KR100431011B1 - 분무될유체에고압을발생하기위한소형화된구조의장치 - Google Patents

분무될유체에고압을발생하기위한소형화된구조의장치 Download PDF

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Abstract

유체에 고압을 발생하기 위한 본 발명의 소형화된 장치는 제조 방법의 요구에 잘 맞는 것이다. 본 발명에 따른 장치는 실린더에 부착가능하게 장착된 중공 피스톤(57)과, 상기 중공 피스톤(57)에 대하여 축방향으로 이동가능할 수 있도록 장착되고 중공 피스톤(57)에 의하여 안내되는 밸브 부재(58)를 포함한다. 상기 밸브 부재(58)는 중공 피스톤(57)의 단부의 내부 또는 바로 전방에서 중공 피스톤(57)의 일단부에 정렬된다. 상기 장치는 기계적으로 작동되는 고압 분무기에 사용된다. 이것은 노즐(54)을 가지는 펌프 하우징(52)과, 블로킹 매카니즘(62)과, 스프링(58)을 가지는 스프링 하우징(67)과, 유체(72)용의 비압력 저장 용기(71) 및, 상기 스프링 하우징(57)에 일체로된 기계적인 카운터를 포함하는 2부분의 하우징으로 구성된다. 상기 밸브(58)는 어떠한 보조 힘이 없이 작동하고, 매우 빠르게 폐쇄하며, 고압에 대하여 견고하게 밀봉된다. 상기 분무기는 안전하고, 작동하기에 간단하며, 환경 친화적이다. 상기 유체는 매우 정확하게 계량된다. 상기 분무기는 예를 들면, 320 bar에서 추진 가스를 사용하지 않고 액체 약제의 흡입가능한 에어러졸을 발생시키는데 사용된다.

Description

분무될 유체에 고압을 발생하기 위한 소형화된 구조의 장치{Device of miniaturized construction for producing high pressure in a fluid to be atomised}
본 발명은 유체에 고압을 발생하기 위한 장치에 관한 것이다. 이것은 실린더 내에서 이동가능한 피스톤과, 밸브를 포함하고, 상기 피스톤과 밸브가 양호하게 소형화된다. 또한, 본 발명은 의료 목적으로 사용되는 것이 양호한 상기 장치를 포함하는 고압 분무기와, 그 사용에 관한 것이다.
본 발명의 목적은, 이러한 종류의 장치와, 이 장치를 포함하는 분무기를 디자인 면에서 보다 심플하게 하고 제조하기에 값이 싸며 그 작용이 적절하도록 하는 것이다.
도 1a, 도 1b 및, 도 1c는 각각 본 발명에 따른 유체내의 고압을 발생하기 위한 펌프의 제 1 실시예의 종방향 단면도와, 중공 피스톤의 사시도 및, 이것의 밸브 부재의 사시도이다.
도 2a, 도 2b 및, 도 2c는 제 2 실시예의 비슷한 도면이다.
도 3a, 도 3b 및, 도 3c는 제 3 실시예의 비슷한 도면이다.
도 4a 내지 도 4f는 제 4 실시예의 비슷한 도면이다.
도 5는 제 5 실시예의 종방향 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 서로 다른 작동 상태에 있는 본 발명에 따른 계량 도즈 흡입기의 종방향 단면도이다.
예를 들면 액체 크로마토그래피(HPLC)에서, 일반적으로 매우 작은 양의 액체가 분리 칼럼(separating column)을 통하여 고압에서 운반된다. 또한 의료적인 에어러졸 치료에서, 에어러졸은 인간의 호흡 계통의 병을 치료하거나, 천식 상태를 치료하기 위한 액체 약품을 분무하거나 누벌라이징(nebulising)함으로써 얻어진다. 그리고, 상기 에어러졸에 필요한 작은 방울 크기를 발생하기 위하여 매우 작은 양의 유체에서는 고압이 요구된다. 미국 특허 제 5497944 호(이것의 전체 내용은 참고로 본원에 합체되어 있음)에 따른 계량된 도즈(dose) 흡입기에서, 소정 부피의 유체가 에어러졸을 발생하기 위하여 5 내지 40 MPa(약 50 내지 400 bar)의 압력하에서 작은 개구를 가진 노즐을 통하여 스프레이된다. 본 발명은 이러한 계량된 도즈 흡입기 및 이와 유사한 장치에 특히 적용가능하다.
본 발명의 한 특징에 따라서, 유체에 고압을 발생하기 위한 소형화된 구조의 장치가 제공되는데, 이것은 실린더에서 이동가능한 피스톤과, 상기 실린더 내부에서 피스톤의 전방에 위치된 고압챔버 및, 밸브를 포함하고,
상기 장치는,
원통형 중공 피스톤과,
상기 중공 피스톤에 의하여 안내되고 중공 피스톤에 대하여 축방향으로 이동할 수 있도록 장착된 밸브 부재와,
상기 밸브 부재를 중공 피스톤에 유지하도록 하는 중공 피스톤 위의 정지 수단 및,
상기 밸브 부재의 입구 단부에 있는 한정된(소정의) 밀봉 면을 포함하고, 상기 밸브 부재는 피스톤축에 대하여 횡방향으로 있는 어떠한 축에 대하여도 회전이 구속된다.
본 발명의 다른 특징에 따라서, 유체에 고압을 발생하고 소형화된 구조의 장치가 제공되는데, 이것은 실린더와, 상기 실린더에서 이동가능하고 통과하는 유체용 경로를 제공하는 중공 원통형 피스톤과, 상기 실린더 내부에서 피스톤의 전방에 위치되고 상기 경로를 통하여 유체가 공급되는 고압 챔버 및, 상기 피스톤으로서이동되지만, 피스톤에 의해 제공되는 밸브 시트와 접촉하는 폐쇄 위치와, 상기 밸브 시트로부터 이격된 개방위치 사이에서 피스톤 축을 따라 제한된 안내운동을 할 수 있는 상기 유체 경로의 입구 밸브를 포함하고, 상기 밸브 부재는 소정의 표면이 시트를 결합할 수 있도록 피스톤 축에 대하여 횡방향으로 있는 어떠한 축에 대하여서도 회전할 수 없게 형성되어 안내된다.
미국 특허 제 5497944호에는, 상기 첵크 밸브 부재가 볼(ball)인 유사한 장치가 기재되어 있고 도시되어 있다. 이러한 장치에서, 상기 볼은 다중 작동동안에 회전할 수 있다. 상기 고압하에서 마모와 변형이 상기 볼을 영구적으로 변형할 수 있으므로, 이것의 표면에서 서로 다른 부분이 연속적인 폐쇄 및 밀봉 작동시에 사용된다면(왜냐하면, 상기 볼이 횡방향 축에 대하여 회전하는 것이 자유롭기 때문이다), 누설 경향이 발생하게 된다. 이러한 점은 각 시간마다 상기 밸브 부재의 동일 표면을 사용함으로써 피할 수 있고, 그래서 바람직한 밀봉을 보장하기 위하여 밑에 깔리는 것을 허용한다. 본 발명에 따른 양호한 장치에서, 상기 밸브 부재의 적어도 주요한 부분은 원통형이고, 챔버(예를 들면, 펌프 챔버 그 자체 또는 피스톤 내부의 부분이 될 수 있는)내에서 안내되고, 상기 밸브 부재 실린더는 피스톤에 의하여 제공되는 밸브 밀봉부와 공동으로 협력하는 단부면을 구비한다. 본 발명을 사용하여 피할수 있는 볼 밸브의 다른 단점은, 상기 밸브의 횡단면적이 볼 밸브의 직경보다 상당히 작게되고, 그래서 안내 실린더를 이동하게 하고; 이러한 점은 피스톤의 압력 행정(전방 운동)동안에 발생되는 유체 압력으로부터 발생되는 밸브 시트에 상기 밸브 부재에 의하여 적용되는 힘의 감소를 이끌어낸다. 상기 밸브 부재의 높은힘 적용은 상기 밸브 부재 및/또는 밸브 시트 사이의 어떠한 작은 갭도 폐쇄하기 위하여 이것들을 조금 탄성적으로 변형하는데 바람직하게 된다.
다음에 따르는 설명에서, 입구 및 출구 또는 입구 및 출구 단부는 상기 장치내에서 유체의 흐름에서 주 방향을 나타낸다. 유체라는 용어는 가스와 액체를 포함하는 것이지만, 본 발명은 주로 액체에 관한 것이다.
상기 밸브 부재는 중공 피스톤에 대하여 다소간 변위가능하지만, 이것은 실제로 중공 피스톤과 함께 움직이게 된다.
상기 밸브 부재는 형상에서 단일축으로 회전가능한 대칭 즉, 원형 실린더 또는 절두체(frustum)인 것이 양호하다. 상기 밸브 부재의 단면적은 밸브 부재가 이동가능하게 장착되는 챔버의 단면적보다 조금 더 작게 되어 있다. 이러한 점은 원통형 밸브 부재의 외부면으로 연장되는 것이 양호한 하나 이상의 채널 또는, 상기 밸브 부재가 이동가능하게 장착되는 챔버의 직경에 대하여 보다 작은 밸브 부재의 직경에 의하여 성취된다.
상기 밸브 부재는 이것이 이동가능하게 장착된 챔버에서 안내되는데: 원통형 밸브 부재는 요구되는 바와 같이 이것의 축에 대하여 회전할 수 있지만, 상기 축은 중공 피스톤의 축에 대하여 항상 평행하게 남아있게 된다. 이러한 점은 밸브 부재의 입구 단부에서 한정된 밀봉면을 발생시킨다.
상기 밸브 부재가 중공 피스톤에 대하여 이동할 수 있는 거리는 중공 피스톤과 함께 이동가능한 밸브 부재를 유지하는 정지부 또는 정지 수단에 의하여 제한된다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 정지부는 밸브 부재의 출구 단부 위에 있고, 밸브가 개방될 때 상기 정지부와 밸브 부재사이를 유체가 통과하여 흐를수 있도록 하기 위하여 상기 밸브 부재의 출구 단부의 영역에서 적어도 하나의 리세스가 있을 필요가 있다. 상기 리세스 또는 각각의 리세스는 출구 단부의 밸브 부재 또는 중공 피스톤의 정지부에 위치된다.
상기 밸브 부재가 중공 피스톤의 정지부와 대향접촉하는 위치에서, 상기 밸브가 개방된다. 상기 밸브 부재가 한정된 밀봉면에 대향접촉하는 위치에서는, 상기 밸브는 폐쇄된다.
상기 중공 피스톤 내부에 정렬된 밸브 부재는 중공 피스톤의 내부벽에 대하여 어떠한 마찰도 일으키지 않는다. 상기 중공 피스톤 단부 전방에 직접 정렬된 밸브 부재는 상기 장치의 주 펌프 실린더의 벽에 대하여 문지를수 있다. 이러한 경우에, 상기 밸브는 밸브 부재와 실린더 벽사이의 마찰을 고려하면서, 중공 피스톤이 이동할 때에 작동적으로 폐쇄 및 개방한다.
상기 실린더는 플라스틱으로 구성되는 것이 양호하고, 중공 피스톤은 금속 또는 플라스틱으로 구성된다. 상기 밸브 부재용 재료는 이것의 경도면에서 고려할 때 중공 피스톤용 재료의 경도를 보완하도록 선택되고, 금속, 세라믹, 글라스, 젬스톤(gemstone), 플라스틱 또는 엘라스토머가 될 수 있다. 상기 밸브 부재는 단편(one piece)으로 제조되는 것이 양호하다.
유체가 흡입될 때, 상기 고압 챔버는 중공 피스톤에 의하여 유체 공급부에 연결된다. 상기 중공 피스톤의 흡입 행정동안에, 상기 유체는 중공 피스톤을 통하여 흐르고, 실린더의 고압 챔버내로 밸브 부재를 지나간다. 상기 중공 피스톤의 배출 행정동안에, 상기 밸브 시트는 밸브 부재의 한정된 밀봉면에 대향하는 방법으로 고압으로 견고하게 밀봉된다.
유체에 고압을 발생하기 위한 본 발명에 따른 장치는 이것의 입구 단부에서 유체 공급부에 연결된다. 상기 고압 챔버는 그곳내로 또는 그곳을 통하여 유체가 고압하에서 운반되는 다른 장치에 연결된다. 상기 중공 피스톤 또는 실린더는 중공 피스톤과 실린더 사이에서 상대 운동을 발생시키고, 고압을 발생시키는데 요구되는 힘을 적용시키는 구동부에 부착된다.
제 1 실시예에서, 상기 원통형 밸브 부재는 중공 피스톤의 단부의 전방에서 직접 축방향으로 이동가능한 방법으로 안내되어 장착될 수 있고, 상기 밸브 부재의 직경은 실린더의 내부 직경과 거의 동일하다. 출구 단부 근처에 있는 외측부에서, 상기 중공 피스톤은 밸브 부재위의 다수의 스냅 훅크가 결합되는 양호하게는 선회되거나 형성된 정지부로써의 폐쇄 홈을 구비한다. 상기 홈 대신에, 상기 중공 피스톤은 이것의 출구 단부에서 외향으로 깔대기로 형성된 폐쇄 모서리를 가진 테이퍼를 구비할 수 있다. 출구 단부에서 중공 피스톤의 외부 직경은 홈의 베이스 직경보다 더 크고, 실린더 직경보다는 더 작다. 상기 폐쇄 홈 대신에, 중공 피스톤의 출구 단부는 2개의 직경방향으로 대향된 점을 가지고 정지 수단으로 작용하는 스텝을 형성하는 평탄한 영역으로 외측부에 제공될 수 있다. 상기 중공 피스톤의 평탄한 단부는 밸브 부재의 내측에서 형성된 평면 밀봉면과 협력하는 밸브 시트를 제공한다. 상기 중공 피스톤의 단부에서의 외부 모서리는 챔퍼(chamfer)될 수 있다.
제 2 실시예에서, 상기 원통형 밸브 부재는 중공 피스톤의 단부의 전방에서 직접 안내되어 이동가능하게 장착될 수 있고, 상기 밸브 부재의 직경은 실린더의 내부 직경과 거의 동일하다. 상기 중공 피스톤의 단부는 회전되지 않은 립(lip) 을 제공하기 위하여 내향으로 형성되고, 정지 수단으로 작용한다. 동축의 언더컷(undercut)된 버섯형상의 페그(peg)가 상기 밸브 부재에 장착되고, 이것의 스냅 혹은 중공 피스톤의 형성 모서리 뒤에서 결합된다. 상기 페그 주위로 연장되어 형성된 밀봉면은 립의 모서리 위에서 피스톤의 출구 단부에 놓이게 된다.
제 3 실시예에서, 상기 원통형 밸브 부재는 중공 피스톤의 내부에서 완전히 이동가능할 수 있도록 장착될 수 있다. 상기 중공 피스톤의 출구 단부는 중공 피스톤의 나머지 부분의 내부 직경보다 더 큰 내부 직경을 가진다. 상기 중공 피스톤의 넓어진 부분의 길이는 밸브 부재의 길이보다 다소간 더 크다. 상기 밸브 부재의 직경은 중공 피스톤의 넓어진 단부에서 내부 직경과 거의 동일하다. 상기 중공 피스톤의 출구 단부는 전체 원주 또는 그 원주의 부분에 걸쳐서 립을 형성하기 위하여 내향으로 형성되고, 중공 피스톤 내부에서 밸브 부재를 유지하는 정지부로 작용한다. 상기 밸브 시트를 형성하는 넓혀진 부분의 베이스는 평면 또는 원추형을 형성한다. 출구측 유체 흐름 리세스에서, 상기 밸브 부재는 예를 들면 계단진 형상의 채널의 형상을 취할 수 있다. 상기 정지부의 유체 흐름 리세스는 예를 들면 립 모서리에서 홈으로 구성될 수 있다.
상기 실시예의 변경예로서, 상기 밸브 부재는 입구단부에서 중공 피스톤의 내부 전체에 정렬될 수 있다. 그 다음에, 상기 정지부는 넓어진 부분의 출구 단부에 위치될 것이고, 상기 한정된 밀봉면은 중공 피스톤의 입구 단부에서 상기 형성된 모서리 위에 있을 것이다.
제 4 실시예에서, 상기 중공 피스톤은 실린더내로 돌출되는 단부에서 형성되는 두꺼운 벽의 튜브로 구성되고, 밸브 부재용 공간의 단부에서 둘러싸인 수축부(encircling constriction)를 구비한다. 상기 원통형 밸브 부재는 상기 형성된 모서리와 둘러싸인 수축부사이의 공간에서 이동가능하게 장착되고 안내된다. 다른 두꺼운 벽 튜브는 중공 피스톤의 입구 단부내로 가압될 수 있고, 이것의 외부 직경은 중공 피스톤의 내부 직경과 동일하고, 상기 두꺼운 벽 튜브는 중공 피스톤에 고정되게 연결되고, 양호하게는 상기 중공 피스톤에서 상기 둘러싸인 수축부 이상으로 대략 연장되는 것이 양호하다. 상기 두꺼운 벽 튜브는 변위 부재로 작용하고, 적용되는 압력없이 유체가 고압 챔버내로 흡입되는 것을 쉽게 한다. 상기 두꺼운 벽 튜브는 플라스틱으로 제조되는 것이 양호하다.
상기 실시예의 변경예에서, 상기 밸브 부재는 입구단부에서 중공 피스톤 내부에 완전하게 장착될 수 있다. 그 다음, 상기 정지부는 둘러싸인 수축부에 위치되고, 상기 제한된 밀봉면은 중공 피스톤의 입구 단부에서 형성된 모서리에 위치된다.
제 5 실시예에서, 상기 중공 피스톤은 중공 피스톤의 내부 직경과 동일한 외부 직경을 가지며 상기 중공 피스톤에 고정되게 연결되는 얇은 벽 튜브를 포함한다. 상기 두꺼운 벽 튜브는 변위 몸체로서 작용하고, 적용되는 압력없이 유체가 쉽게 흡입되도록 한다.
상기 중공 피스톤의 입구 단부는 넓혀져 있다. 상기 넓혀진 단부에서, 상기 중공 피스톤은 중공 피스톤의 넓혀진 입구 단부의 외부 직경보다 더 큰 외부 직경을 가진 폐쇄 부재에 고정되게 연결된다. 상기 폐쇄 부재는 중공 피스톤의 넓혀진 단부에 대향되는 측부에서 개방되는 홈을 포함한다. 상기 홈의 베이스는 유체용 입구로써 작용하는 개구이다. 상기 홈의 베이스는 원추형 또는 평면일 수 있고; 이것은 제한된 밀봉면을 형성한다.
상기 밸브 부재는 폐쇄 부재에서 홈에 정렬되고; 이것은 홈에서 축방향으로 이동가능할 수 있도록 안내된다. 상기 밸브 부재의 외부 직경은 홈의 내부 직경보다 더 작지만, 실린더내로 돌출되는 부분에서 상기 중공 피스톤의 내부 직경보다 더 큰 것이 양호하다. 상기 밸브 부재는 이것의 출구 단부에서, 중공 피스톤의 흡입 행정동안에 고압 챔버내로 유체를 흐르게 하는 적어도 하나의 리세스를 포함할 수 있다.
상기 밸브 부재의 정지부는 중공 피스톤의 넓혀진 부분내로 돌출하는 변위 몸체의 단부 또는, 상기 변위 몸체의 단부가 중공 피스톤의 넓혀지지 않은 부분에 위치된다면, 상기 중공 피스톤의 넓혀지지 않은 부분으로부터 넓혀진 입구 단부내로의 전이부가 양호하다.
상기 넓혀진 입구 단부를 가진 중공 피스톤은 금속으로 제조되는 것이 양호하다. 상기 변위 몸체와 폐쇄 몸체는 플라스틱으로 제조되는 것이 양호하다. 상기 밸브 부재는 플라스틱 또는 금속으로 제조될 수 있다.
추진이 필요없이 유체를 스프레이하기 위한 분무기(누불라이저(nebulizer))에서 유체에 고압을 발생하기 위한 본 발명에 따른 장치의 사용은 특히 중요하다.
본 발명의 다른 특징에 따라서, 상부 하우징 부분, 펌프 하우징, 노즐, 블로킹 매카니즘, 스프링 하우징, 스프링 및 공급 용기로 구성된 유체 스프레이용 분무기가 제공되는데,
일단부에서 노즐을 구비하는 노즐 부재를 가진 상부 하우징 부분에 고정된 펌프 하우징과,
밸브 부재를 가진 중공 피스톤과,
중공 피스톤이 고착되고 상부 하우징 부분에 위치되는 구동 플랜지와,
상기 상부 하우징 부분에 위치된 블로킹 매카니즘과,
그곳에 위치된 스프링을 가지고, 상부 하우징 부분위에서 회전 베어링에 의하여 회전가능하게 장착된 스프링 하우징과,
상기 스프링 하우징을 축방향으로 끼워맞추는 하부 하우징부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징은 본원의 독립항에 기재되어 있지만, 특별한 특징의 변경 및 조합이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 양호한 몇몇 특징은 종속항에 기재되어 있다.
상기 분무기의 부가의 양호한 특징은 다음에 기재되어 있다. 상기 분무기는 계량된 도즈 흡입기가 양호하다.
밸브 부재를 가진 상기 중공 피스톤은 이전에 언급한 본 발명에 따른 장치중의 하나에 대응되는 것이 양호하다. 이것은 펌프 하우징의 실린더내로 부분적으로돌출하고, 실린더내에 축방향으로 이동가능한 방법으로 장착된다. 밸브 부재를 가진 중공 피스톤은 스프링의 방출운동에서 고압 단부의 유체에 5 내지 60 MPa(약 50 내지 600bar), 양호하게는 10 내지 60 MPa(약 100 내지 600bar)의 압력을 발생시킨다.
상기 노즐 부재의 노즐은 소형화 즉, 미세기술에 의하여 제조되는 것이 양호하다. 소형화된 노즐 부재는 예를 들면, 미국 특허 제 5472143 호에 기재되어 있는데, 이것의 전체 내용은 본원에 합체되어 있다.
상기 노즐 부재는 예를 들면, 서로 견고하게 결합되는 글라스 및/또는 실리콘의 2개의 판으로 구성되고, 여기에서 적어도 하나의 판은 노즐 출구 단부에 노즐 입구단부를 연결하는 하나 이상의 소형화된 채널을 구비한다. 크기가 10㎛ 이하인 적어도 하나의 원형 또는 비원형 개구가 노즐 출구 단부에 있다. 상기 연결에서의 크기는 유압 직경으로 언급된다. 이러한 형태의 장치에서 유압 직경은 일반적으로 100 마이크로미터 이하, 양호하게는 1-20 마이크로미터이다.
상기 노즐 부재에서 노즐의 스프레이 방향은 서로에 대하여 평행하게 있거나 또는 서로에 대하여 경사질 수 있다. 출구 단부에서 적어도 2개의 노즐을 가지는 노즐 부재에서, 상기 스프레이 방향은 20 내지 160°양호하게는, 60 내지 150°의 각도에서 서로에 대하여 경사질 수 있다. 스프레이의 방향은 노즐 개구 근처에서 만나게 된다.
상기 펌프 하우징에서, 스프링 편향력을 가지거나 갖지 않는 비복귀 밸브가 실린더의 노즐 개구와 실린더의 고압 챔버 사이에 제공될 수 있다. 상기 비복귀 밸브는 분무기의 안착 상태에서 고압 챔버를 폐쇄하고, 공기의 입구로부터 유체를 보호하며, 필요하다면, 유체의 휘발성분이 펌프 하우징으로부터 증발되는 것을 방지할 수 있다. 상기 비복귀 밸브는 고압 챔버내의 유체의 압력이 최소값을 초과하고 유체 흐름이 방출되자마자 자동적으로 개방되고: 이것은 유체 흐름이 방출되자마자 자동적으로 폐쇄된다. 상기 비복귀 밸브는 예를 들면 볼 밸브(ball valve)가 될 수 있다. 이것은 또한, 고압 챔버의 출구 단부에서 플랩과 같이 놓이고 한측부위에 클램프되는 가요성의 판으로 구성된다. 다른 실시예에서, 모든 경로에서 둥글게 클램프되고 핀에 의하여 관통되는 가요성 물질로 구성되는 디스크로 구성될 수 있다. 상기 관통된 구멍은 유체의 압력이 최소 값을 초과하자마자 노즐로 관통하여 흐르는 유체 흐름을 허용한다. 유체 흐름이 방출된후에, 상기 핀 구멍은 다시 폐쇄된다.
상기 밸브 부재는 노즐 부재에 대향되는 실린더의 단부에 장착되는 것이 양호하다.
상기 블로킹 또는 래칭 매카니즘은 기계적인 에너지를 저장하기 위하여, 스프링, 양호하게는 원통형 헬리컬 압축 스프링을 구비한다. 상기 스프링은 블로킹 부재의 위치에 의하여 결정되는 운동인 점핑 운동을 할 때 피구동 플랜지 위에 작용한다. 상기 피구동 플랜지의 운동 경로는 상부 및 하부 정지부에 의하여 정확하게 형성된다. 상기 스프링은 힘 스텝핑-업 장치(stepping-up) 장치 즉, 헬리컬 톱니 스러스트 캠을 거쳐서 외부 토크에 의하여 인장되는 것이 양호하고, 상기 힘은 상부 하우징이 하부 하우징 부분에서 스프링 하우징에 대항하기 위하여 회전할 때에 발생된다. 이러한 경우에, 상부 하우징 부분과, 피구동 플랜지는 단일 또는 다중 톱니 웨지 장치를 포함한다.
이러한 일반적인 형태의 매카니즘은 미국 특허 제 4260082 호와, 영국 출원 제 2291135 호에 기재되어 있는데, 이것들의 전체 내용은 참고로 본원에 합체되어 있다.
블로킹 표면을 결합하는 상기 블로킹 부재는 피구동 플랜지주위에 환형 형상으로 정렬되어 있다. 이것은 예를 들면, 근본적으로 반경방향으로 탄성 변형가능한 형태를 가진 플라스틱 또는 금속 링으로 구성되어 있다. 상기 링은 분무기 축에 직각으로 있는 평면에 정렬된다. 스프링의 편향력 이후에, 상기 블로킹 부재의 블로킹 표면은 피구동 플랜지의 경로내로 이동하고, 스프링이 해제되는 것을 방지한다. 상기 블로킹 부재는 버턴에 의하여 작동된다. 상기 작동 버턴은 블로킹 부재에 연결되거나 커플링된다. 상기 블로킹 매카니즘을 작동하기 위하여, 상기 작동 버턴은 링의 평면으로 양호하게는 분무기내로 평행하게 가압되고; 따라서, 상기 변형가능한 링은 스프링에 의한 운동을 위하여 플랜지를 해제하기 위하여 링의 평면에서 변형된다.
상기 양호한 블로킹 부재와 스프링은 미크로파르트(Micropart)에 의하여 출원되었지만, 베링거 인겔하임 인테르나티오날 게엠베하에게 양도된 독일 특허출원 제 195452267 호에 기재되어 있고 도시되어 있다. 이 출원의 전체 내용은 참고로 본원에 합체되어 있다.
상기 분무기는 스프링 하우징에 장착된 스크류 나사식 스핀들을 구비하는 기계식 카운터(mechanical counter)를 포함한다. 상기 스핀들의 축은 분무기의 축에 평행한 외부면의 영역으로 연장된다. 상기 스핀들은 이것의 단부 영역에서, 스프링 하우징 위에 회전 베어링에 의하여 장착된다. 상기 스핀들은 상부 하우징 부분에 가장 근접한 단부에서 치형부(teeth)를 가진다. 상기 2개의 하우징 부분이 서로에 대하여 회전될 때 스핀들의 단부에서 상기 치형부에 결합하는 적어도 하나의 캠이 상부 하우징의 모서리에 있게 된다. 회전 방지 수단을 가진 슬라이더는 스핀들 위에 장착되고 이것의 나사부를 결합한다.
보다 양호한 카운터(counter)는 1995 년 12월 28일자로 미크로파르트에 의하여 출원되었으나 베링거 인겔하임 인테르나티오날 게엠베하에게 허여된 독일 특허출원 제 195 49 033.9 호에 기재되어 있고 도시되어 있다. 이 출원의 전체 내용은 참고로 본원에 합체되어 있다.
상기 하부 하우징 부분은 스프링 하우징 위에서 축방향으로 가압되고, 상기 장착부와, 스핀들의 구동부 및 유체용 저장 용기를 덮는다. 상기 슬라이더의 위치는 하부 하우징 부분에서 리세스를 통하여 보여지며, 스케일대로 즉, 하부 하우징 부분에서 판독될 수 있다.
상기 분무기가 작동될 때에, 상기 상부 하우징 부분은 하부 하우징 부분에 대하여 회전되고, 상기 하부 하우징은 스프링 하우징을 이동시킨다. 그러는 동안에, 스프링은 가압되고 헬리컬 스러스트 캠에 의하여 편향되며, 상기 블로킹 매카니즘은 자동적으로 결합된다. 상기 회전 각도는 전체수의 부분이 360°예를 들면, 180°가 양호하다. 스프링이 편향함과 동시에, 상기 상부 하우징 부분에서의 피구동 부분은 어느 정도의 거리를 이동하고, 상기 중공 피스톤은 펌프 하우징에서 실린더내부에서 수축되며, 그 결과, 어느 정도의 유체는 저장 용기를 나와서 노즐의 전방에서 고압 챔버내로 흡입된다.
상기 상부 하우징 부분의 모서리 위의 랙크들 또는 랙크(rack)와, 스핀들의 일단부에서 피스톤을 구성하는 기어에 의하여, 상기 2개의 하우징 부분의 상대운동은 선택되어, 스핀들의 회전 운동과 스핀들 위의 슬라이더 변위로 변환된다. 상기 분무기의 작동시에, 상기 슬라이더는 스핀들을 따라 어느 정도의 거리로 이동된다.
분무될 유체의 비율을 지시하고 얼마나 많은 양이 이용가능한지를 지시하는 슬라이더의 위치는 저장 용기로부터 이미 취하여져 있다. 스핀들 위의 슬라이더는 리셋팅 러그(resetting lug)에 의하여 필요하다면 리세트될 수 있다.
바람직하다면, 분무될 유체를 유지하는 다수(양호하게는 접을 수 있는)의 대체가능한 저장 용기가 서로 분무기내로 삽입되어 사용된다. 상기 저장 용기는 가압되지 않거나 거의 가압되지 않는다. 상기 저장 용기내의 유체의 압력은 어떠한 경우에서도, 기계적으로 작동되는 분무기에 의하여 고압 챔버에 발생되는 압력보다 거의 낮게 된다. 상기 저장 용기는 예를 들면 드러그(drug)를 포함하는 유체를 포함한다.
액체를 제거한 후에는 접을 수 있고 치수적으로 안정된 외부 부분과 내부 부분을 가진 적절한 용기가 미국 특허 제 5316135 호에 기재되어 있고, 상기 특허의 전체 내용은 참고로 본원에 합체되어 있다.
분무 방법은 작동 버턴을 부드럽게 누름으로써 시작된다. 그 다음에, 상기블로킹 매카니즘은 이동하기 위하여 피구동 부분용 경로를 개방한다. 상기 편향된 스프링은 피스톤을 펌프 하우징의 실린더내로 가압한다. 상기 유체는 스프레이 형태로 분무기의 노즐을 떠난다.
분무기의 구성품은 상기 작용에 적절한 재료로 제조된다. 이러한 작용이 허용되는한, 상기 분무기의 하우징과, 다른 부분은 사출성형에 의하여 플라스틱으로 제조되는 것이 양호하다. 의료적인 목적을 위해서는, 생리학적으로 수용가능한 물질이 사용된다.
본 발명에 따른 분무기는, 예를 들면 의료적인 에어러졸의 추진이 필요없는 제조용으로 사용된다. 그러므로, 약 5㎛ 의 크기를 가진 큰 평균 입자(작은 방울)를 가진 흡입가능한 에어러졸이 발생될 수 있다. 이들 작은 입자(평균크기가 12㎛보다 작은)는 폐내로 바로 관통하는데 필요하다. 방출되는 양은 약 15 마이크로리터가 양호하다.
다음의 활성 성분: 베로텍(berotec), 베로두알(berodual), 프루니소리드(flunisolide), 아트로벤트(atrovent), 살부타몰(salbutamol), 부데소나이드(budesonide), 콤비벤트(combivent), 티오트로피움(tiotropium), 옥시벤트(oxivent) 및, 적절한 펩티드(peptide)는 활성 물질의 용해성에 의존하면서, 수성 또는 에타롤성 용액형태로 된 조제 조성물에 의하여 언급된다.
상기 용액은 약제학적으로 허용가능한 부형제(excipient)를 포함한다.
유체에 고압을 발생하기 위한 본 발명에 따른 양호한 장치와, 상기 장치를 포함하는 양호한 분무기는 다음의 장점을 가진다.
상기 장치는 어떠한 보조 힘(스프링에 의하여 발생되는)이 없이 작동되고, 밸브 부재의 유체 흐름 저항없이 또는 실린더 벽위의 마찰이 없이 폐쇄된다.
상기 밸브는 일반적으로 약 3 MPa(30 bar)의 압력에 대하여 밀착된다.
상기 밸브 부재는 단일편으로 제조되고; 이것은 제조하고 조립하는 것이 쉽다.
상기 밸브는 한정된 밀봉면에 도달하기 위하여 밸브 부재에 의하여 이동되는 짧은 거리로 인하여 매우 빠르게 폐쇄된다.
상기 밸브는 높은 밀봉 작용을 가진다.
단일축의 회전 대칭적인 밸브 부재를 안내함으로써, 한정된 밀봉면은 매우 많은 수의 중공 피스톤의 운동 사이클을 통하여 고압으로 밀착되는 것이 발생된다. 상기 고압 챔버의 데드 스페이스(dead space)은 매우 작게 유지될 수 있다.
상기 분무기는 스프링을 편향시키고 분무 공정을 작동시키기 위하여 안정되게 작동될 수 있고 훈련을 받지 않는 사람에 의해서도 쉽게 작동될 수 있다.
상기 분무기는 추진 가스가 없이 작동되고, 따라서 환경친화적으로 된다.
상기 유체용 저장 용기는 가압되지 않거나 거의 가압되지 않는다.
상기 블로킹 부재의 운동은 상기 스프링을 편형하기 위하여 회전운동을 하도록 단순한 방법에 의하여 자동적으로 연결된다.
양호한 실시예에서, 상기 분무기는 낮은 마모의 순수한 기계적인 구성품으로 구성되고, 장시간 동안에 신뢰성있게 작동된다.
피구동 부분을 위한 한정된 접촉으로 인하여, 상기 유체의 계량은 매우 정확하다.
상기 분무기는 싸게 제조되고 쉽게 조립된다.
상기 기계식 카운터는 분무기가 작동될 때 자동적으로 전진하고; 이것은 간극에 관계없이 조립하기에 쉽고 안정되며 신뢰성 있게 작동된다.
상기 카운터는 저장 용기로부터의 유체를 어떠한 수와, 하나의 용기로 사용되는 서로 다른 전체 수의 저장 용기에 채택될 수 있다.
상기 카운터는 분무기에 일체로 되고, 어떠한 부가적인 스페이스를 취하지 않는다.
어떠한 물질도 카운터로부터 분무될 물질내로 통과하지 않는다.
다음은, 본 발명의 양호한 실시예가 첨부도면을 참고로 하여 설명된다.
펌프 장치의 다양한 실시예가 일반적인 용어로써 위에서 이미 설명되었지만, 이들 설명은 첨부도면을 참고로 하는 부가의 설명으로써 보완될 것이다.
도 1a는 유체에 고압을 발생하기 위한 본 발명에 따른 장치의 제 1 실시예를 사시적으로 도시하는 종방향 단면도이다. 상기 동축 보어(7)와 밸브 부재(3)를 가지고, 상기 밸브가 부분적으로 개방된 위치에 있는 중공 피스톤(2)이 실린더(1)에 있다. 상기 밸브 부재(3)의 저부와, 실린더의 단부 사이에는 고압 챔버(4)가 있다. 상기 고압 챔버는 다른 구성품(도시 않음)에 의하여 폐쇄된다. 상기 실린더의 외부에서, 중공 피스톤 위에 장치(도시 않음)가 장착되는데, 이 장치에 의하여 상기 중공 피스톤은 실린더내부에서 변위가능하다.
도 1b는 중공 피스톤(2)를 사시적으로 도시하는 도면이다. 상기 밸브 부재에 대향된 중공 피스톤의 단부는 스텝(8)을 형성하는 직사각형 단면의 환형 랜드에 의하여 밸브 부재에 대향된 단부에서 둘러싸여 있는 홈(5)을 구비하고, 스텝의 직경은 중공 피스톤(2)의 외부 직경보다 더 작고, 홈의 베이스 직경보다 더 크다. 중공 피스톤의 단부에서 전방 모서리는 챔퍼될 수 있다.
도 1c는 밸브 부재(3)를 사시적으로 도시한 도면이다. 이것은 예를 들면, 밸브가 개방될 때 유체 흐름을 용이하도록 하기 위하여 외부면에서 3개의 채널(9)을 가진다. 3개의 스냅 훅크(6)는 예를 들면, 상기 중공 피스톤의 대향된 측부 위에서 밸브 부재(3)에 장착되는데, 상기 스냅 훅크의 폭은 밸브 부재의 원주 방향에서, 상기 원주의 제 3 의 것보다 더 작다. 상기 스냅 훅크(6)는 예를 들면, 중공 피스톤의 홈 단부의 길이보다 축방향에서 더 짧다.
조립시에, 상기 밸브 부재(3)는 중공 피스톤(2)의 단부에 위치되고, 상기 훅크(10)는 홈내로 미끄러진다. 그다음, 상기 밸브 부재와 함께 있는 중공 피스톤은 실린더내로 가압된다.
상기 밸브가 개방될 때, 훅크(10)의 내부 모서리는 스텝(8)에 대향접촉한다. 상기 밸브가 폐쇄될 때, 중공 피스톤에 대향된 밸브 부재(3)의 베이스는 한정된 밀봉면으로서 작용하는 중공 피스톤(2)의 단부위에 견고하게 끼워맞춰진다.
상기 유체를 흡수하기 위하여, 중공 피스톤은 실린더의 외부로 부분 상승되고, 이때에 상기 밸브는 자동적으로 개방된다. 상기 유체는 중공 피스톤에서 보어(7)를 통하여 흐르게 되고, 고압 챔버(4)내로 상기 밸브 부재를 지나가게 된다. 유체를 배출하기 위하여, 중공 피스톤(2)은 실린더(1) 내로 가압되고, 이때에 상기 밸브는 즉시에 자동적으로 폐쇄되며, 고압이 유체에 발생된다.
도 2a는 종방향 단면으로 볼때에 유체에 고압을 발생하기 위한 본 발명에 따른 장치의 제 2 실시예를 도시한다. 상기 중공 피스톤(11)은 실린더(1)에 있고, 상기 밸브 부재(13)은 밸브의 부분적으로 개방된 위치에 있다.
도 2b는 중공 피스톤의 형성된 출구 단부(12)를 가진 중공 피스톤(11)을 통한 종방향 단면도이다. 변위 몸체(26)는 중공 피스톤에 고정되게 위치될 수 있다.
도 2c는 밸브 부재(13)를 종방향으로 사시적으로 도시하는 도면이다. 동축의 언더컷 페그(14)는 밸브 부재 위에 장착되고, 상기 페그의 돌출 단부는 중공 피스톤의 형성된 모서리(12)뒤쪽에서 결합된다. 상기 중공 피스톤에 대향된 페그의 단부(15)는 챔퍼질 수 있다. 상기 페그는 축방향으로 연장되는 홈 또는 보어(16)와, 단부(15)로부터 상향으로 연장되어 스냅 훅크를 형성하는 종방향 슬롯을 구비할 수 있으므로, 상기 페그는 중공 피스톤의 형성된 단부내로 가압될 수 있고, 그래서 상기 형성 모서리 뒤에 결합된다.
도 3a는 유체에 고압을 발생하기 위한 본 발명에 따른 장치의 제 3 실시예를 종방향 사시적으로 도시하는 도면이다. 중공 피스톤(17)은 실린더(1)에 있고, 밸브 부재(18)는 밸브의 폐쇄된 위치에 있다.
도 3b는 형성된 단부(19)를 가진 중공 피스톤(17)을 통하여 사시적으로 도시하는 종방향 단면도이다. 중공 피스톤의 출구 단부에는 상기 밸브 부재(18)가 축방향으로 이동가능한 방법으로 안내되고 장착되는 넓혀진 부분(20)이 있다. 상기 넓혀진 부분(20)의 입구 단부는 챔퍼지거나 평면으로 된다.
도 3c는 상기 원통형 밸브 부재(18)를 종방향 사시적으로 도시하는 도면이다. 상기 밸브 부재의 2개 단부는 평면이고, 밸브 부재의 축에 수직으로 위치된다. 상기 밸브 부재(18)는 예를 들면, 밸브가 개방될 때 유체가 상기 형성된 단부(19)즉, 비회전 립을 지나서 흐를수 있도록 외부면 위에 4개의 계단진 채널 또는 평면(21)을 포함하고, 상기 채널(21)의 단부는 립의 내향 방사형으로 된다. 중공 챔버(20)의 경사진 베이스위에 대향 접촉되는 상기 밸브 부재(18)의 모서리는 챔퍼될 수 있다.
상기 밸브 부재(18)의 직경은 넓혀진 부분(20)의 직경보다 더 작게 됨으로써, 상기 밸브 부재(18)는 넓혀진 부분(20)에서 마찰없이 실질적으로 이동할 수 있다.
조립을 위하여, 상기 밸브 부재(18)는 중공 피스톤의 출구 단부(19)가 형성되기 전에 상기 넓혀진 부분(20)내로 가압된다.
도 4a는 유체에 고압을 발생하기 위한 본 발명에 따른 장치의 제 4 실시예를 종방향 사시적으로 도시하는 도면이다. 중공 피스톤(22)은 실린더(1)에 있고, 상기 밸브 부재(23)는 밸브의 폐쇄된 위치에 있다. 상기 밸브 부재의 직경은 중공 피스톤의 내부 직경보다 더 작다.
도 4b는 비회전 립을 형성하는 형성 출구 단부(24)와, 폐쇄 구조(25)를 가진 중공 피스톤(22)을 통하여 종방향 사시적으로 도시된 도면이다. 상기 변위 몸체로 작용하는 두꺼운 벽 튜브(26)는 중공 피스톤(22)내로 가압될 수 있고 그곳에 고착된다.
도 4c는 상기 밸브 부재(23)를 사시적으로 도시하는 도면이다. 상기 밸브가 개방될 때 유체 흐름을 용이하도록 하기 위하여 횡방향 슬롯의 형태로 있는 반경방향으로 연장되는 홈(27)이 밸브 부재의 출구 단부에 있다.
도 4d는 제 4 실시예의 다른 변경예를 종방향 사시적으로 도시하는 도면이다. 상기 중공 피스톤(28)은 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때, 변위 몸체(26)를 선택적으로 가지면서 실린더(1)내에 있다. 상기 밸브 부재(29)의 직경은 중공 피스톤의 내부 직경보다 더 작게 된다.
도 4e는 형성된 출구 단부(24)와 폐쇄 구성부(25)를 가진 중공 피스톤(28)를 종방향 사시적으로 도시하는 도면이다. 리세스 또는 노치형태의 적어도 하나의홈(30)은 밸브가 개방될 때 유체 흐름을 용이하도록 하기 위하여 상기 형성된 출구 단부(24)위에 제공된다. 홈 대신에, 볼록부가 있을 수 있다.
도 4f는 상기 밸브 부재(29)를 사시적으로 도시하는 도면이다. 이러한 경우에, 밸브 부재는 리세스가 없는 직선 실린더이다.
도 5는 유체에 고압을 발생하기 위한 본 발명에 따른 장치의 제 5 실시예를 종방향 사시적으로 도시하는 도면이다. 상기 변위 몸체(32)를 포함하는 중공 피스톤(31)이 실린더(1)에 있다. 홈(35)과 보어(36)를 가진 폐쇄 부재(34)는 중공 피스톤의 원통형으로 넓혀진 입구 단부(33)위에 장착된다. 리세스로서 슬롯(38)을 가진 출구 단부에 제공될 수 있는 상기 안내되어 축방향으로 이동가능한 밸브 부재(37)가 상기 홈에 있다.
도 2a 내지 도 5에 도시된 유체에 고압을 발생하기 위한 본 발명에 따른 장치의 실시예는 도 1a를 참고로 하여 이미 설명된 바와 같은 방법으로 작동된다.
도 6a는 편향된 스프링을 가지고 위에서 상세하게 설명한 양호한 분무기를 종방향 단면으로 도시하는 도면이고, 도 6b는 해제되는 스프링을 가진 분무기의 종방향 단면도이다.
상기 상부 하우징 부분(51)은 분무기 노즐용 홀더(53)가 장착된 단부 위에서 펌프 하우징(52)을 포함한다. 상기 홀더는 1995 년 10월 4일자로 출원된 독일 특허 출원 제 P195336303.3-51에 기재되어 있고(그리고, 이와 병행된 PCT 출원은 베링거 인겔하임 게엠베하와 발명자의 공동 명의로 본원과 동시에 출원되어 있다), 상기 출원의 전체 내용은 본원에 참고로 합체되어 있다. 상기 노즐부재(54)와 필터(55)는 홀더에 있다. 상기 블로킹 매카니즘(57)의 컵형상 구동 플랜지(56)에 고정된 중공 피스톤(57)은 펌프 하우징의 실린더내로 부분적으로 돌출된다. 상기 중공 피스톤은 이것의 단부에서 밸브 부재(58)를 운반시킨다. 상기 중공 피스톤은 밀봉부(59)에 의하여 밀봉된다. 스프링이 해제될 때 플랜지가 안착된 환형 접합부(플랜지 위에 환형릿지(60)에 대향된)가 상부 하우징 부분 내부에 있다. 상기 스프링이 편향될 때 피구동 플랜지가 유지되는 접합부(61)가 컵형상 피구동 플랜지의 축방향 단부에 있다. 상기 스프링의 편향 이후에, 일반적으로 환형인 블로킹 부재(62)는 자신의 탄성력 또는 (보다 강성일 때) 외부 스프링(도시 않음)에 의하여, 상기 접합부(61)와 상부 하우징 부분에서의 지지체(63)사이에 이동된다. 상기 작동 버턴(64)는 블로킹 부재에 연결되고, 작동버턴이 접합부(61)를 해제할 수 있도록 이것을 몸체로 이동시키거나 변형할 수 있다. 상기 상부 하우징 부분은 마우스 피스(65)에서 끝나고, 결합될 수 있는 보호 캡(66)에 의하여 페쇄된다.
상기 압축 스프링(68)을 가진 스프링 하우징(67)은 스냅핑 러그(69)와, 회전 베어링에 의하여 상부 하우징 부분 위에 회전가능하게 장착된다. 상기 하부 하우징 부분(70)은 스프링 하우징 위에 가압되고, 상기 분무기를 코킹하기 위하여(도 6b의 위치로부터 도 6a의 상태로 분무기를 이동하는), 헬리컬 톱니 캠 구동부(도시 않음)를 작동하도록 스프링 하우징을 회전시킨다. 분무될 유체(72)용의 대체가능한 저장 용기(71)가 스프링 하우징내에 있다. 상기 저장 용기는 중공 피스톤이 저장 용기내로 돌출되고 유체내로 이것을 단부를 침지하는 정지부(73)로 결합된다.
기계적인 카운터를 위하여 스핀들(74)이 스프링 하우징의 외부 표면에 장착된다. 상기 상부 하우징 부분에 대향된 스핀들의 단부에는 구동 피니언(75)이 있다. 상기 슬라이더(76)는 스핀들 위에 있다.
도면에 도시된 실시예는 부가로 변경될 수 있다. 구성품은 도면에 도시된 것과 다른 방법으로 함께 사용될 수 있다.
실시예 1: 의료 분무기용 고압을 발생하기 위한 소형화된 장치
도 1a에 따른 의료 분무기의 밸브 영역은 1.6 mm의 내부 직경과, 5 mm의 외부 직경을 가지는 폴리부티렌-테레프탈레이트로 제조된 실린더로 구성된다. 상기 고압 챔버는 노즐 캐리어 판에 의하여 폐쇄된다. 상기 판에는 직경이 20㎛인 노즐이 있고, 노즐 채널의 길이는 2 mm이다.
외부 직경이 1.59 mm이고, 직경이 0.35 mm인 보어를 가진 금속 중공 피스톤은 실린더내로 가압된다. 상기 중공 피스톤은 실린더내로 50 mm 가압될 수 있고, 이것의 행정은 12 mm 길이이다. 상기 중공 피스톤은 0.75 베이스 직경을 가지고 4 mm의 폭을 가지고 둘러싸인 회전 홈을 구비한다. 상기 홈은 1.15 mm의 직경을 가진 4.0 mm의 길이의 스텝에 의하여 형성된다. 상기 중공 피스톤의 선회 단부의 외부 모서리는 챔퍼된다.
폴리부티렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate)로 제조된 밸브 부재는 직경이 1.59 mm이며 두께가 2 mm인 디스크와, 3개의 스냅 훅크로 구성된다. 직경이 0.4 mm인 3개의 반원통형 채널은 상기 디스크의 외부 표면 위에 리세스로서 제공된다. 상기 스냅 훅크는 디스크로부터 6 mm 돌출되고, 훅크의 내부 모서리는 디스크로부터 4.2 mm 이격된다. 그래서, 상기 밸브 부재는 중공 피스톤에 대하여축방향으로 0.2 mm 이동될 수 있다.
공급 용량은 23.4 mm3이다. 유체 압력은 약 32 MPa(320 bar)이다.
상기 분무기는 의료 에어러졸 치료를 위하여 액체 의료품을 분사 또는 누불라이즈하는데 사용된다. 상기 분무기는 각 작동에서 요구되는 약품을 운반한다.
실시예 2: 화장품 분무기용 고압을 발생하기 위한 소형화된 장치
도 3a에 대응되는 화장품 분무기의 밸브 영역은 내부 직경이 2.5 mm이고 외부 직경이 8 mm인 폴리에테레테르-케톤의 실린더로 구성된다. 상기 고압 챔버는 노즐 캐리어 판에 의하여 폐쇄된다. 2 mm 길이의 노즐 채널을 가진 직경이 25 ㎛인 노즐이 상기 판에 있다.
외부 직경이 2.48 mm이며, 직경이 0.5 mm인 보어를 가진 강화된 플라스틱의 중공 피스톤이 실린더내로 가압된다. 상기 중공 피스톤은 실린더내로 45 mm 가압될 수 있고, 이것의 행정은 24 mm 이다. 상기 중공 피스톤은 이것의 단부에서 5.0 mm의 길이에 걸쳐서 내부 직경이 1.85 mm로 드릴된다. 상기 중공 피스톤의 드릴된 챔버의 베이스는 챔퍼된다. 상기 중공 피스톤의 출구는 열적으로 변형된다.
상기 밸브 부재는 높이가 3.0 mm 이며, 직경이 1.6 mm 인 폴리프로필렌의 실린더이다. 4개의 계단진 채널이 외부면에서 리세스로 제공된다. 상기 밸브 부재는 중공 피스톤 내부에서 약 0.5 mm 내부로 축방향 변위될 수 있다.
이러한 운반 부피는 약 116 mm3이다. 유체의 압력은 약 3 MPa(30 bar)이다.
상기 분무기는 헤어 스프레이를 분무하는데 사용된다.

Claims (39)

  1. 유체를 가압하기 위한 소형화된 구조의 장치에 있어서,
    실린더(1)에서 이동가능하고 유체가 통과하는 경로(7)를 제공하는 원통형 중공 피스톤(17;22;28;31;33)과, 고압챔버(4)와, 밸브와, 밸브부재(18,23,29,37) 및 정지수단(19;24;32)을 포함하고,
    상기 원통형 중공 피스톤은 입구 단부 또는 출구 단부에서 넓혀진 부분(20,33)을 구비하고, 상기 넓혀진 부분의 내부 직경은 중공 피스톤의 나머지 부분에서의 내부 직경보다 더 크게 되어 있으며, 상기 중공 피스톤은 입구 단부 또는 출구 단부에서 내향으로 형성된 모서리(19,24)를 가지며, 상기 고압챔버(4)는 상기 피스톤의 전방에서 실린더의 내부쪽에 위치되며, 상기 밸브는 스프링에 의하여 발생되는 어떠한 보조힘도 없이 작동되며, 상기 밸브 부재(18,23,29,37)는 입구 단부에서 한정된 밀봉면을 가지고, 또한 상기 밸브 부재는 넓혀진 부분에서 상기 중공 피스톤의 내부에 보조의 이동 가능한 방법으로 안내되고 장착되며, 상기 밸브 부재의 최대 직경은 넓혀진 부분에서 중공 피스톤의 내부 직경보다 작고, 중공 피스톤의 나머지 부분에서의 내부 직경보다 더 크며,
    상기 정지수단(19;24;32)은 상기 중공 피스톤내부에서 밸브 부재를; 유지하기 위하여 중공 피스톤의 넓혀진 부분의 출구 단부에 제공되며, 상기 밸브 부재가 한정된 밀봉면에 대향접촉할 때에 상기 밸브는 폐쇄되고, 상기 밸브 부재가 중공 피스톤의 넓혀진 부분의 출구 단부에서 정지 수단에 대향 접촉할 때에 개방되는 유체를 가압하기 위한 소형화된 구조의 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 부재(18,23,29,37)는 단축의 회전 대칭으로 되어 있는 유체를 가압하기 위한 소형화된 구조의 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브 부재(18,23,29,37)는 원통형인 유체를 가압하기 위한 소형화된 구조의 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 정지 수단에 적어도 하나의 리세스(30)가 제공되거나, 또는 출구단부에서 밸브부재에 적어도 하나의 리세스(21) 또는 반경방향으로 연장된 오목부(27,38)가 제공되는 유체를 가압하기 위한 소형화된 구조의 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 원통형 중공 피스톤(17,22,28)은 출구 단부에서 넓혀진 단부(20)를 가지며,
    상기 정지 수단은 중공 피스톤의 출구단부에서 내향으로 형성된 모서리(19,24)인 유체를 가압하기 위한 소형화된 구조의 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 원통형 중공 실린더(31)는 그 입구단부에서 넓혀진 부분(33)을 구비하고,
    상기 한정된 밀봉면은 중공 피스톤의 입구단부에서 내향으로 형성된 모서리로서 형성되며,
    상기 정지수단은 중공 피스톤의 넓혀진 부분의 출구 단부에 제공되는 유체를 가압하기 위한 소형화된 구조의 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 원통형 중공 피스톤(22)은 단부중의 하나에서 내향으로 형성된 모서리 (24)를 가지며,
    상기 중공 피스톤의 형성된 모서리 근처에 둘러싸인 수축부(25)가 제공되며,
    상기 밸브 부재(23)는 상기 형성된 모서리(24)와 둘러싸인 수축부(25)사이에서 중공 피스톤내에 축방향으로 이동가능한 방법으로 안내되어 장착되고,
    상기 밸브 부재는 이것의 출구 단부의 영역에서 리세스(27)를 구비하는 유체를 가압하기 위한 소형화된 구조의 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 원통형 중공 피스톤(22;28)은 정지 수단으로 출구단부에서 내향으로 형성된 모서리(24)를 가지며,
    상기 중공 피스톤의 출구단부에는 상기 형성된 모서리 영역에 둘러싸인 수축부(25)가 제공되는 유체를 가압하기 위한 소형화된 구조의 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 원통형 중공 피스톤은 상기 한정된 밀봉면으로서 입구단부에서 내향으로 형성된 모서리를 가지며,
    정지 수단으로서 중공 피스톤의 입구단부에 형성된 모서리 근처에 둘러싸인 수축부가 제공되는 유체를 가압하기 위한 소형화된 구조의 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 원통형 중공 피스톤은 정지수단으로서 중공 피스톤의 출구단부로부터 이격된 제 1의 둘러싸인 수축부와, 상기 제 1 둘러싸인 수축부와 중공 피스톤의 입구단부사이에서 한정된 밀봉면으로서의 제 2 둘러싸인 수축부를 가지며,
    상기 밸브 부재는 상기 2개의 둘러싸인 수축부사이에서 축방향으로 이동가능한 방법으로 안내되고 장착되는 유체를 가압하기 위한 소형화된 구조의 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 중공 피스톤의 입구단부는 축방향으로 연장된 채널을 구비하는 변위 몸체(26)를 구비하고, 상기 변위 몸체는 상기 중공 피스톤에 정렬되어 그것에 고정되게 연결되어 있으며, 또한 변위 몸체는 중공 피스톤의 입구단부에 가장 근접되어 있는 둘러싸인 수축부(25)만큼 멀리 연장되는 유체를 가압하기 위한 소형화된 구조의 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 중공 피스톤의 출구단부는 축방향으로 연장되는 채널을 구비하는 변위몸체를 구비하고, 상기 변위 몸체는 상기 중공 피스톤에 정렬되어 그것에 고정되게 연결되어 있으며, 또한 변위 몸체는 중공 피스톤의 출구단부에 가장 근접되어 있는 둘러싸인 수축부만큼 멀리 연장되는 유체를 가압하기 위한 소형화된 구조의 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 원통형 중공 피스톤(31)은 이것의 입구단부에서 넓혀진 부분(33)을 가지며, 또한 상기 중공 피스톤의 넓혀지지 않은 부분에서 변위몸체로서 튜브(32)를 선택적으로 구비하고,
    상기 중공 피스톤의 넓혀진 단부는 보어(36)를 가지는 평탄하거나 또는 원추형인 홈(35)에 연결되고 그 것을 포함하는 폐쇄부재(34)를 구비하고,
    상기 밸브부재(37)는 상기 홈에서 축방향으로 이동가능한 방법으로 안내되고 장착되며, 또한 상기 밸브 부재는 출구단부에서 리세스 또는 노치로서 슬롯(38)을 선택적으로 구비하는 유체를 가압하기 위한 소형화된 구조의 장치.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 한정된 밀봉면은 밸브부재의 단부면인 유체를 가압하기 위한 소형화된 구조의 장치.
  15. 상부 하우징 부분(51)과, 하부 하우징 부분(70)과, 스프링 하우징과, 스프링(68)과, 펌프 하우징(52)과, 노즐(54)과, 블로킹 매카니즘(62) 및 저장 용기(71)를 포함하는 유체를 분무하기 위한 분무기에 있어서,
    상기 펌프 하우징(52)은 상부 하우징 부분(51)에 고정되고, 상기 노즐(54)를 가진 노즐부재를 일단부에서 구비하며,
    제 1 항에 따른 장치를 포함하는 상기 분무기는 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 밸브 부재(58)를 가진 중공 피스톤(57)를 포함하고,
    상기 중공 피스톤이 고착된 구동 플랜지(56)는 상부 하우징 부분(51)에 위치되며,
    상기 블로킹 또는 래칭 매카니즘(62)은 상부 하우징 부분에 정렬되고,
    상기 스프링(68)을 가지는 스프링 하우징은 하부 하우징 부분에 위치되고, 상기 하부 하우징 부분은 회전 베어링에 의하여 상부 하우징 부분에 회전가능하게 장착되며,
    상기 하부 하우징 부분(70)은 축방향에서 스프링 하우징에 결합되는 유체를 분무하기 위한 분무기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    제 1 항 또는 제 2 항에 따른 상기 밸브 부재(58)를 구비하는 중공 피스톤(57)은 펌프 하우징의 실린더내로 부분적으로 돌출하고, 상기 실린더에서 축방향으로 이동가능한 방법으로 장착되는 유체를 분무하기 위한 분무기.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 블로킹 매카니즘은 록킹 표면과 작동 버턴(64)을 결합하는 환형 형상으로 정렬된 블로킹 부재(62)를 구비하는 헬리컬 스러스트 기어 형태인 유체를 분무하기 위한 분무기.
  18. 제 15 항에 있어서,
    스핀들(74)과 슬라이드(76)를 구비하는 기계적인 카운터는 상기 외부 면의 영역에서 스프링 하우징(67)위에 장착되고, 상기 스핀들의 축은 스프링 하우징의 축에 평행하게 되어 있는 유체를 분무하기 위한 분무기.
  19. 제 15 항에 있어서,
    서로 견고하게 결합되는 2개의 유리판 및/또는 실리콘 판을 포함하는 노즐 부재(54)와, 노즐 입구 단부 및 노즐 출구 단부를 연결하는 하나 이상의 소형화된 채널을 구비하는 적어도 하나의 판을 구비하며, 상기 노즐 출구 단부는 적어도 하나의 개구를 구비하며, 개구의 유압 직경은 크기가 10㎛이하인 유체를 분무하기 위한 분무기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 노즐 부재(54)는 출구단부에서 적어도 2개의 노즐 개구를 구비하고, 스프레이의 방향은 서로에 대하여 경사져 있으며, 노즐 개구 근처에서 서로 만나는 유체를 분무하기 위한 분무기.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 노즐 개구와 실린더의 고압 챔버사이에서 상기 펌프 하우징에 비복귀 밸브가 장착되는 유체를 분무하기 위한 분무기.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 중공 피스톤(57)은 압축 스프링(68)을 해제하기 위하여 버턴(64)을 작동시키는 순간에, 상기 노즐에 대면된 단부에서, 즉 노즐의 고압 단부에서 유체가 5 내지 60 MPa(약 50 내지 600바아)의 압력을 발생시키는 유체를 분무하기 위한 분무기.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 중공 피스톤(57)은 압축 스프링(68)을 해제하기 위하여 버턴(64)을 작동시키는 순간에, 상기 노즐에 대면된 단부에서, 즉 노즐의 고압 단부에서 유체가 10 내지 60 MPa(약 100 내지 600바아)의 압력을 발생시키는 유체를 분무하기 위한 분무기.
  24. 제 15 항에 있어서,
    상기 하부 하우징 부분(70)에 유체를 위한 대체가능한 저장 용기(71)가 정렬되는 유체를 분무하기 위한 분무기.
  25. 제 15 항에 있어서,
    유체용 저장용기(71)가 제공되고, 상기 용기는 약제학적인 합성물을 포함하는 유체를 분무하기 위한 분무기.
  26. 제 15 항에 있어서,
    상기 저장 용기(71)는 베로텍, 베로두알, 프루니소리드, 아트로벤트, 살부타몰, 부데소나이드, 콤비벤트, 티오트로피움, 옥시벤트 및, 적절한 펩티드를 포함하는 그룹으로 선택되는 약제의 약제학적으로 수용가능한 용액을 포함하는 유체를 분무하기 위한 분무기.
  27. 제 15 항에 있어서,
    추진가스가 없이 약제 에어졸을 발생시키기 위하여 사용되는 제 15 항에 따른 분무기.
  28. 소정 부피의 액체를 가압하고 상기 액체를 분무 노즐을 통하여 방출하기 위한 펌프를 포함하는 고압에서 액체를 분사하기 위한 제 17 항에 따른 분무기에 있어서,
    상기 펌프는 실린더(52)와, 왕복이동가능한 피스톤(57)과, 액체 저장 용기(71)와, 피스톤과 실린더를 서로에 대하여 이동시키기 위한 펌프 왕복 수단을 포함하고, 상기 피스톤은 관형으로 되어 있으며, 피스톤의 제 1 단부위에서 상기 실린더에 입구 흐름 경로를 제공하고 또한 비복귀 밸브를 구비하며, 상기 액체 저장용기(71)는 상부 표면, 박막, 흡입 행정에서 피스톤의 길이부를 통하여 저장용기로부터 실린더내로 액체 흐름을 허용하기 위하여 피스톤의 다른 단부에 의하여 관통되는 탄성재료의 정지부 또는 캡을 가지며, 상기 피스톤과 저장용기는 펌프가 작동될 때에 서로에 대하여 고정되는 분무기.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 피스톤의 제 2 단부는 탄성 상부표면과, 박막, 정지부 또는 저장용기의 캡의 초기 관통을 위하여 포인트(point)형상으로 되는 분무기.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 펌프 왕복수단은 피스톤의 스프링 하중이 걸린 플랜지(56) 또는 피스톤위의 다른 부재와, 펌프가 흡입 방향으로 작동할 때에 상기 스프링을 인장하기 위한 수단을 포함하고, 상기 스프링(68)은 압축방향에서 상기 펌프를 작동시키는 분무기.
  31. 제 30 항에 있어서, 상기 스프링(68)을 인장하기 위한 수단은 상기 분무기의 다른 부분(70)에 대하여 한 부분(51)을 회전시킴으로써 작동되는 헬리컬 톱니 캠을포함하는 분무기.
  32. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서, 상기 펌프 왕복운동 수단은 가압된 유체를 방출하기 이전에 상기 스프링을 하중이 걸린 상태로 상기 스프링을 일시적으로 유지하기 위한 수동적으로 작동가능한 래치를 포함하는 분무기.
  33. 제 28 항에 있어서,
    적어도 5MPa(약 50 바아)의 압력으로 액체를 가압하도록 채택되는 분무기.
  34. 제 15 항에 있어서,
    폐내로 흡입을 위한 액체 약제의 분무를 발생시키기 위한 계량된 도즈의 흡입기가 제공되고, 그 액체 방울은 12 마이크로미터이하의 중량 평균 크기를 가지는 분무기.
  35. 제 1 항에 따른 장치를 포함하고, 유체에 고압을 발생시키기 위하여 왕복운동하는 펌프 장치에 있어서,
    상기 중공 실린더 피스톤(17;22;28)은 실린더(1)에서 이동가능하고, 또한 유체가 통과되도록 하기 위한 경로를 제공하며, 상기 실린더내부에서 피스톤의 전방에 위치되고 상기 경로를 통하여 유체가 공급되는 고압 챔버(4)가 제공되며, 피스톤과 함께 이동하지만, 피스톤에 의하여 제공되는 밸브 시트와 접촉하는 폐쇄위치와 상기 밸브 시트로부터 이격되는 개방된 위치사이에서 상기 피스톤 축을 따라서 제한된 안내운동을 할 수 있는 입구 비복귀 밸브 부재(18;23;29)가 제공되고, 상기 밸브 부재(18;23;29)는 이것이 피스톤축에 횡방향으로 있는 축에 대하여 회전할 수 없게 형성되고 안내되며, 따라서 상기 밸브 부재의 소정의 표면은 시트를 결합하는 것을 특징으로 하는 왕복운동하는 펌프 장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 밸브 부재(37)는 일반적으로 원통형이고 중공 피스톤(31)의 전방단부에 장착되며, 상기 밸브 시트의 효과적인 영역은 피스톤 보어의 영역과 거의 동일한 왕복운동하는 펌프 장치.
  37. 제 36 항에 있어서, 상기 밸브 시트(36)는 절두 원추체 형상인 왕복 운동하는 펌프 장치.
  38. 제 28 항에 있어서, 제 35 항 내지 제 37 항에 따른 장치를 합체시키는 분무기.
  39. 제 15 항에 있어서, 노즐 부재(54)와 노즐의 상류에 있는 필터(55)를 구비하는 분무기.
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