JPS63503363A - 滅菌容器用の弁と弁を制御する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 滅菌容器用の弁と弁を制御する方法 本発明は、請求の範囲第１項の前段に記載の種類の弁制御法と請求の範囲第５項 の前段に記載の前記弁制御法を実施する弁とに関するものである。

滅菌容器は、蒸気滅菌を必要とする臨床用器具の滅菌に用いられるものである。

この滅菌は滅菌器で行なわれるが、これらの滅菌器は、重力法（フロー・メソッ ド）によって操作されてきたが、最近の滅菌器には真空法で操作されるものが多 くなっている。真空法の場合、まず１回以上の真空段階によって容器がら空気を 抜き取ったのち、容器内部が、温度と圧力を高めた蒸気の雰囲気にさらされ、器 具が滅菌される。そのさい、滅菌後、器具ができるだけ乾燥した状態で得られる ようにするには、発生する凝縮水を排出するのが好ましい。蒸気滅菌時間の後、 容器は更に真空処理を受け、滅菌蒸気が、残った凝縮水と一緒に容器から抜き取 られる。

媒体交換ができるようにするには、滅菌容器に、媒体交換が可能で、しかも再汚 染が防止されるフィルタを備えておくか、圧力変更の完了後に閉じられる弁を容 器壁いられるのは、ドイツ特許第１．２１７．５５１号によるチェック弁か、ド イツ特許第１．２１７．５５０号による両座弁である。凝縮水排出弁としてはバ イメタル弁が用いられてきたが、この種の弁は、凝縮水を排出する弁が全滅菌過 程の間じゆう開放されうる純粋なチェック弁よりもすぐれている。

これらすべての機能を果たすことの可能な、請求の範囲前段に記載の弁は、米国 特許第４．２２８．９１４号により公知である。この公知形式の場合、弁体に作 用する気体圧力室は、蒸気流入段階の間は蒸気で満たされ、蒸気流入段階が終る と、言いかえると滅菌段階がスタートすると、気体圧力室への流入口が収縮ホー スによってシールされ、この結果、それに続く減圧のさい、気体圧力室の膨張で 弁が閉じられる。この構成では、各滅菌作業のあとで、収縮ホースを取り換えて 、シール機能を確保しなければならない。シール機能は、収縮ホースが信−頼の おけるシ；ノＩ−行−なわなければ、発揮されない。流入口のところに漏れ流が 生じると、閉鎖圧力に必要な圧力差が生じないため、シールが不完全になる。

本発明の根底をなす課題は、安全に操作可能な弁システム、それも、部品の付加 やセツティングなしに信頼性のある自動式作動を行ない、種々の方面に用いられ る弁システムを得ることにある。

この課題は、請求の範囲第１項および第２項の特徴部分に記載の諸特徴によって 解決された。

気体量が、常時、気体圧力室にとどまり、公知形式の場合のように各滅菌作業ご とに再補充する必要がないため、信頼のおける、漏れ流なしのシールが簡単な形 式で達成でき、特定圧力、特に大気圧の前記気体量が所定温度で導入されること により、信頼性のある操作が保証される。差圧による弁機能は、ばね力を受ける ようにするのが好ましい。弁の開閉操作は、ばね力が、ある程度大気圧に取って 代って行なうことになる。このことは容認できるし、望ましいことでもある。気 体圧力市内の、温度により誘発される圧力差が、所望の機能面で適宜に補償され るからである。

従来形式のチェック弁と比較して、本発明の弁が特に異なる点は、制御力が弁デ ィスクに作用する圧力差ではなくて、圧力ビックアップ（ロール・ダイヤフラム 、ダイヤフラム、コンチェルテイナ・ホース、波形管、圧力シリンダ、バロメー タ・カムなど）の圧縮又は延伸によって生じる力である点である。弁の行程は、 この力によって制御ロンド・制御カム・レバーを介して生ぜしめられるか、もし くは直接に生ぜしめられる。弁の開開条件を決定する役割は、それゆえ、滅菌室 内の圧力が演じるのであって、弁自体のところの圧力差の存在（不在）によって 演じられるのではない。圧力ビックアップにより生ぜしめられる制御力は、更に 気体圧力ばねの付加（代用）部分により、又は、沸点が所望の切換点（通常は約 １００℃）である液体（水が好ましい）による前記のすべてのばねにより強める ことができる。これによって圧力に応じた制御と温度に応じたυ［御とが組合せ られる。

本発明による弁は、流入気体ジェットを制御する流入弁として、又は蒸気を抜き 取るための真空弁として用いることができるが、凝縮水排出弁として用いること もできる。

弁の配置や編成を適宜にすることにより、最後の真空段帛のあと、滅菌容器は完 全には再通気されないので、容器の内容物は、手術現場で用いられるまで真空の なかに置かれる。容器の開放のさい空気が侵入することは、前記の真空状態が容 器の前記開放のときまで保たれていることを示している。

本発明の更に別の利点はサブクレームに記載されている。

次に添付図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明による構成の弁をもつ滅菌容器の分解斜視図、 第２図は第１図の滅菌容器の一部を除去して示した縦断面図、 第３図から第１１図までは第１図および第２図の滅菌容器と組合せて用いること のできる弁の種々の実施例を示した図、 第１２図は滅菌サイクルの間の、時間に応じて生じうる圧力変化と個々の弁の弁 機能とを示す図表、第１３図は本発明による２重弁の略字図である。

第１図はドイツ特許第３，１４６，３４９号に開示された設計の滅菌容器を示し たものである。この滅菌容器は容器下部１０と、容器カバー１２と、容器カバー １２により保持される中間カバー１４とを有している。中間カバー１４は、シー ルリング１６によって容器下部１゜の上縁に対してシールされている。カバー１ ２は、止め具１８を介して下部１０に取外し可能に固定される。中間カバー１４ は、それにより、中間カバー１４を保持する保持部１９により下部１０に対して 密封押圧される。

中間カバー１４は弁２０を備えており、これらの弁２゜は第１図と第２図に略示 されている。第１図から分かるように、容器下部１０の底部は中央部へ向って全 方向から下り坂になっており、この中央部には第１図と第２図に略示されている 別の弁２２が配置されている。この弁２２は凝縮水排出弁として機能することが できる。本発明の対象をなすこれらの弁２０．２２の種々の実施例が第３図から 第１１図に示しである。これらの弁２０．２２は、種々の形式の滅菌容器に用い ることができ、その用途は第１図と第２図に示した実施例には限定されるもので はない。特に弁２０は、容器下部１ｏに密封フィツトされる容器カバー１２か、 もしくは容器下部１ｏに設けてもよい。

どの実施例にも共通なのは気体圧力苗２４である。気体圧力室２４は周囲すべて がシールされ、少なくとも部分的に弾性的な壁そ画定されている。気体圧力室２ ４には、また、所定気体量が所定圧力で、好ましくは乾燥空気が大気圧で入れら れる。弁はすべて中心軸線２６に対して回転対象的である。どの実施例の場合も （第４図の実施例は別だが）向い合った円形室壁２８の片方が、円形に取囲むシ ールビード又はシールエツジ３０の形状で弁体を保持している。このビード又は エツジ３ｏは休止状態では、弁座を形成する容器壁部３２に支えられている。シ ールビード３０により取囲まれる表面部分内には、媒体交換に役立つ通過穴３４ が設けられている。

気体圧力空壁２８は、金属製又はプラスチック類のプレート３６が内側に配置さ れて補強されている。向い合った室壁３８も、同じようにプレート４ｏにより補 強されている。前壁２８と後壁３８との間の円筒形側壁４２はフレキシブルに構 成され、前・後壁２８，３８間のスペースが圧力差に応じて可変となるようにさ れている。

側壁４２はべ０−ズ又はコンチェルティナのように構成する。空壁、２８は、一 体に構成してもよければ、互いに一緒になってシールを行なう数個の部分から成 るようにしてもよい。補強プレート３６．４０は、また両プレートの間に配置さ れる初押圧力を与えるコイルばね４４用のプレートとしても役立つ′。このばね ４４は２つの壁２８．３８を押し離して、室容積を拡大する。気体圧力室２４は ハウジング４６により取囲まれている。ハウジング４６は開口を有しており、壁 部分３２にリベット止めされるか、又は他の手段で固定されている。後壁３８は 、たとえばリベット止めによりハウジング４６に結合することができる。

どの実施例の場合も気体圧力室の気体圧は、直接に弁体に作用する。これにより 得られる利点は、弁がコンパクトに容器壁に収容されうろことである。特殊な場 合に考えられる処置として、気体圧力室を弁体から間隔を置いて配置することも できる。そのさい、保持は液圧媒体を介して行なうことができる。液圧媒体は、 また、気体ばね、たとえば圧力錐によって支持することができる。

蒸気滅菌器の滅菌容器で器具を滅菌する場合、既述のように次の弁機能が必要で ある。すなわち、１、流入弁・・・この弁を通じて、滅菌用の蒸気が容器内へ導 入される。

２、真空弁・・・この弁を通じて、もともと容器内にあった空気と、その後、残 留空気と混じる蒸気とが容器から抜取られる。

３、凝縮水排出弁・−・この弁を介して、たとえば（非浸透性の）器具の滅菌の さいに、容器内に発生する凝縮水が排出される。

図示の実施例に用いられている、類似の基本機能をもつ種々の弁は、それぞれが 数機能を果たすことができるが、カバー又は底部に複数の弁を配置して、それぞ れの弁が１つの機能だけ、又は多くとも２０機能を果たすようにするのが好都合 である。以下、個々の弁の作動の仕方を、好ましい用蓮の場合について説明する が、別の用途には用いることができないというわけではない。

第３図の弁は、特に流入弁又は給入弁として適している。その機能からいって、 カバーとして形成される壁部３２か、容器内側の中間カバーに取付けておくのが よい。

滅菌器内へ滅菌容器を入れる前は、弁はばね４４の初押圧力により、そしてまた おそらくは気体圧力室２４の圧力により閉じられている。気体圧力室２４には大 気圧で空気が充填される。大気圧の変動はこの弁の機能に大した影響は与えない 。最初の１回の、又は反復的の空気又は蒸気・残留空気内容物が真空段階１−２ −３　（第１２図）で抜取られる場合、弁は閉じたままである。これは、気体圧 力室２４の内部の大気圧が、外部圧に対しプラスの値であり、更に流入蒸気によ り加熱されて、圧力が高まるからである。次の蒸気流入段階３−４になると、弁 が開くが、この弁の開放は、大気圧をいくぶん超えた時点に生じる。大気圧を超 えるのは、ばねの初押圧力のためであり、−また−１温度上昇による圧力増大の ためである。しかしながら、従来のチェック弁と異なり、本発明による弁は最高 圧力の位置４のところで閉じないで、全滅菌段階４−５にわたって開放されたま まである。これは気体圧力室が、外部の過剰圧力のために圧縮され、弁体が上昇 するからである。位置５と６の間（第１２図）で圧力が降下すると、弁は、大気 圧をいくぶん超えた時点に（ばねの初押圧力と空白空気の加熱による）再び閉鎖 されるまで、開いたままとなる。次の真空段階６−７−８−９では弁は閉じたま まである。

第４図は典型的構造の、本発明による弁であり、真空弁として用いられる。この 場合、空壁３８は補強プレート４０と一緒に容器カバーを形成する容器部分３２ の一部に固定されている。補強プレート３６は、この場合、反対側の室壁２８の 外側に支えられ、環状エツジ４８が外側に延びている。補強プレート３６は、ま た、シールリング５０に支えられている。シールリング５０は、容器カバーに固 定されたＵ字形横断面５２内へはめ込んでおく。初押圧力を与えるばね４４′は プレート３６と弁ハウジング４６に支えられている。

いずれの図においても、文字Ｉは容器内側を示し、文字Ａは滅菌容器外側のスペ ース（オートクレーブ内の）を示している（このことは既述の好ましい用途の場 合に妥当する。変化形又は別の用途の場合には逆にすることも考えられる）。

休止状態では、第４図の弁は、ばね４４′の初抑圧力により閉じられている。こ の初押圧力を相殺したのち、真空段階で丁度大気圧を下回ったときに弁が開放さ れ、全真空段階１−２−３の間、開いたままとなる。弁の開位置が、真空区域内 の内・外圧が等しい間、維持されるようにセットするのが好ましい。滅菌が行な われる過剰圧力段階３−４−５−６の間、弁は閉じられたままとなる。これは外 部の過剰圧力のためであり、真空段階６−７−８−９では再び弁が開放される。

第５図は本発明による典型的な凝縮水排出弁を示したものである。この場合、弁 は、容器底部１５により形成される壁部３２の内側に固定されている。この排出 弁は、外側圧力が内部圧力より高い間、言いかえると全滅菌段階３−４−５−６ の間、開位置にある。この弁が開位置にあるのは、過剰圧力チェック弁又は圧力 制限弁の場合そうであるように、流入段階又は給入段階２−３−４の間だけでは ない。バイメタル排出弁と比較した場合のこの長所は、本発明による弁が、温度 条件とは無関係に作動し、長い行程と比較的高い使用圧をもつことによって得ら れる。

第６図の構成は流入弁として用いられるもので、図の場合は、弁がカバー１４の 外に配置されている。外部圧力が上昇すると弁が確実に開くようにするため、半 径方向で外方へ突出する受圧面５４が設けである。この受圧面５４を介して外部 圧力が弁体３０を持上げ、シールギ、ヤ、ツーブが形成される−と、−外部圧力 が全壁面２８に作用することができる。このほかの機能は、第３図の弁の場合と 変るところはない。

第６図の弁が凝縮水排出弁として用いられる場合は、第５図の弁の場合のように 容器底部１５に組込まれ、同じように作動せしめられる。

第７図から第１１図には、本発明による弁の若干の変化形を示しである。これら の弁は、図示の構成では蒸気給入弁として用い也れる。しかし、相応の修正を施 して、凝縮水排出弁として用いることも考えられる。

第７図の弁の特徴は、容器壁３２に内方へ突出した工ッジ５６が設けられ、この エツジが弁体のリブ３０を取囲んでいることである。外側に位置する受圧面５４ が最初の上昇を生せしめるが、この受圧面５４は、第６図の場合と異なり斜めに なってはいない。容器壁には半径方向で弁体３０の外側に内方へ突出するり７５ ８が形成されている。第８図の実茄例の場合、前記弁体部分３０は平らに形成さ れている。また、弁体リブの代りにビード３０′が設けられている。

加えて、第５図から第９図の実施例では、弁ハウジング壁が、同時に気体圧力室 ２４の外側境界を形成している。

第１０図の実施例は、囲みの環状壁の構成と配置が他の実施例とは異なっている 。第１１図の実施例は気体空壁が弁体リブ３０の外側にカバ一平面内に延び、か つまたカバ一平面と直角方向に延びており、その間にビード６０が形成されてい る。

第１２図は滅菌容器内の、時間に従属する圧力変化Ｐと弁機能とを示した図表で ある。ゼロ・パッセージの区域の曲線がステップ形状をなしているのは、はね圧 力や気体室内の気体圧力による弁の初抑圧力による。

滅菌作業は次の段階から成っている。すなわち、単−又は複数の真空段Ｗ３１か ら３、滅菌段階４から５をともなう過剰圧力ＪＲｆＭ３から６、真空後の段階５ から８、通気段階８から９である。公知の弁と異なり、各段階で作業する弁は、 マイナス又はプラスの圧力ピークに遅したのち、オートクレーブ内の圧力が所定 の閉鎖切換圧力３’　、６’　、９’　に調整されるまで、開放されたままとナ ル。加工て、各段階で作業する弁は、オートクレーブ内の圧力が所定の開放切換 圧力１“、３“、６“に調節されるまで、閉鎖状態となる。開放切換圧力と閉鎖 切換圧力との絶対値は等しいマグニチュードとするのが好ましい。

図示の実施例の場合、弁オートクレーブ内の圧力に従って制御される。

しかし、弁、また、オートクレーブ内の圧力ゼロ・パッセージ（大気圧）を時間 に応じて制御することもできれば、オートクレーブ内の温度に応じて制御するこ ともできる。切換え機能を誘発するセンサは、８弁と組合せることができる。ま た、弁は外部から制御することもできる。

第１３図は両座弁を示したものである。この両座弁は流入弁、真空弁、更にｔよ 凝縮水排出弁いずれにも用いることができる。容器壁部３２の弁座と協動する弁 体８２は、ばね６６により閉鎖位置に押付けられている。弁体６２は、ブツシュ ７０に円筒形延長部６８を有している。

ブツシュ７０はホルダー７２を介して容器壁３２に保持されている。弁体６２は 円錐台形ヘッド７６をもつ作動部材７４を有している。気体室はベローズ７８に より取囲まれている。ベローズ７８は気密にシールされ、一端が容器固定ブロッ ク８ｏに結合されている。ベローズ７８の他端はスラストロッド８２に取付けら れている。スラストロッド８２は支承ブロック８４内を軸方向に移動可能に案内 されている。スラストロッド８２の、作動部材７４の区域には旋削部が形成され ている。この部分は、２つの円錐面とその中間の円筒部８８とにより画定されて いる。

第１３図は、弁が閉じられる中央位置を示したものである。外側の圧力が増大す ると、ベローズ７８が圧縮され、スラストロッド８２が、第１３図で見て右方へ 移動する。その結果、弁は、円錐面８６が円錐面７６のところを滑動することに より、開放される。

しかし、第１３図の中央位置からスタートして、圧力が降下すると、ベローズ７ ８は伸び、スラストロッド８２は左へ移動するので、弁がまた開放される。

円筒形部分８８の軸方向長さは、ヘッド端部７６の直径よりいくぶん長いので、 一定のアイドル運動が生じ、その結果として弁は所定圧力差範囲内では閉じたま まとなる。

したがって、第１３図に示した弁は、あらゆる弁機能を果たすことができる。こ れは、ベローズ７８によって真空区域でも過剰圧力区域でも弁が制胛されるから である。

どの実施例の場合も、気体室は特定の大気圧にセットすることができる。この目 的のため通気弁ないし換気弁（図示せず）を設けて、圧力平均化をはかることが できる。しかし、外部の気候により誘発される空気圧変動は考慮に入れる必要は なく、容器が使用される高度に相応して圧力平均化を行なえば十分である。この ためには、弾性ストッパにより永久シールされうる開口を設けておくことができ る。

第１３図に示した実施例では、作動部材７８．８２゜８６．８８は、支承ブロッ ク８０．８４を介して容器壁に固定されている。しかし、本発明は、また、前記 作動部材を弁から分離し、これらの部材を取外し可能に構成して、これらの部材 が滅菌器内でのみ弁に結合されるようにし、かつまた滅菌容器（滅菌器の外側） を搬送可能にして前記作動部材なしで保管できるようにすることをも含むもので ある。

ＦＩＧ、３ 国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨＥ　ＩＮＴＥＲ）ＩＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥ ＰＯＲＴ　ＯＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．オートクレーブ内部で逐次圧力段階、すなわち単一又は複数の夏空段階（１ から３）、滅菌段階（４から５）を含む過剰圧力段階（３から６）、真空段階（ ６から９）が発生する間に、臨床用器具の滅菌容器内に取付けられた弁を制御す る方法において、各段階において作業する弁が、マイナス又はアラスのピーク圧 力値に達したのち、オートクレーブ内の圧力が所定閉鎖（切換）圧力（３′、６ ′、９′）に調整されるまで開かれているようにすることを特徴とする弁制御法 。 ２．各段階で作業する弁が、オートクレーブ内の圧力が所定の開放切換圧力（１ ′′、３′′、６′′）に調整されるまで閉られたままになることを特徴とする 請求の範囲第１項記載の弁制御法。 ３．オートクレーブ内で得られる温度に応じて弁制御が行なわれることを特徴と する請求の範囲第１項と第２項のいずれか１項に記載の弁制御法。 ４．切換機能を誘発するセンサが名弁装置と粗合されることを特徴とする請求の 範囲第１項から第３項のいずれか１項に記載の弁制御法。 ５．たとえは蒸気滅菌器内で滅菌可能な滅菌容器、それも滅菌器によって生ぜし められる圧力差に応じて開閉する弁体を有し、かつまた付加的に、圧力下で変形 可能な室を有する滅菌容器に用いられる弁において、所定圧力、所定温度で所定 の容積をもつ圧力室（２４）が、全滅菌作業の間（１から９）、滅菌容器内で得 られる内圧と滅菌器内で得られる外圧とに対してシールされることを特徴とする 請求の範囲第１項から第４項のいずれか１項に記載の弁制御法により制御可能な 弁。 ６．圧力室（２４）に大気圧の空気が入れられていることを特徴とする請求の範 囲第５項記載の弁。 ７．弁が、シ−ル体として環状リブ（３０）を有しており、この環状リブ（３０ ）が、弁座をなしている容器壁部と協働し、この容器壁部の壁通路穴（３４）を 取囲んでいることを特徴とする請求の範囲第５項または第６項のいずれか１項に 記載の弁。 ８．弁体のリブ（３０）が圧力室の一方の端壁に形成され、この端壁と向かい合 った他方の端壁（３８）は弁ハウジング−（４６）に固定されており、これら２ つの端壁（２８，３８）を結合するフレキシブルな回りの壁部（４２）が弾性的 に屈曲可能であり、これらの端壁（２８，３８）が、好ましくは補強フレート（ ３６，４０）により補強されており、更に単数もしくは複数の初押圧力を与えら れたコイルはね（４４ょおよび（又は）バイメタル部材がこれら補強フレート（ ３６，４０）の間に支えられていることを特徴とする請求の範囲第５項から第７ 項のいずれか１項に記載の弁。 ９．気体圧力室の端壁が、弁体のリブ（３０）を超えて外方へ突出する圧力エッ ジ（５４）を有していることを特徴とする請求の範囲第５項から第８項のいずれ か１項に記載の弁。 １０．弁体が環状エッジ（４８）によって形成され、この環状エッジ（４８）が 、室壁（３６）から半径方向には外方へ、軸線方向には内方へ突出し、容器壁部 （３２）に固定されているシールリング（５０）と協働することを特徴とする請 求の範囲第５項記載の弁。 １１．気体圧力室（２４）が、シールエッジ（４８）を支える壁部（３６）と容 器力バ−（１４）に固定された後壁（３８）との間に設けられており、かつまた 、初押圧力を与えられたばね（４４′）が後壁（３８）と弁ハウジング壁（４６ ）との間に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１０項記載の弁。 １２．気体圧力室（２４）が膨張流体を入れたタンクに連結されていることを特 徴とする請求の範囲第５項から第１１項のいずれか１項に記載の弁。 １３．単数又は複数の弁が、滅菌法の実施終了後に容器内部が真空のままとなる ように、容器壁に取付けられていることを特徴とする請求の範囲第５項から第１ ２項のいすれか１項に記載の弁。 １４．弁が両座弁として構成され、過剰圧力段階でも真空段階でも開放されるこ とを特徴とする請求の範囲第５項から第１３項のいずれか１項に記載の弁。 １５．気体圧力室により動かされる切換部材により、弁が、弁中央位置からいず れかの方向へ動かされることにより、開放されることを特徴とする請求の範囲第 １４項に記載の弁。