JP2001037850A

JP2001037850A - マイクロ波攪拌装置

Info

Publication number: JP2001037850A
Application number: JP11214781A
Authority: JP
Inventors: Yasutoshi Senoo; 泰利妹尾; Hideo Furukawa; 英夫古川
Original assignee: Miura Co Ltd; Miura Institute of Research and Development Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd; Miura Institute of Research and Development Co Ltd
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2001-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】マイクロ波を攪拌する回転体を滅菌槽等の容
器を貫通させないで設ける構造とするとともに、電動モ
ータのような特別な駆動手段を設けない構造とする。【解決手段】滅菌槽１等の容器内にマイクロ波を攪拌
する回転体２１を設け、この回転体２１の攪拌羽根２３
にマイクロ波の照射を受けて発熱する抵抗体２４を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、滅菌装置や乾燥
装置等に用いられるマイクロ波攪拌装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】蒸気滅菌装置は、滅菌槽内に被滅菌物を
収容した後、蒸気を供給し、蒸気の保有する熱により滅
菌処理を行うようになっている。この滅菌処理は、通
常、予熱，排気，給蒸，滅菌および乾燥の各工程からな
っている。まず、前記滅菌槽の外側に設けた蒸気ジャケ
ット内へ蒸気を供給して、前記滅菌槽を予熱する予熱工
程が行われる。つぎに、前記滅菌槽内の空気を排出する
排気工程が行われ、続いて、前記滅菌槽内へ所定圧力ま
で蒸気を供給する給蒸工程が行われる。そして、前記滅
菌槽内の蒸気圧力を前記所定圧力に所定時間維持して被
滅菌物の滅菌を行う滅菌工程が行われる。さらに、前記
滅菌槽内の蒸気を排出し清浄空気を供給する乾燥工程が
行われる。

【０００３】前記乾燥工程では、乾燥を短時間でかつ完
全に行う必要があり、乾燥を促進するためにマイクロ波
を被滅菌物に照射するようにしたものがある。マイクロ
波を照射すると、被滅菌物および被滅菌物の収納容器に
付着した水滴の蒸発が促進され、短時間で乾燥すること
ができる。前記滅菌槽には、マイクロ波が各被滅菌物に
ほぼ均等に照射されるように、マイクロ波を攪拌する回
転体が設けられている。この回転体の回転軸は、前記滅
菌槽の側壁を貫通して設けられ、その端部は駆動用の電
動モータに連結されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記回転軸の貫通部
は、マイクロ波の漏洩，蒸気の漏れ，外気の流入等がな
いようにシールする必要がある。そのためには、高価で
複雑なシール構造が必要になる。また、前記回転体の駆
動手段として前記電動モータが設けられているので、そ
の分製造コストが高くなる。この発明は、前記回転体を
前記滅菌槽等の容器を貫通させないで設ける構造とする
とともに、前記電動モータのような特別な駆動手段を設
けない構造とすることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題に
鑑みてなされたもので、請求項１に記載の発明は、滅菌
槽等の容器内にマイクロ波を攪拌する回転体を設け、こ
の回転体の攪拌羽根にマイクロ波の照射を受けて発熱す
る抵抗体を設けたことを特徴としている。

【０００６】そして、請求項２に記載の発明は、滅菌槽
等の容器内にマイクロ波を攪拌する回転体を設け、前記
容器内に設けた駆動用羽根車の羽根にマイクロ波の照射
を受けて発熱する抵抗体を設け、前記駆動用羽根車と前
記回転体とを駆動力伝達手段で接続したことを特徴とし
ている。

【０００７】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて説明する。滅菌槽等の容器にマイクロ波照射手段
が設けられ、前記容器内にマイクロ波を攪拌する回転体
が設けられている。この回転体は、複数枚の攪拌羽根を
備え、前記容器の内壁に回転自在に設けられている。前
記各攪拌羽根には、マイクロ波の照射を受けて発熱する
抵抗体がそれぞれ設けられている。前記攪拌羽根は、マ
イクロ波を反射，攪拌する金属製のもので、たとえばス
テンレス鋼により形成されている。また、前記抵抗体と
しては、たとえばニッケルクロム合金が用いられる。前
記抵抗体は、前記攪拌羽根における前記マイクロ波照射
手段側の面に部分的に設けられ、たとえば、前記攪拌羽
根における回転方向の下流側端部（後縁部）に設けられ
る。

【０００８】前記構成において、マイクロ波が照射され
ると、それを受けて前記抵抗体が発熱し、前記抵抗体の
周囲の気体が加熱される。加熱された気体は、その体積
が膨張し、この体積膨張の力を前記攪拌羽根が受けて、
前記回転体が回転する。そうすると、前記マイクロ波照
射手段から照射されるマイクロ波が、前記攪拌羽根で反
射，攪拌されて、前記容器内全体にほぼ均等に照射され
る。

【０００９】前記構成によれば、前記回転体を前記容器
を貫通させないで設けることができる。貫通部がないの
でシール構造を不要とすることができ、マイクロ波の漏
洩，前記容器内の気体の漏れ，外気の流入等が確実に防
止される。また、前記構成によれば、電動モータのよう
な特別な駆動手段を設けない構造とすることができ、製
造コストを低減することができるとともに、故障の少な
い構造とすることができる。

【００１０】前記構成では、前記抵抗体を前記攪拌羽根
に設けるようにしているが、駆動用羽根車を別に設け、
この駆動用羽根車の羽根に前記抵抗体を設けた構成とす
ることもできる。前記駆動用羽根車と前記回転体とは、
駆動力伝達手段で接続されている。前記駆動用羽根車の
羽根に設けられた前記抵抗体が、マイクロ波の照射を受
けて発熱し、前記抵抗体の周囲の気体が加熱される。加
熱された気体はその体積が膨張し、この体積膨張の力を
受けて前記駆動用羽根車が回転し、その回転力が前記駆
動力伝達手段を介して前記回転体に伝えられ、前記回転
体が回転する。前記駆動力伝達手段は、ベルトおよびプ
ーリからなるもの，複数の歯車を組み合わせたもの，チ
ェーンおよびスプロケットからなるもの等が用いられ
る。

【００１１】この発明は、蒸気滅菌装置に適用すること
ができ、蒸気滅菌装置の乾燥工程において、乾燥促進の
ために照射されるマイクロ波の攪拌に用いられる。ま
た、この発明は、マイクロ波で被滅菌物を滅菌するマイ
クロ波滅菌装置や、マイクロ波で被乾燥物を乾燥する乾
燥装置にも適用することができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明を蒸気滅菌装置に適用した実
施例について、図面に基づいて説明する。図１，図２お
よび図３は、この発明の第一実施例を示すものである。
さて、容器としての滅菌槽１は、前面に開口部２を備
え、この開口部２を密閉するように扉３が設けられてい
る。前記開口部２の周囲には、パッキン４が、前記扉３
の背面部に当接するように設けられている。前記滅菌槽
１の外壁には蒸気が流通する加熱管５が設けられ、前記
滅菌槽１を外側から加熱するようになっている。

【００１３】前記滅菌槽１に蒸気供給管６が接続され、
前記滅菌槽１内へ加熱滅菌用の蒸気が供給されるように
なっている。前記蒸気供給管６には蒸気供給弁７が設け
られており、この蒸気供給弁７の開閉を制御することに
より、前記滅菌槽１内への蒸気の供給が制御される。

【００１４】前記滅菌槽１に空気供給管８が接続され、
この空気供給管８を通して清浄空気が減圧された前記滅
菌槽１内へ供給され、前記滅菌槽１内が大気圧まで復圧
されるようになっている。前記空気供給管８には、上流
側から順に無菌フィルタ９および空気供給弁１０が設け
られている。

【００１５】前記滅菌槽１に真空引き管１１が接続さ
れ、前記滅菌槽１内が減圧されるようになっている。前
記真空引き管１１には、上流側から順に第一排気弁１２
および真空ポンプ１３が設けられている。また、排気管
１４が、前記真空引き管１１における前記第一排気弁１
２の上流位置から分岐して設けられ、その下流端が前記
真空引き管１１における前記真空ポンプ１３の下流位置
に接続されている。前記排気管１４は、前記滅菌槽１内
の蒸気を排出する作用をなす。前記排気管１４には、第
二排気弁１５が設けられている。

【００１６】前記滅菌槽１の後部壁の外側に、マイクロ
波照射手段１６が設けられている。このマイクロ波照射
手段１６は、マイクロ波発振器１７，導波管１８および
透過部材１９を備えている。前記マイクロ波発振器１７
は、前記導波管１８を介して、前記滅菌槽１の後部壁に
設けられた照射口２０に接続されている。前記透過部材
１９は、耐熱ガラス等からなりマイクロ波を透過させる
ようになっており、また、前記照射口２０からの気体の
流出，流入を防止するために、前記照射口２０を密閉し
ている。

【００１７】前記滅菌槽１の後部壁の内側に、マイクロ
波を攪拌する回転体２１が設けられている。この回転体
２１は、前記滅菌槽１の後部壁の内側に固定された軸２
２に回転自在に設けられ、複数枚（この第一実施例で
は、８枚の場合を図示している。図１では一部が省略さ
れている。）の攪拌羽根２３，２３，…を備えている。
これらの各攪拌羽根２３は、回転時に、前記照射口２０
の前方を通過するように配置されている。前記各攪拌羽
根２３は、マイクロ波を反射する金属（たとえば、ステ
ンレス鋼）からなり、前記照射口２０の前方を通過する
際、前記照射口２０からのマイクロ波を反射して攪拌す
る。また、前記照射口２０は、前記攪拌羽根２３がほぼ
水平状態にある位置で対面するように配置されている
（図２参照）。

【００１８】前記各攪拌羽根２３における前記照射口２
０側の面には、その回転方向の下流側端部（後縁部）
に、抵抗体２４がそれぞれ設けられている。これらの各
抵抗体２４は、たとえばニッケルクロム合金からなり、
マイクロ波の照射を受けて発熱するようになっている。
前記各攪拌羽根２３は、所定角度（たとえば、４５°）
傾斜して取り付けられており、その回転方向の上流側端
部（前縁部）が、下流側端部（後縁部）より前記照射口
２０に近い位置にある（図３参照）。

【００１９】前記蒸気供給弁７，前記空気供給弁１０，
前記第一排気弁１２，前記真空ポンプ１３，前記第二排
気弁１５および前記マイクロ波発振器１７は、信号線２
５により制御器２６にそれぞれ接続されている。この制
御器２６は、予め設定されたプログラムにしたがい、前
記各機器の作動を制御するようになっている。また、前
記滅菌槽１内には、複数段の棚２７が設けられ、この各
棚２７に被滅菌物を収納した収納容器２８がそれぞれ載
置される。さらに、前記蒸気供給管６，前記空気供給管
８，前記真空引き管１１等には、マイクロ波の漏洩を防
止するためにその内部に金網（図示省略）が設けられて
いる。

【００２０】ここで、前記第一実施例について、その作
用を説明する。前記蒸気滅菌装置の運転は、予熱，排
気，給蒸，滅菌および乾燥の各工程からなっている。被
滅菌物を収納した前記収納容器２８を前記滅菌槽１内に
収容した後、前記扉３を閉じる。まず、前記加熱管５内
に蒸気を供給して、前記滅菌槽１を加温する予熱工程が
行われる。つぎに、前記第一排気弁１２を開くとともに
前記真空ポンプ１３を作動させて、前記滅菌槽１内の空
気を排出する操作と、前記第一排気弁１２を閉じ前記真
空ポンプ１３を停止させ、前記蒸気供給弁７を開いて前
記滅菌槽１内へ蒸気を供給する操作とを、交互に数回繰
り返す排気工程が行われる。

【００２１】そして、排気工程終了後、給蒸工程へ移
る。前記第一排気弁１２を閉じ前記真空ポンプ１３を停
止させるとともに、前記蒸気供給弁７を開くことによ
り、前記滅菌槽１内へ加熱滅菌用の蒸気が供給される。
そして、前記滅菌槽１内に蒸気を充満させた状態を所定
時間継続する滅菌工程が行われる。前記滅菌槽１内への
蒸気の供給は、前記滅菌槽１内の温度に基づいて前記蒸
気供給弁７を開閉制御することにより行われる。

【００２２】そして、滅菌工程が終了すると、乾燥工程
へ移る。前記蒸気供給弁７を閉じて前記滅菌槽１内への
蒸気の供給を停止し、前記第二排気弁１５を開くことに
より、前記滅菌槽１内の蒸気が排出される。そして、前
記第二排気弁１５を閉じ、前記第一排気弁１２を開くと
ともに前記真空ポンプ１３を作動させて前記滅菌槽１内
を減圧する操作と、前記空気供給弁１０を開き前記無菌
フィルタ９を通して清浄空気を前記滅菌槽１内へ供給す
る操作とが、交互に数回繰り返して行われる。

【００２３】ところで、この乾燥工程においては、前記
マイクロ波照射手段１６が作動状態となり、前記照射口
２０から前記滅菌槽１内にマイクロ波が照射される。そ
うすると、マイクロ波の照射を受けた前記抵抗体２４が
発熱し、前記抵抗体２４の周囲の気体（空気）が加熱さ
れる。加熱された気体は、その体積が膨張し（図３参
照）、この体積膨張の力を受けて前記攪拌羽根２３が回
転方向へ付勢力を受け、前記回転体２１が回転する。前
記各攪拌羽根２３が前記照射口２０の前方を通過するご
とに、前記加熱作用に基づく前記付勢力を受け、前記回
転体２１は連続して回転する。前記回転体２１の回転に
より、前記照射口２０からのマイクロ波が前記攪拌羽根
２３で反射，攪拌される。マイクロ波は、前記滅菌槽１
および前記扉３の内壁でも反射され、前記滅菌槽１内に
ほぼ均等に照射され、前記収納容器２８およびその中の
被滅菌物に付着している水滴の蒸発が促進される。前記
滅菌槽１内の圧力が大気圧に戻って乾燥工程が終了した
後、前記扉３を開いて、前記収納容器２８を取り出す。

【００２４】また、前記乾燥工程においては、前記滅菌
槽１内の気体が排出される減圧操作時は、膨張する気体
がほとんどない真空状態となるので、前記マイクロ波照
射手段１６を停止させるようにしてもよい。また、前記
回転体２１の慣性力を向上させて、真空状態になっても
前記回転体２１が所定時間継続して回転するようにし、
減圧操作時も前記マイクロ波照射手段１６を所定時間作
動させることもできる。さらに、清浄空気供給操作と減
圧操作とが同時に行われるようにして、前記滅菌槽１内
に気体が常時存在するようにし、前記マイクロ波照射手
段１６を連続作動させるとともに、前記回転体２１を連
続して回転させることもできる。

【００２５】したがって、前記構成によれば、前記回転
体２１を前記滅菌槽１を貫通させないで設けることがで
きるので、貫通部がなく、シール構造を不要とすること
ができる。これにより、マイクロ波の漏洩，蒸気の漏
れ，外気の流入等が確実に防止される。また、前記構成
によれば、前記回転体２１がマイクロ波の照射を受けた
前記各抵抗体２４の発熱作用により回転するので、電動
モータのような特別な駆動手段が不要になる。したがっ
て、低コストでかつ故障の少ない装置とすることができ
る。

【００２６】つぎに、図４および図５に示す第二実施例
について説明する。ここにおいて、前記第一実施例と同
様の構成部材には同一の参照番号を付して、その詳細説
明を省略する。さて、この第二実施例においては、回転
体２１に加えて駆動用羽根車２９が、滅菌槽１の後部壁
の内側に回転自在に設けられている。この駆動用羽根車
２９は、複数枚（この第二実施例では、８枚としてい
る。）の羽根３０，３０，…を備え、この各羽根３０が
ほぼ水平状態にあるときにマイクロ波の照射口２０に対
面するように配置されている。前記各羽根３０は、断面
がほぼ半円状をしており、その回転方向の下流端が開口
している。前記各羽根３０は、たとえばフッ素樹脂等の
マイクロ波を透過する材質で形成され、前記各羽根３０
の内壁面全体に、マイクロ波の照射を受けて発熱する抵
抗体２４がそれぞれ設けられている。

【００２７】そして、前記駆動用羽根車２９には第一プ
ーリ３１が設けられ、前記回転体２１には前記第一プー
リ３１より大径の第二プーリ３２が設けられ、これらの
第一プーリ３１および第二プーリ３２がベルト３３で連
結されている。この第二実施例においては、前記第一プ
ーリ３１，前記第二プーリ３２および前記ベルト３３に
より駆動力伝達手段が構成されている。

【００２８】ここで、前記第二実施例について、その作
用を説明する。前記照射口２０から前記滅菌槽１内にマ
イクロ波が照射されると、マイクロ波の照射を受けた前
記抵抗体２４が発熱し、前記抵抗体２４の周囲の気体
（空気）が加熱される。加熱された気体は、その体積が
膨張し、この体積膨張の力を受けて前記各羽根３０が回
転方向へ付勢力を受け、前記駆動用羽根車２９が回転す
る。前記各羽根３０が前記照射口２０の前方を通過する
ごとに、前記加熱作用に基づく前記付勢力を受け、前記
駆動用羽根車２９は連続して回転する。前記各羽根３０
の断面形状を半円状に形成することにより、前記各羽根
３０全体で気体の膨張力を受け、大きな回転力を得るこ
とができる。

【００２９】前記駆動用羽根車２９の回転が、前記ベル
ト３３を介して減速されて前記回転体２１に伝えられ、
前記回転体２１が回転する。前記回転体２１の攪拌羽根
２３（この第二実施例では、４枚としている。）が、前
記照射口２０からのマイクロ波を反射，攪拌する。前記
駆動用羽根車２９の回転を前記回転体２１に減速して伝
えることができるので、気体の膨張力が小さい場合でも
前記回転体２１を回転させることができるとともに、前
記回転体２１の回転数を適切な値に調節することができ
る。

【００３０】

【発明の効果】この発明によれば、マイクロ波を攪拌す
るための回転体を滅菌槽等の容器を貫通させないで設け
ることができるので、貫通部がなく、シール構造を不要
とすることができる。したがって、マイクロ波の漏洩，
容器内の気体の漏れ，外気の流入等が確実に防止され
る。また、電動モータのような特別な駆動手段を不要に
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例を示す概略的な断面説明
図である。

【図２】図１のII−II線に沿う概略的な断面説明図であ
る。

【図３】図２のIII−III線に沿う概略的な拡大断面説明
図である。

【図４】この発明の第二実施例を示す概略的な断面説明
図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う概略的な拡大断面説明図
である。

【符号の説明】

１滅菌槽２１回転体２３攪拌羽根２４抵抗体２９駆動用羽根車３０羽根

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】滅菌槽１等の容器内にマイクロ波を攪拌
する回転体２１を設け、この回転体２１の攪拌羽根２３
にマイクロ波の照射を受けて発熱する抵抗体２４を設け
たことを特徴とするマイクロ波攪拌装置。
【請求項２】滅菌槽１等の容器内にマイクロ波を攪拌
する回転体２１を設け、前記容器内に設けた駆動用羽根
車２９の羽根３０にマイクロ波の照射を受けて発熱する
抵抗体２４を設け、前記駆動用羽根車２９と前記回転体
２１とを駆動力伝達手段で接続したことを特徴とするマ
イクロ波攪拌装置。