CN1249375C - 饱和蒸汽发生装置和蒸汽灭菌装置 - Google Patents

Abstract

一种配备一个用来加热水以产生饱和蒸汽的加热源的小型的饱和蒸汽发生装置。一种通过由在一根插入一蓄热槽(10)中的传热管(16)中被过热而产生的过热蒸汽来加热水以产生饱和蒸汽的饱和蒸汽发生装置，其特征在于，提供一个饱和蒸汽发生槽(12)，其中，在所述蓄热槽(10)中，在一个由填充于其中的固体蓄热材料和液体蓄热材料构成的蓄热部分中设置一根传热管(16)和一个加热固体蓄热材料和液体蓄热材料的加热器(44)，以及它布置成穿过所述传热管(16)所产生的过热蒸汽被用作加热存储的水(22)以产生饱和蒸汽的一个加热源。

Description

饱和蒸汽发生装置和蒸汽灭菌装置

技术领域

本发明涉及饱和蒸汽发生装置、蒸汽灭菌装置及蒸汽灭菌方法。

背景技术

按照惯例，在医院等中，例如绷带、手术刀、镊子、手术衣之类的所要灭菌的物品通常用包括以下步骤的一种灭菌方法来进行灭菌：将物品放到一个灭菌装置的灭菌腔中；用饱和蒸汽对灭菌腔进行加压，直至饱和蒸汽达到规定的压力；以及在规定的时间内在灭菌腔中保持压力和温度。

在能够对大量物品进行灭菌的大型灭菌装置中，饱和蒸汽是从医院的大型锅炉供向灭菌装置的。

如果从大型锅炉供应来的饱和蒸汽不适于灭菌，或者如果多个灭菌装置所需要的饱和蒸汽量大于锅炉的产生量，那么就必须为各个灭菌装置配备一个饱和蒸汽发生装置。

例如，在日本专利公报号No.9-285527中揭示了一种带有一饱和蒸汽发生装置的蒸汽灭菌装置，其中将通过蒸发已精密过滤或进行消电离处理的纯净水所产生的饱和蒸汽(纯饱和蒸汽)供应到灭菌腔中。

图13中示出了日本公报中所揭示的蒸汽灭菌装置。在图13中，一个蒸汽灭菌装置的本体100包括：一个内筒104，其中形成一用来容纳所要灭菌的物品的灭菌腔102；一个设置在内筒104外面的外筒106；以及一个设在内筒104和外筒106之间的护套108。

图13中所示的蒸汽灭菌装置带有一个蒸汽发生装置110，其中蒸发由一水供应管供应的水以产生纯蒸汽。在蒸汽发生装置110中，用作蒸发纯水的加热源的蒸汽由一个大型锅炉产生，且经由一蒸汽管道120、一控制阀118、一蒸汽灭菌装置的护套108以及一管道119来供应该蒸汽。供应到护套108的蒸汽用来加热内筒104。

由蒸汽发生装置110所产生的纯蒸汽经由一纯蒸汽供应管道116直接供应到本体100的灭菌腔102，且在管道116中的中间部分设置了一个控制阀114。

在灭菌腔中所灭菌的物品的纯蒸汽通过排出管道122和一根设有一控制阀126的管道124排出。当在灭菌腔102中的压力降低到大气压力时，控制阀114和126关闭，一个水环式真空泵130启动，一根真空管道132的控制阀128打开，以在灭菌腔102中产生真空状态。产生真空状态是为了干燥其上粘附了纯蒸汽的凝结水的物品。

当灭菌腔102的压力增加到大气压力，并且从灭菌腔102中取出灭菌了的物品时，通过一个过滤器134和一根设有一控制阀136的管道，将洁净的空气引入到灭菌腔102中。

可注意到，由于抽吸纯水所引起的蒸发而损失了真空泵130的一部分的密封水，但这样的损失通过从一管道131供应水来弥补。

在图13中所示的蒸汽灭菌装置用蒸发纯水所产生的纯蒸汽作为灭菌用的蒸汽。亦即，没有使用通过在一大型锅炉中加热包括水调节剂的水所产生的饱和蒸汽来进行灭菌，所以不会有水调节剂粘附到所灭菌的物品上。

在图13中所示的蒸汽灭菌装置的灭菌腔102中的灭菌步骤示于图14中。图14示出了相对过去的时间灭菌腔102中的内部压力变化，并且蒸汽灭菌的诸步骤为一个调整步骤、一个灭菌步骤、一个排出步骤、一个干燥步骤以及一个结束步骤。

首先，在气密地封闭其中已放入了所要灭菌的物品的灭菌腔102之后，开始调整步骤。当启动真空泵130并打开控制阀128以排出在灭菌腔102中的空气和产生其中的真空状态之后，调整步骤交替地重复两个动作：一个加热动作，其中管道116的控制阀114打开以对容纳在灭菌腔102中的物品进行加热；和一个降压动作，其中开动真空泵130并且打开控制阀128以把空气和蒸汽从灭菌腔102中排出并降低灭菌腔102中的压力。实施调整步骤是为了能可靠地排出物品中的空气和在蒸汽供入灭菌腔102中以加热物品时提高物品的内部温度及其表面温度。

在调整步骤中对物品进行充分加热之后，打开控制阀114以将饱和蒸汽供应到灭菌腔102中，直至达到规定的压力，然后将灭菌腔102中的压力和温度保持一段规定的时间。通过这样的动作，就能杀灭置于灭菌腔102中的物品上所粘附的细菌。

然后，通过打开控制阀126来排出在灭菌腔102中的加压蒸汽，并且开始对在灭菌步骤中被弄湿的物品进行干燥的干燥步骤。

在干燥步骤中，加压蒸汽已经从灭菌腔102排出并且灭菌腔102中的压力已下降到大气压力，然后通过打开控制阀128(关闭控制阀126)和开动真空泵130来进一步降低灭菌腔102的内部压力，以蒸发粘附在所灭菌物品上的水。

通过蒸发包含在物品中的水，物品的温度下降，以致从物品蒸发的蒸汽量减少。

因此，打开控制阀136以将加热了的洁净空气引入到灭菌腔102中，以使灭菌腔102的内部压力增长到接近大气压力并使灭菌腔102中的温度升高，这样，粘附在灭菌了的物品上的水就容易蒸发。此外，再次降低灭菌腔102的内部压力以蒸发残留在加热了的物品上的水。

加热动作和降压动作交替地重复多次，以完全干燥物品。重复两动作的原因是如果物品没有充分干燥就从灭菌腔102取出，在空气中的细菌就会粘附在物品上并且在其上繁殖。

在完成了干燥步骤之后，通过打开控制阀136将洁净的空气引入到灭菌腔102中。

可注意到，在诸步骤中蒸汽是经由管道120和控制阀118供应到护套108的，所以灭菌腔102总是被加热的。

图13中所示的蒸汽灭菌装置能够灭菌并干燥物品。

但是，在图13所示的蒸汽灭菌装置中，必须配备用来蒸发纯水的蒸汽发生装置110，且蒸汽发生装置110尺寸大，所以图3中所示的蒸汽发生装置必须是大型的。

由于将穿过护套108且温度降低的饱和蒸汽用作蒸汽发生装置110的加热源，所以在作为加热源的饱和蒸汽和纯蒸汽之间无法实现令人满意的温度差。所以蒸汽发生装置110的加热器的导热区域必须较宽，致使蒸汽发生装置110必须是大型的。

另一方面，如果在大型锅炉中产生过热的蒸汽以用作蒸汽发生装置110的加热源，作为加热源的饱和蒸汽和纯蒸汽之间的温度差就能加大，但由于锅炉的热效率变低，所以产生过热的蒸汽对锅炉来说是不适合的。

此外，在将大型锅炉所产生的过热蒸汽用作蒸汽发生装置110的加热源的情况中，蒸汽发生装置110依赖于锅炉，所以锅炉的负荷无法减少，反而增加。

一般来说，在干燥步骤中，将加热的洁净空气引入到灭菌腔中以加热由于在负压大气中蒸发而温度降低的物品。因此，必须加热洁净空气，并一根用来将洁净空气引入到灭菌腔中的管道138缠绕在外筒106的外周面上，且由供应到护套108的饱和蒸汽加热外筒106。

但空气的导热率远低于水的导热率，所以管道138的缠绕长度必须较长，以将空气加热至规定的温度。

另一方面，如果管道138的缠绕长度长，那么在管道138中的空气流动阻力也变大，以致难于在短时间内将规定量的空气引入到灭菌腔中；从而必须加大管道138的内径。

在干燥步骤中使用加热的空气来加热由于在负压大气下蒸发水而温度降低的物品，必定使蒸汽灭菌装置复杂化和大型化。

在一些小型的蒸汽灭菌装置中，例如用于实验室或诊所的台式蒸汽灭菌装置中，一饱和蒸汽发生装置设置在一个用作一压力容器的灭菌腔中。在这样的蒸汽灭菌装置中，灭菌腔的一容器部分的下部形成为一个贮水部分，并且蒸汽直接在灭菌腔中产生。

一个传统的台式蒸汽灭菌装置的例子示于图15。在图15中所示的台式蒸汽灭菌装置200中，一个其中容纳所要灭菌的物品的灭菌腔212设置在一个用作一压力容器的容器部分211中。在容器部分211中设有一块安装板213，其上安置物品，并且容器部分211在安装板213上方的部分为灭菌腔212。容器部分211在安装板213下方的部分为一个贮水部分214。

在贮水部分214中设有一个用来加热水的加热器216。加热器216是一个电加热器。

在台式蒸汽灭菌装置200中，加热器216对贮水部分214中的水进行加热并使其蒸发，以使物品能由充满在容器部分211中的蒸汽进行灭菌，且该蒸汽的温度、湿度及压力处于规定的值。

通常，电加热器用作加热水和空气的加热器。因此，必须在灭菌的过程中对加热器施加电源。

灭菌通常是在白天进行的，所以在白天进行灭菌所耗费的电费比夜间耗费的电费要多。

但是，由于工作者需要使用灭菌装置，所以尽管夜间的电费低，也不能总是在夜间使用灭菌装置。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种小型的、包括一能加热和蒸发所存储的水的加热源的饱和蒸汽发生装置。

本发明的第二个目的是提供一种带有一小型的、包括一能加热和蒸发所存储的水的加热源的饱和蒸汽发生装置的蒸汽灭菌装置。

本发明的第三个目的是提供一种蒸汽灭菌装置和一种能在干燥步骤中干燥所要灭菌的物品的蒸汽灭菌方法，在该干燥步骤中，在灭菌步骤中被弄湿的物品没有使用加热的空气来进行干燥。

本发明的第四个目的是提供一种小型的、能减少费用的蒸汽灭菌装置(例如一台式蒸汽灭菌装置)。

发明者首先进行研究以实现第一至第四个目的中的第一个目的，他们发现第一个目的可以通过采用过热蒸汽来实现，该过热蒸汽在一种日本专利公告号2000-97698中所揭示的蓄热槽中加热，以用作产生饱和蒸汽的蒸汽发生装置的加热源，而不采用大型锅炉所产生的蒸汽，然后他们就可以设计出本发明的第一基本结构。

亦即，一种饱和蒸汽发生装置，包括：蓄热槽，所述蓄热槽是在一个有固体蓄热材料和液体蓄热材料填充于其中的蓄热部内设置传热管和对所述固体蓄热材料和液体蓄热材料进行加热的加热器，该蓄热槽对向传热管中供给的纯水进行加热而产生过热蒸气；蒸发槽，所述蒸发槽设置有加热器，所述加热器浸入作为贮留水而贮留的纯水中，该蒸发槽被供给在所述蓄热槽中产生的过热蒸气而对所述贮留水进行加热；水位检测槽，所述水位检测槽设置于所述蒸发槽中，对蒸发槽的贮留水水位进行检测且被供给贮留在蒸发槽中的纯水，其中，还设置有排出管，所述排出管设置于所述蒸发槽的加热器上，从所述加热器排出一部分冷凝水和一部分过热蒸气后将它们直接吹入所述贮留水中，并与所述加热器一同将贮留水加热，以产生饱和水蒸气。

在第一基本结构中，通过在蓄热槽的蓄热部分中高密度地填充固体蓄热材料和液体蓄热材料，能够提高存储在蓄热部分中的热容量和导热率。由于能通过加热器在蓄热部分中存储足够的热容量，所以在蓄热材料中所存储的热量被供应到传热管，并且即使用来加热蓄热材料的加热器不工作，在传热管中的水也能立即形成过热蒸汽。

此外，由于将在蓄热槽中所产生的过热蒸汽用作加热存储在饱和蒸汽发生槽中的水的加热源，所以在过热蒸汽和饱和蒸汽之间可以产生足够的温度差，并且用来加热存储在饱和蒸汽发生槽中的水的加热器的传热面积可以比在使用饱和蒸汽作为加热源的情况下的传热面积小，这样就能使饱和蒸汽发生装置是小型的，并且能在离开不工作状态的很短时间内产生饱和蒸汽。

发明者发现，通过采用所述的饱和蒸汽发生装置能减轻大型锅炉的负载，并且他们就设计出本发明的第二基本结构。

亦即，第二基本结构是一种蒸汽灭菌装置，它具有一个其中容纳所要灭菌的物品的灭菌腔和一个向灭菌腔内供应饱和蒸汽的饱和蒸汽发生装置，其中所述饱和蒸汽发生装置包括：蓄热槽，所述蓄热槽是在一个有固体蓄热材料和液体蓄热材料填充于其中的蓄热部内设置传热管和对所述固体蓄热材料和液体蓄热材料进行加热的加热器，该蓄热槽对向传热管供给的纯水进行加热而产生过热蒸气；蒸发槽，所述蒸发槽设置有加热器，所述加热器浸入作为贮留水而贮留的纯水中，该蒸发槽被供给在所述蓄热槽中产生的过热蒸气而对所述贮留水进行加热；水位检测槽，所述水位检测槽设置于所述蒸发槽中，对蒸发槽的贮留水水位进行检测且被供给贮留在蒸发槽中的纯水；排出管，所述排出管设置于所述蒸发槽的加热器上，从所述加热器排出一部分冷凝水和一部分过热蒸气后将它们直接吹入所述贮留水中，并与所述加热器一同将贮留水加热，以产生饱和水蒸气；将在所述饱和蒸汽发生装置中所产生的饱和蒸汽供应到灭菌腔中的蒸汽供应管。

在第二基本结构的蒸汽灭菌装置的饱和蒸汽发生装置中，通过在蓄热槽的蓄热部分中高密度地填充固体蓄热材料和液体蓄热材料，能够提高存储在蓄热部分中的热容量和导热率。由于能通过加热器在蓄热部分中存储足够的热容量，所以在蓄热材料中所存储的热量被供应到传热管，并且即使用来加热蓄热材料的加热器不工作，在传热管中的水也能立即形成过热蒸汽。

此外，由于将在蓄热槽中所产生的过热蒸汽用作加热存储在饱和蒸汽发生槽中的水的加热源，所以在过热蒸汽和饱和蒸汽之间可以产生足够的温度差，并且用来加热存储在饱和蒸汽发生槽中的水的加热器的传热面积可以比在使用饱和蒸汽作为加热源的情况下的传热面积小，这样就能使饱和蒸汽发生装置是小型的，并且能在离开不工作状态的很短时间内产生饱和蒸汽。

如上所述，第二基本结构的蒸汽灭菌装置具有小型的、能在离开不工作状态的很短时间内产生饱和蒸汽的饱和蒸汽发生装置，所以蒸汽灭菌装置可以是小型的，并能独立循环地工作。

在第一和第二基本结构中，如果填充在蓄热部分中的固体蓄热材料包括具有不同直径的固体蓄热颗粒，并且各具有较小粒径的固体蓄热颗粒设置在具有较大粒径的固体蓄热颗粒之间，且蓄热颗粒之间的间隙由液体蓄热材料填充，那么在蓄热部分中的两种蓄热材料的密度就能变大，且在蓄热部分中所存储的热容量也能增大。

较佳的是，固体蓄热材料可以包括用选自氧化镁、磁铁矿石、二氧化硅、氧化铝中的一种或多种材料制成的颗粒，液体蓄热材料可为硝酸盐。

用来加热固体蓄热材料和液体蓄热材料的加热器可以是一个电加热器，以使热量可以利用廉价的夜间电力来存储在蓄热材料中，从而可获得洁净和廉价的饱和蒸汽。

此外，如果饱和蒸汽发生装置还包括：一个用来向饱和蒸汽发生槽供应水的供水槽；和一根排出管，它将饱和蒸汽发生槽连接到供水槽，以将在饱和蒸汽发生槽中用作加热源的过热蒸汽的冷凝水用作加热在供水槽中水的一加热源，加热的水能供向饱和蒸汽发生槽，这样就能获得更为廉价的饱和蒸汽。

如果饱和蒸汽发生槽包括：一个蒸发槽，在其中由一个其加热源为从蓄热槽供应来的过热蒸汽的加热器来加热所存储的水和产生饱和蒸汽；和一个水位检测槽，它与蒸发槽连通并包括用来检测存储在蒸发槽中的水位的装置，就能方便地控制在蒸发槽甲的水位。

如果饱和蒸汽发生装置还包括用来从饱和蒸汽发生槽所产生的饱和蒸汽中去除冷凝水的装置，就能获得不包含冷凝水的饱和蒸汽。

如果灭菌腔的本体包括：一个在其中容纳所要灭菌的物品的内筒；一个设在内筒外面的外筒；以及一个设在内筒和外筒之间、且向其供应用来加热灭菌腔的蒸汽的护套，并且其中，在饱和蒸汽发生装置中所产生的饱和蒸汽直接供应到灭菌腔中，就能根据需求将不同种类的合适的蒸汽分别地供应到灭菌腔和护套中。

发明者进行研究以实现本发明的第三个目的，他们发现在用来对在灭菌步骤中被弄湿的物品进行干燥的干燥步骤中从物品中蒸发出水且物品的温度下降，但通过在干燥步骤中使用过热蒸汽、而不是加热的空气就能提高物品的温度而不显著地弄湿物品，这样他们就设计出一个第三基本结构。

亦即，第三基本结构是一个带有灭菌腔的蒸汽灭菌装置，该灭菌腔设置在一个本体内并且在其中所要灭菌的物品被饱和蒸汽进行灭菌且对其上粘附了饱和蒸汽的凝结水的物品进行干燥，该蒸汽灭菌装置包括：用来降低在灭菌腔中的压力和蒸发粘附在物品上的水的装置；用来将过热蒸汽吹入其压力已降低的灭菌腔以使由于通过下降压力来蒸发水而其温度下降的物品的温度升高的装置；一个交替地开动降压装置和吹送装置以干燥物品的控制部分；以及用来供应过热蒸汽的装置，它具有一个包括一蓄热部分的蓄热槽，在蓄热部分中填充了固体蓄热材料和液体蓄热材料，且在其中设置了一个用来加热固体蓄热材料和液体蓄热材料的加热器和一根用来吹出由所供应的过热水产生的过热蒸汽的传热管。

此外，涉及第三目的的方法是一种由以下步骤组成的蒸汽灭菌方法：通过将过热蒸汽引入到一灭菌腔中来对容纳在一个灭菌装置的一本体中的该灭菌腔中的所要灭菌的物品进行灭菌；降低在灭菌腔中的压力以蒸发凝结在物品上的水；将一加热的流体吹入灭菌腔中，以使由于蒸发其上所粘附的水而其温度下降的物品的温度升高，以升高物品的温度；以及交替重复降压步骤和吹送步骤以干燥物品，其中，吹入灭菌腔的加热的流体是过热的蒸汽，并且该过热的蒸汽是通过使用一个带有一蓄热部分的蓄热槽来供应的，在该蓄热部分中填充了固体蓄热材料和液体蓄热材料，且在其中设置了一个用来加热固体蓄热材料和液体蓄热材料的加热器和一根用来吹出由所供应的过热水产生的过热蒸汽的传热管。

在第三基本结构中，从蓄热槽供应来的过热蒸汽的热容量远比加热的空气的热容量大，并且过热蒸汽的含水量比同一压力下的饱和蒸汽的含水量少。如在第三基本结构中所述，在干燥步骤中，被饱和蒸汽的凝结水弄湿的物品在由饱和蒸汽对其进行灭菌之后受到干燥，即使将过热蒸汽引入灭菌腔以加热在降压的大气下水分从其蒸发且其温度下降的物品，物品的温度也能上升且过热蒸汽不会弄湿物品。

如上所述，在第三基本结构中，没有加热的空气引入到灭菌腔中以加热其温度下降的物品，所以无需为加热空气设置加热器。

在第三基本结构中，如果蒸汽灭菌装置的本体是一其中设置灭菌腔的单层壁的压力容器，那么灭菌腔的结构就能得以简化。

此外，发明者进行研究以实现第四个目的，他们发现通过在一蓄热槽中存储用夜间电力产生的热量，即使灭菌装置在白天工作，也能降低一个例如台式蒸汽灭菌装置之类的小型蒸汽灭菌装置的费用，这样发明者就设计出第四基本结构。

亦即，第四基本结构是一种包括以下部件的蒸汽灭菌装置：一个容器，它是一个压力容器且在其中设置了一个用来对容纳于其中的物品进行灭菌的灭菌腔和一个贮水部分；和用来加热存储在贮水部分中的水以在容器中产生蒸汽的装置，其中，加热装置包括：一个蓄热槽，在其中一个蓄热部分填充有固体蓄热材料和液体蓄热材料，且还设置了一个用来加热蓄热部分的加热器和一根穿过蓄热部分以在加热蓄热部分中加热水并吹出过热蒸汽的传热管；和一根过热蒸汽供应管，它与传热管相连以使在蓄热部分中所产生的过热蒸汽穿过贮水部分。

在第四基本结构中，较佳的是固体蓄热材料包括选自氧化镁、磁铁矿石、二氧化硅、氧化铝中的一种或多种材料制成的颗粒，以及/或者液体蓄热材料为硝酸盐。

附图说明

在这些附图中，图1是本发明的饱和蒸汽发生装置的一个实施例的示意图；图2是图1中所示的一个蓄热槽10的剖面图；图3A和3B是填充在一个蓄热部分42中的蓄热材料的说明图；图4是蓄热槽的输出热量相对于过去的时间的变化图；图5是本发明的一个包括图1所示饱和蒸汽发生装置的蒸汽灭菌装置实施例的示意图；图6、7、8及9是本发明蒸汽灭菌装置的其它实施例的示意图；图10是蒸汽灭菌装置其它实施例的局部示意图；图11和12是蒸汽灭菌装置其它实施例的局部示意图；图13是传统的蒸汽灭菌装置的示意图；图14是在图13所示灭菌装置中所进行的传统的蒸汽灭菌方法的说明图；以及图15是另一个传统的蒸汽灭菌装置的示意图。

具体实施方式

在图1中示出了涉及第一基本结构的一个饱和蒸汽发生装置的示意图。图1所示的饱和蒸汽发生装置包括一个蓄热槽10和一个饱和蒸汽发生槽12。

在蓄热槽10中设有一根传热管16，水由一泵供应到传热管16的一端，并且从其另一端取出过热的蒸汽。将从传热管16另一端取出的过热蒸汽引入到一个加热器20，该加热器20设在一个构成一饱和蒸汽发生槽12的蒸发槽18中，然后这些过热蒸汽对存储在蒸发槽18中的水22进行加热而产生饱和蒸汽，且过热蒸汽本身被冷却而冷凝。

过热蒸汽凝结的冷凝水通过一个放泄弯管24与蒸汽分离，并经由一根排出管26从系统中排出。

较佳的是，由泵14所供向传热管16的水是经过处理的水，即用离子交换树脂等从中除去镁离子、钙离子。

必需在产生饱和蒸汽的蒸发槽18中存储一规定量的水22，但在蒸发槽18中的水22的水表面会由于气泡而不稳定，所以难于测得在蒸发槽18中的水22的水位。因此，在图1中的饱和蒸汽发生装置有一个包括水位检测装置的水位检测槽28，水位检测装置带有气相和液相连通的连通管25和25，以达到存储在蒸发槽18中的水22的水位。在水位检测槽28中，水22的不稳定水表面符合了标准，故能容易地对水22的水位进行检测。

图1所示的水位检测槽28的水位检测装置是一个浮体式液位计30；当水22的水位下降，液位计30的浮体就下移，一纯水供应管32的入口就打开，并且开动一个与纯水供应管32相连的泵34，以向水位检测槽28供应纯水。

另一方面，当水22的水位上升到一个规定的水位，液位计30的浮体上移，并关闭纯水供应管32的入口，泵34也停止工作。

可注意到，如果能竖向变化水位检测槽28的位置，那么就能将蒸发槽18中的水22的水位调节到一个合适的水位，在该水位处可以获得加热器20的合适的热交换性。

从一蒸汽管36取出在蒸发槽18中产生的(纯水的)饱和蒸汽并将其供应到一个旋风分离器38，它用作一个除去饱和蒸汽中的冷凝水的装置。

已由旋风分离器38除去了冷凝水的饱和蒸汽经由管道40供向用户。在该蒸汽中不包含水调节剂，所以它可适用于蒸汽灭菌。

可注意到，可以由精密过滤或者消电离处理来获得供应到水位检测槽28中的纯水。

图1中所示的饱和蒸汽发生装置的蓄热槽10的一种结构示于图2。图2中所示的蓄热槽10有一个蓄热部分42，其中填充了固体蓄热材料和液体蓄热材料，并且在所述部分中还设置了用来加热蓄热材料的一个加热器44和由泵14向其供应水的传热管16。蓄热部分42的外周表面覆有隔热材料46，以防止从蓄热部分42发生的热辐射。

填充在蓄热部分42中的固体蓄热材料包括具有不同直径的固体蓄热颗粒，各粒径较小的固体蓄热颗粒设置在粒径较大的固体蓄热颗粒之间，并且用液体蓄热材料填充蓄热颗粒之间的间隙。

在图3中示出了填充有蓄热材料的蓄热部分42。在图3A中，由具有较大粒径的固体蓄热颗粒48a和具有较小粒径的固体蓄热颗粒48b所构成的固体蓄热材料和液体蓄热材料50填充，各固体蓄热颗粒48b设在固体蓄热颗粒48a之间，并且固体蓄热颗粒48a和48b之间的间隙填充液体蓄热材料50。

在图3B中，蓄热部分42中填充了三种固体蓄热颗粒和液体蓄热材料。诸固体蓄热颗粒为具有大粒径的固体蓄热颗粒48a、具有小粒径的固体蓄热颗粒48b以及具有中等粒径的固体蓄热颗粒48c，颗粒48c的粒径比颗粒48a的粒径小且比颗粒48b的粒径大；各固体蓄热颗粒48c设置在固体蓄热颗粒48a之间；并且各固体蓄热颗粒48b设置在固体蓄热颗粒48a和48c之间。此外，固体蓄热颗粒48a、48b及48c之间的间隙由液体蓄热材料50填充。

如图3A和3B所示，在具有较小粒径的固体蓄热颗粒设置在具体较大粒径的固体蓄热颗粒之间且固体蓄热颗粒之间的间隙由液体蓄热材料填充的蓄热部分42中，具有不同粒径的固体蓄热颗粒的填充密度可比具有相同粒径的固体蓄热颗粒的填充密度大，以能提高蓄热容量和对传热管的导热率。

较佳的是，图3A和3B中所示的固体蓄热颗粒包括用选自氧化镁、磁铁矿石、二氧化硅、氧化铝中的一种或多种材料制成的颗粒，液体蓄热材料则为硝酸盐。硝酸盐在室温下固化；它在142℃或更高的温度下融化并形成为液体。

在本实施例的蓄热部分42中，固体蓄热材料包括粒径为7-10毫米的较大氧化镁颗粒和粒径为1毫米或更小的较小氧化镁颗粒，且氧化镁颗粒的总重为1800千克；液体蓄热材料是硝酸盐，其重量为370千克。在蓄热部分42中的蓄热材料由55％的较大氧化镁颗粒、25％的较小氧化镁颗粒及20％的硝酸盐构成。

在蓄热部分42中设置了电功率为27千瓦的加热器44和传热面积为3.4平方米的传热管16，并且蓄热部分42被包裹在隔热材料46之中。隔热材料46是多微孔材料，它主要由二氧化硅和氧化钛组成，且厚度为50毫米。蓄热槽10的尺寸如下：厚度830毫米、宽度1200毫米、高度1900毫米及重量3000千克。

在夜间向在蓄热槽10中的电加热器44供电约10小时，然后在传热管16一出口处的水压为0.5兆帕的状态下，向传热管16连续供应水，并对蒸汽和蓄热材料的温度进行观测。测得的结果示于图4。

在图4中，曲线“A”示出了在传热管16的入口附近的蓄热材料的温度；曲线“B”示出了在传热管16中间部分附近的蓄热材料的温度；及曲线“C”示出了在传热管16的出口附近的蓄热材料的温度。蒸汽的温度是从传热管16的出口吹出的蒸汽的温度。此外，相对于过去的时间的发热量变化也示于图4，该发热量是基于在传热管16出口处的蒸汽温度和供应到传热管的水的量来计算得到。

如图4清楚地所示，蓄热材料被加热至500℃的高温，并且从传热管16吹出500℃的过热蒸汽。过热蒸汽可以连续吹出约四个小时。即使所吹出的过热蒸汽的温度降至500℃或更低，仍会继续吹出过热蒸汽；过热蒸汽可以连续吹出八个小时或更长的时间。发热量可从开始时稳定约七个半小时。

从事实中可以理解：在传热管16入口附近的蓄热材料的温度在开始时是下降的；在传热管16中间部分附近的蓄热材料的温度在两个半小时过去时开始下降；以及在传热管16出口附近的蓄热材料的温度在五小时过去时开始下降。通过逐渐改变从传热管16取出热量的位置，就能稳定从传热管16吹出的过热蒸汽的温度和发热量。

通过使用电加热器44，就可以用洁净的电能来加热蓄热材料；此外，通过使用廉价的夜间电力，就能用洁净、廉价的能源来产生过热蒸汽。

在一个能产生八小时或更长时间的过热蒸汽的普通重油燃烧锅炉中，必需有一油箱、一供油管、一通风管、一排出管等，以致锅炉必须是大型的。另一方面，在图2所示的蓄热槽中，用电加热器44来加热蓄热材料，所以无需例如油箱之类的附加的设备，蓄热槽可以是小型的。

理论上可以通过添加水滴来调节从传热管16吹出的过热蒸汽的湿度以产生饱和蒸汽，但实际上很难调节该湿度，尤其是在短时间中变化饱和蒸汽使用量的情况下，则更为困难。

另一方面，在图1所示的饱和蒸汽发生装置中，由于从蓄热槽10的传热管16的出口吹出的过热蒸汽被引入到用作加热在蒸发槽18中的纯水22的加热源并产生饱和蒸汽的蒸发槽18的加热器20，所以能稳定地向短时间内饱和蒸汽的使用量会变化的设备供应饱和蒸汽。

在图5中示出了一个蒸汽灭菌装置，它是具有图1所示饱和蒸汽发生装置的设备的一个例子，且其中饱和蒸汽的使用量在短时间内会发生变化。

图5中所示的蒸汽灭菌装置是本发明第二基本结构的一个例子。该蒸汽灭菌装置的一个本体50包括：一个带有一将于其中容纳所要灭菌的物品的灭菌腔52的内筒54、一个位于内筒外面的外筒56、以及一个设置在内筒54和外筒56之间的护套58。

在图5所示的蒸汽灭菌装置中，将在一个大型锅炉中所产生的蒸汽经由一根带有一控制阀60的蒸汽管62引入到护套58中，以仅对内筒54进行加热。加热内筒54的蒸汽凝结并形成为冷凝水，并且该冷凝水经过一排出管64的放泄弯管66排出到系统外面。

一根带有一过滤器68和一控制阀70的管道72与灭菌腔52相连以将空气引入到灭菌腔52中，并且图1所示的饱和蒸汽发生装置的供应管40与管道72相连，它们的连接点位于控制阀70和灭菌腔52之间；有着这样的结构，就能通过打开供应管40的控制阀74，直接将饱和蒸汽(纯水蒸汽)供应到灭菌腔52中。

已供应到灭菌腔52中并已加热和灭菌了物品的蒸汽的冷凝水经由一排出管76和一放泄弯管78排出，并且在灭菌腔52中的蒸汽经由一旁通于放泄弯管78的控制阀80排出。

当在灭菌腔52中的压力降至大气压力时，关闭控制阀80，开动一个水环式真空泵82并打开一真空管84的一控制阀86，以在灭菌腔52中产生一个真空的状态。这是为了干燥在灭菌时被纯水蒸汽的凝结水弄湿的物品。

当在灭菌腔52中的压力上升到大气压力且从其中取出了灭菌好的物品时，打开控制阀70以将洁净的空气经由过滤器68引入到灭菌腔52中。

可注意到，当真空泵抽吸在灭菌腔52中的蒸汽时，由于这蒸发会损失在水环式泵82中的一部分密封水，但密封水的损失可以通过管道88来弥补。

下面将参照图14对在图5所示的蒸汽灭菌装置中进行蒸汽灭菌的步骤进行说明。在图14中示出了相对于过去的时间的灭菌腔内部压力的变化。

蒸汽灭菌的诸步骤为调整(真空)步骤、灭菌步骤、排出步骤、干燥步骤以及结束步骤。

首先，在气密地封闭其中已放入了所要灭菌的物品的灭菌腔52之后，开始调整(真空)步骤。在调整(真空)步骤中，打开控制阀60以将在大型锅炉中产生的蒸汽引入到护套58并且加热灭菌腔52，然后开动真空泵82并打开控制阀86以从灭菌腔52排出空气和在其中产生真空状态。

通过打开控制阀74，将已在蒸发槽18中发生并经由蒸汽管36取出、且由旋风分离器38去除了冷凝水的纯水蒸汽供应到灭菌腔52中，以升高灭菌腔52中的压力并对其中的物品进行灭菌。

在打开控制阀80以排出灭菌腔52中的空气并且回到大气压力之后，开动真空泵82并打开控制阀86以在其中产生真空状态。然后，调整步骤交替地重复两个动作：一个真空供应的动作，其中将纯水蒸汽供应到真空的灭菌腔52中；和一个排出动作，从其中排出纯水蒸汽，真空供应动作一排出动作的循环重复多次。实施调整(真空)步骤是为了能可靠地排出物品中的空气和在蒸汽供入灭菌腔52中以加热物品时提高物品的内部温度及其表面温度，如下文所述。

当在调整(真空)步骤中对物品进行充分加热之后，打开控制阀74以将饱和的纯水蒸汽供应到灭菌腔52中，直至达到规定的压力，然后将灭菌腔52中的压力和温度保持一段规定的时间。通过这样的动作，就能杀灭置于灭菌腔52中的物品上所粘附的细菌。

然后，通过打开控制阀80来排出在灭菌腔52中的加压蒸汽，并且开始对在灭菌步骤中被弄湿的物品进行干燥的干燥步骤。

在干燥步骤中，加压蒸汽已经从灭菌腔52排出并且灭菌腔52中的压力也已下降到大气压力，然后通过打开控制阀86(关闭控制阀80)和开动真空泵82来进一步降低灭菌腔52的内部压力，直至真空状态，以蒸发粘附在所灭菌物品上的水。

通过蒸发包含在物品中的水，物品的温度下降，因此打开控制阀70以将加热了的洁净空气引入到灭菌腔52中并升高灭菌腔52的内部压力至接近大气压力，以使物品的温度升高。此外，再次在灭菌腔52中产生真空状态以干燥物品，然后向其中引入加热的洁净空气，交替地重复多次加热动作和降压动作，以完全干燥物品。重复两动作的原因是如果物品没有充分干燥就从灭菌腔52取出，在空气中的细菌就会粘附在物品上并且在其上繁殖。

在完成了干燥步骤之后，通过打开控制阀70来将洁净的空气引入到灭菌腔52中。

可注意到，在诸步骤中蒸汽是供应到护套58的，所以灭菌腔52总是加热的。

如在示出了在调整(真空)步骤和灭菌步骤中灭菌腔中的内部压力变化的图14中清楚地可见，纯水蒸汽是间歇地供应到灭菌腔52内的，带有蓄热装置10的饱和蒸汽发生装置能毫无问题地供应纯水蒸汽。

此外，饱和蒸汽发生装置是小型的，所以它能方便地装附在蒸汽灭菌装置的本体50的背面或一侧表面上。

在图1中所示的饱和蒸汽发生装置能方便地应用于从一个大型锅炉向灭菌腔52供应蒸汽的传统的蒸汽灭菌装置，并且可向灭菌腔52供应纯水蒸汽。

在图1和5所示的饱和蒸汽发生装置中，纯水由泵34供向与蒸发槽18连通的水位检测槽28；较佳的是，如图6所示，向水位检测槽28供应预热的纯水，以减少在蒸发槽18中产生饱和蒸汽所要的热量值。

在图6中所示的饱和蒸汽发生装置中，在一向蒸发槽18供应纯水的供水槽90中设有一个加热器92，以加热蒸发槽18中存储的纯水；由饱和蒸汽凝结所形成的冷凝水经由放泄弯管24和排出管26供应到加热器，以加热供水槽90中的纯水。加热了的纯水由泵34供应到水位检测槽28。

在图1、5及6中，供应到蓄热槽10的传热管16的水与供应到水位检测槽28的水是不同的；在图7中，向传热管16供应纯水，亦即能从同一供水槽90将纯水供应到蓄热槽10的传热管16和水位检测槽28。

在将纯水供应到蓄热槽10的传热管16和水位检测槽28的情况下，在加热器20的下面设置了一根用来取出一部分的冷凝水和一部分的过热蒸汽的管道96，并且可将一部分的冷凝水和一部分的过热蒸汽引入到存储水22，以提高热效率。

此外，经由放泄弯管24排出到排出管26的冷凝水可以回到供水槽90以重新利用，并且这些水还能加热供水槽90中的水。通过将加热的纯水供应到已加热到很高温度的传热管16，就可减轻由于将冷纯水供应到传热管16而导致的热冲击。

在图5所示的蒸汽灭菌装置中，将加热的洁净空气引入灭菌腔52以加热和干燥已灭菌的物品；过热的蒸汽可以用来干燥在蒸汽灭菌装置中的物品，如图8所示。通过使用过热蒸汽来干燥物品，就能省去用于加热空气的加热器，并且蒸汽灭菌装置就可以是小型的。

图8所示的蒸汽灭菌装置是本发明第三基本结构的一个例子，并且该蒸汽灭菌装置的本体50包括：一个带有一将于其中容纳所要灭菌的物品的灭菌腔52的内筒54、一个位于内筒54外面的外筒56、以及一个设置在内筒54和外筒56之间的护套58。

饱和蒸汽经由一根带有一控制阀61的蒸汽管引入到护套58中，并且通过一根带有一控制阀55的管道57将已经引入到护套58中的饱和蒸汽引入到灭菌腔52内。

一端设有过滤器68并且一中间部分设有一控制阀70的管道72与灭菌腔52相连，以将穿过过滤器68的洁净空气引入到灭菌腔52内。管道72没有设置用来加热穿过管道72的空气的装置。

用来引入过热蒸汽的管道40与灭菌腔52相连，并且在管道40的一中间部分设置了控制阀74。

已被引入到护套58中的一部分饱和蒸汽通过从外筒56的外表面和内筒54的内表面的热辐射而凝结并形成为凝结水，并且该凝结水经由其一端与护套58相连的管道64的放泄弯管66排出。

已被引入灭菌腔52的一部分饱和蒸汽凝结并形成为凝结水，并且凝结水通过其一端与灭菌腔52相连的管道76的放泄弯管78排出。其中一端与真空泵82连接且中间部分与控制阀86连接的管道84连接到管道76的一个连接位置上，该连接位置位于灭菌腔52和放泄弯管78之间。

可注意到，一根管道81旁通于放泄弯管78，并且在管道81的中间部分设有控制阀80。

控制阀55、61、74、80及88分别由一个控制部分71来打开和关闭，以施行灭菌的诸步骤(下面的描述中略去了控制部分71为打开和关闭控制阀55、61、74、80及88而发出信号的动作的描述)。

首先，在气密地封闭其中已放入了所要灭菌的物品的灭菌腔52之后，开始调整步骤。调整步骤交替地重复两个动作：一个加热动作，用来通过打开管道57的控制阀55，将已经由管道63和控制阀61引入到护套58的饱和蒸汽引入到灭菌腔52中，来加热容纳在灭菌腔52中的物品；和一个降压动作，用来通过开动真空泵82和打开控制阀86，降低灭菌腔52的内部压力以从其排出空气和蒸汽。

在调整步骤中对物品进行充分加热之后，打开控制阀55以将饱和的纯水蒸汽供应到灭菌腔52中，直至达到规定的压力，然后将灭菌腔52中的压力和温度保持一段规定的时间。通过这样的动作，就能杀灭置于灭菌腔52中的物品上所粘附的细菌。

然后，通过打开控制阀80来排出在灭菌腔52中的加压蒸汽，并且开始对在灭菌步骤中被弄湿的物品进行干燥的干燥步骤。

在干燥步骤中，加压蒸汽已经从灭菌腔52排出并且灭菌腔52中的压力已下降到大气压力，然后通过打开控制阀86(关闭控制阀80)和开动真空泵82来进一步降低灭菌腔52的内部压力至真空状态，以蒸发粘附在已灭菌物品上的水。

通过蒸发包含在物品中的水，物品的温度下降，因此打开控制阀74以经由管道40将过热蒸汽引入到灭菌腔52中并升高灭菌腔52的内部压力至接近大气压力，以使物品的温度升高。

引入到灭菌腔52中的过热蒸汽的热容量比加热的空气的热容量大；因此，用来加热物品至规定温度所要求的过热蒸汽体积比所要求的加热的空气的体积少。

在相同的压力之下，在过热蒸汽中的单位体积的水量比饱和蒸汽中的单位体积的水量少；即使将过热蒸汽引入到灭菌腔52中以升高由于在降压大气下蒸发而温度降低的物品的温度，过热蒸汽也能升高物品的温度而不会显著地弄湿它们。

再次降低灭菌腔52的内部压力，以干燥其温度已通过将过热蒸汽引入到灭菌腔52中而升高了的物品。

在干燥步骤中，交替地重复将过热蒸汽引入到灭菌腔中以加热物品的加热动作和通过降低灭菌腔52的内部压力来从物品蒸发水分的降压动作，以完全干燥物品。

在完成了干燥步骤之后，通过打开控制阀70来将洁净的空气引入到灭菌腔52中。

可注意到，在诸步骤中蒸汽是供应到护套58的，所以灭菌腔52总是加热的。

经由管道40引入到灭菌腔52中的过热蒸汽是从图2中所示的蓄热槽10供应来的。已经说明过图2中所示的蓄热槽10，因此下文将略去对其的描述。

在图8所示的蒸汽灭菌装置中，本体50具有一个包括内筒54和外筒56的双层壁结构。

但是，在图8中所示的蒸汽灭菌装置的干燥步骤中，是使用过热蒸汽来代替加热的空气，所以用来加热所要引入到灭菌腔52中的加热空气的管道72就无需缠绕在外筒56的外表面上。

因此，如图9中清楚地所示，本体75可以是一个带有灭菌腔的单层壁压力容器77。压力容器77的结构比图5中所示的双层壁压力容器的结构更简单。

由于图9中所示的压力容器没有护套，所以由管道63引入的饱和蒸汽就直接供应到灭菌腔52。

灭菌腔52通过管道63所引入的饱和蒸汽或者管道40所引入的过热蒸汽来加热；较佳的是，通过一隔热层材料来减少来自压力容器77的热辐射。

可注意到，在图9中，与在图5中所示的蒸汽灭菌装置的结构构件相同的那些构件标识与图1相同的标号，并略去对其的详细说明。

在图5和9所示的蒸汽灭菌装置中，用水环式真空泵82作为降低灭菌腔52内部压力的装置；在图10中，用一个喷水器单元来作为降压装置。

在喷水器单元中，在与灭菌腔52相连的管道76中设置了一个三向阀41，喷水器45的一个空气抽吸部分与三向阀41的一个阀座相连，并且一根用于释放灭菌腔52内部压力的管道43连接在三向阀41的另一个阀座上。

所要喷射的水由一个泵49经由一根管道51从一个水槽47供应到喷水器45；从喷水器喷出的水经由一管道83回到水槽47。

通过与灭菌腔52中的蒸汽接触，从喷水器45喷射出的水蒸发，这样用一个浮体式液位计97对水槽47的水位进行检测，并且经过一管道95补充水来保持该水位。

存储在水槽47中的水从喷水器45中喷出并循环，所以存储的水的温度逐渐上升。另一方面，随着从喷水器45喷出的水的温度上升，在灭菌腔52中的真空度就降低。因此，用一个热传感器“T”来测量水槽47中水的温度；当水的温度超过一个规定的温度时，从管道95分支出的一管道99的控制阀59就打开，以向水槽47中供应水并调节水槽47中所存储的水的温度。

可注意到，由凝结在灭菌腔52中所供应的蒸汽而形成的凝结水经由一个放泄弯管93排出，该放泄弯管93设在从管道76分支出的一管道91上。

在利用图10中所示的喷水器来降低灭菌腔52的内部压力的情况中，灭菌腔52通过三向阀41与管道43相连以释放灭菌腔52内部的压力。

当灭菌腔52的内部压力达到大气压力时，灭菌腔52通过三向阀41连接到喷水器45，并且由泵49向喷水器45供应水。

之后，当灭菌腔52的内部压力达到规定的真空度，三向阀41就进入一个中性状态，灭菌腔52就被包括在一个密封的系统中，并且泵49停止工作。

图10示出了喷水器单元，但也可以采用一个不喷射水而喷射空气的空气喷射器单元。

在一个空气喷射器单元中，真空度取决于空气的温度；较佳的是，空气喷射单元设置有用来调节空气温度的装置。

在上面所述的诸实施例中，在于灭菌之后进行的干燥步骤中使用过热蒸汽，但在调整步骤中也可以使用过热蒸汽来升高所要灭菌的物品的温度。

在上述的诸实施例中，蓄热部分42填充了具有不同粒径的固体蓄热材料，各较小的固体蓄热颗粒设置在较大的固体蓄热颗粒之间，且蓄热颗粒之间的间隙由液体蓄热材料填充；在产生的饱和蒸汽量小且蓄热槽10的蓄热容量也小的情况下，可以用具有大致相同直径的固体蓄热颗粒和液体蓄热材料来填充蓄热部分42。

在图1、5、6及7所示实施例中，向水位检测槽28供应纯水；如果无需纯水流，那么也可以使用通过离子交换树脂去除了镁离子、钙离子等的处理水，以防止水垢的沉积和导热性的下降。

图1中所示的饱和蒸汽发生装置除了用来向蒸汽灭菌装置供应饱和蒸汽之外，也可以向一干洗精整装置供应饱和蒸汽。此外，图1中所示的饱和蒸汽发生装置不仅能用于其中所用饱和蒸汽量变化的设备，也能用于其中在一规定时间内使用固定量的饱和蒸汽的设备。

可注意到，是用电加热器44来加热在蓄热槽10中的蓄热材料的，但是也可以使用其它的加热装置作为加热器，例如从工厂排出的高温气体、锅炉产生的蒸汽。

在图5、8及9中所示的蒸汽灭菌装置是安装在医院中的大型蒸汽灭菌装置；在图11中示出了一个较佳地在一诊所中使用的小型或台式蒸汽灭菌装置。

在图11中所示的蒸汽灭菌装置包括：一个容器部分331，它是一个包括一灭菌腔332的压力容器；一个设置在容器部分331下部的贮水部分334；以及用来加热存储在贮水部分334中的水的加热装置339。加热装置339包括一个设在贮水部分334中的加热器336和能加热加热器336的蓄热槽10。

可注意到，蓄热槽10是与其中设置灭菌腔332的本体330a分离的，它的结构与图2-4中所示的蓄热槽10的结构相同，所以略去对其的说明。

一供水槽364与蓄热槽10相连，从供水槽364供应来的水在蓄热槽10中被过热，并且作为过热蒸汽供应到一蒸汽管336中。已与在贮水部分的水交换了热量的过热蒸汽凝结并回到供水槽364以重复利用。

容器部分331是能气密封闭并包括一块其上将安置所要灭菌的物品(未图示)的板333的压力容器。

压力容器331在板333下方的一部分内部空间形成为一个水槽或贮水部分334。在灭菌步骤中，加热在贮水部分334中的水以使容器331中充满蒸汽。

存储在一水槽342中的水经由一供水管340供应到贮水部分334中，在该供水管340的中间部分设置了一个三向控制阀344。三向控制阀344的诸部分中的一个经由管道345与水槽342中的凝结管348相连。

可注意到，水槽342有一个用作一排出管和一液位计的管子361。

前端设有一个空气泵347、中间部分设有一个过滤器349、一个控制阀350及一个加热器351的管道352与容器331的灭菌腔332相连，以抽吸空气。

在灭菌腔332中的空气经由一排出管354排出。一个电磁阀355与排出管354相连；排出的蒸汽经由电磁阀355被引入到水槽342中的一凝结管356中。

排出管354还与一压力计359相连，在水槽342中设有一个排出压力开关357和一个安全阀358。

设在贮水部分334中以过热水的蒸汽管336是金属管，并且在蓄热槽10中所产生的过热蒸汽穿过它。金属管浸入在贮水部分334的水中，以使过热蒸汽的热量传导到水并且对水进行加热。

较佳的是，蒸汽管336缠绕成螺旋状或形成为波浪形以使传热面积更大。

传热管16设在蓄热槽10中，并且一从供水槽364延伸出的供水管365与传热管16的一端相连。在供水槽364中的水由一泵366供应到在蓄热槽10中的传热管16中；从传热管16的另一端取出由蓄热槽10中的蓄热材料所产生的过热蒸汽。

一根延伸到贮水部分334的管道368与传热管16的另一端相连。管道368在贮水部分334中与蒸汽管336的一端相连，以将过热蒸汽供应到贮水部分334中。

一根延伸到供水槽364中的管道369在贮水部分334中与蒸汽管336的另一端相连。管道369将由在贮水部分334中的热交换所形成的凝结水送回到供水槽364。有着这样的结构，在供水槽364中的水就经由蓄热槽10和蒸汽管336循环。

较佳的是，将用离子交换树脂除去了镁离子、钙离子的处理水用作存储在供水槽364中并在蓄热槽10中被过热的水，以防止在传热管16和蒸汽管336中的水垢沉积。

如图4中所示，在蓄热槽10中，在对蓄热槽10中的电加热器施加了10小时的夜间电力之后，电加热器将蓄热材料加热到500℃的高温；从传热管16吹出的蒸汽的温度也为500℃。

此外，500℃的过热蒸汽可以连续吹送四个小时。即使过热蒸汽的温度降至500℃以下，仍会吹出过热蒸汽；过热蒸汽可以吹出八小时或更长的时间。所输出的发热量可从开始时稳定约七个半小时。

通过采用蓄热槽10，可用廉价的夜间电力来加热蓄热材料，所以可以获得清洁和廉价的过热蒸汽。

在图11所示的包括蓄热槽10的蒸汽灭菌装置中，使用通过廉价的夜间电力所预先存储的热量来产生过热蒸汽，而不是用一个电加热器，所以能降低蒸汽灭菌装置的费用。

图11所示的蒸汽灭菌装置330是一个水平式的蒸汽灭菌装置；在图12中示出了一个竖向式蒸汽灭菌装置。

与图11中所示的水平式蒸汽灭菌装置330不同，在图12中所示的一个蒸汽灭菌装置480中，一个容器部分431是竖向安装的，并且容器部分431的一开口部分431a是朝向上面的。构成图11所示的蒸汽灭菌装置330的结构构件标识了相同的符号，并略去对它们的说明。

竖向式灭菌装置480包括：容器部分431，它是一个包括一灭菌腔432的压力容器；一个为容器部分431下部的贮水部分434；以及用来加热存储在贮水部分434中的水的加热装置439。

在一些情况中，一个用来补充水的水槽连接到贮水部分434，但在本实施例中省去了它。在容器部分431中设有一块板433，其上安置所要灭菌的物品。

在贮水部分434中的水通过一个设在一根管道483上的排出阀482排出。

一根设置了一过滤器486和一放泄弯管488的管道489与灭菌腔432相连，并且一个排出瓶492经由一排出管491连于其上，并且排出管491上设置了一个排出阀490。

在竖向式蒸汽灭菌装置480中，存储在贮水部分434中的水也由加热装置439进行加热。

加热装置439包括：包括蓄热部分的蓄热槽10，蓄热部分中填充了固体蓄热材料和液体蓄热材料，并且其中还设置了用来加热蓄热材料的电加热器和由泵366向其供水的传热管16；和一根用来将在蓄热槽10中已产生的过热蒸汽引入贮水部分434以于其中加热水的蒸汽供应管436。

可注意到，蓄热槽10是与包括灭菌腔432的本体480a分离的。

穿过蒸汽供应管436、已经与贮水部分434中的水交换了热量的过热蒸汽凝结，并且将凝结水送回到供水槽364。在供水槽364中的水再次被供应到蓄热槽10以产生过热蒸汽。

在图12所示的竖向式蒸汽灭菌装置480中，用由廉价的夜间电力所存储的热量产生的过热蒸汽在蒸汽灭菌装置480中产生蒸汽。因此，能降低图12所示的蒸汽灭菌装置480的费用。

工业可应用性的领域

第一基本结构的饱和蒸汽发生装置带有用来加热存储水和产生饱和蒸汽的加热源，并且它可以是小型的。因此，可以与大型锅炉分开地产生饱和蒸汽，所以能添加消耗超过大型锅炉能力的大量蒸汽的设备。

第二基本结构的蒸汽灭菌装置具有包括加热存储水和产生饱和蒸汽的加热源的小型饱和蒸汽发生装置；因此，可以与大型锅炉分开地产生饱和蒸汽，所以能添加消耗超过大型锅炉能力的大量蒸汽的设备。

在本发明的第三基本结构中，能在干燥步骤中干燥在灭菌步骤中被弄湿了的物品，而基本无需使用加热的空气。因此，不需要加热空气以干燥潮湿物品的加热器。此外，过热蒸汽的热容量比加热的空气的热容量大，所以所要求的过热蒸汽的量比所要求的加热空气的量少。与在干燥步骤中用加热的空气干燥在灭菌步骤中弄湿的物品的传统灭菌装置不同，本发明的灭菌装置的结构能得以简化。

通过采用第四基本结构，也可以在一个小尺寸或台式的蒸汽灭菌装置中使用由廉价的夜间电力所存储的热量产生的过热蒸汽来产生用于蒸汽灭菌装置中的蒸汽；因此，能够降低小型蒸汽灭菌装置的费用。

Claims (15)

1.一种饱和蒸汽发生装置，包括：

蓄热槽，所述蓄热槽是在一个有固体蓄热材料和液体蓄热材料填充于其中的蓄热部分内设置传热管和对所述固体蓄热材料和液体蓄热材料进行加热的加热器，该蓄热槽对向传热管中供给的纯水进行加热而产生过热蒸气，

蒸发槽，所述蒸发槽设置有加热器，所述加热器浸入作为贮留水而贮留的纯水中，该蒸发槽被供给在所述蓄热槽中产生的过热蒸气而对所述贮留水进行加热，

水位检测槽，所述水位检测槽设置于所述蒸发槽中，对蒸发槽的贮留水水位进行检测，贮留在蒸发槽中的纯水供给所述水位检测槽，其特征在于，

还设置有排出管，所述排出管设置于所述蒸发槽的加热器上，从所述加热器排出一部分冷凝水和一部分过热蒸气后将它们直接吹入所述贮留水中，并与所述加热器一同将贮留水加热，以产生饱和水蒸气。

2.如权利要求1所述的饱和蒸汽发生装置，其特征在于，填充在所述蓄热部分中的所述固体蓄热材料包括具有不同直径的固体蓄热颗粒，并且各具有较小粒径的固体蓄热颗粒设置在具有较大粒径的固体蓄热颗粒之间，且蓄热颗粒之间的间隙由所述液体蓄热材料填充。

3.如权利要求1所述的饱和蒸汽发生装置，其特征在于，所述固体蓄热材料包括用选自氧化镁、磁铁矿石、二氧化硅及氧化铝中的一种或多种材料制成的颗粒。

4.如权利要求1所述的饱和蒸汽发生装置，其特征在于，所述液体蓄热材料是硝酸盐。

5.如权利要求1所述的饱和蒸汽发生装置，其特征在于，所述加热器是一个电加热器。

6.如权利要求1所述的饱和蒸汽发生装置，其特征在于，还包括用来从所述饱和蒸汽发生槽中产生的饱和蒸汽中去除冷凝水的旋风分离器。

7.如权利要求1所述的饱和蒸汽发生装置，其特征在于，还包括：一个用来向所述饱和蒸汽发生槽供应水的供水槽；和一根排出管，它将所述饱和蒸汽发生槽连接到所述供水槽，以将在所述饱和蒸汽发生槽中用作加热源的过热蒸汽的冷凝水用作加热在所述供水槽中水的一加热源。

8.一种蒸汽灭菌装置，它具有一个其中容纳所要灭菌的物品的灭菌腔和一个向灭菌腔内供应饱和蒸汽的饱和蒸汽发生装置，其中所述饱和蒸汽发生装置包括：

蓄热槽，所述蓄热槽是在一个有固体蓄热材料和液体蓄热材料填充于其中的蓄热部分内设置传热管和对所述固体蓄热材料和液体蓄热材料进行加热的加热器，该蓄热槽对向传热管供给的纯水进行加热而产生过热蒸气，

蒸发槽，所述蒸发槽设置有加热器，所述加热器浸入作为贮留水而贮留的纯水中，该蒸发槽被供给在所述蓄热槽中产生的过热蒸气而对所述贮留水进行加热，

水位检测槽，所述水位检测槽设置于所述蒸发槽中，对蒸发槽的贮留水水位进行检测，贮留在蒸发槽中的纯水供给所述水位检测槽，

排出管，所述排出管设置于所述蒸发槽的加热器上，从所述加热器排出一部分冷凝水和一部分过热蒸气后将它们直接吹入所述贮留水中，并与所述加热器一同将贮留水加热，以产生饱和水蒸气，

将在所述饱和蒸汽发生装置中所产生的饱和蒸汽供应到灭菌腔中的蒸汽供应管。

9.如权利要求8所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于，填充在所述蓄热部分中的所述固体蓄热材料包括具有不同直径的固体蓄热颗粒，并且各具有较小粒径的固体蓄热颗粒设置在具有较大粒径的固体蓄热颗粒之间，且蓄热颗粒之间的间隙由所述液体蓄热材料填充。

10.如权利要求8所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于，所述固体蓄热材料包括用选自氧化镁、磁铁矿石、二氧化硅及氧化铝中的一种或多种材料制成的颗粒。

11.如权利要求8所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于，所述液体蓄热材料是硝酸盐。

12.如权利要求8所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于，所述灭菌腔的一个本体包括：一个在其中容纳所要灭菌的物品的内筒；一个设在内筒外面的外筒；以及一个设在内筒和外筒之间、且向其供应用来加热所述灭菌腔的蒸汽的护套，其中，在所述饱和蒸汽发生装置中所产生的饱和蒸汽直接供应到所述灭菌腔中。

13.如权利要求8所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于，用来加热构成所述饱和蒸汽发生装置的蓄热部分的固体蓄热材料和液体蓄热材料的加热器是一个电加热器。

14.如权利要求8所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于，还包括用来从所述饱和蒸汽发生槽中产生的饱和蒸汽中去除冷凝水的旋风分离器。

15.如权利要求8所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于，还包括：一个用来向所述饱和蒸汽发生槽供应水的供水槽；和一根排出管，它将所述饱和蒸汽发生槽连接到所述供水槽，以将在所述饱和蒸汽发生槽中用作加热源的过热蒸汽的冷凝水用作加热在所述供水槽中水的一加热源。

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