JP4939617B2

JP4939617B2 - 高圧蒸気滅菌器

Info

Publication number: JP4939617B2
Application number: JP2010021499A
Authority: JP
Inventors: 浩秦; 祐嗣加藤
Original assignee: ヒルソン・デック株式会社
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2030-02-02
Also published as: JP2011156225A

Description

本発明は、例えば医療用器具などが高圧の蒸気を用いて滅菌される高圧蒸気滅菌器に関する。
詳しくは、卓上などで使用される小型の高圧蒸気滅菌器に関する。

従来、この種の高圧蒸気滅菌器として、装置本体内に有底円筒状の滅菌室と貯水タンクが並設され、滅菌開始釦を操作すると、貯水タンクから滅菌室内に水が供給され、ヒーターにより滅菌室内の水を加熱して、滅菌室内が飽和蒸気状態となると、滅菌室内の気圧と温度とが平衡しながら上昇し、その温度が設定値に達したとき、滅菌室内は滅菌状態に入り、その後、被滅菌物の滅菌処理が終了すると、滅菌室内の水（湯）が貯水タンク内に還元されるものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、基台上に給水タンクが設置され、滅菌室の下端に蒸気およびエアー排気口が設けられ、この蒸気およびエアー排気口を排蒸電磁弁に接続し、この排蒸電磁弁が基台近傍に設置された排水タンクに接続され、滅菌が終了した後に、排蒸電磁弁が開いて排水タンクへ滅菌室の蒸気を排蒸するものもある（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−３１９０３８号公報特開平８−８０３３９号公報

しかし乍ら、このような従来の高圧蒸気滅菌器では、特許文献１の場合、滅菌室内の残水を循環させて再使用するため、この残水の中には菌の死骸などが含まれることがら水質が徐々に落ちるという問題があった。
そこで、特許文献２のように、給水タンクと排水タンクを別々に設け、滅菌室内の残水を排水タンクに排出して、残水を循環使用不能にすることが考えられる。
しかし、この場合には、滅菌室内の残水である熱湯が排水タンクへ排出された直後に、滅菌室内に残っている高温高圧蒸気も排水タンクへ一気に流れ込んで、排水タンクの内圧が急激に上昇するため、熱湯や高温高圧蒸気を排水タンク内から外へ排出する必要があった。
このような熱湯や高温高圧蒸気の排出路は、高圧蒸気滅菌器の設置ミスなどによって閉鎖されるおそれがあり、この閉鎖時において圧力を逃がすための圧力安全手段を設ける必要があるが、スペースに限りのある小型の高圧蒸気滅菌器では困難であった。

本発明は、このような問題に対処することを課題とするものであり、滅菌室からの高温残水及び高温高圧蒸気の排出路閉鎖を回避するための圧力安全手段が備えられた小型の高圧蒸気滅菌器を提供すること、一次排出タンク内に排出される高温高圧蒸気の低温化及び圧力抜きを行うこと、給水タンクのオーバーフロー水を連絡路により二次排出タンクへ排水すること、などを目的とするものである。

このような目的を達成するために本発明は、被滅菌物を収納する滅菌室と、前記滅菌室に給水する給水タンクと、前記滅菌室内の残留水及び高圧蒸気を排出する一次排出路と、前記一次排出路に接続される密閉状態の一次排出タンクと、前記一次排出タンクから二次排出路を介して連絡される二次排出タンクと、前記給水タンクの底部及び前記一次排出タンクを連通させる連絡路とを備え、前記二次排出路の入口に前記連絡路の先端開口部を挿入して、前記二次排出路の内圧変化に伴い、前記一次排出タンク内の蒸気が前記二次排出路を介して前記二次排出タンクへ流れるか、又は前記連絡路を通って前記給水タンクの底部へ流れ込むように配置したことを特徴とする。

前述した特徴に加えて、前記一次排出路の一部を、前記一次排出タンク内の貯水に水没するように配置したことを特徴とする。

さらに前述した特徴に加えて、前記連絡路を前記給水タンクの満杯水位よりも下位に配置したことを特徴とする。

前述した特徴を有する本発明は、滅菌工程の終了後に、滅菌室内の高温残留水が一次排出路を通って一次排出タンクに排出され、その直後に滅菌室内の高温高圧蒸気が一次排出路を通って一次排出タンクへ向け流れ、二次排出路が連通している通常状態では、滅菌室内から一次排出路を通って一次排出タンクへ排出された蒸気が、二次排出路を介して二次排出タンクへ排出され、また二次排出路が閉鎖される非常状態では、一次排出タンクへ排出された蒸気が、連絡路を通って給水タンクの底部に排出されるので、滅菌室からの高温残水及び高温高圧蒸気の排出路閉鎖を回避するための圧力安全手段が備えられた小型の高圧蒸気滅菌器を提供することができる。
その結果、二次排出路が閉鎖しても一次排出タンクの内圧が異常に上昇せず、一次排出タンクからの高温高圧蒸気などの漏れ出しやそれによる漏電の発生事故を防止することができる。
さらに、一次排出タンクの耐圧強度を高くする必要がなくなるため、その分だけ構造を簡素化できて装置全体の小型化と軽量化が図れる。

さらに、前記一次排出路の一部を、前記一次排出タンク内の貯水に水没するように配置した場合には、滅菌室内から排出された高温の高圧蒸気が一次排出路の一部に流れ込んだところで、一次排出タンク内の貯水と熱交換させて、高温の高圧蒸気が低温化されるとともに減圧化されるので、一次排出タンク内に排出される高温高圧蒸気の低温化及び圧力抜きを行うことができる。
その結果、二次排出タンクに放出する蒸気の量を減らすことができ更に一次排出タンクの内圧が上昇し難くなり、安全性が向上する。

また、前記連絡路を前記給水タンクの満杯水位よりも下位に配置した場合には、給水タンクに必要量以上の水が注入された時に、オーバーフローした水が連絡路を通って二次排出路へ流れるので、給水タンクのオーバーフロー水を連絡路により二次排出タンクへ排水することができる。
その結果、オーバーフロー用流路を別途備える必要が無くなるため、その分だけ装置全体の構造を簡素化でき、コストの低減化が図れる。

本発明の実施形態に係る高圧蒸気滅菌器の全体構成を示す説明図（蒸気の流れを示す縦断側面図である。蓋を開けた状態の外観斜視図であり、その一部を部分拡大し断面して示している。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の実施形態に係る高圧蒸気滅菌器Ａは、図１〜図２に示すように、被滅菌物を収納する滅菌室（チャンバ）１と、滅菌室１に給水する給水タンク２と、滅菌室１内の残留水及び高圧蒸気を排出する一次排出路３と、一次排出路３に接続される密閉状態の一次排出タンク４と、一次排出タンク４から二次排出路５を介して連絡される二次排出タンク６と、給水タンク２の底部及び一次排出タンク４を連通させる連絡路７とを備えている。

滅菌室１は、図１に示すように、後述する蓋Ａ３で開閉自在に密閉されるチャンバであり、給水タンク２に連通する給水口１ａと、一次排出タンク４に連通する排出口１ｂを開穿している。
さらに、滅菌室１の内部には、図２に示すように、ヒータ１ｄが設けられ、このヒータ１ｄで給水タンク２から滅菌室１内に供給された水を加熱することにより、滅菌室１内に収納された被滅菌物を高圧蒸気にて滅菌している。

給水タンク２は、図１に示すように、滅菌室１と接近して配置され、その底部近くには、滅菌室１の給水口１ａに連通する給水路２ａを接続し、上端には注水口２ｂが開設され、キャップ２ｃにより開閉自在に覆われている。
この注水口２ｂから給水することにより、給水タンク２の内部に常時一定量以上の水Ｗ１が貯められるようになっている。

一次排出路３は、滅菌室１の排出口１ｂと一次排出タンク４とに亘り配管接続されて、滅菌工程の終了後に滅菌室１内の残留水及び高圧蒸気を一次排出タンク４へ排出するように構成され、その一部３ａを一次排出タンク４の底部近くまで延びるように配置している。
さらに、一次排出路３の一部３ａは、その流路が一次排出タンク４の底部近くにおいて長くなるように、例えば螺旋状などに曲げて形成することが好ましい。

一次排出タンク４は、図１に示すように、給水タンク２と隣接して配置され、その内部には常時所定量の水Ｗ２が貯められるように構成され、この貯水Ｗ２の中に一次排出路３の一部３ａを水没するように配置することが好ましく、さらに先端部３ｂを水面よりも上に配置している。
また必要に応じて、一次排出タンク４内の貯水Ｗ２が満杯近くになった時には、使用者に知らせて排水するように促すことが好ましい。

また、本発明の実施形態では、初期状態における滅菌室１内に残留する空気の放出手段として排気管４ａを備え、滅菌室１に開穿される排気口１ｃから滅菌室１内の空気が排気管４ａを通って一次排出タンク４に放出されるように構成している。
この排気管４ａも一次排出路３と同様に、その一部４ｂを貯水Ｗ２の中に水没させ、先端部４ｃを水面よりも上に配置している。

二次排出路５は、一次排出タンク４の側面に開穿された貫通孔４ｄと二次排出タンク６とに亘って設けられ、その一部又は全部を変形可能なホースなどの管で構成し、その出口が接続するように二次排出タンク６を配置している。

連絡路７は、給水タンク２の底部と一次排出タンク４とに亘って配管接続され、その先端開口部７ａを二次排出路５の入口に所定長さ挿入して、二次排出路５の内圧変化に伴い、一次排出タンク４内の蒸気が二次排出路５を介して二次排出タンク６へ流れるか、又は連絡路７を通って給水タンク２の底部へ流れ込むように配置している。
また、連絡路７は、その上端が給水タンク２の満杯水位よりも下位になるように配置することが好ましい。

図１に示される例では、滅菌室１、給水タンク２、一次排出路３、一次排出タンク４及び連絡路７が、滅菌器本体Ａ１の内部に配置され、二次排出路５及び二次排出タンク６が滅菌器本体Ａ１の外部に配置されている。
さらに、一次排出タンク４の上面に開口した開口部４ｅには、蓋体４ｆが密閉状に取り付けられて、滅菌室１から流入した高温の残留水及び高温の高圧蒸気が一次排出タンク４の外へ漏れ出ないように構成されている。
また、二次排出路５は、滅菌器本体Ａ１の側面上部に支持されるＬ字形のソケット５ａと、それに接続されるホース５ｂとで構成され、二次排出タンク６として、一般に流通しているポリエチレン製のタンク（ポリタンク）を用い、滅菌器本体Ａ１の載置位置よりも下位となるように二次排出タンク６が配置されている。
二次排出路５として変形可能なホース５ｂを使用した場合には、ホース５ｂが折れ曲ったり潰れるなどの理由で、その内部流路が閉鎖する可能性があり、万が一、二次排出路５が閉鎖した際の安全対策が必要になる。

このような高圧蒸気滅菌器Ａによると、滅菌工程の終了後に、滅菌室１内の高温残留水が一次排出路３を通って一次排出タンク４に排出され、その直後に滅菌室１内の高温高圧蒸気が一次排出路３を通って一次排出タンク４へ向け流れる。
このタイミングにおいて二次排出路５が連通しており、その内圧が給水タンク２の底部よりも低い通常の連通状態では、滅菌室１内から一次排出路３を通って一次排出タンク４へ排出された蒸気が、二次排出路５を介して二次排出タンク６へ排出される。
つまり、通常の連通状態では、連絡路７の先端開口部７ａが二次排出路５の入口（ソケット５ａの開口）に挿入に所定長さ挿入されているため、これら連絡路７の先端開口部７ａと二次排出路５の入口との間に形成される絞り空間Ｓを通って一次排出タンク４内の蒸気が二次排出路５の出口側へ流れると、連絡路７の先端開口部７ａ内の空気も蒸気の流れ方向へ引っ張られ、さらに連絡路７の基端開口部７ｂは給水タンク２の底部の貯水Ｗ１に沈んでその水圧を受けている。
これらの理由によって、絞り空間Ｓに流れ込んだ蒸気は、図１の一点鎖線に示すように、連絡路７の先端開口部７ａに流れ込むことはなく、全ての蒸気が二次排出路５を通って二次排出タンク６に排出される。

また、二次排出路５の途中が閉鎖されて、その内圧が給水タンク２の底部よりも高くなった非常状態では、一次排出タンク４へ排出された蒸気が、連絡路７を通って給水タンク２の底部に排出される。
つまり、閉鎖状態では、絞り空間Ｓに流れ込んだ蒸気が、二次排出路５の出口側の閉鎖位置までの間で充満して高圧になるため、図１の二点鎖線に示すように、連絡路７の先端開口部７ａへ流れ込み、そのまま給水タンク２の底部に排出される。
それにより、例えば高圧蒸気滅菌器Ａの設置ミスなどで、二次排出路５の途中（ホース５ｂ）が折れ曲がって閉鎖しても、一次排出タンク４へ排出された蒸気が連絡路７を通って給水タンク２の底部に排出されるため、一次排出タンク４の内圧が急激に上昇せず、これらの管路が一次排出タンク４の急激な内圧上昇を防止するための圧力安全装置となって、高温高圧蒸気などの大気中への漏出を防止することができる。
次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例は、図２に示すように、滅菌器本体Ａ１の正面を覆うように扉Ａ２の一端が開閉自在に支持され、この扉Ａ２の内面略中央位置に、滅菌室１の開口部１ｅを開閉自在に覆う蓋Ａ３が設けられ、蓋Ａ３の外周に弾性変形可能なパッキンＡ４を設けて、滅菌室１の開口縁１ｆに密着させるものである。

図１〜図２に示される例では、滅菌室１が有底円筒状に形成され、その円形の開口部１ｅを覆う蓋Ａ３が円板状に形成され、蓋Ａ３の外周縁に沿って円環状のパッキンＡ４を配置している。
なお、その他の例として図示しないが、滅菌室１の開口部１ｅと蓋Ａ３を矩形やそれ以外の形状に形成したり、滅菌室１の開口縁１ｆにパッキンＡ４を配置することも可能である。

図１に示される例では、一次排出路３の一部３ａを例えば螺旋状などに曲げて、一次排出タンク４内の貯水Ｗ２中における高圧蒸気の滞留時間が長くなるようにしている。
さらに、連絡路７の上端位置及び二次排出路５の入口に配置されるソケット５ａの開口を、給水タンク２の満杯水位、すなわち注水口２ｂよりも下位になるように配置している。

また、扉Ａ２の他端には、滅菌器本体Ａ１の正面他側に亘ってロック手段８が設けられ、このロック手段８により蓋Ａ３が閉蓋状態で保持される。
このロック手段８の具体例としては、図２に示されるように、扉Ａ２の外側に配置されるハンドル８ａと、このハンドル８ａの回転操作により滅菌器本体１へ向け回転自在に突出する摺動ピン８ｂと、滅菌器本体Ａ１の正面他側に設けられて蓋Ａ３の閉動に伴い摺動ピン８ｂの軸方向先端が挿通されるロック孔８ｃと、摺動ピン８ｂの回転移動を規制するロック機構８ｄとを有している。
また、その他の例として図示しないが、ロック手段８として別な周知構造のものを採用することも可能である。

また、滅菌器本体Ａ１の正面他側には、コントロールパネル９が設けられ、このコントロールパネル９には、電源スイッチ９ａ、滅菌工程を開始する作動スイッチ９ｂ、滅菌室１内の圧力及び温度を表示する圧力計９ｃ、滅菌温度・滅菌時間・乾燥時間などを表示するデジタル表示部９ｄ、滅菌温度や時間などの設定キー９ｅなどが配置されている。

次に、斯かる高圧蒸気滅菌器Ａの作動及びそれによる作用効果について説明する。
先ず、滅菌室１の開口部１ｅに向けて蓋Ａ３を閉動し、ロック手段８により蓋Ａ３がパッキンＡ４を介して滅菌室１の開口縁１ｆに密着された閉蓋状態で、作動スイッチ９ｂを押すと、滅菌室１の給水口１ａに向け、給水タンク２の内部に貯められた水Ｗ１の一部が設定量だけ給水路２ａを通って給水される。

これに続いて、この水がヒータ１ｄで加熱され、滅菌室１内が沸点温度に達すると、水が沸騰して蒸発し、この蒸気により滅菌室１内の残留空気が排気口１ｂから排気管４ａを通って一次排出タンク４に放出される。

その後、滅菌室１内が飽和蒸気状態となると、滅菌室１内の気圧と温度とが平衡しながら上昇し、その温度が設定温度に達した時に、滅菌室１内は滅菌状態に入る。
滅菌中は、ヒーター１ｄへの通電が制御部（図示しない）によりＯＮ・ＯＦＦ制御されて滅菌室１内の温度が設定温度に維持される。

そして、滅菌室１内に載置された被滅菌物の滅菌工程が終了すると、滅菌室１内の高温の残留水が一次排出路３を通って一次排出タンク４に排出され、その直後に滅菌室１内の高温の高圧蒸気が一次排出路３を通って一次排出タンク４の底部へ向け流れる。
この際、一次排出路３の一部３ａが一次排出タンク４内の貯水Ｗ２中に挿入されるため、高温の高圧蒸気と貯水Ｗ２とが熱交換して高温の高圧蒸気が低温化されるとともに減圧化される。
したがって、滅菌室１内から一次排出タンク４内に排出される高温の高圧蒸気を低温化しつつ圧力抜きすることができるという利点がある。

それにより、滅菌室１から排出された蒸気の一部は水になるが、その他の蒸気は一次排出タンク４内の上部に上昇する。
特に、図１に示される例のように、一次排出路３の一部３ａを例えば螺旋状などに曲げて、一次排出タンク４内の貯水Ｗ２中における高圧蒸気の滞留時間を長くした場合には、貯水Ｗ２との熱交換効率が上がって、高温高圧蒸気の低温化及び減圧化を更に促進させることができるという利点がある。

このような状況で、一次排出タンク４の下流側に接続される二次排出路５のホース５ｂが折れたり潰れていない通常の連通状態では、一次排出タンク４内の上部に上昇した蒸気が、二次排出路５のソケット５ａの入口開口と、それに挿入された連絡路７の先端開口部７ａとの間に形成される絞り空間Ｓへ向けて流れ込む。
この際、連絡路７の先端開口部７ａがソケット５ａの入口開口に所定長さだけ挿入されているため、蒸気が絞り空間Ｓを通ってホース５ｂへ流れると、この絞り空間Ｓに配置される連絡路７の先端開口部７ａ内の空気も蒸気の流れ方向へ引っ張られる。さらに連絡路７の基端開口部７ｂは給水タンク２の底部の貯水Ｗ１に沈んでその水圧を受けている。
それにより、絞り空間Ｓに流れ込んだ蒸気は、図１の一点鎖線に示すように、連絡路７の先端開口部７ａに流れ込むことはなく、全ての蒸気がソケット５ａの出口からホース５ｂを通って二次排出タンク６に排出される。
このように一次排出タンク４と二次排出タンク６とにより高温高圧蒸気の温度及び圧力が下げられて水滴化され、二次排出タンク６や大気中に放出される蒸気の量を減らすことができるという利点もある。

また、滅菌器本体Ａ１の載置位置の変更などの理由で二次排出路５のホース５ｂが移動し、それによってホース５ｂの途中で折れたり潰れるなどにより閉鎖した非常状態では、絞り空間Ｓに流れ込んだ蒸気が、ホース５ｂの閉鎖位置までの間で充満し高圧になるため、図１の二点鎖線に示すように、連絡路７の先端開口部７ａへ流れ込み、そのまま給水タンク２の底部に排出される。
したがって、二次排出路５のホース５ｂが途中で閉鎖しても一次排出タンク４の内圧が急激に上昇せず、二次排出路５のソケット５ａからホース５ｂが外れて高温高圧蒸気などが吹き出したり、一次排出タンク４の開口部４ｃと蓋体４ｄの間からの高温高圧蒸気などが漏れ出たり、これら蒸気の漏れによる漏電の発生事故を防止することができる。

さらに、連絡路７の上端位置及び二次排出路５の入口に配置されるソケット５ａの開口が給水タンク２の満杯水位となる注水口２ｂよりも下位になるように配置されているため、給水タンク２の注水口１ｃから必要量以上の水が注入されても、オーバーフローした水は連絡路７を通って二次排出タンク６へ排水される。
したがって、給水タンク２のオーバーフロー水が連絡路７を通って二次排出タンク６へ排水されるという利点がある。

さらにまた、滅菌室１内から排出される残留水は、一次排出タンク４に貯められて排出され、給水タンク２に戻して再使用することはないので、蒸気に菌の死骸などの異物が混入せず、常時に清潔に保つことができる。

なお、本発明の実施形態では、滅菌室１内に残留した空気の放出手段として排気管４ａを備えたが、これに限定されず、真空ポンプなどを用いても良い。

１滅菌室２給水タンク
３一次排出路３ａ一部
４一次排出タンク５二次排出路
６二次排出タンク７連絡路
７ａ先端開口部Ｗ２貯水

Claims

被滅菌物を収納する滅菌室と、
前記滅菌室に給水する給水タンクと、
前記滅菌室内の残留水及び高圧蒸気を排出する一次排出路と、
前記一次排出路に接続される密閉状態の一次排出タンクと、
前記一次排出タンクから二次排出路を介して連絡される二次排出タンクと、
前記給水タンクの底部及び前記一次排出タンクを連通させる連絡路とを備え、
前記二次排出路の入口に前記連絡路の先端開口部を挿入して、前記二次排出路の内圧変化に伴い、前記一次排出タンク内の蒸気が前記二次排出路を介して前記二次排出タンクへ流れるか、又は前記連絡路を通って前記給水タンクの底部へ流れ込むように配置したことを特徴とする高圧蒸気滅菌器。
前記一次排出路の一部を、前記一次排出タンク内の貯水に水没するように配置したことを特徴とする請求項１記載の高圧蒸気滅菌器。
前記連絡路を前記給水タンクの満杯水位よりも下位に配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の高圧蒸気滅菌器。