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Heißluftsterilisator
Die Erfindung betrifft einen Heißluftsterilisator
zum Sterilisieren von medizinischen Geräten.
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Bis noch vor kurzem war es üblich, die medizinischen Geräte zum Zweck
ihres Sterilisierens für einen gewissen Zeitraum der Einwirkung von siedendem Wasser
auszusetzen. In neuerer Zeit durchgeführte Untersuchungen haben gezeigt, daß die
sich hierbei ergebende Sterilisationstemperatur von etwa 1000 nicht ausreicht, um
gewisse schädliche Viren abzutöten. Aus diesem Grund geht man immer mehr dazu über,
die Sterilisierung der medizinischen Geräte mit Temperaturen oberhalb 1500 durchzuführen.
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Für eine derartige Sterilisierung von medizinischen Geräten hat sich
die Heißluftsterilisation besonders bewährt. Die medizinischen Geräte stehen hierbei
unter der Einwirkung von Luft, die entsprechend hoch, meist etwa auf 180°, erhitzt
worden ist.
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Zur Beheizung dieser Heißluftsterilisatoren sind bisher zwei verschiedene
Grundgedanken bekanntgeworden.
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Der Grundgedanke der einen Beheizung besteht darin, daß um den metallenen
Außenmantel des Gerätes eine elektrische Heizeinrichtung gelegt ist, die wiederum
nach außen wärmeisoliert ist.. Es er-
folgt zunächst eine Erhitzung
des Außenmantels, von dem aus die Wärme durch Wärmeleitung der in dem Innenraum
des Sterilisators eingeschlossenen Luft zugeführt wird. Das eigentliche Sterilisationsgut
wird also durch die Heißluft auf die notwendige Temperatur gebracht. Derartige Heißluftsterilisatoreu
weisen insbesondere als' Nachteil eine' hohe Heizleistung auf, da die Wärmeverluste
nach außen hin groß sind. Die Anheizzeit ist außerdem sehr lang infolge des schlechten
Wärmeleitvermögens der Luft. Schließlich ergeben sich auch große dem peraturunberslchiede
an verschiedenen Stellen des Innenraumes, ein Mangel, der sich. um so schwerer auswirkt,
je größer der Raum des Sterilisators ist Schließlich ist die Tatsache sehr störend,
daß die Anheizzeit und die Temperaturverteilung stark von der Menge und der Art
des Sterilisationsgutes abhängig sinid.
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Der Grundgedanke der anderen Beheizungsart besteht darin, daß die
Luft des Sterilisationsraumes mittels einer Ventilationseinrichtung über eine Heizeinrichtung
umgewälzt wird, so daß im Sterilisationsraum überall nahezu gleiche Temperaturen
herrschen. Die Wärme wird also von dem Heizgerät auf die Luft durch Wärmeleitung
und Konvektion übertragen. Der entscheidende Nachteil dieserGeräte besteht darin,
daß der technischeAufwand und somit die Herstellungskosten verhältnismäßig groß
sind, was insbesondere für die hitzebeständige Ventilationseinrichtung gilt Damit
im Zusammenhang sind auch die Gesamtabmessungen des, Gerätes im Verhältnis zum Nutzraum
besonders groß.
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Erfindungsgemäß sind zur Behebung dieser Nachteile in einem gegenüber
der Außenluft warmeisolierten Behälter mehrere Einschübe zur Aufnahme der Geräte
übereinander angeordnet, indem gleichzeitig innerhalb des Behälters in dem Raum
neben den Einschubes elektrische Strahlheizkörper angeordnet sind, deren Wärmestrahlung
mittels Reflektoren in den Raum über und unter den Einschüben gestrahlt wird.
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Es, hat sich gezeigt, diaß auf diese Weise eine einwandfreie gleichmäßige
Beheizung des Heißluft sterilisators auf eine Temperatur mögllich ist, die genügend
weit über der notwendigen Sterilisationstemperatur liegt. Indem sehr stark die Wärmestrahlung
der Heizkörper ausgenutzt wird, ist die erforderliche Heizleistung gering, indem
sich gleichzeitig kurze Anheizzeiten ergeben. Eine Ventilationseinrichtung fällt
völlig fort, womit auch der Vorteil verbunden ist, daß keine Frischluft in den Innenraum
des Gerätes während der Sterilisationsperiode eingeführt wird.
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Besondere Vorteile bietet die Ausführung des Erfindungsgedankens
für Heißluftsterilisatoren mit großem Innenraum, wo man bisher ohne be sondere Ventilationsvorrichtung
nicht ausgekommen ist. Bei derartigen Sterilisatoren empfiehlt es sich insbesondere,
die Leistungsaufnahme der untenliegenden Heizkörper derart größer zu machen als
der darüberliegenden Heizkörper, daß die Wirkung der nach oben gerichteten Konvektionsströmung
der Luft ausgeglichen wird. Auf diese Weise ergibt sich bei einem selbst großen
Innenraum des Sterilisators eine gleichmäßige Verteilung der Wärme über den gesamten
Raum.
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Zweckmäßigerweise werden die Heizkörper als Dunkel oder Infrarotstrahler
ausgebildet, also als Strahler, deren Wärmestraltlung eine Wellenlänge besitzt,
die etwa zwischen o,7 bis io,z liegt Mit derartigen Infrarotstrahlern haben sich
besonders günstige Ergebnisse erzielen lassen. Es empfiehlt sich hierbei, den Raum.
zur Aufnahme der Eine schübe von dem Raum zur Aufnahme der Heizkörper durch ein
weitmaschiges Sieb zu trennen, das zwar die Wärmestrahlung hindurchläßt, das aber
geeignet ist, die Heizkörper selbst vor Beschädigungen zu schützen und auch irgendwelche
Verbrennungen der Bedienungsperson zu vermeiden.
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Zweckmäßigerweise sind die Heizkörper auf zwei gegenüberliegenden
Seiten der Einschübe angeordnet, indem ihre Wärmestrahlung gegeneelinander gerichtet
ist. in den meisten Fällen wird sich eine automatische Regelung der Sterilisationstemperatur
als zweckmäßig erweisen, wobei es sich häufig empfehlen wird, die Beheizung der
Heizkörper in den verschiedenen Höhen durch gesonderte Bimetallregler zu regeln.
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Obwohl Luft im wesentlichen diatherman ist, also für Wärmestrahlungen
als praktisch duorchlässig bezeichnet werden muß, hat sich erstaunlicherweise ergeben,
daß die Beheizung des Sterilisators dadurch verbessert wird, daß die Wärmestrahlung
nicht auf die zu sterilisierenden, die Wärmestrahlen im wesentlichen absorbierenden
Geräte gerichtet wird, sondern gerade in die Zwischenräume hinein, dtie zwischen
den Geräten vorgesehen sind. Auf diese Weise wird auch eine Überhitzung der Geräte
selbst vermieden, indem diese im wesentlichen nur auf die Temperatur erhitzt werden,
die die heiße Luft im Innern des Sterilisatons angenommen hat.
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Die Abbildung zeigt einige Ausführungsformen der Erfindung in vereinfachter
Darstellung. Es zeigt Fig. I einen senkrechten Querschnitt durch einen erfindungsgemäß
ausgebildeten Heißluftsterilisator, Fig. 2 einen senkrechten Längsschnitt durch
den Heißluftsterilisator der Fig. I, Fig. 3 einen Schnitt diurch einen Bimetallregler,
wie er durch die Regelung der einzelnen Heizkörper des Erfindungsgegenstandes verwendet
werden kann.
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Gemäß den Fig. I und 2 besteht der Heiß luft sterilisator aus einem
Außenmantel 1, einem Innenmantel oder Innenbehälter z und einer Tür I8, die das
Innere des Innenbehälters 2 abzuschließen vermag. Der Raum zwischen den beiden Mänteln
1 und! 2 ist mit einer Wärmeisolierung 11 versehen, und auch die Tür I8 hat eine
doppelte Wandung, indem deren Zwischenräume ebenfalls wärmeisoliert sind. Das Innere
des Innenbehälters 2 ist mit Leitschienen 4 zur Aufnahme von Einschüben 5 versehen,
die als Platten, Körbe oder Kästen aus-
gebildet sein können. Zu
beiden Seiten dieser Einschübe 5, die nach Öffnen der Tür 18 hineingeschoben werden
können, befinden sich zwei weitmaschige Schutzgitter 3, hinter denen zu beiden Seiten
der Einschübe 5 Heizstäbe 7, 8, 9, 10 angeordnet sind. Diese Heizstäbe sind als
Dunkel-oder Infrarotstrahler ausgebildet und bestehen beispielsweise auf an sich
bekannte Art' aus einem glasierten Keramikkörper mit fest eingebetteten Widerstandsdrähten.
Jeder Infrarotstrahlkörper 7, 8, 9, 10 ist mit einem, Reflektor 6 beispielsweise
aus hochglanzpoliertem Reinaluminium versehen, durch den die Strahlung des Infrarotstrahlers
auf den Innenraum zwischen den beiden Schutzgittern 3 gerichtet wird.
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Im Ausführungsbeispiel sind drei Einschübe 5 übereinander angeordnet,
wobei dann die Heizstäbe 7 derart vorgesehen sind, daß ihre Reflektoren 6 die Wärme
in den Raum unter den untersten Einschub strahlen. Diese Heizstäbe haben die größte
Heizleistung. Die darüberliegenden Heizstäbe 8 sind derart angeordnet, daß ihre
Wärme in den Raum zwischen den untersten Einschub und den mittleren Einschub gestrahlt
wird. Die Heizleistung dieser Stäbe ist geringer als diejenige der Stäbe 7.
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Die weiteren Heizstäbe 9 wind derart angeordnet, daß ihre Reflektoren
6 die Wärme zwischen den oberen Einschub und den mittleren Einschub strahlen. Die
Heizleistung dieser Stäbe ist wiederum geringer als diejenige der Stäbe 8. Die zuoberst
liegenden Heizstäbe 10 sind wiederum derart angeordnet, daß ihre Reflektoren die
Wärme in den Raum zwischen dem oberen Einschub und der Decke des Innenmantels 2
strahlen; deren Heizleistung ist am geringsten.
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Es wird auf diese Weise erreicht, daß die Wirkung der infolge Erwärmung
aufsteigenden: Luft derart ausgeglichen wird, daß sich im wesentlichen über den
gesamten Innenraum des Sterilisators die gleiche Temperatur ergibt. Die Temperaturmessung
kann an beliebiger Stelle, z. B. in Übereinstimmung mit der Abbildung durch ein
in der Tür 18 angebrachtes Winkelthermometer 13, erfolgen. Der Impuls für die Regelung
der Temperatur im Nutzraum kann an beliebiger Stelle, z. B. in bekannter Weise durch
einen unterhalb der Tür I8 angebrachten Stabregler 12, erfolgen. Dieser Regler regelt
dann die Leistungsaufnahme sämtlicher Heizkörper 7, 8, 9, 10.
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Eine Verbvesserung der Temperaturregelung kann durch die Verwendung
von Bimetallreglern erreicht werden. Derartige Bimetallregler werden handelsüblich
hergestellt und bestehen gemäß Fig. 3 aus einem durchbrochenen rahmenförmigen Keramikkörper
I9, der eine federnde Strombrücke 20 trägt, deren freies. Ende einen Kontaktniet
aus Silber oder Platin trägt. Unter der Strombrücke befindet sich eine Bimetallzunge
21, deren freies Ende sich bei Hitzeeinwirkung gegen die Strombrücke 19 legt.
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Mit der Kontaktschraube 22 wird die gewünschte Temperatur eingestellt.
Wenn diese Temperatur überschritten wird, öffnet die Bimetallzunge 21 über die Strombrücke
20 den Kontakt. Mit 23 und 24 sind die Anschlußschrauben für den Stromkreis bezeichnet.
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Gemäß den Fig. I und 2 können derartige Thermoregler den einzelnen
Heizaggregaten zugeordnet werden. Regler 14 hält die Temperatur im Raum zwischen
den beiden Heizungen 71 konstant'.
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Der Regler 15 regelt; so den; Raum zwischen den beiden Heizungen 8,
der Regler 16 den Raum zwischen den beiden Heizungen 9 und der Regler 17 den Raum
zwischen den beiden, Heizungen 10. Wenn die Arbeitstemperatur des Gerätes nicht
konstant, sondern regelbar sein soll, erhält, die Kontaktschraube 22 einen Antrieb
von außen, wobei auf nicht näher dargestellte Weise eine Kopplung mit einem gemeinsamen
Antrieb vorgesehen sein kann, wenn mehrere Regler Verwendung finden.
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Aus der Fig. 1 geht weiter hervor, daß diese Regler in den seitlichen
Strahlungskammern angeordnet sind und somit keinen Platzbedarf im Nutzraum beanspruchen.
Die Wärmestrahlung vermag ohne wesentliche Beeinträchtigung durch den durchbrochenen
Keramikkörper der Bimetallregler 14, 15, 16, 17 hindurchzutreten.
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Derartige Bimetallregler besitzen im Gegensatz zu einem Stabregler
12 eine sehr geringe Wärmeträgheit, sie arbeiten somit sehr präzise, vermeiden einen
größeren Temperaturüberlauf und sind weniger abhängig von der Menge des zu erhitzenden
Gutes. Die Temperatur wird bei dieser Regelt einrichtung in jeder Höhe des Gerätes
kontrolliert, womit sich gleichzeitig der Vorteil verbindet, daß die einzelnen Bimetallregler
eine verhältnismäßig geringe Leistung zu schalten haben, so daß sie handelsüblich
und daher preiswert angefertigt und beschafft werden können.