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公開番号2025161533
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-24
出願番号2024064806
出願日2024-04-12
発明の名称微小重力環境用洗浄装置
出願人国立大学法人東海国立大学機構
代理人個人
主分類B08B 5/00 20060101AFI20251017BHJP(清掃)
要約【課題】微小重力環境下で効率的な洗浄を実現する。
【解決手段】洗浄装置は、タンク20に貯留された洗浄用の水を、ホース21を通じて吐出部10に備えられたパイプ11、12から吐出することで洗浄の対象物を洗浄する。無重力環境下で吐出された水が拡散することを防ぐため、対象物の周囲はカバー40で覆い、吐出された水は、吸引器32で吸引し、ホース31を介して、回収用のタンク30に回収する。吐出部10には、水を吐出する平行に配置された2本のパイプ11、12を備え、水の主流に対して旋回方向の速度成分を与え、旋回流として吐出できるようにするための旋回流発生機構として、旋回流発生機構は、パイプ11、12を軸周りに回転させることにより、旋回流を生じさせる機構が備えられている。こうすることにより、微小重力環境下でも、旋回流を生じさせることができ、洗浄効率を向上させることができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
微小重力環境下で対象物の洗浄を行うための洗浄装置であって、
液体を吐出するためのパイプと、
液体の流れに対する重力の影響を無視できる程の微小重力環境下で、液体の流れを螺旋状にする方法を用いることなく、前記液体に対して、前記吐出の方向に対して旋回する方向の速度成分を与えて旋回流を生じさせる旋回流発生機構とを備える洗浄装置。
続きを表示（約 440 文字）【請求項２】
請求項１記載の洗浄装置であって、
前記旋回流発生機構は、前記パイプを軸周りに回転させる機構である洗浄装置。
【請求項３】
請求項１記載の洗浄装置であって、
前記パイプを２本平行に配置して備えており、
前記旋回流発生機構は、それぞれの前記パイプに前記旋回流を生じさせる機構である洗浄装置。
【請求項４】
請求項３記載の洗浄装置であって、
２本の前記パイプから吐出される液体の間隙の幅は、いずれの前記パイプの半径の１／２よりも小さい洗浄装置。
【請求項５】
請求項３記載の洗浄装置であって、
前記旋回流発生機構は、一方の前記パイプに対し時計回りの旋回流を生じさせ、他方の前記パイプに対して反時計回りの旋回流を生じさせる洗浄装置。
【請求項６】
請求項１記載の洗浄装置であって、さらに
吐出された前記液体を回収するための回収機構を備える洗浄装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小重力環境下で対象物の洗浄を行う技術に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
対象物を水などの液体で洗浄する際、洗浄効率を向上するため、種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１は、人体洗浄装置において、第１流路から吐出される水に対して偏心して接続された第２流路からも水を吐出することにより旋回流を生じさせ、洗浄効率を向上させる技術を開示する。特許文献２は、内視鏡の先端に、螺旋状の溝が形成された流路から水を吐出することによって旋回流を生じさせ、洗浄効率を向上させる技術を開示する。
これらの先行技術は、重力下において比較的速い流速で水を吐出する際に有用な技術であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００４－２３２４０１号公報
特開２００１－１３７３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、宇宙開発が着目されており、人が宇宙空間で長期間、滞在することも十分、視野に置かれるようになってきている。そして、宇宙空間の滞在者が、何らかの原因で、負傷したり、医師による外科手術を受けるなど、出血が生じる場面も十分に想定される。かかる場合には、出血している部位を洗浄しなくてはならない場面もある。
【０００５】
ところが、宇宙空間のような微小重力または無重力の状態では、洗浄のために吐出した水が拡散し、機器の障害を招くおそれもある。また、そもそも宇宙空間においては、水は限られた資産であり、文字通り湯水のごとく使用する訳にはいかないという事情もある。
【０００６】
このように宇宙空間では、地上に比べて一層の洗浄効率の向上が求められることになる。しかし、先に説明した先行技術は、重力下で比較的速い流速で水を吐出する場合に有用な技術であり、無重力下で流量を抑えて吐出する場合には、良好な旋回流を生じさせることができない。また、先行技術では、旋回方向の速度成分が強すぎるため、吐出した水が拡散してしまうという問題もあった。
【０００７】
かかる課題は、出血部位の洗浄に限らず、また人体の洗浄にも限らず、微小重力環境における種々の対象物の洗浄に共通する課題であった。本発明は、かかる課題に鑑み、微小重力環境において、効率的な洗浄を実現する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
微小重力環境下で対象物の洗浄を行うための洗浄装置であって、
液体を吐出するためのパイプと、
液体の流れに対する重力の影響を無視できる程の微小重力環境下で、液体の流れを螺旋状にする方法を用いることなく、前記液体に対して、前記吐出の方向に対して旋回する方向の速度成分を与えて旋回流を生じさせる旋回流発生機構とを備える洗浄装置とすることができる。
【０００９】
本発明によれば、旋回流発生機構によって、旋回流の状態で液体を吐出することができる。この旋回流発生機構は、先行技術で紹介した方法、つまり第１流路に対して偏心して接続された第２流路から螺旋状に液体を吐出する方法（特許文献1参照）や、先端に螺旋状の溝が形成された流路から水を吐出する方法（特許文献2参照）と異なり液体の流れを螺旋状にする方法は用いないため、旋回方向の速度成分が過大となることを回避し、吐出された液体が微小重力下で拡散することを抑制することができる。しかしながら、流体は旋回しているため、旋回無しで吐出するより、洗浄効率を向上させることができるのである。
【００１０】
ここで、本発明において想定している洗浄方法について説明する。本発明は、洗浄に用いる液体の拡散を防止しながら洗浄効率を高めることを目的としているため、洗浄の対象物に対して法線方向に液体を吐出することは想定していない。このように吐出した場合、液体が対象物に衝突した後、拡散してしまうからである。
本発明では、むしろ液体を対称物の表面に平行に沿う方向に吐出して洗浄することを想定している。このように吐出すれば、液体の拡散を抑制することができ、場合によっては吐出した液体を下流側で回収することも可能となるからである。
そして、このように吐出する場合、液体の旋回方向の速度成分が対象物に作用することによって洗浄効率を向上させることができるのである。
（【００１１】以降は省略されています）

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