KR102288880B1 - 양압 기체를 사용하는 수술 흡입 장치 - Google Patents
양압 기체를 사용하는 수술 흡입 장치 Download PDFInfo
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Abstract
흡입을 제공하는 장치, 시스템 및 방법이 본원에 기술된다. 일부 실시예들에서 흡입은 수동적으로 발생된다. 수동 흡입 장치는 벤츄리 효과를 생성하도록 구성된 중공 세그먼트의 내부 직경의 내로우잉과 같은 구조적 요소를 포함할 수 있다. 수동 흡인 장치는 코안다 효과를 생성하도록 구성된 2개의 대면 표면 사이에 형성된 도관과 같은 구조적 요소를 포함할 수 있다. 수동 흡입 장치는 코안다 효과를 생성하도록 구성된 날개 형상 또는 팬 형상과 같은 구조적 요소를 포함할 수 있다. 수동 흡입 장치는 벤츄리 효과를 생성하기 위한 하나 이상의 구조적 요소, 코 안다 효과를 생성하기 위한 하나 이상의 구조적 요소, 베르누이 효과를 생성하기 위한 하나 이상의 구조적 요소, 또는 이들의 임의 조합을 포함할 수 있다.
Description
양압 기체를 사용하는 수술 흡입 장치가 개시된다.
본 출원은 2016년 4월 6일자로 출원된 미국 가출원 제62/319,195호의 우선권을 주장하며; 2017년 4월 5일자로 출원된 미국 특허 제15/480,356호의 연장이다. 이들은 각각 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.
흡입을 제공하는 장치, 시스템 및 방법이 본원에 기술된다. 일부 실시예들에서 흡입은 수동적으로 발생된다.
본 명세서에서 공기 증폭기를 포함하는 수술 흡입 장치가 개시된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭기는 제1 단부에서 제1 개구부 및 제2 단부에서 제2개구부를 구비하는 일반적으로 원통형 캐비티를 형성하는 구조를 포함한다. 일부 실시예들에서, 원통형 캐비티는 캐비티의 내벽에 의해 형성된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭기는 제1 단부 부근의 내벽에 환형 개구부를 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 환형 개구부는 제1 단부에서 저압 영역이 생성되고, 제2 단부에서 증폭된 유동이 생성되도록 가압 기체가 환형 개구부로부터 유출하도록 구성된 분사 개구부를 형성한다. 환형 개구부는 또한 가압 기체가 제2 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 수용(수신)(receive)하도록 구성된 입구 포트를 구비하는 제1 중공 세그먼트를 포함하는 하우징; 제1 개구; 제1 개구를 둘러싸는 제1 외부 표면, 내부를 구비하며 하우징으로부터 기체, 액체 또는 이들의 조합을 방출하도록 구성된 유출 포트를 포함하는 제2 중공 세그먼트, 제1 개구를 향하는 제2개구, 제2개구를 둘러싸고 상기 제1 외부 표면과 마주하는 제2 외부 표면, 가압 기체의 유동을 수용하도록 구성된 가압 기체 포트를 포함하는 공기 증폭기; 및 제1 외부 표면 및 제2 외부 표면 사이의 갭 공간을 포함하는 도관을 포함하고, 상기 도관은 가압 기체 포트와 유체 연속성(fluid continuity)을 가지며, 도관은 가압 기체 포트로부터 가압 기체 유동을 수용하고, 가압 기체 유동이 제2개구부로 들어가게끔 안내하기 위해, 제2개구부에 대해 소정의 각도로 배치됨으로써, 가압 기체 유동이 제2 중공 세그먼트 내로 통과할 때, 가압 기체 유동은 본질적으로 전체적으로 제2 중공 세그먼트의 하나 이상의 내부 표면들을 따라 이동한다. 일부 실시예들에서, 입구 포트는 기체, 액체 또는 이들의 조합의 역류를 방지하도록 구성된 밸브를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 수동 흡입 장치는 하우징을 통해 기체, 액체 또는 이들의 조합의 역류가 존재할 때, 활성화하도록 구성된 알람을 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 알람 포트는 제1 세그먼트와 연속적이다. 일부 실시예들에서, 수동 흡입 장치는 필터를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 중공 세그먼트 및 제2 중공 세그먼트는 서로에 대해 이동하여 제1 외부 측면 및 제2 외부 측면 사이의 거리를 변화시키고, 이에 따라, 도관의 갭 공간의 폭을 조정하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 가압 기체 유동이 본질적으로 전체적으로 제2 세그먼트의 중공 내부의 하나 이상의 표면들을 따라 이동할 때, 저압 영역이 제2 세그먼트의 내부에 형성되어, 기체, 액체, 고체 또는 이들의 조합을 입구 포트, 제1 중공 세그먼트, 제1 개구, 제2개구, 제2 중공 세그먼튼 및 유출 포트를 통해 끌어들이는 흡입을 생성한다. 일부 실시예들에서, 도관은 제1 표면의 각도에 의해 결정되는 각도로 위치되고, 제1 표면의 상기 각도는 0도 내지 90도 사이의 각도를 포함한다.
본원에 개시된 수동적으로 흡입을 생성하는 방법은, 제1 중공 세그먼트; 제2 중공 세그먼트; 가압 공기 유동을 수용하도록 구성된 가압 기체 포트를 구비하는 공기 증폭기; 제1 중공 세그먼트 및 제2 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 제2개구부로 들어가게끔 안내하기 위해, 제2개구부에 대해 소정의 각도로 배치됨으로써, 가압 기체 유동이 제2 중공 세그먼트 내로 통과할 때, 가압 기체 유동은 본질적으로 전체적으로 제2 중공 세그먼트의 하나 이상의 내부 표면들을 따라 이동한다. 일부 실시예들에서, 상기 장치는 기체, 액체 또는 이들의 조합의 역류를 방지하도록 구성된 밸브를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 장치는 하우징을 통해 기체, 액체 또는 이들의 조합의 역류가 존재할 때, 활성화하도록 구성된 알람을 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 알람 포트는 제1 세그먼트와 연속적이다. 일부 실시예들에서, 상기 장치는 필터를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 도관의 갭 공간의 폭(width)은 조절 가능하다. 일부 실시예들에서, 제2 중공 세그먼트를 통한 가압 기체의 유동은 제2 중공 세그먼트의 내부에 저압 영역을 형성하여 흡입을 생성한다. 일부 실시예들에서, 제2 중공 세그먼트는 도관으로부터 가압 기체 유동을 수용하도록 구성된 개구부를 포함하고, 도관은 가압 기체 유동을 안내하기 위해 제1 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 제2 중공 세그먼트를 통해 실질적으로 전체적으로 중공 내부의 하나 이상의 표면들을 따라 이동하여, 흡입을 생성하도록, 장치의 제1 중공 세그먼트 및 제2 중공 세그먼트 사이의 갭 공간을 통해 가압 기체의 유동을 안내하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 방법은, 갭 공간의 치수를 조정하여 흡입 강도를 변경하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 방법은 흡입을 사용하여 고체, 액체 또는 이들의 조합을 포함하는 흡입 유동을 수용하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 방법은 흡입 유동을 필터링 하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 방법은 흡입 유동의 막힘이 있는 경우 알람을 울리는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 제2 중공 세그먼트는 도관으로부터 가압 기체 유동을 수용하도록 구성된 개구부를 포함하고, 도관은 가압 기체 유동을 안내하기 위해 제1 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 실시예들에서, 상기 방법은, 흡입 강도를 변경하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 방법은 흡입된 기체, 액체, 고체 또는 이들의 임의의 조합을 필터링 하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 방법은 흡입 유동의 막힘이 있는 경우 알람을 울리는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 장치는 캐니스터 및 흡입 튜브를 포함하는 수술 흡입 시스템과 결합하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 흡입 장치는 흡입된 기체, 액체, 고체 또는 이들의 임의의 조합의 역류를 방지하도록 구성된 밸브를 포함한다. 일부 실시예들에서, 장치의 흡입 용량(suction capacity)은 제곱 인치당 약 10 파운드 내지 25 파운드이다.
본 발명의 일 실시예에는 수동 흡입 장치를 제공한다. 상기 장치는 (a)제1 중공 세그먼트, (b)제2 중공 세그먼트, (c)공기 증폭기를 포함하고, 상기 제1 중공 세그먼트는 기체, 액체, 고체 또는 이들의 임의의 조합을 수용하도록 구성된 입구 포트; (ii)제1 개구부 및 (iii)제1 개구부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 제1 대면 표면을 포함하고, 상기 제2 중공 세그먼트는 (i)기체, 액체, 고체 또는 이들의 임의의 조합을 방출하도록 구성된 유출 포트; (ii) 상기 제1 개구부와 마주보는 제2개구부; 및 (iii)상기 제2개구부를 적어도 부분적으로 둘러싸고 상기 제1 외부 표면을 마주보는 제2 대면 표면을 포함하고, 상기 공기 증폭기는, (i)가압 기체 유동을 수용하도록 구성된 가압 기체 포트; 및 (ii)제1 대면 표면 및 제2 대면 표면에 의해 형성되는 도관을 포함한다. 일부 실시예들에서, 도관은 가압 기체 포트와 유체 연통한다. 일부 실시예들에서, 제1 대면 표면은 제1 중공 세그먼트의 중심 축에 대해 90도 미만의 각도를 포함한다. 일부 실시예들에서, 도관은 가압 기체 유동을 수용하도록 구성되고, 제2개구부 내로 가압 기체 유동을 안내하여, 제2개구부를 통과하는 가압 기체 유동이 저압 영역을 생성하고, 이는 흡입 유동이 입구 포트로 하여금 기체, 액체, 고체 또는 이들의 조합을 수용하도록 야기한다.
일부 실시예들에서, 입구 포트는 기체, 액체 또는 이들의 조합의 역류를 방지하도록 구성된 밸브를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 장치는 기체, 액체 또는 이들의 조합의 역류를 방지하도록 구성된 밸브를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 알람 포트는 제1 세그먼트와 유체 연통된다. 일부 실시예들에서, 상기 장치는 기체, 액체 고체 또는 이들의 조합을 여과하도록 구성된 필터를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 장치는 도관의 폭을 조절하도록 구성된 튜너 암을 더 포함하고, 상기 튜너 암은 제1 중공 세그먼트 및 제2 중공 세그먼트 중 하나 이상을 서로에 대해 이동 시켜서, 제1 대면 표면 및 제2 대면 표면 사이의 거리를 조절 시킨다. 일부 실시예들에서, 도관의 폭은 약 0 mm 내지 2 mm 사이에서 조절 가능하다. 일부 실시예들에서, 상기 장치는 각도 조절 제어부(angle adjustment controller)를 더 포함하고, 상기 각도 조절 제어부는 각도를 조절하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예는 공기 유동 증폭기를 제공한다. 공기 증폭기는 (a)직경을 가지며 제1 벽 및 제2 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 실시예들에서, 도관의 제1 벽은 수용 채널의 중심 축에 대해 90도 미만의 각도로 각을 이룬다. 일부 실시예들에서, 도관은 중공 세그먼트 내로 가압 기체 유동을 안내하도록 구성되어, 가압 기체 유동이 저압 영역을 생성하고, 이는 흡입 유동을 생성하고, 가압 기체의 유동을 증폭시킨다. 일부 실시예들에서, 튜너 암은 제1 벽 및 제2 벽 중 하나 이상을 서로에 대해 이동시키도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 증폭기는 챔버를 더 포함하고, 흡입 유동은 가압 기체의 유동에 의해 발생된다. 일부 실시예들에서, 증폭기는 흡입 유동이 통과하는 필터를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 챔버는 챔버의 외부로 흡입 유동의 역류를 방지하도록 구성된 유동 밸브를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 증폭기는 수용 채널에 방해물이 존재할 때, 소리를 내도록 구성된 알람을 더 포함한다 일부 실시예들에서, 도관의 폭은 약 0 mm 내지 2 mm 사이에서 조절 가능하다.
본 발명의 일 실시예는 흡입 시스템을 제공한다. 흡입 시스템은 (a)가압 기체; (b)흡입 장치-흡입 장치는 (i)가압 기체를 수용하도록 구성된 가압 기체 포트; (ii)직경을 가지며 제1 벽 및 제2 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 실시예들에서, 도관의 제1 벽은 수용 채널의 중심 축에 대해 90도 미만의 각도로 각을 이룬다. 일부 실시예들에서, 도관은 중공 세그먼트를 통과하는 가압 기체 유동이 흡입 유동을 발생시키는 저압 영역을 생성하도록 중공 세그먼트 내로 가압 기체 유동을 안내하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 캐니스터는 흡입 장치와 유체 연통하여, 흡입 장치에 의해 발생된 흡입력이 캐니스터로 전달되어, 캐니스터로 하여금 기체, 액체, 고체 또는 이들의 조합을 수용하도록 야기한다.
일부 실시예들에서, 가압 기체 유동 도관은 직경을 가지고, 직경은 조절 가능하다. 일부 실시예들에서, 흡입 장치는 수용 채널에 방해물이 존재할 때 소리를 내도록 구성된 알람을 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 캐니스터는 액체, 고체 또는 이들의 조합을 포함하도록 구성되고, 기체는 캐니스터를 통해 흡입 장치로 흡입된다. 일부 실시예들에서, 흡입 장치는 흡입된 기체가 통과하는 필터를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 흡입 시스템의 도관의 폭을 조정하도록 구성된 튜너 암을 더 포함하고, 상기 튜너 암은 제1 벽 및 제2 벽 중 하나 이상을 서로에 대해 이동 시키도록 구성된다.
본 발명의 일 측면은 수술 도구(surgical tool), 캐니스터(canister), 필터(filter) 및 하나 이상의 수동 흡입 장치(passive suction device)를 포함하는 시스템을 제공하고, 상기 수술 도구의 유출구 포트(output port)는 캐니스터의 입력 포트(input port)와 유체 연통(fluidic communication)하고, 캐니스터의 유출구 포트는 필터의 입력 포트와 유체 연통하며, 하나 이상의 수동 흡입 장치들은 상기 시스템과 유체 연통할 수 있다. 일부 실시예들에서, 시스템은, 제1 튜빙(tubing) 및 제2 튜빙을 포함할 수 있고, 상기 제1 튜빙의 제1 단부는 상기 수술 도구의 유출구 포트에 유체 연통하고, 상기 제1 튜빙의 제2 단부는 상기 캐니스터의 입력 포트에 유체 연통하고, 상기 제2 튜빙의 제1 단부는 상기 캐니스터의 유출구 포트에 유체 연통하고, 상기 제2 튜빙의 제2 단부는 상기 필터의 입력 포트에 유체 연동한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 수동 흡입 장치의 입력 포트는 상기 캐니스터의 유출구 포트에 유체 연통되고, 하나 이상의 수동 흡입 장치의 유출구 포트는 상기 필터의 입력 포트에 유체 연통된다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 수동 흡입 장치는 상기 필터 내에 물질의 유동(low of matter)을 밀어내기 위해 상기 시스템 내에 위치된다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 수동 흡입 장치의 입력 포트를 상기 필터의 유출구 포트에 유체 연통하는 것과 비교할 때 상기 시스템은 적어도 약 60% 보다 높은 효율(efficiency)을 발생시킨다. 일부 실시예들에서, 시스템은 적어도 약 75% 보다 높은 효율을 발생시킨다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 수동 흡입 장치는 상기 캐니스터, 상기 수술 도구, 상기 필터, 상기 튜빙 또는 이들의 임의의 조합과 일체일 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 수동 흡입 장치는, 상기 캐니스터, 상기 수술 도구, 상기 필터, 상기 튜빙 또는 이들의 임의의 조합에 부착 가능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 수동 흡입 장치는 2개일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 수동 흡입 장치의 유출구 포트는 상기 캐니스터의 입력 포트에 유체 연통하고, 상기 제2 수동 흡입 장치의 입력 포트는 상기 캐니스터의 유출구 포트에 유체 연통한다. 일부 실시예들에서, 상기 튜빙, 상기 캐니스터 또는 이들의 조합 내의 물질의 유동(flow of matter)의 압력은 균등(equalized)할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 수동 흡입 장치는 상기 캐니스터 내로 물질의 유동을 밀어(push)내도록 위치될 수 있고, 상기 제2 수동 흡입 장치는 상기 캐니스터로부터 물질의 유동을 끌어 당기도록(pull) 위치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 튜빙의 강성은 단일의 수동 흡입 장치를 포함하는 시스템에 비하여 감소될 수 있다. 일부 실시예들에서, 튜빙은 약 0.01 인치 또는 그보다 작은 벽 두께(wall thickness)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 튜빙은 약 0.001 인치 또는 그보다 작은 벽 두께를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 튜빙은 약 0.0001 인치 또는 그보다 작은 벽 두께를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 수동 흡입 장치는 적어도 하나의 코안다 효과(Coanda effect), 적어도 하나의 벤츄리 효과(Venturi effect), 적어도 하나의 베르누이 효과(ernoulli effect) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 수동 흡입 장치(passive suction device)는 상기 수술 도구의 입력 포트에 유체 연통(fluidically connected)되고, 물질의 유동(flow of matter)의 흔입(entrainment)은 상기 수술 도구의 입력 포트에서 발생할 수 있다. 일부 실시예들에서, 수술 도구의 입력 포트에서 상기 물질의 유동의 흔입의 직경은 상기 수술 도구의 직경의 적어도 약 1 배일 수 있다. 일부 실시예들에서, 흔입의 직경은, 상기 수술 도구의 직경의 적어도 약 2 배일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 수동 흡입 장치를 제공하고, 수동 흡입 장치는, 제1 중공 세그먼트 - 상기 제1 중공 세그먼트는 i)제1 루멘(lumen) 및 상기 제1 중공 세그먼트의 단부의 ii)제1 대면 표면을 구비함 -; 및 제2 중공 세그먼트 - 상기 제2 중공 세그먼트는 i)제2 루멘 및 상기 제2 중공 세그먼트의 단부의 ii)제2 대면 표면을 구비함 -; 을 포함하고, 상기 제1 대면 표면의 기하학적 구조, 제2 대면 표면의 기하학적 구조 또는 이들의 조합은 상기 수동 흡입 장치로 들어가는 가압 유체의 유동 경로를 안내하고, 상기 가압 유체는 a)상기 제1 대면 표면에 실질적으로 인접하여 상기 제1 대면 표면의 길이의 적어도 약 30% 만큼 이동하거나 b)상기 제2 대면 표면에 실질적으로 인접하여 상기 제2 대면 표면의 길이의 약 30% 만큼 이동할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가압 유체는 a) 상기 제1 대면 표면에 실질적으로 인접하여 상기 제1 대면 표면의 길이의 적어도 약 60%만큼 이동하거나 b) 상기 제2 대면 표면에 실질적으로 인접하여 상기 제2 대면 표면의 길이의 약 60%만큼 이동할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 대면 표면, 상기 제2 대면 표면, 또는 이들의 조합의 기하학적 구조는 불노즈 단부, 데미-불노즈 단부, 완화 단부, 사각 단부, 오지 단부, 코브 단부, 경사진 단부, 이중 경사진 단부, 무딘 단부, 플레어드 단부, 둥근 단부, 테이퍼 단부, 날개 형상 단부 또는 이들의 임의의 조합을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 대면 표면, 상기 제2 대면 표면, 또는 이들의 조합의 기하학적 구조는 조절 가능하다. 일부 실시예들에서, 제1 대면 표면, 상기 제2 대면 표면, 또는 이들의 조합의 기하학적 구조는 상기 유동 경로의 원래 방향에 대해 상기 유동 경로를 약 90도 미만으로 방향을 바꿀 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 원래 방향은, 상기 수동 흡입 장치의 중심 축에 수직일 수 있다. 일부 실시예들에서, 기하학적 구조의 조절은 (i)가압 유체의 유동 경로의 방향을 바꾸거나, (ii)흡입 용량을 변경시키거나, (iii)흡입 효율을 변경시키거나, (iv)가압 유체의 체적 유량을 변경시키거나 (v)가압 유체가 이동하는 대면 표면의 길이 비율을 변경시키거나 또는 (vi)이들의 임의의 조합을 변경시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 가압 유체는 수동 흡입 장치의 중심 축에 대해 90도 미만의 각도로 상기 수동 흡입 장치에 진입할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가압 유체는 상기 수동 흡입 장치의 중심 축에 대해 약 55도 또는 그 미만의 각도로 상기 수동 흡입 장치에 진입할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 수술 장치를 제공하고, 상기 수술 장치는, 상기 수술 장치 내로 가압 유체를 수용하기 위한 제1 입력 포트; 상기 수술 장치 내로 흔입(entrained)된 유체의 진입을 수용하기 위한 제2 입력 포트; 및 흔입된 유체의 적어도 일부, 가압 유체의 적어도 일부 또는 상기 수술 장치를 빠져 나가는 이들의 조합을 포함하는 물질의 유동이 통과하는 유출구 포트를 포함하고, 상기 수술 장치는, i)중공 세그먼트(hollow segment)의 내부 직경(inner diameter)의 내로우잉(narrowing), ii)제1 중공 세그먼트의 단부(end)의 제1 대면 표면((first facing surface))에 의해 형성되는 도관(conduit) -상기 제1 대면 표면은 제2 중공 세그먼트의 단부의 제2 대면 표면에 인접(adjacent)하거나 적어도 부분적으로 중첩(partially overlapping)되도록 배치됨 - 또는 iii) 이들의 조합(combination)을 더 포함하고, 가압 유체(pressurized fluid)의 상기 수술 장치의 상기 제1 입력 포트로의 유입은 상기 수술 장치 내에서 저압 영역(area of low pressure)을 형성하여 상기 수술 장치의 제2 입력 포트가 상기 수술 장치 외부의 필드로부터 유체의 적어도 일부분을 흔입한다. 일부 실시예들에서, 제2 입력 포트는 상기 도관일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 입력 포트는 환형 개구부일 수 있다. 일부 실시예들에서, 수술 장치의 흡입 용량은 조절 가능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도관의 폭의 조절은 상기 수술 장치의 흡입 용량을 조절시키거나, 흔입된 유체의 체적 유량을 조절시키거나, 액체 흡입에 대한 기체 흡입의 체적 비율을 조절시키거나, 또는 (iv)이들의 임의의 조합을 조절시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 내로우잉 및 적어도 하나의 도관을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 흔입된 유체가 상기 수술 장치의 상기 제2 입력 포트로 진입할 시, 상기 흔입된 유체의 유동 경로는 원래 방향에 대해 약 5도 내지 약 85도로 방향이 바뀔 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 흔입된 유체는 상기 도관에 진입하고, 상기 원래 방향은 상기 수술 장치의 중심 종 방향 축을 따를 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 가압 유체가 상기 수술 장치의 상기 제1 입력 포트로 진입할 시, 상기 흔입된 유체의 유동 경로는 원래 방향에 대해 약 5도 내지 약 85도로 방향이 바뀔 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 도관에 진입하고, 상기 원래 방향은 상기 수술 장치의 중심 종 방향 축을 따를 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 수술 장치는 인공 호흡기일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 수술 장치는 흡인기일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 수술 장치는 상기 수술 도구에 부착 가능하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 수술 장치는 수술 도구, 캐니스터, 필터, 튜빙 또는 이들의 임의의 조합에 유체 연통되는 수술 흡입 장치일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 수술 장치는 수술 도구, 캐니스터, 필터, 튜빙 또는 이들의 임의의 조합과 유체 연통 상태에 있는 수술 흡입 장치일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 튜빙은 약 0.01 인치 또는 그보다 작은 벽 두께를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 튜빙은 약 0.001 인치 또는 그보다 작은 벽 두께를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 튜빙은 약 0.001 인치 또는 그보다 작은 벽 두께를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 흔입된 유체는 기체, 액체, 고체 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 흔입된 유체는 체액을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 대면 표면, 상기 제2 대면 표면, 또는 이들의 조합의 기하학적 구조는 불노즈 단부, 데미-불노즈 단부, 완화 단부, 사각 단부, 오지 단부, 코브 단부, 경사진 단부, 이중 경사진 단부, 무딘 단부, 플레어드 단부, 둥근 단부, 테이퍼 단부, 날개 형상 단부 또는 이들의 임의의 조합을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 수술 장치와 유체 연통하는 수술 도구의 입력 포트에서 흔입 유체 필드(entrainment fluid field)의 직경은 상기 수술 도구의 직경의 적어도 약 1배일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 흔입 유체 필드의 직경은 상기 수술 도구의 직경의 적어도 약 2배일 수 있다.
본 발명의 추가적인 측면 및 이점은 본원의 예시적인 실시예가 도시되고 기술되는 다음의 상세한 설명으로부터 통상의 기술자에게 용이하도록 명백해 질 것이다. 이해되는 바와 같이, 본 발명의 개시는 다른 실시예들이 가능하고, 그 개시 내용에서 벗어남이 없이, 각종 세부 사항들이 수정될 수 있다. 따라서, 도면 및 설명은 본질적으로 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 제한적이지 않다.
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 기술된 요지의 신규적인 특징은 첨부 된 청구 범위에서 상세하게 설명된다.
본 발명의 특징 및 이점에 대한 더 나은 이해는 본원에 설명된 주제의 원리가 이용되는 예시적인 실시예를 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 도 24b의 확대도이다.
도 24d는 양압 작동 흡입 장치에 대한 조절 가능한 압력 갭의 작동을 나타내는 도면이다.
도 24e는 도 24d의 확대도이다.
도 24f는 정상 작동 중에 양압 작동 흡입 장치의 작동을 나타내는 도면이다.
도 24g는 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 55도 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.
도 41a 내지 41e는 수동 흡입 장치의 도관 폭을 조절하기 위한 구조적 요소들을 나타내는 도면이다.
도 42a 내지 42h는 수술용 설치 내에 수동 흡입 장치를 배치를 나타내는 도면이다.
도 43a 및 43b는 코안다 효과의 예시를 나타내는 도면이다.
도 44a 및 44b는 인접한 표면의 형상을 변경함으로써 유동 경로의 방향을 바꾸는 것을 나타내는 도면이다.
도 45는 대면 표면들의 기하하적 구조를 나타내는 도면이다.
도 46a 내지 46h는 수동 흡입 장치의 중심 축에 수직인 것과 같이 원래 방향에 대한 유동 경로의 방향을 바꾸는 것을 나타내는 도면이다.
도 47a 내지 47g는 수동 흡입 장치의 구성 요소의 변형을 나타내는 도면이다.
도 48은 중공 세그먼트의 내부 직경의 내로우잉을 포함하는 수동 흡입 장치를 나타내는 도면이다.
도 49는 수동 흡입 장치 내로 유도되는 공기 및 흔입(entrained)되는 공기의 진입을 나타내는 도면이다
도 50은 벤츄리 효과를 생성하기 위해 중공 세그먼트의 내부 직경의 내로우잉을 나타내는 도면이다.
도 51은 돼지 실험에서 연기 배출에 대한 상이한 장치 조건을 나타내는 표이다.
도 52는 돼지 실험에서 최대 정적 진공(mmHg)을 나타내는 표이다.
도 53은 돼지 실험에서 최대 정적 진공(mmHg)을 나타내는 그래프이다.
도 54는 돼지 실험에서 최대 정적 진공(mmHg)의 함수로서 청각 소음 수준을 데시벨로 나타낸 표이다.
본 발명의 특징 및 이점에 대한 더 나은 이해는 본원에 설명된 주제의 원리가 이용되는 예시적인 실시예를 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 도 24b의 확대도이다.
도 24d는 양압 작동 흡입 장치에 대한 조절 가능한 압력 갭의 작동을 나타내는 도면이다.
도 24e는 도 24d의 확대도이다.
도 24f는 정상 작동 중에 양압 작동 흡입 장치의 작동을 나타내는 도면이다.
도 24g는 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 55도 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.
도 41a 내지 41e는 수동 흡입 장치의 도관 폭을 조절하기 위한 구조적 요소들을 나타내는 도면이다.
도 42a 내지 42h는 수술용 설치 내에 수동 흡입 장치를 배치를 나타내는 도면이다.
도 43a 및 43b는 코안다 효과의 예시를 나타내는 도면이다.
도 44a 및 44b는 인접한 표면의 형상을 변경함으로써 유동 경로의 방향을 바꾸는 것을 나타내는 도면이다.
도 45는 대면 표면들의 기하하적 구조를 나타내는 도면이다.
도 46a 내지 46h는 수동 흡입 장치의 중심 축에 수직인 것과 같이 원래 방향에 대한 유동 경로의 방향을 바꾸는 것을 나타내는 도면이다.
도 47a 내지 47g는 수동 흡입 장치의 구성 요소의 변형을 나타내는 도면이다.
도 48은 중공 세그먼트의 내부 직경의 내로우잉을 포함하는 수동 흡입 장치를 나타내는 도면이다.
도 49는 수동 흡입 장치 내로 유도되는 공기 및 흔입(entrained)되는 공기의 진입을 나타내는 도면이다
도 50은 벤츄리 효과를 생성하기 위해 중공 세그먼트의 내부 직경의 내로우잉을 나타내는 도면이다.
도 51은 돼지 실험에서 연기 배출에 대한 상이한 장치 조건을 나타내는 표이다.
도 52는 돼지 실험에서 최대 정적 진공(mmHg)을 나타내는 표이다.
도 53은 돼지 실험에서 최대 정적 진공(mmHg)을 나타내는 그래프이다.
도 54는 돼지 실험에서 최대 정적 진공(mmHg)의 함수로서 청각 소음 수준을 데시벨로 나타낸 표이다.
본원에서 흡입을 발생하는 장치, 방법 및 시스템이 기술된다. 본원에서 상세하게 개시된 발명 개념의 적어도 하나의 실시예를 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 청구된 발명 개념은 다른 실시예가 가능하거나 다양한 방법으로 실시되거나 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용된 표현 및 용어는 설명의 목적을 가질 뿐이며, 어떠한 방식으로도 제한적으로 간주되어서는 안됨을 이해해야 한다.
기술된 주제의 실시예들에 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 실시될 수 있음은 통상의 기술자들에게 명백 할 것이다. 다른 예들에서, 공지 된 특징들은 본 명세서의 개시를 불필요하게 복잡 하게 하는 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 충족된다: 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 실시예" 또는 "실시예"에 대한 임의의 참조는 실시예와 관련하여 설명된 특정 요소, 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다. 명세서의 다양한 곳에서 "일 실시예에서"라는 문구가 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다.
일부 실시예들에서 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 피쳐가 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 실시예들에서, 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 실시예에서, 장치는 부분적으로 또는 전체적으로 방해물이 장치에 의해 사용되는 배기(exhaust) 경로를 차단할 때 활성화되는 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 실시예들에서, 경보는 일-방향 밸브의 작동에 의해 활성화될 수 있다. 일부 실시예들에서, 경보는 전환 포트 외부로 가압 기체의 유동에 의해 활성화될 수 있다.
일부 실시예들에서, 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 활성화되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 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 실시예들에서, 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 제1 가압 기체 유동(first pressurized gas flow)을 수용하기 위한 가압 기체 포트(pressurized gas port)를 포함한다. 흡입 장치 또는 부착물의 제1 공기 유동 증폭기(first air flow amplifier)는 흡입 포트와 유체 연통한다. 공기 유동 증폭기는 제1 가압 기체 유동을 수용하여 제1 저압 영역(first low pressure region)을 생성하도록 구성된다. 제1 저압 영역은 흡입 장치 또는 부착 장치의 외부로부터 흡입 포트로의 제1 유동을 생성한다. 제1 가압 기체 유동과 흡입 포트로의 제1 유동의 혼합된 유동은 제1 공기 유동 증폭기의 유출 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 유출구 포트를 포함한다. 적어도 하나의 필터 유입 포트는 필터 매체(filter media)에 유체적으로 연통되어, 필터로 들어가는 공기가 적어도 하나의 필터 유출구 포트를 빠져나가기 전에 필터 매체를 통과한다. 따라서, 혼합된 유동은 필터를 통과하는 동안 필터링 된다.
일부 실시예들에서, 흡입 장치 또는 부착물은 제2 공기 유동 증폭기(second air flow amplifier)를 포함할 수 있다. 제2 공기 유동 증폭기는 제2 가압 기체 유동(second pressurized gas flow)으로부터 제2 유동을 생성하는 제2 저압 영역을 생성하도록 구성된다. 제2 공기 유동 증폭기는 제2 가압 기체 유동을 수용하여 제2 저압 영역을 생성한다. 다수의 공기 유동 증폭기를 추가하면, 흡입 장치의 흡입 성능이 향상된다. 일부 실시예들에서, 제2 공기 유동 증폭기는 제1 공기 유동 증폭기에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 공기 유동 증폭기는 필터의 유동 저항(flow resistance)에 기인하는 유동 및/또는 압력(흡입) 손실을 보상하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 공기 유동 증폭기는 필터의 유동 저항의 일부(예를 들어, 1/4, 1/2 등) 또는 필터의 모든 유동 저항을 보상하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 제2 공기 유동 증폭기는 필터의 유동 저항을 초과(예를 들어, 1.25x, 1.5x)하는 흡입을 생성할 수 있다.
일부 실시예들에서, 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 활성화되지 않는 경우에서 방해(obstruction), 폐색(occlusion), 또는 유출구 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 실시예들에서, 흡입 장치 또는 부착물은 경보를 포함한다. 경보는 역류 방지 장치가 활성화되는 것에 응답하여 활성화될 수 있다. 일부 실시예에서, 역류 방지 장치는 가압 기체 유동을 전환 포트로 방향을 전환(redirect) 시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 전환 포트로의 기체 유동의 방향 전환에 반응하여, 경보가 활성화된다. 경보는 들릴 수 있다. 경보는 시각적일 수 있다(예를 들어, 색, 형상 등을 변화시키는 지표). 경보는 기계적일 수 있다(예를 들어, 진동). 일부 실시예들에서, 경보는 공기가 통과할 대 들을 수 있는 노이즈를 발생하는 휘슬을 포함한다.
일부 실시예들에서, 수술 부산물을 제거하는 방법은 제1 공기 유동 증폭기를 포함하는 흡입 어셈블리에 의해 가압 기체 유동을 수용하는 단계를 포함한다. 가압 기체 유동은 제1 공기 유동 증폭기에 제공된다. 제1 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 실시예들에서, 흡입 장치는 중공 하우징을 포함한다. 일부 실시예들에서, 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 초과하는, 7000 psi 를 초과하는, 8000 psi를 초과하는, 9000 psi를 초과하는 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 포함할 수 있다. 장치는 폴리 아세탈(polyacetal)을 포함할 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 포함할 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 실시예들에서, 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 실시예들에서, 흡입 장치 하우징은 하나 이상의 중공 세그먼트를 포함한다. 일부 실시예들에서, 흡입 장치 하우징은 실질적으로 서로 일렬로 배치된 하나 이상의 중공 세그먼트를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 장치의 하나 이상의 세그먼트는 스택 또는 다른 유사한 형태를 포함하는 다수의 상이한 배향으로 배치될 수 있으며, 예를 들어 4개의 중공 세그먼트가 2개의 중공 세그먼트의 2개의 스택으로 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 중공 세그먼트는 하나 이상의 중공 세그먼트가 연속되도록 연통하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 중공 세그먼트는 예를 들어 흡입 유동이 하나의 중공 세그먼트로부터 다른 세그먼트로 이동하도록 유체적으로 연속적인 상태에 있다. 일부 실시예들에서, 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 실시예들에서, 하우징의 중공 세그먼트는 포트들을 포함하는 다른 구성 요소들 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 흡입 장치 하우징의 제1 중공 세그먼트는 흡입 포트를 포함하며, 흡입 포트는 예를 들어 흡입 튜빙(suction tubing)과 결합하기 위한 외부 커플러 또는 커넥터를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 장치 하우징의 제1 중공 세그먼트는, 예를 들어 막힘으로 인해 장치가 적절하게 기능하지 않을 때 울리는 경보를 포함하는 경보 포트를 포함한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 중공 세그먼트는 하나 이상의 다른 중공 세그먼트와의 연통이 용이하도록 배치되고 구성된 하나 이상의 홀을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 중공 세그먼트는 제2 중공 세그먼트와 일렬로 위치되고, 제1 중공 세그먼트는 제1 중공 세그먼트의 내부와 연결되는 제1 구멍을 포함하고, 제2 중공 세그먼트는 제2 중공 세그먼트의 내부와 연결되는 제2 구멍을 포함하고, 상기 제1 구멍은 상기 제2 구멍과 마주하여 정렬되거나 실질적으로 정렬되도록 위치된다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 중공 세그먼트는 튜브 형상일 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 중공 세그먼트는, 예를 들어, 입방형(cuboidal) 또는 구형의 형상을 포함하는 임의의 다각형의 형상 일 수 있다. 일부 실시예들에서, 중공 세그먼트 내의 구멍은 원형 일 수 있다. 일부 실시예들에서, 중공 세그먼트 내의 구멍은 예를 들어 타원형, 정사각형, 직사각형 또는 삼각형을 포함하는 임의의 형상을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하우징은 하나 이상의 공기 유동 증폭기를 더 포함할 수 잇다. 장치의 제1 세그먼트, 제2 세그먼트, 제3 세그먼트 또는 임의의 추가적인 세그먼트는 예를 들어 원통형, 정사각형, 직사각형, 육각형, 삼각형, 나선형, 사다리꼴, 타원형 또는 이들의 임의의 조합의 형상을 포함할 수 있다. 중공 세그먼트의 일부는 원통형, 정사각형, 직사각형, 육각형, 삼각형, 나선형, 사다리꼴 형, 타원형 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 중공 세그먼트는 하나 이상의 형상을 포함할 수 있다. 장치의 제1 중공 세그먼트, 제2 중공 세그먼트, 제3 중공 세그먼트 또는 임의의 추가적인 세그먼트는 소음 감쇠 또는 댐핑을 돕는 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징의 내부 벽의 일부는 소음을 방지하기 위한 표면 마이크로 아키텍처를 포함할 수 있다. 하우징의 내벽의 일부는 흡음 특성을 갖는 재료를 포함하는 라미네이트 층 또는 소음을 억제하는 표면 마이크로 아키텍처 또는 이들의 조합을 포함하는 라미네이트 층을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 내벽의 일부는 사운드 배플(sound baffles)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 내벽의 일부는 미로 구조, 육각형 구조, 볼록한 구조(convex-shaped geometry), 벌집 구조(honeycomb geometry) 또는 이들의 임의의 조합을 포함 수 있다.
일부 실시예들에서, 흡입 장치는 공기 유동 증폭 기구(airflow amplifier mechanism)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 공기 유동 증폭 기구는 하나 이상의 중공 세그먼트의 구성 요소이다. 일부 실시예들에서, 공기 유동 증폭기는 중공 세그먼트의 일부가 아니다. 일부 실시예들에서, 제1 중공 세그먼트 내의 제1 구멍은 제2 중공 세그먼트 내의 제2 구멍과 연속적인 상태에 있다. 일부 실시예들에서, 제1 중공 세그먼트 내의 제1 구멍은 제2 중공 세그먼트 내의 제2 구멍과 유체 연속성을 가지며, 제1 중공 세그먼트와 제2 중공 세그먼트는 갭 공간(gap space)에 의해 물리적으로 분리된다. 일부 실시예들에서, 제1 중공 세그먼트와 제2 중공 세그먼트는 유체 연속적이지만 갭 공간에 의해 분리되고, 제1 세그먼트의 제1 구멍은 제1 중공 세그먼트의 전체 표면을 덮지 않아서 상기 제1 구멍을 적어도 부분적으로 둘러싸는 상기 제1 중공 세그먼트의 외부에 고체 표면의 영역(area of solid surface)이 존재한다. 마찬가지로, 일부 실시예들에서, 제1 중공 세그먼트 및 제2 중공 세그먼트는 유체 연속적이지만 갭 공간에 의해 분리되고, 제2 세그먼트의 제2 구멍은 제2 중공 세그먼트의 전체 표면을 덮지 않아, 제2 구멍을 적어도 부분적으로 둘러싸는 제2 중공 세그먼트 외부의 고체 표면의 영역이 존재한다. 일부 실시예들에서, 제1 구멍을 둘러싸는 외부 표면과 제2 구멍의 제2 구멍을 둘러싸는 외부 표면 사이의 갭 공간은 도관(conduit)을 형성한다. 이 실시예에서, 도관은 제1 구멍을 둘러싸는 외부 표면을 포함하는 제1 벽, 제2 중공의 제2 구멍의 제2 구멍을 둘러싸는 외부 표면을 포함하는 제2 벽 및 2개의 벽 사이의 갭 공간을 포함한다. 일부 실시예들에서, 도관은 하우징 외부로 추가로 전달될 수 있는 수동적인 흡입을 발생시키도록 구성된 공기 유동 증폭 기구의 일부이다.
일부 실시예들에서, 공기 유동 증폭기는 흡입 장치 하우징 내에 적어도 부분적으로 포함된다. 일부 실시예들에서, 공기 유동 증폭기는 주변 압력에 비해 하우징 내의 저압 영역을 생성하여 흡입력을 발생시키는 기구를 포함한다. 일부 실시예들에서, 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 실시예들에서, 저압 영역이 생성될 때, 이는 기본적으로 제트 스트림과 동일한 방향으로 향하는 흡입력을 발생시킨다. 일부 실시예들에서, 제트 스트림에 의해 발생 된 흡입력은 하우징의 입구 포트에서 흡입을 생성한다. 일부 실시예들에서, 공기 유동 증폭기는 가압 기체 유동 스트림(pressurized gas flow stream)을 유도하기 위한 기구를 포함한다. 일부 실시예들에서, 공기 유동 증폭기는 가압 기체 유동 포트와 연속하는 도관을 포함하고, 도관은 가압 기체 유동 포트로부터 가압 기체를 수용하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 도관은 하우징 내의 제1 중공 세그먼트와 제2 중공 세그먼트 사이에 위치되고, 도관은 제2 중공 세그먼트 내의 구멍과 유체적으로 연속하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 도관은 제1 구멍을 둘러싸는 외부 표면을 포함하는 제1 벽, 제2 구멍의 제2 구멍을 둘러싸는 외부 표면을 포함하는 제2 벽 및 2개의 벽 사이의 갭 공간을 포함한다. 일부 실시예들에서, 갭 공간은 환형 형상을 포함할 수 있다. 비 제한적인 예시적인 실시예들에서, 갭 공간은 입방형, 직사각형 및 삼각형을 포함하는 임의의 형상을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관 및 제2 구멍은 가압 기체 유동이 도관으로부터 제2 구멍 내로 이동하도록 서로에 대해 위치된다. 일부 실시예들에서, 도관 및 제2 구멍은 가압 기체 유동이 도관을 통해 제2 중공 공간 내로 이동하도록 서로에 대해 위치된다. 일부 실시예들에서, 도관 및 제2 구멍은 가압 기체 유동이 도관을 통해 이동한 다음 제2 중공 공간으로 이동하도록 서로에 대해 위치되고, 가압 기체는 코안다 효과에 따라 제트 유동에 인접한 낮은 압력 영역을 생성하는 제2 중공 세그먼트의 하나 이상의 내부 표면을 따라 실질적으로 전체적으로 이동하는 제트 유동을 형성한다. 이 실시예에서, 제2 중공 세그먼트 내에 생성된 저압 영역은 흡입 유동 또는 흡인력을 포함하는 흡입 장치의 외부 환경 및 제1 중공 세그먼트로부터 제2 중공 세그먼트 내로 고압 공기의 유동을 유도한다. 이 실시예에서, 흡입 유동 또는 흡입력은 제2 중공 세그먼트, 갭 공간(제1 구멍과 제2 구멍 사이), 제1 중공 세그먼트, 및 입구 포트를 통해 전달된다. 일부 실시예들에서, 제1 중공 공간은 공기 유동 증폭 기구 및 제2 중공 세그먼트에 의해 발생된 흡입이 장치 외부로 전달되는 입구 또는 흡입 포트를 포함한다. 일부 실시예들에서, 장치는 기체, 액체, 고체 또는 이들의 임의의 조합(예를 들어, 증기)을 흡입하는 흡입력을 제공하도록 구성될 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 의존할 수 있다.
일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 0 도 내지 90도 사이의 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 90도 내지 180도 사이의 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 180도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 175도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 170도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 165도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 160도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 155도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 150도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 145도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 140도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 135도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 130도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 125도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 120도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 115도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 110도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 105도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 100도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 95도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 90도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 85도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 80도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 75도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 70도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 65도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 60도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 55도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 50도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 45도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 40도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 35도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 30도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 25도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 20도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 15도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 10도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 구멍에 대해 약 5도 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 공기 증폭 기구의 도관은 공기 증폭기의 제2 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 제2 세그먼트의 플레어드 단부(flared end)에 인접하게 위치될 수 있다. 하나의 세그먼트의 경사진 단부 및 제2 세그먼트의 플레어드 단부는 도관 내의 층류(laminar flow)를 향상시키기 위해 서로 실질적으로 평행할 수 있다. 제1 세그먼트의 경사진 단부의 각도는 제2 세그먼트의 플레어드 단부의 각도와 일치 할 수 있다. 제1 세그먼트의 경사진 단부의 각도는 제2 세그먼트의 플레어드 단부의 각도와 유사 할 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트의 경사진 단부는 약 90° 일 수 있고 제2 세그먼트의 플레어드 단부는 약 90° 일 수 있다. 제1 세그먼트의 경\사진 단부는 약 55° 일 수 있고 제2 세그먼트의 플레어드 단부는 약 125° 일 수 있다. 제1 세그먼트의 경 사진 단부는 약 35° 일 수 있고 제2 세그먼트의 플레어드 단부는 약 145° 일 수 있다. 플레어드 단부는 도관을 통한 층류 유동을 강화 시키거나 허용하기 위해 매끄러운 또는 둥근 모서리를 포함할 수 있다.
도관은 0° 및 90° 사이의 각도를 갖는 하나의 세그먼트의 경사진 단부를 약 90° 및 약 180° 사이의 각도의 경사진 단부를 갖는 제2 세그먼트에 인접하게 위치시킴으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트의 경사진 단부는 약 90°일 수 있고 제2 세그먼트의 경사진 단부는 약 90° 일 수 있다. 제1 세그먼트의 경 사진 단부는 약 55° 일 수 있고 제2 세그먼트의 경사진 단부는 약 125° 일 수 있다. 제1 세그먼트의 경사진 단부는 약 35° 일 수 있고 제2 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 제1 단부 및 제2 단부를 구비할 수 있고, 그 중 하나 또는 2개는 경사질 수 있다. 세그먼트는 제1 단부 및 제2 단부를 구비할 수 있고, 그 중 하나 또는 2개는 플레어드 될 수 있다. 세그먼트는 제1 경사진 단부 및 제2 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 실시예들에서, 가압 기체를 제공하는 가압 기체 포트(예를 들어, 양압 흡입구(positive pressure intake))는 하우징의 외부를 따라 임의의 지점에 인접하여 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 가압 기체 포트는 하우징을 따라 공기 증폭기의 원위인(distal) 지점에 위치할 수 있다(장치의 근위(proximal) 단부는 입구 포트를 갖는 단부를 포함한다). 일부 실시예들에서, 가압 기체 포트는 공기 증폭기에 근위인 지점에 위치될 수 있다 (장치의 근위 단부는 입구 포트를 갖는 단부를 포함한다). 일부 실시예들에서, 기체 포트는(예를 들어, 노즐과 같은) 입구 포트에 인접하여 위치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기체 포트는(가압 폐기물 포트와 같은) 유출 포트에 인접하여 위치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기체 포트는 도관의 길이를 따라 임의의 지점에 위치될 수 있다.
일부 실시예들에서, 공기 증폭기 기구의 하나 이상의 구성 요소가 조절 가능하다. 예를 들어, 사용자는 제1 중공 세그먼트 및 제2 중공 세그먼트 중 하나 이상을 서로에 대해 이동시킴으로써(즉, 도관 상호 간에 상대적으로 벽들을 움직임) 공기 증폭기의 도관의 갭 공간의 폭을 조정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 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 생성할 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 증가시키면 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 유지될 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 포함할 수 있거나 또는 도관의 갭 공간의 특정 폭에 대응하는 개별적인 그루브를 포함할 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 제1 또는 제2 세그먼트의 길이의 약 10 % 미만일 수 있다. 도관의 길이는 제1 또는 제2 세그먼트의 길이의 약 20 % 미만일 수 있다. 도관의 길이는 제1 또는 제2 세그먼트의 길이의 약 1 % 내지 약 10 % 일 수 있다. 도관의 길이는 제1 또는 제2 세그먼트의 길이의 약 1 % 내지 약 5 % 일 수 있다. 도관의 길이는 제1 또는 제2 세그먼트의 길이의 약 1 % 내지 약 15 % 일 수 있다. 도관의 길이는 제1 또는 제2 세그먼트의 길이의 약 1 % 내지 약 20 % 일 수 있다.
일부 실시예들에서, 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 제3 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 제3 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 실시예는 하나 이상의 소리를 방출할 수 있다. 역류 경보로부터 방출된 소리는 들릴 수 있다. 역류 경보에서 방출된 하나 이상의 소리는 약 100dB, 95dB, 90dB, 85dB, 80dB, 75dB, 70dB, 65dB, 60dB, 55dB, 50dB 또는 45dB 일 수 있다. 역류 경보에서 방출된 하나 이상의 소리는 약 80dB 일 수 있다. 역류 경보에서 방출된 하나 이상의 소리는 약 70dB 일 수 있다. 역류 경보로부터 방출된 하나 이상의 소리는 약 60dB 일 수 있다.
역류 경보에서 방출된 하나 이상의 소리는 약 50dB 일 수 있다. 역류 경보로부터 방출된 하나 이상의 소리는 약 45dB 내지 약 60dB 일 수 있다. 역류 경보로부터 방출된 하나 이상의 소리는 약 45dB 내지 약 75dB 일 수 있다.
하나 이상의 필터가 장치에 포함될 수 있다. 예를 들어, 2, 3, 4, 5개 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), 유출 포트(가압 폐기물 포트), 하우징 내에 또는 이들의 임의의 조합에 배치될 수 있다. 하나 이상의 필터가 고체와 같은 물질을 수집할 수 있다. 하나 이상의 필터는 박테리아 입자, 바이러스 입자, 고체 수술 폐기물 또는 이들의 임의의 조합 물을 수집할 수 있다. 하나 이상의 필터는 하나 이상의 필터의 기공(pore) 크기에 기초하여 고체를 수집할 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 배치될 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 수집될 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 허용할 수 있다. 하나 이상의 필터는 세포 샘플을 수집하여 수집 중에 흡입 될 수 있는 과량의 기체 또는 액체의 여과 또는 제거를 허용할 수 있다. 하나 이상의 필터는 조직 샘플 및 세포 샘플을 장치의 개별 영역으로 수집할 수 있고 수집 중에 흡입 될 수 있는 과량의 기체 또는 액체의 여과 또는 제거를 허용할 수 있다. 하나 이상의 필터는 상이한 공극 크기 필터를 사용하여 수집 재료(즉, 조직, 세포, 입자)를 분리할 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 분리할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치는 흡입 유동을 분류하고 특정 관심의 샘플을 수집하기 위한 특정 기하학적 구조의 유체 경로를 포함할 수 있다.
과량의 기체 또는 액체 또는 조직이 장치에서 배출될 수 있다. 과량의 기체 또는 액체 또는 조직은 추가 사용을 위해 수집 대상으로 수집될 수 있으며, 예를 들어 대상체의 상태를 더 자세히 분석하거나 추가 연구 용도로 사용하기 위해 과량의 혈액을 수집할 수 있다. 과량의 기체 또는 액체 또는 고체는 대상체에서 사용하기 위해 재활용될 수 있는 과량의 혈액을 모으는 것과 같은 추가 사용을 위해 재활용될 수 있다. 장치는 또한 수집 후에 조직 샘플을 저장하는 것과 같이 수집 재료를 저장하기 위한 수집 유닛을 포함할 수 있다. 장치의 수집 장치는 사용 중에 장치에 부착될 수 있는 별도의 장치와 같이 장치와 분리되어 있거나 장치에 형성되어있을 수 있다. 수집 유닛은 재사용 될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 장치는 예를 들어 외과 수술 중에 흡입을 제공하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 장치는, 예를 들어, 대변, 고름, 관개 또는 뼈 조각을 포함하는 연기, 혈액 또는 외과용 파편을 흡입하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 흡입 장치는 전체적으로 충분한 흡입을 제공한다. 또는 일부 실시예들에서, 장치 내에 위치되거나 또는 장치에 직렬로 배치되는 하나 이상의 필터는, 예를 들어 수술 분야에서 흡입된 기체, 액체 및 고체를 분리할 수 있다. 예를 들어, 제1 필터는 고체를 여과하기 위해 장치의 유입 포트 직전에 위치될 수 있고, 제2 필터는 흡입된 기체로부터 액체 및 더 작은 입자를 여과하도록 장치 내에 위치될 수 있다.
수술 부산물은 하나 이상의 액체(예를 들어, 혈액, 타액), 연기, 조직 및/또는 유해 화학 물질을 포함할 수 있다. 흡입 유동은 흡입 어셈블리를 빠져 나가기 전에 필터를 통과할 수 있다. 흡입 유동은 제2 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 전환될 수 있다. 가압 기체 유동은 역류 방지 장치가 작동될 때 흡입 어셈블리의 전환 포트 외부로 지향될 수 있으며, 이에 의해 가압 기체 유동이 흡입 포트를 통해 흡입 어셈블리를 빠져 나가는 것을 방지한다.
일부 실시예들에서, 흡입 어셈블리는 저압 포트로 유입되는 유동에서 수술 부산물을 수용하기 위한 저압 포트를 포함한다. 흡입 어셈블리는 수집을 위해 흡입 어셈블리로부터 수술 부산물을 보내도록 양압 유출 포트를 더 포함한다. 양압 기체 포트는 가압 기체 유동을 수용한다. 제1 공기 증폭기는 저압 포트로부터 양압 포트로의 유동을 생성한다. 이 유동은 흡입 포트로부터 배출 포트(exit port)에 수반되는 수술 부산물을 추진한다.
일부 실시예에서, 흡입 어셈블리는 하나 이상의 밸브를 포함할 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 실시예들에서, 스프링은 셔틀 밸브와 같은 하나 이상의 밸브를 실링(sealing)하는데 사용되는 에너지원일 수 있다. 스프링은 약 0 파운드(lbs)에서 약 30 lbs의 힘을 제공할 수 있다.
스프링은 약 2 lbs 내지 약 4 lbs의 힘을 제공할 수 있다. 스프링은 적어도 약 2.5 lbs의 힘을 제공할 수 있다. 스프링은 적어도 약 2 lbs의 힘을 제공할 수 있다. 스프링은 적어도 약 1.5 lbs의 힘을 제공할 수 있다. 스프링은 적어도 약 1 lbs의 힘을 제공할 수 있다. 스프링은 적어도 약 0.5 lbs의 힘을 제공할 수 있다. 스프링은 약 0.5 lbs 내지 1 lbs 사이의 힘을 제공할 수 있다. 스프링은 약 0.5 lbs 내지 약 0.8 lbs의 힘을 제공할 수 있다.
일부 실시예들에서, 흡입 어셈블리는 또한 역류 방지 밸브를 포함할 수 있다. 역류 방지 밸브는 가압 기체 유동이 저압 포트를 통해 빠져 나가는 것을 차단한다. 특히, 역류 방지 밸브는 방해물(obstruction)이 역류 밸브와 유출 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 실시예들에서, 공기 증폭 장치는 제1 단부에서 제1 개구부 및 제2 단부에서 제2개구부를 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 제1 단부 부근의 내벽에 환형 개구부(annular opening)와 같은 갭 공간을 갖는다. 이 제트 개구부는 저압 영역이 제1 단부에서 생성되고 증폭된 유동이 제2 단부에서 생성되도록 가압 기체가 환형 개구부로터 유출되도록 허용한다. 환형 개구부는 가압 된 기체가 제2 단부를 향하는 캐비티의 내부 벽에 대해 소정 각도(예를 들어, 0°~ 90°)로 캐비티에 진입하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 더 예각(예를 들어, 30°~50°)이 바람직할 수 있다. 캐비티는 환형 개구부가 캐비티와 연통하는 더 큰 직경으로 벌어지도록 형성된다.
일부 실시예들에서, 환형 개구부와 같은 갭 공간의 치수는 주변 공기와 제1 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 실시예들에서, 흡입 장치는 제1 단부에서 주변 공기와 저압 영역 사이의 압력 차이를 제어하기 위해 환형 개구부의 치수를 조절하기 위한 회전 부재(rotatable member)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 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 실시예들에서, 흡입을 생성하는 장치는 제1 단부에서 제 개구부와 제2 단부에서 제2 개구부를 갖는 캐비티를 형성하는 하우징을 포함한다. 상기 장치는 또한 저압 영역이 제1 단부에서 생성되고, 혼합된 유동이 제2 단부에서 생성되도록, 기체 유동을 상기 적어도 하나의 개구부로부터 유출시키도록 구성된 하우징의 내부 표면에 적어도 하나의 개구를 가진다. 이 혼합된 유동은 저압 영역의 결과로서 제1 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 실시예들에서, 적어도 하나의 개구는 코안다 효과를 사용하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 개구는 벤츄리 효과를 사용하도록 구성된다. 장치는 또한 혼합된 유동이 차단될 때 적어도 하나의 개구부로부터 기체 유동을 차단하는 막힘 검출기(blockage detector)를 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 의료용 수술 장치는 가압 기체의 유동을 수용하기 위한 양압 입력 포트를 포함한다. 상기 장치는 또한 흡입 장치 내로 물질을 흔입하여 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 유출구 포트를 포함한다. 상기 장치는 또한 압축 포트의 적어도 유동이 흡입 포트를 통해 배출되는 것을 방지하기 위해 입력 포트와 연결되는 체크 밸브를 갖는다.
일부 실시예들에서, 의료용 흡입 장치는 체크 밸브가 유동이 흡입 포트를 통해 배출되는 것을 방지할 때, 기계적으로 작동하는 경보를 포함한다. 체크 밸브의 작동은 일부 실시예에서 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 생성할 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 구성될 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 실시예에서, 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 실시예들에서, 의료용 흡입 장치는 역류 방지 밸브가 유동이 흡입 포트를 통해 배출되는 것을 방지할 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 생성할 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 실시예들에서, 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 활성화되면 막힌 부분이 압축 오기에 의해 배기 포트에서 강제로 배출될 수 있다.
일부 실시예들에서, 의료용 흡입 장치를 작동시키는 방법은 가압 기체 유동을 수용하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 가압 기체 유동을 사용하여 흡입 포트 내로 물질을 흔입하여 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 유출구 포트를 통해 배출 되는 물질의 유동을 제1 임계 기준 아래로 감소시키는 막힘에 응답하여 입력 포트를 통해 배출되는 것을 방지하도록 밸브를 활성화하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 방법은 유출구 포트를 통해 배기되는 가압 기체 유동 및 물질 유동을 제2 임계 기준 아래로 감소시키는 막힘에 응답하여 경보를 활성화하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 제1 임계 기준 및 제2 임계 기준은 가압 기체 유동 및 유출 포트를 통한 배출 물질 유동의 동일한 감소에 의해 충족된다. 경보는 밸브가 작동될 때, 경보를 작동시키도록 밸브에 결합될 수 있다.
"약(about)"이라는 용어는 참조된 숫자에 ± 15%인 참조된 숫자를 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 "물질의 유동(flow of matter)"은 일반적으로 하나 이상의 가스, 하나 이상의 액체, 하나 이상의 고체 또는 이들의 임의의 조합을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "유체(fluid)"는 일반적으로 하나 이상의 기체, 하나 이상의 액체 또는 이들의 임의의 조합을 지칭한다. 유체는 또한 고체 입자와 같은 고체를 포함할 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "수술 도구(surgical tool)"는 일반적으로 외과 세팅(surgical setting)에 사용되는 도구를 지칭한다. 수술 도구는 절단 기구, 파지(grasping) 또는 유지(holding) 기구, 견인기(retractors), 클램프, 신연기(distractor)를 포함할 수 있다. 수술 도구는 전기 소작기(electrocautery knife)일 수 있다. 수술 도구는 교합기, 뼈 끌, 코틀 연골 파쇄기(cottle cartilage crusher), 뼈 절단기, 뼈 신연기, 골수 내 뼈 신연기(intramedullary kinetic bone distractor), 뼈 드릴, 뼈 레벨(bone level), 뼈 망치(bone mallet), 뼈 껍질(bone rasp), 뼈톱, 뼈 스키드(skid), 뼈 부목(bone splint), 뼈 버튼(button), 캘리퍼스, 캐뉼러(cannula), 소작기, 큐렛(curette), 압저기(depressor), 확장기(dilator), 해부 나이프, 수술 핀셋, 피부 절편기(dermatome), 포셉, 후크(즉, 신경 후크, 산과 후크(obstetrical hook), 피부 후크), 란셋(lancet), 탈구기(luxator), 결석도(lythotome), 쇄석기(lythotript), 망치(mallet), 맘모툼(mammotome), 바늘 홀더, 교합기(occluder), 절골도(osteotome), 엘리베이터(즉, 골막, 조셉, 셉텀 (Septum), 테시어(Tessier) 골막), 프로브, 견인기, 늑골 스프레더, 뼈 집게(rongeur), 초음파 메스, 레이저 메스, 가위, 주걱, 검경(speculum), 흡입 스네어, 스펀지, 스푼, 스테이플러, 봉합사, 기관 절개칼(tracheotome), 조직 확장기, 트레파인(trepine), 또는 투관침(trocar)을 포함할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "캐니스터(canister)"는 일반적으로 수집 캐니스터(collection canister)와 같은 캐니스터를 지칭한다. 캐니스터는 하나 이상의 액체와 같은 하나 이상의 유체를 수집할 수 있다. 캐니스터는 또한 하나 이상의 고체를 수집할 수 있다.
캐니스터는 하나 이상의 유체를 캐니스터를 통해, 예를 들어 캐니스터의 입력 포트로부터 유출구 포트로 통과시킬 수 있다. 캐니스터는 플라스틱 또는 금속을 포함할 수 있다. 캐니스터는 일회용 일 수 있다. 캐니스터는 하나 이상의 입력 포트, 하나 이상의 유출구 포트 또는 이들의 조합을 가질 수 있다. 캐니스터는 원형 또는 원통형 컨테이너 일 수 있다. 캐니스터는 적어도 약 0.25 리터, 0.5 리터, 0.75 리터, 1 리터, 2 리터, 5 리터, 10 리터, 20 리터, 50 리터, 100 리터, 500 리터 이상의 액체를 담을 수 있다. 캐니스터는 적어도 약 0.25 리터의 액체를 담을 수 있다. 캐니스터는 적어도 약 0.5 리터의 액체를 보유 할 수 있다. 캐니스터는 적어도 약 0.75 리터의 액체를 보유 할 수 있다. 캐니스터는 적어도 약 1 리터의 액체를 담을 수 있다. 캐니스터는 적어도 약 2 리터의 액체를 담을 수 있다. 캐니스터는 적어도 약 5 리터의 액체를 담을 수 있다. 캐니스터는 적어도 약 10 리터의 액체를 담을 수 있다. 캐니스터는 적어도 약 20 리터의 액체를 담을 수 있다. 캐니스터는 적어도 약 50 리터의 액체를 담을 수 있다. 캐니스터는 적어도 약 100 리터의 액체를 담을 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "필터(filter)"는 일반적으로 입자 크기에 기초하여 입자를 수집하는 필터를 지칭한다. 하나 이상의 필터가 시스템 또는 흡입 장치에 포함되어 흔입 유체를 분류하여 하나 이상의 샘플이 흔입 유체로부터 수집될 수 있다. 하나 이상의 필터가 조직 샘플을 수집하여 시스템 또는 장치의 작동 중에 동₁흔입되거나 흡입 될 수 있는 과량의 기체 또는 액체의 여과 또는 제거를 허용할 수 있다. 하나 이상의 필터는 세포 샘플을 수집하여 시스템 또는 장치의 작동 중에 동₁흔입되거나 흡입 될 수 있는 과량의 기체 또는 액체의 여과 또는 제거를 허용할 수 있다. 하나 이상의 필터는 조직 샘플 및 세포 샘플을 장치의 개별 영역 또는 시스템 내의 상이한 위치로 수집할 수 있고 시스템 또는 장치의 작동 중에 흔입되거나 흡입 될 수 있는 과량의 기체 또는 액체의 여과 또는 제거를 허용할 수 있다. 하나 이상의 필터는 상이한 공극 크기의 필터를 사용하여 수집 재료 (즉, 조직, 세포, 입자)를 분리할 수 있다. 하나 이상의 필터는 하나 이상의 세포 표면 마커에 기초한 양성 선택 또는 음성 선택을 사용하여 세포 샘플과 같은 수집 물질을 분리할 수 있다.
일부 실시예에서, 장치는 흡입 유동(suction flow)을 분류하고 특정 관심의 샘플들을 수집하기 위한 특정 기하학적 구조의 유체 경로(fluidic pathways)를 포함할 수 있다.
용어 "튜빙(tubing)"은 일반적으로 제1 개방 단부(open end) 및 제2개방 단부를 갖는 중공 루멘(hollow lumen)을 지칭한다. 튜빙은 수술 도구, 필터 또는 캐니스터에 연결된 것과 같이 시스템의 다른 구성 요소에 유체 연통될 수 있다. 튜브의 길이는 다양 할 수 있다. 튜빙은 다양한 내경, 다양한 외경 및 다양한 두께를 가질 있다. 튜빙은 유연 할 수 있다. 튜브는 일회용 일 수 있다. 튜브는 캐니스터, 필터, 수술 도구 또는 이들의 조합물과 일체로 구성될 수 있다.
"유체 연통(fluid communication)"이라는 용어는 일반적으로 수술 도구 및 캐니스터와 같은 두 가지 구성 요소가 유체로 연결(connected fluidically)되는 것을 말한다. 수술 도구 및 캐니스터는, 유체로 직접 연결될 수 있으며, 또는 튜브와 같은 추가 구성 요소가 두 구성 요소 사이에 위치할 때와 같이 간접 연결될 수 있다. 동일한 유체가 수술 도구에서 캐니스터 또는 그 반대로 전달될 수 있다.
수동 흡입 장치(passive suction device)는, 수동 흡입 장치, 수술 도구, 캐니스터, 필터, 튜빙 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 시스템과 같은, 시스템을 통해 물질의 유동(flow of matter)을 밀어낼 수 있다. 수동 흡입 장치는 시스템을 통해 물질의 유동을 끌어 올 수 있다. 제1 수동 흡입 장치는 시스템을 통해 물질의 유동을 밀 수 있고 제2 수동 흡착 장치는 시스템을 통해 물질의 유동을 끌어 당길 수 있다. 밀어내거나 당기는 힘은 코안다 효과, 벤츄리 효과, 베르누이 효과 또는 이들의 조합에 의해 발생 될 수 있다. 밀거나 당기는 힘은 흡입력 또는 진공력일 수 있다. 수동 흡입 장치를 사용하여 시스템을 통한 물질 유동에 대한 미는 힘(pushing force) 또는 당김 힘(pulling force)을 발생시키는 것은 시스템에서 수동 흡입 장치의 위치에 의존할 수 있다. 예를 들어, 수동 흡입 장치의 유출구 포트를 수술 도구의 입력 포트에 유체 연결하는 것은 수술 도구를 통해 물질의 유동을 밀기 위한 추진력을 생성할 수 있다. 일부 경우, 수술 도구의 유출구 포트를 수동식 흡입 장치의 입력 포트에 유체 연통하는 것은 수술 도구를 통해 물질의 유동을 끌어 당기는 당김 힘을 생성할 수 있다. 시스템 내의 2개의 수동 흡입 장치의 배치는 캐니스터 또는 튜빙과 같은 시스템의 적어도 일부분 내의 물질 유동의 압력을 동일하게 할 수 있다. 수동 흡입 장치를 시스템 내에 배치하면 시스템의 효율이 변경될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "효율(efficiency)"은 일반적으로 수술 시스템 또는 수동 흡입 장치와 같은 장치 또는 시스템의 효율을 지칭한다. 효율은 흡입 용량, 전체 흡입 헤드(overall suction head)와 같은 흡입 헤드, 시스템 또는 장치의 데시벨 수준, 압력 헤드, 유체 소비 또는 기타 중 하나를 낭비하는 것을 피할 수 있는 측정 가능한 능력(measurable ability) 일 수 있다. 시스템 또는 장치의 효율은 공기 소비와 같은 유체 소비 효율, 시스템 또는 장치의 데시벨 또는 소음 수준을 감소 또는 최소화하는 효율, 흡입 용량을 손상시키지 않으면서 압력 차를 극복하는 효율, 시스템 또는 장치 내의 필터의 저항을 극복하는 효율, 유체의 유동 프로파일의 효율, 흡입 헤드의 효율, 유속의 효율, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 42a와 같은 시스템은, 도 42b의 시스템과 비교하여 더 큰 효율을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 시스템 내의 흡입 장치의 위치를 변경하는 것은 시스템의 효율을 변화시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 시스템 내의 필터 위치를 변경하는 것은 시스템의 효율을 변경시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 장치 내의 필터의 위치를 변경하는 것은 장치의 효율을 변경시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 필터의 형상을 변경하는 것은 시스템 또는 장치 효율을 변경할 수 있다. 예를 들어 필터를 줄이거나 늘리면 시스템이나 장치의 효율성을 높이기 위해 흡입을 손상시키지 않으면서 압력 차이를 줄일 수 있다.
본원에 사용되는 용어 "대면 표면(facing surface)"은 일반적으로 중공 세그먼트(hollow segment)의 단부(end)의 적어도 일부의 외부 표면(outer surface)을 지칭한다. 제2 대면 표면(second facing surface)의 적어도 일부에 인접(adjacent)하거나 중첩(overlapping)된 대면 표면(facing surface)은 도관(conduit)을 형성할 수 있다. 대면 표면은 기하학적 구조일 수 있으며, 상기 기하학적 구조는 수동 흡입 장치 내로 물질의 유동을 유도한다. 대면 표면은 중공 세그먼트의 단부 주위의 전체 둘레를 포함할 수 있다. 대면 표면은 중공 세그먼트의 단부 둘레 중 적어도 일부일 수 있다. 대면 표면은 중공 세그먼트의 내부 표면에 인접할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "내로우잉(narrowing)"은, 일반적으로, 중공 세그먼트의 내로우잉과 같은, 수동 흡입 장치(passive suction device)의 내부 직경(inner diameter)의 내로우잉(narrowing)을 말한다. 수동 흡입 장치는 하나 이상의 내로우잉을 포함할 수 있다. 내로우잉은 벤츄리 효과를 만들 수 있다. 내로우잉은 수렴하고 분기하는 유체 유동(convergent divergent fluid flow)을 생성할 수 있다. 내로우잉의 길이는 중공 세그먼트의 전체 길이의 약 1 %, 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 45 %, 50 % 또는 그 미만일 수 있다. 내로우잉의 길이는 중공 세그먼트의 전체 길이의 약 1 % 또는 그 미만의 길이를 포함할 수 있다. 내로우잉의 길이는 중공 세그먼트의 전체 길이의 약 5 % 또는 그 미만의 길이를 포함할 수 있다. 내로우잉의 길이는 중공 세그먼트의 전체 길이의 약 10 % 또는 그 미만의 길이를 포함할 수 있다. 내로우잉의 길이는 중공 세그먼트의 전체 길이의 약 15 % 또는 그 미만의 길이를 포함할 수 있다. 내로우잉의 길이는 중공 세그먼트의 전체 길이의 약 20 % 또는 그 미만의 길이를 포함할 수 있다. 내로우잉의 길이는 중공 세그먼트의 전체 길이의 약 25 % 또는 그 미만의 길이를 포함할 수 있다. 내로우잉의 길이는 흡입 장치의 전체 길이의 약 1 %, 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 45 %, 50 % 또는 그 미만일 수 있다. 내로우잉의 길이는 흡입 장치의 전체 길이의 약 1 % 또는 그 미만의 길이를 포함할 수 있다. 내로우잉의 길이는 흡입 장치의 전체 길이의 약 5 % 또는 그 미만의 길이를 포함할 수 있다. 내로우잉의 길이는 흡입 장치의 전체 길이의 약 10 % 또는 그 미만의 길이를 포함할 수 있다. 내로우잉의 길이는 흡입 장치의 전체 길이의 약 15 % 또는 그 미만의 길이를 포함할 수 있다. 내로우잉의 길이는 흡입 장치의 전체 길이의 약 20 % 또는 그 미만의 길이를 포함할 수 있다. 내로우잉의 길이는 흡입 장치의 전체 길이의 약 25 % 또는 그 미만의 길이를 포함할 수 있다. 내로우잉의 길이는 흡입 장치의 전체 길이의 약 1 %, 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 45 %, 50 % 또는 그 미만일 수 있다. 내로우잉은 중공 세그먼트의 길이를 따라 가장 넓은 내부 직경에 대해 약 1 %, 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 45 %, 50 % 작은 중공 세그먼트의 내부 직경을 가질 수 있다. 내로우잉은 중공 세그먼트의 길이를 따라 가장 넓은 내부 직경에 대해 약 1 % 작은 중공 세그먼트의 내부 직경을 가질 수 있다. 내로우잉은 중공 세그먼트의 길이를 따라 가장 넓은 내부 직경에 대해 약 5 % 작은 중공 세그먼트의 내부 직경을 가질 수 있다. 내로우잉은 중공 세그먼트의 길이를 따라 가장 넓은 내부 직경에 대해 약 10 % 작은 중공 세그먼트의 내부 직경을 가질 수 있다. 내로우잉은 중공 세그먼트의 길이를 따라 가장 넓은 내부 직경에 대해 약 15 % 작은 중공 세그먼트의 내부 직경을 가질 수 있다. 내로우잉은 중공 세그먼트의 길이를 따라 가장 넓은 내부 직경에 대해 약 20 % 작은 중공 세그먼트의 내부 직경을 가질 수 있다. 내로우잉은 중공 세그먼트의 길이를 따라 가장 넓은 내부 직경에 대해 약 25 % 작은 중공 세그먼트의 내부 직경을 가질 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "벤츄리 효과(Venturi effect)" 는 일반적으로 유체 압력의 감소, 또는 유체가 중공 세그먼트와 같은 루멘의 내부 직경의 감소 또는 내로우잉을 통해 유동 할 때 저압 영역의 발생 또는 유체 압력의 감소를 지칭한다. 내로우잉을 통과하는 유체의 통과는 내로우잉 또는 내로우잉과 실질적으로 인접한 영역과 같은 저압 영역을 생성할 수 있다. 내로우잉은 수렴의 영역(area of convergent) 및 그 다음 발산하는 유체 유동의 영역을 생성할 수 있어서 유체 속도는 내로우잉을 통과하고 국부 압력이 감소함에 따라 증가한다.
본원에서 사용된 용어 "코안다 효과(Coanda effect)"는 일반적으로 가압 기체 또는 공기 제트와 같은 유체가 인접한 표면(예를 들어, 수동 흡입 장치의 중공 세그먼트의 대면 표면과 같은)에 끌어 당겨지는 것과 같은 유체의 경향을 지칭한다.
본원에서 사용된 용어 "베르누이 효과(bernoulli effect)"는 일반적으로 유체의 속도의 증가가 압력의 감소 또는 유체의 포텐셜 에너지의 감소와 동시에 발생하는 유체 역학의 원리를 말한다.
본원에 사용되는 용어 "가압 유체(pressurized fluid)"는 일반적으로 유체의 제트, 수동 흡입 장치에 원동력을 제공하는 유체 또는 고속의 유체를 지칭한다. 가압 유체는 기체 또는 액체 일 수 있다.
장치 내의 저압 영역은 장치 내의 다른 영역에 비해 저압인 영역일 수 있다. 저압 영역은 장치의 입력 포트의 압력보다 약 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 45 %, 50 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 장치의 입력 포트의 압력보다 약 5 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 장치의 입력 포트의 압력보다 약 10 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 장치의 입력 포트의 압력보다 약 15 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 장치의 입력 포트의 압력보다 약 20 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 장치의 입력 포트의 압력보다 약 25 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 장치의 입력 포트의 압력보다 약 30 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 장치의 입력 포트의 압력보다 약 35 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 장치의 입력 포트의 압력보다 약 40 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 장치의 입력 포트의 압력보다 약 45 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 장치의 입력 포트의 압력보다 약 50 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 기압보다 약 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 45 %, 50 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 기압보다 약 5 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 기압보다 약 10 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 기압보다 약 15 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 기압보다 약 20 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 기압보다 약 25 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 기압보다 약 30 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 기압보다 약 35 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 기압보다 약 40 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 기압보다 약 45 % 낮을 수 있다. 저압 영역은 기압보다 약 50 % 낮을 수 있다.
제1 대면 표면은 제2 대면 표면에 인접할 수 있다. 제1 대면 표면은 제2 대면 표면의 길이의 약 25 % 미만으로 겹치는 정도로 제2 대면 표면과 적어도 부분적으로 겹쳐 질 수 있다. 제1 대면 표면은 제2 대면 표면의 길이에 대해 약 25 % 이상 겹치는 정도로 실질적으로 제2 대면 표면과 중첩될 수 있다. 제2 대면 표면은 제1 대면 표면의 길이의 약 25 % 미만으로 겹치는 정도로, 제1 대면 표면과 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 제2 대면 표면은 제1 대면 표면의 길이에 대해 약 25 % 이상 중첩되는 정도로 실질적으로 제1 대면 표면과 중첩될 수 있다.
본원에 사용되는 용어 "기체(gas)"는 일반적으로 독립적인 형상 및 체적을 갖지 않는 유체를 지칭한다. 기체는 공기 또는 주변 공기와 같은 하나 이상의 기체의 혼합물 일 수 있다. 기체는 아산화 질소 및 산소와 같은 하나 이상의 기체의 혼합물 일 수 있다. 기체는 산소, 질소, 아르곤 또는 기타와 같은 순수한 기체 일 수 있다. 수술 중 발생하는 연기(예: 수술 연기(surgical smoke))일 수 있다. 기체는 압축 공기, 질소, 아르곤 또는 기타와 같은 가압 기체 일 수 있다. 기체는 기체 또는 가압 공기의 제트와 같은 원동력으로 사용되어 수동 흡입 장치로 물질의 유동을 흔입하는 진공력을 생성할 수 있다. 기체는 수술 분야와 같은 분야에서 수동 흡입 장치로 흡입되는 흔입 유체의 적어도 일부분 일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "체액(bodily fluid)"이라는 용어는, 담즙, 혈액, 혈청, 모유, 뇌척수액, 귀지, 염류, 유미(chyle), 유미즙(chyme), 내임파액(endolymph), 외림프액(perilymph), 삼출물(exudates), 배설물, 위산, 위액, 림프액, 점액, 심막액, 복막액, 흉수, 고름, 점막 분비물(rheum), 타액, 피지, 장액, 정액, 스메그마(smegma), 객담(sputum), 활액, 땀, 눈물, 소변, 구토 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
본원에 사용되는 용어 "도관(conduit)"은 일반적으로 기체, 액체 또는 이들의 조합물과 같은 물질의 유동이 통과하는 중공 루멘(hollow lumen)을 지칭한다. 고체 입자와 같은 하나 이상의 고체도 도관을 통과 할 수 있다. 도관은 중공 세그먼트의 원주 둘레 또는 서로 인접한 제1 및 제2 중공 세그먼트의 원주 둘레의 슬릿 개구부(slit opening)일 수 있다. 도관은 환형 개구부 일 수 있다. 도관은 2개의 중공 세그먼트의 적어도 일부를 중첩함으로써 형성될 수 있으며, 제1 중공 세그먼트는 제2 중공 세그먼트의 내부 직경보다 작은 외부 직경을 갖는다. 일부의 경우, 수동 흡입 장치는 도관을 포함할 수 있다. 도관은 제1 중공 세그먼트의 단부의 제1 대면 표면을 제2 중공 세그먼트의 단부의 제2 대면 표면에 인접하거나 또는 적어도 부분적으로 중첩하도록 위치시킴으로써 형성될 수 있다. 일부 경우, 유체가 도관을 통해 수동 흡입 장치로 들어갈 수 있다. 일부의 경우, 대면 표면의 기하학적 구조는 도관을 통해 수동 흡입 장치로 들어가는 유체의 유동 경로를 유도 할 수 있다. 일부 경우, 기체의 제트와 같은 가압 유체가 도관을 통해 수동 흡입 장치로 들어갈 수 있다. 가압 유체는 도관을 통해 흡입 장치 내로 유도되어 흡입 장치에 저압 영역을 생성할 수 있다. 일부 경우, 기체 또는 체액과 같은 흔입된 유체가 도관을 통해 수동 흡입 장치로 들어갈 수 있다. 흔입된 유체는 흡입 장치에 생성된 저압 영역에 의해 도관을 통해 흡입 장치로 흡입 될 수 있다.
시스템은 하나 이상의 흡입 장치, 하나 이상의 유빙, 하나 이사의 캐니스터, 하나 이상의 필터, 하나 이상의 수술 장치 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 흡입 장치, 2개의 튜빙, 캐니스터, 필터 및 수술 장치를 포함할 수 있다. 시스템은 2개의 흡입 장치, 2개의 튜빙, 캐니스터, 필터 및 수술 장치를 포함할 수 있다. 시스템은 흡입 장치, 2개의 캐니스터, 필터, 3개의 튜빙 및 수술 장치를 포함할 수 있다. 시스템은 2개의 흡입 장치를 포함할 수 있다. 시스템은 3개의 흡입 장치를 포함할 수 있다. 시스템은 4개의 흡입 장치를 포함할 수 있다. 시스템은 5개의 흡입 장치를 포함할 수 있다. 시스템은 6개의 흡입 장치를 포함할 수 있다. 시스템은 2개의 캐니스터를 포함할 수 있다. 시스템은 3개의 캐니스터를 포함할 수 있다. 시스템은 4개의 캐니스터를 포함할 수 있다. 시스템은 5개의 캐니스터를 포함할 수 있다. 시스템은 6개의 캐니스터를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "증폭기(amplifier)"는 일반적으로 공기 증폭기와 같은 유체 증폭기를 지칭한다. 여기에 기술된 흡입 장치는 유체 증폭기 일 수 있다. 유체 증폭기는 외과 분야와 같은 유체 증폭기에 인접한 필드로부터 흔입된 유체를 흔입하거나 끌어들이는 흡입을 발생시키기 위해 공기 제트 또는 가압 기체와 같은 원동 유체(motive fluid)를 이용할 수 있다. 증폭기는 구동 유체의 적어도 일부, 흔입 유체의 적어도 일부 또는 이들의 조합을 포함할 수 있는 출력 유동을 불어넣음(blow), 방출(eject) 또는 해제(release) 할 수 있다. 유체 증폭기는 필드로부터 유체를 흔입하거나, 필드로부터 유체를 끌어들이거나, 필드로부터 유체에 흡입하거나, 상기 증폭기의 유출구 포트로부터 유체를 불어넣거나, 상기 증폭기의 유출구 포트로부터 유체를 방출하거나, 상기 증폭기의 유출구 포트로부터 유체를 해제하거나, 증폭기의 유출구 포트로부터의 유체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 본원에 기재된 흡입 장치 또는 시스템은 유체 증폭기일 수 있다.
본 명세서에 기재된 흡입 장치 또는 시스템은 유체 증폭기 일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "증배기(multiplier)"라는 용어는 일반적으로 공기 증배기와 같은 유체 증배기를 말한다. 본 원에 기재된 흡입 장치는 유체 증배기일 수 있다.
유체 증배기는 날개 형 또는 부채 형과 같은 구조적 요소의 표면을 가로 질러 공기 제트와 같은 원동 유체를 통과시킬 수 있다. 유체 증배기의 대면 표면은 날개 형상 또는 팬 형상을 포함할 수 있다. 공기의 제트가 날개 형상을 가로 질러 지나갈 때, 낮은 압력 영역이 날개 형상의 표면에 인접하여 형성되어 추가의 공기가 표면을 가로지르게 된다. 유체 배수기는 또한 외과 수술 영역과 같이 유체 증배기에 인접한 필드에서 나오는 공기와 같은 유체를 흔입하거나 끌어 올 수 있다. 예를 들어, 날개 형상의 요소는 실린더의 측면에서 공기가 흔입 될 수 있도록 실린더와 같은 원형 방위로 형성될 수 있다. 유체 증배기는 원동 유체, 유도된 유체(induced fluid), 흔입된 유체 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 전체 공기 유동을 생성할 수 있다. 유체 증배기의 유출구 포트를 나가는 유체는 원동 유체, 유도된 유체, 흔입된 유체 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 유체 증배기는 유출구 포트에서 유체 유동에 대해 유출구 포트의 유체 유동을 약 1x, 2x, 3x, 4x, 5x, 6x, 7x, 8x, 9x, 10x, 11x, 12x, 13x, 14x, 15x, 16x, 17x, 18x, 19x, 20x, 21x, 22x, 23x, 24x, 25x 이상으로 증배할 수 있다. 유체 증배기는 유출구 포트에서 유체 유동에 대해 유출구 포트의 유체 유동을 약 2x 증배할 수 있다. 유체 증배기는 유출구 포트에서 유체 유동에 대해 유출구 포트의 유체 유동을 약 4x 증배할 수 있다. 유체 증배기는 유출구 포트에서 유체 유동에 대해 유출구 포트의 유체 유동을 약 6x 증배할 수 있다. 유체 증배기는 유출구 포트에서 유체 유동에 대해 유출구 포트의 유체 유동을 약 8x 증배할 수 있다. 유체 증배기는 유출구 포트에서 유체 유동에 대해 유출구 포트의 유체 유동을 약 10x 증배할 수 있다. 유체 증배기는 유출구 포트에서 유체 유동에 대해 유출구 포트의 유체 유동을 약 15x 증배할 수 있다. 유체 증배기는 유출구 포트에서 유체 유동에 대해 유출구 포트의 유체 유동을 약 20x 증배할 수 있다. 본원에 기재된 흡입 장치 또는 시스템은 유체 증배기일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "컨베이어(conveyor)"라는 용어는 일반적으로 공기 컨베이어와 같은 유체 컨베이어를 지칭한다. 본원에 기재된 흡입 장치 또는 시스템은 유체 컨베이어일 수 있다. 유체 컨베이어는 공기, 액체, 고체 입자와 같은 고체 또는 이들의 임의의 조합과 같은 유체를 흡입, 수송 또는 송풍 할 수 있다. 유체 컨베이어는 유체의 흡입, 이송 또는 송풍을 위한 흡입 또는 진공을 생성하기 위한 저압 영역을 생성하기 위해 공기 제트 또는 가압 기체와 같은 원동 유체를 이용할 수 있다. 본 명세서에 설명된 흡입 장치 또는 시스템은 유체 증폭기, 유체 증배기, 유체 컨베이어 또는 이들의 임의의 조합 일 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 수신된 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 유동일 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 흔입 할 수 있게 한다.
일부 실시예들에서, 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 실시예들에서, 진공 발생기(110)는 저압 영역(122)을 생성하기 위해 양압 기체 공급(121)에 의해 동력을 받는 기계식 펌프 또는 팬을 이용한다.
일부 실시예들에서, 진공 발생기(110)는 핸드 헬드 작동을 위해 구성될 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 구성될 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 실시예들에서, 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 실시예들에서, 배기 포트(113)는 양압 유출물(123)을 수용하도록 구성된 튜빙을 부착하기 위한 피팅을 포함할 수 있다.
도 2는 흡입 시스템을 작동시키는 방법을 예시하는 블록도이다. 도 2에 도시된 단계는 흡입 시스템(100)의 하나 이상의 요소에 의해 수행될 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 포함할 수 있음)을 진공 발생기(110)를 통과하여 배기 포트(113)로부터 양압 유출물(123)로서 통과시키도록 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 흔입하고 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 흔입하여 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 흔입된 수술 부산물을 포함하는 양압 유출물(323)을 출력한다. 양압 유출물(323)은 수집, 분리 및/또는 폐기를 위해 튜브, 파이프 등에 배출될 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 유출될 수 없는 경우, 양압 유출물(323)은 흡입 포트(312)로부터 배출될 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 야기할 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 배치될 수 있다. 역류 방지 장치(316)는 물질이 흡입 포트(312)를 빠져 나가는 방식으로 물질이 유동하기 시작할 때 작동할 수 있다. 역류 방지 장치(316)는 일단 활성화되면, 활성화된 상태로 유지되어 양압 기체 공급(321)이 제거(즉, 턴 오프)되거나 막힘이 제거될 때까지 흡입 포트(312)로부터의 어떠한 유동도 방지하도록 구성될 수 있다. 역류 방지 장치(316)는 또한 양압 기체 공급(321) 및 양압 유출물(323)이 진공 발생기(310)로부터 유출될 수 있도록 작동될 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 생성할 수 있다. 경보를 발생시키는데 사용될 수 있는 기계적 수단의 예를 제공하기 위해, 역류 경보(417)는 기압을 사용하여 휘슬 유형 장치를 사용하여 가청 경보를 발생시키거나, 플래그 또는 다른 가시적인 표시를 물리적으로 이동시킴으로써 가시적인 경보를 발생시키거나 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 실시예들에서, 역류 경보(417)는 진공 발생기(410) 내의 압력을 측정하기 위한 하나 이상의 기계적 게이지 또는 전자 변환기(electronic transducers)를 포함할 수 있다. 역류 경보(417)는 진공 장치(410) 내의 내부 압력이 임계 기준에 도달하는 것에 응답하여 활성화되도록 구성될 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 설명된 다양한 유형의 경보는 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 마찬가지로, 역류 경보(417)는 기계적 및 전기적 수단을 사용하여 역류를 개별적으로 또는 조합하여 검출할 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 방지할 때 작동하도록 구성될 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 생성할 수 있다. 예를 들어, 역류 경보(417)는 휘슬을 통해 양압 기체 공급의 일부를 안내할 수 있으며, 그에 의해 가청 소리를 생성할 수 있다. 대안적으로, 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 실시예 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 작동될 수 있다. 역류 방지 장치(516)는 일단 활성화되면, 활성화된 상태로 유지되어, 양압 기체 공급(521)이 제거(즉, 턴 오프)되거나 막힘이 제거될 때까지 흡입 포트(512)로부터의 어떠한 유동도 방지하도록 구성될 수 있다.
역류 방지 장치(516)는 역류 방지 장치(516)의 활성화에 응답하여 역류 경보(517)를 활성화하기 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 생성할 수 있다. 경보를 발생시키는데 사용될 수 있는 기계적 수단의 예를 제공하기 위해, 역류 경보(517)는 기체 압력을 사용하여 휘슬 유형 장치를 사용하여 가청 경보를 발생시키거나, 플래그 또는 다른 가시적인 표시를 물리적으로 이동시킴으로써 가시적인 경보를 발생시키거나 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 설명된 다양한 유형의 경보는 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 마찬가지로, 역류 경보(517)는 기계적 및 전기적 수단을 사용하여 역류를 개별적으로 또는 조합하여 검출할 수 있다.
일부 실시예들에서, 역류 경보(517)는 진공 발생기(510) 내의 압력을 측정하기 위한 하나 이상의 기계적 게이지(mechanical gauge) 또는 전자 변환기(electronic transducer)를 포함할 수 있다. 역류 경보(517)는 진공 장치(510) 내의 내부 압력이 임계 기준에 도달하는 것에 응답하여 활성화되도록 구성될 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 설명된 다양한 유형의 경보는 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 마찬가지로, 역류 경보(517)는 기계적 및 전기적 수단을 사용하여 역류를 개별적으로 또는 조합하여 검출할 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 방지할 때 작동하도록 구성될 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 생성할 수 있다. 예를 들어, 역류 경보(517)는 휘슬을 통해 양압 기체 공급의 일부를 안내할 수 있으며, 그에 의해 가청 소리를 생성할 수 있다. 대안적으로, 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 도시된 단계들은 흡입 시스템(500)의 하나 이상의 요소들에 의해 수행될 수 있다. 가압 기체 유동은 입력 포트에서 수용된다(602). 예를 들어, 입력 포트(511)는 양압 기체 공급(521)을 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 포함할 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, 활성화될 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 운반될 수 있다. 일부 실시예에서, 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 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 막힘 제거 제어부(708)는 진공 발생기(710) 내에서 압력이 증가하도록 하는 하나 이상의 전환 포트를 차단하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 막힘 제거 제어부(708)는 압력을 증가시키기 위해 역류 방지 장치(716)와 관련하여 작동할 수 있다. 이러한 실시예에서, 역류 방지 장치(716)는 양압 기체 공급(721)이 흡입 포트(712)를 벗어나는 것을 차단하도록 구성될 수 있고, 막힘 제거 제어부(708)는 진공 발생기(710) 내의 압력을 증가시키도록 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)를 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 증가시키도록 구성된다. 이러한 압력의 증가는 배기 포트(813)를 막히거나 막히게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 막힘 제거 제어부(808)는 역류 방지 장치(816)와 연계하여 작동할 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 구성될 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 실시예에서, 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 구성될 수 있다.
입력 포트(811)는 양압 기체 공급(821)을 수용하여 진공 발생기(810)에 공급하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 입력 포트(811)는 진공 발생기(810)의 내벽에 대하여 일정 각도로 진공 발생기(810)에 양압 기체 공급(821)을 공급하도록 구성될 수 있다. 배관은 입력 포트(811)에 양압 기체 공급(821)을 공급하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 입력 포트(811)는 튜빙을 입력 포트(811)에 연결하기 위한 피팅(fitting)를 포함할 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 실시예에서, 흡입 포트(812)는 흡입 포트(812)의 벽에 방사상으로 배열된 개구부(opening)를 포함할 수 있다. 상기 개구부는 흡입 포트(812) 부근에 추가 흡입을 제공한다. 개구부는 벤츄리 효과를 이용하도록 구성될 수 있다. 개구부들은 사용자 입력에 응답하여 개폐되도록 구성될 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 실시예에서, 배기 포트(813)는 튜브에 커플링하기 위한 피팅을 포함할 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 배치될 수 있다. 역류 방지 장치(316)는 물질이 흡입 포트(312)를 빠져 나가는 방식으로 물질이 유동하기 시작할 때 작동할 수 있다. 역류 방지 장치(316)는 일단 활성화되면, 활성화된 상태로 유지되어 양압 기체 공급(321)이 제거(즉, 턴 오프)되거나 막힘이 제거될 때까지 흡입 포트(312)로부터의 어떠한 유동도 방지하도록 구성될 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 방지할 때 작동하도록 구성될 수 있다. 역류 경보(817)는 임계 값 기준에 도달하는 진공 장치(810) 내의 내부 압력에 응답하여 활성화되도록 구성될 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 생성할 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 실시예에서, 캐니스터(860)는 수집(collection), 분리(separation) 및/또는 폐기(disposal)를 위해 튜브, 파이프 등의 출력에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 캐니스터(860)는 진공 소스(vacuum source)에 연결된 흡입 캐니스터 일 수 있다. 캐니스터(860)는 필터를 포함할 수 있다. 캐니스터(860)는 바람직한 특성을 갖는 플라스틱, 유리, 금속 또는 다른 재료로 제조될 수 있다. 일부 바람직한 특징은 비용, 살균 능력, 제조 방법, 적용 또는 다른 측정 기준을 포함할 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 활성화되도록 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 활성화하기 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 배출될 때까지 양압 기체 공급(821)으로부터의 압력을 증가시키도록 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 포함할 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 실시예는 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 유출구 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 유출 포트들(1030, filter outlet ports)로 통과시킨다. 필터(1030)는 휴대용 작동을 위해 구성된 여과 흡입 시스템(1000)내에 포함될 수 있다. 대안적으로, 필터(1030)는 또한 진공 발생기(1010)의 핸드 헬드 부분으로부터 소정의 거리에 위치될 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 추출할 수 있는 미립자의 크기를 제한하기 위해 선택될 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 수집된 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 유출 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 수행될 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 포트 근처에서 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 포함할 수 있음)을 통과시키도록 구성된다. 혼합된 유동에 포함된 고체는 필터 내에 포획되고, 여과액은 수집을 위한 필터를 통과한다(1110). 예를 들어, 필터(1030)는 고체(1050)를 포획하고 수집을 위해 여과액(1027)를 통과시키도록 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 도시된 바와 같이, 양압 작동 흡입 장치(1200)는 흡입 장치(1210), 양압 입구(1211, positive pressure inlet), 흡입 유입구(1212, suction intake), 유출 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 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 물질은 수술 부산물을 포함할 수 있다. 흡입 장치(1210)는 양압 공급 장치(1221)로부터 진공 영역(1222)을 생성하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 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 실시예에서, 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 실시예에서, 양압 입구(1211)는 튜빙을 양압 입구(1211)에 연결하기 위한 부속품을 포함할 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 실시예에서, 흡입 유입구(1212)는 흡입 유입구(1212)의 벽에 방사상으로 배열된 다수의 개구부를 포함할 수 있다. 상기 개구부는 흡입 유입구(1212) 부근에 추가 흡입을 제공한다. 일부 실시예에서, 개구부들은, 벤츄리 효과를 이용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 개구부들은 사용자 입력에 응답하여 개방 및 폐쇄되도록 구성될 수 있다.
유출 포트(1213)는 가압 유출물(1223)을 흡입 장치(1210)로부터 수집 소스로 향하게 하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 유출 포트(1213)는 튜빙에 커플링하기 위한 피팅(fitting)을 포함할 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 실시예에서, 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 유출 포트(1213) 밖으로 유체 유동 증배기(1215)에 의해 추진된다. 유출 포트(1213)는 가압 유출물(1223, 양압 공급(1221) 및 흡입 유입구(1212)에 수집 된 물질을 포함할 수 있는)을 배출한다. 가압 유출물(1223)은 수집, 분리 및/또는 폐기를 위해 튜브, 파이프 등에 배출될 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 실시예들에서, 진공 발생기(1210)는 핸드 헬드 작동을 위해 구성될 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 유출 포트(1213) 밖으로 물질을 추진시키는 비교적 작은 장치 일 수 있다. 진공 발생기(1210)는 핸드 헬드 작동을 위해 구성될 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 유출 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 유출 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 실시예들에서, 유체 유동 증배기(1215)는 제1 단부에서 흡입 유입구(1212) 및 제2 단부에서 유출 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 유출 포트(1213)에서 생성되도록 양압 공급(1221)이 환형 개구부로터 유출되도록 허용한다. 환형 개구부는 양압 공급(1221)이 유출 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 제2 단부를 향하는 캐비티에 대해 소정 각도(예를 들어, 0°~ 90°)로 캐비티에 진입하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 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 구성될 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 포함할 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), 유출 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 유출 포트(1313)로부터 유체 유동 증배기(1315)에 의해 추진된다.
그러나, 유출 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 유출 포트(1313) 밖으로 유출되는 것을 막을 수 있다. 역류 방지 밸브(1316) 없이, 가압 유출물(1323)이 유출 포트(1313) 밖으로 유출될 수 없는 경우, 가압 유출물(1323)은 흡입 유입구(1312)로부터 배출될 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 야기할 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 배치될 수 있다. 역류 방지 밸브(1316)는 물질이 흡입 유입구(1312)를 빠져 나가는 방식으로 물질이 유동하기 시작할 때 작동할 수 있다. 역류 방지 밸브(1316)는 일단 활성화되면, 활성화된 상태로 유지되어 양압 공급(1321)이 제거(즉, 턴 오프)되거나 막힘이 제거될 때까지 흡입 유입구(1312)로부터의 어떠한 유동도 방지하도록 구성될 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), 유출 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 흔입하여 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 흔입하여 수용하도록 구성된다. 일반적인 수술에서, 흡입 장치(1410)로 인입된 수술 부산물은 가압 유출물(1423)로서 유출 포트(1413) 밖으로 유체 유동 증배기(1415)에 의해 추진된다. 유출 포트(1413)는 양압 공급(1421)과 흔입된 수술 부산물을 포함하는 가압 유출물(1423)을 출력한다. 가압 유출물(1423)은 수집, 분리 및/또는 폐기를 위해 튜브, 파이프 등에 배출될 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 유출 포트(1413)로부터 유출되는 것을 방지할 수 있다. 가압 유출물(1423)이 유출 포트(1413)로부터 유출될 수 없는 경우, 가압 유출물(1423)은 대신에 흡입 유입구(1412) 밖으로 배출될 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 있다. 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 생성할 수 있다. 경보를 발생시키는데 사용될 수 있는 기계적 수단의 예를 제공하기 위해, 경보(1417)는 기압을 사용하여 휘슬 유형 장치를 사용하여 가청 경보를 발생시키거나, 플래그 또는 다른 가시적인 표시를 물리적으로 이동시킴으로써 가시적인 경보를 발생시키거나 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 설명된 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 포함할 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), 유출 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 유출 포트(1513) 밖으로 유체 유동 증배기(1515)에 의해 추진된다.
유체 유동 증배기(1115)는 코안다 효과, 벤츄리 효과, 유체 흔입 및 흡입 장치(1510)를 통한 유출 물 유동을 증배시키는 유체 유도(fluidic inducement)를 포함하는 유체 역학적 원리를 이용하지만 이에 국한되지는 않는다. 유출 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 배출될 수 있다.
그러나 유출 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 유출 포트(1513)로부터 유출되는 것을 방지할 수 있다. 가압 유출물(1523)이 유출 포트(1513)로부터 유출될 수 없는 경우, 가압 유출물(1523)은 대신에 흡입 유입구(1512) 밖으로 배출될 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 배치될 수 있다. 역류 방지 밸브(1516)는 물질이 흡입 유입구(1512)를 빠져 나가는 방식으로 물질이 유동하기 시작할 때 작동할 수 있다. 역류 방지 밸브(1516)는 일단 활성화되면, 활성화된 상태로 유지되어 양압 공급(1521)이 제거(즉, 턴 오프)되거나 막힘이 제거될 때까지 흡입 유입구(1512)로부터의 어떠한 유동도 방지하도록 구성될 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 생성할 수 있다. 여기에 설명된 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 유출 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 유출 포트(1613)로부터 폐기물 출력을 수용하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 캐니스터(1660)는 진공 소스에 연결된 흡입 캐니스터일 수 있다. 일부 실시예에서, 캐니스터(1660)는 필터를 포함할 수 있다. 캐니스터(1660)는 바람직한 특성을 갖는 플라스틱, 유리, 금속 또는 다른 재료로 제조될 수 있다. 일부 바람직한 성질은 비용, 살균 능력, 제조 방법, 적용 또는 다른 측정 기준을 포함할 수 있다.
작동 시, 흡입 시스템(1610)은 양압 입력 포트(1611)에서 압력 공급(1621, pressure supply)을 수용하고 압력 공급(1621)을 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 유출 포트(1613) 밖으로 유도된다. 양압 유출 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 유출 포트(1612)로 통과시키도록 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 실시예에서, 캐니스터(1660)는 진공 공급(vacuum supply)에 연결될 수 있다.
그러나, 양압 유출 포트(1613), 필터(1630) 또는 캐니스터(1660)는 막히거나 막힐 수 있다. 이것이 일어날 때, 방해물은 유출물의 전부 또는 상당 부분이 양압 유출 포트(1613)로부터 유출되는 것을 방지할 수 있다. 유출물이 양압 유출 포트(1613) 밖으로 유출될 수 없는 경우, 유출물은 대신에 진공 포트(1612) 밖으로 배출될 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 배치될 수 있다. 역류 밸브(1616)는 유동이 진공 포트(1612)를 빠져 나가는 방식으로 물질이 유동하기 시작할 때 작동할 수 있다. 역류 밸브(1616)는 일단 활성화되면, 활성화 상태를 유지하여 압력 공급(1621)을 제거(즉, 턴 오프)되거나 막힘이 제거될 때까지 진공 포트(1612)로부터의 어떠한 유동도 방지하도록 구성될 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) 할 뿐만 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 흔입 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 방지할 수 있다. 유출물이 배기 출력(1713)으로부터 유출될 수 없는 경우, 유출물은 대신 유입구 포트(1712) 밖으로 배출될 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 배치될 수 있다. 체크 밸브(1716)는 유동이 유입구 포트(1712)를 빠져 나가는 방식으로 물질이 유동하기 시작할 때 작동할 수 있다. 체크 밸브(1716)는 일단 활성화되면, 활성화된 상태를 유지하여 양압 기체(1721)가 제거(즉, 턴 오프)되거나 막힘이 제거될 때까지 유입구 포트(1712)로부터의 어떠한 유동도 방지하도록 구성될 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) 할 뿐만 아니라 사용자에게 막힘을 경고한다.
필터(1730)는 그 조합을 포함하는 기계적, 생물학적, 화학적 또는 다른 유형의 필터를 포함할 수 있다. 필터(1730)는 적어도 하나의 필터 입구 포트 및 적어도 하나의 필터 유출구 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 유출구 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 구성될 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 구성될 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 수행될 수 있다. 가압 기체 유동이 제1 입력 포트 및 제2 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 포트 근처에서 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 포함할 수 있음)을 지향 시키도록 구성된다. 혼합된 유동에 포함된 입자는 필터에 포획되고 여과액은 필터를 통과하여 제2 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 통과시키도록 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 조절 가능한 압력 갭(1931, adjustable pressure gap) 및 모션 변환기(1942, motion translator)를 포함한다. 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, fluid accelerator), 밸브(1916), 경보(1917), 필터(1930), 조절 가능한 압력 갭(1931) 및 모션 변환기(1942, motion translator)를 포함한다.
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 제어될 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 변화시키도록 선택할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 저압 영역(1922)과 대기압 사이의 압력 차이를 조절하여 액체보다 더 많은 연기를 흡입할 수 있다. 대안적으로, 사용자는 저압 영역(1922)과 주위 공기 압력 사이의 압력 차이를 조절하여 액체를 흡입할 수 있다.
모션 변환기(1942)는 사용자 입력을 조절 가능한 압력 갭(1931)의 조절로 변환하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 모션 변환기(1942)는 조절 가능한 압력 갭(1931)의 치수를 조정하기 위해 사용자 입력으로부터의 큰 운동을 보다 작은 운동으로 변환하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 모션 변환기(1942)는 사용자의 회전 입력을 조절 가능한 압력 갭(1931)의 치수의 선형 조정으로 변환시키는 회전 가능한 요소를 포함하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 모션 변환기는 조정 가능한 압력 갭(1931)의 치수를 조정하는 슬라이딩 부재(sliding member)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 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 포함할 수 있다.
도 20은 조절 가능한 압력 갭을 갖는 흡입 장치를 작동시키는 방법을 설명하는 도면이다. 도 20에 도시된 단계는 조절 가능한 압력 갭을 갖는 흡입 장치(1900)의 하나 이상의 요소에 의해 수행될 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 수신된 물질의 유동을 포함할 수 있음)을 통과시키도록 구성된다. 혼합된 유동에 포함된 입자는 필터 내에 포획되고 여과액은 필터를 통해 유출구 포트(2014)로 통과된다. 예를 들어, 필터(1930)는 고체를 포획하고 압축 된 여과액(1927)을 출구(1913)로 통과시키도록 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 부착된 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(유량 제어부)(2120, flow controller)를 통해 조정 가능하여 노즐(2114) 근처에서 생성된 저압 영역과 대기압 사이의 차이를 제어한다. 튜브는 가압 기체 포트(2111) 양압 공급(2121)를 공급하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 가압 기체 포트(2111)는 가압 기체 포트(2111)에 튜빙을 연결하기 위한 피팅을 포함할 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 작동될 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 실시예를 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(barbs), 나사산(threads), 루어 피팅(Luer fittings) 또는 일부 다른 수단을 포함하도록 구성될 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 실시예는 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)와 함께 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 노즐(2114)은 노즐(2114)의 벽에 방사상으로 배열된 개구부들을 포함할 수 있다. 상기 개구부들은 노즐(2114) 근처에 추가의 흡입을 제공한다. 일부 실시예에서, 개구는 벤츄리 효과를 이용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 개구부는 사용자 입력에 응답하여 개폐되도록 구성될 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 구성될 수 있다. 유체 가속기(2115)는 양압 공급(2121)을 수용하여 노즐(2114) 근처의 제1 저압 영역을 생성하도록 구성된다. 유체 가속기는 노즐(2114)에서 수용된 물질의 유동/흡입 유동(2124)을 가속시키고 가압 폐기 포트/유출 포트(2113, waste port/outlet port) 밖으로, 양압 유출물(2123, 양압 공급(2121) 및 물질의 유동/흡입 유동(2124)을 포함할 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 실시예에서, 원뿔형 캐비티는 벤츄리 효과를 이용하도록 구성될 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 포함할 수 있다. 유체 가속기 유입구(2118)의 테이퍼-섹션(tapered-section)은 도관(2129)을 형성하도록 유동 제어부(2120)와 결합하여 구성될 수 있다. 유체 가속기 유입구(2118)의 근위 단부에 배치된 테이퍼-섹션의 기하학적 구조는 유체 가속기(2115)의 내부 벽에 대하여 소정 각도로 유체 가속기(2115)에 양압 공급(2121)을 공급하도록 구성될 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 포함할 수 있다. 나사산은 유동 제어부(2120)의 회전 운동을 도관(2129)의 치수를 조정하는 직선 운동으로 변환하도록 구성될 수 있다. 유체 가속기 하우징(2119)은 제1 단부에 제1 개구부 및 제2 단부에 제2개구부를 갖는 대체로 원통형 캐비티를 포함한다. 원통형 캐비티는 유체 가속기 하우징(2119)의 내부 벽에 의해 형성된다. 유체 가속기 하우징(2119)은 제1 단부 부근의 내벽에 도관(2129)을 포함한다. 도관(2129)은 유체 가속기(2115)의 내벽에 대하여 소정 각도로 양압 공급(2121)을 공급하도록 구성될 수 있다.
유체 가속기(2115)는 유동 제어부(2120)를 포함한다. 유량 제어부는 가압 폐기 포트/유출 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 포함할 수 있다. 플레어드 요소는 유체 가속기 유입구(2118)와 조합하여 유체 가속기(2115)의 내부 벽에 대해 일정 각도로 양압을 공급하도록 구성될 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 포함할 수 있다.
유동 제어부(2120)는 가압 폐기 포트/유출 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 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 가압 폐기 포트/유출 포트(2113)는 튜브에 결합하기 위한 피팅을 포함할 수 있다. 사용할 수 있는 피팅의 일부 유형에는 미늘, 퀵 커플링 또는 압축 피팅을 포함한다. 도 21a에 도시된 실시예에서, 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 구성될 수 있다. 도관(2129)은 양압 공급(2121)이 원통형 캐비티의 내벽에 대해 각도(예를 들어, 0° - 90°)로 유체 가속기(2115)에 진입하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 더 예각(예를 들어, 30°-50°)이 바람직 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, 활성화된 상태를 유지하여 양압 기체 공급이 제거(즉, 턴 오프)되거나 막힘이 제거될 때까지 흡입 어셈블리(2112) 또는 노즐(1214)로부터의 어떠한 유동도 방지하도록 구성될 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 작동될 때 적어도 양압 공급(2121)을 배기 포트(2181) 밖으로 전환하도록 구성될 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 휘어지도록 구성된다. 다이어프램(2185)은 유동 방향으로 구부림으로써 정상 작동 중에 역류 방지 밸브(2116)를 통해 제1 방향으로 유동을 허용하도록 구성된다. 다이어프램(2185)은 양압 공급(2121)이 역류 방지 밸브 바디(2180)를 제2 방향으로 통과하는 것을 방지하도록 구성된다. 역류 방지 밸브 바디(2180)는 다이어프램(2185)의 굽힘을 제2 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 제한될 때까지 다이어프램(2185)을 휘게 한다. 다이어프램(2185)의 굽힘이 역류 방지 밸브 바디(2180)에 의해 제한될 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 작동될 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 작동될 때 배기 포트(2181)를 통해 양압 공급을 지향하도록 구성될 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 유출 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. 제1 중공 세그먼트(2122, first hollow segment), 유체 가속기 하우징(2119) 및 제2 중공 세그먼트(2125)는 도관(2129)을 형성하도록 구성된다. 제1 중공 세그먼트(2122)는 제2 중공 세그먼트(2125)의 제2개구부(2134)에 인접할 수 있는 제1 개구부(2133)를 포함할 수 있다. 제1 대면 표면(2130, first facing surface)은 제1 개구부(2133)를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 제2 대면 표면(2132)은 제2개구부(2134)를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 제1 대면 표면(2130)은 제2 대면 표면(2132)과 마주 할 수 있다. 제1 대면 표면(2130) 또는 제2 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 생성된 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 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 더 예각(예를 들어, 30°-50°)이 바람직 할 수 있다.
도관(2129)은 부분적으로 제1 중공 세그먼트(2122)로 구성된다. 제1 중공 세그먼트(2122)의 근위 단부 및 제2 중공 세그먼트(2125)의 원위 단부는 양압 공급(2121)이 도관(2129)을 통해 유동하도록 허용되는 제트 개구부를 형성한다. 제1 중공 세그먼트(2122)의 근위 단부는 양압 공급(2121)의 유동을 지향하도록 구성된 기하학적 구조를 포함할 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 제2 중공 세그먼트(2125)에 결합하도록 구성된 나사산을 포함할 수 있다. 상기 나사산은 압력 갭(2131)이 제2 중공 세그먼트(2125)를 회전시킴으로써 조절되도록 한다. 제2 중공 세그먼트(2125)는 압력 갭(2131)을 조절하기 위해 회전 운동을 직선 운동으로 변환하도록 구성될 수 있다.
도관(2129)은 부분적으로 제2 중공 세그먼트(2125)로 구성된다. 제2 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. 제2 중공 세그먼트(2125)는 유체 가속기 하우징(2119)과 결합하도록 구성된 나사산을 포함할 수 있다. 나사산은 제2 중공 세그먼트(2125)의 회전 운동을 압력 갭(2131)을 조정하는 직선 운동으로 변환하도록 구성될 수 있다. 압력 갭(2131)의 조절은 노즐(2114) 근처에서 생성된 저압 영역과 대기압 사이의 차이를 조절한다.
도 21c는 도관(2129)을 도시하는 도면이다. 도 21c에 도시된 바와 같이, 압력 갭(2131)은, 압력 갭(2131)에 대해 도관(2129)을 통한 양압 공급(2121)의 증가된 유동을 허용하도록 조절된다. 도 21c에 도시된 바와 같이 압력 갭(2131)은 도 21d에 도시된 압력 갭 (2131)보다 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)를 통해 더 많은 유동을 생성함으로써 노즐(2114) 근처에서 생성된 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 실시예에서, 중심 축(2126)에 대한 각도(2128)는 흡입을 발생시키는 코안다 효과를 이용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 중심 축(2126)에 대한 각도(2128)는 예각(예를 들어, 0° -90°) 일 수 있다. 일부 실시예에서, 중심 축(2126)에 대한 각도(2128)는 30° 내지 60° 일 수 있다. 일부 실시예에서, 중심 축(2126)에 대한 각도(2128)는 55° 일 수 있다.
도 21d는 도관(2129)을 도시하는 도면이다. 도 21d에 도시된 바와 같이, 압력 갭(2131)은 도 21c에 도시된 압력 갭(2131)에 대해 도관(2129)을 통한 양압 공급(2121)의 감소된 유동을 허용하도록 조절된다. 도 21d에 도시된 바와 같이 압력 갭(2131)은 도 21c에 도시된 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 흔입 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 생성된 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 포함할 수 있다. 물질의 유동/흡입 유동(2124)은 유체 가속기(2115)에 의해 가압 폐기 포트/유출 포트(2113)에서 양압 유출물(2123)로서 추진된다. 양압 유출물(2123)은 양압 공급(2121)과 물질의 유동/흡입 유동(2124)의 조합된 유동을 포함할 수 있다.
도 21f는 장애가 발생했을 때의 역류 방지 밸브를 갖는 흡입 장치(2100)의 동작을 설명하는 도면이다. 도 21f에 도시된 바와 같이, 가압 폐기 포트/유출 포트(2113)는 방해물(2150, obstruction)에 의해 차단된다. 방해물(2150)은 양압 공급(2121)의 전부 또는 상당 부분이 가압 폐기 포트/유출 포트(2113)로부터 유출되는 것을 방지할 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/유출 포트(2113)로부터 유출될 수 없으면, 양압 공급(2121) 및 양압 유출물(2123)은 대신에 노즐(2114) 밖으로 배출될 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 야기할 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 활성화될 수 있다. 역류 방지 밸브(2116)는 일단 활성화되면, 활성화 상태를 유지하여 양압 공급(2121)이 제거(즉, 턴 오프)되거나 방해물(2150)이 제거될 때까지 노즐(2114)로부터의 어떠한 유동도 방지하도록 구성될 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/유출 포트(2113)를 빠져 나가는 것을 방지한다. 양압 공급(2121)은 방해물(2150)에 의해 가압 폐기 포트/유출 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 포함할 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 구성될 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 전달될 수 있다. 수 커플링은 슬라이딩 바디(2280)를 다이어프램(2285)에 결합하도록 구성된다. 도 22a에 도시된 바와 같이, 수 커플링(2283)은 스냅 핏(snap-fit)을 사용하여 암 커플링(2284, female coupling)에 결합하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 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 제한될 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 도시된 바와 같이, 암 커플링(2284)은 스냅핏 결합을 사용하여 수 커플링(2283)에 결합되도록 구성된다. 일부 실시예에서, 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 도시된 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 전달될 수 있다. 정상 작동 중에, 압력 소스로부터의 압력이 다이어프램(2285)에 작용하여 역류 방지 밸브(2200)가 하우징 내에서 미끄러질 수 있게 한다. 비활성화될 때, 역류 방지 밸브(220)는 배기 포트들을 차단하도록 구성될 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 포함할 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 구성될 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 포함할 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 발생시키도록 구성된다. 물질의 유동/흡입 유동(2324)은 유체 유동 증폭기(2315) 내의 가압 기체 공급(2321)과 흔입 될 수 있고 유출물 출력(2313, effluent output)에서 양압 유출물(2323)로서 배출될 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 구성될 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 구성될 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 방지할 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 배출될 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 야기할 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 작동될 때 가압 기체 공급(2321)을 알람/안전 경보(2317)로 지향시키도록 구성될 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/유출 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 포함할 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/유출 포트(2413)는 양압 작동 흡입 장치(2400)의 근위 단부 쪽으로 배치된다. 출력/유출 포트(2413)는 필터(2430)로부터 여과액을 수용하도록 구성된다. 출력/유출 포트(2413)는 필터(2430) 폐수 배출구(waste drain)로부터 수집된 여과액을 수집 소스에 출력하도록 구성될 수 있다. 수집 소스는 튜빙, 캐니스터 또는 폐수 배출구를 포함할 수 있다.
유체 가속기(2415)는 양압 공급(2421)을 사용하여 물질의 유동/흡입 유동(2424)을 가속시키도록 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 지향시키도록 구성된다. 유체 가속기(2415)는 코안다 효과를 이용하여 양압 공급(2421)으로부터 입력/입력 포트(2422) 부근의 저압 영역을 생성하도록 구성될 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 포함할 수 있다. 유체 가속기(2415)는 필터(2430)를 통해 양압 유출물을 유도하도록 구성된다. 필터(2430)는 양압 유출물(2423)에 포함된 입자를 포획하고 양압 여과액(2426)을 출력/유출 포트(2413)로 통과시키도록 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 구성될 수 있다. 흡입 어셈블리(2412)를 통한 유동은 역류 방지 밸브(2416)의 활성화 시에 차단될 수 있다. 역류 방지 밸브(2416)는 배기 포트(2181)를 통해 양압 공급(2421)을 안내하고 알람/경보(2417)를 지향하도록 구성될 수 있다. 알람/경보(2417)는 양압 공급(2421)으로부터 경보를 발생시키도록 구성될 수 있다.
유체 가속기 유입구(2418)는 넓은 단부와 좁은 단부를 각각 갖는 복수의 원뿔형 단면(conic section)을 포함한다. 일부 실시예에서, 유체 가속기 유입구는 유체 가속기 유입구(2418)를 통한 유동을 가속시키기 위해 벤츄리 효과를 이용하도록 구성될 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 수신된 회전 운동을 유체 가속기 유입구(2418) 및 유체 가속기(2415) 사이에 배치된 압력 갭을 조정할 수 있는 선형 운동으로 변환시킨다. 일부 실시예에서, 유동 제어부(2420)는 보다 큰 움직임을 도관(2429) 부근의 작은 움직임으로 변환할 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/유출 포트(2413)로 통과시키도록 구성된다.
도 24c는 양압 작동 흡입 장치에 대한 조절 가능한 압력 갭(2431)의 작동을 도시하는 도 24b의 확대도이다. 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 제어할 수 있도록 구성된다. 이 실시예에서, 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 수신된 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 제2 중공 세그먼트(2402)에 의해 제공되는 고체 흡입 및 액체 흡입에 대한 기체 흡입의 비율을 제어하도록 구성될 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 제2 중공 세그먼트(2402)의 내벽에 대해 소정 각도(예를 들어, 0°- 90°)로 제2 중공 세그먼트(2402)에 진입하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 더 예각(예를 들어, 30°- 50°)이 바람직 할 수 있다.
도관(2429)은 유체 가속기 유입구(2418)와 같은 제1 중공 세그먼트(2401) 및 유체 가속기(2415)와 같은 제2 중공 세그먼트(2402)로 부분적으로 구성된다.
제1 중공 세그먼트(2401)의 근위 단부 및 제2 중공 세그먼트(2402)의 원위 단부는 양압 공급(2421)이 도관(2429)을 통해 유동하도록 허용되는 제트 개구부를 형성하도록 구성될 수 있다. 제1 중공 세그먼트(2401)의 근위 단부는 제2 중공 세그먼트(2402)의 내부 벽에 대해 소정 각도로 제2 중공 세그먼트(2402) 내로 양압 공급(2421)의 유동을 지향시키도록 구성된 원뿔형 단면을 포함하는 기하학적 구조를 포함할 수 있다.
제1 중공 세그먼트(2401)는 제2 중공 세그먼트(2402)의 제2개구부(2406)에 인접할 수 있는 제1 개구부(2405)를 포함할 수 있다. 제1 대면 표면(2403)은 제1 개구부(2405)를 적어도 부분적으로 둘러 쌀 수 있다. 제2 대면 표면(2404)은 제2개구부(2406)를 적어도 부분적으로 둘러 쌀 수 있다. 제1 대면 표면(2403)은 제2 대면 표면(2404)과 마주 할 수 있다. 제1 대면 표면(2403) 또는 제2 대면 표면(2404)은 경사진(beveled), 플레어드(flared), 각진(angled), 또는 이들의 조합 일 수 있다.
도관(2429)은 부분적으로 제2 중공 세그먼트(2402)로 구성된다. 제2 중공 세그먼트(2402)의 원위 단부는 제2 중공 세그먼트(2402)의 내부 벽에 대하여 소정의 각도로 제2 중공 세그먼트 (2402)에 진입하도록 양압 공급(2421)을 지향하도록 펼쳐질 수 있다.
도 24c에 도시된 바와 같이, 압력 갭(2431)은 도 24e에 도시된 압력 갭(2431)에 대해 도관 (2429)을 통해 증가된 양압 공급(2421)을 허용하도록 조절된다. 도 24c에 도시된 압력 갭(2431)은 입력/입력 포트(2422) 근처에 생성된 저압 영역 및 주위 공기 압력 사이에 더 큰 차이를 생성하여 도 24e에 도시된 압력 갭(2431) 보다 더 큰 유동을 양압 작동 흡입 장치(2400)를 통해 생성한다.
도 24e는 도 24d의 도관(2429)의 확대도이다. 도 24e에 도시된 압력 갭(2431)은 도 24c에 도시된 압력 갭(2431)에 대해서, 도관(2429)을 통한 양압 공급(2421)의 감소된 유동을 허용하도록 조절된다. 도 24e에 도시된 압력 갭(2431)은 입력/입력 포트(2422) 부근에 생성된 저압 영역 및 대기압 사이의 더 작은 차이를 발생시킴으로써 도 24c에 도시된 압력 갭(2431)보다 양압 작동 흡입 장치(2400)를 통해 더 적은 유동을 생성한다. 일부 실시예에서, 조절 가능한 압력 갭(2431)의 조절은 양압 작동 흡입 장치(2400)의 작동을 정지시킬 수 있다.
도 24f는 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 구성될 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 구성될 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 구성될 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 구성될 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 흔입 및 유도하도록 사용될 수 있다.
도 24f는 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 동₁흔입 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/유출 포트(2413)로 통과시키도록 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 실시예에서, 장착부(2556)는 병원 및 수술실 환경에서 자주 사용되는 막대(pole)에 장착되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 장착부(2556)는 흡입 장치(2510)를 벽에 연결하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 마운트(2556)는 오버헤드 구조(overhead structure)로부터 흡입 장치(2510)를 걸도록 구성될 수 있다.
흡입 시스템(2500)은 흡입 부착물(2552, suction attachment)를 포함한다. 흡입 부착물은 저압 영역(2522)을 목표 영역에 공급하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 흡입 부착물은 휴대용 작동을 위해 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 흡입 부착물(2552)은 수술 기구에 연결되도록 구성될 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 지지할 수 있는 임의의 구조일 수 있다. 일부 실시예에서, 지지부(2558)는 병원 또는 수술실 환경에서 통상적으로 발견되는 막대일 수 있다. 일부 실시예에서, 지지부(2558)는 벽일 수 있다. 일부 실시예에서, 지지부(2558)는 천장에 매달린 구조물 일 수 있다. 지지부(2550)는 흡입 장치(2510)를 보유하는 사람을 포함할 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 생성된 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 포함할 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 24g는 정상 작동 중에 양압 작동 흡입 장치의 작동을 예시하는 다이어그램이다. 이 예에서, 방해물(2450)은 양압 공급(2421)의 전부 또는 일부가 출력/유출 포트(2413)에서 빠져 나가는 것을 방지한다.
역류 방지 밸브(2416)는 방해물(2450)이 양압 공급(2421)의 전부 또는 일부가 출력/유출 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 방지할 수 있다. 역류 방지 밸브(2421)가 작동될 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/유출 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 도시된 단계는 흡입 시스템(2500)의 하나 이상의 요소에 의해 수행될 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 발생시키도록 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 통과시키도록 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 제조될 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 실시예를 수용하도록 변경될 수 있다. 일부 실시예들에서, 갭들(2774)은 1.5 밀리미터의 폭을 가질 수 있다, 일부 실시예들에서, 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 실시예에서, 정렬 피쳐들(2776)은 흡입 장치에 포함된 필터에 대해 머플러(2776)를 위치 시키도록 구성될 수 있다.
도 28은 중공 세그먼트(2801)의 경사진 엣지(beveled edge)를 도시한다. 경사진 엣지는 세그먼트에 대해 0도에서 90도 사이의 각도를 형성할 수 있다. 도 28은 또한 중공 세그먼트(2803)의 경사진 엣지를 도시한다. 경사진 엣지는 세그먼트에 대해 90도에서 180도 사이의 각도를 형성할 수 있다. 도 28은 또한 중공 세그먼트(2805)의 플레어드 엣지(flared edge)를 도시한다. 플레어드 엣지는 세그먼트에 대해 90도에서 180도 사이의 각도를 형성할 수 있다. 도 28은 또한 플레어드 엣지(2808)를 갖는 제2 중공 세그먼트와 직렬로 연결된 경사진 엣지(2807)를 갖는 중공 세그먼트를 도시하며, 경사진 엣지(2807) 및 플레어드 엣지(2808)는 서로 인접할 수 있다. 경사진 엣지는 0도에서 90도 사이의 각도를 가질 수 있으며 플레어드 엣지는 90도에서 180도 사이의 각도를 가질 수 있다. 도 28은 또한 경사진 엣지(2810)를 갖는 제2 중공 세그먼트와 직렬로 연결된 경사진 엣지(2809)를 갖는 중공 세그먼트를 도시하며, 2개의 경사진 엣지는 서로 인접한다. 제1 중공 세그먼트의 경사진 엣지는 0°와 90° 사이의 각도를 가질 수 있고 제2 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 실시예들에서, 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 중심 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 변경될 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 폐쇄될 때, 장치에 의해 생성된 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 흡입할 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 대응할 수 있으며 튜너 암에서 0은 0인치의 폭에 해당할 수 있고 튜너 암에서 14는 0.0115인치의 폭에 해당할 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 4개의 캐니스터에 연결할 수 있다. 예를 들어, 4개의 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 생성된 진공은 디지털 마노미터로 기록될 수 있다. 최대 진공은 장치의 입력 압력 및 갭 공간 중 하나 또는 둘 모두를 튜닝 하여 최대 진공을 달성함으로써 기록될 수 있다.
도 40은 정적 진공 및 소음 측정을 위해 설정된 테스트 장치를 나타내는 흐름도이다. 이 테스트는 정적 진공 테스트와 유사할 수 있지만 장치에 유입되는 공기의 유량은 유량계로도 측정할 수 있으며 장치의 소음은 장치에서 약 1 미터 떨어진 데시벨 미터(decibel meter)로 측정할 수 있다. 데시벨 미터는 장치에서 1.5m 이상 떨어진 곳에 놓일 수 있다.
도 41a는 제1 중공 세그먼트(4100)와 제2 중공 세그먼트(4101)(도 41b에 도시 됨) 사이의 갭 공간(4102)을 포함하는 흡입 장치(4109)를 도시하며, 직렬로 배치될 때, 서로 병치되거나 적어도 부분적으로 중첩되거나, 서로 인접하여 도관을 형성한다. 도관의 폭은 제1 중공 세그먼트(4100), 제2 중공 세그먼트(4101) 또는 이들의 조합의 위치를 조절하는 것과 같이 조절 가능할 수 있다. 갭 공간(4102)을 조절하는 것은 도관의 폭, 도관에 진입하는 가압 기체와 같은 체적 속도(volumetric rate), 제2 중공 세그먼트(4101)에 진입하는 체적 속도, 수동 흡입 장치(passive suction device)의 흡입 용량(suction capacity), 수동 흡입 장치의 액체 흡입 용량에 대한 기체의 비율, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 제1 중공 세그먼트(4100)를 제2 중공 세그먼트(4101)로부터 멀어지게 이동시키거나, 제2 중공 세그먼트(4101)를 제1 중공 세그먼트(4100) 멀어지게 이동시키거나 또는 이들의 조합을 통해 갭 공간(4102)을 증가시킬 수 있다. 제1 중공 세그먼트(4100)를 제2 중공 세그먼트(4101)에 더 가깝게 이동시키거나, 제2 중공 세그먼트(4101)를 제1 중공 세그먼트(4100)에 더 가깝게 이동 시키거나, 이들의 조합을 통해 갭 공간(4102)을 감소시킬 수 있다.
도 41c는 제1 중공 세그먼트(4100)가 나사 구조(4104, threaded structure)와 결합하여 제1 중공 세그먼트(4100)의 외부 표면과 나사 구조(4104) 사이에 나사 연결부(4103, threaded connection)를 형성하도록 구성된 흡입 장치(4109)를 도시한다. 제1 중공 세그먼트(4100)를 회전시킴으로써 제1 중공 세그먼트(4100)를 제2 중공 세그먼트(4101)에 더 가깝게 또는 멀리 이동시킬 수 있어 갭 공간(4102)을 조절할 수 있다. 일부 경우, 제2 중공 세그먼트(4101)는 나사 구조(4104)와 결합하여 제2 중공 세그먼트(4101)의 외부 표면과 나사 구조(4104) 사이에 나사 연결부(4103)를 형성하도록 구성될 수 있다. 제2 중공 세그먼트(4101)를 회전시키는 것은 제2 중공 세그먼트(4101)를 제1 중공 세그먼트(4100)에 가깝게 또는 더 멀리 이동시켜 갭 공간(4102)을 조절할 수 있다. 일부 경우, 제1 중공 세그먼트(4100) 및 제2 중공 세그먼트(4101)는 하나 이상의 나사 구조(4104)과 맞물리도록 구성될 수 있다.
도 41d는 나선형 램프(4105, helical ramp)와 같은 나선형 구조와 결합하도록 구성된 제1 중공 형 세그먼트(4100)를 포함하는 흡입 장치(4109)를 도시한다. 핀(4106, pin)은 제1 중공 세그먼트(4100)에 부착 가능하거나 또는 제1 중공 세그먼트(4100)와 일체형 일 수 있다. 제1 중공 세그먼트(4100)의 회전 시, 갭 공간(4102)은 회전 방향에 따라 증가 또는 감소 할 수 있다. 몇몇 경우에, 제2 중공 세그먼트(4101)는 나선형 램프(4105)와 같은 나선형 구조와 결합하도록 구성될 수 있다. 핀(4106)은 제2 중공 세그먼트(4101)에 부착 가능하거나 또는 제2 중공 세그먼트(4101)와 일체형 일 수 있다. 제2 중공 세그먼트(4101)의 회전 시, 갭 공간(4102)은 회전 방향에 따라 증가 또는 감소 할 수 있다. 일부 경우, 제1 중공 세그먼트(4100) 및 제2 중공 세그먼트(4101)는 나선형 램프(4105)와 같은 하나 이상의 나선형 구조물과 결합하도록 구성될 수 있다.
도 41e는 슬라이딩 조인트(4107, sliding joint)와 같은 슬라이딩 구조와 결합하도록 구성될 수 있는 제1 중공 세그먼트(4100)를 포함하는 흡입 장치(4109)를 도시한다. 중심 축을 따른 제1 중공 세그먼트(4100)의 종 방향 위치는 슬라이딩 조인트(4107)를 따라 제1 중공 세그먼트(4100)를 구동하는 구동 기구(4108, drive mechanism)에 의해 조정될 수 있다. 몇몇 경우에, 제2 중공 세그먼트(4101)는 슬라이딩 조인트(4107)와 같은 슬라이딩 구조와 결합하도록 구성될 수 있다. 중심 축을 따른 제2 중공 세그먼트(4101)의 종 방향 위치는 슬라이딩 조인트(4107)를 따라 제2 중공 세그먼트(4101)를 구동하는 구동 기구(4108)에 의해 조정될 수 있다. 일부 경우, 제1 중공 세그먼트(4100) 및 제2 중공 세그먼트(4101)는 슬라이딩 조인트(4107)와 같은 하나 이상의 슬라이딩 구조와 결합하도록 구성될 수 있다.
도 42a는 수술 시스템과 같은 흡입 장치를 포함하는 시스템(4200)을 도시한다. 예를 들어, 수술 도구(4201, surgical tool)는 예를 들어 튜빙(4202, tubing)을 통해 유체적으로 연결된 캐니스터(4203)에 유체 연결될 수 있다. 캐니스터(4203)는 또한 튜빙(4204)을 통해 유체적으로 연결된 필터(4206)에 유체적으로 연결될 수 있다. 코안다 효과, 벤츄리 효과, 베르누이 효과, 또는 이들의 조합을 포함하는 수동 흡입 장치(4205)는 캐니스터(4203)와 필터(4206) 사이에 위치될 수 있고 튜빙(4204)을 통해서 두개에 유체적으로 연결된다. 이러한 경우, 수동 흡입 장치(4205)는 물질의 유동이 필터(4205)로 들어가는 필터(4206)의 단부에 인접하여 위치될 수 있다. 수동 흡입 장치(4205)는 필터(4206)에 직접 부착되거나 일체형 일 수 있다. 이러한 경우에, 수동 흡입 장치(4205)는 물질의 유동을 필터(4206) 내로 밀어내면서 수술 도구(4201)상의 개구부로부터 튜브(4202), 캐니스터(4203), 튜빙(4204), 및 이들의 조합을 통해 물질의 유동을 끌어낼 수 있다. 몇몇 경우, 필터(4206) 전에 수동 흡입 장치(4205)를 위치시키는 것은, 필터(4206) 다음에 수동 흡입 장치(205)를 설치하는 경우보다 적어도 약 60 %, 65 %, 70 %, 75 %, 80 %, 85 %, 90 %, 95 % 더 큰 효율을 발생한다. 어떤 경우, 필터(4206) 전에 수동 흡입 장치(4205)를 위치시키는 것은 필터(4206) 이후에 수동 흡입 장치(205)를 위치시키는 것과 비교하여 시스템의 적어도 약 60 % 더 큰 효율을 만든다. 어떤 경우, 필터(4206) 전에 수동 흡입 장치(4205)를 위치시키는 것은 필터(4206) 이후에 수동 흡입 장치(205)를 위치시키는 것과 비교하여 시스템의 적어도 약 70 % 더 큰 효율을 만든다. 어떤 경우, 필터(4206) 전에 수동 흡입 장치(4205)를 위치시키는 것은 필터(4206) 이후에 수동 흡입 장치(205)를 위치시키는 것과 비교하여 시스템의 적어도 약 80 % 더 큰 효율을 만든다. 어떤 경우, 필터(4206) 전에 수동 흡입 장치(4205)를 위치시키는 것은 필터(4206) 이후에 수동 흡입 장치(205)를 위치시키는 것과 비교하여 시스템의 적어도 약 90 % 더 큰 효율을 만든다.
도 42b는 수술 시스템과 같은, 흡입 장치(4200)를 포함하는 시스템을 도시한다. 예를 들어, 수술 도구(4201)는 예를 들어 튜브(4202)를 통해 유체적으로 연결된 캐니스터(4203)에 유체 연결될 수 있다. 캐니스터(4203)는 또한 튜빙(4204)를 통해 유체적으로 연결된 필터(4206)에 유체적으로 연결될 수 있다. 코안다 효과, 벤츄리 효과, 베르누이 효과 또는 이들의 조합을 포함하는 수동 흡입 장치(4205)는 필터(4206)에 유체적으로 연결될 수 있고, 물질의 유동이 필터를 빠져 나가는 필터(4206)의 단부에 위치될 수 있다. 수동 흡입 장치(4205)는 필터(4206)에 직접 부착되거나 일체형 일 수 있다. 이러한 경우, 수동 흡입 장치(4205)는 수술 도구(4201)상의 개구부, 튜빙(4202), 캐니스터(4203), 튜빙(4204), 필터(4206) 및 이들의 조합을 통해 물질의 유동을 끌어 올 수 있다. 그러한 경우, 시스템의 효율은 물질의 유동이 필터로 들어가는 필터의 단부에 위치된 수동 흡입 장치를 포함하는 시스템에 비해 약 60 % 미만, 약 65 % 미만, 약 70 % 미만, 약 75 % 미만 또는 약 80 % 미만의 시스템의 효율을 가질 수 있다.
도 42c는 수술 시스템과 같은 흡입 장치를 포함하는 시스템(4200)을 도시한다.
예를 들어, 수술 도구(4201)는 예를 들어 튜빙(4202)을 통해 유체적으로 연결된 캐니스터(4203)에 유체 연결될 수 있다 캐니스터(4203)는 또한 튜빙(4204)를 통해 유체적으로 연결된 필터(4206)에 유체적으로 연결될 수 있다. 코안다 효과, 벤츄리 효과, 베르누이 효과, 또는 이들의 조합을 포함하는 수동 흡입 장치(4205)는 수술 도구(4201)와 캐니스터(4203) 사이에 위치될 수 있고 튜빙(4202)을 통해 둘과 유체 연결된다. 이러한 경우에, 수동 흡입 장치(4205)는 물질의 유동이 수술 도구(4201)를 빠져 나가는 수술 도구(4201)의 단부에 인접하여 위치될 수 있다. 수동 흡입 장치(4205)는 수술 도구(4201)에 직접 부착되거나 일체형 일 수 있다. 이러한 경우, 수동 흡입 장치는 수술 도구(4201)를 통해 물질의 유동을 끌어 당기고, 튜빙(4202), 캐니스터(4203), 튜빙(4204), 필터(4206) 및 이들의 조합을 통해 물질의 유동을 밀어 수 있다.
도 42d는 수술 시스템과 같은 흡입 장치를 포함하는 시스템(4200)을 도시한다.
예를 들어, 수술 도구(4201)는 예를 들어 튜브(4202)를 통해 유체적으로 연결된 캐니스터(4203)에 유체 연결될 수 있다. 캐니스터(4203)는 또한 튜빙(4204)을 통해 유체적으로 연결된 필터(4206)에 유체적으로 연결될 수 있다. 코안다 효과, 벤츄리 효과, 베르누이 효과, 또는 이들의 조합을 포함하는 수동 흡입 장치(4205)는 수술 도구(4201)의 단부에 배치되어 물질의 유동이 수술 도구(4201)에 유입된다. 수동 흡입 장치(4205)는 수술 도구(4201)에 직접 부착되거나 일체형 일 수 있다. 이러한 경우, 수동 흡입 장치는 수술 도구(4201), 튜빙(4202), 캐니스터(4203), 튜빙(4204), 필터(4206) 및 이들의 조합을 통해 물질의 유동을 밀어 낼 수 있다. 그러한 경우, 펜촉(nib)과 같은 수술 도구(4201)의 단부에서의 동₁흔입(entrainment)이 발생할 수 있다. 수술 도구(4201)의 단부에서의 흔입의 직경은 수술 도구의 직경의 약 1x, 1.25x, 1.5x, 1.75x, 2x, 2.25x, 2.5x, 2.75x, 3x, 3.25x, 3.5x, 3.75x, 4x, 4.25x, 4.5x, 4.75x, 5x 또는 그 이상일 수 있다. 수술 도구(4201)의 단부에서의 흔입의 직경은 수술 도구의 직경의 약 1 배일 수 있다. 수술 도구(4201)의 단부에서의 흔입의 직경은 수술 도구의 직경의 약 2 배일 수 있다. 수술 도구(4201)의 단부에서의 흔입의 직경은 수술 도구의 직경의 약 3 배일 수 있다. 수술 도구(4201)의 단부에서의 흔입의 직경은 수술 도구의 직경의 약 4 배일 수 있다.
도 42e는 수술 시스템과 같은 흡입 장치를 포함하는 시스템(4200)을 도시한다. 예를 들어, 수술 도구(4201)는 예를 들어 튜빙(4202)를 통해 유체적으로 연결된 캐니스터(4203)에 유체적으로 연결될 수 있다. 캐니스터(4203)는 또한 튜빙(4204)을 통해 유체적으로 연결된 필터(4206)에 유체적으로 연결될 수 있다. 코안다 효과, 벤츄리 효과, 베르누이 효과 또는 이들의 조합을 포함하는 수동 흡입 장치(4205)는 수술 도구(4201)와 캐니스터(4203) 사이에 위치될 수 있다. 그러한 경우, 수동 흡입 장치(4205)는 물질의 유동이 캐니스터(4203)로 들어가는 캐니스터(4203)의 단부에 인접하여 위치될 수 있다. 수동 흡입 장치(4205)는 캐니스터(4203)에 직접 부착되거나 일체형 일 수 있다. 이러한 경우, 수동 흡입 장치(4205)는 수술 도구(4201), 튜빙(4202)을 통해 물질의 유동을 끌어 당기고, 캐니스터(4203), 튜빙(4204) 및 필터(4206) 및 이들의 조합을 통해 물질의 유동을 밀어 낼 수 있다.
도 42f는 수술 시스템과 같은 흡입 장치를 포함하는 시스템(4200)을 도시한다. 예를 들어, 수술 도구(4201)는 예를 들어 튜빙(4202)을 통해 유체적으로 연결된 캐니스터(4203)에 유체 연결될 수 있다. 캐니스터(4203)는 또한 튜빙(4204)을 통해 유체적으로 연결된 필터(4206)에 유체적으로 연결될 수 있다. 코안다 효과, 벤츄리 효과, 베르누이 효과 또는 이들의 조합을 포함하는 수동 흡입 장치(4205)는 캐니스터(4203)와 필터(4206) 사이에 위치될 수 있다. 이러한 경우, 수동 흡입 장치(4205)는 물질의 유동이 캐니스터(4203)를 빠져 나가는 캐니스터(4203)의 단부에 인접하여 위치될 수 있다. 수동 흡입 장치(4205)는 캐니스터(4203)에 직접 부착되거나 일체형 일 수 있다. 이러한 경우, 수동 흡입 장치(4205)는 수술 도구(4201), 튜빙(4202) 및 캐니스터(4203)를 통해 물질의 유동을 끌어 당기고, 튜빙(4204) 및 필터(4206) 및 이들의 조합을 통해 물질의 유동을 밀 수 있다.
도 42g는 수술 시스템과 같은 흡입 장치를 포함하는 시스템(4200)을 도시한다. 예를 들어, 수술 도구(4201)는 예를 들어 튜빙(4202)을 통해 유체적으로 연결된 캐니스터(4203)에 유체 연결될 수 있다. 캐니스터(4203)는 또한 튜빙(4204)을 통해 유체적으로 연결된 필터(4206)에 유체적으로 연결될 수 있다. 코안다 효과, 벤츄리 효과, 베르누이 효과 또는 이들의 조합을 포함하는 제1 수동 흡입 장치(4205a)는 수술 도구(4201)와 캐니스터(4203) 사이에 위치될 수 있다. 제1 수동 흡입 장치(4205a)는 물질의 유동이 캐니스터(4203)로 들어가는 캐니스터(4203)의 단부에 인접하여 위치될 수 있다. 코안다 효과, 벤츄리 효과, 베르누이 효과 또는 이들의 조합을 포함하는 제2 수동 흡입 장치(4205b)는 캐니스터(4203) 및 필터(4206) 사이에 위치될 수 있다. 제2 수동 흡입 장치(4205b)는 물질의 유동이 캐니스터(4203)에서 유출되는 캐니스터(4203)의 단부에 인접하여 위치될 수 있다. 제1 수동 흡입 장치(4205a), 제2 수동 흡착 장치(4205b) 또는 이들의 조합은 캐니스터(4203)에 직접 부착되거나 일체로 구성될 수 있다. 그러한 경우에, 캐니스터는 물질의 유동이 통과 할 때 평형을 갖는 높은 유동(high flow with equilibrium)을 포함할 수 있다. 그러한 경우, 동일한 튜빙에 유체적으로 연결된 2개의 수동 흡입 장치는 튜빙 내의 물질 유동의 압력을 같도록 할 수 있다. 이러한 경우, 제1 수동 흡입 장치는 물질의 유동을 밀고 제2 수동 흡착 장치는 물질의 유동을 당긴다.
도 42h는 수술 시스템과 같은 흡입 장치를 포함하는 시스템(4200)을 도시한다. 예를 들어, 수술 도구(4201)는 예를 들어 튜빙(4202)을 통해 유체적으로 연결된 캐니스터(4203)에 유체 연결될 수 있다. 캐니스터(4203)는 또한 튜빙(4204)을 통해 유체적으로 연결된 필터(4206)에 유체적으로 연결될 수 있다. 코안다 효과, 벤츄리 효과, 베르누이 효과 또는 이들의 조합을 포함하는 제1 수동 흡입 장치(4205a)는 수술 도구(4201)와 캐니스터(4203) 사이에 위치될 수 있다. 제1 수동 흡입 장치(4205a)는 물질의 유동이 수술 도구(4201)를 빠져나가는 수술 도구(4201)의 단부에 인접하게 위치될 수 있다. 코안다 효과, 벤츄리 효과, 베르누이 효과 또는 이들의 조합을 포함하는 제2 수동 흡입 장치(4205b)는 캐니스터(4203) 및 수술 도구(4201) 사이에 위치될 수 있다. 제2 수동 흡입 장치(4205b)는 물질의 유동이 캐니스터(4203)로 들어가는 캐니스터(4203)의 단부에 인접하여 위치될 수 있다. 제1 수동 흡입 장치(4205a)는 수술 도구(4201)에 직접 부착되거나 일체형일 수 있다. 제2 수동 흡착 장치(4205b)는 캐니스터(4203)에 직접 부착되거나 일체로 구성될 수 있다. 이러한 경우에, 튜빙(4202)은 물질의 유동이 통과 할 때 평형을 갖는 높은 유동을 포함할 수 있다. 그러한 경우, 동일한 튜빙에 유체적으로 연결된 2개의 수동 흡입 장치는 튜빙 내의 물질 유동의 압력을 같도록 할 수 있다.
일부 경우, 시스템의 튜빙을 통과하는 물질의 유동으로 인해 튜빙에 강성이 생성될 수 있다. 튜빙의 강성은 수술 도구의 움직임과 같은 시스템의 움직임의 유연성(flexibility)을 감소시킬 수 있다. 튜빙의 강성으로 인해 캐니스터 또는 필터 또는 수술 도구와 같은 기타 시스템 구성 요소에서 튜빙이 분리 될 수 있다. 어떤 경우에는, 하나가 아닌 2개의 수동 흡입 장치를 포함하는 시스템과 같이 튜빙 강성을 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 도 42g 또는 도 42h와 같은 일부 경우, 수동 흡입 장치의 작동 중 배관 내의 물질의 유동에 의해 야기되는 배관 내의 강성은 감소되거나 제거될 수 있다. 시스템에 하나 이상의 수동 흡입 장치를 배치하여 강성을 줄일 수 있다. 튜빙 강성의 감소 또는 제거는 사용자 경험, 수술 도구의 이동 용이성 또는 이들의 조합을 향상시킬 수 있다. 경우에 따라 튜빙이 유연해 질 수 있다. 튜빙은 약 1/8 인치 미만, 약 1/16 인치 미만의 두께를 가질 수 있다. 튜빙은 약 0.1 인치 미만, 약 0.075 인치 미만, 약 0.05 인치 미만, 약 0.025 인치 미만, 약 0.01 인치 미만, 약 0.0075 인치 미만, 약 0.005 인치 미만, 약 0.0025 인치 미만, 약 0.001 인치 미만, 또는 그 미만의 두께를 가질 수 있다. 튜빙은 약 0.1 인치 이하의 두께를 가질 수 있다. 튜빙은 약 0.075 인치 이하의 두께를 가질 수 있다. 튜빙은 약 0.05 인치 이하의 두께를 가질 수 있다. 튜빙은 약 0.025 인치 이하의 두께를 가질 수 있다. 튜빙은 약 0.01 인치 이하의 두께를 가질 수 있다. 튜빙은 약 0.0075 인치 이하의 두께를 가질 수 있다. 튜빙은 약 0.005 인치 이하의 두께를 가질 수 있다. 튜빙은 약 0.0025 인치 이하의 두께를 가질 수 있다. 튜빙은 약 0.001 인치 이하의 두께를 가질 수 있다. 튜빙은 폴리에틸렌, 폴리 비닐 클로라이드(polyvinylchloride), 나일론, 우레탄, 폴리 프로필렌, 폴리 카보네이트, 아크릴로니트라이트 부타디엔 스티렌(acrylonitrite butadiene styrene), 이들의 임의의 조합 등 또는 그 이외의 다른 것들을 포함할 수 있다.
도 43a는 코안다 효과(4300)의 예시이거나, 기체, 액체 또는 이들의 조합과 같은 유체가 인접한 표면에 끌어 당기는 경향을 도시한다. 이러한 경우, 루멘(lumen)을 빠져 나가는 유체의 제트는 곡면과 같은 인접한 표면 근처에 부압 영역(negative pressure)을 형성 할 수 있다. 인접한 표면을 곡면 처리하면 원래 방향과 다른 방향으로 제트 스트림 유체의 유동 경로를 바꿀 수 있다. 도 43a는 인접한 곡면을 따라 방향이 바뀌는 유체의 유동 경로를 도시한다. 그림 44a와 44b는 코 안다 효과(4400)를 사용하여 유동 경로를 재지향(redirect)하는 예시를 보여준다. 인접한 표면의 형상을 최적화(optimizing)함으로써, 유체의 유동 경로는 약 90도 미만의 각도로 유동 경로를 재지향되거나(도 44a와 같이), 원래의 방향에 대해 약 90도 각도(도 44b에 도시된 바와 같이)로 재지정되는 것과 같이, 원래의 방향과 다른 방향으로 재지향될 수 있다.
도 43B는 가압 기체(301)가 날개 모양 또는 팬 형상의 구조(4302, fan shaped structure)의 하나 이상의 외부 표면에 인접하게 통과하는 것과 같이 유체의 제트로서 형성된 코안다 효과(4300)의 예를 도시한다. 가압 기체(4303)의 적어도 일부는 날개 형상의 구조(4302, wing shaped structure)의 곡면(4305, curved side)에 인접하여 이동할 수 있다. 가압 기체(4304)의 적어도 일부는 날개 형상의 구조(4302)의 곡면(4305)에 대향하는 측면(4306, opposite side)에 인접하게 이동할 수 있다. 곡면(4305)에 인접하여 이동하는 가압 기체(4303)는 대향하는 측면(4306)에 인접하여 이동하는 가압 기체(4304)의 속도보다 빠른 속도로 이동될 수 있다. 저압 영역은 흡입력을 발생시키는 날개 형상의 구조(4302)의 곡면(4305)에 인접하여 형성될 수 있다. 고압 영역은 날개 형상의 구조(4302)의 대향하는 측면(4306)에 인접하여 형성될 수 있다. 흡입 장치는 장치의 흡입력을 생성하기 위한 날개 형상 또는 팬 형상의 구조(4302)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 날개 형상 또는 팬 형상의 구조를 포함하는 흡입 장치는 기체와 같은 유체를 흡입 또는 흔입 할 수 있다. 일부 실시예에서, 날개 형상 또는 팬 형상 구조를 포함하는 흡입 장치는 하나 이상의 기체, 하나 이상의 유체, 하나 이상의 고체 입자 또는 이들의 임의의 조합을 흡입 또는 흔입 할 수 있다.
대면 표면과 같은 인접한 표면의 기하학적 구조는 기체와 같은 가압 유체의 유로를 재지향 할 수 있다. 하나 이상의 대면 표면의 형상은 가압 기체의 유동 경로를 재지향시킬 수 있다. 경우에 따라 가압 유체는 원래 방향에 대해 약 90°, 85°, 80°, 75°, 70°, 65°, 60°, 55°, 50°, 45°, 40°, 35°, 30°, 25°, 20°, 15°, 10° 또는 그 미만으로 재지향 될 수 있다. 어떤 경우, 가압 유체는 원래 방향에 대해 약 90°또는 그 미만으로 재지향 될 수 있다. 어떤 경우, 가압 유체는 원래 방향에 대해 약 60°또는 그 미만으로 재지향 될 수 있다. 어떤 경우, 가압 유체는 원래 방향에 대해 약 55°또는 그 미만으로 재지향 될 수 있다. 어떤 경우, 가압 유체는 원래 방향에 대해 약 40°또는 그 미만으로 재지향 될 수 있다. 어떤 경우, 가압 유체는 원래 방향에 대해 약 35°또는 그 미만으로 재지향 될 수 있다. 어떤 경우, 가압 유체는 원래 방향에 대해 약 60° 내지 30°의 각도로 재지향 될 수 있다.
대면 표면의 기하학적 구조는 가압 기체와 같은 유체의 유동 경로를 수동 흡입 장치의 중공 세그먼트로 향하게 안내할 수 있다. 어떤 경우, 가압 기체는 수동 흡입 장치의 중심 축에 대해 90도 각도로 공동 세그먼트에 진입할 수 있다. 가압 기체는 중심 축에 대해 약 60도 각도로 중공 세그먼트에 진입할 수 있다. 가압 기체는 중심 축에 대해 약 55도 각도로 중공 세그먼트에 진입할 수 있다. 가압 기체는 중심 축에 대해 약 40도 각도로 중공 세그먼트에 진입할 수 있다. 가압 기체는 중심 축에 대해 약 35도 각도로 중공 세그먼트에 진입할 수 있다. 가압 기체는 중심 축에 대해 약 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90도 각도로 중공 세그먼트에 진입할 수 있다. 가압 기체는 중심 축에 대해 약 90도 이하의 각도로 중공 세그먼트에 진입할 수 있다. 가압 기체는 중심 축에 대해 약 60도 이하의 각도로 중공 세그먼트에 진입할 수 있다. 가압 기체는 중심 축에 대해 약 55도 이하의 각도로 중공 세그먼트에 진입할 수 있다. 가압 기체는 중심 축에 대해 약 40도 이하의 각도로 중공 세그먼트에 진입할 수 있다. 가압 기체는 중심 축에 대해 약 35도 이하의 각도로 중공 세그먼트에 진입할 수 있다. 가압 기체는 중심 축에 대해 약 30도 내지 60도의 각도로 중공 세그먼트에 진입할 수 있다.
대면 표면의 기하학적 구조는 가압 기체와 같은 유체의 유동 경로가 대면 표면의 표면을 따라 이동하도록 안내할 수 있다. 예를 들어, 수동 흡입 장치에 진입하는 가압 기체는 대면 표면의 적어도 일부에 인접하여 이동하거나, 중공 세그먼트의 루멘 내에서 중공 세그먼트의 내부 표면의 적어도 일부에 인접하여 이동하거나 또는 그 조합을 통해 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 약 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 45 %, 50 %, 55%, 60 %, 65 %, 70 %, 75 %, 80 %, 85 %, 90 %, 95 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 95 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 90 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 85 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 80 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 75 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 70 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 65 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 60 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 55 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 50 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 45 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 40 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 35 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 30 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 25 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 20 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 15 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 10 %만큼 인접하여 이동할 수 있다. 수동 흡입 장치에 유입되는 가압 기체와 같은 유체는 대면 표면의 길이의 적어도 5 %만큼 인접하여 이동할 수 있다.
도 45에 도시된 바와 같이, 중공 세그먼트의 대면 표면(4500)은 특정 기하학적 구조로 형성될 수 있다. 대면 표면은 도 43b에 도시된 바와 같은 날개 형상을 포함할 수 있다. 기하학적 구조는 만곡된 대면 표면(curved facing surface), 각진 대면 표면(angled facing surface), 원형 대면 표면(circular facing surface), 곧은 대면 표면(straight facing surface), 또는 이들의 조합 일 수 있다.
대면 표면(4500)은 불노즈 단부(bullnose end, 도 45의 a), 데미-불노즈 단부(demi-bullnose end, 도 45 의 b), 완화 단부(eased end, 도 45 의 c), 사각 단부(도 45의 d), 오지 단부(ogee end, 도 45의 e), 코브 단부(cove end, 도 45의 f), 경사진 단부(bevel end, 도 45의 g), 이중 경사진 단부(double bevel end), 무딘 단부(blunt end, 도 45의 h), 플레어드 단부(flared end, 도 45의 i, 도45의 j), 둥근 단부(round end), 테이퍼 단부(tapered end), 날개 형상 단부(도 43b) 또는 이들의 임의의 조합을 형성할 수 있다 특정 기하학적 구조를 갖는 대면 표면은 중공 세그먼트의 개구부를 적어도 부분적으로 또는 완전히 둘러 쌀 수 있다. 대면 표면은 a) 가압 기체와 같은 유체를 수동 흡입 장치의 중공 세그먼트 내로 직접 진입 시키거나; b) 가압 기체와 같은 유체를 대면 표면의 적어도 일부분을 따라 이동 시키도록 증진시키거나; c) 수동 흡입 장치의 흡입 용량 또는 흡입 효율을 증가시키거나 또는 이들의 임의 조합을 달성할 수 있도록 형성될 수 있다.
도 46에 도시된 바와 같이, 중공 세그먼트의 대면 표면(4600)은 가압 기체와 같은 유체의 유동 경로를 중공 세그먼트로 재지향시키기 위해, 각진 단부와 같은 특정 기하학적 구조로 형성될 수 있다. 대면 표면은 도 46a 또는 도 46b에 도시된 수동 흡입 장치의 중심 축에 수직인 것과 같이 원래 방향에 대해 유체의 유동 경로를 90도 방향으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 90도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 85도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 80도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 75도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 70도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 65도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 60도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 55도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 50도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 45도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 40도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 35도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 30도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 25도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 20도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 15도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 10도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 도 46c, 도 46d 또는 도 46e의 날개 형상 또는 팬 형상의 구조와 같이, 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 5도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 4도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 3도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 2도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 1도 미만으로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 5도 내지 85도로 재지향시킬 수 있다. 대면 표면은 도 46f, 도 46g 또는 도 46h에 도시된 바와 같이, 유체의 유동 경로를 원래 방향에 대해 5도 내지 90도 미만으로 재지향시킬 수 있다.
도 47a에 도시된 바와 같이, 가압 된 기체와 같은 유체(4703)는 제1 중공 세그먼트 (4701) 및 제2 중공 세그먼트 (4702)를 포함하는 수동 흡입 장치(4700)에 진입하거나, 도 47b에 도시된 바와 같이, 중공 세그먼트(4706)를 포함하는 수동 흡입 장치(4700)에 진입한다. 몇몇 경우, 유체는 실질적으로 중공 세그먼트의 내부 표면(4705)을 따라 이동한다. 가압 기체와 같은 유체(4703)의 유입은 중공 세그먼트 내에 저압 영역을 생성할 수 있다. 저압 영역은 물질(4704)의 유동을 수동 흡입 장치로 유입시키거나 흡입시키는 진공력을 생성할 수 있다. 물질(4704) 및 유체(4703)의 유동의 적어도 일부는 중공 세그먼트(4707)의 단부에서 수동 흡입 장치를 빠져 나갈 수 있다. 중공 세그먼트 상의 대면 표면의 기하학적 구조는 유체(4703)의 유동 경로를 안내할 수 있다. 가압 기체와 같은 유체(4703)를 위한 포트는 도 47c에 도시된 바와 같이, 흡입 장치(4700)의 중공 세그먼트 내의 유체 진입의 우측에 위치될 수 있거나, 또는 도 47d에 도시된 바와 같이, 유체 진입의 좌측에 위치될 수 있다. 가압 기체 포트는 수동 흡입 장치의 길이를 따라 도관 전후에 배치될 수 있다. 중공 세그먼트에 진입하는 유체의 유동 경로는 도 47c에 도시된 바와 같이 원래의 방향에 대해 또는 중공 세그먼트의 중심 종 방향 축에 대해 약 90도 각도로 재지향 될 수 있다. 중공 세그먼트에 진입하는 유체의 유동 경로는 도 47d에 도시된 바와 같이 원래의 방향에 대해 또는 중공 세그먼트의 중심 종축에 대해 약 10도 미만으로 재지향될 수 있다.
도 47에 도시된 바와 같이, 흡입 장치(4700)의 제1 중공 세그먼트에 진입하는 기체와 같은 유체 제트(4704, jet of fluid)는 기체와 같은 흔입 유체(4703)가 제1 중공 세그먼트와 제2 중공 세그먼트 사이에 배치된 도관을 통해 진입할 수 있도록 저압 영역을 생성할 수 있다. 유체 제트(4704)의 적어도 일부 및 흔입된 유체(4703, entrained fluid)는 제2 중공 세그먼트(4707)의 단부에서 흡입 장치(4700)를 빠져 나갈 수 있다. 제1 중공 세그먼트 및 제2 중공 세그먼트의 위치는 도관의 폭을 조절할 수 있고, 이로부터 흔입된 유체(4703)가 흡입 장치(4700)로 진입한다. 예를 들어, 도 47f에 도시된 바와 같이 도관의 폭을 확대하는 것은, 흡입 장치(4700)의 흡입 용량을 향상시킬 수 있거나, 중공 세그먼트에 들어가는 기체와 같은 흔입된 유체의 부피를 증가시키거나, 액체 흡입 용량에 대한 기체의 비율을 바꾸거나, 이들의 조합을 달성할 수 있다. 도 47g에 도시된 바와 같이, 제1 중공 세그먼트, 제2 중공 세그먼트 또는 이들의 조합을 함께 가깝게 이동시켜서 도관의 폭이 감소시킴에 따라, 흡입 용량을 감소 시키며, 중공 세그먼트에 들어가는 기체와 같은 흔입된 유체의 부피를 감소시키거나, 액체 흡입 용량에 대한 기체의 비율을 바꾸거나, 이들의 조합을 달성할 수 있다. 일부 경우, 수동 흡입 장치가 벤츄리 마스크(Venturi mask)일 수 있다. 일부 경우, 수동 흡입 장치가 코안다 효과를 만들기 위해 하나 이상의 구조적 요소로 수정된 벤츄리 마스크 일 수 있다. 일부 경우, 공기와 같은 압축 기체가 진공 소스로 사용될 수 있다. 일부 경우, 수동 흡입 장치는 연기와 같은 기체, 액체, 고체 입자와 같은 고체 또는 이들의 임의의 조합을 흡인할 수 있다.
수동 흡입 장치(4900)에 들어가는 유체는 도 49에 도시된 바와 같이, 흔입된 공기와 같은 흔입된 유체 일 수 있다. 흔입 유체는 진공력 또는 흡입력에 의해 흡입 장치로 흡입되는 되는 것과 같이, 흡입 장치로 흡입되는 유체이다. 수동 흡입 장치(4900)에 들어가는 물질의 유동은 도 49에 도시된 바와 같이 유도된 공기와 같은 유도된 유체(induced fluid)일 수 있다. 유도된 유체는 흡입 장치 내에 저압 영역을 생성하는 데 사용되는 동기 유체(motive fluid)일 수 있다. 동기 유체는 공기 제트 또는 가압 기체 또는 고속 이동 유체 또는 이들의 조합 일 수 있다.
수동 흡입 장치는 제1 중공 세그먼트의 내부 직경의 내로우잉(narrowing) 또는 제2 중공 세그먼트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 수동 흡입 장치(4800)는 도 48에 도시된 바와 같이, 제2 중공 세그먼트의 내로우잉을 포함할 수 있다. 수동 흡입 장치(5000)는 도 50에 도시된 바와 같이, 단일 중공 세그먼트(single hollow segment)의 내로우잉을 갖는 단일 중공 세그먼트를 포함할 수 있다. 수동 흡입 장치는 제1 중공 세그먼트의 내부 직경의 하나 이상의 내로우잉, 제2 중공 세그먼트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 내로우잉은 유체 수렴(convergence) 영역 및 유체 발산(divergence) 영역을 생성할 수 있다. 내로우잉에 들어가는 유체 제트(4804)는 도 48 및 도 50에 도시된 바와 같이, 대기압에 비해 낮은 저압 영역을 생성할 수 있다. 일부 경우, 수동 흡입 장치는 기체 또는 액체와 같은 하나 이상의 유체를 혼합하는데 사용될 수 있다. 일부 경우, 수동 흡입 장치는 연기와 같은 기체, 액체, 고체 입자와 같은 고체 또는 이들의 임의의 조합을 흡인할 수 있다. 수동 흡입 장치(4807)를 빠져 나가는 유체의 유동은 수동 흡입 장치 내에 하나 이상의 필터를 포함 시키거나 또는 유체의 유동이 수동 흡입 장치를 나오는 곳에 하나 이상의 필터를 포함함으로써 필터링 될 수 있다.
수동 흡입 장치는 내로우잉과 같은 구조적 요소를 포함할 수 있고, 가압 기체와 같은 유체와 결합 될 때 벤츄리 효과를 생성하도록 구성될 수 있다. 수동 흡입 장치는 내로우잉과 같은 구조적 요소를 포함할 수 있고, 가압 기체와 같은 유체와 결합 될 때, 흔입된 유체를 수동 흡입 장치에 흡입, 당김 또는 진공 시키도록 구성될 수 있다. 수동 흡입 장치는 2개의 대면 표면 사이에 형성된 도관과 같은 구조적 요소를 포함할 수 있고 가압 기체와 같은 유체와 결합 될 때 코안다 효과를 생성하도록 구성될 수 있다. 수동 흡입 장치는 2개의 대면 표면 사이에 형성된 도관과 같은 구조적 요소를 포함할 수 있고 가압 기체와 같은 유체와 결합 될 때 흔입 유체를 수동 흡입 장치로 흡입, 당김 또는 진공시키도록 구성될 수 있다. 수동 흡입 장치는 벤츄리 효과를 생성하기 위한 하나 이상의 구조적 요소, 코안다 효과를 생성하기 위한 하나 이상의 구조적 요소, 베르누이 효과를 생성하기 위한 하나 이상의 구조 요소, 또는 이들 임의의 조합을 포함할 수 있다.
수동 흡입 장치는 벤츄리 효과를 생성하도록 구성된 중공 세그먼트의 내부 직경의 내로우잉과 같은 구조 요소를 포함할 수 있다. 수동 흡입 장치는 코안다 효과를 생성하도록 구성된 2개의 대면 표면 사이에 형성된 도관과 같은 구조적 요소를 포함할 수 있다. 수동 흡입 장치는 코안다 효과를 생성하도록 구성된 날개 형상 또는 팬 형상과 같은 구조적 요소를 포함할 수 있다. 수동 흡입 장치는 벤츄리 효과를 생성하기 위한 하나 이상의 구조적 요소, 코 안다 효과를 생성하기 위한 하나 이상의 구조적 요소, 베르누이 효과를 생성하기 위한 하나 이상의 구조적 요소, 또는 이들 임의의 조합을 포함할 수 있다.
수동 흡입 장치는 코안다 효과를 생성하기 위해, 구성된 날개 형상과 같은 구조적 요소를 포함할 수 있다. 수동 흡입 장치는 하나 이상의 중공 세그먼트를 포함할 수 있으며, 중공 세그먼트는 원통형, 원뿔형 또는 이들의 조합일 수 있다. 원뿔형 단부(cone shaped end)를 포함하는 중공 세그먼트는 적어도 부분적으로 서로 중첩되도록 배치될 수 있다. 원통형 단부(cylindrical shaped ends)를 포함하는 중공 세그먼트는 서로 인접하여 위치될 수 있다. 원뿔형 단부는 약 1도, 2도, 3도, 4도, 5도, 10도, 15도, 20도, 25도, 30도, 35도, 40도, 45도, 50도 또는 그 이상의 테이퍼를 포함할 수 있다. 원뿔형 단부는 약 1도 이하의 테이퍼를 포함할 수 있다. 원뿔형 단부는 약 5도 이하의 테이퍼를 포함할 수 있다. 원뿔형 단부는 약 10도 이하의 테이퍼를 포함할 수 있다. 원뿔형 단부는 약 15도 이하의 테이퍼를 포함할 수 있다. 원뿔형 단부는 약 20도 이하의 테이퍼를 포함할 수 있다. 원뿔형 단부는 약 25도 이하의 테이퍼를 포함할 수 있다.
중공 세그먼트의 내로우잉으로 액체 또는 공기의 제트, 동기 유체와 같은 유체의 진입은 동기 유체의 압력 에너지를 속도 에너지로 변환하여 저압 영역 또는 중공 세그먼트의 내로우잉 부근에 영역(region)을 생성할 수 있다. 저압 영역 또는 상기 영역의 형성은 흔입된 공기와 같은 물질의 유동을 끌어 끌어들인다. 중공 세그먼트의 내로우잉을 통과 한 후, 유체의 속도는 감소된다. 동기 유체는 물, 공기, 증기와 같은 기체 또는 액체와 같은 유체 일 수 있다. 흔입된 흡입 유체는 연기와 같은 기체, 혈액과 같은 체액과 같은 액체, 고체 입자와 같은 고체 또는 이들의 임의 조합(예를 들어, 슬러리(slurry))일 수 있다. 동기 유체 또는 흔입된 유체는 또한 고체 입자와 같은 고체를 포함할 수 있다.
여기에 기술된 장치 또는 시스템은 하나 이상의 필터를 포함할 수 있다. 필터는 유체 유동에서 구성 요소를 포획하거나 제거할 수 있다. 예를 들어, 필터는 액체 유동으로부터 고체 입자를 포획할 수 있다. 필터는 액체 유동으로부터 수술 연기(surgical smoke)와 같은 기체를 포획할 수 있다. 경우에 따라, 장치 또는 시스템은 필터 없이 유체 유동에서 구성 요소를 포획하거나 제거할 수 있다. 장치 또는 시스템은 고체 입자와 같은 구성 요소를 유체 유동에서 정전기적으로 포획하도록 구성될 수 있다. 장치 또는 시스템은 유체 유동의 기체로부터 액체를 분리하는 것과 같이, 구성 요소를 와류 또는 사이클론식으로 분리하도록 구성될 수 있다.
수동 흡입 장치는 물질의 유동을 흡입하기 위한 흡인기(aspirator)로서, 수술 환경에서 사용될 수 있다. 의료용 흡인기는 환자의 기도(airway)와 같이 환자의 수술 부위에서 물질의 유동을 흡입하거나 외과 분야에서의 물질의 유동을 흡입할 수 있다. 의료용 흡인기는 혈액, 점액 또는 기타 체액을 흡입할 수 있다. 수동 흡입 장치는 구급차, 병원, 요양원에서 사용할 수 있도록 휴대 될 수 있다. 수동 흡입 장치는 그림 47e 내지 47g와 같이 환자의 안면 마스크(patient face mask) 또는 인공 호흡기(ventilator)와 같은 비-외과적 임상 환경에서 사용할 수 있다. 수동 흡입 장치는 인공 호흡기와 같이 기체를 혼합하는 데 사용할 수 있다.
수동 흡입 장치는 현장에서 물질의 유동을 흡인하거나 부분적으로 진공으로 만들기 위한 연구 환경에서 사용될 수 있다. 수동 흡입 장치는 다음과 같은 가전 장치에 통합될 수 있다. a) 진공 청소기(vacuum); b) 점화기로서 가스 스토브(gas stove), 그릴 또는 분젠 버너(bunsen burner) c) 분무기로서 향수 디스펜서; 또는 d) 와인 에레이터(wine aerator). 수동 흡입 장치는 자동차, 기차, 항공기, 보트, 잠수함 등과 같은 자동차에 통합될 수 있다. 수동 흡입 장치는 도색 건(paint gun) 또는 스프레이 건(spray gun)과 같은 산업용 건(industrial gun)에 통합될 수 있다. 수동 흡입 장치는 인젝터(injector) 또는 이젝터(ejector), 스팀 이젝터, 스팀 인젝터, 이덕터-제트 펌프(eductor-jet pump) 또는 열 압축기(thermocompressor)와 같은 펌프에 사용될 수 있다. 수동 흡입 장치는 다음과 같은 산업 응용 분야에서 사용될 수 있다. a) 원자로에서 유체(즉, 냉각 유체)를 순환시키는 제트 펌프로서 원자력 분야; b) 탁한 물이나 슬러리를 펌프로 퍼 올리는 건설 산업 분야; c) 진공 증류 유닛들(vacuum distillation units)과 같은 진공 시스템을 생성하고, 오일 회수를 향상 시키거나, 이들의 조합을 달성하기 위한 정유 산업 분야; d) 보일러 드럼과 같은 용기에 화학 약품을 주입하거나, 화학 약품 주입 또는 이들의 조합을 제어하는 화학 산업 분야; e) 재(ash)와 같은 고체 입자를 제거하기 위한 화력 발전소와 같은 발전소 분야; f) 자이로 스코프 장치 또는 항공기 연료 시스템의 이송 펌프와 같은 계기용 진공을 제공하는 항공기 산업 분야; 또는 다른 분야들.
본 발명의 바람직한 실시예가 본 명세서에 도시되고 설명되었지만, 통상의 기술자들에게는 그러한 실시예가 단지 예시로서 제공된다는 것이 명백할 것이다. 본 발명은 명세서 내에 제공된 특정 실시예들에 의해 제한되지 않는다. 본 발명은 전술한 명세서를 참조하여 설명되었지만, 본 명세서의 실시예들에 대한 설명 및 도시는 제한적인 의미로 해석되지 않는다. 본 발명을 벗어나지 않고 당 분야의 통상의 기술자들에게 다양한 변형, 변경 및 대체가 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명의 모든 양태는 다양한 조건 및 변수에 의존하는 본원에 기재된 특정 묘사, 구성 또는 상대 비율로 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 여기에 기술된 본 발명의 실시예에 대한 다양한 대안이 본 발명을 실시하는데 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 이러한 대안, 수정, 변형 또는 균등물을 포함할 수 있다. 하기 청구 범위는 본 발명의 범위를 정의하고, 이러한 청구 범위 및 그 균등물의 범위 내에 있는 방법 및 구조 및 그에 의해 커버된다.
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 도 51 내지 54에 도표로 표시되어 있다.
도 51은 돼지 실험(porcine trial)에서 연기 배출에 대한 상이한 장치 조건을 나타내는 표이다. 도 52는 돼지 실험에서 최대 정적 진공(mmHg)을 나타내는 표이다. 도 53은 돼지 실험에서 최대 정적 진공(mmHg)을 나타내는 그래프이다. 도 54는 돼지 실험에서 최대 정적 진공(mmHg)의 함수로서 청각 소음 수준을 데시벨로 나타낸 표이다.
본원에 기술된 다양한 실시예들은 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 작동할 수 있다. 현장에서는 압축 공기 실린더가 압력을 제공할 수 있다. 대안적으로, 비상시에, 본 명세서에 제시된 흡입 장치는 인간의 호흡으로부터 작동할 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 흡입할 수 있다. 이 위험은 사람이 불어서 흡입을 생성할 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 실시예는 본 발명의 원리 및 그 실제 응용을 가장 잘 설명하고 통상의 기술자가 다양한 실시예에서 본 발명을 가장 잘 활용할 수 있게 하며, 의도된 특정 용도에 적합한 다양한 변형 예를 선택 및 설명하였다. 첨부된 청구 범위는 선행 기술에 의해 제한되는 것을 제외하고 본 발명의 다른 대안적인 실시예를 포함하는 것으로 해석 되어야 한다.
Claims (10)
- 흡입 장치에 있어서,
유입구 포트와 유출구 포트를 구비하고, 상기 유입구 포트와 상기 유출구 포트의 사이에서 중심 축을 따라 전개(extend)된 챔버를 구비한 하우징;
상기 유입구 포트와 상기 유출구 포트의 사이에서 상기 하우징으로부터 전개(extend)된 가압 기체 포트;
상기 하우징에 연결되고 제1 위치와 제2 위치 사이에서 상기 중심 축을 따라 이동 가능한 유동 제어부 - 상기 제1 위치는 상기 제2 위치와 다름 -; 및
일측이 상기 유입구 포트와 유체 연속성을 갖고 타측이 상기 유출구 포트와 유체 연속성을 갖도록, 상기 유입구 포트와 상기 유출구 포트의 사이에서 상기 중심 축을 따라 상기 하우징 내부에 형성된 도관
을 포함하고,
상기 유입구 포트는,
흡입 유동을 유입받도록(receive) 구성되고,
상기 가압 기체 포트는,
가압 기체 유동을 유입받도록(receive) 구성되고,
상기 도관은,
상기 중심 축을 갖고, 일측이 상기 유입구 포트와 유체 연속성을 갖는 제1 중공 세그먼트(first hollow segment),
상기 중심 축을 갖고, 일측이 상기 제1 중공 세그먼트의 타측과 유체 연속성을 갖고, 타측이 상기 유출구 포트와 유체 연속성을 갖는 제2 중공 세그먼트(second hollow segment), 및
상기 제1 중공 세그먼트의 타측 및 상기 제2 중공 세그먼트의 일측 사이에 형성되는 조절 가능한 압력 갭
을 포함하고,
상기 도관은, 상기 압력 갭을 통하여 상기 가압 기체 포트와 유체 연속성(fluid continuity)을 가지고,
상기 도관의 상기 압력 갭은, 상기 유동 제어부에 의하여 조절 가능하고,
상기 유동 제어부가 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치 사이에서 상기 중심 축을 따라 이동함으로써, 상기 제1 중공 세그먼트 및 상기 제2 중공 세그먼트 사이의 거리가 조절되고,
상기 유동 제어부가 상기 제1 위치에 있을 때, 상기 압력 갭은 상기 제1 중공 세그먼트와 상기 제2 중공 세그먼트 사이에서 상기 중심 축을 따라 제1 거리만큼 전개하고 상기 챔버는 대기압보다 낮은 압력을 가지는
흡입 장치. - 제1항에 있어서,
상기 유동 제어부가 상기 제1 위치에 있을 때, 상기 제1 중공 세그먼트와 상기 제2 중공 세그먼트 사이에서 상기 가압 기체 포트로부터 상기 압력 갭으로 전개된 제트 개구부
를 더 포함하는 흡입 장치. - 제2항에 있어서,
상기 제트 개구부는,
상기 제1 중공 세그먼트와 상기 제2 중공 세그먼트 사이에서 상기 중심 축에 대하여 제1 각도로 전개된
흡입 장치. - 제3항에 있어서,
상기 제1 각도는 0° - 90°의 범위 내에 있는 흡입 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 중공 세그먼트의 제1 대면 표면; 및
상기 제2 중공 세그먼트의 제2 대면 표면
을 더 포함하고,
상기 흡입 유동 및 상기 가압 기체 유동 중 적어도 하나는,
상기 제1 대면 표면 및 상기 제2 대면 표면 중 적어도 하나를 따라 흐르는
흡입 장치. - 제1항에 있어서,
상기 유동 제어부는,
상기 제1 위치 및 상기 제2 위치 사이에서 회전 가능한
흡입 장치. - 제6항에 있어서,
상기 제2 중공 세그먼트는,
상기 유동 제어부의 회전 동작을 변환하여,
상기 유동 제어부가 상기 제1 위치에 있을 때는, 상기 제2 중공 세그먼트가 상기 제1 중공 세그먼트로부터 제1 거리에 있고,
상기 유동 제어부가 상기 제2 위치에 있을 때는, 상기 제2 중공 세그먼트가 상기 제1 중공 세그먼트로부터 제2 거리에 있도록 하고,
상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 짧은
흡입 장치. - 제1항에 있어서,
상기 유동 제어부가 상기 제2 위치에 있을 때, 상기 압력 갭은 상기 제1 거리보다 짧은 제2 거리만큼 전개하는
흡입 장치. - 제1항에 있어서,
상기 유동 제어부가 상기 제1 위치에 있을 때, 상기 흡입 유동은 제1 유량을 가지고,
상기 유동 제어부가 상기 제2 위치에 있을 때, 상기 흡입 유동은 상기 제1 유량보다 작은 제2 유량을 가지는
흡입 장치. - 제1항에 있어서,
상기 유동 제어부가 상기 제1 위치에 있을 때,
상기 챔버는,
상기 유동 제어부가 상기 제2 위치에 있을 때의 압력 차이보다 큰
대기압과의 압력 차이를 가지는
흡입 장치.
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