KR20240004099A - 실린지 펌프 및 실린지 펌프를 이용한 유체 주입 방법 - Google Patents

Abstract

실린지 펌프를 개시한다. 일 실시 예에 따른 실린지 펌프는, 중력 방향을 기준으로 상단에 배치되는 제1면과 하단에 배치되는 제2면을 포함하고, 상기 제1면 및 상기 제2면 사이에 형성되는 내부 공간을 포함하는 실린지 챔버, 상기 내부 공간에 배치되고, 상기 내부 공간을 상기 제1면을 향하는 제1공간과 상기 제2면을 향하는 제2공간으로 구획하고, 탄성 재질로 형성되는 다이어프램(diaphragm), 상기 제2면 및 상기 다이어프램 사이에 위치하도록 상기 내부 공간에 배치되고, 상기 제1면 및 상기 제2면 사이에서 이동 가능한 피스톤, 상기 제1공간과 연통되고, 상기 실린지 챔버의 외부로부터 상기 제1공간으로 유체를 공급받기 위한 유입구, 상기 제1면에 형성되고, 상기 제1공간으로부터 상기 실린지 챔버의 외부로 가스를 배출하기 하기 위한 벤트구, 및 상기 제1공간과 연통되고, 상기 제1공간으로부터 상기 실린지 챔버의 외부로 상기 유체를 배출하기 위한 토출구를 포함하고, 상기 다이어프램은 상기 피스톤에 의해 적어도 일부의 형태가 변화하면서, 상기 제1공간의 체적을 변화시킬 수 있다. 이 외에 다양한 실시 예들이 가능할 수 있다.

Description

실린지 펌프 및 실린지 펌프를 이용한 유체 주입 방법{A RECONFIGURABLE MOTION ASSIST APPARATUS}

아래의 개시는 실린지 펌프 및 실린지 펌프를 이용한 유체 주입 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 유체를 정량적으로 토출시키기 위한 장치로써, 피스톤을 이용하는 시린지 펌프가 사용될 수 있다. 시린지 펌프는 피스톤의 왕복 운동에 대응하여 유체를 정량적으로 토출시키기 위해, 형태가 변화하며 시린지 펌프 내의 체적을 변화시킬 수 있는 다이어프램(diaphragm)을 포함할 수 있다. 시린지 펌프가 피스톤의 동작에 따라 유체만을 정량적으로 토출시키기 위해서는, 시린지 펌프의 내부 공간에 존재하는 가스를 미리 배출하는 작업이 요구된다.

예를 들어, 국내 등록특허공보 제10-2502884호는 "다이어프램 펌프"를 개시한다.

전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.

일 실시 예에 따른 목적은, 유체를 정량적으로 토출하기 위한 실린지 펌프를 제공하기 위한 것이다.

일 실시 예에 따른 목적은, 실린지 펌프의 내부 공간에 존재하는 가스를 배출하기 위한 실린지 펌프를 제공하기 위한 것이다.

일 실시 예에 다른 목적은, 실린지 펌프 내 가스를 배출함으로서 대용량 유체를 정밀하게 토출시킬 수 있는 유체 주입 방법을 제공하기 위한 것이다.

일 실시 예에 따른 실린지 펌프는, 중력 방향을 기준으로 상단에 배치되는 제1면과 하단에 배치되는 제2면을 포함하고, 상기 제1면 및 상기 제2면 사이에 형성되는 내부 공간을 포함하는 실린지 챔버, 상기 내부 공간에 배치되고, 상기 내부 공간을 상기 제1면을 향하는 제1공간과 상기 제2면을 향하는 제2공간으로 구획하고, 탄성 재질로 형성되는 다이어프램(diaphragm), 상기 제2면 및 상기 다이어프램 사이에 위치하도록 상기 내부 공간에 배치되고, 상기 제1면 및 상기 제2면 사이에서 이동 가능한 피스톤, 상기 제1공간과 연통되고, 상기 실린지 챔버의 외부로부터 상기 제1공간으로 유체를 공급받기 위한 유입구, 상기 제1면에 형성되고, 상기 제1공간으로부터 상기 실린지 챔버의 외부로 가스를 배출하기 하기 위한 벤트구, 및 상기 제1공간과 연통되고, 상기 제1공간으로부터 상기 실린지 챔버의 외부로 상기 유체를 배출하기 위한 토출구를 포함하고, 상기 다이어프램은 상기 피스톤에 의해 적어도 일부의 형태가 변화하면서, 상기 제1공간의 체적을 변화시킬 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 피스톤이 상기 제1면을 향하여 이동하는 경우, 상기 다이어프램이 팽창되어 상기 유체가 상기 토출구를 통해 외부로 토출되고, 상기 피스톤이 상기 제2면을 향하여 이동하는 경우, 상기 다이어프램이 수축되어 상기 유체가 상기 유입구를 통해 상기 내부 공간으로 유입될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 실린지 펌프는, 상기 제1공간과 연통되는 상기 유입구, 상기 토출구 및 상기 벤트구를 각각 개폐하기 위한 복수의 밸브를 더 포함하고, 상기 복수의 밸브는, 상기 유입구를 개폐하기 위한 제1밸브, 상기 벤트구를 개폐하기 위한 제2밸브, 및 상기 토출구를 개폐하기 위한 제3 밸브를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 피스톤이 상기 제2면을 향하여 이동하는 경우, 상기 유입구는 개방되고, 상기 토출구 및 상기 벤트구는 폐쇄되고, 상기 피스톤이 상기 제1면을 향하여 이동하는 경우, 상기 유입구는 폐쇄되고, 상기 토출구 및 상기 벤트구는 개방될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 피스톤이 상기 제2면을 향하여 이동하는 경우, 유체가 상기 실린지 펌프의 외부로부터 상기 유입구를 통해 상기 제1공간으로 공급되고, 상기 피스톤이 상기 제1면을 향하여 이동하는 경우, 상기 가스가 상기 벤트구를 통해 외부로 배출되고, 상기 제1공간으로 공급된 유체는 상기 토출구를 통해 외부로 토출될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 중력 방향에 수직한 단면을 기준으로, 상기 다이어프램은 상기 실린지 챔버의 내주면에 연결될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 다이어프램은, 상기 실린지 챔버의 내벽에 연결되는 고정 부분, 및 상기 고정 부분에 연결되고, 상기 피스톤에 의해 가압되어 형태가 변화하는 변동 부분을 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 벤트구는 상기 제1면의 최상단에 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따른 실린지 펌프를 이용한 유체 주입 방법은, 제1항에 따른 실린지 펌프가 제공되는 단계, 상기 피스톤이 상기 실린지 펌프의 제2면을 향하여 이동하며 상기 다이어프램이 수축되는 단계, 상기 유입구가 개방되고, 상기 유입구를 통해 상기 실린지 펌프의 외부로부터 상기 유체가 상기 제1공간으로 공급되는 단계, 상기 유입구가 폐쇄되고, 상기 피스톤이 상기 실린지 펌프의 제1면을 향하여 이동하며 상기 다이어프램이 팽창되는 단계, 상기 실린지 펌프의 제1면을 향하여 상기 제1공간 내의 가스가 이동되는 단계, 상기 벤트구를 통해 상기 가스가 상기 실린지 펌프의 외부로 배출되는 단계, 및 상기 토출구를 통해 상기 제1공간으로부터 상기 유체가 상기 실린지 펌프의 외부로 토출되는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 실린지 펌프는 대용량의 유체를 정밀하게 토출시킬 수 있다.

일 실시 예에 따른 실린지 펌프는 내부 공간에 존재하는 가스를 배출할 수 있다.

일 실시 예에 따른 유체 주입 방법은 유체를 주입하는 과정에서 실린지 펌프 내부에 존재하는 가스를 미리 배출함으로써, 유체 토출 과정을 정밀하게 조절할 수 있다.

일 실시 예에 따른 실린지 펌프 및 유체 주입 방법의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1a는 일 실시 예에 따른 실린지 펌프의 단면도이다.
도 1b는 일 실시 예에 따른 실린지 펌프의 단면도이다.
도 1c는 일 실시 예에 따른 실린지 펌프의 단면도이다.
도 1d는 일 실시 예에 따른 실린지 펌프의 단면도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 유체 주입 방법의 순서도다.

본 특허출원은 2022년 07월 04일자 출원된 특허출원 제10-2022-0081956호를 기초로 우선권을 주장한 것이고, 해당 출원의 전체 내용이 본 특허출원에 참조로서 포함된다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시 예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시 예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시 예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안 된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시 예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1a 내지 도 1d는 일 실시 예에 따른 실린지 펌프(10)의 단면도이다.

이하에서, 용어 '중력 방향'은 도면에 도시된 방향을 기준으로 -Z 방향을 의미하고, 용어 '상부' 및 '상단'은 +Z 방향을 의미하고, 용어 '하부' 및 '하단'은 -Z 방향을 의미할 수 있다. 또한 설명의 편의를 위해 별도의 언급이 없는 한, 본 문서에서 피스톤(130)은 Z축 방향을 따라 왕복 이동하고, 유체는 -Z 방향을 따라 실린지 펌프(10)의 내부 공간(1100)으로 공급되고, 가스는 +Z 방향을 따라 배출되는 것을 전제로 설명하도록 한다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 피스톤(130)의 왕복 이동 방향, 유체의 공급 경로 및 가스의 배출 경로가 반드시 어느 한 방향으로만 한정되는 것은 아님을 유의해야 한다.

도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 일 실시 예에 따른 실린지 펌프(10)는 유체(예: 전해액)를 정량적으로 토출시킬 수 있다. 일 실시 예에 따른 실린지 펌프(10)는 유입구(140)를 통하여 외부로부터 유체를 공급받을 수 있다. 일 실시 예에서, 실린지 펌프(10)는 토출구(160)를 통하여 유체를 외부로 토출시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 실린지 펌프(10)는 벤트구(150)를 통하여 실린지 펌프(10)의 내부 공간(1100)에 존재하는 가스를 배출시킬 수 있다. 일 실시 예에 따른 실린지 펌프(10)는 유체를 토출시키는 과정에서, 내부 공간(1100)에 존재하는 가스를 배출함으로써 토출되는 유체의 양을 정밀하게 조절할 수 있다. 일 실시 예에 따른 실린지 펌프(10)는 내부 공간(1100)에 존재하는 가스를 배출함으로써, 실린지 펌프(10)의 성능 지속성을 향상시킬 수 있다. 일 실시 예에 따른 실린지 펌프(10)는 유체를 토출하기에 앞서, 내부 공간(1100)의 가스를 배출함으로써 순수한 유체 주액량을 증가시킬 수 있다.

일 실시 예에서, 실린지 펌프(10)는 외부로부터 공급받은 유체가 유동하는 내부 공간(1100)을 포함하는 실린지 챔버(110), 실린지 챔버(110)의 내부 공간(1100)을 구획하는 다이어프램(120), 내부 공간(1100)에서 왕복 이동하는 피스톤(130), 실린지 챔버(110)의 외부로부터 유체를 공급받기 위한 유입구(140), 실린지 챔버(110)의 외부로 가스를 배출하기 위한 벤트구(150), 실린지 챔버(110)의 외부로 유체를 배출하기 위한 토출구(160), 및 유입구(140), 벤트구(150), 토출구(160)를 각각 개폐하는 복수의 밸브(170)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 실린지 챔버(110)는 중력 방향(예: -Z 방향)을 기준으로 실린지 챔버(110)의 상단에 배치되는 제1면(111), 실린지 챔버(110)의 하단에 배치되는 제2면(112) 및 제1면(111)과 제2면(112) 사이에 형성되는 내부 공간(1100)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1면(111)은 실린지 챔버(110)의 상면(예: +Z 방향을 향하는 면)이고, 제2면(112)은 실린지 챔버(110)의 하면(예: -Z 방향을 향하는 면)일 수 있다. 일 실시 예에서, 실린지 챔버(110)의 내부 공간(1100)은 실린지 펌프(10)가 실린지 챔버(110)의 외부로부터 유체를 공급받는 경우, 상기 유체가 유동하는 공간을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 실린지 챔버(110)의 내부 공간(1100)은 후술하는 다이어프램(120)에 의해 복수의 공간으로 구획될 수 있다. 예를 들어, 내부 공간(1100)은 실린지 챔버(110)의 제1면(111)과 다이어프램(120) 사이에 형성되는 제1공간(1100a) 및 실린지 챔버(110)의 제2면(112)과 다이어프램(120) 사이에 형성되는 제2공간(1100b)으로 구획될 수 있다.

일 실시 예에서, 피스톤(130)은 실린지 챔버(110)의 내부 공간(1100)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 피스톤(130)은 후술하는 다이어프램(120)을 사이에 두고 실린지 챔버(110)의 제1면(111)과 반대되는 방향으로 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 피스톤(130)은 실린지 챔버(110)의 내부 공간(1100)의 제2공간(1100b)에 배치되고, 제2공간(1100b)에서 피스톤(130)의 높이 방향(예: Z축 방향)을 따라 왕복 이동할 수 있다. 일 실시 예에서, 피스톤(130)은 왕복 이동하는 과정에서, 후술하는 다이어프램(120)을 가압할 수 있고, 다이어프램(120)의 형태가 변형되어 내부 공간(1100)의 제1공간(1100a)의 체적이 변화될 수 있다. 일 실시 예에서 피스톤(130)의 왕복 이동은 전원에 연결되거나 액추에이터에 연결되어 자동으로 수행되거나 수동으로 수행(예: 사용자가 힘을 주어 수동으로 왕복 이동)될 수도 있다. 다만, 피스톤(130)은 하나의 예시일 뿐, 실린지 펌프(10)의 내부 공간(1100)을 왕복 이동하는 것은 후술하는 탄성 재질로 형성되는 다이어프램(120)을 가압할 수 있는 것이라면, 어느 것이든 될 수 있다.

일 실시 예에서, 다이어프램(120)은 피스톤(130)의 왕복 이동에 대응하여 수축 또는 팽창하며 실린지 챔버(110)의 내부 공간(1100)의 체적을 변화시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 다이어프램(120)은 실린지 챔버(110)의 내부 공간(1100)에 배치되어 실린지 챔버(110)의 내부 공간(1100)을 구획할 수 있다. 예를 들어, 다이어프램(120)은 실린지 챔버(110)의 제1면(111) 및 피스톤(130) 사이에 내부 공간(1100)을 가로질러 배치될 수 있다. 예를 들어, 다이어프램(120)은 실린지 챔버(110)의 내부 공간(1100)을, 유체를 공급받고 토출시키는 과정에서 유체가 유동하는 제1공간(1100a) 및 피스톤(130)이 왕복 이동하는 제2공간(1100b)으로 구획할 수 있다. 일 실시 예에서, 다이어프램(120)은 탄성 재질로 형성될 수 있다. 다이어프램(120)은 피스톤(130)에 의해 가압됨으로써 다이어프램(120)의 형태는 변화될 수 있다. 예를 들어, 다이어프램(120)의 적어도 일부(예: 변동 부분(122))는 피스톤(130)의 왕복 운동에 의해 형태가 변화함으로써, 실린지 챔버(110)의 제1공간(1100a)의 체적이 변화될 수 있다.

일 실시 예에서, 다이어프램(120)은 고정 부분(121) 및 변동 부분(122)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 다이어프램(120)의 고정 부분(121)은 실린지 챔버(110)의 내벽에 연결될 수 있다. 예를 들어, 중력 방향에 수직한 단면(예: XY 평면)을 기준으로, 다이어프램(120)의 고정 부분(121)은 실린지 챔버(110)의 내주면에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따른 고정 부분(121)은 실린지 챔버(110)의 내벽에 부착되어 실린지 챔버(110) 내에서의 위치가 고정될 수 있다. 일 실시 예에 따른 다이어프램(120)의 변동 부분(122)은 상기 고정 부분(121)에 연결되고, 피스톤(130)에 의해 가압되어 형태가 변화될 수 있다. 일 실시 예에 따른 변동 부분(122)은 실린지 챔버(110)의 내벽에 직접적으로 연결되지 않고, 고정 부분(121)에 직접적으로 연결됨으로써 피스톤(130)의 왕복 운동에 대응하여 다이어프램(120)의 형태는 변화될 수 있다. 예를 들어, 피스톤(130)이 실린지 챔버(110)의 제1면(111)을 향하여(예: +Z 방향) 이동하는 경우, 실린지 챔버(110) 내에서의 고정 부분(121)의 위치는 고정되고, 변동 부분(122)은 피스톤(130)의 이동 방향과 나란한 방향으로 이동됨으로써 다이어프램(120)은 팽창되고, 제1공간(1100a)의 체적은 감소될 수 있다. 일 실시 예에 따른 피스톤(130)이 실린지 챔버(110)의 내부 공간(1100)에서 실린지 챔버(110)의 제2면(112)을 향하여(예: -Z 방향) 이동하는 경우, 다이어프램(120)의 고정 부분(121)의 위치는 고정되고, 변동 부분(122)은 피스톤(130)의 이동 방향과 나란한 방향으로 이동됨으로써 다이어프램(120)은 수축되고, 제1공간(1100a)의 체적은 증가될 수 있다. 다이어프램(120)의 수축 또는 팽창에 의해, 유체의 배출 또는 공급 과정이 수행될 수 있다.

일 실시 예에서, 유입구(140)는 실린지 챔버(110)의 외부로부터 실린지 챔버(110)의 내부 공간(1100)으로 유체가 공급받는 기능을 수행할 수 있다. 일 실시 예에서, 유입구(140)는 제1공간(1100a)과 연통될 수 있다. 예를 들어, 유입구(140)는 실린지 챔버(110)의 제1면(111)에 형성되어 실린지 챔버(110)의 제1공간(1100a)과 연통될 수 있다. 유입구(140)는 제1면(111)에 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐, 유입구(140)는 제1공간(1100a)과 연통되는 지점이라면 어디든 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따른 유체가 공급되는 경우, 즉 피스톤(130)이 제2면(112)을 향하여 이동하는 경우, 유입구(140)는 개방될 수 있다. 예를 들어, 후술하는 제1밸브(171)에 의해 유입구(140)의 개폐 동작이 수행될 수 있다.

일 실시 예에서, 토출구(160)는 실린지 챔버(110)의 제1공간(1100a)을 유동하는 유체를 실린지 챔버(110)의 외부로 토출시키는 기능을 수행할 수 있다. 일 실시 예에서, 토출구(160)는 제1공간(1100a)과 연통될 수 있다. 예를 들어, 토출구(160)는 실린지 챔버(110)의 제1면(111)에 형성되어 실린지 챔버(110)의 제1공간(1100a)과 연통될 수 있다. 토출구(160)는 제1면(111)에 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐, 토출구(160)는 제1공간(1100a)과 연통되는 지점이라면 어디든 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따른 유체가 토출되는 경우, 특 피스톤(130)이 실린지 챔버(110)의 제1면(111)을 향하여 이동하는 경우, 토출구(160)는 개방될 수 있다. 예를 들어, 후술하는 제3밸브(173)에 의해 토출구(160)의 개폐 동작이 수행될 수 있다.

일 실시 예에서, 벤트구(150)는 실린지 챔버(110)의 제1공간(1100a)에서 발생하는 가스를 외부로 배출시키는 기능을 수행할 수 있다. 일 실시 예에서, 벤트구(150)는 제1공간(1100a)과 연통될 수 있다. 예를 들어, 벤트구(150)는 실린지 챔버(110)의 제1면(111)에 형성됨으로써, 중력 방향(예: -Z 방향)과 반대되는 방향(예: +Z 방향)으로 유동하는 가스는 제1면(111)에 형성된 벤트구(150)를 통해 실린지 챔버(110)의 외부로 배출될 수 있다. 일 실시 예에 따른 실린지 챔버(110)의 제1면(111)이 지면을 기준으로(예: X축 방향) 경사지게 형성된 경우, 벤트구(150)는 실린지 챔버(110)의 제1면(111)의 최상단에 배치됨으로써, 실린지 챔버(110)의 제1공간(1100a)을 유동하는 가스를 실린지 챔버(110)의 외부로 용이하게 배출시킬 수 있다.

일 실시 예에서, 벤트구(150)에 의한 가스 배출은 토출구(160)에 의한 유체 배출보다 먼저 이루어질 수 있다. 벤트구(150)에 의한 가스 배출이 토출구(160)에 의한 유체 배출보다 먼저 이루어짐으로써, 실린지 펌프(10)는 가스가 배출된 순수한 유체를 정량적으로 토출시킬 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시일 뿐, 벤트구(150)에 의한 가스 배출과 토출구(160)에 의한 유체 배출은 동시에 이루어지거나, 토출구(160)에 의한 유체 배출이 벤트구(150)에 의한 가스 배출보다 먼저 이루어질 수 있다.

일 실시 예에서, 복수의 밸브(170)는 각각 유입구(140), 토출구(160) 및 벤트구(150)를 개폐할 수 있다. 일 실시 예에서, 복수의 밸브(170)는 유입구(140)를 통해 공급되는 유체의 유량, 토출구(160)를 통해 배출되는 유체의 유량 및 벤트구(150)를 통해 배출되는 가스의 유량을 조절할 수 있다. 일 실시 예에서, 복수의 밸브(170)는 유입구(140)를 개폐하기 위한 제1밸브(171), 벤트구(150)를 개폐하기 위한 제2밸브(172), 및 토출구(160)를 개폐하기 위한 제3밸브(173)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 피스톤(130)이 제2면(112)을 향하여 이동하는 경우, 제1밸브(171)는 유입구(140)를 개방하고, 제2밸브(172) 및 제3밸브(173)는 각각 벤트구(150) 및 토출구(160)를 폐쇄함으로써, 유체가 실린지 펌프(10)의 외부로부터 유입구(140)를 통해 제1공간(1100a)으로 공급될 수 있다. 일 실시 예에서, 피스톤(130)이 제1면(111)을 향하여 이동하는 경우, 제1밸브(171)는 유입구(140)를 폐쇄하고, 제2밸브(172) 및 제3밸브(173)는 각각 벤트구(150) 및 토출구(160)를 개방함으로써, 제1공간(1100a)에 있는 가스 및 유체는 각각 벤트구(150) 및 토출구(160)를 통해 실린지 펌프(10)의 외부로 배출될 수 있다.

이하에서는, 일 실시 예에 따른 유체 주입 방법에 대해 설명하도록 한다. 유체 주입 방법을 설명함에 있어서, 앞서 언급한 기재와 중복되는 기재는 생략하도록 한다. 또한, 특별한 언급이 없는 한 앞서 언급한 용어와 동일한 용어는 동일한 구성을 의미하는 것으로 이해할 수 있다.

도 2는 일 실시 예에 따른 유체 주입 방법의 순서도이다.

일 실시 예에서, 유체 주입 방법은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 유체 주입 방법은 프로세서에 입력된 설정 조건에 따라 자동으로 수행될 수 있다. 일 실시 예에서, 유체 주입 방법의 각 단계는 반드시 도면에 도시된 순서대로 수행되는 것은 아니며, 동시에 수행될 수도 있다. 일 실시 예에서, 유체 주입 방법의 각 단계 중 적어도 어느 하나의 단계는 생략될 수 있으며, 적어도 어느 하나의 단계는 반복적으로 수행될 수도 있다.

도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 유체 주입 방법은 실린지 펌프(예: 도 1a의 실린지 펌프(10))를 이용하여 유체를 타겟에 정량적으로 토출시키는 데 사용될 수 있다. 일 실시 예에서, 유체 주입 방법은 실린지 펌프에 의해 수행될 수 있다.

일 실시 예에서, 유체 주입 방법은 실린지 펌프(예: 도 1a의 실린지 펌프(10))가 제공되는 단계(201), 피스톤(예: 도 1a의 피스톤(130))이 실린지 펌프의 제2면(예: 도 1a의 제2면(112))을 향하여 이동하며 다이어프램(예: 도 1a의 다이어프램(120))이 수축되는 단계(202), 유입구(예: 도 1a의 유입구(140))가 개방되고, 유입구를 통해 실린지 펌프의 외부로부터 유체가 제1공간(예: 도 1a의 제1공간(1100a))으로 공급되는 단계(203), 유입구가 폐쇄되고, 피스톤이 실린지 펌프의 제1면(예: 도 1a의 제1면(111))을 향하여 이동하며 다이어프램이 팽창되는 단계(204), 실린지 펌프의 제1면을 향하여 제1공간 내의 가스가 이동되는 단계(205), 벤트구(예: 도 1a의 벤트구(150))를 통해 가스가 실린지 펌프의 외부로 배출되는 단계(206), 및 토출구(예: 도 1a의 토출구(160))를 통해 제1공간으로부터 유체가 실린지 펌프의 외부로 토출되는 단계(207)를 포함할 수 있다.

단계 201에서는 유체를 공급받아 유체를 정량적으로 토출시키기 위한 실린지 펌프가 배치될 수 있다. 실린지 펌프는 중력 방향과 나란한 방향으로 배치될 수 있다.

단계 202에서는 피스톤이 실린지 펌프의 제2면을 향하여(예: 도 1a의 -Z 방향) 이동할 수 있다. 일 실시 예에 따른 피스톤이 제2면을 향하여 이동하는 경우, 실린지 펌프의 내부 공간에 배치되는 다이어프램은 수축될 수 있다. 일 실시 예에 따른 다이어프램이 수축됨으로써, 실린지펌프이 제1공간의 체적은 증가될 수 있다.

단계 203에서는 일 실시 예에 따른 실린지 펌프의 유입구가 개방될 수 있다. 일 실시 예에 따른 유입구가 개방됨으로써, 유체가 실린지 펌프의 외부로부터 유입구를 통해 실린지 펌프의 제1공간으로 공급될 수 있다.

단계 204에서는 일 실시 예에 따른 실린지 펌프의 유입구가 폐쇄될 수 있다. 일 실시 예에서, 유입구는 실린지 펌프의 제1밸브에 의해 폐쇄될 수 있다. 일 실시 예에 따른 유입구가 폐쇄된 경우, 피스톤은 제1공간에 존재하는 가스 및 유체를 외부로 배출시키기 위해, 제1면을 향하여(예: 도 1a의 +Z 방향) 이동할 수 있다. 일 실시 예에서, 피스톤이 제1면을 향하여 이동하는 경우, 다이어프램은 피스톤에 의해 가압되고, 다이어프램은 제1면을 향하여 팽창됨으로써 제1공간의 체적은 감소될 수 있다.

단계 205에는 제1공간 내에 있는 가스가 제1면을 향하여 이동할 수 있다. 단계 204에서 피스톤이 제1면을 향하여 이동함에 따라, 다이어프램이 제1면을 향하여 팽창하게 되고, 제1공간의 체적이 감소될 수 있다. 제1공간의 체적 감소에 따라 제1공간 내에 있는 가스는 피스톤의 이동 방향과 나란한 방향인 실린지 챔버의 제1면을 향하는 방향으로 이동할 수 있다.

단계 206에서는 일 실시 에에 따른 실린지 펌프의 벤트구가 개방될 수 있다. 일 실시 예에서, 벤트구는 실린지 펌프의 제2밸브에 의해 개방될 수 있다. 단계 205에서 실린지 챔버의 제1면을 향하여 이동한 가스는 단계 206에서 벤트구가 개방된 경우, 벤트구를 통하여 실린지 챔버의 외부로 배출될 수 있다. 일 실시 예에 따른 벤트구는 실린지 챔버의 최상단에 배치됨으로써, 제1공간 내의 가스를 용이하게 배출할 수 있다.

단계 207에서는 일 실시 예에 따른 실린지 펌프의 토출구가 개방될 수 있다. 일 실시 예에서, 토출구는 실리지 펌프의 제3밸브에 의해 개방될 수 있다. 단계 206에서 제1공간 내의 가스가 배출되고, 단계 207에서는 제1공간 내의 유체가 배출될 수 있다. 일 실시 예에 따른 실린지 펌프는 가스를 배출한 후 유체를 배출함으로써 유체의 배출량을 정밀하게 조절할 수 있다.

이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

10: 실린지 펌프
110: 실린지 챔버
120: 다이어프램
130: 피스톤
140: 유입구
150: 벤트구
160: 토출구
170: 복수의 밸브

Claims (9)

1. 중력 방향을 기준으로 상단에 배치되는 제1면과 하단에 배치되는 제2면을 포함하고, 상기 제1면 및 상기 제2면 사이에 형성되는 내부 공간을 포함하는 실린지 챔버;
   상기 내부 공간에 배치되고, 상기 내부 공간을 상기 제1면을 향하는 제1공간과 상기 제2면을 향하는 제2공간으로 구획하고, 탄성 재질로 형성되는 다이어프램(diaphragm);
   상기 제2면 및 상기 다이어프램 사이에 위치하도록 상기 내부 공간에 배치되고, 상기 제1면 및 상기 제2면 사이에서 이동 가능한 피스톤;
   상기 제1공간과 연통되고, 상기 실린지 챔버의 외부로부터 상기 제1공간으로 유체를 공급받기 위한 유입구;
   상기 제1면에 형성되고, 상기 제1공간으로부터 상기 실린지 챔버의 외부로 가스를 배출하기 하기 위한 벤트구; 및
   상기 제1공간과 연통되고, 상기 제1공간으로부터 상기 실린지 챔버의 외부로 상기 유체를 배출하기 위한 토출구를 포함하고,
   상기 다이어프램은 상기 피스톤에 의해 적어도 일부의 형태가 변화하면서, 상기 제1공간의 체적을 변화시키는, 실린지 펌프.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 피스톤이 상기 제1면을 향하여 이동하는 경우, 상기 다이어프램이 팽창되어 상기 유체가 상기 토출구를 통해 외부로 토출되고,
   상기 피스톤이 상기 제2면을 향하여 이동하는 경우, 상기 다이어프램이 수축되어 상기 유체가 상기 유입구를 통해 상기 내부 공간으로 유입되는, 실린지 펌프.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 실린지 펌프는,
   상기 제1공간과 연통되는 상기 유입구, 상기 토출구 및 상기 벤트구를 각각 개폐하기 위한 복수의 밸브를 더 포함하고,
   상기 복수의 밸브는,
   상기 유입구를 개폐하기 위한 제1밸브;
   상기 벤트구를 개폐하기 위한 제2밸브; 및
   상기 토출구를 개폐하기 위한 제3 밸브를 포함하는, 실린지 펌프.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 피스톤이 상기 제2면을 향하여 이동하는 경우, 상기 유입구는 개방되고, 상기 토출구 및 상기 벤트구는 폐쇄되고,
   상기 피스톤이 상기 제1면을 향하여 이동하는 경우, 상기 유입구는 폐쇄되고, 상기 토출구 및 상기 벤트구는 개방되는, 실린지 펌프.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 피스톤이 상기 제2면을 향하여 이동하는 경우, 유체가 상기 실린지 펌프의 외부로부터 상기 유입구를 통해 상기 제1공간으로 공급되고,
   상기 피스톤이 상기 제1면을 향하여 이동하는 경우, 상기 가스가 상기 벤트구를 통해 외부로 배출되고, 상기 제1공간으로 공급된 유체는 상기 토출구를 통해 외부로 토출되는, 실린지 펌프.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 중력 방향에 수직한 단면을 기준으로,
   상기 다이어프램은 상기 실린지 챔버의 내주면에 연결되는, 실린지 펌프.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 다이어프램은,
   상기 실린지 챔버의 내벽에 연결되는 고정 부분; 및
   상기 고정 부분에 연결되고, 상기 피스톤에 의해 가압되어 형태가 변화하는 변동 부분을 포함하는, 실린지 펌프.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 벤트구는 상기 제1면의 최상단에 배치되는, 실린지 펌프.
   
9. 실린지 펌프를 이용한 유체 주입 방법에 있어서,
   제1항에 따른 실린지 펌프가 제공되는 단계;
   상기 피스톤이 상기 실린지 펌프의 제2면을 향하여 이동하며 상기 다이어프램이 수축되는 단계;
   상기 유입구가 개방되고, 상기 유입구를 통해 상기 실린지 펌프의 외부로부터 상기 유체가 상기 제1공간으로 공급되는 단계;
   상기 유입구가 폐쇄되고, 상기 피스톤이 상기 실린지 펌프의 제1면을 향하여 이동하며 상기 다이어프램이 팽창되는 단계;
   상기 실린지 펌프의 제1면을 향하여 상기 제1공간 내의 가스가 이동되는 단계;
   상기 벤트구를 통해 상기 가스가 상기 실린지 펌프의 외부로 배출되는 단계; 및
   상기 토출구를 통해 상기 제1공간으로부터 상기 유체가 상기 실린지 펌프의 외부로 토출되는 단계를 포함하는, 유체 주입 방법.
   

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