DE10056793B4

DE10056793B4 - Sprühvorrichtung für ein Endoskop

Info

Publication number: DE10056793B4
Application number: DE10056793A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Kidooka; Teruo Ouchi
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2020-11-17
Also published as: DK176401B1; DK200001653A; US6354519B1; JP2001137349A; DE10056793A1

Abstract

Sprühvorrichtung (10) für ein Endoskop, mit einem zum Flüssigkeitstransport ausgebildeten Rohr (2) und einer mit dem distalen Ende des Rohrs (2) verbundenen Sprühdüse (1), die mindestens einen vor dem distalen Ende des Rohrs angeordneten spiralförmigen Kanal (13), eine vor dem Kanal (13) angeordnete, mit dessen Auslassöffnung verbundene Wirbelkammer (20) und eine Ausflussöffnung (17) hat, die in der Mitte der vorderen Innenfläche (21) der Wirbelkammer (20) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Innenfläche (21) als konkave Fläche ausgebildet ist, die so geformt ist, dass sich die Orientierung einer an einem Punkt der vorderen Innenfläche (21) anliegende Tangentialebene der Orientierung einer normal zur Achse der Sprühdüse (1) verlaufenden Ebene annähert, je näher dieser Punkt an der vorderen Innenfläche (21) zur Achse der Sprühdüse (1) hin angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sprühvorrichtung für ein Endoskop. Die in einen Instrumentenkanal des Endoskops eingeführt wird, um eine Flüssigkeit in eine Körperhöhle oder dergleichen zu sprühen.
1 zeigt das distale Ende einer herkömmlichen Sprühvorrichtung. die Sprühvorrichtung kann in einen Instrumentenkanal eines nicht dargestellten Endoskops eingeführt und aus diesem herausgezogen werden. Die herkömmliche Sprühvorrichtung hat ein aus einem elastischen Material bestehendes, flexibles Rohr 91 zum Transportieren von Flüssigkeit und eine mit dem distalen Ende dieses Rohrs 91 verbundene Sprühdüse 99. Die Sprühdüse 99 hat vor der Öffnung des distalen Endes des Rohres 91 ein Spiralelement 92. Das Spiralelement 92 hat an seiner Außenumfangsfläche eine spiralförmige Ausnehmung 93. Die Sprühdüse 99 ist weiterhin mit einer Endkappe 94 versehen. Diese hat an ihrem vorderen Ende eine Ausflussöffnung 96. Die Endkappe 94 ist ferner passend auf einem Düsenkörper 98 angeordnet und bedeckt das Spiralelement 92 so, dass die gesamte Öffnung der spiralförmigen Ausnehmung 93 abgeschlossen ist. Die spiralförmige Ausnehmung 93 hat so die Funktion eines Führungskanals, durch den die Flüssigkeit aus dem Rohr 91 zur Ausflußöffnung 96 fließt. Das hintere, d.h. in 1 das rechte Ende der Endkappe 94 ist fest auf das vordere Ende des rohrförmigen Düsenkörpers 98 der Sprühdüse 99 gepasst, während das distale Ende des Rohrs 91 bezüglich des Benutzers fest auf das hintere Ende des Düsenkörpers 98 gepasst ist. Die Sprühdüse 99 hat in der Endkappe 94 zwischen einer inneren Endfläche 97 der Endkappe 94 und einer vorderen, d.h. in 1 linken Endfläche des Spiralelementes 92 eine Wirbelkammer 95. Ein Einlass und ein Auslass der spiralförmigen Ausnehmung, d.h. des Kanals 93, sind an dem vorderen Ende des Düsenkörpers 98 bzw. der Wirbelkammer 95 vorgesehen. Die Wirbelkammer 95 ist so geformt, dass die aus dem Auslass der spiralförmigen Ausnehmung 93 herausspritzende Flüssigkeit in der Wirbelkammer 95 um die Achse der Sprühdüse 99, d.h. die Achse des Rohrs 91 wirbelt. Die axiale Mitte der Ausflussöffnung 96 fällt mit der der Wirbelkammer 95 zusammen. Die innere Endfläche 97 der Endkappe 94, welche die vordere Innenfläche der Wirbelkammer 95 festlegt, ist als Kreiskegelfläche ausgebildet, die von der vorderen Endfläche des Spiralelementes 92 zur Ausflussöffnung 96, d.h. in 1 von rechts nach links nach innen verjüngt ist.
Bei der so aufgebauten Sprühvorrichtung spritzt die Flüssigkeit, z.B. eine medizinische oder eine färbende Flüssigkeit, die von dem proximalen Ende des Rohrs 91 über letzteres transportiert wird und in der Wirbelkammer wirbelt, über die spiralförmige Ausnehmung 93 und die Wirbelkammer 95 als Sprühnebel mit einem bestimmten Sprühwinkel aus der Ausflussöffnung 96 heraus.
Die Sprühverteilung wird um so weiter, je näher die Fließrichtung der aus der Ausflussöffnung 96 herausspritzenden Flüssigkeit der Umfangsrichtung um die Achse der Sprühdüse 99 ist. Die innerhalb der Wirbelkammer 95 wirbelnde Flüssigkeit fließt zur Ausflussöffnung 96, während sie ihre Fließrichtung graduell ändert, und zwar in Folge der Rückstoßkraft, welche die innere Endfläche 97 auf die Flüssigkeit ausübt, wenn letztere entlang der Endfläche 97 wirbelt. 2 zeigt die Fließrichtung der Flüssigkeit, die in der herkömmlichen Sprühvorrichtung innerhalb der Wirbelkammer 95 entlang deren inneren Endfläche 97 wirbelt. Je näher sich der Fluss an der Ausflussöffnung 96 befindet, desto größer ist der Winkel, den die Fließrichtung bezüglich der Umfangsrichtung um die Achse der Sprühdüse 99, d.h. der Achse der Ausflussöffnung 96 annimmt, da die innere Endfläche 97 als Kreiskegelfläche ausgebildet ist. In dem speziellen Fall nach 2 ist folgende Bedingung erfüllt:
θ1 < θ2 < θ3 < θ4
Mit einer solchen herkömmlichen Sprühvorrichtung ist es also schwierig, die Flüssigkeit mit einer ausreichenden Sprühverteilung z.B. auf ein anvisiertes Ziel im Inneren des Körpers zu sprühen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sprühvorrichtung für ein Endoskop anzugeben, die es gestattet, eine Flüssigkeit mit ausreichender Sprühverteilung beispielsweise auf ein Ziel im Körperinneren zu sprühen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 7. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
1 den Längsschnitt durch das distale Ende einer herkömmlichen, für ein Endoskop bestimmten Sprühvorrichtung,
2 die Darstellung der Fließrichtung der Flüssigkeit, die in der Sprühvorrichtung nach 1 innerhalb der Wirbelkammer entlang deren vorderen Innenfläche wirbelt,
3 die perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung,
4A den Längsschnitt durch das distale Ende der Sprühvorrichtung nach 3,
4B den Längsschnitt durch die Sprühvorrichtung nach 4A in Blickrichtung der Pfeile B-B,
5 eine Darstellung ähnlich der nach 2 zur Illustration der Fließrichtung in der Flüssigkeit, die in der Sprühvorrichtung nach 3 innerhalb der Wirbelkammer entlang deren vorderen Innenfläche wirbelt, und
6 den Längsschnitt durch das distale Ende des zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung.
3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung 10, die für ein Endoskop bestimmt ist. Die Sprühvorrichtung 10 enthält eine Sprühdüse 1, ein dem Flüssigkeitstransport dienendes, flexibles Transportrohr 2 und ein Infusionsmundstück 3. Das Transportrohr 2 kann in einen Instrumentenkanal eines nicht dargestellten Endoskops eingeführt und aus diesem herausgezogen werden. Das Transportrohr 2 besteht aus einem elastischen Material, z.B. tetrafluoriertem Ethylen-Harz. Die Sprühdüse 1 ist an dem distalen Ende des Transportrohrs 2 befestigt.
Das Infusionsmundstück 3 ist an dem proximalen Ende des Transportrohrs 2 befestigt. Eine Spitze oder dergleichen kann an das Infusionsmundstück 3 angeschlossen werden, um dem Infusionsmundstück 3 eine Flüssigkeit, z.B. eine medizinische oder färbende Flüssigkeit, einzuflößen und über das Transportrohr 2 an die Sprühdüse 1 zu senden.
4A zeigt den inneren Aufbau der Sprühdüse 1. Sie hat einen rohrförmigen Düsenkörper 11, der an dem distalen Ende des Transportrohrs 2 befestigt ist. Der Düsenkörper 11 ist im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und hat an seinem hinteren Ende an der Umfangsfläche ein Außengewinde 11a. Das Außengewinde 11a ist mit Kraft gegen die Öffnung am distalen Ende des Transportrohrs 2 geschraubt und mittels eines Klebstoffes daran befestigt, der sich zwischen dem Außengewinde 11a und einer entsprechenden Innenumfangsfläche des distalen Endes des Transportrohrs 2 befindet. Die Sprühdüse 1 hat unmittelbar vor dem Düsenkörper 11 ein Spiralelement 12. Das Spiralelement 12 hat an seiner Außenumfangsfläche eine spiralförmige Ausnehmung 13. An der Außenumfangsfläche des Spiralelementes 12 können auch mehr als eine spiralförmige Ausnehmung vorgesehen sein. Beispielsweise können zwei spiralförmige Ausnehmungen an der Außenumfangsfläche des Spiralelementes in einer Weise ausgebildet sein, wie dies bei einem doppelgängigem Gewinde der Fall ist. Der Düsenkörper 11 hat längs seiner Achse einen Kanal 14, dessen Achse mit der der Sprühdüse 1 zusammenfällt. Der Kanal 14 ist über eine Öffnung 11b und eine Ausnehmung 15, die wie in 4B gezeigt am vorderen Ende des Düsenkörpers 11 ausgebildet sind, mit der spiralförmigen Ausnehmung 13 verbunden. Die Sprühdüse 1 ist weiterhin mit einer Kappe 16 versehen. Diese hat an ihrem vorderen Ende eine Ausflussöffnung 17 und ist passend auf etwa der vorderen Hälfte des Düsenkörpers 11 in der Weise angeordnet, dass sie die gesamte Umfangsöffnung der spiralförmigen Ausnehmung 13 abdeckt. Wegen dieses Aufbaus arbeitet die spiralförmige Ausnehmung 13 als Flüssigkeitskanal, durch den die Flüssigkeit aus dem Transportrohr 2 zur Ausflussöffnung 17 fließt.
Die Sprühdüse 1 hat in der Endkappe 16 zwischen deren innerer Endfläche 21 und der vorderen, d.h. in 4A der linken Endfläche des spiralförmigen Elementes 12 eine Wirbelkammer 20. Der Einlass der spiralförmigen Ausnehmung, d.h. des Kanals 13, ist mit dem vorderen Ende des Düsenkörpers 11 und ihr Auslass mit der Wirbelkammer 20 verbunden. Die Wirbelkammer 20 ist so geformt, dass die Flüssigkeit, die aus dem Auslass der spiralförmigen Ausnehmung 13 herausspritzt, in der Wirbelkammer 20 um die Achse der Sprühdüse 1, d.h. die Achse des Transportrohrs 2 wirbelt. Die axiale Mittelachse der Ausflussöffnung 17 fällt mit der der Wirbelkammer 20 zusammen. Die vordere Endfläche des spiralförmigen Elementes 12, die die hintere Innenfläche der Wirbelkammer 20 bildet, ist als ebene Fläche ausgebildet, die orthogonal zur Achse der Sprühdüse 1 verläuft. Dagegen ist die innere Endfläche 21 der Endkappe 16, die die vordere Innenfläche der Wirbelkammer 20 bildet, als konkave sphärische Fläche ausgebildet. Die Orientierung einer an einem Punkt der inneren Endfläche 21 anliegen den Tangentialebene ist deshalb nicht über die gesamte Innenfläche 21 konstant, sondern nähert sich der Orientierung einer normal zur Achse der Sprühdüse 1 angeordneten Ebene an, wenn sich der Punkt, an dem die Tangentialebene an der inneren Endfläche 21 anliegt, der Achse der Sprühdüse 1 nähert. Wegen dieses Aufbaus der Sprühvorrichtung 1 spritzt die Flüssigkeit, z.B. eine medizinische oder eine färbende Flüssigkeit, die von dem proximalen Ende des Transportrohrs 2 aus über letzteres transportiert wird und in der Wirbelkammer wirbelt, über die spiralförmige Ausnehmung 13 und die Wirbelkammer 20 als Sprühnebel heraus.
Zugleich fließt die Flüssigkeit, die in der Wirbelkammer 20 wirbelt, zur Ausflussöffnung 17, während sich graduell ihre Fließrichtung ändert, und zwar in Folge der Rückstoßkraft, welche die Flüssigkeit von der inneren Endfläche 21 aufnimmt, wenn sie entlang dieser wirbelt.
5 zeigt die Fließrichtung der Flüssigkeit, die in der Sprühvorrichtung 1 innerhalb der Wirbelkammer 20 entlang deren vorderen Endfläche wirbelt. Da die innere Endfläche 21 als sphärische Fläche ausgebildet ist, ist die Fließrichtung mit Annäherung des Flusses an die Ausflussöffnung 17 näher an der Umfangsrichtung um die Achse der Sprühdüse 1, d.h. die Achse der Ausflussöffnung 17. In dem Fall nach 5 ist folgende Bedingung erfüllt:
θ1 < θ2 < θ3 < θ4
Mit der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung 1 wird also die Flüssigkeit mit einer ausreichenden Sprühverteilung beispielsweise auf ein Ziel im Körperinneren gesprüht, da sich die aus der Ausflussöffnung 17 herausspritzende Flüssigkeit nahezu in einer Linie mit dem Umfang der Ausflussöffnung 17 um die Achse der Sprühdüse 1 befindet.
Die Erfindung ist auf das eben erläuterte Ausführungsbeispiel nicht beschränkt. So ist zwar die innere Endfläche 21 der Endkappe 16, welche die vordere Innenfläche der Wirbelkammer 20 bildet, als konkave sphärische Fläche ausgebildet.
Die innere Endfläche 21 muss jedoch nicht die Form einer solchen sphärischen Fläche haben. Sie muss lediglich als konkave Fläche ausgebildet sein, so dass sich die Orientierung einer Tangentialebene, die an einem Punkt der vorderen Innenfläche, d.h. der inneren Endfläche 21 anliegt, allmählich an die Orientierung einer normal zur Achse der Sprühdüse 1 angeordneten Ebene annähert.
6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der für ein Endoskop bestimmten Sprühvorrichtung. Das zweite Ausführungsbeispiel der Sprühvorrichtung unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel lediglich in der Form der inneren Endfläche der Endkappe 16, d.h. der vorderen Innenfläche der Wirbelkammer 20. In dem zweiten Ausführungsbeispiel der Sprühvorrichtung 1 ist die innere Endfläche 210 der Wirbelkammer 20, die der Innenfläche 21 des ersten Ausführungsbeispiels entspricht, als Kombination von zwei Kreiskegelflächen 210a und 210b ausgebildet, die sich von der vorderen Endfläche des Spiralelementes 12 zur Ausflussöffnung 17 hin, d.h. in 6 von rechts nach links, nach innen verjüngen und bezüglich der Achse der Sprühdüse 1 verschiedene Winkel einnehmen. Der Winkel der vorderen Kreiskegelfläche 210b, die sich näher an der Achse der Sprühdüse 1 als die andere, hintere Kreiskegelfläche 210a befindet, ist bezüglich der Achse der Sprühdüse 1 einem rechten Winkel näher als der der anderen kreisförmigen konischen Fläche 210a. Der Fachmann erkennt, dass die innere Endfläche der Wirbelkammer 20 auch als Kombination von mehr als zwei Kreiskegelflächen ausgebildet sein kann. Außerdem kann die innere Endfläche der Wirbelkammer 20 als Kombination mindestens einer Kreiskegelfläche und mindestens einer sphärischen Fläche ausgebildet sein. In dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das spiralförmige Element 12 mit spiralförmigen Ausnehmungen 13 versehen, deren Form so gestaltet ist, dass die aus dem Auslass der Ausnehmung 13 herausspritzende Flüssigkeit in der Wirbelkammer 20 um die Achse der Sprühdüse 1 wirbelt. Die Form der an dem spiralförmigen Element 12 ausgebildeten spiralförmigen Ausnehmung ist nicht auf die in den 4A und 6 gezeigte Form beschränkt. Es kann auch eine andere Form gewählt werden, so lange die aus dem Auslass der spiralförmigen Ausnehmung 13 herausspritzende Flüssigkeit in der Wirbelkammer 20 geeignet um die Achse der Sprühdüse 1 wirbelt.
Wie aus dem eben Erläuterten hervorgeht, ist bei der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung die vordere Innenfläche als konkave Fläche und ferner derart ausgebildet, dass sich die Orientierung einer Tangentialebene, die an einem Punkt an der vorderen Innenfläche anliegt, graduell der Orientierung einer normal zur Achse der Sprühdüse verlaufenden Ebene annähert, wenn sich der Punkt an der vorderen Innenfläche der Achse der Sprühdüse nähert. Je näher sich die Flüssigkeit, die in der Wirbelkammer 20 entlang deren vorderen Endfläche wirbelt, an der Ausflussöffnung der Sprühdüse befindet, desto mehr nähert sich deshalb die Fließrichtung der Umfangsrichtung um die Achse der Sprühdüse an. Die Flüssigkeit kann deshalb mit einer ausreichenden Sprühverteilung beispielsweise auf ein Ziel im Körperinneren gesprüht werden, was insbesondere bei einer medizinischen oder einer färbenden Flüssigkeit von Vorteil ist.

Claims

Sprühvorrichtung (10) für ein Endoskop, mit einem zum Flüssigkeitstransport ausgebildeten Rohr (2) und einer mit dem distalen Ende des Rohrs (2) verbundenen Sprühdüse (1), die mindestens einen vor dem distalen Ende des Rohrs angeordneten spiralförmigen Kanal (13), eine vor dem Kanal (13) angeordnete, mit dessen Auslassöffnung verbundene Wirbelkammer (20) und eine Ausflussöffnung (17) hat, die in der Mitte der vorderen Innenfläche (21) der Wirbelkammer (20) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Innenfläche (21) als konkave Fläche ausgebildet ist, die so geformt ist, dass sich die Orientierung einer an einem Punkt der vorderen Innenfläche (21) anliegende Tangentialebene der Orientierung einer normal zur Achse der Sprühdüse (1) verlaufenden Ebene annähert, je näher dieser Punkt an der vorderen Innenfläche (21) zur Achse der Sprühdüse (1) hin angeordnet ist.
Sprühvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Fläche (21) als sphärische Fläche ausgebildet ist.
Sprühvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Fläche (210) aus mindestens zwei Kreiskegelflächen (210a, 210b) besteht, die sich in ihrem Durchmesser und ihren Verjüngungswinkeln bezüglich der Achse der Sprühdüse (1) voneinander unterscheiden.
Sprühvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühdüse (1) ein Spiralelement (12), an dem mindestens eine spiralförmige Ausnehmung (13) ausgebildet ist, und eine Endkappe (16) enthält, an der die Ausflussöffnung (17) ausgebildet ist und die so auf das Spiralelement (12) gepasst ist, dass sie die gesamte Umfangsöffnung der spiralförmigen Ausnehmung (13) abdeckt und so den Kanal festlegt.
Sprühvorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelkammer (20) zwischen der Endkappe (16) und dem Spiralelement (12) ausgebildet ist, wobei eine innere Endfläche (21) der Endkappe die vordere Innenfläche der Wirbelkammer (24) bildet.
Sprühvorrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelkammer (20) so geformt ist, dass die aus einem Auslass des Kanals herausspritzende Flüssigkeit in der Wirbelkammer (20) um die Achse der Sprühdüse (1) wirbelt und die axiale Mittelachse der Ausflussöffnung (17) mit der der Wirbelkammer (20) zusammenfällt.
Sprühdüse (1), die an dem distalen Ende eines in einen Instrumentenkanal eines Endoskops einführbaren und aus diesem herausziehbaren Transportrohrs (2) für Flüssigkeit befestigt ist, mit mindestens einem spiralförmigen Kanal (13), der vor dem Transportrohr (2) angeordnet und mit seiner Einlassöffnung an dessen distales Ende angeschlossen ist, mit einer vor dem Kanal (13) angeordneten, an dessen Auslassöffnung angeschlossenen Wirbelkammer (20), und mit einer Ausflussöffnung (17), die in der Mitte der vorderen Innenfläche (21) der Wirbelkammer (20) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Innenfläche (21) als konkave Fläche ausgebildet ist, die so geformt ist, dass sich die Orientierung einer an einem Punkt der vorderen Innenfläche (21) anliegende Tangentialebene der Orientierung einer normal zur Achse der Sprühdüse (1) verlaufenden Ebene annähert, je näher dieser Punkt an der vorderen Innenfläche (21) zur Achse der Sprühdüse (1) hin angeordnet ist.
Sprühdüse (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Fläche (21) als sphärische Fläche ausgebildet ist.
Sprühdüse (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Fläche (210) aus mindestens zwei Kreiskegelflächen (210a, 210b) besteht, die sich in ihrem Durchmesser und ihren Verjüngungswinkeln bezüglich der Achse der Sprühdüse (1) voneinander unterscheiden.