KR20160000769A

KR20160000769A - 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치

Info

Publication number: KR20160000769A
Application number: KR1020140078409A
Authority: KR
Inventors: 박무룡; 윤의수; 황순찬; 최범석; 박준영; 유일수; 서정민; 임형수; 최원철
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2016-01-05
Also published as: KR101638139B1

Abstract

실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치는, 수액세트에 사용되는 수액주입용 유량조절장치에 있어서, 유량 채널부의 유로 폭을 조절함으로써 유량을 조절하는 수액주입용 선형유량조절장치(800)로서, 윗면으로부터 밑면으로 제 1 내경(d1)으로 관통된 관통구(110)를 구비하고, 원주면에 서로 대향하도록 관통된 유체 유입구(120) 및 유체 배출구(130)가 형성된 원기둥 형상의 하우징부(100); 상기 하우징부(100)의 관통구(110)의 제 1 내경(d1)과 동일한 제 1 외경(D1)으로 형성된 원기둥 형상의 밀폐부(210), 및 상기 밀폐부(210)로부터 연장되고 제 1 내경(d1) 보다 작은 크기의 제 2 외경(D2)으로 형성된 원기둥 형상의 채널 형성부(220)를 구비하고, 상기 하우징부(100)의 관통구(110)로 내입 및 토출되도록 작동되는 유량 채널 조절부(200); 및 상기 하우징부(100)의 관통구(110) 내부면과 채널 형성부(220)의 외부면에 의해 형성되고, 상기 유량 채널 조절부(200)의 위치변경에 의해 유로의 폭(b)이 변경되는 유량 채널부(300);를 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.

Description

실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치 {Cylinder Tube Type Linear Flow Regulating Apparatus for Intravenous Infusion}

본 발명은 수액세트 등에 사용되는 유량조절장치에 있어서, 수액의 주입량을 선형제어할 수 있도록 구성된 실린더 튜브형 선형유량조절장치에 관한 것이다.

정맥에 수액을 투여하는 정맥주사 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 수액이 담긴 수액백(10)과, 상기 수액백(10)의 밀폐용 마개에 삽입되어 수액이 수액백(10)으로부터 흘러나오게 하는 도입침(11)과, 도입침(11)의 하단에 고정되어 내부에서 수액을 점적(drop)의 형태로 떨어지게 하는 점적통(12)과, 정맥에 삽입되는 수액침(13)과, 점적통(12)과 수액침(13) 사이를 연결하여 수액의 주입 통로 역할을 하는 연결관(14)과, 연결관(104)의 중간에 장착되어 수액의 유량을 조절 가능하게 하는 수액유량 조절기(20)로 구성된다.

일반적으로 도입침(11), 점적통(12), 수액침(13), 연결관(14) 및 수액유량 조절기(20)를 하나의 세트로 제작하며, 이와 같이 제작된 세트를 수액세트라고 한다. 그리고, 수액세트를 수액백(10)에 연결하여 수액을 주입한 후에 동일 환자에게 연속으로 수액을 주입하는 경우에는 소진된 수액백(10)만 교체하기도 한다. 또한, 점적통(12)의 내부에서 떨어지는 점적은 수액이 물방울 형태로 낙하하는 것으로서 일정한 부피를 갖도록 제작하며, 예를 들면, 수액 1cc당 20점적이 되게 제작하여 1개의 점적 부피는 1/20cc가 된다. 따라서, 점적통(12) 내부에서 점적이 떨어지는 주기를 측정하면 수액세트를 통해 주입되는 수액의 유량을 산출할 수 있다.

한편, 수액을 환자에게 주입할 때에는 수액의 종류, 수액에 혼합한 약제의 종류, 환자의 상태, 앓고 있는 병의 종류 등에 따라 주입 유량을 처방하여, 처방된 유량으로 주입되도록 수액유량 조절기(20)를 조절한다.

여기서, 주입되는 수액의 유량을 처방 유량에 맞추지 못하면 자칫 의료사고의 원인이 되기도 하므로 수액의 유량 조절은 매우 중요하며, 이러한 수액유량 조절기(20)는 연결관(14)을 통한 수액의 유로 단면적을 조절하는 조작부(21)를 갖추고 있어서 조작부(21)의 조작으로 수액의 주입 유량을 조절할 수 있다.

상기의 종래 수액유량 조절기(20)의 구조를 도 2를 참조하여 살펴보면, 일명 롤러 클램프(Roller Clamp)라고 명명되는 구성으로서, 조작부(21)가 롤러 타입으로 구비되어 있다. 자세히 살펴보면, 상하를 개방한 홈(22)에 연결관(14)을 끼워 관통시킨 후 연결관(14)을 누르는 조작부(21)를 길이방향으로 이동할 수 있게 구성된다.

여기서, 홈(22)의 깊이는 하부로 갈수록 얕아져서 조작부(21)를 하부로 이동시킬수록 연결관(14)은 더욱 눌려지게 되므로, 조작부(21)를 이동시켜가며 이동 위치마다 유량을 측정하여 원하는 유량이 될 때에 조작부(21)의 이동을 멈추는 방식으로 수액의 주입 유량을 조절한다.

하지만, 상기 도 1, 2에 도시된 롤러클램프 타입의 수액유량 조절기(20)는, 롤러 타입의 조작부(21)를 매번 이동시킬 때마다 점적통(12)을 보며 유량을 측정해야 하므로, 번거로운 측정작업을 반복해야 했고, 유량조절의 정확성도 낮다는 문제점이 있다.

이러한 기존 롤러 클램프 타입 수액유량 조절기(20)의 가장 큰 문제점은 유량조절이 어렵다는 점인데, 기존의 수액유량 조절기(20)에서 유량을 조절하는 방법은 전술된 바와 같이 연결관(14)을 압박하여 유로면적을 조절하는 방식을 취하고 있다. 연결관(14)을 압박하는 경우, 연결관(14)의 단면은 원형에서 납작한 타원형태로 변형되며 단면적과 수력반경이 작아져서 유량이 감소한다.

원형관 내에서 흐르는 유동이 정상유동(Steady)이며 층류(Laminar flow)라 가정했을 시, 하기 <수식 1>로 나타낸 하겐-프와죄유 법칙(Hagen-Poiseille law in pipe)이 적용되어, 유량은 관의 길이에 반비례하고 반지름의 4승에 비례함으로써, 유량 조절이 선형적이지 않아 원통형관의 길이 또는 반지름의 변경으로는 정확한 유량조절이 어렵다는 문제점을 가지고 있다.

<수식 1>

(여기서, Q 는 유량, Δp 는 관에서의 차압, r ₀ 는 관경, μ 는 유체점도, l 은 관길이를 의미함.)

이와 같이 아주 간단한 구조인 원통형 관에서도 직경과 길이의 변경에 의한 유량조절이 비선형적이고 복잡하지만, 상기 롤러 클램프 타입의 유량조절기에서는 유로 단면 및 길이 변화가 더욱 복잡하여 유량 조절이 어렵게 된다.

더불어, 이러한 종래의 수액유량 조절기(20)는 상기에서 언급한 롤러 클램프(Roller Clamp)를 비롯하여, 원통형 로터리식 유량 조절기, 시계형 유량 조절기, 정량주입펌프 등이 존재하는데, 롤러 클램프는 전술된 바와 같이, 롤러에 의해 유로면적을 변경하는 것이지만, 유로면적의 크기, 형상, 수력반경 등의 조절이 불균일하여 전술된 <수식 1>에 의해 유량조절이 곤란할 뿐만 아니라, 조작을 위한 롤러가 고정된 위치에서 잘 움직인다는 단점이 있고, 상기 로터리식 유량 조절기는 단면적이 일정하지만, 다이알 회전에 의해 모세관 길이를 조절하여 압력을 조절(압력이 회전각에 비례)하는 것으로, 이 역시 전술된 <수식 1>에 의해 유량조절이 곤란하다는 문제점을 가지고 있다.

또한, 상기 정량주입펌프의 경우에는 고가라는 단점과 함께, 크기가 커서 설치 및 사용이 불편하고, 별도의 전원이 필요할 뿐만 아니라, 여러 사람이 사용하여 감염위험이 높다는 문제점을 가지고 있다.

한국공개특허 제10-2003-0014823호 (2003년 02월 20일 공개)

본 발명의 목적은, 유량 채널 조절부의 위치변경에 의해 유로의 폭이 변경되는 유량 채널부를 구비함으로써, 유량 채널부 내부를 통해 유동하는 유체의 유량에 관하여 선형제어가 가능한 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치는,

수액세트에 사용되는 수액주입용 유량조절장치에 있어서, 유량 채널부의 유로 폭을 조절함으로써 유량을 조절하는 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치로서,

윗면으로부터 밑면으로 제 1 내경(d1)으로 관통된 관통구를 구비하고, 원주면에 서로 대향하도록 관통된 유체 유입구 및 유체 배출구가 형성된 원기둥 형상의 하우징부;

상기 하우징부의 관통구의 제 1 내경(d1)과 동일한 제 1 외경(D1)으로 형성된 원기둥 형상의 밀폐부, 및 상기 밀폐부로부터 연장되고 제 1 내경(d1) 보다 작은 크기의 제 2 외경(D2)으로 형성된 원기둥 형상의 채널 형성부를 구비하고, 상기 하우징부의 관통구로 내입 및 토출되도록 작동되는 유량 채널 조절부; 및

상기 하우징부의 관통구 내부면과 채널 형성부의 외부면에 의해 형성되고, 상기 유량 채널 조절부의 위치변경에 의해 유로의 폭(b)이 변경되는 유량 채널부;

를 포함하는 구성일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 채널 형성부의 제 2 외경(D2)은 관통구의 제 1 내경(d1) 대비 90.00 내지 99.99 % 일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치는,

상기 하우징부의 윗면 또는 밑면에 장착되어, 유량 채널 조절부를 하우징부의 관통구로 내입 및 토출시키는 미세 조절부를 더 포함하는 구성일 수 있다.

이 경우, 상기 유량 채널 조절부의 일측면에는 내부면에 나사산이 형성된 홈부가 형성되고,

상기 미세 조절부는 유량 채널 조절부의 홈부에 형성된 나사산과 대응되는 구조의 나사산이 외주면에 형성된 돌기부를 구비하며,

상기 미세 조절부의 회전에 의해 유량 채널 조절부가 하우징부의 관통구로 내입 또는 토출될 수 있다.

또한, 상기 미세 조절부의 인접부에는 게이지가 형성되어, 유량 채널 조절부가 하우징부의 관통구로 내입 및 토출될 시, 유량 채널부의 유로면적 변화에 따른 수액의 유량을 알 수 있도록 하는 구조일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 하우징부의 유체 유입구에는 유량 채널부에 수액이 유입되도록 유입관을 설치할 수 있는 유입관 연결부가 설치되고,

상기 하우징부의 유체 배출구에는 유량 채널부로부터 수액이 배출되도록 배출관을 설치할 수 있는 배출관 연결부가 설치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 하우징부의 관통구 내부면과 유량 채널 조절부의 외주면 사이에는 밀폐부재가 더 설치될 수 있다.

이 경우, 상기 밀폐부재는, 유량 채널 조절부의 밀폐부 끝단 외주면 및 하우징부의 관통구 내부면에 장착될 수 있다.

또한, 상기 밀폐부재는 오링(O-ring)일 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치는,

윗면으로부터 밑면으로 제 1 내경(d)으로 관통된 관통구를 구비하고, 원주면에 서로 대향하도록 관통된 유체 유입구 및 유체 배출구가 형성된 원기둥 형상의 하우징부;

상기 하우징부의 관통구의 제 1 내경(d) 보다 작은 크기의 제 1 외경(D)으로 형성되고, 하우징부의 관통구로 내입 및 토출되도록 작동되는 원기둥 형상의 유량 채널 조절부; 및

상기 하우징부의 관통구 내부면과 유량 채널 조절부의 외부면에 의해 형성되고, 상기 유량 채널 조절부의 위치변경에 의해 유로의 폭(b)이 변경되는 유량 채널부;

를 포함하는 구성일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 유량 채널 조절부의 제 1 외경(D)은 관통구의 제 1 내경(d) 대비 90.00 내지 99.99 % 일 수 있다.

또한, 상기 미세 조절부의 인접부에는 게이지가 형성되어, 유량 채널 조절부가 하우징부의 관통구로 내입 및 토출 될 시, 유량 채널부의 유로면적 변화에 따른 수액의 유량을 알 수 있도록 하는 구조일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 하우징부의 관통구 내부면과 유량 채널 조절부의 외주면 사이에는, 밀폐부재가 더 설치될 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 수액주입용 선형유량조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료장비를 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치에 따르면, 유량 채널 조절부의 위치변경에 의해 유로의 폭이 변경되는 유량 채널부를 구비함으로써, 유량 채널부 내부를 통해 유동하는 유체의 유량에 관하여 선형제어가 가능하다.

또한, 본 발명의 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치에 따르면, 하우징부의 윗면 또는 밑면에 장착되어, 유량 채널 조절부를 하우징부의 관통구로 내입 및 토출시키는 미세 조절부를 구비함으로써, 유량 채널부 유로의 폭을 정밀하고 미세하게 조절할 수 있고, 결과적으로 정확하고 안정적인 유량 제어가 가능하다.

또한, 본 발명의 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치치에 따르면, 하우징부의 관통구 내부면과 유량 채널 조절부의 외주면 사이에는 밀폐부재가 설치됨으로써, 수액이 외부로 유출되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치를 포함하는 의료장비에 따르면, 정확하고 안정적인 유량 제어가 가능한 선형유량조절장치를 구비함으로써, 안전하고 효과적인 의료서비스를 제공할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 수액세트를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 적용된 롤러 클램프 타입 수액유량 조절기의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치를 나타내는 정면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치를 나타내는 측면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치의 분해조립도이다.
도 7은 도 6에 도시된 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치의 하우징부를 나타내는 정면투시도이다.
도 8은 도 6에 도시된 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치의 하우징부를 나타내는 측면투시도이다.
도 9는 도 6에 도시된 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치의 유량 채널 조절부, 미세 조절부 및 조절부 고정부재가 조립된 상태를 나타내는 정면도이다.
도 10은 미세 조절부의 회전에 의해 유량 채널 조절부의 위치가 변경되는 모습을 나타내는 정면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치의 유량 채널 조절부에 의해 유량 채널부의 유로 폭(b)이 '0'인 상태 즉, 밀폐된 상태를 나타내는 정면 절단면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 A - A' 선 절단면도이다.
도 13은 본 발명에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치의 유량 채널 조절부에 의해 유량 채널부의 유로 폭(b)이 증가하여 일부 개방된 상태를 나타내는 정면 절단면도이다.
도 14는 도 13에 도시된 B - B' 선 절단면도이다.
도 15 및 도 16은 본 발명에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치의 유량 채널 조절부에 의해 유량 채널부의 유로 폭(b)이 변경되는 모습을 보다 더 명확히 이해할 수 있도록, 유량 채널부에 빗금을 그어 나타낸 정면 절단면도이다.
도 17은 본 발명에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치를 단순화하여 하겐-프와죄유의 법칙(Hagen-Poiseuille law)에 적용된 변수들을 나타낸 모식도이다.
도 18은 본 발명에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치를 이용함에 있어서, 유량 채널 조절부에 의한 유량 채널부의 유로 폭(b)을 변경함에 따라 변화하는 유량을 이론식에 의한 이론적 결과값과 비교한 그래프이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치를 나타내는 측면도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하지만 본 발명의 범주가 그것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3에는 본 발명에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치를 나타내는 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3에 도시된 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치를 나타내는 정면도가 도시되어 있으며, 도 5에는 도 3에 도시된 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치를 나타내는 측면도가 도시되어 있다. 또한, 도 6에는 본 발명에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치의 분해조립도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치(800)는, 하우징부(100), 유량 채널 조절부(200) 및 미세 조절부(400)를 포함하는 구성일 수 있다.

경우에 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 하우징부(100)의 유체 유입구(120)에 유량 채널부(300)에 수액이 유입되도록 유입관을 설치할 수 있는 유입관 연결부(610)가 추가로 설치될 수 있다. 또한, 하우징부(100)의 유체 배출구(130)에는 유량 채널부(300)로부터 수액이 배출되도록 배출관을 설치할 수 있는 배출관 연결부(620)가 추가로 설치될 수 있다.

이하 본 실시예에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치(800)의 각 부분에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 7에는 도 6에 도시된 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치의 하우징부를 나타내는 정면투시도가 도시되어 있고, 도 8에는 도 6에 도시된 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치의 하우징부를 나타내는 측면투시도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 하우징부(100)는, 윗면으로부터 밑면으로 제 1 내경(d1)으로 관통된 관통구(110)를 구비하고, 원주면에 서로 대향하도록 관통된 유체 유입구(120) 및 유체 배출구(130)가 형성된 원기둥 형상일 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 하우징부(100)의 관통구(110) 내부면과 유량 채널 조절부(200)의 외주면 사이에는 밀폐부재(710)가 추가로 장착될 수 있다. 경우에 따라서, 유입관 연결부(610) 및 배출관 연결부(620)가 추가로 장착될 경우, 유체 유입구(120)와 유입관 연결부(610) 사이에 밀폐부재(710)가 장착될 수 있고, 유체 배출구(130)와 배출관 연결부(620) 사이에도 밀폐부재(710)가 장착될 수 있다. 여기서 언급한 밀폐부재(710)는 유체의 외부 유출을 방지할 수 있는 부재라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 오링(O-ring)일 수 있다. 밀폐부재(710)에 의해 실링이 더욱 강화된 본 실시예에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치는, 유체의 외부 유출을 미연에 방지할 수 있다.

도 9에는 도 6에 도시된 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치의 유량 채널 조절부, 미세 조절부 및 조절부 고정부재가 조립된 상태를 나타내는 정면도가 도시되어 있고, 도 10에는 미세 조절부의 회전에 의해 유량 채널 조절부의 위치가 변경되는 모습을 나타내는 정면도가 도시되어 있다.

이들 도면을 도 7과 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 유량 채널 조절부(200)는, 하우징부(100)의 관통구(110)의 제 1 내경(d1)과 동일한 제 1 외경(D1)으로 형성된 원기둥 형상의 밀폐부(210), 및 상기 밀폐부(210)로부터 연장되고 제 1 내경(d1) 보다 작은 크기의 제 2 외경(D2)으로 형성된 원기둥 형상의 채널 형성부(220)를 구비하는 구성일 수 있다. 또한, 유량 채널 조절부(200)는 하우징부(100)의 관통구(110)로 내입 및 토출되도록 작동되는 구조일 수 있다.

이때, 도 9에 도시된 바와 같이, 유량 채널 조절부(200)의 밀폐부(210) 끝단 외주면에는 밀폐부재(710)가 추가로 장착될 수 있다. 이러한 밀폐부재(710)는 하우징부(100)의 관통구(110) 내부면과 유량 채널 조절부(200)의 외주면과의 밀폐를 유지 시켜줄 수 있다. 따라서, 여기서 언급한 밀폐부재(710)는 유체의 외부 유출을 방지할 수 있는 부재라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 오링(O-ring)일 수 있다.

미세 조절부(400)는, 도 5에 도시된 바와 같이 하우징부(100)의 윗면 또는 밑면에 장착되어, 유량 채널 조절부(200)를 하우징부(100)의 관통구(110)로 내입 및 토출시키는 구조일 수 있다.

구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 유량 채널 조절부(200)의 일측면에는 내부면에 나사산이 형성된 홈부(230)가 형성되고, 미세 조절부(400)는 유량 채널 조절부(200)의 홈부(230)에 형성된 나사산과 대응되는 구조의 나사산이 외주면에 형성된 돌기부(410)를 구비하는 구조일 수 있다.

따라서, 이러한 구성을 포함하는 본 실시예에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치(800)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 미세 조절부(400)의 회전에 의해 유량 채널 조절부(200)를 하우징부(100)의 관통구(110)로 내입 또는 토출 시킬 수 있다.

도 11에는 본 발명에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치의 유량 채널 조절부에 의해 유량 채널부의 유로 폭(b)이 '0'인 상태 즉, 밀폐된 상태를 나타내는 정면 절단면도가 도시되어 있고, 도 12에는 도 11에 도시된 A - A' 선 절단면도가 도시되어 있다. 또한, 도 13에는 본 발명에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치의 유량 채널 조절부에 의해 유량 채널부의 유로 폭(b)이 증가하여 일부 개방된 상태를 나타내는 정면 절단면도가 도시되어 있고, 도 14에는 도 13에 도시된 B - B' 선 절단면도가 도시되어 있다.

우선 도 11 및 도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 유량 채널 조절부(200)는 하우징부(100)의 관통구(110)의 제 1 내경(d1)과 동일한 제 1 외경(D1)으로 형성된 원기둥 형상의 밀폐부(210)를 포함하는 구조일 수 있다.

따라서, 유량 채널 조절부(200)의 밀폐부(210)가 유체 유입구(120)와 유체 배출구(130) 사이를 밀폐할 경우, 도 12에 도시된 바와 같이 유체가 유동할 수 없는 상태가 될 수 있다.

반면, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 유량 채널 조절부(200)의 위치가 위치 변경되어 소정의 폭(b)만큼 형성된 유량 채널부(300)를 형성할 경우, 유체 유입구(120)로 유입된 유체는 유량 채널부(300)를 통해 유체 배출구(130)로 유동될 수 있다.

구체적으로, 유량 채널부(300)는, 하우징부(100)의 관통구(110) 내부면과 채널 형성부(220)의 외부면에 의해 형성되고, 유량 채널 조절부(200)의 위치변경에 의해 유로의 폭(b)이 변경될 수 있다. 더욱 구체적으로, 유량 채널 조절부(200)의 채널 형성부(220)는 하우징부(100)의 관통구(110)의 제 1 내경(d1) 보다 작은 크기의 제 2 외경(D2)으로 형성된 원기둥 형상이므로, 소정 크기의 높이와 폭 및 길이를 가지는 유량 채널부(300)가 형성될 수 있다.

이때, 채널 형성부(200)의 제 2 외경(D2)는 운용자의 의도 또는 설계자의 의도에 따라 변경될 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 제 2 외경(D2)은 제 1 내경(d1) 대비 90.00 내지 99.99 % 일 수 있다. 이는 하나의 실시예에 지나지 않으며, 상기 언급한 바와 같이, 의도되는 설계에 따라 여러 실시예로 변경될 수 있음은 물론이다.

도 15 및 도 16에는 본 발명에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치의 유량 채널 조절부에 의해 유량 채널부의 유로 폭(b)이 변경되는 모습을 보다 더 명확히 이해할 수 있도록, 유량 채널부에 빗금을 그어 나타낸 정면 절단면도가 도시되어 있다.

이들 도면에서 보여지는 바와 같이, 본 실시예에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치는, 유량 채널부(300)의 유로 폭(b)을 변경하여 유체의 유량을 조절할 수 있다. 즉, 미세 조절부(400)를 회전시켜 유량 채널 조절부(200)를 위치변경 시키고, 유량 채널부(300)의 유로 폭(b)을 점차 증가 시켜, 유체의 유량을 증가시킬 수 있다. 또한, 이와 반대로, 미세 조절부(400)를 반대로 회전시켜 유량 채널 조절부(200)를 위치변경 시키고, 유량 채널부(300)의 유로 폭(b)을 점차 감소시켜, 유체의 유량을 감소시키거나, 유량 채널부(300)를 밀폐시킬 수 있다.

도 17에는 본 발명에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치를 단순화하여 하겐-프와죄유의 법칙(Hagen-Poiseuille law)에 적용된 변수들을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.

본 발명에 따른 수입주입용 선형유량조절장치를 단순화하면 도 17과 같이 표현할 수 있다. 이러한 구성에 대해 하겐-프와죄유의 법칙(Hagen-Poiseuille law)에 의한 유량 산출 공식을 도출시키면 다음 <수식 2> 와 같이 표현할 수 있다.

<수식 2>

(여기서, Q 는 유량, Δp 는 관에서의 차압, h 는 유로 간격, b 는 유로 폭, μ 는 유체점도, l 은 유로 길이를 의미함.)

한편, 도 17에 도시된 바와 같이, 유로 길이는 다음 <수식 3>과 같이 표현할 수 있다.

<수식 3>

(여기서, l 은 유로 길이, D 는 유로 경로의 지름을 의미함.)

따라서, 상기 언급한 <수식 2>에 <수식 3>을 대입하여 정리하면, 본 실시예에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치(800)의 유량을 산출하는 공식은 다음 <수식 4>와 같이 표현될 수 있다.

<수식 4>

(여기서, Q 는 유량, Δp 는 관에서의 차압, h 는 유로 간격, b 는 유로 폭, μ 는 유체점도, D 는 유로의 지름을 의미함.)

상기 <수식 4>에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치(800)를 통해 유동하는 유체의 유량은, 유로의 지름(D)에 반비례하고, 유로 간격(h)의 3승에 비례하며, 유로 폭(b)에 비례함을 알 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치(800)는, 유량 채널 조절부의 위치변경에 의해 유로의 폭이 변경되는 유량 채널부를 구비함으로써, 유량 채널부 내부를 통해 유동하는 유체의 유량에 관하여 선형제어가 가능함을 알 수 있다.

이에 대한 구체적인 실험 결과를 이하 상세히 설명하기로 한다.

도 18에는 본 발명에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치를 이용함에 있어서, 유량 채널 조절부에 의한 유량 채널부의 유로 폭(b)을 변경함에 따라 변화하는 유량을 이론식에 의한 이론적 결과값과 비교한 그래프가 도시되어 있다.

도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치를 이용하여 유로 폭(b)를 변경함에 따라 유량이 선형적으로 변하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 이러한 선형적 변화는 이론식에 의한 예상 유량 결과와 거의 유사함을 확인할 수 있다.

따라서, 도 18에 도시된 그래프에서 보여지는 바와 같이, 본 실시예에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치는, 유로 폭을 변경시킴으로써 유량 채널부 내부를 통해 유동하는 유체의 유량에 관하여 선형제어가 가능하다.

도 19에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치를 나타내는 측면도가 도시되어 있다.

도 19를 참조하면, 본 실시예에 따른 미세 조절부(400)의 인접부에는 게이지(500)가 형성될 수 있다.

구체적으로, 미세 조절부(400)의 인접부에 형성된 게이지(500)는, 유량 채널 조절부(200)가 하우징부(100)의 관통구(110)로 내입 및 토출 될 시, 유량 채널부(300)의 유로면적 변화에 따른 수액의 유량을 정확히 표시해줄 수 있다.

또한, 본 발명의 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치에 따르면, 하우징부의 관통구 내부면과 유량 채널 조절부의 외주면 사이에는 밀폐부재가 설치됨으로써, 수액이 외부로 유출되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100: 하우징부
110: 관통구
120: 유체 유입구
130: 유체 배출구
200: 유량 채널 조절부
210: 밀폐부
220: 채널 형성부
230: 홈부
300: 유량 채널부
400: 미세 조절부
410: 돌기부
420: 핸들
430: 핸들 고정부
500: 게이지
610: 유입관 연결부
620: 배출관 연결부
710: 밀폐부재
720: 고정부재
800: 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치

Claims

수액세트에 사용되는 수액주입용 유량조절장치에 있어서, 유량 채널부의 유로 폭을 조절함으로써 유량을 조절하는 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치(800)로서,
윗면으로부터 밑면으로 제 1 내경(d1)으로 관통된 관통구(110)를 구비하고, 원주면에 서로 대향하도록 관통된 유체 유입구(120) 및 유체 배출구(130)가 형성된 원기둥 형상의 하우징부(100);
상기 하우징부(100)의 관통구(110)의 제 1 내경(d1)과 동일한 제 1 외경(D1)으로 형성된 원기둥 형상의 밀폐부(210), 및 상기 밀폐부(210)로부터 연장되고 제 1 내경(d1) 보다 작은 크기의 제 2 외경(D2)으로 형성된 원기둥 형상의 채널 형성부(220)를 구비하고, 상기 하우징부(100)의 관통구(110)로 내입 및 토출되도록 작동되는 유량 채널 조절부(200); 및
상기 하우징부(100)의 관통구(110) 내부면과 채널 형성부(220)의 외부면에 의해 형성되고, 상기 유량 채널 조절부(200)의 위치변경에 의해 유로의 폭(b)이 변경되는 유량 채널부(300);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 채널 형성부(220)의 제 2 외경(D2)은 관통구(110)의 제 1 내경(d1) 대비 90.00 내지 99.99 % 인 것을 특징으로 하는 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치(800)는,
상기 하우징부(100)의 윗면 또는 밑면에 장착되어, 유량 채널 조절부(200)를 하우징부(100)의 관통구(110)로 내입 및 토출시키는 미세 조절부(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치.
제 3 항에 있어서,
상기 유량 채널 조절부(200)의 일측면에는 내부면에 나사산이 형성된 홈부(230)가 형성되고,
상기 미세 조절부(400)는 유량 채널 조절부(200)의 홈부(230)에 형성된 나사산과 대응되는 구조의 나사산이 외주면에 형성된 돌기부(410)를 구비하며,
상기 미세 조절부(400)의 회전에 의해 유량 채널 조절부(200)가 하우징부(100)의 관통구(110)로 내입 또는 토출되는 것을 특징으로 하는 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치.
제 3 항에 있어서,
상기 미세 조절부(400)의 인접부에는 게이지(500)가 형성되어, 유량 채널 조절부(200)가 하우징부(100)의 관통구(110)로 내입 및 토출 될 시, 유량 채널부(300)의 유로면적 변화에 따른 수액의 유량을 알 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징부(100)의 유체 유입구(120)에는 유량 채널부(300)에 수액이 유입되도록 유입관을 설치할 수 있는 유입관 연결부(610)가 설치되고,
상기 하우징부(100)의 유체 배출구(130)에는 유량 채널부(300)로부터 수액이 배출되도록 배출관을 설치할 수 있는 배출관 연결부(620)가 설치되는 것을 특징으로 하는 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징부(100)의 관통구(110) 내부면과 유량 채널 조절부(200)의 외주면 사이에는 밀폐부재(710)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치.
제 7 항에 있어서,
상기 밀폐부재(710)는, 유량 채널 조절부(200)의 밀폐부(210) 끝단 외주면 및 하우징부(100)의 관통구(110) 내부면에 장착되는 것을 특징으로 하는 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치.
제 7 항에 있어서,
상기 밀폐부재(710)는 오링(O-ring)인 것을 특징으로 하는 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치.
수액세트에 사용되는 수액주입용 유량조절장치에 있어서, 유량 채널부의 유로 폭을 조절함으로써 유량을 조절하는 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치(800)로서,
윗면으로부터 밑면으로 제 1 내경(d)으로 관통된 관통구(110)를 구비하고, 원주면에 서로 대향하도록 관통된 유체 유입구(120) 및 유체 배출구(130)가 형성된 원기둥 형상의 하우징부(100);
상기 하우징부(100)의 관통구(110)의 제 1 내경(d) 보다 작은 크기의 제 1 외경(D)으로 형성되고, 하우징부(100)의 관통구(110)로 내입 및 토출되도록 작동되는 원기둥 형상의 유량 채널 조절부(200); 및
상기 하우징부(100)의 관통구(110) 내부면과 유량 채널 조절부(200)의 외부면에 의해 형성되고, 상기 유량 채널 조절부(200)의 위치변경에 의해 유로의 폭(b)이 변경되는 유량 채널부(300);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치.
제 10 항에 있어서,
상기 유량 채널 조절부(200)의 제 1 외경(D)은 관통구(110)의 제 1 내경(d) 대비 90.00 내지 99.99 % 인 것을 특징으로 하는 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치.
제 10 항에 있어서,
상기 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치(800)는,
상기 하우징부(100)의 윗면 또는 밑면에 장착되어, 유량 채널 조절부(200)를 하우징부(100)의 관통구(110)로 내입 및 토출시키는 미세 조절부(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치.
제 12 항에 있어서,
상기 유량 채널 조절부(200)의 일측면에는 내부면에 나사산이 형성된 홈부(230)가 형성되고,
상기 미세 조절부(400)는 유량 채널 조절부(200)의 홈부(230)에 형성된 나사산과 대응되는 구조의 나사산이 외주면에 형성된 돌기부(410)를 구비하며,
상기 미세 조절부(400)의 회전에 의해 유량 채널 조절부(200)가 하우징부(100)의 관통구(110)로 내입 또는 토출되는 것을 특징으로 하는 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치.
제 12 항에 있어서,
상기 미세 조절부(200)의 인접부에는 게이지(500)가 형성되어, 유량 채널 조절부(200)가 하우징부(100)의 관통구(110)로 내입 및 토출 될 시, 유량 채널부(300)의 유로면적 변화에 따른 수액의 유량을 알 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치.
제 10 항에 있어서,
상기 하우징부(100)의 관통구(110) 내부면과 유량 채널 조절부(200)의 외주면 사이에는, 밀폐부재(710)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치.
상기 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 실린더 튜브형 수액주입용 선형유량조절장치(800)를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료장비.