JP2000279852A

JP2000279852A - 自生旋回流動の形状変形装置と流動方向の反転装置および流動の形状変形を用いたプロセス装置、移動体構造、トンネル構造、ならびに流動方向の反転を用いた噴流生成装置、物体吸引装置および物体操作方法と生体刺激方法

Info

Publication number: JP2000279852A
Application number: JP11085382A
Authority: JP
Inventors: Tomotaka Marui; 丸井智敬; Yoshihiro Katayama; 片山義博; Hideji Anazawa; 穴澤秀治
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2000-10-10

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】公知の自生旋回流動誘起装置は環状流れの誘起
に限定されていたため用途も限られていた。そこで任意
の形状断面、曲面上に流動を誘導するアイデアを創出し
た。さらに流動方向の反転も可能にした。環状でない乱
流抑制流動の形成、および流動進行方向の反転とする。【解決手段】流体の表面付着性で形状変形、および渦の
多重性という性質を利用して方向反転を可能にした。そ
のことで、半導体プロセス、航空機、車両、医療装置、
バイオテクノロジー装置など用途と利用形態が飛躍的に
増えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】自生旋回流動は管状（環状）
流れである。それを工業的に応用するには流れの形状を
変形して、任意の形態のプロセス装置に流動を誘導する
ことが重要なキーテクノロジーである。特に平面状や曲
面状に変形できれば、半導体ウェファや板状金属の加
熱、冷却、乾燥、混合、薄膜形成などの広範囲な表面プ
ロセスに利用できる。

【０００２】プロセス応用もさることながら、移動体の
表面抵抗の削減や移動体がトンネルに突入する際に発生
する騒音問題などにも自生旋回流動の形状変形が解決の
糸口になる。

【０００３】一方、そういった形状変形とともに、流動
の利用の実際面において、該流動が不要である場合に逆
方向に方向反転させ待機状態となすことも同じく重要な
キーテクノロジーである。すなわち、そのような待機状
態から、必要なとき瞬時もとの流動となるとすれば実用
面でリスポンスがよいというきわめて有用な特徴につな
がる。

【０００４】さらにまた、そういった逆方向流動待機の
循環流れは、別の意味で重要である。つまり応用分野と
して、物体洗浄、生体内挿入プローブ、物体吸引除去、
物体との密着、物体流送、生体刺激付与といった応用が
考えられる。本案はこのように自生旋回流動の乱流抑制
特性に限定されず、該流動を広範な分野に関与させ、様
々な工業的価値を創造せしめる自生旋回流動をベースと
した基盤技術を提供するものである。

【０００５】

【従来の技術】本案は基本的に前記二つのキーテクノロ
ジー、すなわち形状変形と方向反転についてのアイデア
を提供するものであるが、応用分野は極めて広範であ
る。くり返しになるが、形状変形は表面プロセス装置、
航空機や船舶、車両といった移動体の構造、およびトン
ネル構造に利用できる。および流動方向の反転は、歯科
治療の歯洗浄装置、カテーテルなどの生体内挿入プロー
ブ、体内異物の吸引除去装置、細胞との密着装置、細胞
内施薬等の流送装置といった利用分野である。

【０００６】かような状況であるので従来技術を網羅的
に説明するのは困難である。ベースとなる自生旋回流動
の従来技術についてを別途詳しく述べることにして、こ
こで応用面で関連する参考特許を示す。

【０００７】特開平０８−０８９９００「気流分級方法
及び気流分級機並びに該分級機を備えた分級装置」（日
鉄鉱業）はコアンダ効果を使って粉体分級するもので、
コアンダ効果をプロセス技術として直接利用するもので
ある。

【０００８】特開平１０−２３９２０７「アーク加熱風
洞用半楕円ノズル」（神戸製鋼所）は、プラズマアーク
の通路断面を円形から三日月型へ変形する技術で、環状
流れ変形という概念では類似である。

【０００９】特開平０５−３１０１９３「境界層制御装
置」（三菱重工）、および特開平１０−０５４３０１
「タンデム翼列」（川崎重工）は、タンデムに並列させ
た翼での剥離防止といった本案で関係する表面境界層制
御の応用アイデアを示す。

【００１０】オリンパスの内視鏡技術は著名であり、特
許もここ５、６年だけでも２０００件近く出願されてい
る。たとえば特開平０７−１１０４４９「電子内視鏡」
はＣＣＤカメラを搭載した内視鏡である。しかしなが
ら、本案で主張する負圧による吸引という考えを多重管
構造に適用するといったキーワードで特許検索すると該
当するものはないようであった。

【００１１】さて、応用面の従来技術記述は以上で一段
落とする。後に関連が深い従来技術はついては別項で個
別に述べる。ここで自生旋回流動そのものについての従
来技術を説明する。自生旋回流動ないしはコアンダスパ
イラルフローの研究開発は足かけ１５年になろうとして
いる。

【００１２】ようやくいくつかの実用化例が出現しつつ
ある。ここで自生旋回流動は、本案発明者の命名、コア
ンダスパイラルフローは堀井清之氏の命名であって同じ
流体現象である。

【００１３】実用例はたとえば、コアンダスパイラルフ
ローによる光ファイバケーブルのパイプ内通線装置があ
る。これは東亜工業株式会社（本社下関市）が製品化
し、平成６年度の科学技術庁長官賞を授与された。（製
品名：ＴＯＡツーセンキ、５０型で￥１００万円であ
る）

【００１４】さてここで、自生旋回流動の工業的長所
について説明する。それは、「流れの乱れの低減効果」
である。したがって工業的に利用するには「流れの乱れ
低減」が利益に結び付くアプリケーションを発見するこ
とが必須条件であった。

【００１５】これは該流動を直接的に利用しようとすれ
ば現在も同様である。本案の流動方向反転では、直接利
用以上の応用を提案している。これは従来の考え方に対
しきわめて顕著な新規性、進歩性である。これについて
は流動方向変転の説明項で明らかになるが、まずは自生
旋回流動技術自体を以下に説明する。

【００１６】自生旋回流動は「乱流」領域ではあるが、
通常乱流とは乱れ強さが格段に低い。ラボ実験では流れ
の中心部でおよそ５０％である。したがって、この流動
の誘起前から誘起後を見ると、流れの乱れ強さの劇的な
減少が観測される。

【００１７】発明者は、この流動状態がエネルギーステ
ートの低い状態であるという仮説をたてている。自然現
象によくあるように、こういった低いエネルギーステー
トには、エネルギー障壁が存在するので人工的に誘起し
ようとしても容易でない。

【００１８】あとで説明する自生旋回流動誘起デバイス
はこのエネルギー障壁を越すためのエネルギー付与を行
うものだ、と考えている。

【００１９】また仮説ではあるが、誘起前に「流れの乱
れ」として時間的空間的に散在していたエネルギーが、
自生旋回流動という統一した流れになるので乱れエネル
ギーが減少すると考えている。

【００２０】「風呂の栓抜き渦（バスタブボルテック
ス）」や「一升ビンを逆さにしてまわした際できる渦」
も自生旋回流動である。これらも渦巻ができたとたんに
流れがスムーズになって一気に流れ出る、と観察される
だろう。

【００２１】トルネードや台風の自然現象も大規模な自
生旋回流動である。各自然現象それぞれにエネルギー障
壁を越しやすい何かの条件があって、それがマッチする
と誘起され渦巻が観測されるのだろうが、個別の発生条
件と機序ははっきりわかっていない。

【００２２】しかしながら、発明者は工業的に自生旋回
を誘起する手法をナビエストークス方程式の極座標解析
と実験によって定性的に確立した。これは発明者の博士
論文：「円筒管内自生旋回流動の研究」平成２年１０月
５日（東京大学大学院工学系研究科博士学位記第９８８
２号）に詳しく記載されている。ここでは、そういった
「理屈」は省略する。

【００２３】自生旋回流動の誘起方法と装置の特許がそ
の「理屈」を実現するやりかたを示している。すなわち
自生旋回流動を人工的に誘起するには、ある流体の性質
を利用ことするのが、一手段であって、特許群の大半は
それを利用したものである。

【００２４】その性質は流動体は「固体表面にくっつき
やすい」という性質である。この性質は「流れの表面付
着性」と呼ばれる。

【００２５】流れの表面付着性はよく知られた自然界の
性質であるが、これを正確に説明する理論はまだない。
しかしたとえば、固体の棒で液体をガイドするなど、日
常生活でも利用している身近な現象である。

【００２６】流れの付着性の工業的利用ではルーマニア
人コアンダ（Ｃｏａｎｄａ）の発見による「コアンダ効
果」によるものがほとんどである。たとえば航技研のＳ
ＴＯＬ飛鳥のスラスト装置などに利用されている。身近
な付着流との相違は、「高圧・高速」流れであることで
ある。

【００２７】ここで、自生旋回流動誘起のためコアンダ
効果を利用することに至った経緯をレビューする。そこ
で特に「環状のコアンダ効果」の工業的応用技術に注目
し、その進歩のフローを図２９に示す。

【００２８】「環状」の意味は、回転体面に軸対称環状
のスリットを設け、その下流にコアンダ曲面を設けた構
成ということである。渦流が環状（管状）なのでコアン
ダ効果と自生旋回流動との接点が、環状コアンダ効果に
あったということなのである。

【００２９】図２９で、技術ルーツはコアンダリング５
である。そこから派生して、コアンダスパイラル流生成
装置１０１（特公平６−６０６４０）、内面コアンダフ
レア１０２（独ＤＴ２５２７７１０：ＢＰ社）、外面コ
アンダフレア１０３（独ＤＴ２５２７７１０：ＢＰ社）
などが発明された。

【００３０】さらに、川鉄特許（特許２８０２８２０）
の装置１０４がある。またさらに発明者の特願平１１−
６３１６４の固定回転体の表面流れを利用した自生旋回
流生成装置１０５がある。

【００３１】これらの技術については、多くの特許が出
願され一部登録されている。特にコアンダスパイラルフ
ローについては応用の技術分野について利用会社が個別
に権利を主張しているために、いわゆる周辺特許が１０
０件近く出願されている。

【００３２】周辺特許はさておき、自生旋回の誘導の方
法と装置（誘起デバイス）の特許に注目する。すると以
下の特許群が抽出される。すなわち、登録特許１７９９
１４４「管路に安定な螺旋気流を生成させる装置（川
鉄）」、登録特許１８５９７４９「螺旋気流による気流
搬送装置（川鉄）」、登録特許１７１４７４０「管路に
螺旋気流を生成かつ制御する装置（川鉄・堀井）」、特
公平６−６０６４０「管路に螺旋気体流を生成させる装
置（堀井）」、そして登録特許２８０２８２０「旋回流
動を自生させ乱流を抑制する方法及び装置（川鉄）」、
以上である。

【００３３】さらに、発明者が最近になって出願した特
願平１１−６３１６４「固定回転体の表面流れを利用し
た自生旋回流による乱流抑制方法と自生旋回流生成装置
ならびに自生旋回流生成と持続の制御方法および乱流抑
制効果の検証方法」と特願平１１−５５４４７「放射状
流れ発生器とそれを用いた自生旋回流生成装置と生成お
よび持続制御方法、並びに自生旋回流効果の検証方法」
もある。

【００３４】これらの誘導装置についてのアイデアのエ
ッセンスをまとめたものが、図３０、図３１、図３２、
図３３、図３４そして図３５である。これらはすべて軸
対称の図で縮小管３３や円錐形３は断面を示している。
また曲線は下方流れの速度分布を定性的に示すものであ
り、管壁近くその他に相対的に早い流れがあることが読
み取れればそれでよい。

【００３５】さて自生旋回流誘起デバイスのアイデア
は、図３０の軸対称縮小管３３の管内壁に沿った高速流
によるものに集中している。これに類する装置特許は、
特公平６−６０６４０、特願平１１−５５４４７、特許
１７１４７４０、特許１８５９７４９であって、これを
包括する方法特許が特許２８０２８２０である。

【００３６】図３１の縮小管と内部コーン体（円錐体）
間の環状隙間の高速流による自生旋回流の生成は、ユニ
ークであるが方法はやはり特許２８０２８２０にカバー
される。

【００３７】同様に、発明者が特願平１１−６３１６４
の装置クレームしている縮小管内部における回転半径が
一定ないしは流れ方向に回転半径が漸縮小する回転体２
の側面に沿った高速流による自生旋回流の誘起装置（図
３２）と図３３の軸対称縮小管３３の管内壁に沿った高
速流、および回転体２の側面に沿った高速流の「両方」
による自生旋回流の生成も方法はやはり特許２８０２８
２０の利用関係にある。

【００３８】図３４と図３５の開放型（縮小管内部でな
い）の誘起装置では、特願平１１−６３１６４が方法も
含めた権利を主張している。重要特許の比較表を図３６
に示すのでご参考ねがいたい。

【００３９】さて、こういった従来の自生旋回流動誘起
デバイス群の公知技術では、「管状（環状）の」流れを
誘起するものである。それを工業的に応用するには「平
面や曲面に」ガイドしたり「逆方向に」ガイドし、流動
の効果を必要とする部位に誘導したり、所望の時刻のみ
に誘導することができれば応用範囲はきわめて広くな
る。従来はこのアイデアはなかった。

【００４０】特開平１０−００５５７０「液体中への粉
体の分散・混合方法（堀井他）」や特開平０８−３１１
６７４「水・アルカリ系洗浄液による洗浄方法及びその
装置（マツダ機電）」、特開平０５−２２０３８１「気
液接触装置（堀井）」などは自生旋回流動を分散・混合
や洗浄、接触させるため、該流動を空間やチャンバーに
導入している。

【００４１】しかしながら、これらは自生旋回流動誘起
装置と分散・混合や洗浄、接触させるための空間やチャ
ンバーとを接続しているに過ぎず、流動を平面や曲面に
ガイド、逆方向にガイドといったコンセプトはない。

【００４２】本発明は、くり返しになるが、上記のよう
に自生旋回流動を「任意の面」ないしは「逆方向」に誘
導ガイドすること、これを実現する方法を示しその実施
例である装置を提供するものである。

【００４３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の最後に述べ
た特開平１０−００５５７０「液体中への粉体の分散・
混合方法（堀井他）」や特開平０８−３１１６７４「水
・アルカリ系洗浄液による洗浄方法及びその装置（マツ
ダ機電）」、特開平０５−２２０３８１「気液接触装置
（堀井）」などを図示すれば、図５のごとく単にプロセ
ス装置の中に流動を「おいただけ」である。

【００４４】また従来の開放型自生旋回流動誘起デバイ
スを、燃焼バーナや水ジェットノズルに応用している特
許２７９４３２７「流体噴出ノズル（川鉄）」の他、コ
アンダスパイラル装置を用いた特開平１０−００５６３
０「スパイラルスプレーノズル（堀井、ＮＴＴ、フクビ
化学ほか）」、特開平０６−２３８１９８「ウォータジ
ェットノズル（堀井、東亜機械工業）」、特開平０５−
１８５４００「ウォータジェットノズル（堀井、東亜機
械工業）」、特開平０６−１４６２６２「固化剤噴出ノ
ズル（堀井、東亜機械工業）」などは、図４のごとく、
単に流動で噴流をつくっただけである。

【００４５】これら図４、図５の従来技術に対して本案
は模式的に図２、図３（流動の変形）、ならびに図６
（Ｕターン反転）であり次項に詳述する。ここでは次
に、Ｕターン反転といった流動方向の反転の従来技術を
記載する。

【００４６】一般の多重管で、外管外向け流れと内管に
内向け流れを組み合わせて「Ｕターン流れ」を形成する
類似の技術は発見できなかった。ということはこの多重
管でのＵターン流れは、ユニークなアイデアである。こ
れを工業的、とりわけ医療やバイオテクノロジーの分野
で利用するアイデアも発見できなかった。

【００４７】本案は具体的には多重管で、外管に外向け
の「正方向」流れと内管の内向けの「逆方向」流れをつ
くり、これらの組み合わせ「Ｕターン流れ」を形成し、
正圧負圧の圧力バランスコントロールで流体「吐出」と
流体「吸引」を兼ねる装置技術である。

【００４８】医療やバイオテクノロジーの分野ではこう
いった装置はなく以下の問題がある。たとえば、歯科診
療において「洗浄用吐出ノズル装置」と「洗浄後吸引ノ
ズル装置」別々であるため、歯科医は診療行為に助手を
要する。

【００４９】また、カテーテルや内視鏡を用いた医療行
為では、たとえば大腸のポリープ除去手術においては、
肛門から管状器具を挿入する際に肛門付近の患者の表皮
に外傷を与える恐れと機械的な痛みを与える問題があっ
た。また、結腸中に管状器具を移動する際に腸内分泌物
質その他で器具が閉塞し移動しにくく、管状器具が生体
にとって異物であるため拒絶反応に近い症状を誘引する
ケースがあって問題であった。

【００５０】特にポリープ切断後、それをすべてカン子
（外科手術用具）で取り出すことが難しく、残留ポリー
プが再増殖して癌化してしまうことがあり問題であっ
た。

【００５１】さらにまた、バイオテクノロジーの細胞操
作においてもキャピラリ（ガラス微細加工）で作成され
たニードルのような管状器具が生体にとって異物であ
り、拒絶反応の引きがねともなる。各種拒絶生体反応が
起き、最悪の場合細胞死に至らしめるという問題があ
る。

【００５２】これについて人工受精の例で図示したもの
が図８５、図８６、図８７、図８８および図８９であ
る。すなわち従来図８６のように、押さえ器具１０７で
ターゲット細胞を押さえる、図８７のように、ニードル
１０６で細胞膜を機械的に破る、図８８のように精子１
１２を注入するといった操作であった。

【００５３】そのため、図８９のように卵細胞１０８が
細胞操作後ダメージとして、ニードル操作部分、押さえ
器具接触部分に残留して問題であった。

【００５４】同様に、遺伝子治療などを目的とする核の
交換などによる染色体交換の操作にても、主として上記
同様の機械的な操作に頼っているため、繊細な操作がで
きない、細胞にダメージを与えるといた問題があって、
最悪の場合ターゲット細胞を死に至らしめるといった問
題があった。

【００５５】とりわけ最近は、アデノシン・デアミナー
ゼ（ＡＤＡ）欠損症の遺伝子治療、体細胞クローンをつ
くる際の未成熟卵の核の抜き取りなどでこういった細胞
操作は頻繁に実行されている。にもかかわらず、ここで
示すような現場サイドの問題解決は遅れているのが現状
である。

【００５６】

【発明が解決しようとする課題】自生旋回流動の用途が
管内および単に次プロセス装置との接続のみということ
に限られていた。これを拡大する。つまり自生旋回流動
を誘起デバイス近傍から、「面」に継続的に持続させる
こと、および進行方向を「逆転」させること、以上２点
が課題である。

【００５７】後者の逆転では、一般の多重管で外管外向
け流れと内管内向け流れを組み合わせて「Ｕターン流
れ」を形成する。つまり、外管からの吐出流体を内管で
吸引する方法で、これを使えば流体「吐出」装置と流体
「吸引」装置を兼ねるものができ、バイオテクノロジー
の分野も含めた様々な用途が開ける。これを実現する。

【００５８】

【課題を解決するための手段】自生旋回流動を「面」に
継続させることについては、流れの表面付着性にたよ
る、というのがベースである。これは端的に図３に示さ
れるように、自生旋回流動による乱流抑制流れを「固体
表面に付着する」自由境界流動に誘導すること、であ
る。

【００５９】また、図３同様のことを閉鎖器具内部でお
こなう図２の流動のフラット変形も、基本的には流れの
表面付着性にその実現のキーをたよっている。自生旋回
流動は環状の渦巻の一種である。したがって、円筒形状
の円筒管、レデュ−サ、デフューザの中にしかできな
い、というのが従来の暗黙の理解であった。

【００６０】しかし、前記のように自生旋回流動が安定
化状態であって、事実乱流エネルギーは低下しているの
であるから、ある程度の自然な形状変化であれば持続す
る、よってその乱流エネルギーのひくい状態のまま利用
することは可能であるはずである。

【００６１】実際、特開平１０−００５５７０「液体中
への粉体の分散・混合方法（堀井他）」や特開平０８−
３１１６７４「水・アルカリ系洗浄液による洗浄方法及
びその装置（マツダ機電）」、特開平０５−２２０３８
１「気液接触装置（堀井）」といったきわめてガサツな
方式で乱流抑制の効果がえられているのであれば、きわ
めて希望がもてる。

【００６２】つまりこういった特許が「ガサツ」といっ
た意味は、単に誘起デバイスからでた流動を分散・混合
装置、洗浄装置、気液接触装置に「ぶちこむ」だけで効
果が実現される、という意味であり、本案ではもう少し
ガサツでない方法を提案しているからである。

【００６３】それが、前記の「流れの表面付着特性にた
よる」ということである。どういうことかというと、流
体は固体表面に付着して流れる性質があるので、以下の
ような条件をたもてば、ガサツでない変形が可能であ
る。すなわち、表面がなめらかであって剥離などの乱流
のきっかけをあたえないように変形することである。

【００６４】さらにもうひとつ発明者独自の方法があ
る。それは「渦の多重性にたよる」事である。流動の変
形にあたっては、渦の多重性から「渦の自発的分離」が
発生する事を期待する。それは、端的には図１３や図１
４のように環状渦が「複数個の並列渦に分離」していけ
ば、究極的には図１５のような構造から「面に形状変
形」が可能になる。

【００６５】この多重性による方法が、実は流動の「方
向反転」のキーなのである。工業調査会雑誌「化学装
置」ｖｏｌ．２６、Ｎｏ．１、ｐ．１２６”Ｓｐｉｒａ
ｌＰａｔｔｅｒｎとそのエントロピー、およびその多
重構造”に記載されているように、一般に「渦流動は多
重構造を取れる」ので安定化しやすい、のである。

【００６６】つまり渦は多重化できる。具体的には内渦
と外渦の旋回流速、回転方向、進行方向に自由度があ
る。これを二重渦でしめしたのが、図２０である。図で
は内渦と外渦の存在を示している。自然現象にては、図
２１のようにトルネード（竜巻）が内部に３つ程度の複
数の小径渦流動が味噌擦り運動していることが観測結果
から公知である。これも多重化しやすいことの証拠であ
る。

【００６７】このように自然現象に渦の多重化で安定化
している例があることから、演繹的に前資料では「エン
トロピーの高い流動パターン」と表現していた。

【００６８】余談であるが、発明者の洞察では、トルネ
ードの消失は、内部に進行方向の異なったアップダウン
フロー内部にダウンフローができ、これがきっかけで下
部から高圧化して消失する、と見ている。人工的に誘起
する自生旋回流動でも上記には注意が必要である。

【００６９】さて、本発明のコンセプトを記載する。解
決する課題は、自生旋回流動を継続し「面（平面、曲
面）に変形する」ことと「流動方向を逆転する」ことの
２点である。さらに具体的には、図１のように、自生旋
回流動による乱流抑制流れをプロセス装置のプロセス部
位まで誘導すること、図２のように自生旋回流動による
乱流抑制流れをフラットに変形してプロセス部位へ誘導
すること、さらに図３のように自生旋回流動による乱流
抑制流れを固体表面に付着する自由境界流動に誘導する
ことが具体的課題である。

【００７０】さらにまた、図６のように流動方向の反転
（Ｕターン）装置を提案することも本案の課題である。
このような二つの課題に同時に取り組むことになったの
は、前記のように課題解決手段に「渦の多様性を使うと
いう」共通点があったからである。

【００７１】まず、面にガイドすることの前提で、軸対
称円形断面に誘起された自生旋回流動を、矩形断面に図
７のような断面形状変形部材でガイドして変形すること
を考えよう。するとしばらくは（ここを上流側とする）
図８のように自生旋回は矩形の中の円形断面部分で継続
する。

【００７２】その流れの下流では、図９のような複数の
渦が形成されるであろう。ここで、渦同士の流れの向き
を考える。すると、図１０のようにどうしても周囲渦流
れの境界面で流速の不連続が現れる。ここで、中心の渦
の向きを右周りと仮定し「Ｒ」、逆の左周りを「Ｌ」と
記載すると図９は図１１に、図１０は図１２に置換され
る。図１２の状態は不安定である。

【００７３】その理由は、「Ｒ」と「Ｒ」および「Ｌ」
と「Ｌ」が隣接するとその境界面の流速がゼロでない限
りで流れが衝突する。流速ゼロの境界が形成され安定化
する可能性はなきにしもあらずである。しかし、自然現
象が矩形の境界条件を形成するのは難しい。

【００７４】安定化のための断面は、図１３や図１４の
ような一列の並列円断面に限られる。つまり自生旋回流
動誘起デバイスで誘起された半径ｒの自生旋回流動の管
状容器に、滑らかに接続され、面積がπｒ＊ｒを円断面
個数Ｎで割った面積以下のＮ個の円断面並列接合断面を
もった流動形状変形装置である。

【００７５】断面積の関係は、図５７で簡潔に表現でき
る。ここでは縦幅ｇ、横幅ｈの矩形断面に変形した場合
である。ここで、半径ｒの自生旋回流動の管状容器面積
πｒ＊ｒをＳ１、変形後の矩形断面積をＳ２として、Ｓ
２≦Ｓ１である。

【００７６】ここで上記のように断面面積がもとの管状
容器と同じか、それ以下にすることが肝要なので、上記
の表現になっている。流動は一般に減速されると速度不
統一で不安定になるが、加速されると比較的安定化する
ので、断面積はある程度小さくした方がよい（請求項
２）。図５７、図５８は単純であるが、特に団子状断面
は、より安定な旋回流が残留しやすいのでこれを「団子
断面」と仮称し実施形態、実施例を次項に示す。

【００７７】（請求項３）断面形状変形部材の断面形状
が、複数の円を団子状に並列接合したものである図１
３、図１４、図１５の流動形状の変形装置、（請求項
４）複数の円を団子状に並列接合した断面形状が、該個
々の団子サイズを変換部材の中央から側端に漸次縮小す
るものである変形装置（図１５）である。

【００７８】（請求項５）また断面形状変形部材が、流
動と直交する断面にては、流動方向中央から側端にかけ
て厚みが漸次縮小されていて、流動方向断面にては、中
央部の厚みが漸次縮小されているたとえば図１６のよう
な変形装置である。

【００７９】上記のような、断面の形状について同様に
重要なのは誘起デバイスに接続されたものの表面であ
る。すなわち、自生旋回流動は流れの乱れの少ない流動
であるが、誘起された下流の物体表面が乱流を誘起する
ような表面であるともとの乱れの多い通常流にもどって
しまう。

【００８０】発明者が特願平１１−５５４４７、特願平
１１−６３１６４で誘起デバイス内部においてクレーム
しているように、誘起デバイスに接続された物体表面に
「リブレット」ないは「トリッピングワイヤー」その他
の剥離を防止する表面境界層制御装置の配設は乱流抑制
効果持続に有効である。

【００８１】トリッピングワイヤについては、図３７と
図３８に断面拡大図（特開平１−２４７２９６）を示
す。ｈがトリッピングワイヤ高さで６０〜１００μｍ、
Ｓはトリッピングワイヤ間隔：０．５〜２ｍｍである。
リブレットに関しては図３９にその断面拡大図（特開昭
６１−２７８５００）を示す。Jがリブレット凹凸高
さ：７５〜５００μｍである。

【００８２】ここで、用途によっては上記の発想と逆
に、剥離を誘起した方がよいケースもある。それは、た
とえば熱交換への応用である。熱交換の効率を上げたい
ときには、熱交換の部位の乱流化を回避することは当然
で、そこに剥離防止の境界層制御装置を配設、それ例外
の部位では逆に、乱流化させ交換効率を悪くした方がよ
い（図５９）。

【００８３】よって、具体的には図５９中に示すように
剥離促進のための境界層制御装置、トリッピングワイヤ
あるいはリブレットの設置角度を９０ー転回したものと
すればよい。そのことで剥離のきっかけといわれている
流れ方向に直交した軸をもつ「縦渦」が生起されやすく
なる。

【００８４】次に自生旋回流動の誘起デバイス部分も組
み合わせた例を図１７と図１８で説明する。この場合、
誘起デバイスの公知技術として特許２５７７１４２の装
置がある。これを図１９に示し、この装置に対する優位
性も説明する。図１８は図１７の側面図である。

【００８５】ここでは、回転半径が流れ方向に漸縮小す
る固定回転体２と、該回転体を流れ方向に移動する回転
体移動手段１７と該移動手段によって離接が調整される
スリット部１８とからなる自生旋回流動誘起装置によっ
て、環状の流速極値を形成している（請求項６）。

【００８６】（請求項７）スリット部の下流にコアンダ
効果を生じる外曲面９１が滑らかに接続していて、スリ
ット部は二つの平面１９が平行移動することで離接調整
されるものである。図１９装置に対する優位性は明らか
である。

【００８７】すなわち本案は図１９装置に対して、製造
面とメンテナンス面で圧倒的優位である。具体的には、
図１９は製造にてコアンダ曲面９０を「内面ぐり」と
「内面研磨仕上げ」で製造せざるをえない。それに対し
て、図１７の９１は部材２の外面加工ですむ。しかも交
換は図１９では容器部分全体交換になるのに対して、図
１７はやはり部材２の交換でよい。

【００８８】コアンダ曲面のメンテナンスも２が取り出
せる図１７に対して、図１９では覗き込まねばならず不
便であり、かつ表面汚染その他の対処も図１９ではきわ
めて実施しにくい。図１７の内部部分の１８、１９は、
単なる流体パッキンで特別なものではない。

【００８９】さて、すこし脇道もあったが本案の「流動
形状変更」については一段落とし、もうひとつのコンセ
プト「流動方向反転」に話しを移す。図２２が渦流の多
重構造を考えた流れの反転のイメージ図である。そして
前述の図６よりも具体的な流動方向の反転（Ｕターン）
装置を図２３に示す。

【００９０】ここで、相対的に内側にある管１２が負圧
吸引することで１３のＵターン流れを形成することを示
している。一方、図２４は特公平６−６０６４０のコア
ンダスパイラル装置で仮にＵターン流れを形成するした
ばあいであって、環状コアンダ内曲面９０の延長曲面か
ら１４が供給管９４に吸引されている。

【００９１】ここでもコアンダスパイラル技術は劣って
いる。つまり、１４は図２３の１３に比べ吸引困難、か
つ不安定であるので、この方法を流れの反転に適用こと
はむずかしい。

【００９２】図２５は内側管１２の内壁（コアンダ内曲
面）に吸引されるＵターン流動２態のスケッチである。
このように内側管１２に接続する吸引手段の「引き手」
の負圧調整、あるいは外側管上流の「押し込み手」の正
圧調整それぞれ単独あるいは両者のバランスで図２５の
ような流れのコントロールが可能である。

【００９３】そして、図２５のような「スタンバイ」状
態から吸引をカット、ないしは大きな押し込み圧を付与
して通常の自生旋回流動を「ハイリスポンス」で復帰さ
せうる。通常の流動スタートでは、配管内部に流体が充
満するための時間遅れがあるが、この方式ではそれがな
い。

【００９４】このハイレスポンス効果を実験的に確認す
るものが図６９のバーナ加熱実験とその結果である図７
０である。詳しい説明は略すが、図７０のように本案バ
ーナは、従来の同条件のバーナ加熱に比べてオンオフく
りかえしにて温度上昇がはやい。このことが、ハイレス
ポンス効果を示す一例であってさまざまな応用面でおお
きなメリットがあるであろう。

【００９５】さて実際にＵターン流を形成するにあたっ
て細かな工夫がある。まず負圧吸引装置に接続された内
管の端部が、ラッパ型の開口部形状をなしていれば、剥
離などが発生しにくく都合がよい。また、負圧吸引装置
に接続された内管の端部の流れ方向断面が滑らかなＵ字
形をなしていると同様に都合がよい。もし滑らかな形状
でないとその部分から乱流のコア（乱流化の種）がで
る。

【００９６】さらにまた、その内管の端部に、流れの剥
離を防止するための境界層制御装置が配設されていれば
非常によい。

【００９７】ラッパ状開口に関係するが、内管の好適な
設計条件を図２７に示す。すなわち、コアンダ外曲面端
の接線角度を決める設計値Ｌ１と、内側管１２内壁端の
接線角度を決める設計値Ｌ２とはおおむねＬ１＝Ｌ２
で、コアンダ外曲面端接線の鏡像が内側管端の接線であ
るのが望ましい。これは、渦の連続性を考えるとあきら
かに外管渦流動がミラーイメージとして内管渦流動に反
転するのが好ましいからである。

【００９８】さて実際に技術を普及するには、既存製品
の改造がよい手法である。ここで図２８に、既存の溶断
火口（ノズル）を削って流動反転デバイスにする方法を
説明する。すなわち、環状コアンダ外曲面９２を研削や
研磨作業でつくり、流れを狭めてコアンダ効果を誘起す
るための「流れの狭化面９６」と「流れ部分閉塞面９
７」をもったアダプタ９５を利用する。

【００９９】コアンダ外曲面の作成は、内曲面より楽で
ある。アダプタ９５については、流れを狭めて高速高圧
にすればよいので、加工の表面精度はいらない。

【０１００】

【発明の実施の形態】まず航空機構造への応用を説明す
る。図４０が航空機胴体前方の環状空気取り入れ口と流
動縮小部と内面外面漸変換部とを有し、内面外面漸変換
部の下流側外面が滑らかに翼面に接続されている航空機
模式図、図４１が図４０の航空機の平面図、図４２が図
４０の航空機の平面裏面図である。

【０１０１】図４０から図４２の航空機の構造のトポロ
ジカルな説明図が図４３である。

【０１０２】次は、船舶への応用で、図４４が船体前部
の空気流の取り入れ口とその流動縮小部の内面を滑らか
に船底に接続する内面外面漸変換部を有する船舶の例
図、図４５が図４４の船舶の平面図、図４６が図４６の
船舶の平面裏面図である。

【０１０３】図４７は、流れの旋回方向成分を減少さす
ため管軸に向けた流体導入装置と旋回方向成分を付与す
るため接線方向の流体導入装置の図である。

【０１０４】図４８は、船体前部の液体流の取り入れ口
とその流動縮小部の内面を滑らかに船底に接続する内面
外面漸変換部を有する船舶の例図で、図４９が図４８の
平面裏面図である。

【０１０５】図５０は、図４８同様の船舶の別の例側面
図、図５１は図５０の船舶の正面スケッチ図である。

【０１０６】次に列車への応用である。図５２が、前方
の環状空気取り入れ口と縮小された空気流動を漸拡大す
る流動形態戻し部とをもつ列車の例側面図で、図５３は
図５２の平面図である。

【０１０７】次はトンネル構造への応用である。図５４
は、トンネル入り口付近に配設された下流側が滑らかに
トンネル内壁面に接続されている自生旋回流の誘起装置
の図で、図５５はトンネル床面から上部のトンネル内壁
面を見た図である。さらに、図５６が、トンネル出口付
近に配設された下流側が滑らかにトンネル内壁面に接続
されている自生旋回流の誘起装置の図である。

【実施例】

【０１０８】さてプロセス装置への実施例を説明する。
図５７は、環状流動を幅広の板状断面形状に漸次形状変
形する流動形状の変形装置の図で、図５８が図５７の側
面断面図である。

【０１０９】図５９が、流動形状の変形装置に接触配設
された発熱あるいは吸熱パネルと境界層制御装置の説明
図であって、図６０が太陽電池パネルの表面清浄とパネ
ル裏面の冷却を示す図、図６１は図６０の側面断面図で
ある。

【０１１０】図６２は、金属板状素材の冷却プロセスを
示す図で、図６３は半導体ウェファの乾燥プロセスを示
す図でそれぞれ応用プロセスである。

【０１１１】図６４は、従来の半導体薄膜成長反応プロ
セスにてウェファ中央部が特異的な流動状態であること
を示す図で、これを本案は改善する。つまり、従来の問
題は図６５のようにウェファ中央部が特異的な流動状態
であるため、中央部形成膜が厚くなりすぎたり薄くなり
すぎたりする。

【０１１２】図６６に本案の平行流反応型の半導体ウェ
ファ薄膜成長プロセス装置の模式図を示す。図６７は、
その平行流反応型の半導体ウェファ薄膜成長プロセス装
置の回転テーブルの説明模式図である。

【０１１３】図６８は、半導体ウェファ表面への流体ス
ピンコーターへの応用例である。

【０１１４】図６９は、流体燃料逆方向反転誘導装置の
有無によるバーナー加熱部位温度の比較実験模式図であ
り、その結果は図７０の流体燃料逆方向反転誘導装置の
有無によるバーナー加熱部位温度の時間変化比較図であ
きらかに本案の効果がわかる。

【０１１５】さて、続いて本案の流動の反転装置の実施
例を示す。図７１、図７２が反転装置付きの自生旋回流
動誘起装置例である。図７３に洗浄液体逆方向変転誘導
装置付きの歯科治療用洗浄ノズルとしての実施例、図７
４に内管に光ファイバを安定浮遊させた洗浄液体逆方向
変転誘導装置付きの歯科治療用洗浄ノズル実施例を示
す。図７５は光ファイバ付き歯科治療用洗浄ノズル先端
部斜視図で、図７６が光ファイバ付き歯科治療用洗浄ノ
ズルの使用状態説明図である。

【０１１６】図７７に、相対的に内側にある吸引される
管１２のさらに内側の内管１２０の説明図、図７８で
は、図７７に治療器具３８と操作ケーブル１２１を通し
た状況の図を示す。図７９は、治療器具が二重のＵター
ン流に浮遊安定している状況の図である。

【０１１７】さて次に、大腸のポリープ削除手術での実
施例を示す。図８０は、人工生体液など混合した温水流
動の反転状態で肛門に手術用具に応用した本案装置が近
接する状況図を示す。図８１は、図８０の断面図であ
る。

【０１１８】図８２に、逆方向吸引負圧を上げながら温
水流動で緩衝させながら肛門に挿入する状況図、図８３
に大腸内ポリープに接近して噴流で破壊、破壊後吸引を
行っている状況図、図８４に該ポリープを吸引している
状況図を示す。

【０１１９】次に人工受精を例に記述の従来の問題点を
再度示す。図８５の人工受精操作前の状態から、図８６
のように押さえ器具でターゲット細胞を押さえる。図８
７のように従来は、ニードルで細胞膜を機械的にる。そ
して、図８８のように精子を注入する。

【０１２０】その結果図８９のように、ダメージがニー
ドル、押さえ器具接触部に残留する。そこで、図９０の
ごとくマイクロサイズの流動を逆方向に反転誘導する装
置を兼備した自生旋回流動誘起デバイスによるニードル
による人工受精操作を行う。ここでまずメリットは、Ｕ
ターン流れ１３でニードル閉塞がないことである。

【０１２１】図９１で、ターゲット細胞の細胞膜に接触
し、その時には流動は停止する。そして図９２のよう
に、外管１４０の圧力を膜破壊がない程度の負圧に切り
替え接触を確保する。その状態で圧力保持する。図９３
のように精液を内管１２に充填、この状態で精子の自由
行動にまかせる。このような人工受精操作では、精子の
卵子進入は自然状態と変わらない状況であり卵細胞のダ
メージはない。

【０１２２】また、遺伝子治療その他での細胞操作にお
いても同様に、図９４のような薬液注入操作、すなわち
薬液としてあらかじめＬＢ膜破壊酵素を内管１２に充
填、膜に注入用小孔をあけるという従来不可能であった
操作が可能である。

【０１２３】図９５は、その小孔から細胞分化促進剤な
どを濃度勾配をつくりながら注入する操作が可能にな
る。さらに、図９６のように、内管１２の更に内管１２
０の中に挿入された超微細操作管ないしは操作器具１２
２で染色体操作などを行うこともできる。

【０１２４】最後に図９７には、外陰部に吸着接触して
排泄物を吸引除去する介護用衛生装置の例を示す。介護
で問題になっている「しもの世話」に応用するわけであ
る。

【０１２５】この装置は、装着時に１４０の圧力操作で
装着が簡素化されるので、介護者の作業にとっても、あ
る程度自立できる被介護者の心理面にとっても好適であ
る。

【０１２６】さらに、１２の流体中に流体波動を伝播さ
せ生体刺激機能も兼備できるので、この物理振動刺激で
排便促進、排尿促進を目的とする用途、あるいは畜産牛
などの精液採取を目的とする用途にも使用できる。

【０１２７】

【発明の効果】以上説明したように、本案はきわめて多
くの応用分野に多大な効果が得られるものである。詳細
はすでに個別に記述したので省略する。

【図面の簡単な説明】

【図１】自生旋回流動による乱流抑制流れをプロセス装
置のプロセス部位まで誘導することの模式図

【図２】自生旋回流動による乱流抑制流れをフラットに
変形してプロセス部位へ誘導することの模式図

【図３】自生旋回流動による乱流抑制流れを固体表面に
付着する自由境界流動に誘導することの模式図

【図４】従来の開放型自生旋回流動誘起デバイス、燃焼
バーナや水ジェットノズルに応用されている

【図５】従来の（閉鎖型）自生旋回流動誘起デバイスの
プロセスへの応用：固液混合プロセス（特開平１０−０
０５５７０）や気液混合プロセス（特開平０５−２２０
３８１）など。

【図６】流動方向の反転（Ｕターン）装置の模式図

【図７】環状流動を矩形断面形状に漸次形状変形する断
面形状変換部材を二つの違う角度からみた斜視図

【図８】環状の自生旋回流動が断面形状変換部材で矩形
断面形状に形状変形された直後（上流側）の旋回流を示
す断面図

【図９】環状の自生旋回流動が断面形状変換部材で矩形
断面形状に形状変形された直後（上流側）の旋回流の周
囲に誘起された４つの渦流（旋回流）を示す断面図

【図１０】誘起された４つの渦流（旋回流）の境界面が
流速の不連続となることを示す断面図

【図１１】図９にて右周り旋回を「Ｒ」、左周り旋回を
「Ｌ」として書き換えた断面図

【図１２】図１０にて右周り旋回を「Ｒ」、左周り旋回
を「Ｌ」として書き換えた断面図

【図１３】環状流動を２つの円を団子状に並列接合した
形状に漸次形状変形する断面形状変換部材を二つの違う
角度からみた斜視図

【図１４】環状流動を３つの円を団子状に、つづけて５
つの円を団子状に並列接合した形状に漸次形状変形する
断面形状変換部材を二つの違う角度からみた斜視図

【図１５】奇数個の円を２つずつ増加させた円群を団子
状に並列接合した形状に漸次形状変形する断面形状変換
部材を示す図

【図１６】流動方向中央から滑らかに厚みを縮小し、か
つ流動方向に中央部の厚みを漸次縮小する形状変形をな
す断面形状変換部材を示す図

【図１７】環状コアンダ外曲面を有する固定回転体２
と、スリット部１８とからなる自生旋回流動誘起デバイ
ス６をもつ断面形状の変形装置の例図

【図１８】図１７の断面形状の変形装置を別方向断面図

【図１９】特許２５７７１４２のコアンダスパイラル流
れの応用装置の図

【図２０】内部渦が逆方向に旋回している二重の渦流動
を示す図

【図２１】内部に３つの小規模旋回渦流が味噌擦り運動
しているトルネードの内部構造図

【図２２】縮小旋回流の方向転換を示す流跡線の図

【図２３】図６よりも具体的な流動方向の反転（Ｕター
ン）装置で、相対的に内側にある管１２が負圧吸引する
ことで１３のＵターン流れを形成することを示す図

【図２４】特公平６−６０６４０のコアンダスパイラル
装置でＵターン流れを形成すると環状コアンダ内曲面９
０の延長曲面から１４が供給管９４に吸引されるが、図
２３の１３に比べ吸引困難、かつ不安定であることを示
す図

【図２５】内側管１２の内壁（コアンダ内曲面）に吸引
されるＵターン流動２態のスケッチ

【図２６】図２５の状態から吸引をカットして通常の自
生旋回流動を復帰させた状態のスケッチ

【図２７】コアンダ外曲面端の接線角度を決める設計値
Ｌ１と、内側管１２内壁端の接線角度を決める設計値Ｌ
２とはおおむねＬ１＝Ｌ２で、コアンダ外曲面端接線の
鏡像が内側管端の接線であるのが望ましいことを示す図

【図２８】既存の溶断火口（ノズル）を削って環状コア
ンダ外曲面９２をつくり、流れの狭化面９６と流れ部分
閉塞面９７をもったアダプタ９５で流れの狭化間隙をつ
くることの説明図

【図２９】コアンダ効果による環状の高速表面付着流の
工業的利用装置の開発流れ図

【図３０】軸対称縮小管３３の管内壁に沿った高速流に
よる自生旋回流動誘起

【図３１】縮小管と内部コーン体間の環状隙間の高速流
による自生旋回流動の誘起

【図３２】縮小管内部における回転半径が一定ないしは
流れ方向に回転半径が漸縮小する回転体２の側面に沿っ
た高速流による自生旋回流動の誘起

【図３３】軸対称縮小管３３の管内壁に沿った高速流、
および回転体２の側面に沿った高速流の両方による自生
旋回流動の誘起

【図３４】（開放型の）回転半径が一定ないしは流れ方
向に回転半径が漸縮小する回転体２の側面に沿った高速
流による自生旋回流動の誘起

【図３５】（開放型の）最下流端が円錐形（回転半径ゼ
ロ）をなす回転体４７の側面に沿った高速流による自生
旋回流動の誘起

【図３６】自生旋回流動の誘起に関する特許の比較表

【図３７】トリッピングワイヤ

【図３８】トリッピングワイヤ断面拡大図（特開平１−
２４７２９６）

【図３９】リブレットとその断面拡大図（特開昭６１−
２７８５００）

【図４０】胴体前方の環状空気取り入れ口と流動縮小部
と内面外面漸変換部とを有し、内面外面漸変換部の下流
側外面が滑らかに翼面に接続されている航空機模式図

【図４１】図４０の航空機の平面図

【図４２】図４０の航空機の平面裏面図

【図４３】図４０から図４２の航空機の構造のトポロジ
カルな説明図

【図４４】船体前部の空気流の取り入れ口とその流動縮
小部の内面を滑らかに船底に接続する内面外面漸変換部
を有する船舶の例図

【図４５】図４４の船舶の平面図

【図４６】図４６の船舶の平面裏面図

【図４７】流れの旋回方向成分を減少さすため管軸に向
けた流体導入装置と旋回方向成分を付与するため接線方
向の流体導入装置の図

【図４８】船体前部の液体流の取り入れ口とその流動縮
小部の内面を滑らかに船底に接続する内面外面漸変換部
を有する船舶の例図

【図４９】図４８の平面裏面図

【図５０】図４８同様の船舶の別の例側面図

【図５１】図５０の船舶の正面スケッチ図

【図５２】前方の環状空気取り入れ口と縮小された空気
流動を漸拡大する流動形態戻し部とをもつ列車の例側面
図

【図５３】図５２の平面図

【図５４】トンネル入り口付近に配設された下流側が滑
らかにトンネル内壁面に接続されている自生旋回流の誘
起装置の図

【図５５】トンネル床面から上部のトンネル内壁面を見
た図

【図５６】トンネル出口付近に配設された下流側が滑ら
かにトンネル内壁面に接続されている自生旋回流の誘起
装置の図

【図５７】環状流動を幅広の板状断面形状に漸次形状変
形する流動形状の変形装置の図

【図５８】図５７の側面断面図

【図５９】流動形状の変形装置に接触配設された発熱あ
るいは吸熱パネルと境界層制御装置の説明図

【図６０】太陽電池パネルの表面清浄とパネル裏面の冷
却を示す図

【図６１】図６０の側面断面図

【図６２】金属板状素材の冷却プロセスを示す図

【図６３】半導体ウェファの乾燥プロセスを示す図

【図６４】従来の半導体薄膜成長反応プロセスにてウェ
ファ中央部が特異的な流動状態であることを示す図

【図６５】ウェファ中央部が特異的な流動状態であるた
め、中央部形成膜が厚くなりすぎたり薄くなりすぎたり
することの説明図

【図６６】平行流反応型の半導体ウェファ薄膜成長プロ
セス装置の模式図

【図６７】平行流反応型の半導体ウェファ薄膜成長プロ
セス装置の回転テーブルの説明模式図

【図６８】半導体ウェファ表面への流体スピンコーター

【図６９】流体燃料逆方向反転誘導装置の有無によるバ
ーナー加熱部位温度の比較実験模式図

【図７０】流体燃料逆方向反転誘導装置の有無によるバ
ーナー加熱部位温度の時間変化比較図

【図７１】流動逆方向反転装置付き自生旋回流動誘起装
置の例１

【図７２】流動逆方向反転装置付き自生旋回流動誘起装
置の例２

【図７３】洗浄液体逆方向変転誘導装置付きの歯科治療
用洗浄ノズル

【図７４】内管に光ファイバを安定浮遊させた洗浄液体
逆方向変転誘導装置付きの歯科治療用洗浄ノズル

【図７５】光ファイバ付き歯科治療用洗浄ノズル先端部
斜視図

【図７６】光ファイバ付き歯科治療用洗浄ノズルの使用
状態説明図

【図７７】相対的に内側の吸引される管１２のさらに内
側の内管１２０の説明図

【図７８】図７７に治療器具３８と操作ケーブル１２１
を通した状況の図

【図７９】治療器具が二重のＵターン流に浮遊安定して
いる状況の図

【図８０】人工生体液など混合した温水流動の反転状態
で体孔に近接する状況図

【図８１】図８０の断面図

【図８２】逆方向吸引負圧を上げながら温水流動で緩衝
させながら体孔に挿入する状況図

【図８３】生体内有害物体に接近して噴流で破壊、破壊
後吸引を行っている状況図

【図８４】生体内有害物体を吸引している状況図

【図８５】従来の細胞操作の説明図１

【図８６】従来の細胞操作の説明図２：押さえ器具でタ
ーゲット細胞を押さえる

【図８７】従来の細胞操作の説明図３：ニードルで細胞
膜を機械的に破る

【図８８】従来の細胞操作の説明図４：たとえば人工受
精操作では精子を注入

【図８９】従来の細胞操作の説明図５：細胞操作後、ダ
メージがニードル、押さえ器具接触部に残留する

【図９０】マイクロサイズの流動を逆方向に反転誘導す
る装置を兼備した自生旋回流動誘起デバイスによるニー
ドルによる細胞操作説明図１：Ｕターン流れ１３で閉塞
がない

【図９１】同上説明図２：ターゲット細胞の細胞膜に接
触し流動停止する

【図９２】同上説明図３：外管１４０の圧力を膜破壊が
ない程度の負圧に切り替え接触を確保する

【図９３】同上説明図４：人工受精操作では精液を内管
１２に充填、この状態で保持する

【図９４】同上説明図５：薬液注入操作ではＬＢ膜破壊
酵素を内管１２に充填、膜に注入用小孔をあける

【図９５】同上説明図６：細胞分化促進剤など濃度勾配
をつくりながら薬液注入する

【図９６】同上説明図７：内管１２の更に内管１２０の
中に挿入された超微細操作管ないしは操作器具１２２で
染色体操作などを行う状況図

【図９７】外陰部に吸着接触して排泄物を吸引除去する
介護用衛生装置の例：装着時に１４０の圧力操作で装着
が簡素化され、さらに１２の流体中に波動振動を伝播さ
せれば生体刺激機能も兼備できる

【符号の説明】

１流動を逆方向に反転誘導する装置を兼備した自
生旋回流動の誘起デバイス２回転半径が一定、ないしは流れ方向に回転半径
が漸縮小する固定回転体３回転体２で特に、最下流端が円錐形（回転半径
ゼロ）であるもの４流動７を円以外の断面形状に漸次形状変形する
断面形状変形部材５コアンダリング６自生旋回流動の誘起デバイス７自生旋回流動、あるいは自生旋回流動を誘起す
べく環状の流速極値を有する流動８流動をもちいたプロセス装置９プロセス部位、プロセス反応が進行する場所で
被プロセス対象物が存在する場所１０自生旋回流動そのもの、あるいはその下流で乱
流抑制効果が残留している流動１１物体の表面、滑らかな性状として表面剥離を抑
えたい表面、たとえば移動体表面で流れの剥離が発生し
やすい面１２相対的に内側にある１３のＵターン流れが吸引
される管たとえば流動中心に物体（流体）を供給する
供給管９４に負圧をかけて吸引させれば９４＝１２であ
る１３コアンダ外曲面９１に接続する延長曲面に沿っ
て吐出され、内側管１２の内壁コアンダ内曲面に吸引さ
れるＵターン流動１４コアンダ内曲面９０に接続する延長曲面に沿っ
て吐出され、供給管９４に吸引されるＵターン流動：こ
れは１３と比較すると吸引されにくく、より不安定であ
る１５Ｕターン流れ１３から復活した通常の自生旋回
流動の自由界面流れ１６１２の先端部Ｕターン流に乱れを与えない滑
らかな曲面であるのが望ましい１７回転体２を流れ方向に移動する回転体移動手
段：たとえば流体シリンダ１８移動手段１７によって離接が調整されるスリッ
ト部１９スリット部を構成する二つの平面２０流動の一部が自由界面になるよう開放された部
分開放部材２１トリッピングワイヤ（表面流安定化、剥離防止
用線状突起物）２２リブレット（表面流安定化、剥離防止用線状突
起物）２３高速移動体あるいはその表面２４環状流動を矩形断面形状に漸次形状変形する断
面形状変形部材２５環状流動を２つの円を団子状に並列接合した形
状に漸次形状変形する断面形状変形部材２６環状流動を３つの円を団子状に並列接合した形
状に漸次形状変形する断面形状変形部材２７３つの円を団子状に並列接合した形状の流動を
５つの円を団子状に並列接合した形状に漸次形状変形す
る断面形状変形部材２８５以上の奇数個の円を団子状に並列接合した形
状の流動をさらに２つずつ増加させた円を団子状に並列
接合した形状に漸次形状変形する断面形状変形部材２９流動方向中央から滑らかに厚みを縮小した断面
形状であって、流動方向に中央部の厚みを漸次縮小して
いく形状変形をする断面形状変形部材３０主流の方向３１弁３２を流れ方向に移動する弁移動手段：たと
えばレバーと摺動機構３２離接を調整できる弁３３絞り管（レデューサ）あるいは軸対称の縮小管
路３４洗浄液体逆方向反転誘導装置付きの歯科治療用
洗浄ノズル３５治療されている歯３６光ファイバ３７治療用光学ガイドを内管に安定浮遊させた洗浄
ノズル３８治療用器具たとえばカン子（外科手術用具）３９Ｕターン流れ１２のさらに内側にある噴出流れ４０噴出流れ３９を、４１近傍経由してＵターンさ
せた流れ４１１２のさらに内側の内管１２０の先端部４２回転体の回転軸芯と同心かつ回転体側壁に沿っ
た環状の流速極大部４３回転体の回転軸芯と同心かつ回転体下流に形成
される環状の流速極小部４５軸対称の縮小管路の内壁近傍に形成された、該
流路と同心の環状の流速極大部４６円錐形部の先端近傍における回転軸芯と同心の
環状の流速極大部と、その中心に単独の速度極小部をも
つ速度分布の図４７最下流端が円錐形（回転半径ゼロ）をなす回転
体５０胴体前方の周囲流体の環状取り入れ口５１胴体中間部の流動縮小部５２内面外面漸変換部５３胴体表面にコアンダ効果で付着する環状高速流
を発生する補助流生成装置５４流動縮小部５５流体の流送装置５６球状船首の造波抵抗削減機能を有する形状構造５７縮小された空気流動を漸拡大する流動形態戻し
部５８下流の流れの旋回方向成分を減少さすため、軸
対称の管軸に向けて流体を導入する流体導入装置５９下流に流れの旋回方向成分を付与するため、軸
対称円断面の接線方向に流体を導入する流体導入装置６０移動体底面（船底）６１移動体の後方部表面６２高速移動体が通過するトンネル入り口６３高速移動体が通過するトンネル出口６４トンネル内壁面６５発熱あるいは吸熱パネル６６幅広の板状断面形状に漸次形状変形する流動形
状の変形装置６７半導体ウェファ６８太陽電池パネル６９太陽熱吸収冷水温水化パネル７０剥離防止のためのトリッピングワイヤあるいは
リブレットである７１剥離促進のため、トリッピングワイヤあるいは
リブレットをその設置角度につき９０°転回したもの７２板状の金属素材材料７３半導体ウェファ材料７４搬送装置７５回転（スピン）テーブル７５流動方向と被プロセス面とを該平行にたもちつ
つ回転するプロセステーブル７６吸引式ウェファ保持手段７７流動を被プロセス面に誘導する流れガイド７８流動特異点のため、中心形成膜厚が厚くなりす
ぎたプロセス後のウェファ断面７９流動特異点のため、中心形成膜厚が薄くなりす
ぎたプロセス後のウェファ断面８０流体燃料を逆方向に反転誘導する装置を兼備し
たバーナー８１流体燃料を逆方向に反転誘導する装置なしの通
常バーナー８２点火装置８３流体燃料供給制御装置８４金属板８５記録用計器８６温度センサー（熱電対）８７流体燃料を逆方向に反転誘導する装置を兼備し
たバーナー加熱部位の温度８８流体燃料を逆方向に反転誘導する装置を持たな
い通常のバーナー加熱部位の温度９０環状コアンダ内曲面９１環状コアンダ外曲面９２既存のガス溶断火口の内管外表面を軸対称に研
削する部位９３供給流体の圧力緩衝（均圧）室９４流動中心に物体（流体）を供給する供給管９５外管にかん合してコアンダ外曲面９１近傍に狭
い環状流路を形成する外管アダプタ９６外管流れの狭化面９７外管流れ部分閉塞面９８既存のガス溶断火口の外管９９既存のガス溶断火口の内管１００既存のガス溶断火口の内管内表面を軸対称に研
削してラッパ状にする部位１０１コアンダスパイラル装置１０２内面コアンダフレア（ＭａｒｄａｉｒＣｏａ
ｎｄａＦｌａｒｅ）１０３外面コアンダフレア（ＩｎｄａｉｒＣｏａｎ
ｄａＦｌａｒｅ）１０４登録特許２８０２８２０「旋回流動を自生させ
乱流を抑制する方法及び装置（川鉄）」の自生旋回流動
生成装置１０５本案による表面流れを利用した自生旋回流生成
装置１０６キャピラリで製作された従来ニードル１０７比較的大きめのニードル状細胞押さえ器具１０８細胞、たとえば卵細胞１０９細胞中の核１１０生体孔、たとえば肛門、尿道孔、膣孔１１１生体中の有害物体、たとえばポリープや癌細胞１１２精液中の精子１１３細胞膜：動物細胞であれば大半がラングミュア
ブロジェット（ＬＢ）膜１２０内管１２の更に内部の内管１２１治療器具３８の操作ケーブル１２２１２０の中に挿入された超微細管ないしは超微
細操作器具１２３ＬＢ膜破壊酵素１２４細胞治療薬剤など１３０マイクロサイズの流動を逆方向に反転誘導する
装置を兼備した自生旋回流動誘起デバイス１４０１３０の二重管構造の外管１４１１３０の二重管構造の内管１５０外陰部に吸着接触して排泄物を吸引除去する介
護用衛生装置例ｇ矩形面状に変形した流動形状変形装置の縦幅ｈトリッピングワイヤ高さ：６０〜１００μｍＪリブレット凹凸高さ：７５〜５００μｍ L１コアンダ外曲面の延長曲面の絞り角度を決める設
計値（先端部１６は滑らかなＵターン曲面）Ｌ２内側管１２の内壁の逆方向絞り角度を決める設計
値おおむねＬ１＝Ｌ２でよいｒ漸次縮小流の下流側内管の径Ｓトリッピングワイヤ間隔：０．５〜２ｍｍＳ１自生旋回流動縮流加速部分の内部断面積Ｓ２矩形面状に変形した流動形状変形装置の内部断面
積（Ｓ２≦Ｓ１である）Ｔ１コアンダ外曲面９１の延長曲面に沿った付着流動
の収束目標点Ｔ２内側管の吸引流れの収束目標点ｗ矩形面状に変形した流動形状変形装置の横幅

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０５Ｂ 1/02 Ｆ２３Ｄ 14/48 ＢＢ６５Ｇ 53/04 Ｈ０１Ｌ 21/205 53/42 Ａ６１Ｃ 17/02 ＢＦ２３Ｄ 14/48 ＧＨ０１Ｌ 21/205 17/04 ＢＡ６１Ｍ 37/02 Ｆターム(参考） 3F047 AA00 3K017 CA02 CB02 CD02 CE03 CE07 4C060 GG02 GG05 GG19 GG38 4F033 AA04 AA13 BA03 CA04 DA01 EA01 JA07 KA03 NA01 5F045 BB02 EE20 EF02 (54)【発明の名称】自生旋回流動の形状変形装置と流動方向の反転装置および流動の形状変形を用いたプロセス装置、移動体構造、トンネル構造、ならびに流動方向の反転を用いた噴流生成装置、物体吸引装置および物体操作方法と生体刺激方法

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管内の自生旋回流動、あるいは自生旋回流
動を誘起するべく環状の流速極値を有する流動の下流
に、該流動を円以外の断面形状に漸次形状変形する断面
形状変形部材が配設された流動形状の変形装置
【請求項２】断面形状変形部材の流動直交面の断面面積
が、もとの環状流れの断面面積と同一もしくは下流に向
けて漸次減少させた請求項１の流動形状の変形装置
【請求項３】断面形状変形部材の断面形状が、複数の円
を団子状に並列接合したものである請求項１の流動形状
の変形装置
【請求項４】複数の円を団子状に並列接合した断面形状
が、該個々の団子サイズを変換部材の中央から側端に漸
次縮小するものである請求項３の流動形状の変形装置
【請求項５】断面形状変形部材が、流動と直交する断面
にては、流動方向中央から側端にかけて厚みが漸次縮小
されていて、流動方向断面にては、中央部の厚みが漸次
縮小されている請求項１の断面形状の変形装置
【請求項６】コアンダ効果を生じる外曲面を有する回転
半径が流れ方向に漸縮小する固定回転体と、該回転体を
流れ方向に移動する回転体移動手段と該移動手段によっ
て離接が調整されるスリット部とからなる自生旋回流動
誘起装置によって、環状の流速極値を形成することを特
徴とした請求項１の断面形状の変形装置
【請求項７】スリット部の下流にコアンダ効果を生じる
外曲面が滑らかに接続していて、スリット部は二つの平
面が平行移動することで離接調整されるものである請求
項６の断面形状の変形装置
【請求項８】自生旋回流動、あるいは自生旋回流動を誘
起するべく環状の流速極値を有する流動の下流に、該流
動の一部が自由界面になるよう開放された部分開放部材
が配設されている流動形状の変形装置
【請求項９】部分開放部材の流動接触表面が、物体表面
に滑らかに接続されている請求項８の流動形状の変形装
置
【請求項１０】物体表面が、移動体が移動中における表
面流れの剥離発生面である請求項９の流動形状の変形装
置
【請求項１１】断面形状変形部材あるいは部分開放部材
の流動接触表面にて、該表面と流動体間のエネルギー交
換を促したい表面には、剥離防止のための境界層制御装
置が配設されている請求項１あるいは請求項８の流動形
状の変形装置
【請求項１２】断面形状変形部材あるいは部分開放部材
の流動接触表面にて、該表面と流動体間のエネルギー交
換を避けたい表面には、剥離促進のための境界層制御装
置が配設されている請求項１あるいは請求項８の流動形
状の変形装置
【請求項１３】エネルギー交換が熱エネルギーの交換で
ある請求項１１あるいは請求項１２の流動形状の変形装
置
【請求項１４】移動体が航空機であり、表面流れの剥離
発生面が、翼面である請求項８の流動形状の変形装置
【請求項１５】移動体が船舶であり、表面流れの剥離発
生面が、船底の外表面である請求項８の流動形状の変形
装置
【請求項１６】移動体胴体の前方に配設された胴体面を
概一定の間隔で取り囲む概軸対称の周囲流体の取り入れ
口と、移動体胴体の中間部に配設された、前記上流部で
取り入れて環状となった周囲流体の流動を滑らかに縮小
する流動縮小部と、前記流動縮小部の内面が下流方向に
漸次外面となるよう変形していく内面外面漸変換部を有
し、前記内面外面漸変換部の下流側の外面が滑らかに翼
形状の面に接続されている流動形状の変形を用いた移動
体構造
【請求項１７】移動体が航空機である請求項１４の移動
体構造
【請求項１８】胴体前方に環状コアンダ外曲面を配設
し、胴体表面にコアンダ効果で付着する環状高速流を発
生する補助環状流れ生成装置を兼備した請求項１７の移
動体構造
【請求項１９】流動下流の翼面の境界層を制御するた
め、補助環状流れの出力あるいは方向を制御する補助環
状流れ出力制御手段あるいは補助環状流れ方向制御手段
を兼備した請求項１８の移動体構造
【請求項２０】移動体胴体の前方に配設された概軸対称
の周囲流体取り入れ口と、前記上流部に付帯配設された
前記上流部で取り入れ環状となった周囲流体の流動を滑
らかに縮小する流動縮小部と、前記流動縮小部の上流に
付帯配設された環状コアンダ曲面と、前記流動縮小部の
内面が下流方向に漸次外面となるよう変形していく内面
外面漸変換部を有し、前記内面外面漸変換部の下流側の
外面が滑らかに移動体底面に接続されている自生旋回流
動の流動形状の変形を用いた移動体構造
【請求項２１】移動体が船舶である請求項２０の移動体
構造
【請求項２２】概軸対称の周囲流体取り入れ口と流動縮
小部の一部あるいは全部を内包する構造体が、球状船首
の造波抵抗削減機能を有する形状構造で、これを船首下
方に配設した請求項２１の移動体構造
【請求項２３】移動体胴体の前方に配設された胴体面を
概一定の間隔で取り囲む概軸対称の周囲流体取り入れ口
と、移動体胴体の中間部に配設された、前記上流部で取
り入れて環状となった周囲流体の流動を滑らかに縮小す
る流動縮小部と、前記流動縮小部の縮小流を漸拡大して
上流部と概同じ形状に戻す変形をする流動形状戻し部と
を有し、前記流動形状戻し部が、移動体の後方部表面を
概一定の間隔で取り囲む構造である自生旋回流動の流動
形状の変形を用いた移動体構造
【請求項２４】移動体が列車である請求項２３の移動体
構造
【請求項２５】流動形状戻し部が移動体の後方部表面を
概一定の間隔で取り囲む部分にて、該移動体の後方部表
面に剥離防止のための表面制御装置を配設した請求項２
４の移動体構造
【請求項２６】流動形状戻し部が移動体の後方部表面を
概一定の間隔で取り囲む部分にて、該流動形状戻し部の
変形流動接触部分に剥離促進のための表面制御装置を配
設した請求項２４の移動体構造
【請求項２７】入り口付近ないしは中間地点ないしは出
口付近に配設された概軸対称の周囲流体の取り入れ口
と、取り入れて環状となった周囲流体の流動を滑らかに
縮小する流動縮小部と、前記流動縮小部の内面が下流方
向に漸次外面となるよう変形していく内面外面漸変換部
を有し、前記内面外面漸変換部の下流側の外面が滑らか
にトンネル内壁面に接続されている流動形状の変形を用
いた高速移動体が通過するトンネル構造
【請求項２８】自生旋回流動、あるいは自生旋回流動を
誘起するべく環状の流速極値を有する流動の下流に、該
流動を幅広の板状断面形状に漸次形状変形する断面形状
変形部材が配設された流動形状の変形装置に、発熱ある
いは吸熱パネルを流動方向と平行に接触配設し、該パネ
ルと下流流動体との間で熱交換を行う流動形状の変形を
用いたプロセス装置
【請求項２９】自生旋回流動、あるいは自生旋回流動を
誘起するべく環状の流速極値を有する流動の下流に、該
流動の一部が自由界面になるよう開放された部分開放部
材が配設されている流動形状の変形装置の下流に、表面
清浄を要するパネルが配設され、下流流動によってパネ
ル上面の洗浄プロセスを行う流動形状の変形を用いたプ
ロセス装置
【請求項３０】発熱あるいは表面清浄を要するパネル
が、太陽電池パネルである請求項２８あるいは請求項２
９の流動形状の変形を用いたプロセス装置
【請求項３１】吸熱あるいは表面清浄を要するパネル
が、冷水を太陽熱吸収して温水化するパネルである請求
項２８あるいは請求項２９の流動形状の変形を用いたプ
ロセス装置
【請求項３２】流動形状の変形装置にて、発熱あるいは
吸熱パネルが流動方向と平行に接触配設されている部位
に近接する下流流動との接触面において、剥離防止のた
めの境界層制御装置が配設されている請求項２８の流動
形状の変形を用いたプロセス装置
【請求項３３】流動形状の変形装置にて、発熱あるいは
吸熱パネルが流動方向と平行に接触配設されている部位
以外の下流流動との接触面において、剥離を促す境界層
制御装置が配設されている請求項２８の流動形状の変形
を用いたプロセス装置
【請求項３４】表面清浄を要するパネル表面に剥離防止
のための境界層制御装置が配設されている請求項２９の
流動形状の変形を用いたプロセス装置
【請求項３５】管内の自生旋回流動、あるいは自生旋回
流動を誘起するべく環状の流速極値をもつ管内流動の下
流に、該流動を円以外の断面形状に漸次形状変形する断
面形状変換部材が配設された流動形状の変形装置と、前
記流動形状の変形装置の下流に、被プロセス材料を流動
と直交する方向に移動させる移動手段とを有し、流動体
自体によって被プロセス材料の加熱あるいは冷却あるい
は乾燥を行う流動形状の変形を用いたプロセス装置
【請求項３６】被プロセス材料が、板状の金属素材材料
あるいは半導体ウェファ材料である請求項３５の流動形
状の変形を用いたプロセス装置
【請求項３７】板状の金属素材材料が、鉄あるいはアル
ミニウムを母材とした板状材で、移動手段がローラーテ
ーブル搬送装置で、冷却を行う流動形状の変形を用いた
プロセス装置
【請求項３８】管内の自生旋回流動、あるいは自生旋回
流動を誘起するべく環状の流速極値をもつ管内流動の下
流に、該流動を円以外の断面形状に漸次形状変形する断
面形状変換部材が配設された流動形状の変形装置と、前
記流動形状の変形装置の下流に、被プロセス材料を流動
と直交する方向に移動させる移動手段と、流動体と被プ
ロセス材料との混合物ないしは化学反応物とを前処理す
るプロセス前処理手段とを有し、被プロセス材料と混合
物ないしは化学反応物とのの混合あるいは化学反応を行
う流動形状の変形を用いたプロセス装置
【請求項３９】混合物体が短繊維チョップで、被プロセ
ス材料が樹脂板である請求項３８の流動形状の変形を用
いたプロセス装置
【請求項４０】管内の自生旋回流動、あるいは自生旋回
流動を誘起するべく環状の流速極値をもつ管内流動の下
流に、該流動を円以外の断面形状に漸次形状変形する断
面形状変換部材が配設された流動形状の変形装置と、前
記流動形状の変形装置の下流に、被プロセス材料を流動
方向と被プロセス面とを該平行に設置するプロセステー
ブルとを有し、被プロセス材料成分と下流流動体成分と
を化学反応する流動形状の変形を用いたプロセス装置
【請求項４１】被プロセス材料が半導体ウェファで、プ
ロセステーブルが流動方向と被プロセス面との該平行を
保ちながら回転する回転テーブルである請求項４０の流
動形状の変形を用いたプロセス装置
【請求項４２】被プロセス材料である半導体ウェファの
周縁部の全周に、流動を被プロセス面に誘導する流れガ
イドが配備されている請求項４１の流動形状の変形を用
いたプロセス装置
【請求項４３】自生旋回流動、あるいは自生旋回流動を
誘起するための環状流れの中心近傍にて流動と逆方向に
流動体を吸引する吸引手段を有する自生旋回流動の流動
方向の反転装置
【請求項４４】二重以上の多重管と、流れ方向に回転半
径が漸縮小する前記多重管と同軸の一つ以上の固定回転
体と、前記回転体側面に沿って回転半径縮小方向に環状
流動を形成する環状流動形成手段と、前記多重管のいず
れかの一つ以上の内管に接続された一つ以上の負圧吸引
手段とを有する自生旋回流動の流動方向の反転装置
【請求項４５】負圧吸引装置に接続された内管の端部
が、ラッパ型の開口部形状をなしている請求項４４の自
生旋回流動の流動方向の反転装置
【請求項４６】負圧吸引装置に接続された内管の端部の
流れ方向断面が、滑らかなＵ字形をなしている請求項４
４の自生旋回流動の流動方向の反転装置
【請求項４７】負圧吸引装置に接続された内管の端部
に、反転流れの剥離を防止するための境界層制御装置が
配設されている請求項４４の自生旋回流動の流動方向の
反転装置
【請求項４８】二重以上の多重管と、流れ方向に回転半
径が漸縮小する前記多重管と同軸の一つ以上の固定回転
体と、前記回転体側面に沿って回転半径縮小方向に環状
流動を形成する環状流動形成手段と、前記多重管の一つ
以上の内管に接続された一つ以上の負圧吸引装置の圧力
設定手段によって、該流動が流動方向の反転装置の外部
に出ない状態をスタンバイ状態とし、圧力制御によって
スタンバイ状態を保持するスタンバイ状態保持手段と、
スタンバイ状態から反転しない通常流動状態に戻すスタ
ンバイ放棄の操作をする通常流動復帰手段とを有する高
応答性の流動方向の反転を用いた噴流生成装置
【請求項４９】二重以上の多重管と、流れ方向に回転半
径が漸縮小する前記多重管と同軸の一つ以上の固定回転
体と、前記回転体側面に沿って回転半径縮小方向に環状
流動を形成する環状流動形成手段と、前記多重管の一つ
以上の内管に接続された一つ以上の負圧吸引装置の圧力
設定手段により相対吸引差圧を大きくすることによって
吸引状態となし、吸引対象物体を吸引する流動方向の反
転を用いた物体吸引装置
【請求項５０】二重以上の多重管の中心にある内管に、
該中心内管の径よりも細い最大半径サイズの微細操作器
具が内管での移動自在に配備されている請求項４４の流
動方向の反転装置あるいは請求項４８の流動方向の反転
を用いた噴流生成装置あるいは請求項４９の流動方向の
反転を用いた物体吸引装置
【請求項５１】細い最大半径サイズの微細操作器具が、
外科手術用のカン子である請求項５０の流動方向の反転
装置あるいは噴流生成装置あるいは物体吸引装置
【請求項５２】細い最大半径サイズの微細操作器具が、
光エネルギー照射による光学操作を行う光ファイバであ
る請求項５０の流動方向の反転装置あるいは噴流生成装
置あるいは物体吸引装置
【請求項５３】流体が燃料であって、多重管が燃料ガス
バーナあるいは溶断火口を構成するものである請求項４
４の流動方向の反転装置あるいは請求項４８の流動方向
の反転を用いた噴流生成装置あるいは請求項４９の流動
方向の反転を用いた物体吸引装置
【請求項５４】流体が消毒液、生体液などの治療用の液
体であって、多重管が医科歯科治療用洗浄ノズルである
請求項４４の流動方向の反転装置あるいは請求項４８の
流動方向の反転を用いた噴流生成装置あるいは請求項４
９の流動方向の反転を用いた物体吸引装置
【請求項５５】流体が消毒液、生体液、薬液などの治療
用の液体であって、多重管が生体内挿入管である請求項
４２の流動方向の反転装置あるいは請求項４９の流動方
向の反転を用いた噴流生成装置あるいは請求項５０の流
動方向の反転を用いた物体吸引装置
【請求項５６】二重以上の多重管と、流れ方向に回転半
径が漸縮小する前記多重管と同軸の一つ以上の固定回転
体と、前記回転体側面に沿って回転半径縮小方向に環状
流動を形成する環状流動形成手段と、前記多重管の一つ
以上の内管に接続された一つ以上の負圧吸引装置の圧力
設定手段によって、該流動が流動方向の反転装置の外部
に出ない状態をスタンバイ状態とし、圧力制御によって
スタンバイ状態を保持するスタンバイ状態保持手段と、
スタンバイ状態から反転しない通常流動状態に戻すスタ
ンバイ放棄の操作をする流動方向の反転装置、および前
記多重管の一つ以上の内管に接続された一つ以上の負圧
吸引装置の圧力設定手段より相対吸引差圧を大きくする
ことによって吸引状態となし、吸引対象物体を吸引する
流動方向の反転を用いた物体吸引装置においてスタンバ
イ状態で生体内に挿入し、必要に応じて通常状態とし
て、生体内物体を破壊し、必要に応じてスタンバイ状態
から内管の相対圧を概値下げることで内管の環状間隙を
接触部として生体内物体と吸着固定し、必要に応じて吸
引状態として生体内物体を吸引し、また必要に応じて、
多重管のいずれかを用いてから生体内に物体を自然流送
ないしは圧入流送する物体の操作方法
【請求項５７】二重以上の多重管と、流れ方向に回転半
径が漸縮小する前記多重管と同軸の一つ以上の固定回転
体と、前記回転体側面に沿って回転半径縮小方向に環状
流動を形成する環状流動形成手段と、前記多重管の一つ
以上の内管に接続された一つ以上の負圧吸引装置の圧力
設定手段によって、該流動が流動方向の反転装置の外部
に出ない状態をスタンバイ状態とし、圧力制御によって
スタンバイ状態を保持するスタンバイ状態保持手段と、
スタンバイ状態から反転しない通常流動状態に戻すスタ
ンバイ放棄の操作をする流動方向の反転装置、および前
記多重管の一つ以上の内管に接続された一つ以上の負圧
吸引装置の圧力設定手段により相対吸引差圧を大きくす
ることによって吸引状態となし、吸引対象物体を吸引す
る流動方向の反転を用いた物体吸引装置において、スタ
ンバイ状態で細胞組織の培養環境内に挿入し、必要に応
じて通常状態として、上記環境内物体を破壊し、必要に
応じてスタンバイ状態から内管の相対圧を概値下げるこ
とで内管の環状間隙を接触部として細胞組織と吸着固定
し、必要に応じて吸引状態として上記環境内物体ないし
は細胞組織内物体を吸引しまた必要に応じて、多重管の
いずれかを用いてから細胞内に物体を自然流送ないしは
圧入流送する物体の操作方法
【請求項５８】流送物体を精液とし、卵細胞組織培養環
境内で人工受精の物体操作をおこなう請求項５７の物体
操作方法
【請求項５９】流送物体を核そのもの、ないしは核内物
質とし、染色体治療についての物体操作をおこなう請求
項５７の物体操作方法
【請求項６０】自然流送を精子と卵細胞の細胞膜との相
互作用にまかせる請求項５８の物体操作方法
【請求項６１】外管を負圧として生体外皮に吸着し、内
管に２０ヘルツ以下の一定あるいは変化する周波数の流
体波動による振動刺激を伝搬させることで、生体に刺激
を与える生体刺激方法
【請求項６２】生体刺激が排便促進、排尿促進、精液採
取を目的とする請求項６１の生体刺激方法
【請求項６３】既存の二重管ノズル内管の外表面を研削
あるいは研磨して環状コアンダ外曲面を形成し、外管流
れの狭化面と外管流れの部分閉塞面をもった外管アダプ
タを前記環状コアンダ外曲面近傍にかん合配設すること
で、二重管ノズル内管外表面に流れの狭化間隙を形成し
て内管外表面の下流に自生旋回流動を誘起する構造と
し、内管に負圧化手段を有する流動方向の反転を用いた
噴流生成装置
【請求項６４】既存の二重管ノズル内管を、内管端部側
の内径がより大きいラッパ状となるよう内管内表面を研
削した請求項６３の流動方向の反転を用いた噴流生成装
置
【請求項６５】剥離防止のための境界層制御装置が、ト
リッピングワイヤあるいはリブレットである請求項１
１、あるいは請求項２５、あるいは請求項３２、あるい
は請求項３４、あるいは請求項４７の流動形状の変形装
置ないしは移動体構造ないしはプロセス装置ないしは流
動方向の反転装置
【請求項６６】剥離促進のための境界層制御装置が、ト
リッピングワイヤあるいはリブレットであり、その設置
角度を９０°転回したものである請求項１２、あるいは
請求項２６、あるいは請求項３３の流動形状の変形装置
ないしは移動体構造、あるいはプロセス装置