충전 장치(FILLING APPARATUS)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(51)Int. Cl.6
B65B 31/00
(11) 공개번호 특2000-0011150
(43) 공개일자 2000년02월25일
(21) 출원번호 10-1998-0709310
(22) 출원일자 1998년11월18일
번역문제출일자 1998년11월18일
(86) 국제출원번호 PCT/FI1997/00284 (87) 국제공개번호 WO 1997/44246
(86) 국제출원출원일자 1997년05월15일 (87) 국제공개일자 1997년11월27일
(81) 지정국 AP ARIPO특허 : 케냐 레소토 말라위 수단 스와질랜드 케냐
EA 유라시아특허 : 아르메니아 아제르바이잔 벨라루스
EP 유럽특허 : 오스트리아 벨기에 스위스 독일 덴마크 스페인 핀랜드
프랑스 영국 그리스 이탈리아 룩셈부르크 모나코 네덜란드 포르투칼
오스트리아 스위스 독일 덴마크 스페인 핀랜드 영국
국내특허 : 아일랜드 알바니아 오스트레일리아 보스니아-헤르체고비나
바베이도스 불가리아 브라질 캐나다 중국 쿠바 체크 에스토니아 그
루지야 헝가리 이스라엘 아이슬란드 일본
(30) 우선권주장 962144 1996년05월21일 핀랜드(FI)
(71) 출원인 투루넨 펜티
핀랜드 에프아이엔-04440 자르벤패 바하눔멘티에5
(72) 발명자 투루넨 펜티
핀랜드 에프아이엔-04440 자르벤패 바하눔멘티에5
(74) 대리인 황의만
심사청구 : 없음
(54) 충전 장치
요약
재충전 가능한 에어로졸 패키지 충전용 충전 장치로서, 상기 장치는 액체 콘테이너(1), 전원 수단(3)을
갖춘 펌프(2), 에어로졸(5) 속으로 액체를 통과시키기 위한 노즐(4), 및 액체 콘테이너로부터 노즐 속으
로 액체를 통과시키기 위한 흐름 채널(6)을 포함한다. 또한 충전 장치는 전원 수단(3) 외에, 노즐(4)
바로 앞 흐름 채널(6)에 위치된 제어 밸브(8), 펌프(2)와 밸브(8) 사이에 위치된 흐름 계량기(10), 및
시동기(11)가 연결된 제어 장치(7)를 포함한다. 또한, 흐름 채널은 밸브(8) 앞에 위치된 흐름 제한기
(9)를 구비한다.
대표도
도1
명세서
기술분야
본 발명은 액체 콘테이너(1), 전원 수단(3)을 갖춘 펌프(2), 에어로졸(5) 속으로 액체를 통과시키기 위한
노즐(4), 및 액체 콘테이너로부터 노즐 속으로 액체를 통과시키기 위한 흐름 채널(6)을 포함하는, 재충전
가능한 에어로졸 패키지(aerosol package) 충전용 충전 장치(filling apparatus)에 관한 것이다.
배경기술
국제 특허 출원 WO 92/12912호로부터, 재충전 가능한 에어로졸 패키지는 압력 저항 실린더형 셀(shell)
및 탄성의 또는 압력에 의해 변형 가능한 가요성 콘테이너로 이루어져 있는 것으로 공지되어 있고, 에어
로졸 패키지에 사용됨으로써 푸시(push) 밸브가 장착된 플러그에 의해 셀의 뚜껑 내에서 개구 엣지에 대
해 밀폐된다. 탄성 또는 가요성 콘테이너는 에어로졸 패키지의 내부를 서로 밀폐적으로 밀봉된 2 공간으
로 나뉘어, 가요성 콘테이너 내부 공간은 패키지의 콘테이너와 셀 사이의 공간이 추진(propellant) 가스
로 충전되는 동안 적절한 점성의 액체로 채워지게 된다.
이러한 에어로졸 패키지는 주위로 어떠한 방출도 허용하지 않고 패키지를 수백회 재사용 가능하기 때문에
환경 보호의 관점에서 매우 바람직하며, 일단 패키지를 사게 되면 영구적이라 할 수 있다. 패키지가 갖
는 문제점은 그의 재충전이다. 현재, 콘테이너는 펌핑(pumping)에 의해 압축 공기를 사용하여 이들을 가
득 재충전하지만, 이는 느리고 충전 작업 동안 패키지 속으로 공급되는 액체 체적 또는 충분한 정확성으
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로 패키지의 압력 측정이 어렵기 때문에 충전 방법이 부정확하다.
발명의 상세한 설명
본 발명의 목적은 상기 언급된 문제점을 해결하는 것이다. 발명의 구체적 목적은 신속하고 정확하게 재
충전되는 재충전 가능한 에어로졸 패키지를 활용하는 새로운 형태의 충전 장치를 제공하는 것이다.
발명의 특징에 대해서는, 참고로 청구항에서 이루어진다.
재충전 가능한 에어로졸 패키지의 충전을 위한 발명의 충전 장치는 에어로졸 패키지의 액체 공간 속으로
밸브를 개방하고 액체를 전송하도록 에어로졸 패키지의 밸브 속에 설치될 수 있는 노즐로의 펌프를 경유
하여 컨테이너로부터 유도되는 흐름 채널을 갖춘 액체 콘테이너를 포함한다. 펌프는 바람직하게 펌프를
회전시키기 위한 전기 모터로 이루어진, 전원 수단에 연결된다. 발명에 따라, 충전 장치는 전원 수단 외
에, 노즐 바로 앞 흐름 채널에 위치된 제어 밸브에 연결된 장치를 제어하는 제어 장치를 포함한다.
또한, 발명에 따라, 흐름 채널에서의 체적 흐름을 측정하기 위한 펌프와 밸브 사이에 위치된 흐름 계량기
가 또한 제어 장치에 연결된다. 또한, 충전 절차를 개시하기 위한, 즉 펌프의 회전 및 제어 밸브의 개방
을 위한 시동기가 제어 장치에 연결된다. 또한, 발명에 따라, 흐름 채널은 특히 충전 공정의 처음 단계
에서 과도한 흐름을 방지하고 방출 측상에 압력이 떨어지는 것을 방지하도록, 다른 말로, 방출측상에 압
력이 충분히 높게 유지되고 일정 수준으로 충분히 정확한 흐름 측정을 허용하도록 설계된 흐름 제한기가
제공된다.
사용되는 펌프는 기어드형(geared) 펌프와 같은 포지티브-여과( positive - displacement) 펌프가 바람
직하나, 적합한 원심력 펌프를 사용하는 것도 가능하다.
흐름 채널은 펌프가 중단될 때 흐름 계량기 영역에서 압력이 떨어지는 것을 방지하도록 검사 밸브가 제공
되는 것이 바람직하다. 또한 펌프에 검사 밸브를 위치시키는 것이 가능하고, 펌프의 사용은 검사 밸브
자체에서 작동하도록 구성된다는 것을 의미한다.
발명의 충전 장치에 사용되는 흐름 제한기는 예를 들어 액체 흐름을 가능케 하고 동시에 충전 공정의 초
기 단계에서 흐름 계량기 영역에서의 압력 강하(drop)를 소망 한도내에서 유지하는 적절한 스로틀
(throttling) 장치일 수 있다. 바람직하게 스로틀 장치는 기계적인 동작 원리에 따라 작동하는 것으로,
다른 말로, 스로틀 장치는 장치의 제어 장치에 연결되지 않으나, 일단 적절하게 조절되면, 충분한 정확성
으로 작동한다.
발명의 충전 장치는, 바람직하게 푸시 버튼 또는 그와 같은 분리 스위치를 사용에 의해, 재충전되는 에어
로졸 패키지가 노즐에 접하여 위치된 후 충전 장치가 작동한다. 또한, 노즐 자체에 위치된 시동기
(starter)를 사용하는 것이 가능하며, 이 경우에 장치는 노즐관이 에어로졸 패키지의 밸브 속으로 삽입될
때 자동적으로 작동한다. 시동기 페달과 같은 다른 형태의 시동기가 발명의 충전 장치로 사용될 수
있다.
발명의 충전 장치는 예를 들어 재충전 액체가 변화되는 경우 충전 장치를 세척하기 위해 흐름 채널을 통
과하는 플러싱제를 허용하는 플러싱 밸브를 제공하는 것이 바람직하다.
발명의 개념의 범주내에서 펌프 뒤에 흐름 채널을 제어 장치에 의해 개별적으로 제어되는 2개 이상으로
동일한 지점으로 노즐로 유도되는 분리되는 것이 가능하다. 이 경우에, 동일 액체 콘테이너, 동일 펌프
및 동일 제어 장치가 거의 동시적으로 다수의 에어로졸 패키지를 채우는데 사용될 수 있다.
발명의 충전 장치는 연속적으로 펌프 작동하는, 방출측상에 압력 릴리프 장치로 기능하여, 펌프와 제어
밸브 사이의 흐름 채널부에 고정 최대 값에서 압력이 유지되도록, 조절식 피드백이 제공되는 것이 바람직
하다. 에어로졸 패키지에 사용되는 압력인 일반적으로 8-9 bar의 범위에 있고, 각 패키지 또는 각 액체
에 대해 변화되지 않아야 하고, 피드백 라인에서 사용되는 압력 릴리프 장치는 일단 조절되면, 더 이상
조절이 필요 없다.
발명의 충전 장치는 손으로 에어로졸 패키지를 고정하고 재충전용 충전 장치의 노즐을 누르는 것을 의미
하는, 수공으로 작동되는 설계일 수 있다. 또한 다양한 홀더를 사용하는 것이 가능하고 에어로졸 패키지
상에 지지체가 재충전을 위해 위치될 수 있다. 유사하게, 다양한 충전 라인을 따라 에어로졸 패키지를
충전 장치로 이동하고 그로부터 분리하는 것이 가능하다.
발명의 충전 장치는 종래 기술 방식과 비교하여 상당한 장점이 있다. 발명의 충전 장치는 액체량을 충전
작업 동안 정확하게 측정된 에어로졸 패키지 속으로 충전하는 것이 가능하고, 따라서, 재충전 후에 검사
또는 고찰을 할 필요가 없다. 특히, 정밀도는 약 1%이다. 그러므로, 재충전 가능한 에어로졸 패키지의
압력을 측정할 필요가 없어 충전이 신속하게 행해질 수 있다. 예로 실행한 실험에서는, 200-ml 에어로졸
패키지를 재충전하는데 단지 약 5 초가 소요되었다. 발명의 충전 장치는 예를 들어 서비스 장소에서 동
전 투입식 또는 카드식 자동 장치로서 충전 장치를 작동시킴으로써 에어로졸 패키지를 쉽고 경제적으로
재사용하는 것이 가능하다.
도면의 간단한 설명
이하에서, 발명은 첨부된 도면에 따라 상세히 설명되고, 도면은 발명에 따라 제공된 충전 장치이다.
실시예
도면에 나타낸 충전 장치는 콘테이너로부터 전기 모터(3)에 의해 회전되는 기어드형 펌프(2)로의 흐름 채
널(6)을 갖춘 액체 콘테이너(1)를 포함한다. 펌프로부터의, 흐름 채널(6)은 검사 밸브(12)로 및 흐름 계
량기(10)로 이어지고, 뒤이어 흐름 채널에 압력 게이지(13)가 연결된다. 압력 게이지(13)에 이어, 흐름
채널(6)은 트로틀(9)이 이어지고 노즐(4)을 갖춘 자석 밸브(8)가 바로 옆에 연장부로서 연결된다. 노즐
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의 구조는 충전되는 에어로졸 패키지가 수(male)형 또는 암(female)형 밸브 인지의 여부에 따라 다양할
수 있다. 또한, 충전 장치는 시동기(11) 및 흐름 채널(6)의 양쪽 단부에 배치된 플러싱(flushing) 밸브
(14)를 포함한다.
충전 장치는 모터(3), 흐름 계량기(10), 자석 밸브(8), 시동기(11) 및 양쪽 플러싱 밸브(14)와 연결된 제
어 장치(7)에 의해 제어된다.
충전 장치가 사용될 때, 트로틀(9) 및 압력 릴리프(relief) 장치(15)는 원하는 값으로 조절되거나 또는
일반적으로 적절한 값으로 미리 조절되어 또다른 조절이 필요 없다. 이후에, 단번에 에어로졸 패키지 속
으로 충전 장치에 의해 공급되는 원하는 충전량 또는 액체 체적이 제어 장치(7)에 계획된다. 콘테이너
(1)가 충전 액체의 충분한 양을 함유할 때, 충전 장치는 다음과 같이 에어로졸 패키지를 채울 준비를 하
는 것 외에 또다른 조절이 필요 없다.
에어로졸 패키지(5)가 노즐을 누르고, 다른 말로, 노즐의 노줄관이 에어로졸 패키지의 밸브 속으로 삽입
되어, 시동기 버튼(11)이 눌린다. 제어 장치(7)에 의해 제어되는, 모터(3)가 작동하고 자석 밸브(8)가
동시에 개방된다. 트로틀(9)의 작동 때문에, 압력 게이지(10)에서 보급되는 압력은 밸브가 개방될지라도
어떠한 변화도 겪지 않는다. 그러므로, 흐름 계량기를 통해 흐르는 액체의 양을 정확하게 측정할 수 있
다. 상기 액체량은 노즐로부터 에어로졸 패키지 속으로 방출되는 액체양과 매우 정확하고, 이는 검사 밸
브(12)와 자석 밸브(8) 사이의 공간은 거의 항상 동일 압력으로 액체를 채우고 자석 밸브(8) 바로 이어서
노즐(4)이 있기 때문이며, 그의 액체 체적은 에어로졸 패키지의 충적 체적에 비해, 일반적으로 거의 1 퍼
센트로 매우 작다.
액체의 계획된 양이 흐름 계량기(10)를 통해 흐름후, 제어 장치는 자석 밸브(8)를 닫고 에어로졸 패키지
는 충전 액체를 정확히 원하는 양만큼 채운다. 동시에, 일반적으로 과도 압력이 모터의 흡입 측에서 뒤
피드백 연결부(15)를 경유하여 방출되는 동안 모터(3)는 중지된다. 검사 밸브(12)는 일정 수준으로 흐름
계량기(10) 및 트로틀(9) 가까이에서 압력을 유지한다. 이후 밸브(8)가 닫히고, 충전되는 에어로졸 패키
지가 해당하는 방식으로 연결될 수 있다.
충전 장치가 다수의 에어로졸 패키지를 연속적으로 충전하는 사용되는 경우, 제어 장치(7)를 모터(3) 및
펌프(2)가 연속적으로 작동하고 제어 장치만이 작동의 시작시에 자석 밸브(8)를 제어하는 방식으로 계획
하는 것이 가능하고, 흐름 계량기(10)로 측정된 흐름에 의해 개방이 요구된다.
앞서 말한 것에서, 발명은 첨부된 도면을 예로 설명했지만, 청구항에 정의된 발명의 개념의 범주내에서
다른 구체예도 가능하다.
(57) 청구의 범위
청구항 1
액체 콘테이너(1), 전원 수단(3)을 갖춘 펌프(2), 에어로졸(5) 속으로 액체를 통과시키기 위한 노즐(4),
및 액체 콘테이너로부터 노즐 속으로 액체를 통과시키기 위한 흐름 채널(6)을 포함하는, 재충전 가능한
에어로졸 패키지 충전용 충전 장치로서, 충전 장치가 전원 수단(3) 외에, 노즐(4) 바로 앞 흐름 채널(6)
에 위치된 제어 밸브(8), 펌프(2)와 밸브(8) 사이에 위치된 흐름 계량기(10), 및 시동기(11)가 연결된
제어 장치(7)를 포함하고, 흐름 채널이 밸브(8) 앞에 위치된 흐름 제한기(9)를 구비하는 것을 특징으로
하는 충전 장치.
청구항 2
제 1 항에 있어서, 흐름 채널(6)이 흐름 계량기(10) 앞에 위치된 검사 밸브(12)를 구비하는 것을 특징으
로 하는 충전 장치.
청구항 3
제 2 항에 있어서, 검사 밸브(12)가 펌프(2)와 흐름 계량기(10) 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 충
전 장치.
청구항 4
제 2 항에 있어서, 검사 밸브(12)가 펌프(2)에 위치되는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
청구항 5
제 1 항에 있어서, 피드백 연결부(15)가 펌프(2) 맞은편에 제공되고, 상기 피드백 연결부가 압력 릴리프
장치의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
청구항 6
제 1 항에 있어서, 흐름 채널이 압력 릴리프 장치(9)와 검사 밸브(12) 사이에 위치된 압력 게이지(13)를
구비하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
청구항 7
제 1 항에 있어서, 시동기(11)가 분리 스위치인 것을 특징으로 하는 충전 장치.
청구항 8
제 1 항에 있어서, 시동기(11)가 노즐에 위치되어, 에어로졸 패키지가 노즐에 접해 눌리게 될 때 작동하
는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
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청구항 9
제 1 항에 있어서, 흐름 채널(6)이 충전 액체의 변화에 따라 세정되도록 플러싱 밸브(14)를 구비하는 것
을 특징으로 하는 충전 장치.
청구항 10
제 1 항에 있어서, 펌프(2) 뒤를 거의 동시적으로 충전하는 2개 이상의 에어로졸 패키지를 허용하도록 흐
름 채널(6)이 2개 이상의 동일 흐름 분기로 나누는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
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