JP6814183B2 - 歯科用窯ならびに歯科用窯の動作方法 - Google Patents

Description

この発明は請求項１前文に記載の歯科用窯ならびに請求項１３前文に記載の歯科用窯の動作方法に関する。

減圧源によって燃焼室に減圧を付加することができる歯科用窯は長く知られている。

その一例がドイツ国特許出願公開第１１６０７７７号（Ａ１）明細書によって開示された歯科用窯である。その解決方式によれば、燃焼室に減圧を付加することができるが、同じ減圧ポンプによって昇降装置も作動される。

その種の解決方式はさらに探求されており、例えばドイツ国特許第１０２０８８０１号（Ｃ１）明細書によって開示されている。

減圧の制御に関する多様な要求に対処するために、制御可能な減圧ポンプを使用して実施することが既に提案されている。しかしながらそれは比較的高価である上に、相当に高コストな制御、例えばＰＩＤ制御を使用するものとなる。

ドイツ国特許出願公開第１１６０７７７号（Ａ１）明細書 ドイツ国特許第１０２０８８０１号（Ｃ１）明細書

従って本発明の目的は、熱処理工程の間の加圧状態および減圧状態を低コストかつ有効に要求に適応させることを可能にする、請求項１前文に記載の歯科用窯ならびに請求項１３の前文に記載の歯科用窯の動作方法を提供することである。

前記の課題は本発明に従って請求項１および請求項１３によって解決される。従属請求項によって好適な追加構成が明らかにされる。

本発明によれば、単動減圧ポンプを使用して熱処理工程の要求条件に最適に適応する吸気および排気処理に対応し得ることが極めて好適である。歯科用窯の排気ポート上にＴ型あるいはＹ型のコネクタを設ける。そのコネクタの吸気部が歯科用窯の排気ポートと結合される。コネクタの排気部は減圧源、すなわち例えば適宜な吸気ポンプと結合される。吸気ポンプに代えて減圧タンクを使用し得ることも理解される。

コネクタの別の吸気部は周囲空気に接続され、特に制御された方式で接続され、すなわち流体抵抗が設けられる。前記流体抵抗は弁として形成することができ、熱処理工程の要求に応じて開放および閉鎖することができる。

歯科用窯はさらに燃焼室用の吸気ポートを備え、好適には排気ポートに対向いて配置される。吸気ポートも管に接続され、それが第２の空気管と呼ばれる。その空気管は例えばフィルタおよび／または弁である流体抵抗を備える。

熱処理工程中の好適な処理方式は、第１のステップとして熱処理工程の準備のための燃焼室の減圧を含む。そのため第１の空気管内と第２の空気管内の弁を閉じ、所与の減圧あるいは最終真空を達成するため吸気ポンプが減圧動作する。

熱処理工程は燃焼室の加熱をもって開始する。所与の温度レベルから燃焼室の吸気ポートの弁が開かれ、同時に吸気ポンプが動作する。開放は短時間、例えば１秒間実施される。燃焼室内に導入される新鮮な空気によって、著しい冷却を生じさせることなく歯科補綴部材に酸素を供給することが達成される。

冷却工程のためにも吸気ポートの弁の間欠式の開放あるいは完全な開放によって動作させることができる。それによって吸気ポンプが燃焼室を介して最大の体積流量で吸引することができる。

排出された空気は例えば熱交換器によって冷却することができる。

必要に応じて両方の弁を開放することによって極めて迅速に新鮮な空気を燃焼室に流入させることも可能である。それによって処理工程の加速および／または歯科補綴部材の品質向上を促進することができる。

本発明によれば、燃焼室の冷却工程に際して燃焼室への外気の送気によって熱エネルギーを除去し得ることによって冷却時間を必要に応じて大幅に短縮できることが極めて好適である。吸気ポートと排気ポートを対向して配置することにより、冷却が重要な箇所、すなわち燃焼室内で正確に熱が除去される。

このことにより、主に燃焼室の周囲環境によって促進される自然の冷却に比べて著しい進展が得られる。

本発明によれば、コネクタの排気口と減圧源との間の吸引管から燃焼室の吸気ポート上の第２の空気管へ熱を伝導する熱交換器を設けることができる。

その種の熱フィードバックは特に加熱中、または熱処理工程内の温度を適宜に保持する必要がある時間中に有効である。従って急激な冷却およびそれに伴った熱処理工程の不具合を発生させることなく、燃焼室に暖かい外気を送気することができる。

従って同時に吸引管も熱交換器から先で冷却され、ポンプを保全するための独立した冷却トラップの設置が不要になる。ここで、熱処理工程に際して場合によって侵襲性の蒸気が発生し従来は特に高温領域においてそれに対して吸引管を保護することが必要とされていることを考慮すべきである。

本発明によれば、窯の排気ポートが上方にあり、また吸気ポートが下方にあることが極めて好適である。それにより必要に応じて燃焼室の冷却を最適化することができる。

好適な構成形態によれば、コネクタは比較的大きな表面積を有していて熱伝導性が高い材料から形成する。従って、コネクタが周囲空気に包囲されているためその箇所で既に熱を放散することが可能になる。コネクタは、１２００、１４００、あるいは１６００℃までの温度でかつ数リットル／分である所与の推進量のガスによっても金属製のコネクタが破損しないように設計する。

コネクタ上の熱交換による冷却によって排出される空気が著しく冷却され、従って排気側に存在する温度が例えば僅か５００℃となる。

その温度が使用される吸引管の材料に対して高過ぎる場合、高温の空気をポンプによって排気する際に第１の空気管の弁を追加的に開放する可能性もあり、それによってコネクタ内で高温と低温の空気が混合されて温度を例えば２００℃まで低下させることができる。

第１の空気管内と第２の空気管内の弁をオンオフ弁として形成し得ることが理解される。それらは無通流の状態で閉鎖されることが好適である。しかしながら必要に応じて、第１の空気管内の弁および／または第２の空気管内の弁を調節可能な弁として形成することもできる。

バイパス弁と呼称することもできる第１の空気管内の弁を部分開放する場合、第１の空気管内に通流制限が提供される。それによって燃焼室を介する体積流量を必要に応じて任意の数値に設定することができ、従って吸引管によって供給される空気の一部が第１の空気管を介して供給され別の一部は第２の空気管を介して供給される。

それにより、単動吸引ポンプを使用するにもかかわらず推進によって燃焼室内に発生する減圧を必要に応じて低減することもできる。

別の好適な構成形態によれば、第１の空気管に供給された外気が別の構成要素を冷却するように第１の空気管を構成する。その構成要素には、例えば通常窯基底部材内に設置される歯科用窯の電源回路が含まれる。また、通常金属製の窯蓋部材のハウジング壁を予備的に冷却するために第１の空気管を介して窯蓋部材の断熱材の外部に空気を通流させることもできる。

吸引ポンプを窯の直近に配置し従って短い吸引管を設置する場合、吸引管内の吸引ポンプの直前に冷却トラップを設置することが好適である。

コネクタは直接歯科用窯上、例えば窯蓋部材上に取り付けることが好適である。個別のケースにおいてはコネクタを歯科用窯から幾らか離間させて設置することも有効であり得るが、その際コネクタと歯科用窯の間の短い高温伝導管を極めて耐熱性にする必要があることが理解される。

さらに、複数のコネクタを吸引のために使用することも可能で、例えば１個のコネクタを窯蓋部材上の右上に配置するとともに１個のコネクタを窯蓋部材上の左上に配置するか、または互いに対角線上に右上と左下あるいはその逆に配置することが可能である。しかしながらその際吸気ポートがいずれもコネクタに相当近接するようにし、すなわち吸気ポートとコネクタを略三角形状に配置することができ、従って吸気ポートから流入した外気がコネクタに向かって燃焼室内を貫流する。

その際吸引ポンプは必要に応じてクロック制御によって作動することもでき、従って合計において削減された体積流量が供給される。比較的に長い吸引管によって減圧緩衝器が形成され、それがクロック制御の切り換え作用を緩和する。

一般的に低価格の吸引ポンプは極めて騒音が大きいため、歯科用窯が設置される部屋の外部で吸引ポンプを稼働させることも考えられる。その場合吸引管が５ｍ、１０ｍ、あるいは２０ｍの長さになることもあり、従ってそのように長い吸引管のため冷却トラップが不要になる。

本発明によりいずれにしても、熱処理工程の仕様に従って異なった温度レベルの間に最大減圧あるいはより小さな減圧を提供することが可能である。その際熱交換器の存在のため熱除去を最小化することができる。他方急速な冷却を実行することもでき、その場合熱交換器の入力側にバイパスを設置しそれによって必要に応じて機能を停止させることも可能である。

管の通流断面積を流体工学的な観点から適宜に設定し得ることが理解される。例えば吸引管と第１および第２の空気管を用いて作動させる場合、吸引管の通流断面積を空気管と比べて倍の大きさにすることが好適である。そのことは勿論コネクタにも該当し、そのコネクタは最も簡単な場合２本の孔を吸気口としてまた１本の孔を排気口として備え、それらが相互に交接する。従ってコネクタはＹ型、Ｔ型、あるいは星型に形成することができる。必要に応じて接触防止材を設置することができ、例えば数ｃｍの空気層を内包する被覆材とすることができる。

コネクタが第１の空気管のための比較的長い接続ノズルを備えることもできる。そのノズルが冷却リブを形成することもでき、従って第１の空気管を介した冷たい空気の供給によって全体的に金属製のコネクタを冷却することができる。

熱処理工程は焼結工程あるいは焼成工程とすることができる。

本発明のその他の詳細、特徴、ならびに利点は、添付図面を参照しながら以下に記述する本発明の実施例の説明によって明らかにされる。

本発明に係る歯科用窯の異なった管および接続部材の配置を概略的に示した説明図である。

図中に概略的に示された歯科用窯１０は、窯上部材１４内に形成された燃焼室１２を備える。窯上部材１４は分離面１６上で窯基底部材１８に接続する。

周知の方式によって窯上部材１４は、実質的に円筒形の燃焼室１２の周りで環状に延在する発熱体を備える。窯上部材１４と窯基底部材１８の両方が断熱材２０を備え、それを例えば耐火粘土によって形成するとともに多孔性とし、従って通流可能にすることができる。

本発明に従って歯科用窯１０は、外気と呼ぶこともできる周囲空気を供給するための吸気ポート２２ならびに排気ポート２４を備え、その排気ポート上にコネクタ２６を取り付ける。

コネクタ２６は窯上部材１４のハウジング壁３０上に直接フランジ溶接する。そのコネクタは、多孔性の断熱材２０と流路接続される吸気口３２を備える。コネクタはさらに第２の吸気口３４を備え、それが第１の空気管３６を介して周囲空気に接続する。

コネクタ２６はさらに排気口４０を備え、それが吸引管４２と流路接続される。

図示された実施例において第１の空気管３６と吸引管４２の両方がまず窯上部材１４の領域に延在し、そこから開始して下方、すなわち窯基底部材１８の領域ならびに場合によってその側方に延在する。

吸引管４２は減圧源４４まで延在し、それが好適には吸引ポンプ４４として形成されるとともにそれの排気を歯科用窯が設置された部屋の外部に排出することが好適である。

吸気ポート２２は第２の空気管４６に接続される。

第１の空気管３６はバイパス弁４８を備え、それを介してフィルタおよび／またはサイレンサ５０に通じ周囲空気に接続する。

同様な方式で第２の空気管４６が第２の弁５４を備え、それを介して第２のフィルタおよび／またはサイレンサ５０に通じ周囲空気に接続する。

図示された実施例において減圧センサ６０を設け、それがスタブ６２を介して歯科用窯１０の内部と結合される。それによって燃焼室１２内に存在する減圧を検出し両方の弁４８および５４と吸引ポンプ４４の制御のために使用することができる。

熱処理工程を実行するために、図示された実施例においてまずバイパス弁４８と第２の弁５４を閉じ吸引ポンプ４４を起動する。

それに代えて、存在し得る直前の熱処理工程の残留ガスを確実に除去するために第２の弁５４を短時間開放位置に保持することもできる。

続いて、図示されていない燃焼室１２の加熱器を点入することによって熱処理工程を開始する。その工程は減圧下において実施し、またその間吸引ポンプ４４を動作させることによって減圧を維持し、従って僅かな漏れが生じていても減圧が喪失されることが無いようにする。

熱処理工程の次の段階のために温度を低下させる必要がある場合、吸引ポンプ４４を再起動して弁５４を開放する。それによって燃焼室１２に外気が通気され、さらに必要であれば急速な冷却を実行することができる。その際冷却をそれほど急速に実行する必要が無ければ、吸引ポンプ４４をクロック制御によって点入することもできる。

分離面１６で燃焼室を開放すると必ず冷却空気が急激に供給されるため、上記の方式は分離面での開放に比べて好適である。

変更された方式によれば、吸引ポンプ４４の動作中にバイパス弁４８も部分的に開放する。それにより減圧センサ６０によって測定された減圧のレベルを調節することができる。

別の変更された構成形態によれば、吸引管４２と第２の空気管４６を相互に近接して延在させ、それらの間に熱交換器を設置する。それによって排気口４０から排出された高温の窯空気から熱をフィードバックして空気管４６に供給し、それによって特に加熱が支援される。

熱交換器は必要に応じて入力側および／または出力側に追加的なバイパス管を備えることもでき、さらにそのバイパス管が弁を備えることもできる。弁によって熱交換器の該当する側をいわば短絡させて熱交換作用を迂回させることができ、そのことは特に冷却および冷たい外気の供給に際して有効となる。

本発明に係る歯科用窯は脱バインダ窯として構成することもできる。そこで形成される排気は、本発明に係る吸引ポンプ４４と関連する弁を使用して極めて良好に排出することができる。

１０ 歯科用窯
１２ 燃焼室
１４ 窯上部材
１６ 分離面
１８ 窯基底部材
２０ 断熱材
２２ 吸気ポート
２４ 排気ポート
２６ コネクタ
３０ ハウジング壁
３２，３４ 吸気口
３６，４６ 空気管
４０ 排気口
４２ 吸引管
４４ 吸引ポンプ
４８ バイパス弁
５０，５６ フィルタ／サイレンサ
５４ 弁
６０ 減圧センサ
６２ スタブ

Claims (11)

1. 閉鎖されたあるいは密封可能な燃焼室（１２）を備えていて、その燃焼室は断熱材（２０）によって被覆されており、
   少なくとも１箇所の吸気ポート（２２）と少なくとも１箇所の排気ポート（２４）を備えていて、それら両ポートを介して空気が該燃焼室（１２）を貫流し、および／または該燃焼室（１２）から外に排出され得るとともに、
   該排気ポート（２４）と接続される減圧源（４４）を備えていて、該排気ポート（２４）はその減圧源（４４）によって減圧され得るものであり、
   該排気ポート（２４）にはＴ型あるいはＹ型のコネクタ（２６）が設置され、
   該コネクタ（２６）は、２箇所の吸気口（３２，３４）と１箇所の排気口（４０）を備えていて、
   該排気口（４０）は、該減圧源（４４）と接続されるとともに、第１の吸気口は、該燃焼室（１２）に接続され、第２の吸気口（３４）は、周囲空気に接続され、
   該コネクタ（２６）の該第２の吸気口（３４）は、流れ抵抗を有する一つまたはそれ以上の要素である調節可能な弁（４８）を介して、第１の空気管（３６）に接続され、
   該コネクタ（２６）の該第２の吸気口（３４）に外気を送気する該第１の空気管（３６）は、歯科用窯（１０）の外部熱源に接続され、それを冷却することを特徴とする歯科用窯。
2. 前記第１の吸気口が、前記排気ポート（２４）にフランジ付けされることを特徴とする請求項１に記載の歯科用窯。
3. 前記吸気ポート（２２）と前記排気ポート（２４）とが、前記燃焼室（１２）の少なくとも一部がそれら吸気ポートと排気ポートの間に延在するような方式で、前記歯科用窯（１０）の該燃焼室（１２）に関して、相互に対向して配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の歯科用窯。
4. 前記吸気ポート（２２）が、弁（５４）および／またはフィルタ（５６）を備える第２の空気管（４６）に接続されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の歯科用窯。
5. 吸引管（４２）が、前記コネクタ（２６）と前記減圧源（４４）との間に延在し、該吸引管（４２）に使用される材料により、周囲空気と該吸引管（４２）内を通流する吸引空気との間の熱交換を可能にすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の歯科用窯。
6. 前記吸引管（４２）が、熱交換器を備え、その熱交換器がさらに前記コネクタ（２６）の前記第２の吸気口（３４）の前記第１の空気管（３６）に接続されることを特徴とする請求項５に記載の歯科用窯。
7. 前記熱交換器が、入力側および／または出力側にバイパス管を備え、そのバイパス管がさらに該バイパス管と該熱交換器との間に切換弁を備えることを特徴とする請求項６に記載の歯科用窯。
8. 前記コネクタ（２６）が、熱伝導性の材料から形成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の歯科用窯。
9. 前記コネクタ（２６）に備えられた前記第１の空気管（３６）のための接続ノズルが、冷却リブを備えることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の歯科用窯。
10. 前記燃焼室（１２）に外気を送気するための少なくとも２箇所の吸気ポートを設け、それらを相互に離間させて配置するとともに、それらの何れか一つを前記排気ポート（２４）に対向させて配置することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の歯科用窯。
11. 前記吸気ポート（２２）に対向して配置された前記排気ポート（２４）が設けられ、該排気ポート（２４）が前記コネクタ（２６）に接続されることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の歯科用窯。

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