JP4620735B2 - 簡単な洗浄及び充填装置 - Google Patents

Description

本発明は、閉じたあるいはほぼ閉じた包囲体に充填し、洗浄し、アンブロッキングタイプ（ｕｎｂｌｏｃｋｉｎｇ−ｔｙｐｅ）の処置のための方法と装置とに関する。特に、複雑な形状及び／又は近づくことの困難なキャビテーに適したものである。本発明は建設分野、化学分野あるいは食品分野、医療用及び歯科用に応用できるものである。

閉じた包囲体を洗浄するために、流体、気体あるいは必要に応じて化学洗浄剤の入っている液体を高圧で循環するべく、包囲体に二つの開口部を設置することは、公知な方法である。この方法には以下の制約があって：
包囲体の複雑な形状のために、壁面に流体を到達させることができず汚れたままになっていて；
さらに、単なる循環は比較的長い洗浄時間を必要とし、ありふれた効果しかない。

空気の詰まった閉じたあるいはほぼ閉じたキャビテーに液体又はのり状の物質を充填するために、キャビテーの開口部に水入口ダクトを接続し、第二開口部又は前記開口部のどちらかから空気を吐出することは公知である。しかしながら、そのような方法は、体積が大きいと時間を要するものである。さらに、形状が複雑で、薄くてせまく、エアポケットがあるキャビテーに完全に充填することは不可能である。

充填の解決方法が、歯科治療分野に係わる特許文献１に開示されていて、閉じた包囲体は歯の内部であって、その内部にペーストが詰められる。本解決方法は歯の空間を吸引すると同時にペーストを充填するようになっている。もし、歯の空間が大きい場合、充填に時間を要し、キャビテー全体の充填は困難でエアポケットが残存する欠点を有している。

第二の解決方法は歯科治療分野におけるものであって、特許文献２に開示されている。本方法は、液体をポンプにより押し込むことにより歯の内部に液体を充填するものである。本方法は気泡の発生を伴ない、そしてポンプの起動、停止の制御により発生する周期的なパルスによる圧力振動を利用している。本方法は、単純に加圧液体を循環させることにより洗浄作用、充填作用を改善する利点がある。しかしながら、装置は非常に複雑で、大きく、そしてポンプの特殊な運転にもとづく制御が著しく困難であるとの欠点がある。さらに、本方法はキャビテーからエアポケットを完全に除去することはできず、そして充填及び洗浄は不完全なものとなっている。

第三の解決方法が特許文献３に開示されていて、歯科医療の分野におけるものである。本解決方法はコンタクトレンズを収容できるチャンバを有している装置にもとづくものである。本装置は、一方で真空引きするポンプに接続され、歯の内部を真空にすることができ、他方で加圧した洗浄流体を歯の中に導入するピストンを有している。本装置はキャビテーション状態で運転され、前述の欠点を解決するべく高エネルギを内包している。しかしながら、そのような解決方法は、制御された二つのポンプ駆動装置と、比較的長いダクトと、多くの継手とを必要とするものであり、そして運動中のコンポーネントの慣性及び運動中の液体柱の慣性にもとづくものであって、そして圧力変動に関連するダクトのような種々のコンポーネントに伴なう種々の減衰因子の影きょうをうけるようになっている。従って本解決方法は信頼性の問題を有している複雑な機構に依存している。さらに、消費するエネルギが多くて、しかも多量の液体を使用するものである。常に危険を伴なっているキャビテーションを引き起こしており、そのような使用するのに適切なものでない。本解決方法の修正が特許文献４に開示されているが同様な欠点を有している。

特許文献４に開示された解決方法も同様な欠点を有している。

キャビテーションを用いた別の解決方法は特許文献５に開示されている。本装置は装置により低圧を発生することにもとづくものであり、その装置が周期的に洗浄する包囲体に接触するようになっていて、大気圧と低圧とが交互にかかるようになっている。本解決方法は、種々の圧力源を閉じた包囲体キャビテーに接続する数個の内部ダクトを含んでいる、モータにより回転されるロータにもとづいている。本装置は、前述した多くの欠点を含んでいて、それにロータの使用が追加されており、本装置がダクト間の特殊継手を必要とし、エネルギ損失を生じ摩擦による摩耗を発生し、そして液体がロータを通過するためにシーリングの及び衛生上の問題がある。

ダクトが詰まると、例えば圧力が詰まりを取り除くのに十分な圧力の水を用いて充填し詰まりを解除することは公知な方法である。実施にあたって、本方法は著しい詰まりに限定されている。
欧州特許出願公開第０５３８２００号明細書 米国特許第４０２１２１号明細書 欧州特許出願公開第０５２１１１９号明細書 欧州特許出願公開第０７６６５３５号明細書 欧州特許出願公開第１１４６９１４号明細書

本発明の目的は接近しにくい閉じたキャビテーにおける充填、洗浄、詰まり除去の処置を可能にする方法と装置とを提供することである。

詳しくは、本発明の目的は、短時間においてすぐれた結果の得られる充填、洗浄、詰まり除去に適切な方法と装置とを提供することである。

本発明のさらなる目的は、建設、化学、食品分野における、キャビテーが液体を輸送するダクト又はタンクのような分野、そして医療や歯科治療の分野における、キャビテーが動脈又は歯のような分野に適切な方法と装置とを提供することである。

本発明の目的は、小型で低価格の単純な装置と方法とを提供することである。

本発明の概念は、洗浄する対象物の入っている包囲体に急速な圧力解放のサイクルを加え、包囲体内部において流体、ガス、液体及びのり状物質の特殊な運動を引き起こし、包囲体における洗浄、充填、詰まり除去作用を高めることである。

本発明は、ダクトを具備していて、閉じた包囲体における困難な処置をするための装置であって、前記ダクトの第一端部は前記包囲体の中へ挿入されるようになっており、前記ダクトが、減圧手段と、出口ダクトと、ダクトとに接続されている装置において：
ａ）前記減圧手段の機能は、前記包囲体内部の圧力を低下させることであり；
ｂ）前記出口ダクトは吸引された物質を引き出すための物であり；
ｃ）前記ダクトは、急速に圧力を解放するための装置と、前記包囲体内部の圧力が所定のしきい値より低下した場合に前記ダクトの端部を外部空気に連通させるようになっている前記装置の開口部とに接続されている。

前記減圧手段は、ベンチュリー効果により圧力の低下をもたらすように、空気循環を利用してもよい。

装置は廃棄物吸引ダクトに接続されてもよい。

前記開口部を介して前記ダクトの端部を外部と連通させる、あるいは連通させないようにするために、ばねにより前記開口部に向かって付勢されているボールを含んでいる。

装置がダクトを備えていてもよくて、ダクトの端部の一方が前記包囲体の中へ挿入されるようになっていて、端部の他方が流体リザーバに接続されたダクトとの接続に適切なものとなっているダクトを備えている。

装置がシリコン製又はエラストマ製の端部継手を備えていてもよくて、一つ以上の前記チューブの端部が前記端部継手を貫通して前記包囲体の中へ挿入されるようになっている端部継手を備えている。

前記ダクトの一方が前記端部継手からより長く突出していて、前記包囲体の中へより深く挿入されるようになっている。

本装置は歯科治療用の装置として使用されてもよい。さらに、コンタクトレンズのような対象物を洗浄するために使用してもよい。

閉じた包囲体における困難な処置のための処置方法に関するものであり、処置方法が：
前記包囲体に接続されたダクトの端部において圧力を減圧する段階と；
前記包囲体内部の圧力がしきい値より低下すると、前記ダクトがダクトと開口部とを介して大気圧の外部空気と連通し、前記包囲体内部の急速な圧力上昇をもそらすようになっている段階と；
を含んでいる。

前記方法が、ベンチュリー効果により前記ダクト内部の圧力を低下するために、前記ダクト内部で空気を循環させる段階を含んでいてもよい。

前記方法が、平行して、ダクトを介して前記包囲体に流体を供給する段階を含んでいてもよい。

添付図面を用いて、これに限定するものではないが好適な実施形態を例にして、本発明における目的、特徴及び利点を以下に説明する。

図１〜３は本発明の概念を説明する装置の概略図である。

図１は閉じたキャビテー１を図示していて、洗浄する対象物はキャビテー１に置かれている。本発明による装置が第一開口部を介してキャビテーに接続された減圧手段２と、第二開口部を介して包囲体に接続された圧力急速解放手段３とを備えていて、本実施形態においては減圧手段２はポンプであって、圧力急速解放手段３はバルブタイプの放出装置であり、かつ流体４の入っているリザーバに接続されていて、本実施形態において、その流体４は大気圧の空気である。

単純化するために、キャビテーは概略的に長方形で図示されている。しかしながら、キャビテーは複雑な形状であってもよくて、特に凹部を備えていてもよい。

前述の装置を用いた本発明における洗浄方法は基本的な以下の段階を含んでいて：
包囲体に存在する空気を吸い出す吸引ポンプ２を用いて包囲体１内部の圧力を減圧する段階と；
所定のしきい圧力より減圧されると、バルブ３により急速な解放がもたらされ、すなわち空気４が包囲体の中に急流入し、そして包囲体内部における急激な圧力上昇がもたらされる段階と；である。
前述の段階は繰り返される。

減圧手段２は、ポンプのような機械式のものであってもよいし、タービンのような油圧式のものであってもよいし、あるいは作動サイクルが連続運転とみなすことができるのに十分な高作動サイクルのバイブレーションポンプ（vibration pump）のような電気機械式のものであってもよい。減圧装置は連続的あるいはほぼ連続的に作動されるので、包囲体内でほぼ恒常的な空気流れが発生されている。

解放装置３は急速な圧力上昇をもたらすようになっていて、例えば大気圧の空気のような一定圧の外気に連通して包囲体を急速に低圧にすることのできる単純な装置であってもよい。解放装置３がボールを備えた単純な機械式装置であってもよくて、そのボールは包囲体の開口部を遮断するようになっており、そしてばねに接続されていて、そしてこのボールは可動であって、包囲体の内部と外部との圧力差がばねの力に十分対抗できる値に到達した場合包囲体の開口部を解放するようになっている。この装置は、圧力低下が所定のしきい値を越えた場合にバルブを開くことを可能にする、弾力性一定材料で作られていてもよい。この現象はほぼ恒常的な流れにおける急激な変化をもたらす。
別の実施形態として、装置は制御されてもよくて、例えばバルブが機械的に制御されていてもよい。

前述の二つの作用の組合わせと反復とが包囲体内部における激しい運動を伴なった空気の循環を可能なものにしていて、単純流れに比較してすぐれた洗浄が可能となっている。

装置はいずれの流体４を用いてもよい。水のような液体の場合、その非圧縮性により少なくともわずかな空気泡が包囲体内部に残存しているので、装置は効果のあるものとなっていて、その空気泡は、包囲体の壁面の不完全な幾何学的形状と、例えば開口部における固体又は流体の汚染物の存在と、包囲体のシーリングの不完全性とにもとづく現象によるものであり、装置が前述した圧力サイクルを発生することを可能にしている。本発明の概念によると、従来技術と異なって著しいキャビテーション条件は考りょされずかつ必要もない。しかしながら、本発明はこれら著しい条件に匹敵するもので、必要とするなら本装置をそのような条件下で運転することを妨げるものではない。

図２は別の実施形態を図示する概略図である。本実施形態において、装置は第三開口部を介して包囲体１に流体６を供給手段５をさらに備えていて、この場合流体６は水である。供給手段は、所定の圧力、好ましくは高圧で一定圧における水リザーバに接続された単純なダクトであってもよい。

本装置は以下の段階を実行することが可能であって：
包囲体に存在する空気を吸い出す吸引ポンプ２を用いて包囲体１内部の圧力を減圧する段階と；
供給手段５から供給された水で包囲体を充填する段階であって、この充填する段階は入口における水圧と手段２による吸引とにより促進されるようになっている、充填する段階と；
所定のしきい圧力より減圧されると、バルブ３により急速な解放がもたらされ、すなわち空気４が包囲体の中に急流入し、そして包囲体内部における急激な圧力上昇がもたらされる段階と；である。

この装置は以下の作用を達成できるようになっていて：
包囲体内部の空気の解放が包囲体内部に衝撃をもたらし、その衝撃は水の非圧縮性により包囲体の空間に伝達され；
特別な充填方法を用いることもなく、包囲体は水で充満され、この充填が常に水を供給する場合に比較してすぐれたものとなっている。詳しくは、この装置は包囲体のいずれのすみにおいても急速な解放の作用を受けるようになっている；
にもかかわらず、わずかな残存気泡があって、包囲体がほぼ水で充満されている場合でさえも吸引続いての解放メカニズムが継続作動されることを可能にしている。これらの空気泡は非常に小さなものであり、大気圧下では裸眼で見ることはほとんど不可能である。空気泡は解放により引き起こされた急激な対流運動により不規則な運動を行ない、圧力減少に伴なって体積は増加し、この体積の変化が液体における対流運動のさらなる原動力となっている。これらの現象のために、気泡は能動的に表面の洗浄を行なうようになっており；
包囲体内における洗浄作用は著しく効果的なものとなっている。

結局のところ、装置は二つの補間し合う流体である空気と水との作用を組合せることを可能にしていて、空気は圧力低下とそれに続く急激な解放メカニズムを可能にするものであり、そして水は必要に応じて液体洗浄剤を加えて、空気のみによるよりもすぐれた洗浄作用をもたらし、そして衝撃波の伝達にも効果的に作用している。当然のことであるが、流体である液体、気体及びのり状のものいずれの組合せも可能であって、懸濁液である固体粒子を含んでいる液体の使用も可能である。

この装置及び方法は改善した洗浄を提供することが可能である。本発明における原理は、第二の用途として包囲体の中に置かれた対象物を洗浄することに適用可能である。

さらに、包囲体１を水で充満することも可能にしている。従って、本装置は包囲体の遮断解除にも適したものである。というのは、充填が改善されたものとなっていて、単純流れが到達することは困難な区画に充填することを可能にしていて、そして急速な圧力解放が遮断解除に能動的に作用する衝撃の伝達を可能にしているからである。

図３は図１における装置の別の実施形態を図示していて、減圧及び急速な圧力解放の作用を使用するために、包囲体１に単一の開口部だけを必要とするものである。この場合、バルブ形状の圧力解放装置３は、減圧機構の出口ダクトの開口部に接続されている。

図４は、歯科治療に適切な特別な装置１０を図示している。

図５に図示するように、本装置は二つのダクト１１及び１２を備えていて、二つのダクトは歯１５における開口部１４に設置されたシリコン製の台形状の端部継手１３を貫通していて、歯のキャビテ１に挿入されるようになっている。ダクト１１は圧力を減圧する作用を備えていて、一方ダクト１２は流体供給ダクト６である。利点のあることに、供給ダクトには二つのダクト（１１及び１２）の間の相互作用を回避するべくより深く挿入されていて、その相互作用とは、例えばダクト１２から流出した流体６が即座にダクト１１を介して吸引されるリスクのことである。プラグ１３は歯の開口部１４に真すぐに押し込まれた単純なシリコン製プラグであって、そのプラグは操作時にキャビテ１内部の低圧により所定位置に保持されるようになっている。

装置１０は、病院で利用可能な外部空気循環ダクト１７に接続可能なダクト１６を含んでいる。このダクト１６はダクト１１の端部をより下口径の出口ダクト１８に接続している。この構造は、ベンチュリ効果によりダクト１６がダクト１１の端部において減圧をもたらすことを可能としている。この幾何学的形状は、装置の圧力範囲を越えた操作を可能なものにしている。従って、ダクト１１及び１６は、図１〜３に図示したように減圧機能２を満足するようになっている。別に、ダクト１１の端部において、吸引ポンプのような他の減圧手段が使用されてもよい。

ダクト１１を介して吸引された物質はダクト１８によりガイドされていて、そのダクト１８は衛生廃棄物収集装置に接続されるダクト１９に接続されていてもよい。さらに、ダクト２０が一方でダクト１１に接続され他方でボール２２とばね２１とからなる装置に接続しており、その作用については前述した、圧力が十分に低くなると、ばね２１は外気の圧力で圧縮され、空気は開口部２３を介してダクト２０に流入し、続いてダクト１１を介して歯のキャビテー１の中に流入し、圧力の急上昇をもたらす。ボール２２がばね２１により押しもどされ開口部を外気から遮断する。ダクト２０と、ボール２１とばね２２と、開閉部２３とからなる本装置が急速な圧力解放の機能を満たすようになっている。ダクト１２は端部において、流体の入ったリザーバ６に接続したダクト２４に接続している。本装置が供給装置５である。

この装置１０は、種々のダクトを含んでかつ保護しているシェル２５を含んでいる。このシェルが歯用の出口、より詳しくはダクト１１及び１２の二つの端部を有している。このシェルは外部への他の四つの継手を有していて、ダクト１６，１８，１２，２０が接続できるようになっている。

本装置は、一方で洗浄流体６を用いて骨のキャビテー１８の洗浄を可能にしている。さらに、洗浄流体の代りにペーストを用いてキャビテーにペーストを充填することも可能である。

装置１において、達成されるキャビテー１内部の圧力曲線を図８に図示する。ピストンが包囲体１の体積を減少させている第一段階において、圧力は一定であり大気圧である。ピストンが包囲体１の体積を増加する第二段階において圧力は漸次減圧され、第三段階において圧力は短時間で大気圧に急上昇している。

当業者においては、本装置を洗浄する対象物に使用することができる。

さらに、本装置は他の特殊な条件下で作動することができるものであって、その条件とは流体の相変化があり、又はキャビテーション現象のある条件である。本装置には圧力センサのような補助コンポーネント、あるいは補助的に振動及び／又は熱を付加するために流体に接触又は包囲体に浸せきされた例えば超音波タイプのトランスデューサのような装置を取り付けることも可能である。

本発明による装置と方法とは：
種々の分野の用途に適切なものであり；
短時間におけるすぐれた洗浄性能、充填性能、及び解放性能を可能にするものであり；
著しく簡単なもので、かつ低コストであり、一回の使用で使い捨てが可能であり、例えば衛生上の要求が大きい医療及び歯科の分野において著しく利点のあるものとなっていて；
大型のものではなく、外部ダクト及び処置すべきキャビテーに簡単に接続することができ；
ガスの供給あるいは必要に応じて流体の供給によるだけで簡単に運転できるものであり、多量のエネルギを必要とするものではなく；
充填するだけで作動できる；
との利点を有している。

図１は、本発明の概念を説明する概略図である。 図２は、本発明の概念にもとづく装置の概略図である。 図３は、図１を変形したものである。 図４は、本発明による装置を歯科治療用に適用したものの斜視図である。 図５は、図４の詳細図である。 図６は、図４による装置を用いて得られた時間を函数とした圧力曲線を図示している。

Claims (13)

1. 減圧ダクト（１１）を具備していて、閉じた包囲体（１）における困難な処置をするための装置であって、前記減圧ダクト（１１）の第一端部は前記包囲体（１）の中へ挿入されるようになっており、前記ダクトが、減圧手段と、出口ダクト（１８）と、圧力解放ダクト（２０）とに接続されている装置において：
   前記減圧手段の機能は、前記包囲体内部の圧力を低下させることであり；
   前記出口ダクト（１８）は吸引された物質を引き出すためのものであり；
   前記圧力解放ダクト（２０）は、急速に圧力を解放するための装置（２１，２２）と、前記包囲体（１）内部の圧力が所定のしきい値より低下した場合に前記圧力解放ダクト（２０）の端部を外部空気に連通させるようになっている前記装置の開口部とに接続されている；
   装置。
2. 前記減圧ダクト（１１）がその端部においてベンチュリダクト（１６）に接続されていて、前記ベンチュリダクト（１６）は空気循環ダクト（１７）と接続するのに適切な端部を有しており、前記包囲体（１）内部の圧力はベンチュリー効果により低下されるようになっている、請求項１に記載の装置。
3. 前記出口ダクト（１８）が廃棄物吸引ダクト（１９）に接続するのに適切な端部を有している、請求項１に記載の装置。
4. 前記開口部（２３）を介して前記圧力解放ダクト（２０）の端部を外部と連通させる、あるいは連通させないようにするために、ばね（２１）により前記開口部（２３）に向かって付勢されているボール（２２）を含んでいる、請求項１に記載の装置。
5. 端部の一方が前記包囲体（１）の中へ挿入されるようになっていて、端部の他方が流体リザーバ（６）に接続された流体リザーバダクト（２４）との接続に適切なものとなっている流体供給ダクト（１２）を備えている、請求項１−４のいずれか一項に記載の装置。
6. シリコン製又はエラストマ製の端部継手（１３）であって、一つ以上の前記チューブ（１１，１２）の端部が前記端部継手（１３）を貫通して前記包囲体（１）の中へ挿入されるようになっている端部継手（１３）を備えている、請求項１−５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記減圧ダクト（１１）又は前記流体供給ダクト（１２）の一方が前記端部継手（１３）からより長く突出していて、前記包囲体（１）の中へより深く挿入されるようになっている、請求項５又は６に記載の装置。
8. 歯科治療用の装置である、請求項１−７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記包囲体（１）内部に振動現象及び／又は熱現象及び／又は超音波現象を付加するためにトランスデューサをさらに含んでいる、請求項１−８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記包囲体内部にコンタクトレンズのような洗浄する対象物を置くための開口部をさらに含んでいる、請求項１−９のいずれか一項に記載の装置。
11. 人体の部分である閉じた包囲体を除いた閉じた包囲体（１）における困難な処置のための処置方法において：
    前記包囲体（１）に接続された減圧ダクト（１１）の端部において圧力を減圧する段階と；
    前記包囲体（１）内部の圧力がしきい値より低下すると、前記減圧ダクト（１１）が圧力解放ダクト（２０）と開口部（２３）とを介して大気圧の外部空気と連通し、前記包囲体（１）内部の急速な圧力上昇をもそらすようになっている段階と；
    を含んでいる、閉じた包囲体（１）内部における困難な処置のための処置方法。
12. 圧力を減圧する前記段階が、ベンチュリー効果により前記減圧ダクト（１１）内部の圧力を低下するために、前記ベンチュリダクト（１６）内部で空気を循環させる段階を含んでいる、請求項１１に記載の処置方法。
13. 圧力を減圧する前記段階と、急速な圧力をもそらすようになっている前記段階との両前記段階に平行して、流体供給ダクト（１２）を介して前記包囲体（１）に流体を供給する段階を含んでいる、請求項１２に記載の処置方法。

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