KR20180013033A - 원심 분리용 용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원심 분리용 용기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제1 용기 내에 피스톤 밸브를 갖는 피스톤과 밸브 개방 수단이 구비됨으로써, 원심 분리 과정에서 물질의 비중에 따라서 피스톤 위, 아래로 물질이 분리되며 서로 상이한 비중을 갖는 물질의 추출이 용이하게 달성될 수 있는 원심 분리용 용기에 관한 것이다.

Description

원심 분리용 용기{TUBE FOR CENTRIFUGATION}

본 발명은 원심 분리용 용기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제1 용기 내에 피스톤 밸브를 갖는 피스톤과 밸브 개방 수단이 구비됨으로써, 원심 분리 과정에서 물질의 비중에 따라서 피스톤 위, 아래로 물질이 분리되며 서로 상이한 비중을 갖는 물질의 추출이 용이하게 달성될 수 있는 원심 분리용 용기에 관한 것이다.

근래 지방 조직과 같은 소정의 조직이나 혈액, 골수 등의 체액으로부터 특정 세포, 또는 물질 등을 분리하기 위하여 원심 분리기가 사용되고 있다. 이러한 원심 분리기는 원심력을 사용하여 조직 및 체액 내의 세포, 또는 물질 등을 분리하는 장치로서 그 구성 및 작동이 비교적 간단하고 용이한 분리를 제공하여 광범위하게 사용되어 왔다.

상기와 같은 원심 분리기에는 소정의 조직 및 체액을 수용하고 회전 가능하게 구성되어 원심 분리를 수행할 수 있는 소정의 원심 분리용 용기가 사용된다. 이러한 원심 분리용 용기 내에 조직 및 체액이 수용되고, 상기 원심 분리용 용기가 소정의 회전축을 중심으로 회전함에 따라서 조직 및 체액 내의 물질들이 원심력을 받아서 물질의 분리가 이루어진다.

그러나, 원심 분리 과정 및 원심 분리 후 물질을 추출할 때, 큰 비중을 갖는 물질, 및 중간 비중을 갖는 물질, 작은 비중을 갖는 물질을 따로 분리하여 추출해야 하는 경우가 생길 수 있다. 그러나, 종래의 원심 분리용 용기의 경우, 원심 분리를 통해 비중에 따라서 조직 및 체액 내의 물질을 분리한 후에도 각각의 물질에 대한 추출이 어려운 경우가 많다.

대한민국 공개특허 10-2014-0131211

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 제1 용기 내에 피스톤 밸브를 갖는 피스톤과 밸브 개방 수단이 구비됨으로써, 원심 분리 과정에서 물질의 비중에 따라서 피스톤 위, 아래로 물질이 분리되어 서로 상이한 비중을 갖는 물질의 추출이 용이하게 달성될 수 있는 원심 분리용 용기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 원심 분리용 용기는, 제1 용기; 피스톤 바디, 상기 피스톤 바디를 상하 방향으로 관통되는 배출로, 및 상기 배출로를 선택적으로 개폐하는 피스톤 밸브를 포함하며, 상기 제1 용기 내에 배치되어 상기 제1 용기 내에서 상하 이동 가능한 피스톤; 상기 제1 용기 내에 배치되되 상기 피스톤 아래에 배치되어 상기 피스톤을 상방향으로 탄성 바이어스하는 탄성체; 및 외력을 가해 상기 피스톤 밸브를 개방시키는 밸브 개방 수단;을 포함한다.

바람직하게는, 상기 피스톤 밸브는, 상기 배출로를 개방시키는 개방 위치와 상기 배출로를 폐쇄시키는 폐쇄 위치 사이에서 위치 가변하게 구성되는 밸브 바디, 및 상기 밸브 바디에 탄성력을 가하여 외력이 없을 때에는 상기 밸브 바디가 상기 개방 위치에서 상기 폐쇄 위치로 이동하도록 하는 밸브 탄성부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 배출로는 상부분의 내경이 좁게 구성되어 상부분에 패스를 가지며, 상기 밸브 바디는, 상단에 배치되고 상기 패스 상에 위치하는 밸브 헤드, 상기 밸브 헤드 하단에 배치되고 소정 길이만큼 아래로 연장되는 밸브 넥, 및 상기 밸브 넥 하단에 배치되며 상기 패스 아래에 위치하는 밸브 바텀을 포함하며, 상기 밸브 탄성부는 상기 패스와 상기 밸브 바텀 사이에 배치된다.

바람직하게는, 상기 제1 용기는, 상기 제1 용기 내에 배치되되 상기 피스톤 아래에 위치하며 상기 제1 용기의 바닥부로부터 소정의 높이를 가지며 세워지는 측벽을 가지며 상부가 개방된 용기 형태로 구성된 내부 용기를 더 포함한다 바람직하게는, 상기 피스톤 밸브가 상기 밸브 개방 수단에 의해서 개방될 때 상기 피스톤의 하부면이 상기 측벽의 상단과 밀착하여 상기 내부 용기가 밀폐된다.

바람직하게는, 상기 피스톤은, 하부면에 탄성을 갖는 하부 탄성 부재를 포함하되, 상기 하부 탄성 부재는 상기 측벽의 연직 상방향에 위치한다.

바람직하게는, 상기 피스톤의 상부면에는 함몰면이 형성되되, 상기 함몰면은 최저점을 갖되 상기 최저점으로부터 외경 방향으로 적어도 일부 상방향 경사가 형성된다.

바람직하게는, 상기 피스톤은, 강성을 갖는 재질로 구성되는 피스톤 바디, 및 상기 피스톤 바디보다 탄성을 가지며 상기 피스톤 바디의 상부 모서리 둘레에 배치되고 상부면에 외경 방향으로 적어도 일부 상방향 경사가 형성되며 상부 둘레면이 상기 제1 용기의 내벽과 밀착하는 상부 링을 포함한다.

바람직하게는, 상기 피스톤은 소정의 중량을 갖는 재질로 구성되는 무게추를 더 포함한다

바람직하게는, 제2 용기; 일단이 상기 제1 용기와 연결되고 타단이 상기 제2 용기와 연결되는 연결 관로; 및 상기 연결 관로를 개폐하는 제2 제어 밸브; 를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 제2 제어 밸브는 상기 연결 관로 상에 배치되되, 사용자의 조작에 따라서 수동으로 개폐되는 수동 밸브로 구성된다.

바람직하게는, 상기 제2 제어 밸브는 원심력에 의해서 작동하는 원심 밸브로 구성된다.

본 발명의 원심 분리용 용기에 의하면, 제1 용기 내의 피스톤에 피스톤 밸브와 밸브 개방 수단이 구비되어, 원심 분리 과정에서 물질의 비중에 따라서 피스톤의 상, 하로 분리가 이루어질 수 있다. 피스톤 밸브는 외력에 의해서 개방되되, 바람직하게는 피스톤이 하강하여 밸브 개방 수단이 위치한 지점까지 도달하면 자동으로 개방되어 간단한 구조로 물질의 분리를 용이하게 달성할 수 있다.

아울러, 제1 용기 내, 피스톤 아래에는 내부 용기가 구비되어, 피스톤 밸브를 통과한 물질이 내부 용기 내로 배출될 수 있다. 이때, 제1 용기는 피스톤에 대한 피스톤 스토퍼의 기능도 함께 가지므로, 피스톤의 비중에 대한 고려가 없이 물질의 분리를 달성할 수 있다.

또한, 피스톤의 상부면에는 하방향으로 함몰된 함몰면이 형성되어 함몰면 상에 분리된 물질을 용이하게 추출할 수 있으며, 피스톤은 강성을 갖는 피스톤 바디와. 상기 피스톤 바디의 상부 둘레면에 설치되며 탄성을 갖고 외측 상부면이 상방향으로 경사진 상부 링이 마련되어, 피스톤 전체가 탄성 재질로 구성될 필요가 없어서 피스톤의 사용 수명이 연장되고 가공성이 향상되며 제1 용기 내에서 용이하게 이동할 수 있으면서 분리된 물질의 분리 및 추출 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 제2 제어 밸브가 구비되어, 원심분리 후 분리된 물질을 간편하게 배출할 수 있다.

또한, 제2 용기, 제1 용기와 제2 용기를 연결하는 연결 관로, 및 연결 관로를 개폐하되 수동 밸브 또는 원심 밸브로 구성된 제2 제어 밸브를 더 포함하여 물질의 주입 과정에서는 연결 관로를 폐쇄하되, 원심 분리 후 배출 과정에서는 연결 관로를 개방하여 물질의 배출이 간편하게 이루어지도록 할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 분리용 용기를 나타낸 도면이다.
도 2 는 도 1 에 따른 원심 분리용 용기의 결합 구조를 나타낸 분해도이다.
도 3 은 도 1 에 따른 원심 분리용 용기의 피스톤을 나타낸 도면이다.
도 4 는 도 3 의 동그라미 표시된 부분을 확대 도시한 것으로, 피스톤 밸브가 개방된 상태를 나타낸 도면이다.
도 5 는 도 1 에 따른 원심 분리용 용기의 제2 제어 밸브를 확대 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 9 는 도 1 에 따른 원심 분리용 용기를 이용한 원심 분리 과정을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 10 은 본 발명의 제2 실시예에 따른 원심 분리용 용기를 나타낸 도면이다.
도 11 은 도 10 에 따른 원심 분리용 용기를 이용한 원심 분리 과정에서 분리, 배출 및 추출 과정을 각각 나타낸 도면이다.
도 12a 는 본 발명의 제3 실시예에 따른 원심 분리용 용기를 나타낸 도면이며, 도 12b 는 그 단면도이다.
도 13 은 본 발명의 제3 실시예에 따른 원심 분리용 용기의 다른 형태를 나타낸 도면이다.
도 14 는 본 발명의 제4 실시예에 따른 원심 분리용 용기를 나타낸 도면이다.
도 15 는 도 14 에 따른 원심 분리용 용기의 원심 작동형 제2 제어 밸브의 구조 및 작동을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1 은 본 발명의 제1 실시예에 따른 원심 분리용 용기를 나타낸 도면이고, 도 2 는 도 1 에 따른 원심 분리용 용기의 결합 구조를 나타낸 분해도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 원심 분리용 용기는, 제1 용기(100), 피스톤(200), 피스톤 밸브(300), 탄성체(400), 및 밸브 개방 수단(150)을 포함하여 구성된다.

제1 용기(100)는 소정의 높이를 가지며 상하로 관통된 중공을 갖는 원통형의 제1 측부(102), 상기 제1 측부(102)의 상단에 결합되는 상부(104), 및 상기 제1 측부(102)의 하단에 결합되는 바닥부(106)를 포함하여 내부에 제1 공간(108)이 형성된 실린더 형태의 용기형 구성을 가질 수 있다. 아울러, 상기 제1 공간(108) 내에는 피스톤(200), 내부 용기(140), 및 밸브 개방 수단(150)이 배치된다.

제1 측부(102)는 세워진 원통형으로 구성되되 내부에 상하로 관통된 중공이 형성된 파이프 형태를 갖고, 상단 및 하단이 각각 상부(104)와 바닥부(106)에 결합된다. 따라서 상기 제1 측부(102) 내 중공이 제1 용기(100)의 제1 공간(108)을 형성할 수 있다. 제1 측부(102)는 바람직하게는 투명한 재질로 구성되어 내부를 확인할 수 있다.

상부(104)는 제1 용기(100)를 도 1 과 같이 세웠을 때 윗면을 형성한다. 상부(104)에는 제1 개구(110)와 제2 개구(120), 및 제3 개구(130)가 구비될 수 있다.

제1 개구(110)는 제1 용기(100)의 상부(104)을 상하 방향으로 관통하는 통로 형태로 구성될 수 있다. 제1 개구(110)는 조직 및 체액이 외부로부터 상기 실린더 내의 제1 공간(108) 내로 주입될 수 있도록 하는 주입구 기능을 가질 수 있다.

제2 개구(120)는 제1 용기(100)의 상부(104)을 상하 방향으로 관통하는 통로 형태로 구성될 수 있다. 제2 개구(120)는 내부의 제1 공간(108)에 충진된 조직 및 체액으로부터 분리된 소정의 배출물이 제1 공간(108)으로부터 외부로 배출될 수 있도록 하는 배출구의 기능을 가질 수 있다. 아울러, 제2 개구(120)에는 제2 개구(120)를 막는 제2 개구 뚜껑(126)이 마련될 수 있다.

바람직하게는, 제2 개구(120)는 상부분을 구성하는 상부 통로(122), 및 상기 상부 통로(122) 아래에 위치하며 상부 통로(122)보다 넓은 단면적을 갖는 하부 통로(124)를 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라서, 상부 통로(122)와 하부 통로(124) 사이에는 단차가 형성될 수 있다. 한편, 제1 개구(110)도 제2 개구(120)와 마찬가지로 상부 통로(112)와 하부 통로(114)를 포함할 수 있다.

제3 개구(130)는 제1 용기(100)의 상부(104)를 상하 방향으로 관통하는 통로 형태로 구성될 수 있다. 제3 개구(130)는 제1 공간(108) 내의 분리된 물질을 외부로 추출할 수 있는 추출구 기능을 가질 수 있다. 아울러, 제3 개구(130)에는 제3 개구(130)를 막는 제3 개구 뚜껑(132)이 마련될 수 있다.

한편, 도면에서는 일관되게 제1 개구(110), 제2 개구(120), 및 제3 개구(130)가 모두 구비된 것으로 도시되었으나 반드시 이에 한정하지는 않는다. 즉, 예컨대 제1 개구(110), 제2 개구(120), 및 제3 개구(130) 중 적어도 두개, 또는 세개가 서로 일체로 구성되어 하나의 또는 두개의 개구를 통해 주입, 배출 및 추출이 선택적으로 이루어지는 실시 형태도 가능하다.

바람직하게는, 일 실시예에 따르면, 도 2 에 도시된 바와 같이 상기 제1 용기(100)의 상부(104)은 상기 제1 용기(100)의 제1 측부(102)과 분리, 결합될 수 있는 탑 커버(P)로 구성될 수 있다. 즉, 탑 커버(P)는 상기 제1 측부(102)의 상단에 끼워져 결합되며 분리될 수 있는 부재로서, 상기 제1 개구(110), 제2 개구(120) 및 제3 개구(130)를 구비하여 제1 용기(100)의 상부(104)을 구성할 수 있다.

바닥부(106)는 제1 용기(100)를 도 1 과 같이 세웠을 때 아랫면을 형성한다. 바닥부(106)는 제1 측부(102)의 하단에 결합될 수 있다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 바닥부(106) 또한 상부(104)와 같이 상기 제1 용기(100)의 제1 측부(102)와 분리, 결합될 수 있는 바텀 커버(Q)로 구성될 수 있다. 즉, 바텀 커버(Q)는 제1 용기(100)의 제1 측부(102)의 하단에 끼워져 결합되며, 선택적으로 분리될 수 있는 부재로 구성될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.

바닥부(106)에는 소정의 공기 통풍구(107)가 마련될 수 있다. 공기 통풍구(107)는 상기 제1 용기(100)의 제1 공간(108)의 하단에 형성되어, 후술하는 피스톤(200)이 상하로 이동할 때 피스톤(200)아래의 공간의 공기가 외부와 유통할 수 있도록 할 수 있으며, 내부에 필터를 가질 수 있다.

바닥부(106)에는 내부 용기(140), 및 밸브 개방 수단(150)이 마련될 수 있다.

내부 용기(140)는 제1 용기(100)의 바닥부(106)로부터 소정의 높이를 가지며 돌출되는 부재이다. 내부 용기(140)는 상기 제1 용기(100) 내, 즉 제1 공간(108)에 배치되되 후술하는 피스톤(200) 아래에 위치한다.

구체적으로는, 내부 용기(140)는 제1 용기(100)의 바닥부(106)로부터 소정의 높이를 갖고 세워지는 측벽(142)을 갖고 상부가 개방되어 내측에 내부 공간(144)이 형성되어 있는 원통 형태로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 제1 측부(102)과 상기 내부 용기(140)의 측벽(142)은 제1 용기(100)의 중심을 중심으로 하여 직경 방향으로 소정의 거리를 갖고 이격되게 배치될 수 있다. 따라서, 제1 용기(100)의 제1 측부(102)과 내부 용기(140)의 측벽(142)이 서로 소정의 간격을 갖고 동심으로 구성될 수 있으며, 상기 제1 측부(102)과 측벽(142) 사이에 링 형태의 함몰 공간(146)이 형성될 수 있다.

한편, 이러한 내부 용기(140)는 바닥부(106)로부터 소정의 높이를 가짐으로써, 후술하는 제1 피스톤(200)의 위치를 제한하여 제1 용기(100)의 제1 피스톤(200) 상부의 공간이 적절히 유지되도록 하는 피스톤 스토퍼의 기능을 가질 수 있다. 즉, 제1 피스톤(200) 상부의 공간에 소정의 물질이 주입되어 제1 피스톤(200)이 하강하거나 또는 제1 피스톤(200)이 원심력을 받아서 하강할 때 내부 용기(140)상에서 정지하게 되므로 제1 피스톤(200) 상부의 용량이 정확하게 유지되도록 할 수 있다. 아울러, 후술하는 탄성체(300)에서 설명하는 효과도 동시에 갖는다.

밸브 개방 수단(150)은 후술하는 피스톤(200)의 피스톤 밸브(300)를 개방시키는 부재이다.

밸브 개방 수단(150)은 제1 용기(100)의 바닥부(106)으로부터 상방향으로 소정의 높이만큼 돌출된 돌부로 구성될 수 있다. 구체적으로는, 소정 높이의 바(bar)로 구성될 수 있다.

밸브 개방 수단(150)은 적어도 일부가 상기 내부 용기(140) 내에 위치할 수 있다. 즉, 도 1 에 도시된 바와 같이 상기 밸브 개방 수단(150)의 외측 둘레를 상기 내부 용기(140)의 측벽(142)이 둘러쌀 수 있다.

한편, 밸브 개방 수단(150)과 측벽(142)의 높이는 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 밸브 개방 수단(150)이 보다 돌출된 높이를 가질 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 구체적으로는, 후술하는 피스톤 밸브(300)가 밸브 개방 수단(150)에 의해서 개방될 때 피스톤(200)의 하부면이 상기 측벽(142)의 상단과 밀착하는 높이를 가질 수 있다. 밸브 개방 수단(150)에 의한 피스톤 밸브(300)의 상세한 작동에 대해서는 후술한다.

이하에서는 피스톤(200)에 대해서 설명한다.

도 3 은 도 1 에 따른 원심 분리용 용기의 피스톤(200)을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 4 는 도 3 의 동그라미 표시된 부분을 확대 도시한 것으로, 피스톤 밸브(300)가 개방된 상태를 나타낸 도면이다.

피스톤(200)은 상기 제1 용기(100) 내에 배치되어 상하 이동 가능하게 구성된다. 즉, 피스톤(200)은 제1 용기(100)의 제1 공간(108) 내에 배치되되 상기 제1 공간(108) 내에서 바닥부(106)와 상부(104) 사이에서 상하 방향으로 변위 가능하다.

피스톤(200)은 피스톤 바디(210), 상부 링(220), 측부 링(230), 무게추(240), 하부 탄성 부재(250), 배출로(260), 및 피스톤 밸브(300)를 포함하여 구성될 수 있다.

피스톤 바디(210)는 피스톤(200)의 본체를 구성한다. 피스톤 바디(210)의 상부면은 상기 제1 용기(100)의 상부(104)와 마주하고, 하부면은 상기 제1 용기(100)의 바닥부(106)와 마주한다. 아울러 피스톤 바디(210)의 둘레면은 상기 제1 용기(100)의 제1 측부(102)와 마주하게 된다. 피스톤 바디(210)는 경질의 재질로 구성될 수 있다. 예컨대, 플라스틱, 금속 등으로 구성될 수 있다.

바람직하게는, 피스톤 바디(210)의 상부면에는 하방향으로 소정 깊이만큼 함몰된 함몰면(211)이 형성될 수 있다. 함몰면(211)은 위에서 볼 때 중심에 최저점(212)이 형성되고 최저점(212)을 중심으로 하여 최저점(212)으로부터 외경 방향으로 상방향 경사가 형성된 형상을 가질 수 있다. 한편, 최저점(212)은 상기 제3 개구(130)의 연직 하방향에 위치할 수 있다.

따라서, 도 3 에 도시된 바와 같이, 피스톤 바디(210)의 중심을 지나는 측방향 면으로 피스톤 바디(210)를 분할한 측방향 단면 형상을 보면, 상부면은 중심 방향으로 깊이가 깊어지는 V 자형 형상을 가질 수 있다.

한편, 상부면의 구체적인 형상은 반드시 이에 한정하지 아니하며, 실시예에 따라서는 중심부에 더 깊은 깊이의 하방향 함몰 홈이 형성되거나, 또는 상부면이 단차를 갖거나, 또는 만곡면을 갖는 것도 가능하다. 아울러, 최저점(212)의 위치 또한 반드시 중심에 형성된 것에 한정하지 않고 일 측으로 편향될 수도 있다.

피스톤 바디(210)의 둘레면의 상부 모서리 부분과 중간 부분에는 각각 내경 방향으로 소정 깊이만큼 함몰되어 둘레 방향으로 연장된 상부 함몰부(213) 및 중간 함몰부(214)가 형성될 수 있다. 이때, 상부 함몰부(213)는 피스톤 바디(210)의 상부 모서리 부분에 형성되므로 상기 피스톤 바디(210)의 상부면의 외측 둘레 부분이 하방향으로 소정 깊이만큼 함몰된 것으로 설명될 수도 있다.

한편, 피스톤 바디(210)의 하부면 또한, 상방향으로 소정 깊이만큼 함몰된 하부 함몰면(215)을 가질 수 있다. 하부 함몰면(215)은 아래에서 볼 때 소정의 내경을 갖는 원형으로 이루어질 수 있다. 아울러, 하부면에는 상방으로 함몰된 무게추 끼움 홈(217), 및 탄성 부재 끼움 홈(216)이 형성될 수 있다. 탄성 부재 끼움 홈(216)은 내부 용기(140)의 측벽(142)의 연직 상방향에 위치할 수 있다.

상부 링(220)은 O 자 형태의 링 형상을 갖는 O-링으로 구성될 수 있다. 상부 링(220)은 피스톤 바디(210)와 상이한 재질로 구성되되, 예컨대 실리콘과 같은 탄성을 갖는 재질로 이루어진다. 상부 링(220)은 상기 피스톤 바디(210)의 상부 함몰부(213)를 두르며 상부 함몰부(213)에 밀착하여 끼워지게 설치된다. 따라서 상부 링(220)은 피스톤(200)의 상부 외측 끝단 모서리를 구성한다.

바람직하게는, 도 3 에 도시된 바와 같이, 상부 링(220)은 상부분의 외측 둘레가 상방향으로 돌출되도록 상부면에 경사가 형성될 수 있다. 따라서, 상부 링(220)의 직경 방향 단면을 살펴보면 상부면에 직경 방향으로 내측에서 외측으로 상방향으로 상승하는 경사가 형성될 수 있다.

피스톤(200)의 상부 외측 모서리에 탄성을 갖는 상부 링(220)이 설치되고, 상부 링(220)은 외측 둘레가 상방향으로 돌출됨에 따라서, 피스톤(200)의 상부 외측 둘레면, 특히 상단 끝단 둘레면이 제1 용기(100)의 제1 측부(102)와 밀착할 수 있게 된다. 이에 따라서, 피스톤(200) 상의 물질이 피스톤(200) 아래로 누출되거나 상부 링(220)과 제1 용기(100)의 제1 측부(102) 사이에 잔류하는 것을 방지할 수 있다.

아울러, 피스톤(200)이 제1 용기(100)의 상부(104)와 닿았을 때에도 피스톤(200)의 상부면의 외측 둘레 부분과 제1 용기(100)의 상부(104) 사이의 밀착이 이루어질 수 있다. 이에 따라서, 피스톤(200)이 제1 용기(100)의 상부(104)와 닿았을 때 함몰면(211) 상에 잔류한 물질 중 피스톤(200)의 상부 외측과 상부(104) 사이에 끼이거나 남아있지 않고 피스톤(200)의 중심 쪽으로 모일 수 있다. 따라서, 물질 추출 효율이 향상될 수 있다.

측부 링(230) 또한 O 자 형태의 O-링으로 구성되고 탄성을 갖는 재질로 이루어진다. 측부 링(230)은 상기 피스톤 바디(210)의 중간 함몰부(214)를 두르며 중간 함몰부(214)에 밀착하여 끼워지게 설치된다. 피스톤(200)의 외측 둘레면에 탄성을 갖는 측부 링(230)이 설치됨에 따라서, 피스톤(200)의 외측 둘레면이 제1 용기(100)의 제1 측부(102)와 닿았을 때 밀착할 수 있게 된다.

피스톤 바디(210)는 경질의 재질로 구성되며 상부 링(220) 및 측부 링(230)은 탄성을 갖는 재질로 구성됨에 따라서, 피스톤(200) 전체가 탄성 재질로 구성되는 경우에 비해서 피스톤(200)의 사용 수명이 연장되고 제1 용기(100) 내에서 용이하게 이동할 수 있도록 구성되면서 동시에 제1 용기(100)에 대한 피스톤(200)의 밀착이 달성될 수 있다. 이는 피스톤(200)의 가공성, 사용 수명, 사용자 편의성을 향상시킴과 동시에 후술하는 바와 같이 추출물의 추출 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

무게추(240)는 소정의 질량 및 비중을 갖는 재질로 구성되며, 예컨대 금속 재질로 구성될 수 있다. 무게추(240)는 상기 피스톤 바디(210)의 하부면에 형성된 무게추 끼움 홈(217)에 끼워지는 형태로 피스톤 바디(210)에 결합될 수 있다.

무게추(240)는 본 발명에 따른 원심 분리용 용기를 회전시켜 원심 분리를 행할 때 피스톤(200)에 원심력이 적절히 인가되도록 하여 피스톤(200)을 원심력 방향, 즉 상부(104)에서 바닥부(106) 방향으로 이동시킬 수 있다.

하부 탄성 부재(250)는 피스톤(200)의 하부면에 배치된다. 구체적으로는, 하부 탄성 부재(250)는 O-링으로 구성되며 탄성 부재 끼움 홈(216)에 끼워질 수 있다. 하부 탄성 부재(250)는 상기 내부 용기(140)의 측벽(142)의 연직 상방향에 위치할 수 있다. 따라서, 피스톤(200)이 하강하여 피스톤(200)의 하부면이 내부 용기(140)의 측벽(142)의 상단에 도달하면 하부 탄성 부재(250)가 상기 측벽(142)의 상단에 닿아 밀착할 수 있다.

배출로(260)는 피스톤 바디(210)를 상하 방향으로 관통하게 형성된다.

바람직하게는, 배출로(260)는 피스톤 바디(210)를 상하 방향으로 관통하되, 상기 최저점(212)을 관통하도록 형성될 수 있다. 바람직하게는, 배출로(260)는 상부분의 내경이 좁게 구성되어 상부분에 좁은 내경의 패스(264)가 형성된 구성을 가질 수 있다. 일 예로, 도 3 에 도시된 바와 같이, 상부분에 내경 방향으로 돌출된 내경 돌출부(262)가 배출로(260)의 상부분에 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 아래부터 상방향으로 순차적으로 내경이 좁아지는 구성을 가질 수도 있고, 구체적인 형태는 한정하지 않는다.

피스톤 밸브(300)는 상기 배출로(260)를 개폐하는 부재이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 피스톤 밸브(300)는 상기 배출로(260) 내에 내장될 수 있다.

구체적으로, 피스톤 밸브(300)는 상단에 배치되는 밸브 바디(310), 및 밸브 탄성부(320)를 포함하여 구성될 수 있다.

밸브 바디(310)는 배출로(260)를 실질적으로 개폐하는 부재이다. 밸브 바디(310)는 배출로(260)를 폐쇄하는 폐쇄 위치와 배출로(260)를 개방하는 개방 위치 사이에서 이동할 수 있다. 밸브 바디(310)는 밸브 헤드(312), 밸브 헤드(312) 하단에 배치되는 밸브 넥(314), 및 밸브 넥(314) 하단에 배치되는 밸브 바텀(316)을 포함하여 구성될 수 있다.

밸브 헤드(312)는 상기 패스(264)의 단면적보다 큰 단면적을 가져서, 상기 패스(264) 상에 밀착하여 상기 배출로(260)를 덮어 밀폐할 수 있다. 밸브 넥(314)은 밸브 헤드(312)의 하단에 배치되어 하방향으로 연장되고 적어도 일부가 상기 패스(264) 내에 위치하며 상기 패스(264)보다 작은 단면적을 가질 수 있다. 따라서 패스(264)와 상기 밸브 넥(314) 사이에 물질이 유동할 수 있는 간극이 형성될 수 있다. 밸브 바텀(316)은 밸브 넥(314)의 하단에 배치되며, 밸브 넥(314)보다 큰 단면적을 가질 수 있다.

따라서, 전체적으로, 밸브 바디(310)는 상하 방향으로 연장된 밸브 넥(314)을 사이에 두고 상단과 하단이 측방향으로 확장되되 상단이 하단보다 넓은 T 자 형 형상을 갖는다. 물론, 반드시 이에 한정하지는 아니하며 I 자 형 형상, 상하 역전된 T 자 형 형상 등을 가질 수도 있다.

밸브 탄성부(320)는 상기 밸브 바디(310)에 대해 탄성력을 가하여 상기 밸브 바디(310)가 폐쇄 위치를 유지하도록 하는 부재이다.

예컨대, 밸브 탄성부(320)는 상기 패스(264)와 상기 밸브 바텀(316) 사이에 배치된다. 즉, 밸브 탄성부(320)는 도 3 에 도시된 바와 같이 스프링으로 구성되어 패스(264)의 하부면과 밸브 바텀(316)의 상부면 사이에 위치하여 밸브 바텀(316)에 대해 탄성력을 가할 수 있다. 밸브 탄성부(320)가 구비되어 밸브 바디(310)에 하방향으로 탄성력을 가함에 따라서, 외력이 작용하지 않으면 밸브 헤드(312)가 상기 패스(264) 상에 밀착하여 배출로(260)를 밀폐할 수 있다.

이와 같은 피스톤 밸브(300)는 상기 밸브 개방 수단(150)의 연직 상방향에 위치할 수 있다.

따라서, 피스톤(200)이 밸브 개방 수단(150)의 위치까지 하강하여 밸브 바디(310)의 하단이 밸브 개방 수단(150)의 상부에 닿아서 밀어올려지면, 도 4 에 도시된 바와 같이, 밸브 바디(310)는 개방 위치로 이동하게 된다. 따라서 상기 배출로(260)가 개방될 수 있다.

반대로, 피스톤(200)이 상승하여 피스톤 밸브(300)가 밸브 개방 수단(150)으로부터 이격되면 밸브 탄성부(320)의 탄성력에 의해서 밸브 바디(310)가 폐쇄 위치로 복귀하게 된다.

이하에서는 탄성체(400)에 대해서 설명한다.

탄성체(400)는 탄성을 갖는 부재이다. 탄성체(400)는 제1 용기(100) 내에 배치되되 상기 피스톤(200) 아래에 위치하여 상기 피스톤(200)의 하부면과 상기 실린더의 바닥부(106) 사이에 배치된다. 따라서, 탄성체(400)는 상기 피스톤(200)을 상방향으로 탄성 바이어스할 수 있다.

바람직하게는, 탄성체(400)는 소정의 높이와 내경 및 탄성 계수를 갖는 코일형 스프링으로 구성될 수 있다. 이때, 탄성체(400)의 하부분은 위에서 설명한 내부 용기(140)와 제1 용기(100) 사이의 링 형의 함몰 공간(146) 내에 위치하여 상기 내부 용기(140)의 외측 둘레를 두르는 배치 형태를 가질 수 있다. 아울러, 탄성체(400)의 상부분은 상기 피스톤(200)의 하부면에 형성된 하부 함몰면(215) 내에 위치할 수 있고, 바람직하게는 하부 함몰면(215) 내에 끼워질 수 있다.

한편, 위에서 설명한 바와 같이 원통형의 내부 용기(140)가 마련되고 탄성체(400)가 코일형 스프링으로 구성되어 내부 용기(140)의 외측 둘레를 감싸거나, 또는 탄성체(400)의 외측 둘레에 내부 용기(140)가 위치하게 배치됨에 따라서, 탄성체(400)가 일 측으로 쏠리는 것이 방지될 수 있다. 아울러, 내부 용기(140)가 적절한 높이를 가져서 피스톤(200)이 과도하게 하강하여 탄성체(400)가 지나치게 과도하게 변형되는 것이 방지됨에 따라서, 탄성체(400)가 탄성을 유지하고 손상이 방지될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 분리용 용기는, 상기 제1 개구(110)를 선택적으로 개폐하는 제1 제어 밸브(500)를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 제1 제어 밸브(500)는 도 1 에 도시된 바와 같이, 제1 개구(110) 내에 내장되는 형태로 배치될 수 있다.

제1 제어 밸브(500)는 일 방향 밸브로 구성될 수 있다. 즉, 제1 제어 밸브(500)는 외부로부터 제1 개구(110)를 통해 제1 용기(100) 내로 주입되는 방향으로의 매체의 이동은 허용하되, 반대 방향 이동은 차단할 수 있는 주입 제어 밸브로 구성될 수 있다.

이에 따라서, 체액 및 조직 등이 제1 개구(110)를 통해 제1 용기(100) 내로 주입되는 방향으로 유동할 때에는 제1 제어 밸브(500)가 개방된다. 반면에, 제1 공간(108) 내에 충진된 체액, 조직, 및 분리 물질 등이 상기 제1 개구(110)를 통해서는 외부로 배출되는 방향으로 유동하려고 할 때에는 제1 제어 밸브(500)가 폐쇄된다. 따라서, 상기 제1 공간(108) 내의 상기 피스톤(200) 위에 충진된 조직 및 체액 등이 상기 탄성체(400) 및 피스톤(200)에 의해서 상방향으로 압력을 받음에도 불구하고 상기 제1 개구(110)를 통해 역류하지 않을 수 있다.

한편, 제1 제어 밸브(500)는 수동으로 제어되는 수동 밸브로 구성될 수도 있다. 예컨대, 소정의 외부 주입 수단을 제1 개구(110) 또는 제1 제어 밸브(500)에 연결시키고, 수동으로 제1 제어 밸브(500)를 개방한 후, 주입이 이루어지며, 주입이 종료된 후에는 제1 제어 밸브(500)를 수동으로 폐쇄한 후, 외부 주입 수단을 이탈시키는 것도 가능하다.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 분리용 용기는, 제2 개구(120)를 선택적으로 개폐하는 제2 제어 밸브(600)를 더 포함할 수 있다.

도 5 는 도 1 에 따른 원심 분리용 용기의 제2 제어 밸브(600)를 확대 도시한 도면이다. 제2 제어 밸브(600)는 사용자의 개폐 조작 없이 자동으로 개폐되는 자동 밸브로 구성될 수 있다. 즉, 제2 개구(120)에 소정의 외부 배출 수단이 연결되면 제2 제어 밸브(600)가 자동으로 개방되어 제1 공간(108) 내의 체액, 조직 등 분리물 및 배출물이 제2 개구(120)를 통해서 배출될 수 있다. 이어서 외부 배출 수단을 제2 개구(120)로부터 분리시키면 제2 제어 밸브(600)가 자동으로 폐쇄되어 배출이 정지될 수 있다.

이러한 자동 밸브의 일 예로, 제2 제어 밸브(600)는 도 5 에 도시된 바와 같이, 푸시 밸브(610), 밸브 스프링(620), 및 밸브 지지대(630)를 포함하여 구성되며 상기 제2 개구(120) 내에 내장되는 형태로 배치될 수 있다.

푸시 밸브(610)는 제2 개구(120) 내에 위치하며 상부에 소정의 길이를 갖는 푸시부(612), 및 상기 푸시부(612) 하단에 구비되는 바텀부(614)를 갖는다. 푸시부(612)는 제2 개구(120)의 상부 통로(122) 내에 위치하되 상부 통로(122)보다 작은 단면적을 가지며, 바텀부(614)는 제2 개구(120)의 하부 통로(124) 내에 위치하되 상기 푸시부(612) 및 상기 상부 통로(122)보다 큰 단면적을 갖는다.

밸브 스프링(620)은 푸시 밸브(610) 아래에 위치하여 제2 개구(120)의 하부 통로(124) 내에 배치되며, 푸시 밸브(610)를 상방향으로 탄성 바이어스한다.

밸브 지지대(630)는 밸브 스프링(620) 아래에 위치하여 상기 밸브 스프링(620)을 지지하도록 상기 제2 개구(120)의 하부 통로(124) 내에 제2 개구(120)의 내경 방향으로 돌출된 구조물이다.

위와 같이 제2 제어 밸브(600)가 구성됨에 따라서, 외력이 없을 때에는 푸시 밸브(610)의 바텀부(614)가 제2 개구(120)의 상부 통로(122)의 아래, 즉 단차에 밀착하고 제2 개구(120)가 밀폐된다. 한편, 소정의 외부 배출 수단이 제2 개구(120) 내에 삽입되어 푸시 밸브(610)를 밀어 내리면 제2 개구(120)가 개방되게 된다.

도 6 내지 도 9 는 도 1 에 따른 원심 분리용 용기를 이용한 원심 분리 과정을 순차적으로 나타낸 도면이다. 구체적으로는, 도 6 은 체액 및 조직의 주입 단계, 도 7 은 분리 단계, 도 8 은 배출 단계, 도 9 는 추출 단계를 나타낸다. 이하에서는 도 6 내지 도 9 를 참조하여 본 발명의 원심 분리용 용기를 이용한 원심 분리 과정을 설명한다.

먼저, 도 6 과 같이, 제1 개구(110)에 소정의 외부 주입 수단(T)을 연결하여 화살표 A 와 같이 소정의 조직 및 체액(S)을 제1 공간(108) 내에 주입한다. 주입 과정에서, 피스톤(200)은 화살표 B 와 같이 하방향으로 이동한다. 이때 탄성체(400)의 탄성력이 상방향으로 작용하나, 제1 개구(110)에는 일 방향 밸브로 구성되는 제1 제어 밸브(500)가 구비되므로 제1 개구(110)를 통한 조직 및 체액(S)의 역류가 발생하지 않는다. 또한, 주입 과정에서 피스톤(200)이 하강하되 피스톤 밸브(300)가 밸브 개방 수단(150)에 도달하지 아니한 높이까지 조직 및 체액을 주입하여, 피스톤 밸브(300)가 폐쇄 위치를 유지하도록 한다.

조직 및 체액의 주입이 완료되면 도 7 과 같이 소정의 회전축(RC)을 중심으로 원심 분리용 용기를 화살표 R 과 같이 회전시켜 원심 분리를 수행한다. 회전축(RC)은 원심 분리용 용기의 위쪽, 즉 제1 용기(100)의 상부(104)보다 위쪽에 위치하며, 지면을 관통하는 방향으로 이루어진다. 도 7 에서 회전 방향은 시계 반대 방향으로 도시되어 있으나, 그 반대로 시계방향인 것도 물론 가능하다.

이러한 회전에 따라서, 원심력의 방향은 화살표 F 와 같이 제1 용기(100)의 상부(104)에서 바닥부(106) 방향을 갖는다. 제1 공간(108) 내의 조직 및 체액이 원심력을 받음에 따라서 제1 용기(100)의 제1 공간(108) 내에서 물질의 분리가 이루어진다. 이때, 비중이 커서 원심력을 크게 받는 물질은 바닥부(106) 쪽으로 분리되며, 순차적으로 비중이 작은 물질이 상부(104) 쪽으로 분리된다. 예컨대, 도 6 에서 각 물질의 비중은 S1<S2<S3 가 된다.

이때, 피스톤(200) 또한 원심력을 받으므로, 피스톤(200)이 원심력 방향, 즉 바닥부(106) 방향으로 더욱 하강하고, 피스톤 밸브(300)가 밸브 개방 수단(150)에 의해서 개방된다. 즉, 피스톤 밸브(300)의 밸브 바디(310)가 밸브 개방 수단(150)에 의해서 화살표 G 와 같이 밀려 올라가 배출로(260)가 개방되게 된다. 따라서, 피스톤(200) 위쪽의 제1 공간(108) 내에 충진되어 있던 조직 및 체액이 화살표 H 와 같이 배출로(260)를 통과하여 내부 용기(140) 내로 배출된다. 이때, 내부 용기(140) 내로 배출된 물질 S3 은 조직 및 체액 내에서 원심력을 가장 크게 받는, 비중이 큰 물질로 이루어질 수 있다.

이때, 피스톤(200)은 하강하되, 하부면이 내부 용기(140)의 측벽(142)이 닿아서 상기 측벽(142) 상에서 위치를 유지하게 된다. 즉, 내부 용기(140)의 측벽(142)은 피스톤 스토퍼의 기능도 함께 갖는다. 위에서 설명한 바와 같이, 피스톤 밸브(300)가 밸브 개방 수단(150)에 의해서 개방될 때 피스톤(200) 하부면의 하부 탄성 부재(250)가 측벽(142)의 상단과 밀착하여 밀폐하기에, 내부 용기(140) 외부로 물질이 유출되지 아니할 수 있다.

이때, 상기 측벽(142)이 피스톤 스토퍼의 기능을 가져서 피스톤(200) 측벽(142)보다 하강하지 않고 일정한 위치를 유지하므로, 피스톤(200)의 비중에 대한 상세한 고려가 필요하지 않게 된다. 만일 측벽(142)이 없을 경우를 생각하면, 예컨대 피스톤(200)이 S3 보다 큰 비중을 가질 경우 피스톤(200)이 바닥부(106)에 더욱 접근하여 S2 와 S3 사이에 위치하지 않을 수 있다. 그러나 실시예에 따라서 측벽(142)이 피스톤 스토퍼의 기능을 수행하여, 피스톤(200)이 측벽(142) 상에 정지하므로 비중이 큰 물질 S3 이 배출로(260)를 통해서 피스톤 하부로 배출될 수 있게 된다.

이어서, 도 8 과 같이, 원심 분리된 물질 중 배출하고자 하는 배출물을 제2 개구(120)를 통해서 배출한다. 상기 원심 분리에 따라서 체액 등의 중량이 가벼운 물질은 제1 공간(108)의 상부에 위치하도록 분리되므로, 제2 개구 뚜껑(126)을 제거하고 제2 제어 밸브(600)를 개방하여 이러한 물질을 제2 개구(120)를 통해 배출시킬 수 있다.

이때, 배출물의 분리를 위해 외부 배출 수단(V)를 제2 개구(120) 내에 삽입시킨다. 이때, 푸시 밸브(610)는 개방되며, 탄성체(300)의 탄성력에 의해서 피스톤(200)이 화살표 C 와 같이 상승하여 순차적으로 제1 공간(108) 내의 위쪽에 위치한 물질부터 화살표 D 와 같이 제2 개구(120)를 통해서 배출되게 된다. 피스톤(200)의 상승에 따라서, 피스톤 밸브(300)는 폐쇄 위치로 복귀한다.

한편, 이러한 배출 과정은 회전을 유지한 상태에서 수행될 수도 있다. 즉, 원심 분리용 용기의 회전 속도를 낮추면 원심력이 탄성체(400)에 의한 탄성력보다 작아져서 피스톤(200)이 상방향으로 이동할 수 있다. 아울러, 원심 분리용 용기의 회전 속도에 따라서 원심력이 가변하므로 피스톤(200)의 정지 위치를 적절히 선택할 수 있고, 제1 공간(108) 내의 분리물을 선택적으로 배출할 수 있게 된다.

배출을 완료한 후, 도 9 에 도시된 바와 같이, 제3 개구 뚜껑(132)을 제거하고 제3 개구(130)를 통해 추출물을 외부로 추출한다. 이러한 추출은 제3 개구(130) 내에 소정의 외부 추출 수단(W)을 삽입시켜 이루어질 수 있다. 이때, 바람직하게는 상기 피스톤(200)의 최저점(212), 즉 피스톤 밸브(300)가 위치한 지점이 제3 개구(130)의 직하 위치에 위치하여 더욱 효과적인 추출을 달성할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 비중이 큰 물질 S3 은 원심 분리 과정에서 배출로(260)를 통해 내부 용기(140) 내로 이동하며, 작은 비중의 물질 S1 은 배출 과정에서 외부로 배출되었으므로, 중간 비중을 갖는 물질 S2 이 피스톤(200)의 함몰면(211) 상에 잔류하여 제3 개구(130)를 통해 추출될 수 있다. 따라서, 별도의 조작 또는 별도의 분리 수단을 개입시키지 않고도 중간 비중을 갖는 물질 S2 의 추출이 가능해진다. 또한, 큰 비중의 물질 S3 은 내부 용기(140) 내에 잔류하고 있으므로, 내부 용기(140)를 분리하거나 또는 소정의 추출 수단을 이용하여 내부 용기(140)에 잔류한 큰 비중의 물질을 추출하는 것도 가능하다.

이때, 피스톤(200)의 상부면에는 함몰면(211)이 형성되어 피스톤(200) 상의 함몰면(211) 내에 추출하고자 하는 중간 비중의 물질 S2 이 모이게 되므로, 분리 및 추출이 더욱 용이하게 이루어질 수 있다. 즉, 피스톤(200)이 끝까지 상승하여 상부 외측 가장자리가 제1 용기(100)의 상부(104)에 닿은 상태에서도 피스톤(200)의 함몰면(211) 내에는 중간 비중의 물질 S2 이 잔여하게 되므로, 효과적으로 추출할 수 있게 된다.

이때, 피스톤(200)의 상부 외측 가장자리에는 탄성을 갖는 상부 링(220)이 마련되어 피스톤(200)의 상부 외측 가장자리와 제1 용기(100)의 상부(104)의 가장자리가 밀착하므로 분리물이 제3 개구(130) 방향으로 모여 추출 효과가 더욱 촉진될 수 있다. 즉, 상부 링(220)은 탄성을 갖고 상부면이 외경 방향으로 상방향 경사를 가지므로, 피스톤(200)의 상부면이 제1 용기(100)의 상부(104)에 밀착할 때 피스톤(200)의 상부 외측 가장자리에 배치된 상부 링(220)의 외측 가장자리가 제1 용기(100)의 상부(104)의 가장자리에 밀착하여 탄성 변형함으로써 피스톤(200) 상의 가장자리에 잔여한 분리물을 직경 방향 내측으로 밀어주고 피스톤(200) 상부면의 최저점(212)으로 모이게 하여 추출 효율을 보다 높일 수 있다. 또한, 피스톤(200)은 상부 외측 둘레가 제1 용기(100)의 제1 측부(102)에 밀착하므로 분리물이 유출되는 것 또한 방지될 수 있다.

이러한 본 발명의 원심 분리용 용기는 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니며 도 10 및 11 과 같이 변형되는 것도 가능하다. 도 10 및 도 11 은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 원심 분리용 용기를 나타낸다.

먼저, 도 10 및 11 에서는 상술한 제2 제어 밸브(600)를 대신하여 사용자의 조작에 의해서 개폐되는 수동밸브로 구성되는 수동형 제2 제어 밸브(700)가 구비되어 있다. 제2 개구(120) 또는 제2 개구(120)와 연결된 소정의 연결 관로(710)에 수동형 제2 제어 밸브(700)가 구비되며, 상기 수동형 제2 제어 밸브(700)에 소정의 외부 배출 수단을 연결시킨 후, 사용자의 조작에 의해서 수동형 제2 제어 밸브(700)를 개방시켜서 배출물을 배출시킬 수 있다. 배출물을 배출시킨 후에는 사용자의 조작에 의해서 수동형 제2 제어 밸브(700)를 폐쇄하여 배출을 정지시킬 수 있다.

도 11 은 도 10 에 따른 원심 분리용 용기를 이용한 원심 분리 과정에서 분리, 배출 및 추출 과정을 나타낸 도면이다. 도 11 의 (a) 와 같이 원심 분리를 수행한 후, (b) 와 같이 외부 배출 수단(V)을 연결하고 수동형 제2 제어 밸브(700)를 수동으로 개방시켜 배출물을 배출한 후에, (c)와 같이 외부 추출 수단(W)을 연결하여 제3 개구(130)를 통해 분리물의 추출이 이루어질 수 있다.

본 발명의 원심 분리용 용기는 도 12 와 같이 변형되는 것도 가능하다. 도 12 은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 원심 분리용 용기를 나타낸다.

도 12 의 실시예에서는 제2 용기(800)가 구비되는 것, 및 제1 용기(100)와 제2 용기(800)를 연결하는 연결 관로(801)가 구비되며 연결 관로(801)에 제2 제어 밸브(700)가 연결되는 것을 제외한 나머지 구성요소는 상기 실시형태와 동일한 형태를 가지므로, 상세한 설명은 생략하며, 차이가 나는 부분에 대해서만 설명한다.

도 12 의 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 원심 분리용 용기는 제2 용기(800), 및 제1 용기(100)와 제2 용기(800)를 연결하는 연결 관로(801)를 더 포함하며, 상기 연결 관로에 수동형 제2 제어 밸브(700)가 연결될 수 있다.

제2 용기(800)는 제2 공간(804)을 갖고, 상기 제2 공간(804) 내에 제1 용기(100)가 배치되는 구성을 가질 수 있다.

구체적으로, 제2 용기(800)는 상부(104)과 바닥부(106) 사이에 소정의 높이를 갖고 세워진 제2 측부(802)을 포함할 수 있다. 이때, 제2 측부(802)은 상기 제1 측부(102)의 외측을 둘러싸되 상기 제1 측부(102)과 소정 간격 이격되어 제1 측부(102)과 제2 측부(802) 사이에 제2 공간(804)이 형성될 수 있다. 이때 상부(104)와 바닥부(106)는 상기 제2 측부(802)까지 확장된 면적을 가질 수 있다.

도 12b 와 같이 직경 방향 단면을 보면, 제1 용기(100)의 제1 측부(102)과 제2 용기(800)의 제2 측부(802)은 서로 이중관 구조를 가질 수 있다. 즉, 제2 용기(800) 내에 제1 용기(100)가 내장되는 배치를 가질 수 있다.

물론, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 13 와 같이, 제1 용기(100)와 제2 용기(800)가 서로 측방향으로 나란히 배치되는 구조를 가질 수도 있다. 도 14 (a) 는 원심 분리용 용기의 상하방향 단면을 나타낸 도면이며, (b) 는 측방향 단면을 나타낸 도면이다. 한편, 제1 용기(100)와 제2 용기(800)가 별개의 이격된 부재로 구성되는 것도 가능하며, 그 형태는 한정하지 아니한다.

상기 제2 공간(804) 상의 상부(104)에는 제4 개구(810) 및 제5 개구(820)가 구비될 수 있다. 제4 개구(810)는 상기 제1 용기(100) 내의 제1 공간(108)에서 배출된 배출물이 제2 공간(804) 내로 주입될 수 있도록 하는 통로를 형성하고, 제5 개구(820)는 제2 공간(804)의 내의 배출물이 다시 외부로 배출되도록 하거나 또는 제2 공간(804) 내의 공기가 외부로 배기될 수 있도록 하는 통로를 형성한다.

연결 관로(801)는 상기 제1 용기(100)의 제2 개구(120)와 제2 용기(800)의 제4 개구(810)를 연결한다. 이에 따라서 제2 개구(120)를 통해 배출된 배출물이 연결 관로(801)를 지나서 제4 개구(810)를 통해 제2 공간(804) 내로 배출될 수 있다.

이때, 수동형 제2 제어 밸브(700)는 상기 제2 개구(120)와 연결 관로(801) 사이에 구비될 수 있다. 다만, 상기 수동형 제2 제어 밸브(700) 대신에 다른 형태의 밸브가 구비되거나, 또는 밸브가 생략되는 실시 형태도 가능하며, 이에 한정하지 아니한다.

실시예에 따른 원심 분리용 용기는, 제1 용기(100), 제2 용기(800)가 서로 컴팩트한 구조를 갖고 결합되어 유리한 구조를 갖는 원심 분리용 용기를 구성할 수 있다. 또한, 각각의 용기를 연결하는 관로의 길이가 단축되고, 공간 활용도가 극대화될 수 있다.

뿐만 아니라, 제1 및 제2 용기(100, 800)가 하나의 구조물 내에 구비되므로, 비록 각각의 원심 분리용 용기 내에서의 제1 용기(100)와 제2 용기(800) 내의 물질의 중량이 상이한 경우에도, 제1 용기(100)와 제2 용기(800) 전체 내의 물질의 중량은 동일하므로, 원심 분리용 용기를 포함한 전체 구조의 중량 발란스가 유지될 수 있다.

본 발명의 원심 분리용 용기는 도 14 와 같이 변형되는 것도 가능하다. 도 14 는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 원심 분리용 용기를 나타낸다.

도 14 의 실시예는 도 12 의 실시예와 유사하되, 연결 관로(801)를 대체하여 탄성을 가져서 변형 및 복귀될 수 있는 탄성 관로(910)가 마련되며, 수동형 제2 제어 밸브(700)를 대체하여 원심력에 의해서 작동하는 원심 작동형 제2 제어 밸브(900)가 마련되는 것이 상이하다.

도 15 는 도 14 의 원심 작동형 제2 제어 밸브(900)의 구체적인 구성 및 작동을 나타낸 도면이다. 도 15 의 (a), (b), (c) 는 각각 원심 작동형 제2 제어 밸브(900)에 대해서 원심력이 인가되기 전의 상태, 원심력이 작용하는 중의 상태, 및 작용했던 원심력이 제거된 이후 상태를 각각 나타낸다.

구체적으로, 원심 작동형 제2 제어 밸브(900)는 회동축(904), 및 회동 밸브 바디(902)를 갖고, 원심력의 작용이 없을 때에는 닫힌 상태를 유지하되 원심력이 작용한 후에는 개방된 상태를 유지하는 초기 밀폐 밸브(initial close valve)로 구성될 수 있다. 한편, 원심 작동형 제2 제어 밸브(900)가 탄성 관로(910)를 변형시킬 때 연결 관로(910)를 지지하도록 강성을 갖는 소정의 베이스부(920)가 마련될 수 있다. 즉, 연결 관로(900)는 원심 작동형 제2 제어 밸브(900)와 베이스부(920) 사이에 위치할 수 있다.

밸브 바디(902)는 예컨대 금속과 같이 소정의 중량을 갖는 재질로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 일 측으로 돌출된 밸브 팁(Tip)(914)을 포함하여 구성될 수 있다.

회동축(906)은 상기 밸브 바디(902)가 회전 가능하게 결합되되 상기 밸브 바디(902)의 무게중심과 이격된 위치에 마련된다. 즉, 편심으로 이루어진다. 따라서, 밸브 바디(902)에 대해서 원심력이 작용하면 밸브 바디(902)가 회동축(906)을 중심으로 회전할 수 있다.

이때, 상기 밸브 바디(902)는 상기 탄성 관로(910)의 적어도 일 부분을 가압 변형시켜 밀폐시킨 상태로 상기 회동축(906)에 회동 가능하게 결합된다. 즉, 밸브 바디(902)는 탄성 관로(910)의 적어도 일 부분을 눌러서 연결 관로(910)를 밀폐하며, 이때 탄성 관로(910)는 탄성을 갖는 재질로 구성되므로 상기 밸브 바디(902)는 하부에 위치한 탄성 관로(910)의 상방향 탄성력을 받는다. 따라서, 밸브 바디(902)의 적어도 일부는 하부에 위치한 연결 관로(910)와 상부에 위치한 회동축(906) 사이에서 끼어서 상기 탄성 관로(910)의 적어도 일부를 가압 변형시켜 밀폐시킨 상태로 위치 고정된다. 이때, 연결 관로(910)의 하부는 베이스부(920)에 의해서 지지되어 연결 관로(910)는 밸브 바디(902)와 베이스부(920) 사이에 끼어 밀폐된다.

상기와 같이 밸브 바디(902)가 고정됨에 따라서, 밸브 바디(902)는 (a) 와 같이 원심력이 작용하기 전에는 연결 관로(910)를 밀폐한 상태를 유지한다.

이어서, 원심 분리를 수행하면, (b) 와 같이 상기 밸브 바디(902)에 원심력 F 이 작용하면 상기 원심력 F 및 상기 연결 관로(910)의 탄성 복원력의 합력이 작용하여 상기 밸브 바디(902)의 끼인 힘을 극복하고 상기 밸브 바디(902)가 회전한다. 따라서, 화살표 R 과 같이 밸브 바디(902)가 회전하며, 상기 연결 관로(910)의 변형이 복원되어 개방된다.

이어서, (c) 와 같이 회전이 작거나 정지한 후에도 상기 밸브 바디(902)는 최초 위치로 복귀하지 아니한다. 따라서, 연결 관로(910)가 변형되지 않고 개방된 상태를 유지한다. 이는 연결 관로(910)가 탄성을 가져서 원래 형태를 유지하도록 하고, 밸브 바디(902)가 회전축(906)을 기준으로 좌, 우 무게균형을 가지는 구조를 가져 배출관로를 막고 있는 위치에서 원심력을 받아 회전하게 되면 수평을 유지하고 원심력이 계속 가해져도 수평상태를 유지하여 연결 관로(910)의 개방상태를 유지하기 때문이다.

상기 과정에서, 원심력은 원심 분리용 용기의 상부(104)에서 바닥부(106) 방향으로 작용하는 성분을 갖는다. 즉, 상기 제1 피스톤(200)을 하방향으로 이동시키는 성분을 갖는다. 물론, 원심력의 방향이 반드시 상부(104)에서 하부(106) 방향만을 갖는 것에 한정하지는 아니하며, 상부(104)에서 하부(106) 방향의 성분을 가지면 충분하다.

이와 같은 초기 밀폐 밸브로 구성된 원심 작동형 제2 제어 밸브(900)가 구비됨에 따라서, 제1 용기(100) 내에 체액, 조직 등을 주입할 때 제1 연결 관로를 통한 유출이 방지될 수 있다. 특히, 원심 작동형 제2 제어 밸브(900)는 원심 분리가 시작되면 원심력에 의해서 자동으로 개방되고 회전이 작거나 멈춘 후에도 개방된 상태를 유지하므로 배출 대상 물질의 배출을 간편하게 수행할 수 있다.

이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

100: 제1 용기
102: 측부
104: 상부
106: 바닥부
107: 통풍구
108: 제1 공간
110: 제1 개구
112: 상부 통로
114: 하부 통로
120: 제2 개구
122: 상부 통로
124: 하부 통로
126: 제2 개구 뚜껑
130: 제3 개구
132: 제3 개구 뚜껑
140: 내부 용기
142: 측벽
144: 내부 공간
146: 함몰 공간
150: 밸브 개방 수단
200: 피스톤
210: 피스톤 바디
211: 함몰면
212: 최저점
213: 상부 함몰부
214: 중간 함몰부
215: 상방 함몰면
216: 탄성 부재 끼움 홈
217: 무게추 끼움 홈
220: 상부 링
230: 측부 링
240: 무게추
250: 하부 탄성 부재
260: 배출로
262: 내경 돌출부
264: 패스
300: 피스톤 밸브
310: 밸브 바디
312: 밸브 헤드
314: 밸브 넥
316: 밸브 바텀
320: 밸브 탄성부
400: 탄성체
500: 제1 제어 밸브
600: 제2 제어 밸브
610: 푸시 밸브
612: 푸시부
614: 바텀부
620: 밸브 스프링
630: 밸브 지지대
700: 수동형 제2 제어 밸브
710: 연결 관로
800: 제2 용기
802: 제2 측부
804: 제2 공간
810: 제4 개구
820: 제5 개구
900: 원심 작동형 제2 제어 밸브
902: 회동 밸브 바디
904: 회동축
910: 탄성 관로
914: 밸브 팁

Claims (13)

1. 제1 용기;
   피스톤 바디, 상기 피스톤 바디를 상하 방향으로 관통되는 배출로, 및 상기 배출로를 선택적으로 개폐하는 피스톤 밸브를 포함하며, 상기 제1 용기 내에 배치되어 상기 제1 용기 내에서 상하 이동 가능한 피스톤;
   상기 제1 용기 내에 배치되되 상기 피스톤 아래에 배치되어 상기 피스톤을 상방향으로 탄성 바이어스하는 탄성체; 및
   외력으로 상기 피스톤 밸브를 개방시키는 밸브 개방 수단;을 포함하는 원심 분리용 용기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 피스톤 밸브는,
   상기 배출로를 개방시키는 개방 위치와 상기 배출로를 폐쇄시키는 폐쇄 위치 사이에서 위치 가변하게 구성되는 밸브 바디, 및
   상기 밸브 바디에 탄성력을 가하여 외력이 없을 때에는 상기 밸브 바디가 상기 개방 위치에서 상기 폐쇄 위치로 이동하도록 하는 밸브 탄성부를 포함하는 원심 분리용 용기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 밸브 개방 수단은
   상기 제1 용기 내에 배치되되 상기 피스톤 아래에 위치하여 상기 피스톤이 하강하여 상기 피스톤 밸브가 소정의 위치에 도달하면 상기 피스톤 밸브를 개방시키는 원심 분리용 용기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 밸브 개방 수단은,
   상기 제1 용기 내에 배치되되 상기 제1 용기의 바닥부로부터 상방향으로 소정의 높이만큼 돌출된 돌출부로 구성되며,
   상기 돌출부는 상기 피스톤 밸브의 연직 하방향에 위치하는 원심 분리용 용기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 용기는,
   상기 제1 용기 내에 배치되되 상기 피스톤 아래에 위치하며 상기 제1 용기의 바닥부로부터 소정의 높이를 가지며 세워지는 측벽을 가지며 상부가 개방된 용기 형태로 구성된 내부 용기를 더 포함하는 원심 분리용 용기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 피스톤 밸브가 상기 밸브 개방 수단에 의해서 개방될 때,
   상기 피스톤의 하부면이 상기 측벽의 상단과 밀착하여 상기 내부 용기가 밀폐되는 원심 분리용 용기.
7. 제5항에 있어서,
   상기 피스톤은,
   하부면에 탄성을 갖는 하부 탄성 부재를 포함하되, 상기 하부 탄성 부재는 상기 측벽의 연직 상방향에 위치하는 원심 분리용 용기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 피스톤의 상부면에는 함몰면이 형성되며, 상기 함몰면은 최저점을 갖되 상기 최저점으로부터 외경 방향으로 적어도 일부분 상방향 경사가 형성된 원심 분리용 용기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 피스톤은,
   강성을 갖는 재질로 구성되는 피스톤 바디, 및
   상기 피스톤 바디보다 탄성을 가지며 상기 피스톤 바디의 상부 모서리 둘레에 배치되고 상부면에 외경 방향으로 적어도 일부 상방향 경사가 형성되며 상부 둘레면이 상기 제1 용기의 내벽과 밀착하는 상부 링을 포함하는 원심 분리용 용기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤은 소정의 중량을 갖는 재질로 구성되는 무게추를 더 포함하는 원심 분리용 용기.
11. 제1 항에 있어서,
    제2 용기;
    일단이 상기 제1 용기와 연결되고 타단이 상기 제2 용기와 연결되는 연결 관로;
    상기 연결 관로를 개폐하는 제2 제어 밸브; 를 더 포함하는 원심 분리용 용기.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 제어 밸브는 원심력에 의해서 작동하는 원심 밸브인 원심 분리용 용기.
13. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 제어 밸브는 수동으로 개폐되는 수동 밸브로 구성되는 원심 분리용 용기.

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