本明細書では、吸引力を生成するための装置、方法及びシステムについて記載する。本明細書に開示された本発明の概念の少なくとも一実施形態を詳細に説明する前に、本発明の概念は、構成、実験、例示的データ、及び/又は以下の説明に記載された構成要素の配置、又は図面に図示されている構成の詳細への適用に限定されないことを理解すべきである。現在開示され、かつ請求項に係る発明の概念は、他の実施形態又は様々な方法で実施される、又は実施可能である。また、本明細書で使用される用語及び用語は、説明のみを目的とするものであり、決して制限するものではないことが理解されるべきである。
本発明の概念をより完全に理解するために、本発明の主題の実施形態に関する以下の詳細な説明では、多くの具体的な詳細が記載されている。しかし、開示内の本発明の概念は、これら特定の詳細なしに実施することができることは当業者には明らかであろう。他の例では、周知の特性は、即時開示を不必要に複雑化することを避けるため、詳細に記載していない。
さらに、別段の記載がない限り、「又は」とは、包含的又は排他的でないものをいう。例えば、条件A又はBは、Aは真(又は存在する)で、Bは偽(又は存在しない)、Aは偽(又は存在しない)でBは真(又は存在する)、そして、AとBは両方とも真(又は存在する)、のいずれかで満たされるものとする。
さらに、本発明の実施形態の要素及び構成要素を記述するために、「a」又は「an」の使用を採用している。これは便宜上のためだけであり、発明概念の一般的な感覚を付与するためだけのものである。この記述は、一つ、又は少なくとも一つを含むように読み取るべきであり、それが特に他の意味あることが明らかでない限り、単数形には複数形も含まれる。
本明細書で使用される用語「被験者」は、ヒト被験体又は任意の動物被験体を指す場合がある。
そして、本明細書で使用される用語「一実施形態」又は「実施形態」は、本実施形態に関連して記述される特定の要素、特性、構造、又は特徴は、少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。明細書の様々な場所における「一実施形態」の文言の外観は、必ずしも同一の実施形態を参照しているわけではない。
いくつかの実施形態では、煙、組織及び体液のような内科的又は外科的副産物を除去するための吸引装置は、コアンダ効果を用いた空気流増幅器を用いて吸引力を生成する。吸引力は、主に、吸引装置に供給される空気又はガス(通常、周囲よりも高い圧力で加圧される)の流れから装置で生成されるが、外部吸引ポンプではなく(装置は吸引ポンプと共に使用されてもよい)、吸引装置に供給される。装置は、「逆」方向からの加圧ガスの流れと誤った方向に装置から流出することを防止する安全機能を備えていてもよい。換言すれば、装置は、問題を引き起こしたり、患者を傷つけたりする可能性がある、装置の吸引端からの加圧ガスの流出を防止するように構成される。
いくつかの実施形態では、一方向弁が、装置内部の気流経路に沿って存在し、装置の吸引端からの加圧ガスの流れの流出を確実に防止する。一方向弁は、加圧ガスが大気に流出できるように構成された迂回用ポートを含んでいてもよい。一方向弁は吸引ポートを空気流増幅器から隔離し、加圧ガスを迂回用ポートから逸らすことによって、単に吸引ポートを通る全ての流れを停止させることができる。
いくつかの実施形態では、装置は、装置が使用する排気経路を障害物が部分的又は全体的遮断したときに起動する警報を有していてもよい。この警報は、障害物によって引き起こされる逆流によって起動されることがある。この警報は、他の手段(例えば、電子的)によって起動されてもよい。いくつかの実施形態では、警報は、一方向弁の作動によって起動されてもよい。いくつかの実施形態では、警報は、迂回用ポートからの加圧ガスの流れによって起動されてもよい。
いくつかの実施形態では、警報は、装置内の圧力を測定するための1台以上の機械的ゲージ及び/又は電子変換器を含んでいてもよい。警報は、閾値基準に到達する装置内の内部圧力に呼応して起動するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、警報は、吸引装置の現在の内部圧力レベル、及び/又は内部圧力レベルが所望の作動範囲内にあるか否かをユーザに通知することもできる。
警報は、ホイッスル、サイレン、ホーン、ブザー、振動、又はこれらの任意の組み合わせのような可聴警報であってもよい。警報は、装置上に配置された一定の光又は閃光のような視覚的な警報であってもよい。視覚的警報は、視覚的警報が起動されたときに光を発することができる「流れ遮断」のような、シンボル又は単語を有する点灯されたボタン又はアイコンであってもよい。警報は、位置が変わるタブ、レバー、ボタンなど、例えば、警報中に装置の外部に飛び出したり押し出されたりするボタン、又は、警報中に装置の外側で回転させるレバーなど、機械的な警報であってもよい。本装置は、一以上の警報を備えていてもよい。本装置は、一以上の視覚的警報、可聴警報、機械的警報、又はこれらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、吸引装置又はアタッチメントは、吸引装置又はアタッチメントの遠位端に向けて配置された吸引又は吸入ポートを含む。また、吸引装置又はアタッチメントは、第1の加圧ガス流を受け入れるための加圧ガスポートを含む。吸引装置又はアタッチメントの第1の空気流増幅器は、吸引ポートと流体連通している。空気流増幅器は、第1の加圧ガス流を受けて第1の低圧領域を生成するように構成される。この第1の低圧領域により、吸引装置又はアタッチメントの外側から吸引ポートへの第1の流れが生成される。第1の加圧ガス流と吸引ポートへの第1の流れが複合流は、第1の空気流増幅器の出力ポートを通過して排出される。
吸引装置又はアタッチメントは、フィルタを含んでいてもよい。このフィルタは、複合流を受容(フィルタ処理)する。フィルタは、少なくとも1つのフィルタ吸入ポートと、少なくとも1つのフィルタ出力ポートとを含む。少なくとも1つのフィルタ吸入ポートは、少なくとも1つのフィルタ出力ポートを出る前に、フィルタに入る空気がフィルタ媒体を通過するようにフィルタ媒体に流体接続される。従って、複合流は、フィルタを通過する間に濾過される。
いくつかの実施形態では、吸引装置又はアタッチメントは、第2の空気流増幅器を含んでいてもよい。第2の空気流増幅器は、第2の加圧ガス流から第2の流れを生成する第2の低圧領域を生成するように構成される。第2の空気流増幅器は、第2の加圧ガス流を受けて第2の低圧領域を生成する。複数の空気流増幅器を追加することにより、吸引装置の吸引能力が増大する。いくつかの実施形態では、第2の空気流増幅器は、第1の空気流増幅器に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、第2の空気流増幅器は、フィルタの流動抵抗に起因する流れ及び/又は圧力(吸引力)の損失を補償するように構成されてもよい。例えば、第2の空気流増幅器は、フィルタの一部分(例えば、1/4、1/2など)又はフィルタの流れ抵抗の全てを補償することができる。別の実施例では、第2の空気流増幅器は、フィルタの流れ抵抗を超える(例えば、1.25倍、1.5倍)吸引力を生成することができる。
いくつかの実施形態では、吸引装置又はアタッチメントは、逆流防止装置を含んでいてもよい。この逆流防止装置(例えば、チェック弁、一方向弁等)は、加圧ガスが吸引ポートを介して流出するのを防ぐように構成することができる。逆流防止装置が省略されているか、起動していない場合には、出力ポートを通過する流れの障害物、閉塞又はその他の妨害物が生じた場合には、加圧ガスの流れが吸引ポートを介して流出することがある。障害物は、吸引装置自体、吸引装置やアタッチメントによって吸引された材料を収容して運搬するように構成された補助配管、ライン、管路などで起こりうる。
いくつかの実施形態では、吸引装置又はアタッチメントは、警報を備える。逆流防止装置の起動に呼応して警報を起動させることができる。いくつかの実施形態では、逆流防止装置は、加圧ガス流を迂回用ポートにリダイレクトする。いくつかの実施形態では、ガス流が迂回用ポートへのリダイレクトに呼応して、警報が起動する。警報は聴覚的なものでもよい。警報は視覚的なものであってもよい(例えば、色、形状などを変化させる指標)。警報は機械的なもの(例えば、振動など)であってもよい。いくつかの実施形態では、警報は、空気が通過するときに可聴ノイズを生成するホイッスルを含む。
いくつかの実施形態では、外科的副産物を除去する方法は、第1の空気流増幅器を含む吸引組立体によって加圧ガス流を受け入れることを含む。加圧ガス流は、第1の空気流増幅器に供給される。第1の空気流増幅器は、吸引組立体の吸引流を引き込むための低圧領域を生成する。吸引流は、外科的副産物を含んでいてもよい。吸引流は、吸引組立体の外部から吸引ポートに流れ、空気流増幅器を通って、正圧出力(又は排気)ポートを介して吸引組立体から排出される。
吸引装置は、重量が約10キログラム(kg)、5kg、4.5kg、4kg、3.5kg、3kg、2.5kg、2kg、1.5kg、1kg、又はそれ未満であってもよい。本装置は、約2kg未満でもよい。本装置は、約0.5kgから約2kgの重量を有していてもよい。
吸引装置は、約100センチメートル(cm)未満、75cm、50cm、45cm、40cm、35cm、30cm、25cm、20cm、15cm、14.5cm、14cm、13.5cm、13cm、12.5cm、12cm、11.5cm、11cm、10.5cm、10cm、5.5cm、5cm又はそれ以下の最大外径を有していてもよい。最大外径は約15cm未満であってもよい。最大外径は約12cm未満であってもよい。最大外径は約11.5cm未満であってもよい。最大外径は約5cm〜約13cmであってもよい。最大外径は約50cm〜40cmであってもよい。最大外径は、約100cm〜約50cmであってもよい。
吸引装置は、最大外長が約200cm、150cm、100cm、75cm、60cm、55cm、50cm、45cm、44cm、43cm、42cm、41cm、40cm、39cm、38cm、37cm、36cm、35cm、34cm、33cm、32cm、31cm、30cm、29cm、28cm、27cm、26cm、25cm、20cm又はそれ未満でもよい。本装置は、約45cm未満の最大外長を有していてもよい。本装置は、約40cm未満の最大外長を有していてもよい。本装置は、約39cmの最大外長を有していてもよい。本装置は、約40cm〜約20cmの最大外長を有していてもよい。本装置は、約200cm〜約50cmの最大外長を有していてもよい。
吸引装置は、最大外幅が約50cm、45cm、40cm、35cm、30cm、25cm、24cm、23cm、22cm、21cm、20cm、19cm、18cm、17cm、16cm、15cm、14cm、13cm、12cm、11cm、10cm、9cm、8cm、7cm、6cm、5cm又はそれ未満でもよい。本装置は、約20cm未満の最大外幅を有していてもよい。本装置は、約19cm未満の最大外幅を有していてもよい。本装置は、約20cm〜約15cmの最大外幅を有していてもよい。本装置は、約50cm〜約20cmの最大外幅を有していてもよい。
いくつかの実施形態では、吸引装置は、中空の筐体を備える。いくつかの実施形態では、中空の筐体は、一種類以上の金属、一種類以上のポリマー、一種類以上のプラスチック、一種類以上のセラミック、又はそれらの一種類以上の複合材料、又はこれらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。本装置は、一種類以上のFDA承認材料を含んでいてもよい。本装置は、良好な機械加工特性又は機械加工性を有する一種類以上の材料を含んでいてもよい。本装置は、低摩擦係数が0.25未満、0.2未満、0.15未満、0.1未満、又はそれ未満である、一種類以上の材料を含んでいてもよい。本装置は、6,000ポンド/平方インチ(psi)より大きい、7,000psiより大きい、8,000psiより大きい、9,000psi以上、又はより大きい、高い引張強度を有する一以上の材料を含んでいてもよい。
本装置は、一種類以上のポリマーを含んでいてもよい。本装置は、一種類以上のコーポリマーを含んでいてもよい。本装置は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)を含んでいてもよい。本装置は、ポリアセタールを含んでいてもよい。例えば、本装置は、アセタール(ポリオキシメチレン)のようなホルムアルデヒドのポリアセタールを含んでいてもよい。本装置は、一種類以上のプラスチックを含んでいてもよい。本装置は、シリコーンオイル、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、又はシリコーンコーキング剤のようなシロキサンを含む重合体、又はこれらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。例えば、装置の一以上の弁は、シリコーンを含んでいてもよい。本装置は、ポリスチレン、ポリエチレン、焼結ガラス、ホウケイ酸ガラス、ガラス繊維、ナイロン、ポリアミド(PA)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、界面活性剤を含まない酢酸セルロース(SFCA)、再生セルロース(RC)、フッ化ポリビニリデン(PVDF)又はこれらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、本装置は、音抑制(すなわち、振動を防ぐ)、音吸収(すなわち、ノイズを吸収する)、音減衰(すなわち、音エネルギーの減少)、又はこれらの任意の組み合わせなどの消音のための一種類以上の材料を含んでいてもよい。本装置は、音抑制、音吸収、音減衰、又はこれらの任意の組み合わせを補助する幾何学的形状を備えていてもよい。本装置は、音抑制、音吸収、音減衰、又はそれらの任意の組み合わせを補助するためのラミネート層、表面マイクロアーキテクチャ、又はこれらの組み合わせを含んでいてもよい。本装置は、無響タイル、繊維ガラス充填品、ポリウレタン発泡体、多孔質発泡体(ゴム発泡体など)、メラミン発泡体(ホルムアルデヒドメラミンナトリウム重亜硫酸共重合体など)、ヘアフェルト、共振吸収剤、ヘルムホルツ共鳴器、又はこれらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。本装置は、音響的デカップリングを単独で、又は音抑制のための一種類以上の材料と組み合わせて構成することができる。
いくつかの実施形態では、吸引装置の筐体は、一以上の中空区間を備える。いくつかの実施形態では、吸引装置の筐体は、略互いにほぼ一直線に並ぶ一以上の中空区間を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、本装置の一以上の区間は、積み重ねても、他の類似した構造を含む、複数の異なる方位に配置されていてもよく、例えば、4つの中空区間が2つの中空区間を2つ積み重ねて配置してもよい。いくつかの実施形態では、一以上の中空区間は、一以上の中空区間が連続的であるように連通して構成される。いくつかの実施形態では、一以上の中空区間は、例えば、吸引の流れが、ある中空区間から別の中空区間に移動することができるように流動的に連続している。いくつかの実施形態では、一以上の中空区間は、例えば、吸引ガス、液体、固形物、又はそれらの任意の組み合わせの流れが、一つの中空区間から別の中空区間に移動することができるよう構成される。いくつかの実施形態では、筐体の中空区間は、ポートを含む他の構成要素をさらに含んでいてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、吸引装置筐体の第1の中空区間は、吸入ポートを備え、これは、例えば、吸引配管と結合するための外部カプラ又はコネクタをさらに備えていてもよい。いくつかの実施形態では、装置筐体の第1の中空区間は、例えば妨害物によって本装置が適切に機能していないときに音を鳴らすように構成された警報を備えた警報ポートを備える。いくつかの実施形態では、一以上の中空区間は、一以上の他の中空区間が容易に連通するように構成され、配置された一以上の穴を含む。いくつかの実施形態では、第1の中空区間は、第2の中空区間に沿って配置され、第1の中空区間は、第1の中空区間の内部と連続する第1の穴を含み、第2の中空区間は、第2の中空区間の内部と連続する第2の穴を含み、第1の穴は、第2の穴に面し、整列される、又は実質的に整列されるように配置される。いくつかの実施形態では、一以上の中空区間は、管状であってもよい。いくつかの実施形態では、一以上の中空区間は、例えば、形状が立方体状又は球状を含む、任意の多角形の形状であってもよい。いくつかの実施形態では、中空区間内の穴は円形であってもよい。いくつかの実施形態では、中空区間内の穴は、例えば、楕円形、正方形、長方形、又は三角形を含む任意の形状を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、筐体は、さらに一以上の空気流増幅器機構を備えている。本装置の第1の区間、第2の区間、第3の区間、又は任意の付加的な区間は、例えば、円筒状、正方形、長方形、六角形、三角形、螺旋形状、台形形状、楕円形、又はこれらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。中空区間の一部は、円筒状、正方形、長方形、六角形、三角形、螺旋形状、台形形状、楕円形状、又はこれらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。中空区間は、複数の形状を含んでいてもよい。第1の中空区間、第2の中空区間、第3の中空区間、又は本装置の任意の付加的な区間は、消音又は減衰を助ける幾何学的形状を含んでいてもよい。例えば、筐体の内壁の一部は、消音を助けるために、表面マイクロアーキテクチャを含んでいてもよい。筐体の内壁の一部は、吸音性を有する材料を含むラミネート層、又は消音又はこれらの組み合わせを助けるための表面マイクロアーキテクチャを含むラミネート層を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、内壁の一部は、サウンドバッフルを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、内壁の部分は、ラビリンス形状、六角形形状、凸状形状、ハニカム形状、又はこれらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、吸引装置は、空気流増幅器機構を備える。いくつかの実施形態では、空気流増幅器機構は、中空区間の一以上の構成要素である。いくつかの実施形態では、空気流増幅器は、中空区間の一部ではない。いくつかの実施形態では、第1の中空区間の第1の穴は、第2の中空区間内の第2の穴と連続している。いくつかの実施形態では、第1の中空区間内の第1の穴は、第2の中空区間内の第2の穴と流体連続性を有しており、第1の中空区間及び第2の中空区間は、間隙空間によって物理的に分離される。いくつかの実施形態では、第1の中空区間及び第2の中空区間は、流体連続性があるが、間隙空間によって分離され、第1の区間の第1の穴は、第1の中空区間の表面全体をカバーせず、第1の穴を少なくとも部分的に囲む第1の中空区間の外側に固形物表面の領域がある。同様に、いくつかの実施形態では、第1の中空区間および第2の中空区間は、流体連続性を有しているが、間隙空間によって分離され、第2の区間の第2の穴は、第2の中空区間の表面全体をカバーしないので従って、第2の穴を少なくとも部分的に囲む、第2の中空区間の外側に固形物表面の領域が存在する。いくつかの実施形態では、第1の穴を取り囲む外面と第2の中空の第2の穴を取り囲む外面との間の間隙空間は、導管を形成する。本実施形態では、導管は、第1の穴を取り囲む外面を含む第1の壁と、第2の中空の第2の穴を取り囲む外面を含む第2の壁と、2つの壁の間の間隙空間とを含む。いくつかの実施形態では、導管は、筐体の外側にさらに伝送可能な筐体内に吸引力を受動的に生成するように構成された空気流増幅器機構の一部である。
いくつかの実施形態では、空気流増幅器は、少なくとも部分的に、吸引装置筐体内に含まれる。いくつかの実施形態では、空気流増幅器は、周囲圧力に対する筐体内の低圧領域を生成するための機構を含み、その後、吸引力を生成する。いくつかの実施形態では、空気流増幅器は、加圧ガスのジェット流を、装置筐体の中空区間の一以上の内表面に沿って実質的に全体的に移動させる。空気流増幅器が、加圧ガスのジェット流を装置筐体の中空区間の一以上の内表面に沿って実質的に完全に移動させると、装置の中空区間の内部に低圧領域が形成される。いくつかの実施形態では、低圧領域が形成されると、ジェット流と実質的に同じ方向に吸引力を発生させる。いくつかの実施形態では、ジェット流によって生成される吸引力は、筐体内の吸入ポートで吸引力を生成する。いくつかの実施形態では、空気流増幅器は、加圧ガス流の流れを導くための機構を備える。いくつかの実施形態では、空気流増幅器は、加圧ガス流ポートと連続する導管を含み、ここで、導管は、加圧ガス流ポートから加圧ガスを受け入れるように構成されている。いくつかの実施形態では、導管は、筐体内の第1の中空区間と第2の中空区間との間に配置され、前記導管は、第2の中空区間内の穴と流体的に連続するように構成される。いくつかの実施形態では、導管は、第1の穴を取り囲む外面を含む第1の壁と、第2の中空の第2の穴を取り囲む外面を含む第2の壁と、2つの壁の間の間隙空間とを含む。いくつかの実施形態では、間隙空間は、環状の形状を含んでいてもよい。非限定的な例示的な実施形態において、間隙空間は、立方形、長方形、および三角形状を含む任意の形状を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管および第2の穴は、加圧ガス流が導管から第2の穴へと流れるように、互いに対して位置決めされる。いくつかの実施形態では、導管および第2の穴は、加圧ガス流が導管を通って第2の中空空間へと流れるように、互いに対して位置決めされる。いくつかの実施形態では、導管と第2の穴は、加圧ガス流が導管を通って流れ、次いで第2の中空空間に入るように互いに対して位置決めされ、ここで、加圧ガスは、第2の中空区間の一以上の内表面に沿って実質的に全体に亘って流れるジェット流を形成し、コアンダ効果に従って、ジェット流に隣接する低圧領域を形成する。この実施形態では、第2の中空区間内の生成された低圧領域は、第1の中空区間から第2の中空区間内へ流れるより高い圧力空気の流れを引き起こし、吸引流又は吸引力を含む吸引装置の外側の環境からの流れを引き起こす。この実施形態では、吸引流又は力は、第2の中空区間を通して、間隙空間(第1の穴と第2の穴との間)を通って、第1の中空区間を通って、吸入ポートを通って伝送される。いくつかの実施形態では、第1の中空空間は、吸入又は吸引ポートを含み、そこを通って空気流増幅器機構によって生成された吸引力と、第2の中空区間とが、本装置の外側に伝送される。いくつかの実施形態では、本装置は、ガス、液体、固形物又はこれらの任意の組み合わせを吸引して、例えば蒸気を含む吸引力を与えるように構成されていてもよい。この吸引力は、a)排出物の一部、b)加圧ガスの一部、又はc)本装置を通してのそれらの組み合わせを引き込む、又は押し出すことができる。この吸引力は、一以上のフィルタを介して、排出物の一部、加圧ガスの一部、又はこれらの組み合わせを引き込む、又は押し出すことができる。押し込み又は引き出しは、吸引流又は排出物の位置に対する導管の位置、又は加圧ガスの位置に依存する。
いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約0度〜90度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約90度〜180度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約180度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約175度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約170度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約165度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約160度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約155度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約150度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約145度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約140度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約135度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約130度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約125度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約120度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約115度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約110度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約105度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約100度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約95度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約90度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約85度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約80度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約75度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約70度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約65度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約60度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約55度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約50度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約45度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約40度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約35度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約30度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約25度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約20度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約15度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約10度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約5度の角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の導管は、空気増幅器の第2の穴に対して約0度の角度で位置決めされる。
0°〜90°の角度を持つ1つの区間の傾斜した端部は、2つの間の間隙空間が導管を形成するように、約90°〜約180°の角度で、第2の区間の拡開端部に隣接するように配置することができる。一区間の傾斜端部と第2の区間の拡開端部は、導管内の層流を強化するために、互いに実質的に平行であってもよい。第1の区間の傾斜端部の角度は、第2の区間の拡開端部の角度と一致させてもよい。第1の区間の傾斜端部の角度は、第2の区間の拡開端部の角度と類似していてもよい。例えば、第1の区間の傾斜端部は約90°であってよく、第2の区間の拡開端部は約90°であってもよい。第1の区間の傾斜端部は約55°であってよく、第2の区間の拡開端部は約125°であってもよい。第1の区間の傾斜端部は約35°であってよく、第2の区間の拡開端部は約145°であってもよい。拡開端部は、平滑か又は丸みを帯びた縁部を含み、導管を通る層流を増強又は許容することができる。
導管は、一区間の傾斜端部を、約0°〜90°の角度で、傾斜端部が約90°〜約180°の角度である第2の区間に隣接して配置することによって形成することもできる。例えば、第1の区間の傾斜端部は約90°であってよく、第2の区間の傾斜端部は約90°であってもよい。第1の区間の傾斜端部は約55°であってよく、第2の区間の傾斜端部は約125°であってもよい。第1の区間の傾斜端部は約35°であってよく、第2の区間の傾斜端部は約145°であってもよい。
傾斜端部の傾斜は、中心軸に対して約90度(°)以下の角度でもよい。傾斜端部の傾斜は、90°、85°、80°、75°、70°、65°、60°、55°、50°、45°、40°、35°、30°、25°、20°、15°、10°、5°又はそれ未満でもよい。傾斜端部の傾斜は、中心軸に対して約55°でもよい。傾斜端部の傾斜は、中心軸に対して約35°でもよい。傾斜端部の傾斜は、中心軸に対して約55°から約35°の間でもよい。傾斜端部の傾斜は、中心軸に対して約60°から約20°の間でもよい。
傾斜端部の傾斜は、中心軸に対して約90度(°)の角度で、又はそれ以上の角度でもよい。傾斜端部の傾斜は、90°、95°、100°、105°、110°、115°、120°、125°、130°、135°、140°、145°、150°、155°、160°、165°、170°、175°、又は約180°でもよい。傾斜端部の傾斜は、中心軸に対して約125°で傾斜させてもよい。傾斜端部の傾斜は、中心軸に対して約145°でもよい。傾斜端部の傾斜は、中心軸に対して約125°〜約145°でもよい。傾斜端部の傾斜は、中心軸に対して約120°〜約160°でもよい。
拡開端部は、中心軸に対して約90度(°)の角度以上に拡開していてもよい。拡開端部は、約90°、95°、100°、105°、110°、115°、120°、125°、130°、135°、140°、145°、150°、155°、160°、165°、170°、175°、又は約180°で拡開していてもよい。拡開端部は、中心軸に対して約125°で拡開していてもよい。拡開端部は、中心軸に対して約145°で拡開していてもよい。拡開端部は、中心軸に対して約125°〜約145°で拡開していてもよい。拡開端部は、中心軸に対して約120°〜約160°で拡開していてもよい。
拡開端部の中心軸に対する角度は、約90度未満でもよい。拡開端部は、中心軸に対して、約90°、85°、80°、75°、70°、65°、60°、55°、50°、45°、40°、35°、30°、25°、20°、15°、10°、5°、又はそれ未満の角度を形成してもよい。拡開端部の中心軸に対して、約55°の角度を形成してもよい。拡開端部の中心軸に対して、約35°の角度を形成してもよい。拡開端部の中心軸に対して、約55°〜約35°の角度を形成してもよい。拡開端部の中心軸に対して、約60°〜約20°の角度を形成してもよい。
傾斜は区間の一端から始まり、区間の反対側の端部に向かって続いていてもよい。傾斜は、区間の長さ部分を含んでいてもよい。例えば、傾斜した区間の長さ部分は、約1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、もしくはそれ未満であってもよい。傾斜した長さ部分は、約25%未満でもよい。傾斜した長さ部分は、約15%未満であってもよい。傾斜した長さ部分は、約10%未満であってもよい。傾斜した長さ部分は、約5%未満であってもよい。傾斜した長さ部分は、約1%未満であってもよい。
拡開は区間の一端から始まり、区間の反対側の端部まで続いていてもよい。拡開は、区間の長さ部分を含んでいてもよい。例えば、拡開である区間の長さ部分は、約1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%もしくはそれ未満であってもよい。拡開された長さ部分は、約25%未満であってもよい。拡開された長さ部分は、約15%未満であってもよい。拡開された長さ部分は、約10%未満であってもよい。拡開された長さ部分は、約5%未満であってもよい。拡開された長さ部分は、約1%未満であってもよい。
一以上の傾斜端部の角度、一以上の拡開端部、又はこれらの任意の組み合わせは、調節可能であってもよい。ユーザは、例えば、一以上の角度を調節することができる。角度は、例えば、遠隔位置から自動的に調節されてもよい。角度は、吸入ポートにおける吸引能力などのフィードバック機構に従って調節されてもよい。ユーザは、チューナアームを機械的に回転させて、角度を調節してもよい。
区間の一方又は両方の端部は、拡開、傾斜、角度付け、傾き、又は勾配をつけてもよい。例えば、区間は、第1の端部及び第2の端部を有することができ、そのうちの一方又は両方を、傾斜させてもよい。区間は、第1の端部と第2の端部を有することができ、そのうちの一方又は両方を拡開させてもよい。区間には、第1の傾斜端部と第2の拡開端部を有していてもよい。一以上の区間を直列にお互い隣接して配置することができる。例えば、傾斜端部に隣接して拡開端部を配置したり、傾斜端部を異なる傾斜端部に隣接して配置したりすることができる。2つの拡開端部を有する区間は、区間の2つの拡開端部の一つに隣接する各追加区間の傾斜端部を配置することによって、2つの追加区間と直列に配置することができる。
いくつかの実施形態では、加圧ガスを供給する加圧ガスポート(正圧取込口のような)は、筐体の外側に沿って任意の点に隣接して配置されてもよい。いくつかの実施形態では、加圧ガスポートは、筐体に沿って空気増幅器の遠位側に位置してもよい(装置の近位端は、吸入ポートを有する端部を含む)。いくつかの実施形態では、加圧ガスポートは、空気増幅器の近位に位置してもよい(ここで、装置の近位端は、吸入ポートを有する端部を含む)。いくつかの実施形態では、ガスポートは、吸入ポート(例えば、ノズル)に隣接して配置されてもよい。いくつかの実施形態では、ガスポートは、排出ポート(例えば、加圧廃棄ポート)に隣接して配置されてもよい。いくつかの実施形態では、ガスポートは、導管の長さに沿って任意の点に配置されてもよい。
いくつかの実施形態では、空気増幅器機構の一以上の構成要素は調節可能である。ユーザは例えば、空気増幅器の導管の間隙空間の幅は、例えば、第1の中空区間と第2の中空区間の一以上を互いに対して移動させることによって調節することができる(すなわち、導管の壁を互いに対して移動して)。いくつかの実施形態では、導管の間隙空間の幅は、例えば、遠隔位置から自動的に調節されてもよい。導管の間隙空間の幅は、吸入ポートにおける排出物の量、又は吸入ポートにおける液体吸引能力のようなフィードバック機構に従って調節してもよい。ユーザは、チューナアームを機械的に回転させて、導管の間隙空間の幅を調節してもよい。チューナアームは、例えば、導管の間隙空間の幅を調節するための線形運動を生成する螺旋状溝などの溝に動作可能に連結してもよい。
導管の間隙空間の幅を小さくすることにより、液体吸引能力を増加させることができる。導管の間隙空間の幅を増加させることにより、液体吸引能力を低下させることができる。ガス吸引能力は、チューナアーム調節範囲にわたって、又は導管の一以上の間隙空間の調節可能幅の範囲にわたって、一定とすることができる。吸入ポート(例えば、ノズル)におけるガス吸引の液体吸引に対する体積比は、導管の間隙空間の幅の範囲にわたって、又はチューナアーム調節の範囲にわたって調節可能である。チューナアームは、連続的な回転を含むことができ、又は導管の間隙空間の特定の幅に対応する離散的な溝を含んでいてもよい。
導管の長さは、第1の区間又は第2の区間の長さに比べて、約40%、35%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%もしくはそれ未満であってもよい。導管の長さは、第1又は第2の区間の長さの約10%未満であってもよい。導管の長さは、第1又は第2の区間の長さの約20%未満であってもよい。導管の長さは、第1の区間又は第2の区間の長さの約1%〜約10%であってもよい。導管の長さは、第1の区間又は第2の区間の長さの約1%〜約5%であってもよい。導管の長さは、第1の区間又は第2の区間の長さの約1%〜約15%であってもよい。導管の長さは、第1の区間又は第2の区間の長さの約1%〜約20%であってもよい。
いくつかの実施形態では、導管の間隙空間の幅は、約10センチメートル(cm)、9.5cm、9cm、8.5cm、8cm、7.5cm、7cm、6.5cm、6cm、5.5cm、5cm、4.5cm、4cm、3.5cm、3cm、2.5cm、2cm、1.5cm、1cm、もしくはそれ未満であってもよい。導管の間隙空間の幅は、約50ミリメートル(mm)、45mm、40mm、35mm、30mm、25mm、20mm、15mm、10mm、9mm、8mm、7mm、6mm、5mm、4mm、3mm、2mm、1mm、0.5mm、もしくはそれ未満であってもよい。導管の間隙空間の幅は、約5mmであってもよい。導管の間隙空間の幅は、約4mmであってもよい。導管の間隙空間の幅は、約3mmであってもよい。導管の間隙空間の幅は、約2mmであってもよい。導管の間隙空間の幅は、約1cm未満であってもよい。導管の間隙空間の幅は、0mmと約2mmとの間で調節可能であってもよい。
装置は、約40ポンド/平方インチ(psi)、35psi、30psi、29psi、28psi、27psi、26psi、25psi、24psi、23psi、22psi、21psi、20psi、19psi、18psi、17psi、16psi、15psi、14psi、13psi、12psi、11psi、10psi、又は約5psiの吸入ポートの液体吸引能力をかけてもよい。液体吸引能力は約25psiであってもよい。液体吸引能力は約20psiであってもよい。液体吸引能力は約15psiであってもよい。液体吸引能力は約10psiであってもよい。液体吸引能力は、約25psi〜約10psiであってもよい。
装置の液体吸引能力は調節可能であってもよい。液体吸引能力は、約25psi〜約10psiで調節可能であってもよい。液体吸引能力は、約40psi〜約5psiで調節可能であってもよい。液体吸引能力は、約30psi〜約10psiで調節可能であってもよい。液体吸引能力は、約25psi〜約5psiで調節可能であってもよい。液体吸引能力は、例えば、導管の間隙空間を調節することによってユーザは手動で調節することができ、又はユーザは、例えば遠隔位置で装置にプログラムできる液体吸引能力を指定することができる。
間隙空間を調節することは、ガス吸引能力とは無関係であるが、吸入ポートでの液体吸引能力を変化させることができる。装置は、調節可能な液体吸引能力の広い範囲にわたって一定のガス吸引能力を維持することができる。装置は、約10ポンド/平方インチ(psi)から約25psiまでの調節可能な液体吸引能力の範囲にわたって一定のガス吸引能力を維持することができる。装置は、約5psiから約40psiまでの調節可能な液体吸引能力の範囲にわたって一定のガス吸引能力を維持することができる。装置は、約10psiから約30psiまでの調節可能な液体吸引能力の範囲にわたって一定のガス吸引能力を維持することができる。装置は、約5psiから約25psiまでの調節可能な液体吸引能力の範囲にわたって一定のガス吸引能力を維持することができる。
吸入ポートでの体積流量は、約4立方フィート/分(cfm)、4.5cfm、5cfm、5.5cfm、6cfm、6.5cfm、7cfm、7.5cfm、8cfm、8.5cfm、9cfm、9.5cfm、10cfm、10.5cfm、11cfm、11.5cfm、12cfm、12.5cfm、13cfm、13.5cfm、14cfm、14.5cfm、15cfm、15.5cfm、16cfm、17cfm、18cfm、19cfm、又は20cfmでもよい。体積流量は約4cfm〜約6cfmであってもよい。体積流量は約12cfm〜約15cfmであってもよい。
吸入ポートでの液体吸引速度は、約100立方センチメートル/秒(cc/秒)、95cc/秒、90cc/秒、85cc/秒、80cc/秒、75cc/秒、70cc/秒、65cc/秒、60cc/秒、55cc/秒、50cc/秒、45cc/秒、40cc/秒、35cc/秒、30cc/秒、25cc/秒、20cc/秒、15cc/秒、10cc/秒、又は5cc/秒でもよい。液体吸引速度は、約60cc/秒〜約5cc/秒であってもよい。液体吸引速度は少なくとも約30cc/秒であってもよい。液体吸引速度は少なくとも25cc/秒であってもよい。
液体吸引速度は調節可能である。液体吸引速度は、約60cc/秒〜約5cc/秒で調節可能である。液体吸引速度は、約60cc/秒〜約30cc/秒で調節可能である。液体吸引速度は、約100cc/秒〜約30cc/秒で調節可能である。液体吸引速度は、例えば、導管の間隙空間を調節することにより、ユーザが手動で調節でき、又は、ユーザは装置にプログラム可能な液体吸引速度を、例えば、遠隔位置で指定することができる。
吸入ポートの内径は調節可能であってもよい。ユーザは、例えば、装置上で第3のチューナアームを回転させることによって、吸入ポートの内径を調節することができる。吸入ポートの内径は、吸入ポートに流入する排出物の体積に基づいて自動的に調節されてもよい。内径は、約5ミリメートル(mm)〜約10センチメートル(cm)で調節可能であってもよい。内径は、約5mm〜約50mmで調節可能であってもよい。内径は、約25mm〜約100mmで調節可能であってもよい。内径は、約0.5cm〜5cmで調節可能であってもよい。内径は、約0.5cm〜約10cmで調節可能であってもよい。内径は、例えば、第3のチューナアームを調節することによって、ユーザによって手動で調節されてもよく、あるいは、例えば、遠隔位置において、ユーザは装置にプログラムされることができる吸入ポート内径を指定することができる。
本願明細書に記載された吸引装置は、最小限の音を発生又は音を発生しないで吸引力を与える。本明細書に記載された吸引装置の動作は、一種類以上の音を生成することができる。一種類以上の音は、約43デシベル(dB)のような背景ノイズと等価でもよい。一種類以上の音は、背景ノイズに比べて6dB未満大きくてもよい。一種類以上の音は、背景ノイズに比べて4dB未満大きくてもよい。一種類以上の音は、約40dB、35dB、30dB、29dB、28dB、27dB、26dB、25dB、24dB、23dB、22dB、21dB、20dB、19dB、18dB、17dB、16dB、15dB、14dB、13dB、12dB、11dB、10dB、5dB、もしくはそれ未満であってもよい。一種類以上の音は、約40dB未満でもよい。一種類以上の音は、約30dB未満でもよい。一種類以上の音は、約20dB未満でもよい。一種類以上の音は、約10dB〜約30dBでもよい。一種類以上の音は、約15dBから約35dBの間でもよい。
逆流警報又は警報を含む一以上の実施形態は、一種類以上の音を発してもよい。逆流警報から発せられる一以上の音は、可聴音であってもよい。逆流警報から発せられる一種類以上の音は、約100dB、95dB、90dB、85dB、80dB、75dB、70dB、65dB、60dB、55dB、50dB、又は45dBであってもよい。逆流警報から発せられる一種類以上の音は、約80dBであってもよい。逆流警報から発せられる一種類以上の音は、約70dBであってもよい。逆流警報から発せられる一種類以上の音は、約60dBであってもよい。逆流警報から発せられる一種類以上の音は、約50dBであってもよい。逆流警報から発せられる一種類以上の音は、約45dB〜約60dBであってもよい。逆流警報から発せられる一種類以上の音は、約45dB〜約75dBであってもよい。
装置は、一以上のフィルタを含んでいてもよい。例えば、2つ、3つ、4つ、5つ、又はそれ以上のフィルタが、装置に含まれてもよい。一以上のフィルタは、導管の間隙空間の前、導管の間隙空間の後、又はこれらの組み合わせで配置してもよい。一以上のフィルタは、吸入ポート(例えば、ノズル)、排出ポート(例えば、加圧廃棄ポート)、筐体内、又はこれらの任意の組み合わせに配置してもよい。一以上のフィルタは、固形物などの排出物を収集してもよい。一以上のフィルタは、細菌粒子、ウイルス粒子、固形の外科廃棄物、又はこれらの任意の組み合わせを収集してもよい。一以上のフィルタは、一以上のフィルタの孔径に基づいて固形の排出物を収集することができる。フィルタの孔径は、100マイクロメータ(μm)、70μm、20μm、10μm、5μm、2μm、1μm、0.7μm、0.5μm、0.4μm、0.3μm、0.2μm、0.1μm、0.02μm、0.01μmもしくはそれ未満であってもよい。孔径は、約100μm以下であってもよい。孔径は、約70μm以下であってもよい。孔径は、約0.5μm以下であってもよい。孔径は、約0.2μm以下であってもよい。一以上のフィルタは直列に配置することができる。
本装置は、流体試料、細胞試料、又は組織試料の収集などの収集に使用してもよい。例えば、本装置は、結腸鏡検査中にポリープの収集などの組織試料の収集に使用してもよい。本装置は、腫瘍生検試料の収集に使用してもよい。本装置は、手術中に血液試料の収集などの流体試料の収集に使用してもよい。
試料を収集するために、本装置は、一以上のフィルタを含んでいてもよい。一以上のフィルタを装置に含むことにより、一以上の試料が吸引流から回収されるように、吸引流を選別することができる。一以上のフィルタにより組織試料を採取して、採取中で吸引することができる過剰なガス又は液体を濾過又は除去を可能にすることができる。一以上のフィルタにより、細胞試料を収集し、採取中で吸引され得る過剰なガス又は液体の濾過又は除去を可能にすることができる。一以上のフィルタにより、組織試料及び細胞試料を装置の別々の領域に集め、また採取中で吸引され得る過剰なガス又は液体の濾過又は除去を可能にすることができる。一以上のフィルタにより、異なる孔径フィルタを使用して、収集材料(すなわち組織、細胞、粒子)を分離することができる。一以上のフィルタにより、一以上の細胞表面マーカーに基づく正の選択又は負の選択を用いて、細胞試料などの収集材料を分離することができる。いくつかの実施形態では、本装置は、吸引流を選別し、特定の関心のある試料を収集するための特定の幾何学的形状の流体経路を含んでいてもよい。
過剰なガス又は液体若しくは組織のような一以上のガス又は液体若しくは組織を装置から排出させることができる。過剰なガス又は液体もしくは組織は、さらに、被験者の状態を分析するための過剰な血液を収集すること又は更なる研究用として収集ユニットに収集することができる。過剰なガス又は液体、又は固形物は、被験者に使用するために再利用できる過剰な血液を回収することなど、さらなる用途のために再利用してもよい。本装置はまた、収集後に組織試料を保存するなどの、収集材料を保存するための収集ユニットを含んでいてもよい。
装置の収集ユニットは、使用中に装置に取り付けることができる別個のユニットなどの装置とは別個のものであってもよいし、装置内に形成してもよい。収集ユニットは再利用可能である。
いくつかの実施形態では、本装置は、例えば、外科的処置の間に吸引力を提供するために使用してもよい。いくつかの実施形態では、本装置は、例えば、煙、血液、又は、例えば、糞便、膿、灌注、又は骨破片などを含む外科的デブリを吸引するように構成してもよい。いくつかの実施形態では、吸引装置は、完全に或いは一部の実施形態において、十分な吸引力を提供し、装置内に配置された又は装置に直列に配置される一以上のフィルタは、例えば、手術野から吸引されるガス、液体及び固形物を分離することができる。例えば、第1のフィルタは、固形物を濾過するために装置の吸入ポートの直前に配置され、第2のフィルタは、液体を濾過するために装置内に配置され、吸引されたガスからより小さい粒子を濾過する。
外科的副産物は、一種類以上の液体(例えば、血液、唾液)、煙、組織及び/又は有害化学物質を含んでいてもよい。吸引流は、吸引組立体を出る前にフィルタを通過することができる。吸引流は、第2の空気増幅器(例えば、フィルタの後)を通して通過されてもよい。
吸引流は、逆流防止装置(例えば、一方向弁)を通過して、加圧ガス流が吸引ポートを介して吸引組立体から流出するのを防ぐことができる(例えば、妨害物の場合)。ユーザは、吸引組立体内の障害物に対して警報を与えることができる。加圧ガスは、警報を起動させるために分流されることができる。加圧ガス流は、逆流防止装置が起動されるときに吸引組立体の迂回用ポートから出て、加圧ガス流が吸引ポートを介して吸引組立体から出るのを防ぐことができる。
いくつかの実施形態では、吸引組立体は、低圧ポートに流入する流れ中の外科的副産物を受け入れるための低圧ポートを含む。吸引組立体はまた、正の圧力出口ポートを備え、吸引組立体から外科的副産物を収集する。正圧ガスポートは、加圧ガス流を受け入れる。第1の空気増幅器は、低圧ポートから正圧ポートへの流れを生成する。この流れは、吸引ポートから出口ポートへの吸引流に同伴された外科的副産物を押し出す。
いくつかの実施形態では、吸引組立体は、一以上の弁を含んでいてもよい。一以上の弁は、一方向弁でよい。一以上の弁は、シャトル弁、圧力リリーフ弁、逆流防止弁、チェック弁、又はこれらの任意の組み合わせでもよい。
いくつかの実施形態では、ばねは、シャトル弁などの一以上の弁を密閉するために使用されるエネルギーの源とすることができる。ばねは、約0ポンド(lbs)〜約30lbsの力を与えることができる。ばねは、約2lbs〜約4lbsの力を与えることができる。ばねは、少なくとも約2.5lbsの力を与えることができる。ばねは、少なくとも約2lbsの力を与えることができる。ばねは、少なくとも約1.5lbsの力を与えることができる。ばねは、少なくとも約1lbsの力を与えることができる。ばねは、少なくとも約0.5lbsの力を与えることができる。ばねは、約0.5lbs〜1lbsの力を与えることができる。ばねは、約0.5lbs〜約0.8lbsの力を与えることができる。
いくつかの実施形態では、吸引組立体は、逆流防止弁を含んでいてもよい。逆流防止弁は、低圧ポートを介して加圧ガス流を遮断する。特に、逆流防止弁は、障害物が逆流防止弁と排出ポートとの間の流れを遮断する際に、低圧ポートから加圧ガスが流出するのを止める。逆流防止弁はまた、加圧ガス流を吸引組立体の迂回用ポートから迂回させることができる。
いくつかの実施形態では、空気増幅器装置は、第1の端部に第1の開口部と、第2の端部に第2の開口部とを有する、ほぼ円筒形空洞を規定する構造を有する。円筒形空洞は、空洞の内壁によって規定される。構造体は、噴出開口部を規定する第1の端部近傍の内壁に環状の開口部のような間隙空間を有する。この噴出開口部は、加圧ガスを環状の開口部から流出可能に構成されるので、低圧領域が第1の端部で生成され、増幅された流れが第2の端部で生成される。環状の開口部はさらに、加圧ガスが、第2の端部に向かう空洞の内壁に対して角度(例えば、0°〜90°)を付けて空洞内に入るように構成される。いくつかの実施形態では、より鋭角(例えば、30°〜50°)が望ましいことがある。空洞は、環状の開口部が空洞と連通する箇所まで直径が大きくなって拡開状になっている。
いくつかの実施形態では、環状の開口部のような間隙空間の寸法を調節して、第1の端部における周囲空気と低圧領域との間の圧力差を制御することができる。構造体の一部は、回転可能で、環状の開口部の寸法を調節することにより、圧力差を制御することができる。環状の開口部は、空洞に流入する加圧ガスが環状の開口部を規定する構造体の部分の湾曲面に付着するような輪郭を有し、それによって、増幅された流れの全体的な質量流量を増加させる低圧領域を形成することができる。
環状の開口部の寸法は、空気増幅器によって供給される液体吸引に対するガス吸引の比率を制御するために調節可能である。いくつかの実施形態では、吸引装置は、環状の開口部の寸法を調節するための回転可能な部材を含み、第1の端部における周囲空気と低圧領域との間の圧力差を制御する。いくつかの実施形態では、環状の開口部は、空洞に流入する加圧ガスが環状の開口部を規定する構造体の部分の湾曲面に付着するようなプロファイルを有し、それによって、増幅された流れの全体的な質量流量を増加させる低圧領域を形成する。環状の開口部は、空洞に流入する加圧ガスが環状の開口部を規定する構造体の部分に付着するようなプロファイルを有し、それによって、増幅された流れの全体的な質量流量を増加させる低圧領域を形成することができる。
いくつかの実施形態では、吸引力を生成するための装置は、第1の端部に第1の開口部を有する空洞を規定する筐体と、第2の端部における第2の開口部とを備える。本装置はまた、少なくとも1つの開口部からガス流を排出するように構成された筐体の内面に少なくとも1つの開口部を有し、前記第1の端部に低圧領域が形成され、前記第2の端部に複合流が生成される。この複合流は、ガス流と、低圧領域の結果として第1の端部に入る吸引流とを含む。また、本装置は、少なくとも1つの開口部を操作して、低圧領域と周囲圧力との間の圧力差の量を調節するための制御装置を有する。
いくつかの実施形態では、少なくとも1つの開口部は、コアンダ効果を利用するように構成される。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの開口部はベンチュリ効果を利用するように構成される。装置はまた、複合流に障害が起きたときに、少なくとも1つの開口部からガス流を停止させる妨害物検出器を有していてもよい。
いくつかの実施形態では、医療用吸引装置は、加圧ガスの流れを受け入れるための正圧入力ポートを備える。本装置はまた、吸引装置内への排出物を同伴して流入させるための低圧領域を供給するための入力ポートを備えている。本装置はまた、加圧ガスの流れと入力ポートを介して吸引装置に流入する排出物の流れとを出力する正圧出力ポートを含む。また、本装置は、入力ポートと連通して、少なくとも加圧ガスが吸引ポートを通って流出することを防止するためのチェック弁を有する。
いくつかの実施形態では、医療用吸引装置は、チェック弁が吸引ポートを介して流れを阻止しているときに機械的に起動する警報を含む。チェック弁の起動は、いくつかの実施形態では、加圧ガス流の少なくとも一部を迂回させて、警報を起動させてもよい。加圧ガスのこの迂回した部分は、可聴警報を生成することができる。例えば、迂回した部分は、ホイッスルを通過し、それによって、可聴音を生成してもよい。警報は可視インジケータでもよい。加圧されたガスの迂回した部分は、医療用吸引装置のオペレータにインジケータを可視表示する部材を移動させることができる。この警報は、医療用吸引装置内の圧力を測定するための機械的なゲージ又は電子変換器を含んでいてもよい。警報は、閾値基準に到達する装置内の内部圧力に呼応して作動するように構成してもよい。警報は、装置の現在の内部圧力レベル、及び/又は一種類以上の内部圧力レベルが所望の作動範囲内にあるか否かをユーザに通知することもできる。
いくつかの実施形態では、医療用吸引装置は、吸気ポートから排気ポートまでの内部管腔を備えている。内部管腔と流体連通する空気増幅器組立体。空気増幅器組立体は圧縮空気源を受け取り、圧縮空気は空気増幅器組立体によって導かれて、入力ポートに低圧領域を形成し、排気ポートから流出する。医療用吸引装置はまた、入力ポートと空気増幅器組立体との間の内部管腔に逆流防止弁を備える。
いくつかの実施形態では、医療用吸引装置は、機械的に起動する警報を備え、逆流防止弁が吸引ポートを介して流出するのを防止する。逆流防止弁が入力ポートを介して流出するのを防ぐために逆流防止弁を起動させることによって、圧縮空気の流れの少なくとも一部を迂回させて警報を作動させることもできる。この警報は、圧縮空気の流れの一部によって生成される可聴音である。例えば、圧縮空気の流れの一部はホイッスルを通過し、それによって、可聴音を生成することができる。警報は可視インジケータであってもよい。圧縮空気の流れの迂回した部分は、可視インジケータを医療用吸引装置のオペレータに見えるように部材を移動させることができる。
いくつかの実施形態では、医療用吸引装置は、妨害物を除去するために、逆流防止弁とともに管腔の少なくとも一部を加圧する妨害物除去制御を含んでいてもよい。例えば、妨害物除去制御が起動すると、圧縮空気によって排気ポートから妨害物を強制的に排除することができる。
いくつかの実施形態では、医療用吸引装置を操作する方法は、加圧ガス流を受け入れることを含む。この方法はまた、加圧ガス流を利用して、入力ポートに低圧領域を形成し、吸引装置へ排出物を同伴させ、受け入れることを含む。この方法はまた、出力ポートを介して、加圧ガス流と、入力ポートを介して受け入れる排出物の流れとを排出することを含む。この方法はまた、弁を起動して、加圧ガス流を減少させ、第1の閾値基準以下の出力ポートを介して排出される排出物の流れを減少させる妨害物に呼応して、少なくとも加圧ガス流が入力ポートを介して流出することを防ぐことを含む。
いくつかの実施形態では、方法は、圧力ガス流を減少させる妨害物と、第2の閾値基準以下の出力ポートを介して排出される排出物の流れに呼応して、警報を起動するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、加圧ガス流の流れと出力ポートから排出される排出物の流れを同じだけ減少させることによって、第1の閾値基準及び第2の閾値基準を適合させる。警報は弁に接続され、弁が起動するときに警報を起動させることができる。
図1は、吸引システム100を示すブロック図である。図1において、吸引システム100は、真空発生器110を備える。真空発生器110は、真空発生器110、入力ポート111、吸引ポート112、及び排気ポート113を含む。真空発生器110は、入力ポート111から正圧ガス供給121を受け入れるように構成される。真空発生器110は、吸引ポート112の近傍の正圧ガス供給121から低圧領域122を生成するように構成される。低圧領域122は、周囲の気圧よりも圧力が低い。周囲の気圧は、低圧領域122の圧力を克服して、吸引装置100内に吸引力を生成する。低圧領域122は、吸引ポート112を介して、排出物(例えば、液体、ガス、固形物)を真空発生器110に引き込む。真空発生器110に引き込まれた排出物は、排気ポート113から真空発生器110によって押し出される。排気ポート113は、収集された排出物の流出物と、入力ポート111を介して受け取られたガスとを出力する。この流出物は、回収、分離及び/又は処分のために配管、パイプ等に出力されてもよい。
「正圧」及び「低圧」という用語は相対的な用語であることを理解するべきである。これらの用語は、真空発生器110の近傍の周囲空気/ガス圧力に対して相対的なものであることを理解するべきである。例えば、正圧ガス供給121は、圧縮空気、窒素、二酸化炭素あるいは他のガス圧力源の流れであってもよい。この場合、正圧ガス供給121は、真空発生器110を囲む周囲空気より高く加圧される。同様に、低圧領域122は、吸引ポート112近傍の空気圧が周囲空気よりも小さい領域であってもよい。この低圧領域は、吸引ポート112付近の空気、おそらくは同伴している排出物を吸引ポート112に流入させる。
いくつかの実施形態では、真空発生器110は、正圧ガス供給121から低圧領域122を生成するために流体流増幅器(別名、流量乗算器)を利用する。別の実施形態では、真空発生器110は正圧ガス供給121で駆動される機械的ポンプ又はファンを利用して、低圧領域122を生成する。
いくつかの実施形態では、真空発生器110は、ハンドヘルド操作用として構成してもよい。この構成では、真空発生器110は、操作されながら一以上の手によって保持できるようにサイズ決めされ、形作ることができる。従って、永久的に取り付けられた(又は、可搬であるが、大きい)吸引ポンプではなく、真空発生器110は、排出物を吸引ポート112に吸引するように作動する比較的小さな装置であってもよく、排気ポート113から排出物を押し出すことができる。真空発生器110は、ハンドヘルド操作用として構成されてもよいが、別の手順(例えば、腹腔鏡検査、ロボット等)とともに使用されてもよいことは理解するべきである。
正圧ガス供給121を受け、正圧流出物123を生成することによって、入力ポート111及び排気ポート113に接続された配管及び/又はパイプは、薄壁で、圧潰可能でもよいことは理解するべきである。正圧ガス供給121及び正圧流出物123の正圧が圧潰可能な配管を「押し開く」か「膨張させる」ことから、入力ポート111及び排気ポート113に接続された配管及び/又はパイプは圧潰可能である。したがって、供給される真空ライン又は真空源(例えば、真空ポンプ及び/又は配管壁ポート)に依存する「負圧」システムと共に使用するものに比べ、より軽量で、及び/又はより安価な配管を真空発生器110と共に使用できる。
入力ポート111は、吸引装置100の壁内に配置される。入力ポート111は、正圧ガス供給121を受け入れるように構成されている。入力ポートは、真空発生器110に結合される。入力ポート1110は、正圧ガス供給121を真空発生器110に導くように構成されている。真空発生器110は、正圧ガス供給121を受け入れるように構成される。いくつかの実施形態では、入力ポート111は、正圧ガス供給121を真空発生器110の内壁に対して角度をつけて導くように構成される。
吸引ポート112は、吸引装置100の遠位端に配置されている。吸引ポート112は、低圧領域122を介して排出物の流れを受け取るように構成されている。吸引ポート112は、真空発生器110の遠位端に結合されるように構成される。吸引ポート112は、排出物の流れを真空発生器110に導くように構成されている。真空発生器110は、吸引ポート112から排出物の流れを受け入取ように構成されている。
排気ポート113は、吸引装置100の基端側に配置されている。排気ポート113は、真空発生器110に結合される。排気ポート113は、正圧ガス供給121と、真空発生器から吸引ポート112で受け取った排出物の流れとの複合流を、受け入れるように構成されている。排気ポート113は、少なくとも複合流を吸引装置100から排出するように構成されている。いくつかの実施形態では、排気ポート113は、正圧流出物123を受け入れるように構成された配管を取り付けるための取り付け具を含んでいてもよい。
図2は、吸引システムを作動させる方法を示すブロック図である。図2に示されるステップは、吸引システム100の一以上の要素によって実行されてもよい。加圧ガス流は、入力ポート(202)で受け入れる。例えば、入力ポート111は、正圧ガス供給121を受け取り、真空発生器110に供給するように構成される。真空発生器110は、空気流増幅器の一例である。吸引ポート(204)の近傍には低圧領域が形成される。例えば、真空発生器110は、正圧ガス供給121から吸引ポート112の近傍の低圧領域を生成するように構成されている。吸引装置(206)には、排出物の流れが引き込まれる。例えば、低圧領域122は、周囲の気圧よりも低い。これにより、排出物の流れが吸引ポート112に流入する。
吸引ポート112は、この排出物の流れを受け入れるように構成されている。加圧ガス流と排出物の流れとを含む複合流は、排気ポート(208)から排出されるように構成されている。例えば、吸引組立体100は、真空発生器110に複合流(正圧ガス供給121と、吸引ポート112で受け取った排出物の流れを含む)を通過させ、正圧流出物123として排気ポート113から排出させる。
図3は、逆流防止300を備えた吸引システムを示すブロック図である。逆流防止300を備えた吸引システムは、真空発生器310を含み、入力ポート311、吸引ポート312、排気ポート313、逆流防止装置316を含む。吸引システム300は、吸引システム100の一例であるが、逆流防止300を備えた吸引システムは、逆流防止装置316を備えている。
真空発生器310は、入力ポート311を介して正圧ガス供給321を受け、吸引ポート312に低圧領域322を生成する。低圧領域322は、逆流防止300によって吸引システム内へ排出物を流入させて同伴する。吸引ポート312は、真空発生器310に入る外科的副産物(例えば、煙、組織、ガス、液体、有害化学物質など)を同伴及び受容するように構成されている。典型的な操作では、真空発生器310に引き込まれた外科的副産物は、真空発生器310によって正圧流出物323として排気ポート313から推進される。排気ポート313は、正圧ガス供給321に同伴された外科的副産物を含む正圧流出物323を出力する。正圧流出物323は、回収、分離、及び/又は処分するため、管、パイプ等に出力されてもよい。
しかし、排気ポート313(又は、正圧流出物323を運ぶために接続された管)は、詰まったり、閉塞したりすることがある。この場合、障害物が、正圧流出物323の全て又は一部を排気ポート313からの流出を阻止する場合がある。逆流防止装置316がない場合、正圧流出物323を排気ポート313から流出させられない場合には、正圧流出物323は、代わりに、吸引ポート312から排出させることができる。正圧流出物323(特に正圧ガス供給321)を吸引ポート312から排出することは望ましくないので、吸引ポート312の近傍にあるもの(例えば患者)に損傷や他の問題を引き起こす可能性がある。しかしながら、逆流防止装置316は、少なくとも正圧流出物323の流れを、吸引ポート312から流出しないよう、停止するように構成される。
逆流防止装置316は、低圧領域322を形成する真空発生器310の一以上の成分に対して、正圧ガス供給321の供給を遮断することにより、真空発生器310の作動を停止させることができる。逆流防止装置316は、排出物のいかなる「逆」流も吸引ポート312から流出しないように防止することによって、真空発生器310の作動を停止させることができる。例えば、逆流防止装置316は、吸引ポート312に沿って配置してもよい。逆流防止装置316は、排出物が吸引ポート312から流出するように流れ始めるときに起動させることができる。逆流防止装置316は、一旦起動すると、起動されたままとなり、正圧ガス供給321が排除される(すなわち、オフとなる)まで、又は妨害物が除去されるまで、吸引ポート312から流れないように防止するように構成してもよい。逆流防止装置316は、起動されると、正圧ガス供給321を迂回用ポートから流出させ、正圧ガス供給321と正圧流出物323が真空発生器310から流出するようにしてもよい。
図4は、逆流警報400を備えた吸引システムを示すブロック図である。逆流警報400を備えた吸引システムは、吸引システム100及び吸引システム300の一例であるが、逆流警報300を備えた吸引システムは、逆流警報417を含む。逆流警報400を備えた吸引システムは、真空発生器410、正圧入力ポート411、吸引ポート412、排気ポート413、低圧領域422、正圧流出物423、及び逆流警報417を含む。
逆流警報417は、吸引システム400のユーザに、妨害物の存在を警告するように構成されている。一旦妨害物に対する警報が出ると、ユーザは次のいずれかの操作を実行できる。(1)真空発生器410の使用を停止し、(2)妨害物を除去して正常動作を回復させ、(3)正圧ガス供給421の供給を停止させ、真空発生器410を停止させる。
逆流警報417は、可聴警報(例えば、笛又は他の警報タイプのノイズ)、可視警報(例えば、フラグやその他の可視インジケータ)、触覚警報(例えば、振動)、又はその他の何らかのタイプの警報を生成して、ユーザに妨害物の存在を知らせるようにすることができる。逆流警報417は、警報を生成するために機械的又は電気的手段を使用することができる。警報を生成するために使用され得るいくつかの機械的手段の例を提供するために、逆流警報417は、空気圧を使用して笛式装置を使って可聴警報を生成することができ、フラグ又は他の可視インジケータを物理的に動かすことによって可視警報を生成すること、又は質量を物理的に動かすことによって触覚警報を発生することができる。同様に、逆流警報417によって、変換器、質量空気流センサなどを含む種々の電子部品を使用して、逆流及び信号回路を検出し、逆流警報417を起動することができる。
いくつかの実施形態では、逆流警報417は、真空発生器410内の圧力を測定するための一以上の機械的ゲージ又は電子変換器を含んでいてもよい。逆流警報417は、閾値基準に達する真空装置410内の内部圧力に呼応して起動されるように構成されてもよい。逆流警報417はまた、真空発生器410の現在の内部圧力レベル及び/又は内部圧力レベルが所望の作動範囲内にあるかどうかをユーザに通知することもできる。本明細書に記載される様々なタイプの警報は、個別に又は組み合わせて使用することができる。同様に、逆流警報417は、逆流を個別に又は組み合わせて検出するための機械的手段及び電気的手段の両方を使用してもよい。
いくつかの例では、真空発生器410は、例えば、逆流防止装置310などのチェック弁を有し、入力ポート411と連通して、少なくとも正圧ガス供給421が吸引ポート412から流出するのを防ぐことができる。逆流警報417は、チェック弁が正圧ガス供給421を吸引ポート412から流出させないようにするときに起動するように構成されてもよい。正圧ガス供給421が吸引ポート412から流出するのを防ぐためのチェック弁の起動は、正圧ガス供給421の少なくとも一部を迂回させて逆流警報417を作動させることができる。逆流警報417は、正圧ガス供給421の一部を使用して可聴音を生成することができる。例えば、逆流警報417は、笛を通して正圧ガス供給の一部を指示することができ、それによって、可聴音を生成することができる。あるいは、逆流警報417は、可視インジケータを使用して、使用に妨害物の存在を通知することができる。逆流警報417は、正圧ガス供給421の一部を迂回させて、逆流警報400を備えた吸引システムのオペレータに可視インジケータを可視化する部材を移動させることができる。
図5は、安全機能500を備えた吸引システムを示すブロック図である。安全機能500を備えた吸引システムは、吸引システム100の例、逆流防止300を備えた吸引システム、逆流警報400を備えた吸引システムであってもよいが、安全機能500を備えた吸引システムは、代替的な構成及び操作方法を有していてもよい。安全機能500を備えた吸引システムは、真空発生器510、正圧入力ポート511、吸引ポート512、排気ポート513、逆流防止装置516、及び逆流警報517を備える。
逆流防止装置516は、逆流警報517に動作可能に結合されている。
逆流防止装置516は、低圧領域522を形成する真空発生器510の一以上の成分に対して正圧ガス供給521の供給を遮断することにより、真空発生器510の動作を停止させることができる。逆流防止装置516は、排出物のいかなる「逆」流も吸引ポート512を介して流出しないように防止することによって、真空発生器510の動作を停止させることができる。逆流防止装置516は、排出物が吸引ポート512から流出するように流れ始めるときに起動させることができる。逆流防止装置516は、一旦起動すると、起動されたままとなり、正圧ガス供給521が排除される(すなわち、オフとなる)まで、又は妨害物が除去されるまで、吸引ポート512から流れないように防止するように構成してもよい。
逆流防止装置516は、逆流防止装置516の起動に呼応して逆流警報517を起動させるために逆流警報517に動作可能に連結されていてもよい。このようにして、妨害物に呼応して、真空発生器510は、流出物の逆流が吸引ポート512から流出するのを停止(すなわち、防止)するとともに、ユーザに妨害物の警報を出す。
逆流変化517は、逆流防止装置516に動作可能に結合されている。逆流警報517は、真空発生器510のユーザに対して妨害物の存在を警告するように構成されている。一旦妨害物に対する警報が出ると、ユーザは次のいずれかの操作を実行できる。(1)真空発生装置510の使用を停止し、(2)妨害物を除去して正常動作を回復させ、(3)正圧ガス供給521の供給を停止させ、真空発生器510を停止させる。
逆流警報517は、可聴警報(例えば、笛、又は他の警報タイプのノイズ)、可視警報(例えば、フラグやその他の可視インジケータ)、触覚警報(例えば、振動)、又はその他の何らかのタイプの警報を生成して、ユーザに妨害物の存在を知らせるようにすることができる。逆流警報517は、警報を生成するために機械的又は電気的手段を使用することができる。警報を生成するために使用され得るいくつかの機械的手段の例を提供するために、逆流警報517は、空気圧を使用して笛式装置を使って可聴警報を生成することができ、フラグ又は他の可視インジケータを物理的に動かすことによって可視警報を生成すること、又は質量を物理的に動かすことによって触覚警報を発生することができる。同様に、逆流警報517によって、変換器、質量空気流センサなどを含む種々の電子部品を使用して、逆流及び信号回路を検出し、逆流警報517を起動することができる。本明細書に記載される様々なタイプの警報は、個別に又は組み合わせて使用することができる。
同様に、逆流警報517は、逆流を個別に、又は組み合わせて検出するための機械的手段及び電気的手段の両方を使用してもよい。
いくつかの実施形態では、逆流警報517は、真空発生器510内の圧力を測定するための一以上の機械的ゲージ又は電子変換器を含んでいてもよい。逆流警報517は、閾値基準に達する真空装置510内の内部圧力、例えば、障害物の存在を示す内部圧力の増加に呼応して起動されるように構成されてもよい。逆流警報517はまた、真空発生器510の現在の内部圧力レベル及び/又は内部圧力レベルが所望の作動範囲内にあるかどうかをユーザに通知することができる。本明細書に記載される様々なタイプの警報は、個別に又は組み合わせて使用することができる。同様に、逆流警報517は、逆流を個別に、又は組み合わせて検出するための機械的手段及び電気的手段の両方を使用してもよい。
真空発生器510は、入力ポート511と連通する逆流防止装置516を備えており、少なくとも正圧ガス供給521が吸引ポート512から流出することを防止する。逆流警報517は、逆流防止装置516が正圧ガス供給521を吸引ポート512から流出させないようにするときに作動するように構成されてもよい。正圧ガス供給521及び正圧流出物523が吸引ポート512から流出するのを防止するための逆流防止装置516の起動により、正圧ガス供給521の少なくとも一部を迂回させて逆流警報517を起動させることができる。逆流警報517は、正圧ガス供給521の一部を使用して可聴音を生成することができる。例えば、逆流警報517は、笛を介して正圧ガス供給の一部を指示することができ、それによって、可聴音を生成することができる。あるいは、逆流警報517は、可視インジケータを使用して、使用に妨害物の存在を通知することができる。逆流警報517は、正圧ガス供給521の一部を迂回させて、逆流警報500を有する吸引システムのオペレータに可視インジケータを可視化する部材を移動させることができる。
図6は、安全機能を備えた吸引システムを作動させる方法を示すブロック図である。図6に示されるステップは、吸引システム500の一以上の要素によって実行されてもよい。加圧ガス流は、入力ポート(602)で受け入れる。例えば、入力ポート511は、正圧ガス供給521を受け取り、それを真空発生器510に供給するように構成されている。真空発生器510は、空気流増幅器の一例である。吸引ポート(604)の近傍には低圧領域が形成されている。例えば、真空発生器510は、負圧発生装置510を通るように正圧ガス供給521を導くことによって、吸引ポート512近くの低圧領域522を生成するように構成される。排出物の流れが吸引システム(606)に引き込まれる。例えば、低圧領域522は、周囲の気圧よりも低い。これにより、排出物の流れが吸引ポート512に流入する。吸引ポート512は、この排出物の流れを受け入れるように構成されている。加圧ガス流と吸引ポートで受け取った排出物の流れとを含む複合流が排気ポート(608)から排出される。例えば、安全機能500を備えた吸引システムは、正圧流出物523として排気ポート513から、複合流(正圧ガス供給521及び吸引ポート512で受け取られた排出物の流れを含んでいてもよい)を排出するように構成されている。少なくとも加圧ガス流は、吸引ポート(610)からは出ないように遮断される。例えば、逆流防止装置516は、少なくとも正圧ガス供給521が吸引ポート512から流出することを防止するように構成されている。逆流防止装置516は、安全機能500を備えた吸引システムの一部が妨害物によって妨害されるときに起動してもよい。加圧ガス流を迂回させて、警報を起動、一以上の迂回用ポート(612)から排出させる。例えば、逆流防止装置516は、正圧ガス供給521を迂回させて、警報517を起動し、一以上の迂回用ポートから排出させるように構成されている。
図7は、妨害物除去制御700を備えた吸引システムを示すブロック図である。妨害物除去制御700を備えた吸引システムは、吸引システム100の一例であり、逆流防止300を備えた吸引システム、逆流警報400を備えた吸引システム、及び安全機能500を備えた吸引システムであるが、妨害物除去制御700を備えた吸引システムは、妨害物除去制御708を含む。妨害物除去制御700を備えた吸引システムは、逆流解消制御708、真空発生器710、入力ポート711、吸引ポート712、排気ポート713、低圧領域722、及び逆流防止装置716を備える。
妨害物除去制御708は、ユーザ入力に呼応して正圧ガス供給721から受けた真空発生器710内の圧力を増加させるように構成されている。作動時には、妨害物除去制御708が作動されると、正圧ガス供給721から受けた真空発生器710内の圧力が上昇する。この真空発生器710内の圧力の増加は、妨害物を排気ポート713から強制的に排出することができる。妨害物は、正圧流出物723として除去されてもよい。いくつかの実施形態では、真空発生器710は、妨害物除去制御700による吸引システムに障害が起きた場合に、正圧ガス供給721を出口吸引ポート712から迂回させるように構成された一以上の迂回用ポートを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、妨害物除去制御708は、真空発生器710内の圧力を増加させることができるように、一以上の迂回用ポートを遮断するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、妨害物除去制御708は、逆流防止装置716と連動して作動して、圧力を増加させることができる。そのような実施形態では、逆流防止装置716は、正圧ガス供給721が吸引ポート712から流出しないように遮断するように構成されてもよく、妨害物除去制御708は、真空発生器710内の圧力を増加させるために、同時に一以上の迂回用ポートを遮断することができる。
図8は、安全機能及び妨害物除去制御800を備えた吸引システムを示すブロック図である。安全機能及び妨害物除去制御800を備えた吸引システムは、吸引システム100の一例であり、逆流防止300を備えた吸引システム、逆流警報400を備えた吸引システム、安全機能500を備えた吸引システム、及び逆流解消制御700を備えた吸引システムを備えているが、安全機能を備えた吸引システムと妨害物除去制御800は、代替構成及び操作方法を含んでいてもよい。図8において、安全機能及び妨害物除去制御800を備えた吸引システムは、逆流解消制御808、真空発生器810、入力ポート811、吸引ポート812、排気ポート813、逆流防止装置816、逆流警報817、及びキャニスタ860を含む。
逆流解消制御808は、真空発生器810からの障害物又は妨害物を排気ポート813から排出するように構成されている。逆流解消制御808は、真空発生器810内の正圧ガス供給821から供給される圧力を増加させるように構成されている。この圧力の増加は、障害物又は妨害物を排気ポート813から強制的に排出させることができる。いくつかの実施形態では、逆流解消制御808は、逆流防止装置816と連動することができる。そのような例では、逆流防止装置816は、正圧ガス供給821を吸引ポート812から流出しないように遮断し、正圧ガス供給821を一以上の迂回用ポートから迂回させることができる。妨害物除去制御は、正圧ガス供給821からの圧力を真空発生器810内で増加させるために、一以上の迂回用ポートを遮断するように構成してもよい。
真空発生器810は、入力ポート811から正圧ガス供給821を受け入れるように構成されている。真空発生器810は、正圧ガス供給821から吸引ポート812近傍に低圧領域822を生成するように構成されている。いくつかの実施形態では、入力ポート811は、真空発生器810の内壁に対して角度を付けて真空発生器810に正圧ガス供給を供給するように構成される。真空発生器810は、コアンダ効果を利用して低圧領域822を生成するように構成されてもよい。
入力ポート811は、正圧ガス供給821を受け取り、それを真空発生器810に供給するように構成されている。いくつかの実施形態では、入力ポート811は、真空発生器810の内壁に対して角度を付けて正圧ガス供給821を真空発生器810に供給するように構成されてもよい。配管を使って、正圧ガス供給821を入力ポート811に供給してもよい。いくつかの実施形態では、入力ポート811は、配管を入力ポート811に結合するための取り付け具を含んでいてもよい。使用できる取り付け具のタイプには、返し付き、クイック切断、又は圧縮取り付け具などがある。
吸引ポート812は、真空発生器810の遠位端に向かって配置される。吸引ポート812は、排出物の流れを受け取って、それを真空発生器810に供給するように構成されている。作動中、低圧領域822は、排出物の流れを吸引ポート812に吸引する。吸引ポート812は、真空発生器810へ排出物の流れを供給する。いくつかの実施形態において、吸引ポート812は、吸引ポート812の壁に放射状に配列された開口部を含んでいてもよい。開口部は、吸引ポート812の近傍に追加の吸引力を提供する。開口部はベンチュリ効果を利用するように構成してもよい。開口部は、ユーザ入力に呼応して開閉するように構成してもよい。
排気ポート813は、真空発生器810からの正圧流出物を収集源に導くように構成されている。キャニスタ860は、収集源の一例である。いくつかの実施形態では、排気ポート813は、配管に結合するための取り付け具を含んでいてもよい。使用することができる取り付け具の種類には、返し付き、クイック切断、圧縮取り付け具などがある。配管を利用して、排気ポート813をキャニスタ860に結合させてもよい。
逆流防止装置816は、低圧領域822を形成する真空発生器810の一つ以上の成分に対して、正圧ガス供給821の供給を遮断することにより、真空発生器810の動作を停止させることができる。逆流防止装置816は、排出物のいかなる「逆」流も吸引ポート812を介して流出しないよう防止することによって、真空発生器810の動作を停止させることができる。例えば、逆流防止装置816は、吸引ポート812に沿って配置してもよい。逆流防止装置816は、排出物が吸引ポート812から流出するように流れ始めるときに起動させることができる。逆流防止装置816は、一旦起動すると、起動されたままとなり、正圧ガス供給821が排除される(すなわち、オフとなる)まで、又は妨害物が除去されるまで、吸引ポート812から流れないように防止するように構成してもよい。逆流防止装置816は、逆流防止装置816の起動に呼応して逆流警報817を起動させるために逆流警報817に動作可能に連結されていてもよい。このようにして、妨害物に呼応して、真空発生器810は、吸引ポート812から流出した流出物の逆流を停止(すなわち、防止)し、ユーザに妨害物の警報を出す。
逆流警報817は、真空発生器810のユーザに対して妨害物の存在を警告するように構成されている。一旦妨害物に対する警報が出ると、ユーザは次のいずれかの操作を実行できる。(1)真空発生装置810の使用を停止し、(2)妨害物を除去して正常動作を回復させ、(3)正圧ガス供給821の供給を停止させ、真空発生器810を停止させる。作動時、逆流警報817は、逆流防止装置816が正圧ガス供給821を吸引ポート812から流出させないようにするときに作動するように構成されてもよい。逆流警報817は、閾値基準に達する真空装置810内の内部圧力に呼応して起動されるように構成されてもよい。閾値基準の一例としては、障害物を示すことができる、真空発生器810内で予め決められた圧力レベルが含まれる。逆流警報817は、可聴警報(例えば、笛又は他の警報タイプのノイズ)、可視警報(例えば、フラグやその他の可視インジケータ)、触覚警報(例えば、振動)、又はその他の何らかのタイプの警報を生成して、ユーザに妨害物の存在を知らせるようにすることができる。逆流警報817は、警報を生成するために機械的又は電気的手段を使用することができる。逆流警報817は、正圧ガス供給821の一部を使用して可聴音を生成することができる。例えば、逆流警報817は、笛を介して正圧ガス供給の一部を指示することができ、それによって、可聴音を生成することができる。あるいは、逆流警報817は、可視インジケータを使用して、使用に妨害物の存在を通知することができる。逆流警報817は、正圧ガス供給821の一部を迂回させて、可視インジケータをオペレータに可視にする部材を移動させることができる。同様に、逆流警報817によって、逆流警報817を作動させるために逆流及び信号回路を検出するために、変換器、質量空気流センサなどを含む種々の電子部品を使用することができる。逆流警報817は、本明細書に記載された警報の一つ又は複数の組み合わせを使用して、妨害物の存在について真空発生器810のユーザに通知することができる。
キャニスタ860は、収集、分離、及び/又は廃棄のために排気ポート813から出力される廃棄物を受け取るように構成されている。いくつかの実施形態では、キャニスタ860は、収集、分離及び/又は廃棄のために、管、パイプ等への出力に結合してもよい。いくつかの実施形態では、キャニスタ860は、真空源に接続された吸引キャニスタであってもよい。キャニスタ860は、フィルタを含んでいてもよい。キャニスタ860は、プラスチック、ガラス、金属、又は所望の特性を有するその他の材料から製造することができる。いくつかの望ましい特性は、コスト、滅菌できるということ、製造方法、用途、又はその他の測定基準を含んでいてもよい。
図9は、安全機能及び妨害物除去制御を備えた吸引システムを作動させるための方法を示すブロック図である。図9に示されるステップは、安全機能及び妨害物除去制御800を備えた吸引システムの一以上の要素によって実行されてもよい。入力ポート(902)において、加圧ガス供給を受け取る。例えば、入力ポート811は、正圧ガス供給821を受け取って、それを真空発生器810に供給するように構成される。真空発生器810は、空気流増幅器の一例である。吸引ポート(904)の近傍には低圧領域が形成されている。例えば、真空発生器810は、真空発生器810を通して正圧ガス供給821を指示することによって、吸引ポート812近くの低圧領域を生成するように構成される。排出物の流れが吸引システム(906)に引き込まれる。例えば、低圧領域822は、周囲の気圧よりも低い。これにより、排出物の流れが吸引ポート812に流入する。吸引ポート812は、安全機能及び妨害物除去制御800を備えた吸引システム内への排出物の流れを受け入れるように構成されている。排気ポート(908)からは、加圧ガス供給と排出物の流れとを含む、複合流が流出される。例えば、安全機能と妨害物除去制御800を備えた吸引組立体は、排気ポート813から、複合流(正圧ガス供給821及び吸引ポート812で受け取られた排出物の流れを含む)を排出するように構成されている。少なくとも加圧ガス流は、吸引ポート(910)で流出しないように遮断される。例えば、逆流防止装置816は、安全機能と妨害物除去制御800を備えた吸引システムの一部が閉塞されたときに作動するように構成されている。逆流防止装置816は、少なくとも正圧ガス供給821が吸引ポート812を介して流出することを防止するように構成されている。加圧ガス流は、警報を作動させ、一以上の迂回用ポート(912)から出力されるように迂回させられる。例えば、逆流防止装置516は、加圧ガス供給521の少なくとも一部を迂回させて警報517を作動させ、残りを迂回用ポートから排出させるように構成されている。吸引システム内の圧力は、障害物が排気ポート(914)から排出されるまで増加させる。例えば、妨害物除去制御808は、妨害物が排気ポート813から排出されるまで正圧ガス供給821からの圧力を増加させるように構成されている。複合流を収集する(916)。例えば、キャニスタ860は、排気ポート813に結合されている。排気ポート813は、複合流をキャニスタ860に導くように構成されている。キャニスタ860は、少なくとも複合流を収集するように構成されている。
図10Aは、濾過吸引システム1000のフィルタ処理を示すブロック図である。濾過吸引システム1000は、吸引システム100の一例であり、逆流防止300を備えた吸引システム、逆流警報400を備えた吸引システム、安全機能500を備えた吸引システム、逆流解消制御700を備えた吸引システム、及び安全機能と妨害物除去制御800を備えた吸引システムであるが、濾過吸引システム1000は、フィルタ1030を含む。図10Aに示されるように、濾過吸引システム1000は、真空発生器1010、入力ポート1011、吸引ポート1012、排気ポート1013、及びフィルタ1030を含む。
真空発生器1010は、正圧ガス1021を受け取って、吸引ポート1012に低圧領域1022を生成するように構成されている。低圧領域1022は、濾過吸引システム1000へ排出物を同伴し、これを受け取る。排出物は、外科的副産物(例えば、煙、組織、ガス、液体、有害化学物質など)を含んでいてもよい。典型的な動作では、真空発生器1010に引き込まれた外科的副産物は、真空発生器1010によってフィルタ1030を介して排気ポート1013から推進される。
フィルタ1030は、複合流(正圧ガス1021及び外科的副産物を含んでいてもよい)に含まれる排出物を捕獲するように構成されている。フィルタ1030の様々な実施形態は、異なる動作を用いて異なるタイプの排出物を捕獲することができる。フィルタ1030は、一以上のフィルタ吸入ポート(排気ポート1013がこの例ではフィルタ吸入ポートと一体になっている)と、一以上のフィルタ出力ポート1033とを含む。一以上のフィルタ吸入ポートは、真空発生器1010からの複合流を受け入れるように構成されている。フィルタ1030は、複合流に含まれる排出物を捕獲し、濾液をフィルタ排出ポート1030に通過させる。フィルタ1030は、ハンドヘルド操作のために構成された濾過吸引システム1000内に含まれてもよい。あるいは、フィルタ1030は、真空発生器1010のハンドヘルド部から離れた距離に配置されてもよい。外科的副産物及び正圧ガス1021は、フィルタ1030への移送のために管、パイプなどに出力されてもよい。
フィルタ1030は、機械的、生物学的、化学的、その他の種類のフィルタ又はこれらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。機械的濾過は、物理的バリア又はフィルタ媒体タイプのフィルタ、渦フィルタ、又はサイクロン型フィルタ、又はこれらの組み合わせを含んでいてもよい。
物理的バリア又はフィルタ媒体を用いたフィルタは、粒子がフィルタ媒体を通過しないよう、物理的にブロックすることにより、粒子を保持する。フィルタ媒体を通過する流出物から固形物を機械的又は物理的濾過する。フィルタ媒体は、種々の材料及び多孔性で利用可能であり、それらを選択することにより、抽出可能な粒子のサイズを制限できる。フィルタ媒体中の細孔が大きいほど、粒子状排出物は大きくなければフィルタで抽出することはできない。異なる材料とフィルタ媒体の多孔性との組み合わせを利用して、収集された排出物の流出物を含む特定の要素を分離し、吸引ポート1012を介して受け取ったガスは、排気ポート1013からフィルタ1030へと排出する。
渦又はサイクロンフィルタは、サイクロン分離法によって作動して物理的バリア又はフィルタ媒体を必要とせずに、流出物から微粒子を除去する。回転効果と重力を使用して、固形物と流体の混合物を分離する。この方法は、気体流から液体の微細な液滴を分離するためにも使用することができる。
生物学的濾過は、微生物や菌類などの生きた微生物を用いて、流出物からの汚染物質、有害な化学物質、及びその他の望ましくない内容物を捕獲し、生物学的に分解する。生物学的濾過は、ガス及び液体とともに使用することができる。生物学的フィルタは、有益な微生物が増殖するフィルタ媒体を含む。生物学的フィルタ媒体は、砂、プラスチック、金属、セラミックス、及びその他の材料から製造することができる。表面積−体積比が大きい材料は、通常は、生物学的フィルタにおいて最も優れた性能を発揮する。
化学的濾過は、活性炭、樹脂、及びその他の吸着剤を介して、流出物から溶解された粒子を除去する。化学的濾過媒体は、望ましくない溶解排出物を付着させる。化学媒体としては、活性炭や樹脂などの2種類がある。活性炭は、ある種の有機又は無機物質が付着できるような顕微鏡的細孔を有する。炭素は、流出物から多くの有害な要素を除去する。イオン交換樹脂は、特定の分子を吸着させて付着させる働きをする。樹脂は炭素と組み合わせることができる。樹脂は、炭素の濾過能力を強化することが多い。化学的濾過のためには、タンパク質の発泡体のスキミングやオゾンによる酸化も用いられる。
図10Bは、濾過吸引システム1000の動作を示すブロック図である。作動時に、真空発生器1010は、正圧ガス1021を受け取って、吸引ポート1012に低圧領域を形成し、排気ポート1013における正圧流出物を発生させる。真空発生器1010は、流量乗算器の一例である。吸引ポート1012は、低圧領域によって、排出物(例えば、流体1024及び固形物1026)1025を真空発生器1010に引き込む。真空発生器1010に引き込まれた排出物1025は、真空発生器1010によってフィルタ1030を介して排気ポート1013から押し出される。フィルタ1030は、固形物1050を除去し、濾液1027を通過させて、フィルタ排出ポート1033において、フィルタ1030から排出させる。
図11は、濾過吸引システムを作動させる方法を示すブロック図である。図11に示されたステップは、濾過吸引システム1000の一以上の要素によって実行してもよい。加圧ガス流は、入力ポートで受け入れる(1102)。例えば、入力ポート1011は、正圧ガス供給1021を受け取り、真空発生器1010に供給するように構成される。真空発生器1010は、空気流量乗算器の一例である。吸引ポートの近傍には低圧領域が形成される(1104)。例えば、真空発生器1010は、吸引ポート1012の近傍の正圧ガス供給1021を使用して低圧領域1022を生成するように構成されている。排出物の流れが吸引システムに引き込まれる(1106)。例えば、低圧領域1022は、周囲の気圧よりも低い。これにより、排出物の流れが吸引ポート1012に流入する。吸引ポート1012は、濾過吸引システム1000を介して排出物の流れを導くように構成される。加圧ガス流と、吸引ポートで受け取られた排出物の流れとを含む複合流は、フィルタを通過する(1108)。例えば、真空発生器1010は、フィルタ1030を介して、複合流(正圧ガス1021及び吸引ポート1012で受け取られた排出物の流れを含んでいてもよい)を通過させるように構成される。複合流に含まれる固形物はフィルタ内に捕捉され、濾液はフィルタを通過して回収される(1110)。例えば、フィルタ1030は、固形物1050を捕獲するように構成され、濾液1027を通過させて回収する。
図12は、正圧作動吸引装置1200を示すブロック図である。正圧吸引装置1200は、吸引システム100の一例であるが、正圧作動吸引装置1200は、代替的な構成及び作動方法を有してもよい。図12に示すように、正圧作動吸引装置1200は、吸引装置1210、正圧入口1211、吸引口1212、排出ポート1213、及び流体流乗算器1215を含む。
吸引装置1210は吸引口1212付近に真空領域1222を形成して排出物を吸引装置1210に引き込み、加圧流出物を排出ポート1213から排出するように構成されている。排出物には、固形物、液体及びガスを組み合わせたもの、及び変動する比率で含まれるものを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、排出物は外科的副産物を含んでいてもよい。吸引装置1210は、正圧供給1221から真空領域1222を生成するように構成されている。いくつかの実施形態では、吸引装置1210は、コアンダ効果を利用して、正圧供給1221から真空領域1222を生成することができる。
正圧入口1211は正圧供給1221を受け取り、それを流体流乗算器1215に供給するように構成される。いくつかの実施形態では、正圧入口1211は、流体流乗算器1215の内壁に対して角度を付けて、流体流乗算器1215に正圧供給1221を供給するように構成される。配管を使用して正圧供給1221を正圧入口1211に供給してもよい。いくつかの実施形態では、正圧入口1211は、配管を正圧入口1211に結合するための取り付け具を含んでいてもよい。使用することができる取り付け具の種類には、返し付き、クイック切断、圧縮取り付け具などがある。
吸引口1212は、吸引装置1210の遠位端に向かって配置されている。吸引口1212は、排出物の流れを受け取り、それを吸引装置1210に供給するように構成されている。作動時に、真空領域1222は、吸引口1212内に排出物の流れを引き込む。吸引口1212は、流体流乗算器1215への排出物の流れを供給する。いくつかの実施形態では、吸引口1212は、吸引口1212の壁に放射状に配列された複数の開口部を含んでいてもよい。開口部は、吸引口1212付近に追加の吸引力を提供する。いくつかの実施形態では、開口部はベンチュリ効果を利用するように構成してもよい。いくつかの実施形態では、開口部は、ユーザ入力に呼応して開閉するように構成してもよい。
排出ポート1213は、加圧流出物1223を吸引装置1210から収集源へ導くように構成される。いくつかの実施形態では、排出ポート1213は、配管に結合するための取り付け具を含んでいてもよい。使用することができる取り付け具の種類には、返し付き、クイック切断、圧縮取り付け具などがある。
流体流乗算器1215は正圧入口1211から正圧供給1221を受け取るように構成される。いくつかの実施形態では、正圧入口1211は、流体流乗算器1215の内壁に対して角度を付けて、流体流乗算器1215に正圧供給1221を供給することができる。流体流乗算器1215は、吸引口1212の近傍に正圧供給1221から真空領域1222を生成するように構成されている。真空領域1222は、周囲の気圧よりも圧力が低い。周囲の気圧は、真空領域1222の圧力を克服して、吸引装置1210内に吸引力を生成する。真空領域1222は、排出物(例えば、液体、ガス、固形物)を吸引口1212に引き込む。吸引口1212は、排出物を吸引装置1210に供給するように構成されている。吸引装置1210に引き込まれた排出物は、流体流乗算器1215によって排出ポート1213から押し出される。排出ポート1213は、加圧流出物1223を出力する(これは、正圧供給1221及び吸引口1212で収集された排出物を含んでいてもよい)。加圧流出物1223は、管、パイプ等に出力され、回収、分離及び/又は処分してもよい。
「正圧」及び「低圧」という用語は相対的な用語であることを理解するべきである。これらの用語は、吸引装置1210の近傍の周囲空気/ガス圧力に対して相対的なものであることを理解するべきである。例えば、正圧供給1221は、圧縮空気、窒素、二酸化炭素あるいはいくつかの他のガス圧力源の流れであってもよい。この場合、正圧供給1221は、吸引装置1210を囲む周囲空気のより高く加圧される。同様に、真空領域1222は、吸引口1212近傍の空気圧が周囲空気よりも小さい領域であってもよい。真空領域1222は、吸引口1212近傍の空気、おそらくは同伴している排出物を吸引口1212に流入させる。
いくつかの実施形態では、吸引装置1210は、ハンドヘルド操作用に構成してもよい。この構成では、吸引装置1210は、操作されながら一以上の手によって保持できるようにサイズ決めされ、形作ることができる。したがって、永久的に取り付けられた(又は、可搬であるが、大きい)吸引ポンプではなく、吸引装置1210は、排出物を吸引口1212に吸引するように作動する比較的小さな装置であってもよく、排出ポート1213から排出物を押し出すことができる。吸引装置1210は、ハンドヘルド操作用として構成してもよいが、別の手順(例えば、腹腔鏡検査、ロボット等)とともに使用してもよいことは理解するべきである。
正圧供給1221を受け、加圧流出物1223を生成することによって、正圧入口1211および排出ポート1213に接続された管及び/又はパイプは、薄壁であり、圧潰可能であることを理解するべきである。正圧入口1211及び排出ポート1213に接続された管及び/又はパイプは、正圧供給1221の正圧および加圧流出物1223が圧潰可能な配管を「押し開く」か「膨張させる」ことにより、圧潰可能である。従って、供給される真空ライン又は真空源(例えば、真空ポンプ及び/又は配管壁ポート)に依存する「負圧」システムと共に使用するものに比べ、より軽量で、及び/又はより安価な配管を吸引装置1210と共に使用できる。
いくつかの実施形態では、流体流乗算器1215は、第1の端部に吸引口1212を有し、第2の端部で排出ポート1213を備えた略円筒形空洞を規定する構造を含んでいてもよい。円筒形空洞は、空洞の内壁によって規定される。さらに、構造は、正圧供給1221が環状の開口部から流出できるように構成され噴出開口部を規定する吸引口1212近くの内壁に環状の開口部を有し、真空領域1222が吸引口1212で生成され、積層された流れが排出ポート1213で生成されるようにしてもよい。環状の開口部は、正圧供給1221が排出ポート1213近くの空洞の内壁に対して角度を付けて空洞に入るように構成され、空洞は、環状の開口部が空洞と連通する、より大きな直径となるまで拡開されるように構成してもよい。環状の開口部はまた、加圧ガスが、第2の端部に向かう空洞の内壁に対して角度(例えば、0°〜90°)を付けて空洞内に入るように構成される。いくつかの実施形態では、より鋭角(例えば、30°〜50°)が望ましい場合がある。
環状の開口部などの間隙空間の寸法は、周囲空気と真空領域1222との間の圧力差を制御するために調節可能であってもよい。環状の開口部は、空洞に入る正圧供給1221が環状の開口部を規定する構造体の部分の湾曲面に付着して、真空領域1222を形成するように構成され、これにより、急増した流れの全体的な質量流量を増加させるように構成してもよい。さらに、流体流乗算器1215は、環状の開口部の寸法を調節して圧力差を制御するために回転可能な構造を含んでいてもよい。環状の開口部を調節することにより、オペレータ又はユーザは、流体流乗算器1215によって供給される液体吸引に対するガス吸引の比率を制御することができる。
図13は、逆流防止1300を備えた正圧作動吸引装置を示すブロック図である。逆流防止1300を備えた正圧作動吸引装置は、正圧作動吸引装置1200の一例であるが、逆流防止1300を備えた正圧作動吸引装置は逆流防止弁1316を備えている。逆流防止1300を備えた正圧作動吸引装置は、吸引装置1310、正圧入口1311、吸引口1312、排出ポート1313、流体流乗算器1315、及び逆流防止弁1316を備えている。
作動時、吸引装置1310は正圧入口1311で正圧供給1321を受け、正圧供給1321を流体流乗算器1315に導くことによって吸引口1312付近に真空領域1322を生成する。真空領域1322は、周囲の気圧よりも圧力が低い。周囲の気圧は、真空領域1322の圧力を克服して、吸引装置1310内に吸引力を生成する。真空領域1322は、排出物(例えば、液体、ガス、固形物)を、吸引口1312から吸引装置1310に引き込む。一般的な動作では、吸引装置1310に引き込まれた排出物は、回収のために排出ポート1313から流出する流体流乗算器1315によって推進される。
しかしながら、排出ポート1313(又は、加圧流出物1323を運ぶために接続されたチューブ)は、詰まったり、閉塞したりすることがある。この場合、障害物は、加圧流出物1323の全て又は大部分が排出ポート1313から流出するのを防止することができる。逆流防止弁1316がない場合、加圧流出物1323が排出ポート1313から流出することができなければ、加圧流出物1323は、代わりに吸引口1312から排出される。加圧流出物1323(及び、特に正圧供給1321)の吐出は望ましくないので、吸引口1312(例えば患者)の近傍の個所に損傷又は他の問題を引き起こす可能性がある。しかしながら、逆流防止弁1316は、吸引口1312から流出しないよう、少なくとも正圧供給1321の流れを停止するように構成されている。
逆流防止弁1316は、吸引装置1310の動作を停止させるように構成されている。逆流防止弁1316は、真空領域1322を形成する吸引装置1310の一以上の構成要素への正圧供給1321の供給を遮断することによって、吸引装置1310の動作を停止させることができる。逆流防止弁1316は、排出物のいかなる「逆」流も吸引口1312を介して流出しないように防止することによって、吸引装置1310の動作を停止させることができる。例えば、逆流防止弁1316は、吸引口1312に沿って配置してもよい。逆流防止弁1316は、排出物が吸引口1312から流出するように流れ始めるときに起動させることができる。逆流防止弁1316は、一旦起動すると、起動されたままとなり、正圧供給1321が排除される(即ち、オフとなる)まで、又は妨害物が解消されるまで、吸引口1312からの流出を防止するように起動されるように構成される。
図14は、逆流警報1400を備えた正圧作動吸引装置を示すブロック図である。逆流警報1400を備えた正圧作動吸引装置は、正圧作動吸引装置1200の一例であるが、逆流警報1400を備えた正圧作動吸引装置は、警報1417を備える。逆流警報1000を備えた正圧作動吸引装置は、吸引装置1410、正圧入口1411、吸引口1412、排出ポート1413、流体流乗算器1415及び警報1417を含む。
作動時、吸引装置1410は正圧供給1421を受けて吸引口1412に真空領域1422を生成する。真空領域1422は、逆流警報1400を備えた正圧作動吸引装置内に排出物を同伴し、受け取る。吸引ポート1412は、吸引装置1410に入る外科的副産物(例えば、煙、組織、ガス、液体、有害化学物質等)を同伴し、受け入れるように構成されている。一般的な動作では、吸引装置1410に引き込まれた外科的副産物は、流体流乗算器1415によって加圧流出物1423として排出ポート1413から押し出される。排出ポート1413は、正圧供給1421と同伴される外科的副産物を含む加圧流出物1423を出力するように構成されている。加圧流出物1423は、管、パイプ等に出力され、回収、分離及び/又は処分してもよい。
しかしながら、排出ポート1413(又は、加圧流出物1423を運ぶために接続された管)は、詰まったり、閉塞したりすることがある。この場合、障害物は、加圧流出物1423の全て又は大部分が排出ポート1413から流出するのを防止することができる。加圧流出物1423が排出ポート1413から流出することができない場合には、代わりに、加圧流出物1423は、吸引口1412から排出されることができる。
警報1417は、吸引装置1410のオペレータ又はユーザに、妨害物の存在を知らせるように構成されている。妨害物に対する警報が出ると、ユーザは次のいずれか一以上の操作を実行できる。(1)吸引装置1410の使用を停止し、(2)妨害物を除去して正常動作を回復させ、(3)正圧供給1421の供給を停止させ、吸引装置1410を停止させる。
警報1417は、可聴警報(例えば、笛やその他の警報型のノイズ)を生成することができる。警報1417は、可視警報(例えば、フラグやその他の可視インジケータ)を生成することができる。警報1417は、触覚警報(例えば、振動)を生成することができ、あるいはその他の種類の警報を発生させて、ユーザに妨害物が存在することを知らせることができる。警報1417は、警報を生成するために機械的又は電気的手段を使用することができる。警報を生成するために使用可能な機械的手段の例を挙げる。警報1417は、正圧供給1421を使用して、笛式装置を使用する可聴警報を生成することができ、フラグ又は他の可視インジケータを物理的に移動させることによって可視警報を生成することができ、あるいは質量を物理的に動かすことによって触覚警報を発生することができる。同様に、変換器、質量空気流センサ等を含む種々の電子部品を警報1417に使用し、障害物または逆流及び信号回路を検出して警報1417を起動することができる。本明細書に記載される様々なタイプの警報は、個別に又は組み合わせて使用することができる。
図15は、安全機能1500を備えた正圧作動吸引装置を示すブロック図である。安全機能1100を備えた正圧作動吸引装置は、正圧作動吸引装置1200、逆流防止1300を備えた正圧作動吸引装置、及び逆流警報1400を備えた正圧作動吸引装置の一例であるが、安全機能1500を備えた正圧作動吸引装置は、代替構成及び作動方法を含んでいてもよい。
安全機能1500を備えた正圧作動吸引装置は、吸引装置1510、正圧入口1511、吸引口1512、排出ポート1513、流体流乗算器1515、逆流防止弁1516及び警報1517を含む。
作動時、吸引装置1510は正圧入口1511で正圧供給1521を受け、正圧供給1521を流体流乗算器1515に導くことによって吸引口1512付近に真空領域1522を生成する。真空領域1522は、周囲の気圧よりも圧力が低い。周囲の気圧は、真空領域1522の圧力を克服して、吸引装置1510内に吸引力を生成する。真空領域1522は、吸引口1512を介して、排出物(例えば、液体、ガス及び固形物)を吸引装置1510に引き込む。一般的な動作では、吸引装置1510に引き込まれた排出物は、流体流乗算器1515によって排出ポート1513から押し出される。
流体流乗算器1115は、非限定的ではあるが、コアンダ効果、ベンチュリ効果、流体同伴及び流体誘発を含む流体動力学的原理を利用して、吸引装置1510を介して流出物を増幅する。排出ポート1513は、収集された排出物の加圧流出物1523と、吸引口1512を介して受け取られたガスとを出力する。
加圧流出物1523は、管、パイプ等に出力され、回収、分離及び/又は処分してもよい。
しかしながら、排出ポート1513(又は、加圧流出物1523を運ぶために接続された管)は、詰まったり、閉塞したりすることがある。この場合、障害物は、加圧流出物1523の全て又は大部分が排出ポート1513から流出するのを防止することができる。加圧流出物1523が排出ポート1513から流出することができない場合には、代わりに、加圧流出物1523は、吸引口1512から排出されることができる。
逆流防止弁1516は、真空領域1522を形成する吸引装置1510の一以上の構成要素への正圧供給1521の供給を遮断することによって、吸引装置1510の動作を停止させることができる。逆流防止弁1516は、排出物のいかなる「逆」流も吸引口1512を介して流出することを防止することによって、吸引装置1510の動作を停止させることができる。例えば、逆流防止弁1516は、吸引口1512に沿って配置してもよい。逆流防止弁1516は、排出物が吸引口1512から流出するように流れ始めるときに起動させることができる。逆流防止弁1516は、一旦起動すると、起動されたままとなり、正圧供給1521が排除される(即ち、オフとなる)まで、又は妨害物が除去されるまで、吸引口1512からの流出を防止するように作動されるように構成される。
警報1517は、吸引装置1510のユーザに対して、妨害物の存在を警告するように構成されている。妨害物に対する警報が出ると、ユーザは次のいずれか一以上の操作を実行できる。(1)吸引装置1510の使用を停止し、(2)妨害物を除去して正常動作を回復させ、(3)正圧供給1521の供給を停止させ、吸引装置1510を停止させる。
逆流防止弁1516は、逆流防止弁1516の起動に呼応して警報1517を起動させるために、警報1517に動作可能に連結されていてもよい。このようにして、妨害物に呼応して、吸引装置1510は、吸引口1512からの加圧流出物1523の逆流を停止(すなわち防止)するとともに、ユーザに妨害物の警報を出す。
警報1517は、可聴警報(例えば、笛又は他の警報タイプのノイズ)、可視警報(例えば、フラグやその他の可視インジケータ)、触覚警報(例えば、振動)、又はその他の何らかのタイプの警報を利用して、ユーザに妨害物の存在を知らせるようにすることができる。警報1517は、警報を生成するために機械的又は電気的手段を使用することができる。本明細書に記載される様々なタイプの警報は、個別に又は組み合わせて使用することができる。
図16は、安全機能1600を備えた濾過吸引装置を示すブロック図である。安全機能1600を備えた正圧作動吸引装置は、正圧作動吸引装置1200、逆流防止1300を備えた正圧作動吸引装置、逆流警報1400を備えた正圧作動吸引装置、及び安全機能1500を備えた正圧作動吸引装置であるが、安全機能1600を備えた濾過吸引装置は、フィルタ1630及びキャニスタ1660を含む。安全機能1600を備えた濾過吸引装置は、吸引システム1610、正圧入力ポート1611、真空ポート1612、正圧排出ポート1613、流体加速器1615、逆流弁1616、安全警報1617、フィルタ1630、およびキャニスタ1660を含む。
キャニスタ1660は、回収、分離、及び/又は廃棄のために正圧排出ポート1613から出力される廃棄物を受け取るように構成されている。いくつかの実施形態では、キャニスタ1660は、真空源に接続された吸引キャニスタであってもよい。いくつかの実施形態では、キャニスタ1660は、フィルタを含んでいてもよい。キャニスタ1660は、プラスチック、ガラス、金属あるいは所望の特性を備えた他の材料から製造してもよい。いくつかの望ましい特性は、コスト、滅菌できるということ、製造方法、用途あるいはその他の測定基準を含んでいてもよい。
作動中、吸引システム1610は正圧入力ポート1611で圧力供給1621を受け、圧力供給1621を流体加速器1615に導くことによって、真空ポート1612に吸引領域1622を生成する。吸引領域1622は、周囲の気圧よりも圧力が低い。周囲の気圧は、吸引領域1622内の圧力を克服し、吸引システム1610内に吸引力を生成する。吸引領域1622は、真空ポート1612を介して、排出物(例えば、液体、ガス及び固形物)を吸引システム1610に引き込む。一般的な動作では、吸引システム1610に引き込まれた排出物は、フィルタ1630を通して流体加速器1615によって推進され、濾液は、正圧排出ポート1613に向けられる。正圧排出ポート1613は、濾液をキャニスタ1660に導く。
流体加速器1615は、フィルタ1630に結合するように構成される。流体加速器1615は、圧力供給1621を使用して、フィルタ1630を通して流出物を押し出す。フィルタ1630は、排出物を捕獲し、濾液を正圧排出ポート1612に通過させるように構成される。正圧出力1613は、キャニスタ1660に結合されるように構成される。正圧出力1613は、吸引システム1610からキャニスタ1660へ濾液を供給する。いくつかの実施形態では、キャニスタ1660は、真空供給に接続してもよい。
しかし、正圧排出ポート1613、フィルタ1630又はキャニスタ1660は、詰まったり、閉塞したりする可能性がある。これが起こると、障害物は、流出物の全て又は大部分が正圧排出ポート1613から流出するのを防止することができる。流出物が正圧排出ポート1613から流出することができない場合、代わりに流出物は真空ポート1612から排出される。
逆流弁1616は、吸引領域1622が形成される吸引システム1610の一以上の構成要素への圧力供給1621の供給を遮断することによって、吸引システム1610の動作を停止させることができる。逆流弁1616は、排出物のいかなる「逆」流れも真空ポート1612を介して流出することを防止することによって、吸引システム1610の動作を停止させることができる。例えば、逆流弁1616は、真空ポート1612に沿って配置してもよい。逆流弁1616は、排出物が流れを真空ポート1612から流出させるように流れ始めるときに起動させることができる。逆流弁1616は、一旦起動すると、起動されたままとなり、圧力供給1621が除去される(すなわち、オフとなる)か、又は妨害物が除去されるまで、真空ポート1612からの流出を防ぐように構成してもよい。
安全警報1617は、吸引システム1610のユーザに対して、妨害物の存在を警告するように構成されている。妨害物に対する警報が出ると、ユーザは次のいずれか一以上の操作を実行できる。(1)吸引システム1610の使用を中止し、(2)妨害物を除去して正常動作を回復させ、(3)圧力供給1621の供給を停止させて、吸引システム1610を停止させる。
逆流弁1616の起動に呼応して安全警報1617を起動させるために、安全警報1617は、逆流弁1616に動作可能に連結されていてもよい。このようにして、妨害物に呼応して、吸引システム1610は、真空ポート1612から流出した流出物の逆流を停止(すなわち防止)するとともに、ユーザに妨害物の警報を出す。
図17は、補償濾過吸引装置1700を示す。補償濾過吸引装置1700は、正圧作動吸引装置1200、逆流防止1300を備えた正圧作動吸引装置、逆流警報1400を備えた正圧作動吸引装置、安全機能1500を備えた正圧作動吸引装置、及び安全機能1600を備えた濾過吸引装置の一例であるが、補償濾過吸引装置1700は、流量乗算器1735を備えている。補償濾過吸引装置1700は、吸引力発生器1710、正圧入力ポート1711、取込口1712、排出出口1713、流量乗算器1715、チェック弁1716、逆流警報1717、フィルタ1730、及び流量乗算器1735を含む。流量乗算器1735は、フィルタ1730と流量乗算器1735との間に低圧領域を形成することによって、フィルタ1730を通して流れ抵抗を補償するように構成される。
作動時、吸引力発生器1710は正圧入力ポート1711、1714、に正圧ガス1721を受け、正圧ガス1721はそれぞれ流量乗算器1715、1735を流れるように導かれる。流量乗算器1715、1735は、正圧ガス1721から流量乗算器1715、1735よりも遠位の低圧領域を生成するように構成される。結合された低圧領域は、取込口1712近傍の低圧帯1722を生成する。低圧帯1722は、周囲の気圧よりも圧力が低い。周囲の気圧は、低圧帯1722の圧力を克服して、吸引力発生器1710内に吸引力を生成する。低圧帯1722は、取込口1712を介して、排出物(例えば、液体、ガス及び固形物)を吸引力発生器1710に引き込む。一般的な動作では、吸引力発生器1710に引き込まれた排出物は、フィルタ1730を通して流量乗算器1715、1735によって推進され、排出出口1713から排出される。
流量乗算器1715、1735は、それぞれ非限定的ではあるが、コアンダ効果、ベンチュリ効果、流体同伴及び流体誘発を含む吸引力発生器1710を介して流出物を生成及び加速する流体動力学的原理を利用することができる。コアンダ効果は、フィルタ1730の両側にある流量乗算器1715、1735によって使用してもよい。図17は流量乗算器1715及び1735のみを図示しているが、流量乗算器1715及び1735に類似した複数の流量乗算器は、フィルタ1730の前後で直列又は並列操作で組み合わせてもよいことが理解されるべきである。
しかしながら、排出出口1713及び/又はフィルタ1730(または加圧濾液1727を運ぶために接続された管)は、詰まったり、閉塞したりすることがある。これが起こると、障害物は、流出物の全て又は大部分が排出出口1713から流出するのを防止することができる。流出物が排出出口1713から流出することができない場合、流出物は代わりに取込口1712から排出される。正圧ガス1721の流れは、障害物が排出出口1713を遮断した場合に取込口1712から流出するように逆流させることができ、それによって、他の場所ではなく、取込口1712から流出する正圧ガス1721を供給することができる。
チェック弁1716は、低圧帯1722が形成される吸引力発生器1710の一以上の構成要素に対して正圧ガス1721の供給を遮断することによって、吸引力発生器1710の動作を停止させることができる。チェック弁1716は、排出物の「逆」の流れが取込口1712を介して流出することを防止することによって、吸引力発生器1710の動作を停止させることができる。例えば、チェック弁1716は、取込口1712に沿って配置してもよい。チェック弁1716は、排出物を取込口1712から流出させるように排出物が流れ始めるときに作動させることができる。チェック弁1716は、一旦起動すると、起動されたままとなり、正圧ガス1721が除去される(すなわち、オフ)か、又は妨害物が除去されるまで、取込口1712からの流出を防ぐように構成してもよい。
逆流警報1717は、吸引力発生器1710のユーザに対して、妨害物の存在を警告するように構成されている。逆流警報1717は、チェック弁1716に動作可能に連結されて、チェック弁1716の起動に呼応して逆流警報1717を起動させることが可能である。このようにして、妨害物に呼応して、吸引力発生器1710は、取込口1712から流出した流出物の逆流を停止(すなわち防止)するとともに、ユーザに妨害物の警報を出す。
フィルタ1730は、機械的、生物学的、化学的、又はその他の種類のフィルタを含み、これらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。フィルタ1730は、少なくとも1つのフィルタ吸入ポートと、少なくとも1つのフィルタ出力ポートとを含む。少なくとも1つのフィルタ吸入ポートは、外科的副産物及び正圧ガス1721がフィルタ1730を通過するように、流量乗算器1715に結合される。少なくとも1つのフィルタ出力ポートは、流量乗算器1735に結合される。
吸引力発生器1710は、流量乗算器1735を含む。流量乗算器1735は、フィルタ1730の入力ポートと流体連通する。作動中、流量乗算器1735は正圧入力ポート1714において正圧ガス1721を受け取り、フィルタ1730と流量乗算器1735との間に低圧帯を生成する。流量乗算器1735は、フィルタ1730の流れ抵抗に起因する流れ及び/又は圧力(吸引力)損失を補償するように構成してもよい。例えば、流量乗算器1735は、フィルタ1730の流れ抵抗の部分(例えば、1/4、1/2等)を補償することができる。流量乗算器は、より多くのフィルタ1730の流れ抵抗(例えば、1.25倍、1.5倍又は2倍)補償するように構成してもよい。流量乗算器1735は、排出出口1713に結合される。流量乗算器1735は、フィルタ1730から排出される濾液を排出出口1713に排出するように構成されている。
図18は、補償フィルタ吸引装置を作動させる方法を示すブロック図である。図18に示されるステップは、補償濾過吸引装置1700の一以上の要素によって実行してもよい。加圧ガス流を、第1の入力ポートと第2の入力ポートとで受け取る(1802)。例えば、正圧入力ポート1711は、正圧ガス1721を受け取り、それを流量乗算器1715に供給するように構成されている。正圧入力ポート1714は、正圧ガス1721を受け取り、それを流量乗算器1735に供給するように構成されている。吸引ポートの近傍には低圧領域が形成される(1804)。例えば、吸引力発生器1710は、流量乗算器1715、1735を介して正圧ガス1721を導くことによって取込口1712近傍の低圧帯1722を生成するように構成される。吸引装置には、排出物の流れが引き込まれる(1806)。例えば、低圧帯1722は、周囲の気圧よりも小さい。これにより、排出物の流れが取込口1712に入るようになる。取込口1712は、排出物の流れを受け取り、吸引力発生器1710を介して排出物の流れを導くように構成される。加圧ガス流と排出物の流れとを含む複合流は、フィルタを通過する(1808)。例えば、流量乗算器1715は、フィルタ1730を介して、複合流(正圧ガス1721及び取込口1712で受け取られる排出物の流れを含むことができる)を導くように構成される。複合流に含まれる粒子はフィルタに捕獲され、濾液はフィルタを通過して第2の流量乗算器に送られる(1810)。例えば、フィルタ1730は、流量乗算器1715と流量乗算器1735との間に配置する。フィルタ1730は、粒子を捕獲し、濾液を流量乗算器1735に導くように構成される。フィルタと流量乗算器との間に低圧領域が形成される(1812)。例えば、流量乗算器1735は、フィルタ1730と排出出口1713との間に配置する。流量乗算器1735は、フィルタ1730と流量乗算器1735との間に低圧領域を生成するように構成される。濾液は、流量乗算器を通過して排気ポートから排出される(1814)。流量乗算器1735は、フィルタ1730から濾液を受け取り、排気ポート1713を通して濾液を排出するように構成されている。
図19は、調節可能な圧力ギャップ1900を備えた吸引装置を示すブロック図である。調節可能な圧力ギャップを備えた吸引装置は、吸引システム100の一例であり、逆流防止300を備えた吸引システム、逆流警報400を備えた吸引システム、安全機能500を備えた吸引システム、濾過吸引システム1000、正圧作動吸引装置1200、逆流防止1300を備えた正圧作動吸引装置、逆流警報1400を備えた正圧作動吸引装置、安全機能1500を備えた正圧作動吸引装置及び安全機能1600を備えた濾過吸引装置を含むが、調節圧力ギャップ1900を備えた吸引装置は、調節可能な圧力ギャップ1931及び運動変換装置1942を含む。調節可能な圧力ギャップ1900を備えた吸引装置は、吸引装置1910、正圧入力ポート1911、入口1912、出口1913、流体加速器1915、弁1916、警報1917、フィルタ1930、調節可能な圧力ギャップ1931および運動変換装置1942を含む。
正圧入力ポート1911は、正圧1921を受け入れるように構成されている。
正圧入力ポートは、正の圧力源に結合するための手段を含む。作動中、正圧入力ポート1911は、正圧1921を調節可能な圧力ギャップ1931に導く。
調節可能な圧力ギャップ1931は、正圧1921を流体加速器1915に導く環状の開口部を含む。調節可能な圧力ギャップ1931の寸法は、ユーザ入力を受け取る運動変換装置1942に呼応して調節してもよい。低圧領域1922と周囲の気圧との間の圧力差は、調節可能な圧力ギャップ1931によって制御してもよい。例えば、調節可能な圧力ギャップ1931の寸法を増加させることによって、低圧領域1922と周囲の気圧との間の圧力差を増加させることができる。
調節可能な圧力ギャップ1931の寸法を減少させることにより、低圧領域1922と周囲の気圧との間の圧力差を減少させることができる。ユーザは、ユーザが吸引したい排出物の種類に応じて、低圧領域1922と周囲の気圧との間の圧力差を変化させるよう選択することができる。例えば、ユーザは、低圧領域1922と周囲の気圧との間の圧力差を調節して、液体よりも多くの煙を吸引することができる。あるいは、ユーザは、液体を吸引するように低圧領域1922と周囲の気圧との間の圧力差を、調節することができる。
運動変換装置1942は、ユーザ入力を調節可能な圧力ギャップ1931の調節に変換するように構成される。いくつかの実施形態では、運動変換装置1942は、ユーザ入力から大きな動きを、調節可能な圧力ギャップ1931の寸法を調節するためのより小さな動きに変換するように構成される。いくつかの実施形態では、運動変換装置1942は、回転可能な要素を含むように構成されており、回転可能な要素は、回転するユーザ入力を、調節可能な圧力ギャップ1931の寸法の線形調節に変換する。いくつかの実施形態では、運動変換部は、調節可能な圧力ギャップ1931の寸法を調節できる摺動部材を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、運動変換部1931は、より大きなユーザ入力動作をより小さなユーザ入力動作に変換して、調節可能な圧力ギャップ1931の寸法を調節できるレバーを含んでいてもよい。
図20は調節可能な圧力ギャップを備えた吸引装置を作動させる方法を示す図である。図20に示すステップは、調節可能な圧力ギャップ1900を備えた吸引装置の一種類以上の要素によって実行してもよい。加圧ガス流は、入力ポートで受け入れる(2002)。例えば、調節可能な圧力ギャップ1900備えた吸引装置は、正圧1921を受け取り、それを調節可能な圧力ギャップ1931に供給するように構成された入力ポート1911を含む。加圧ガス流は、調節可能な圧力ギャップに供給される(2004)。例えば、正圧入力ポート1911は、調節可能な圧力ギャップ1931に結合される。正圧入力ポート1911は、調節可能な圧力ギャップ1931に正圧1921を供給するように構成されている。ユーザ入力は、調節可能な圧力ギャップの調節に変換される(2006)。例えば、運動変換装置1942は、ユーザ入力を受信し、ユーザ入力を調節可能な圧力ギャップ1931の調節に変換するように構成されている。吸引ポートの近傍には低圧領域が形成されている(2008)。例えば、流体加速器1915は、正圧1921から入力1012近傍の低圧領域1922を形成するように構成されている。調節可能な圧力ギャップ1931は、低圧領域1922と周囲の気圧との間の圧力差を変化させるように調節できるように構成される。吸引装置には、排出物の流れが引き込まれる(2010)。例えば、流体加速器1915は、周囲の気圧より低い低圧領域1922を生成する。これによって、排出物の流れが吸引装置1910に引き込まれることになる。加圧ガス流と、吸引ポートで受け取られた排出物の流れとを含む複合流は、フィルタを通過する(2012)。例えば、流体加速器1915は、フィルタ1930に結合される。流体加速器1915は、フィルタ1930を通して、複合流(正圧1921及び入口1912で受け取られる排出物の流れを含むことができる)を通過させるように構成されている。
複合流に含まれる粒子はフィルタ内に捕獲され、濾液はフィルタを通過して出力ポートに送られる(2014)。例えば、フィルタ1930は、固形物を捕獲し、加圧された濾液1927を出口1913に通過させるように構成されている。
図21Aは、逆流防止弁2100を備えた吸引装置を示すブロック図である。逆流防止弁2100を備えた吸引装置は、吸引装置100、逆流防止300を備えた吸引システム、正圧作動吸引装置1200、逆流防止1300を備えた正圧作動吸引装置、及び調節可能な圧力ギャップ1900備えた吸引装置の一例であるが、逆流防止弁2100を備えた吸引装置は、代替的な構成と作動方法とを備えていてもよい。図21Aに示すように、逆流防止弁2100を備えた吸引装置は、加圧ガスポート(例えば、正圧取込口)2111、吸引組立体2112、ノズル2114、流体加速器2115、及び逆流防止弁2116を含む。
逆流防止弁2100を備えた吸引装置は、コアンダ効果を備えた流体加速器2115を使用してノズル2114付近に吸引力を生成する。吸引力は、主に、外部吸引ポンプではなく(装置は、吸引ポンプとともに使用してもよいが)、流体加速器2115に供給される(通常は周囲の圧力より高く加圧される)正圧供給2121の流れからの逆流防止弁2100を備えた吸引装置によって生成する。逆流防止2100を備えた吸引装置は、煙、組織、体液などの内科的又は外科的副産物を除去するために使用してもよい。逆流防止弁2100を備えた吸引装置は、逆流防止弁2116を備えており、この逆流防止弁2116は、「逆」方向からの加圧ガスが流れ、誤った方向にノズル2114から流出するのを防止する。すなわち、逆流防止弁2100を備えた吸引装置は、加圧ガスがノズル2114から流出するのを防止するように構成されており、これにより、患者の問題や患者の損傷を防止することができる。
逆流防止弁2100を備えた吸引装置は、加圧ガスポート2111を備えている。加圧ガスポート2111は、正圧供給2121を受け、それを導管2129(環状の開口部など)に供給するように構成されている。導管2129の寸法は、流量調節器2120を介して調節可能であり、ノズル2114の付近に発生する低圧領域と周囲の気圧との差を制御することができる。配管を使用して、加圧ガスポート2111に正圧供給2121を供給してもよい。いくつかの実施形態では、加圧ガスポート2111は、配管を加圧ガスポート2111に結合するための取り付け具を含んでいてもよい。使用することができる取り付け具の種類には、返し付き、クイック切断、圧縮取り付け具などがある。
逆流防止弁2100を備えた吸引装置は、吸引組立体2112を備えている。吸引組立体2112は、逆流防止弁2100を備えた吸引装置の遠位端に向かって配置されている。吸引組立体2112は、逆流防止弁2116を収容するように構成されている。吸引組立体は、逆流防止弁が起動されたときに、少なくとも正圧供給2121の流れを排気ポート2181に導くように構成された排気ポート2181を含む。
逆流防止弁2100を備えた吸引装置は、ノズル2114を備えている。図21Aは、狭い遠位端と広い近位端と備えた円錐形の空洞を備えたノズル2114の実施形態を例示する。狭い遠位端は、圧入摩擦取り付け具、突起、ねじ、ルアー取り付け具、又は付属品(例えば、配管、針等)をノズル2114に取り付けるためのその他の手段を含むように構成してもよい。ノズル2114は、吸引組立体2112に結合されるように構成された近位端を含む。ノズル2114は、排出物の流れ/吸引流2124を受け取り、それを吸引組立体2112に供給するように構成されている。ノズル2114は、置換可能に構成される。特定の用途に対して構成されたノズル2114の異なる実施形態を、逆流防止弁2100を備えた吸引装置と共に使用してもよい。いくつかの実施形態では、ノズル2114は、ノズル2114の壁に放射状に配列された開口部を含んでいてもよい。開口部は、ノズル2114近傍で付加的な吸引力を提供する。いくつかの実施形態では、開口部はベンチュリ効果を利用するように構成してもよい。いくつかの実施形態では、開口部は、ユーザ入力に呼応して開閉するように構成してもよい。
逆流防止弁2100を備えた吸引装置は、流体加速器2115を備えている。流体加速器2115は、流体加速器取込口2118、流体加速器筐体2119、流量制御2120、及び導管2129を含む。流体加速器2115は、正圧供給2121からノズル2114近傍の低圧領域を生成するように構成される。流体加速器2115は、コアンダ効果を利用するように構成してもよい。流体加速器2115は、正圧供給2121を受けてノズル2114付近の第1の低圧領域を生成するように構成されている。流体加速器は、ノズル2114で受け取る排出物の流れ/吸引流2124を加速するように構成されており、正圧流出物2123(正圧供給2121及び排出物の流れ/吸引流2124を含んでいてもよい)を、加圧廃棄ポート/排出ポート2113から放出するように構成されている。ノズル2114の付近に発生した低圧領域と周囲の気圧との間の圧力差は、流量制御器2120によって調節してもよい。流量コントローラ2120は、液体より多くのガスを吸引するように調節してもよい。流量コントローラ2120は、液体を吸引するように調節してもよい。
流体加速器2115は、流体加速器取込口2118を含む。流体加速器取込口2118は、逆流防止弁2116と流体加速器2115との間に配置される。流体加速器取込口2118は、ノズル2114で受け入れられた排出物の流れを流体加速器2115に供給するように構成されている。流体加速器取込口2118は、可変寸法を有する複数の円錐空洞を含む。円錐空洞は、各々が、広い遠位端と、狭い近位端とを含む。いくつかの実施形態では、円錐空洞は、ベンチュリ効果を利用するように構成してもよい。流体加速器取込口2118は、流体加速器2115を連結するように構成される。流体加速器取込口2118は、近位端に配置されたテーパ部を含む幾何学的形状を含んでいてもよい。流体加速器取込口2118のテーパ部分は、流れコントローラ2120と組み合わせて構成されて、導管2129を形成することができる。流体加速器取込口2118の近位端に配置されたテーパ部分の幾何学的形状は、流体加速器2115の内壁に対して角度を付けて流体加速器2115に正圧供給2121を供給するように構成してもよい。
流体加速器2115は、流体加速器筐体2119を含む。流体加速器筐体2119は、逆流防止弁2100を備えた吸引装置の近位端近傍に配置される。流体加速器筐体2119は、加圧ガスポート2111と流量制御部2120とに結合するように構成されている。流体加速器筐体2119は、流量制御部2120に結合するように構成されたねじを含んでいてもよい。ねじは、流量制御部2120の回転運動を、導管2129の寸法を調節する線形運動に変換するように構成してもよい。流体加速器筐体2119は、第1の端部に第1の開口部を有し、第2の端部に第2の開口部を備えた略円筒形空洞を含む。円筒形空洞は、流体加速器筐体2119の内壁によって規定される。流体加速器筐体2119は、第1の端部近傍の内壁に導管2129を含む。導管2129は、流体加速器2115の内壁に対して角度を付けて正圧供給2121を供給するように構成してもよい。
流体加速器2115は、流量制御部2120を含む。流量制御部は、加圧廃棄ポート/排出ポート2113を含む。流量制御部2120は、流体加速器筐体2119に結合されるように構成される。流量制御部2120は、加圧廃棄ポート1913を含む。流量制御部2120は、流量制御部2120の遠位端に配置された拡開要素を含んでいてもよい。拡開要素は、流体加速器取込口2118と組み合わせて構成され、流体加速器2115の内壁に関して角度を付けて正圧を供給することができる。流量コントローラは、導管2129を調節するために回転可能である。導管2129は、ノズル2114における周囲空気と低圧領域との間の圧力差を制御するために調節可能である。導管2129の寸法は、流体加速器2115によって供給されるガス吸引力と液体吸引力と固形物吸引力に対する比を制御するために調節可能であってもよい。導管2129は、空洞に流入する加圧ガスが導管2129を規定する構造部分の湾曲面に結合するように輪郭を形成しており、それによって、加速された流れの全体的な質量流量を増加させる低圧領域が形成される。流量制御部2120は、流量制御部2120と流体加速器筐体2119との間にシールを供給するためのOリングを含んでいてもよい。
流量制御部2120は、加圧廃棄ポート/排出ポート2113を含む。加圧廃棄ポート/排出ポート2113は、流量制御部2120の遠位端に配置される。加圧廃棄ポート/排出ポート2113は、正圧流出物2123を廃棄物収納部に導くように構成されている。廃棄物収納部は、正圧流出物を運び去るように構成された収集キャニスタ、廃棄物ドレン、配管又はパイプ配管を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、加圧廃棄ポート/排出ポート2113は、配管に連結するための取り付け具を含んでいてもよい。使用することができる取り付け具の種類には、返し付き、クイック切断、圧縮取り付け具などがある。図21Aに示される実施形態では、加圧廃棄ポート/排出ポート2113は、加圧廃棄ポート/排出ポート2113を配管に結合するためのOリングを含む。
流体加速器2115は導管2129を含む。環状の開口部は、流体加速器取込口2118と流体加速器の筐体2119との間に配置される。導管2129は、正圧供給2121が導管2129を通って流れ、ノズル2114の近傍で低圧領域が生成されるように構成された噴出開口部を規定する。導管2129は、加圧ガスポート2111から正圧供給2121を受け、それを流体加速器2115に供給するように構成される。流体加速器取込口2118の近位端及び流量制御部2120の遠位端は、導管2129を形成するように構成してもよい。導管2129は、正圧供給2121が、円筒形空洞の内壁に対して角度(例えば、0°〜90°)を付けて流体加速器2115に入るように構成してもよい。いくつかの実施形態では、より鋭角(例えば、30°〜50°)が望ましい場合がある。
逆流防止弁2100を備えた吸引装置は、逆流防止弁2116を備えている。逆流防止弁2116は、逆流防止弁体2180と、ダイヤフラム2185とを備えている。逆流防止弁2116は、逆流防止弁2100を備えた吸引装置内の気流経路に沿って設ける。正常動作中、逆流防止弁2116は、排気ポート2181を遮断して、ノズル2114の付近に最大の吸引力を与えるように構成されている。逆流防止弁2116は、低圧領域を生成する流体加速器2115の一以上の構成要素への正圧供給2121を遮断することによって、流体加速器2115の動作を停止させることができる。逆流防止弁2116は、吸引組立体2112又はノズル2114を介して排出物のいかなる「逆」流をも停止させるように構成されている。逆流防止弁2116は、一旦起動すると、起動されたままで、正圧ガス供給がなくなる(すなわち、オフ)か、又は妨害物が除去されるまで、吸引組立体2112又はノズル1214からの流れが排出できないように構成してもよい。
逆流防止弁2114は、正圧供給2121が、逆流防止弁2100を備えた吸引装置の所望の限界を超えて上昇するのを防ぐために、起動されたときに、少なくとも正圧供給2121を排気ポート2181に迂回させるように構成してもよい。この実施例では、排気ポート2181は、吸引組立体2112に一体化されている。逆流防止弁2100を備えた吸引装置の一部内で障害物又は妨害物が生じた場合、逆流防止弁2116は、吸引組立体2112内を移動して排気ポート2181を開放するように構成される。排気ポート2181を開放することにより、正圧ガス2121が逆流防止弁2100を備えた吸引装置から排出できるようになる。
逆流防止弁2116は、ダイヤフラム2185を含む。ダイヤフラム2185は、可撓性材料から構成される。ダイヤフラム2185は、流れに呼応して撓むように構成されている。ダイヤフラム2185は、流れの方向に撓むことによって正常動作中に逆流防止弁2116を通って第1の方向へ流れることができるように構成される。ダイヤフラム2185は、正圧供給2121が逆流防止弁体2180を介して第2の方向に通過しないよう、防ぐように構成されている。逆流防止弁体2180は、ダイヤフラム2185の撓みを第2の方向に制限する構造要素を備えている。逆流防止弁2116は、逆流防止弁2100を備えた吸引装置又はその一部が詰まったり、閉塞したりした場合に起動するように構成されている。起動されると、正圧供給2121は、撓みが逆流防止弁体2180によって制限されるまで、ダイヤフラム2185を撓ませる。ダイヤフラム2185の撓みが逆流防止弁体2180によって制限されると、正圧供給2121が、ダイヤフラム2185に力を加える。ダイヤフラム2185は、正圧供給2121からの力を逆流防止弁2116に伝達することによって、逆流防止弁体2180を吸引組立体2112内で摺動させる。逆流防止弁体2180が起動すると、少なくとも正圧供給2121の流れが吸引組立体2112又はノズル2114から流出しないように防止される。ダイヤフラム2185は、逆流防止弁2116が起動したときに正圧供給を排気ポート2181に導くように構成してもよい。
図21B1は、装置の中心軸2126を示しており、そこから角度2128を測定する。吸入ポート2117は、流体加速器2115の一端に配置され、排出ポート2113は、反対側の端部に配置される。低圧チャンバ2127は、排出物の流れ/吸引流2124が生成される流体加速器2115の内部容積部分のことである。
図21B及び21Cは、逆流防止弁2100を備えた吸引装置の導管2129を図示した拡大図である。第1の中空区間2122、流体加速器筐体2119、及び第2の中空区間2125は、導管2129を形成するように構成される。第1の中空区間2122は、第2の中空区間2125の第2の開口部2134に隣接することができる第1の開口部2133を含んでいてもよい。第1の対向面2130は、少なくとも部分的に、第1の開口部2133を取り囲むことができる。第2の対向面2132は、少なくとも部分的に、第2の開口部2134を取り囲むことができる。第1の対向面2130は、第2の対向面2132に面することができる。第1の対向面2130又は第2の対向面2132は、面取りされ、拡開され、角度を付けられているか、又はこれらの任意の組み合わせであってもよい。導管2129は圧力ギャップ2131を含む。圧力ギャップ2131は調節可能となるように構成される。圧力ギャップ2131の寸法を調節することによって、導管2129を介して正圧供給2121の流量が調節される。導管2129を介して正圧供給2121の流量を調節することによって、ノズル2114の近傍で発生される低圧領域と周囲の気圧との間の圧力差が調節され、それによって逆流防止2100を備えた吸引装置の流れを調節することができる。圧力ギャップ2131は、流体加速器2115によって供給されるガス吸引力と液体吸引と固形物吸引力に対する比を制御するために調節可能であってもよい。流体の流れを調節することにより、ユーザは、逆流防止弁2100を備えた吸引装置を調節して、所望の比率のガス(例えば、煙)、液体及び固形物、又は3つすべての組み合わせを摂取することができる。導管2129は、正圧供給2121が流体加速器2115の内壁に対して角度(例えば、0°〜90°)で流体加速器2115に入るように構成してもよい。いくつかの実施形態では、より鋭角(例えば、30°〜50°)が望ましい場合がある。
導管2129は、部分的に、第1の中空区間2122で構成される。第1の中空区間2122の近位端及び第2の中空区間2125の遠位端は、正圧供給2121が導管2129を通して流れることを可能にするように構成された噴出開口部を規定する。第1の中空区間2122の近位端は、正圧供給2121の流れを導くように構成された幾何学的形状を含んでいてもよい。
導管2129は、部分的には、流体加速器筐体2119から構成される。流体加速器筐体2119は、加圧ガスポート2111に結合される。流体加速器筐体は、正圧供給2121を受け、導管2129に供給するように構成される。流体加速器筐体2119は、第2の中空区間2125に結合するように構成されたねじを含んでいてもよい。ねじにより、第2の中空区間2125を回転させることによって圧力ギャップ2131を調節することが可能である。第2の中空区間2125は、回転運動を直線運動に変換して、圧力ギャップ2131を調節するように構成してもよい。
導管2129は、部分的に、第2の中空区間2125で構成されている。第2の中空区間2125の遠位端は、流体加速器2115の内壁に対して角度を付けて流体加速器に入るよう、正圧供給2121を導くように拡開していてもよい。第2の中空区間2125は、流体加速器筐体2119と嵌合するように構成されたねじを含んでいてもよい。ねじは、第2の中空区間2125の回転運動を、圧力ギャップ2131を調節する直線運動に変換するように構成してもよい。圧力ギャップ2131の調節は、ノズル2114の近傍で発生する低圧領域と周囲の気圧との差を調節する。
図21Bは、導管2129を示す図である。図21Bに示すように、圧力ギャップ2131を調節することにより、図21Cに示す圧力ギャップ2131に対して導管2129を通る正圧供給2121の流れを増加できるようになる。図21Bに示されるような圧力ギャップ2131は、ノズル2114の近傍に発生する低圧領域と周囲の気圧との間に大きな差を生じさせるので、逆流防止弁2100を備えた吸引装置により図21Cに示す圧力ギャップ2131よりも多くの流れを生成する。
導管2129は、中心軸2126に対して角度2128を有する。中心軸2126に対する角度2128により、流体加速器2115に対して角度を付けて加圧ガスポート2111から受けた圧力を供給するように構成されている。いくつかの実施形態では、中心軸2126に対する角度2128は、コアンダ効果を利用して吸引力を生成するように構成してもよい。いくつかの実施形態では、中心軸2126に対する角度2128は、鋭角(例えば、0°〜90°)であってもよい。いくつかの実施形態では、中心軸2126に対する角度2128は、30°〜60°の間であってもよい。いくつかの実施形態では、中心軸2126に対する角度2128は、55°であってもよい。
図21Cは、導管2129を示す図である。図21Cに示すように、圧力ギャップ2131を調節することにより、図21Bに示すように、圧力ギャップ2131に対して、導管2129を通る正圧供給2121の流れを減少できるように調節する。図21Cに示されるような圧力ギャップ2131は、ノズル2114の近傍に発生する低圧領域と周囲の気圧との間に生じる差が小さいので、逆流防止弁2100を備えた吸引装置により図21Bに示す圧力ギャップ2131よりも少ない流れを生成する。
図21Dは正常動作中の逆流防止弁2100を備えた吸引装置の動作を示す図である。逆流防止弁2116は、吸引組立体2112内で近位及び遠位方向に移動するように構成される。正常動作中、逆流防止弁2116は、吸引組立体2112内の近位位置まで摺動して、排気ポート2181を遮断し、逆流防止弁2100を備えた吸引装置を通して流れるようにする。妨害物の場合、逆流防止弁2116は、吸引組立体2112内の遠位位置まで摺動して、吸引組立体2112又はノズル2114を通る逆流を防止する。遠位位置では、逆流防止弁は排気ポート2181を開き、少なくとも正圧供給2121を排気する。
作動時には、加圧ガスポート2111に正圧供給2121が導入される。加圧ガスポート2111は、導管2129を介して正圧供給2121を流体加速器2115に供給する。導管2129を通る流れの量は、流量制御器2120を調節することによって制御される。逆流防止弁2100を備えた吸引装置の一部は、特に流体加速器2115において、ノズル2114付近の低圧領域を形成して、逆流防止弁2100を備えた吸引装置を通って排出物の流れ/吸引流2124を同伴し、誘導する。
作動中、流体加速器2115は、加圧ガスポート2111で正圧供給2121を受け取り、正圧供給2121を流体加速器2115に導くことによって、ノズル2114に低圧領域を生成する。ノズル2114の低圧領域は、周囲の気圧よりも圧力が低い。周囲の気圧は、低圧領域の圧力を克服し、それによってノズル2114に吸引力を生じさせる。ノズル2114の近傍に発生する低圧領域は、排出物の流れ/吸引流2124を吸引組立体2112に引き込む。排出物の流れ/吸引流2124は、液体、ガス及び固形物を含んでいてもよい。引き出された排出物の流れ/吸引流2124は、正圧流出物2123として加圧廃棄ポート/排出ポート2113内の流体加速器2115によって押し出される。正圧流出物2123は、正圧供給2121と排出物の流れ/吸引流2124との複合流を含んでいてもよい。
図21Eは、障害物の際に逆流防止弁2100を備えた吸引装置の動作を示す図である。図2IEに示すように、加圧廃棄ポート/排出ポート2113は障害物2150によって遮断される。障害物2150は、正圧供給2121の全て又は大部分が加圧廃棄ポート/排出ポート2113から流出するのを防止することができる。逆流防止弁2116なしでは、正圧供給2121(又は正圧供給2121と正圧流出2123との組み合わせ)が加圧廃棄ポート/排出ポート2113から流出することができない場合には、正圧供給2121そして恐らく正圧流出物2123は、代わりにノズル2114から排出させることができる。流出物(及び、特に正圧供給2121)の排出は望ましくなく、ノズル2114(例えば患者)の近傍のアイテムに損傷又は他の問題を引き起こす可能性がある。しかしながら、逆流防止弁2116は、正圧供給2121の流れと、正圧流出物2123を少なくとも停止させ、ノズル2114を通して流出しないように構成されている。
逆流防止弁2116は、ノズル2114を介して排出物のいかなる「逆」流も防止することにより逆流防止弁2100を備えた吸引装置の作動を停止させることができる。逆流防止弁2116は、逆流防止弁体2180と、排気ポート2181と、ダイヤフラム2185とを備えている。逆流防止弁2116は、流れがノズル2114から流出するように排出物が流れ始めるときに起動させることができる。逆流防止弁2116は、一旦起動すると、起動されたままとなり、正圧供給2121が停止される(すなわち、オフとなる)か、又は障害物2150が除去されるまでノズル2114から流出することを防止するように構成してもよい。
図21Eは、障害物が生じた場合の逆流防止部2100を備えた吸引装置の動作を示す図である。障害物2150は、正圧供給2121が加圧廃棄ポート/排出ポート2113を流出するのを防止する。正圧供給2121は障害物2150によって加圧廃棄ポート/排出ポート2113から出ることができないので、正圧供給2121の流れはノズル2114への方向を逆転する。正圧供給2121により、ダイヤフラム2185が逆流防止弁体2180に対して撓む。
圧力は、ダイヤフラム2185から逆流防止弁2116に移動し、逆流防止弁2116は、吸引組立体2112内で摺動する。起動されると、逆流防止弁2116は排気ポート2181を開き、排気ポート2181を通して正圧供給2121を排出できるようになる。
図22Aは、逆流防止弁2200の分解図を示す図である。逆流防止弁2220は逆流防止装置316、逆流防止装置516、逆流防止装置716、逆流防止装置816、逆流防止弁1316、逆流防止弁1516、逆流弁1616、チェック弁1716、弁1916、逆流防止弁2116の一例であるが、逆流防止弁2200は代替的な構成や作動方法を含んでいてもよい。逆流防止弁2200は、摺動体2280とダイヤフラム2285とを備えている。
逆流防止弁2200は、摺動体2280を備えている。摺動体2280は、整列機能2282、雄型継手2283、開口2286、及び支持要素2288を含む。摺動体2280は、例えば、吸引組立体2112などの筐体内に設けるように構成される。摺動体2280は、整列機能2282を含む。整列機能2282は、摺動体2280内に含有物を含む。整列機能は、逆流防止弁2200が回転するのを防止するために、筐体内に含まれる整列機能となるように構成してもよい。摺動体2280は支持要素2288を含む。支持要素2288は、ダイヤフラム2285に構造的支持を提供するように構成されている。ダイヤフラム2285は、可撓性材料から構成される。支持要素2288は、ダイヤフラム2285の撓み量を一方向に制限するように構成されている。正圧力源からの圧力は、支持要素2288によってダイヤフラム2285から摺動体2280に伝達される。雄型継手は、摺動体2280をダイヤフラム2285に連結するように構成される。図22Aに例示すように、雄型継手2283は、スナップ嵌めを使用して雌型継手2284に結合されるように構成される。いくつかの実施形態では、雄型継手2283は、機械的ファスナ(例えば、ネジ、ボルト、リベット等)、接着剤が塗布される点、又は雄型継手2283を雌型継手2284に結合する他の手段であってもよい。摺動体2280は開口2286を有する。開口2286は、摺動体2280を通して排出物の流れを可能にするように構成される。
逆流防止弁2200は、ダイヤフラム2285を含む。ダイヤフラム2285は、一方向に開口2286を通過する流れを遮断する一方で、逆方向への流れを可能とするように構成されている。ダイヤフラム2285は、可撓性材料から構成される。ダイヤフラム2285は、圧力に呼応して撓むように構成される。圧力流が一方向に進行するとき、ダイヤフラム2285は、流れが開口2286を通過できるように撓むように構成される。圧力流が逆方向に進行するとき、ダイヤフラム2285は、撓みが支持要素2288によって制限されるまで撓むように構成される。ダイヤフラム2285は、圧力源から摺動体2280へ圧力を伝達するように構成されている。この圧力の伝達により、摺動体2280が筐体内で移動する。ダイヤフラム2285は、雌型継手2284を含む。雌型継手2284は、ダイヤフラム2285を摺動体2280に連結するように構成されている。図22Aに示すように、雌型継手2284は、スナップ嵌めを使用して雄型継手2283に結合されるように構成される。いくつかの実施形態では、雌型継手2284は、機械的ファスナー(例えば、ネジ、ボルト、リベット等)のための穴であってもよいし、接着剤が塗布された点、あるいは雌型継手2284を雄型継手2283に結合する他の方法であってもよい。
図22Bは、妨害物発生中の逆流防止弁2200を示す図である。妨害物の場合には、圧力源からの圧力でダイヤフラム2285が撓む。ダイヤフラム2285の撓みは支持要素2288によって制限される。図22Bに示すように、ダイヤフラム2285は支持要素2288上に静止している。この動作モードでは、ダイヤフラム2285は圧力源から摺動体2280へ圧力を伝達することができる。この圧力の伝達により逆流防止弁2200を起動させることができる。
図22Cは、正常動作中の逆流防止弁2200を示す図である。正常動作中、圧力源からの圧力によりダイヤフラム2285が撓み、それによって開口2286内を流れることができるようになる。圧力源からの圧力は、ダイヤフラム2285に作用することができる。圧力は、雄型継手2283及び雌型継手2284によって、ダイヤフラム2285から摺動体2280に伝達してもよい。正常動作中、圧力源からの圧力はダイヤフラム2285に作用して、それによって逆流防止弁2200を筐体内で摺動させることができる。停止した場合、逆流防止弁220は、排気ポートを遮断するように構成してもよい。
図23Aは、正常動作中の、安全機能2300を備えた正圧真空装置の動作を示す図である。安全機能2300備えた正圧真空装置は、吸引システム100、逆流防止300を備えた吸引システム、逆流警報400備えた吸引システム、安全機能500を備えた吸引システム、正圧作動吸引装置1200、逆流防止1300を備えた正圧作動吸引装置、逆流警報1400を備えた正圧作動吸引装置、及び安全機能1500を備えた正圧作動吸引装置の一例であるが、安全機能2300を備えた正圧作動真空装置は、代替構成及び作動方法を含んでいてもよい。安全機能2300備えた正圧真空装置は、加圧ガスポート(正圧入力ポートなど)2311、低圧チャンバ2312、流出物出口2313、流体流増幅器2315、安全弁2316、安全弁体2380、及び警報/安全警報2317を備える。
作動時に、流体流増幅器2315は加圧ガス供給2321を受け、低圧チャンバ2312の近傍に低圧領域を生成する。流体流増幅器2315は、コアンダ効果を利用して、低圧チャンバ2312近くの低圧領域を生成するように構成してもよい。低圧領域は、低圧チャンバ2312内の近傍に安全弁2316を引き込み、逆流迂回用ポート2381及び開放ダイヤフラム2385を遮断する。正常動作中、逆流防止弁2116は、逆流迂回用ポート2381をブロックして、低圧チャンバ2312に対し、最大の吸引力を与える。低圧領域は、排出物の流れ/吸引流2324を低圧チャンバ2312に引き込む。排出物の流れ/吸引流2324は、液体、ガス及び固形物を含んでいてもよい。低圧チャンバ2127は、排出物の流れ/吸引流2324を流体流増幅器2315に導く。流体流増幅器2315は、層流を生成するように構成される。排出物の流れ/吸引流2324は、流体流増幅器2315内の加圧ガス供給2321と同伴され、正圧流出物2323として流出物出口2313から排出してもよい。流体流増幅器2315内の層流により、正圧ガス供給2321が流出物出口2313によって排出物の流れ/吸引流2324から分離できるようになる。流出物出口2313は、加圧ガス供給2321と正圧流出物2323を別々の流れとして排出するように構成してもよい。流出物出口2313は、加圧ガス供給2321及び正圧流出物2323の収集、さらなる分離、及び/又は処分のために管、パイプ等に結合するように構成してもよい。
図23Bは、妨害物が生じた場合の、安全機能2300を備えた正圧吸引装置の動作を示す図である。安全機能2300を備えた正圧吸引装置を通る流れは、障害物2350によって遮断される。障害物2350は、加圧ガス供給2321の全て又は大部分が流出物出口2313から流出しないよう、防止することができる。加圧ガス供給2321が流出物出口2313から排出されないようにすると、加圧ガス供給2321は、低圧チャンバ2312から強制的に排出させられることがある。逆流安全性弁2316がなければ、加圧ガス供給2321、及びおそらくは排出物の流れ/吸引流2324は、低圧チャンバ2312から排出されてしまう可能性がある。排出加圧ガス供給2321と排出物の流れ/吸引流2324は望ましくないので、低圧チャンバ2312の近傍の個所(例えば患者)に損傷又は他の問題を引き起こす可能性がある。しかし、安全弁2316は、安全弁体2380と共に、低圧チャンバ2312を介して排出しないよう、加圧ガス供給2321の流れを少なくとも停止させるように構成されている。
図23Bは、加圧ガス供給2321が流出物出口2313から流出するのを阻止している障害物2350を図示している。加圧ガス供給2321は障害物2350によって流出物出口2313を出射することができないので、加圧ガス供給2321の流れは低圧チャンバ2312へ方向を逆転させる。加圧ガス供給2321は、ダイヤフラム2385を閉じて、安全弁2316を低圧チャンバ2312内にスライドさせる。一旦起動すると、安全弁2316は逆流迂回用ポート2381を開いて加圧ガス供給2321を逃がし、それによって、圧力が安全機能2300を備えた正圧吸引装置内の望ましい限界を超えて上昇しないよう、防ぐことができる。
逆流迂回用ポート2381は、警報/安全警報2317に動作可能に結合される。逆流迂回用ポート2381は、安全弁2316が起動されると、加圧ガス供給2321を警報/安全警報2317に導くように構成してもよい。この例では、警報/安全警報2317は、加圧ガス供給2321を使用して可聴警報を生成するように構成されている。
図24Aは、正圧作動吸引装置2400を示す図である。正圧作動吸引装置2400は、吸引システム100、逆流防止300を備えた吸引システム、逆流警報400備えた吸引システム、安全機能500を備えた吸引システム、濾過吸引システム1000、正圧作動吸引装置1200、逆流警報1400を備えた正圧作動吸引装置、及び安全機能1500を備えた正圧作動吸引装置、安全機能1600を備えた濾過吸引装置、及び調節可能な圧力ギャップ1900備えた吸引装置の一例であるが、正圧作動吸引装置2400は、代替的な構成及び動作の方法を含んでいてもよい。正圧作動吸引装置2400は、加圧ガスポート(正圧取込口など)2411、吸引組立体2412、出口/排出ポート2413、流体加速器2415、逆流防止弁2416、警告/警報2417、流体加速器取込口2418、流れ制御部2420、入口/入力ポート2422、導管(環状の開口部など)2429、及びフィルタ2430を備える。
加圧ガスポート2411は、正圧源から正の圧力を受け取るように構成される。正圧源は、周囲の気圧より高い圧力でガスを供給するように構成される。正圧源は、圧縮機からの圧縮ガス、高圧ガスボンベからのガス、又は人間の呼気を含んでいてもよい。加圧ガスポート2411は、導管2429を介して流体加速器2415に正の圧力を供給するように構成される。
吸引組立体2412は、正圧作動吸引装置2400の遠位端に向かって配置される。吸引組立体2412は、入口/入力ポート2422を含む。吸引組立体2412は、排出物の流れを受け取るように構成されている。吸引組立体2412は、逆流防止弁2416を収容するように構成されている。
流体加速器2415は、吸引組立体2412内及び入口/入力ポート2422の近傍に低圧領域を生成するように構成される。流体加速器2415によって生成された低圧領域は、周囲の気圧より低い。低圧領域は、周囲の気圧が、排出物の流れを入口/入力ポート2422及び吸引組立体2412を通して押し出す。排出物の流れは、液体、固形物及びガスを含んでいてもよい。
出口/排出ポート2413は、正圧作動吸引装置2400の近位端に向かって配置される。出口/排出ポート2413は、フィルタ2430から濾液を受け取るように構成されている。出口/排出ポート2413は、フィルタ2430から受け取った濾液を収集源に出力するように構成してもよい。収集源は、配管、キャニスタ、又は廃棄物ドレンを含んでいてもよい。
流体加速器2415は、正圧供給2421を使用して、排出物の流れ/吸引流2424の流れを加速するように構成される。流体加速器2415は導管2429を含む。導管2429は、加圧ガスポート2411から受け入れた正圧供給2421を、流体加速器2415の内壁に対して角度を付けて導くように構成されている。流体加速器2415は、正圧供給2421から入口/入力ポート2422近傍の低圧領域を生成するためにコアンダ効果を利用するように構成してもよい。流体加速器2415は、正圧流出物2423を生成するように構成される。正圧流出物2423は、正圧供給2421と排出物の流れ/吸引流2424とが複合流を含んでいてもよい。流体加速器2415は、フィルタ2430通して正圧流出物を導くように構成される。フィルタ2430は、正圧流出物2423に含まれる粒子を捕獲するように構成され、正圧の濾液2426を出口/排出ポート2413に通過させる。
逆流防止弁2416は、吸引組立体2412と流体加速器2415との間に配置される。逆流防止弁2416は、少なくとも正圧供給2421が入口/入力ポート2422から流出することを防止するように構成されている。
警告/警報2417は、正圧作動吸引装置2400を通る流れが閉塞されたことをユーザに知らせるように構成されている。警告/警報2417は、逆流防止弁2416と連動して作動するように構成してもよい。逆流防止弁2416の起動によって、吸引組立体2412を通しての流れを遮断することができる。逆流防止弁2416は、排気ポート2181を介して正圧供給2421を警告/警報2417に導くように構成してもよい。警告/警報2417は、正圧供給2421から警報を生成するように構成してもよい。
流体加速器取込口2418は、各々が広い端部と狭い端部を有する複数の円錐部を含む。いくつかの実施形態では、流体加速器取込口は、ベンチュリ効果を利用して、流体加速器取込口2418を通る流れを加速させるように構成してもよい。流体加速器の摂取は、入口/入力ポート2422で受け入れた排出物の流れを流体加速器2415に導くように構成される。
流れ制御部2420は、正圧作動吸引装置2400の遠位端に向かって配置されている。流れ制御部2420は、ユーザ入力を受け取るように構成された回転可能な部材を含む。流量制御は、ユーザ入力から受け取った回転運動を直線運動に変換し、この回転運動は、流体加速器取込口2418と流体加速器2415との間に配置された圧力ギャップを調節することができる。いくつかの実施形態では、流れ制御部2420は、より大きな運動を導管2429の近傍でより小さな運動に変換することができる。
導管2429は、流体加速器取込口2418と流体加速器2415との間に配置される。導管2429は、調節可能な圧力ギャップを含む。調節可能な圧力ギャップは、導管2429を介して加圧ガスポート2411から受け入れる圧力の流れを制御し、ひいては、流体加速器2415への圧力の流れを制御する。導管2429は、流れ制御部2420を調節することによって、ユーザによって調節されてもよい。低圧領域の強度は、導管2429を調節することによって調節されてもよい。
フィルタ2430は、正圧作動吸引装置2400の近位端近傍に配置される。フィルタ2430は、正圧流出物2423を受け取るように構成される。フィルタ2430は、粒子を捕獲し、正圧の濾液2426を出口/排出ポート2413に通過させるように構成されている。
図24Bは図24B1の拡大図であり、正圧作動吸引装置に対する調節可能な圧力ギャップ2431の動作を例示する概略図である。流れ制御部2420は、チューナアーム2440のような調節機能を含む。チューナアーム2440は、ユーザが入口/入力ポート2422の近傍で低圧領域を制御できるように構成されている。この実施形態では、チューナアーム2440により、ユーザが片手を使用して調節可能な圧力ギャップ2431を調節できるようになる。チューナアーム2440は、ユーザからの回転入力を受信するように構成されている。チューナアーム2440は、流れ制御部2420回転運動を与えるように構成されている。流れ制御部2420は、運動変換部2442に回転運動を与えるように構成されている。運動変換部2442は、流れ制御部2420から受けた回転運動を直線運動に変換するように構成されている。運動変換部2442からの直線運動は、圧力ギャップ2431を調節するように構成されている。
導管2429は、圧力ギャップ2431を含む。圧力ギャップ2431は調節可能であるように構成される。圧力ギャップ2431の調節は、導管2429を介して正圧供給2421の流量を調節する。導管2429を通して正圧供給2421を調節することにより、入口/入力ポート2422の近傍で生成した低圧領域と周囲の気圧との間の圧力差が調節される。圧力ギャップ2431は、流体加速器2415のような第2の中空区間2402によって供給されるガス吸引と液体吸引と固形物吸引との比を制御するように構成してもよい。導管2429を通して正圧供給2421を調節することにより、ユーザは、正圧作動吸引装置2400を調節して、ガス(例えば、煙)、液体及び固形物、又は3つの組み合わせの望ましい比を得ることができる。導管2429は、正圧供給2421が第2の中空区間2402の内壁に対して角度(例えば、0°〜90°)で第2の中空区間2402に入るように構成してもよい。いくつかの実施形態では、より鋭角(例えば、30°〜50°)が望ましい場合がある。
導管2429は、部分的には、流体加速器取込口2418などの第1の中空区間2401と、流体加速器2415のような第2の中空区間2402とから構成されている。第1の中空区間2401の近位端及び第2の中空区間2402の遠位端は、正圧供給2421が導管2429を流れるように適合された噴出開口部を形成するように構成してもよい。第1の中空区間2401の近位端は、第2の中空区間2402の内壁に対して角度を付けて正圧供給2421の流れを第2の中空区間2402に導くように構成された、円錐部を含む幾何学的形状を含んでいてもよい。
第1の中空区間2401は、第2の中空区間2402の第2の開口部2406に隣接することができる第1の開口部2405を含んでいてもよい。第1の対向面2403は、少なくとも部分的に、第1の開口部2405を取り囲むことができる。第2の対向面2404は、少なくとも部分的に、第2の開口部2406を取り囲むことができる。第1の対向面2403は、第2の対向面2404に面することができる。第1の対向面2403又は第2の対向面2404は、面取りされ、拡開され、角度を付けられているか、又はこれらの任意の組み合わせであってもよい。
導管2429は、部分的に、第2の中空区間2402で構成されている。第2の中空区間2402の遠位端は、第2の中空区間2402の内壁に対して角度を付けて第2の中空区間2402に入るよう、正圧供給2421に対して拡開していてもよい。
図24Bに示すように、圧力ギャップ2431を調整することにより、図24Cに示す圧力ギャップ2431に対して導管2429を通る正圧供給2421の流れを増加できるようになる。図24Bに示すように、圧力ギャップ2431は、入口/入力ポート2422の近傍で生成される低圧領域と周囲の気圧との間により大きな差を生じさせ、これによって、図24Cに示すように、圧力ギャップ2431よりも多くの流体が正圧作動吸引装置2400に流れるようになる。
図24Cは図24C1の拡大図であり、導管2429を図示している。図24Cに示すように、圧力ギャップ2431を調節することにより、図24Bに示すように、圧力ギャップ2431に対して、導管2429を通る正圧供給2421の流れを減少できるように調節する。図24Cに示すように、圧力ギャップ2431は、入口/入力ポート2422の近傍で生成される低圧領域と周囲の気圧との間の差がより小さいので、図24Bに示すように圧力ギャップ2431よりも正圧作動吸引装置2400への流れを少なくする。いくつかの実施形態では、調節可能な圧力ギャップ2431の調節は、正圧作動吸引装置2400の動作を停止させることができる。
図24Dは、正常動作中に正圧作動吸引装置2400の動作を示す図である。逆流防止弁2416は、逆流防止弁体2180と排気ポート2181とを備えている。逆流防止弁2416は、吸引組立体2412内を移動するように構成されている。正常動作中、逆流防止弁2416は、排気ポート2181を遮断し、正圧作動吸引装置2400を流れることを許容するように構成してもよい。妨害物の場合、逆流防止弁2416は、吸引組立体2412内に摺動して、少なくとも正圧供給2421が吸気/入力ポート2422から流出するのを防止する。逆流防止弁2416は、排気ポート2181を開放して、正圧供給2421が正圧作動吸引装置2400内の望ましい限界を超えて増加するのを防ぐように構成してもよい。
作動時には、正圧供給2421が導入されてガスポート2411が加圧される。加圧ガスポート2411は、正圧供給2421を流体加速器2415に供給する。流体加速器2415は、コアンダ効果を利用するように構成してもよい。流体加速器2415は、正圧供給2421から入口/入力ポート2422に近接して低圧領域を生成するように構成される。導管2429は、流体加速器2415の内壁に対して角度を付けて、流体加速器2425に正圧供給2421を供給するように構成してもよい。正圧作動吸引装置2400の部分、特に流体加速器2415は、吸引組立体2412内の低圧領域を形成するように構成されている。この低圧領域を使用して、正圧作動吸引装置2400を介して排出物の流れ/吸引流2424を同伴及び誘導してもよい。
図24Dは、入口/入力ポート2422に流入する排出物の流れ/吸引流2424を示す。排出物の流れ/吸引流2424は、流体加速器2415内の正圧供給2421と同伴されてもよい。この複合流は、正圧流出物2423として図示されている。
流体加速器2415は、フィルタ2430を通して正圧流出物2423を押し出す。フィルタ2430は、粒子を捕獲し、正圧流出物2426を出口/排出ポート2413に通過させるように構成されている。
図25は、手術室2500で使用する吸引システムを示すブロック図である。吸引システム2500は、吸引装置2510、吸引アタッチメント2552、流体分離器2554、支持体2558、及び回収キャニスタ2560を含む。
吸引システム2500は、吸引装置2510を備えている。吸引装置2510は、吸引システム100、逆流防止300を備えた吸引システム(図25に2516として示している)、濾過吸引システム1000、正圧作動吸引装置1200、逆流防止1300を備えた正圧作動吸引装置、調節可能な圧力ギャップ1900を備えた吸引装置の一例であるが、吸引装置2510は、マフラ2532とマウント2556とを備えている。
吸引装置2510は、マフラ2531を備えている。マフラ2531は、正圧出力2521の体積レベルを抑制するように構成されている。マフラ2521は、正圧出力2521の体積レベルを低下させるように気流を導くように構成された複数の開口部を含む。
吸引装置2510は、マウント2556を含む。マウント2556は、吸引装置を支持体2558に結合させるように構成されている。マウント2556は、吸引装置2510のハンドフリー操作に使用することができる。いくつかの実施形態では、マウント2556は、病院及び手術室環境において頻繁に使用されるように、柱を取り付けるように構成してもよい。いくつかの実施形態では、マウント2556は、吸引装置2510を壁に結合するように構成してもよい。いくつかの実施形態では、マウント2556は、オーバーヘッド構造から吸引装置2510を吊り下げるように構成してもよい。
吸引システム2500は、吸引アタッチメント2552を含む。吸引アタッチメントは、低圧領域2522をターゲット領域に供給するように構成されている。いくつかの実施形態では、吸引アタッチメントは、ハンドヘルド操作のために構成してもよい。いくつかの実施形態では、吸引アタッチメント2552は、外科器具に結合するように構成してもよい。図25は、流体分離器2554に結合された吸引アタッチメント2552を図示しているが、吸引アタッチメントは、吸引装置2510に直接結合されてもよいことは理解されるべきである。
吸引システム2500は、流体分離器2554を含む。流体分離器2552は、排出物の流れの成分を分離するように構成されている。排出物の流れは、種々の比率で固形物、液体及びガスを含んでいてもよい。流体分離器2554は、液体と固形物を、排出物の流れ中でガスから分離するように構成されている。流体分離器2554は、液体及び固形物を回収キャニスタ2560に排出するように構成されている。煙とガスは、吸引装置2510によって流体分離器2554から吸引される。
吸引システム2500は支持体2558を含む。支持体2558は、吸引装置2510を支持することができる任意の構造であってもよい。いくつかの実施形態では、支持体2558は、病院又は手術室環境において一般的に見出されるような柱であってもよい。いくつかの実施形態では、支持体2558は壁であってもよい。いくつかの実施形態では、支持体2558は、天井から懸架された構造であってもよい。支持体2550は、吸引装置2510を有する人を含むこともできる。
吸引システム2500は、回収キャニスタ2560を含む。回収キャニスタ2560は、流体分離器2554から液体及び固形物を受け取るように構成される。回収キャニスタ2560は、受け取った液体及び固形物の体積を測定し、廃棄物の安全な処理又はその他の目的に使用してもよい。
作動時、吸引装置2510は、正圧供給2521を用いて低圧領域2522を生成する。吸引装置2510によって生成された吸引力は、流体分離器2554に供給される。流体分離器2554は、吸引力を吸引アタッチメント2552に伝達する。吸引力により、吸引ポート2512の近傍に低圧領域2522が形成される。排出物の流れ(液体、固形物及びガスを含んでもよい)は、低圧領域2522によって吸引されて吸引アタッチメント2552に引き込まれる。排出物の流れは、流体分離器2554で受け取られる。流体分離器2554は、液体、固形物及びガスを排出物の流れから分離する。流体分離器2554は、液体、固形物及びガスを排出物の流れから回収キャニスタ2560へ排出する。排出物の流れからのガスは、吸引装置2510によって流体分離器2544から吸引される。ガスからの要素はフィルタ2530によって除去される。フィルタ2530からの濾液は、正圧出力2521としてマフラ2532を通過する。
図24Eは、正常動作中の正圧作動吸引装置の動作を示す図である。この例では、障害物2450は、正圧供給2421の全て又は一部が出口/排出ポート2413において排出されるのを防ぐ。逆流防止弁2416は、障害物2450により正圧供給2421の全部又は一部を出口/排出ポート2413から流出させることができなくなった時にアクティブになるように構成されている。逆流防止弁2421は、正圧供給2421によって、入口/入力ポート2422の近傍に排出物が放出されるのを防ぐことができる。逆流防止弁2421が起動すると、正圧供給2421が警告/警報2417を介して導かれる。警告/警報2417は、吸引システム2500内の圧力によって、障害物2450が正圧供給2421の全て又は一部が出口/排出ポート2413から流出できないように妨げていることを示す閾値まで上昇すると、起動するように構成される。
図26は、手術室で使用する吸引システムを作動させる方法を示す図である。図26に示すステップは、吸引システム2500の一以上の要素によって実行されてもよい。吸引装置の入力ポートで正圧を受ける(2602)。例えば、吸引装置2510は、正圧供給2521を受け取るように構成されている。
正圧から吸引力が発生する(2604)。例えば、吸引装置2510は、正圧供給2521からの吸引力を生成するように構成されている。流体セパレータの吸引ポートに吸引力を与える(2606)。例えば、吸引装置2510は、流体分離器2554に結合されるように構成されている。流体分離器2554は、吸引ポートを含む。吸引装置2510は、流体分離器2554の吸引ポートに吸引力を加えるように構成されている。流体セパレータ内にサイクロン流を生成する(2608)。例えば、流体分離器2554は、吸引装置2510から受けた吸引力からサイクロン流を生成するように構成される。吸引力は、流体分離器から吸引アタッチメントに伝達される(2610)。例えば、流体分離器2554は、吸引装置2510から吸引アタッチメント2552へ吸引力を伝達するように構成されている。吸引装置2510からの吸引力により、吸引ポート2512近くに低圧領域2522が生成される。排出物の流れが吸引システムに引き込まれる(2612)。例えば、吸引アタッチメント2552は、低圧領域2522から排出物の流れを受け取るように構成されている。排出物の流れに含まれる液体と固形物は分離される(2614)。例えば、流体分離器2554は、液体、固形物及びガスを排出物の流れから分離するように構成されている。液体及び固形物を採取する(2616)。
回収キャニスタ2560は、液体及び固形物を受け取るように構成される。回収キャニスタ2560は、流体分離器2554に結合されている。流体分離器2554は、液体及び固形物を回収キャニスタ2560に排出することができる。排出物の流れからのガスは、吸引装置に渡される(2618)。流体分離器2554は、排出物の流れからのガスを吸引装置2510へ通過させるように構成されている。吸引装置2510によって生成された吸引力は、流体分離器2554からガスを吸引する。
図27は、正圧作動吸引装置2700のマフラを示す図である。マフラ2700は、本体2772、隙間2774、及び整列機能2776を含む。
マフラ2700は、正圧作動吸引装置2500などの吸引装置からの排気量を減少させるように構成されている。排気の流路を導くことにより排気の体積レベルを減少させる。本体2772は、吸引装置の出力部に結合されている。本体2772は、プラスチック、金属、ガラス及びセラミックを含む種々の材料から製造することができる。マフラ2700はギャップ2774を含む。ギャップ2774は、排気によって生成される体積レベルが排気の非指向性流路に関して減少するように、吸引装置からの排気の流路を導くように構成される。隙間2774の大きさ及び形状は、排気の体積レベルに影響を与える。ギャップ2774の大きさ及び形状は、吸引装置の様々な実施形態に適応するように変化させることができる。いくつかの実施形態では、ギャップ2774は、1.5ミリメートルの幅を有していてもよい。いくつかの実施形態では、ギャップ2774は、2.5ミリメートルの幅を有していてもよい。マフラ2700は、整列機能2776を備える。整列機能2776は、吸引装置上の対応する整列特徴に結合するように構成されている。整列機能2776を使用して、吸引装置に関してマフラ2776を位置決めしてもよい。いくつかの実施形態では、整列機能2776は、吸引装置に含まれるフィルタに関してマフラ2776を位置決めするように構成してもよい。
図28は、中空区間2801の傾斜縁部を図示している。傾斜した縁部は、区間に対して0度から90度の角度2802を形成できる。図28は、中空区間2803の傾斜縁部も図示している。傾斜縁部は、区間に対して90度から180度の角度2804を形成できる。図28はまた、中空区間2805の拡開縁部を示している。拡開縁部は、区間に対して90度から180度の角度2806を形成することができる。図28は、拡開縁部2808を有する第2の中空区間と直列に傾斜縁部2807を有する中空区間を示し、ここで、傾斜縁部2807と拡開端部2808を互いに隣接させることができる。傾斜した縁部は0度から90度の角度とすることができ、拡開縁部は90度から180度までの角度とすることができる。図28は、傾斜した縁部2810を有する第2の中空区間と傾斜縁部2809を直列に有する中空区間を示し、ここで、2つの傾斜縁部は互いに隣接している。第1の中空区間の傾斜縁部は0度から90度の角度とすることができ、第2の中空区間の傾斜縁部は90度から180度の角度とすることができる。
図29は、異なる装置設定と、それに対応する煙流量を標準立方フィート/分(scfm)で示し、静的真空をミリメートル水銀(mmHg)で示す表である。
図30は、1.5m離れたところにある異なる装置の装置ノイズと、30psiの入力圧力を示している。いくつかの実施形態では、装置は、約49デシベルで一つ以上の音を発することができる。この装置は、背景ノイズの約6デシベル上で一つ以上の音を発することができる。
図31A〜31Bは、中心軸に対して35°の角度を有する拡開端部(図31A)、又は中心軸に対して55°の角度を有する拡開端部(図31B)を用いた計算流体力学(CFD)解析を示す図である。角度を変更すると、吸引分解能が向上することがある。例えば、角度を35度から55度に変更すると、吸引分解能を約20%高くすることができる。
図32は、中心軸に対して35度の角度、又は中心軸に対して55度の角度を付けての入力圧力を関数とした最大静的真空を示すグラフである。角度を変更すると、最大静的真空が変化する可能性がある。最大静的真空は、30psi入力圧力での中心軸に対して35度の角度を付けて約250mmHg〜約260mmHgであってもよい。最大静的真空は、34psi入力圧力での中心軸に対して35度の角度を付けて約275mmHg〜約285mmHgであってもよい。最大静的真空は、39psi入力圧力での中心軸に対して55度の角度を付けて約305mmHg〜約315mmHgであってもよい。
図33は、入力圧力34psiでの静的真空を関数とした空気消費(scfm)を示すグラフである。34psi入力圧力で約100mmHgから約325mmHgまでの静的真空に対しては、空気消費量は約4scfmと約11scfmとの間であってもよい。34psi入力圧力で約150mmHgから約300mmHgまでの静的真空に対しては、空気消費量は約4scfmと約9scfmとの間であってもよい。
図34は、入力圧力30psiでの静的真空を関数とした空気消費(scfm)を示すグラフである。30psi入力圧力で約100mmHgから約300mmHgまでの静的真空に対しては、空気消費量は約3scfmと約10scfmとの間であってもよい。30psi入力圧力で約150mmHgから約250mmHgまでの静的真空に対しては、空気消費量は約4scfmと約9scfmとの間であってもよい。
図35は、入力空気圧の関数としての最大吸込時のノイズレベルを示すグラフである。さらに空気を消費すると、約1又は2デシベルの増加などのノイズレベルも上がる可能性がある。装置の幾何学的形状の変化により、約1又は2デシベルの増加などのノイズレベルが増加する可能性がある。サウンドバッフルやマイクロ表面構造を有するラミネート層のような装置の幾何学的形状の変化は、ノイズレベルを低下させる可能性がある。最大吸引力のノイズレベルは、中心軸に対して55度、25psiで約62.5dB、中心軸に対して35度の角度、25psiで約60dBであってもよい。最大吸引力のノイズレベルは、中心軸に対する55度の角度に対して30psiで約64.25dB、中心軸に対して35度の角度を付けて30psiで約62.5dBであってもよい。
図36は、シミュレートされたフィルタ閉塞の関数とした入口圧力及び出口流量を示すグラフである。一つ以上のフィルタが部分的又は完全に閉塞されるにつれて、装置によって生成される吸引力は減少する。ある場合には、一つ以上のフィルタが完全に閉塞する前に、吸引力の損失が起こることがある。ある場合には、吸引流が一つ以上のフィルタを完全に閉塞することもありうる。ある場合には、煙などの吸引流が一つ以上のフィルタを完全に閉塞することは不可能である。
図37は、設定された試験装置を示す画像である。図37Aは、SPAN0−100psi圧力計、QMS−596のような圧力計であってもよい。図37Bは、MeriamM2シリーズのスマートマノメータ、ZM200−DN0200、QMS−689のような、血圧計であってもよい。図37Cは、キー・インスツルメント・FR4A67SVVT流量計などの流量計とすることができる。図37Dは、エクステック・インスツルメントSL130サウンドメータ、QMS548などのサウンドメータのような騒音計でもよい。図37Eは、コールパーマーモデルPMR1−010608 0.08−1.25LPM流量計、S/N371889−1、QMS−687などの流量計でもよい。図37Fは、コールパーマーモデルPMR1−0106920 0.5−5LPM流量計、S/N371889−1、QMS−587(非アクティブ)などの流量計でもよい。
図38は、空気消費測定のために設置された試験装置を示すフロー図である。この装置は、例えば、圧縮空気調節器からのような圧縮空気によって動力を供給することができる。本装置に入る圧力は、例えば、空気レギュレータと装置との間に配置された圧力計によって検証することができる。空気は流量計を通して装置に引き込まれ、ペンのセットアップを行うことができる。圧力は、一以上の回数で圧力計から記録することができ、流量は、流量計によって1回以上記録することができる。チューナアーム上の設定は、例えば0〜14のように、間隙空間に対応し、チューナアーム上の0は幅0インチに対応し、チューナアーム上の14は0.0115インチの幅に対応することができる。最初のセットアップ、セットアップAでは、空気の流れを測定するために、長さ4フィート、内径(ID)3/8インチのコルゲート配管、ペンのセットアップでは、長さ6フィート、IDが7/8インチのコルゲート配管などのような配管で装置と流量計に接続されてもよい。第2のセットアップ、セットアップBでは、空気と液体の流れを測定するために、ペンのセットアップを配管付きの4つのキャニスタに接続することができる。例えば、4つの流体ノックアウトキャニスタは、長さ2メートル、IDが3/8インチの配管付きペン設定に接続することができる。キャニスタは、IDが1/8インチのような配管と共に接続することができる。キャニスタは、IDが3/8インチの配管を備えた装置と流量計とに接続することができる。
図39は、静的真空測定のために設置された試験装置を示すフロー図である。この装置は、例えば、圧縮空気調節器からのような圧縮空気によって動力を供給することができる。装置に入る圧力は、例えば、エアレギュレータと装置との間に配置された圧力計によって検証することができる。装置によって生成された真空は、デジタル血圧計で記録することができる。最大真空は、最大真空を達成するために、装置の入力圧力及び間隙空間の一方又は両方を調節して記録することができる。
図40は、静的真空及びノイズ測定のために設置された試験装置を示すフロー図である。試験は静的真空試験と同様であるが、装置への空気の流量は流量計で測定することもでき、装置のノイズは装置から約1m離れた位置に配置されたデシベルメーターを用いて測定することもできる。デシベルメーターは、装置から1.5メートル以上離れた位置に配置することができる。
図41は、吸引装置4100の概略図である。吸引装置4100は、装置4100内の相対的に低圧の領域4102を生成及び/又は利用することによって、吸引力を生成するように構成される。相対的に低圧の領域4102を生成することにより、吸引装置4100の内部と装置周辺の環境との間に圧力差を生じる。
本明細書で使用される場合、吸引装置内の相対的に低圧の領域は、吸引装置の内部全体、又はその一部だけを含んでいてもよい。さらに、本明細書で使用される場合、相対的に低圧の領域は、装置周辺の環境の圧力に対して(すなわち、比べて)相対的であると言える。装置周辺の環境の圧力は、例えば、周囲圧力に等しくてもよい。又は、装置周辺の環境の圧力は、例えば、水中で使用される場合など、例えば、周囲圧力よりも高くても低くてもよい。
吸引装置4100内の相対的に低圧の領域4102と吸引装置周辺の環境の圧力との間の圧力差は、吸引装置入口4106を通って装置を囲む環境から吸引流4104を追いやる。通常、相対的に高圧の領域から相対的に低圧の領域に排出物が追いやられるように、2つの領域の間に圧力差が存在する場合には、吸引力が発生する。
吸引力は、相対的に低圧の領域に向かって追いやられる排出物に対して付与された、又は排出物が感じ取る吸引力の強度である。吸引力は、相対的に高圧の領域と相対的に低圧の領域との間の圧力差に直接関係している。
吸引装置4100は、装置周囲の環境の圧力に対して相対的に低圧の領域4102が減少することによって、吸入ポート4106を介して吸引流4104が増加するように構成される。すなわち、装置周辺の圧力と装置内部との差が大きいほど吸引装置4100によって加えられる吸引力が大きくなり、したがって吸引流量4104が増加する。吸引流4104は、液体、固形物、ガス、又はこれらの組み合わせを含むあらゆる種類の排出物を含んでいてもよい。
吸引装置4100の周囲の環境と吸引装置4100の内部との圧力差が増加すると、装置によって吸引されるべき領域に加えられる吸引力を増加させ、通常、入口4106を介して吸引流4104が増加させる。
いくつかの実施形態では、吸引流4104又は吸引流4104の一部は、相対的に低圧の領域4102を含む吸引装置4100とは異なる容器(図示せず)内に引き込まれる。いくつかの実施形態では、吸引装置4100は、吸引接続(例えば吸引配管)を介して入口4106に接続されたキャニスタ(図示せず)に伝達される吸引力を印加する。いくつかの実施形態では、吸引装置4100に接続されたキャニスタ(図示せず)は、吸引されるべき領域に印加される吸引器具(例えば、吸引配管を介して接続される)に更に接続される。この実施の形態では、吸引装置4100によって吸引力が生成され、吸気口に接続されたキャニスタに伝達され、キャニスタに接続された吸引器具(図示せず)によって吸引される領域に伝達される。
図42は、ガス4208の流れを利用して吸引力を発生させる吸引装置4200の概略図である。相対的に低圧の領域4202は、装置を通して加圧ガス4208の流れを通過させることによって吸引装置4200内に生成され、ガス4208の流れは、吸引装置4200を通って導かれる加圧された噴流である。
吸引装置4200は、高圧ガス4208の噴流が装置4200を通過する際に、吸引装置4200内に相対的に低圧の領域4202又は真空もしくは部分的真空を生成するように構成されている。図示のように、高圧ガス噴流4208は、吸入ポート4206から離れて配置された排出口4210を通って装置の内部から出射される。
相対的に低圧の領域4202が装置内に生成されると、その領域により、吸引装置4200の周囲の環境と吸引装置4200の内部との間に圧力差が生じる。圧力差は、吸入ポート4206を通り、装置の内部へ吸引流4204を追いやる。
いくつかの実施形態では、吸引流4204又は吸引流4204の一部は、相対的に低圧の領域4202を含む吸引装置4200とは異なる容器(図示せず)に引き込まれる。いくつかの実施形態では、吸引装置4200は、吸引接続(例えば、吸引配管)を介して入口4206に接続されたキャニスタ(図示せず)に伝達される吸引力を印加する。いくつかの実施形態では、吸引装置4200に接続されたキャニスタ(図示せず)は、吸引されるべき領域に印加される吸引器具(例えば、吸引配管を介して接続される)に更に接続される。この実施の形態では、吸引装置4200によって吸引力が生成され、吸気口に接続されたキャニスタに伝達され、キャニスタに接続された吸引器具(図示せず)によって吸引される領域に伝達される。
いくつかの実施形態では、装置4200内の相対的に低圧の領域4202は、高圧ガス噴流4208を調節することによって調節する。通常、装置4200を通るより体積の大きい、より高速のガス噴流4208、及び排出口4210により、装置4200内の圧力がより大きく減少する。すなわち、ガス噴流4208の体積及び/又は速度が増加すると、装置内の相対的圧力がそれに対応して減少し、ガス噴流4208の体積及び/又は速度が減少すると、吸引装置4200内の相対的圧力が増加にする。吸引装置4200内の相対的な圧力の程度は、吸引装置4200の周囲の環境と吸引装置4200の内部との間の圧力差に影響する。装置4200の周囲の環境に比較的安定させるために圧力を加えると、領域4202の装置内の圧力が低下し、真空を発生する圧力差が生じ、吸引流4204を装置4200内に引き込む。吸引流は、液体、固形物、気体、またはこれらの組み合わせを含んでいてもよい。圧力差の増加により、吸引されるべき領域に装置によって加えられる真空が増加し、通常は、入口4206を介して吸引流4204が増加する。圧力差により、同様に、装置4206の入口及びその周辺での真空度が増加する。
図43は、装置の中に導かれるガス4308の流れを使用して真空を生成する吸引装置4300の一実施形態の概略図を示す。高圧及び/又は高速ガス噴流を含むガス4308の流れは、加圧ガスポート4312を通って導かれ、吸引装置の内部を通して排出口4310から出射される。ガス噴流4308は、吸引装置4300の内部を通って移動すると、相対的に低圧の領域4302を生成する。相対的に低圧の領域4302と吸引装置周囲の環境との間の圧力差によって、吸引されるべき領域で真空が生じ、装置内に吸引流4304を引き起こす。本実施形態では、ガス噴流4308の形態の加圧ガスは、装置の加圧ガスポート4312を通って導かれる。加圧ガス流4308は、例えば、加圧ガスポート4312をガスキャニスタのような加圧ガス源に接続することによって提供されてもよい。
いくつかの実施形態では、吸引流4304又は吸引流4304の一部は、相対的に低圧の領域4302を含む吸引装置4300とは異なる容器(図示せず)に引き込まれる。いくつかの実施形態では、吸引装置4300は、吸引接続(例えば、吸引配管)を介して入口4306に接続されたキャニスタ(図示せず)に伝達される吸引力を印加する。いくつかの実施形態では吸引装置4300に接続されたキャニスタ(図示せず)は、吸引されるべき領域に印加される吸引器具(例えば、吸引配管を介して接続される)に更に接続される。この実施形態では、吸引装置4300によって吸引力が生成され、入口に接続されたキャニスタに伝達され、キャニスタに接続された吸引器具(図示せず)によって吸引される領域に伝達される。
図44は、ガスの流れを導くための一以上の導管4414、4416を備える吸引装置4400の概略図を示す。第1の導管4414は、例えば、外部にある加圧ガスキャニスタからの加圧ガス流を受け入れ、吸引装置4400に接続され、加圧ガスを吸引装置4400の内部に導くように構成されている。図示のように、第2の導管4416は、第1の導管4414からの加圧ガス流を受け入れるように配置されている。
図示のように、いくつかの実施形態では、第1の導管は出口420を含み、第2の導管4416は入口4422を含む。第2の導管4416はさらに、加圧ガス噴流が吸入ポート4406を通る吸引流を、妨げず、遮らないように、加圧ガス流を装置から出て吸入ポート4406から離れる方向に送達するように位置決めされている。第1の導管4414は、吸引装置4400の中心軸4418に対して角度4424に位置決めされる。図示のように、角度4424は実質的に90度である。しかしながら、いくつかの実施形態では、角度4424は、中心軸4418に対して90度未満である。いくつかの実施形態では、角度4424は、中心軸4418に対して90度以上である。第1及び第2の導管4414、4416は、流体連通している開口部4420及び4422を含む。第1の導管4414の開口部4420と第2の導管4416の開口部4422との間には隙間があり、ここで、隙間は吸引装置4400の内部空間と連続している。第1の導管4414を通り、開口部420を通り、間隙空間を介して吸引装置4400の内部を通り(すなわち、吸引装置4400の一部を含む間隙空間を通り)、及び第2の導管4416内の開口部4422を通るガスの加圧された噴流である。吸引装置4400の内部を通る加圧ガス噴流の方向により、吸引装置4400内の相対的に低圧の領域を生成する。
図45は、ガスの流れを導くための一以上の導管4516、4526を備えた吸引装置4500の概略図であり、一以上の導管は、吸引装置4500の中心軸4518に対して90度未満の角度4524である。いくつかの実施形態では、角度4524は、装置の中心軸に対して55度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対する角度35度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して89度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して88度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して87度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して86度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して85度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して84度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して83度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して82度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して81度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して80度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して79度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して78度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して77度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して76度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して75度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して74度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して73度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して72度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して71度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して70度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して69度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して68度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して67度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して66度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して65度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して64度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して63度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して62度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して61度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して60度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して59度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して58度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して57度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して56度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して55度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して54度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して53度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して52度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して51度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して50度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して49度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して48度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して47度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して46度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して45度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して44度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して43度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して42度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して41度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して40度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して39度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して38度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して37度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して36度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して35度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して34度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して33度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して32度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して31度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して30度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して29度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して28度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して27度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して26度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して25度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して24度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して23度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して22度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して21度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して20度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して19度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して18度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して17度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して16度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して15度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して14度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して13度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して12度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して11度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して10度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して9度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して8度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して7度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して6度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して6度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して5度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して4度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して3度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して2度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して1度の角度である。いくつかの実施形態では、角度4524は、吸引装置4500の中心軸4518に対して0度の角度である。いくつかの実施形態では、第2の導管4516は、吸引装置4500の中心軸4518に対して0度の角度である。いくつかの実施形態では、第2の導管4516は、吸引装置4500の中心軸4518に対して90度より大きい角度である。いくつかの実施形態では、第2の導管4516は、吸引装置4500の中心軸4518に対して、第1の導管4526の角度4524と一致する角度である。すなわち、いくつかの実施形態では、2つの導管4516、4524の開口部が互いに直接対向するように第2の導管4516の角度が設定されている。第1及び第2の導管4514、4524は、流体連通する開口部4520及び4522を含む。第1の導管4524の開口部4520と第2の導管4516の開口部4522との間には隙間があり、ここで、隙間は吸引装置4500の内部空間と連続している。第1の導管4524を通り、開口部4520を通り、間隙空間を介し
て吸引装置4500の内部を通り(すなわち、吸引装置4500の一部を含む間隙空間を通り)、及び第2の導管4516内の開口部4522を通るガスの加圧された噴流である。吸引装置4500の内部を通る加圧ガス噴流の方向により、吸引装置4500内の相対的に低圧の領域を生成する。
図46は、図45の吸引装置4500の機能を模式的に例示した図である。図示されるように、第1の導管4626は、第1の導管4626の開口部4620を介して高圧ガス噴流4628を導く。次いで、高圧ガス噴流4628は、第1の導管4626の開口部4620と第2の導管4626の開口部4622との間隙を通って通過する。次に、高圧ガス噴流4628は、第2の導管4616の開口部4622を通過し、第2の導管4616内へと流れる。高圧ガス噴流4628が、吸引装置4500の内部と連続する第1の開口部4620と第2の開口部4622との間の隙間を通過すると、吸引装置4500の内部から空気の量が変位して、吸引装置4500の内部に相対的に低圧の領域4602を発生させる。相対的に低圧の領域4602により、装置周囲の環境と吸引装置4500の内部との間に圧力差が生じるが、これには、吸引装置4500の環境中の吸引領域から吸引装置4500の内部に吸引流4604を吸引する真空が含まれる。吸引装置によって生成された真空は、吸引装置4500によって吸引される領域を真空にする。吸引装置4500によって吸引される材料は吸引装置4500によって生成された真空を経験することになるが、前記真空は装置4500周辺の環境と装置4500の内部との間の圧力差によって生じる。
図47は、コアンダ効果を利用して真空を生じさせる吸引装置の概略図である。図示されるように、第1の導管4726は、高圧ガス噴流を第2の導管4728内に送出する。第2の導管4728の壁は、第1の導管4726と流体連通する湾曲した区間を含む。第1の導管4726は高圧ガス噴流を第2の導管4728に送り込むため、高圧ガス噴流が第2の導管4728の湾曲した内面に接触する。
コアンダ効果によると、加圧ガス噴流4730は、第2の導管の湾曲した内面に接着する傾向がある。さらに、コアンダ効果に従って、加圧ガス噴流4730が第2の導管4728の内面の湾曲に沿うように湾曲するにつれて、加圧ガス噴流4730は加速される。第2の導管4728の内部表面の曲線及び加圧ガス噴流の流れは飛行中の航空機翼と同様に動く。加圧ガスが翼の湾曲部の近くを進むにつれて、加圧ガスは翼表面の空気を変位させ、翼の表面に沿って低圧領域を形成する。加圧ガス流は、その後、圧力ガスの流れがカーブに付着するように、カーブの表面に沿って低圧の領域を優先的に通過する。さらに、加圧ガス流は翼表面の低圧の範囲を流れるので、翼の表面に沿った低圧が流れに対する抵抗を減らし、よって加速される。
ベルヌーイの原理によれば、加圧ガスにより第2の導管を通る流量を増加するので、第2の導管の内部、又は第2の導管の入口のすぐ外側に圧力低下が生じる。
これにより、コアンダ効果によるガス噴流4730の加速を利用して、吸引装置の内部の相対的に低圧の領域と吸引装置の周囲の環境との間の圧力差を生成又は高めることができ、これにより、吸引装置によって生じる真空が、本明細書に記載されるように、コアンダ効果によって促進される、及び/又は高められる。
加圧ガス流が第2の導管4728に送達される角度により、第2の導管4728を含む吸引装置の内部と、吸引装置の周囲の環境との間の圧力差を増加する。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して90度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して89度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して88度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して87度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して86度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して85度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して84度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して83度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して82度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して81度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して86度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して85度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して84度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して83度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して82度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して81度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して80度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して79度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して78度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して77度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して76度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して75度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して74度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して73度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管728を通過する中心軸に対して72度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して71度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して70度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して69度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して67度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して66度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して65度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して64度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して63度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して62度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して61度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して60度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して59度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して58度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して57度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して56度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して55度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して54度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して53度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して52度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して51度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して50度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して49度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して48度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して47度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して46度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して45度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して44度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して43度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して42度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して41度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して40度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して39度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して38度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して37度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して36度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して35度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して34度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して33度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して32度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して31度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して30度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して29度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して28度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して27度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して26度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して25度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して24度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して23度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して22度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して21度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して20度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して19度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して18度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して17度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して16度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して15度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して14度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中
心軸に対して13度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して12度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して11度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して10度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して9度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して8度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して7度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して6度である。いくつかの実施形態では、加圧ガスが第2の導管4728に入る角度は、第2の導管4728を通過する中心軸に対して5度である。
図48は、装置の内部と装置を取り巻く環境との間の圧力差が、装置に対する真空及び流量にどのように影響するかを示す。前述のように、吸引装置内の相対的に低圧の領域4802と吸引装置周辺の環境との間の圧力差により真空が生じ、その真空は、吸引装置内の相対的に低圧の領域4802と吸引装置周辺の環境との間の圧力差の増加に伴って増強する。流動力学(例えば、乱流)に関する要因、ならびに装置に関する機械的要因(例えば、抵抗)は、吸引装置内の相対的に低圧の領域4802と、吸引装置周囲の環境との間の圧力差と、非線形である生成された真空との間の関係に寄与する場合がある。しかしながら、これらの要因は、少なくとも吸引装置内の相対的に低圧の領域4802と吸引装置周辺の環境との間の異なる圧力差の間隔を通して真空と圧力差との間に実質的に線形関係を生成するために、本明細書に記載される装置、システム及び方法で最適化される。図48は、吸引装置内の相対的に低圧の領域4802と吸引装置の周囲の環境との間の圧力差に対して、吸引装置によって生成される真空を理想化したグラフである。図示されるように、この間隔では、装置が生成する真空は実質的に直線的に増加する。吸引流4804は、液体、固形物、ガス又はこれらの組み合わせを含み、吸引装置によって生成された真空によって吸引装置内へ追いやられる。注目すべきことは、吸引流4804内の液体、固形物、ガス又はこれらの組み合わせは、所定の真空で、全ての吸引装置に対して同じ程度まで吸引装置内へ吸引されるわけではないということである。すなわち、吸引流内のガス流は、吸引流4804内の液体及び/又は固形物流より早く横這いになる。図48の第2のグラフは、一定の圧力差一間隔を通して(吸引流4804内から)横這いになっているガス流を示す。結果として、一旦真空(すなわち、装置内での比較的低い圧力の領域と装置周辺の環境との間の圧力差)はガス流が横這いになると、吸引装置によって生成された元の真空を超える所定の真空により、吸引流4804内の吸引装置への液体流れは増加する一方、吸引流内ではガス流は実質的に一定のままとなる。同様に、吸引流4804内のガス流が横這いに達する点をはるかに超えて真空が達成される場合、真空の減少(ガス流横這い間隔内)では、吸引流内の液体吸引速度は減少する。本明細書に記載される装置、システム及び方法は、装置4802内で、吸引流4804内のガス流が横這いになる、そして吸引流4804内の液体及び/又は固形物の流れが真空の増減とともに増減し、吸引流4804内のガス流が実質的に一定となる点またはその近くで生成される真空度の比較的吸引力が低い領域を生成するように較正される。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−20%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−19%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−18%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−17%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−16%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−15%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−14%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−13%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−12%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−11%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−10%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−9%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−8%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−7%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−6%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−5%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−4%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−3%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−2%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−1%以上変化しない限り、実質的に一定である。
吸引装置の機械的特性の変化がどのようにして吸引装置に対して真空と流量の両方に影響を与えるかを図49に示す。吸引装置によって生成される真空は、装置内の相対的に低圧の領域4902Aと4902Bとの間の圧力差によって生成され、吸引装置周辺の環境と、吸引装置自体の機械的特性と同様に吸引流4904の流れダイナミクスに特有の要因によっても影響される。例えば、いくつかの実施形態では、第1の導管の直径は調節可能である。第1の導管の直径が減少すると、第1の導管を通り、次いでそれぞれ第1の導管と第2の導管との間の隙間を流れる加圧ガス噴流が減少する。第1の導管の直径が減少することによる高圧ガス噴流の流れが全体的に減少すると、相対的に低圧の領域4902Bにおいて相対的に高圧(すなわち、より大きな直径でかかる圧力よりも)が生じる。同様に、第1の導管の直径が増加すると、第1の導管、次いでそれぞれ第1の導管と第2の導管との間の隙間、次いで第2の導管を流れる加圧ガス噴流が増加する。第1の導管の直径が増加することによる高圧ガス噴流の流れが全体的に増加すると、相対的に低圧の領域4902Aにおいて相対的に低圧(すなわち、より小さな直径でかかる圧力よりも)が生じる。したがって、より直径が大きい第1の導管は、装置内での圧力が低くなり(すなわち、より小さい直径でかかる圧力よりも)、結果として、本明細書に記載されるように、より高い真空度となる。したがって、第1の導管の直径を大きな直径に調節することにより、真空が増加し、第1の導管の直径をより小さい直径に調節することにより、真空が減少する。通常、真空度が高くなると、吸引流4904が増加し、同様に通常、真空度が低くなると、吸引流4904が減少する。
吸引装置を調節して真空内で調節を生成するための方法は他にも多く存在することは当業者であれば理解できよう。例えば、図45に示される吸引装置4500のような吸引装置では、装置内への加圧ガスの流入を調節しても(すなわち、外部ガスキャニスタでの流れを調節しても)、真空調節に同様の効果をもたらす。また、別の実施例、ファン機構を用いて吸引力を生成する吸引装置においては、吸引装置の内部と吸引装置の周囲の環境との間の圧力差は、ファンの羽根の回転速度と大きさによって決まる。そのような装置では、ファンの回転速度を減速させることによって、本明細書に記載された主題に従って真空が減少し、その逆もまた同様である。
図50は、実質的に一定の流量に対して可変真空がどのように達成されるかを示す。本明細書に記載される装置、システム及び方法によって示される新しい概念は、多くの異なる他の装置、システム及び方法に適用することができる。動的機械的要因、例えば、導管直径は、ガス流が横這いになっている真空の範囲に亘って吸引流内の液体及び/又は固形物が変化する真空の変化によって可変的に影響され、吸引流内のガス流量が実質的に一定である真空を生成するように選択され、最適化されてもよい。例えば、吸引装置は、吸引流の内部のガス流が、装置の内部と装置の周りの環境との間の圧力差が10mmHgで横這いとなるように構成し、また、較正することが可能であり、また同じ圧力差では、液体及び/又は固形物の流量が横這いにならないようにすることができる。この例示的な装置では、圧力差(すなわち、圧力差によって測定される真空)が11mmHgに増加すると、吸引流内の液体及び/又は固形物吸引流量は増加する一方、ガス流量は実質的に一定のままである。同様に、同じ例示の装置において、14mmHgから11mmHgへの圧力差が減少すると、吸引流内の液体及び/又は固形物吸引流量が減少すると思われる。装置内部と装置周辺の環境との圧力差は、本明細書に記載されるように、真空度に関係しており、真空は吸引される領域に印加される真空を決定するため、本明細書に記載される吸引流内の液体及び/又は固形物吸引の増加及び減少は、吸引されるべき領域に印加される真空のそれぞれの増加及び減少の直接的な結果となる。図50に示されるように、新しい原理を例示するのは、本明細書に記載される装置、システム及び方法は、吸引装置の内部と吸引装置の周囲の環境との間の圧力差に影響を及ぼす吸引装置内に一以上の動的機械的因子を設定し、次いで、動的係数を較正し、少なくとも、ガス流量が横這いになるので、調節間隔を通して調節可能となるとともに、液体及び/又は固形物の流れに影響を及ぼす真空が可変となる(及び調節された動的要素に対して実質的に線形となる)。図示のように、吸引流内の液体及び/又は固体流量に影響を及ぼす真空は、実質的に線形に間隔5004と関係しており、同じ間隔5004ガス流は、吸引流内では実質的に一定のままである。間隔5006は、吸引流量内の液体及び/又は固形物の流れが調節可能である程度を表す。吸引流内の液体及び/又は固形物の流量に影響を及ぼす真空の傾きは、例えば、真空を生成するために使用されるガス流ジェットの圧力によって影響を受け、それによって較正される。すなわち、図45の吸引装置4500において、例えば20psiの入力ガス噴流圧力は、例えば、10psiの入力ガス噴流圧力よりも、図50の真空ラインの急勾配を生じることになる。図50の真空ラインの勾配の急峻度は、吸引流内部のガス流量が実質的に一定である間に、吸引流5006内の液体及び/又は固形物吸引流量の調節可能性を高める。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−20%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−19%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−18%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−17%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−16%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−15%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−14%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−13%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−12%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−11%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−10%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−9%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−8%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−7%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−6%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−5%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−4%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−3%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−2%以上変化しない限り、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、ガス流は、一間隔を通して+/−1%以上変化しない限り、実質的に一定である。
この研究の目的は、典型的な流量(立方フィート/分、cfm)と圧力(ミリメートル水銀、mmHg)を流体の排出、排煙の排気、液体の排出、空気と液体の排出、及び典型的な煙の排気ユニット(Rapid VAC、and ConmedAER Defense)と比較することであった。試験は、24131 Rev X9と更新されたシャトル弁(24444 Rev X2)を用いて行われた。ノートパソコンの時計で時間を計測した。装置に接続された空気圧は、SPAN 0−100psiの圧力計(QMS−596)を用いて測定した。装置(0〜14)のチューナアームの設定は、0インチ〜0.0115インチの間隙空間に対応していた。真空は、流量計の出口(接続時)の大気に対する真空であり、メリアム M2 シリーズのスマートマノメータ、P/N ZM200−DN0200、QMS−689を用いて測定した。ΔPは接続時に流量計を横切る圧力降下であり、メリアム M2 シリーズのスマートマノメータ、P/N ZM200−DN0200、QMS−641で測定した。装置への空気の流量は、キー器具FR4A67SVVT流量計を用いて装置入口で測定した。サウンドは、エクステック・インスツルメントSL130サウンドメータ、QMS−548によって測定した。結果は図51〜54に表わした。
図51は、ブタ試験における煙の排出に関して、様々な装置条件を示す表である。図52は、ブタ試験における最大静的真空(mmHg)を示す表である。図53は、ブタ試験における最大静的真空(mmHg)を示すグラフである。図54は、ブタ実験における最大静的真空(mmHg)を関数としたデシベル(dB)での聴覚ノイズレベルを示す表である。
本明細書に記載される様々な実施形態は、周囲の気圧より高い圧力源から作動する。この圧力源は、圧縮空気キャニスタ、空気圧縮機、又は人間の呼気によって供給してもよい。戦場用途又は電気が利用できない他の状況では、本明細書に提示された吸引装置は、周囲の気圧より高い圧力を供給することによって電気なしで作動させることができる。このフィールドでは、圧縮空気シリンダは圧力を供給することができる。あるいは、緊急事態において、本明細書に提示される吸引装置は、人間の呼気から作動させることができる。真空源によって作動する従来の吸引装置は、吸引力を与えるために呼吸を使用すると、人間に危険を与える可能性がある。吸引を行う人は、血液、体液、組織、又はその他の望ましくない要素を吸入する可能性がある。このリスクは、吹くことによって吸引力を生成できる場合には排除される。
図55は、2つのY軸上のCFM(立方フィート/分)で測定された吸引流における真空(H2Oを含む任意の大きさのカラムを用いて、H2Oの高さで測定された)とガス流のデータを示すグラフである。X軸は、本明細書に記載される装置、システム又は方法で使用される導管における間隙空間の直径の変化を測定するものであり、これは、高圧ガス噴流を利用して、吸引装置の内部と吸引装置の周囲の環境との間に圧力差を生成するためのコアンダ効果を利用する。以下のグラフを生成したデータは、本明細書に記載された装置、システム及び方法に従って較正された吸引装置を使用して得られ、吸引流内のガス流量は、3CFMで実質的に一定であるが、利用可能な液体吸引力は、2.25〜およそ1.5mのH2Oの間で調節できる。このグラフのデータは、異なる入力ガス流噴射圧力で得られたものである。ガス流は10psiで流入ガス噴流を用いて測定し、真空データを20psiでの流入ガス噴流で測定しながら吸引力を生成した。これらは両方とも10psiで測定されたが、ガス流量は同じ横這い高さとなると予想され、一方、真空はコアンダギャップ長の同じ一間隔を通して緩やかな勾配を有することが予想される。
本発明の好ましい実施形態について本明細書で示し、説明されてきたが、そのような実施形態は例示のみを目的として提供されていることは当業者には明らかであろう。本発明から逸脱することなく、当業者によって、多くの変形、変化及び置換を行なわれるであろう。本発明の実施には本発明の実施形態に対して種々の実施形態を採用することができることは理解されるべきである。以下のクレームは、本発明の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲内の範囲内の方法及び構造、及びそれらの等価物がそれに含まれることを意図している。
本明細書に記載される様々な実施形態は、周囲の気圧より高い圧力源から作動する。この圧力源は、圧縮空気キャニスタ、空気圧縮機、又は人間の呼気によって供給してもよい。戦場用途又は電気が利用できない他の状況では、本明細書に提示された吸引装置は、周囲の気圧の上に圧力を供給することによって電気なしで作動させることができる。このフィールドでは、圧縮空気シリンダは圧力を供給することができる。あるいは、緊急事態において、本明細書に提示される吸引装置は、人間の呼気から作動させることができる。真空源によって作動する従来の吸引装置は、吸引力を与えるために呼吸を使用すると、人間に危険を与える可能性がある。吸引を行う人は、血液、体液、組織、又はその他の望ましくない要素を吸入する可能性がある。このリスクは、吹くことによって吸引力を生成できる場合には排除される。
発明の上述の説明は、例示及び説明のために提示したものである。本発明を、開示された正確な形態に限定することを意図するものではなく、また、上記の教示に照らして、他の修正及び変形を可能にすることも可能である。本発明の原理及びその実用的な応用を最良に説明するために、本発明の実施形態を選択して説明したので、他の当業者は、様々な実施形態及び様々な変更を加えて最良の方法で利用できるであろう。意図する特定の利用法添付の特許請求の範囲は、先行技術によって限定される限り、本発明の他の代替的な実施形態を含むものと解釈される。