JP4452390B2 - 清浄蒸気発生装置及び蒸気滅菌装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は清浄蒸気発生装置及び蒸気滅菌装置に関し、更に詳細には水滴等が除去された清浄水蒸気を得ることができる小型の清浄蒸気発生装置、及び前記清浄蒸気発生装置を具備する蒸気滅菌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
病院等では治療に用いられた包帯、メス、鉗子、手術着等の被滅菌物の滅菌には、通常、被滅菌物が収容された滅菌室を水蒸気によって所定の圧力・温度とした状態を一定時間保持する蒸気滅菌方法が採用されている。
従来、滅菌室に供給される水蒸気は、病院等に備えられた大型ボイラーから供給されているが、一般的に、大型ボイラーでは、その性能等を維持すべく水処理剤が添加された水を用いている。
この様に、水処理剤が添加された水を蒸発させて得た水蒸気中には、水処理剤が含有されている可能性がある。かかる水処理剤が含有された水蒸気によって滅菌がなされた被滅菌物には、水処理剤が付着するおそれがある。
このため、特開平９−２８５５２７号公報には、精密濾過、脱イオン処理等の水処理が施された清浄水を蒸発させて得た清浄水蒸気を滅菌室に供給する蒸気滅菌装置が提案されている。
【０００３】
この特許公報に掲載された蒸気滅菌装置を図７に示す。図７において、蒸気滅菌装置の本体部１００は、被滅菌物を収容する滅菌室１０２が形成された内筒１０４と、内筒１０４の外側に形成された外筒１０６と、内筒１０４と外筒１０６との間に形成されたジャケット部１０８とから構成される。
かかる図７に示す蒸気滅菌装置には、水供給配管１１２によって供給された清浄水を蒸発させて清浄水蒸気を発生させる清浄蒸気発生装置１１０が設けられている。この清浄蒸気発生装置１１０では、清浄水を蒸発させる熱源として用いられている蒸気は、一般蒸気の蒸気配管１２０から制御弁１１８、蒸気滅菌装置のジャケット部１０８、及び配管１１９を経由して供給される。
かかる蒸気発生装置１１０によって発生した清浄水蒸気は、制御弁１１４が途中に設けられた給蒸配管１１６を介して本体部１００の滅菌室１０２に直接供給される。
滅菌室１０２に供給されて被滅菌物を加熱して滅菌を施した水蒸気は、排出配管１２２及び制御弁１２６が設けられた配管１２４を経由して排気される。更に、滅菌室１０２が大気圧まで低下したとき、制御弁１１４、１２６を閉じると共に、水封式真空ポンプ１３０を駆動して真空配管１３２に設けられた制御弁１２８を開にして滅菌室１０２を減圧状態とする。滅菌の際に、清浄水蒸気の凝縮水に濡れた被滅菌物を乾燥するためである。
減圧状態とされた滅菌室１０２を大気圧に戻して滅菌が施された被滅菌物を取り出す際には、フィルター１３４及び制御弁１３６が設けられた配管１３８を経由して清浄な空気を滅菌室１０２に供給する。
尚、水封式真空ポンプ１３０には、清浄水蒸気等を吸引して蒸発等によって喪失した封水は配管１３１を経由して供給される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示す蒸気滅菌装置によれば、滅菌に用いる水蒸気として、清浄水を蒸発して得た清浄水蒸気を用いているため、水処理剤等が被滅菌物に付着するおそれを解消できる。
しかし、図７に示す蒸気滅菌装置には、清浄水を蒸発する清浄蒸気発生装置１１０を新たに装着することを要するが、この清浄蒸気発生装置１１０は大型し、図７に示す蒸気滅菌装置の全体も大型化する。
つまり、従来の清浄蒸気発生装置１１０は、図８に示す如く、蛇管等のヒータが清浄水中に水没されているため、ヒータの伝熱効率が低く、所定量の清浄水蒸気を供給するには、ヒータを大型化せざるを得ないからである。
【０００５】
更に、蒸気滅菌装置の処理行程は、図９に示す様に、複数行程から成る。この図９は、滅菌室１０２の内圧の経時変化を示すものである。
かかる処理行程のうち、清浄蒸気発生装置１１０から清浄水蒸気を滅菌室１０２に給蒸する行程は、コンディショニング（真空）行程及び滅菌行程であり、乾燥行程では清浄水蒸気の給蒸は不要である。
但し、コンディショニング（真空）行程では、滅菌室１０２に収容された被滅菌物を加温しつつ、滅菌室１０２内を清浄水蒸気に置換する行程であるため、清浄水蒸気の給蒸流量を大きくすることが必要である。
一方、清浄蒸気発生装置１１０のヒータを大型化しても限りがあるため、予め清浄水蒸気を清浄蒸気発生装置１１０内に蓄えておくことが必要となり、清浄蒸気発生装置１１０は更に大型化する。
この様に、清浄蒸気発生装置１１０のヒータの加熱効率が低いため、図９に示す乾燥行程の様に、給蒸を行わない行程の間でも、ヒータの加熱を続行させることが必要となり、エネルギー的にもロスが生ずる。
そこで、本発明の課題は、ヒータの加熱効率を可及的に向上できて小型化し得る清浄蒸気発生装置、及び前記清浄蒸気発生装置を用いた蒸気滅菌装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決すべく検討を重ねた結果、清浄蒸気発生装置の熱交換器として、上下方向に複数本の伝熱管が配され、伝熱管の外面側に蒸気等の加熱媒体が供給される縦型の熱交換器を用い、伝熱管によって加熱される清浄水の水面を伝熱管の管長の１／２以下に保持することによって、伝熱管の伝熱効率を可及的に向上できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、上下方向に複数本の伝熱管が配され、前記伝熱管の外面側に蒸気等の加熱媒体が供給される縦型の熱交換器と、前記熱交換器と併設され、清浄水が貯留される縦長の貯留タンクとを具備し、前記熱交換器と貯留タンクとの下部側及び上部側が互いに連通され、前記貯留タンク中の清浄水がサーモサイフォン作用に因り循環・加熱される蒸気発生装置であって、前記貯留タンク内の上部側に、前記伝熱管内で清浄水が蒸発して発生した清浄水蒸気中の水滴を除去する除去手段と、前記除去手段を通過した清浄水蒸気を取り出す清浄水蒸気の取出口とが設けられ、前記除去手段には、水滴を含有する清浄水蒸気を、上端部の接線方向から供給して旋回流とする螺旋状の仕切板が外周面に設けられていると共に、下端ほど大径となるテーパ部が下端部に形成された筒状体と、前記筒状体内に設けられ、前記筒状体の外周面に沿って流れた清浄水蒸気が反転して供給されるサイクロンとが備えられており、且つ前記貯留タンク内に貯留される清浄水の水面が、前記伝熱管の管長の１／２以下となるように調整する水位調整手段が設けられていることを特徴とする清浄蒸気発生装置にある。
また、本発明は、被滅菌物が収容される滅菌室を具備する本体部と、前記滅菌室内に給蒸され、収容された被滅菌物に滅菌を施す水蒸気を発生する蒸気発生装置として、前述した清浄蒸気発生装置とが設けられている蒸気滅菌装置であって、該滅菌室と清浄蒸気発生装置との給蒸配管には、前記清浄蒸気発生装置から滅菌室への清浄水蒸気の給蒸流量を調整する調整手段が設けられていることを特徴とする蒸気滅菌装置にある。
【０００７】
かかる本発明において、清浄水蒸気中の水滴等を除去する除去手段の下方に、前記除去手段で分離された分離水を集水し、貯留タンク内に貯留されている清浄水の水面の所定箇所に落下するように、集水ロートを設けることにより、貯留タンク内に貯留されている清浄水の水面の検出精度を向上できる。
また、清浄蒸気発生装置の清浄水蒸気の圧力を蒸気滅菌装置の処理行程に応じて調整する調整手段を設けることによって、滅菌室内の圧力コントロールを容易に行うことができる。
【０００８】
本発明に係る清浄蒸気発生装置によれば、上下方向に複数本の伝熱管が配され、伝熱管の外面側に蒸気等の加熱媒体が供給される縦型の熱交換器を用い、この熱交換器と連通されている貯留タンク内に貯留される清浄水の水面を、伝熱管の管長の１／２以下となるように調整し、伝熱管の伝熱効率を可及的に向上できる。
このため、熱交換器に蒸気等の加熱媒体の供給開始から清浄水蒸気が発生する立上り時間も短く、且つ清浄水蒸気の発生速度も充分に確保でき、貯留タンク等に清浄水蒸気を予め蓄えておくことを実質的に要せず、清浄蒸気発生装置を小型化することができる。
更に、貯留タンク内に貯留される清浄水の水面を、伝熱管の管長の１／２以下となるように調整するため、清浄蒸気発生装置内に貯留する貯留水量を少なくでき、熱交換器の伝熱効率の向上と相俟って、清浄蒸気発生装置の停止状態から所定圧力の清浄水蒸気を発生するまでの立ち上げ時間を短時間にできる。
また、清浄水蒸気中の水滴等を除去する除去手段として、水滴を含有する清浄水蒸気を、上端部の接線方向から供給して旋回流とする螺旋状の仕切板を外周面に設けていると共に、下端ほど大径となるテーパ部が下端部に形成された筒状体と、この筒状体内に設けられ、筒状体の外周面に沿って流れた清浄水蒸気が反転して供給されるサイクロンとを具備することによって、縦型の熱交換器から供給された清浄水蒸気中の水滴を筒状体の外周面で除去し、更に微小の水滴をサイクロンによって除去した清浄水蒸気を吐出できる。
【０００９】
この様に、小型化された清浄蒸気発生装置を具備する蒸気滅菌装置も、従来の清浄蒸気発生装置を具備する蒸気滅菌装置に比較して小型化できる。
但し、小型化された清浄蒸気発生装置では、清浄蒸気発生装置内に保有している清浄水蒸気量が少ないため、減圧された滅菌室内に清浄水蒸気を給蒸する場合の様に、一時に大量の清浄水蒸気が給蒸されると、清浄蒸気発生装置内の内圧が急激に低下し、清浄水の突沸現象等が発生し易くなる。
また、滅菌行程では、滅菌室への給蒸量は放熱等で凝縮される清浄水蒸気量でよい。
このため、本発明に係る蒸気滅菌装置では、滅菌室と清浄蒸気発生装置との給蒸配管に、清浄蒸気発生装置から滅菌室への清浄水蒸気の給蒸流量を調整する調整手段を設け、蒸気滅菌装置の処理行程に合わせた適度の給蒸量となるように調整することにした。
更に、清浄蒸気発生装置の立ち上げ時間を短時間とすることができ、清浄水蒸気の給蒸が不要な行程では、清浄蒸気発生装置の運転を停止し、清浄蒸気発生装置からの放熱等の熱ロスを防止し、省エネルギーを図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る清浄蒸気発生装置の一例を図１及び図２に示す。図１は、清浄蒸気発生装置の概略縦断面図であり、図２は清浄蒸気発生装置の概略平面図である。図１及び図２に示す清浄蒸気発生装置１０には、縦型の熱交換器１２と縦長の貯留タンク１４とが併設されている。
この縦型の熱交換器１２には、筒体１６内に複数本の伝熱管１８，１８・・が上下方向に配され、伝熱管１８の外面側に加熱媒体としての加熱蒸気が供給される。
かかる熱交換器１２の上部側（フランジ１５ａよりも上部側）及び下部側（フランジぶ１５ｂよりも下部側）が、連通管２０，２２によって連通されている縦長の貯留タンク１４には、制御弁２６が設けられた配管２４から供給された清浄水が貯留水２８として貯留されている。熱交換器１２と貯留タンク１４との下部側を連通する連通管２２を介し、貯留タンク１４の貯留水２８はサーモサイフォン作用によって熱交換器１２の伝熱管１８，１８・・に供給され、加熱・蒸発される。
【００１１】
この様に、縦型の熱交換器１２では、上下方向に伝熱管１８，１８・・が設けられているため、伝熱管１８内の清浄水及び清浄水蒸気の流れは、図３に示す様に、伝熱管１８の下部から上部方向に流れる。
すなわち、伝熱管１８の下部側の顕熱加熱帯では、液相のみの液流であるが、蒸発帯では、次第に気泡が混在する気泡流となり、この気泡が次第に大きくなって塊状流となる。更に、塊状流が加熱されて気泡が成長し気泡が繋がると、伝熱管１８の内壁周面側に液流が存在する環状流となり、遂には液相が存在しない噴霧流となる。
かかる液流について、伝熱管１８の伝熱効率を指標する総括伝熱係数Ｕ［Ｑ＝ＵＡ（ｔ_h―ｔ_c） Ｑ；伝熱量、Ａ：伝熱面積、ｔ_h：高温側温度、ｔ_c：低温側温度］について検討したところ、気泡流、塊状流及び環状流における総括伝熱係数Ｕは、液相のみの液流及び噴霧流の総括伝熱係数Ｕに比較して大きくなることが判明した。気泡流、塊状流及び環状流においては、液流が乱流となるため、伝熱効率が向上されるものと考えられる。
【００１２】
このため、図１及び図２に示す清浄蒸気発生装置１０では、熱交換器１２の伝熱管１８，１８・・において、気泡流、塊状流及び環状流の領域が存在するように、貯留タンク１４内に貯留される貯留水２８の水面が、伝熱管１８，１８・・の所定位置を保持するように水位調整手段を設けている。
この水位調整手段としては、貯留水２８の水面位置を検出するレベル検出器ＬＳと、清浄水を貯留タンク１４に供給する配管２４に設けた制御弁２６とから成る。レベル検出器ＬＳが、貯留水２８の水面位置が所定値よりも低下したとき、制御弁２６を開き清浄水を貯留タンク１４に供給し、貯留水２８の液面が所定値に到達したとき、制御弁２６を閉じる。
この際、貯留水２８の水面を、伝熱管１８，１８・・の管長の１／２以下となるように調整することによって、伝熱管１８，１８・・の総括伝熱係数Ｕを可及的に大きくできる。例えば、貯留水２８の液面を伝熱管１８の管長の１／２以下とすることによって、伝熱管１８の総括伝熱係数Ｕを、図８のヒータの如く、貯留水２８中に水没した状態の伝熱管１８に対し約１．３倍ほど向上することができる。
ところで、伝熱管１８，１８・・には、気泡流、塊状流及び環状流の領域が存在するため、熱交換器１２内での貯留水２８の液面の変動は極めて激しい。このため、貯留水２８の水面位置を検出する貯留水タンク１４では、貯留水２８の水面を可及的に安定させるべく、貯留タンク１４の径を熱交換器１２の径と略同一径又はそれ以上とすることが好ましい。
この様に、縦型の熱交換器１２を採用することによって、上下方向に設けられた伝熱管１８内を上昇する流体の速度が速くなり、伝熱管１８の内壁面への着垢を少なくできる。
【００１３】
一方、伝熱管１８内を上昇する清浄水蒸気の流速が速いため、熱交換器１２から吐出される清浄水蒸気には、貯留水から成る液滴等を多量に同伴している。
このため、熱交換器１２から吐出する清浄水蒸気は、連通管２０を介して貯留タンク１４の上部側に供給し、清浄水蒸気中の水滴等を除去する除去手段３０によって液滴等を除去する。
この清浄水蒸気中の水滴等を除去する除去手段３０は、貯留タンク１４の上部側に設けられており、下端部が下端ほど大径となるテーパ部３６に形成されていると共に、上部側の外周面に仕切板３４が螺旋状に設けられた筒状体３２と、筒状体３２の内側にサイクロン３８とが設けられており、サイクロン３８の上端部に清浄水蒸気の取出口４０が設けられている。
かかる除去手段３０では、図２に示す様に、熱交換器１２で発生した水滴等を含有する清浄水蒸気は、連通管２０によって筒状体３２の上部に接線方向から供給される。
筒状体３２の上部に接線方向から供給された清浄水蒸気は、螺旋状の仕切板３４に沿って旋回しつつ下降する。その際、清浄水蒸気中の水滴等は、旋回により発生した遠心力によって貯留タンク１４の内周面方向に飛ばされて清浄水蒸気と分離される。
更に、清浄水蒸気は、旋回しつつ筒状体３２の下端部に設けられたテーパ部３６を通過する。このテーパ部３６では、清浄水蒸気の旋回速度が低下し、清浄水蒸気中に含まれている微小な水滴等がテーパ部３６の外周面方向に分離される。
テーパ部３６を通過した清浄水蒸気は、貯留タンク１４の内周面とテーパ部３６との間隙４２を通過し、筒状体３２の下方に流出する。筒状体３２の下方に流出した清浄水蒸気は、反転して筒状体３２の中央部を上昇し、サイクロン３８に流入し、更に微小な水滴等が除去され、水滴等が可及的に除去された乾き清浄水蒸気として取出口４０から取出される。
【００１４】
かかる筒状体３２によって分離された分離水は、貯留タンク１４に貯留されている貯留水２８に戻るが、貯留水２８の液面位置を検出するレベル検出器ＬＳのセンサ等に分離水の水滴が当って液面位置を正確に検出できない場合がある。この様な場合には、図１に示す様に、貯留水２８の水面の所定箇所に落下するように、集水ロート４４を設けることが好ましい。この集水ロート４４には、筒状体３２によって分離された分離水を受水できるように、筒状体３２のテーパ部３６の下端開口径よりも大径の開口径の受水部が上端部に形成され、下端部には、受水部で受水した分離水を貯留水２８の水面の所定箇所に落下するように、受水部よりも細径に形成されたロート部が形成されている。
図１に示す集水ロート４４は、貯留水２８の水面の略中央部に分離水が落下するように設けている。
また、サイクロン３８によって分離された分離水は、筒状体３２によって分離される分離水よりも少ないため、貯留水２８を加温すべく、蛇管から成るヒータ４６に集水ロート４４を貫通する配管４８を経由して供給され、ヒータ４６を通過した分離水は配管４９から排出される。
このヒータ４６は、清浄蒸気発生装置１０の立ち上げ等の際に、貯留水２８が暖められていないような場合、貯留水２８を加温することができ、清浄蒸気発生装置１０の立ち上げ等を早めることができる。
この様に、図１及び図２に示す清浄蒸気発生装置１０は、図８に示す清浄蒸気発生装置１１０に比較して、その伝熱効率が向上されており小型化できる。更に、清浄蒸気発生装置１０の貯留水２８の水面を、伝熱管１８，１８・・の管長の１／２以下となるように調整するため、貯留水２８の貯留量が少なく、停止状態から所定圧力の清浄水蒸気を発生するまでの立上り時間も短時間とすることができた。
【００１５】
図１及び図２に示す清浄蒸気発生装置１０は、図８に示す清浄蒸気発生装置１１０に比較して、伝熱効率が向上されて小型化でき、図２に示す様に、簡単な取付板１７によって清浄水蒸気を用いる装置、例えば蒸気滅菌装置に容易に取付けることができる。
かかる清浄蒸気発生装置１０を用いた蒸気滅菌装置を図４に示す。図４において、蒸気滅菌装置の本体部５０は、被滅菌物を収容する滅菌室５２が形成された内筒５４と、内筒５４の外側に形成された外筒５６と、内筒５４と外筒５６との間に形成されたジャケット部５８とから構成される。
かかるジャケット部５８には、病院等に設置された大型ボイラから供給される一般蒸気が、減圧弁５１、制御弁１９及び安全弁５３が設けられた配管５４から供給され、ジャケット部５８に供給された一般蒸気の凝縮水は、ドレントラップ５５及び逆止弁５６が設けられた配管５７を経由して排出される。
また、滅菌室５２には、滅菌室５２への給蒸流量を調整する調整手段６０及び安全弁６２が設けられた配管６３を経由して、清浄蒸気発生装置１０から清浄水蒸気が供給される。この調整手段６０には、制御弁６４及び手動弁６５が設けられた配管６１ａと、制御弁６７及び手動弁６８が設けられ、配管６１ａよりも細径の配管６１ｂとが設けられていると共に、制御弁６７の弁座径が、制御弁６４の弁座径よりも小径に形成されている。
【００１６】
このため、滅菌室５２への給蒸流量を高めたい場合は、制御弁６４を開くと共に、制御弁６７を閉じて配管６１ａ、又は制御弁６４，６７を開いて配管６１ａ、６１ｂを用いて清浄水蒸気を給蒸する。他方、滅菌室５２への給蒸流量を低めたい場合は、制御弁６４を閉じると共に、制御弁６７を開いて配管６１ｂを用いて給蒸する。
ところで、清浄蒸気発生装置１０は、図８に示す清浄蒸気発生装置１１０よりも小型であるため、滅菌室５２に急激に清浄水蒸気を給蒸し、貯留タンク１４及び熱交換器１２の圧力が急激に低下すると、貯留水２８の突沸等が惹起される。このため、手動弁６５，６８によっても、滅菌室５２に急速に給蒸する場合であっても、貯留タンク１４及び熱交換器１２の圧力の低下速度が、貯留水２８の突沸が発生する速度とならないように調整しておくことが好ましい。
尚、配管６３には、一端部にエアーフィルターＦが設けられ、途中に制御弁７１が設けられた配管７２の他端部に繋ぎ込まれている。
【００１７】
かかる調整手段６０を経由して滅菌室５２に清浄水蒸気を給蒸する清浄蒸気発生装置１０の熱交換器１２には、配管５４によって供給される一般蒸気が、制御弁７３及び安全弁７４が設けられた配管７６を経由して供給される。熱交換器１２に供給され、貯留タンク１４の貯留水２８を加熱・蒸発させて凝縮した一般蒸気の凝縮水は、貯留タンク１４に供給する清浄水を加温する加温装置８０に、ドレントラップ７６が設けられた配管７７を経由して供給される。
この加温装置８０の蛇管８１には、精密濾過、脱イオン処理等の水処理が施された清浄水が、加圧ポンプＰ及び制御弁８２が設けられた配管８３を介して供給され、加温された清浄水は制御弁２６が設けられた配管２４を経由して貯留タンク１４に供給される。
貯留タンク１４の上部に設けられ、清浄水蒸気中の水滴等を除去する除去手段３０を構成するサイクロン３８で分離された分離水は、貯留水２８を加熱するヒータ４６を経由し、配管４９に設けられたドレントラップ８７及び逆止弁８８を経由して排出される。
尚、貯留タンク１４の貯留水２８は、制御弁９９が設けられた配管１１を経由して排出される。
【００１８】
清浄蒸気発生装置１０から滅菌室５２に給蒸され、凝縮された清浄水蒸気の凝縮水は、配管９０の逆止弁９１及びドレントラップ９２を経由して排出される。
更に、このドレントラップ９２をバイパスする制御弁９３が設けられており、滅菌室５２に給蒸された清浄水蒸気等の気体は、制御弁９３を経由して排出される。かかる逆止弁９１と制御弁９３との間の配管９０には、逆止弁９５、封水式真空ポンプＶＰ及び制御弁９４が設けられた配管９６が繋ぎ込まれ、封水式真空ポンプＶＰによって滅菌室５２を減圧状態とすることができる。
かかる蒸気滅菌装置を構成する滅菌室５２の圧力検出器９７、貯留水２８を加熱・蒸発する熱交換器１２内の蒸気圧を検出する圧力検出器２１、貯留タンク１４のレベル検出器ＬＳからの信号は制御部Ｓに送られ、これらの信号等に基づいて制御部Ｓからは、制御弁６４，６７，７３，８２，２６，９９に開閉又は清浄水を加圧する加圧ポンプＰの駆動・停止の信号が発せられる。
【００１９】
この様な、図４及び図５に示す蒸気滅菌装置において、滅菌室５２に収容された被滅菌物に蒸気滅菌を施す処理行程を、図６（ａ）に示す。図６（ａ）は、滅菌室５２の圧力の経時変化を示し、図９に示す処理行程と略同一行程である。
かかる蒸気滅菌の処理行程との関係で清浄蒸気発生装置１０は運転される。清浄蒸気発生装置１０の貯留タンク１４の取出口４０に設けた圧力検出器９８の圧力変化を図６（ｂ）に示し、制御部Ｓからの信号によって一般蒸気を熱交換器１２に供給する制御弁７３の開閉状態を図６（ｃ）に示す。図６（ｃ）において、制御弁７３を開とし、一般蒸気が熱交換器１２に供給されている状態を「ＯＮ」と示し、制御弁７３を閉とし、一般蒸気が熱交換器１２に供給されていない状態を「ＯＦＦ」として示す。
尚、本体部５０のジャケット部５８には、常に、一般蒸気が導入され、滅菌室５２を加温している。
【００２０】
蒸気滅菌装置が準備行程に入ったとき、制御部Ｓからの信号で制御弁７３を開き、清浄蒸気発生装置１０の熱交換器１２に一般蒸気を導入し、清浄蒸気発生装置１０を立ち上げる。
立ち上げられた清浄蒸気発生装置１０から発生する清浄蒸気圧力（圧力検出器９８の圧力）は、滅菌室５２に収容された被滅菌物に滅菌を施す滅菌圧力の設定圧力よりも高圧とする。清浄蒸気発生装置１０が小型化されているため、貯留し得る清浄水蒸気量を可及的に多くするためである。
但し、清浄蒸気発生装置１０が正常に運転されることが確認できたならば、コンディショニング行程が開始されるまでに時間がある場合は、清浄蒸気発生装置１０からの放熱等に因る熱ロスを可及的に防止すべく、図６（ｂ）（ｃ）に示す様に、制御弁７３を閉じて清浄蒸気発生装置１０を一旦立ち下げてもよい。
この様に、清浄蒸気発生装置１０を一旦立ち下げても、図６（ｂ）（ｃ）に示す様に、正常な清浄蒸気発生装置１０の立ち上げ時間は短時間であるため、コンディショニング行程の開始直前の再立ち上げによって、滅菌室５２を所定の圧力とすることができる。
【００２１】
コンディショニング行程では、滅菌室５２内の空気を清浄水蒸気に置換すると共に、収容された被滅菌物を加温する行程である。このため、封水式真空ポンプＶＰを駆動し、滅菌室５２を減圧状態とする減圧操作と、清浄蒸気発生装置１０から清浄水蒸気を給蒸する給蒸操作とを複数回繰り返して行う。
かかる給蒸操作では、滅菌室５２に清浄水蒸気を可及的に速やかに給蒸することが必要であるため、コンディショニング行程の給蒸操作がなされるＡ１，Ａ２の期間内は、調整手段６０のうち、配管６１ｂよりも大径の配管６１ａに設けられた制御弁６４を開くように制御部Ｓから信号を発する。この場合、配管６１ａ，６１ｂの制御弁６４，６７の両者を開くようにしてもよい。
但し、Ａ１，Ａ２の期間内に清浄蒸気発生装置１０の清浄水蒸気の圧力（圧力検出器９８の圧力）が、図６（ｂ）に示す下限圧力Ｅ以下とならないように、配管６１ｂに設けられた手動弁６８（配管６１ａ，６１ｂの制御弁６４，６７の両者を開く場合は、手動弁６５，６８）によって調整する。Ａ１，Ａ２の期間内に清浄蒸気発生装置１０の清浄水蒸気の圧力が、下限圧力Ｅよりも低圧となった場合は、貯留タンク１４内に貯留されている貯留水２８の突沸等が発生するおそれがあり、且つ下限圧力Ｅよりも低圧の水蒸気圧では滅菌室５２に収納されている被滅菌物の加温に適さないからである。
【００２２】
滅菌室５２内の清浄水蒸気への置換及び被滅菌物の加温が終了した後、滅菌室５２に清浄水蒸気を給蒸し、滅菌室５２を所定の滅菌温度（圧力）に加温（加圧）する。
但し、清浄蒸気発生装置１０の清浄水蒸気の圧力は、図６（ｂ）に示す様に、滅菌圧力よりも高圧に維持されている。
一方、滅菌室５２が滅菌圧力に到達した後は、滅菌室５２からの放熱に因る清浄水蒸気の凝縮分を補う程度の給蒸によって、滅菌室５２を滅菌圧力に維持できる。このため、制御弁６４（又は制御弁６４，６７）を開いた状態では、滅菌室５２の圧力及び温度を、滅菌圧力よりも高圧に設定されている清浄蒸気発生装置１０の清浄水蒸気を供給するため、安定性を図ることが困難である。
したがって、図６（ａ）に示す様に、滅菌室５２の圧力が滅菌圧力よりも低圧である所定圧力Ｂに到達するまでのＡ３の期間内は、制御弁６４（又は制御弁６４，６７）を開いて滅菌室５２に清浄水蒸気を急速給蒸し、滅菌室５２が所定圧力Ｂに到達した際に、制御部Ｓは圧力検出器９７の信号に基づき、制御弁６４を閉じると共に、制御弁６７を開き、清浄水蒸気の給蒸流量を緩和する。
同時に、制御部Ｓは、清浄蒸気発生装置１０の清浄水蒸気の圧力を、Ａ１，Ａ２，Ａ３の期間よりも低圧で且つ滅菌圧力を維持できる程度の圧力となるように、一般蒸気を熱交換器１２に供給する制御弁７３を、貯留水２８を加熱・蒸発する熱交換器１２内の蒸気圧を検出する圧力検出器２１の信号に基づいて制御する。
この様な、清浄蒸気発生装置１０における清浄水蒸気の圧力調整及び清浄水蒸気の滅菌室５２への給蒸流量の調整によって、所定期間（Ｃ期間）を所定の滅菌温度（圧力）に安定して維持できる。
尚、これまでの説明は、滅菌室５２の制御を圧力に基づいて行った場合について説明したが、滅菌室５２の制御を温度に基づいても行うことができる。
【００２３】
ところで、清浄蒸気発生装置１０から滅菌室５２への給蒸を行うＡ１，Ａ２，Ａ３，Ｃの期間においては、貯留タンク１４に貯留されている貯留水量が減少し、貯留水２８の水面位置が所定位置まで低下すると、レベル検出器ＬＳからの信号に基づいて制御部Ｓは、加圧ポンプＰを駆動する信号を発すると共に、制御弁８２，２６を開く信号を発し、清浄水を貯留タンク１４に供給する。供給される清浄水は、加温装置８０によって加温されているため、貯留タンク１４の圧力等を変動させることを防止できる。
尚、貯留タンク１４の貯留水２８の水面位置が所定位置に到達したとき、レベル検出器ＬＳからの信号に基づいて制御部Ｓは、加圧ポンプＰを停止する信号を発すると共に、制御弁８２，２６を閉じる信号を発する。
【００２４】
滅菌行程が終了した際、滅菌行程で開いていた制御弁６７（制御弁６４は滅菌行程では閉じている）を閉じて清浄蒸気発生装置１０からの清浄水蒸気の給蒸を停止し、図６（ａ）に示す排気行程に入る。
排気行程では、滅菌室５２に充填された清浄水蒸気を排気すべく、制御弁９３を開く。滅菌室５２の内圧が大気圧程度に到達したとき、制御弁９３を閉じ、制御弁９４を開く。
かかる排気行程の図６（ａ）に示すＤの期間内では、貯留タンク１４の貯留水２８の一部を抜き出すべく、制御部Ｓは制御弁９９を開く信号を発する。貯留水２８には、非蒸発物質が次第に濃縮されるため、定期的に貯留水２８の一部を抜き出し、非蒸発物質を一定濃度以下とする。貯留水２８を一定量抜き出した後には、抜き出した量の清浄水を貯留タンク１４に補給しておく。
尚、排気行程以降の行程では、清浄水蒸気を使用することがないため、清浄蒸気発生装置１０からの放熱等による熱ロスを防止すべく、図６（ｃ）に示す様に、制御部Ｓから制御弁７３を閉じる信号が発せられ、清浄蒸気発生装置１０の運転を停止する。
【００２５】
図６（ａ）に示す様に、排気行程で滅菌室５２を大気圧近傍まで降圧したとき、収容された被滅菌物を乾燥する乾燥行程に入る。乾燥行程では、封水式真空ポンプＶＰを駆動すると共に、制御弁９４を開いて滅菌室５２を減圧し、被滅菌物に付着している水分を蒸発させて乾燥する。
但し、減圧状態を続行すると、水分の蒸発によって被滅菌物が冷却され、被滅菌物の温度が減圧状態下でも水分が蒸発しない低温となる。このため、封水式真空ポンプＶＰを停止し且つ制御弁９４を開じると共に、制御弁７１を開きフィルターＦを経由して大気を滅菌室５２に導入し、滅菌室５２を大気圧の近傍まで昇圧して被滅菌物を昇温する。
この様に、乾燥行程では、減圧操作と昇圧操作とを交互に施すことによって、被滅菌物を乾燥する。
かかる乾燥行程が終了したとき、滅菌され且つ乾燥された被滅菌物を滅菌室５２から取出すことができる。
尚、図４に示す蒸気滅菌装置では、本体部５０のジャケット部５８で凝縮した凝縮水及びサイクロン３８で分離された分離水は排出されているが、加温装置８０に清浄水の加温用として供給してもよい。
【００２６】
図４に示す蒸気滅菌装置では、小型とすることのできる図１に示す清浄蒸気発生装置１０を用いるため、蒸気滅菌装置の本体部５０の側面等に清浄蒸気発生装置１０を取付けて一体化できる。このため、図８に示す従来の清浄蒸気発生装置１１０の如く、蒸気滅菌装置の本体部５０と別体に、清浄蒸気発生装置を設けることを要しない。したがって、清浄水蒸気を滅菌用とする蒸気滅菌装置の小型化を図ることができる。
また、清浄蒸気発生装置１０は、その立ち上げ時間も短いため、蒸気滅菌行程のうち、清浄水蒸気を給蒸することを要しない行程では、清浄蒸気発生装置１０の運転を停止することができ、清浄蒸気発生装置１０からの放熱等に因る熱ロスを可及的に防止できる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係る清浄蒸気発生装置によれば、熱交換器の加熱効率を向上でき、清浄蒸気発生装置の小型化を図ることができる。
このため、かかる清浄蒸気発生装置が設けられた蒸気滅菌装置は、蒸気滅菌装置の本体部の側面等に清浄蒸気発生装置を取付けて一体化できるため、清浄蒸気発生装置が別体に設けられた従来の蒸気滅菌装置に比較して小型化を図ることできる。
更に、本発明に係る清浄蒸気発生装置は、その立ち上げ時間も、従来の清浄蒸気発生装置に比較して短いため、本発明に係る清浄蒸気発生装置を具備する蒸気滅菌装置では、清浄水蒸気を使用しない行程では、清浄蒸気発生装置の運転を停止し、清浄蒸気発生装置からの放熱等の熱ロスを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る清浄蒸気発生装置の一例を示す概略縦断面図である。
【図２】図１に示す清浄蒸気発生装置の概略平面図である。
【図３】図１の清浄蒸気発生装置で採用する縦型熱交換器の伝熱管における清浄水の流れの状態を説明する説明図である。
【図４】図１に示す清浄蒸気発生装置を用いた蒸気滅菌装置を説明する概略図である。
【図５】図４に示す調整手段６０を説明する部分概略図である。
【図６】図４に示す蒸気滅菌装置での処理行程を説明する行程図である。
【図７】従来の清浄水蒸気を滅菌用に用いた蒸気滅菌装置を説明するための概略図である。
【図８】図７に示す蒸気滅菌装置に採用される清浄蒸気発生装置について説明する概略図である。
【図９】図７に示す蒸気滅菌装置での処理行程を説明する行程図である。
【符号の説明】
１０ 清浄蒸気発生装置
１２ 熱交換器
１４ 貯留タンク
１８ 伝熱管
２０，２２ 連結管
２８ 貯留水
３０ 除去手段
３２ 筒状体
３６ テーパ部
３８ サイクロン
４０ 取出口
４４ 集水ロート
Ｓ 制御部
ＬＳ レベル検出器

Claims (4)

1. 上下方向に複数本の伝熱管が配され、前記伝熱管の外面側に蒸気等の加熱媒体が供給される縦型の熱交換器と、前記熱交換器と併設され、清浄水が貯留される縦長の貯留タンクとを具備し、
   前記熱交換器と貯留タンクとの下部側及び上部側が互いに連通され、前記貯留タンク中の清浄水がサーモサイフォン作用に因り循環・加熱される蒸気発生装置であって、
   前記貯留タンク内の上部側に、前記伝熱管内で清浄水が蒸発して発生した清浄水蒸気中の水滴を除去する除去手段と、前記除去手段を通過した清浄水蒸気を取り出す清浄水蒸気の取出口とが設けられ、
   前記除去手段には、水滴を含有する清浄水蒸気を、上端部の接線方向から供給して旋回流とする螺旋状の仕切板が外周面に設けられていると共に、下端ほど大径となるテーパ部が下端部に形成された筒状体と、前記筒状体内に設けられ、前記筒状体の外周面に沿って流れた清浄水蒸気が反転して供給されるサイクロンとが備えられており、
   且つ前記貯留タンク内に貯留される清浄水の水面が、前記伝熱管の管長の１／２以下となるように調整する水位調整手段が設けられていることを特徴とする清浄蒸気発生装置。
2. 清浄水蒸気中の水滴等を除去する除去手段の下方に、前記除去手段で分離された分離水が集水され、貯留タンク内に貯留されている清浄水の水面の所定箇所に落下するように、集水ロートが設けられている請求項１記載の清浄蒸気発生装置。
3. 被滅菌物が収容される滅菌室を具備する本体部と、前記滅菌室内に給蒸され、収容された被滅菌物に滅菌を施す水蒸気を発生する蒸気発生装置として、請求項１記載の清浄蒸気発生装置とが設けられている蒸気滅菌装置であって、
   該滅菌室と清浄蒸気発生装置との給蒸配管には、前記清浄蒸気発生装置から滅菌室への清浄水蒸気の給蒸流量を調整する調整手段が設けられていることを特徴とする蒸気滅菌装置。
4. 清浄蒸気発生装置の清浄水蒸気の圧力を蒸気滅菌装置の処理行程に応じて調整する調整手段が設けられている請求項３記載の蒸気滅菌装置。

Images