 제1 유체가 출력되는 토출 경로(440)를 포함한다. 즉, 유입 경로(430)는 흡입 밸브(360)또는 흡입로(330)와 연결되어 제1 유체가 이송 챔버부(300) 측으로 입력되는 경로를 의미한다. 토출 경로(440)는 토출 밸브(370) 또는 토출로(340)와 연결되어 제1 유체가 이송 챔버부(300) 측으로부터 출력되는 경로를 의미한다.

유입 경로(430)는 제1 유체가 저장된 저장 용기와 연결되는 연결 커넥터를 포함할 수 있다. 또한, 토출 경로(440)는 제1 유체를 배출하기 위한 배출 장치 또는 배출 장치와 연결되는 연결 커넥터를 포함할 수 있다.

도 19에 도시된 형태와 같이 흡입로(330) 및 토출로(340)가 A자형으로 배치되는 경우, 유입 경로(430) 및 토출 경로(440)는 유체 이송 펌프 장치(1)의 적층 방향을 따라 형성된다.

도 20 또는 도 21에 도시된 형태와 같이 흡입로(330) 및 토출로(340)가 가로형 또는 T자형으로 배치되는 경우, 유입 경로(430) 및 토울 경로(430)는 유체 이송 펌프 장치(1)의 적층 방향에 대하여 수직으로 형성된다.

이하, 도 24 및 도 25를 참조하여 모니터링부(500)의 구성을 설명한다.

모니터링부(500)는 유체 이송 펌프 장치(1)의 정상 동작 및 제1 유체의 유로(330, 340) 막힘을 감지한다. 모니터링부(500)는 압력 발생부(100)의 반대측에서 제1 격리부(140)에 적층 결합된다.

모니터링부(500)는 제1 격리부(140)에 적층 결합되는 모니터링 챔버 프레임(510), 모니터링 챔버 프레임(510) 내부에 형성되는 모니터링 챔버(520) 및 모니터링 챔버(520)의 압력을 측정하는 압력 센서(530)를 포함한다. 압력 센서(530)는 연결 단자(531)로 연결될 수 있다.

연결 단자(531)는 압력 센서(530)에서 측정된 정보를 전기적 신호로 변환하여 외부 기기로 전송할 수 있다. 연결 단자(531)는 도 25에 도시된 형태로 한정되는 것은 아니며, 직접 PCB(Printed circuit board)에 연결되는 케이블 형태로 형성될 수 있다.

또한, 일 실시예에서 연결 단자(531)를 대신하여 모니터링부 제어회로가 구비될 수 있다. 모니터링부 제어회로는 압력 센서(530)에서 측정된 압력을 이용하여 유로 막힘 및 유체 이송 펌프 장치(1)의 정상동작여부를 판단할 수 있다. 또한, 모니터링부 제어회로로 유로 막힘 및 유체 이송 펌프 장치(1)의 이상 동작을 감지하는 경우 알림 신호를 생성할 수 있다.

모니터링 챔버(520)는 모니터링 챔버 프레임(510)과 제1 격리재(142)로 형성되는 공간에 대응될 수 있다. 따라서, 모니터링 챔버(520)는 제1 격리재(142)의 변형에 의해 압력이 변화하게 된다.

모니터링 챔버 프레임(510)은 정렬된 결합을 수행하기 위한 하나 이상의 결합 돌기(512)가 구비될 수 있다. 결합 돌기(512)는, 제1 격리부(140)에 구비되는 결합 홈(143)과 결합될 수 있다. 따라서, 제1 격리부(140)와 모니터링부(500)가 적층 결합되며, 제1 격리재(142)의 변형에 따라 모니터링 챔버(520)의 압력이 변화하게 된다.

모니터링 챔버 프레임(510)은 제1 격리재 프레임(141)의 일 면에 결합된다. 모니터링 챔버 프레임(510)은 압력 발생부(100)와 제1 격리재 프레임(141)이 결합 하는 면과 대칭되는 면에 결합될 수 있다.

모니터링 챔버 프레임(510)은 모니터링 챔버(520)가 형성될 수 있도록, 음각으로 파여진 홈 또는 내부 공간을 포함한다. 모니터링 챔버(520)는 제1 격리재(142)의 변형에 따라 압력 또는 공간의 형태가 변형되는 공간을 의미한다.

모니터링 챔버(520)에는 압력 센서(530)가 연통될 수 있다. 모니터링 챔버 프레임(510)에는 모니터링 챔버(520)와 연통하는 압력 센서 결합구(511)가 형성된다. 압력 센서(530)는 압력 센서 결합구(511)에 삽입 고정된다. 이에 따라, 압력 센서(530)는 모니터링 챔버(520)의 압력 변화를 측정할 수 있다.

압력 측정 센서(530)는 모니터링 챔버(520)의 압력 또는 형상 변화를 측정한다. 압력 센서(530)는 일정 시간 동안 모니터링 챔버(520)에서 측정된 압력 변화 패턴 및/또는 일정 시간 동안 측정된 모니터링 챔버(520)의 압력 평균값을 이용하여 유체 이송 펌프 장치(1)의 정상 동작 여부를 검출할 수 있다.

모니터링부(500)는 제1 유체가 이동하는 유로(330, 340, 430, 440)와 구분하여 개별적으로 구비된다. 즉, 모니터링부(500)는 제1 유체가 이동하는 유로(330, 340)에 직접적으로 연결하지 않고 유체 이송 펌프 장치(1)의 정상 동작 또는 유로(330, 340, 430, 440) 막힘 여부를 판단한다.

도 25의 (a)는 압력 발생부(100)에서 압력이 발생하지 않는 경우, 제1 격리재(142)의 형태를 도시한다. 압력이 생성되지 않는 경우, 제1 격리재(142)는 중력의 방향에 따라 늘어진 형태를 가진다. 즉, 압력 발생부(100)에서 압력이 발생하지 않는 경우, 제1 격리재(142)는 아래측 또는 압력 발생부(100) 방향으로 휘어진 포물선 형상을 가진다.

도 25의 (b)는 압력 발생부(100)에서 양압이 생성되는 경우 제1 격리재(142)의 형태를 도시한다. 압력 발생부(100)에서 양압이 생성되는 경우, 제1 격리재(142)는 제2 형태로 변형된다. 제2 형태란 제1 격리재(142)가 모니터링 챔버(520)의 반대측으로 변형된 형상을 의미한다. 또는 제1 격리재(142)가 제1 격리재 프레임(141) 내부로 휘어진 형상 중 어느 하나 이상에 대응될 수 있다. 또한, 제2 형태란, 제1 격리재(142)가 압력 발생부(100) 방향으로 휘어진 형태 또는 제1 격리재(142)가 제1 유체의 토출 방향으로 휘어진 형태 중 어느 하나 이상에 대응될 수 있다.

도 25의 (c)는 압력 발생부(100)에서 음압이 생성되는 경우, 제1 격리재(142)의 형태를 도시한다. 압력 발생부(100)에서 음압이 발생하는 경우, 제1 격리재(142)는 제1 형태로 변형된다. 도 25의 (b)에 도시된 바와 같이 제1 형태란 제1 격리재(142)가 모니터링 챔버(520) 측으로 변형된 형상을 의미한다. 또는 제1 격리재(142)가 제1 격리재 프레임(141) 외부로 휘어진 형상 중 어느 하나 이상에 대응될 수 있다. 또한, 제1 형태란, 제1 격리재(142)가 압력 발생부(100)의 반대 방향으로 휘어진 형태 또는 제1 격리재(142)가 제1 유체의 흡입 방향으로 휘어진 형태 중 어느 하나 이상에 대응될 수 있다.

제1 격리재(142)가 양압에 대응하여 변형되는 경우, 도 25의 (a)에 도시된 제1 격리재(142)의 기본 형상 이상으로 휘어진 형상으로 가진다. 즉, 제1 격리재(142)에 양압이 작용하는 경우, 제1 격리재(142)의 변형률이 증가한다. 이에 따라, 제1 격리재(142)가 기본 형상인 경우보다. 모니터링 챔버(520)의 반대측으로 더욱 휘어진(변형된) 형상을 가진다.

상술한 바와 같이, 압력 발생부(100)에서 생성되는 음압 및 양압에 대응하여 제2 격리재(152)와 제1 격리재(142)는 동일한 방향 또는 형상으로 변형된다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 유체 이송 펌프 장치(1) 100: 압력 발생부
200: 전원 공급부 300: 이송챔버부
400: 이송 경로부 500: 모니터링부
110: 멤브레인 120: 전극
130: 단자부 140: 제1 격리부
150: 제 2격리부 210: 커넥터
220: 지지대 310: 이송 챔버 프레임
320: 이송 챔버 330: 흡입로
340: 토출로 350: 연결 유로
360: 흡입 밸브 370: 토출 밸브
410: 이송 경로 프레임 420: 밸브 결합구
430: 유입 경로 440: 토출 경로
510: 모니터링 챔버 프레임 520: 모니터링 챔버
530: 압력 센서

Claims

유체 이송 장치에 있어서,
양압과 음압이 교번하여 전달되는 유연성 격리재; 및
상기 유연성 격리재와 결합되는 이송 챔버부를 포함하되,
상기 이송 챔버부는,
상기 이송 챔버부의 외곽 형상을 정의하는 이송 챔버 프레임; 및
상기 유연성 격리재에 대향하여 상기 이송 챔버 프레임에 오목하게 형성되며, 이송 대상 유체가 입력 및 출력되는 이송 챔버를 포함하는 것인 유체 이송 장치.
제1항에 있어서,
상기 이송 챔버는,
상기 격리재 측으로 개방되되, 상기 격리재가 결합되어 기밀되는 상단부,
상기 격리재 반대측으로 형성되는 바닥부,
상기 상단부과 상기 바닥부 사이에 형성된 둘레부을 포함하는 것인 유체 이송 장치.
제2항에 있어서,
상기 상단부의 단면적은 상기 바닥부의 단면적보다 크게 형성되어, 상기 둘레부는 경사면을 이루도록 형성되는 것인 유체 이송 장치.
제3항에 있어서,
상기 격리재를 통해 상기 이송 챔버에 양압이 작용하는 경우,
상기 격리재는 상기 경사면의 형상에 대응하여 상기 바닥부 측으로 변형되어 상기 이송 대상 유체를 토출하는 것인 유체 이송 장치.
제3항에 있어서,
상기 격리재를 통해 상기 이송 챔버에 음압이 작용하는 경우,
상기 격리재는 상기 바닥부의 반대측으로 변형되어 상기 이송 대상 유체를 흡입하는 것인 유체 이송 장치.
제3항에 있어서,
상기 이송 대상 유체가 입력되는 흡입구; 및 상기 이송 챔버로부터 상기 이송 대상 유체가 출력되는 토출구가 상기 둘레부에 형성되는 것인 유체 이송 장치.
제6항에 있어서,
상기 흡입구 및 상기 토출구는 상기 둘레부에서 서로 대향하도록 형성되는 것인 유체 이송 장치.
제6항에 있어서,
상기 흡입구로부터 연장되는 흡입로; 및
상기 토출구로부터 연장되는 토출로를 더 포함하는 유체 이송 장치.
제8항에 있어서,
상기 흡입로와 상기 토출로 각각은 상기 흡입구와 상기 토출구를 기준으로 외측으로 향하도록 경사지게 형성되는 것인 유체 이송 장치.
제8항에 있어서,
상기 흡입로와 상기 토출로는 상기 이송 챔버로부터 멀어질수록 단면적이 증가하도록 형성되는 것인 유체 이송 장치.
제3항에 있어서,
상기 이송 대상 유체가 입력 및 출력되는 흡입-토출구가 상기 바닥부에 형성되는 것인 유체 이송 장치.
제11항에 있어서,
상기 흡입-토출구로부터 연장되는 연결로; 및
상기 연결로로부터 분기되어 형성되는 흡입로 및 토출로를 더 포함하는 것인 유체 이송 장치.
제12항에 있어서,
상기 흡입로에 연결되며, 상기 이송 챔버에 대한 상기 이송 대상 유체의 입력을 허용하고, 출력을 차단하는 흡입 밸브; 및
상기 토출로에 연결되며, 상기 이송 챔버에 대한 상기 이송 대상 유체의 출력을 허용하고, 입력을 차단하는 토출 밸브를 더 포함하는 것인 유체 이송 장치.
유체 이송 장치에 있어서,
전기화학적으로 양압과 음압을 교번하여 발생시키는 압력 발생부;
상기 압력 발생부의 일측에 적층 결합되는 격리재 프레임;
상기 격리재 프레임의 내부에 결합되어 상기 압력 발생부를 기밀하는 유연성 격리재; 및
상기 유연성 격리재와 결합되는 이송 챔버부를 포함하되,
상기 이송 챔버부는,
상기 이송 챔버부의 외곽 형상을 정의하는 이송 챔버 프레임; 및
상기 유연성 격리재에 대향하여 상기 이송 챔버 프레임에 오목하게 형성되며, 이송 대상 유체가 입력 및 출력되는 이송 챔버를 포함하는 것인 유체 이송 장치.
제14항에 있어서,
상기 이송 챔버는,
상기 격리재 측으로 개방되되, 상기 격리재가 결합되어 기밀되는 상단부,
상기 격리재 반대측으로 형성되는 바닥부,
상기 상단부과 상기 바닥부 사이에 형성된 둘레부를 포함며,
상기 상단부의 단면적은 상기 바닥부의 단면적보다 크게 형성되어, 상기 둘레부는 경사면을 이루도록 형성되는 것인 유체 이송 장치.
제15항에 있어서,
상기 격리재를 통해 상기 이송 챔버에 양압이 작용하는 경우,
상기 격리재는 상기 경사면의 형상에 대응하여 상기 바닥부 측으로 변형되어 상기 이송 대상 유체를 토출하는 것인 유체 이송 장치.
제15항에 있어서,
상기 격리재를 통해 상기 이송 챔버에 음압이 작용하는 경우,
상기 격리재는 상기 바닥부의 반대측으로 변형되어 상기 이송 대상 유체를 흡입하는 것인 유체 이송 장치.
제15항에 있어서,
상기 이송 대상 유체가 입력되는 흡입구; 및 상기 이송 챔버로부터 상기 이송 대상 유체가 출력되는 토출구가 상기 둘레부에 서로 대향하도록 형성되는 것인 유체 이송 장치.
제18항에 있어서,
상기 흡입구로부터 연장되는 흡입로; 및
상기 토출구로부터 연장되는 토출로를 더 포함하며,
상기 흡입로와 상기 토출로 각각은 상기 흡입구와 상기 토출구를 기준으로 외측으로 향하도록 경사지게 형성되는 것인 유체 이송 장치.
제19항에 있어서,
상기 흡입로와 상기 토출로는 상기 이송 챔버로부터 멀어질수록 단면적이 증가하도록 형성되는 것인 유체 이송 장치.