KR101833488B1 - 체크밸브를 포함하는 고압 수액라인용 필터구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상,하측 필터하우징을 다중 격벽으로 설치하고 필터하우징에 체크밸브를 일체로 설치하여 높은 압력에도 견디고 역류를 방지할 수 있는 체크밸브를 포함하는 고압 수액라인용 필터구조에 관한 것으로, 필터가 장입될 수 있도록 내부에 장입부가 형성된 하측 필터하우징과, 상기 하측 필터하우징의 상부에 결합되면서 필터를 고정시키는 상측 필터하우징과, 상기 하측 필터하우징의 하부에 결합되어 수액의 역류를 방지할 수 있도록 하는 체크밸브모듈을 포함한다.

Description

체크밸브를 포함하는 고압 수액라인용 필터구조{FILTER STRUCTURE FOR HIGH PRESSURE INFUSION LINE INCLUDING CHECK VALVE}
본 발명은 체크밸브를 포함하는 고압 수액라인용 필터구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필터 하우징을 다중 격벽으로 설치하고 필터 하우징 내에 체크밸브를 일체로 설치하여 높은 압력에도 견디고 역류를 방지할 수 있는 체크밸브를 포함하는 고압 수액라인용 필터구조에 관한 것이다.
일반적으로, 수액세트에서는 메일 루어락 필터(Male Lure Lock Filter)라고 하는 필터를 사용하고 있다.
상기의 메일 루어락 필터는 수액세트에서 유입될 수 있는 이물질을 선별하는 역할을 수행하는 필터이다.
이물질을 걸러주는 메일 루어락 필터의 재질은 통상 PES 등 플라스틱 재질의 멤브레인 필터가 주로 사용되고 있다.
종래의 메일 루어락 필터는 PES 계열의 필터를 사용하기 때문에 초음파 융착 또는 열 융착 등의 방법으로 제조를 하게 되어 필터 자체가 플라스틱 구조물 내에 견고하게 융착되고 상,하의 플라스틱 구조물이 단일 면으로 융착된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 메일 루어락 필터에 의하면, 특수 의학 계통에서는 수액 등을 일반적인 흐름보다는 고압으로 투여하게 되는데, 플라스틱 구조물이 단일 면 융착되어 고압으로 수액을 통과시킬 경우 압력을 버티지 못하고 플라스틱 구조물이 파손되고 그에 따라 필터가 파손되는 문제점이 있으며, 필터의 파손에 따라 이물질의 유입은 물론 오히려 파손된 필터가 이물질이 되어 흐를 수 있기 때문에 제품성이 떨어지고 사용하기 어려운 문제점이 있었다.
또한, 상대적으로 높은 압력으로 주입이 되기 때문에 수액이 모두 주입이 되고 주입이 멈추는 시점에서 반발력이 발생되고 주입되었던 수액이 혈액과 함께 역류하는 현상이 발생되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0143131호
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 필터 하우징에 체크밸브를 일체로 설치함으로써 별도의 부품 없이 고압 수액라인용 필터만 사용하여 제작비를 절감할 수 있으며 수액의 역류를 방지할 수 있는 체크밸브를 포함하는 고압 수액라인용 필터구조를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 체크밸브를 포함하는 고압 수액라인용 필터구조는 필터가 장입될 수 있도록 내부에 장입부가 형성된 하측 필터하우징과, 상기 하측 필터하우징의 상부에 결합되면서 필터를 고정시키는 상측 필터하우징과, 상기 하측 필터하우징의 하부에 결합되어 수액의 역류를 방지할 수 있도록 하는 체크밸브모듈을 포함할 수 있다.
상기 하측 필터하우징은 상부에 상측 필터하우징이 결합될 수 있도록 삽입편이 구비되며, 상기 삽입편의 외측에 상측 필터하우징이 융착될 수 있도록 단턱이 구비될 수 있다.
상기 상측 필터하우징은 안쪽에 하측 필터하우징 내부로 삽입되면서 필터를 눌러주어 지지할 수 있도록 필터지지편이 구비되며, 바깥쪽에 하측 필터하우징의 단턱에 밀착되어 하측 필터하우징과 융착될 수 있도록 마감편이 구비되고, 상기 필터지지편과 마감편의 사이에 하측 필터하우징의 삽입편이 삽입되어 하측 필터하우징과 견고하게 결합될 수 있도록 결합홈부가 형성될 수 있다.
상기 하측 필터하우징과 상측 필터하우징은 고압에도 서로 분리되지 않고 견딜 수 있도록 3중으로 격벽이 이루어지면서 이중으로 융착될 수 있다.
상기 필터는 메쉬 필터나 멤브레인 필터 또는 메쉬 필터와 멤브레인 필터를 중첩하여 이루어질 수 있다.
상기 필터는 세라믹, 스테인레스, 플라스틱 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 메쉬 필터는 스테일레스 스틸 재질이 더욱 바람직하다.
상기 체크밸브모듈은 하측 필터하우징의 하부에 결합되는 체크밸브 하우징과, 상기 체크밸브 하우징과 하측 필터하우징 사이에 설치되어 수액의 역류를 방지할 수 있도록 하는 체크밸브를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 체크밸브를 포함하는 고압 수액라인용 필터구조에 의하면, 필터하우징에 체크밸브가 설치된 체크밸브모듈을 일체로 설치하게 됨으로써 수액라인에 별도로 체크밸브를 설치할 필요가 없어 사용의 편리성 및 제작비를 절감할 수 있으며 수액의 역류 방지 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 필터가 장착되는 하측 필터하우징과 상측 필터하우징을 다중 격벽으로 배치하여 이중으로 융착시켜 연결함으로써 상,하측 필터하우징이 서로 견고하게 연결될 수 있어 고압에도 분리되지 않아 제품의 견고성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고압 수액라인용 필터구조를 도시한 분리사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고압 수액라인용 필터구조를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고압 수액라인용 필터구조의 내부구성을 나타낸 결합 전 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고압 수액라인용 필터구조의 내부구성을 나타낸 결합 상태의 정면도이다.
도 5는 실시예에서 사용된 압력 실험 장치를 도시한 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도면들에 있어서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 본 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 권리 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
본 명세서에서 '및/또는'이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, '연결되는/결합되는'이란 표현은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 '포함한다' 또는 '포함하는'으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및 소자의 존재 또는 추가를 의미한다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 측(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 고압 수액라인용 필터구조를 도시한 분리사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 고압 수액라인용 필터구조를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 고압 수액라인용 필터구조의 내부구성을 나타낸 결합 전 정면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 고압 수액라인용 필터구조의 내부구성을 나타낸 결합 상태의 정면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 체크밸브를 포함하는 고압 수액라인용 필터구조는 하측 필터하우징(100)과, 상측 필터하우징(200)과, 체크밸브모듈(300)을 포함하게 된다.
상기 하측 필터하우징(100)은 필터(10)를 설치하게 되며, 내부에 필터(10)가 장입될 수 있도록 장입부(110)가 형성되어지게 된다.
또한, 상기 하측 필터하우징(100)은 상부에 상측 필터하우징(200)이 결합되어 연결될 수 있도록 삽입편(120)이 구비되어지게 된다.
그리고, 상기 삽입편(120)의 외측부에는 상측 필터하우징(200)이 융착되어 연결될 수 있도록 단턱(130)이 구비되어지게 된다.
상기에서 필터(10)는 메쉬 필터나 멤브레인 필터, 또는 메쉬 필터와 멤브레인 필터를 중첩하여 이루어질 수 있다.
즉, SUS 메쉬 필터의 경우 수액과 반응할 수 있기 때문에 수액에 대한 반응도가 낮은 플라스틱 재질의 메쉬 필터가 사용될 수 있으며, 메쉬 필터의 필터링 성능이 떨어질 수 있기 때문에 메쉬 필터와 멤브레인 필터를 중첩하여 사용할 수 있고, 멤브레인 필터만 사용하는 구조로도 사용이 가능하다.
또한, 상기 필터(10)는 세라믹, 스테인레스, 플라스틱 중 어느 하나의 재질로 이루어지게 된다.
상기 상측 필터하우징(200)은 하측 필터하우징(100)의 상부에 결합되어지게 된다.
그리고, 상기 상측 필터하우징(200)은 하측 필터하우징(100)의 장입부(110)에 장입되는 필터(10)를 잡아줄 수 있게 된다.
상기 상측 필터하우징(200)은 하부 안쪽에 하측 필터하우징(100)의 장입부(110) 내로 삽입되는 필터지지편(210)이 구비되며, 바깥쪽에 하측 필터하우징(100)의 단턱(130)에 밀착되는 마감편(220)이 구비되어지게 된다.
또한, 상기 필터지지편(210)과 마감편(220)의 사이에는 하측 필터하우징(100)의 삽입편(120)이 삽입되어 하측 필터하우징(100)과 상측 필터하우징(200)이 견고하게 결합될 수 있도록 결합홈부(230)가 형성되어지게 된다.
상기 결합홈부(230)는 하측 필터하우징(100)의 삽입편(120)이 삽입될 때 결합홈부(230) 내에서 삽입편(120)이 융착되어 상기 하측 필터하우징(100)과 상측 필터하우징(200)이 고정된다.
상기 필터지지편(210)이 장입부(110)로 삽입되면서 장입부(110)에 장입되는 필터(10)에 밀착되어 필터(10)를 눌러주면서 고정시킬 수 있게 된다.
상기 마감편(220)은 상측 필터하우징(200)이 하측 필터하우징(100)과 연결될 때 상기 하측 필터하우징(100)의 단턱(130)에 밀착되고 상기 단턱(130)과 마감편(220)이 융착되어 하측 필터하우징(100)과 상측 필터하우징(200)이 서로 고정되어지게 된다.
이에 상기 하측 필터하우징(100)에 삽입편(120)과 단턱(130)이 구비되고, 상기 상측 필터하우징(200)에 필터지지편(210)과 마감편(220) 및 결합홈부(230)가 구비되어 상기 하측 필터하우징(100)과 상측 필터하우징(200)의 외측 격벽을 3중으로 배치하고 2중으로 융착하여 연결함으로써 하측 필터하우징(100)과 상측 필터하우징(200)이 견고하게 연결되어 주입되는 수액의 높은 압력에도 서로 분리되지 않고 견딜 수 있게 된다.
상기 체크밸브모듈(300)은 하측 필터하우징(100)의 하부에 설치되어 수액라인(도시하지 않음)으로 흐르는 수액의 역류를 방지할 수 있는 것이다.
즉, 상기 하측 필터하우징(100)에 일체로 연결되는 체크밸브모듈(300)에 의해 주입이 멈추는 시점에서 반발력이 발생되고 주입되었던 수액이 혈액과 함께 역류하는 현상을 방지할 수 있어 안전사고의 발생을 예방할 수 있다.
상기 체크밸브모듈(300)은 하측 필터하우징(100)의 하부에 결합되는 체크밸브 하우징(310)과, 상기 체크밸브 하우징(310)의 내측에 설치되어 수액의 역류를 방지하는 체크밸브(320)를 포함하게 된다.
상기 체크밸브 하우징(310)은 하측 필터하우징(100)의 하부에 결합되면서 융착되어지게 된다.
또한, 상기 체크밸브(320)는 체크밸브 하우징(310)이 하측 필터하우징(100)과 연결됨에 따라 상기 체크밸브 하우징(310)과 하측 필터하우징(100)의 사이에 설치되어 상측 필터하우징(200)을 통과하고 필터(10)를 통해 하측 필터하우징(100)으로 흘러내리는 수액의 역류를 방지할 수 있는 것이다.
이때, 수액의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(320)는 이미 널리 통용되어 사용되고 있으므로 이에 대한 자세한 구조 설명 및 작동상태는 생략하기로 한다.
상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 체크밸브를 포함하는 고압 수액라인용 필터구조에 따른 작용상태를 살펴보면 아래와 같다.
상기 하측 필터하우징(100)의 장입부(110)에 필터(10)가 장입된 상태에서 상기 하측 필터하우징(100)에 상측 필터하우징(200)이 결합되어 상측 필터하우징(200)이 필터(10)가 유동되지 않도록 잡아주어 수액라인을 통해 흐르는 수액에 포함된 이물질이 필터(10)에 의해 걸러지게 된다.
상기에서 필터(10)가 장입되는 하측 필터하우징(100)에 상측 필터하우징(200)이 결합되는 데 이때 상기 삽입편(120)의 내측면에 필터(10)를 지지하기 위한 필터지지편(210)이 밀착되며 상기 결합홈부(230) 내로 삽입편(120)이 삽입되면서 삽입편(120)의 상단부가 결합홈부(230) 내에서 융착되어지게 된다.
이때 결합홈부(230)와 융착결합되는 상기 삽입편(120)의 상단부에는 돌기가 형성되어, 융착시 초음파를 상기 돌기에 가함으로써, 결합홈부(230)와 면접착이 이루어지도록 하는 초음파 면접착을 수행하는 것이 바람직하다(제1 융착).
그리고 상기 삽입편(120)이 결합홈부(230)에 결합되어 융착될 때 상기 마감편(220)이 단턱(130)에 밀착되면서 융착되어 상기 하측 필터하우징(100)과 상측 필터하우징(200)이 연결되어지게 되는데, 이때에도 초음파 융착을 수행하는 것이 바람직하다(제2 융착).
아울러 필터 지지편(210)이 삽입편(120)의 장입부(110)에 밀착될 때에도, 필터(10)의 외주부 바깥쪽으로 상기 필터 지지편(210)의 아래쪽 모서리부와 접하게 되는 삽입편(120)의 장입부(110) 안쪽의 모서리부는 초음파 융착을 통해 모서리 접착되는 제3 융착 부위를 포함하는 3중 융착 구조를 형성하는 것도 가능하다.
이와 같이, 상기 하측 필터하우징(100)과 상측 필터하우징(200)이 연결되어질 때 2중 부위에 융착이 이루어지고 외측 격벽을 3중으로 배치함으로써 수액이 높은 압력으로 주입되어도 상기 하측 필터하우징(100)과 상측 필터하우징(200)이 견고하게 결합되어 서로 분리되지 않게 된다.
이와 함께, 상기 하측 필터하우징(100)에 체크밸브(320)가 설치되는 체크밸브모듈(300)을 일체로 설치하게 됨으로써 수액라인에 별도로 체크밸브를 추가 설치할 필요가 없어 제작 비용을 절감할 수 있는 것이다.
이렇게 제조된 본 발명에 따른 고압 수액라인용 필터 구조에 대해서, 고압 영역에서의 성능을 평가하였다.
[ 실시예 ]
앞서 상술한 초음파 융착구조를 갖는 고압 수액라인용 필터 구조에 대하여 압력실험을 도 5와 같은 압력 실험 장치를 사용하여 수행하였다. 출력 쪽은 막아 놓은 후, 0에서 시작하여 초당 1bar씩 증가하여 최대 100bar(1450psi)까지 압력을 상승시키면서 필터 구조의 안정성을 확인하였는데, 이때 사용되는 필터는 SUS 재질의 메쉬 필터를 사용하였다.
먼저 450 psi의 압력까지 가했을 경우의 실험 결과를 표 1에 나타내었다. 하기 표 1의 결과에서 확인되듯이, 450psi의 압력에서도 본 발명에 따른 2중 융착 구조(제1 및 제2 융착) 및 3중 융착 구조(제1 내지 제3 융착)는 모두 필터 구조가 파손되지 않는 안정적인 결과를 보였으나, 기존의 상용제품의 경우, 결합부위가 깨지거나 파손되는 현상을 나타내었다.
검사수량 (개) 불량율 (%) 여과율(%)
기존의 상용 제품 36,000 2.5 75
2중 융착 구조 36,000 0 96
3중 융착 구조 36,000 0 98
다음으로, 이렇게 압력 실험을 거친 각각의 필터들에 대하여 여과율을 측정하였다.
여과율은 100ml당 약 20㎛의 크기(지름)를 갖는 1000 개의 라텍스 입자가 포함된 모델 입자 수용액을 각각의 필터가 포함된 수액 세트 내로 흘려 통과하게 한 후, 5~8㎛의 공극을 갖는 멤브레인 필터를 사용하여 거른다. 상기 멤브레인 필터위에 남겨진 라텍스 입자를 약 50~100배의 배율로 확대하여 관찰함으로써, 갯수를 확인하여 하기의 식에 대입하여 여과율을 결정할 수 있다.
[Retentation rate of the filter = (1-n1/n0)*100]
(n1: 필터 위에 남겨진 라텍스 입자의 수
n0: 시험에 사용된 라텍스 입자의 수)
상기 표 1의 결과에서 확인되듯이, 본 발명에 따른 2중 융착 구조와 3중 융착 구조는 모두 우수한 여과율을 나타내었으며, 특히 3중 융착 구조의 경우 불량율과 여과율 측면에서 가장 우수한 결과를 나타내었다.
이상에서와 같이 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10 : 필터 100 : 하측 필터하우징
110 : 장입부 120 : 삽입편
130 : 단턱 200 : 상측 필터하우징
210 : 필터지지편 220 : 마감편
230 : 결합홈부 300 : 체크밸브모듈
310 : 체크밸브 하우징 320 : 체크밸브

Claims (7)

  1. 필터가 장입될 수 있도록 내부에 장입부가 형성된 하측 필터하우징;
    상기 하측 필터하우징의 상부에 결합되면서 필터를 고정시키는 상측 필터하우징; 및
    상기 하측 필터하우징의 하부에 결합되어 수액의 역류를 방지할 수 있도록 하는 체크밸브모듈;을 포함하고,
    상기 하측 필터하우징은 상부에 상측 필터하우징이 결합될 수 있도록 삽입편이 구비되어, 상기 삽입편의 외측에 상측 필터하우징이 융착될 수 있도록 단턱이 구비되되, 융착 결합되는 상기 삽입편의 상단부에는 돌기가 형성되어 융착시 초음파를 상기 돌기에 가함으로써 면접착이 이루어지는 초음파 면접착이 수행되며,
    상기 상측 필터하우징은 안쪽에 하측 필터하우징 내부로 삽입되면서 필터를 눌러주어 지지할 수 있도록 필터지지편이 구비되며, 바깥쪽에 하측 필터하우징의 단턱에 밀착되어 하측 필터하우징과 융착될 수 있도록 마감편이 구비되고, 상기 필터지지편과 마감편의 사이에 하측 필터하우징의 삽입편이 삽입되어 하측 필터하우징과 견고하게 결합될 수 있도록 결합홈부가 형성되되, 상측 필터하우징의 마감편이 하측 필터하우징의 단턱과 밀착되어 초음파 융착이 수행되어 결합되고,
    상기 하측 필터하우징과 상측 필터하우징은 고압에도 서로 분리되지 않고 견딜 수 있도록 3중으로 격벽이 이루어지면서 융착되되, 필터 지지편이 삽입편의 장입부에 밀착되면서, 필터의 외주부 바깥쪽으로 상기 필터 지지편의 아래쪽 모서리부와 접하게 되는 삽입편의 장입부 안쪽의 모서리부와 초음파 융착을 통해 모서리 접착되는 것을 특징으로 하는 체크밸브를 포함하는 고압 수액라인용 필터구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터는 메쉬 필터나 멤브레인 필터 또는 메쉬 필터와 멤브레인 필터를 중첩하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 체크밸브를 포함하는 고압 수액라인용 필터구조.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터는 세라믹, 스테인레스, 플라스틱 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 체크밸브를 포함하는 고압 수액라인용 필터구조.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 체크밸브모듈은,
    상기 하측 필터하우징의 하부에 결합되는 체크밸브 하우징; 및
    상기 체크밸브 하우징과 하측 필터하우징 사이에 설치되어 수액의 역류를 방지할 수 있도록 하는 체크밸브;
    를 포함하는 체크밸브를 포함하는 고압 수액라인용 필터구조.
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