KR102093331B1 - 양압 기체를 사용하는 수술 흡입 장치 - Google Patents
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Abstract
흡입을 제공하는 장치, 시스템 및 방법이 본원에 기술된다. 일부 실시 예에서 흡입은 수동적으로 발생 된다. 본 명세서에서 공기 증폭기를 포함하는 수술 흡입 장비가 개시된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭기는 제 1 단부에서 제 1 개구부 및 제 2 단부에서 제 2 개구부를 구비하는 일반적으로 원통형 캐비티를 형성하는 구조를 포함한다. 일부 실시 예에서, 원통형 캐비티는 캐비티의 내벽에 의해 형성된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭기는 제 1 단부 부근의 내벽에 환형 개구부를 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 환형 개구부는 제 1 단부에서 저압 영역이 생성되고, 제 2 단부에서 증폭된 유동이 생성되도록 가압된 기체가 환형 개구부로부터 유출하도록 구성된 분사 개구부를 형성한다. 환형 개구부는 또한 가압된 기체가 제 2 단부를 향하는 캐비티의 내벽에 대해 소정의 각도로 캐비티에 진입하도록 구성된다.
Description
본 출원은 양압 기체를 사용하는 수술 흡입 장치에 관한 것이다.
본 출원은 2015년 6월 13일자로 출원된 미국 가출원 제 62/191,689호의 우선권을 주장하며, 이는 본원에 참고로 인용된다.
흡입은 다양한 응용 분야에서 다양한 방법으로 생성될 수 있다. 일반적으로 흡입 생성 장치들은 주위 환경으로부터 기체, 액체 또는 이들의 임의의 조합을 제거하는데 사용된다. 흡입은 일반적으로 시끄럽고 성가신 경향이 있는 전기 또는 모터 구동 장치에 의해 생성된다.
본 발명의 목적은 양압 기체를 사용하는 수술 흡입 장치를 제공하는 것이다.
흡입을 제공하는 장치, 시스템 및 방법이 본원에 기술된다. 일부 실시 예들에서 흡입은 수동적으로 발생된다.
본 명세서에서 공기 증폭기를 포함하는 수술 흡입 장치가 개시된다. 일부 실시 예들에서, 공기 증폭기는 제 1 단부에서 제 1 개구부 및 제 2 단부에서 제 2 개구부를 구비하는 일반적으로 원통형 캐비티를 형성하는 구조를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 원통형 캐비티는 캐비티의 내벽에 의해 형성된다. 일부 실시 예들에서, 공기 증폭기는 제 1 단부 부근의 내벽에 환형 개구부를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 상기 환형 개구부는 제 1 단부에서 저압 영역이 생성되고, 제 2 단부에서 증폭된 유동이 생성되도록 가압 기체가 환형 개구부로부터 유출하도록 구성된 분사 개구부를 형성한다. 환형 개구부는 또한 가압 기체가 제 2 단부를 향하는 캐비티의 내벽에 대해 소정의 각도로 캐비티에 진입하도록 구성된다. 캐비티는 큰 직경으로 벌어져서 환형 개구부가 캐비티와 연통한다.
여기에 개시된 수동 흡입 장치는 기체, 액체 또는 이들의 조합을 수용하도록 구성된 입구 포트를 구비하는 제 1 중공 세그먼트를 포함하는 하우징; 제 1 개구; 제 1 개구를 둘러싸는 제 1 외부 표면, 내부를 구비하며 하우징으로부터 기체, 액체 또는 이들의 조합을 방출하도록 구성된 출구 포트를 포함하는 제 2 중공 세그먼트, 제 1 개구를 향하는 제 2 개구, 제 2 개구를 둘러싸고 상기 제 1 외부 표면과 마주하는 제 2 외부 표면, 가압 기체의 유동을 수용하도록 구성된 가압 기체 포트를 포함하는 공기 증폭기; 및 제 1 외부 표면 및 제 2 외부 표면 사이의 갭 공간을 포함하는 도관을 포함하고, 상기 도관은 가압 기체 포트와 유체 연속성을 가지며, 도관은 가압 기체 포트로부터 가압 기체 유동을 수용하고, 가압 기체 유동이 제 2 개구부로 들어가게끔 안내하기 위해, 제 2 개구부에 대해 소정의 각도로 배치됨으로써, 가압 기체 유동이 제 2 중공 세그먼트 내로 통과할 때, 가압 기체 유동은 실질적으로 전체적으로 제 2 중공 세그먼트의 하나 이상의 내부 표면들을 따라 이동한다. 일부 실시 예에서, 입구 포트는 기체, 액체 또는 이들의 조합의 역류를 방지하도록 구성된 밸브를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 수동 흡입 장치는 하우징을 통해 기체, 액체 또는 이들의 조합의 역류가 존재할 때, 활성화하도록 구성된 알람을 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 알람 포트는 제 1 세그먼트와 연속적이다. 일부 실시 예에서, 수동 흡입 장치는 필터를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 제 1 중공 세그먼트 및 제 2 중공 세그먼트는 서로에 대해 이동하여 제 1 외부 측면 및 제 2 외부 측면 사이의 거리를 변화시키고, 이에 따라, 도관의 갭 공간의 폭을 조정하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 가압 기체 유동이 실질적으로 전체적으로 제 2 세그먼트의 중공 내부의 하나 이상의 표면들을 따라 이동할 때, 저압 영역이 제 2 세그먼트의 내부에 형성되어, 기체, 액체, 고체 또는 이들의 조합을 입구 포트, 제 1 중공 세그먼트, 제 1 개구, 제 2 개구, 제 2 중공 세그먼튼 및 출구 포트를 통해 끌어들이는 흡입을 생성한다. 일부 실시 예에서, 도관은 제 1 표면의 각도에 의해 결정되는 각도로 위치되고, 제 1 표면의 상기 각도는 0도 내지 90도 사이의 각도를 포함한다.
본원에 개시된 수동적으로 흡입을 생성하는 방법은, 제 1 중공 세그먼트; 제 2 중공 세그먼트; 가압 공기 유동을 수용하도록 구성된 가압 기체 포트를 구비하는 공기 증폭기; 제 1 중공 세그먼트 및 제 2 중공 세그먼트 사이에 갭 공간을 구비하는 도관; 을 포함하는 장치를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 도관은 가압 기체 포트와 유체 연속성을 가지며, 도관은 가압 기체 포트로부터 가압 기체 유동을 수용하고, 가압 기체 유동이 제 2 개구부로 들어가게끔 안내하기 위해, 제 2 개구부에 대해 소정의 각도로 배치됨으로써, 가압 기체 유동이 제 2 중공 세그먼트 내로 통과할 때, 가압 기체 유동은 실질적으로 전체적으로 제 2 중공 세그먼트의 하나 이상의 내부 표면들을 따라 이동한다. 일부 실시 예에서, 상기 장치는 기체, 액체 또는 이들의 조합의 역류를 방지하도록 구성된 밸브를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 장치는 하우징을 통해 기체, 액체 또는 이들의 조합의 역류가 존재할 때, 활성화하도록 구성된 알람을 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 알람 포트는 제 1 세그먼트와 연속적이다. 일부 실시 예에서, 상기 장치는 필터를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 도관의 갭 공간의 폭(width)은 조절 가능하다. 일부 실시 예에서, 제 2 중공 세그먼트를 통한 가압 기체의 유동은 제 2 중공 세그먼트의 내부에 저압 영역을 형성하여 흡입을 생성한다. 일부 실시 예에서, 제 2 중공 세그먼트는 도관으로부터 가압 기체 유동을 수용하도록 구성된 개구부를 포함하고, 도관은 가압 기체 유동을 안내하기 위해 제 1 중공 세그먼트에 대해 0도 내지 90도 사이의 각도로 위치된다.
본 발명은 수동 흡입 장치를 사용하여 수동적으로 흡입을 생성하는 방법에 관한 것으로서, 흡입 장치의 도관 내로 가압 기체를 수용하는 단계; 가압 기체가 제 2 중공 세그먼트를 통해 실질적으로 전체적으로 중공 내부의 하나 이상의 표면들을 따라 이동하여, 흡입을 생성하도록, 장치의 제 1 중공 세그먼트 및 제 2 중공 세그먼트 사이의 갭 공간을 통해 가압 기체의 유동을 안내하는 단계를 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 방법은, 갭 공간의 치수를 조정하여 흡입 강도를 변경하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 방법은 흡입을 사용하여 고체, 액체 또는 이들의 조합을 포함하는 흡입 유동을 수용하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 방법은 흡입 유동을 필터링 하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 방법은 흡입 유동의 막힘이 있는 경우 알람을 울리는 단계를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 제 2 중공 세그먼트는 도관으로부터 가압 기체 유동을 수용하도록 구성된 개구부를 포함하고, 도관은 가압 기체 유동을 안내하기 위해 제 1 중공 세그먼트에 대해 0도 내지 90도 사이의 각도로 위치된다.
본원에는 수술 과정 동안 흡입을 제공하기 위한 방법이 개시되고, 상기 방법은, 흡입 장치를 통해 가압 기체의 유동을 안내함으로써, 흡입을 수동적으로 발생시키도록 구성된 흡입 장치를 수용하는 단계; 수술 과정 중에, 가압 기체를 상기 장치에 전달하여 흡입을 제공하는 단계; 및 수술 과정으로 인한 기체, 액체, 고체 또는 이들의 임의의 조합을 흡입하는 수술 분야에 흡입을 적용하는 단계를 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 방법은, 흡입 강도를 변경하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 방법은 흡입된 기체, 액체, 고체 또는 이들의 임의의 조합을 필터링 하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 방법은 흡입 유동의 막힘이 있는 경우 알람을 울리는 단계를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 장치는 캐니스터 및 흡입 튜브를 포함하는 수술 흡입 시스템과 결합하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 흡입 장치는 흡입된 기체, 액체, 고체 또는 이들의 임의의 조합의 역류를 방지하도록 구성된 밸브를 포함한다. 일부 실시 예에서, 장치의 흡입 용량(suction capacity)은 제곱 인치당 약 10 파운드 내지 25 파운드이다.
본 발명의 일 실시 예에는 수동 흡입 장치를 제공한다. 상기 장치는 (a)제 1 중공 세그먼트, (b)제 2 중공 세그먼트, (c)공기 증폭기를 포함하고, 상기 제 1 중공 세그먼트는 기체, 액체, 고체 또는 이들의 임의의 조합을 수용하도록 구성된 입구 포트; (ii)제 1 개구부 및 (iii)제 1 개구부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 제 1 대면 표면을 포함하고, 상기 제 2 중공 세그먼트는 (i)기체, 액체, 고체 또는 이들의 임의의 조합을 방출하도록 구성된 출구 포트; (ii) 상기 제 1 개구부와 마주보는 제 2 개구부; 및 (iii)상기 제 2 개구부를 적어도 부분적으로 둘러싸고 상기 제 1 외부 표면을 마주보는 제 2 대면 표면을 포함하고, 상기 공기 증폭기는, (i)가압 기체 유동을 수용하도록 구성된 가압 기체 포트; 및 (ii)제 1 대면 표면 및 제 2 대면 표면에 의해 형성되는 도관을 포함한다. 일부 실시 예에서, 도관은 가압 기체 포트와 유체 연통한다. 일부 실시 예에서, 제 1 대면 표면은 제 1 중공 세그먼트의 중심 축에 대해 90도 미만의 각도를 포함한다. 일부 실시 예에서, 도관은 가압 기체 유동을 수용하도록 구성되고, 제 2 개구부 내로 가압 기체 유동을 안내하여, 제 2 개구부를 통과하는 가압 기체 유동이 저압 영역을 생성하고, 이는 흡입 유동이 입구 포트로 하여금 기체, 액체, 고체 또는 이들의 조합을 수용하도록 야기한다.
일부 실시 예에서, 입구 포트는 기체, 액체 또는 이들의 조합의 역류를 방지하도록 구성된 밸브를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 장치는 기체, 액체 또는 이들의 조합의 역류를 방지하도록 구성된 밸브를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 알람 포트는 제 1 세그먼트와 유체 연통된다. 일부 실시 예에서, 상기 장치는 기체, 액체 고체 또는 이들의 조합을 여과하도록 구성된 필터를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 장치는 도관의 폭을 조절하도록 구성된 튜너 암을 더 포함하고, 상기 튜너 암은 제 1 중공 세그먼트 및 제 2 중공 세그먼트 중 하나 이상을 서로에 대해 이동 시켜서, 제 1 대면 표면 및 제 2 대면 표면 사이의 거리를 조절 시킨다. 일부 실시 예에서, 도관의 폭은 약 0 mm 내지 2 mm 사이에서 조절 가능하다. 일부 실시 예에서, 상기 장치는 각도 조절 제어부(angle adjustment controller)를 더 포함하고, 상기 각도 조절 제어부는 각도를 조절하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시 예는 공기 유동 증폭기를 제공한다. 공기 증폭기는 (a)직경을 가지며 제 1 벽 및 제 2 벽을 포함하는 도관 -상기 도관은 가압 기체 유동을 수용하도록 구성됨- ;(b)상기 도관과 유체 연통하며 중심 축을 갖는 중공 세그먼트; 및 (c)상기 도관의 폭을 조절하도록 구성된 튜너 암을 포함한다. 일부 실시 예에서, 도관의 제 1 벽은 수용 채널의 중심 축에 대해 90도 미만의 각도로 각을 이룬다. 일부 실시 예에서, 도관은 중공 세그먼트 내로 가압 기체 유동을 안내하도록 구성되어, 가압 기체 유동이 저압 영역을 생성하고, 이는 흡입 유동을 생성하고, 가압 기체의 유동을 증폭시킨다. 일부 실시 예에서, 튜너 암은 제 1 벽 및 제 2 벽 중 하나 이상을 서로에 대해 이동시키도록 구성된다.
일부 실시 예에서, 증폭기는 챔버를 더 포함하고, 흡입 유동은 가압 기체의 유동에 의해 발생된다. 일부 실시 예에서, 증폭기는 흡입 유동이 통과하는 필터를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 챔버는 챔버의 외부로 흡입 유동의 역류를 방지하도록 구성된 유동 밸브를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 증폭기는 수용 채널에 방해물이 존재할 때, 소리를 내도록 구성된 알람을 더 포함한다 일부 실시 예에서, 도관의 폭은 약 0 mm 내지 2 mm 사이에서 조절 가능하다.
본 발명의 일 실시 예는 흡입 시스템을 제공한다. 흡입 시스템은 (a)가압 기체; (b)흡입 장치-흡입 장치는 (i)가압 기체를 수용하도록 구성된 가압 기체 포트; (ii)직경을 가지며 제 1 벽 및 제 2 벽을 구비하는 도관-상기 도관은 가압 기체 유동을 수용하도록 구성됨-; (iii)상기 도관과 유체 연통하고 중심 축을 갖는 중공 세그먼트를 포함함-; 및 (c) 기체, 액체, 고체 또는 이들의 조합을 수용하도록 구성된 캐니스터를 포함한다. 일부 실시 예에서, 도관의 제 1 벽은 수용 채널의 중심 축에 대해 90도 미만의 각도로 각을 이룬다. 일부 실시 예에서, 도관은 중공 세그먼트를 통과하는 가압 기체 유동이 흡입 유동을 발생시키는 저압 영역을 생성하도록 중공 세그먼트 내로 가압 기체 유동을 안내하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 캐니스터는 흡입 장치와 유체 연통하여, 흡입 장치에 의해 발생된 흡입력이 캐니스터로 전달되어, 캐니스터로 하여금 기체, 액체, 고체 또는 이들의 조합을 수용하도록 야기한다.
일부 실시 예에서, 가압 기체 유동 도관은 직경을 가지고, 직경은 조절 가능하다. 일부 실시 예에서, 흡입 장치는 수용 채널에 방해물이 존재할 때 소리를 내도록 구성된 알람을 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 캐니스터는 액체, 고체 또는 이들의 조합을 포함하도록 구성되고, 기체는 캐니스터를 통해 흡입 장치로 흡입된다. 일부 실시 예에서, 흡입 장치는 흡입된 기체가 통과하는 필터를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 흡입 시스템의 도관의 폭을 조정하도록 구성된 튜너 암을 더 포함하고, 상기 튜너 암은 제 1 벽 및 제 2 벽 중 하나 이상을 서로에 대해 이동 시키도록 구성된다.
본 명세서에서 언급된 모든 간행물, 특허 및 특허 출원은 각각의 개별 간행물, 특허 또는 특허 출원이 구체적으로 및 개별적으로 참조로 포함되도록 지시된 것과 동일한 정도로 본원에 참고로 인용된다.
본 명세서에 기술 된 요지의 신규적인 특징은 첨부 된 청구 범위에서 상세하게 설명된다.
본 발명의 특징 및 이점에 대한 더 나은 이해는 본원에 설명 된 주제의 원리가 이용되는 예시적인 실시 예를 설명하는 다음의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 참조하여 얻어 질 것이다.
도 1은 흡입 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 2는 흡입 시스템을 작동하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 3은 역류 방지를 갖는 흡입 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 4는 역류 경보를 갖는 흡입 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 5는 안전 피쳐들을 갖는 흡입 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 6은 안전 피쳐들을 갖는 흡입 시스템을 작동하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 7은 막힘 제거 제어부를 갖는 흡입 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 8은 막힘 제거 제어부 및 안전 피쳐들을 갖는 흡입 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 9는 막힘 제거 제어부 및 안전 피쳐들을 갖는 흡입 시스템을 작동하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 10a는 필터링 흡입 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 10b는 필터링 흡입 시스템의 동작을 나타내는 블록도이다.
도 11은 필터링 흡입 시스템을 작동하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 12는 양압 작동 흡입 장치를 나타내는 블록도이다.
도 13은 역류 방지 피쳐들을 갖는 양압 작동 흡입 장치를 나타내는 블록도이다.
도 14는 역류 경보를 갖는 양압 작동 흡입 장치를 나타내는 블록도이다.
도 15는 안전 피쳐들을 갖는 양압 작동 흡입 장치를 나타내는 블록도이다.
도 16은 안전 피쳐들을 갖는 필터링 흡입 장치를 나타내는 블록도이다.
도 17은 보상된 필터링 흡입 장치를 나타내는 블록도이다.
도 18은 보상된 필터링 흡입 장치를 작동하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 19는 조절 가능한 압력 갭을 갖는 흡입 장치를 나타내는 블록도이다.
도 20은 조절 가능한 압력 갭을 갖는 흡입 장치를 작동하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 21a는 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치를 나타내는 도면이다.
도 21b는 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치의 도관을 나타내는 도면이다.
도 21c 및 도 21d는 도 21b의 확대도이다.
도 21e는 정상 작동 중에 역류 방지 밸브를 구비한 흡입 장치의 작동을 나타내는 도면이다.
도 21f는 장애가 발생한 경우 역류 방지 밸브를 구비한 흡입 장치의 작동을 나타내는 도면이다
도 22a는 역류 방지 밸브를 나타내는 분해도이다.
도 22b는 막힘 중에 역류 방지 밸브를 나타내는 도면이다.
도 22c는 정상 작동 중에 역류 방지 밸브를 나타내는 도면이다.
도 23a는 정상 작동 중에 안전 피쳐들을 갖는 양압 흡입 장치의 작동을 나타내는 도면이다.
도 23b는 막힘 중에 안전 피쳐들을 갖는 양압 흡입 장치의 작동을 나타내는 도면이다
도 24a는 양압 작동 흡입 장치를 나타내는 도면이다.
도 24b는 양압 작동 흡입 장치에 대한 조절 가능한 압력 갭의 작동을 나타내는 도면이다.
도 24c는 양압 작동 흡입 장치에 대한 조절 가능한 압력 갭의 작동을 나타내는 도면이다.
도 24d는 정상 작동 중에 양압 작동 흡입 장치의 작동을 나타내는 도면이다.
도 24e는 정상 작동 중에 양압 작동 흡입 장치의 작동을 나타내는 도면이다.
도 25는 수술 실에서 사용하기 위한 흡입 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 26은 수술 실에서 사용하기 위한 흡입 시스템을 작동하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 27은 양압 작동 흡입 장치용 머플러를 나타내는 도면이다.
도 28은 2개의 세그먼트가 서로 인접하게 배치될 때 도관을 형성하는 경사 또는 플레어드 단부의 각도를 나타내낸다.
도 29는 상이한 장치 설정과 분당 표준 입방 피트(scfm)에서의 연기 유량 및 수은주 밀리미터(mmHg)에서의 정적 진공의 대응 값을 나타내는 표이다.
도 30은 30psi의 입력 압력에서 상이한 장치의 청각 소음 수준(dB)을 나타내는 표이다.
도 31은 중심 축에 대해 35도 또는 55도의 각도의 플레어드 단부를 사용하는 전산 유체 역학을 나타내는 도면이다.
도 32는 중심 축에 대한 35도 각도 또는 55도 각도에서 입력 압력의 함수로서 최대 정적 진공을 나타내는 그래프이다.
도 33은 34psi 입력 압력에서의 정적 진공의 함수로서 공기 소비(scfm)를 나타내는 그래프이다.
도 34은 30psi 입력 압력에서의 정적 진공의 함수로서 공기 소비(scfm)를 나타내는 그래프이다.
도 35는 평방 인치당 파운드(psi) 단위의 입력 공기 압력의 함수로서 최대 흡입시의 소음 수준(dB)을 나타내는 그래프이다.
도 36은 시뮬레이션된 필터 폐색의 함수로서 입구 압력 및 출구 유량을 나타내는 그래프이다.
도 37은 A가 압력계, B가 마노미터, C가 유량계, D가 소음계, E가 유량계 및 F가 유량계로 설정된 시험 장치를 나타내는 도면이다.
도 38은 공기 소비 측정을 위해 설정된 시험 장치를 나타내는 순서도이다.
도 39는 정적 진공 측정을 위해 설정된 시험 장치를 나타내는 순서도이다.
도 40은 정적 진공 및 소음 측정을 위해 설정된 시험 장치를 나타내는 순서도이다.
본 발명의 특징 및 이점에 대한 더 나은 이해는 본원에 설명 된 주제의 원리가 이용되는 예시적인 실시 예를 설명하는 다음의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 참조하여 얻어 질 것이다.
도 1은 흡입 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 2는 흡입 시스템을 작동하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 3은 역류 방지를 갖는 흡입 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 4는 역류 경보를 갖는 흡입 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 5는 안전 피쳐들을 갖는 흡입 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 6은 안전 피쳐들을 갖는 흡입 시스템을 작동하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 7은 막힘 제거 제어부를 갖는 흡입 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 8은 막힘 제거 제어부 및 안전 피쳐들을 갖는 흡입 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 9는 막힘 제거 제어부 및 안전 피쳐들을 갖는 흡입 시스템을 작동하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 10a는 필터링 흡입 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 10b는 필터링 흡입 시스템의 동작을 나타내는 블록도이다.
도 11은 필터링 흡입 시스템을 작동하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 12는 양압 작동 흡입 장치를 나타내는 블록도이다.
도 13은 역류 방지 피쳐들을 갖는 양압 작동 흡입 장치를 나타내는 블록도이다.
도 14는 역류 경보를 갖는 양압 작동 흡입 장치를 나타내는 블록도이다.
도 15는 안전 피쳐들을 갖는 양압 작동 흡입 장치를 나타내는 블록도이다.
도 16은 안전 피쳐들을 갖는 필터링 흡입 장치를 나타내는 블록도이다.
도 17은 보상된 필터링 흡입 장치를 나타내는 블록도이다.
도 18은 보상된 필터링 흡입 장치를 작동하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 19는 조절 가능한 압력 갭을 갖는 흡입 장치를 나타내는 블록도이다.
도 20은 조절 가능한 압력 갭을 갖는 흡입 장치를 작동하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 21a는 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치를 나타내는 도면이다.
도 21b는 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치의 도관을 나타내는 도면이다.
도 21c 및 도 21d는 도 21b의 확대도이다.
도 21e는 정상 작동 중에 역류 방지 밸브를 구비한 흡입 장치의 작동을 나타내는 도면이다.
도 21f는 장애가 발생한 경우 역류 방지 밸브를 구비한 흡입 장치의 작동을 나타내는 도면이다
도 22a는 역류 방지 밸브를 나타내는 분해도이다.
도 22b는 막힘 중에 역류 방지 밸브를 나타내는 도면이다.
도 22c는 정상 작동 중에 역류 방지 밸브를 나타내는 도면이다.
도 23a는 정상 작동 중에 안전 피쳐들을 갖는 양압 흡입 장치의 작동을 나타내는 도면이다.
도 23b는 막힘 중에 안전 피쳐들을 갖는 양압 흡입 장치의 작동을 나타내는 도면이다
도 24a는 양압 작동 흡입 장치를 나타내는 도면이다.
도 24b는 양압 작동 흡입 장치에 대한 조절 가능한 압력 갭의 작동을 나타내는 도면이다.
도 24c는 양압 작동 흡입 장치에 대한 조절 가능한 압력 갭의 작동을 나타내는 도면이다.
도 24d는 정상 작동 중에 양압 작동 흡입 장치의 작동을 나타내는 도면이다.
도 24e는 정상 작동 중에 양압 작동 흡입 장치의 작동을 나타내는 도면이다.
도 25는 수술 실에서 사용하기 위한 흡입 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 26은 수술 실에서 사용하기 위한 흡입 시스템을 작동하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 27은 양압 작동 흡입 장치용 머플러를 나타내는 도면이다.
도 28은 2개의 세그먼트가 서로 인접하게 배치될 때 도관을 형성하는 경사 또는 플레어드 단부의 각도를 나타내낸다.
도 29는 상이한 장치 설정과 분당 표준 입방 피트(scfm)에서의 연기 유량 및 수은주 밀리미터(mmHg)에서의 정적 진공의 대응 값을 나타내는 표이다.
도 30은 30psi의 입력 압력에서 상이한 장치의 청각 소음 수준(dB)을 나타내는 표이다.
도 31은 중심 축에 대해 35도 또는 55도의 각도의 플레어드 단부를 사용하는 전산 유체 역학을 나타내는 도면이다.
도 32는 중심 축에 대한 35도 각도 또는 55도 각도에서 입력 압력의 함수로서 최대 정적 진공을 나타내는 그래프이다.
도 33은 34psi 입력 압력에서의 정적 진공의 함수로서 공기 소비(scfm)를 나타내는 그래프이다.
도 34은 30psi 입력 압력에서의 정적 진공의 함수로서 공기 소비(scfm)를 나타내는 그래프이다.
도 35는 평방 인치당 파운드(psi) 단위의 입력 공기 압력의 함수로서 최대 흡입시의 소음 수준(dB)을 나타내는 그래프이다.
도 36은 시뮬레이션된 필터 폐색의 함수로서 입구 압력 및 출구 유량을 나타내는 그래프이다.
도 37은 A가 압력계, B가 마노미터, C가 유량계, D가 소음계, E가 유량계 및 F가 유량계로 설정된 시험 장치를 나타내는 도면이다.
도 38은 공기 소비 측정을 위해 설정된 시험 장치를 나타내는 순서도이다.
도 39는 정적 진공 측정을 위해 설정된 시험 장치를 나타내는 순서도이다.
도 40은 정적 진공 및 소음 측정을 위해 설정된 시험 장치를 나타내는 순서도이다.
본원에서 흡입을 발생하는 장치, 방법 및 시스템이 기술된다. 본원에서 상세하게 개시된 발명 개념의 적어도 하나의 실시 예를 설명하기 전에, 본 발명의 개념은 그들의 응용에서 도면에 도시되거나 다음의 설명에 개시되는 구성, 실험, 예시적인 데이터 및/또는 컴포넌트 세트의 배열에 대한 세부 사항으로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 현재 개시되고 청구 된 발명 개념은 다른 실시 예가 가능하거나 다양한 방법으로 실시되거나 수행 될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용 된 표현 및 용어는 설명의 목적을 가질 뿐이며, 어떠한 방식으로도 제한적으로 간주되어서는 안됨을 이해해야 한다.
기술된 주제의 실시 예에 대한 이하의 상세한 설명에서, 본 발명의 개념의 보다 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항이 설명된다. 그러나, 본 발명의 개념이 이들 특정 세부 사항 없이도 실시 될 수 있음은 통상의 기술자들에게 명백 할 것이다. 다른 예들에서, 공지 된 특징들은 본 명세서의 개시를 불필요하게 복잡 하게하는 것을 피하기 위해 상세하게 설명되지 않는다.
또한, 달리 명시되지 않는 한 "또는(or)"은 포함적인 or(inclusive or)을 지칭하는 것이며 배타적 or(exclusive or)를 지칭하는 것이 아니다. 예를 들어, A 또는 B는 다음 중 하나에 의해 충족 된다: A는 참(또는 존재)이고 B는 거짓(또는 존재하지 않음), A는 거짓이고 B는 참, 및 A, B 모두 참.
본원에 사용된 용어 "대상"은 인간 대상 또는 임의의 동물 대상을 나타낼 수 있다.
마지막으로, 본 명세서에서 사용된 "일 실시 예" 또는 "실시 예"에 대한 임의의 참조는 실시 예와 관련하여 설명된 특정 요소, 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 실시 예에 포함됨을 의미한다. 명세서의 다양한 곳에서 "일 실시 예에서"라는 문구가 반드시 동일한 실시 예를 지칭하는 것은 아니다.
일부 실시 예에서 연기, 조직(tissue) 및 체액과 같은 의학적 또는 수술 부산물을 제거하기 위한 흡입 장치는 흡입을 생성하기 위해 코안다 효과(Coanda effect) 기반의 공기 유동 증폭기(airflow amplifier)를 사용한다. 흡입은 주로 흡입 펌프가 아닌 흡입 장치에 제공되는 공기 또는 기체의 유동(일반적으로 대기압 이상으로 가압됨)으로부터 장치에 의해 생성된다(장치는 흡입 펌프와 함께 사용될 수도 있음). 장치에는 가압 기체가 "역전(reversing)" 방향으로 흐르지 않고 장치에서 잘못된 방향으로 유동하는 것을 방지하는 안전 기능이 있을 수 있다. 즉, 장치는 가압 기체가 장치의 흡입 단부 밖으로 유출되는 것(이로 인해 문제가 발생하거나 환자가 부상을 입을 수 있다)을 방지하도록 구성된다.
일부 실시 예에서, 일-방향 밸브(one-way valve)는 가압 기체의 유동이 장치의 흡입 단부 밖으로 흐르지 않도록 장치 내부의 공기 유동 경로를 따라 존재한다. 일-방향 밸브는 가압 기체가 대기로 방출되도록 구성된 전환 포트(diversion port)에 포함될 수 있다. 일-방향 밸브는 흡입 포트를 공기 유동 증폭기로부터 격리시키고 전화 포트로부터 가압 기체를 전환시킴으로써 흡입 포트를 통하는 모든 유동을 간단하게 정지시킬 수 있다.
일부 실시 예에서, 장치는 부분적으로 또는 전체적으로 방해물이 장치에 의해 사용되는 배기(exhaust) 경로를 차단할 때 활성화 되는 경보를 가질 수 있다. 이 경보는 방해물로 인한 역류로 인해 활성활 될 수 있다. 이 경보는 다른 수단(예를 들어, 전자적으로)으로 활성활 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 경보는 일-방향 밸브의 작동에 의해 활성화 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 경보는 전환 포트 외부로 가압 기체의 유동에 의해 활성화 될 수 있다.
일부 실시 예에서, 경보는 장치 내의 압력을 측정하기 위해 하나 이상의 기계적 게이지(mechanical gauges) 및 전자 변환기(electronic transducers)를 포함할 수 있다. 경보는 임계 값 기준에 도달하는 장치 내부의 압력에 반응하여 활성화 되도록 구성될 수 있다. 일부 실시 예에서, 경보는 또한 흡입 장치의 현재 내부 압력 레벨 및/또는 내부 압력 레벨이 원하는 작동 범위에 있는지의 여부를 사용자에게 통지할 수 있다.
경보는 호각, 사이렌, 혼, 부저, 진동 또는 이들의 조합과 같은 청각적 경보일 수 있다. 경보는 장치에 있는 일정한 표시등 또는 깜빡이는 표시등과 같은 시각적 경보일 수 있다. 시각적 경보는 조명이 켜진 "유동 차단"과 같은 기호나 단어가 있는 아이콘일 수 있다. 경보는 경고가 발생하는 동안 장치에서 튀어 나오는 버튼이거나 장치의 외부에서 회전하는 레버와 같이 위치를 변경하는 탭, 레버 또는 단추와 같은 기계적 경보일 수 있다. 장치는 하나 이상의 경보를 포함할 수 있다. 장치는 하나 이상의 시각적 경보, 청각적 경보, 기계적 경보 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 흡입 장치 또는 부착물은 흡입 장치 또는 부착물의 원위 단부(distal end)를 향하여 배치된 흡입 또는 유입 포트(inlet port)를 포함한다. 흡입 장치 또는 부착물은 또한 제 1 가압 기체 유동(first pressurized gas flow)을 수용하기 위한 가압 기체 포트(pressurized gas port)를 포함한다. 흡입 장치 또는 부착물의 제 1 공기 유동 증폭기(first air flow amplifier)는 흡입 포트와 유체 연통한다. 공기 유동 증폭기는 제 1 가압 기체 유동을 수용하여 제 1 저압 영역(first low pressure region)을 생성하도록 구성된다. 제 1 저압 영역은 흡입 장치 또는 부착 장치의 외부로부터 흡입 포트로의 제 1 유동을 생성한다. 제 1 가압 기체 유동과 흡입 포트로의 제 1 유동의 혼합된 유동은 제 1 공기 유동 증폭기의 출구 포트로부터 통과한다.
흡입 장치 또는 부착물은 필터를 포함할 수 있다. 이 필터는 혼합된 유동을 수용한다(그에 따라 필터링을 수행함). 필터는 적어도 하나의 필터 입구 포트 및 적어도 하나의 필터 출력 포트를 포함한다. 적어도 하나의 필터 유입 포트는 필터 매체(filter media)에 유체적으로 연통되어, 필터로 들어가는 공기가 적어도 하나의 필터 출력 포트를 빠져나가기 전에 필터 매체를 통과한다. 따라서, 혼합된 유동은 필터를 통과하는 동안 필터링 된다.
일부 실시 예에서, 흡입 장치 또는 부착물은 제 2 공기 유동 증폭기를 포함할 수 있다. 제 2 공기 유동 증폭기는 제 2 가압 기체 유동을 수용하여 제 2 저압 영역을 생성한다. 다수의 공기 유동 증폭기를 추가하면, 흡입 장치의 흡입 성능이 향상된다. 일부 실시 예에서, 제 2 공기 유동 증폭기는 제 1 공기 유동 증폭기에 연결될 수 있다. 일부 실시 예에서, 제 2 공기 유동 증폭기는 필터의 유동 저항에 기인하는 유동 및/또는 압력(흡입) 손실을 보상하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 공기 유동 증폭기는 필터의 유동 저항의 일부(예를 들어, 1/4, 1/2 등) 또는 필터의 모든 유동 저항을 보상하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 공기 유동 증폭기는 필터의 유동 저항의 일부(예를 들어, 1/4, 1/2 등) 또는 모든 유동 공기 저항을 보상 할 수 있다. 다른 예에서, 제 2 공기 유동 증폭기는 필터의 유동 저항의 일부
일부 실시 예에서, 흡입 장치 또는 부착물은 역류 방지 장치(backflow preventer)를 포함할 수 있다. 이 역류 방지 장치(예를 들어, 체크 밸브, 일-방향 밸브 등)는 가압 기체의 유동이 흡입 포트를 통해 나오지 않도록 구성될 수 있다. 역류 방지 장치가 생략되거나 활성화 되지 않는 경우에서 방해(obstruction), 폐색(occlusion), 또는 출력 포트를 통해 흐르는 유동의 다른 막힘이 발생하는 경우, 흡입 포트를 통해 가압 기체의 유동이 배출될 수 있다. 방해는 흡입 장치 자체, 보조 파이프 또는 흡입 장치 또는 부착물에 의해 흡입된 물질을 담고 운반하는 라인 또는 튜빙에 발생할 수 있다.
일부 실시 예에서, 흡입 장치 또는 부착물은 경보를 포함한다. 경보는 역류 방지 장치가 활성화 되는 것에 응답하여 활성화 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 역류 방지 장치는 가압 기체 유동을 전환 포트로 방향을 전환(redirect) 시킬 수 있다. 일부 실시 예에서, 전환 포트로의 기체 유동의 방향 전환에 반응하여, 경보가 활성화 된다. 경보는 들릴 수 있다. 경보는 시각적일 수 있다(예를 들어, 색, 형상 등을 변화시키는 지표). 경보는 기계적일 수 있다(예를 들어, 진동). 일부 실시 예에서, 경보는 공기가 통과할 대 들을 수 있는 노이즈를 발생하는 휘슬을 포함한다.
일부 실시 예에서, 수술 부산물을 제거하는 방법은 제 1 공기 유동 증폭기를 포함하는 흡입 어셈블리에 의해 가압 기체 유동을 수용하는 단계를 포함한다. 가압 기체 유동은 제 1 공기 유동 증폭기에 제공된다. 제 1 공기 유동 증폭기는 흡입 어셈블리로 흡입 유동을 끌어당기는 저압 영역을 생성한다. 흡입 유동은 수술 부산물을 포함할 수 있다. 흡입 유동은 흡입 어셈블리 외부에서 공기 유동 증폭기를 통해 흡입 포트로 통과하고, 양압 출력(또는 배기) 포트(positive pressure output port)를 통해 흡입 어셈블리를 빠져 나간다.
흡입 장치는 약 10킬로그램(kg), 5kg, 4.5kg, 4kg, 3.5kg, 3kg, 2.5kg, 2kg, 1.5kg, 1kg 이하의 중량을 가질 수 있다. 장치의 무게는 약 2kg 미만일 수 있다. 상기 장치는 약 0.5kg 내지 약 2kg의 중량을 가질 수 있다.
흡입 장치는 약 100 센티미터(cm), 75cm, 50cm, 45cm, 40cm, 35cm, 30cm, 25cm, 20cm, 15cm, 14.5cm, 13.5cm, 13cm, 12.5cm, 12cm, 11.5cm, 11cm, 10.5cm, 10cm, 5.5cm, 5cm 또는 그 미만의 최대 외부 직경을 가질 수 있다. 최대 외부 직경은 약 15cm 미만일 수 있다. 최대 외부 직경은 약 12cm 미만일 수 있다. 최대 외부 직경은 약 11.5cm 미만일 수 있다. 최대 외부 직경은 약 5cm 내지 약 13cm 일 수 있다. 최대 외부 직경은 약 50cm 내지 40cm 일 수 있다. 최대 외부 직경은 약 100cm 내지 약 50cm 일 수 있다.
흡입 장치는 약 200cm, 150cm, 100cm, 75cm, 60cm, 55cm, 50cm, 45cm, 44cm, 43cm, 42cm, 41cm, 40cm, 39cm, 38cm, 37cm, 36cm, 35cm, 34cm, 33cm, 32cm, 31cm, 30cm, 29cm, 28cm, 27cm, 26cm, 25cm, 20cm 또는 그 미만의 최대 외부 길이를 가질 수 있다. 장치는 약 45cm 미만의 최대 외부 길이를 가질 수 있다. 장치는 약 40cm 미만의 최대 외부 길이를 가질 수 있다. 장치는 약 39cm 미만의 최대 외부 길이를 가질 수 있다. 장치는 약 20cm 내지 40cm의 최대 외부 길이를 가질 수 있다. 장치는 약 50cm 내지 200cm의 최대 외부 길이를 가질 수 있다.
흡입 장치는 약 50cm, 45cm, 40cm, 35cm, 30cm, 25cm, 24cm, 23cm, 22cm, 21cm, 20cm, 19cm, 18cm, 17 cm, 16 cm, 15 cm, 14 cm, 13 cm, 12 cm, 11 cm, 10 cm, 9 cm, 8 cm, 7 cm, 6 cm, 5 cm 또는 그 미만의 최대 외부 폭을 가질 수 있다. 장치는 20cm 미만의 최대 외부 폭을 가질 수 있다. 장치는 19cm 미만의 최대 외부 폭을 가질 수 있다. 장치는 약 15cm 내지 20cm의 최대 외부 폭을 가질 수 있다. 장치는 약 20cm 내지 50cm의 최대 외부 폭을 가질 수 있다.
일부 실시 예에서, 흡입 장치는 중공 하우징을 포함한다. 일부 실시 예에서, 중공 하우징은 하나 이상의 금속, 하나 이상의 중합체, 하나 이상의 플라스틱, 하나 이상의 세라믹 또는 하나 이상의 복합체 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 장치는 하나 이상의 FDA-승인된 재료를 포함할 수 있다. 상기 장치는 양호한 가공 특성 및 피삭성을 갖는 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다. 장치는 0.25 미만, 0.2 미만, 0.15 미만, 0.1 미만 또는 그보다 작은 낮은 마찰 계수를 갖는 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다. 장치는 평방 인치당 6000 파운드(psi)를 sec과하는, 7000 psi 를 sec과하는, 8000 psi를 sec과하는, 9000 psi를 sec과하는 또는 그보다 더 큰 높은 인장 강도를 갖는 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다.
장치는 하나 이상의 중합체를 포함할 수 있다. 장치는 하나 이상의 공중합체(copolymers)를 포함할 수 있다. 장치는 아크릴로 니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)을 포함 할 수 있다. 장치는 폴리 아세탈(polyacetal)을 포함 할 수 있다. 예를 들어, 장치는 아세탈(폴리 옥시 메틸렌)과 같은 포름 알데히드의 폴리 아세탈을 포함할 수 있다. 장치는 하나 이상의 플라스틱을 포함할 수 있다. 장치는 실록산, 예컨대 실리콘 오일, 실리콘 고무, 실리콘 수지 또는 실리콘 코크(caulk) 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 중합체를 포함 할 수 있다. 예를 들어, 장치의 하나 이상의 밸브는 실리콘을 포함할 수 있다. 장치는, 폴리 스티렌, 폴리 에틸렌, 소결 유리, 붕규산 유리, 유리 섬유, 나일론, 폴리 아미드(PA), 폴리 에테르 술폰(PES), 폴리 테트라 플루오르 에틸렌(PTFE), 계면 활성제가 없는 셀룰로오스 아세테이트(SFCA), 재생 셀룰로스(RC) 폴리 불화 비닐 리덴(PVDF) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 장치는 소음 감소(sound dampening, 즉, 진동 방지), 흡음(즉, 소음 흡수), 소음 감쇠(sound attenuation, 즉, 감소된 음향 에너지) 또는 이들의 조합과 같은 소음 감소(sound deadening)를 위한 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다. 장치는 소음 완충, 흡음, 소음 감쇠 또는 이들의 조합을 보조하는 기하학적 구조를 포함할 수 있다. 장치는 소음 완충, 흡음, 소음 감쇠 또는 이들의 조합을 보조하기 위한 라미네이트 층(laminate layer), 표면 마이크로-구조(surface micro-architecture) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 장치는 무반향 타일(anechoic tile), 섬유 유리 배팅(batting), 폴리 우레탄 폼, 다공성 폼(porous foam, 고무 폼과 같은), 멜라민 폼(포름 알데히드-멜라민-나트륨 폴리 아세탈 중합체와 같은), 헤어 펠트(hair felt), 공명 흡수 장치(resonant absorber), 헬름홀츠 공명기 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 상기 장치는 음향 디커플링(acoustic decoupling)을 단독으로 또는 소음 감소를 위한 하나 이상의 재료와 함께 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 흡입 장치 하우징은 하나 이상의 중공 세그먼트를 포함한다. 일부 실시 예에서, 흡입 장치 하우징은 실질적으로 서로 일렬로 배치 된 하나 이상의 중공 세그먼트를 포함 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 장치의 하나 이상의 세그먼트는 스택 또는 다른 유사한 형태를 포함하는 다수의 상이한 배향으로 배치 될 수 있으며, 예를 들어 4 개의 중공 세그먼트가 2 개의 중공 세그먼트의 2 개의 스택으로 배열 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 하나 이상의 중공 세그먼트는 하나 이상의 중공 세그먼트가 연속되도록 연통하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 하나 이상의 중공 세그먼트는 예를 들어 흡입 유동이 하나의 중공 세그먼트로부터 다른 세그먼트로 이동하도록 유체적으로 연속적인 상태에 있다. 일부 실시 예에서, 하나 이상의 중공 세그먼트는, 예를 들어 흡입된 기체, 액체, 고체 또는 이들의 임의의 조합의 유동이 하나의 중공 세그먼트로부터 다른 중공 세그먼트로 이동할 수 있도록 연통되어 구성된다. 일부 실시 예에서, 하우징의 중공 세그먼트는 포트들을 포함하는 다른 구성 요소들 더 포함 할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예에서, 흡입 장치 하우징의 제 1 중공 세그먼트는 흡입 포트를 포함하며, 흡입 포트는 예를 들어 흡입 튜빙(suction tubing)과 결합하기 위한 외부 커플러 또는 커넥터를 더 포함 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 장치 하우징의 제 1 중공 세그먼트는, 예를 들어 막힘으로 인해 장치가 적절하게 기능하지 않을 때 울리는 경보를 포함하는 경보 포트를 포함한다. 일부 실시 예에서, 하나 이상의 중공 세그먼트는 하나 이상의 다른 중공 세그먼트와의 연통이 용이하도록 배치되고 구성된 하나 이상의 홀을 포함한다. 일부 실시 예에서, 제 1 중공 세그먼트는 제 2 중공 세그먼트와 일렬로 위치되고, 제 1 중공 세그먼트는 제 1 중공 세그먼트의 내부와 연결되는 제 1 구멍을 포함하고, 제 2 중공 세그먼트는 제 2 중공 세그먼트의 내부와 연결되는 제 2 구멍을 포함하고, 상기 제 1 구멍은 상기 제 2 구멍과 마주하여 정렬되거나 실질적으로 정렬되도록 위치된다. 일부 실시 예에서, 하나 이상의 중공 세그먼트는 튜브 형상일 수 있다. 일부 실시 예에서, 하나 이상의 중공 세그먼트는, 예를 들어, 입방형(cuboidal) 또는 구형의 형상을 포함하는 임의의 다각형의 형상 일 수 있다. 일부 실시 예에서, 중공 세그먼트 내의 구멍은 원형 일 수 있다. 일부 실시 예에서, 중공 세그먼트 내의 구멍은 예를 들어 타원형, 정사각형, 직사각형 또는 삼각형을 포함하는 임의의 형상을 포함 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 하우징은 하나 이상의 공기 유동 증폭기를 더 포함할 수 잇다. 장치의 제 1 세그먼트, 제 2 세그먼트, 제 3 세그먼트 또는 임의의 추가적인 세그먼트는 예를 들어 원통형, 정사각형, 직사각형, 육각형, 삼각형, 나선형, 사다리꼴, 타원형 또는 이들의 임의의 조합의 형상을 포함 할 수 있다. 중공 세그먼트의 일부는 원통형, 정사각형, 직사각형, 육각형, 삼각형, 나선형, 사다리꼴 형, 타원형 또는 이들의 임의의 조합을 포함 할 수 있다. 중공 세그먼트는 하나 이상의 형상을 포함 할 수 있다. 장치의 제 1 중공 세그먼트, 제 2 중공 세그먼트, 제 3 중공 세그먼트 또는 임의의 추가적인 세그먼트는 소음 감쇠 또는 댐핑을 돕는 구조를 포함 할 수 있다. 예를 들어, 하우징의 내부 벽의 일부는 소음을 방지하기 위한 표면 마이크로 아키텍처를 포함 할 수 있다. 하우징의 내벽의 일부는 흡음 특성을 갖는 재료를 포함하는 라미네이트 층 또는 소음을 억제하는 표면 마이크로 아키텍처 또는 이들의 조합을 포함하는 라미네이트 층을 포함 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 내벽의 일부는 사운드 배플(sound baffles)을 포함 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 내벽의 일부는 미로 구조, 육각형 구조, 볼록한 구조(convex-shaped geometry), 벌집 구조(honeycomb geometry) 또는 이들의 임의의 조합을 포함 수 있다.
일부 실시 예에서, 흡입 장치는 공기 유동 증폭 기구(airflow amplifier mechanism)를 포함한다. 일부 실시 예에서, 공기 유동 증폭 기구는 하나 이상의 중공 세그먼트의 구성 요소이다. 일부 실시 예에서, 공기 유동 증폭기는 중공 세그먼트의 일부가 아니다. 일부 실시 예에서, 제 1 중공 세그먼트 내의 제 1 구멍은 제 2 중공 세그먼트 내의 제 2 구멍과 연속적인 상태에 있다. 일부 실시 예에서, 제 1 중공 세그먼트 내의 제 1 구멍은 제 2 중공 세그먼트 내의 제 2 구멍과 유체 연속성을 가지며, 제 1 중공 세그먼트와 제 2 중공 세그먼트는 갭 공간(gap space)에 의해 물리적으로 분리된다. 일부 실시 예에서, 제 1 중공 세그먼트와 제 2 중공 세그먼트는 유체 연속적이지만 갭 공간에 의해 분리되고, 제 1 세그먼트의 제 1 구멍은 제 1 중공 세그먼트의 전체 표면을 덮지 않아서 상기 제 1 구멍을 적어도 부분적으로 둘러싸는 상기 제 1 중공 세그먼트의 외부에 고체 표면의 영역(area of solid surface)이 존재한다. 마찬가지로, 일부 실시 예에서, 제 1 중공 세그먼트 및 제 2 중공 세그먼트는 유체 연속적이지만 갭 공간에 의해 분리되고, 제 2 세그먼트의 제 2 구멍은 제 2 중공 세그먼트의 전체 표면을 덮지 않아, 제 2 구멍을 적어도 부분적으로 둘러싸는 제 2 중공 세그먼트 외부의 고체 표면의 영역이 존재한다. 일부 실시 예에서, 제 1 구멍을 둘러싸는 외부 표면과 제 2 구멍의 제 2 구멍을 둘러싸는 외부 표면 사이의 갭 공간은 도관(conduit)을 형성한다. 이 실시 예에서, 도관은 제 1 구멍을 둘러싸는 외부 표면을 포함하는 제 1 벽, 제 2 중공의 제 2 구멍의 제 2 구멍을 둘러싸는 외부 표면을 포함하는 제 2 벽 및 2 개의 벽 사이의 갭 공간을 포함한다. 일부 실시 예에서, 도관은 하우징 외부로 추가로 전달 될 수 있는 수동적인 흡입을 발생 시키도록 구성된 공기 유동 증폭 기구의 일부이다.
일부 실시 예에서, 공기 유동 증폭기는 흡입 장치 하우징 내에 적어도 부분적으로 포함된다. 일부 실시 예에서, 공기 유동 증폭기는 주변 압력에 비해 하우징 내의 저압 영역을 생성하여 흡입력을 발생시키는 기구를 포함한다. 일부 실시 예에서, 공기 유동 증폭기는 가압 기체의 제트 스트림이 장치 하우징의 중공 세그먼트의 하나 이상의 내부 표면을 따라 실질적으로 전체적으로 이동하도록 야기한다. 공기 유동 증폭기가 가압 기체의 제트 스트림이 장치 하우징의 중공 세그먼트의 하나 이상의 내부 표면을 따라 실질적으로 전체적으로 이동하게 할 때, 저압 영역이 장치의 중공 세그먼트의 내부에 생성된다. 일부 실시 예에서, 저압 영역이 생성 될 때, 이는 기본적으로 제트 스트림과 동일한 방향으로 향하는 흡입력을 발생시킨다. 일부 실시 예에서, 제트 스트림에 의해 발생 된 흡입력은 하우징의 입구 포트에서 흡입을 생성한다. 일부 실시 예에서, 공기 유동 증폭기는 가압 기체 유동 스트림(pressurized gas flow stream)을 유도하기 위한 기구를 포함한다. 일부 실시 예에서, 공기 유동 증폭기는 가압 기체 유동 포트와 연속하는 도관을 포함하고, 도관은 가압 기체 유동 포트로부터 가압 기체를 수용하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 도관은 하우징 내의 제 1 중공 세그먼트와 제 2 중공 세그먼트 사이에 위치되고, 도관은 제 2 중공 세그먼트 내의 구멍과 유체적으로 연속하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 도관은 제 1 구멍을 둘러싸는 외부 표면을 포함하는 제 1 벽, 제 2 구멍의 제 2 구멍을 둘러싸는 외부 표면을 포함하는 제 2 벽 및 2 개의 벽 사이의 갭 공간을 포함한다. 일부 실시 예에서, 갭 공간은 환형 형상을 포함 할 수 있다. 비 제한적인 예시적인 실시 예에서, 갭 공간은 입방형, 직사각형 및 삼각형을 포함하는 임의의 형상을 포함 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관 및 제 2 구멍은 가압 기체 유동이 도관으로부터 제 2 구멍 내로 이동하도록 서로에 대해 위치된다. 일부 실시 예에서, 도관 및 제 2 구멍은 가압 기체 유동이 도관을 통해 제 2 중공 공간 내로 이동하도록 서로에 대해 위치된다. 일부 실시 예에서, 도관 및 제 2 구멍은 가압 기체 유동이 도관을 통해 이동한 다음 제 2 중공 공간으로 이동하도록 서로에 대해 위치되고, 가압 기체는 코안다 효과에 따라 제트 유동에 인접한 낮은 압력 영역을 생성하는 제 2 중공 세그먼트의 하나 이상의 내부 표면을 따라 실질적으로 전체적으로 이동하는 제트 유동을 형성한다. 이 실시 예에서, 제 2 중공 세그먼트 내에 생성된 저압 영역은 흡입 유동 또는 흡인력을 포함하는 흡입 장치의 외부 환경 및 제 1 중공 세그먼트로부터 제 2 중공 세그먼트 내로 고압 공기의 유동을 유도한다. 이 실시 예에서, 흡입 유동 또는 흡입력은 제 2 중공 세그먼트, 갭 공간(제 1 구멍과 제 2 구멍 사이), 제 1 중공 세그먼트, 및 입구 포트를 통해 전달된다. 일부 실시 예에서, 제 1 중공 공간은 공기 유동 증폭 기구 및 제 2 중공 세그먼트에 의해 발생된 흡입이 장치 외부로 전달되는 입구 또는 흡입 포트를 포함한다. 일부 실시 예에서, 장치는 기체, 액체, 고체 또는 이들의 임의의 조합(예를 들어, 증기)을 흡입하는 흡입력을 제공하도록 구성 될 수 있다. 이 흡입력은 장치를 통해 a)물질의 일부, b)가압 기체의 일부 또는 c)이들의 조합을 당기거나 밀어낼 수 있다. 이 흡입력은 하나 이상의 필터를 통해 물질의 일부, 가압 기체의 일부 또는 이들의 조합을 잡아 당기거나 밀어 낼 수 있다. 밀어내거나 당기는 것은 흡입 유동, 물질 또는 가압 기체의 위치에 대한 도관의 배치에 의존 할 수 있다.
일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 0 도 내지 90도 사이의 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 90 도 내지 180도 사이의 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 180도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 175도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 170도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 165도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 160도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 155도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 150도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 145도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 140도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 135도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 130도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 125도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 120도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 115도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 110도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 105도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 100도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 95도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 90도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 85도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 80도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 75도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 70도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 65도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 60도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 55도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 50도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 45도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 40도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 35도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 30도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 25도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 20도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 15도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 10도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 5도 각도로 배치된다. 일부 실시 예에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제 2 구멍에 대해 약 0도 각도로 배치된다.
약 0° 내지 90° 사이의 각도를 갖는 하나의 세그먼트의 경사진 단부(beveled end)는 두개 사이의 갭 공간이 도관을 형성하도록 약 90° 내지 약 180° 사이의 각도로 제 2 세그먼트의 플레어드 단부(flared end)에 인접하게 위치될 수 있다. 하나의 세그먼트의 경사진 단부 및 제 2 세그먼트의 플레어드 단부는 도관 내의 층류(laminar flow)를 향상시키기 위해 서로 실질적으로 평행할 수 있다. 제 1 세그먼트의 경사진 단부의 각도는 제 2 세그먼트의 플레어드 단부의 각도와 일치 할 수 있다. 제 1 세그먼트의 경사진 단부의 각도는 제 2 세그먼트의 플레어드 단부의 각도와 유사 할 수 있다. 예를 들어, 제 1 세그먼트의 경사진 단부는 약 90° 일 수 있고 제 2 세그먼트의 플레어드 단부는 약 90° 일 수 있다. 제 1 세그먼트의 경사진 단부는 약 55° 일 수 있고 제 2 세그먼트의 플레어드 단부는 약 125° 일 수 있다. 제 1 세그먼트의 경 사진 단부는 약 35° 일 수 있고 제 2 세그먼트의 플레어드 단부는 약 145° 일 수 있다. 플레어드 단부는 도관을 통한 층류 유동을 강화 시키거나 허용하기 위해 매끄러운 또는 둥근 모서리를 포함 할 수 있다.
도관은 0° 및 90° 사이의 각도를 갖는 하나의 세그먼트의 경사진 단부를 약 90° 및 약 180° 사이의 각도의 경사진 단부를 갖는 제 2 세그먼트에 인접하게 위치시킴으로써 형성 될 수 있다. 예를 들어, 제 1 세그먼트의 경사진 단부는 약 90°일 수 있고 제 2 세그먼트의 경사진 단부는 약 90° 일 수 있다. 제 1 세그먼트의 경 사진 단부는 약 55° 일 수 있고 제 2 세그먼트의 경사진 단부는 약 125° 일 수 있다. 제 1 세그먼트의 경사진 단부는 약 35° 일 수 있고 제 2 세그먼트의 경사진 단부는 약 145° 일 수 있다.
경사진 단부는 중심 축에 대해 약 90도(°) 또는 그 미만의 각도로 경사질 수 있다. 경사진 단부는 약 90°, 85°, 80°, 75°, 70°, 65°, 60°, 55°, 50°, 45°, 40°, 35°, 30°, 25°, 20°, 15°, 10°, 5° 또는 그 미만의 각도로 경사질 수 있다. 경사진 단부는 중심 축에 대해 약 55°로 경사질 수 있다. 경사진 단부는 중심 축에 대해 약 35°로 경사질 수 있다. 경사진 단부는 중심 축에 대해 약 35° 내지 55° 사이의 각도로 경사질 수 있다. 경사진 단부는 중심 축에 대해 약 20° 내지 60° 사이의 각도로 경사질 수 있다.
경사진 단부는 중심 축에 대해 약 90도(°) 또는 그 이상의 각도로 경사질 수 있다. 경사진 단부는 약 90°, 95°, 100°, 105°, 110°, 115°, 120°, 125°, 130°, 135°, 140°, 145°, 150°, 155°, 160°, 165°, 170°, 175° 또는 약 180°로 경사질 수 있다. 경사진 단부는 중심 축에 대해 약 125°로 경사질 수 있다. 경사진 단부는 중심 축에 대해 약 145°로 경사질 수 있다. 경사진 단부는 중심 축에 대해 약 125° 내지 145° 사이의 각도로 경사질 수 있다. 경사진 단부는 중심 축에 대해 약 120° 내지 160° 사이의 각도로 경사질 수 있다.
플레어드 단부는 중심 축에 대해 약 90도(°) 또는 그 이상의 각도로 경사질 수 있다. 플레어드 단부는 약 90°, 95°, 100°, 105°, 110°, 115°, 120°, 125°, 130°, 135°, 140°, 145°, 150°, 155°, 160°, 165°, 170°, 175° 또는 약 180°로 경사질 수 있다. 플레어드 단부는 중심 축에 대해 약 125°로 경사질 수 있다. 플레어드 단부는 중심 축에 대해 약 145°로 경사질 수 있다. 플레어드 단부는 중심 축에 대해 약 125° 내지 145° 사이의 각도로 경사질 수 있다. 플레어드 단부는 중심 축에 대해 약 120° 내지 160° 사이의 각도로 경사질 수 있다.
플레어드 단부는 중심 축에 대해 약 90도(°) 미만의 각도로 경사질 수 있다. 플레어드 단부는 약 90°, 85°, 80°, 75°, 70°, 65°, 60°, 55°, 50°, 45°, 40°, 35°, 30°, 25°, 20°, 15°, 10°, 5° 또는 그 미만의 각도로 경사질 수 있다. 플레어드 단부는 중심 축에 대해 약 55°로 경사질 수 있다. 플레어드 단부는 중심 축에 대해 약 35°로 경사질 수 있다. 플레어드 단부는 중심 축에 대해 약 35° 내지 55° 사이의 각도로 경사질 수 있다. 플레어드 단부는 중심 축에 대해 약 20° 내지 60° 사이의 각도로 경사질 수 있다.
경사는 세그먼트의 한쪽 끝에서 시작하여 세그먼트의 반대쪽 끝까지 계속 될 수 있다. 경사는 세그먼트의 길이의 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 경사진 세그먼트의 길이의 부분은 약 1 %, 2 %, 3 %, 4 %, 5 %, 6 %, 7 %, 8 %, 9 %, 10 %, 15 % %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 45 %, 50 % 이하일 수 있다. 경사진 길이의 부분은 약 25% 미만일 수 있다. 경사진 길이 부분은 약 15 % 미만일 수 있다. 경사진 길이 부분은 약 10 % 미만일 수 있다. 경사진 길이 부분은 약 5 % 미만일 수 있다. 경사진 길이 부분은 약 1 % 미만일 수 있다.
플레어(flare)는 세그먼트의 한쪽 끝에서 시작하여 세그먼트의 반대쪽 끝까지 계속 될 수 있다. 플레어는 세그먼트의 길이의 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 플레어된 세그먼트의 길이의 부분은 약 1 %, 2 %, 3 %, 4 %, 5 %, 6 %, 7 %, 8 %, 9 %, 10 %, 15 % %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 45 %, 50 % 이하일 수 있다. 플레어된 길이의 부분은 약 25% 미만일 수 있다. 플레어된 길이 부분은 약 15 % 미만일 수 있다. 플레어된 길이 부분은 약 10 % 미만일 수 있다. 플레어된 길이 부분은 약 5 % 미만일 수 있다. 플레어된 길이 부분은 약 1 % 미만일 수 있다.
하나 이상의 경사진 단부, 하나 이상의 플레어드 단부 또는 이들의 임의의 조합은 조절 가능할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 하나 이상의 각도를 조정할 수 있다. 각도는 예를 들어, 원격 위치에서 자동으로 조정될 수 있다. 이 각도는 입구 포트에서의 흡입 용량(suction capacity)과 같은 피드백 메커니즘에 따라 조절될 수 있다. 사용자는 튜너 암(tuner arm)을 기계적으로 회전시켜 각도를 조절할 수 있다.
세그먼트의 한쪽 또는 양 단부는 플레어드 되거나(flared), 경사지거나(beveled), 각이 지거나(angled), 기울어지거나(sloped) 또는 차등이 있을 수(graded) 있다. 예를 들어, 세그먼트는 제 1 단부 및 제 2 단부를 구비할 수 있고, 그 중 하나 또는 2개는 경사질 수 있다. 세그먼트는 제 1 단부 및 제 2 단부를 구비할 수 있고, 그 중 하나 또는 2개는 플레어드 될 수 있다. 세그먼트는 제 1 경사진 단부 및 제 2 플레어드 단부를 구비할 수 있다. 2개의 플레어드 단부들을 구비하는 세그먼트는, 2개의 추가 세그먼트들과 직렬로 연결될 수 있고, 이는 세그먼트의 2개의 플레어드 단부들에 각각 추가 세그먼트들의 경사진 단부를 배치함으로써 이루어질 수 있다.
일부 실시 예에서, 가압 기체를 제공하는 가압 기체 포트(예를 들어, 양압 흡입구(positive pressure intake))는 하우징의 외부를 따라 임의의 지점에 인접하여 위치될 수 있다. 일부 실시 예에서, 가압 기체 포트는 하우징을 따라 공기 증폭기의 원위인(distal) 지점에 위치 할 수 있다(장치의 근위(proximal) 단부는 입구 포트를 갖는 단부를 포함한다). 일부 실시 예에서, 가압 기체 포트는 공기 증폭기에 근위인 지점에 위치 될 수 있다 (장치의 근위 단부는 입구 포트를 갖는 단부를 포함한다). 일부 실시 예에서, 기체 포트는(예를 들어, 노즐과 같은) 입구 포트에 인접하여 위치 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 기체 포트는(가압 폐기물 포트와 같은)출구 포트에 인접하여 위치 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 기체 포트는 도관의 길이를 따라 임의의 지점에 위치 될 수 있다.
일부 실시 예에서, 공기 증폭기 기구의 하나 이상의 구성 요소가 조절 가능하다. 예를 들어, 사용자는 제 1 중공 세그먼트 및 제 2 중공 세그먼트 중 하나 이상을 서로에 대해 이동시킴으로써(즉, 도관 상호간에 상대적으로 벽들을 움직임) 공기 증폭기의 도관의 갭 공간의 폭을 조정할 수 있다. 일부 실시 예에서, 도관의 갭 공간의 폭은 예를 들어 원격 위치로부터 자동으로 조정될 수 있다. 도관의 갭 공간의 폭은 입구 포트에서의 물질의 양 또는 입구 포트에서의 액체 흡입 용량과 같은 피드백 메커니즘에 따라 조절될 수 있다. 사용자는 튜너 암을 기계적으로 회전시켜 도관의 갭 공간의 폭을 조정할 수 있다. 튜너 암은 예를 들어 도관의 갭 공간의 폭을 조절하기 위한 선형 운동을 생성 할 수 있는 나선형 홈과 같은 홈에 작동 가능하게 결합 될 수 있다.
도관의 갭 공간의 폭을 줄이면 액체 흡입 용량이 증가 될 수 있다. 도관의 갭 공간의 폭을 증가 시키면 액체 흡입 용량이 감소 될 수 있다. 기체 흡입 용량은 튜너 암 조절 범위에 걸쳐 일정하거나 도관의 하나 이상의 갭 공간에 대한 조절 가능한 폭 범위 이상으로 유지 될 수 있다. 입구 포트(노즐과 같은)에서의 액체 흡입에 대한 기체 흡입의 체적비는 도관의 갭 공간에 대한 또는 튜너 암 조정 범위에 대한 폭의 범위에 걸쳐 조절 가능할 수 있다. 튜너 암은 연속적인 회전을 포함 할 수 있거나 또는 도관의 갭 공간의 특정 폭에 대응하는 개별적인 그루브를 포함 할 수 있다.
도관은 약 40 %, 35 %, 30 %, 25 %, 20 %, 15 %, 14 %, 13 %, 12 %, 11 %, 10 %, 9 %, 8 %, 7 %, 6 %, 5 %, 4 %, 3 %, 2 %, 1 % 이하의 길이를 가질 수 있다. 도관의 길이는 제 1 또는 제 2 세그먼트의 길이의 약 10 % 미만일 수 있다. 도관의 길이는 제 1 또는 제 2 세그먼트의 길이의 약 20 % 미만일 수 있다. 도관의 길이는 제 1 또는 제 2 세그먼트의 길이의 약 1 % 내지 약 10 % 일 수 있다. 도관의 길이는 제 1 또는 제 2 세그먼트의 길이의 약 1 % 내지 약 5 % 일 수 있다. 도관의 길이는 제 1 또는 제 2 세그먼트의 길이의 약 1 % 내지 약 15 % 일 수 있다. 도관의 길이는 제 1 또는 제 2 세그먼트의 길이의 약 1 % 내지 약 20 % 일 수 있다.
일부 실시 예에서, 도관의 갭 공간의 폭은 약 10 센티미터(cm), 9.5cm, 9cm, 8.5cm, 8cm, 7.5cm, 7cm, 6.5cm, 6cm, 5.5cm, 5cm, 4.5cm, 4cm, 3.5cm, 3cm, 2.5cm, 2cm, 1.5cm, 1cm 또는 그 미만의 크기를 가질 수 있다. 도관의 갭 공간의 폭은 약 50mm, 45mm, 40mm, 35mm, 30mm, 25mm, 20mm, 15mm, 10mm, 9mm, 7 mm, 6 mm, 5 mm, 4 mm, 3 mm, 2 mm, 1 mm, 0.5 mm 또는 그 미만의 크기를 가질 수 있다. 도관의 갭 공간의 폭은 약 5mm보다 작을 수 있다. 도관의 갭 공간의 폭은 약 4mm보다 작을 수 있다. 도관의 갭 공간의 폭은 약 3mm보다 작을 수 있다. 도관의 갭 공간의 폭은 약 2mm보다 작을 수 있다. 도관의 갭 공간의 폭은 약 1cm 미만일 수 있다. 도관의 갭 공간의 폭은 0mm와 약 2mm 사이에서 조정될 수 있다.
상기 장치는 입구 포트에서, 약 40 평방 인치당 파운드(psi), 35psi, 30psi, 29psi, 28psi, 27psi, 26psi, 25psi, 24psi, 23psi, 22 psi, 21 psi, 20 psi, 19 psi, 18 psi, 17 psi, 16 psi, 15 psi, 14 psi, 13 psi, 12 psi, 11 psi, 10 psi, 또는 약 5 psi의 액체 흡입 용량을 발휘할 수 있다. 액체 흡입 용량은 약 25 psi 일 수 있다. 액체 흡입 용량은 약 20 psi 일 수 있다. 액체 흡입 용량은 약 15 psi 일 수 있다. 액체 흡입 용량은 약 10 psi 일 수 있다. 액체 흡입 용량은 약 25 psi 내지 약 10 psi 일 수 있다.
장치의 액체 흡입 용량은 조절 가능할 수 있다. 액체 흡입 용량은 약 25 psi 내지 약 10 psi 사이에서 조절 가능할 수 있다. 액체 흡입 용량은 약 40 psi 내지 약 5 psi 사이에서 조절 가능할 수 있다. 액체 흡입 용량은 약 30 psi 내지 약 10 psi 사이에서 조절 가능할 수 있다. 액체 흡입 용량은 약 25 psi 내지 약 5 psi 사이에서 조절 가능할 수 있다. 액체 흡입 용량은 예를 들어 도관의 갭 공간을 조정함으로써 사용자에 의해 수동으로 조정되거나, 사용자는 예를 들어 원격 위치에서 장치에 프로그래밍 될 수 있는 액체 흡입 용량을 지정할 수 있다.
갭 공간을 조절하는 것은 기체 흡입 용량과 무관하지만 흡입구에서 액체 흡입 용량을 변경할 수 있다. 이 장치는 넓은 범위의 조절 가능한 액체 흡입 용량에 걸쳐서 일정한 기체 흡입 용량을 유지할 수 있다. 상기 장치는 약 10 psi (psi) 내지 약 25 psi의 조절 가능한 액체 흡입 용량의 범위에 걸쳐 일정한 기체 흡입 용량을 유지할 수 있다. 상기 장치는 약 5psi 내지 약 40psi의 조절 가능한 액체 흡입 용량의 범위에 걸쳐 일정한 기체 흡입 용량을 유지할 수 있다. 상기 장치는 약 10 psi 내지 약 30 psi의 조절 가능한 액체 흡입 용량의 범위에 걸쳐 일정한 기체 흡입 용량을 유지할 수 있다. 상기 장치는 약 5 psi 내지 약 25 psi의 조절 가능한 액체 흡입 용량의 범위에 걸쳐 일정한 기체 흡입 용량을 유지할 수 있다.
입구 포트에서 체적 유량은 약 4 분당 입방 피트(cfm), 4.5cfm, 5cfm, 5.5cfm, 6cfm, 6.5cfm, 7cfm, 7.5cfm, 8cfm, 8.5cfm, 9cfm, 9.5 cfm, 10 cfm, 10.5 cfm, 11 cfm, 11.5 cfm, 12 cfm, 12.5 cfm, 13 cfm, 13.5 cfm, 14 cfm, 14.5 cfm, 15 cfm, 15.5 cfm, 16 cfm, 17 cfm, 18 cfm, 19 cfm 또는 20 cfm일 수 있다. 체적 유량은 약 4cfm 내지 약 6cfm 일 수 있다. 체적 유량은 약 12cfm 내지 약 15cfm 일 수 있다.
입구 포트에서의 액체 흡입 속도(liquid suction rate)는 약 100 입방 센티미터/초(cc/sec), 95cc/sec, 90cc/sec, 85cc/sec, 80cc/sec, 75cc/sec, 70cc/50 cc/sec, 45 cc/sec, 40 cc/sec, 35 cc/sec, 30 cc/sec, 25 cc/sec, 20 cc/sec, 65 cc/sec, 60 cc/sec, 15cc/sec, 10cc/sec 또는 약 5cc/sec일 수 있다. 액체 흡입 속도는 약 60 cc/sec 내지 약 5 cc/sec 사이 일 수 있다. 액체 흡입 속도는 적어도 약 30 cc/sec일 수 있다. 액체 흡입 속도는 적어도 25 cc/sec일 수 있다.
액체 흡입 속도는 조절 가능할 수 있다. 액체 흡입 속도는 약 60cc / 초 내지 약 5cc / 초 사이에서 조절 가능할 수 있다. 액체 흡입 속도는 약 60 cc / 초 내지 약 30 cc / 초 사이에서 조절 가능할 수 있다. 액체 흡입 속도는 약 100 cc / 초 내지 약 30 cc / 초 사이에서 조절 가능할 수 있다. 액체 흡입 속도는 예를 들어 도관의 갭 공간을 조정함으로써 사용자에 의해 수동으로 조정되거나, 사용자는 예를 들어 원격 위치에서 장치에 프로그래밍 될 수 있는 액체 흡입 속도를 지정할 수 있다.
입구 포트의 내부 직경은 조절 가능할 수 있다. 사용자는 예를 들어, 장치상의 제 3 튜너 암을 회전시킴으로써 입구 포트의 내부 직경을 조정할 수 있다. 입구 포트의 내부 직경은 입구 포트로 들어가는 물질의 양에 따라 자동으로 조정될 수 있다. 내부 직경은 약 5 밀리미터(mm) 내지 약 10 센티미터(cm) 사이에서 조절 가능할 수 있다. 내부 직경은 약 5mm 내지 약 50mm 사이에서 조절 가능할 수 있다. 내부 직경은 약 25mm 내지 약 100mm 사이에서 조절 가능할 수 있다. 내부 직경은 약 0.5cm 내지 5cm 사이에서 조절 될 수 있다. 내부 직경은 약 0.5cm 내지 약 10cm 사이에서 조정 가능할 수 있다. 내부 직경은 예를 들어 제 3 튜너 암을 조정함으로써 사용자에 의해 수동으로 조정될 수 있거나, 또는 사용자는 예를 들어 원격 위치에서 장치에 프로그래밍 될 수 있는 유입 포트 내부 직경을 지정할 수 있다.
본원에서 설명된 흡입 장치는 최소한의 또는 관련되지 않은 소리를 생성하면서 흡입을 제공한다. 본원에 개시된 흡입 장치의 작동은 하나 이상의 소리를 발생할 수 있다. 하나 이상의 소리는 약 43 데시벨(db)와 같은 배경 잡음과 동일할 수 있다. 하나 이상의 소리는 배경 잡음보다 크고, 6dB보다 작을 수 있다. 하나 이상의 소리는 배경 잡음보다 크고, 6dB보다 작을 수 있다.
하나 이상의 소리는 약 40 dB, 35 dB, 30 dB, 29 dB, 28 dB, 27 dB, 26 dB, 25 dB, 24 dB, 23 dB, 22 dB, 21 dB, 20 dB, 19 dB, 18 dB, 17 dB, 16 dB, 15 dB, 14 dB, 13 dB, 12 dB, 11 dB, 10 dB, 5dB 또는 그 미만일 수 있다. 하나 이상의 소리는 약 40dB 미만일 수 있다. 하나 이상의 소리는 약 30dB 미만일 수 있다. 하나 이상의 소리는 약 20dB 미만일 수 있다. 하나 이상의 소리는 약 10dB 내지 약 30dB 일 수 있다. 하나 이상의 소리는 약 15dB 내지 약 35dB 일 수 있다.
역류 경보 또는 알람을 포함하는 하나 이상의 실시 예는 하나 이상의 소리를 방출할 수 있다. 역류 경보로부터 방출된 소리는 들릴 수 있다. 역류 경보에서 방출 된 하나 이상의 소리는 약 100dB, 95dB, 90dB, 85dB, 80dB, 75dB, 70dB, 65dB, 60dB, 55dB, 50dB 또는 45dB 일 수 있다. 역류 경보에서 방출 된 하나 이상의 소리는 약 80dB 일 수 있다. 역류 경보에서 방출 된 하나 이상의 소리는 약 70dB 일 수 있다. 역류 경보로부터 방출 된 하나 이상의 소리는 약 60dB 일 수 있다.
역류 경보에서 방출 된 하나 이상의 소리는 약 50dB 일 수 있다. 역류 경보로부터 방출 된 하나 이상의 소리는 약 45dB 내지 약 60dB 일 수 있다. 역류 경보로부터 방출 된 하나 이상의 소리는 약 45dB 내지 약 75dB 일 수 있다.
하나 이상의 필터가 장치에 포함될 수 있다. 예를 들어, 2, 3, 4, 5 개 이상의 필터가 장치에 포함될 수 있다. 하나 이상의 필터는 도관의 갭 공간 전에, 도관의 갭 공간 이후에, 또는 이들의 조합으로 배치될 수 있다. 하나 이상의 필터는 입구 포트(예를 들어, 노즐), 출구 포트(가압 폐기물 포트), 하우징 내에 또는 이들의 임의의 조합에 배치 될 수 있다. 하나 이상의 필터가 고체와 같은 물질을 수집 할 수 있다. 하나 이상의 필터는 박테리아 입자, 바이러스 입자, 고체 수술 폐기물 또는 이들의 임의의 조합 물을 수집 할 수 있다. 하나 이상의 필터는 하나 이상의 필터의 기공(pore) 크기에 기초하여 고체를 수집 할 수 있다. 필터의 기공 크기는 100 마이크로 미터(㎛), 70 ㎛, 20 ㎛, 10 ㎛, 5 ㎛, 2 ㎛, 1 ㎛, 0.7 ㎛, 0.5 ㎛, 0.4 ㎛, 0.3 ㎛, 0.2 ㎛, 0.1㎛, 0.02 ㎛, 0.01 ㎛ 이하일 수 있다. 기공 크기는 약 100㎛ 이하일 수 있다. 기공 크기는 약 70㎛ 이하일 수 있다. 기공 크기는 약 0.5㎛ 이하일 수 있다. 기공 크기는 약 0.2㎛ 이하일 수 있다. 하나 이상의 필터는 직렬로 배치 될 수 있다.
장치는 유체 샘플, 세포 샘플 또는 조직 샘플의 수집에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 장치는 대장 내시경 검사 동안 폴립(polyps)과 같은 조직 샘플의 수집에 사용될 수 있다. 이 장치는 종양 생체 검사 샘플(tumor biopsy sample)을 수집하는데 사용될 수 있다. 장치는 수술 중 혈액 샘플 채취와 같은 유체 시료 채취에 사용될 수 있다.
샘플을 수집하기 위해 하나 이상의 필터가 장치에 포함될 수 있다. 하나 이상의 필터가 흡입 유동을 분류하여 하나 이상의 샘플이 흡입 유동으로부터 수집 될 수 있도록 하나 이상의 필터가 장치에 포함될 수 있다. 하나 이상의 필터는 조직 샘플을 수집하여 수집 중에 흡입 될 수 있는 과량의 기체 또는 액체의 여과 또는 제거를 허용 할 수 있다. 하나 이상의 필터는 세포 샘플을 수집하여 수집 중에 흡입 될 수 있는 과량의 기체 또는 액체의 여과 또는 제거를 허용 할 수 있다. 하나 이상의 필터는 조직 샘플 및 세포 샘플을 장치의 개별 영역으로 수집 할 수 있고 수집 중에 흡입 될 수 있는 과량의 기체 또는 액체의 여과 또는 제거를 허용 할 수 있다. 하나 이상의 필터는 상이한 공극 크기 필터를 사용하여 수집 재료(즉, 조직, 세포, 입자)를 분리 할 수 있다. 하나 이상의 필터는 하나 이상의 세포 표면 마커(cell surface markers)에 기초한 양성 선택(positive selection) 또는 음성 선택(negative selection)을 사용하여 세포 샘플과 같은 수집 물질을 분리 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 장치는 흡입 유동을 분류하고 특정 관심의 샘플을 수집하기 위한 특정 기하학적 구조의 유체 경로를 포함 할 수 있다.
과량의 기체 또는 액체 또는 조직이 장치에서 배출 될 수 있다. 과량의 기체 또는 액체 또는 조직은 추가 사용을 위해 수집 대상으로 수집 될 수 있으며, 예를 들어 대상체의 상태를 더 자세히 분석하거나 추가 연구 용도로 사용하기 위해 과량의 혈액을 수집 할 수 있다. 과량의 기체 또는 액체 또는 고체는 대상체에서 사용하기 위해 재활용 될 수 있는 과량의 혈액을 모으는 것과 같은 추가 사용을 위해 재활용 될 수 있다. 장치는 또한 수집 후에 조직 샘플을 저장하는 것과 같이 수집 재료를 저장하기 위한 수집 유닛을 포함 할 수 있다. 장치의 수집 장치는 사용 중에 장치에 부착 될 수 있는 별도의 장치와 같이 장치와 분리되어 있거나 장치에 형성되어있을 수 있다. 수집 유닛은 재사용 될 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 장치는 예를 들어 외과 수술 중에 흡입을 제공하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시 예에서, 상기 장치는, 예를 들어, 대변, 고름, 관개 또는 뼈 조각을 포함하는 연기, 혈액 또는 외과용 파편을 흡입하도록 구성 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 흡입 장치는 전체적으로 충분한 흡입을 제공한다. 또는 일부 실시 예에서, 장치 내에 위치되거나 또는 장치에 직렬로 배치 되는 하나 이상의 필터는, 예를 들어 수술 분야에서 흡입 된 기체, 액체 및 고체를 분리 할 수 있다. 예를 들어, 제 1 필터는 고체를 여과하기 위해 장치의 유입 포트 직전에 위치 될 수 있고, 제 2 필터는 흡입된 기체로부터 액체 및 더 작은 입자를 여과하도록 장치 내에 위치 될 수 있다.
수술 부산물은 하나 이상의 액체(예를 들어, 혈액, 타액), 연기, 조직 및/또는 유해 화학 물질을 포함 할 수 있다. 흡입 유동은 흡입 어셈블리를 빠져 나가기 전에 필터를 통과할 수 있다. 흡입 유동은 제 2 공기 증폭기(예를 들어, 필터 이후)를 통과할 수 있다.
흡입 유동은 가압 기체 유동이 흡입 포트를 통해 흡입 어셈블리를 빠져 나가는 것을 방지하기 위해(예를 들어, 막힘의 경우) 역류 방지 장치(예를 들어, 일-방향 밸브)를 통과 할 수 있다.
사용자가 흡입 어셈블리의 장애물에 대해 경보를 받을 수 있다. 가압 기체는 경보를 활성화하기 위해 전환 될 수 있다. 가압 기체 유동은 역류 방지 장치가 작동 될 때 흡입 어셈블리의 전환 포트 외부로 지향 될 수 있으며, 이에 의해 가압 기체 유동이 흡입 포트를 통해 흡입 어셈블리를 빠져 나가는 것을 방지한다.
일부 실시 예에서, 흡입 어셈블리는 저압 포트로 유입되는 유동에서 수술 부산물을 수용하기 위한 저압 포트를 포함한다. 흡입 어셈블리는 수집을 위해 흡입 어셈블리로부터 수술 부산물을 보내도록 양압 출구 포트를 더 포함한다. 양압 기체 포트는 가압 기체 유동을 수용한다. 제 1 공기 증폭기는 저압 포트로부터 양압 포트로의 유동을 생성한다. 이 유동은 흡입 포트로부터 배출 포트(exit port)에 수반되는 수술 부산물을 추진한다.
일부 실시 예에서, 흡입 어셈블리는 하나 이상의 밸브를 포함 할 수 있다. 하나 이상의 밸브는 일-방향 밸브 일 수 있다. 하나 이상의 밸브는 셔틀 밸브, 압력 릴리프 밸브, 역류 방지 밸브, 체크 밸브 또는 이들의 임의의 조합 일 수 있다.
일부 실시 예에서, 스프링은 셔틀 밸브와 같은 하나 이상의 밸브를 실링(sealing)하는데 사용되는 에너지원일 수 있다. 스프링은 약 0 파운드(lbs)에서 약 30 lbs의 힘을 제공 할 수 있다.
스프링은 약 2 lbs 내지 약 4 lbs의 힘을 제공 할 수 있다. 스프링은 적어도 약 2.5 lbs의 힘을 제공 할 수 있다. 스프링은 적어도 약 2 lbs의 힘을 제공 할 수 있다. 스프링은 적어도 약 1.5 lbs의 힘을 제공 할 수 있다. 스프링은 적어도 약 1 lbs의 힘을 제공 할 수 있다. 스프링은 적어도 약 0.5 lbs의 힘을 제공 할 수 있다. 스프링은 약 0.5 lbs 내지 1 lbs 사이의 힘을 제공 할 수 있다. 스프링은 약 0.5 lbs 내지 약 0.8 lbs의 힘을 제공 할 수 있다.
일부 실시 예에서, 흡입 어셈블리는 또한 역류 방지 밸브를 포함 할 수 있다. 역류 방지 밸브는 가압 기체 유동이 저압 포트를 통해 빠져 나가는 것을 차단한다. 특히, 역류 방지 밸브는 방해물(obstruction)이 역류 밸브와 출구 포트 사이의 유동을 차단할 때 가압 기체가 저압 포트로부터 유출되는 것을 정지시킨다. 역류 방지 밸브는 가압 기체 유동을 흡입 어셈블리의 전환 포트 밖으로 전환시킬 수 있다.
일부 실시 예에서, 공기 증폭 장치는 제 1 단부에서 제 1 개구부 및 제 2 단부에서 제 2 개구부를 갖는 대체적으로 원통형 캐비티(cylindrical cavity)를 형성하는 구조를 포함한다. 원통형 캐비티는 캐비티의 내벽에 의해 한정된다. 구조(structure)는 제트 개구부(jet opening)를 한정하는 제 1 단부 부근의 내벽에 환형 개구부(annular opening)와 같은 갭 공간을 갖는다. 이 제트 개구부는 저압 영역이 제 1 단부에서 생성되고 증폭된 유동이 제 2 단부에서 생성되도록 가압 기체가 환형 개구부로터 유출되도록 허용한다. 환형 개구부는 가압 된 기체가 제 2 단부를 향하는 캐비티의 내부 벽에 대해 소정 각도(예를 들어, 0°~ 90°)로 캐비티에 진입하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 더 예각(예를 들어, 30°~50°)이 바람직할 수 있다. 캐비티는 환형 개구부가 캐비티와 연통하는 더 큰 직경으로 벌어 지도록 형성된다.
일부 실시 예에서, 환형 개구부와 같은 갭 공간의 치수는 주변 공기와 제 1 단부에서 저압 영역 사이의 압력 차이를 제어하도록 조절 가능하다. 구조의 일부분은 압력 차이를 제어하기 위해 환형 개구부의 치수를 조절하도록 회전 가능할 수 있다. 환형 개구부는 캐비티에 진입하는 가압 기체가 환형 개구를 한정하는 구조의 부분의 곡면에 부착되어, 증폭된 유동의 전체 질량 유량을 증가시키는 저압 영역을 생성하는 프로파일을 가질 수 있다.
환형 개구부의 치수는 공기 증폭기에 의해 제공되는 액체 흡입에 대한 기체 흡입의 비율을 제어하도록 조절될 수 있다. 일부 실시 예에서, 흡입 장치는 제 1 단부에서 주변 공기와 저압 영역 사이의 압력 차이를 제어하기 위해 환형 개구부의 치수를 조절하기 위한 회전 부재(rotatable member)를 포함한다. 일부 실시 예에서, 환형 개구부는 캐비티에 진입하는 가압 기체가 환형 개구를 형성하는 구조의 부분의 만곡된 표면에 부착되어, 증폭된 유동의 전체 질량 유량을 증가시키는 저압 영역을 생성하는 프로파일을 갖는다. 환형 개구부는 캐비티에 진입하는 가압 기체가 환형 개구를 한정하는 구조의 일부에 부착되어 저압 영역을 생성하고 증폭된 유동의 전체 질량 유량을 증가시키는 프로파일을 가질 수 있다.
일부 실시 예에서, 흡입을 생성하는 장치는 제 1 단부에서 제 개구부와 제 2 단부에서 제 2 개구부를 갖는 캐비티를 형성하는 하우징을 포함한다. 상기 장치는 또한 저압 영역이 제 1 단부에서 생성되고, 혼합된 유동이 제 2 단부에서 생성되도록, 기체 유동을 상기 적어도 하나의 개구부로부터 유출 시키도록 구성된 하우징의 내부 표면에 적어도 하나의 개구를 가진다. 이 혼합된 유동은 저압 영역의 결과로서 제 1 단부로 진입하는 기체 유동 및 흡입 유동을 포함한다. 상기 장치는 또한 적어도 하나의 개구부를 조작하여 저압 영역과 주위 압력 사이의 압력 차이의 양을 조절하는 제어부를 구비한다.
일부 실시 예에서, 적어도 하나의 개구는 코안다 효과를 사용하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 적어도 하나의 개구는 벤츄리 효과를 사용하도록 구성된다. 장치는 또한 혼합된 유동이 차단 될 때 적어도 하나의 개구부로부터 기체 유동을 차단하는 막힘 검출기(blockage detector)를 가질 수 있다.
일부 실시 예에서, 의료용 수술 장치는 가압 기체의 유동을 수용하기 위한 양압 입력 포트를 포함한다. 상기 장치는 또한 흡입 장치 내로 물질을 동반하여 수용하는 저압 영역을 제공하는 입력 포트를 포함한다. 상기 장치는 또한 가압 기체의 유동 및 입력 포트를 통해 흡입 장치 내로 수용된 물질의 유동을 출력하기 위한 양압 출력 포트를 포함한다. 상기 장치는 또한 압축 포트의 적어도 유동이 흡입 포트를 통해 배출되는 것을 방지하기 위해 입력 포트와 연결되는 체크 밸브를 갖는다.
일부 실시 예에서, 의료용 흡입 장치는 체크 밸브가 유동이 흡입 포트를 통해 배출되는 것을 방지할 때, 기계적으로 작동하는 경보를 포함한다. 체크 밸브의 작동은 일부 실시 예에서 경고를 활성화하기 위해 가압 기체의 유동의 적어도 일부를 전환시킬 수 있다. 이 가압 기체의 일부분은 들릴 수 있는 경보를 울릴 수 있다. 예를 들어, 전환된 부분은 휘슬을 통과하여 가청(audible) 사운드를 생성 할 수 있다. 경고는 가시적인 표시(visible indicator)가 될 수 있다. 전환된 가압 기체 부분은 의료용 흡입 장치의 표시를 보이게 하는 부재를 움직일 수 있다. 경보에는 의료용 흡입 장치 내의 압력을 측정하기 위한 기계식 게이지 또는 전자식 변환기(electronic transducer)가 포함될 수 있다. 경보는 임계 값에 도달하는 장치의 내부 압력에 응답하여 활성화되도록 구성 될 수 있다. 경보는 또한 장치의 현재의 내부 압력 레벨 및/또는 하나 이상의 내부 압력 레벨이 원하는 작동 범위 내에(또는 그 밖에) 있는지의 여부를 사용자에게 알릴 수 있다.
일부 실시 예에서, 의료용 흡입 장치는 흡기 포트로부터 배기 포트로의 내부 루멘(internal lumen)을 포함한다. 공기 증폭기 어셈블리는 내부 루멘과 유체 연통하는 유동 소통하는 유동 내에 있다. 공기 증폭기 어셈블리는 압축 공기의 공급원을 수용하여 압축 공기가 공기 증폭 어셈블리에 의해 안내되어 입력 포트에 저압 영역을 생성하고 배기 포트로부터 유출된다.
상기 의료용 흡입 장치는 입력 포트와 공기 증폭기 어셈블리 사이의 상기 내부 루멘 내에 역류 방지 밸브를 포함한다.
일부 실시 예에서, 의료용 흡입 장치는 역류 방지 밸브가 유동이 흡입 포트를 통해 배출되는 것을 방지 할 때 기계적으로 활성화되는 경고를 또한 포함한다. 유입 포트를 통해 유동이 유출되는 것을 방지하기 위한 역류 방지 밸브의 작동은 압축 공기의 유동 중 적어도 일부를 우회시켜 경보를 활성화시킬 수 있다. 경보는 압축 공기의 유동 부분에 의해 생성되는 들리는 소리 일 수 있다. 예를 들어, 압축 공기의 유동의 부분은 휘슬을 통과하여 가청 사운드를 생성 할 수 있다. 경보는 가시적인 표시가 될 수 있다. 압축 공기의 유동의 전환된 부분은 의료용 흡입 장치의 조작자가 가시적인 표시를 볼 수 있게 하는 부재를 움직일 수 있다.
일부 실시 예에서, 의료용 흡입 장치는 역류 방지 밸브와 함께 막힘을 제거하기 위해 루멘의 적어도 일부를 가압하는 막힘 제거 제어부(blockage clearing control)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 막힘 제거 제어부가 활성화 되면 막힌 부분이 압축 오기에 의해 배기 포트에서 강제로 배출될 수 있다.
일부 실시 예에서, 의료용 흡입 장치를 작동시키는 방법은 가압 기체 유동을 수용하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 가압 기체 유동을 사용하여 흡입 포트 내로 물질을 동반하여 수용하기 위해 입력 포트에서 저압 영역을 생성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 가압 기체 유동 및 입력 포트를 통해 수용된 물질의 유동을 배출 포트를 통해 배출하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 적어도 가압 기체 유동이 가압 기체 유동 및 출력 포트를 통해 배출 되는 물질의 유동을 제 1 임계 기준 아래로 감소시키는 막힘에 응답하여 입력 포트를 통해 배출되는 것을 방지하도록 밸브를 활성화하는 단계를 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 방법은 출력 포트를 통해 배기되는 가압 기체 유동 및 물질 유동을 제 2 임계 기준 아래로 감소시키는 막힘에 응답하여 경보를 활성화하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 제 1 임계 기준 및 제 2 임계 기준은 가압 기체 유동 및 출구 포트를 통한 배출 물질 유동의 동일한 감소에 의해 충족된다. 경보는 밸브가 작동될 때, 경보를 작동시키도록 밸브에 결합될 수 있다.
도 1은 흡입 시스템(100, suction system)을 도시하는 블록도이다. 도 1에서, 흡입 시스템(100)은 진공 발생기(110, vacuum generator)를 포함한다. 진공 발생기(110)는 진공 발생기(110), 입력 포트(111, input port), 흡입 포트(112, suction port) 및 배기 포트(113, exhaust port)를 포함한다. 진공 발생기(110)는 입력 포트 (111)로부터 양압 기체 공급(121, positive pressure gas supply)을 수용하도록 구성된다. 진공 발생기(110)는 흡입 포트(112) 부근의 양압 기체 공급(121)으로부터 저압 영역(122, low pressure region)을 생성하도록 구성된다. 저압 영역(122)은 대기압보다 낮은 압력을 갖는다. 대기압은 저압 영역(122)의 압력을 극복하여 흡입 장치(100) 내에 흡입을 생성한다. 저압 영역(122)은 흡입 포트(112)를 통해 물질(예를 들어, 액체, 기체 및 고체)을 진공 발생기(110)로 끌어 당긴다. 진공 발생기(110) 내로 끌어 당겨진 물질은 진공 발생기(110)에 의해 배기 포트(113) 밖으로 추진된다. 배기 포트(113)는 입력 포트(111)를 통해 수신 된 기체 및 수집된 물질의 유출물(effluent)을 배출(output)한다. 이 유출물은 수집, 분리 및/또는 폐기를 위해 튜브, 파이프 등에 배출한다.
여기서 용어 '양압(positive pressure)'과 '저압(low pressure)'은 상대적인 용어라는 것을 이해해야 한다. 이들 용어는 진공 발생기(110) 부근의 주변 공기/기체 압력에 비례하는 것으로 이해되어야 한다.
예를 들어, 양압 기체 공급(121)은 압축 공기, 질소, 이산화탄소 또는 일부 다른 기체 압력 소스의 유동 일 수 있다. 이 경우, 양압 기체 공급(121)은 진공 발생기(110)를 둘러싸는 대기 위로 압력을 가한다. 마찬가지로, 저압 영역(122)은 흡입 포트(112) 부근의 공기 압력이 주변 공기보다 작은 영역 일 수 있다. 이러한 저압 영역은 흡입 포트(112) 부근의 공기가 흡입 포트(112)로 유동하게 하여 물질을 동반 할 수 있게 한다.
일부 실시 예에서, 진공 발생기(110)는 유체 유동 증폭기(fluid flow amplifier, 일명 유동 증폭기)를 이용하여 양압 기체 공급(121)으로부터 저압 영역(122)을 생성한다. 다른 실시 예에서, 진공 발생기(110)는 저압 영역(122)을 생성하기 위해 양압 기체 공급(121)에 의해 동력을 받는 기계식 펌프 또는 팬을 이용한다.
일부 실시 예에서, 진공 발생기(110)는 핸드 헬드 작동을 위해 구성 될 수 있다. 이 구성에서, 진공 발생기(110)는 작동되는 동안 하나 이상의 손에 의해 유지되도록 크기 및 형상이 결정된다. 따라서, 영구적으로 장착된(또는 휴대 가능하지만 큰) 흡입 펌프가 아닌, 진공 발생기(110)는 물질을 흡입 포트(112)로 흡입하도록 작동하고 배기 포트(113) 밖으로 물질을 추진시키는 비교적 작은 장치 일 수 있다. 진공 발생기(110)는 핸드 헬드 작동을 위해 구성 될 수 있지만, 대안적인 절차들(예컨대, 복강경 검사, 로봇식 등)와 함께 사용될 수도 있음을 알아야 한다.
양압 기체 공급(121)을 수용하고 양압 유출물(123, positive pressure effluent)를 생성함으로써, 입력 포트(111) 및 배기 포트(113)에 연결된 튜브들 및/또는 파이프들 얇은 벽을 가지고 접힐 수 있음을 이해해야 한다. 양압 기체 공급(121) 및 양압 유출물(123)의 양압이 접을 수 있는 튜빙(collapsible tubing)을 '밀어 넣거나(push open)' '팽창(inflate)'시킬 것이기 때문에, 입력 포트(111) 및 배기 포트(113)에 연결된 튜브들 및/또는 파이프는 접힐 수 있다. 따라서, 가벼운 중량의 및/또는 덜 비싼 튜빙 공급된 진공 라인 또는 진공 소스(진공 펌프 및/또는 배관 벽 포트들(plumbed wall ports))에 의존하는 '부압(negative pressure)' 시스템에 사용되는 것보다 진공 발생기(110)와 함께 사용될 수 있다.
따라서, 가벼운 중량 및 / 또는 덜 비싼 튜빙은 공급 된 진공 라인 또는 진공 소스(진공 펌프 및 / 또는 배관 벽 포트)에 의존하는 '부압'시스템에 사용되는 것보다 진공 발생기(110)와 함께 사용될 수 있다.
입력 포트(111, input port)는 흡입 장치(100)의 벽 내에 배치된다. 입력 포트(111)는 양압 기체 공급(121)을 수용하도록 구성된다. 입력 포트는 진공 발생기(110)에 연결된다. 입력 포트(1110)는 양압 기체 공급(121)을 진공 발생기(110)에 연결하도록 구성된다. 진공 발생기(110)는 양압 기체 공급(121)을 수용하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 입력 포트(111)는 진공 발생기(110)의 내부 벽에 대하여 일정한 각도로 양압 기체 공급(121)을 안내하도록 구성된다.
흡입 포트(112, suction port)는 흡입 장치(100)의 말단부에 배치된다. 흡입 포트(112)는 저압 영역(122)을 통해 물질의 유동을 수용하도록 구성된다. 흡입 포트(112)는 진공 발생기(110)의 말단부에 연결되도록 구성된다. 흡입 포트(112)는 물질의 유동을 진공 발생기(110) 내로 유도하도록 구성된다. 진공 발생기(110)는 흡입 포트(112)로부터 물질의 유동을 수용하도록 구성된다.
배기 포트(113)는 흡입 장치(100)의 근위 단부(proximal end)쪽으로 배치된다. 배기 포트(113)는 진공 발생기(110)에 연결된다. 배기 포트(113)는 양압 기체 공급(121)와 진공 발생기로부터 흡입 포트(112)에서 수용된 물질의 유동의 조합된 유동을 수용하도록 구성된다. 배기 포트(113)는 흡입 장치(100)로부터 적어도 결합 된 유동을 배출하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 배기 포트(113)는 양압 유출물(123)을 수용하도록 구성된 튜빙을 부착하기 위한 피팅을 포함 할 수 있다.
도 2는 흡입 시스템을 작동시키는 방법을 예시하는 블록도이다. 도 2에 도시 된 단계는 흡입 시스템(100)의 하나 이상의 요소에 의해 수행 될 수 있다. 가압 기체 유동은 입력 포트에서 수용된다(202). 예를 들어, 입력 포트(111)는 양압 기체 공급(121)을 수용하여 진공 발생기(110)에 공급하도록 구성된다. 진공 발생기(110)는 공기 유동 증폭기(air flow amplifier)의 예시이다. 저압 영역이 흡입 포트 근처에서 생성된다(204). 예를 들어, 진공 발생기(110)는 양압 기체 공급(121)로부터 흡입 포트(112) 근처의 저압 영역을 생성하도록 구성된다. 물질의 유동은 흡입 장치 내로 끌어 당겨진다(206). 예를 들어, 저압 영역(122)은 대기압보다 낮다. 이는 물질의 유동이 흡입 포트(112)로 들어가게 한다. 흡입 포트(112)는 이러한 물질의 유동을 수용하도록 구성된다. 가압 기체 유동 및 물질의 유동을 포함하는 결합된 유동이 배기 포트 밖으로 배출된다(208). 예를 들어, 흡입 어셈블리(100, suction assembly)는 결합된 유동(combined flow, 양압 기체 공급 (121) 및 흡입 포트(112)에 수용된 물질의 유동을 포함 할 수 있음)을 진공 발생기(110)를 통과하여 배기 포트(113)로부터 양압 유출물(123)로서 통과 시키도록 구성된다.
도 3은 역류 방지(backflow prevention)를 갖는 흡입 시스템(300)을 도시하는 블록도이다.
역류 방지를 갖는 흡입 시스템(300)은 진공 발생기(310)를 포함하고, 입력 포트(311), 흡입 포트(312), 배기 포트(313) 및 역류 방지 장치(316, backflow preventer)를 포함한다. 흡입 시스템(300)은 흡입 시스템(100)의 예시이지만; 역류 방지를 갖는 흡입 시스템(300)은 역류 방지 장치(316)를 포함한다.
진공 발생기(310)는 흡입 포트(312)에서 저압 영역(322)을 생성하기 위해 입력 포트(311)를 통해 양압 기체 공급(321)을 수용한다. 저압 영역(322)은 역류 방지를 갖는 흡입 시스템(300)을 통해 흡입 시스템 내로 물질을 동반하고 수용한다. 흡입 포트(312)는 진공 발생기(310)에 들어가는 수술 부산물(surgical byproducts, 예를 들어, 연기, 조직, 기체, 액체, 유해 화학 물질 등)을 동반하여 수용하도록 구성된다. 일반적인 수술에서, 진공 발생기(310)로 인입된 수술 부산물은 진공 발생기(310)에 의해 배기 포트(313)에서 양압 유출물(323)로서 추진된다. 배기 포트(313)는 양압 기체 공급(321)과 동반된 수술 부산물을 포함하는 양압 유출물(323)을 출력한다. 양압 유출물(323)은 수집, 분리 및/또는 폐기를 위해 튜브, 파이프 등에 배출 될 수 있다.
그러나, 배기 포트(313)는 막히거나(clogged) 차단될(obstructed) 수 있다. 이것이 일어날 경우, 차단(obstruction)은, 양압 유출물(323)의 전부 또는 상당 부분이 배기 포트(313) 밖으로 유출되는 것을 막을 수 있다. 역류 방지 장치(316) 없이, 양압 유출물(323)이 배출 포트(313) 밖으로 유출 될 수 없는 경우, 양압 유출물(323)은 흡입 포트(312)로부터 배출 될 수 있다. 흡입 포트(312)로부터 양압 유출물(323)(및 특히 양압 기체 공급(321)의)의 배출은 바람직하지 않으며 흡입 포트(312) 부근의 아이템(예를 들어, 환자)에 손상 또는 다른 문제를 야기 할 수 있다. 그러나, 역류 방지 장치(316)는 적어도 양압 유출물(323)의 유동이 흡입 포트(312)를 통해 배출되는 것을 정지 시키도록 구성된다.
역류 방지 장치(316)는 저압 영역(322)이 생성되게 하는 진공 발생기(310)의 하나 이상의 구성 요소에 양압 기체 공급(321)의 공급을 차단함으로써 진공 발생기(310)의 작동을 정지시킬 수 있다.
역류 방지 장치(316)는 물질의 임의의 역류(reverse flow)가 흡입 포트(312)를 통해 존재하는 것을 방지함으로써 진공 발생기(310)의 작동을 정지시킬 수 있다. 예를 들어, 역류 방지 장치(316)는 흡입 포트(312)와 일렬로 배치 될 수 있다. 역류 방지 장치(316)는 물질이 흡입 포트(312)를 빠져 나가는 방식으로 물질이 유동하기 시작할 때 작동 할 수 있다. 역류 방지 장치(316)는 일단 활성화되면, 활성화 된 상태로 유지되어 양압 기체 공급(321)이 제거(즉, 턴 오프)되거나 막힘이 제거 될 때까지 흡입 포트(312)로부터의 어떠한 유동도 방지하도록 구성 될 수 있다. 역류 방지 장치(316)는 또한 양압 기체 공급(321) 및 양압 유출물(323)이 진공 발생기(310)로부터 유출 될 수 있도록 작동 될 때, 양압 기체 공급(321)이 전환 포트로부터 유출되도록 전환시킬 수 있다.
도 4는 역류 경보(400, backflow alert)를 갖는 흡입 시스템을 도시하는 블록도이다. 역류 경보를 갖는 흡입 시스템(400)은 흡입 시스템(100) 및 흡입 시스템(300)의 예시이며; 그러나, 역류 경보를 갖는 흡입 시스템(300)은 역류 경보(417)를 포함한다. 역류 경보를 갖는 흡입 시스템(400)은 진공 발생기(410), 양압 입력 포트(411), 흡입 포트(412), 배기 포트(413), 저압 영역(422), 양압 유출물(423) 및 역류 경보(417)를 포함한다.
역류 경보(417)는 흡입 시스템(400)의 사용자에게 막힘(blockage)의 존재를 경고하도록 구성된다. 일단 막힘이 경고되면, 사용자는 (1)진공 발생기(410)의 사용을 중단하고; (2)막힘을 제거하여 정상 작동 상태로 복원하고; (3)양압 기체 공급(421)의 공급을 중단함으로써 진공 발생기(410)를 차단하는 것 중 적어도 하나 이상을 수행한다.
역류 경보(417)는 가청 경보(audible alert, 예를 들어 휘슬(whistle) 또는 다른 경보 유형의 소음), 시각적 경보(visible alert, 예를 들어, 플래그 또는 다른 가시적인 표시), 촉각적 경보(tactile alert, 예를 들어: 진동) 또는 막힘의 존재를 사용자에게 알려주는 다른 유형의 경보들을 생성한다. 역류 경보(417)는 기계적 또는 전기적 수단을 사용하여 경보를 생성 할 수 있다. 경보를 발생 시키는데 사용될 수 있는 기계적 수단의 예를 제공하기 위해, 역류 경보(417)는 기압을 사용하여 휘슬 유형 장치를 사용하여 가청 경보를 발생 시키거나, 플래그 또는 다른 가시적인 표시를 물리적으로 이동시킴으로써 가시적인 경보를 발생 시키거나 질량을 물리적으로 움직여 촉각적으로 경고한다. 유사하게, 변환기(transducers), 질량 공기 유동 센서(mass airflow sensors) 등을 포함하는 다양한 전자 부품이 역류 경보(417)에 의해 사용되어 역류를 감지하고, 역류 경보(417)를 활성화 시키는 신호 순환(signal circuity)을 감지한다.
일부 실시 예에서, 역류 경보(417)는 진공 발생기(410) 내의 압력을 측정하기 위한 하나 이상의 기계적 게이지 또는 전자 변환기(electronic transducers)를 포함 할 수 있다. 역류 경보(417)는 진공 장치(410) 내의 내부 압력이 임계 기준에 도달하는 것에 응답하여 활성화되도록 구성 될 수 있다. 역류 경보(417)는 또한 진공 발생기(410)의 현재 내부 압력 레벨 및/또는 내부 압력 레벨이 원하는 작동 범위 내에 있는지 여부를 사용자에게 알릴 수 있다. 여기에 설명 된 다양한 유형의 경보는 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 마찬가지로, 역류 경보(417)는 기계적 및 전기적 수단을 사용하여 역류를 개별적으로 또는 조합하여 검출 할 수 있다.
일부 예에서, 진공 발생기(410)는 적어도 양압 기체 공급(421)의 유동이 흡입 포트(412)를 벗어나는 것을 방지하기 위해 입력 포트(411)와 연통하는 체크 밸브(check valve), 예를 들어 역류 방지 장치(310)를 가질 수 있다. 역류 경보(417)는 체크 밸브가 양압 기체 공급(421)이 흡입 포트(412)를 벗어나는 것을 방지 할 때 작동하도록 구성 될 수 있다. 양압 기체 공급(421)이 흡입 포트(412)를 빠져 나가는 것을 방지하기 위한 체크 밸브의 작동은 역류 경보(417)를 작동시키기 위해 양압 기체 공급(421)의 적어도 일부를 전환시킬 수 있다. 역류 경보(417)는 양압 기체 공급(421)의 일부를 사용하여 가청 소리(audible sound)를 생성 할 수 있다. 예를 들어, 역류 경보(417)는 휘슬을 통해 양압 기체 공급의 일부를 안내 할 수 있으며, 그에 의해 가청 소리를 생성 할 수 있다. 대안 적으로, 역류 경보(417)는 막힘의 존재를 사용자에게 알리기 위해 눈에 보이는 표시를 사용할 수 있다. 역류 경보(417)는 양압 기체 공급(421)의 일부를 전환하여 역류 경보를 갖는 흡입 시스템(400)의 조작자에게 가시적 표시(visible indicator)를 볼 수 있게 하는 부재를 이동시킬 수 있다.
도 5는 안전 피쳐들(safety features)을 갖는 흡입 시스템(500)을 도시하는 블록도이다.
안전 피쳐들(safety features)을 갖는 흡입 시스템(500)은 흡입 시스템(100), 역류 방지를 갖는 흡입 시스템(300) 및 역류 경보를 갖는 흡입 시스템(400)의 일 실시 예 일 수 있다. 그러나, 안전 피쳐들을 갖는 흡입 시스템(500) 은 대안적인 구성 및 작동 방법을 가질 수 있다. 안전 피쳐들을 갖는 흡입 시스템(500)은 진공 발생기(510), 양압 입력 포트(511), 흡입 포트(512), 배기 포트(513), 역류 방지 장치(516) 및 역류 경보(517)를 포함한다. 역류 방지 장치(516)는 역류 경보(517, backflow alert)에 작동 가능하게 연결된다.
역류 방지 장치(516)는 저압 영역(522)이 생성되게 하는 진공 발생기(510)의 하나 이상의 구성 요소에 양압 기체 공급(521)의 공급을 차단함으로써 진공 발생기(510)의 작동을 정지시킬 수 있다. 역류 방지 장치(516)는 물질의 임의의 역류가 흡입 포트(512)를 통해 존재하는 것을 방지함으로써 진공 발생기(510)의 작동을 정지시킬 수 있다. 역류 방지 장치(516)는 물질이 흡입 포트(512)를 빠져 나가는 방식으로 물질이 유동하기 시작할 때 작동 될 수 있다. 역류 방지 장치(516)는 일단 활성화되면, 활성화 된 상태로 유지되어, 양압 기체 공급(521)이 제거(즉, 턴 오프)되거나 막힘이 제거 될 때까지 흡입 포트(512)로부터의 어떠한 유동도 방지하도록 구성 될 수 있다.
역류 방지 장치(516)는 역류 방지 장치(516)의 활성화에 응답하여 역류 경보(517)를 활성화 하기 위해 역류 경보(517)에 동작 가능하게 결합 될 수 있다. 이러한 방식으로, 막힘에 대응하여, 진공 발생기(510)는 흡입 포트(512)로부터 유출물의 역류를 정지(즉, 방지)할뿐만 아니라 사용자에게 막힘을 경고한다.
역류 경보(517)는 역류 방지 장치(516)에 작동 가능하게 연결된다. 역류 경보(517)는 막힘의 존재에 대해 진공 발생기(510)의 사용자에게 경고하도록 구성된다. 일단 막힘이 경고되면, 사용자는 (1)진공 발생기(510)의 사용을 중단하고; (2)막힘을 제거하여 정상 작동 상태로 복원하고; (3)양압 기체 공급(521)의 공급을 중단함으로써 진공 발생기(510)를 차단하는 것 중 적어도 하나 이상을 수행한다.
역류 경보(517)는 가청 경보(audible alert, 예를 들어 휘슬(whistle) 또는 다른 경보 유형의 소음), 시각적 경보(visible alert, 예를 들어, 플래그 또는 다른 가시적인 표시), 촉각적 경보(tactile alert, 예를 들어: 진동) 또는 막힘의 존재를 사용자에게 알려주는 다른 유형의 경보들을 생성한다. 역류 경보(517)는 기계적 또는 전기적 수단을 사용하여 경보를 생성 할 수 있다. 경보를 발생 시키는데 사용될 수 있는 기계적 수단의 예를 제공하기 위해, 역류 경보(517)는 기체 압력을 사용하여 휘슬 유형 장치를 사용하여 가청 경보를 발생 시키거나, 플래그 또는 다른 가시적인 표시를 물리적으로 이동시킴으로써 가시적인 경보를 발생 시키거나 질량을 물리적으로 움직여 촉각적으로 경고한다. 유사하게, 변환기, 질량 공기 유동 센서 등을 포함하는 다양한 전자 부품이 역류 경보(517)에 의해 사용되어 역류를 감지하고, 역류 경보(517)를 활성화 시키는 신호 순환을 감지한다. 여기에 설명 된 다양한 유형의 경보는 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 마찬가지로, 역류 경보(517)는 기계적 및 전기적 수단을 사용하여 역류를 개별적으로 또는 조합하여 검출 할 수 있다.
일부 실시 예에서, 역류 경보(517)는 진공 발생기(510) 내의 압력을 측정하기 위한 하나 이상의 기계적 게이지(mechanical gauge) 또는 전자 변환기(electronic transducer)를 포함 할 수 있다. 역류 경보(517)는 진공 장치(510) 내의 내부 압력이 임계 기준에 도달하는 것에 응답하여 활성화되도록 구성 될 수 있다. 역류 경보(517)는 또한 진공 발생기(510)의 현재 내부 압력 레벨 및/또는 내부 압력 레벨이 원하는 작동 범위 내에 있는지 여부를 사용자에게 알릴 수 있다. 여기에 설명 된 다양한 유형의 경보는 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 마찬가지로, 역류 경보(517)는 기계적 및 전기적 수단을 사용하여 역류를 개별적으로 또는 조합하여 검출 할 수 있다.
진공 발생기(510)는 적어도 양압 기체 공급(521)의 유동이 흡입 포트(512)를 벗어나는 것을 방지하기 위해 입력 포트(511)와 연통하는 역류 방지 장치(516)를 포함한다. 역류 경보(517)는 역류 방지 장치(516)가 양압 기체 공급(521)이 흡입 포트(512)를 벗어나는 것을 방지 할 때 작동하도록 구성 될 수 있다. 양압 기체 공급(521) 및 양압 유출물(523)이 흡입 포트(512)를 빠져 나가는 것을 방지하기 위한 역류 방지 장치(516)의 작동은 역류 경보(517)를 작동시키기 위해 양압 기체 공급(521)의 적어도 일부를 전환시킬 수 있다. 역류 경보(517)는 양압 기체 공급(521)의 일부를 사용하여 가청 소리(audible sound)를 생성 할 수 있다. 예를 들어, 역류 경보(517)는 휘슬을 통해 양압 기체 공급의 일부를 안내 할 수 있으며, 그에 의해 가청 소리를 생성 할 수 있다. 대안 적으로, 역류 경보(517)는 막힘의 존재를 사용자에게 알리기 위해 눈에 보이는 표시를 사용할 수 있다. 역류 경보(517)는 양압 기체 공급(521)의 일부를 전환하여 역류 경보를 갖는 흡입 시스템(500)의 조작자에게 가시적 표시(visible indicator)를 볼 수 있게 하는 부재를 이동시킬 수 있다.
도 6은 안전 피쳐들을 갖는 흡입 시스템을 작동시키는 방법을 예시하는 블록도이다. 도 6에 도시 된 단계들은 흡입 시스템(500)의 하나 이상의 요소들에 의해 수행 될 수 있다. 가압 기체 유동은 입력 포트에서 수용된다(602). 예를 들어, 입력 포트(511)는 양압 기체 공급(521)를 수용하여 진공 발생기(510)에 공급하도록 구성된다. 진공 발생기(510)는 공기 유동 증폭기의 예시이다. 저압 영역이 흡입 포트 근처에서 생성된다(604). 예를 들어, 진공 발생기(510)는 진공 발생기(510)를 통해 양압 기체 공급원(521)을 지향시킴으로써 흡입 포트(512) 근처에 저압 영역(522)을 생성하도록 구성된다. 물질의 유동은 흡입 시스템으로 끌어 당겨진다(606). 예를 들어, 저압 영역(522)은 대기압보다 낮다. 이는 물질의 유동이 흡입 포트(512)로 들어가게 한다. 흡입 포트(512)는 이러한 물질의 유동을 수용하도록 구성된다. 가압 기체 유동 및 흡입 포트에서 수용된 물질의 유동을 포함하는 혼합된 유동이 배기 포트 밖으로 배출된다(608). 예를 들어, 안전 피쳐들을 갖는 흡입 시스템(500)은 양압 유출물(523)으로서 배기 포트(513) 밖으로 혼합된 유동(양압 기체 공급(521) 및 흡입 포트(512)에 수용된 물질의 유동을 포함 할 수 있음)을 배출하도록 구성된다. 적어도 가압 기체 유동은 흡입 포트에서 빠져 나가는 것이 차단된다(610). 예를 들어, 역류 방지 장치(516)는 적어도 양압 기체 공급(521)이 흡입구(512)를 벗어나는 것을 방지하도록 구성된다. 역류 방지 장치(516)는 안전 피쳐들을 갖는 흡입 시스템(500)의 일부가 막힘으로써 방해 받을 때, 활성화 될 수 있다. 가압 기체의 유동은 알람을 활성화하고 하나 이상의 전환 포트를 전환하도록 전환된다(612). 예를 들어, 역류 방지 장치(516)는 양압 기체 공급(521)를 전환시켜 경보(517)를 작동시키고 하나 이상의 전환 포트를 작동 시키도록 구성된다.
도 7은 막힘 제거 제어부(blockage clearing control)를 갖는 흡입 시스템(700)을 예시하는 블록도이다. 막힘 제거 제어부를 갖는 흡입 시스템(700)은 흡입 시스템(100), 역류 방지 장치를 갖는 흡입 시스템(300), 역류 경보를 갖는 흡입 시스템(400) 및 안전 피쳐들을 갖는 흡입 시스템(500)의 일 예시이다; 그러나, 막힘 제거 제어부를 갖는 흡입 시스템(700)은 막힘 제거 제어부(708)를 포함한다. 막힘 제거 제어부를 갖는 흡입 시스템(700)은 역류 방지 제어부(708), 진공 발생기(710), 입력 포트(711), 흡입 포트(712), 배기 포트(713), 저압 영역(722) 및 역류 방지 장치(716)를 포함한다.
막힘 제거 제어부(708)는 사용자의 입력에 응답하여 양압 기체 공급(721)으로부터 수용된 진공 발생기(710) 내의 압력을 증가시키도록 구성된다. 작동 시, 양압 기체 공급(721)으로부터 수용된 진공 발생기(710) 내의 압력은 막힘 제거 제어부(708)가 활성활 될 때 증가한다. 진공 발생기(710) 내의 압력의 증가는 배출 포트(713)로부터 막히게 할 수 있다. 막힘은 양압 유출물(723)로 운반 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 진공 발생기(710)는 막힘 제거 제어부를 갖는 흡입 시스템(700)이 차단되는 경우에 흡입 포트(712)로부터 배출되는 양압 기체 공급(721)을 전환하도록 구성된 하나 이상의 전환 포트를 포함 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 막힘 제거 제어부(708)는 진공 발생기(710) 내에서 압력이 증가하도록 하는 하나 이상의 전환 포트를 차단하도록 구성 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 막힘 제거 제어부(708)는 압력을 증가시키기 위해 역류 방지 장치(716)와 관련하여 작동 할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 역류 방지 장치(716)는 양압 기체 공급(721)이 흡입 포트(712)를 벗어나는 것을 차단하도록 구성 될 수 있고, 막힘 제거 제어부(708)는 진공 발생기(710) 내의 압력을 증가 시키도록 하나 이상의 전환 포트를 동시에 차단할 수 있다.
도 7은 안전 피쳐들(safety features) 및 막힘 제거 제어부(blockage clearing control)를 갖는 흡입 시스템(800)을 예시하는 블록도이다. 안전 피쳐들 및 막힘 제거 제어부를 갖는 흡입 시스템(800)은 흡입 시스템(100), 역류 방지 장치를 갖는 흡입 시스템(300), 역류 경보를 갖는 흡입 시스템(400), 안전 피쳐들을 갖는 흡입 시스템(500) 및 역류 제거 제어부를 갖는 흡입 시스템(700)의 일 예시이다; 그러나, 안전 피쳐들 및 막힘 제거 제어부를 갖는 흡입 시스템(800)은 대안적인 구성 및 작동 방법을 포함할 수 있다.
도 8은, 안전 피쳐들 및 막힘 제거 제어부를 갖는 흡입 시스템(800)은 역류 방지 제어부(808), 진공 발생기(810), 입력 포트(811), 흡입 포트(812), 배기 포트(813), 역류 방지 장치(816), 역류 경보(817) 및 캐니스터(860, canister)을 포함한다.
역류 제거 제어부(808)는 진공 발생기(810)로부터 배기 포트(813) 밖으로 막힘 또는 방해물(obstruction)을 방출하도록 구성된다. 역류 제거 제어부(808)는 진공 발생기(810)내의 양압 기체 공급(821)으로부터 공급되는 압력을 증가 시키도록 구성된다. 이러한 압력의 증가는 배기 포트(813)를 막히거나 막히게 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 막힘 제거 제어부(808)는 역류 방지 장치(816)와 연계하여 작동 할 수 있다. 이러한 예에서, 역류 방지 장치(816)는 양압 기체 공급(821)이 흡입 포트(812)에서 나가는 것을 차단하고 양압 기체 공급(821)를 하나 이상의 전환 포트(diversion port)로 전환시킬 수 있다. 막힘 제거 제어부는 양압 기체 공급(821)으로부터의 압력이 진공 발생기(810) 내에서 증가하도록 하는 하나 이상의 전환 포트를 차단하도록 구성 될 수 있다.
진공 발생기(810)는 입력 포트(811)로부터 양압 기체 공급(821)을 수용하도록 구성된다. 진공 발생기(810)는 양압 기체 공급(821)로부터 흡입 포트(812) 근처의 저압 영역(822)을 생성하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 입력 포트(811)는 진공 발생기(810)의 내부 벽에 대하여 소정 각도로 진공 발생기(810)에 양압 기체 공급을 공급하도록 구성된다. 진공 발생기(810)는 코안다 효과를 이용하여 저압 영역(822)을 생성하도록 구성 될 수 있다.
입력 포트(811)는 양압 기체 공급(821)을 수용하여 진공 발생기(810)에 공급하도록 구성된다.
일부 실시 예에서, 입력 포트(811)는 진공 발생기(810)의 내벽에 대하여 일정 각도로 진공 발생기(810)에 양압 기체 공급(821)을 공급하도록 구성 될 수 있다. 배관은 입력 포트(811)에 양압 기체 공급(821)을 공급하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시 예에서, 입력 포트(811)는 튜빙을 입력 포트(811)에 연결하기 위한 피팅(fitting)를 포함 할 수 있다. 사용할 수 있는 피팅 유형 중 일부는 미늘(barbed), 퀵 커플링(quick-disconnect) 또는 압축 피팅(compression fittings)이다.
흡입 포트(812)는 진공 발생기(810)의 원위 단부(distal end)쪽으로 배치된다. 흡입 포트(812)는 물질의 유동을 수용하여 이를 진공 발생기(810)에 공급하도록 구성된다. 작동 시, 저압 영역(822)은 물질의 유동을 흡입 포트(812) 내로 끌어 당긴다. 흡입 포트(812)는 물질의 유동을 진공 발생기(810)에 공급한다. 일부 실시 예에서, 흡입 포트(812)는 흡입 포트(812)의 벽에 방사상으로 배열 된 개구부(opening)를 포함 할 수 있다. 상기 개구부는 흡입 포트(812) 부근에 추가 흡입을 제공한다. 개구부는 벤츄리 효과를 이용하도록 구성 될 수 있다. 개구부들은 사용자 입력에 응답하여 개폐되도록 구성 될 수 있다.
배기 포트(813)는 진공 발생기(810)로부터의 양압 유출물을 수집 소스(collection source)로 유도하도록 구성된다. 캐니스터(860)는 수집 소스의 한 예시이다. 일부 실시 예에서, 배기 포트(813)는 튜브에 커플링하기 위한 피팅을 포함 할 수 있다. 사용할 수 있는 피팅의 일부 유형에는 미늘, 퀵 커플링 또는 압축 피팅이 포함된다. 튜브는 배기 포트(813)를 캐니스터(860)에 연결하는데 사용될 수 있다.
역류 방지 장치(316)는 저압 영역(322)이 생성되게 하는 진공 발생기(310)의 하나 이상의 구성 요소에 양압 기체 공급(321)의 공급을 차단함으로써 진공 발생기(310)의 작동을 정지시킬 수 있다. 역류 방지 장치(316)는 물질의 임의의 역류(reverse flow)가 흡입 포트(312)를 통해 존재하는 것을 방지함으로써 진공 발생기(310)의 작동을 정지시킬 수 있다. 예를 들어, 역류 방지 장치(316)는 흡입 포트(312)와 일렬로 배치 될 수 있다. 역류 방지 장치(316)는 물질이 흡입 포트(312)를 빠져 나가는 방식으로 물질이 유동하기 시작할 때 작동 할 수 있다. 역류 방지 장치(316)는 일단 활성화되면, 활성화 된 상태로 유지되어 양압 기체 공급(321)이 제거(즉, 턴 오프)되거나 막힘이 제거 될 때까지 흡입 포트(312)로부터의 어떠한 유동도 방지하도록 구성 될 수 있다. 역류 방지 장치(816)은 역류 방지 장치(816)의 활성화에 응답하여 역류 경보(817)를 황성화 하기 위해 역류 경보(817)에 동작 가능하게 결합될 수 있다. 이러한 방식으로, 막힘에 대응하여, 진공 발생기(810)는 흡입 포트(812)부터의 유출물의 역류를 중지(즉, 방지)할 뿐만 아니라 사용자에게 막힘을 경고한다.
역류 경보(817)는 흡입 시스템(800)의 사용자에게 막힘(blockage)의 존재를 경고하도록 구성된다. 일단 막힘이 경고되면, 사용자는 (1)진공 발생기(810)의 사용을 중단하고; (2)막힘을 제거하여 정상 작동 상태로 복원하고; (3)양압 기체 공급(821)의 공급을 중단함으로써 진공 발생기(810)를 차단하는 것 중 적어도 하나 이상을 수행한다. 작동 시 역류 경보(817)는 역류 방지 장치(816)가 양압 기체 공급(821)이 흡입 포트 (812)를 벗어나는 것을 방지 할 때 작동하도록 구성 될 수 있다. 역류 경보(817)는 임계 값 기준에 도달하는 진공 장치(810) 내의 내부 압력에 응답하여 활성화되도록 구성 될 수 있다. 임계 기준의 한 예시는 막힘을 나타낼 수 있는 진공 발생기(810) 내의 미리 결정된 압력 레벨을 포함한다. 역류 경보(817)는 가청 경보(audible alert, 예를 들어 휘슬(whistle) 또는 다른 경보 유형의 소음), 시각적 경보(visible alert, 예를 들어, 플래그 또는 다른 가시적인 표시), 촉각적 경보(tactile alert, 예를 들어: 진동) 또는 막힘의 존재를 사용자에게 알려주는 다른 유형의 경보들을 생성한다. 역류 경보(817)는 기계적 또는 전기적 수단을 사용하여 경보를 생성 할 수 있다. 역류 경보(817)는 양압 기체 공급(821)의 일부를 사용하여 가청 소리를 생성할 수 있다. 예를 들어, 역류 경보(817)는 휘슬을 통해 양압 기체 공급의 일부를 안내하여 가청 경보를 발생 시킬 수 있다 대안적으로, 역류 경보(817)는 방해물의 존재를 사용을 알리기 위해 눈에 보이는 지표를 사용할 수 있다. 역류 경보(817)는 양압 기체 공급(821)의 일부를 전환시켜 사용자가 가시적인 표시를 볼 수 있게 하는 부재를 움직일 수 있다. 유사하게, 역류를 감지하고, 역류 경보(817)를 활성화 시키는 신호 순환(signal circuity)을 감지하기 위해, 역류 경보(817)에 의해 질량 공기 유동 센서 등을 포함하는 다양한 전자 부품이 사용될 수 있다. 역류 경보(817)는 막힘의 존재에 대해 진공 발생기(810)를 사용자에게 통지하기 위해 여기에 기술된 조합 또는 단독으로 사용될 수 있다.
캐니스터(860)는 수집, 분리 및/또는 폐기를 위해 배출 포트(813)로부터 폐기물 출력(waste output)을 수용하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 캐니스터(860)는 수집(collection), 분리(separation) 및/또는 폐기(disposal)를 위해 튜브, 파이프 등의 출력에 연결될 수 있다. 일부 실시 예에서, 캐니스터(860)는 진공 소스(vacuum source)에 연결된 흡입 캐니스터 일 수 있다. 캐니스터(860)는 필터를 포함 할 수 있다. 캐니스터(860)는 바람직한 특성을 갖는 플라스틱, 유리, 금속 또는 다른 재료로 제조 될 수 있다. 일부 바람직한 특징은 비용, 살균 능력, 제조 방법, 적용 또는 다른 측정 기준을 포함 할 수 있다.
도 9는 안전 피쳐들 및 막힘 제거 제어부를 갖는 흡입 시스템을 작동하는 방법을 예시하는 블록도이다. 도 9에 도시된 단계들은 안전 피쳐들 및 막힘 제거 제어부를 갖는 흡입 시스템(800)의 하나 이상의 요소들에 의해 수행될 수 있다. 가압 기체 공급은 입력 포트에서 수용된다(902). 예를 들어, 입력 포트(811)는 양압 기체 공급(821)을 수용하여 진공 발생기(810)에 공급하도록 구성된다. 진공 발생기(810)는 공기 유동 증폭기(air flow amplifier)의 예시이다. 저압 영역이 흡입 포트 근처에서 생성된다(904). 예를 들어, 진공 발생기(810)는 진공 발생기(810)를 통해, 양압 기체 공급(821)을 안내함으로써 흡입 포트(812) 부근의 저압 영역을 생성하도록 구성된다. 물질의 유동은 흡입 장치 내로 끌어 당겨진다(906). 예를 들어, 저압 영역(122)은 대기압보다 낮다. 이는 물질의 유동이 흡입 포트(812)로 들어가게 한다. 흡입 포트(812)는 안전 피쳐들 및 막힘 제거 제어부를 갖는 흡입 시스템(800)내로 물질의 유동을 수용하도록 구성된다. 가압 기체 공급 및 물질의 유동을 포함하는 혼합된 유동이 배기 포트 밖으로 배출된다(908). 예를 들어, 안전 피쳐들 및 막힘 제거 제어부를 갖는 흡입 시스템(800)은 가압 기체 유동 및 물질의 유동을 포함하는 혼합된 유동을 배기 포트(813)밖으로 배출한다. 적어도 가압 기체 유동은 흡입 포트에서 빠져 나가는 것이 차단된다(910). 예를 들어, 역류 방지 장치(816)는 안전 피쳐들 및 막힘 제거 제어부를 갖는 흡입 시스템(800)의 일부가 방해 받을 때 활성화 되도록 구성된다. 역류 방지 장치(816)는 적어도 양압 기체 공급(821)이 흡입 포트(812)를 통해 빠져나가는 것을 방지하도록 구성된다. 가압 기체 유동은 하나 이상의 전환 포트에서 경보를 활성화 하기 위해 전환된다(912). 예를 들어, 역류 방지 장치(516)는 가압 기체 공급(521)의 적어도 일부분을 전환시켜 경보(517) 및 전환 포트의 나머지 부분을 활성화 시키도록 구성된다. 흡입 시스템 내의 압력은 방해물이 배기 포트 밖으로 배출될 때까지 증가된다(914). 예를 들어, 막힘 제거 제어부(808)는 막힘이 배기 포트(813)밖으로 배출 될 때까지 양압 기체 공급(821)으로부터의 압력을 증가 시키도록 구성된다. 혼합된 유동이 수집된다(916). 예를 들어, 캐니스터(860)는 배기 포트(813)에 연결된다. 배기 포트(813)는 결합 된 유동을 캐니스터(860)로 안내하도록 구성된다. 캐니스터(860)는 적어도 혼합된 유동을 수집하도록 구성된다.
도 10a는 필터링 흡입 시스템(1000, filtering suction system)을 도시하는 블록도이다. 필터링 흡입 시스템(1000)은 흡입 시스템(100), 역류 방지를 갖는 흡입 시스템(300), 역류 경보를 갖는 흡입 시스템 (400), 안전 피쳐들을 갖는 흡입 시스템(500), 역류 방지 장치를 갖는 흡입 시스템(700) 및 안전 피쳐들 및 막힘 제거 제어부를 갖는 흡입 시스템(800)의 예시이다; 그러나, 필터링 흡입 시스템(1000)은 필터(1030)를 포함한다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 필터링 흡입 시스템(1000)은 진공 발생기(1010), 입력 포트(1011), 흡입 포트(1012), 배기 포트(1013) 및 필터(1030)를 포함한다.
진공 발생기(1010)는 양압 기체(1021)를 수용하여 흡입 포트(1012)에서 저압 영역(1022)을 생성하도록 구성된다. 저압 영역(1022, low pressure region)은 물질을 필터링 흡입 시스템(1000) 내로 운반하고 수용한다. 물질은 수술 부산물(예: 연기, 조직, 기체, 액체, 유해 화학 물질 등)을 포함 할 수 있다. 일반적인 동작에서, 진공 발생기(1010)로 인입된 수술 부산물은 필터(1030)를 통해 배기 포트(1013) 밖으로 진공 발생기(1010)에 의해 추진된다.
필터(1030)는 혼합된 유동(양압 기체(1021) 및 수술 부산물을 포함할 수 있는)에 포함된 물질을 포획하도록 구성된다. 필터(1030)의 다양한 실시 예는 상이한 동작을 사용하여 상이한 유형의 물질을 포착 할 수 있다. 필터(1030)는 하나 이상의 필터 입구 포트(이 예시에서 배기 포트(1013)는 필터 입구 포트에 일체형임) 및 하나 이상의 필터 출력 포트(1033, filter output ports)를 포함한다. 하나 이상의 필터 입구 포트는 진공 발생기(1010)로부터 결합 된 유동을 수용하도록 구성된다. 필터(1030)는 혼합된 유동에 포함된 물질을 포획하고 여과액(filtrate)를 필터 출구 포트들(1030, filter outlet ports)로 통과시킨다. 필터(1030)는 휴대용 작동을 위해 구성된 여과 흡입 시스템(1000)내에 포함될 수 있다. 대안 적으로, 필터(1030)는 또한 진공 발생기(1010)의 핸드 헬드 부분으로부터 소정의 거리에 위치 될 수 있다. 수술 부산물 및 양압 기체(1021)는 필터(1030)로 이송하기 위해 튜브, 파이프 등에 출력 될 수 있다.
필터(1030)는 기계적, 생물학적, 화학적 또는 그 조합을 포함하는 다른 유형의 필터를 포함할 수 있다. 기계적 필터는 물리적 배리어(barrier) 또는 필터 매체 유형의 필터, 와류 필터(vortex filters) 또는 사이클론 유형의 필터(cyclonic type filters) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
물리적 배리어(physical barrier) 또는 필터 매체(filter media)를 사용하는 필터는 미립자가 필터 매체를 통과하는 것을 물리적으로 차단하여 입자를 보유한다. 필터 매체는 그것을 통과하는 유출물로부터 고체를 기계적 또는 물리적으로 여과시킨다. 필터 매체는 추출 할 수 있는 미립자의 크기를 제한하기 위해 선택 될 수 있는 다양한 재료 및 다공성(porosities)으로 제공된다. 필터 매체의 기공(pore)이 클수록 필터가 추출하기 위해 입자상 물질이 커야 한다. 필터 매체의 상이한 재료 및 다공성의 조합은 수집 된 물질의 유출물을 포함하는 특정 요소들 및 흡입 포트(1012)를 통해 배기 포트(1013)로부터 필터 (1030)로 수용된 기체를 분리하는데 사용될 수 있다.
와류 또는 사이클론 필터는 사이클론 분리 방법에 의해 물리적 배리어 또는 필터 매체를 필요로 하지 않고 유출물로부터 미립자를 제거한다. 회전 효과와 중력은 고체와 유체의 혼합물을 분리하는 데 사용된다. 이 방법은 또한 액체의 미세한 액적을 기체 스트림으로부터 분리 시키는데 사용될 수 있다.
생물학적 필터(Biological filtration)는 박테리아 및 곰팡이와 같은 살아있는 미생물을 사용하여 오염 물질, 유해 화학 물질 및 유출물의 기타 바람직하지 않은 성분들을 포획하고 생물학적으로 분해한다. 생물학적 여과는 기체 및 액체와 함께 사용될 수 있다. 생물학적 필터는 유익한 미생물이 성장하는 필터 매체를 포함한다. 생물학적 여과 매체는 모래, 플라스틱, 금속, 세라믹 및 기타 재료로 만들 수 있다. 일반적으로 표면적 대 부피비가 큰 물질은 생물학적 필터에서 최고의 성능을 제공한다.
화학적 여과(Chemical filtration)는 활성탄(activated carbons), 수지(resin) 및 기타 흡착제를 통해 유출물에서 용해된 미립자를 제거한다. 화학적 여과 매체는 불필요한 용존 물질(dissolved matter)을 부착시킨다. 화학적 매체는 두 가지 보편적인 형태로서 활성탄과 수지가 있다. 활성탄은 미세한 기공을 가지고 있어 유기물이나 무기물을 고착시킬 수 있다. 이온 교환 수지는 특정 분자를 끌어 들이기 때문에, 작동한다. 수지는 탄소와 결합될 수 있다. 수지는 종종 탄소의 여과 능력을 강화시킨다. 단백질 폼 스키밍(Protein foam skimming) 또는 오존에 의한 산화(oxidation)는 화학 여과에서 사용될 수 있다.
도 10b는 필터링 흡입 시스템(1000, filtering suction system)의 동작을 도시하는 블록도이다. 작동 중, 진공 발생기(1010)는 양압 기체(1021)를 수용하여 흡입 포트(1012)에 저압 영역을 생성하고 배기 포트(1013)에 양압 유출물을 생성한다. 진공 발생기(1010)는 유동 증배기의 예시이다. 흡입 포트(1012)는 저압 영역에 의해 물질(1025)(예를 들어, 유체(1024) 및 고체(1026))을 진공 발생기(1010) 내로 끌어 당긴다. 진공 발생기(1010) 내로 당겨지는 물질(1025)은 진공 발생기(1010)에 의해 필터(1030)를 통해 배기 포트(1013) 밖으로 추진된다. 필터(1030)는 고체(1050)를 제거하고 여과액(1027)를 통과시켜 필터 출구 포트(1033)에서 필터(1030)를 빠져 나간다.
도 11은 필터링 흡입 시스템을 작동하는 방법을 예시하는 블록도이다. 도 11에 도시된 단계들은 필터링 흡입 시스템(1000)의 하나 이상의 요소들에 의해 수행 될 수 있다. 가압 기체 유동이 입력 포트에서 수용된다(1102). 예를 들어, 입력 포트(1011)는 양압 기체(1021)를 수용하여 진공 발생기(1010)에 공급하도록 구성된다. 진공 발생기(1010)는 공기 유동 증배기(air flow multiplier)의 예시이다. 저압 영역이 흡입 포트근처에서 생성된다(1104). 예를 들어, 진공 발생기(1010)는 양압 기체(1021)를 사용하여 흡입 포트(1012) 근처의 저압 영역(1022)을 생성하도록 구성된다. 물질의 유동은 흡입 시스템 내로 당겨진다(1106). 예를 들어, 저압 영역(1022)은 대기압보다 낮다 이것은 물질의 유동이 흡입 포트(1012)로 들어가게 한다. 흡입 포트(1012)는 필터링 흡입 시스템(1000)을 통해 물질의 유동을 유도하도록 구성된다. 가압 기체 유동 및 흡입 포트에서 수용된 물질의 유동을 포함하는 혼합 된 유동은 필터를 통과한다(1108). 예를 들어, 진공 발생기(1010)는 필터(1030)를 통해 결합 된 유동(양압 기체(1021) 및 흡입 포트(1012)에서 수용된 물질의 유동을 포함 할 수 있음)을 통과 시키도록 구성된다. 혼합된 유동에 포함 된 고체는 필터 내에 포획되고, 여과액은 수집을 위한 필터를 통과한다(1110). 예를 들어, 필터(1030)는 고체(1050)를 포획하고 수집을 위해 여과액(1027)를 통과 시키도록 구성된다.
도 12는 양압 작동 흡입 장치(1200, positive pressure operated suction device)를 도시하는 블록도이다. 양압 흡입 장치(1200)는 흡인 시스템(100)의 예시이다; 그러나, 양압 작동 흡입 장치(1200)는 대안적인 구성 및 작동 방법을 가질 수 있다. 도 12에 도시 된 바와 같이, 양압 작동 흡입 장치(1200)는 흡입 장치(1210), 양압 입구(1211, positive pressure inlet), 흡입 유입구(1212, suction intake), 출구 포트(1213, outlet port) 및 유체 유동 증배기(1215, fluid flow multiplier)를 포함한다.
흡입 장치(1210)는 물질을 흡입 장치(1210)로 끌어 당기고 가압 유출물을 유출 포트(1213)로부터 배출하기 위해 흡입 유입구(1212, suction intake) 부근에 진공 영역(1222, vacuum region)을 생성하도록 구성된다. 물질은 고체, 액체 및 기체를 조합하여 다양한 비율로 포함 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 물질은 수술 부산물을 포함 할 수 있다. 흡입 장치(1210)는 양압 공급 장치(1221)로부터 진공 영역(1222)을 생성하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 흡입 장치(1210)는 양압 공급 장치(1221)로부터 진공 영역(1222)을 생성하기 위해 코안다 효과를 이용할 수 있다.
양압 입구(1211, Positive pressure inlet)는 양압 공급(1221, positive pressure supply)을 수용하여 유체 유동 증배기(1215)에 공급하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 양압 입구(1211, positive pressure inlet)는 유체 유동 증배기(1215)의 내부 벽에 대해 소정 각도로 유체 유동 증배기(1215)에 양압 공급(1221)을 공급하도록 구성된다. 튜빙은 양압 입구(1221)에 양압 공급(1221)을 공급하는데 사용될 수 있다. 일부 실시 예에서, 양압 입구(1211)는 튜빙을 양압 입구(1211)에 연결하기 위한 부속품을 포함 할 수 있다. 사용할 수 있는 피팅의 일부 유형에는 사용할 수 있는 피팅 유형 중 일부는 미늘, 퀵 커플링 또는 압축 피팅을 포함한다.
흡입 유입구(1212)는 흡입 장치(1210)의 원위 단부를 향해 배치된다. 흡입 유입구(1212)는 물질의 유동을 수용하여 이를 흡입 장치(1210)에 공급하도록 구성된다. 작동 시, 진공 영역(1222)은 물질의 유동을 흡입 유입구(1212) 내로 당긴다. 흡입 유입구(1212)는 물질 유동을 유체 유동 증배기(1215)에 공급한다. 일부 실시 예에서, 흡입 유입구(1212)는 흡입 유입구(1212)의 벽에 방사상으로 배열 된 다수의 개구부를 포함 할 수 있다. 상기 개구부는 흡입 유입구(1212) 부근에 추가 흡입을 제공한다. 일부 실시 예에서, 개구부들은, 벤츄리 효과를 이용하도록 구성 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 개구부들은 사용자 입력에 응답하여 개방 및 폐쇄되도록 구성 될 수 있다.
출구 포트(1213)는 가압 유출물(1223)을 흡입 장치(1210)로부터 수집 소스로 향하게 하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 출구 포트(1213)는 튜빙에 커플링하기 위한 피팅(fitting)을 포함 할 수 있다. 사용할 수 있는 피팅의 일부 유형에는 미늘, 빠른 분리 또는 압축 피팅이 포함된다.
유체 유동 증배기(1215)는 양압 입구(1211)로부터 양압 공급(1221)을 수용하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 양압 입구(1211)는 유체 유동 증배기(1215)의 내부 벽에 대해 소정 각도로 유체 유동 증배기(1215)에 양압 공급(1221)을 공급할 수 있다. 유체 유동 증배기(1215)는 흡입 유입구(1212) 근처의 양압 공급(1221)으로부터 진공 영역(1222)을 생성하도록 구성된다. 진공 영역(1222)은 대기압보다 낮은 압력을 갖는다. 주위 공기 압력은 진공 영역(1222)의 압력을 극복하여 흡입 장치(1210) 내에 흡입을 생성한다. 진공 영역(1222)은 물질(예를 들어, 액체, 기체 및 고체)을 흡입 유입구(1212) 내로 끌어 당긴다. 흡입 유입구(1212)는 흡입 장치(1210)에 물질을 공급하도록 구성된다. 흡입 장치(1210) 내로 끌어 당겨진 물질은 출구 포트(1213) 밖으로 유체 유동 증배기(1215)에 의해 추진된다. 출구 포트(1213)는 가압 유출물(1223, 양압 공급(1221) 및 흡입 유입구(1212)에 수집 된 물질을 포함 할 수 있는)을 배출한다. 가압 유출물(1223)은 수집, 분리 및/또는 폐기를 위해 튜브, 파이프 등에 배출 될 수 있다.
'양압(positive pressure)' 및 '저압'은 상대적인 용어라는 것을 이해해야 한다. 이들 용어는 흡입 장치(1210) 부근의 주위 공기/기체 압력에 관련된 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 양압 공급(1221)은 압축 공기, 질소, 이산화탄소 또는 일부 다른 기체 압력 공급 소스의 유동일 수 있다. 이 경우, 양압 공급부(1221)는 흡입 장치(1210)를 둘러싸는 주위 공기 위로 압력을 가한다. 마찬가지로, 진공 영역(1222)은 흡입 유입구(1212) 부근의 공기 압력이 대기보다 작은 영역 일 수 있다. 진공 영역(1222)은 흡입 유입구(1212) 부근의 공기가 흡입 유입구(1212) 내로 흐르게 하여 물질을 혼입시킨다.
일부 실시 예에서, 진공 발생기(1210)는 핸드 헬드 작동을 위해 구성 될 수 있다. 이 구성에서, 진공 발생기(1210)는 작동되는 동안 하나 이상의 손에 의해 유지되도록 크기 및 형상이 결정된다. 따라서, 영구적으로 장착된(또는 휴대 가능하지만 큰) 흡입 펌프가 아닌, 진공 발생기(1210)는 물질을 흡입 유입구(1212)로 흡입하도록 작동하고 출구 포트(1213) 밖으로 물질을 추진시키는 비교적 작은 장치 일 수 있다. 진공 발생기(1210)는 핸드 헬드 작동을 위해 구성 될 수 있지만, 대안적인 절차들(예컨대, 복강경 검사, 로봇식 등)와 함께 사용될 수도 있음을 알아야 한다.
양압 기체 공급(1221)를 수용하고 가압 유출물(1223)를 생성함으로써, 양압 입구(1211) 및 출구 포트(1213)에 연결된 튜브들 및/또는 파이프들 얇은 벽을 가지고 접힐 수 있음을 이해해야 한다. 양압 기체 공급(1221) 및 가압 유출물(1223)의 양압이 접을 수 있는 튜빙을 '밀어 넣거나' '팽창'시킬 것이기 때문에, 양압 입구(1211) 및 출구 포트(1213)에 연결된 튜브들 및/또는 파이프는 접힐 수 있다. 따라서, 가벼운 중량의 및/또는 덜 비싼 튜빙 공급된 진공 라인 또는 진공 소스(진공 펌프 및/또는 배관 벽 포트들)에 의존하는 '부압' 시스템에 사용되는 것보다 진공 발생기(1210)와 함께 사용될 수 있다.
일부 실시 예에서, 유체 유동 증배기(1215)는 제 1 단부에서 흡입 유입구(1212) 및 제 2 단부에서 출구 포트(1213)를 갖는 대체적으로 원통형 캐비티(cylindrical cavity)를 형성하는 구조를 포함한다. 원통형 캐비티는 캐비티의 내벽에 의해 한정된다. 구조(structure)는 제트 개구부(jet opening)를 한정하는 흡입 유입구(1212)의 내벽에 환형 개구부(annular opening)와 같은 갭 공간을 갖는다. 이 제트 개구부는 진공 영역(1222)이 흡입 유입구(1212)에서 생성되고 증배된 유동이 출구 포트(1213)에서 생성되도록 양압 공급(1221)이 환형 개구부로터 유출되도록 허용한다. 환형 개구부는 양압 공급(1221)이 출구 포트(1213) 부근의 캐비티의 내벽을 향한 각도로 캐비티로 들어가도록 구성될 수 있고, 캐비티는 환형 개구부가 캐비티와 연통하는 더 큰 직경으로 펼쳐질 수 있다. 환형 개구부는 가압 기체가 제 2 단부를 향하는 캐비티에 대해 소정 각도(예를 들어, 0°~ 90°)로 캐비티에 진입하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 더 예각(예를 들어, 30°~50°)이 바람직할 수 있다.
환형 개구부와 같은 갭 공간(gap space)의 치수는 주위 공기와 진공 영역(1222) 사이의 압력 차이를 제어하도록 조절 가능할 수 있다. 환형 개구부는 캐비티에 진입하는 양압 공급(1221)이 환형 개구부를 형성하는 구조의 부분의 곡면에 부착되도록 프로파일을 포함하도록 구성 될 수 있으며, 이는 증배된 유동의 전체 질량 유량을 증가시키는 진공 영역(1222)을 생성한다. 또한, 유체 유동 증배기(1215)는 압력 차이를 제어하기 위해 환형 개구부의 치수를 조정하도록 회전 가능한 구조를 포함 할 수 있다. 환형 개구부의 조절은 수술자 또는 사용자가 유체 유동 증배기(1215)에 의해 제공되는 액체 흡입에 대한 기체 흡입의 비율을 제어하게 한다.
도 13은 역류 방지를 갖는 양압 작동 흡입 장치(1300)를 도시하는 블록도이다. 역류 방지를 갖는 양압 작동 흡입 장치(1300)는 양압 작동 흡입 장치(1200)의 예시이며; 그러나, 역류 방지를 갖는 양압 작동 흡입 장치(1300)는 역류 방지 밸브(1316, backflow prevention valve)를 포함한다. 역류 방지를 갖는 양압 작동 흡입 장치(1300)는 흡입 장치(1310), 양압 입구(1311), 흡입 유입구(1312), 출구 포트(1313), 유체 유동 증배기(1315) 및 역류 방지 밸브(1316)를 포함한다.
작동 시, 흡입 장치(1310)는 양압 입구(1311)에서 양압 공급(1321)을 수용하고 유체 유동 증배기(1315)에 양압 공급(1321)을 안내함으로써 흡입 유입구(1312) 부근에 진공 영역(1322)을 생성한다. 진공 영역(1322)은 대기압보다 낮은 압력을 갖는다. 주위 공기 압력은 진공 영역(1322) 내의 압력을 극복하여 흡입 장치(1310) 내에 흡입을 생성한다. 진공 영역(1322)은 물질(예를 들어, 액체, 기체 및 고체)을 흡입 유입구(1312)를 통해 흡입 장치(1310) 내로 끌어 당긴다. 일반적인 작동에서, 흡입 장치(1310) 내로 끌어 당겨진 물질은 수집을 위해 출구 포트(1313)로부터 유체 유동 증배기(1315)에 의해 추진된다.
그러나, 출구 포트(1313, 또는 가압 유출물(1322, pressurized effluent)을 운반하기 위한 튜브)는 막히거나 차단될 수 있다. 이것이 일어날 경우, 차단은, 가압 유출물(1323)의 전부 또는 상당 부분이 출구 포트(1313) 밖으로 유출되는 것을 막을 수 있다. 역류 방지 밸브(1316) 없이, 가압 유출물(1323)이 출구 포트(1313) 밖으로 유출 될 수 없는 경우, 가압 유출물(1323)은 흡입 유입구(1312)로부터 배출 될 수 있다. 양압 유출물(1323)(및 특히 양압 공급(1321)의)의 배출은 바람직하지 않으며 흡입 유입구(1312) 부근의 아이템(예를 들어, 환자)에 손상 또는 다른 문제를 야기 할 수 있다. 그러나, 역류 방지 밸브(1316)는 적어도 양압 공급(1321)의 유동이 흡입 유입구(1312)를 통해 배출되는 것을 정지 시키도록 구성된다.
역류 방지 밸브(1316)는 흡입 장치(1310)의 작동을 정지 시키도록 구성된다. 역류 방지 밸브(1316)는 진공 영역(1322)이 생성되게 하는 흡입 장치(1310)의 하나 이상의 구성 요소에 양압 공급(1321)의 공급을 차단함으로써 진공 발생기(1310)의 작동을 정지시킬 수 있다. 역류 방지 밸브(1316)는 물질의 임의의 역류(reverse flow)가 흡입 유입구(1312)를 통해 존재하는 것을 방지함으로써 진공 발생기(1310)의 작동을 정지시킬 수 있다. 예를 들어, 역류 방지 밸브(1316)는 흡입 유입구(1312)와 일렬로 배치 될 수 있다. 역류 방지 밸브(1316)는 물질이 흡입 유입구(1312)를 빠져 나가는 방식으로 물질이 유동하기 시작할 때 작동 할 수 있다. 역류 방지 밸브(1316)는 일단 활성화되면, 활성화 된 상태로 유지되어 양압 공급(1321)이 제거(즉, 턴 오프)되거나 막힘이 제거 될 때까지 흡입 유입구(1312)로부터의 어떠한 유동도 방지하도록 구성 될 수 있다.
도 14는 역류 경보를 갖는 양압 작동 흡입 장치(1400)를 도시하는 블록도이다. 역류 경보를 갖는 양압 작동 흡입 장치(1400)는 양압 작동 흡입 장치(1200)의 예시이다; 그러나, 역류 경보가 있는 양압 작동 흡입 장치(1400)는 경보(1417, alert)를 포함한다. 역류 경보를 갖는 양압 작동 흡입 장치(1000)는 흡입 장치(1410), 양압 입구(1411, positive pressure inlet), 흡입 유입구(1412), 출구 포트(1413), 유체 유동 증배기(1415) 및 경보 (1417)를 포함한다.
작동 시, 흡입 장치(1410)는 흡입 유입구(1412)에서 진공 영역(1422)을 생성하도록 양압 공급(1421)을 수용한다. 진공 영역(1422)은 역류 경보를 갖는 양압 작동 흡입 장치(400) 내로 물질을 동반하여 수용한다. 흡입 포트(1412)는 흡입 장치(1410)에 들어가는 수술 부산물(surgical byproducts, 예를 들어, 연기, 조직, 기체, 액체, 유해 화학 물질 등)을 동반하여 수용하도록 구성된다. 일반적인 수술에서, 흡입 장치(1410)로 인입된 수술 부산물은 가압 유출물(1423)로서 출구 포트(1413) 밖으로 유체 유동 증배기(1415)에 의해 추진된다. 출구 포트(1413)는 양압 공급(1421)과 동반된 수술 부산물을 포함하는 가압 유출물(1423)을 출력한다. 가압 유출물(1423)은 수집, 분리 및/또는 폐기를 위해 튜브, 파이프 등에 배출 될 수 있다.
그러나 배출 포트(1413)(또는 가압 유출물(1423)을 운반하기 위해 연결된 튜브)는 막히거나 차단될 수 있다. 이것이 일어날 때, 차단 또는 폐색은 가압 유출물(1423)의 전부 또는 상당 부분이 출구 포트(1413)로부터 유출되는 것을 방지 할 수 있다. 가압 유출물(1423)이 출구 포트(1413)로부터 유출 될 수 없는 경우, 가압 유출물(1423)은 대신에 흡입 유입구(1412) 밖으로 배출 될 수 있다.
경보(1417)는 흡입 장치(1410)의 사용자에게 막힘(blockage)의 존재를 경고하도록 구성된다. 일단 막힘이 경고되면, 사용자는 (1)흡입 장치(1410)의 사용을 중단하고; (2)막힘을 제거하여 정상 작동 상태로 복원하고; (3)양압 공급(1421)의 공급을 중단함으로써 흡입 장치(1410)를 차단하는 것 중 적어도 하나 이상을 수행한다.
경보(1417)는 가청 경보(audible alert, 예를 들어 휘슬(whistle) 또는 다른 경보 유형의 소음)를 생성할 수 잇다. 경보(1417)는 시각적 경보(visible alert, 예를 들어, 플래그 또는 다른 가시적인 표시)를 생성할 수 있다. 경보(1417)는 촉각적 경보(tactile alert, 예를 들어: 진동)를 또는 막힘의 존재를 사용자에게 알려주는 다른 유형의 경보들을 생성한다. 경보(1417)는 기계적 또는 전기적 수단을 사용하여 경보를 생성 할 수 있다. 경보를 발생 시키는데 사용될 수 있는 기계적 수단의 예를 제공하기 위해, 경보(1417)는 기압을 사용하여 휘슬 유형 장치를 사용하여 가청 경보를 발생 시키거나, 플래그 또는 다른 가시적인 표시를 물리적으로 이동시킴으로써 가시적인 경보를 발생 시키거나 질량을 물리적으로 움직여 촉각적으로 경고한다. 유사하게, 변환기(transducers), 질량 공기 유동 센서 등을 포함하는 다양한 전자 부품이 경보(1417)에 의해 사용되어 역류를 감지하고, 경보(1417)를 활성화 시키는 신호 순환(signal circuity)을 감지한다. 여기에 설명 된 다양한 유형의 경고는 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
도 15는 안전 피쳐들을 갖는 양압 작동 흡입 장치(1500)를 예시하는 블록도이다. 안전 피쳐들을 갖는 양압 작동 흡입 장치(1500)는 양압 작동 흡입 장치(1200), 역류 방지를 갖는 양압 작동 흡입 장치(1300) 및 역류 경보를 구비한 양압 작동 흡입 장치(1400)의 예시이다; 그러나, 안전 피쳐들을 갖는 양압 작동 흡입 장치(1500)는 대안적인 구성 및 작동 방법을 포함 할 수 있다.
안전 피쳐들을 갖는 양압 작동 흡입 장치(1500)는, 흡입 장치(1510), 양압 입구(1511, positive pressure inlet), 흡입 유입구(1512, suction intake), 출구 포트(1513), 유체 유동 증배기(1515), 역류 방지 밸브(1516) 및 경보(1517)를 포함한다.
작동 시, 흡입 장치(1510)는 양압 입구(1511)에서 양압 공급(1521)을 수용하고 양압 공급(1521)을 유체 유동 증배기(1515)로 향하게 함으로써 흡입 유입구(1512) 부근에 진공 영역(1522)을 생성한다. 진공 영역(1522)은 대기압보다 낮은 압력을 갖는다. 주위 공기 압력은 진공 영역(1522) 내의 압력을 극복하여 흡입 장치(1510) 내에 흡입을 생성한다. 진공 영역(1522)은 물질(예를 들어, 액체, 기체 및 고체)을 흡입 유입구(1512)를 통해 흡입 장치(1510) 내로 끌어 당긴다. 일반적인 작동에서, 흡입 장치(1510) 내로 끌어 당겨진 물질은 출구 포트(1513) 밖으로 유체 유동 증배기(1515)에 의해 추진된다.
유체 유동 증배기(1115)는 코안다 효과, 벤츄리 효과, 유체 동반 및 흡입 장치(1510)를 통한 유출 물 유동을 증배시키는 유체 유도(fluidic inducement)를 포함하는 유체 역학적 원리를 이용하지만 이에 국한되지는 않는다. 출구 포트(1513)는 수집된 물질의 가압 유출물(1523) 및 흡입 유입구(1512)를 통해 수용된 기체를 출력한다. 가압 유출물(1523)은 수집, 분리 및/또는 폐기를 위해 튜브, 파이프 등으로 배출 될 수 있다.
그러나 출구 포트(1513)(또는 가압 유출물(1523)을 운반하기 위해 연결된 튜브)는 막히거나 차단될 수 있다. 이것이 일어날 때, 막힘은 가압 유출물(1523)의 전부 또는 상당 부분이 출구 포트(1513)로부터 유출되는 것을 방지 할 수 있다. 가압 유출물(1523)이 출구 포트(1513)로부터 유출 될 수 없는 경우, 가압 유출물(1523)은 대신에 흡입 유입구(1512) 밖으로 배출 될 수 있다.
역류 방지 밸브(1516)는 진공 영역(1522)이 생성되게 하는 흡입 장치(1510)의 하나 이상의 구성 요소에 양압 공급(1521)의 공급을 차단함으로써 진공 발생기(1510)의 작동을 정지시킬 수 있다. 역류 방지 밸브(1516)는 물질의 임의의 역류(reverse flow)가 흡입 유입구(1512)를 통해 존재하는 것을 방지함으로써 진공 발생기(1510)의 작동을 정지시킬 수 있다. 예를 들어, 역류 방지 밸브(1516)는 흡입 유입구(1512)와 일렬로 배치 될 수 있다. 역류 방지 밸브(1516)는 물질이 흡입 유입구(1512)를 빠져 나가는 방식으로 물질이 유동하기 시작할 때 작동 할 수 있다. 역류 방지 밸브(1516)는 일단 활성화되면, 활성화 된 상태로 유지되어 양압 공급(1521)이 제거(즉, 턴 오프)되거나 막힘이 제거 될 때까지 흡입 유입구(1512)로부터의 어떠한 유동도 방지하도록 구성 될 수 있다.
경보(1517)는 흡입 장치(1510)의 사용자에게 막힘(blockage)의 존재를 경고하도록 구성된다. 일단 막힘이 경고되면, 사용자는 (1)흡입 장치(1510)의 사용을 중단하고; (2)막힘을 제거하여 정상 작동 상태로 복원하고; (3)양압 공급(1521)의 공급을 중단함으로써 흡입 장치(1510)를 차단하는 것 중 적어도 하나 이상을 수행한다.
역류 방지 밸브(1516)는 역류 방지 밸브(1516)의 활성화에 응답하여 경보(1517)를 활성화하기 위해 경보(1517)에 작동 가능하게 결합 될 수 있다. 이러한 방식으로, 막힘에 응답하여, 흡입 장치 (1510)는 흡입 유입구(1512)로부터 가압 유출물(1523)의 역류를 정지(즉, 방지)할뿐만 아니라 사용자에게 막힘을 경고한다.
경보(1517)는 가청 경보(audible alert, 예를 들어 휘슬(whistle) 또는 다른 경보 유형의 소음), 시각적 경보(visible alert, 예를 들어, 플래그 또는 다른 가시적인 표시), 촉각적 경보(tactile alert, 예를 들어: 진동) 또는 막힘의 존재를 사용자에게 알려주는 다른 유형의 경보들을 생성한다. 경보(1517)는 기계적 또는 전기적 수단을 사용하여 경보를 생성 할 수 있다. 여기에 설명 된 다양한 유형의 경보는 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
도 16은 안전 피쳐들을 갖는 필터링 흡입 장치(1600, filtering suction device)을 도시하는 블록도이다. 안전 피쳐들을 갖는 필터링 흡입 장치(1600)는, 양압 작동 흡입 장치(1200), 역류 방지를 갖는 양압 작동 흡입 장치(1300), 역류 경보를 구비한 양압 작동 흡입 장치(1400) 및 안전 피쳐들을 갖는 양압 작동 흡입 장치(1500)의 예시이다; 그러나, 안전 피쳐들을 갖는 필터링 흡입 장치(1600)는 필터(1630) 및 캐니스터(1660)을 포함한다. 안전 피쳐들을 갖는 필터링 흡입 장치(1600)는, 흡입 장치(1610), 양압 입력 포트(1611, positive pressure input port), 진공 포트(1612), 양압 출구 포트(1613), 유체 가속기(1615, fluid accelerator), 역류 밸브(1616, backflow valve), 안전 경보(1617, safety alert), 필터(1630) 및 캐니스터(1660)를 포함한다.
캐니스터(1660)는 수집, 분리 및/또는 폐기를 위해 양압 출구 포트(1613)로부터 폐기물 출력을 수용하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 캐니스터(1660)는 진공 소스에 연결된 흡입 캐니스터 일 수 있다. 일부 실시 예에서, 캐니스터(1660)는 필터를 포함 할 수 있다. 캐니스터(1660)는 바람직한 특성을 갖는 플라스틱, 유리, 금속 또는 다른 재료로 제조 될 수 있다. 일부 바람직한 성질은 비용, 살균 능력, 제조 방법, 적용 또는 다른 측정 기준을 포함 할 수 있다.
작동 시, 흡입 시스템(1610)은 양압 입력 포트(1611)에서 압력 공급(1621, pressure supply)을 수용하고 압력 공급(1621, pressure supply)를 유체 가속기(1615)로 안내함으로써 진공 포트(1612)에서 흡입 영역(1622)을 생성한다. 흡입 영역(1622, suction region)은 대기압보다 낮은 압력을 갖는다. 주위 공기 압력은 흡입 영역(1622)의 압력을 극복하여 흡입 시스템(1610) 내에 흡입을 생성한다. 흡입 영역(1622)은 물질(예를 들어, 액체, 기체 및 고체)을 진공 포트(1612)를 통해 흡입 시스템(1610)으로 끌어 당긴다. 통상적인 작동에서, 흡입 시스템(1610) 내로 끌어 당겨진 물질은 필터(1630)를 통해 유체 가속기(1615)에 의해 추진되고, 여과액은 양압 출구 포트(1613) 밖으로 유도된다. 양압 출구 포트(1613)는 여과액을 캐니스터(1660)로 향하게 한다.
유체 가속기(1615, fluid accelerator)는 필터(1630)에 연결되도록 구성된다. 유체 가속기(1615)는 필터(1630)를 통해 유출물을 가압하기 위해 압력 공급(1621)을 사용한다. 필터(1630)는 물질을 포획하고 여과액을 양압 출구 포트(1612)로 통과 시키도록 구성된다. 양압 출력(1613, Positive pressure output)은 캐니스터(1660)에 연결되도록 구성된다. 양압 출력(1613)은 흡입 시스템(1610)으로부터 캐니스터(1660)로 여과액을 공급한다. 일부 실시 예에서, 캐니스터(1660)는 진공 공급(vacuum supply)에 연결될 수 있다.
그러나, 양압 출구 포트(1613), 필터(1630) 또는 캐니스터(1660)는 막히거나 막힐 수 있다. 이것이 일어날 때, 방해물은 유출물의 전부 또는 상당 부분이 양압 출구 포트(1613)로부터 유출되는 것을 방지 할 수 있다. 유출물이 양압 출구 포트(1613) 밖으로 유출 될 수 없는 경우, 유출물은 대신에 진공 포트(1612) 밖으로 배출 될 수 있다.
역류 밸브(1616, Backflow valve)는 흡입 영역(1622)이 생성 되도록 하는 흡입 시스템(1610)의 하나 이상의 구성 요소에 대한 압력 공급(1621)의 공급을 차단함으로써 흡입 시스템(1610)의 작동을 정지시킬 수 있다. 역류 밸브(1616)는 물질의 어떠한 역류가 진공 포트(1612)를 통해 존재하는 것을 방지함으로써 흡입 시스템(1610)의 작동을 정지시킬 수 있다. 예를 들어, 역류 밸브(1616)는 진공 포트(1612)와 일렬로 배치 될 수 있다. 역류 밸브(1616)는 유동이 진공 포트(1612)를 빠져 나가는 방식으로 물질이 유동하기 시작할 때 작동 할 수 있다. 역류 밸브(1616)는 일단 활성화되면, 활성화 상태를 유지하여 압력 공급(1621)을 제거(즉, 턴 오프)되거나 막힘이 제거 될 때까지 진공 포트(1612)로부터의 어떠한 유동도 방지하도록 구성 될 수 있다.
안전 경보(1617)는 흡입 시스템(1610)의 사용자에게 막힘의 존재를 경고하도록 구성된다. 일단 막힘에 대해 경고되면, (1)흡입 시스템(1610)의 사용을 중단하고; (2)막힘을 제거하여 정상 작동 상태로 복원하고; (3)압력 공급(1621)의 공급을 중단함으로써 흡입 시스템(1610)을 차단하는 것 중 적어도 하나 이상을 수행한다
안전 경보(1617)는 역류 밸브(1616)의 작동에 응답하여 안전 경보(1617)를 작동시키기 위해 역류 밸브(1616)에 작동 가능하게 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 막힘에 응답하여, 흡입 시스템(1610)은 진공 포트(1612)로부터의 유출물의 역류를 중지(즉, 방지) 할뿐만 아니라 사용자로 하여금 막히도록 경고한다.
도 17은 보상된 필터링 흡입 장치(1700, compensated filtering suction device)를 도시한다. 보상된 필터링 흡입 장치(1700)는 양압 작동 흡입 장치(1200), 역류 방지를 갖는 양압 작동 흡입 장치 (1300), 역류 경보를 갖는 양압 작동 흡입 장치(1400), 안전 피쳐들을 갖는 양압 작동 흡입 장치(1500) 안전 피쳐들을 갖는 필터링 흡입 장치(1600)의 예시이다; 그러나, 보상된 필터링 흡입 장치(1700)는 유동 증배기(1735, flow multiplier)를 포함한다. 보상된 필터링 흡입 장치(1700)는, 흡입 발생기(1710, suction generator), 양압 입력 포트(1711), 유입구 포트(1712, intake port), 배기 출력(1713, exhaust output), 유동 증배기(1715), 체크 밸브(1716), 역류 알람(1717), 필터(1730) 및 유동 증배기(1735)를 포함한다. 유동 증배기(1735)는 필터(1730)와 유동 증배기(1735) 사이에 저압 영역을 생성함으로써 필터(1730)를 통한 유동 저항을 보상하도록 구성된다.
작동 시, 흡입 발생기(1710)는 양압 입력 포트들(1711, 1714)에서 양압 기체(1721)를 수용하고, 각각 양압 기체(1721)를 유동 증배기들(1715, 1735)로 향하게 한다. 유동 증배기(1715, 1735)는 양압 기체(1721)로부터 유동 증배기(1715, 1735)에 먼 저압 영역을 생성하도록 구성된다. 혼합된 저압 영역은 유입구 포트(1712, intake port) 부근의 저압 영역(1722)을 생성한다. 저압 영역(1722)은 대기압보다 낮은 압력을 갖는다. 주위 공기 압력은 저압 영역(1722) 내의 압력을 극복하여 흡입 발생기(1710) 내에서 흡입력을 생성한다. 저압 영역(1722)은 물질(예컨대, 액체, 기체 및 고체)을 유입구 포트(1712)를 통해 흡입 발생기(1710)로 끌어 당긴다. 일반적인 동작에서, 흡입 발생기(1710)로 끌어온 물질은 필터(1730) 및 배기 출력(1713, exhaust output)을 통해 유동 증배기(1715, 1735)에 의해 추진된다.
유동 증배기들(1715, 1735)은 코안다 효과, 벤츄리 효과, 유체 동반 및 흡입 발생기(1710)를 통한 유출물 유동을 생성하고 가속하기 위한 유체 유도를 포함하는 유체 역동적인 원리를 각각 이용한다. 코안다 효과는 필터(1730)의 양측에 있는 유동 증배기들(1715, 1735)에 의해 사용될 수 있다. 도 17은 유동 증배기들(1715, 1735)만을 도시하고 있지만, 유동 증배기들(1715, 1735)과 유사한 복수의 유동 증배기들이 필터(1730) 전후에 직렬 또는 병렬로 결합 될 수 있음을 알아야 한다.
그러나, 배기 출력(1713) 및/또는 필터(1730)(또는 가압 여과액(1727, pressurized filtrate)을 운반하기 위해 연결된 튜브)는 막히거나 차단될 수 있다. 이것이 일어날 때, 방해물은 유출물의 전부 또는 상당 부분이 배기 출력(1713)으로부터 유출되는 것을 방지 할 수 있다. 유출물이 배기 출력(1713)으로부터 유출 될 수 없는 경우, 유출물은 대신 유입구 포트(1712) 밖으로 배출 될 수 있다. 방해물이 배기 출력(1713)을 차단하면 양압 기체(1721)의 유동은 유입구 포트(1712)로부터 흘러 나오게 되어 다른 곳에서는 흐르지 않고 유입구 포트(1712)로부터 흘러 나오는 양압 기체(1721)를 제공한다.
체크 밸브(1716)는 저압 영역(1722)이 생성되게 하는 흡입 발생기(1710)의 하나 이상의 구성 요소에 양압 기체(1721)의 공급을 차단함으로써 흡입 발전기(1710)의 작동을 정지시킬 수 있다. 체크 밸브(1716)는 물질의 어떠한 역류가 흡기 포트(1712)를 통해 존재하는 것을 방지함으로써 흡입 발생기(1710)의 작동을 정지시킬 수 있다. 예를 들어, 체크 밸브(1716)는 유입구 포트(1712)와 일렬로 배치 될 수 있다. 체크 밸브(1716)는 유동이 유입구 포트(1712)를 빠져 나가는 방식으로 물질이 유동하기 시작할 때 작동 할 수 있다. 체크 밸브(1716)는 일단 활성화되면, 활성화된 상태를 유지하여 양압 기체(1721)가 제거(즉, 턴 오프)되거나 막힘이 제거 될 때까지 유입구 포트(1712)로부터의 어떠한 유동도 방지하도록 구성 될 수 있다.
역류 알람(1717, Backflow alarm)는 사용자에게 폐색의 존재를 흡입 발생기(1710)에 경고하도록 구성된다. 역류 알람(1717)은 체크 밸브(1716)의 작동에 응답하여 역류 알람(1717)을 활성화시키기 위해 체크 밸브(1716)에 작동 가능하게 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 막힘에 응답하여, 흡입 발생기(1710)는 흡기 포트(1712)로부터 유출물의 역류를 정지(즉, 방지) 할뿐만 아니라 사용자에게 막힘을 경고한다.
필터(1730)는 그 조합을 포함하는 기계적, 생물학적, 화학적 또는 다른 유형의 필터를 포함 할 수 있다. 필터(1730)는 적어도 하나의 필터 입구 포트 및 적어도 하나의 필터 출력 포트(filter output port)를 포함한다. 적어도 하나의 필터 입구 포트는 수술 부산물 및 양압 기체(1721)가 필터(1730)를 통과하도록 유동 증배기(1715)에 연결된다. 적어도 하나의 필터 출력 포트는 유동 증배기(1735)에 연결된다.
흡입 발생기(1710)는 유동 증배기(1735)를 포함한다. 유동 증배기(1735)는 필터(1730)의 입력 포트와 유체 연통한다. 동자 시, 유동 증배기(1735)는 양압 입력 포트(1714)에서 양압 기체(1721)를 수용하여 필터(1730)와 유동 증배기(1735) 사이의 저압 영역을 생성한다. 유동 증배기(1735)는 필터(1730)의 유동 저항에 기인하는 유동 및/또는 압력(흡입) 손실을 보상하도록 구성 될 수 있다. 예를 들어, 유동 증배기(1735)는 필터(1730)의 유동 저항의 일부(예를 들어, 1/4, 1/2 등)를 보상 할 수 있다. 유동 증배기는 필터(1730)의 유동 저항(예를 들어, 1.25x, 1.5x 또는 2x)을 더 보상하도록 구성 될 수 있다. 유동 증배기(1735)는 배기 출력(1713)에 연결된다. 유동 증배기(1735)는 필터(1730)로부터 배기 출력(1713) 밖으로 여과액을 배출하도록 구성된다.
도 18은 보상된 필터링 흡입 시스템을 작동하는 방법을 예시하는 블록도이다. 도 18에 도시된 단계들은 보상된 필터링 흡입 시스템(1700)의 하나 이상의 요소들에 의해 수행 될 수 있다. 가압 기체 유동이 제 1 입력 포트 및 제 2 입력 포트에서 수용된다(1802). 예를 들어, 양압 입력 포트(1711)는 양압 기체(1721)를 수용하여 유동 증배기(1715)에 공급하도록 구성된다. 저압 영역이 흡입 포트근처에서 생성된다(1804). 예를 들어, 진공 발생기(1710)는 양압 기체(1721)를 사용하여 유동 증배기(1715. 1735)를 통해 유입구 포트(1712) 근처의 저압 영역(1722)을 생성하도록 구성된다. 물질의 유동은 흡입 시스템 내로 당겨진다(1806). 예를 들어, 저압 영역(1722)은 대기압보다 낮다 이것은 물질의 유동이 유입구 포트(1712)로 들어가게 한다. 유입구 포트(1712) 물질의 유동을 생성하고 흡입 발생기(1710)을 통해 물질의 유동을 유도하도록 구성된다. 가압 기체 유동 및 물질의 유동을 포함하는 혼합 된 유동은 필터를 통과한다(1808). 예를 들어, 유동 증배기(1715)는 필터(1730)를 통해 결합 된 유동(양압 기체(1721) 및 유입구 포트(1712)에서 수용된 물질의 유동을 포함 할 수 있음)을 지향 시키도록 구성된다. 혼합된 유동에 포함 된 입자는 필터에 포획되고 여과액은 필터를 통과하여 제 2 유동 증배기로 전달된다(1810). 예를 들어, 필터(1730)는 유동 증배기(1715)와 유동 증배기(1735) 사이에 배치된다. 필터(1730)는 입자를 포획하고 여과 물을 유동 증배기(1735)로 유도하도록 구성된다. 필터와 유동 증배기(1812) 사이에 저압 영역이 생성된다. 예를 들어, 유동 증배기(1735)는 필터(1730)와 배기 출력(1713) 사이에 배치된다. 유동 증배기(1735)는 필터(1730)와 유동 증배기(1735) 사이에 저압 영역을 생성하도록 구성된다. 여과액은 유동 증배기를 통과하여 배기 포트 밖으로 전달된다(1814). 유동 증배기(1735)는 필터(1730)로부터 여과액을 수용하고 여과액을 배출 포트(1713) 밖으로 통과 시키도록 구성된다.
도 19는 조절 가능한 압력 갭(pressure gap)을 갖는 흡입 장치(1900, suction device with adjustable pressure gap)를 도시한다. 조절 가능한 압력 갭을 갖는 흡입 장치(1900)는 흡입 시스템(100), 역류 방지 장치를 갖는 흡입 시스템(300), 역류 경보를 갖는 흡입 시스템(400), 안전 피쳐들을 갖는 흡입 시스템(500), 필터링 흡입 시스템(1000), 양압 작동 흡입 장치(1200), 역류 방지를 갖는 양압 작동 흡입 장치 (1300), 역류 경보를 갖는 양압 작동 흡입 장치(1400), 안전 피쳐들을 갖는 양압 작동 흡입 장치(1500) 안전 피쳐들을 갖는 필터링 흡입 장치(1600)의 예시이다. 그러나, 조절 가능한 압력 갭을 갖는 흡입 장치(1900)는 흡입 장치(1910), 양압 입력 포트(1911, positive pressure input port), 입력(1912, input), 출력(1913, output), 유체 가속기(1915), 밸브(1916), 경보(1917), 필터(1930), 조절 가능한 압력 갭(1931) 및 모션 변환기(1942, motion translator)
양압 입력 포트(1911)는 양압(1921, positive pressure)을 수용하도록 구성된다. 양압 입력 포트는 양압 소스에 결합하기 위한 수단을 포함한다. 작동 시, 양압 입력 포트(1911)는 양압(1921)을 조절 가능한 압력 갭(1931)으로 향하게 한다.
조절 가능한 압력 갭(1931)은 양압(1921)을 유체 가속기(1915) 내로 안내하는 환형 개구부를 포함한다. 조절 가능한 압력 갭(1931)의 치수는 사용자 입력을 수신하는 모션 변환기(1942)에 응답하여 조정될 수 있다. 저압 영역(1922)과 대기압 사이의 압력 차이는 조절 가능한 압력 갭(1931)에 의해 제어 될 수 있다. 예를 들어, 조절 가능한 압력 갭(1931)의 치수를 증가시키는 것은 저압 영역(1922)과 주위 공기 압력 사이의 압력 차이를 증가시킬 수 있다. 조절 가능한 압력 갭(1931)의 치수를 감소시키는 것은 저압 영역(1922)과 주위 공기 압력 사이의 압력 차이를 감소시킬 수 있다. 사용자는 흡입하고자 하는 물질의 유형에 따라 저압 영역(1922)과 주위 공기 압력 사이의 압력 차이를 변화 시키도록 선택할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 저압 영역(1922)과 대기압 사이의 압력 차이를 조절하여 액체보다 더 많은 연기를 흡입 할 수 있다. 대안적으로, 사용자는 저압 영역(1922)과 주위 공기 압력 사이의 압력 차이를 조절하여 액체를 흡입 할 수 있다.
모션 변환기(1942)는 사용자 입력을 조절 가능한 압력 갭(1931)의 조절로 변환하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 모션 변환기(1942)는 조절 가능한 압력 갭(1931)의 치수를 조정하기 위해 사용자 입력으로부터의 큰 운동을 보다 작은 운동으로 변환하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 모션 변환기(1942)는 사용자의 회전 입력을 조절 가능한 압력 갭(1931)의 치수의 선형 조정으로 변환시키는 회전 가능한 요소를 포함하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 모션 변환기는 조정 가능한 압력 갭(1931)의 치수를 조정하는 슬라이딩 부재(sliding member)를 포함 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 모션 변환기(1931)는 조정 가능한 압력 갭(1931)의 치수를 조정하기 위해 더 큰 사용자 입력 운동을 보다 작은 사용자 입력 운동으로 변환하기 위한 레버(lever)를 포함 할 수 있다.
도 20은 조절 가능한 압력 갭을 갖는 흡입 장치를 작동시키는 방법을 설명하는 도면이다. 도 20에 도시 된 단계는 조절 가능한 압력 갭을 갖는 흡입 장치(1900)의 하나 이상의 요소에 의해 수행 될 수 있다. 가압 기체 유동이 입력 포트에서 수용된다(2002). 예를 들어, 조절 가능한 압력 갭을 갖는 흡입 장치(1900)는 양압(1921)을 수용하여 이를 조절 가능한 압력 갭(1931)에 공급하도록 구성된 입력 포트(1911)를 포함한다. 가압 기체 유동은 조절 가능한 압력 갭에 공급된다(2004). 예를 들어, 양압 입력 포트(1911)는 조절 가능한 압력 갭(1931)에 연결된다. 양압 입력 포트(1911)는 양압(1921)을 조절 가능한 압력 갭(1931)에 공급하도록 구성된다. 사용자 입력은 조절 가능한 압력 갭의 조정으로 변환된다(2006). 예를 들어, 모션 변환기(1942)는 사용자 입력을 수신하고 조절 가능한 압력 갭(1931)에 대한 조정으로 사용자 입력을 번역하도록 구성된다. 흡입 포트 근처에서 저압 영역이 생성된다(2008). 예를 들어, 유체 가속기(1915)는 양압(1921)으로부터 입력(1012) 근처의 저압 영역(1922)을 생성하도록 구성된다. 조절 가능한 압력 갭(1931)은 저압 영역(1922)과 주위 공기 압력 사이의 압력 차이를 변경하도록 조정 가능하도록 구성된다. 물질의 유동은 흡입 장치로 끌어 당겨진다(2010). 예를 들어, 유체 가속기(1915)는 대기압보다 낮은 압력 영역(1922)을 생성한다. 이는 물질의 유동이 흡입 장치(1910) 내로 당겨지게 한다. 가압 기체 유동 및 흡입 포트에서 수용된 물질의 유동을 포함하는 혼합된 유동은 필터를 통과한다(2012). 예를 들어, 유체 가속기(1915)는 필터(1930)에 연결된다. 유체 가속기(1915)는 필터(1930)를 통해 혼합된 유동(양압(1921) 및 입력(1912)에서 수신 된 물질의 유동을 포함 할 수 있음)을 통과 시키도록 구성된다. 혼합된 유동에 포함 된 입자는 필터 내에 포획되고 여과액은 필터를 통해 출력 포트(2014)로 통과된다. 예를 들어, 필터(1930)는 고체를 포획하고 압축 된 여과액(1927)을 출구(1913)로 통과 시키도록 구성된다.
도 21a는 역류 방지 밸브(backflow prevention valve)를 구비하는 흡입 장치(2100)를 나타내는 블록도이다. 역류 방지 밸브를 구비하는 흡입 장치(2100)는, 흡입 시스템(100), 역류 방지 장치를 갖는 흡입 시스템(300), 양압 작동 흡입 장치(1200), 역류 방지를 갖는 양압 작동 흡입 장치 (1300), 조절 가능한 압력 갭을 갖는 흡입 장치(1900)의 예시이다. 도 21a에 도시된 바와 같이, 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)는 가압 기체 포트(2111, pressurized gas port, 양압 유입구와 같은), 흡입 어셈블리(2112), 노즐(2114, nozzle), 유체 가속기(2115) 및 역류 방지 밸브(2116)를 포함한다.
역류 방지 밸브가 부착 된 흡입 장치(2100)는 노즐(2114) 부근에 흡입을 생성하기 위해 코안다 효과 기반의 유체 가속기(2115)를 사용한다. 흡입은 외부 흡입 펌프가 아닌 유체 가속기(2115)에 제공되는) 양압 공급(2121, 일반적으로 대기압보다 높음)의 유동으로부터 역류 방지 밸브를 구비 한 흡입 장치(2100)에 의해 주로 생성된다(장치는 흡입 펌프). 역류 방지 장치를 갖는 흡입 장치(2100)는 연기, 조직 및 체액과 같은 의학적 또는 수술적 부산물을 제거하는데 사용될 수 있다. 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)는 가압 기체가 '역' 방향으로 흐르고 노즐(2114)로부터 잘못된 방향으로 유동하는 것을 방지하는 역류 방지 밸브(2116)를 포함한다. 다시 말해서, 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)는 가압 기체가 노즐(2114) 밖으로 유출되는 것을 방지하도록 구성되어 문제를 유발하거나 환자를 부상시킬 수 있다.
역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)는 가압 기체 포트(2111)를 포함한다. 가압 기체 포트(2111)는 양압 공급(2121)을 수용하여 그것을 도관(2129, conduit, 환형 개구부와 같은)에 공급하도록 구성된다. 도관(2129)의 치수는 유동 제어부(2120, flow controller)를 통해 조정 가능하여 노즐(2114) 근처에서 생성 된 저압 영역과 대기압 사이의 차이를 제어한다. 튜브는 가압 기체 포트(2111) 양압 공급(2121)를 공급하는데 사용될 수 있다. 일부 실시 예에서, 가압 기체 포트(2111)는 가압 기체 포트(2111)에 튜빙을 연결하기 위한 피팅을 포함 할 수 있다. 사용할 수 있는 피팅의 일부 유형에는 미늘, 퀵 커플링 또는 압축 피팅이 포함된다.
역류 방지 밸브를 갖는 흡착 장치(2100)는 흡입 어셈블리(2112, suction assembly)를 포함한다. 흡입 어셈블리(2112)는 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)로 흡입 장치의 원위 단부에 배치된다. 흡입 어셈블리(2112)는 역류 방지 밸브 (2116)를 수용하도록 구성된다. 흡입 어셈블리는 역류 방지 밸브가 작동 될 때 적어도 양압 공급(2121)의 유동을 배기 포트들(2181, exhaust ports) 밖으로 유도하도록 구성된 배기 포트들(2181)를 포함한다.
역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)는 노즐(2114)을 포함한다. 도 21a는 좁은 원위 단부(narrow distal end) 및 넓은 근위 단부(wide proximal end)를 갖는 원뿔형 캐비티(conical cavity)를 포함하는 노즐(2114)의 일 실시 예를 도시한다. 좁은 원위 단부는 노즐(2114)에 액세서리(예를 들어, 튜빙, 바늘 등)를 부착하기 위한 프레스 끼워 맞춤 마찰 피팅(press-fit friction fittings), 미늘, 나사산, 루어 피팅(Luer fittings) 또는 일부 다른 수단을 포함하도록 구성 될 수 있다. 노즐(2114)은 흡입 어셈블리(2112)에 연결되도록 구성된 근위 단부를 포함한다. 노즐(2114)은 물질의 유동/흡입 유동(2124, flow of matter/suction flow)을 수용하여 이를 흡입 어셈블리(2112)에 공급하도록 구성된다. 노즐(2114)은 교체 가능하도록 구성된다. 특정 용도로 구성된 노즐(2114)의 다른 실시 예는 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)와 함께 사용될 수 있다. 일부 실시 예에서, 노즐(2114)은 노즐(2114)의 벽에 방사상으로 배열 된 개구부들을 포함 할 수 있다. 상기 개구부들은 노즐(2114) 근처에 추가의 흡입을 제공한다. 일부 실시 예에서, 개구는 벤츄리 효과를 이용하도록 구성 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 개구부는 사용자 입력에 응답하여 개폐되도록 구성 될 수 있다.
역류 방지 밸브 부착 흡입 장치(2100)는 유체 가속기(2115)를 포함한다. 유체 가속기(2115)는 유체 가속기 유입구(2118), 유체 가속기 하우징(2119, fluid accelerator housing), 유동 제어부(2120) 및 도관(2129)을 포함한다. 유체 가속기(2115)는 양압 공급(2121)으로부터 노즐(2114) 근처의 저압 영역을 생성하도록 구성된다. 유체 가속기(2115)는 코안다 효과를 이용하도록 구성 될 수 있다. 유체 가속기(2115)는 양압 공급(2121)을 수용하여 노즐(2114) 근처의 제 1 저압 영역을 생성하도록 구성된다. 유체 가속기는 노즐(2114)에서 수용된 물질의 유동/흡입 유동(2124)을 가속시키고 가압 폐기 포트/출구 포트(2113, waste port/outlet port) 밖으로, 양압 유출물(2123, 양압 공급(2121) 및 물질의 유동/흡입 유동(2124)을 포함 할 수 있는)을 배출하도록 구성된다. 노즐(2114) 근처에서 생성된 저압 영역과 대기압 사이의 압력 차이는 유동 제어부(2120)에 의해 조정될 수 있다. 유동 제어부(2120)는 액체보다 더 많은 기체를 흡입하도록 조정될 수 있다. 유동 제어부(2120)는 액체를 흡입하도록 조절될 수 있다.
유체 가속기(2115)는 유체 가속기 유입구(2118, Fluid accelerator intake)를 포함한다. 유체 가속기 유입구(2118)는 역류 방지 밸브(2116)와 유체 가속기(2115) 사이에 배치된다. 유체 가속기 유입구(2118)는 노즐(2114)에서 수용된 물질의 유동을 유체 가속기(2115)에 공급하도록 구성된다. 유체 가속기 유입구(2118)는 가변 치수(variable dimension)를 갖는 복수의 원뿔형 캐비티를 포함한다. 원뿔형 캐비티는 각각 넓은 원위 단부와 좁은 근위 단부를 포함한다. 일부 실시 예에서, 원뿔형 캐비티는 벤츄리 효과를 이용하도록 구성 될 수 있다. 유체 가속기 유입구(2118)는 유체 가속기(2115)를 연결하도록 구성된다. 유체 가속기 유입구(2118)는 근위 단부에 배치된 테이퍼-섹션(tapered-section)을 포함하는 기하학적 구조를 포함 할 수 있다. 유체 가속기 유입구(2118)의 테이퍼-섹션(tapered-section)은 도관(2129)을 형성하도록 유동 제어부(2120)와 결합하여 구성 될 수 있다. 유체 가속기 유입구(2118)의 근위 단부에 배치 된 테이퍼-섹션의 기하학적 구조는 유체 가속기(2115)의 내부 벽에 대하여 소정 각도로 유체 가속기(2115)에 양압 공급(2121)을 공급하도록 구성 될 수 있다.
유체 가속기(2115)는 유체 가속기 하우징(2119)을 포함한다. 유체 가속기 하우징(2119)은 역류 방지 밸브로 흡입 장치의 근위 단부 근처에 배치된다. 유체 가속기 하우징(2119)은 가압 기체 포트(2111) 및 유동 제어부(2120)에 연결되도록 구성된다. 유체 가속기 하우징(2119)은 유동 제어부(2120)에 연결되도록 구성된 나사산을 포함 할 수 있다. 나사산은 유동 제어부(2120)의 회전 운동을 도관(2129)의 치수를 조정하는 직선 운동으로 변환하도록 구성 될 수 있다. 유체 가속기 하우징(2119)은 제 1 단부에 제 1 개구부 및 제 2 단부에 제 2 개구부를 갖는 대체로 원통형 캐비티를 포함한다. 원통형 캐비티는 유체 가속기 하우징(2119)의 내부 벽에 의해 형성된다. 유체 가속기 하우징(2119)은 제 1 단부 부근의 내벽에 도관(2129)을 포함한다. 도관(2129)은 유체 가속기(2115)의 내벽에 대하여 소정 각도로 양압 공급(2121)을 공급하도록 구성 될 수 있다.
유체 가속기(2115)는 유동 제어부(2120)를 포함한다. 유량 제어부는 가압 폐기 포트/출구 포트(2113, waste port/outlet port)를 포함한다. 유동 제어부(2120)는 유체 가속기 하우징(2119)에 연결되도록 구성된다. 유동 제어부(2120)는 가압 된 폐기물 포트(1913)를 포함한다. 유동 제어부(2120)는 유동 제어부(2120)의 원위 단부에 배치된 플레어드 요소(flared element)를 포함 할 수 있다. 플레어드 요소는 유체 가속기 유입구(2118)와 조합하여 유체 가속기(2115)의 내부 벽에 대해 일정 각도로 양압을 공급하도록 구성 될 수 있다. 유동 제어부는 도관(2129)을 조정하도록 회전 가능하다. 도관(2129)은 주변 공기와 노즐(2114)에서 저압 영역 사이의 압력 차이를 제어하도록 조절 가능하다. 도관(2129)의 치수는 유체 가속기(2115)에 의해 제공되는 고체 흡입 및 액체 흡입에 대한 기체 흡입의 비율을 제어하도록 조절 될 수 있다. 도관(2129)은 캐비티에 진입하는 가압 기체가 도관(2129)을 정의하는 구조의 부분의 곡면에 부착하여 가속된 유동의 전체 질량 유량을 증가시키는 저압 영역을 생성하는 프로파일을 갖는다. 유동 제어부(2120)는 유동 제어부(2120)와 유체 가속기 하우징(2119) 사이의 밀봉을 제공하기 위해 O-링을 포함 할 수 있다.
유동 제어부(2120)는 가압 폐기 포트/출구 포트(2113, pressurized waste port/outlet port)를 포함한다. 가압 폐기 포트/출구 포구(2113)는 유량 제어부(2120)의 근위 단부에 배치되어있다. 가압 폐기/출구 포구(2113)는 양압 유출물(2123)을 폐기 저장소(waste repository)로 유도하도록 구성된다. 폐기물 저장소는 수집 캐니스터(collection canister), 배수구(waste drain), 튜빙 또는 양압 유출물을 운반 할 수 있는 배관을 포함 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 가압 폐기 포트/출구 포트(2113)는 튜브에 결합하기 위한 피팅을 포함 할 수 있다. 사용할 수 있는 피팅의 일부 유형에는 미늘, 퀵 커플링 또는 압축 피팅을 포함한다. 도 21a에 도시 된 실시 예에서, 가압 폐기 포트/출구 포구(2113)는 가압 폐기 포트/출구 포구(2113)를 배관에 연결하기 위한 O-링을 포함한다.
유체 가속기(2115)는 도관(2129)을 포함한다. 환형 개구부는 유체 가속기 유입구(2118, fluid accelerator intake)와 유체 가속기 하우징(2119) 사이에 배치된다. 도관(2129)은 양압 공급(2121)이 도관(2129)을 통해 유동하여 저압 영역이 노즐(2114) 근처에서 생성되도록 허용하는 제트 개구부(jet opening)를 형성한다. 도관(2129)은 가압 기체 포트(2111)로부터 양압 공급(2121)을 수용하여 유체 가속기(2115)에 공급하도록 구성된다. 유체 가속기 유입구(2118)의 근위 단부 및 유동 제어부(2120)의 원위 단부는 도관(2129)을 형성하도록 구성 될 수 있다. 도관(2129)은 양압 공급(2121)이 원통형 캐비티의 내벽에 대해 각도(예를 들어, 0° - 90°)로 유체 가속기(2115)에 진입하도록 구성 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 더 예각(예를 들어, 30°-50°)이 바람 직 할 수 있다.
역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)는 역류 방지 밸브(2116)를 포함한다. 역류 방지 밸브(2116)는 역류 방지 밸브 바디(2180, backflow prevention valve body)와 다이어프램(2185, diaphragm)을 포함한다. 역류 방지 밸브(2116)는 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100) 내부의 공기 유동 경로를 따라 배치된다. 정상적인 작동 동안, 역류 방지 밸브(2116)는 노즐(2114) 근처에서 최대 흡입을 제공하도록 배기 포트들(2181)을 차단하도록 구성된다. 역류 방지 밸브(2116)는 저압 영역이 생성되도록 하는 유체 가속기(2115)의 하나 이상의 구성 요소에 양압 공급(2121)을 차단함으로써 유체 가속기(2115)의 작동을 정지시킬 수 있다. 역류 방지 밸브(2116)는 물질이 흡입 어셈블리(2112) 또는 노즐(2114)을 통해 배출되는 것을 '역전'시키는 것을 정지 시키도록 구성된다. 역류 방지 밸브(2116)는 한번 활성화되면, 활성화 된 상태를 유지하여 양압 기체 공급이 제거(즉, 턴 오프)되거나 막힘이 제거 될 때까지 흡입 어셈블리(2112) 또는 노즐(1214)로부터의 어떠한 유동도 방지하도록 구성 될 수 있다.
역류 방지 밸브(2114)는 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100) 내에서 양압 공급(2121)이 원하는 한계를 초과하여 증가하는 것을 방지하도록 작동 될 때 적어도 양압 공급(2121)을 배기 포트(2181)밖으로 전환하도록 구성 될 수 있다. 이 예에서, 배기 포트(2181)는 흡입 어셈블리(2112)에 일체형이다. 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)의 일부분 내에 방해물 또는 막힘이 있는 경우, 역류 방지 밸브(2116)는 흡입 어셈블리(2112) 내에서 이동하여 배기 포트들(2181)을 개방하도록 구성된다. 배기 포트들(2181)를 개방함으로써, 양압 기체(2121)가 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)로부터 빠져 나간다.
역류 방지 밸브(2116)는 다이어프램(2185)을 포함한다. 다이어프램(2185)은 가요성 재료로 구성된다. 다이어프램(2185)은 유동에 응답하여 휘어 지도록 구성된다. 다이어프램(2185)은 유동 방향으로 구부림으로써 정상 작동 중에 역류 방지 밸브(2116)를 통해 제 1 방향으로 유동을 허용하도록 구성된다. 다이어프램(2185)은 양압 공급(2121)이 역류 방지 밸브 바디(2180)를 제 2 방향으로 통과하는 것을 방지하도록 구성된다. 역류 방지 밸브 바디(2180)는 다이어프램(2185)의 굽힘을 제 2 방향으로 제한하도록 구성된 구조적 요소들을 포함한다. 역류 방지 밸브(2116)는 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100) 또는 그 일부가 막히거나 차단되는 경우에 작동하도록 구성된다. 작동 시, 양압 공급(2121)은 굽힘이 역류 방지 밸브 바디(2180)에 의해 제한 될 때까지 다이어프램(2185)을 휘게 한다. 다이어프램(2185)의 굽힘이 역류 방지 밸브 바디(2180)에 의해 제한 될 때, 양압 공급(2121)은 다이어프램(2185)에 힘을 가한다. 다이어프램(2185)은 양압 공급(2121)으로부터의 힘을 역류 방지 밸브(2116)에 전달하여 역류 방지 밸브 바디(2180)가 흡입 어셈블리(2112) 내에서 미끄러지도록 한다. 역류 방지 밸브 바디(2180)가 작동 될 때, 적어도 양압 공급(2121)의 유동은 흡입 어셈블리(2112) 또는 노즐(2114)에서 빠져 나가는 것이 방지된다. 다이어프램(2185)은 역류 방지 밸브(2116)가 작동 될 때 배기 포트(2181)를 통해 양압 공급을 지향하도록 구성 될 수 있다.
도 21b는 각도(2128)가 측정되는 장치의 중심 축(2126)을 도시한다. 입구 포트(2117)는 유체 가속기(2115)의 일 단부에 위치되고 출구 포트(2113)는 반대 단부에 위치된다. 저압 챔버(2127, low pressure chamber)는 유체 가속기(2115)의 내부 체적이며, 여기서 물질의 유동/흡입 유동(2124)이 생성된다.
도 21c 및 도 21d는 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)의 도관(2129)의 확대도이다. 제 1 중공 세그먼트(2122, First hollow segment), 유체 가속기 하우징(2119) 및 제 2 중공 세그먼트(2125)는 도관(2129)을 형성하도록 구성된다. 제 1 중공 세그먼트(2122)는 제 2 중공 세그먼트(2125)의 제 2 개구부(2134)에 인접 할 수 있는 제 1 개구부(2133)를 포함 할 수 있다. 제 1 대면 표면(2130, first facing surface)은 제 1 개구부(2133)를 적어도 부분적으로 둘러 쌀 수 있다. 제 2 대면 표면(2132)은 제 2 개구부(2134)를 적어도 부분적으로 둘러 쌀 수 있다. 제 1 대면 표면(2130)은 제 2 대면 표면(2132)과 마주 할 수 있다. 제 1 대면 표면(2130) 또는 제 2 대면 표면(2132)은 경사진(beveled), 플레어드(flared), 각진(angled), 또는 이들의 임의의 조합 일 수 있다. 도관(2129)은 압력 갭(2131, pressure gap)을 포함한다. 압력 갭(2131)은 조절 가능하도록 구성된다. 압력 갭(2131)의 치수를 조절하는 것은 도관(2129)을 통해 양압 공급(2121)의 유량을 조절한다. 도관(2129)을 통해 양압 공급(2121)의 유량을 조절하면 노즐(2114) 근처에 생성 된 저압 영역과 주위 공기 압력 사이의 압력 차이를 조절함으로써 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)를 통한 유동을 조절한다. 압력 갭(2131)은 유체 가속기(2115)에 의해 제공되는 고체 흡입에 대한 액체 흡입에 대한 기체 흡입의 비율을 제어하도록 조절 가능하다. 유체 유동을 조정함으로써, 사용자는 원하는 비율의 기체(예를 들어, 연기), 액체 및 고체, 또는 이들 모두의 조합을 흡입하도록 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)를 튜닝 할 수 있다. 도관(2129)은 양압 공급(2121)이 유체 가속기(2115)의 내벽에 대해 각도(예를 들어, 0°-90°)로 유체 가속기(2115)에 진입하도록 구성 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 더 예각(예를 들어, 30°-50°)이 바람 직 할 수 있다.
도관(2129)은 부분적으로 제 1 중공 세그먼트(2122)로 구성된다. 제 1 중공 세그먼트(2122)의 근위 단부 및 제 2 중공 세그먼트(2125)의 원위 단부는 양압 공급(2121)이 도관(2129)을 통해 유동하도록 허용되는 제트 개구부를 형성한다. 제 1 중공 세그먼트(2122)의 근위 단부는 양압 공급(2121)의 유동을 지향하도록 구성된 기하학적 구조를 포함 할 수 있다.
도관(2129)은 유체 가속기 하우징(2119)으로 부분적으로 구성된다. 유체 가속기 하우징(2119)은 가압 기체 포트(2111)에 연결된다. 유체 가속기 하우징은 양압 공급(2121)을 수용하여 도관(2129)에 공급하도록 구성된다. 유체 가속기 하우징(2119)은 제 2 중공 세그먼트(2125)에 결합하도록 구성된 나사산을 포함 할 수 있다. 상기 나사산은 압력 갭(2131)이 제 2 중공 세그먼트(2125)를 회전시킴으로써 조절되도록 한다. 제 2 중공 세그먼트(2125)는 압력 갭(2131)을 조절하기 위해 회전 운동을 직선 운동으로 변환하도록 구성 될 수 있다.
도관(2129)은 부분적으로 제 2 중공 세그먼트(2125)로 구성된다. 제 2 중공 세그먼트(2125)의 원위 단부는 유체 가속기(2115)의 내부 벽에 대하여 소정 각도로 유체 가속기에 들어가기 위해 양압 공급기(2121)를 지향하도록 플레어드 될 수 있다. 제 2 중공 세그먼트(2125)는 유체 가속기 하우징(2119)과 결합하도록 구성된 나사산을 포함 할 수 있다. 나사산은 제 2 중공 세그먼트(2125)의 회전 운동을 압력 갭(2131)을 조정하는 직선 운동으로 변환하도록 구성 될 수 있다. 압력 갭(2131)의 조절은 노즐(2114) 근처에서 생성 된 저압 영역과 대기압 사이의 차이를 조절한다.
도 21c는 도관(2129)을 도시하는 도면이다. 도 21c에 도시 된 바와 같이, 압력 갭(2131)은, 도 21c에 도시 압력 갭(2131)에 대해 도관(2129)을 통한 양압 공급(2121)의 증가된 유동을 허용하도록 조절된다. 도 21c에 도시 된 바와 같이 압력 갭(2131)은도 21d에 도시 된 압력 갭 (2131)보다 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)를 통해 더 많은 유동을 생성함으로써 노즐(2114) 근처에서 생성 된 저압 영역과 대기압 사이에 더 큰 차이를 발생시킨다.
도관(2129)은 중심 축(2126)에 대한 각도(2128)를 포함한다. 중심 축(2126)에 대한 각도(2128)는 유체 가속기(2115)에 대하여 소정 각도로 가압 기체 포트(2111)로부터 수용된 압력을 공급하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 중심 축(2126)에 대한 각도(2128)는 흡입을 발생시키는 코안다 효과를 이용하도록 구성 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 중심 축(2126)에 대한 각도(2128)는 예각(예를 들어, 0° -90°) 일 수 있다. 일부 실시 예에서, 중심 축(2126)에 대한 각도(2128)는 30° 내지 60° 일 수 있다. 일부 실시 예에서, 중심 축(2126)에 대한 각도(2128)는 55° 일 수 있다.
도 21d는 도관(2129)을 도시하는 도면이다. 도 21d에 도시 된 바와 같이, 압력 갭(2131)은 도 21c에 도시 된 압력 갭(2131)에 대해 도관(2129)을 통한 양압 공급(2121)의 감소 된 유동을 허용하도록 조절된다. 도 21d에 도시 된 바와 같이 압력 갭(2131)은 도 21c에 도시 된 압력 갭(2131)보다 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)를 통해 더 적은 유동을 생성함으로써 노즐(2114) 근처에서 생성된 저압 영역과 주변 공기 압력 사이의 작은 차이를 발생시킨다.
도 21e는 정상 작동 중에 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)의 작동을 설명하는 도면이다. 역류 방지 밸브(2116)는 흡입 어셈블리(2112) 내에서 근위 및 원위 방향으로 이동하도록 구성된다. 정상 작동 중, 역류 방지 밸브(2116)는 흡입 어셈블리(2112) 내의 근위 위치로 미끄러져서 배기 포트(2181)를 차단하고 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)를 통한 유동을 허용한다. 막힘이 발생하는 경우, 역류 방지 밸브(2116)는 흡입 어셈블리(2112) 또는 노즐(2114)을 통한 역류를 방지하도록 흡입 어셈블리(2112) 내의 말단 위치로 미끄러진다. 말단 위치에서, 역류 방지 밸브는 배기 포트들(2181)을 개방하여 적어도 양압 공급(2121)을 배기한다.
작동 시, 양압 공급(2121)이 가압 기체 포트(2111)로 도입된다. 가압 기체 포트(2111)는 도관(2129)을 통해 유체 가속기(2115)에 양압 공급(2121)을 공급한다. 도관(2129)을 통한 유동량은 유동 제어부(2120)를 조정함으로써 제어된다. 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)의 부분, 특히 유체 가속기(2115)는 노즐(2114) 근처에 저압 영역을 생성하여 역류 방지 밸브를 구비 한 흡입 장치(2100)를 통해 물질의 유동/흡입 유동(2124)을 동반 및 유도한다.
작동 시, 유체 가속기(2115)는 압축 기체 포트(2111)에서 양압 공급(2121)을 수용하고 유체 가속기(2115)에 양압 공급부(2121)를 안내함으로써 노즐(2114)에서 저압 영역을 생성한다. 노즐(2114)의 저압 영역은 대기압보다 낮은 압력을 갖는다. 주위 공기 압력은 저압 영역의 압력을 극복하여 노즐(2114)에 흡입력을 생성한다. 노즐(2114) 근처에서 생성 된 저압 영역은 물질/흡입 유동(2124, Flow of matter/suction flow)을 흡입 어셈블리(2112) 내로 끌어 당긴다. 물질의 유동/흡입 유동(2124)은 액체, 기체 및 고체를 포함 할 수 있다. 물질의 유동/흡입 유동(2124)은 유체 가속기(2115)에 의해 가압 폐기 포트/출구 포트(2113)에서 양압 유출물(2123)로서 추진된다. 양압 유출물(2123)은 양압 공급(2121)과 물질의 유동/흡입 유동(2124)의 조합된 유동을 포함 할 수 있다.
도 21f는 장애가 발생했을 때의 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)의 동작을 설명하는 도면이다. 도 21f에 도시 된 바와 같이, 가압 폐기 포트/출구 포트(2113)는 방해물(2150, obstruction)에 의해 차단된다. 방해물(2150)은 양압 공급(2121)의 전부 또는 상당 부분이 가압 폐기 포트/출구 포트(2113)로부터 유출되는 것을 방지 할 수 있다. 역류 방지 밸브(2116)가 없는 경우, 양압 공급(2121)(또는 양압 공급(2121)과 양압 유출물(2123)의 조합)가 가압 폐기 포트/출구 포트(2113)로부터 유출 될 수 없으면, 양압 공급(2121) 및 양압 유출물(2123)은 대신에 노즐(2114) 밖으로 배출 될 수 있다. 유출물(및 특히 양압 공급(2121)의)의 배출은 바람직하지 않으며 노즐(2114) 부근의 아이템(예를 들어, 환자) 에 손상 또는 다른 문제를 야기 할 수 있다. 그러나, 역류 방지 밸브(2116)는 적어도 양압 공급(2121) 및 양압 유출물(2123)의 유동이 노즐(2114)을 통해 배출되는 것을 정지 시키도록 구성된다.
역류 방지 밸브(2116)는 노즐(2114)을 통해 물질의 유동이 역류하는 것을 방지함으로써 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)의 작동을 정지시킬 수 있다. 역류 방지 밸브(2116)는 역류 방지 밸브 바디(2180), 배기 포트(2181) 및 다이어프램(2185)을 포함한다. 역류 방지 밸브(2116)는 유동이 노즐(2114)을 빠져 나가는 방식으로 물질이 유동하기 시작할 때 활성화 될 수 있다. 역류 방지 밸브(2116)는 일단 활성화되면, 활성화 상태를 유지하여 양압 공급(2121)이 제거(즉, 턴 오프)되거나 방해물(2150)이 제거 될 때까지 노즐(2114)로부터의 어떠한 유동도 방지하도록 구성 될 수 있다.
도 21f는 막힘이 발생한 경우, 역류 방지를 갖는 흡입 장치(2100)의 동작을 도시하는 도면이다. 방해물(2150)은 양압 공급(2121)이 가압 폐기 포트/출구 포트(2113)를 빠져 나가는 것을 방지한다. 양압 공급(2121)은 방해물(2150)에 의해 가압 폐기 포트/출구 포트(2113)를 빠져 나갈 수 없기 때문에, 양압 공급(2121)의 유동은 노즐(2114)을 향한 방향을 역전시킨다. 양압 공급(2121)은 다이어프램(2185)이 역류 방지 밸브 바디(2180)에 대해 휘어 지도록 한다.
도 22a는 역류 방지 밸브(2200)의 분해도를 나타내는 도면이다. 역류 방지 밸브(2220)는 역류 방지 장치(316), 역류 방지 장치(516), 역류 방지 장치(716), 역류 방지 밸브(1316), 역류 방지 밸브(1516), 역류 밸브(1616), 체크 밸브(1716), 밸브(1916) 및 역류 방지 밸브(2116)의 예시이다; 그러나, 역류 방지 밸브(2200)는 대안적인 구성 또는 작동 방법을 포함 할 수 있다.
역류 방지 밸브(2200)는 슬라이딩 바디(2280) 및 다이어프램(2285)을 포함한다.
역류 방지 밸브(2200)는 슬라이딩 바디(2280, sliding body)를 포함한다. 슬라이딩 바디(2280)는 정렬 피쳐들(2282, alignment features), 수 커플링(2283, male coupling), 구멍들(2286, apertures) 및 지지 요소들(2288, support elements)을 포함한다. 슬라이딩 본체(2280)는 하우징, 예를 들어 흡입 어셈블리(2112) 내에 상주하도록 구성된다. 슬라이딩 바디(2280)는 정렬 피쳐들(2282)를 포함한다. 정렬 피쳐들(2282)은 슬라이딩 바디(2280)에 함유물(incusion)을 포함한다. 정렬 피쳐들은 역류 방지 밸브(2200)가 회전하는 것을 방지하기 위해 하우징에 포함된 정렬 피쳐들과 인터페이스 하도록 구성 될 수 있다. 슬라이딩 바디(2280)는 지지 요소들(2288)을 포함한다. 지지 요소들(2288)은 다이어프램(2285)에 구조적 지지를 제공하도록 구성된다. 다이어프램(2285)은 가요성 재료로 구성된다. 지지 요소들(2288)은 다이어프램(2285)의 굴곡 정도를 하나의 방향으로 제한하도록 구성된다. 양압 공급으로부터의 압력은 지지 요소들(2288)에 의해 다이어프램(2285)으로부터 슬라이딩 바디(2280)로 전달 될 수 있다. 수 커플링은 슬라이딩 바디(2280)를 다이어프램(2285)에 결합하도록 구성된다. 도 22a에 도시 된 바와 같이, 수 커플링(2283)은 스냅 핏(snap-fit)을 사용하여 암 커플링(2284, female coupling)에 결합하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 수 커플링(2283)은 기계적 체결 구(예를 들어, 나사, 볼트, 리벳 등), 접착제가 도포되는 지점 또는 수 커플링(2283)을 암 커플링(2284)에 결합시키는 다른 수단 일 수 있다. 슬라이딩 바디(2280)는 구멍들(2286)을 포함한다. 구멍들(2286)은 슬라이딩 바디(2280)를 통한 물질의 유동을 허용하도록 구성된다.
역류 방지 밸브(2200)는 다이어프램(2285)을 포함한다. 다이어프램(2285)은 반대 방향으로 유동을 허용하면서 일 방향으로 구멍들(2286)을 통한 유동을 차단하도록 구성된다. 다이어프램(2285)은 가요성 재료로 구성된다. 다이어프램(2285)은 압력에 응답하여 휘어 지도록 구성된다. 가압 유동이 방향으로 이동하는 경우, 다이어프램(2285)은 유동이 구멍들(2286)을 통과 할 수 있도록 휘어지게 구성된다. 가압 유동이 반대 방향으로 이동할 때, 다이어프램(2285)은 굽힘이 지지 요소들(2288)에 의해 제한 될 때까지 휘어 지도록 구성된다. 다이어프램(2285)은 압력 소스(pressure source)로부터 슬라이딩 바디(2280)로 압력을 전달하도록 구성된다. 이러한 압력 전달은 슬라이딩 바디(2280)가 하우징 내에서 움직이도록 한다. 다이어프램(2285)은 암 커플링(2284)을 포함한다. 암 커플링(2284)은 다이어프램(2285)을 슬라이딩 바디(2280)에 연결하도록 구성된다. 도 22a에 도시 된 바와 같이, 암 커플링(2284)은 스냅핏 결합을 사용하여 수 커플링(2283)에 결합되도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 암 커플링(2284)은 기계적 패스너(mechanical fastener, 예를 들어, 나사, 볼트, 리벳 등)를 위한 구멍, 접착제가 도포되는 지점, 또는 암 커플링(2284)을 수 커플링(2283)에 결합시키는 다른 수단 일 수 있다.
도 22b는 막힘 중에 역류 방지 밸브(2200)를 도시하는 다이어그램이다. 막힘이 발생한 경우, 압력 소스의 가압으로 인해 다이어프램(2285)이 휘어진다. 다이어프램(2285)의 굽힘은 지지 요소들(2288)에 의해 제한된다. 도 22b에 도시 된 바와 같이, 다이어프램(2285)은 지지 요소들(2288) 상에 놓여있다. 이 작동 모드에서, 다이어프램(2285)은 압력 소스로부터 슬라이딩 바디(2280)로 압력을 전달할 수 있다. 이러한 압력 전달은 역류 방지 밸브(2200)가 작동하게 할 수 있다.
도 22c는 정상 작동 중에 역류 방지 밸브(2200)를 도시하는 도면이다. 정상 작동 중에, 압력 소스로부터의 압력은 다이어프램(2285)을 휘게 하여 개구부(2286)를 통한 유동을 허용한다. 압력 소스로부터의 압력은 다이어프램(2285)에 작용될 수 있다. 수 커플링(2283) 및 암 커플링(2284)에 의해 다이어프램(2285)으로부터 슬라이딩 바디(2280)로 압력이 전달 될 수 있다. 정상 작동 중에, 압력 소스로부터의 압력이 다이어프램(2285)에 작용하여 역류 방지 밸브(2200)가 하우징 내에서 미끄러질 수 있게 한다. 비활성화 될 때, 역류 방지 밸브(220)는 배기 포트들을 차단하도록 구성 될 수 있다.
도 23a는 정상 작동 중에 안전 피쳐들을 갖는 양압 진공 장치(2300, positive pressure vacuum device)의 작동을 도시하는 다이어그램이다.
안전 피쳐들을 갖는 양압 진공 장치(2300)는 흡입 시스템(100), 역류 방지 장치(300), 역류 경보 장치(400), 안전 장치(500)를 갖는 흡입 시스템, 양압 작동 흡입 장치(1200) 역류 방지 장치를 갖는 흡입 시스템(1300), 역류 경보를 갖는 양압 작동 흡입 장치(1400) 및 안전 피쳐들을 갖는 양압 작동 흡입 장치(1500)의 예시이다; 그러나 안전 피쳐들을 갖는 양압 진공 장치(2300)는 대안적인 구성 및 작동 방법을 포함 할 수 있다.
안전 피쳐들을 갖는 양압 진공 장치(2300)는 가압 기체 포트(2311, 양압 입력 포트와 같은), 저압 챔버(2312, low pressure chamber), 유출물 출력(2313, effluent output), 유체 유동 증폭기(2315), 안전 밸브(2316), 안전 밸브 바디(2380, safety valve body) 및 알람/안전 경보(2317, alarm/safety alert)를 포함한다.
작동 중에, 유체 유동 증폭기(2315)는 가압 기체 공급(2321)을 수용하여 저압 챔버(2312) 부근의 저압 영역을 생성한다. 유체 유동 증폭기(2315)는 저압 챔버(2312) 부근의 저압 영역을 생성하기 위해 코안다 효과를 이용하도록 구성 될 수 있다. 저압 영역은 안전 밸브(2316)를 저압 챔버(2312) 내에 근위로 끌어 당겨 역류 전환 포트들(2381, backflow diversion ports)을 차단하고 다이어프램(2385)을 개방한다. 정상 작동 동안, 역류 방지 밸브(2116)는 저압 챔버(2312) 부근에서 최대 흡입을 제공하도록 역류 전환 포트들(2381, backflow diversion ports)을 차단한다. 물질의 유동/흡입 유동(2324, Flow of matter/suction flow)의 유동을 저압 챔버(2312)로 끌어 당긴다. 물질의 유동/흡입 유동(2324)의 유동은 액체, 기체 및 고체를 포함 할 수 있다. 저압 챔버(2127)는 물질의 유동/흡입 유동 (2324)의 유동을 유체 유동 증폭기(2315)로 향하게 한다. 유체 유동 증폭기(2315)는 층류를 발생 시키도록 구성된다. 물질의 유동/흡입 유동(2324)은 유체 유동 증폭기(2315) 내의 가압 기체 공급(2321)과 동반 될 수 있고 유출물 출력(2313, effluent output)에서 양압 유출물(2323)로서 배출 될 수 있다. 유체 유동 증폭기(2315) 내의 층류는 양압 기체 공급(2321)이 유출물 출력(2313)에 의해 물질의 유동/흡입 유동(2324)으로부터 분리되도록 한다. 유출물 출력(2313)은 가압 기체 공급(2321) 및 양압 유출물(2323)을 각각의 스트림으로서 배출하도록 구성 될 수 있다. 유출물 출력(2313)은 가압 기체 공급(2321) 및 양압 유출물(2323)의 수집, 분리 및/또는 폐기를 위해 튜브, 파이프 등과 결합하도록 구성 될 수 있다.
도 23b는 막힘이 발생한 경우 안전 피처들이 있는 양압 흡입 장치(2300)의 작동을 도시하는 다이어그램이다. 안전 피쳐들을 갖는 양압 흡입 장치(2300)를 통과하는 유동은 방해물(2350)에 의해 차단된다. 방해물(2350)은 가압 기체 공급(2321)의 전부 또는 상당 부분이 유출물 출력(2313)으로부터 유출되는 것을 방지 할 수 있다. 가압 기체 공급(2321)이 유출물 출력(2313)에서 배출되는 것이 방지 될 때, 가압 기체 공급(2321)은 저압 챔버(2312)를 빠져 나갈 수 있다. 역류 안전 밸브(2316)없이 가압 기체 공급원(2321) 및 물질의 유동/흡입 유동(2324)이 저압 챔버(2312) 밖으로 배출 될 수 있다. 가압 기체 공급(2321) 및 물질의 유동/흡입 유동(2324)은 바람직하지 않으며 저압 챔버(2312)부근의 아이템)(예를 들어, 환자)에 손상 또는 다른 문제를 야기 할 수 있다. 그러나, 안전 밸브 바디(2380)와 함께 안전 밸브(2316)는 저압 챔버(2312)를 통해 배출되는 가압 기체 공급(2321)의 유동을 적어도 정지 시키도록 구성된다.
도 23b는 가압 기체 공급(2321)이 유출물 출력(2313)를 빠져 나가는 것을 방해하는 방해물(2350)을 도시한다. 가압 기체 공급(2321)은 방해물(2350)로 인해 유출물 출력(2313)를 빠져 나갈 수 없으므로, 가압 기체 공급(2321)의 유동은 저압 챔버(2312)를 향한 방향을 반전시킨다. 가압 기체 공급(2321)은 다이어프램(2385)을 밀폐시키고 안전 밸브(2316)는 저압 챔버(2312) 내에서 미끄러지게 한다. 일단 활성화되면, 안전 밸브(2316)는 역류 전환 포트(2381)를 개방하여 가압 기체 공급(2321)이 빠져 나가도록 하여 안전 피쳐들을 갖는 양압 흡입 장치 내에서 원하는 한계를 넘어 압력이 증가하는 것을 방지한다.
역류 전환 포트(2381)는 알람/안전 경보(2317)에 동작 가능하게 결합된다. 역류 전환 포트(2381)는 안전 밸브(2316)가 작동 될 때 가압 기체 공급(2321)을 알람/안전 경보(2317)로 지향 시키도록 구성 될 수 있다. 이 예에서, 알람/안전 경보(2317)는 가압 기체 공급(2321)을 사용하여 가청 경보를 생성하도록 구성된다.
도 24a는 작동 흡입 장치(2400, positive pressure operated suction device)를 도시하는 다이어그램이다. 양압 작동 흡입 장치(2400)는 흡입 시스템(100), 역류 방지 장치를 갖는 흡입 시스템(300), 역류 경보를 갖는 흡입 시스템(400), 안전 피쳐들을 갖는 흡입 시스템(500), 필터링 흡입 시스템(1000), 양압 작동 흡입 장치(1200), 역류 방지를 갖는 양압 작동 흡입 장치 (1300), 역류 경보를 갖는 양압 작동 흡입 장치(1400), 안전 피쳐들을 갖는 양압 작동 흡입 장치(1500), 안전 피쳐들을 갖는 필터링 흡입 장치(1600), 조절 가능한 압력 갭을 갖는 흡입 장치(1900)의 예시이다; 하지만 작동 흡입 장치(2400)는 대안적인 구성 및 작동 방법을 포함할 수 있다. 양압 작동 흡입 장치(2400)는 가압 기체 포트(2411, 양압 유입구와 같은), 흡입 어셈블리(2412, suction assembly), 출력/출구 포트(2413, output/outlet port), 유체 가속기(2415), 역류 방지 밸브(2416), 알람/경보(2417, alarm/alert), 유체 가속기 유입구(2418, fluid accelerator intake), 유체 제어부(2420, flow control), 입력/입력 포트(2422, input/input port), 도관(2429, 환형 개구부와 같은) 및 필터(2430)를 포함한다.
가압 기체 포트(2411)는 양압 소스로부터 양압을 수용하도록 구성된다. 양압 소스는 대기압 이상의 압력으로 기체를 제공하도록 구성된다. 양압 소스는 압축기(compressor)로부터의 압축된 기체, 고압 기체 실린더로부터의 또는 인간의 호흡을 포함 할 수 있다. 가압 기체 포트(2411)는 도관 (2429)을 통해 유체 가속기(2415)에 양압을 공급하도록 구성된다.
흡입 어셈블리(2412)는 양압 작동 흡입 장치(2400)의 원위 단부를 향해 배치된다. 흡입 어셈블리(2412)는 입력/입력 포트(2422)를 포함한다. 흡입 어셈블리(2412)는 물질의 유동을 수용하도록 구성된다. 흡입 어셈블리(2412)는 역류 방지 밸브(2416)를 수용하도록 구성된다.
유체 가속기(2415)는 흡입 어셈블리(2412) 및 입력/입력 포트(2422) 근처의 저압 영역을 생성하도록 구성된다. 유체 가속기(2415)에 의해 생성된 저압 영역은 대기압보다 낮다. 저압 영역은 주위 공기 압력으로 물질의 유동을 입력/입력 포트(2422) 및 흡입 어셈블리(2412)를 통해 밀어 낸다. 물질의 유동에는 액체, 고체 및 기체가 포함될 수 있다.
출력/출구 포트(2413)는 양압 작동 흡입 장치(2400)의 근위 단부 쪽으로 배치된다. 출력/출구 포트(2413)는 필터(2430)로부터 여과액을 수용하도록 구성된다. 출력/출구 포트(2413)는 필터(2430) 폐수 배출구(waste drain)로부터 수집 된 여과액을 수집 소스에 출력하도록 구성 될 수 있다. 수집 소스는 튜빙, 캐니스터 또는 폐수 배출구를 포함 할 수 있다.
유체 가속기(2415)는 양압 공급(2421)을 사용하여 물질의 유동/흡입 유동(2424)을 가속 시키도록 구성된다. 유체 가속기(2415)는 도관(2429)을 포함한다. 도관(2429)은 가압 기체 포트(2411)로부터 수용된 양압 공급(2421)을 유체 가속기(2415)의 내부 벽에 대해 소정 각도로 지향 시키도록 구성된다. 유체 가속기(2415)는 코안다 효과를 이용하여 양압 공급(2421)으로부터 입력/입력 포트(2422) 부근의 저압 영역을 생성하도록 구성 될 수 있다. 유체 가속기(2415)는 양압 유출물(2423)을 생성하도록 구성된다. 양압 유출물(2423)은 양압 공급(2421) 및 물질의 유동/흡입 유동(2424)의 조합된 유동을 포함 할 수 있다. 유체 가속기(2415)는 필터(2430)를 통해 양압 유출물을 유도하도록 구성된다. 필터(2430)는 양압 유출물(2423)에 포함 된 입자를 포획하고 양압 여과액(2426)을 출력/출구 포트(2413)로 통과 시키도록 구성된다.
역류 방지 밸브(2416)는 흡입 어셈블리(2412)와 유체 가속기(2415) 사이에 배치된다. 역류 방지 밸브(2416)는 적어도 양압 공급(2421)이 입력/입력 포트(2422)를 벗어나는 것을 방지하도록 구성된다.
알람/경보(2417, alarm/alert)는 양압 작동 흡입 장치(2400)를 통한 유동이 방해 받는 것을 사용자에게 알리도록 구성된다. 알람/경보(2417)는 역류 방지 밸브(2416)와 함께 작동하도록 구성 될 수 있다. 흡입 어셈블리(2412)를 통한 유동은 역류 방지 밸브(2416)의 활성화 시에 차단 될 수 있다. 역류 방지 밸브(2416)는 배기 포트(2181)를 통해 양압 공급(2421)을 안내하고 알람/경보(2417)를 지향하도록 구성 될 수 있다. 알람/경보(2417)는 양압 공급(2421)으로부터 경보를 발생 시키도록 구성 될 수 있다.
유체 가속기 유입구(2418)는 넓은 단부와 좁은 단부를 각각 갖는 복수의 원뿔형 단면(conic section)을 포함한다. 일부 실시 예에서, 유체 가속기 유입구는 유체 가속기 유입구(2418)를 통한 유동을 가속시키기 위해 벤츄리 효과를 이용하도록 구성 될 수 있다. 유체 가속기 유입구는 입력/입력 포트(2422)에서 수용된 물질의 유동을 유체 가속기(2415) 내로 지향 시키도록 구성된다.
유동 제어부(2420)는 양압 작동 흡입 장치(2400)의 원위 단부를 향해 배치된다. 유동 제어부(2420)는 사용자 입력을 수신하도록 구성된 회전 가능한 부재를 포함한다. 유동 제어부는 사용자 입력으로부터 수신 된 회전 운동을 유체 가속기 유입구(2418) 및 유체 가속기(2415) 사이에 배치 된 압력 갭을 조정할 수 있는 선형 운동으로 변환시킨다. 일부 실시 예에서, 유동 제어부(2420)는 보다 큰 움직임을 도관(2429) 부근의 작은 움직임으로 변환 할 수 있다.
도관(2429)은 유체 가속기 유입구(2418) 및 유체 가속기(2415) 사이에 배치된다. 도관(2429)은 조절 가능한 압력 갭을 포함한다. 조절 가능한 압력 갭은 가압 기체 포트(2411)로부터 도관(2429)을 통해 수신된 압력의 유동을 제어하고, 따라서 유체 가속기(2415) 내로의 압력의 유동을 제어한다. 도관(2429)는 유동 제어부(2420)를 조절함으로써 사용자에 의해 조절될 수 있다. 저압 영역의 강도는 도관(2429)의 조절에 의해 조절될 수 있다.
필터(2430)는 양압 작동 흡입 장치(2400)의 근위 단부 부근에 배치된다. 필터(2430)는 양압 유출물(2423)을 수용하도록 구성된다. 필터(2430)는 입자를 포획하고 양압 여과액(2426)을 출력/출구 포트(2413)로 통과 시키도록 구성된다.
도 24b는 양압 작동 흡입 장치에 대한 조절 가능한 압력 갭(2431)의 작동을 도시한다. 유동 제어부(2420)는 튜너 암(2440, tuner arm)과 같은 조절 피쳐(adjustment feature)를 포함한다. 튜너 암(2440)은 사용자가 입력/입력 포트(2422) 부근의 저압 영역을 제어 할 수 있도록 구성된다. 이 실시 예에서, 튜너 암(2440)은 사용자가 한 손으로 조절 가능한 압력 갭(2431)을 조절할 수 있게 한다. 튜너 암(2440)은 사용자로부터 회전 입력을 수신하도록 구성된다. 튜너 암(2440)은 유동 제어부(2420)에 회전 운동을 제공하도록 구성된다. 유동 제어부(2420)는 모션 변환기(2442, motion translator)에 회전 운동을 제공하도록 구성된다. 모션 변환기(2442)는 유동 제어부(2420)로부터 수신 된 회전 운동을 선형 운동으로 변환하도록 구성된다. 모션 변환기(2442)로부터의 직선 운동은 압력 갭(2431)을 조절하도록 구성된다.
도관(2429)은 압력 갭(2431)을 포함한다. 압력 갭(2431)은 조절 가능하도록 구성된다. 압력 갭(2431)의 조절은 도관(2429)을 통한 양압 공급(2421)의 유량을 조절한다. 도관(2429)을 통한 양압 공급(2421)의 조절은 입력/입력 포트(2422) 부근에서 발생 된 저압 영역과 대기압 사이의 압력 차를 조절한다. 압력 갭(2431)은 유체 가속기(2415)와 같은 제 2 중공 세그먼트(2402)에 의해 제공되는 고체 흡입 및 액체 흡입에 대한 기체 흡입의 비율을 제어하도록 구성 될 수 있다. 도관(2429)을 통한 양압 공급(2421)의 조절은 사용자가 원하는 압력의 기체(예를 들어, 연기), 액체 및 고체, 또는 이들 모두의 조합을 흡입하도록 양압 흡입 장치(2400)를 조절할 수 있게 한다. 도관(2429)은 양압 공급(2421)이 제 2 중공 세그먼트(2402)의 내벽에 대해 소정 각도(예를 들어, 0° -90°)로 제 2 중공 세그먼트(2402)에 진입하도록 구성 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 더 예각(예를 들어, 30° - 50°)이 바람 직 할 수 있다.
도관(2429)은 유체 가속기 유입구(2418)와 같은 제 1 중공 세그먼트(2401) 및 유체 가속기(2415)와 같은 제 2 중공 세그먼트(2402)로 부분적으로 구성된다.
제 1 중공 세그먼트(2401)의 근위 단부 및 제 2 중공 세그먼트(2402)의 원위 단부는 양압 공급(2421)이 도관(2429)을 통해 유동하도록 허용되는 제트 개구부를 형성하도록 구성 될 수 있다. 제 1 중공 세그먼트(2401)의 근위 단부는 제 2 중공 세그먼트(2402)의 내부 벽에 대해 소정 각도로 제 2 중공 세그먼트(2402) 내로 양압 공급(2421)의 유동을 지향 시키도록 구성된 원뿔형 단면을 포함하는 기하학적 구조를 포함 할 수 있다.
제 1 중공 세그먼트(2401)는 제 2 중공 세그먼트(2402)의 제 2 개구부(2406)에 인접 할 수 있는 제 1 개구부(2405)를 포함 할 수 있다. 제 1 대면 표면(2403)은 제 1 개구부(2405)를 적어도 부분적으로 둘러 쌀 수 있다. 제 2 대면 표면(2404)은 제 2 개구부(2406)를 적어도 부분적으로 둘러 쌀 수 있다. 제 1 대면 표면(2403)은 제 2 대면 표면(2404)과 마주 할 수 있다. 제 1 대면 표면(2403) 또는 제 2 대면 표면(2404)은 경사진(beveled), 플레어드(flared), 각진(angled), 또는 이들의 조합 일 수 있다.
도관(2429)은 부분적으로 제 2 중공 세그먼트(2402)로 구성된다. 제 2 중공 세그먼트(2402)의 원위 단부는 제 2 중공 세그먼트(2402)의 내부 벽에 대하여 소정의 각도로 제 2 중공 세그먼트 (2402)에 진입하도록 양압 공급(2421)을 지향하도록 펼쳐질 수 있다.
도 24b에 도시 된 바와 같이, 압력 갭(2431)은 도 24c에 도시 된 압력 갭(2431)에 대해 도관 (2429)을 통해 증가된 양압 공급(2421)을 허용하도록 조절된다. 도 24b에 도시 된 압력 갭(2431)은 입력/입력 포트(2422) 근처에 생성된 저압 영역 및 주위 공기 압력 사이에 더 큰 차이를 생성하여 도 24c에 도시된 압력 갭(2431) 보다 더 큰 유동을 양압 작동 흡입 장치(2400)를 통해 생성한다.
도 24c는 도관(2429)을 도시한다. 도 24c에 도시 된 압력 갭(2431)은 도 24b에 도시 된 압력 갭(2431)에 대해서, 도관(2429)을 통한 양압 공급(2421)의 감소된 유동을 허용하도록 조절된다. 도 24c에 도시 된 압력 갭(2431)은 입력/입력 포트(2422) 부근에 생성된 저압 영역 및 대기압 사이의 더 작은 차이를 발생시킴으로써 도 24b에 도시 된 압력 갭(2431)보다 양압 작동 흡입 장치(2400)를 통해 더 적은 유동을 생성한다. 일부 실시 예에서, 조절 가능한 압력 갭(2431)의 조절은 양압 작동 흡입 장치(2400)의 작동을 정지시킬 수 있다.
도 24d는 정상 작동 중에 양압 작동 흡입 장치(2400)의 작동을 예시하는 다이어그램이다. 역류 방지 밸브(2416)는 역류 방지 밸브 바디(2180) 및 배기 포트들(2181)을 포함한다. 역류 방지 밸브(2416)는 흡입 어셈블리(2412) 내에서 이동하도록 구성된다. 정상 작동 동안, 역류 방지 밸브(2416)는 배기 포트(2181)를 차단하고 양압 작동 흡입 장치(2400)를 통한 유동을 허용하도록 구성 될 수 있다. 막힘이 발생하는 경우, 역류 방지 밸브(2416)는 흡입 어셈블리(2412) 내로 미끄러져 적어도 양압 공급(2421)이 유입구/입력 포트(2422, intake/input port)를 빠져 나가는 것을 방지한다. 역류 방지 밸브(2416)는 양압 작동 흡입 장치(2400) 내에서 양압 공급(2421)이 원하는 한계를 초과하여 증가하는 것을 방지하기 위해 배기 포트들(2181)을 개방하도록 구성 될 수 있다.
작동 시, 양압 공급(2421)은 가압 기체 포트(2411)로 도입된다. 가압 기체 포트(2411)는 유체 가속기(2415)에 양압 공급(2421)을 공급한다. 유체 가속기(2415)는 코안다 효과를 이용하도록 구성 될 수 있다. 유체 가속기(2415)는 양압 공급(2421)으로부터 입력/입력 포트(2422) 부근의 저압 영역을 생성하도록 구성된다. 도관(2429)은 유체 가속기(2415)의 내부 벽에 대해 일정 각도로 유체 가속기(2425)에 양압 공급(2421)을 공급하도록 구성 될 수 있다. 양압 작동 흡입 장치(2400)의 부분, 특히 유체 가속기(2415)는 흡입 어셈블리(2412)에서 저압 영역을 생성하도록 구성된다. 이러한 저압 영역은 양압 작동 흡입 장치(2400)를 통한 물질의 유동/흡입 유동(2424)을 동반 및 유도하도록 사용될 수 있다.
도 24d는 입력/입력 포트(2422)에 진입하는 물질의 유동/흡입 유동(2424)을 도시한다. 물질/흡입 유동(2424)은 유체 가속기(2415) 내의 양압 공급(2421)과 동반 될 수 있다. 이 결합 된 유동은 양압 유출물(2423)로 도시된다. 유체 가속기(2415)는 필터(2430)를 통해 양압 유출물(2423)을 가압한다. 필터(2430)는 입자를 포획하고 양압 유출물(2426)을 출력/출구 포트(2413)로 통과 시키도록 구성된다.
도 25는 수술실(operating room)에서 사용하기 위한 흡입 시스템(2500)을 도시하는 블록도이다. 흡입 시스템(2500)은 흡입 장치(2510), 흡입 부착물(2552, suction attachment), 유체 분리기(2554, fluid separator), 지지부(2558, support) 및 수집 캐니스터(2560, collection canister)를 포함한다.
흡입 시스템(2500)은 흡입 장치(2510)를 포함한다.
흡입 장치(2510)는, 흡입 시스템(100), 역류 방지를 갖는 흡입 시스템(300, 도25에서 2516으로 도시됨), 필터링 흡입 시스템(1000), 양압 작동 흡입 장치(1200), 역류 방지를 갖는 양압 작동 흡입 장치(1300) 조절 가능한 압력 갭을 갖는 흡입 장치(1900)의 예시이다; 그러나, 흡입 장치(2510)는 머플러(2532, muffler) 및 장착부(2556, mount)를 포함한다.
흡입 장치(2510)는 머플러(2531)를 포함한다. 머플러(2531)는 양압 출력(2521)의 볼륨 수준을 억제하도록 구성된다. 머플러(2521)는 양압 출력(2521)의 볼륨 수준을 낮추는 방식으로 공기 유동을 안내하도록 구성된 복수의 개구부를 포함한다.
흡입 장치(2510)는 장착부(2556)를 포함한다. 장착부(2556)는 흡입 장치를 지지부(2558)에 결합하도록 구성된다. 장착부(2556)는 흡입 장치(2510)의 핸즈 프리 작동을 위해 사용될 수 있다. 일부 실시 예에서, 장착부(2556)는 병원 및 수술실 환경에서 자주 사용되는 막대(pole)에 장착되도록 구성 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 장착부(2556)는 흡입 장치(2510)를 벽에 연결하도록 구성 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 마운트(2556)는 오버헤드 구조(overhead structure)로부터 흡입 장치(2510)를 걸도록 구성 될 수 있다.
흡입 시스템(2500)은 흡입 부착물(2552, suction attachment)를 포함한다. 흡입 부착물은 저압 영역(2522)을 목표 영역에 공급하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 흡입 부착물은 휴대용 작동을 위해 구성 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 흡입 부착물(2552)은 수술 기구에 연결되도록 구성 될 수 있다. 도 25는 유체 분리기(2554, fluid separator)에 결합 된 흡입 부착물(2552)을 도시하지만, 흡입 부착물은 흡입 장치(2510)에 직접 연결될 수 있음을 이해해야 한다.
흡입 시스템(2500)은 유체 분리기(2554)를 포함한다. 유체 분리기(2552)는 물질의 유동의 성분을 분리하도록 구성된다. 물질의 유동에는 고체, 액체 및 기체가 다양한 비율로 포함될 수 있다. 유체 분리기(2554)는 물질의 유동에서 기체로부터 액체 및 고체를 분리하도록 구성된다. 유체 분리기(2554)는 액체 및 고체를 수집 캐니스터(2560, collection canister) 내로 방출하도록 구성된다. 연기 및 기체는 흡입 장치(2510)에 의해 유체 분리기(2554)로부터 흡입된다.
흡입 시스템(2500)은 지지부(2558)를 포함한다. 지지부(2558)는 흡입 장치(2510)를 지지 할 수 있는 임의의 구조 일 수 있다. 일부 실시 예에서, 지지부(2558)는 병원 또는 수술실 환경에서 통상적으로 발견되는 막대일 수 있다. 일부 실시 예에서, 지지부(2558)는 벽일 수 있다. 일부 실시 예에서, 지지부(2558)는 천장에 매달린 구조물 일 수 있다. 지지부(2550)는 흡입 장치(2510)를 보유하는 사람을 포함 할 수도 있다.
흡입 시스템(2500)은 수집 캐니스터(2560)를 포함한다. 수집 캐니스터(2560)는 유체 분리기(2554)로부터 액체 및 고체를 수용하도록 구성된다. 수집 캐니스터(2560)는 액체 및 고체의 부피의 측정, 폐기물의 안전한 폐기 또는 다른 목적으로 사용될 수 있다.
작동 시, 흡입 장치(2510)는 양압 공급 장치(2521)를 사용하여 저압 영역(2522)을 생성한다. 흡입 장치(2510)에 의해 생성 된 흡입은 유체 분리기(2554)에 공급된다. 유체 분리기(2554)는 흡입을 흡입 부착물(2552)로 전달한다. 흡입은 흡입 포트(2512) 근처에서 저압 영역(2522)을 형성한다. 물질의 유동(액체, 고체 및 기체를 포함 할 수 있음)은 저압 영역(2522)에 의해 흡입 부착물(2552) 내로 당겨진다. 물질의 유동은 유체 분리기(2554)에 의해 수용된다. 유체 분리기(2554)는 물질의 유동에서 액체, 고체 및 기체를 분리한다. 유체 분리기(2554)는 물질의 유동으로부터 수집 캐니스터(2560)로 액체, 고체 및 기체를 배출한다. 물질 유동으로부터의 기체는 흡입 장치(2510)에 의해 유체 분리기(2544)로부터 흡입된다. 기체로부터의 요소들은 필터(2530)에 의해 제거된다. 필터(2530)로부터의 여과액은 양압 출력(2521)인 머플러(2532)를 통과한다.
도 24e는 정상 작동 중에 양압 작동 흡입 장치의 작동을 예시하는 다이어그램이다. 이 예에서, 방해물(2450)은 양압 공급(2421)의 전부 또는 일부가 출력/출구 포트(2413)에서 빠져 나가는 것을 방지한다.
역류 방지 밸브(2416)는 방해물(2450)이 양압 공급(2421)의 전부 또는 일부가 출력/출구 포트(2413)에서 빠져 나가는 것을 방지하는 경우에 활성화되도록 구성된다. 역류 방지 밸브(2421)는 양압 공급(2421)에 의해 입력/입력 포트(2422) 부근에서 물질이 배출되는 것을 방지 할 수 있다. 역류 방지 밸브(2421)가 작동 될 때, 양압 공급(2421)은 알람/경보(2417)를 통해 안내된다. 알람/경보(2417)는 흡입 시스템(2500) 내의 압력이, 양압 공급(2421)의 전부 또는 일부가 출력/출구 포트(2413)를 빠져 나가는 것을 방해하는 방해물(2450)을 나타내는 임계 값까지 증가 할 때 작동하도록 구성된다.
도 26은 수술실에서 사용하기 위한 흡입 시스템을 작동시키는 방법을 예시하는 도면이다. 도 26에 도시 된 단계는 흡입 시스템(2500)의 하나 이상의 요소에 의해 수행 될 수 있다. 양압은 흡입 장치의 입력 포트에서 수용된다(2602). 예를 들어, 흡입 장치(2510)는 양압 공급(2521)을 수용하도록 구성된다. 흡입은 양압으로부터 발생된다(2604). 예를 들어, 흡입 장치(2510)는 양압 공급(2521)으로부터 흡입을 발생 시키도록 구성된다. 흡입은 유체 분리기의 흡입 포트에 적용된다(2606). 예를 들어, 흡입 장치(2510)는 유체 분리기(2554)에 연결되도록 구성된다. 유체 분리기(2554)는 흡입 포트를 포함한다. 흡입 장치(2510)는 유체 분리기(2554)의 흡입 포트에 흡입을 가하도록 구성된다. 유체 분리기 내에 사이클론 유동(cyclonic flow)이 생성된다(2608). 예를 들어, 유체 분리기(2554)는 흡입 장치(2510)로부터 수용된 흡입으로부터 사이클론 유동을 생성하도록 구성된다.
흡입은 유체 분리기로부터 흡입 부착물로 전달된다(2610). 예를 들어, 유체 분리기(2554)는 흡입 장치(2510)로부터 흡입 부착물(2552)로 흡입을 전달하도록 구성된다. 흡입 장치(2510)로부터의 흡입은 흡입 포트(2512) 부근의 저압 영역(2522)을 생성한다. 물질의 유동은 흡입 시스템 내로 당겨진다(2612). 예를 들어, 흡입 부착물(2552)은 저압 영역(2522)으로부터 물질의 유동을 수용하도록 구성된다. 물질 유동에 포함된 액체 및 고체가 분리된다(2614). 예를 들어, 유체 분리기(2554)는 물질의 유동으로부터 액체, 고체 및 기체를 분리하도록 구성된다. 액체와 고체는 수집된다(2616). 수집 캐니스터(2560)는 액체 및 고체를 수용하도록 구성된다. 수집 캐니스터(2560)는 유체 분리기(2554)에 연결된다. 유체 분리기(2554)는 액체 및 고체를 수집 캐니스터(2560)로 배출 할 수 있다.
물질의 유동으로부터의 기체는 흡입 장치로 통과된다(2618). 유체 분리기(2554)는 물질의 유동으로부터 흡입 장치(2510)로 기체를 통과 시키도록 구성된다. 흡입 장치(2510)에 의해 발생 된 흡입은 유체 분리기(2554)로부터 기체를 끌어 낸다.
도 27은 양압 작동 흡입 장치(2700)를 위한 머플러를 도시하는 도면이다. 머플러(2700)는 바디(2772), 갭들(2774, gaps) 및 정렬 피처들(2776m alignment features)을 포함한다. 머플러(2700)는 양압 작동 흡입 장치(2500)와 같은 흡입 장치로부터의 배기 볼륨 수준을 감소 시키도록 구성된다. 배출의 볼륨 수준은 배기의 유동 경로를 안내함으로써 감소된다. 바디(2772)는 흡입 장치의 출력에 결합되도록 구성된다. 바디(2772)는 플라스틱, 금속, 유리 및 세라믹을 포함하는 다양한 재료로 제조 될 수 있다. 머플러(2700)는 갭들(2774)을 포함한다. 갭들(2774)은 흡입 장치로부터의 배기의 유동 경로를 안내하도록 구성되어 배기 기체에 의해 생성된 볼륨 수준이 방향성 없는 배기 기체의 유동 경로에 비해서 감소된다. 갭들(2774)의 크기 및 형상은 배기의 볼륨 레벨에 영향을 미친다. 갭들(2774)의 크기 및 형상은 흡입 장치의 다양한 실시 예를 수용하도록 변경 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 갭들(2774)은 1.5 밀리미터의 폭을 가질 수 있다, 일부 실시 예에서, 갭들(2774)은 2.5 밀리미터의 폭을 가질 수 있다. 머플러(2700)는 정렬 피쳐들(2776)를 포함한다. 정렬 피처들(2776)은 흡입 장치상의 대응하는 정렬 피처들에 결합하도록 구성된다. 정렬 피쳐들(2776)는 머플러(2776)를 흡입 장치에 대해 위치 시키는데 사용될 수 있다. 일부 실시 예에서, 정렬 피쳐들(2776)은 흡입 장치에 포함 된 필터에 대해 머플러(2776)를 위치 시키도록 구성 될 수 있다.
도 28의 A는 중공 세그먼트의 경사진 엣지(beveled edge)를 도시한다. 경사진 엣지는 세그먼트에 대해 0도에서 90도 사이의 각도를 형성 할 수 있다. 도 28의 B는 또한 중공 세그먼트의 경사진 엣지를 도시한다. 경사진 엣지는 세그먼트에 대해 90도에서 180도 사이의 각도를 형성 할 수 있다. 도 28의 C는 또한 중공 세그먼트의 플레어드 엣지(flared edge)를 도시한다. 플레어드 엣지는 세그먼트에 대해 90도에서 180도 사이의 각도를 형성 할 수 있다. 도 28의 D는 또한 플레어드 엣지를 갖는 제 2 중공 세그먼트와 직렬로 연결된 경사진 엣지를 갖는 중공 세그먼트를 도시하며, 경사진 엣지 및 플레어드 엣지는 서로 인접 할 수 있다. 경사진 엣지는 0도에서 90도 사이의 각도를 가질 수 있으며 플레어드 엣지는 90도에서 180도 사이의 각도를 가질 수 있다. 도 28의 E는 또한 경사진 엣지를 갖는 제 2 중공 세그먼트와 직렬로 연결된 경사진 엣지를 갖는 중공 세그먼트를 도시하며, 2 개의 경사진 엣지는 서로 인접한다. 제 1 중공 세그먼트의 경사진 엣지는 0°와 90° 사이의 각도를 가질 수 있고 제 2 중공 세그먼트의 경사진 엣지는 90°와 180° 사이의 각도를 가질 수 있다.
도 29는 상이한 장치 설정 및 분당 표준 입방 피트(scfm)에서의 연기 유량의 대응 값 및 수은주 밀리미터(mmHg)에서의 정적 진공(static vacuum)을 나타낸다.
도 30은 1.5m 거리 및 30psi 입력 압력에서의 여러 장치의 장치 소음을 나타낸다. 일부 실시 예에서, 장치는 약 49 데시벨에서 하나 이상의 소리를 방출할 수 있다. 장치는 배경 소음보다 약 6데시벨 이상에서 하나 이상의 소리를 방출할 수 있다.
도 31은 중심 축에 대해 35도 각도의 플레어드 단부(도 31의 A) 또는 중심 축에 대해 55도 각도의 플레어드 단부(도 31의 B)를 사용하는 전산 유체 역학(CFD) 분석을 도시한다. 각도를 변경하면 흡입 분해능(suction resolution)이 증가할 수 있다. 예를 들어, 각도를 35도에서 55 도로 변경하면 흡입 분해능이 약 20 % 증가 할 수 있다.
도 32는 중앙 축에 대한 35도 각도 또는 중심 축에 대한 55도 각도에서의 입력 압력의 함수로서의 최대 정적 진공(maximum static vacuum)을 도시하는 그래프이다. 각도를 변경하면 최대 정적 진공이 변경 될 수 있다. 최대 정적 진공은 30 psi의 입력 압력(input pressure)에서 중심 축에 대해 35도에 대해 약 250 mmHg와 약 260 mmHg 사이 일 수 있다. 최대 정적 진공은 34 psi의 입력 압력에서 중심 축에 대해 35도 각도에서 약 275 mmHg와 약 285 mmHg 사이 일 수 있다. 최대 정적 진공은 39 psi 입력 압력에서 중심 축에 대해 55도 각도에서 약 305 mmHg와 약 315 mmHg 사이 일 수 있다.
도 33은 34 psi 입력 압력에서의 정적 진공(static vacuum)의 함수로서의 공기 소비(air consumption) (scfm)를 나타내는 그래프이다. 공기 소비는 34 psi 입력 압력에서 약 100 mmHg 내지 약 325 mmHg의 정적 진공에 대해 약 4 scfm 내지 약 11 scfm 일 수 있다. 공기 소비는 34 psi 입력 압력에서 약 150 mmHg 내지 약 300 mmHg의 정적 진공에 대해 약 4 scfm 내지 약 9 scfm 일 수 있다.
도 34는 30psi의 입력 압력에서의 정적 진공(static vacuum)의 함수로서의 공기 소비(scfm)를 도시하는 그래프이다. 공기 소비는 30psi의 입력 압력에서 약 100mmHg 내지 약 300mmHg의 정적 진공에 대해 약 3scfm 내지 약 10scfm 일 수 있다. 공기 소비는 30psi의 입력 압력에서 약 150mmHg 내지 약 250mmHg의 정적 진공에 대해 약 4scfm 내지 약 9scfm 일 수 있다.
도 35는 입력 공기 압력(input air pressure)의 함수로서 최대 흡입시의 소음 레벨을 도시하는 그래프이다. 추가적인 공기 소비는 약 1 또는 2 데시벨만큼의 소음 레벨을 증가시킬 수 있다. 장치의 기하학적 구조가 변경되면 소음 레벨이 높아질 수 있습니다 (예를 들어, 약 1 또는 2 데시벨). 사운드 배플(sound baffles) 또는 마이크로 표면 구조를 갖는 라미네이트 층(laminate layer with a micro-surface architecture)과 같은 장치의 기하학적 구조의 변화는 소음 레벨을 감소시킬 수 있다. 최대 흡입시의 소음 레벨은 중심 축에 대해 55도 각도에서 25 psi에서 약 62.5 dB이거나 중심 축에 대해 35도 각도에서 25 psi에서 약 60 dB 일 수 있다. 최대 흡입시의 소음 레벨은 중심 축에 대해 55도 각도에서 30 psi에서 약 64.25 dB이거나 중심 축에 대해 35도 각도에서 30 psi에서 약 62.5 dB 일 수 있다.
도 36은 시뮬레이션된 필터 폐색(simulated filter occlusion)의 함수로서 입구 압력(inlet pressure) 및 출구 유량(outlet flow rate)을 도시하는 그래프이다. 하나 이상의 필터가 부분적으로 또는 완전히 폐쇄 될 때, 장치에 의해 생성 된 흡입력은 감소한다. 경우에 따라 하나 이상의 필터가 완전히 폐색되기 전에 흡입 손실이 발생한다. 어떤 경우에는, 흡입 유동이 하나 이상의 필터를 완전히 폐쇄시키는 것이 가능할 수 있다. 경우에 따라 연기와 같은 흡입 유동이 하나 이상의 필터를 완전히 막지 못할 수도 있다.
도 37은 테스트 장치 설정을 나타내는 이미지이다. 그림 37a는 SPAN 0-100 psi 압력 게이지, QMS-596과 같은 압력 게이지 일 수 있다. 그림 37b는 Meriam M2 시리즈 스마트 압력계, ZM200-DN0200, QMS-689와 같은 압력계일 수 있다. 그림 37c는 Key Instruments FR4A67SVVT 유량계와 같은 유량계일 수 있다. 도 37d는 Extech instruments SL130 사운드 미터, QMS-548과 같은 사운드 미터 일 수 있다. 도 37e는 콜-파머(Cole-Parmer) 모델 PMR1-010608 0.08-1.25LPM 유량계, S / N 371889-1, QMS-687과 같은 유량계일 수 있다. 도 37f는 콜-파머(Cole-Parmer) 모델 PMR1-0106920 0.5-5LPM 유량계, S / N 371889-1, QMS-587 (비활성)과 같은 유량계일 수 있다.
도 38은 공기 소비 측정(air consumption measurement)을 위해 설정된 테스트 장치를 나타내는 흐름도이다. 이 장치는 압축 공기 조절기(compressed air regulator)와 같은 압축 공기를 사용하여 전원을 공급할 수 있다. 장치에 들어가는 압력은 예를 들어 공기 조절기와 장치 사이에 놓이는 압력 게이지(pressured gauge)를 통해 확인할 수 있다. 공기 조절기(air regulator)와 펜 설정(pen setup)을 통해 공기를 장치로 흡입 할 수 있다. 압력은 한 번 이상 압력 게이지에서 기록될 수 있으며 유량 속도는 한 번 이상 유량계(flow meter)로 기록될 수 있다. 예를 들어 0에서 14까지의 튜너 암에서의 설정은 갭 간격의 폭에 상응 할 수 있으며 튜너 암에서 0은 0인치의 폭에 해당 할 수 있고 튜너 암에서 14는 0.0115인치의 폭에 해당 할 수 있다. 공기 유동을 측정하기 위한 첫 번째 설정(셋업 A)에서, 펜 셋업은 3/8인치 내부 지름(ID, internal diameter)과 길이가 4 피트인 주름진 튜빙 및 7/8인치 내부 지름(ID)과 길이가 6 피트인 주름진 튜빙과 같은 튜빙으로 상기 장치 및 유량계에 연결될 수 있다. 두 번째 설정, 셋업 B에서는 공기 및 액체 유동을 측정하기 위해 펜 설정을 튜빙이 달린 4 개의 캐니스터에 연결할 수 있다. 예를 들어, 4 개의 유체 녹아웃 캐니스터(fluid knock out canisters)는 길이 2 미터, ID 3/8 인치의 튜빙으로 펜 설정에 연결될 수 있다. 캐니스터는 1/8 인치 ID의 튜빙으로 함께 연결할 수 있다. 캐니스터는 장치와 유량계에 3/8 인치 ID 튜빙으로 연결될 수 있다.
도 39는 정적 진공 측정(static vacuum measurement)을 위해 설정된 테스트 장치를 나타내는 흐름도이다. 이 장치는 압축 공기 조절기와 같은 압축 공기를 사용하여 동력을 공급할 수 있다. 장치에 들어가는 압력은 예를 들어 공기 조절기와 장치 사이에 놓이는 압력 게이지로 확인할 수 있다. 장치에 의해 생성 된 진공은 디지털 마노미터로 기록 될 수 있다. 최대 진공은 장치의 입력 압력 및 갭 공간 중 하나 또는 둘 모두를 튜닝 하여 최대 진공을 달성함으로써 기록 될 수 있다.
도 40은 정적 진공 및 소음 측정을 위해 설정된 테스트 장치를 나타내는 흐름도이다. 이 테스트는 정적 진공 테스트와 유사 할 수 있지만 장치에 유입되는 공기의 유량은 유량계로도 측정 할 수 있으며 장치의 소음은 장치에서 약 1 미터 떨어진 데시벨 미터(decibel meter)로 측정 할 수 있다. 데시벨 미터는 장치에서 1.5m 이상 떨어진 곳에 놓일 수 있다.
예시
이 연구의 목적은 유체 대피, 연기 배출, 액체 배출, 공기 및 액체 배출을 위한 일반적인 유속(분당 입방 피트, cfm) 및 압력(수은주 밀리미터, mmHg)을 결정하고, 일반적인 연기 배출 장치(Rapid VAC 및 Conmed AER Defense)와 소음 수준을 비교하기 위한 것이다. 테스트는 24131 Rev X9와 업데이트 된 셔틀 밸브(24444 Rev X2)로 수행되었다. 시간은 노트북 시계에서 가져 왔다. 장치에 연결된 공기 압력은 SPAN 0-100psi 압력 게이지(QMS-596)로 측정되었다. 장치의 튜너 암 설정 (0 ~ 14)은 0인치 내지 0.0115인치의 갭 공간에 상응한다. 진공은 유량계 출구(연결 시)의 대기에 대한 진공도이며 Meriam M2시리즈 스마트 압력계, P/N ZM200-DN0200, QMS-689로 측정하였다. ΔP는 유량계가 연결될 때의 압력 강하량이며, Meriam M2 시리즈 스마트 압력계, P/N ZM200-DN0200, QMS-641로 측정되었다. 장치로 들어가는 공기의 유량은 Key Instruments FR4A67SVVT 유량계를 사용하여 장치 입구에서 측정되었다. 사운드는 Extech Instruments SL130 사운드 미터, QMS-548에 의해 측정되었다. 결과는 아래의 표로 표시되어 있다.
표 1은 돼지 실험(porcine trial)에서의 연기 배출에 대한 다양한 장치의 조건을 나타내는 표이다.
표 2는 돼지 실험에서 최대 정적 진공(mmHg)을 나타내는 표이다
표 3은 돼지 실험에서 최대 정적 진공(mmHg)을 나타내는 그래프이다
표 4는 돼지 실험에서 최대 정적 진공(mmHg)의 함수로서 청각 소음 수준을 데시벨로 나타낸 표이다
본원에 기술 된 다양한 실시 예는 대기압보다 높은 압력 소스에서 작동된다. 이 압력 소스는 압축 공기 캐니스터, 공기 압축기 또는 사람의 호흡에 의해 공급 될 수 있다. 전투 상황 또는 전기를 사용할 수 없는 기타 상황에서 여기에 제시된 흡입 장치는 주변 공기 압력보다 높은 압력을 공급하여 전기 없이 작동 할 수 있다. 현장에서는 압축 공기 실린더가 압력을 제공 할 수 있다. 대안적으로, 비상시에, 본 명세서에 제시된 흡입 장치는 인간의 호흡으로부터 작동 할 수 있다. 진공 소스에 의해 작동하는 전통적인 흡입 장치는 사람이 흡입 장치에 호흡하는 경우 위험을 줄 수 있다. 흡입을 제공하는 사람은 혈액, 체액, 조직 또는 기타 바람직하지 않은 요소를 흡입 할 수 있다. 이 위험은 사람이 불어서 흡입을 생성 할 수 있는 경우 제거된다.
본 발명의 상기 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 본 발명을 개시된 정확한 형태로 제한하는 것은 아니며, 다른 수정 및 변형이 상기 교시에 비추어 가능할 수 있다. 본 실시 예는 본 발명의 원리 및 그 실제 응용을 가장 잘 설명하고 통상의 기술자가 다양한 실시 예에서 본 발명을 가장 잘 활용할 수 있게 하며, 의도된 특정 용도에 적합한 다양한 변형 예를 선택 및 설명 하였다. 첨부 된 청구 범위는 선행 기술에 의해 제한되는 것을 제외하고 본 발명의 다른 대안적인 실시 예를 포함하는 것으로 해석 되어야 한다.
Claims (20)
- 수동 흡입 장치에 있어서,
중심 축을 갖는 제 1 중공 세그먼트;
내부를 갖는 제 2 중공 세그먼트; 및
공기 유동 증폭기를 포함하고,
상기 제 1 중공 세그먼트는,
기체, 액체, 고체 또는 이들의 조합을 수용하는 입구 포트;
제 1 개구부; 및
상기 제 1 개구부를 적어도 부분적으로 둘러 싸는 제 1 대면 표면을 포함하고,
상기 제 2 중공 세그먼트는,
기체, 액체, 고체 또는 이들의 조합을 방출하는 출구 포트;
상기 제 1 개구부와 대향하는 제 2 개구부; 및
상기 제 1 대면 표면을 대향하고, 상기 제 2 개구부를 적어도 부분적으로 둘러 싸는 제 2 대면 표면을 포함하고,
상기 공기 유동 증폭기는,
가압 기체 유동을 수용하는 가압 기체 포트;
상기 제 1 대면 표면 및 제 2 대면 표면에 의해 형성되는 도관; 및
기체, 액체 또는 이들의 조합의 역류를 방지하도록 구성되고, 슬라이딩 바디 및 다이어프램을 포함하는 역류 방지 밸브를 포함하고,
상기 도관은 상기 가압 기체 포트와 유체 연통하고, 상기 제 1 대면 표면은 상기 제 1 중공 세그먼트의 중심 축에 대해 90도 미만의 각도를 갖고, 상기 도관은 가압 기체 유동을 수용하고 상기 가압 기체 유동을 상기 제 2 개구부로 안내하도록 구성되어, 상기 제 2 개구부를 통한 가압 기체 유동은 상기 입구 포트를 하여금 기체, 액체, 고체 또는 이들의 조합을 수용하도록 하는 흡입 유동을 발생시키는 저압 영역을 생성하고,
상기 슬라이딩 바디는, 압력 소스로부터 상기 다이어프램을 통해 상기 슬라이딩 바디로 전달되는 압력에 의해 작동될 때, 상기 장치 내에서 상기 중심 축을 따라 이동하도록 구성되고,
상기 다이어프램은 상기 슬라이딩 바디에 대하여 이동하도록 구성되는 수동 흡입 장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
기체, 액체 또는 이들의 조합의 역류가 존재하는 경우, 활성화되도록 구성된 알람을 더 포함하는 장치.
- 제 1 항에 있어서,
알람 포트는 제 1 세그먼트와 유체 연통되는 장치.
- 제 1 항에 있어서,
기체, 액체, 고체 또는 이들의 조합을 필터링 하도록 구성된 필터를 더 포함하는 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 도관의 폭을 조절하도록 구성된 튜너 암을 더 포함하고,
상기 튜너 암은 상기 제 1 중공 세그먼트 및 제 2 중공 세그먼트 중 하나 이상을 서로에 대해 이동시켜서 상기 제 1 대면 표면 및 상기 제 2 대면 표면 사이의 거리를 변화시키는 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 도관의 폭은 0 밀리미터(mm) 내지 2 mm 사이에서 조절 가능한 장치.
- 제 1 항에 있어서,
각도 조절 제어부를 더 포함하고,
상기 각도 조절 제어부는 각도를 조절하도록 구성된 장치.
- 공기 유동 증폭기에 있어서,
제 1 벽 및 제 2 벽을 포함하고, 직경을 갖는 도관;
중심 축을 갖고, 상기 도관과 유체 연통되는 중공 세그먼트;
상기 도관의 폭을 조절하도록 구성된 튜너 암; 및
기체, 액체 또는 이들의 조합의 역류를 방지하도록 구성되고, 슬라이딩 바디 및 다이어프램을 포함하는 역류 방지 밸브를 포함하고,
상기 도관은, 가압 기체 유동을 수용하도록 구성되고,
상기 도관의 상기 제 1 벽은 수용 채널의 중심 축에 대해 90도 미만의 각도로 경사지고, 상기 도관은 가압 기체 유동을 상기 중공 세그먼트 내로 안내하도록 구성되어, 상기 중공 세그먼트를 통과하는 가압 기체 유동은 흡입 유동을 형성하는 저압 영역을 생성하고 가압 기체의 유동을 증폭시키고,
상기 튜너 암은 상기 제 1 벽 및 제 2 벽 중 하나 이상을 서로에 대해 이동 시키도록 구성되고,
상기 슬라이딩 바디는, 압력 소스로부터 상기 다이어프램을 통해 상기 슬라이딩 바디로 전달되는 압력에 의해 작동될 때, 상기 중심 축을 따라 이동하도록 구성되고,
상기 다이어프램은 상기 슬라이딩 바디에 대하여 이동하도록 구성되는 공기 유동 증폭기.
- 제 9 항에 있어서,
챔버를 더 포함하고,
상기 흡입 유동이 상기 가압 기체의 유동에 의해 생성되는 공기 유동 증폭기.
- 제 10 항에 있어서,
상기 흡입 유동이 통과하는 필터를 더 포함하는 공기 유동 증폭기.
- 삭제
- 제 9 항에 있어서,
방해물이 상기 수용 채널에 존재할 때 소리를 내도록 구성된 알람을 더 포함하는 공기 유동 증폭기.
- 제 9 항에 있어서,
상기 도관의 폭은 0 밀리미터(mm) 내지 2 mm 사이에서 조절 가능한 공기 유동 증폭기.
- 흡입 시스템에 있어서,
가압 기체;
흡입 장치; 및
기체, 액체, 고체 또는 이들의 조합을 수용하도록 구성된 캐니스터를 포함하고,
상기 흡입 장치는,
상기 가압 기체를 수용하도록 구성된 가압 기체 포트;
제 1 벽 및 제 2 벽을 포함하고, 직경을 갖는 도관;
중심 축을 갖고, 상기 도관과 유체 연통하는 중공 세그먼트; 및
기체, 액체 또는 이들의 조합의 역류를 방지하도록 구성되고, 슬라이딩 바디 및 다이어프램을 포함하는 역류 방지 밸브를 포함하고,
상기 도관은, 가압 기체 유동을 수용하도록 구성되고,
상기 도관의 상기 제 1 벽은 수용 채널의 중심 축에 대해 90도 미만의 각도로 경사지고, 상기 도관은 가압 기체 유동을 상기 중공 세그먼트 내로 안내하도록 구성되어, 상기 중공 세그먼트를 통과하는 가압 기체 유동은 흡입 유동을 형성하는 저압 영역을 생성하고,
상기 슬라이딩 바디는, 압력 소스로부터 상기 다이어프램을 통해 상기 슬라이딩 바디로 전달되는 압력에 의해 작동될 때, 상기 장치 내에서 상기 중심 축을 따라 이동하도록 구성되고,
상기 다이어프램은 상기 슬라이딩 바디에 대하여 이동하도록 구성되고,
상기 캐니스터는 상기 흡입 장치와 유체 연통되어, 상기 흡입 장치에 의해 생성된 흡입력이 상기 캐니스터로 전달되어 상기 캐니스터로 하여금 기체, 액체, 고체 또는 이들의 조합을 수용하도록 하는 흡입 시스템.
- 제 15 항에 있어서,
가압 기체 유동 도관은 직경을 가지고, 상기 직경은 조절 가능한 흡입 시스템.
- 제 15 항에 있어서,
상기 흡입 장치는, 방해물이 상기 수용 채널에 존재할 때, 소리를 내도록 구성된 알람을 더 포함하는 흡입 시스템.
- 제 15 항에 있어서,
상기 캐니스터는 액체, 고체 또는 이들의 조합을 수용하도록 구성되고, 기체는 상기 캐니스터를 통해 상기 흡입 장치로 흡입되는 흡입 시스템.
- 제 16 항에 있어서,
상기 흡입 장치는, 흡입된 기체가 통과하는 필터를 더 포함하는 흡입 시스템.
- 제 16 항에 있어서,
상기 도관의 폭을 조절하도록 구성된 튜너 암을 더 포함하고,
상기 튜너 암은 상기 제 1 벽 및 제 2 벽 중 하나 이상을 서로에 대해 이동 시키도록 구성되는 흡입 시스템.
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