JP7766027B2 - 圧力駆動流量制御バルブ - Google Patents

Description

本発明は概して、所望の流量で流体を収集または分配するように構成されたシステムで使用するためのバルブに関する。特に、本発明は、所望の流量を維持する、および／または望ましくない流量の発生を防止するように構成された様々な構成要素を含む制御バルブに関する。本発明の制御バルブは、生細胞、剪断感受性流体、エマルション（emulsions）、および化学的に不安定な流体を含む生体液体等の、流速に感受性のある流体と共に使用するための様々なデバイスに組み込まれ得る。

流量に対して感受性のある流体を移送することが望ましい多くの例がある。これらの場合、流体を移送しながら、流体の安全な流量を維持することが不可欠である。これを怠ると、流体の品質が低下する可能性がある。医療または診断のために液体が必要な場合、安全な流量を維持できないと、誤診、時間とリソースの喪失、治療の遅延、重傷、および死亡の可能性がある。

医療現場では、臨床医はカテーテル挿入が成功した直後に患者から血液を採取することが多い。多くの場合、これらの血液サンプルは、真空容器を使用して収集され、真空容器内の真空圧力は、容器が静脈内アクセスデバイスに接続されるとすぐに容器に血液を引き込むように構成される。真空容器は、静脈内カテーテルと共に使用するように設計されておらず、むしろ、静脈内針の流体経路の直径が、一般に、静脈内カテーテルの直径よりも大きい静脈内針と共に使用するように設計されている。いくつかの例では、真空容器は、静脈内カテーテルラインと共に使用するための互換性がない。例えば、真空容器の真空圧力は、生血細胞を損傷する流速で静脈内カテーテルを通して血液サンプルを吸引することがある。あるいは、真空圧力は、特定の静脈内カテーテルに対して不十分であり得、それによって充填時間が不必要に延長される。

多くの場合、臨床医は、手動シリンジを使用して患者の静脈内カテーテルから血液を抽出することを選択する。シリンジは、自動真空容器がマッチングできないレベルの汲み上げ（draw）制御を提供する。注射器の使用は、採血に対する制御機会を増強するが、臨床医が充填時間を短縮するために著しい真空を導入すると、試料の品質が損なわれる可能性がある。

したがって、所望の流量で流体を収集または分配するためのシステムおよび方法は現在存在するが、課題は依然として存在する。本発明は、これらの課題に取り組み、克服する。

本発明は概して、所望の流量で流体を収集または分配するように構成されたシステムで使用するためのバルブに関する。特に、本発明は、所望の流量を維持する、および／または望ましくない流量の発生を防止するように構成された様々な構成要素を含む制御バルブに関する。本発明の制御バルブは、生細胞、剪断感受性流体、エマルション、および化学的に不安定な流体を含む生体液体等の、流速に感受性のある流体と共に使用するための様々なデバイスに組み込まれ得る。

いくつかの例では、本発明は、所望の流量で流体の流れを制御するためのバルブを提供し、前記バルブは、入口および出口を備える筐体（エンクロージャ）と、一次流体経路と、筐体の内部内に配置され、一次流体経路に近接して配置される隔壁（septum）と、を備え、前記隔壁は、内部内の第１の流体圧力での第１の構成と、内部内の第２の流体圧力での第２の構成とを備える。いくつかの例では、隔壁は、隔壁が第１の構成から第２の構成に切り替わる流体圧力閾値をさらに備える。いくつかの例では、第１の構成は、開いた構成である。いくつかの例では、第１の流体圧力は、流体圧力閾値と等しいか、またはそれ未満である。いくつかの例では、第２の構成は、閉じた構成である。いくつかの例では、第２の流体圧力は、流体圧力閾値よりも大きい。

本発明のいくつかの態様では、流体圧力閾値は、流体真空圧力閾値であり、真空圧力は、バルブの出力端に適用される。本発明のいくつかの態様では、第１の流体圧力は、第１の流体真空圧力であり、第２の流体圧力は、第２の流体真空圧力である。

いくつかの例では、隔壁（septum）の第１の構成は開放構成であり、隔壁によって経験される第１の流体真空圧力は、隔壁の流体真空圧力閾値以下である。いくつかの例では、隔壁の第２の構成は閉じた構成であり、隔壁により経験する第２の流体真空圧力は、隔壁の流体真空圧力閾値よりも大きい。

いくつかの実施形態では、本発明の隔壁は、開口部を含む。いくつかの例では、隔壁が第１の構成にあるとき、隔壁の開口部が開かれ、第２の構成にあるとき、開口部が閉じられる。いくつかの実施形態では、隔壁が第１の構成にあるとき、隔壁の開口部は閉じられ、第２の構成にあるとき、開口部は開放される。いくつかの実施形態では、隔壁の開口部は、バルブの一次流体経路および二次流体経路のうちの少なくとも１つを含む。

いくつかの例では、隔壁の開口部は、隔壁の第１の構成では第１の幅に開放され、隔壁の第２の構成では第２の幅に縮小され、第２の幅は、開口部を通る流体流または流体流の速度を低減する。いくつかの実施形態では、開口部の第２の幅は、開口部および／またはバルブを通る流体の流れを完全に防止する。

本発明のいくつかの態様では、バルブの一次流体経路は、隔壁が第１の構成にあるときに遮断されず、隔壁が第２の構成にあるときに遮断される。いくつかの例では、隔壁とバルブエンクロージャの内面との間の接触は、一次流体経路を遮断する。いくつかの例では、隔壁の開口部の対向する表面を含むが、これらに限定されない、隔壁の対向する表面間の接触は、バルブの一次流体経路を遮断する。いくつかの例では、バルブの二次流体経路は、隔壁が第２の構成にあるときに隔壁によって遮られない。いくつかの例では、バルブの二次流体経路は、隔壁が第１の構成にあるときに隔壁によって遮られない。

いくつかの実施形態では、本発明の隔壁は、二次流体経路を含む。いくつかの例では、本発明の隔壁は、一次流体経路および二次流体経路を含む。いくつかの例では、隔壁の一次流体経路は、二次流体経路の二次流量容量よりも大きい一次流量容量を含む。

いくつかの例では、本発明の隔壁は、バルブの内部内に固定的に配置される。いくつかの例では、本発明の隔壁は、バルブの内部内に移動可能に配置される。

上述の概略の説明、および以下の詳細な説明は、例示であり、また、説明のためのものであり、特許請求された発明を限定するものではないことが理解されるべきである。

例示的な実施形態は、添付の図面を使用することにより、さらに具体的かつ詳細に記載および説明される。
図１Ａは、流体の流れを制御するためのバルブの断面図であり、バルブは、本発明の代表的な実施形態による開放構成で示されている。 図１Ｂは、図１Ａのバルブであり、本発明の代表的な実施形態に従って、バルブが閉じた構成で示されている。 図２Ａは、流体の流れを制御するためのバルブの断面図であり、バルブは、本発明の代表的な実施形態に従って、バルブの第１の流体経路および二次流体経路が開いている第１の構成で示されている。 図２Ｂは、図２Ａのバルブであり、バルブは、本発明の代表的な実施形態に従って、第１の流体経路が閉じられ、二次流体経路が開いている第２の構成で示されている。 図３Ａは、流体の流れを制御するためのバルブの断面図であり、バルブは、本発明の代表的な実施形態に従って、バルブの第１の流体経路および二次流体経路が開いている第１の構成で示されている。 図３Ｂは、図３Ａのバルブであり、バルブは、本発明の代表的な実施形態に従って、第１の流体経路が閉じられ、二次流体経路が開いている第２の構成で示されている。 図４Ａは、流体の流れを制御するためのバルブの断面図であり、バルブは、本発明の代表的な実施形態に従って、バルブの流体経路が開いている第１の構成で示される隔壁を含んでいる。 図４Ｂは、図４Ａのバルブであり、隔壁は、本発明の代表的な実施形態に従って、バルブの流体経路が閉じられる第２の構成で示されている。 図５Ａは、流体の流れを制御するためのバルブの断面図であり、バルブは、本発明の代表的な実施形態に従って、バルブの流体経路が開いて、隔壁の流体経路が閉じている第１の構成で示される隔壁を含んでいる。 図５Ｂは、図５Ａのバルブであり、隔壁は、本発明の代表的な実施形態に従って、バルブの流体経路が閉じられ、隔壁の流体経路が開いている第２の構成で示されている。 図６Ａは、流体の流れを制御するためのバルブの断面図であり、バルブは、本発明の代表的な実施形態に従って、バルブの流体経路が開いている第１の構成で示される隔壁を含んでいる。 図６Ｂは、図６Ａのバルブであり、隔壁は、本発明の代表的な実施形態に従って、バルブの流体経路が閉じられる第２の構成で示されている。 図７Ａは、流体の流れを制御するためのバルブの断面図であり、バルブは、本発明の代表的な実施形態に従って、バルブの流体経路が開いて、隔壁の流体経路が開いている第１の構成で示される隔壁を含んでいる。 図７Ｂは、図７Ａのバルブであり、隔壁は、本発明の代表的な実施形態に従って、バルブの流体経路が隔壁の流体経路によって減少される第２の構成で示されている。 図８Ａは、流体の流れを制御するためのバルブの断面図であり、バルブは、本発明の代表的な実施形態に従って、バルブの流体経路が開いている第１の構成で示される隔壁を含んでいる。 図８Ｂは、図８Ａのバルブであり、隔壁は、本発明の代表的な実施形態に従って、バルブの流体経路が閉じられる第２の構成で示されている。 図８Ｃは、図８Ｂのバルブであり、隔壁は、本発明の代表的な実施形態に従って、開放されている流体経路をさらに含む。 図８Ｄは、バルブの内部内の隔壁の位置を手動で調整するための手段をさらに備える、図８Ａのバルブであり、隔壁は、本発明の代表的な実施形態に従って、バルブの流体経路を通る流体の最大所望の流量（flow rate）を可能にする位置に示されている。 図８Ｅは、図８Ｄのバルブであり、隔壁は、本発明の代表的な実施形態に従って、バルブの流体経路を通る流体の所望の流量（flow rate）を最小限に抑える位置に示されている。 図９Ａは、流体の流れを制御するためのバルブの断面図であり、バルブは、本発明の代表的な実施形態に従って、付勢要素で第１の構成で保持された隔壁を含み、バルブの流体経路は開かれている。 図９Ｂは、図９Ａのバルブであり、隔壁は、本発明の代表的な実施形態に従って、バルブの流体経路が閉じられる第２の構成で示されている。 図１０Ａは、流体の流れを制御するためのバルブの断面図であり、バルブは、本発明の代表的な実施形態に従って、付勢要素で第１の構成で保持された隔壁を含み、バルブの流体経路は開かれている。 図１０Ｂは、図１０Ａのバルブであり、そこで隔壁は、バルブの流体経路が閉じられる第２の構成で示され、そこで隔壁は、本発明の１つまたは複数の代表的な実施形態による代替の流体経路で示される。

本発明の現在好ましい実施形態は、図面を参照することによって最もよく理解されるであろう。ここで、同様の参照番号は、同一または機能的に同様の要素を示す。本明細書の図に一般的に説明および図示されている本発明の構成要素は、多種多様な異なる構成で配置および設計できることは容易に理解されよう。したがって、図に表される以下のより詳細な説明は、請求される本発明の範囲を限定することを意図するものではなく、本発明の現在好ましい実施形態の単なる代表である。

ここで図１を参照すると、流体の流れを制御するためのバルブ１００が示されている。バルブ１００は、概して、入口１０２、出口１０４、およびそれらの間に介在する内部１０６を有する筐体（enclosure）を備える。バルブ１００は、所望され得るように、任意の構造的形態、形状、寸法、またはサイズを含み得る。いくつかの実施形態では、バルブ１００は、インライン構成要素を含み、入口１０２は、上流流体ラインに連結され、出口１０４は、流体がバルブの一次流体経路１１０を通って流れるように、下流流体ラインに連結される。いくつかの実施形態では、バルブ１００は、静脈内カテーテル、カテーテルアダプタ、真空容器、ルアーコネクタなどの流体処理構成要素に組み込まれ、そこで本発明の特徴は、流体がバルブの一次流体経路１１０を通って流れるように組み込まれる。いくつかの実施形態では、バルブ１００は、フィルタまたは流体ポンプなどの流体ラインの二次構成要素に組み込まれる。

バルブ１００は、所望の流体との使用に適合する任意の材料を含んでもよい。いくつかの実施形態では、バルブ１００は、ポリマー材料を含む。いくつかの実施形態では、バルブ１００は、金属材料を含む。いくつかの実施形態では、バルブ１００は、剛性材料を含む。いくつかの実施形態では、バルブ１００は、半剛性材料または半可撓性材料を含む。いくつかの実施形態では、バルブ１００は、可撓性材料を含む。

バルブ１００は、内部１０６内に配置され、一次流体経路１１０に近接して配置された隔壁１２０または他の適合要素（例えば、ピストンなど）をさらに備える。いくつかの実施形態では、内部１０６内の隔壁１２０の位置は固定されている。いくつかの実施形態では、隔壁１２０は、内部１０６内に移動可能に配置される。例えば、いくつかの実施形態では、隔壁１２０は、入口１０２および出口１０４に向かって前方および／または後方にスライドし得る。さらなる例では、隔壁１２０は、隔壁１２０が垂直位置と水平位置との間で移動し得るように、内部１０６に枢動可能（pivotally）に結合され得る。いくつかの実施形態では、隔壁１２０は、重力によるもの、および／または内部１０６内の流体圧力もしくは真空流体圧力によるものなど、内部１０６内を自由に移動することができる。いくつかの実施形態では、内部１０６内の隔壁１２０の移動は、例えば、テザー（tether）または付勢要素（biasing element）によって制御されるか、またはそれ以外の場合制限される。

隔壁１２０は、所望の流体との使用に適合する任意の材料を含んでもよい。いくつかの実施形態では、隔壁１２０は、ポリマー材料を含む。いくつかの実施形態では、隔壁１２０は、金属材料を含む。いくつかの実施形態では、隔壁１２０は、剛性材料を含む。いくつかの実施形態では、隔壁１２０は、半剛性材料または半可撓性材料を含む。いくつかの実施形態では、隔壁１２０は、可撓性材料を含む。

いくつかの実施形態では、隔壁１２０は、隔壁１２０が第１の構成から第２の構成に変化する流体圧力閾値（ｆ_T）を含む。本明細書で使用される場合、用語「流体圧力閾値」は、隔壁１２０の流体圧力限界を指す。隔壁１２０によって経験される流体圧力が、いくつかの例では、隔壁１２０の流体圧力閾値よりも低いか、またはほぼ等しいとき、隔壁１２０は、第１の構成を想定および／または維持する。しかしながら、隔壁１２０によって経験される流体圧力が隔壁１２０の流体圧力閾値以上であるとき、隔壁１２０は、第２の構成を想定、変換、または変更する。本明細書で使用されるとき、および本発明の様々な実施形態に適用されるとき、用語「流体圧力」は、正の流体圧力、および／または真空流体圧力を指し得る。いくつかの実施形態では、隔壁１２０の「流体圧力閾値」は、代替的に、隔壁１２０の流量制限を説明してもよく、隔壁１２０によって経験される流量が隔壁１２０の流量制限未満であるとき、隔壁１２０は、第１の構成を仮定し、および／または維持し、隔壁１２０によって経験される流量が隔壁１２０の流量制限以上であるとき、隔壁１２０は、第２の構成を仮定、変換、または変更する。

隔壁の流体圧力閾値は、隔壁および／または隔壁を含むバルブの他の構成要素の設計を通じて達成され得る。例えば、流体力学を使用して、一次流体経路にある間の隔壁の抗力を増加または減少させることができ、抗力は、隔壁の流体圧力閾値を増加または減少させることができる。同様に、流体力学を使用して、一次流体経路の流量効率を増加または減少させることができる。バルブが意図された方向を含む場合、隔壁の質量は、所望の流量および／または流体圧力に一致するように選択され得る。

図１Ａを引き続き参照すると、隔壁１２０は、一次流体経路１１０が入口１２０と出口１４０との間で開いている第１の構成で示される。いくつかの実施形態では、バルブ１００は、地球の重力に平行に配向され、それによって、隔壁１２０の流体圧力閾値は、隔壁１２０に対する地球の重力に等しく、かつ反対である。隔壁１２０が隔壁１２０に対する地球の重力にほぼ等しい第１の流体圧力（ｆ₁）を経験すると、隔壁１２０の第１の構成が維持され、それによって、一次流体経路１１０が開放される（すなわち、入口１０２および出口１０４は、一次流体経路１１０と流体連通している）。本明細書で使用されるとき、「第１の流体圧力」という用語は、流量および／または流体圧力に感受性のある流体のための所望の適合性のある流体圧力を指す。隔壁１２０が、隔壁１２０の流体圧力閾値（すなわち、隔壁１２０に対する地球の重力）よりも大きい第２の流体圧力（ｆ₂）を経験するとき、流体圧力閾値は克服され、隔壁１２０は、図１Ｂに示されるように、第２の構成を想定し、隔壁１２０は、一次流体経路１１０を閉塞し、閉鎖する。本明細書で使用されるとき、「第２の流体圧力」という用語は、流量および／または流体圧力に感受性のある流体に対する望ましくない非適合性の流体圧力を指す。この実施形態では、隔壁１２０の第２の構成は、バルブ１００を通るすべての流体の流れを防止する。第２の流体圧力が低下すると、隔壁１２０は第１の構成を再開し、それによって一次流体経路１１０を再開する。

ここで図２Ａを参照すると、第１の構成の隔壁２２０を有するバルブ２００が示され、バルブは、一次流体経路２１０を含み、その一部は、隔壁２２０の外面と内部２０６の内壁との間の空間によって画定され、バルブ２００は、二次流体経路２１２を含み、その一部は、隔壁２２０の開口部（aperture）２２２によって画定される。第１の構成では、隔壁２２０の流体圧力閾値（ｆ_T）は、第１の流体圧力（＠ｆ₁）にほぼ等しく、その結果、隔壁２２０は、一次流体経路２１０を閉塞または閉鎖しない内部２０６内の位置を維持する。隔壁２２０が隔壁２２０の流体圧力閾値よりも大きい第２の流体圧力（＠ｆ₂）を経験すると、図２Ｂに示されるように、流体圧力閾値は克服され、隔壁２２０は第２の構成を想定し、隔壁２２０は一次流体経路２１０を閉塞する。図１Ａおよび図１Ｂに示される実施形態とは異なり、隔壁２２０の第２の構成は、バルブ２００を通るすべての流体の流れを防止しない。むしろ、二次流体経路２１２の開放状態は、隔壁２２０の第２の構成において維持される。

いくつかの例では、図２Ｂに示されるデバイスを操作する臨床医または他の個人は、隔壁２２０が第２の構成を想定するときに、流量（flow rate）または充填速度（fill rate）の変化を検出する。したがって、臨床医は、隔壁２２０が第１の構成を再開することを可能にするために、第２の流体圧力を低減し得る。いくつかの例では、臨床医は、隔壁２２０が第２の構成を想定するときに、隔壁２２０と内部２０６の内壁との間の接触を感じるか、または聞くことができ、これは、第２の流体圧力を減少させるように臨床医に合図し得る。

ここで図３Ａを参照すると、第１の構成の隔壁３２０を有するバルブ３００が示され、バルブは、一次流体経路３１０を含み、その一部は、隔壁３２０の外面と内部３０６の内壁との間の空間によって画定され、バルブ３００は、二次流体経路３１２を含み、その一部は、出口３０４に近接した開口部３０８によって画定される。第１の構成では、隔壁３２０の流体圧力閾値（ｆ_T）は、第１の流体圧力（ｆ₁）にほぼ等しく、その結果、隔壁３２０は、一次流体経路３１０を閉塞または閉鎖しない内部３０６内の位置を維持する。隔壁３２０が、隔壁３２０の流体圧力閾値よりも大きい第２の流体圧力（ｆ₂）を経験するとき、図３Ｂに示されるように、流体圧力閾値は克服され、隔壁３２０は第２の構成を想定する。第２の構成にあるとき、隔壁３２０は、一次流体経路３１０を閉塞するが、二次流体経路３１２を閉塞しない。むしろ、二次流体経路３１２の開放状態は、隔壁３２０の第２の構成において維持される。

いくつかの実施形態では、バルブの一次流体経路は、隔壁内の単一の開口部（opening）またはアパーチャー（aperture）を含む。いくつかの実施形態では、一次流体経路は、隔壁内の複数の開口部またはアパーチャーを含む。いくつかの実施形態では、一次流体経路は、第１の流体圧力以下の流体圧力で開放され、第１の流体圧力よりも大きい流体圧力で部分的に閉鎖または完全に閉鎖される開口部（aperture）を含む。

ここで図４Ａを参照すると、第１の構成における隔壁４２０を有するバルブ４００が示され、バルブは、一次流体経路４１０を含み、その一部は隔壁４２０の開口部４２２によって画定される。第１の構成では、隔壁４２０の流体圧力閾値（ｆ_T）は、第１の流体圧力（ｆ₁）よりも大きく、それにより、開口部４２２は、開放された構成にある。開口部４２２が開放構成にあるとき、一次流体経路４１０は遮られない。隔壁４２０が、隔壁４２０の流体圧力閾値以上の第２の流体圧力（ｆ₂）を経験するとき、隔壁４２０は、図４Ｂに示されるように、開口部４２２が閉じた構成にある第２の構成を想定する。第２の構成にあるとき、隔壁４２０は、バルブ４００を通るすべての流体の流れが防止されるように、一次流体経路４１０を閉塞する。

いくつかの実施形態では、本発明の隔壁は、流量の増加および／または流体圧力の増加に応答して、バルブを通る流量を徐々に制限するように構成される。したがって、いくつかの実施形態では、隔壁は、流量および／または流体圧力の増加に対して線形応答を提供するように構成され、それによって、隔壁の開口部の断面直径は、隔壁によって経験される流量および／または流体圧力の変化と比較して減少または増加される。いくつかの実施形態では、これは、複数の流体圧力閾値を有する隔壁を提供することによって達成される。いくつかの実施形態では、これは、隔壁が複数の流体圧力閾値にリンクされた複数の構成を通って移動するにつれて、徐々に閉じられまたは開放される複数の流体経路を提供することによって達成される。

ここで図５Ａを参照すると、第１の構成における隔壁５２０を有するバルブ５００が示され、バルブは、一次流体経路５１０を含み、その一部は隔壁５２０の第１の開口部５２２によって画定される。隔壁５２０は、第２の開口部５２４をさらに備える。第１の構成では、隔壁５２０の流体圧力閾値（ｆ_T）は、第１の流体圧力（ｆ₁）よりも大きく、それにより、開口部５２２は開放構成にあり、第２の開口部５２４は閉鎖構成にある。第１の開口部５２２が開放構成にあるとき、一次流体経路５１０は遮られない。隔壁５２０が、隔壁５２０の流体圧力閾値以上の第２の流体圧力（ｆ₂）を経験するとき、隔壁５２０は、図５Ｂに示されるように、第１の開口部５２２が閉じた構成にあり、第２の開口部５２４が開いた構成にある第２の構成をとる。第２の構成にあるとき、一次流体経路５１０は閉塞され、二次流体経路５１２は、第２の開口部５２４を通して形成される。いくつかの実施形態では、第２の開口部５２４を通る流速は、第１の開口部５２２を通る流量（flow rate）よりも小さい。したがって、臨床医は、隔壁５２０が第１の構成から第２の構成に切り替わるときに、流量（flow rate）および／または充填速度（fill rate）の減少を検出し得る。いくつかの実施形態では、バルブ５００の流量の変化は、バルブ５００を通って流れる流体の所望の質を維持するために、流体圧力の変化が必要であることを臨床医に示すであろう。

ここで図６Ａを参照すると、第１の構成における隔壁６２０を有するバルブ６００が示され、バルブは、一次流体経路６１０を含み、その一部は、隔壁６２０の外面と内部６０６の内面との間の空間によって画定される。第１の構成では、隔壁６２０の流体圧力閾値（ｆ_T）は、第１の流体圧力（ｆ₁）よりも大きく、それにより、隔壁６２０は、一次流体経路６１０を閉塞または閉鎖しない内部６０６内の位置を維持する。隔壁６２０が隔壁６２０の流体圧力閾値よりも大きい第２の流体圧力（ｆ₂）を経験すると、図６Ｂに示されるように、流体圧力閾値は克服され、隔壁６２０は第２の構成を想定し、隔壁６２０は一次流体経路６１０を閉塞する。いくつかの実施形態では、隔壁６２０は、第１の構成から第２の構成に枢動するように、内部６０６の内面に枢動可能に結合される。第２の構成にあるとき、隔壁６２０は、バルブ６００を通るすべての流体の流れが防止されるように、一次流体経路６１０を閉塞する。

ここで図７Ａを参照すると、第１の構成における隔壁７２０を有するバルブ７００が示され、バルブは、一次流体経路７１０を含み、その一部は、隔壁７２０の外面と内部７０６の内面との間の空間によって画定される。隔壁７２０は、開口部７２２をさらに備える。いくつかの実施形態では、一次流体経路７１０は、隔壁７２０が第１の構成にあるとき、開口部７２２を含まない。いくつかの実施形態では、一次流体経路７１０は、隔壁７２０が第１の構成にあるときに開口部７２２を含む。第１の構成では、隔壁７２０の流体圧力閾値（ｆ_T）は、第１の流体圧力（ｆ₁）よりも大きく、それにより、隔壁７２０は、一次流体経路７１０を閉塞または閉鎖しない内部７０６内の位置を維持する。隔壁７２０が隔壁７２０の流体圧力閾値よりも大きい第２の流体圧力（ｆ₂）を経験すると、図７Ｂに示されるように、流体圧力閾値は克服され、隔壁７２０は第２の構成を想定し、隔壁７２０は一次流体経路７１０を閉塞する。第２の構成にあるとき、二次流体経路７１２は、開口部７２２を通して形成され、バルブ７００を通して低減された流量が提供される。

ここで図８Ａ～８Ｅを参照すると、円錐形またはくさび形の隔壁８２０と、および入力８０２から出力８０４に向かって内向きに先細になる円錐形またはくさび形の内面８０６とを有するバルブ８００が示され、そのバルブは、外面隔壁８２０と内面８０６との間の空間によってその一部が画定される一次流体経路８１０を含む。図８Ａを参照すると、隔壁８２０は、第１の構成で示される。第１の構成では、隔壁８２０の流体圧力閾値（ｆ_T）は、第１の流体圧力（ｆ₁）よりも大きく、その結果、隔壁８２０は、一次流体経路８１０を閉塞または閉鎖しないバルブ８００の内部内の位置を維持する。いくつかの実施形態では、隔壁８２０は、隔壁８２０の流体圧力閾値に寄与する構造要素８２１を含む。例えば、いくつかの実施形態では、隔壁８２０は、一次流体経路８１０と連通する隔壁の表面積を増加させるように構成された凹面を含む構造要素を含む。いくつかの実施形態では、隔壁８２０は、一次流体経路８１０内の隔壁８２０の抗力を増加させるように構成された構造要素を含む。

隔壁８２０が、隔壁８２０の流体圧力閾値以上である第２の流体圧力（ｆ₂）を経験するとき、図３Ｂに示されるように、流体圧力閾値は克服され、隔壁８２０は第２の構成を想定する。第２の構成にあるとき、隔壁８２０は、内部８０６と流体密封シールを形成し、それによって、バルブ８００を通るすべての流体流が防止されるように、一次流体経路８１０が閉塞される。いくつかの実施形態では、隔壁８２０は、内部８０６と不可逆的な流体密封シールを形成する。他の実施形態では、隔壁８２０は、内部８０６と一時的な流体密封シールを形成し、第１の流体圧力が再開されるときに流体密封シールが取り外される。

いくつかの実施形態では、隔壁８２０は、図８Ｃに示されるように、隔壁８２０の外面内に形成され、または他の方法で隔壁８２０の外面に設けられた溝（groove）またはチャネル（channel）８２３をさらに備える。隔壁８２０が第２の構成にあるとき、チャネル８２３は、内面８０６と二次流体経路８１２を形成し、そのような流体は、二次流体経路８１２を介してバルブ８００を通って流れ続け得る。

ここで図８Ｄおよび８Ｅを参照すると、本発明のいくつかの実施形態は、外部制御８５０をさらに含み、それによって、隔壁８２０の位置は、望ましくない流体圧力（ｆ₂）に応答して好ましい流量（Ｆ_p1およびＦ_p2）を達成するために、臨床医によって手動で選択され得る。外部制御８５０は、臨床医がバルブ８００の内部内で隔壁８２０の位置を操作および／または設定することができる任意の特徴（features）または構造（structures）を含んでよい。いくつかの実施形態では、制御８５０は、隔壁８２０に動作可能に結合されるボタンを含む。いくつかの実施形態では、制御８５０の位置は、複数の設定位置の間で調整可能である。いくつかの実施形態では、制御８５０の位置は、無限に調整可能である。

いくつかの実施形態では、制御８５０の位置は、一次流体経路８１０の容積、容量、および／または寸法を調整する。したがって、制御８５０は、一次流体経路８１０を通る流量を増加または減少させ得る。いくつかの実施形態では、隔壁８２０および内面８０６の構造的特徴は、これらの表面間の近接性と組み合わせて、バルブ８００を通る流量を決定する。例えば、図８Ｄに示されるように、バルブ８００の隔壁８２０および内面８０６の先細りの円錐形構造は、制御８５０が第１の位置にあるときに第１の流量（Ｃ₁）を提供し、第１の流量は、第１の好ましい流量（Ｆ_p1）を提供する。制御８５０が第２の位置に移動されるとき、隔壁８２０の対向する表面と内面８０６との間の距離は、第２の流量を提供するように減少され（Ｃ₂）、第２の流量は、第２の好ましい流量を提供する（Ｆ_p1）。いくつかの実施形態では、臨床医は、バルブ８００を通って流れる流体に対する望ましくない損傷を防止する流量を提供する制御８５０のための位置を選択する。

本発明のいくつかの実施形態は、バルブ内の流体圧力に応答して隔壁の移動を制御するように構成された付勢要素を備えるバルブを提供する。付勢要素は、バルブ内の隔壁の位置に寄与する任意の構造、特徴、または作用を含み得る。いくつかの例では、付勢（バイアス）要素は、バルブの入力端に向かって隔壁を付勢する。いくつかの実施形態では、付勢要素は、バルブの出力端に向かって隔壁を付勢する。いくつかの実施形態では、付勢要素は、バルブの入力端部と出力端部との間の位置に向かって隔壁を付勢する。いくつかの実施形態では、付勢要素は、バルブの内壁面に向かって隔壁を付勢する。いくつかの実施形態では、付勢要素は、ばねである。いくつかの実施形態では、付勢要素は、テザー（tether）である。いくつかの実施形態では、付勢部材は変形可能である。いくつかの実施形態では、付勢部材は、弾性である。いくつかの実施形態では、付勢部材は可撓である。いくつかの実施形態では、付勢部材は剛性である。

ここで図９Ａを参照すると、第１の構成に隔壁９２０を有するバルブ９００が示され、バルブは、一次流体経路９１０を含み、その一部は、隔壁９２０とバルブ９００の内面９０６との間の空間によって画定される。バルブ９００は、隔壁９２０と内面９０６との間に介在するばね付勢要素９３０をさらに備え、付勢要素は、バルブ９００内の隔壁９２０の位置を維持する。第１の構成では、隔壁９２０および付勢要素９３０の流体圧力閾値（ｆ_T）は、第１の流体圧力（ｆ₁）よりも大きく、それにより、付勢要素９３０は、隔壁９２０を入力端部９０２に向かって付勢し、一次流体経路９１０を閉塞または閉鎖しない隔壁９２０の位置を維持する。隔壁９２０が隔壁９２０および付勢要素９３０の流体圧力閾値以上の第２の流体圧力（ｆ₂）を経験すると、図９Ｂに示されるように、流体圧力閾値は克服され、隔壁９２０は第２の構成を想定し、付勢要素９３０は崩壊し、隔壁９２０は一次流体経路９１０を閉塞する。第２の構成にあるとき、隔壁９２０は、出力９０４に向かって第２の流体圧力によって移動され、それによって隔壁９２０は、出力９０４に接触し、バルブ９００を通るすべての流体流が防止されるように、一次流体経路９１０を閉塞する。いくつかの実施形態では、バルブ９００は、隔壁９２０が第２の構成にあるときにバルブ９００を通る制限された流体流を提供する二次流体経路を含み得る。

ここで図１０Ａを参照すると、第１の構成に隔壁１０２０を有するバルブ１０００が示され、バルブは、一次流体経路１０１０を含み、その一部は、隔壁１０２０とバルブ１０００の内面１００６との間の空間によって画定される。バルブ１０００は、隔壁１０２０と内面１００６との間に介在するばね付勢要素１０３０をさらに備え、付勢要素は、バルブ１０００内の隔壁１０２０の位置を維持する。第１の構成では、隔壁１０２０および付勢要素１０３０の流体圧力閾値（ｆ_T）は、第１の流体圧力（ｆ₁）よりも大きく、それにより、付勢要素１０３０は、隔壁９２０を入力１００２から離れ、出力１００４に向かって、一次流体経路１０１０を閉塞または閉鎖しない位置に付勢する。隔壁１０２０が隔壁１０２０および付勢要素１０３０の流体圧力閾値以上である第２の流体圧力（ｆ２）を経験すると、図１０Ｂに示されるように、流体圧力閾値は克服され、隔壁１０３０は第２の構成を想定し、それにより、付勢要素は隔壁１０２０を崩壊し、一次流体経路１０１０を閉塞する。第２の構成にあるとき、隔壁１０２０は、出力１００４に向かって第２の流体圧力によって移動され、それによって隔壁１０２０は、出力１００４に接触し、バルブ９００を通るすべての流体流が防止されるように、一次流体経路１０１０を閉塞する。いくつかの実施形態では、バルブ１０００は、隔壁１０２０が第２の構成にあるときにバルブ１０００を通る制限された流体流を提供する二次流体経路１０２２を含み得る。

本発明は、その構造、方法、または本明細書で広く説明され、以下で特許請求される他の本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形で実施し得る。説明された実施形態および実施例は、あらゆる点で例示としてのみ考慮され、限定として考慮されるべきではない。従って、本発明の範囲は先述の明細書によってではなく付属する請求項によって示される。請求項と均等の意味および範囲内に収まる全ての変更は、本発明の範囲に包含されるべきである。

本明細書に列挙されたすべての例および条件付き言語は、読者が本発明および発明者によって当技術分野を促進するために提供された概念を理解するのを助ける教育的目的を意図しており、そのような具体的に列挙された例および条件に限定されないと解釈すべきである本発明の実施を詳細に説明してきたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更、置換、および代替を行うことができることを理解されたい。

Claims (18)

1. 流体の流れを制御するためのバルブであって、
   前記バルブは、
   入口および出口を備える筐体と、
   前記入口から前記出口へ流れる一次流体経路と、
   前記一次流体経路と同じ方向に前記入口から前記出口へ流れる二次流体経路と、
   前記筐体の内部内で、前記一次流体経路に近接して配置された隔壁であって、前記内部内の第１の流体圧力での第１の構成と、前記内部内の第２の流体圧力での第２の構成とを含む、前記隔壁と、
   を備え、
   前記一次流体経路は、前記隔壁が前記第１の構成にあるときには遮られず、前記隔壁が前記第２の構成にあるときには遮られ、前記二次流体経路は、第２の構成にあるときには前記隔壁によって遮られず、
   前記二次流体経路は、前記隔壁または前記筐体の少なくとも一方に画定された第１の開口部を含む、バルブ。
2. 前記隔壁は、前記隔壁が前記第１の構成から前記第２の構成に切り替わる流体圧力閾値をさらに備える、請求項１に記載のバルブ。
3. 前記第１の構成が開放構成であり、前記第１の流体圧力が前記流体圧力閾値以下であり、前記第２の構成が閉鎖構成であり、前記第２の流体圧力が前記流体圧力閾値よりも大きい、請求項２に記載のバルブ。
4. 前記流体圧力閾値が流体真空圧力閾値であり、前記第１の流体圧力が第１の流体真空圧力であり、前記第２の流体圧力が第２の流体真空圧力である、請求項２に記載のバルブ。
5. 前記第１の構成が開放構成であり、前記第１の流体真空圧力が前記隔壁の前記流体真空圧力閾値以下であり、前記第２の構成が閉鎖構成であり、前記第２の流体真空圧力が前記流体真空圧力閾値よりも大きい、請求項４に記載のバルブ。
6. 前記隔壁は、第２の開口部を含み、前記第１の構成では、前記第２の開口部は開放され、前記第２の構成では、前記第２の開口部は閉鎖される、請求項１に記載のバルブ。
7. 前記第２の開口部が、前記一次流体経路の一部を備える、請求項６に記載のバルブ。
8. 前記隔壁は、第２の開口部を含み、前記第２の開口部は、前記第１の構成において第１の幅に開放され、前記第２の構成において第２の幅に縮小される、請求項１に記載のバルブ。
9. 前記第２の幅が、前記第２の開口部を通る流体流量を減少させる、請求項８に記載のバルブ。
10. 前記第２の幅が、前記第２の開口部を通る流体の流れを防止する、請求項８に記載のバルブ。
11. 前記隔壁と前記筐体の内面との間の接触が、前記一次流体経路を遮断する、請求項１に記載のバルブ。
12. 前記隔壁の対向する表面間の接触が、前記一次流体経路を遮断する、請求項１に記載のバルブ。
13. 前記二次流体経路が、前記第１の構成における前記隔壁によって遮断されない、請求項１に記載のバルブ。
14. 前記隔壁が前記二次流体経路を備える、請求項１に記載のバルブ。
15. 前記隔壁が、前記一次流体経路および前記二次流体経路を備える、請求項１に記載のバルブ。
16. 前記一次流体経路は、前記二次流体経路の二次流量容量よりも大きい一次流量容量を備える、請求項１５に記載のバルブ。
17. 前記隔壁が、前記内部内に固定的に配置される、請求項１に記載のバルブ。
18. 前記隔壁は、前記内部内に移動可能に配置される、請求項１に記載のバルブ。