DE3639371C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen von einem Wirkmedium und/oder Vakuum beaufschlagbaren kesselartigen Raumkörper, insbesondere einen Sterilisator gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei dem Wirkmedium kann es sich z. B. um kalte oder warme Luft, Wasserdampf sowie kalte oder warme Gase oder Ge­ mische hieraus handeln. Die Gase können mehr oder weniger giftig bis hochgiftig sein. Sterilisatoren dienen z. B. zur Sterilisierung von medizinischen Geräten oder operativ in Körper einsetzbaren Gegenständen.

Je nach der Art der Sterilisierung sind bestimmte Programme erforderlich, nach denen die Raumkörper mit einem gas­ förmigen Wirkmedium unter einem vorbestimmten Druck und bei einer gewählten Temperatur eine genau festgesetzte Zeit beaufschlagt werden, ehe das Wirkmedium aus dem Raumkörper abgesaugt wird, bis ein verfahrenstechnischer Zustand erreicht ist. Das Beaufschlagen mit dem Wirkmedium und das anschließende Absaugen kann mehrfach aufeinanderfolgen, um den geforderten Sterilisationsgrad gewährleisten zu können. Bei der Beaufschlagung und Absaugung kann ein be­ stimmter Temperaturwechsel erforderlich sein.

Es versteht sich, daß derartige Raumkörper, die abwechselnd höheren Innen- und Außendrücken ausgesetzt sind, statisch besonders hoch beansprucht sind. Aus diesem Grunde lag es nahe, derartige Raumkörper zylindrisch auszubilden, die durch Stirnwände dicht abgeschlossen sind, wobei wenigstens eine Stirnwand eine mediumdicht verschließbare Beschickungsöffnung aufweist. Beide Stirnwände weisen mediumdicht verschließbare Beschickungsöffnungen auf, wenn das in den Raumkörper einzubringende Gut am einen Ende aufgegeben und am anderen Ende abgezogen wird. Das innerhalb des Raumkörpers zu behandelnde Gut kann sich auf Blechen oder Tablaus befinden, die in den Raumkörper eingeschoben und entsprechend aus dem Raumkörper herausgezogen werden. Das zu behandelnde Gut kann sich aber auch in Behältern oder Boxen befinden, die zum Eintritt des Wirkmediums und zu dessen Absaugung eine Vielzahl von Durchbrechungen aufweisen. In den Raumkörper können ein größerer Behälter oder gleichzeitig mehrere, z. B. vier räumlich in einem Würfel neben- und übereinander angeordnete kleinere Behälter gleicher Größe einsetzbar sein.

Der Energie- und Wirkmedienverbrauch der bekannten, z. B. als Sterilisator verwendeten Raumkörper ist um so größer, je größer der im Raumkörper verbleibende freie Raum (Totraum) ist. Da Behälter und Boxen zur Aufnahme des zu behandelnden Gutes in aller Regel würfel- oder quaderförmige Gestalt besitzen, ist der verbleibende Freiraum bei dem bekannten Raumkörper mit zylindrischer Gestalt relativ groß. Durch die US-PS 20 43 339 sind zylindrische Behälter bekannt, die jeweils konkav eingewölbte Deckel und Boden aufweisen, wobei eine gewisse Verringerung des Totvolumens bereits erreicht, die aber noch nicht befriedigt. Weiter zeigt die US-PS 36 90 500 auch kugelförmige Behälter mit konkaven Einwölbungen, ohne daß auch hier eine befriedigende Verrringerung des Totvolumens erzielt wird.

Man hat daher schon Raumkörper der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen, wobei der freie Innenraum (Totraum) eines solchen Raumkörpers nur wenig größer ausfiel als die äußeren Abmessungen des in den Raumkörper einzusetzenden Behälters bzw. des Behälterstapels. Es ist klar, daß ein derartiger rechteckiger Raumkörper mit relativ geringeren Mengen an Wirkmedium beaufschlagt werden muß und dem­ entsprechend weniger Wirkmedium abgesaugt werden muß als ein entsprechender zylindrischer Raumkörper, der das gleiche Fassungsvermögen zur Aufnahme eines zu behandelnden Gutes aufweist.

Im Gegensatz zu dem zylindrischen Raumkörper, weist der rechteckige Raumkörper aber eine statisch sehr un­ günstige Gestalt auf, so daß die Wandstärken des recht­ eckigen Raumkörpers gegenüber dem zylindrischen Raum­ körper beträchtlich erhöht sein müssen. Hinzu kommt, daß der Boden des rechteckigen Raumkörpers in aufwendiger Weise so gestaltet sein muß, daß sich Kondensat inner­ halb des Behälters an einer tiefsten Stelle sammeln kann, um dort abgesaugt werden zu können.

Um die Wandstärken eines derartigen rechteckigen Raum­ körpers möglichst klein zu halten, sind auch schon recht­ eckige doppelwandige Raumkörper vorgeschlagen worden, wobei zwischen den Wandungen eine Querverstrebung ange­ bracht ist. Nachteilig ist dabei, daß die Schweißnähte an der inneren Wand von außen kaum beobachtbar sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Raumkörper der eingangs genannten Art anzugeben, der ein vergleichsweise geringes oder sogar noch kleineres Totraumvolumen wie der bekannte rechteckige Raumkörper aufweist, der aber wesent­ lich geringere Wandstärken erfordert.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen nach der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteran­ sprüche.

Der erfindungsgemäße Raumkörper weist statisch eine wesent­ lich günstigere Gestalt auf als ein bekannter rechteckiger Raumkörper mit im wesentlichen gleichen Fassungsvolumen. Mit einem erheblich geringeren Gewicht bzw. Masse wird erfindungsgemäß eine statisch wesentlich günstigere Gestalt erzielt. Dabei besitzt der erfindungsgemäße Raumkörper auch eine vergleichsweise größere Wärmeaustauschfläche, was besonders dann von Vorteil ist, wenn verfahrens­ bedingte Temperaturwechsel vorzunehmen sind, die bei der Erfindung mit beachtlich geringerem Energieaufwand durch­ geführt werden können. Der Totraum des erfindungsgemäßen Raumkörpers ist wenigstens so klein, wenn nicht kleiner wie der Totraum eines vergleichsweisen rechteckigen Raum­ körpers.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Raumkörpers er­ geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung für ein Ausführungsbeispiel, das in Gegenüberstellung zu bekannten Raumkörpern in der Zeichnung nur grob schematisch darge­ stellt ist.

Hierin zeigt bzw. zeigen:

Fig. 1 und 2 Querschnitte durch bekannte ver­ gleichbare Raumkörper in grob schematischer Darstellung und

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen er­ findungsgemäßen Raumkörper mit einem vergleichsweisen Fassungs­ vermögen.

Fig. 1 zeigt einen quadratisch durch einen bekannten zylindrischen Raumkörper 1 mit einem quadratischen Be­ schickungsquerschnitt 2 für einen oder mehrere neben und/ oder übereinander angeordnete kastenartige Behälter zur Be­ handlung, bespielsweise Sterilisierung, von bestimmten Gütern. Bei wechselnden Innen- und Außendruckbeauf­ schlagungen weist dieser Körper eine optimal günstige statische Gestalt auf. Der zylindrische Raumkörper 1 ist durch eine vordere und hintere Stirnwand druckdicht abge­ schlossen, die hier nicht dargestellt sind. Es ist klar, daß wenigstens eine der beiden Stirnwände eine druckdicht verschließbare Öffnung aufweist, die etwas größer als der quadratische Beschickungsquerschnitt ist.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen bekannten Raum­ körper 3 mit im wesentlichen quadratischen Querschnitt. Dieser Raumkörper besitzt etwa den gleichen quadratischen Beschickungsquerschnitt 2 wie der bekannte zylindrische Raumkörper nach Fig. 1. Durch die Fig. 1 und 2 wird deut­ lich, daß der Totraum außerhalb des Beschickungsquer­ schnittes 2 bei dem zylindrischen Raumkörper 1 wesentlich größer ist als bei dem quadratischen Raumkörper 3. Es ist allerdings klar, daß der zylindrische Raumkörper 3 gegen innere und/oder äußere Druckmittelbeaufschlagungen eine statisch sehr ungünstige Gestalt aufweist. Bei gleichen Druckbeaufschlagungen muß daher die Wandstärke des quadratischen Raumkörpers 3 wesentlich stärker gewählt werden als die Wandstärke des zylindrischen Raumkörpers 1.

Bei dem zylindrischen Raumkörper 1 kann auf einfache Weise an der tiefsten Stelle Kondensat aus dem Raumkörper 1 leicht und sicher abgesaugt werden. Bei dem quadratischen Raumkörper 3 ist das nur möglich, wenn der Boden 4 in be­ kannter, hier nicht dargestellter, Weise so ausgebildet ist, daß das Kondensat sich an einer tiefsten Stelle sammeln kann, von wo es auf herkömmliche Weise abgesaugt wird.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Raumkörpers 5, der etwa den gleichen Be­ schickungsquerschnitt 2 aufweist, wie die bekannten Raum­ körper 1 und 3. Der erfindungsgemäße Raumkörper besteht aus vier konkav nach innen gekrümmten bzw. gewölbten, im wesentlichen gleich ausgebildeten Seitenwandteilen 6 bis 9, die jeweils mit ihren Längskanten an hohle Vierkant-Eck­ träger 10-13 angeschweißt sind. Wie in Fig. 3 deutlich gezeigt, schließen jeweils benachbarte Längskanten zweier Seitenwände an die benachbarten Kanten eines Vierkant­ profils an, das einen Eckträger bildet.

Der erfindungsgemäße Raumkörper 5 ist statisch offensicht­ lich wesentlich günstiger gestaltet als der bekannte Raum­ körper 3. Dabei ist der Totraum des Raumkörpers 5 außerhalb des Beschickungsquerschnittes 2 wenigstens so klein wie bei dem bekannten Raumkörper 3.

Die Wandstärken der Seitenplatten 6 bis 9 des Raumkörpers 5 können daher wesentlich schwächer dimensioniert werden als beim Raumkörper 3. Dabei bestehen bei dem Raumkörper 5 keine Probleme mit der Absaugung von Kondensat, das sich in den tiefsten Stellen in den Bereichen der Eckträger 10 und 13 sammelt, wo es leicht und sicher abgesaugt werden kann.

Wie bei den Raumkörpern 1 und 3 sind bei dem Raumkörper 5 die vordere und hintere Stirnwand zum dichten Anschluß des Raumkörpers nicht dargestellt. Hierbei kann es sich um quadratische Wandteile handeln, die nicht nur den Innenraum des Raumkörpers dicht abschließen, sondern auch gleichzeitig die hohlen Eckträger dicht abschließen. Solche Stirnplatten sind zweckmäßigerweise mit den stirnseitigen Enden der Seitenwandteile 6 bis 9 und den Eckträgern verschweißt. Dabei weist wenigstens eine der beiden Stirnwände eine druckdicht verschließbare Öffnung auf, die etwas größer ist als der Beschickungsquerschnitt 2.

Vorteilhafterweise weisen die Wandabschnitte 14 bis 17 der hohlen vierkantigen Eckträger 10 bis 13, die jeweils zwischen den Anschlußstellen zweier benachbarter Seitenwände liegen, ein oder mehrere Durchbrechungen, z. B. in der Gestalt von Bohrungen 18 bis 21 auf. Auf diese Weise sind die hohlen Innenräume der Eckträger an den Innenraum des Raumkörpers 5 angeschlossen. Es besteht daher die vorteilhafte Möglichkeit, gasförmiges Wirkmedium z. B. über einen oder beide obere Eck­ träger zuzuführen und dieses über einen oder beide unteren Eckträger abzusaugen.

Kondensat sammelt sich selbsttätig in den beiden unteren Eckträgern an, von wo es leicht vollständig abgesaugt werden kann. Anschlüsse zum An- und Absaugen von Wirkmedium bzw. von Kondensat können sich an einer oder an beiden der vor­ stehend erwähnten Stirnflächen befinden.

Vorzugsweise innerhalb eines der beiden oberen Toträume zwischen der Außenkante des Beschickungsquerschnittes 2 und den gegenüberliegenden Eckträgern 11 und 12 läßt sich eine nicht näher dargestellte Halterungsvorrichtung zur Aufnahme einer Gasflasche 24 anbringen. Hierbei kann es sich zu Sterilisierungs­ zwecken auch um ein hochgiftiges Gas handeln. Dabei ist der Raumkörper 5 mit nicht zur Erfindung gehörenden, an sich bekannten Einrichtungen versehen, die eine Öffnung der Gasflasche 24 erst dann erlauben, wenn der Raumkörper 5 dicht abgeschlossen ist.

An den Eckträgern lassen sich mit Vorteil außen Meßein­ richtungen (Temperatur- und Druckmesser) anbringen, die mit ihren Meßwertfühlern in die hohlen Innenräume der Eckträger hineinragen, welche über die Bohrungen 18 bis 21 mit dem Innenraum des Raumkörpers in Verbindung stehen. Vorteilhaft ist dabei, daß die Anschlußstellen für Meßeinrichtungen sowie die Anschlußstellen für die Zu- und Abführung des Wirk­ mediums bzw. des Kondensats und gegebenenfalls der Anschluß der Halterungsvorrichtung für die Gasflasche 24 an den Eck­ trägern komplett vorgefertigt bzw. vorinstalliert werden können, bevor die Eckträger mit den konkaven Seitenwänden verschweißt werden, die dann ihrerseits vorteilhafterweise keinerlei Anschlußstellen für irgendwelche Geräte mehr benötigen.

Beim Stand der Technik wurden entsprechende Gasflaschen am Deckel des Raumkörpers 3 stehend angebracht. In einer solchen Stellung können sich Schwierigkeiten beim Öffnen der Gas­ flasche und beim störungsfreien Austritt der Gase aus der Gasflasche einstellen. Solche Schwierigkeiten lassen sich bei der erfindungsgemäß liegenden Anordnung der Gasflasche aber sicher vermeiden. Eine solche Anordnung war aber bei dem bekannten quadratischen Raumkörper 3 in dem relativ engen Totraumspalt zwischen der äußeren Begrenzung des Beschickungsquerschnittes 2 und der Innenwand des Raum­ körpers 3 nicht möglich.

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsform nach Fig. 3 beschränkt. So können zwei benachbarte Seitenwände längs ihren eine Längskante des Raumkörpers bildenden Enden auch unmittelbar miteinander verschweißt sein. Dabei können dann innerhalb des Raumkörpers in den Raumkörperecken Querversteifungen bzw. Querstege vorhanden sein, die längs­ seitig mit den benachbarten Seitenwänden innerhalb eines Eckbereiches verschweißt sind. Hierdurch lassen sich in den Eckbereichen mit den Hohlräumen 10 bis 13 der hohlen Eck­ träger äquivalente Hohlräume zum Zu- und Ableiten von Wirkmedium schaffen.

Es ist weiterhin klar, daß die Seitenwände nur paarweise kongruent sein müssen, was der Fall ist, wenn der Querschnitt des Beschickungsraums nicht quadratisch, sondern nur rechteckig ist.

Dem Fachmann ist weiterhin klar, daß die Eckträger jeden anderen Querschnitt aufweisen können. Insbesondere müssen sie nicht hohl ausgebildet sein, wenn sie lediglich zum Anschluß der Seitenwände dienen. So kann es sich auch um vollwandige runde oder eckige Stangen oder auch um I- oder T-Träger handeln. Bei den hohlwandigen Eckträgern kann es sich um Rohre oder auch um Doppel-T- oder Doppel-I-Träger mit doppelwandigen Mittelstegen handeln.

Die Erfindung ist schließlich nicht auf Sterilisierkammern be­ schränkt. Es ist klar, daß der erfindungsgemäße Raumkörper z. B. auch zur Begasung oder Bedampfung von bestimmten zu behandelnden Oberflächen mit einem oder mehreren gasförmigen Wirkmedien in vorbestimmten Verfahrensschritten geeignet sein kann, um hier nur ein von vielen möglichen Beispielen aufzuzeigen. Die Eckträger können erfindungsgemäß auch durch Druck- oder Zugstangen oder Seile außerhalb des Raumkörpers miteinander verbunden sein, wie es in der Fig. 3 gestrichelt angedeutet ist.

Claims (14)

1. Von einem Wirkmedium und/oder Vakuum beaufschlagbarer kesselartiger Raumkörper, insbesondere Sterilisator aus geeigneten Werkstoffen, mit zwei Paaren kongruenter Seitenwände und zwei dicht anschließenden Stirnwänden, von denen wenigstens eine eine mediumdicht verschließbare Beschickungsöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände konkav nach innen gewölbt sind.

2. Raumkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Seitenwände je eines Seitenwandpaares entlang ihren spitzwinklig aneinanderstoßenden parallelen Längskanten miteinander mediumdicht ver­ schweißt sind.

3. Raumkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vier parallele Eckträger aus Stahl vorhanden sind, die jeweils mit benachbarten Längs­ kanten zweier Seitenwände je eines Seitenwandpaares mediumdicht verschweißt sind.

4. Raumkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eckträger voll- oder hohlwandig ausgebildet sind.

5. Raumkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Längskanten zweier zu einer Raumkörperecke gehörenden Seitenwände mit Abstand voneinander an einen Eckträger anschließen.

6. Raumkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die benachbarten Längskanten zweier Seitenwände an die benachbarten Kanten eines rohrförmigen Eck­ trägers anschließen.

7. Raumkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandabschnitt der hohlwandigen Eckträger zwischen den Anschlußstellen der benachbarten Längskanten zweier Seitenwände mindestens eine den Hohlraum des Eckträgers mit dem Inneren des Raumkörpers verbindende Durchbrechung aufweist.

8. Raumkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein hohl­ wandiger Eckträger an eine äußere Mediumbeschickungs­ und/oder Mediumabsaugvorrichtung angeschlossen ist.

9. Raumkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Eckträger wenigstens ein außerhalb des Raumkörpers angeordnetes Meßinstrument trägt, das über den Innenhohlraum des Trägers an das Innere des Raumkörpers angeschlossen ist.

10. Raumkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Raumkörpers wenigstens eine Halterungsvorrichtung zur Aufnahme eines Gasbehälters vorgesehen ist, die in dem freien Raum (Totraum) nahe den benachbarten Längs­ kanten zweier Seitenwände liegend angeordnet ist.

11. Raumkörper nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Raumkörpers nahe wenigstens einer von benachbarten Längskanten gebildeten Ecke des Raumkörpers mindestens eine parallel zu den Längskanten verlaufende steg­ artige Querverstrebung vorhanden ist, die sich mit Längs­ kanten innenseitig an den benachbarten Seitenwänden abstützt.

12. Raumkörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Querverstrebung abgetrennte Teilraum des Raumkörpers im Bereich einer Raumkörperecke über wenigstens eine Öffnung in der Querverstrebung mit dem zentralen Innenraum in Verbindung steht.

13. Raumkörper nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilraum an eine äußere Mediumbeschickungs­ und/oder Mediumabsaugvorrichtung angeschlossen ist.

14. Raumkörper nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecken bzw. die Eckträger des Raumkörpers durch Druck- oder Zugstangen oder Seile miteinander verbunden sind.