JP2007520329A - 洗浄機圧力均等化システム - Google Patents

Abstract

洗浄チャンバ内の圧力の変動に応答して洗浄チャンバ内の圧力を均等化するシステム。洗浄チャンバ内の圧力状態を制御するため開放位置と閉鎖位置との間で作動可能な仕切り要素が設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は一般に流体の流量を制御するシステムに関し、特に洗浄チャンバの圧力を均等化するシステムに関する。

健康管理、製薬および科学研究業界では一般に大型の産業用洗浄機が使用されている。洗浄機は病院のベッド、車椅子、医療器具、器具、手押し車、器具容器などの健康管理や研究機器、および動物かごの棚などの大型物品から汚染物および生物の排せつ物を取り除くのに使用される。洗浄機には洗浄チャンバに出入りする大型開口を設けた洗浄チャンバが含まれる。開口を密閉する扉を開けて洗浄チャンバ内に物品を入れる。洗浄チャンバは前記物品を収容するため高さ８フィート、幅および奥行き６フィート以上の寸法になっている。

このような洗浄チャンバ内に使用される流体はしばしば加熱されるので、洗浄サイクルの間は無視できない圧力変動が洗浄チャンバ内に生じる。さらに詳細に述べると、洗浄サイクルまたは排気あるいは乾燥サイクルの間に使用される液体およびガス（例えば空気）のかなりの温度差によって周囲の状態に比べて洗浄チャンバ内は上昇した圧力（即ち正の圧力）になるか、または周囲の状態に比べて洗浄チャンバ内は低下した圧力（即ち負の圧力）になる。また、洗浄チャンバ内が低下した圧力状態になると、汚染物質が洗浄チャンバに入り込み、洗浄の効果を損なうので、「濾過されない空気」はチャンバ内に吸い込まないことが重要なこととなる。

本発明は洗浄チャンバ内圧力の大きな変動を防止する圧力均等化システムを提供する。

本発明により、洗浄チャンバおよび第１の送風機を備えた給気アセンブリが含まれる洗浄機が提供される。洗浄チャンバの均等化圧力を維持するため作動可能な圧力均等化システムは、（ａ）前記第１の送風機と前記洗浄チャンバとの間に配置され、開放位置と閉鎖位置との間で移動可能な第１の仕切り要素と、（ｂ）前記第１の送風機と前記第１の仕切り要素との間に配置され、開放位置と閉鎖位置との間で移動可能な第２の仕切り要素と
を備え、前記洗浄チャンバの負の圧力状態に応答してそこの圧力を上昇させるため、前記第１の仕切り要素および前記第２の仕切り要素は開放位置に移動可能である。

本発明の長所は、圧力逃がし手段を備えて洗浄チャンバ内の圧力変動を補正する圧力均等化システムを設けたことである。
本発明の別の長所は、濾過されていない空気が洗浄チャンバに入ることを防止する圧力均等化システムを設けたことである。

本発明のさらなる長所は、空気乾燥と圧力調整が完全に一体化されたシステムを備えた圧力均等化システムを設けたことである。
本発明のさらに別の長所は、比較的低コストで実施できる圧力均等化システムを設けたことである。

本発明のまた別の長所は、洗浄チャンバ内に流入する流体量を徐々に増減させるポンプが含まれる洗浄機を設けたことである。
これらの長所は図面および特許請求の範囲とともに好ましい実施形態についての以下の記載から明白となる。

図面を参照するに際して、図面は発明の好ましい実施形態を示すだけの目的であり、これに限定する目的ではないことに留意されたい。図１は本発明による好ましい実施形態の斜視図である。洗浄機には給気アセンブリ３０、排気アセンブリ８０、および洗浄チャンバ２０が含まれる。側壁１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃおよび１２Ｄ、天井壁１４および床１６で洗浄チャンバ２０が形成される。洗浄チャンバ２０に出入りするため扉１８で密閉される開口が側壁１２Ｄに設けられる。この分野の専門家には周知のように、電動機２４で駆動される循環ポンプ２６によって配管網２２を介して洗浄チャンバ２０に流体が操作される。配管網２２を介して洗浄チャンバ２０に供給された流体によって、一般な従来の方法で洗浄、不活性化および流体すすぎが行われる。場合によっては、流体は室温以上の温度に加熱される。

図２に洗浄機１０の断面概略図を示す。給気アセンブリ３０には給気送風機４０、第１の給気導管３２、第２の給気導管３４および加熱アセンブリ５０が含まれる。送風機４０は電動機４２で駆動される。送風機４０には周囲から送風機４０内に吸引される空気を濾過するフィルタ要素（図示しない）が選択的に含まれる。加熱アセンブリ５０には導管３２と導管３４の間に配置されたハウジング５２が含まれる。ハウジング５２で加熱チャンバ５４が形成される。また加熱アセンブリ５０には加熱チャンバ５４内に配置された加熱要素５６が含まれる。好ましい実施形態では、加熱要素は電気式または蒸気式加熱要素である。導管３２は送風機４０の吐出口および加熱チャンバ５４に接続される。導管３４は加熱チャンバ５４および洗浄チャンバ２０に接続される。加熱チャンバ５４内で加熱要素５６と導管３４の間にフィルタ要素６０が配設される。加熱チャンバ５４から導管３４に通過する全空気はそれに含まれる汚染物質を除去するためフィルタ要素６０を通過させる必要がある。図示する実施形態ではフィルタ要素６０は電子式または静電気式フィルタである。

排気アセンブリ８０には排気導管８２、排気ハウジング９２、および電動機１０１で駆動される排気送風機１００が含まれる。排気ハウジング９２は送風機１００の吸入口および導管８２の間に配置される。排気ハウジング９２で排気チャンバ９４が形成される。排気チャンバ９４は送風機１００の吸入口および導管８２に接続される。導管８２は排気チャンバ９４および洗浄チャンバ２０に接続される。

圧力均等化システムは給気アセンブリ３０および排気アセンブリ８０に配設された複数の仕切り要素で構成される。仕切り要素は開放位置と閉鎖位置の間で移動可能である。好ましい実施形態では、圧力均等化システムには弁６２，７２，１０２および１１２の形で仕切り要素が含まれる。弁６２，７２および１１２は通常の閉鎖位置にバネで付勢された圧力作動のフラップ弁が好ましい。弁６２，７２および１１２は以下に説明するように、圧力状態に応じて開放位置および閉鎖位置の間を動くよう作動可能である。

本発明の別の実施形態では、弁１１２が省略されて開口９６が塞がれないままである。この場合、弁１０２を開放位置にしたとき、排気送風機１００は洗浄チャンバ２０から流体を十分に吸引する容量をもつ必要がある。

弁１０２は電子制御ユニット（図示しない）によって制御される機械作動式フラップ弁にすることが好ましい。この場合、アクチュエータ１２０と関連リンク機構１２２により弁１０２は開放・閉鎖位置間を移動する。好ましい実施形態ではアクチュエータ１２０はピストン／シリンダである。電子制御ユニットから信号を出してアクチュエータ１２０が作動される。別の方法として、弁１０２を弁６２，７２および１１２のような圧力作動弁に置換えることができる。この別の実施形態では、アクチュエータ１２０は不要になる。仕切り要素のその他の種類は、当分野の専門家には周知のように、本発明に関して適当に使用することもできる。

１つ以上の弁６２をハウジング５２に配置して、周囲から加熱チャンバ５４へ流れ込む空気流量を制御する。この場合、弁６２はハウジング５２に形成された開口６６に対して配置され、弁６２が開口６６を塞いで密閉してそこの流れを阻止する閉鎖位置と、空気が開口６６を通って流れる開放位置との間で移動可能である。

洗浄チャンバ２０内に流れる流体を制御するため弁７２が導管２４に配置される。洗浄チャンバ２０内に流体を流し、また洗浄チャンバ２０から加熱チャンバ５４に流体が逆流するのを防止するために、弁７２には方向性をもたせるのが好ましい。このように弁７２によって、洗浄チャンバ２０の圧力状態が正である場合に、そこからの流体でフィルタ要素６０が汚染されることが防止される。

弁１０２は導管８２に配置され、洗浄チャンバ２０から出て行く流体の流れを制御する。弁１１２は排気ハウジング９２に配置され、排気チャンバ９４から出て行く流体を制御する。この場合、弁１１２はハウジング９２に形成された開口９６を密閉し、開放位置と閉鎖位置の間を移動可能である。次に、弁６２，７２，１０２および１１２の作動については詳述する。

乾燥サイクル中の圧力均等化システムの作動について図３を参照して説明する。洗浄およびすすぎサイクルに続く乾燥サイクルにおいて、加熱空気を洗浄チャンバ２０を通して循環させる。したがって、送風機４０を作動させて、洗浄機１０の周囲から空気を吸引し、空気を加熱チャンバ５４を通して洗浄チャンバ２０に送風する。この場合、空気は導管３２を通って加熱チャンバ５４に流れる。加熱チャンバ５４内の空気は加熱要素５６で加熱される。加熱された空気はフィルタ要素６０を通過するので、空気中の汚染物質は除去される。乾燥サイクル中は、送風機４０で付与された空気圧力により弁７２は開放位置に移動する。したがって、濾過された空気が導管３４を通って洗浄チャンバ２０に流れる。空気は洗浄チャンバ２０を通って循環し、その中の物品の乾燥が有効に行われる。

送風機４０を作動させると洗浄チャンバ２０内の圧力が上昇する。したがって、弁１０２は開放位置に移動し、排気送風機１００が起動する。その結果、流体（主として空気）は排気送風機１００によって洗浄チャンバ２０から吸引される。この場合、流体は洗浄チャンバ２０から吸引されて導管８２および排気チャンバ９４を通過し、送風機１００の吸入口に至る。送風機１００は流体を周囲に排気する。（ａ）圧力検出装置で洗浄チャンバ２０内の正の圧力が検出され、および／または（ｂ）電子制御ユニットが所定の作動状態または作動サイクルの間で弁１０２を開くようプログラムされている場合に、弁１０２は開放位置に移動するように作動する。

例えば、高温流体が配管網２２を通って洗浄チャンバ２０内に導入されることにより洗浄チャンバ２０に正の圧力が生じることがある。高温流体は洗浄チャンバ２０内の空気を膨張させることになる。前述のように、正の圧力状態に対応して弁１０２は開放位置に移動し、排気送風機１００は起動する。

洗浄チャンバ２０内の負の圧力状態に応答する圧力均等化システムの作動について図４を参照して以下に説明する。負の圧力状態（すなわち減圧状態）は洗浄チャンバ２０内の流体の温度変動に基づいて洗浄チャンバ２０内に発生することがある。例えば、低温流体を配管網２２を介して洗浄チャンバ２０内に導入することで洗浄チャンバ２０内の圧力状態が負になることがある。低温流体で洗浄チャンバ２０内の空気は収縮を起こすことがある。送風機４０が作動していないとき（例えば洗浄サイクルの間）に洗浄チャンバ２０内の圧力状態が負になった場合は、弁６２および７２は開放位置に移動する。弁６２が開放位置に移動する、周囲の空気は開口６６を通って加熱チャンバ５４に吸引される。空気はフィルタ要素６０を通って汚染物質が除去される。次いで、空気は導管３４を通って洗浄チャンバ２０内に入り、そこの圧力が調整される。

洗浄チャンバ２０内の圧力状態が負である間は、弁１０２は閉鎖位置のままである。したがって、洗浄チャンバ２０内の圧力状態が負の間に送風機１００が起動すると、弁１１２は開放位置に移動し、排気チャンバ９４内が減圧状態になることが防止される。排気チャンバ９４内が減圧状態になると送風機１００の部品は過度に磨耗することになる。周囲の空気は開口９６を通って排気チャンバ９４内に吸引され、送風機１００の吸引口に達する。送風機１００は排気チャンバ９４内の空気を排気して周囲に戻す。

本発明の別の態様によると、循環ポンプ２６にはポンプ２６の起動の際にポンプ速度を低速のポンプ速度から定格のポンプ速度まで徐々に上昇させる可変周波数駆動装置が含まれる。この場合、ポンプ２６はポンプの作動速度を徐々に上昇させる「漸進的起動」を行うので、洗浄チャンバ２０内に正または負の圧力状態が急激に発生することが防止される。

本発明の圧力均等化システムによって洗浄機１０は作動サイクルの連続性に制限を加えることなく作動可能となる。この場合、圧力均等化システムは洗浄チャンバ２０に生じる正または負の圧力状態に応答することでそのときの作動状態に適応する。

本明細書を検討・理解する際に他の修正や変更が他人には考えられ得る。このような修正や変更は特許請求の範囲に記載の発明またはそれと均等な発明の範囲内である限り、すべて本発明に含まれるものである。

本発明は一定の部分および部分の配置において具体的な形態をとり、その好ましい実施形態は明細書で詳細に記述し、かつ一部を形成する付帯する図面で説明する。
大型物品から汚染物および生物廃棄物を除去する従来の大型洗浄機の斜視図である。 本発明の好ましい実施形態による洗浄機の断面概略図である。 乾燥サイクル中の洗浄システムの断面概略図である。 洗浄機内の負の圧力状態に応答する洗浄機の断面概略図である。

Claims (13)

1. 洗浄チャンバおよび第１の送風機を備えた給気アセンブリが含まれる洗浄機において、洗浄チャンバの均等化圧力を維持するため作動可能な圧力均等化システムであって、
   前記第１の送風機と前記洗浄チャンバとの間に配置され、開放位置と閉鎖位置との間で移動可能な第１の仕切り要素と、
   前記第１の送風機と前記第１の仕切り要素との間に配置され、開放位置と閉鎖位置との間で移動可能な第２の仕切り要素と
   を備え、
   前記洗浄チャンバの負の圧力状態に応答してそこの圧力を上昇させるため、前記第１の仕切り要素および前記第２の仕切り要素は開放位置に移動可能である
   ことを特徴とする圧力均等化システム。
2. 前記第１および第２の仕切り要素は圧力作動フラップ弁であることを特徴とする請求項１に記載の圧力均等化システム。
3. 前記給気アセンブリには前記第１の送風機と前記第１の仕切り要素との間に配置された第１のチャンバが含まれ、かつ前記第２の仕切り要素を開放位置にすることで、洗浄機の周囲の空気を第１のチャンバに入れることを特徴とする請求項１に記載の圧力均等化システム。
4. 前記第１のチャンバに加熱要素を配置し、そこに受け取った空気を加熱することを特徴とする請求項３に記載の圧力均等化システム。
5. 前記第１のチャンバにフィルタ要素を配置し、空気が前記洗浄チャンバ内に通過する前に空気を濾過することを特徴とする請求項３に記載の圧力均等化システム。
6. 前記第１の送風機が起動するときに前記第１の仕切り要素を開放位置に移動させることを特徴とする請求項１に記載の圧力均等化システム。
7. 前記圧力均等化システムには開放位置と閉鎖位置との間を移動可能な第３の仕切り要素が含まれ、前記第３の仕切り要素は前記洗浄チャンバ内の圧力状態が正であるときに流体を前記洗浄チャンバから排気するため開放位置に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の圧力均等化システム。
8. 前記第３の仕切り要素は圧力作動フラップ弁であることを特徴とする請求項７に記載の圧力均等化システム。
9. 前記洗浄機には前記洗浄チャンバから流体を排気する排気アセンブリが含まれ、前記排気アセンブリには第２の送風機が含まれ、前記第３の仕切り要素は前記洗浄チャンバと第２の送風機との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の圧力均等化システム。
10. 前記排気アセンブリには排気チャンバおよび開放位置と閉鎖位置との間を移動可能な第４の仕切り要素が含まれ、前記第４の仕切り要素は前記排気チャンバの負の圧力状態に応答して開放位置に移動することを特徴とする請求項９に記載の圧力均等化システム。
11. 前記第４の仕切り要素は圧力作動フラップ弁であることを特徴とする請求項１０に記載の圧力均等化システム。
12. 前記排気アセンブリは、前記排気チャンバの圧力状態が負になることを防止するため、そこの流体を吸引する開口が含まれる排気チャンバで構成されることを特徴とする請求項９に記載の圧力均等化システム。
13. 前記洗浄機には、循環ポンプの起動の際に低速ポンプ速度から定格ポンプ速度に徐々にポンプ速度を上げる周波数可変装置を備えた循環ポンプが含まれることを特徴とする請求項１に記載の圧力均等化システム。
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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