JP2009518604A - 流体システムのための脈動減衰器 - Google Patents

Abstract

流体ポンプを具えた流体システムのための脈動減衰器である。脈動減衰器は、流体流路と、緩やかなロールオフ勾配を具えた脈動を減衰させるよう構成された第１の流体装置と、緩やかなロールオフ勾配を具えた脈動を減衰させるよう構成された第２の流体装置と、を有する。第１の流体装置及び第２の流体装置が急なロールオフ勾配を具えた脈動を協働して減衰させるように、第１の流体装置及び第２の流体装置は流体流路に結合されている。好適には、第１の流体装置が第１の流体抵抗及び第１の流体コンデンサを有しており、第２の流体装置が第２の流体抵抗及び第２の流体コンデンサを有している。好適には、二次のローパスフィルタと同じように、脈動減衰を：（１）第１の流体抵抗、（２）第１の流体コンデンサ、（３）第２の流体抵抗、（４）第２の流体コンデンサの順に構成する。
【選択図】図１

Description

本発明の好適な実施例に係る以下の記載は、本発明をこの好適な実施例に限定することを意図するものではなく、流動血球計算器に関する流体システムの当業者が本発明を作製及び使用し得ることを意図するものである。

図１に示すように、好適な実施例の脈動減衰器１０が、流体流路１２と、脈動を減衰するよう構成された第１の流体装置１４と、脈動を減衰するよう構成された第２の流体装置１６とを有する。脈動減衰器１０は、蠕動ポンプといった流体ポンプ２０を具えた流動血球計算器の流体システム１８のために特別に設計されているが、代替的に適切な流体システムで使用してもよい。

図２に示すように、好適な実施例の第１の流体装置１４及び第２の流体装置１６は、比較的緩やかなロールオフ勾配２２を具えた脈動を減衰させる。本書の目的のために、緩やかなロールオフ勾配が、２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅに等しいか又はこれよりも小さいものとして定義される（ボード振幅線図の対数周波数に対する対数振幅で従来のように理解され、勾配の絶対値として示される）。第１の装置１４及び第２の装置１６は、第１の装置１４及び第２の装置１６が好適には比較的急なロールオフ勾配２４を具えた脈動を協働して減衰させるように、流体流路１２に結合される。本書の目的のために、急なロールオフ勾配２４は２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅよりも大きいものとして定義される（ボード振幅線図の対数周波数に対する対数振幅で従来のように理解され、勾配の絶対値として示される）。２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅよりも大きい（より好適には、４０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅに等しいかこれよりも大きい）急なロールオフ勾配２４を具える場合、脈動減衰器１０は、低周波の流量の変動を通過させ、流体流路１２の中の流体の高周波の脈動にフィルタをかける。より重要なことには、この流体システムは、滑らかな流れを維持しつつ流速を迅速に調整且つ安定化し得る。流量の迅速な調整は、以前の従来の流体システムでは数分かかっていたが、現在では数秒しかかからない可能性があり、好適には、流体システムの中の流体の消費を最小限にする。カットオフ周波数は、好適には１０Ｈｚに等しいか又はこれよりも小さく、より好適には２Ｈｚに等しいが、流体システム１８のニーズに基づいて任意の適切なカットオフ周波数でよい。

図１に示すように、好適な実施例の流体流路１２は、流体システム１８の中で試料流体といった流体を搬送するよう機能する。流体流路は、好適には硬質又は可撓性のパイプであるが、流体を搬送する適切な流体機器でよい。

好適な実施例における第１の流体装置１４及び第２の流体装置１６は、脈動を減衰させるよう機能する。本書の目的として、「脈動」という用語は、流体システムの中で流体の圧力又は流量のいずれかを交互に増減させる周期的な現象として定義される。第１の流体装置１４は、好適には、第１の流体抵抗２６と第１の流体コンデンサ２８とを有しており、第２の流体装置１６は、好適には、第２の流体抵抗３０と第２の流体コンデンサ３２とを有している。好適な実施例では、経済的な理由から、第１の流体装置１４及び第２の流体装置１６が、好適には略同一である。代替的な実施例では、第１の流体装置１４及び第２の流体装置１６が、別々の流体装置であってもよく及び／又は別々の流体バルブを有してもよい。

第１の流体抵抗２６及び第２の流体抵抗３０は、流体流路１２の中の流体の流れに抵抗するよう機能する。第１の流体抵抗２６及び第２の流体抵抗３０は、好適には、狭いチ流路型又は長い流路型の流体抵抗３４（図３でスペースを取らない蛇行型の構成で示される）又はボール型の流体抵抗３６（図４に示す）であるが、流体流路１２の中の流体の流れに抵抗する適切な流体装置でよい。

第１の流体コンデンサ２８及び第２の流体コンデンサ３２は、一時的に拡張して流体流路１２の中の流体を蓄積（すなわち、加圧）し、その後で収縮して蓄積した流体を流体流路１２に再び送り出す（すなわち、加圧）よう機能する。第１の流体コンデンサ２８及び第２の流体コンデンサ３２は、好適には、ベローズ型の流体コンデンサ３８（図５に示す）又は可撓性を有する管状型の流体コンデンサ４０（図６に示す）であるが、一時的に拡張しその後で収縮する適切な流体装置でよい。ベローズ型の流体コンデンサ３８は、例えば、流体流路の流体とベローズ型の流体コンデンサ３８の（空気といった）圧縮性流体との間にダイアフラムを設けずに、作製してもよい。ダイヤフラムの代わりに、ベローズ型の流体コンデンサ３８が重力又は他の適切な方法又は装置に依存して２つの流体の隔離を維持する。

図１に示すように、第１の流体装置１４及び第２の流体装置１６が、好適には、カットオフ周波数よりも高い脈動を減衰させるよう構成及び配置されている（電子的なローパスフィルタと同様である）。特に、第１の流体装置１４は、第１の流体コンデンサ２８が後に続く第１の流体抵抗２６を有しており、第２の流体装置１６は、第２の流体コンデンサ３２が後に続く第２の流体抵抗３０を有している。このため、脈動減衰器１０を通って流れる流体は：（１）第１の流体抵抗２６、（２）第１の流体コンデンサ２８、（３）第２の流体抵抗３０、及び（４）第２の流体コンデンサ３２の順にこれらの要素に出会う。このような配置では、脈動減衰器１０が４０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅのロールオフ勾配を具えた二次の電子的なローパスフィルタと同様である。

脈動減衰器１０は、代替的に、２以上の流体装置を有してよい。例えば、５つの流体装置を含む脈動減衰器１０では、流体が：（１）第１の流体抵抗２６、（２）第１の流体コンデンサ２８、（３）第２の流体抵抗３０、（４）第２の流体コンデンサ３２、（５）第３の流体抵抗、（６）第３の流体コンデンサ、（７）第４の流体抵抗、（８）第４の流体コンデンサ、（９）第５の流体抵抗、及び（１０）第５の流体コンデンサ、の順にこれらの要素に出会う。このような配置では、脈動減衰器１０が１００ｄＢ／ｄｅｃａｄｅのロールオフ勾配を具えた五次の電子的なローパスフィルタと同様である。

第１の流体装置１４及び第２の流体装置１６を、代替的に、カットオフ周波数以下の脈動を減衰させるよう構成及び配置してもよい（電子的なハイパスフィルタと同じである）。さらに、代替的な実施例の脈動減衰器１０が、適切な順番で構成され、（電子的な帯域消去フィルタと同様に）２つの周波数の内側又は（電子的なバンドパスフィルタと同様に）２つの周波数の外側の脈動のいずれかを減衰させる「ローパス」の脈動減衰器及び「ハイパス」の脈動減衰器の組み合わせを含む、適切な数の流体装置、流体抵抗、及び流体コンデンサを有してもよい。

流動血球計算器に関する流体システムの当業者は、上記の詳細な説明及び図面及び特許請求の範囲から、上記の特許請求の範囲で規定される本発明の範囲を逸脱することなしに、好適な実施例に対して修正及び変更をなし得ることを認識するであろう。

図１は、流体ポンプを具えた流体システムの好適な実施例の脈動減衰の概略図である。 図２は、第１及び第２の流体装置及び第１及び第２の流体装置を組み合わせたものの、ボード線図のプロットである。 図３は、流体抵抗のバリエーションである。 図４は、流体抵抗のバリエーションである。 図５は、流体コンデンサのバリエーションである。 図６は、流体コンデンサのバリエーションである。

Claims (20)

1. 流体ポンプを具えた流体システムのための脈動減衰器であって、
   流体流路と、
   緩やかなロールオフ勾配を具えた脈動を減衰させるよう構成された第１の流体装置と、
   緩やかなロールオフ勾配を具えた脈動を減衰させるよう構成された第２の流体装置と、
   を具えており、
   前記第１の流体装置及び第２の流体装置が急なロールオフ勾配を具えた脈動を協働して減衰させるように、前記第１の流体装置及び第２の流体装置が前記流体流路に結合されていることを特徴とする脈動減衰器。
2. 前記第１の流体装置及び第２の流体装置がカットオフ周波数よりも高い周波数の脈動を減衰させるよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の脈動減衰器。
3. 前記カットオフ周波数が１０Ｈｚに等しいか又はこれよりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の脈動減衰器。
4. 前記第１の流体装置が、第１の流体抵抗及び第１の流体コンデンサを有しており、
   前記第２の流体装置が、第２の流体抵抗及び第２の流体コンデンサを有していることを特徴とする請求項１に記載の脈動減衰器。
5. 前記第１の流体抵抗及び前記第２の流体抵抗が蛇行型の流体抵抗を有していることを特徴とする請求項４に記載の脈動減衰器。
6. 前記第１の流体抵抗及び前記第２の流体抵抗がボール型の流体抵抗を有することを特徴とする請求項４に記載の脈動減衰器。
7. 前記第１の流体コンデンサ及び前記第２の流体コンデンサがアキュムレータ型の流体コンデンサを有することを特徴とする請求項４に記載の脈動減衰器。
8. 前記第１の流体コンデンサ及び前記第２の流体コンデンサが可撓性を有する管状型の流体コンデンサを有することを特徴とする請求項４に記載の脈動減衰器。
9. 前記脈動減衰器が、（１）第１の流体抵抗、（２）第１の流体コンデンサ、（３）第２の流体抵抗、及び（４）第２の流体コンデンサ、の順で構成されることを特徴とする請求項４に記載の脈動減衰器。
10. 前記第１の流体装置が、２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅに等しいか又はこれよりも小さいのロールオフ勾配を具えた脈動を減衰させ、
    前記第２の流体装置が、２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅに等しいか又はこれよりも小さいのロールオフ勾配を具えた脈動を減衰させるよう構成されることを特徴とする請求項１に記載の脈動減衰器。
11. 前記第１の流体装置及び前記第２の流体装置が２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅよりも大きいロールオフ勾配を具えた脈動を協働して減衰させるように、前記第１の流体装置及び第２の流体装置が前記流体流路に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の脈動減衰器。
12. 前記第１の流体装置及び第２の流体装置が４０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅと等しいか又はこれよりもよりも大きいロールオフ勾配を具えた脈動を協働して減衰させるように、前記第１の流体装置及び第２の流体装置が前記流体流路に接続されていることを特徴とする請求項１１に記載の脈動減衰器。
13. 流体ポンプと請求項１に記載の脈動減衰器とを具えることを特徴とする流動血球計算器のための流体システム。
14. 前記ポンプが蠕動ポンプであることを特徴とする請求項１３に記載の流体システム。
15. 前記第１の流体装置及び前記第２の流体装置がカットオフ周波数よりも高い周波数の脈動を減衰させるよう構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の流体システム。
16. 前記カットオフ周波数が１０Ｈｚと等しいか又はこれよりも小さいことを特徴とする請求項１５に記載の流体システム。
17. 前記第１の流体装置が、第１の流体抵抗及び第１の流体コンデンサを有しており、
    前記第２の流体装置が、第２の流体抵抗及び第２の流体コンデンサを有していることを特徴とする請求項１３に記載の流体システム。
18. 前記脈動減衰器が、（１）第１の流体抵抗、（２）第１の流体コンデンサ、（３）第２の流体抵抗、及び（４）第２の流体コンデンサ、の順で構成されることを特徴とする請求項１７に記載の流体システム。
19. 前記第１の流体装置が、２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅに等しいか又はこれよりも小さいのロールオフ勾配を具えた脈動を減衰させるよう構成され、
    前記第２の流体装置が、２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅに等しいか又はこれよりも小さいのロールオフ勾配を具えた脈動を減衰させるよう構成されることを特徴とする請求項１３に記載の流体システム。
20. 前記第１の流体装置及び前記第２の流体装置が２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅよりも大きいロールオフ勾配を具えた脈動を協働して減衰させるように、前記第１の流体装置及び第２の流体装置が前記流体流路に接続されていることを特徴とする請求項１９に記載の流体システム。

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