JP5162470B2 - 液体用注入装置 - Google Patents

Description

本発明は、制御ユニットによって制御され、それを介して液体を注入可能である混合弁を有する液体用の注入装置に関する。

水質を改善するために消毒装置を組み込んだ歯科治療ユニットが供給されている。消毒装置はほとんどの場合、規則に従って空気間隙を経て水道網から分離され、事前に規定された水量が充填され、同時に所定量の消毒薬が添加される混合容器から構成されている。このように処理された水は次いでポンプによってこの治療ユニットのユーザーに供給される。その際に消毒薬はハウジング部分内にあり、必要に応じて弁を介して混合容器に送られる。消毒薬はほとんどの場合、時間制御されて添加される。

空であるという情報だけを生成する貯蔵容器内の充填レベル・センサの他には、連続動作中に実際に消毒薬が添加されたかどうかに関する確認はなされない。弁の機能不良は、作動しても混合容器に消毒薬がまったく添加されないか、予想外の量が添加されることがある。

本発明の目的は、正確な、処方に基づく注入が保証されると同時に、注入された量の確認が保証されるように注入装置を形成し、配置することにある。

本発明によって、液体用注入装置は、制御ユニットによって制御され、それを介して貯蔵容器から液体を注入可能である混合弁を含んでいる。そのために、第１の電極と少なくとも１つの第２の電極とを具備し、注入される液体を検出するための液体が貫流するセンサが備えられる。その際、電極は互いに間隔Ｓを隔てられ、電極は互いに重ねて配置され、かつ電極は貫流する液体を介して電気的に接触する。少なくとも１つの電極は注入される液体が貫流する導管セグメントとして形成されており、電極の貫流断面積は、混合弁の閉鎖時または閉鎖後に毛管力によって電極に少なくとも部分的に、好ましくは完全に液体が充填されるように選択される。液体との接触で生ずる両方の電極間の電気抵抗の変化が検知され、それによって注入工程自体、および注入された液体量が判定される。

両方の電極間の電気的接触は貫流する液体を介して、液体が電導性であり、連続する液体柱を形成することによって達成される。そこでこの液体柱は両方の電極間に一種の導体を形成し、それによって両方の電極間の抵抗が低下する。液体は一方では毛管作用によってそれぞれの電極内に滞留することができ、他方では少なくとも下部の導管部分は、自由落下で両方の電極間にある液体を集め、または誘導する役割を果たす。液体の表面張力および導管部分用に使用される（導管断面積）に左右される毛管作用は、導管断面積が十分に小さければ、導管部分の下端部の液体が独自に流出しないことを保証する。したがって導管部分は混合弁の閉鎖後は充填された状態に保たれる。混合弁の開放後、液体は導管部分の下部開放端から流出し、やがて第２の電極に到達し、それによって接触がなされる。それまでに導管部分から流出した液体量は液体容積の充填レベルを無視すれば一定である。液体容積の充填レベルは液体の流出速度だけに影響し、本発明の目的には無視できる。

考慮すべきは所望の液体容積を判定または確定する際に克服すべき落下高さだけであり、例えば中空の電極の場合に必要である電極を充填するための流入時間、または電極の空転は考慮しなくてもよい。混合弁の開放と共に消毒薬は即座に上部電極から流出する。

それによって、注入される液体を十分に正確に確定できる。さらに、弁を作動しても両方の電極の間に消毒液が流れない場合は、注入装置の機能不良を確認できる。補足的なタイミング回路または液体センサは必要ない。

貫流する液体の放出量は、液体柱の断面積、流出速度、および間隔Ｓから判定可能である。

その際、両方の電極間の高さＳを有する液体柱の容積が、注入可能で再現性がある容積を表すことは明らかである。したがって、事前調整の範囲内で確定するために一度だけ測定されればよい。

両方の電極を平坦に構成し、これらから分離された導管を経て液体を案内することも可能であり、その際、両方の電極は常に、液体噴射から形成される導体を介して互いに結合されるように配置される。
さらに、少なくとも１つの電極は注入される液体用の漏斗状の流入口を設けることができる。このように下部の電極を漏斗状に形成できるので、下部の電極は自由落下する液体噴射をほとんど損失なく収容でき、これを前に給送し、または混合容器に放出することができる。

本発明にとって特に重要なことは、制御線を介して電気抵抗を検知するために、電極を制御ユニットと機械的に連結できることである。注入される液体容積を計算するために、制御ユニットは判定された電気抵抗を評価する役割を果たす。

１つの変形形態は、行われた注入の種類および／または量に関する情報を提供する少なくとも１つの表示手段を備えることができる。表示手段によって、混合弁の作動によって消毒薬が放出されたか否か、またいかなる量の消毒薬が注入されたかを管理することができる。したがって、歯科治療ユニットで患者を治療するために準備された、規定量の消毒薬を含んでいなければならない液体の適切な状態をより良好に管理することができる。

それと共に、放出される液体容積を変更するために、第１の電極と第２の電極との間の間隔Ｓを可変的に形成するようにもできる。その際、第１の電極および／または第２の電極は少なくとも垂直位置に関して可動式に、または調整可能に支承される。注入される量の調整は好ましくは注入前に行われるので、所望の量が注入工程ごとに放出される。

本発明によって、注入される液体および水用の充填可能な混合容器を有する治療ユニットは、消毒薬用の貯蔵容器を有する消毒薬注入装置を含んでいる。その際、消毒薬注入装置は本発明による注入装置を含んでいる。

特に歯科治療ユニットの場合、一方では水や消毒薬用の様々な液体容器の前記の分離、他方では配量されて水に添加されなければならない消毒薬の使用は規定されている。

注入装置で液体を注入するための本発明による方法では、混合弁が制御ユニットによって開放され、その結果、液体が第１の電極から流出し、所定の落下区間Ｓを経て間隔Ｓをおいて配置された電極内に流入する。第２の電極に達すると、混合弁は制御ユニットによって閉鎖される。それによって、規定量の液体が放出される。前記のステップは必要ならば所望の液体総量が放出されるまで繰り返される。十分な液体が流出した場合だけ、両方の電極間の前記の接触が生ずる。それ以外の場合には混合弁は開かれたままに留まる。その場合は、必要な注入量を確認することができない。

その際に、放出される液体容積を変更するため、第１の電極と第２の電極との間隔Ｓを変更可能である。それによって、一回に放出される液体容積は、例えば混合容器の大きさのような周辺条件に適応させることができる。液体の総容積は放出サイクルによって規定される。間隔Ｓまたは個別容積の変化に応じて、反復なしの一回の放出も可能である。

両方の電極が液体と接触することから生ずる電気抵抗を制御ユニットによって検知されることが有利であり、それによって電極の通過断面積と間隔Ｓとから明らかになる注入液の量が確認される。

さらに、液体の導電率が確定され、そこから液体の種類が判定されることが有利である。液体の種類の他に、場合によっては導電率の判定により、使用される液体の状態または濃度を判定することも可能である。

図面を参照して本発明による方法を説明する。

図１に示されている治療ユニット１は、注入装置３、および混合容器４、ならびに制御弁６との給水接続部５とを有する消毒薬注入装置２を有している。混合容器４内では給水接続部５から取り出された水が消毒薬注入装置３によって注入される消毒薬７’と混合される。この混合物はポンプ８によってそれぞれのユーザー（図示せず）に供給される。

それに加えて混合容器４は、最高レベルと低レベルとを知らせる２つの充填レベル・センサ９を有している。さらに、溢水管１１が備えられている。

消毒薬注入装置２は注入装置３の他に、充填レベル・センサ１３と充填管１４とを有する、好ましくは上部に配置された消毒薬７用の貯槽容器１２を備えている。

消毒薬７は混合弁１５を経て、センサ１６に、またセンサを経て混合容器４に放出される。混合弁１５もセンサ１６も制御線１７、１７’、１８、１８’を介して、表示装置１９．１も内蔵された制御ユニット１９と電気的に接続される。

センサ１６は、導管部分の形態の上部電極と、その下に間隔Ｓを置いて配置された第２の漏斗状電極２１とを備えている。

混合弁１５が開放されると即座に消毒薬７が上部電極２０を通って流れ、上部電極から流出し、落下区間Ｓの後に下部の漏斗状電極２１に当たり、またはこれを通過する。両方の電極２０、２１はこのようにして液体柱７’の形態の消毒薬７と電気的に接続されるので、制御ユニット１９はこれに関連する両方の電極２０、２１間の電気抵抗の変化を検知し、評価する。

上部電極２０の内部断面積に対応する液体柱７’の流れの断面積、および上部と下部の電極間の間隔Ｓに応じて、注入される消毒薬７の量が規定される。液体柱７’の形態の消毒薬７が下部電極２１に当たる際に混合弁１５が複数回開閉することによって、所望の量が放出される。

図２によれば、センサ１６は漏斗状の内部断面を有するセンサ・ハウジング２２を備え、その上端には第１の電極２０が、また下端には第２の電極が備えられている。両方の電極２０、２１は導管部分として形成されている。

電極２０、２１を接触させるために、上部電極２０がばね座金２３によって電気接続部２４に押圧され、下部電極２１が適宜の方法でばね座金２５を介して別の電気接続部２６に押圧される。ばね座金２３、２５はケーシング２２と電極２０、２１のそれぞれのフランジ２７、２８との間に配置され、電極２０、２１はハウジング２２内に固定される。ケーシング２２自体は電気絶縁材からなり、上端が栓２９で密封されている。

消毒薬７’は上部電極２０を貫流し、流出継手２０．１を経て流出する。次いで消毒薬７’は自由落下でセンサ・ハウジング２２を通って落下し、下部でハウジング２２の漏斗状の形状を通って下部電極２１内に誘導され、そこから図１に示される混合容器４へと流出する。

電極２０の上端には、図１に示されている混合弁１５に繋がるホース３１が取り付けられている。

図３に示されている実施例では、センサ１６は混合容器４用の取付け部として形成されている。第１の、上部電極２０は管部分として形成され、栓２９を貫いて突起している。電極２０の上端には概略的にしか示されていないホース３１が固定されている。電極２０の電気的接触のために、これも栓２９に固定された電気接続部２４が設けられ、これは概略的にしか示されていない導線１８を介して図１に示されている制御ユニット１９と接続されている。

第２の、下部電極２１も栓２９内に保持されているが、この栓を貫いて突起し、第１の電極２０に対して水平方向の間隔を置いて配置されており、両方の電極２０、２１は互いに電気的に絶縁されている。栓２９の下では電極が先ず第１の電極２０から流出する消毒薬７’の落下方向とほぼ平行に延び、次いでＬ形の部分２１．１を経て第１の電極の下に突起している。第１の電極２０の流出継手２０．１から流出する消毒薬７’は、次いで落下区間Ｓを経た後、Ｌ形の部分２１．１
に当たり、それによって電導性の変化を起こさせる。この変化は、液体柱７’の形態の消毒薬７を介して形成される電気的接触、およびそれに伴う両方の電極２０、２１間の抵抗の変化が検知されることによって、概略的にしか示されていない導線１８’を経て図１に示されている制御ユニット１９によって評価される。

消毒薬７’がＬ形の部分２１．１から流出するように、電極の端部には下向きの滴下突片２１．２が設けられている。

次に注入装置の機能性をより詳細に説明する。制御ユニット１９（図１）によって混合弁１５が開放され、消毒薬７’を解放する。消毒薬は貯蔵容器１２からセンサ１６を通って混合容器４内に流入する。センサ１６は、長さＳの空隙によって互いに分離された２つの電極２０および２１からなっている。消毒薬７は電極２０を越えて流れ、液体柱７’の形態で電極２１上に落下する。制御ユニット１９によって、第１の電極２０と第２の電極２１との電気的接続が電気的項の変化の形態で記録される。消毒薬７の検出の直後に、混合弁１５が閉鎖され、液体柱７’は第１の電極２０の出口で崩壊する。混合年１５と第１の電極２０との間の流れ断面積はより好ましくは、消毒薬７が毛管作用によって内部に停止した状態を保ち、流出しないように選択される。

第１の電極２０と第２の電極２１との間隔Ｓ、および第１の電極２０またはその流出継手２０．１の流れ直径によって、混合容器４内の水に添加される液体容積または消毒薬容積が規定される。間隔Ｓは、断絶されない液体柱７’が形成されるように定められる。

混合弁１５の開閉速度に応じて、貯蔵容器の充填レベルに関わりなく、すなわち場合によっては生ずる貯蔵容器１２内の液体７の激しい圧力差を考慮せずに即座に遮断した場合は、確定された容積の消毒薬が放出され、確認されることができる。複数階の開閉によって、より大量の消毒薬を放出できる。

混合弁１５が閉塞状態で予測しない漏れ流を生じた場合、連続する液体柱７’をもたらす量ならば、センサ１６はこの漏れ流をも検出可能である。

さらに、液体の導電率を判定することによって、消毒薬７の種類を検知できる。

センサの機能にとって重要なことは、両方の電極２０、２１間の自由空隙である。すなわち、両方の電極２０、２１は、消毒薬７による測定エラーまたは接触エラーを生ずることがある湿った壁が双方の間に形成されないように、幾何形状的に互いに分離されなければならない。

本発明による歯科治療ユニットの基本図である。 本発明による注入装置の第１の実施形態の断面図である。 注入装置の第２の実施形態の斜視図である。

符号の説明

１ 治療ユニット
２ 消毒薬注入装置
３ 注入装置
４ 混合容器
５ 給水接続部
６ 制御弁
７ 液体、消毒薬
７’液体柱、注入された液体
８ ポンプ
９ 充填レベル・センサ
１０ 充填レベル・センサ
１１ 溢水管
１２ 貯蔵容器
１３ 充填レベル・センサ
１４ 充填管
１５ 混合弁
１６ センサ
１７ 制御線
１７’制御線
１８ 制御線
１８’制御線
１９ 制御ユニット
１９．１ 表示手段
２０ 電極
２０．１ 流出継手
２１ 電極、インピーダンス・プローブ
２１．１ 領域
２１．２ 滴下片
２２ センサ・ハウジング
２３ ばね座金
２４ 電気接続部
２５ ばね座金
２６ 電気接続部
２７ フランジ
２８ フランジ
２９ 栓
３０ 通気口
３１ ホース
３２ ハウジング
Ｓ 液体の落下区間、間隔

Claims (13)

1. 制御ユニット（１９）によって制御され、それを介して液体（７）を貯蔵容器（１２）から注入可能である混合弁（１５）を有する前記液体（７）用の注入装置（３）であって、第１の電極（２０）と少なくとも１つの第２の電極（２１）とを具備し、注入される液体（７）を検出するための前記液体（７）が貫流するセンサ（１６）が備えられ、前記電極（２０、２１）が互いに重ねて配置され、互いに間隔Ｓを隔てられ、かつ貫流する液体（７’）を介して互いに電気的に接触し、前記電極（２０、２１）のうち少なくとも１つは注入される液体（７’）が貫流する導管セグメントとして形成されており、前記第１の電極（２０）の貫流断面積が、前記混合弁（１５）の閉鎖時に毛管力によって前記第１の電極（２０）に前記液体（７’）が充填されるように選択されることを特徴とする注入装置。
2. 前記センサ（１６）が、前記注入される液体（７’）によって変化する電気抵抗を検知することを特徴とする請求項１に記載の注入装置（３）。
3. 前記電極（２０、２１）のうち少なくとも１つが、平坦に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の注入装置（３）。
4. 前記電極（２０、２１）のうち少なくとも１つが、前記注入される液体（７’）用の漏斗状流入口を備えることを特徴とする請求項１、２、または３に記載の注入装置（３）。
5. 前記電極（２０、２１）が、前記抵抗の変化を検知するために、前記制御ユニット（１９）と制御線（１８’、１８）を介して連結されることを特徴とする請求項１乃至４の一項に記載の注入装置（３）。
6. 行われる注入の種類および／または量に関する情報を提供するための少なくとも１つの表示手段（１９．１）を備えることを特徴とする請求項１乃至５の一項に記載の注入装置（３）。
7. 前記第１の電極（２０）と前記第２の電極（２１）との間隔Ｓが、放出される液体容積を変化させるために変更可能に形成されることを特徴とする請求項１乃至６の一項に記載の注入装置（３）。
8. 請求項１乃至４の一項に記載の注入装置（３）と、消毒薬（７）用の貯蔵容器（１２）を有する消毒薬注入装置（２）とを備える、注入される液体（７’）および水用の充填可能な混合容器（４）を有する治療ユニット（１）。
9. 請求項１乃至７の一項に記載の注入装置（３）のための液体注入方法であって、
   ａ）前記液体（７’）が前記第１の電極（２０）から流出し、所定の空隙区間Ｓを経て前記第２の電極（２１）に接触するように、前記混合弁（１５）が前記制御ユニット（１９）によって開放されるステップと、
   ｂ）前記第２の電極（２１）に達すると、前記混合弁（１５）が前記制御ユニット（１９）によって閉鎖されるステップと、
   を特徴とする方法。
10. 前記ステップａ）およびｂ）が、所望の液体量が放出されるまで繰り返されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記第１の電極（２０）と前記第２の電極（２１）との間隔Ｓが、放出される液体容積を変化させるために変更されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
12. 液体の導電率が判定され、そこから前記液体（７）の種類が確定されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
13. 前記電極（２０、２１）の両方と前記液体（７’）との電気的接触から生ずる電気抵抗の変化が、前記制御ユニット（１９）によって検知されることを特徴とする請求項９に記載の方法。

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