KR101992865B1 - 미세유체 채널의 유로 제어 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세유체 채널의 유로 제어 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자석을 이용하여 자동으로 미세유체의 흐름을 제어하기 위한 미세유체 채널의 유로 제어 밸브에 관한 것이다. 본 발명의 구성은 일측에서 미세유체가 유입되어 타측으로 유출되도록 유로가 형성된 채널부; 금속체 및 탄성부재를 포함하며, 상기 채널부의 내부에 마련되어 상기 유로를 개폐하도록 마련된 밸브부; 및 상기 금속체에 자력을 선택적으로 가하여 상기 유로를 개폐하는 전자석부를 포함하며, 상기 밸브부는, 상기 전자석부에 의해 상기 금속체에 자력이 가해졌을 때 상기 유로를 개방하고, 상기 금속체에 자력이 제거되었을 때 상기 탄성부재의 복원력에 의해 상기 유로를 폐쇄하도록 마련된 것을 특징으로 하는 미세유체 채널의 유로 제어 밸브를 제공한다.

Description

미세유체 채널의 유로 제어 밸브{FLOW CONTROL VALVES FOR MICROFLUIDIC CHANNELS}
본 발명은 미세유체 채널의 유로 제어 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자석을 이용하여 자동으로 미세유체의 흐름을 제어하기 위한 미세유체 채널의 유로 제어 밸브에 관한 것이다.
일반적으로, 유전자 판별칩은 유전자를 포함한 미량의 시료를 이용하여 유전자를 판별한다.
구체적으로, 유전자 판별칩은 유전자를 포함한 시료가 주입되면, 각 시료를 증폭하여 다양한 방법으로 유전자를 판별한다. 이때, 유전자 판별칩에는 각 구간에서 시료나 버퍼용액 등의 유체의 흐름을 제어하기 위한 밸브가 구비된다.
일 예로, 유전자 판별칩은 시료에 포함된 유전자를 증폭할 경우, 기설정된 시간동안 시료의 흐름을 멈추고 열을 반복적으로 가해 유전자를 증폭시키도록 마련된다.
그러나, 종래에는 미세유체 채널을 통과하는 미세유체를 제어하기 위해 각 밸브를 수동으로 제어하였으며, 자동으로 미세유체 채널을 제어할 경우에도, 설비가 복잡하고 고가여서 경제적이지 못했으며, 정밀하게 제어 및 작동시키기 어렵다는 문제가 있었다.
따라서, 설치 및 유지 비용이 저렴하고, 간편하게 밸브의 흐름을 자동으로 제어할 수 있는 미세유체 채널의 유로 제어 밸브가 필요하다.
한국등록특허 제10-1756982호
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전자석을 이용하여 자동으로 미세유체의 흐름을 제어하기 위한 미세유체 채널의 유로 제어 밸브를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 일측에서 미세유체가 유입되어 타측으로 유출되도록 유로가 형성된 채널부; 금속체 및 탄성부재를 포함하며, 상기 채널부의 내부에 마련되어 상기 유로를 개폐하도록 마련된 밸브부; 및 상기 금속체에 자력을 선택적으로 가하여 상기 유로를 개폐하는 전자석부를 포함하며, 상기 밸브부는, 상기 전자석부에 의해 상기 금속체에 자력이 가해졌을 때 상기 유로를 개방하고, 상기 금속체에 자력이 제거되었을 때 상기 탄성부재의 복원력에 의해 상기 유로를 폐쇄하도록 마련된 것을 특징으로 하는 미세유체 채널의 유로 제어 밸브를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 채널부는, 양측에 상기 미세유체가 유입 및 배출되는 유입구 및 배출구가 형성된 상부채널유닛; 상기 상부채널유닛의 하부에 결합되며, 상기 밸브부와 대응되는 위치에 개폐유로가 형성된 미들채널유닛; 및 상기 미들채널유닛의 하부에 결합되며, 유입된 상기 미세유체가 이송될 유로가 형성된 하부채널유닛을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 상부채널유닛은, 상기 유입구 및 상기 배출구 사이에 상기 밸브부가 삽입되어 결합되는 밸브장착홈이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 개폐유로는, 상기 밸브장착홈의 하부에 마련되며, 상기 밸브부에 의해 개폐되는 개폐홀; 상기 개폐홀로부터 이격되어 상기 배출구측에 마련되는 배출홀; 및 상기 개폐홀 및 상기 배출홀 사이에 마련되는 미세유로를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 밸브부는, 상기 금속체에 가해지는 자력이 제거되었을 때, 상기 탄성부재의 복원력에 의해 상기 금속체가 상기 개폐홀을 가압하여 폐쇄하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 밸브부는, 상기 밸브장착홈에 삽입되어 일단이 고정되는 탄성부재; 및 상기 탄성부재의 타단에 위치하는 금속체를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 탄성부재는, 상기 전자석부에 의해 상기 금속체에 자력이 가해질 때 상기 금속체에 의해 압축되어 상기 개폐유로를 개방시키고, 상기 금속체에 가해지는 자력이 제거되었을 때 복원력을 이용하여 상기 금속체가 상기 개폐유로를 가압하여 폐쇄할 수 있도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 미들채널유닛은 실리콘 소재로 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 하부채널유닛에는, 상기 유입구부터 상기 개폐유로까지 연장된 유입유로; 및 상기 개폐유로부터 상기 배출구까지 연장된 배출유로가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전자석부는, 상기 미세유체의 점성에 대응하여 상기 금속체에 가하는 자력을 조절함으로써, 상기 유로를 통과하는 상기 미세유체의 유량을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 미세유체 채널의 유로 제어 밸브를 이용한 밸브 제어 방법을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 미세유체 채널의 유로 제어 밸브를 이용한 미세유체 판별칩을 제공한다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 전자석부의 자력을 선택적으로 발생시켜 밸브부를 용이하게 개폐할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 전자석부의 자력의 세기를 제어하여 밸브부의 개폐 정도를 제어함으로써, 유량을 제어할 수도 있다. 그리고 특히, 본 발명은 미세유체의 점성에 따라 전자석부가 금속체에 가하는 자력의 세기를 제어함으로써, 미세유체의 유량을 제어할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 미세유체 채널의 유로 제어 밸브의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 미세유체 채널의 유로 제어 밸브의 내부를 투시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 미세유체 채널의 유로 제어 밸브를 정면에서 바라본 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 미세유체 채널의 유로 제어 밸브의 상부채널유닛을 하부에서 바라본 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 미세유체 채널의 유로 제어 밸브의 미들채널유닛의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 미세유체 채널의 유로 제어 밸브의 하부채널유니스이 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 미세유체 채널의 유로 제어 밸브의 밸브부가 폐쇄된 상태에서 B를 확대한 확대도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 미세유체 채널의 유로 제어 밸브의 밸브부가 개방된 상태에서 C를 확대한 확대도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 미세유체 채널의 유로 제어 밸브의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 미세유체 채널의 유로 제어 밸브의 내부를 투시한 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 미세유체 채널의 유로 제어 밸브를 정면에서 바라본 종단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼, 미세유체 채널의 유로 제어 밸브(1000)는 채널부(1100), 밸브부(1200) 및 전자석부(1300)를 포함한다.
상기 채널부(1100)는 상부채널유닛(1110), 미들채널유닛(1120) 및 하부채널유닛(1130)을 포함하며, 일측에서 미세유체가 유입되어 타측으로 유출되도록 유로가 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 미세유체 채널의 유로 제어 밸브의 상부채널유닛을 하부에서 바라본 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 상부채널유닛(1110)은 양측에 상기 미세유체가 유입 및 배출되는 제1 유입구(1111) 및 제1 배출구(1112)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 상부채널유닛(1110)의 일측에는 상기 제1 유입구(1111)가 형성되며, 상기 제1 유입구(1111)에는 유입관(1113)이 삽입되어 결합될 수 있다. 즉, 상기 미세유체는 상기 제1 유입관(1113)을 통해 상기 제1 유입구(1111)로 주입될 수 있다.
상기 상부채널유닛(1110)의 타측에는 상기 제1 배출구(1112)가 형성되며, 상기 제1 배출구(1112)에는 배출관(1114)이 삽입되어 결합될 수 있다. 즉, 상기 제1 유입구(1111)를 통해 유입된 상기 미세유체는 상기 제1 배출구(1112)와 결합된 상기 제1 배출관(1114)을 통해 배출될 수 있다.
상기 상부채널유닛(1110)은 상기 제1 유입구(1111) 및 상기 제1 배출구(1112) 사이에 상기 밸브부(1200)가 삽입되어 결합될 수 있는 밸브장착홈(1115)을 더 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 미세유체 채널의 유로 제어 밸브의 미들채널유닛의 사시도이다.
도1 내지 도 5를 참조하면, 상기 미들채널유닛(1120)은 상기 상부채널유닛(1110)의 하부에 결합되며, 상기 밸브부(1200)와 대응되는 위치에 개폐유로가 형성될 수 있다.
상기 미들채널유닛(1120)에는 상기 제1 유입구(1111) 및 상기 제1 배출구(1112)와 대응되는 위치에 각각 제2 유입구(1121) 및 제2 배출구(1122)가 형성될 수 있다. 이처럼 마련된 상기 제2 유입구(1121) 및 상기 제2 배출구(1122)는, 상기 미들채널유닛(1120)이 상기 상부채널유닛(1110)의 하부에 결합되었을 때, 각각 상기 제1 유입구(1111) 및 상기 제1 배출구(1112)와 일체화되도록 마련될 수 있다. 즉, 상기 제2 유입구(1121)는 상기 제1 유입구(1111)를 통해 유입된 미세유체를 상기 하부채널유닛(1130)으로 이송할 수 있고, 상기 제2 배출구(1122)는 상기 하부채널유닛(1130)으로부터 이송된 미세유체를 상기 제1 배출구(1112)로 이송할 수 있다.
도 5의 A에 도시된 것처럼, 상기 미들채널유닛(1120)의 상기 개폐유로는 개폐홀(1123), 배출홀(1124) 및 미세유로(1125)를 포함한다.
상기 개폐홀(1123)은 상기 밸브장착홈(1115)의 하부에 마련되며, 상기 밸브부(1200)에 의해 유로가 개폐되도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 개폐홀(1123)은 상기 밸브부(1200)와의 상호작용에 의해 미세유체의 유량을 제어하도록 마련될 수 있다. 이의 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
상기 배출홀(1124)은 상기 개폐홀(1123)로부터 기설정된 간격만큼 이격되어 상기 제1 배출구(1112)측에 마련될 수 있다.
상기 미세유로(1125)는 상기 개폐홀(1123) 및 상기 배출홀(1124) 사이에 마련되며, 상기 미세유체가 상기 개폐홀(1123)을 통과하여 상기 배출홀(1124)로 이송될 수 있도록 유로를 형성할 수 있다.
상기 미들채널유닛(1120)의 소재는 상기 밸브부(1200)로부터 가해지는 압력에 대응하여 탄성적으로 변형되는 소재로 마련될 수 있다. 일 예로, 상기 미들채널유닛(1120)은 실리콘 소재로 마련된 것을 특징으로 할 수 있다. 단, 상기 미들채널유닛(1120)의 소재가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 미세유체 채널의 유로 제어 밸브의 하부채널유니스이 사시도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 상기 하부채널유닛(1130)은 상기 미들채널유닛(1120)의 하부에 결합되며, 상기 하부채널유닛(1130)에는 유입된 상기 미세유체가 이송될 수 있는 유로가 형성될 수 있다.
상기 하부채널유닛(1130)은 제3 유입구(1131), 제3 배출구(1132), 유입유로(1133) 및 배출유로(1134)를 포함한다.
구체적으로, 상기 하부채널유닛(1130)에는 상기 제1 유입구(1111) 및 상기 제1 배출구(1112)와 대응되는 위치에 각각 제3 유입구(1131) 및 제3 배출구(1132)가 형성될 수 있다. 이처럼 마련된 상기 제3 유입구(1131) 및 상기 제3 배출구(1132)는, 상기 하부채널유닛(1130)이 상기 미들채널유닛(1120)의 하부에 결합되었을 때, 각각 상기 제1 유입구(1111) 및 상기 제1 배출구(1112)와 일체화되도록 마련될 수 있다.
즉, 상기 제1 내지 제3 유입구(1111, 1121, 1131) 및 제1 내지 제3 배출구(1112, 1122, 1132)는 중심이 동일선상에 위치하도록 마련되고, 직경 및 형상이 동일하게 마련되어 일체화됨으로써, 각각 미세유체가 유입 및 배출 가능하도록 마련될 수 있다.
상기 유입유로(1133)는 상기 제3 유입구(1131)부터 상기 개폐유로까지 연장되어 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 유입유로(1133)는 상기 제3 유입구(1131)부터 상기 개폐홀(1123)까지 연장되어 마련될 수 있다.
상기 배출유로(1134)는 상기 개폐유로부터 상기 제3 배출구(1132)까지 연장되어 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 배출유로(1134)는 배출홀(1124)부터 상기 제3 배출구(1132)까지 연장되어 마련될 수 있다.
상기 밸브부(1200)는, 탄성부재(1210) 및 금속체(1220)를 포함하며, 상기 채널부(1100)의 내부에 마련되어 상기 유로를 개폐하도록 마련된다. 구체적으로, 상기 밸브부(1200)는, 상기 전자석부(1300)에 의해 상기 금속체(1220)에 자력이 가해졌을 때 상기 유로를 개방하도록 마련되고, 상기 금속체(1220)에 자력이 제거되었을 때 상기 탄성부재(1210)의 복원력에 의해 상기 유로를 가압하여 상기 유로가 폐쇄되도록 마련될 수 있다.
상기 탄성부재(1210)는 상기 밸브장착홈(1115)에 삽입되어 일단이 고정될 수 있다. 그리고, 상기 탄성부재(1210)는 탄성력을 갖는 소재로 마련될 수 있다. 일 예로, 상기 탄성부재(1210)는 스프링으로 마련될 수 있다. 단, 상기 탄성부재(1210)가 스프링으로 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 탄성부재(1210)는, 상기 전자석부(1300)에 의해 상기 금속체(1220)에 자력이 가해질 때 상기 금속체(1220)에 의해 압축되어 상기 개폐유로를 개방시키고, 상기 금속체(1220)에 가해지는 자력이 제거되었을 때 복원력을 이용하여 상기 금속체(1220)가 상기 개폐유로를 가압하여 상기 개폐홀(1123)을 폐쇄할 수 있는 소재로 마련될 수 있다.
상기 금속체(1220)는 상기 탄성부재(1210)의 타단에 위치할 수 있으며, 상기 개폐홀(1123)을 가압하여 밀폐할 수 있는 형태를 모두 포함한다. 여기서, 상기 금속체(1220)의 형상은 도시된 볼(ball) 형태로 한정되지 않으며, 다양한 형태로 마련될 수 있다.
일 예로, 상기 금속체(1220)는 상기 미세유로(1125)의 유입구측 일단부에 마련되는 판 형태로 마련될 수도 있다.
상기 전자석부(1300)는 상기 금속체(1220)에 자력을 선택적으로 가하여 상기 유로를 개폐할 수 있다.
구체적으로, 상기 전자석부(1300)는 상기 상부채널유닛(1110)의 상부에 결합되어 선택적으로 자력을 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 전자석부(1300)는 상기 탄성부재(1210)의 탄성력 및 상기 금속체(1220)의 무게 및 상기 미세유체의 점성을 고려하여 자력을 발생시킴으로써, 상기 유로를 통과하는 상기 미세유체의 유량을 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 전자석부(1300)가 상기 금속체(1220)를 상승시키려면, 적어도, 상기 탄성부재(1210)의 탄성력 및 상기 금속체(1220)의 무게 이상의 자력이 가해질 필요가 있다. 따라서, 상기 전자석부(1300)는 상기 탄성부재(1210)의탄성력 및 상기 금속체(1220)의 무게를 고려하여 자력을 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 전자석부(1300)가 상기 금속체(1220)를 상승시키는 정도에 따라 상기 미세유로(1125)에 유입되는 미세유체의 유량이 달라질 수 있다. 따라서, 상기 전자석부(1300)는 이송할 미세유체의 유량에 대응하여 상기 개폐홀(1123)의 개방률을 조절하기 위해 상기 금속체(1220)에 자력의 세기를 제어할 수 있다.
그리고, 상기 개폐홀(1123)의 개방률이 동일하더라도 상기 미세유체의 점성에 따라 유량이 달라질 수 있다. 따라서, 상기 전자석부(1300)는 상기 미세유체의 점성을 고려하여 상기 금속체(1220)에 가할 자력의 세기를 결정할 수 있다.
이하, 하기 도면을 참조하여 미세유체 채널의 유로 제어 밸브(1000)의 작동을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 미세유체 채널의 유로 제어 밸브의 밸브부가 폐쇄된 상태에서 B를 확대한 확대도이다.
도 7에 도시된 것처럼, 상기 전자석부(1300)가 상기 금속체(1220)에 가하는 자력을 제거하면, 상기 탄성부재(1210)의 복원력에 의해 상기 금속체(1220)는 상기 미들채널유닛(1120)의 개폐홀(1123)을 가압하게 된다. 이때, 상기 미들채널유닛(1120)은 탄성력을 갖는 재질로 마련되기 때문에, 상기 금속체(1220)가 상기 개폐홀(1123)을 가압하면, 상기 개폐홀(1123)가 상기 금속체(1120) 사이가 밀폐되어 미세유체가 흐르지 않게 된다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 미세유체 채널의 유로 제어 밸브의 밸브부가 개방된 상태에서 C를 확대한 확대도이다.
도 8에 도시된 것처럼, 상기 전자석부(1300)가 상기 금속체(1220)에 자력을 가하면, 상기 금속체(1220)는 상기 전자석부(1300)측으로 이동하게 되며, 이때, 상기 금속체(1220)는 상기 탄성부재(1210)를 압축시키면서 상승하게 될 수 있다. 이처럼, 상기 금속체(1220)가 상승하게 되면, 상기 금속체(1220)와 상기 개폐홀(1123) 사이의 거리가 이격되어, 상기 개폐홀(1123)이 개방될 수 있다. 그리고, 상기 개폐홀(1123)이 개방되면, 상기 제1 유입구(1111)를 통해 유입된 미세유체가 상기 개폐홀(1123), 상기 미세유로(1125), 상기 배출홀(1124)을 통과하여 상기 제1 배출구(1112)로 배출될 수 있다.
또한, 상기 전자석부(1300)는 상기 탄성부재(1210)의 탄성력 및 상기 금속체(1220)의 무게 및 상기 미세유체의 점성을 고려하여 자력을 발생시켜 상기 개폐홀(1123)의 개방률을 제어할 수도 있다. 구체적으로, 상기 금속체(1120)의 상승 정도에 따라 상기 개폐홀(1123)의 개방률은 달라진다. 따라서, 상기 전자석부(1300)는 상기 금속체(1220)에 가하는 자력을 변경함으로써, 상기 개폐홀(1123)의 개방률을 조절하고, 이에 따라 상기 미세유체의 유량을 제어할 수 있다.
일 예로, 상기 금속체(1220)가 구 형태로 마련될 경우, 상기 금속체(1220)의 위치에 따라 상기 개폐홀(1123)의 개방률이 달라지며, 이에 따라 상기 미세유체의 유량이 달라질 수 있다.
또한, 상기 금속체(1220)가 상기 미세유로(1125)의 일단부에 판 형태로 마련될 경우, 상기 금속체(1220)의 위치에 따라 상기 미세유로(1125)의 입구측의 단면적이 변하게 되고, 이에 따라 상기 미세유체의 유량이 달라질 수 있다.
따라서, 상기 전자석부(1300)는 상기 탄성부재(1210)의 탄성력 및 상기 금속체(1220)의 무게 및 상기 미세유체의 점성을 고려하여 자력을 발생시켜 유량을 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이 마련된 상기 미세유체 채널의 유로 제어 밸브(1000)는 상기 전자석부(1300)를 조절하는 것만으로 유체의 흐름을 제어할 수 있다.
특히, 본 발명은 상기 전자석부(1300)가 상기 금속체(1220)에 가하는 자력의 세기를 조절함으로써, 미세유체의 유량을 용이하게 제어할 수 있다. 즉, 본 발명은 복수의 미세유체 채널의 유로 제어 밸브(1000)가 마련된 경우에도 상기 전자석부(1300)의 자력의 세기만 제어하기 때문에 모든 밸브부(1200)를 자동으로 제어하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 설비가 단순하고, 미세유체의 유량에 대응하여 자력을 제어하면 되기 때문에 복수의 미세유체 채널의 유로 제어 밸브(1000)가 필요한 경우에도 동시에 자동으로 제어하는 것이 가능하며, 설비의 부피가 작아지기 때문에 경제적이다.
전술한 바와 같이 마련된 상기 미세유체 채널의 유로 제어 밸브(1000)는 미세유체 판별칩에 적용될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1000: 미세유체 채널의 유로 제어 밸브
1100: 채널부 1110: 상부채널유닛
1111: 제1 유입구 1112: 제1 배출구
1113: 유입관 1114: 배출관
1115: 밸브장착홈 1116: 결합홀
1120: 미들채널유닛 1121: 제2 유입구
1122: 제2 배출구 1123: 개폐홀
1124: 배출홀 1125: 미세유로
1130: 하부채널유닛 1131: 제3 유입구
1132: 제3 배출구 1133: 유입유로
1134: 배출유로 1200: 밸브부
1210: 탄성부재 1220: 금속체
1300: 전자석부

Claims (12)

  1. 일측에서 미세유체가 유입되어 타측으로 유출되도록 유로가 형성된 채널부;
    금속체 및 탄성부재를 포함하며, 상기 채널부의 내부에 마련되어 상기 유로를 개폐하도록 마련된 밸브부; 및
    상기 금속체에 자력을 선택적으로 가하여 상기 유로를 개폐하는 전자석부를 포함하며,
    상기 밸브부는, 상기 전자석부에 의해 상기 금속체에 자력이 가해졌을 때 상기 유로를 개방하고, 상기 금속체에 자력이 제거되었을 때 상기 탄성부재의 복원력에 의해 상기 유로를 폐쇄하도록 마련되며,
    상기 채널부는,
    양측에 상기 미세유체가 유입 및 배출되는 유입구 및 배출구가 형성된 상부채널유닛;
    상기 상부채널유닛의 하부에 결합되며, 상기 밸브부와 대응되는 위치에 개폐유로가 형성된 미들채널유닛; 및
    상기 미들채널유닛의 하부에 결합되며, 유입된 상기 미세유체가 이송될 유로가 형성된 하부채널유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유체 채널의 유로 제어 밸브.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부채널유닛은,
    상기 유입구 및 상기 배출구 사이에 상기 밸브부가 삽입되어 결합되는 밸브장착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 미세유체 채널의 유로 제어 밸브.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 개폐유로는,
    상기 밸브장착홈의 하부에 마련되며, 상기 밸브부에 의해 개폐되는 개폐홀;
    상기 개폐홀로부터 이격되어 상기 배출구측에 마련되는 배출홀; 및
    상기 개폐홀 및 상기 배출홀 사이에 마련되는 미세유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유체 채널의 유로 제어 밸브.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 밸브부는,
    상기 금속체에 가해지는 자력이 제거되었을 때, 상기 탄성부재의 복원력에 의해 상기 금속체가 상기 개폐홀을 가압하여 폐쇄하도록 마련된 것을 특징으로 하는 미세유체 채널의 유로 제어 밸브.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 밸브부는,
    상기 밸브장착홈에 삽입되어 일단이 고정되는 탄성부재; 및
    상기 탄성부재의 타단에 위치하는 금속체를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유체 채널의 유로 제어 밸브.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 탄성부재는,
    상기 전자석부에 의해 상기 금속체에 자력이 가해질 때 상기 금속체에 의해 압축되어 상기 개폐유로를 개방시키고, 상기 금속체에 가해지는 자력이 제거되었을 때 복원력을 이용하여 상기 금속체가 상기 개폐유로를 가압하여 폐쇄할 수 있도록 마련된 것을 특징으로 하는 미세유체 채널의 유로 제어 밸브.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 미들채널유닛은 실리콘 소재로 마련된 것을 특징으로 하는 미세유체 채널의 유로 제어 밸브.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부채널유닛에는,
    상기 유입구부터 상기 개폐유로까지 연장된 유입유로; 및
    상기 개폐유로부터 상기 배출구까지 연장된 배출유로가 형성된 것을 특징으로 하는 미세유체 채널의 유로 제어 밸브.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자석부는,
    상기 미세유체의 점성에 대응하여 상기 금속체에 가하는 자력을 조절함으로써, 상기 유로를 통과하는 상기 미세유체의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 미세유체 채널의 유로 제어 밸브.
  11. 제 1 항에 따른 미세유체 채널의 유로 제어 밸브를 이용한 밸브 제어 방법.
  12. 제 1 항에 따른 미세유체 채널의 유로 제어 밸브를 이용한 미세유체 판별칩.
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