JP2010252880A - Steam sterilizer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸気を用いて医療器具などを滅菌する蒸気滅菌器に関するものである。より詳細には、滅菌槽を取り囲むようにジャケットが設けられ、このジャケット内に蒸気が供給されることで、滅菌槽内を外側から加熱して所望温度に保持する蒸気滅菌器に関するものである。 The present invention relates to a steam sterilizer that sterilizes medical instruments using steam. More specifically, the present invention relates to a steam sterilizer in which a jacket is provided so as to surround the sterilization tank, and steam is supplied into the jacket so that the inside of the sterilization tank is heated from the outside and maintained at a desired temperature.
従来、下記特許文献1に開示されるように、滅菌槽の外側にジャケットを設け、このジャケット内への蒸気供給により、滅菌槽内を所望温度に保持することは周知である。通常、ジャケット内への給蒸ラインは、ジャケットの上部に接続され、ジャケットからの排水ラインは、ジャケットの下部に接続される。この排水ラインは、蒸気トラップが設けられており、ジャケット外へドレンを排出する。
Conventionally, as disclosed in
また、下記特許文献2に開示されるように、反応釜などにおいて、ジャケットの下部からの排出ラインに、蒸気トラップと弁とを並列に設け、蒸気加熱温度を引き下げる際にその弁を開くことで、応答性を向上することも提案されている。
Further, as disclosed in
ジャケット内に蒸気を供給して滅菌槽を加熱しようとする場合、ジャケット内に空気が存在すると、蒸気から滅菌槽への凝縮熱伝達を阻害するために、昇温に長い時間を要すると共に、空気を確実に排除できなければ、蒸気分圧の低下によりジャケット内が所望の飽和蒸気温度まで上昇しないことになる。従って、ジャケット内からの空気排除を迅速で確実に行うことが必要となる。 When trying to heat the sterilization tank by supplying steam into the jacket, if air is present in the jacket, it takes a long time to raise the temperature in order to inhibit the heat transfer of condensation from the steam to the sterilization tank. If it cannot be reliably eliminated, the inside of the jacket will not rise to the desired saturated steam temperature due to a decrease in the steam partial pressure. Therefore, it is necessary to quickly and surely remove air from the jacket.
ところが、前記特許文献1に開示されるように、蒸気トラップが設けられた排水ラインを備えるだけでは、ジャケット内の空気は、ジャケット内への蒸気供給に伴い、その蒸気のドレンと共に蒸気トラップを介して排気されるしかない。蒸気トラップは、通常、ジャケットの最も低い位置からの配管に設けられるから、空気層が最下層に存在しなければ、うまく排気できない。そのため、ジャケット内からの空気排除に時間を要することになる。また、ジャケット内から空気が抜けにくいので、空気分圧により、ジャケット内が飽和蒸気温度まで上昇しないことになる。そのような状態で滅菌槽内へ蒸気を供給すると、その蒸気は滅菌槽内で必要以上に凝縮してしまうことになる。よって、滅菌後の被滅菌物の乾燥に時間を要したり、その乾燥が不十分になったりするおそれがある。
However, as disclosed in
また、前記特許文献2に開示される発明では、蒸気トラップと並列に設けた弁は、蒸気加熱温度を引き下げる際に開かれるものであるから、ジャケット内からの空気排除はやはり迅速且つ確実に行うことができない。
Further, in the invention disclosed in
本発明が解決しようとする課題は、短時間に効率よくジャケットからの空気排除を図ることにある。 The problem to be solved by the present invention is to efficiently remove air from the jacket in a short time.
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、被滅菌物が収容される滅菌槽と、この滅菌槽を取り囲むよう設けられるジャケットと、このジャケット内へ蒸気を供給する給蒸手段と、前記ジャケット内から蒸気トラップを介して排水を図るドレン排出手段と、前記ジャケット内への蒸気供給の開始前および/または開始直後において、前記ジャケット外へ気体を導出する排気手段とを備えることを特徴とする蒸気滅菌器である。
The present invention has been made to solve the above problems, and the invention according to
請求項1に記載の発明によれば、ジャケットにはドレン排出手段だけでなく排気手段が設けられ、その排気手段は、ジャケット内への蒸気供給の開始前および/または開始直後において、ジャケット外へ気体を導出する。これにより、ジャケットからの空気排除を迅速で確実に図り、その後に滅菌槽内へ蒸気を供給しても、その蒸気が必要以上に凝縮するのを防止する。すなわち、ジャケット内へ蒸気供給を開始しても、ジャケット内に空気が残っていると、蒸気の凝縮熱伝達を阻害するためジャケット内の温度上昇が非常に遅くなるが、排気手段によりジャケット内からの空気排除を図ることにより、そのような不都合が防止される。 According to the first aspect of the present invention, the jacket is provided not only with the drain discharge means but also with the exhaust means, and the exhaust means is outside the jacket before and / or immediately after the start of the steam supply into the jacket. Deriving gas. As a result, air can be quickly and reliably removed from the jacket, and even if steam is subsequently supplied into the sterilization tank, the steam is prevented from being condensed more than necessary. In other words, even if steam supply is started in the jacket, if air remains in the jacket, the temperature rise in the jacket will be very slow because it inhibits the condensation heat transfer of the steam. Such an inconvenience can be prevented by eliminating the air.
請求項2に記載の発明は、前記排気手段は、前記ジャケット内への蒸気供給の開始直後において、大気圧との差圧により前記ジャケット内の気体を外部へ導出する手段であることを特徴とする請求項1に記載の蒸気滅菌器である。
The invention according to
請求項2に記載の発明によれば、ジャケット内へ供給される蒸気により、ジャケット外へ空気が追い出される。このようにして、ジャケットからの空気排除を容易に行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, air is expelled out of the jacket by the steam supplied into the jacket. In this way, air can be easily removed from the jacket.
請求項3に記載の発明は、前記排気手段は、前記ジャケット内への蒸気供給の開始前において、前記ジャケット内の気体を外部へ吸引排出する減圧手段であることを特徴とする請求項1に記載の蒸気滅菌器である。
The invention according to
請求項3に記載の発明によれば、ジャケット内の気体を外部へ吸引排出する減圧手段により、ジャケット外へ空気が強制排除される。このようにして、ジャケットからの空気排除を容易に行うことができる。 According to the third aspect of the present invention, the air is forcibly excluded outside the jacket by the decompression means for sucking and discharging the gas in the jacket to the outside. In this way, air can be easily removed from the jacket.
請求項4に記載の発明は、前記給蒸手段は、前記ジャケットの上部に接続され、前記排気手段は、前記ジャケットの側部に接続され、前記排気手段は、前記ジャケットからの空気排除時に開かれる弁を備えることを特徴とする請求項2に記載の蒸気滅菌器である。
According to a fourth aspect of the present invention, the steam supply means is connected to an upper portion of the jacket, the exhaust means is connected to a side portion of the jacket, and the exhaust means is opened when air is removed from the jacket. The steam sterilizer according to
請求項4に記載の発明によれば、ジャケットの上部から蒸気を供給し、ジャケットの側部から空気を抜くことで、仮にジャケット下部にドレンが溜まっていても、ジャケットからの空気排除を確実に行うことができる。そして、ジャケットからの空気排除後には、排気手段の弁を閉じておけばよい。 According to the fourth aspect of the present invention, by supplying steam from the upper part of the jacket and extracting air from the side part of the jacket, even if drain is accumulated in the lower part of the jacket, the air is surely excluded from the jacket. It can be carried out. And after the air is excluded from the jacket, the valve of the exhaust means may be closed.
請求項5に記載の発明は、前記弁は、その弁を通過する気体の温度に基づき自力で開閉する温度調整弁であることを特徴とする請求項4に記載の蒸気滅菌器である。
The invention according to
請求項5に記載の発明によれば、ジャケット内への蒸気導入のし始めは、弁は開いているが、ジャケット内が蒸気で満たされると、温度上昇に伴い弁が閉じることで、簡易な構成でジャケットからの空気排除を図ることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the valve is opened at the beginning of the introduction of the steam into the jacket. However, when the jacket is filled with the steam, the valve is closed as the temperature rises. The configuration can eliminate air from the jacket.
請求項6に記載の発明は、前記弁は、前記ジャケット内の温度または圧力を検出するセンサの検出信号に基づき開閉を制御されることを特徴とする請求項4に記載の蒸気滅菌器である。
The invention according to
請求項6に記載の発明によれば、ジャケット内への蒸気導入のし始めは、弁は開いているが、ジャケット内が蒸気で満たされると、温度上昇をセンサで検知して弁を閉じることで、簡易な構成および制御でジャケットからの空気排除を図ることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the valve is open at the beginning of the introduction of the steam into the jacket, but when the jacket is filled with the steam, the temperature rise is detected by the sensor and the valve is closed. Thus, air can be excluded from the jacket with a simple configuration and control.
請求項7に記載の発明は、前記排気手段は、前記ジャケットの底部から前記ジャケット内容積の三分の一を占める高さに接続されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の蒸気滅菌器である。
The invention according to
空気の平均分子量は約29、蒸気(水)の平均分子量は約18である。従って、空気は蒸気の1.61倍(29/18=1.61)の密度であるから、空気1に対し蒸気1.61の容積で重さが釣り合うことになる。これは、空気と蒸気とを合わせた容積全体を1で考えると、空気0.38に対し蒸気0.62の関係となる。つまり、概ね、空気1/3と蒸気2/3の関係となる。これを前提に考えると、ジャケットの温度を上昇させるために、ジャケット上方から蒸気供給して、ジャケット下方から空気を押し出そうとする場合、ジャケット内容積の三分の一を残すまで空気を排除した段階(つまり下から約三分の一が空気で、上から三分の二が蒸気とされた段階)で、下方の空気全体と上方の蒸気全体との重さが逆転し始めることになる。従って、仮にジャケットの下部に排気手段を設けていたのでは、蒸気で空気を押し出すことができなくなるが、請求項7に記載の発明のように、ジャケット内容積の下から三分の一の高さに排気手段を設けておくことで、ジャケットからの空気排除を確実に図ることができる。特に、排気手段が減圧手段でない場合に有効である。
The average molecular weight of air is about 29, and the average molecular weight of steam (water) is about 18. Therefore, since air has a density 1.61 times that of steam (29/18 = 1.61), the weight of the
さらに、請求項8に記載の発明は、前記ジャケット内への蒸気供給の開始前および/または開始直後における前記ジャケット外への排気後、その排気を停止した状態で前記給蒸手段による前記ジャケット内への蒸気供給により前記ジャケット内を昇温後にも、前記排気手段による前記ジャケット外への排気を所定のタイミングで行うことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の蒸気滅菌器である。
Furthermore, in the invention according to
請求項8に記載の発明によれば、空気排除されたジャケット内への蒸気供給によりジャケット内を昇温後にも、排気手段によるジャケット外への排気を所定のタイミングで行うことで、給蒸手段によりジャケット内へ供給される蒸気中に含まれる空気の排除も図ることができる。 According to the eighth aspect of the present invention, the steam supply means is configured to perform exhaust to the outside of the jacket by the exhaust means at a predetermined timing even after the inside of the jacket has been heated by the supply of steam into the jacket from which air has been removed. Therefore, it is possible to eliminate air contained in the steam supplied into the jacket.
本発明によれば、短時間に効率よくジャケットからの空気排除を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to efficiently remove air from the jacket in a short time.
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の蒸気滅菌器の実施例1を示す概略図である。この図に示すように、蒸気滅菌器1は、被滅菌物が収容される滅菌槽2を備える。この滅菌槽2は、内部空間の減圧に耐える中空容器であり、ここでは略矩形のボックス状に形成される。滅菌槽2は、被滅菌物を出し入れするための扉(図示省略)が正面(紙面に対し垂直手前側)に設けられる。但し、正面および背面にそれぞれ扉を設け、一方の扉を、滅菌槽2内に被滅菌物を入れるための搬入扉とし、他方の扉を、滅菌後に滅菌槽2外に被滅菌物を取り出すための搬出扉としてもよい。いずれの場合も、滅菌槽2内を密閉可能に、扉は閉じられる。
FIG. 1 is a schematic view showing Example 1 of the steam sterilizer of the present invention. As shown in this figure, the
蒸気滅菌器1は、滅菌槽2内を外側から温めるために、蒸気を入れる中空部としてのジャケット3を備える。このジャケット3は、本実施例では、滅菌槽2の上下左右の各壁体に連続的に設けられる。具体的には、蒸気滅菌器1は、四角形状の内筒4と、それを取り囲む四角形状の外筒5とを備える(図4)。つまり、外筒5の中空穴内に内筒4が収容され、内筒4と外筒5とは、その軸線を前後方向へ沿って同軸に配置される。また、内筒4と外筒5との隙間は、前後両端面において閉塞される。さらに、内筒4には、一端面(正面)に扉が設けられ、他端面(背面)は平板で閉じられるか前述したように扉が設けられる。このようにして、内筒4にて滅菌槽2が構成され、内筒4と外筒5との間でジャケット3が構成される。
The
ジャケット3には、ジャケット3内へ蒸気を供給する給蒸手段6(以下これをジャケット給蒸手段という)と、ジャケット3内から蒸気トラップ7を介して排水を図るドレン排出手段8(以下これをジャケットドレン排出手段という)と、大気圧との差圧によりジャケット3内の気体を外部へ導出する排気手段9(以下これをジャケット排気手段という)と、ジャケット3内の圧力を検出する圧力センサ10(以下これをジャケット圧力センサという)とが設けられる。
The
ジャケット給蒸手段6は、ジャケット給蒸ライン11を介して、ジャケット3内へ蒸気を導入する。具体的には、ジャケット給蒸手段6は、ボイラなどの蒸気供給源からジャケット給蒸ライン11を介して、ジャケット3内へ蒸気を導入する。ジャケット給蒸ライン11には、ジャケット給蒸弁12が設けられており、このジャケット給蒸弁12を開閉することで、ジャケット3内への蒸気供給の有無を切り替えることができる。ジャケット給蒸ライン11は、ジャケット3の上部、より具体的には外筒5の上部に接続するのが好ましい。この際、ジャケット給蒸ライン11は、外筒5の上壁に接続するのが好ましいが、場合により外筒5の側壁の上部に接続してもよい。
The jacket steaming means 6 introduces steam into the
ジャケットドレン排出手段8は、ジャケット3内から蒸気トラップ7を介してドレンの排水を図る。具体的には、ジャケットドレン排出手段8は、ジャケット3内に生じたドレンを、ジャケットドレン排出ライン13を介して導出する。ジャケットドレン排出ライン13には、ジャケット3の側から順に、蒸気トラップ7と逆止弁14とが設けられる。ジャケットドレン排出ライン13は、ジャケット3の下部、より具体的には外筒5の底壁に接続するのが好ましい。
The jacket drain discharge means 8 drains the drain from the
ジャケット排気手段9は、本実施例では、大気圧との差圧によりジャケット3内の気体を外部へ導出する。具体的には、ジャケット排気手段9は、ジャケット3内の気体を、ジャケット排気ライン15を介して、ジャケット3外へ導出する。特に、ジャケット3内へ蒸気導入することによって、ジャケット排気ライン15を介して、ジャケット3内から空気を追い出すようにして導出する。ジャケット排気ライン15には、ジャケット3の側から順に、ジャケット排気弁16と逆止弁17とが設けられる。本実施例のジャケット排気弁16は、この弁を通過する気体の温度に基づき自力で開閉する温度調整弁である。具体的には、ジャケット排気弁16として、作動温度(閉鎖する際の温度)がたとえば100℃のサーモバルブが使用される。ジャケット排気ライン15は、ジャケット3の底部よりも上方に接続するのが好ましい。言い換えれば、ジャケット3からジャケット排気ライン15への開口は、ジャケット3からジャケットドレン排出ライン13への開口よりも上方に配置するのが好ましい。本実施例では、ジャケット排気ライン15は、ジャケット3の側部、より具体的には外筒5の側壁に接続される。
In this embodiment, the jacket exhaust means 9 guides the gas in the
外筒5には、ジャケット3内の圧力を検出するジャケット圧力センサ10が設けられる。ジャケット圧力センサ10の設置位置は、特に問わないが、たとえば図示例のように、ジャケット3の上方側部に設けられる。なお、飽和蒸気の場合、圧力と温度とは所定の関係にあるので、ジャケット3内の圧力を検出するジャケット圧力センサ10に代えてまたはこれに加えて、ジャケット3内の温度を検出するジャケット温度センサ(図示省略)を用いてもよい。
The
内筒4つまり滅菌槽2には、滅菌槽2内の気体を外部へ吸引排出して滅菌槽2内を減圧する減圧手段18と、減圧された滅菌槽2内へ外気を導入して滅菌槽2内を復圧する復圧手段19と、滅菌槽2内へ蒸気を供給する給蒸手段20(以下これを滅菌槽給蒸手段という)と、滅菌槽2内から蒸気トラップ21を介して排水を図るドレン排出手段22(以下これを滅菌槽ドレン排出手段という)と、大気圧との差圧により滅菌槽2内の気体を外部へ導出する排気手段23(以下これを滅菌槽排気手段という)と、滅菌槽2内の圧力を検出する圧力センサ24(以下これを滅菌槽圧力センサという)と、滅菌槽2内の温度を検出する温度センサ25(以下これを滅菌槽温度センサという)とが設けられる。
The
減圧手段18は、滅菌槽2内の気体を外部へ吸引排出して滅菌槽2内を減圧する。具体的には、減圧手段18は、滅菌槽2内の気体を、真空ライン26を介して吸引排出する。真空ライン26には、滅菌槽2の側から順に、真空弁27と、水封式の真空ポンプ28とが設けられる。但し、真空ポンプ28に代えてまたはこれに加えてエゼクタを用いたり、真空弁27と真空ポンプ28との間に熱交換器を設けたりしてもよい。この熱交換器は、冷却用水が給排水され、その水と真空ライン26内の蒸気とを間接熱交換して、真空ライン26内の蒸気を冷却し凝縮させるものである。
The decompression means 18 decompresses the inside of the
なお、水封式の真空ポンプ28は、周知のとおり、封水と呼ばれる水が供給されて作動される。そのために、真空ポンプ28には、封水給水弁29を介して水が供給され排出される。真空ポンプ28を作動させる際、封水給水弁29は、真空ポンプ28の作動に連動して開かれる。
As is well known, the water-sealed
復圧手段19は、減圧下の滅菌槽2内へ外気を導入して滅菌槽2内を復圧する。具体的には、復圧手段19は、減圧下の滅菌槽2内に、給気ライン30を介して外気を導入する。給気ライン30には、滅菌槽2へ向けて順に、無菌フィルタ31、給気弁32および逆止弁33が設けられる。滅菌槽2内が減圧された状態で給気弁32を開くと、差圧により外気が滅菌槽2内へ導入され、滅菌槽2内を復圧することができる。
The decompression means 19 introduces outside air into the
滅菌槽給蒸手段20は、滅菌槽給蒸ライン34を介して、滅菌槽2内へ蒸気を導入する。具体的には、滅菌槽給蒸手段20は、ボイラなどの蒸気供給源から滅菌槽給蒸ライン34を介して、滅菌槽2内へ蒸気を導入する。滅菌槽給蒸ライン34には、滅菌槽給蒸弁35が設けられており、この滅菌槽給蒸弁35を開閉することで、滅菌槽2内への蒸気供給の有無を切り替えることができる。なお、滅菌槽給蒸ライン34を介して滅菌槽2内へ供給される蒸気と、ジャケット給蒸ライン11を介してジャケット3内へ供給される蒸気とは、同一の蒸気供給源からの蒸気とするのが簡易である。但し、滅菌槽2内へ供給される蒸気は、ジャケット3内へ供給される蒸気と異なってもよい。たとえば、ジャケット3内へは、ボイラからの蒸気をそのまま供給するが、滅菌槽2内へは、ボイラからの蒸気を熱源として純水を蒸気化して、それによるクリーン蒸気を供給してもよい。
The sterilization tank steaming means 20 introduces steam into the
滅菌槽ドレン排出手段22は、滅菌槽2内から蒸気トラップ21を介して排水を図る。具体的には、滅菌槽ドレン排出手段22は、滅菌槽2内に生じたドレンを、滅菌槽ドレン排出ライン36を介して、滅菌槽2外へ導出する。一方、滅菌槽排気手段23は、大気圧との差圧により滅菌槽2内の気体を外部へ導出する。具体的には、滅菌槽排気手段23は、滅菌槽2内の気体を、滅菌槽排気ライン37を介して、滅菌槽2外へ導出する。
The sterilization tank drain discharge means 22 discharges water from the
図示例では、滅菌槽ドレン排出ライン36と滅菌槽排気ライン37とは、上流側と下流側とにおいて、共通ライン38,39として統一されている。そして、上流側と下流側の共通ライン38,39間には、滅菌槽ドレン排出ライン36と滅菌槽排気ライン37とが並列して設けられる。その内、滅菌槽ドレン排出ライン36には上流側から順に蒸気トラップ21と逆止弁40とが設けられ、滅菌槽排気ライン37には滅菌槽排気弁41と逆止弁42とが設けられる。滅菌槽ドレン排出ライン36および滅菌槽排気ライン37は、上流側の共通ライン38が滅菌槽2の底部に接続される。また、下流側の共通ライン39には、逆止弁43が設けられ、その直前には、真空ポンプ28からの排出ライン44が逆止弁45を介して接続されると共に、ジャケット排気ライン15の末端部も接続される。さらに、下流側の共通ライン39には、そこに設けられた逆止弁43より下流側に、ジャケットドレン排出ライン13の末端部が接続される。
In the illustrated example, the sterilization tank
滅菌槽2には、滅菌槽2内の圧力を検出する滅菌槽圧力センサ24と、滅菌槽2内の温度を検出する滅菌槽温度センサ25とが設けられる。滅菌槽圧力センサ24の設置位置は、特に問わないが、たとえば図示例のように、滅菌槽2の上方側部に設けられる。一方、滅菌槽温度センサ25は、滅菌に関する各種の規格に沿って、所定の位置に設けられる。図示例では、上流側の共通ライン38の内、滅菌槽2からの出口部に設けられる。
The
蒸気滅菌器1は、さらに制御手段(図示省略)を備える。制御手段は、前記各センサ10,24,25の検出信号や経過時間などに基づき、減圧手段18、復圧手段19、滅菌槽給蒸手段20およびジャケット給蒸手段6の他、滅菌槽排気手段23などを制御する制御器(図示省略)である。そして、制御器は、所定の手順(プログラム)に従い、滅菌槽2内の被滅菌物の滅菌を図る。
The
滅菌槽2内の被滅菌物の滅菌を図るために、滅菌槽2内をどのような環境下とするかの制御は、適宜に設定される。典型的には、滅菌槽2内から空気排除を行った後、滅菌槽2内を飽和蒸気により所定温度に所定時間保持して、被滅菌物の滅菌を図り、その後、被滅菌物の乾燥を図る。
In order to sterilize the object to be sterilized in the
滅菌槽2内からの空気排除は、たとえば、減圧手段18を停止した状態で、滅菌槽給蒸弁35と滅菌槽排気弁41とを開いて、滅菌槽2内に蒸気を流通させた後、滅菌槽給蒸弁35と滅菌槽排気弁41とを閉じて、真空弁27を開き、減圧手段18により滅菌槽2内を減圧する。次いで、真空弁27を閉じると共に減圧手段18を停止し、滅菌槽給蒸弁35を開いて滅菌槽2内の圧力が大気圧付近になるまで給蒸を行い、再び真空弁27を開くと共に減圧手段18を作動して、滅菌槽2内を減圧する。このような減圧、給蒸を複数回繰り返してなされる。
For example, after the sterilization tank
その後、真空弁27を閉じ、減圧手段18を停止した状態で滅菌槽給蒸弁35を開いて、滅菌槽2内を蒸気により昇圧して滅菌工程が開始される。この滅菌工程では、滅菌槽温度センサ25で滅菌槽2内の温度を監視し、滅菌温度を所定の滅菌保持時間維持するように、滅菌槽給蒸弁35の開閉が制御される。これにより、滅菌槽2内の被滅菌物は、滅菌温度に滅菌保持時間だけ維持されて、滅菌が施される。
Thereafter, the
その後、滅菌槽給蒸弁35を閉じる一方、滅菌槽排気弁41を開けて、滅菌槽2外へ蒸気を排出した後、被滅菌物の乾燥を設定時間行う。たとえば、減圧手段18により滅菌槽2内を所定圧力まで減圧し、その減圧下に維持することで、滅菌槽2内の被滅菌物の乾燥を図る。
Then, while the sterilization tank
このように、蒸気滅菌器1は、滅菌槽2内からの空気排除工程、被滅菌物の滅菌工程、および被滅菌物の乾燥工程が順次になされるが、空気排除工程に先立ち、ジャケット3内への蒸気供給により、ジャケット3内は所望温度に維持され、その維持制御は、空気排除工程から乾燥工程までの一連の動作中にも継続される。
As described above, the
ジャケット3内へ蒸気供給することにより、滅菌槽2からの放熱を抑え、所望の温度の保持を容易にすることができる。ジャケット3内への蒸気導入の開始時は、ジャケット3内には空気が存在する。空気は、ほとんどが非凝縮性気体であるので、内筒4や外筒5への蒸気による凝縮熱伝達を阻害するため、ジャケット3の温度上昇が非常に緩慢になる。
By supplying steam into the
このため、ジャケット3内の空気を次のようにして排出する必要がある。つまり、ジャケット3内への蒸気導入の開始時は、ジャケット3内の温度は低いので、ジャケット排気弁16は開いている。従って、ジャケット給蒸弁12を開いてジャケット3内へ蒸気供給すると、ジャケット3内の空気は、ジャケット排気ライン15へ押し出される。
For this reason, it is necessary to exhaust the air in the
このようにして、ジャケット3内から空気排除が図られるに伴い、ジャケット排気弁16を通過する気体の温度は上昇する。ジャケット排気弁16は、通過する気体の温度が所定温度(ジャケット3内の空気排除が図られて到達する温度)において、自力で閉じる。以後、ジャケット排気ライン15からの排気が阻止された状態で、ジャケット圧力センサ10の検出圧力を一定に保持するように、ジャケット給蒸弁12が制御される。この間、ジャケット3内へ供給された蒸気のドレンは、蒸気トラップ7を介して、ジャケットドレン排出ライン13から排出される。
In this way, as air is removed from the
本実施例によれば、ジャケット3内へ蒸気供給しながら、伝熱の障害となる非凝縮性気体をジャケット3外へ排除することができるため、ジャケット3の温度(滅菌槽2の壁面温度)を短時間で所定温度まで上昇させることができる。しかも、ジャケット排気弁16として温度調整弁を用いて、温度によりジャケット排気ライン15を開閉するので、ジャケット3からの蒸気の余分な流出は防止することができる。
According to the present embodiment, while supplying steam into the
ところで、本実施例1の変形例として、図1において、ジャケット排気弁16として、温度調整弁に代えて、電磁弁または電動弁などを用いてもよい。この場合も、ジャケット3内から空気排除時に、ジャケット排気弁16を開いておけばよい。たとえば、ジャケット3内への蒸気供給の開始直後は、ジャケット排気弁16を開けておき、蒸気でジャケット3内の空気の追い出しを図り、ジャケット3内からの空気排除を図るために要する所定時間経過後にジャケット排気弁16を閉じればよい。
By the way, as a modification of the first embodiment, in FIG. 1, an electromagnetic valve or an electric valve may be used as the
あるいは、ジャケット3内の圧力を検出するジャケット圧力センサ10、および/または、ジャケット3内の温度を検出するジャケット温度センサの検出信号に基づき、ジャケット排気弁16の開閉を制御してもよい。たとえば、ジャケット3内への蒸気導入のし始めはジャケット排気弁16を開けておき、ジャケット3内への蒸気導入とそれに伴うジャケット3内からの空気排除が図られると、ジャケット3内の圧力および温度が上昇するので、その圧力または温度を検知して、制御器がジャケット排気弁16を閉じるよう制御してもよい。
Alternatively, the opening / closing of the
図2は、本発明の蒸気滅菌器1の実施例2を示す概略図である。本実施例2の蒸気滅菌器1も、基本的には前記実施例1と同様である。そこで、以下においては、両者の異なる点を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。
FIG. 2 is a schematic view showing Example 2 of the
前記実施例1では、ジャケット排気ライン15にはジャケット排気弁16を設けたが、本実施例2では、ジャケット排気ライン15にはジャケット排気弁16を介して真空ポンプ28が設けられる。この真空ポンプ28は、滅菌槽2に接続される減圧手段18としての真空ポンプ28と同じものを使用できる。つまり、図示例の場合、真空ポンプ28には、滅菌槽2が真空弁27と逆止弁46とを介して接続されると共に、ジャケット3がジャケット排気弁16を介して接続される。なお、図2では、ジャケット排気ライン15はジャケット3の側部に接続しているが、図3に示すように、ジャケット排気ライン15はジャケット3の底部に接続してもよい。
In the first embodiment, the
本実施例2の場合、ジャケット3内への蒸気供給の開始前に、ジャケット排気弁16を開けた状態で、真空ポンプ28を作動させて、ジャケット3内からの空気排除が図られる。そのような空気排除を所定時間行うか、ジャケット3内の圧力を所定まで下げた後、ジャケット排気弁16を閉じてジャケット給蒸弁12を開き、ジャケット3内へ蒸気を供給すればよい。その後は、前記実施例1と同様に、ジャケット圧力センサ10の検出圧力に基づきジャケット給蒸弁12を制御して、ジャケット3内を所望圧力に保持すればよい。その他の構成および制御は、前記実施例1と同様のため、説明は省略する。
In the case of the second embodiment, before starting the supply of steam into the
ところで、前記各実施例、特に前記実施例1およびその変形例において、ジャケット3へのジャケット排気ライン15の接続位置は、ジャケット3の側部で、ジャケット内容積の下から1/3となる高さとするのが好ましい。具体的には、ジャケット3からジャケット排気ライン15への開口は、外筒5の側部で、外筒5の底部からジャケット内容積の三分の一を占める高さにするのが好ましい。
By the way, in each of the above-described embodiments, particularly in the first embodiment and the modification thereof, the connection position of the
図4は、前記各実施例の蒸気滅菌器1の内筒4と外筒5とを示す概略斜視図である。前述したように、内筒4および外筒5は、略矩形のボックス状とされ、上下左右に隙間を空けて、外筒5内に内筒4が収容される。前述したように、内筒4は、前後へ開口するが、前方開口部には扉が設けられ、後方開口部は板材で閉塞されるか扉が設けられる。また、内筒4と外筒5との隙間は、前後において閉塞される。
FIG. 4 is a schematic perspective view showing the
内筒4および外筒5の各板厚を無視して、たとえば、内筒4の左右方法幅寸法Wが660mm、内筒4と外筒5との隙間の左右方向幅寸法W´がそれぞれ100mm、内筒4の上下方向高さ寸法Hが1450mm、内筒4と外筒5との隙間の上下方向高さ寸法H´がそれぞれ60mm、内筒4および外筒5の前後方向奥行寸法Dが1250mmとする。この場合、内筒4と外筒5との間のジャケット3内の全容積は、{0.06×(0.66+0.1×2)×1.25×2}+{0.1×1.45×1.25×2}=0.129+0.36として算出され、0.49m3となる。従って、ジャケット内容積の三分の一は、0.49/3として、0.16m3となる。そして、外筒の底部からジャケット内容積の三分の一を占める高さは、{(0.16−0.129/2)}/{0.1×1.25×2}として、0.38mとなる。つまり、この例では、外筒5の底面から380mm高い箇所に、ジャケット排気ライン15を設けるのがよいことになる。なお、内筒4および外筒5の後面もジャケット3とする場合、その容積も含めて、ジャケット排気ライン15の接続位置が算出される。
Ignoring the plate thicknesses of the
次に、そもそもなぜジャケット内容積の三分の一の高さがよいのかについて説明する。図5は、ある圧力におけるジャケット3内の温度と気体の密度との関係を示しており、実線は蒸気、破線は空気を示している。ジャケット3内への蒸気供給により、ジャケット3内の圧力が徐々に上昇し、たとえば0.1MPaであるとする。この際、破線で示す空気の密度が低いほど、実線で示す蒸気の密度は高まり、ジャケット3内の温度は高まる。また、この場合、破線と実線とが交わる温度(ここでは106℃)よりも高いと蒸気が重く、その温度より低いと空気が重くなる。そして、この分岐点は、空気分圧により定まり、ジャケット3内の混合気体の比率が空気約38%、蒸気約62%の割合のときとなる。つまり、全体の約2/3の空気が抜けて蒸気に置き換わると、蒸気の方が重くなることになる。
Next, the reason why the height of one-third of the inner volume of the jacket is good in the first place will be described. FIG. 5 shows the relationship between the temperature in the
また、ジャケット内容積の三分の一の高さがよい理由は、次の点からも説明できる。すなわち、まず、空気の平均分子量は約29、蒸気(水)の平均分子量は約18であることは知られている。従って、空気は蒸気の1.61倍(29/18=1.61)の密度であるから、空気1に対し蒸気1.61の容積で重さが釣り合うことになる。これは、空気と蒸気とを合わせた容積全体を1で考えると、空気0.38に対し蒸気0.62の関係となる。つまり、概ね、空気1/3と蒸気2/3の関係となる。
The reason why one third of the inner volume of the jacket is good can also be explained from the following points. That is, first, it is known that the average molecular weight of air is about 29, and the average molecular weight of steam (water) is about 18. Therefore, since air has a density 1.61 times that of steam (29/18 = 1.61), the weight of the
図6および図7は、ジャケット3内からの空気排除状態を時系列に示す図であり、図6はジャケット排気ライン15をジャケット3の底部に設けた場合、図7はジャケット排気ライン15をジャケット3の側部で且つジャケット内容積の下から三分の一の高さに設けた場合を示している。また、各図において、ハッチング部は空気を示し、ドット部は蒸気を示している。
FIGS. 6 and 7 are diagrams showing the state of exhausting air from the
図6に示すように、ジャケット排気ライン15をジャケット3の底部に設けた場合、ジャケット3の上部から蒸気を供給すると、同図(b)および(c)に示すように、ジャケット3内の空気は下方から追い出される。しかしながら、ジャケット内容積の2/3の空気が抜けたところで、上述したように、蒸気の方が重たくなる。これにより、同図(d)および(e)に示すように、空気は上方へ移動すると共に、蒸気が下方へ移動するので、同図(f)に示すように、空気と蒸気とが混ざってしまい、空気排除効率が劣ることになる。
As shown in FIG. 6, when the
これに対し、図7に示すように、ジャケット排気ライン15をジャケット内容積の三分の一の高さに設けた場合、ジャケット3の上部から蒸気を供給すると、同図(b)および(c)に示すように、ジャケット3内の空気はジャケット排気ライン15へ追い出される点は同じであるが、それ以降が図6と異なる。すなわち、ジャケット内容積の2/3の空気が抜けたところで、上述したように蒸気の方が重たくなるが、ジャケット排気ライン15はジャケット内容積の1/3の高さに設けられているので、同図(d)から(f)に示すように、ジャケット排気ライン15からの空気排除を行いながら、ジャケット3内に蒸気が充填されることになる。従って、ジャケット内容積の三分の一の高さに設けた方が、空気排除効率が向上することになる。
On the other hand, as shown in FIG. 7, when the
図8は、ジャケット3内への給蒸開始後のジャケット3内の温度変化を示す図であり、破線は、ジャケット3下部にジャケットドレン排出ライン13のみを設けた場合、二点鎖線は、ジャケット3下部にジャケットドレン排出ライン13とジャケット排気ライン15とを設けた場合、実線は、ジャケット3下部にジャケットドレン排出ライン13を設ける一方、ジャケット3側部(ジャケット底部からジャケット内容積の三分の一の高さ)にジャケット排気ライン15を設けた場合を示している。
FIG. 8 is a diagram showing a temperature change in the
いずれの場合も、ジャケット3内への給蒸によって、ジャケット3内の温度は上昇する。しかしながら、ジャケット3下部にジャケットドレン排出ライン13のみを設けた場合(破線)や、それに加えてジャケット3下部にジャケット排気ライン15を設けた場合(二点鎖線)は、ジャケット3内がある程度の温度まで上昇した時点で、ジャケット3内に残存している空気に蒸気が混ざってしまい、凝縮量が減少するため温度が一旦低下する。その後、ドレンと共に下部から空気が抜けていくことで、再びジャケット3内の温度は上昇に転じる。
In any case, the temperature in the
ここで、ジャケット3下部にジャケット排気ライン15を設けた場合(一点鎖線)でも、温度の上昇が遅く、低下が著しいのは、空気がジャケット3下部からだけでは抜けないことを示している。なお、蒸気トラップ7は液体が存在している限りは開いているので、ドレンと共に空気も抜けるため、ジャケット3下部にジャケット排気ライン15を設けた場合(二点鎖線)よりも設けない場合(破線)の方が、最初の温度上昇は大きいが、その後、蒸気と空気が混在したような状態となると、気体は抜けないため、温度の上昇が鈍化している。
Here, even when the
これに対し、ジャケット3下部にジャケットドレン排出ライン13を設ける一方、ジャケット3側部にジャケット排気ライン15を設けた場合(実線)は、ジャケット3内からの空気抜きが確実になされる結果、ジャケット3内の温度は右肩上がりで上昇する。このように、本発明によれば、短時間に効率よくジャケット3からの空気排除を図ることができる。
On the other hand, when the jacket
本発明の蒸気滅菌器1は、前記各実施例の構成に限らず適宜変更可能である。特に、ジャケット3内への蒸気供給の開始前および/または開始直後において、ジャケット3外へ気体を導出する構成であれば、その他の構成および制御は適宜に変更可能である。
The steam sterilizer 1 of the present invention is not limited to the configuration of each of the above embodiments, and can be changed as appropriate. In particular, other configurations and controls can be appropriately changed as long as the gas is led out of the
また、前記各実施例では、ジャケット3内への蒸気供給の開始前および/または開始直後におけるジャケット3外への空気排除について述べたが、これに加えて、ジャケット排気手段9によるジャケット3外への排気を停止した状態で、ジャケット給蒸手段6によるジャケット3内への蒸気供給により、ジャケット3内を所望の温度(または圧力)まで上げた後にも、ジャケット排気手段9によるジャケット3外への排気を所定のタイミングで行ってもよい。たとえば、定期的にジャケット排気弁16を開閉してもよい。これにより、ジャケット給蒸手段6によりジャケット3内へ供給される蒸気中に含まれる空気(非凝縮性気体)の排除も図ることができる。
In each of the above-described embodiments, the air exhaust to the outside of the
1 蒸気滅菌器
2 滅菌槽
3 ジャケット
4 内筒
5 外筒
6 給蒸手段(ジャケット給蒸手段)
7 蒸気トラップ
8 ドレン排出手段(ジャケットドレン排出手段)
9 排気手段(ジャケット排気手段)
10 ジャケット圧力センサ
16 ジャケット排気弁(温度調整弁など)
18 減圧手段
DESCRIPTION OF
7
9 Exhaust means (jacket exhaust means)
10
18 Pressure reducing means
Claims (8)
この滅菌槽を取り囲むよう設けられるジャケットと、
このジャケット内へ蒸気を供給する給蒸手段と、
前記ジャケット内から蒸気トラップを介して排水を図るドレン排出手段と、
前記ジャケット内への蒸気供給の開始前および/または開始直後において、前記ジャケット外へ気体を導出する排気手段と
を備えることを特徴とする蒸気滅菌器。 A sterilization tank in which objects to be sterilized are stored;
A jacket provided to surround the sterilization tank;
Steaming means for supplying steam into the jacket;
Drain discharge means for draining from the jacket through a steam trap;
A steam sterilizer comprising: exhaust means for leading gas out of the jacket before and / or immediately after the start of steam supply into the jacket.
ことを特徴とする請求項1に記載の蒸気滅菌器。 2. The steam sterilization according to claim 1, wherein the exhaust unit is a unit that guides the gas in the jacket to the outside by a differential pressure from the atmospheric pressure immediately after the start of steam supply into the jacket. vessel.
ことを特徴とする請求項1に記載の蒸気滅菌器。 2. The steam sterilizer according to claim 1, wherein the exhaust unit is a decompression unit that sucks and discharges the gas in the jacket to the outside before the start of steam supply into the jacket.
前記排気手段は、前記ジャケットの側部に接続され、
前記排気手段は、前記ジャケットからの空気排除時に開かれる弁を備える
ことを特徴とする請求項2に記載の蒸気滅菌器。 The steaming means is connected to the upper part of the jacket,
The exhaust means is connected to a side of the jacket;
The steam sterilizer according to claim 2, wherein the exhaust means includes a valve that is opened when air is removed from the jacket.
ことを特徴とする請求項4に記載の蒸気滅菌器。 The steam sterilizer according to claim 4, wherein the valve is a temperature regulating valve that opens and closes by itself based on a temperature of a gas passing through the valve.
ことを特徴とする請求項4に記載の蒸気滅菌器。 The steam sterilizer according to claim 4, wherein the valve is controlled to open and close based on a detection signal of a sensor that detects a temperature or pressure in the jacket.
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の蒸気滅菌器。 The steam sterilizer according to any one of claims 1 to 6, wherein the exhaust unit is connected to a height that occupies a third of the inner volume of the jacket from the bottom of the jacket.
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の蒸気滅菌器。 After exhausting the jacket outside before and / or immediately after the start of steam supply into the jacket, the temperature inside the jacket is raised by steam supply into the jacket by the steam supply means while the exhaust is stopped. The steam sterilizer according to any one of claims 1 to 7, wherein the exhaust to the outside of the jacket by the exhaust means is performed at a predetermined timing.
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2009
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