JP4573079B2 - 真空引きによる空気抜きを行なう殺菌装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動化された殺菌装置に係り、特に、医療用及び歯科用器具類を殺菌ないし滅菌するように構成された自動化された殺菌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
医療用器具類のための公知の殺菌装置は、病院等で用いられる大型のものがあり、又、より小型のものとしては、歯科医院で用いられるような卓上に容易に設置し得るものも見られる。後者の型式の殺菌装置の例はニューマン（Newman）に与えられた米国特許第５,２７１,８９３号に開示されている。
【０００３】
医療用器具の殺菌ないし滅菌の際の要件は、一般に政府機関によって規定されている。従って、この規定された殺菌の手順をより短時間で自動的に実行できる殺菌装置を求めて今日まで種々の挑戦があった。要件の１つは、殺菌されるべき器具は所定の温度で所定時間、飽和した蒸気（スチーム）にさらさなければならないことである。このため、殺菌装置の内部空気を飽和した蒸気で出来るだけ迅速に置換して内部に充満させねばならない。
【０００４】
上記米国特許第５,２７１,８９３号では、入って来た蒸気をカセットの一端にチャンネルで導き、他方、該カセットの他端から空気を排出して内部を蒸気と完全に置換する方法を採っている。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明に係る殺菌装置は、卓上型の構成であって、上述の殺菌要件の規定を迅速かつ効率的に達成するものである。当該殺菌装置は、押出し成形のアルミニウムよりなるアーマチュアを有し、このアーマチュアが携帯可能なカセットを受入れる収容部を構成する。このアーマチュアの複数の壁が複数の空胴を区画し、これら空胴は、壁を断熱するとともに圧力による変形に対して高い抵抗性を示すとともに軽量のウエブ構造により分離される。取外し可能なカセットは種々の構成のものがあり得、好ましくはカナダ特許出願第２,２６８,０４２号に開示された構成のものである。ここにいうアーマチュアはカセットを取出し可能に収容する枠体ないしチャンバーである。
【０００６】
本発明の殺菌装置は、螺旋状の加熱要素上に水の小滴をスプレーすることにより蒸気（スチーム）を発生させる蒸気発生器を備える。この蒸気発生器への水の供給は、加熱要素の温度の関数として相関的に制御される。そして、蒸気発生器は温度測定の感度を上げるために、その温度変化に迅速に対応するように配置構成されている。
【０００７】
前記アーマチュアは真空ポンプと蒸気発生器に接続され、その蒸気発生器の動作は制御され、カセット内の空気が真空化操作によって搾引され、次いで、規定された殺菌要件に適応して効率的かつ迅速な手順で飽和した蒸気が供給される。このように制御がなされる。アーマチュア内部はこのような好ましい手順で搾引されるので、殺菌装置が真空化状態となり、その製作コストも安く済むものである。
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の殺菌装置の実施態様を説明する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図1において、本発明に係る殺菌装置は、以下に詳述する複数の構成部材を支持するハウジング2を有する。この殺菌装置は比較的小型に構成され、例えば、医者や歯科医のオフィスや病院内の卓上に設置可能な卓上型のものである。図示の殺菌装置では単に1つのカセットを保持する態様で示してあるが、複数のカセットを保持する構成も可能である。カセットは殺菌ないし滅菌されるべき器具類を収納するものであり、その製作コスト及び重量の低減のため比較的薄い金属で製作するのが望ましい。
【００１０】
この殺菌装置は、少なくとも１つの空胴部４と、該空胴部4へのアクセスのためのドア６を有する。ドア６は公知のヒンジ構造によって取付けられ、図1に示す開成位置にあるときには、そのドアの内面８が空胴部４の底面と面一となる構成である。この面一構成によりカセットの出入れ操作が容易になる。空胴部４の開口部周辺には、シール１０が設けられ、後述のように空胴部４の内部を真空化操作で引くことを可能とする。１２はディスプレイで、操作者に対して種々の操作状態を伝達するために設けられている。
【００１１】
本発明に係る殺菌装置の、好ましいアーマチュアの構成を図２に基づいて説明する。
【００１２】
従来の伝統的な殺菌装置では、殺菌されるべき医療用器具類などの負荷と蒸気殺菌薬の両方を受入れるために円筒状の圧力容器を用いていた。これは、蒸気を殺菌効果を得るに必要な温度に到達するように相当の圧力に維持しなければならないからであり、従って、圧力容器の壁に強い力が作用する。このため、殺菌用容器はこの力に抗し、適切なシール効果を確保するために生じる歪を最小限度に抑えるものでなければならない。もし、容器が過度に変形すると、シールが役立たなくなり、蒸気が容器から洩れ出す恐れがある。勿論、容器は加圧力によって生ずる全体応力に対しても、これに対応できるものでなければならない。
【００１３】
本発明のカセット型殺菌装置ないしオートクレーブにおいては、蒸気の殺菌薬の封じ込めと圧力の封じ込めの両機能が、２つの別々の構成部材により遂行される。カセットは蒸気の封じ込め機能を有し、他方、図２に示すアーマチュア１４が圧力の封じ込めの機能を果たす。カセットによって器具類の収納スペースを有効に利用するために、カセット及びアーマチュアは、共に横断面が矩形の形状が望ましい。
【００１４】
例えば、米国特許第５,２７１,８９３号において用いられていた如き、従前のアーマチュア構成においては、該アーマチュアは溶接されたスチール板よりなり、これに腐食防止の塗装が施されていた。従って、このアーマチュアは重く、しかも溶接が十分か否か繰り返しのテストを要していた。更に、従前のアーマチュアは、カセットが蒸気を収容し、真空引きの作用を受けないので、圧力に対する気密性保持の構造にはなっていなかった。
【００１５】
これに対し、本発明におけるアーマチュア１４は、従前のアーマチュアに比し製作が容易で、軽量であり、寸法精度がより正確であり、又、低コストで製作し得る。更に、本発明におけるアーマチュア１４は米国特許第５,２７１,８９３号に記載の慣用のカセット型殺菌装置用としても使用可能であるが、本発明の殺菌装置において使用するのが特に有用である。これは、圧力に対する気密性が高く、カセットを収容した空胴部の真空引き、ないし真空化操作を可能にするからである。
【００１６】
アーマチュア１４は押出し成形によって形成され、これには２つの平行に離間した２重壁１６，１８が設けられ、内側の壁１６が収容部２０を区画する。これらの２重壁１６，１８は、その間を一体につなぐ一連のリブないしウエブ２２により支持され、これらの位置ないしサイズは加えられる圧力を効果的に担持し得るように設定される。ウエブ２２と２重壁１６，１８は断面構造の強度を上げるのに役立っており、従って、全体の重量を増大させずに曲げ強度が増大し、変形量を減少させる。又、全体として軽量である。
【００１７】
アーマチュア１４は、押出し成形により形成され、この押出し成形体のウエブ２２が２重壁１６，１８の間にあるために、これらウエブ２２は、空気、水、蒸気、作動流体あるいは油などの冷却流体又は加熱流体を循環させる循環路を構成し得る。この場合、当該押出し成形体には各種のこれら流体を通す配管（図示せず）が接続される。このようにアーマチュア１４が押出し成形により形成されるので、２重壁の内側の壁１６は圧力に対して気密性が高く、又、その長さも任意に設定し得る。
【００１８】
アーマチュア１４をなす押出し成形体の横断面は図示のように矩形状のものが望ましいが、この形状に限定されるものではない。この横断面形状は、内部に収容するカセットのサイズ及び形状に対応した形状が望ましく、矩形状、四角形状、円形状、楕円形状等、任意に設定し得る。アーマチュア１４の材質は、押出し成形に適したものであればよいが、アルミニウムが望ましく、その他、マグネシウム、チタニウム等の材質を選定し得る。図１に示す好ましい殺菌装置の実施形態ではアルミニウム製のアーマチュアを開示している。
【００１９】
図３において、２８はカセットであり、このカセット２８を支持するための好ましい殺菌装置のより詳しい構造が示されている。アーマチュア１４は図示を省略した種々のブラケットによって殺菌装置のハウジング２内に設置されている。アーマチュア１４の後部には後部プレート２４がボルト（図示せず）によって固定される。ボルトは該プレート２４の貫通孔２６を介して挿着される。アーマチュア１４はハウジング２に取付けられる。アーマチュア１４は後部プレート２４に対してガスケット（図示せず）によりシールされ、ドア６がシール１０に向かって閉成されると、アーマチュア１４の内部の収容部２０は、シールされた空胴部４を構成する。殺菌装置の空胴部４は、プラスのゲージ圧がかかることはない。従って、ドア６及び後部プレート２４に対して、これを外方に押圧する圧力は作用しないので、これに抵抗する構造上の措置は要しない。殺菌装置の空胴部４は、以下に述べるように、搾引操作時に開口３０を介して搾引されるので、真空圧にさらされる。従って、これらドア６及び後部プレート２４には、マイナスのゲージ圧のみが作用する。
【００２０】
ドア６はマイナスの圧力、すなわち負圧に対して抵抗し得る構造となっている。すなわち、ドア６は外部からの圧力による空胴部４の搾引操作の間、シール１０に対して押圧保持される。従って、ドア６として必要なことは、搾引操作により発生する内部負圧により変形することがない程度の強度をもつことである。
【００２１】
殺菌処理サイクルの間にカセット２８を加熱する必要があるが、このために電気加熱板３２がカセット２８の上下面とアーマチュア１４との間にそれぞれ配置される。
【００２２】
又、殺菌処理中、カセット２８に供給される蒸気はプラスの圧力を発生する。カセット２８は軽量材で製作されるが、大きな圧力差に耐えるには十分な強度を持たない。従って、空胴部４は、アーマチュア１４がこの圧力により発生する力に耐えるように設計される。
【００２３】
カセット２８の上下面上に作用する圧力は、電気加熱板３２によってアーマチュア１４に伝達される。カセット２８の両側面に作用する圧力は隔離板３４によってアーマチュア１４に伝達される。又、カセット２８の背面に作用する圧力は、後部隔離板３６によってアーマチュア１４に伝達される。これらの隔離板は空胴部４の側面に沿って配置されカセット２８に直接、あるいはカセット２８上のバンパーに対して接触ないし係合する。後部プレート２４は、カセット２８の後部バンパーと接触ないし係合する後部隔離板を支持する。
【００２４】
上述説明で理解されるように、例えば前記カナダ特許出願に記載のごときカセットは、本発明の殺菌装置においては、ドア６を開いて該カセットを内方にスライドさせることにより空胴部４内に容易に挿入することができる。カセットの挿入により、カセット上のバルブが後部プレート２４に支持された探触子ないしプローブ（図示せず）と係合し、カセットの内部を以下に説明する蒸気供給系統と接続する。又、制御回路の一部をなす磁気リードスイッチがカセットの挿入を感知する。
【００２５】
本発明において使用される蒸気供給系統の好ましい蒸気発生器は、図４〜図６に示されている。図４はその具体的な蒸気発生器の外観を示す。該蒸気発生器は２つの部分、すなわち、上側部分をなす深絞り型のキャップ３８と下側部分をなすステンレス鋼製の基板４０とよりなる。この蒸気発生器の２部分は、その間にガスケット４６を介した状態で、周方向に配置した複数のボルト４２及びナット４４を用いて相互に連結されている。この構造のため、両部分は蒸気発生器の保守、点検等の際に容易に上下に分離できる。蒸気発生器は、キャップ３８上の出口部４８を介して蒸気供給系統に接続される。安全装置として、キャップ３８上には慣用のリリーフバルブ５０が設置され、蒸気発生器の事故を防止する。
【００２６】
図５は上側部分をなすキャップ３８を取外した状態で、蒸気発生器の下側部分をなす基板４０の構成を示す。この基板４０上には加熱コイルで構成された螺旋状の加熱要素５２が設けられ、この加熱要素はこの基板４０を通って下方に延出した２つの端部５４，５６（図６）を有する。これらの端部は、溶接等の慣用の方法で基板４０に固定されるので、基板４０との間で洩れは生じない。この加熱要素５２のコイル部分は、基板４０に対して外方及び上方に自由に移動できるように取付けられているので、この加熱要素に作用する熱膨張や熱収縮による望ましくない圧力を回避することができる。この自由移動の実現のために、ステンレス鋼又は同様の材質よりなるロッド５８が設けられ、このロッド５８が基板４０に中央クランプ６０により固定され、この中央クランプ６０はスポット溶接によって基板４０に固定されている。ロッド５８は加熱要素５２の対向面を横切って延出するとともに該加熱要素５２を基板４０に対して保持し、この保持によって加熱要素５２の底部と基板４０の上部との間には何等、間隙が存在しないようにされる。これにより、加熱要素５２と基板４０の間に蒸気や水が入り込むことが回避されるとともに、熱膨張に応じてロッド５８が加熱要素５２と一緒に曲がることが許される。６２はサーモカップルで基板４０の底部を通して挿入されるとともに圧縮付属具６４（図６）により基板４０に取付けられている。このサーモカップル６２の温度検出端は、ハンダ付け等の慣用の手段によって加熱要素５２に固定されている。サーマルヒューズ又はサーマルスイッチ６７が基板４０の底部に設けられ、これによって加熱要素５２がオーバーヒートした場合に熱遮断を実行する。
【００２７】
図示の好ましい実施形態において、蒸気発生器はアーマチュア１４上に慣用の手段により設けられる。すなわち、加熱要素をなす加熱コイル５２が水平に対して傾いた状態で設置される。これによって、蒸気発生器内における水位の変化に対して極めて敏感な加熱コイルの領域を小さくする。蒸気の発生により水位が傾斜構成の蒸気発生器内で低下するにつれ、わずかに高い位置にある加熱コイル５２の領域が最初に露出する。これにより、その露出領域において急激な温度上昇が生じる。この時点では残りの加熱コイルの部分は水に覆われている。この最初に露出する加熱コイルの領域にサーモカップル６２を配置することにより、システム制御の応答速度が増大し、要求に応じて直ちに蒸気発生器内に水をポンプ給送することができる。
【００２８】
蒸気発生を促進するために、蒸気発生器の上端中央に配置された入口側ノズルないしスプレーノズル６６（図４）が入力される水を噴霧状にする。このスプレーノズル６６は水滴を霧状に変化させるので、水の全表面領域が増大し、水を飽和蒸気の状態に移行させるに必要な時間を短縮する。図７ａ及び図７ｂにはこのスプレーノズルの好ましい具体的構成が示されている。このスプレーノズルは、加速用付属具６８を有し、該付属具はその間にオーリングシール７２を介してノズル付属具７０にネジ込みにより挿着されている。このオーリングシール７２により洩れが防止される。水はポンプ７４（図８）から加圧状態で加速用付属具６８の入口部７６に供給され、次いで、クロス孔７８を通って下方に送られ、下方に向かって螺旋状をなすチャンネル８０（図７ａ）へと流れる。このように水が螺旋状のチャンネル８０の軌道に沿って下方に流れると、角運動量を得て加速され、遂には円錐形のリザーバ８２に入り、それによってノズル付属具７０内の小オリフィス８４へと導かれる。そして、このオリフィス８４より放出される際に急激な膨張を受け、同時に遠心力の作用により、水は所望の円錐状の噴射パターンで噴霧（スプレー）され、それが加熱要素５２の殆どの部分に接するようにカバーする。このような噴射パターンは蒸気発生を極めて容易にし、同時に加熱要素５２を均一に冷却する作用を果たす。これにより、加熱要素５２に加わる熱応力を減少することができる。スプレーノズル６６のオリフィスのサイズは、動作サイクルの中断を招くようなノズルの目詰まりなどを回避し得るように設計される。
【００２９】
以下、本発明の殺菌装置のシステムの動作を図８及び図９を参照して説明する。図８は、本発明の殺菌装置のシステムを構成する種々の部分の相互接続関係を示す配管構成図である。図９は蒸気の真空引きの操作の間における図８で示すシステムの動作部分のみを示す配管接続構成図である。このシステムによって実行される操作は殺菌処理サイクルを実行することである。但し、図示の構成は他の処理用サイクルにも適用可能であり、操作原理は他の操作にも適用し得る。
【００３０】
図８において、殺菌処理サイクルは、カセット２８が空胴部４内に完全に挿入され収容されてドア６が閉成されると開始する。カセット２８の挿入は空胴部４の端部に配置された磁気作動のリードスイッチ８６により検出される。又、ドア６を完全に閉じたことはドアスイッチ８８により検出される。これらのスイッチ８６，８８の閉成により殺菌処理サイクルの動作を制御する制御回路が起動する。又、カセット２８が挿入されるとき、該カセットはその上にあるカップリングと係合するプローブ１０２（図８）を含むバルブ系統に接続される。
【００３１】
カセット２８が完全に挿入され収容された後、加熱板３２が作動し、これによりカセット２８が加熱され、カセット内部の圧力が高まる。上下の加熱板３２の間隔は、冷たい状態でのカセットの全高よりも大きく設定されているので、カセット２８の挿入はスムーズに行なわれる。カセット２８が加熱されて膨張すると、該カセット２８は上下の加熱板３２と全面的に接触するようになる。上述のように、空胴部４には隔離板３４，３６が設置されており、カセット２８が完全に挿入されると、該カセット２８はこれらの隔離板３４，３６と両側及び後部において接触する。
【００３２】
加熱板３２は、熱効率を上げるためにアーマチュア４に対して断熱状態に配置してもよい。加熱板３２の温度はサーモカップル９０によってモニターされる。加熱板３２の温度は、殺菌処理される特定の器具類に必要とされる殺菌処理温度を数度程度越える範囲内に維持されるように制御される。カセットの温度制御は、一方ではカセット内部の蒸気の凝縮を防止するとともに、他方ではオーバーヒートによる殺菌処理対象物の破損を防止する。
【００３３】
カセット２８は、殺菌処理過程の間、飽和蒸気で満たされていなければならず、又、カセット内の空気は最初に除去されなければならない。カセット２８は比較的薄い材料で製作され、真空化操作によって生じる力に抵抗し難いので、カセット２８を取り囲む空胴部４内がカセットと同時に空気抜きによる搾引操作を受ける。これにより、カセットに加わる圧力差が極めて小さくなる。本発明の殺菌装置における好ましい殺菌処理にあっては、カセット２８の温度が殺菌処理温度に近づいた後に、２段階動作の真空ポンプ９２によって空気抜き、ないし真空引きの操作で空気が抜き出される。真空ポンプ９２は、例えば商品名Norprene（登録商標）などの適宜の配管部品によって本発明の殺菌装置の配管システムに接続される。この真空ポンプ９２の作動により、空気が空胴部４からチェックバルブ９４，９６及び付属具９８を介して引き出される。付属具９８は後部プレート２４に取付けられており、開口３０を介して空胴部４と連通している。このように、カセットに対して真空化操作ないし真空引きがなされる時には空胴部４の真空化操作が行なわれるので、カセットが圧力によってつぶれる等の問題を解消できる。
【００３４】
カセット２８を取り囲む空胴部４から空気を抜く構成としたことにより、カセット自体は負圧に抵抗し得る強度を必要としないので、より低コストで製作できる。但し、空胴部４から空気を抜くために動作サイクル中にある程度余分な時間を要することになるが、この余分な時間は、空胴部とカセットの形状を合わせることにより最小化することができる。すなわち、このように両者の形状を合わせると、その間より抜き出すべき空気量が極めてわずかになるからである。尚、空胴部４内の圧力はセンサ１００によって検出される。
【００３５】
真空ポンプ９２はカセット２８に対して、２つの経路で接続される。第１の経路では、該ポンプ９２がプローブ１０２によって、上述したカナダ特許出願において記載されているごとく、カセットが完全に挿入されたときにカセットの出口部ないし出口ポートに接続される。プローブ１０２は水分離器１０４、真空バルブ１０６及び通常の熱交換器１０８を介して真空ポンプ９２に接続される。従って、真空ポンプ９２が起動して真空バルブ１０６が開成すると、この真空ポンプ９２によってカセット２８の真空引きないし搾引操作が遂行される。カセットの出口ポートは、水分離器１０４によって除去されたカセットからの凝縮物を引き出すように構成されている。カセット内の圧力測定のために圧力変換器１１０が設けられ、サーモカップル１１１はカセット内の温度を測定する。
【００３６】
上述構成によって、カセット２８、プローブ１０２のシール及び真空バルブ１０６内の洩れの検出が真空バルブ１０６を閉じた状態で空胴部４の搾引操作により可能となる。従って、真空引きの操作は、空胴部に対する真空ポンプの作動に関連して開始されるのが望ましい。もし、洩れが検出されないとき、蒸気発生器のバルブ１１４とバルブ１１６が開き、空気を蒸気発生器１１２から引き出す。この構成は図４〜図６を参照して説明されている。又、カセット２８からも空気が搾引される。この動作によって、より小型の熱交換器１１８、通常の熱交換器１０８及びそれらの配管部分からの空気の搾引も確実に行なわれる。
【００３７】
次いで、真空バルブ１０６が開き、カセットからの空気の引き出しが行なわれる。低真空状態でも、第１の搾引操作の後に、いくらかの空気が残存する。従って、真空レベルが目標値に達したときに空気除去の第２の搾引操作が実行される。
【００３８】
蒸気を伴っての第２の搾引操作ないし空気抜きの操作は、カセットに蒸気を供給することにより開始される。蒸気の供給は、まず蒸気発生器１１２を起動し、次いで蒸気発生器のバルブ１１４を開成することにより行なわれ、蒸気が蒸気流入口１２０を通ってカセット内に流入する。このとき真空バルブ１０６は閉じた状態にある。蒸気がカセット内を満たし、内部の殺菌処理される器具類の隅々にまで行きわたるにつれて、カセット内の圧力が上昇する。このとき、カセット内部は殆ど蒸気で充満した状態にあるが、わずかな量の空気が残っている。空気は飽和蒸気よりも密度が高い。そして、カセット内の圧力が丁度大気圧を越えるまで上昇すると、排出バルブ１２２が開き、蒸気によって残留空気が出口部１２４を通って大気圧の外部へと排出される。次いで、カセット内の圧力が大気圧にまで低下すると、バルブ１２２が再び閉じる。
【００３９】
殺菌処理サイクルの、最初の真空引き操作及び蒸気を伴った真空の解除の後、殆どの空気が当該システムから除去される。当該システムは従って飽和蒸気で完全に満たされ、引き続き真空ポンプによる真空引きの操作は、該ポンプの圧力勾配が実質的に存在しないので、もはや有効でない。
【００４０】
上記の状態の下で真空引きを生じさせる慣用の手段は、熱交換器である。蒸気が熱交換器を通ると、蒸気は水蒸気の相から液体の相に変化し、これによって当該システム内に占める体積が大幅に減少する。この体積減少がマイナスの圧力勾配、すなわち真空状態をシステム内に生じさせ、これが真空引きの操作を容易にする。
【００４１】
殺菌処理サイクルの全体の所要時間を減少させるために、本発明においては、２重の熱交換器による搾引ライン構成が設けられる。その各々のラインが図９に示すようにカセットに接続される。この第１の搾引ラインは、真空バルブ１０６、チェックバルブ９４及び通常の第１の熱交換器１０８を有する。第２の搾引ラインは、第２の真空バルブ１１６と第１の熱交換器より小さい第２の熱交換器１１８とを有する。これら２つの搾引ラインは、真空引き時間を短縮するために相互に共働しながら種々異なるパラメータに従って動作する。例えば、通常の第１の熱交換器１０８は小型の第２の熱交換器１１８のサイズの２倍とされる。真空ポンプ９２は標準の２段階作動の真空ポンプであり、図示のように第２段部に第２の入口部を備えるように変更されている。このように変更されたポンプに第１及び第２段部の間に内部チェックバルブを備えるのが望ましい。
【００４２】
真空引きにおける２重熱交換器搾引ラインの動作は以下の通りである。すなわち、まず図８に示す蒸気発生器バルブ１１４、空気取入れバルブ１２８及び排出バルブ１２２を閉じることにより、システムが図９に示す構成に効果的に縮小する。これにより、蒸気発生器１１２、エアフィルタ１２６、アーマチュアの空胴部４及び排出部１２４がシステムから分離される。次いで、２段階作動の真空ポンプ９２が起動して、抽気バルブ１３０が瞬間的に開いて大気を真空ポンプの空気取入れ路に取入れるがカセット２８には達しない。この動作により２つのライン内にまだ残っている真空状態が解放されポンプ動作が開始される。もし、ライン中に真空状態が残っている場合にはポンプ動作は開始されない。ポンプ９２が動作すると、真空バルブ１０６と第２の真空バルブ１１６は開成し、２つのラインをカセット２８に接続し、これによってカセット２８から蒸気が引き出される。圧力Ｐ₁の蒸気がカセット２８から出て両バルブ１０６，１１６を同時に通過し、真空ポンプの両入口部１３２，１３４へと向かう。
【００４３】
通常の熱交換器１０８に流入する蒸気は、冷却ファン１３６による循環空気と凝縮によって冷却される。これにより、通常の熱交換器１０８の出口部において負圧Ｐ₂が生じ、ここにおいてＰ₂<Ｐ₁である。この圧力Ｐ₂をもった蒸気／水混合物は２段階作動真空ポンプ９２の第１段部に入るとともに、ここにおけるポンプ動作によりＰ₂よりも若干高い圧力Ｐ₃で第１段部のポンプから出る。
【００４４】
他方、通常の熱交換器１０８よりも小さい第２の熱交換器１１８を通る蒸気も、冷却ファン１３８による循環空気と凝縮によって冷却される。この凝縮によって発生する負圧は、第２の熱交換器１１８を出るガス圧をＰ₄に低下させる。ここにおいて、Ｐ₄<Ｐ₁である。圧力Ｐ₄は圧力Ｐ₂よりも大である。これは凝縮物の量、すなわち第２の小型の熱交換器１１８で生じる圧力低下が大型の熱交換器１０８で生じる圧力低下よりも小さいからである。又、圧力Ｐ₄は圧力Ｐ₃よりは高い。これは真空ポンプの第1段部のポンプ動作による圧力上昇は比較的小さいからである。
【００４５】
圧力Ｐ₃をもった蒸気／水混合物は、第２の熱交換器１１８から出た圧力４をもつ蒸気／水混合物と合流し、その結果圧力Ｐ'が生じる。ここにおいてＰ'>Ｐ₃である。第1段部の流出側チェックバルブ１４０は、より高い圧力の蒸気／水混合物が第1段部のポンプに再流入するのを阻止する。圧力Ｐ'は第２段部の真空ポンプに、より大きな圧力勾配（Ｐ'>P_atm）を生じさせる。P_atmは大気圧である。これにより第２段部の真空引きが容易になり、その真空引きの速度を上昇させる。このように、第２の熱交換器のラインを導入することにより、凝縮による蒸気から水への相変化に起因して、より迅速な圧力低下を可能にするとともに、同時に真空ポンプの第２段部において大きな圧力勾配を維持できるので、真空ポンプによる蒸気／水混合物のより迅速な除去が可能となる。
【００４６】
図９に示す２重熱交換器搾引ラインは、蒸気を迅速に搾引する必要性と、水をシステムから除去する必要性とをバランスさせている。これは、水の除去を助成するためにシステム内に残留する圧力に反映されたいくらかのポテンシャルエネルギを用いることによって行なわれる。この結果、単一の真空ポンプがより効率的に使用可能であり、これが卓上型殺菌装置のシステム構成に重要である。
【００４７】
第２の真空引きの後、カセット２８内の圧力及び温度は殺菌処理に必要なレベルにまで上昇する。これに関する種々のパラメータは規則等に依存し、又、国によっても変わり得るものである。従って、上述した殺菌装置の動作はこれらの規則や基準に従って変更可能である。
【００４８】
加圧動作は、蒸気を生成する蒸気発生器１１２を起動するとともに蒸気発生器のバルブ１１４を開成することにより実行される。蒸気は蒸気流入口１２０を介してカセット２８内に流入し、カセット内の蒸気を一掃する。殺菌処理に必要な所定圧レベルに達すると、殺菌処理サイクルが開始される。
【００４９】
殺菌処理サイクルの長さは、適用される基準に依存する。この殺菌処理中、蒸気圧とその温度の相互関係は、制御システムによってモニターされる。殺菌処理圧の制御は、サーモカップル６２により検出された温度に応答して蒸気発生器１１２内の加熱要素５２に対する動力供給のオン・オフを定期的に切り換えることにより遂行される。
【００５０】
蒸気は、加熱要素５２をなす加熱コイルの温度（dt_on）がサーモカップル６２により検出されて所定温度にまで上昇したときに指令に応じて蒸気発生器１１２に水をポンプ給送することにより発生する。上述のごとく、加熱コイルは水平に対して傾いた構成となっているので、蒸気発生器１１２内で水位が下降するにつれて加熱コイルの上方のわずかな部分がまず露出する。そして、その露出した部分の温度が急激に上昇するので、蒸気発生器の状態を迅速に感知することができる。加熱コイルの温度が所定の限界値ないしスレスホールド値（dt_off）にまで下降すると、ポンプ動作が停止する。
【００５１】
カセット２８は、殺菌処理すべき器具類の殺菌に必要とされる所定の時間、一定の温度及び圧力の状態に維持される。処理時間が経過すると、排出バルブ１２２が開き、カセット内の圧力を規定された基準に示す速度で解放するように制御される。排水は排水容器（図示せず）に集められる。このとき、加熱板３２が作動し、カセット内の圧力を水の沸点を越えた状態に維持する。これによって、圧力降下によるカセット内での水の生成を阻止する。
【００５２】
カセット２８は取外し自在に用意され、殺菌処理される器具類を収納する。まず、カセット内に蒸気が残っていないことが確認される。これは、まず抽出バルブ１３０を一時的に開き、真空ポンプ９２を作動させることによりなされる。次いで、抽出バルブ１３０を閉じ真空バルブ１０６を開いて残留蒸気をカセット外に排出する。蒸気操作の間、バルブ１１６は閉じた状態を保ち、加熱板３２は作動状態を保つことによりカセット内での水の生成が確実に生じないようにする。このようにして蒸気の除去に続いて、空気バルブ１２８が開き、これによって空気がフィルタ１２６を通してカセット内に流入する。この空気はオプションとして設けたヒータ１４２によって凝縮回避のために加熱される。そして、該空気は所定時間殺菌処理された器具類を冷却する。この冷却時間は器具類の負荷に依存する。
【００５３】
このようにして殺菌処理サイクルは完了し、アーマチュア１４４が開いて空胴部４内の圧力が大気圧に戻される。次いで、ドア６を開いてカセット２８が外部へ取出される。尚、カセット上のバルブは空胴部４内のプローブとの接触から外れる際に閉成するように構成され、これによってカセットは周囲環境から隔離した状態を維持し得る。
【００５４】
上述した本発明の殺菌装置の動作を実行するために、種々の電子部品や電子的手法を採用し得る。本発明の実施形態において、種々の温度や圧力の読み出しや、バルブやポンプの制御や、殺菌処理サイクルの進行状況を表わすグラフ等の関係情報の表示のために、入出力、ボードやロジックボード等が用いられる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、種々の変形構成をも含むものである。尚、本願の説明において用いた「殺菌」の用語は「滅菌」をも含む広義に解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る殺菌装置の外観斜視図である。
【図２】 図１に示す殺菌装置のアーマチュア部分の外観斜視図である。
【図３】 カセットを支持する図１の殺菌装置のアーマチュアを破断して示す部分破断斜視図である。
【図４】 図１に示す殺菌装置の蒸気発生器の部分を取り出して示す外観斜視図である。
【図５】 図４に示す蒸気発生器の上側部分を取外して示す外観斜視図である。
【図６】 図４に示す蒸気発生器の底面図である。
【図７ａ】 図４に示す蒸気発生器のノズルの拡大斜視図である。
【図７ｂ】 図７ａに示すノズルの縦断面図である。
【図８】 図１に示す殺菌装置を構成する各部分及びその相互接続関係を示す配管接続構成図である。
【図９】 ２重熱交換器を用いて蒸気を伴って真空引きをなす配管接続構成図である。

Claims (11)

1. 取外し可能で蒸気の封じ込め機能を有する殺菌用カセットを収容するための圧力に対する気密性を有する空胴部を形成するアーマチュアと、
   前記カセットに接続可能な蒸気流入口に接続された出口部を有する蒸気発生器と、
   前記空胴部のみから空気を真空引きするために該空胴部と流体連通をなす付属部と連結されるとともに、前記空胴部からの空気の真空引きと同時に前記カセットから空気を真空引きするために該カセットの出口ポートに接続されたプローブに連結される真空ポンプと、
   を備えてなる殺菌装置。
2. 前記アーマチュアは、内壁と、外壁と、これら内壁及び外壁を接続する複数のウエブとを有する押出し成形体よりなる請求項１に記載の殺菌装置。
3. 前記押出し成形体は、アルミニウムよりなる請求項２に記載の殺菌装置。
4. 前記カセットが前記空胴部内にあるときに該カセットと接触可能に該空胴部内に配置された少なくとも１つの加熱板を含んでなる請求項１に記載の殺菌装置。
5. 前記真空ポンプは、前記蒸気発生器の前記出口部に接続された第２の入口部を有してなる請求項１に記載の殺菌装置。
6. 前記真空ポンプは、２段階作動の真空ポンプよりなり、当該殺菌装置は、該真空ポンプの第１段部の入口部と前記プローブとの間に接続された第１の制御バルブと第１の熱交換器とを備えるとともに前記真空ポンプの第２段部の入口部と前記蒸気流入口との間に接続された第２の制御バルブと第２の熱交換器と、を備えてなる請求項１に記載の殺菌装置。
7. 前記第１の熱交換器は前記第２の熱交換器よりも大である請求項６に記載の殺菌装置。
8. 蒸気の封じ込め機能を有する殺菌用カセットを収容するための圧力に対する気密性を有する空胴部を備えるとともに、該カセットが該空胴部内に挿入された後に該空胴部との流体連通に対してシールされるアーマチュアを用意するステップと、前記殺菌用カセットを前記空胴部内に挿入するステップと、該カセット及び空胴部の両方から空気を真空引きするステップと、前記カセットに蒸気を供給するステップと、
   よりなる器具類を殺菌する方法。
9. 互いに平行に配置された第１の熱交換器と該第１の熱交換器よりも大の第２の熱交換器との両方の熱交換器を介して蒸気を引くことにより蒸気を真空引きするステップと、
   を更に備えてなる請求項８に記載の方法。
10. 前記第１の熱交換器の出口部に接続された第１段部に対する入口部と前記第２の熱交換器の出口部に接続された第２段部に対する入口部とを有する２段階動作の真空ポンプで、前記第１及び第２の熱交換器からの出力物を引き出すステップを更に備えてなる請求項９に記載の方法。
11. 圧力に対する気密性を有する前記空胴部内の作動位置に該殺菌用カセットが挿入されているとき、該空胴部との流体連通に対してシールされているカセットとの組合せよりなる請求項１に記載の殺菌装置。

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