KR102409530B1 - 냉동 프로브 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 냉동 프로브를 제조하는 방법은 냉동 프로브의 헤드(13)의 일부를 형성하는 슬리브(20)를 수용하기 위한 조립 핀(25)을 사용하고, 축 방향으로 서로 옵셋된 3개의 접합 표면(27, 29, 30)을 포함하며, 상기 접합 표면들은 튜브 단부(19)로의 슬리브(20) 및 노즐(24)의 부착 후에, 특히 튜브 단부(19)의 원위 페이스 표면(18)에 대한 노즐(24) 및 슬리브(20)의 정확한 축 방향 위치 설정을 보장한다. 결과적으로, 슬리브(20)가 폐쇄된 후 형성되는 확장 챔버(23)에서의 노즐(24)의 위치, 및 그러므로 냉동 프로브의 기능이 보장된다.

Description

냉동 프로브 및 그 제조 방법{Cryoprobe and Method of Manufacturing the Same}

본 발명은 냉동 프로브 뿐만 아니라 냉동 프로브를 제조하는 방법에 관한 것이다.

의료 분야에서, 냉동 프로브들은 생물학적 조직에서 냉기에 의해 작용하기 위해 배치된다. 이러한 냉동 프로브는 공개 공보 DE 10 2009 018 291 A1에서 추론될 수 있다. 이러한 냉동 프로브는 각각 특정 적용을 위해 특별히 구성된 금속 헤드를 그 원위 단부에 가지는 가요성 튜브를 포함하며, 헤드는 냉각제를 통해 내부적으로 냉각될 수 있다. 이렇게 하여, 생물학적 조직이 헤드에 동결되고, 예를 들어 생체 검사(biopsy)의 목적을 위해 주변 조직으로부터 분리되어 제거되는 것이 달성될 수 있다.

원위로 제공된 헤드와 가요성 튜브 사이의 연결은 유밀성(fluid-tight)이고 인장 강도를 보여야만 한다. 아울러, 극히 작은 지름의 자주 사용되는 냉동 프로브들은 환자의 긴장된 루멘 및 혈관에서 프로브를 또한 전진시킬 수 있도록 하기 위해 필요하다.

또한, 무균 형태로 냉동 프로브를 제공하는 것이 제조사 측에서 필요하여서, 냉동 프로브는 추가적인 멸균 처리없이 환자에게 사용될 수 있다. 목표는 일회용 제품과 같은 도구를 비용 효율적으로 제공하는 것이다.

이러한 것을 고려하여, 본 발명의 목적은 냉동 프로브를 제공하는 방법이며, 상기 방법은 공정 신뢰성으로 냉동 프로브의 간단한 제조를 가능하게 한다. 또한, 본 발명의 목적은 본 발명에 따른 방법으로 제조될 수 있고 다른 언급된 요건들 중 적어도 몇 가지를 만족시키는 냉동 프로브를 제공하는 것이다.

제조 방법과 관련된 목적의 부분은 제1항에 따른 방법으로 달성된다.

본 발명에 따라서, 냉동 프로브의 제조가 적어도 2개의 채널을 가지는 튜브 디바이스에 기초하는 방법이 제공되며, 여기에서, 별개의, 바람직하게 사전 제조된 구성 요소의 형태를 하는 노즐은 채널들 중 하나에 삽입되고, 튜브 단부는 슬리브가 상기 튜브 단부를 수용하고 상기 튜브 단부 너머로, 특히 그 페이스측(face-side), 바람직하게 평탄한 단부면 너머로 돌출하는 방식으로 상기 슬리브를 외부에 구비한다. 그 후, 상기 슬리브는 압축 연결에 의해 상기 튜브 단부 상에 고정되는 방식으로 성형 공정 동안 안쪽으로 변형된다. 대안적으로, 상기 슬리브는 이러한 슬리브 내로 축 방향으로 가압되는 튜브 단부의 외경보다 작은 내경을 (조립 훨씬 전에) 가진다. 두 경우 모두, 상기 슬리브는 상기 튜브 디바이스의 외경보다 작은 내경을 가진다(적어도 완전히 조립된 상태에서). 결과적으로, 튜브 단부 상에서 슬리브의 압입 끼워맞춤이 보장된다.

원칙적으로, 슬리브는 그 원위 단부에서 폐쇄되거나, 또는 뒤에 폐쇄될 수 있다. 이러한 것은 환형 밀봉 연결부, 예를 들어 용접 이음매(weld seam)에 의해 슬리브의 원위 폐쇄(distal closure)를 위한 밀봉 방식으로 슬리브에 연결된 단부 캡으로 달성될 수 있다. 바람직하게, 용접 이음매는 슬리브가 튜브 단부에 적용된 후에 제공된다. 대안적으로, 단부는 예를 들어 환형의 용접 이음매에 의해 상기된 방법들 중 하나에 따라서 슬리브를 적용하기 전에 슬리브에 또한 연결될 수 있다. 슬리브와 엔드 캡을 원피스로, 즉, 이음매없이 원피스로, 동일한 재료로 구성하는 것이 또한 가능하다.

금속 크림핑(crimping) 슬리브의 대안으로서, 열전도성 플라스틱 재료와 플라스틱 코팅의 프로브 팁을 사용하는 것이 또한 가능하다. 그런 다음, 누설 기밀 및 압축 강도는 예를 들어, 초음파 용접에 의해 달성된다.

상기 방법에 의한 냉동 프로브의 제조는 양측이 개방된 슬리브가 바람직하다. 그런 다음 슬리브는, 슬리브가 견고한 페이스측 접합(face-side abutment)으로 되는 경우에 슬리브를 위한 접합 표면(abutment surface)을 가지며, 조립 동안 튜브 단부 상에 슬리브를 축 방향으로 위치시키기 위해 배치되는 조립 핀에 의해 수용될 수 있다. 조립 핀은 이러한 환형 접합 표면 내에 있는 돌출부를 가질 수 있으며, 상기 돌출부는 튜브 단부의 페이스측 접합을 위해 배치되어서, 튜브 단부의 페이스 표면으로부터 슬리브의 단부면의 필요한 거리가 확보된다. 이러한 방식으로, 단순한 접합 공정 동안, 슬리브가 튜브 단부에 대해 필요한 중첩을 보이는 것이 보장될 수 있다.

또한, 이러한 공정 단계 동안, 튜브 단부 내로 노즐의 삽입은 조립 핀의 도움으로 일어날 수 있다. 핀에 의해 수령되었거나 또는 이전에 튜브 단부에 한쪽 단부가 배치된 노즐은 조립 핀의 노즐 접합 표면에 의한 슬리브와 튜브의 결합 공정 동안 튜브 단부 내로 삽입될 수 있어서, 노즐은 필요한 조치에 의해, 즉 튜브 단부의 단부면에 위에서 정확한 축 방향 중첩에 의해 축 방향으로 정밀한 방식으로 튜브 단부 위에서 돌출된다. 3개의 별개의 접합 표면들(슬리브, 튜브 단부 및 노즐을 위한)을 가지는 조립 핀에 의한 이러한 결합 공정으로 인하여, 슬리브, 노즐뿐만 아니라 튜브 단부의 단부면이 서로에 대해 필요한 치수 관계로 정밀하게 위치되는 것이 달성된다. 결과적으로, 캡에 의해 슬리브를 폐쇄한 후에, 캡에 의해 한정된 유동 조건들이 이와 같이 제공된 확장 챔버에서 발생되어서, 간단한 방식으로, 냉동 프로브의 정확한 열 기능을 보장하는 것이 가능하다. 특히, 냉동 프로브가 균일하게 또는 필요한 냉기 분포(cold distribution)로 냉각되고, 그러므로 후속의 사용 동안 필요한 외과적 효과를 만드는 것이 보장될 수 있다.

필요하면, 이러한 방식으로 제조되는 냉동 프로브는 접착제를 사용하여 생산될 수 있다. 확장 챔버와 튜브 사이의 밀봉은 튜브 자체의 플라스틱 재료에 의해 밀봉구와 같이 작용하는 정도까지 달성된다. 캡과 슬리브 사이의 밀봉은 예를 들어 용접 이음매에 의해 달성된다. 노즐과 튜브의 채널의 내벽 사이의 밀봉은 튜브 재료 자체에 의해 제공되며, 상기 재료는 또한 이러한 정도까지 밀봉구로서 작용한다.

필요하면, 제조 방법은 생산 동안 액체 밀봉구 및 접착 재료없이 사용될 수 있으며, 클린 룸에서의 사용하는데 적합하다. 이러한 것은 멸균 제품으로서의 제조를 용이하게 하고, 그 비용을 감소시킨다.

냉동 프로브의 튜브 디바이스는 2개 이상의 채널을 가지는 단일 튜브로서 구성될 수 있다. 그러나, 서로 연결되는 2개 이상의 튜브를 제공하는 것도 또한 가능하다. 이러한 것을 달성하도록, 예를 들어, 튜브들은 튜브 단부가 슬리브를 수용하도록 배치된 플라스틱 몸체에서 홀딩된다. 상기되거나 또는 후술되는 나머지 실시 형태들은 2개 이상의 채널을 가지는 원피스 튜브에서와 같이 이러한 튜브 디바이스에서 제공된다.

노즐은 별개의 부품이며, 특히 그 원통형 원주 외부면 상에 튜브 단부에서의 결합을 위한 고정 구조체가 제공될 수 있다. 예를 들어, 예를 들어 삼각형 단면을 가지는 환형 리브와 같이 국부적으로 또는 주변으로 연장될 수 있는 고정 구조체가 제공될 수 있다. 또한, 고정 구조체는 마이크로 오목부 또는 융기부들, 즉 전체 원주 외부면 또는 그 구역들에 제공되는 거친 영역 또는 널링(knurling)으로 이루어질 수 있다.

특히, 슬리브가 안쪽으로 변형된 영역에서, 즉 반경 방향 내측 힘을 가하는 성형 구역에서, 지지 구조체가 제공될 수 있다. 이러한 지지 구조체는 노즐 자체에 의해 형성될 수 있다. 그 결과, 노즐은 존재하면, 그 고정 구조체에 의해 채널에서 단단히 고정된다. 슬리브의 반경 방향 내측으로의 변형으로 인해, a) 슬리브는 나중에 적용된 단부 캡과 함께 튜브 상에서 축 방향으로 슬라이딩되지 않게 되고, b) 노즐은 튜브의 채널에서 축 방향으로 슬라이딩 가능하지 않도록 고정된다.

또한, 지지 구조체는 자유 채널, 즉 노즐을 수용하지 않는 채널들에 배열될 수 있다. 적절한 지지 구조체는 예를 들어 나선형 스프링의 베인(vein)에 있는 금속 파이프 섹션들, 와이어 구조체들, 또는 나머지 튜브 재료의 강성보다 큰 강성을 보이는 플라스틱 재료를 구비한 당해 채널의 플라스틱 라이닝(plastic lining)이다. 특히, 강성 플라스틱 라이닝의 경우에, 지지 구조체는 튜브의 전체 길이를 따라서 연장될 수 있다. 이러한 단일 채널 또는 다중 채널 튜브는 예를 들어 공압출물로서 제공될 수 있다.

슬리브의 반경 방향 내측으로의 변형은 슬리브의 원주 주위에 배열된 2개 이상의 클램핑 죠오(clamping jaw)를 포함하는 성형 공구들에 의해 달성될 수 있으며, 상기 클램핑 죠오들은 상기 슬리브의 지름이 감소하고 튜브 단부가 적소에서 클램핑되는 방식으로 압축 공정 동안 슬리브를 변형시킨다. 변형은 또한 슬리브의 원주를 따라서 순환하는 하나 이상의 롤에 의한 롤링에 의해 달성될 수 있다. 대안적으로, 변형은 전자기 성형에 의해 비접촉 방식으로 수행될 수 있다. 이렇게 하도록, 슬리브는 전류 펄스가 인가되는 자기 코일에 배치되어, 슬리브 내에 와류 전류(vortical current)를 유도할 수 있다. 와류 전류는 로렌츠 힘으로 인해 스풀 전류(spool current)와 교대로 상호 작용하고, 적어도 환형 영역에서 반경 방향 내측으로 슬리브를 변형시킨다.

대안적으로, 슬리브는 형상 기억 재료, 특히 형상 기억 금속, 예를 들어 니켈 티타늄 합금(니티놀)으로 제조될 수 있다. 그런 다음, 예를 들어, 상기 슬리브는 상기 튜브의 외경보다 큰 내경을 가지는 냉간 확장 상태(cold-widened condition)로 제공되며, 상기 슬리브는 가열될 때 내경이 튜브의 외경보다 작은 원래의 형태로 복귀한다.

유익한 실시예의 추가적인 상세는 청구항들의 요지 또는 도면의 설명이다.
도 1은 본 발명에 따른 냉동 프로브의 개략도;
도 2는 도 1에 따른 냉동 프로브의 단면의 종단면도;
도 3은 조립 핀의 사용에 의해 도 1 및 도 2에 따른 냉동 프로브를 제공하기 위한 제조 공정의 공정 단계의 분해도;
도 4는 상기 방법을 수행하기 위한 조립 핀의 대안적인 실시예를 도시한 도면;
도 5는 도 3에 따른 조립 핀 및 고유의 내부 지지체를 가지는 튜브를 구비 한 제조 동안의 도 2에 따른 냉동 프로브를 도시한 도면;
도 6은 도 4에 따른 조립 핀의 측면도;
도 7 및 도 8은 냉동 프로브를 제공하기 위한 튜브 디바이스들의 다양한 실시예의 예시하는 사시도;
도 9 및 도 10은 냉동 프로브를 위한 노즐들의 다양한 실시예의 길이 방향 단면도; 및
도 11은 슬리브 조립 공정을 예시하는 엔드 캡이 없는 냉동 프로브의 정면도.

도 1은 예를 들어 생물학적 조직의 극저온 처리를 위해 사용될 수 있는 냉동 프로브(12)를 도시한다. 예를 들어, 냉동 프로브(12)는 조직 샘플을 제거하기 위해 기관지 내시경(bronchoscope)에서 사용될 수 있다. 이렇게 하기 위해, 냉동 프로브(12)는 가요성 기관지 내시경에 의해, 예를 들어 흉막까지 폐 안으로 삽입되고, 여기서 헤드(13)는 생물학적 조직과 접촉하게 된다. 팽창 또는 증발, 즉 N₂ 또는 CO₂와 같은 가스 또는 액체 냉동 유체(cryofluid)의 사용으로, 헤드(13)의 적어도 하나의 섹션은, 이와 접촉하는 생물학적 조직이 동결되고, 조직의 제거가 필요하면 헤드(13)에 부착되고, 흉부로부터 헤드와 함께 제거될 수 있을 정도로 냉각된다.

도 2는 냉동 프로브(12)의 예시적인 디자인을 도시한다. 냉동 프로브(12)는 본 예시적인 실시예에서 제1 채널(16)뿐만 아니라 제2 채널(17)을 가지는 가요성 플라스틱 튜브(15)에 의해 형성된 튜브 디바이스(14)를 포함한다. 2개의 채널(16, 17)은 상이한 지름을 가질 수 있다. 바람직하게, 제2 채널(17)의 단면은 제1 채널(16)의 단면보다 1.1 내지 2.5배 크다. 두 채널(16, 17)들은 바람직하게 서로 평행하게 연장되고, 플라스틱 튜브(15)의 전체 길이를 통해 서로 이웃한 거리에 있으며, 둘 모두 상기 튜브의 원위, 바람직하게 편평한 페이스 표면(face surface)(18)에서 종료한다.

플라스틱 튜브(15)는 냉동 프로브(12)의 헤드(13)를 지지하는 튜브 단부(19)를 가진다. 헤드(13)는, 튜브 단부(19) 상에 홀딩되고 표면(18)을 지나서 연장되는 슬리브(20)를 포함한다. 슬리브(20)는 유체 기밀 방식으로 슬리브에 연결된 단부 캡(21)을 지지한다. 이러한 것을 달성하도록, 단부 캡(21)은 바람직하게 슬리브(20)의 원위 단부상에서, 예를 들어 환형 레이저 용접 이음매 또는 다른 용접 이음매에 의해 상기 슬리브에 용접된다. 그러므로, 단부 캡(21)은, 제1 채널(16)을 통해 공급되고 노즐(24)을 통해 확장 챔버(23) 내로 주입되는 냉동 유체를 위한 확장 챔버(23)의 범위를 원위로 정한다. 노즐은 금속, 세라믹 또는 플라스틱 재료로 이루어질 수 있는 구성 요소이며, 이 경우에, 플라스틱 재료는 바람직하게 플라스틱 튜브의 재료와 다른 플라스틱 재료이다.

노즐(24)의 노즐 샤프트(24a)는 원위 페이스 표면(18)에 인접한 제1 채널(16)의 단부 섹션에 홀딩, 예를 들어 클램핑된다. 단부측에서, 노즐(24)은 원위 페이스 표면(18)으로 종료될 수 있거나, 또는 바람직한 것으로서 도 2에 도시된 바와 같이, 채널(16)로부터 확장 챔버(23) 내로 약간 돌출한다. 이렇게 하여, 노즐의 축 방향 위치는 확장 챔버(23)에서의 유동 조건에 영향을 미치고, 그러므로 정확한 기능에 대해 필수적이다.

바람직하게, 노즐(24)은 노즐(24)에서 중앙에 배열된, 그러므로 노즐이 홀딩되는 채널에 대해 중앙에 배열된 본질적으로 둥근 노즐 오리피스를 가진다. 이러한 것은 노즐의 정렬이 채널(16)에서의 그 삽입 전에 필요하지 않기 때문에 제조를 단순화한다. 그러나, 비대칭 배열이 또한 가능하며, 이러한 것은 냉각 분배에 잠재적으로 유익하다.

지금까지 설명된 냉동 프로브(12)의 제조는 도 3에 의해 적어도 부분적으로 도시된다. 이렇게 하기 위해, 플라스틱 튜브(15)는 상기 튜브에서 노즐을 적어도 일시적으로 홀딩하도록 우선 적어도 충분히 채널(16) 내로 삽입되는 노즐(24)을 구비한다. 또한, 슬리브(20)는 이러한 목적을 위한 슬리브 저장소(26)를 포함하는 조립 핀(25) 상에 세팅된다. 조립 핀은 돌출부(28) 주위에서 연장되는 환형, 바람직하게 평탄한 압축 표면(27)을 포함한다. 예를 들어, 이러한 돌출부(28)가 슬리브(20)의 내경에 대응하는 외경을 가지는 원통형 원주면을 가져서, 슬리브(20)는 돌출부(28) 상에 박혀 상기 돌출부 상에 홀딩될 수 있다. 돌출부와 압축 표면(27)은 슬리브(20)를 위한 시트를 함께 형성한다.

돌출부(28)는 바람직하게 그 페이스 측에 옵셋(offset)을 구비한다. 상기 돌출부는 노즐(24)을 위한 제1 접합 표면(29) 및 제2 채널(17)의 영역에서 플라스틱 튜브(15)의 원위 페이스 표면(18)과 접촉하게 될 제2 접합 표면(30)을 포함한다.

플라스틱 튜브(15)의 튜브 단부(19)로의 슬리브(20) 및 노즐(24)의 부착은 도 5로부터 추론될 수 있다. 노즐(24)의 노즐 샤프트(24a)가 부분적으로 삽입되는 플라스틱 튜브(15)와, 슬리브(20)를 구비하는 조립 핀(25)은 먼저, 튜브 단부(19)가 슬리브(20) 내로 움직이고 제1 접합 표면(29)이 노즐(24)의 단부 페이스와 접촉하는 방식으로, 서로를 향해 축 방향으로 움직인다. 그런 다음, 축 방향 움직임은 돌출부(28)의 제2 접합 표면(30)이 플라스틱 튜브(15)의 원위 페이스 표면(18)과 접촉할 때까지 계속된다. 이러한 상태에서 슬리브(20) 및 노즐(24)은 원위 페이스 표면(18)에 대해 잘 한정된 축 방향 위치를 보이며, 이에 의해 냉동 프로브(12)의 추후 정확한 기능을 위한 필수적인 기초를 제공한다.

지금까지 설명된 결합 공정은 슬리브(20)가 플라스틱 튜브(15)의 외부 지름보다 작은 지름을 가지는 제1 실시예뿐만 아니라 슬리브(20)의 내경이 적어도 플라스틱 튜브(15)의 외경만큼 큰 제2 실시예에서 이용될 수 있다.

제1 언급된 실시예를 참조하면, 슬리브(20)는 그 근위 단부 상에 특별히 도시되지 않은 삽입 모따기를 가질 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 플라스틱 튜브(15)의 원위 페이스 표면(18)은 그 반경 방향 외측 가장자리에서 튜브측 삽입 모따기를 형성하는 원추형 표면으로 이행할 수 있다. 그 결과, 튜브 단부(19)에 이를 압입하는 것에 의해, 그리고 노즐(24)을 튜브 단부(19)에 압입하는 것에 의해 슬리브(20)를 고정하는 것이 가능하다. 이미 설명된 제2 실시예를 참조하면, 슬리브(20)는 튜브 단부(19)로의 적용 후에 적어도 부분적으로 반경 방향 내측으로 변형되며, 그러므로 수축된다. 도 2는 슬리브(20)의 전체 원주에 걸쳐서 연장되고 상기 슬리브의 소성 변형에 의해 달성된 2개의 축 방향으로 이격된 각각의 환형 압축 구역(31, 32)을 가지는 슬리브(20)를 도시한다. 소성 변형은 한번 이상 압축 슬리브(20)의 원주 주위에서 순환하는 하나의 롤 또는 여러개의 이러한 롤을 압축하는 롤링 공구에 의해 그 사이에 슬리브(20)를 수용하는 압축 공정 동안 반경 방향 내측으로 움직이는 2개 이상의 클램핑 죠오들에 의해 달성될 수 있다. 또한, 슬리브는 반경 방향 내측으로 변형되는 펄스 자기장의 사용에 의한 전자기 형성에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 구성될 수 있다. 이렇게 하여, 원칙에 따라, 작업물에 대한 어떠한 기계적 접촉도 필요하지 않아서, 슬리브의 표면 오염이 배제될 수 있다. 상기 방법은 클린룸 조건 하에서 사용될 수 있다.

부가적으로 또는 대안적으로, 상기된 모든 실시예들의 경우에, 튜브 단부(19)에 적절한 연결 수단, 예를 들어 접착제로 슬리브(20)를 고정하는 것이 가능하다. 이러한 것은 2성분 접착제(폴리우레탄 접착제 또는 에폭시), 고탄성 시아노아크릴레이트, UV 경화성 접착제, 호기성 경화성 접착제, 혐기성 경화성 접착제, 또는 용매 함유 접착제일 수 있다. 접착을 촉진하도록, 튜브 단부(19)는 사전 조정될 수 있다. 이러한 것은 예를 들어, 거칠기, 플라즈마 활성화 또는 프리머(primer)에 의해 달성될 수 있다. 그러나, 바람직하게, 접착제는 생략될 것이다.

노즐(24)(즉, 특히 노즐 샤프트(24a))은 또한 바람직하게 압입 끼워맞춤에 의해 홀딩된다. 이러한 것을 달성하도록, 노즐(24)은 상기 노즐이 홀딩되는 제1 루멘(16)보다 약간 더 큰 외경을 가질 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 압입 끼워맞춤은 적어도 일부 구역들에서 압축에 의해 루멘(16)을 수축시키는 것에 의해 또한 일어날 수 있으며, 이러한 압축은 튜브 단부(19)를 향해 반경 방향 내측으로 슬리브(20)로부터 인가된다.

노즐(24) 및 슬리브(20)를 튜브 단부(19)에 부착한 후에, 단부 캡(21)이 장착된다. 위치 설정을 용이하게 하기 위해, 상기 단부 캡은 하나 또는 여러개의 환형, 예를 들어 원위 페이스 표면(18) 위에서 돌출하는 슬리브(20)의 부분 위로 연장되는, 3개의 핑거 형상 연장부 또는 탭 형상의 연장부를 가질 수 있다. 연장부는 또한 하나 이상의 불연속을 보이는 환형 연장부로서 구성될 수 있다. 그런 다음, 초기에 부착된 단부 캡(21)은 적절한 접합 또는 용접 공정, 예를 들어 레이저 용접에 의해 슬리브(20)에 유체 기밀 방식으로 결합될 수 있다.

도 11은 압축 구역(32)의 형성을 점선으로 도시한다. 명백한 바와 같이, 압축 구역(32)의 깊이는 슬리브(20)의 원주 주위에서 변할 수 있다. 예를 들어, 채널(16, 17)들의 바로 근처의 압축 구역(32)의 깊이는 한계 내에서 채널(16, 17)들의 변형, 특히 수축을 유지하기 위하여 감소될 수 있다. 또한, 제2 채널(17)이 붕괴되는 것을 방지하기 위해 제2 채널(17)의 영역에서만 압축 구역(32)의 깊이를 감소시키는 것이 가능한 한편, 제1 채널(16)에서의 압축 작용은 제1 채널(16)에서 노즐(24)의 고정 끼워맞춤을 촉진한다.

또한, 채널(16)에서 축 방향으로 노즐(24)을 추가로 고정하는 것이 가능하다. 도 9는 매끄러운 벽을 구비한 파이프 섹션(33)을 가지는 노즐(24)을 도시하며, 상기 파이프 섹션은 적어도 하나의 노즐 오리피스(36)를 가지는 작은 노즐 플레이트(34)에 의해 단부가 폐쇄된다. 노즐 플레이트(34)는 예를 들어 레이저 용접에 의해 파이프 섹션(33)에 용접될 수 있다. 그러나, 수축된 노즐 오리피스(35)를 형성하기 위하여 작은 노즐 플레이트(34)를 사용하는 대신에 성형 공정 동안 파이프 섹션(33)의 원위 단부를 수축시키는 것도 가능하다. 파이프 섹션(33)에 대한 수축은 동축 또는 또한 비대칭, 예를 들어 편심일 수 있거나 또는 파이프 섹션(33)의 축 방향에 대하여 비스듬하게 배향된 축을 따라서 연장될 수 있다.

두 경우에, 루멘(16)에 노즐을 축 방향으로 고정하기 위한 구조체들은, 예를 들어, 하나 이상의 나선형 리브, 너브(nub)들, 거친 영역 또는 널링과 같은 불규칙한 구조체에 의해 환형의 순열 리브(36, 37, 38)들로서 구성될 수 있다.

제1 채널(16)은 유체 유동, 즉 노즐(24)의 액체 또는 가스 냉동 유체의 공급을 위해 배치된다. 제2 채널(17)은 확장 챔버(23)로부터 냉동 유체의 제거를 위해 배치된다. 특히 슬리브 영역에서 제2 채널(17)의 수축을 최소화하거나 또는 방지하기 위하여, 지지 구조체(39)를 튜브 단부(19)에 또는 전체 채널(17)을 따라서 제공하는 것이 가능하다. 도 5는 이러한 구조의 개략도이다. 여기서, 지지 구조체(39)는 도 7로부터 추론될 수 있는 바와 같이, 제2 채널(17)의 플라스틱 재료의 라이닝으로 이루어진다. 플라스틱 튜브(15)가 일반적으로 폴리아미드, 폴리올레핀, Pebax, 폴리우레탄, PEEK, PI, 복합재 또는 다른 플라스틱 재료로 이루어질 수 있지만, 지지 구조체(39)는 비교적 강성인 플라스틱 재료 또는 금속 편조(metal braiding)로 이루어질 수 있다. 지지 구조체가 튜브 단부(19)로 제한되면, 상기 구조체는 또한 금속 파이프로 이루어질 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 튜브 디바이스(14)는, 동일하거나 상이한 지름을 가지며 몸체, 바람직하게 플라스틱 몸체(40)의 헤드에 매설된 여러개, 예를 들어 2개의 플라스틱 튜브(15, 15b)로 또한 만들어질 수 있다. 이러한 것은 그런 다음 튜브 단부(19)를 형성하는 한편, 그 외에, 상기의 설명이 부응하여 적용된다.

제조, 특히 노즐(24) 및 슬리브(20)에 대한 튜브 단부(19)의 접합은 더욱 세련된 실시예에서, 대안적으로 도 4 및 도 6에 따른 조립 핀(41)의 사용으로 일어날 수 있다. 이러한 경우에, 지지 핀(42)은 제2 접합 표면(30) 상에 배열되고, 상기 지지 핀은 제2 채널(17)의 내경에 실질적으로 대응하거나 또는 그 보다 약간 작은 외경을 가진다. 이러한 조립체를 참조하면, 지지 핀(41)은 제2 채널(17) 내로 움직이고, 특히 채널(17)에서 슬리브(20)의 반경 방향 내측으로의 변형 동안 채널(17) 내에 유지된다. 이렇게 하여, 지지 핀(42)은 제2 채널(17)이 슬리브(40)의 내측으로 변형된 결과로서 붕괴되거나 크게 수축되는 것을 방지한다.

지금까지 설명된 제조 방법은 추가로 변경될 수 있다.

지지 핀(42)은 얇은 벽의 소형 튜브를 수용하기 위해 배치될 수 있으며, 얇은 벽의 소형 튜브는 제2 접합 표면(30)의 페이스측 접합부와 접합되고, 슬리브(20)의 반경 방향 내측으로 변형되는 동안 제2 채널(17)이 붕괴되는 것을 방지하기 위하여 결합 공정 동안 제2 채널(17) 내로 삽입된다. 또한, 돌출부(28)를 옵셋없이 구성하는 것이 가능하고, 이 경우에, 접합 표면(29)은 접합 표면(30)의 오목 부에 제공된다. 그 바닥이 접합 표면(29)인 오목부는 노즐(24)의 원위 단부의 수용을 위해 배치되고, 노즐은 그런 다음 결합 공정 동안 제1 루멘(16) 내로 삽입된다. 오목부의 깊이는 차례로 완전히 조립된 상태에서 원위 페이스 표면(18)을 지나는 노즐(24)의 중첩을 결정한다. 이 실시예는 도 3에 따른 조립 핀(25) 뿐만 아니라 도 4 및 도 6에 따른 조립 핀(41)에 구현될 수 있다. 오목부는 원통형의 회전 대칭 노즐들을 수용하기 위해 둥글 수 있다. 아마도, 노즐 오리피스가 편심 또는 비스듬한 배향으로 연장되도록 구성되기 때문에, 노즐들이 회전 대칭이 아니면, 노즐은 비틀림 방지 구조를 가지며, 예를 들어 러그(lug) 또는 오목부와 일치하거나, 또는 다른 적절한 방식으로 비원형일 수 있다. 그런 다음, 오목부는 대응하여 비원형 형태를 가진다.

본 발명의 냉동 프로브의 제조 방법은 냉동 프로브의 헤드(13)의 일부를 형성하는 슬리브(20)를 수용하기 위한 조립 핀(25)을 사용하고, 축 방향으로 서로 옵셋된 3개의 접합 표면(27, 29, 30)을 포함하며, 상기 접합 표면들은 튜브 단부(19)로의 슬리브(20) 및 노즐(24)의 부착 후에, 특히 튜브 단부(19)의 원위 페이스 표면(18)에 대한 노즐(24) 및 슬리브(20)의 정확한 축 방향 위치 설정을 보장한다. 결과적으로, 슬리브(20)가 폐쇄된 후 형성되는 확장 챔버(23)에서의 노즐(24)의 위치, 및 그러므로 냉동 프로브의 기능이 보장된다.

12 : 냉동 프로브
13 : 냉동 프로브(12)의 헤드
14 : 튜브 디바이스
15 : 이중 루멘 플라스틱 튜브
16 : 튜브 디바이스(14)의 제1 채널
17 : 튜브 디바이스(14)의 제2 채널
18 : 플라스틱 튜브(15)의 원위 페이스측
19 : 플라스틱 튜브(15)의 튜브 단부
20 : 슬리브
21 : 단부 캡
22 : 레이저 용접 이음매
23 : 확장 챔버
24 : 노즐
24a : 노즐 샤프트
25 : 조립 핀
26 : 슬리브 저장소
27 : 압축 표면
28 : 돌출부/시트(seat)
29 : 돌출부(28)의 제1 접합 표면
30 : 돌출부(28)의 제2 접합 표면
31, 32 : 압축 구역
33 : 매끄러운 얇은 벽의 파이프 섹션
34 : 노즐 플레이트
35 : 노즐 오리피스
36, 37, 38 : 톱니형 리브
39 : 지지 구조체
40 : 플라스틱 몸체
41 : 조립 핀
42 : 지지 핀

Claims (15)

1. 냉동 프로브(12)를 제조하는 방법으로서,
   플라스틱 재료로 이루어진 튜브 디바이스(14)가 제공되며, 상기 튜브 디바이스는 적어도 2개의 채널(16, 17)을 포함하며,
   노즐(24)이 한쪽 튜브 단부(19)에서 상기 채널들 중 하나(16) 내로 삽입되며,
   상기 튜브 단부(19)는 적어도 상기 튜브 디바이스(14)의 외경만큼 큰 내경을 가지는 슬리브(20)를 구비하며, 상기 슬리브(20)는 상기 튜브 단부(19)를 수용하고 상기 튜브 단부를 지나서 원위로 돌출하고, 그런 후에, 압입 끼워맞춤에 의해 상기 튜브 단부(19) 상에 상기 슬리브(20)를 고정하기 위하여 상기 슬리브(20)가 반경 방향 내측으로 변형되고,
   상기 슬리브(20)의 내경보다 큰 외경을 가지는 상기 튜브 단부(19)는 이러한 슬리브(20) 내로 축 방향으로 가압되는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 슬리브(20)는 상기 튜브 단부(19)에 부착되었을 시에 원위로 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 슬리브(20)의 원위 폐쇄를 위하여, 환형 밀봉 연결부, 예를 들어 용접 이음매(22)에 의해 상기 슬리브(20)에 밀봉 방식으로 연결되는 단부 캡(21)이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 금속, 세라믹 또는 플라스틱 재료로 이루어진 상기 노즐(24)을 상기 슬리브(20) 내로 삽입하기 위하여, 그리고 한번의 공정 단계로 상기 튜브 단부(19) 상에서 상기 슬리브(20)를 슬라이딩시키기 위하여 조립 핀(25, 41)이 사용되며, 상기 조립 핀은 상기 슬리브(20)를 위한 시트(27, 28) 및 상기 노즐(24)을 위한 접합 표면(29)을 가지며, 이러한 것들은 상기 노즐(24)의 원위 단부와 상기 슬리브(20)의 원위 단부 사이에 필요한 축 방향 거리에 대응하는 서로로부터의 거리에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐이 배치되지 않은 채널(17)에, 변형 단계 동안 상기 채널(17)의 단부 내로 삽입되는 지지 핀(42)이 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐이 배치되지 않은 채널(17)은 변형 단계 동안 및 상기 단계 후에 상기 채널(17)을 둘러싸는 지지 구조체(39)에 의해 반경 방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 냉동 프로브(12)로서,
   노즐 샤프트(24a)를 가지는 노즐(24)이 원위 단부에 배열된 제1 채널(16), 및 상기 제1 채널(16)과 적어도 평행하고 상기 제1 채널로부터 일정 거리에 배열된 제2 채널(17)을 가지며, 상기 제2 채널은 상기 노즐(24), 또는 상기 제1 채널(16), 또는 상기 노즐(24)과 상기 제1 채널(16) 양자의 단면보다 큰 단면을 가지는 튜브 디바이스(14),
   상기 튜브 디바이스(14)의 원위 튜브 단부(19)에 배열되고, 적어도 완전히 조립된 상태에서 상기 튜브 디바이스(14)의 외경보다 작은 내부 여유(inside clearance)를 가지는 슬리브(20), 및
   상기 슬리브를 폐쇄하도록 상기 슬리브(20)의 원위 단부에 배열되는 단부 캡(21)를 포함하는 냉동 프로브.
8. 제7항에 있어서, 상기 슬리브(20)는 압입 끼워맞춤에 의해 상기 튜브 단부(19)에서 홀딩되는 것을 특징으로 하는 냉동 프로브.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 슬리브(20)와 상기 단부 캡(21)은 기밀한 연결, 예를 들어 환형 용접 이음매(22)로 인한 유체 기밀 방식으로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 냉동 프로브.
10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 슬리브(20)와 상기 단부 캡(21)은 서로 이음매없이 원피스로 만들어지는 것을 특징으로 하는 냉동 프로브.
11. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 노즐(24)은 상기 튜브 단부(19)로부터 돌출하도록 배치되고, 이 경우에, 상기 노즐 샤프트(24a)는 상기 채널(16)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 냉동 프로브.
12. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 노즐(24)은 고정 구조체(36, 37, 38)를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉동 프로브.
13. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 노즐(24)은 상기 슬리브(20) 또는 상기 슬리브의 적어도 하나의 압축 구역(31, 32)을 통해 연장되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 냉동 프로브.
14. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제2 채널(17)은 지지 구조체(39)를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉동 프로브.
15. 제13항에 있어서, 상기 슬리브(20)는 상기 튜브 단부(19)를 압축하기 위하여 적어도 하나의 압축 구역(31, 32)에서 반경 방향 내측으로 변형되는 것을 특징으로 하는 냉동 프로브.

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