KR101166950B1 - 멸균기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도어로 개폐되는 멸균실의 내부에 멸균 멸균대상물을 수용시킨 다음 마이크로파를 이용하여 병균이나 세균 등을 완전히 멸균시켜 주도록 하는 멸균기에 관한 것으로서,

전면이 도어(11)에 의해 개폐되는 멸균실(12)을 구비하는 기체(10)와, 상기 멸균실의 양측 벽(121)의 내측에 설치되어 마이크로파가 입사되면 내부 전체로 고르게 분산시켜 주는 분산부재(20)와, 상기 멸균실의 내부로 마이크로파를 공급하게 양측 벽과 분산부재의 해당 부분을 관통하여 착설되는 도파관(31)의 외단측에 설치되며 동작되면 마이크로파를 발진하는 마그네트론(30)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한 것이다.

마이크로파, 멸균, 살균, 멸균기

Description

멸균기{Sterilizer}

도 1은 본 발명 실시예에 의한 멸균기의 개략적인 사시도

도 2는 동 멸균기의 일부를 분리하여 보인 사시도

도 3a는 동 멸균기를 일부 절취하여 보인 정면도

도 3b는 동 멸균기에서 도파관의 설치상태를 발췌하여 보인 측단면도

도 3c는 동 도파관의 일 예를 발췌하여 보인 사시도

도 4는 동 멸균기를 일부 절취하여 보인 평면도

도 5a는 동 멸균기에서 분산부재를 발췌하여 보인 확대한 사시도

도 5b는 동 분산부재에 의한 마이크로파의 분산상태를 보인 평면도

도 6a는 동 분산부재의 길이가 다른 반사부에 의해 반사되어 위상이 다르게 발생되는 마이크로파의 파장을 확대하여 보인 파장도

도 6b는 동 위상이 다른 각 마이크로파가 하나의 멸균대상물 각 부위에 조사되는 상태도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 기체

11 : 도어 12 : 멸균실

14 : 격판 15 : 받침편

16 : 선반 121 : 양측 벽

122 : 유입관 123 : 배출구

20 : 분산부재

21 : 반사부 211 : 수평면

212 : 수직면

30 : 마그네트론

31 : 도파관

40 : 냉각팬

50 : 배출팬

본 발명은 멸균기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도어로 개폐되는 멸균실의 내부에 멸균대상물을 수납한 다음 마이크로파를 이용하여 병균이나 세균 등을 완전히 멸균시켜 주도록 한 멸균기에 관한 것이다.

일반적으로 멸균대상물을 완전히 무균상태로 되게 하는 멸균은 균체의 기계적 파괴나 단백질의 강한 변성 또는 효소의 비활성화 등에 의하는 것으로서, 그 방법으로는 물리적인 것과 화학적인 것이 있다.

종래의 물리적인 방법으로는 유리기구나 도자기 또는 내열성 수지제품 등의 내열성기구를 135～200℃ 정도의 온도로 직접가열하는 건열멸균방법과 2atmHg 정도 의 압력하에서 115～126℃ 정도의 포화수증기를 이용하는 고압증기멸균방법(오토클레이브) 등이 있으며, 물리적인 방법으로 가열소독 등이 곤란한 합성수지나 고무제품 또는 사람의 손 등을 살균제나 살균성가스로 소독하거나 멸균하는 화학적인멸균방법 등이 있다.

그런데, 상기의 멸균방법들 중에서 건열멸균방법은 고온을 열로 멸균대상물을 직접 가열하여 멸균하는 것이므로 열에 약한 제품의 멸균에는 적용할 수 없는 것임은 물론 멸균시간이 온도에 따라 대략 0.5～5시간이 소요되는 문제점이 있으며, 고압증기멸균방법은 고압의 포화수증기를 이용하여 멸균하는 것이므로 멸균시간이 온도에 따라 대략 15～30분이 소요되어 상기 건열멸균방법에 비하여 멸균시간이 크게 단축되는 효과가 있는 반면에 탈 이온수나 증류수의 멸균에는 적용이 가능하지만 수분이 없는 물질의 멸균에는 부적합 함은 물론 고압의 포화수증기를 사용함에 따른 설비구조가 매우 복잡한 점등의 문제점이 있었다.

또한, 화학적인 멸균방법은 저장과 취급이 매우 용이하고 낮은 온도에서의 멸균이 가능한 점등의 효과가 있는 반면에 고가의 장치와 가스가 필요하기 때문에 많은 비용이 들게 됨은 물론 멸균시간이 대략 3～7시간이 소요됨과 동시에 인체에 독성피해가 유발되는 등의 문제점들이 있었다.

그리고, 멸균대상물이 구조가 복잡하거나 분해가 곤란한 장치이거나 내시경 등과 같은 의료기구 등의 경우에 고온의 열이나 고압의 포화수증기 또는 가스를 사용한 멸균방법으로는 미세한 틈새나 내부에 잔존하는 병균이나 세균까지 모두 멸균하기 위해서는 더욱 많은 시간이 소요되었음은 물론 특히 물질변성저하 기구의 경 우에는 안정성 및 영구성이 훼손되는 등 많은 문제점들이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 멸균방법의 문제점들을 감안하여 발명된 것으로서, 그 목적은 사용이 매우 간편?용이함은 물론 신속하고도 완전하게 병균이나 세균 등을 멸균시켜 주는 멸균기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 시설비는 물론 유지비용도 대폭 절감됨은 물론 특히 사용시 병균이나 세균의 감염이 확실히 방지되어야 하는 의료기구 등의 멸균에 적합한 멸균기를 제공함에 있다.

본 발명의 상기와 같은 목적들은, 구조가 간단하면서도 단시간에 병균이나 세균 등을 완전히 멸균시켜 주는 멸균기를 제공함으로써 달성되는데, 이 멸균기는 도어에 의해 개폐되는 멸균실을 구비하는 기체와 상기 멸균실의 양측 벽의 내측에 마이크로파를 고르게 분산시켜 주도록 장착되는 분산부재들과 상기 멸균실의 양측 벽의 외측에 설치되어 마이크로파를 발진하는 마그네트론을 포함하여 구성되는 것으로서, 상기 멸균실내에 멸균대상물을 반입하고 도어를 닫은 다음 마그네트론을 동작시켜 주면 발진되는 마이크로파가 양측 벽과 분산부재의 해당 부분을 관통하게 배관된 도파관을 통해 멸균실의 내부로 입사되면 분산부재에 의해 반사되어 고르게 분산되면서 멸균대상물에 조사(照射)되므로 멸균대상물의 전부분을 신속하고도 균일하게 멸균시켜주는 특징이 있다.

이하, 본 발명 실시예에 의한 멸균기를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하 면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 실시예에 의한 멸균기의 개략적인 사시도이고, 도 2는 동 멸균기의 일부를 분리하여 보인 사시도이며, 도 3a는 동 멸균기를 일부 절취하여 보인 정면도이고, 도 3b는 동 멸균기에서 도파관의 설치상태를 발췌하여 보인 측단면도이며, 도 3c는 동 도파관의 일 예를 발췌하여 보인 사시도이고, 도 4는 동 멸균기를 일부 절취하여 보인 평면도이며, 도 5a는 동 멸균기에서 분산부재를 발췌하여 보인 확대한 사시도이고, 도 5b는 동 분산부재에 의한 마이크로파의 분산상태를 보인 평면도이며, 도 6a는 동 분산부재의 길이가 다른 반사부에 의해 반사되어 위상이 다르게 발생되는 마이크로파의 파장을 확대하여 보인 파장도이고, 도 6b는 동 위상이 다른 각 마이크로파가 하나의 멸균대상물 각 부위에 조사되는 상태도이다.

본 발명 실시예에 의한 멸균기는, 전면이 도어(11)에 의해 개폐되는 멸균실(12)을 구비하는 기체(10)와, 상기 멸균실의 양측 벽(121)의 내측에 설치되어 마이크로파가 입사되면 내부 전체로 고르게 분산시켜 주는 분산부재(20)와, 상기 멸균실의 내부로 마이크로파를 공급하게 분산부재의 서로 마주하지 않는 부분을 관통하게 착설되는 도파관(31)의 외단측에 위치하게 상기 멸균실의 양측 벽의 외측에 설치되며 동작하면 마이크로파를 발진하는 마그네트론(30)을 포함하여 구성된다.

도어(11)는 닫았을 때 마이크로파가 외부로 누출되지 않도록 제작되는 것으로서, 중앙부에는 내부를 들여다 볼 수 있는 투시창(111)이 구비되어 있으며, 상기 도어의 내면에는 멸균실(12)의 전면 외주연에 밀착되어 이들 사이에 틈새가 생기지 않도록 하는 가스킷(13)을 빙둘러 부착하여 작동중에 마이크로파가 외부로 누설되 는 것이 차단되게 하였다.

분산부재(20)는 본원 출원인의 선등록특허 건조장치(제414935호)에서의 분산부재와 같이 마이크로파를 반사하는 알루미늄 등의 재질로 제작되는 것으로서, 마이크로파의 파장을 감안하여 이를 이상적으로 분산시켜 줄 수 있도록 하기 위해 전폭(F)을 동일한 폭으로 6등분 하여 각각의 분할폭(f)은 동일하지만 길이(l)는 서로 다른 6개의 반사부(21)로 구성된다.

각 반사부(21)들은 수평면(211)과 이들 수평면을 각각 이어주는 수직면(212)들로 이루어지는 것으로서, 마이크로파가 입사되면 마주하게 설치된 분산부재(20)의 길이가 다른 상기 각 반사부(21)들의 표면에 부딪혀서 반사되어 분산되는 것이며, 이렇게 분산되는 마이크로파는 마주하는 분산부재(20)의 길이가 다른 각 반사부(21)의 외면에 부딪혀서 또다시 반사된다.

따라서, 분산된 파가 반사파로 되돌아 오는 작용이 반복하여 이루어지므로 마이크로파는 멸균실(12)의 내부 전부분에 고르게 분산되는 것이며, 이러한 과정에서 진행파와 반사파는 도 6a에서와 같이 길이가 다른 반사부(21)에 의해 각기 다른 위상을 갖는 마이크로파(a-e)가 발생된다.

이렇게, 위상이 다르게 발생되는 마이크로파(a-e)들이 하나의 멸균대상물(1)에 조사되는 부분은 도 6b에서와 같이 각각 차이가 있으나 조사된 부분의 합은 멸균대상물의 전부분이 되며, 이에 따라 마이크로파는 상기 멸균대상물을 회전시키지 않아도 전부분에 균일하게 조사된다.

이와 같이 조사되는 마이크로파가 유전체에 조사되면 분자 내 쌍극자의 회전 및 진동으로 마찰에 의해 내부에 열이 발생되므로, 세균의 경우에는 내부의 물분자가 진동되어 마찰열이 발생하면서 내부의 온도가 점차 상승됨에 따른 발열반응에 의해 멸균이 되게 하는 열작용 및 세포의 정상적인 신진대사기능을 방해하거나 파괴하여 세균 생장의 억제와 정지 및 멸균이 초래되게 함과 동시에 세포중의 RNA와 DNA는 생명의 결정적인 화합물로써 이들은 수소결합과 한 쌍의 OH기가 안정적으로 연결되어 있는 것을 수소 결합이 쉽게 느슨해지게 하거나 끊어지게 함은 물론 RNA와 DNA의 새로운 배열을 초래하여 정상적인 유전과 번식을 중단시켜 멸균되게 하는 생화학작용을 한다.

따라서, 마이크로파가 균일하게 조사되면 세균의 내부에서 열작용과 생화학작용이 동시에 일어나게 되어 최소 4～5분 이내에 멸균되기 때문에, 종래의 멸균방법에 비하여 최단시간에 멸균이 이루어진다.

한편, 분산부재(20)를 양측 벽(121)의 내측에 설치할 때에는 상기 분산부재의 전폭(F) 보다 상기 벽의 전장이 길기 때문에 벽의 전장에 비례하여 복수개를 병렬로 이어지게 수직으로 설치하면 된다.

그러나, 동일 규격의 멸균기를 대량 제작하는 등 필요에 따라서는 양측 벽(121)의 전장에 비례하게 6개의 반사부(21)를 1개조로 하여 이들이 연속 반복되도록 단일체로 제작한 분산부재(20)를 설치하여도 되는데, 장기간의 사용에 따라 발생 될 수 있는 부분적인 손상에 의한 교체나 상기 반사부의 용이한 성형 등을 감안하면 상기 분산부재는 6개의 반사부(21)만을 갖는 구조로 제작한 것을 병렬로 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 분산부재(20)는 멸균실(12)의 내부 공간이 크지 않은 소형인 경우에는 양쪽 벽(121)에만 설치하여도 되지만, 내부 공간이 큰 대형인 경우에는 천장 또는 바닥까지 설치하여도 된다.

그리고, 멸균실(12)의 내부 양측에는 격판(14)을 설치하여 분산부재(20)가 노출되지 않도록 가려줌으로써, 멸균대상물을 넣고 꺼낼 때 부주의로 상기 분산부재의 반사부(21)들과 부딪쳐 발생 될 수 있는 손상은 물론 상기 반사부들의 사이에 이물질이 끼이게 되는 등의 현상이 발생하지 않게 하여 수명단축의 방지나 내부의 세척 등이 용이토록 하는 것이 바람직하다.

또한, 양쪽 격판(14)의 내측면에는 적정한 간격으로 서로 마주하는 동일 위치에 받침편(15)을 수평으로 부설하여 선반(16)의 양측단을 받쳐주도록 함으로써, 멸균실(12)의 내부 공간에 비하여 상대적으로 크기나 부피가 작은 멸균대상물들을 멸균처리할 때에는 상기 선반을 수평으로 장착하여 내부 공간을 상하로 구획시켜 다수의 멸균대상물을 동시에 멸균처리할 수 있게 한다.

이렇게 사용되는 격판(14)이나 선반(16)은 마이크로파는 투과되지만 열에는 강한 내열성수지 등으로 제작되는 것으로서, 멸균실(12)의 내부 공간의 크기를 감안하여 받침편(15)과 상기 선반은 복수로 설치하여도 됨은 물론 이다.

한편, 도파관(31)은 원형 또는 사각형상의 직선형관을 사용하여도 되지만, 이러한 경우에는 마그네트론(30)의 동작으로 발진되는 마이크로파가 상기 도파관의 내단을 통과하여 멸균실(12)로 입사될 때 거의 확산되지 않게 되어 상대적으로 분산부재(20)에 부딪혀서 반사되는 범위도 감소하게 되므로 마이크로파의 분산 및 작 용효율이 저하된다.

따라서, 도파관(31)은 직선형관보다는 마이크로파가 마그네트론(30)의 안테나로부터 발진할 때 확산되는 범위를 감안하여 도 3b,c에서와 같이 내부의 간격이 외단(311)에서 내단(312)으로 갈수록 점차 넓어지는 12～17°정도의 각도(r)로 경사지는 깔때기형태로 되게 형성하는 것이 바람직하다.

이렇게 하면, 마그네트론(30)의 동작으로 발진되는 마이크로파가 도파관(31)의 내단(312)을 통과하여 멸균실(12)로 입사될 때 최대로 확산되기 때문에 상대적으로 분산부재(20)에 부딪히는 면적과 반사되는 범위가 확대되어 마이크로파의 분산능률이 크게 향상된다.

그리고, 도 3c에 도시된 도파관(41)은 사각형태로 되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 원형으로 제작하여도 됨은 물론이다.

이와 같이 구성되는 본 발명 실시예에 의한 멸균기를 사용할 때에는, 도어(11)를 열고 멸균실(12)의 내부에 멸균 멸균대상물을 수납한 다음에 상기 도어를 닫고 기체(10)의 전면 콘트롤부(10a)에 부설된 타이머와 스위치를 조작하여 "온"시켜 주면 전원이 공급됨과 동시에 내부에 설치된 일반적인 자동제어시스템의 제어에 따라 멸균작동이 진행된다.

즉, 마그네트론(30)의 작동으로 마이크로파가 발진되면 양측 벽(121)과 분산부재(20)의 해당부분을 관통하게 배관된 도파관(31)에 의해 멸균실(12)의 내부로 입사되며, 입사된 마이크로파는 내부 양측에 설치된 분산부재(20)들의 길이가 다른 각 반사부(21)의 표면에 의해 반사되어 상기 멸균실의 내부 전체로 고르게 분산되면서 멸균대상물에 조사되어 병균이나 세균 등을 멸균시켜 준다.

이러한 멸균 과정에서 마이크로파의 작용에 의해 멸균실(12)의 내부에 발생되는 열과 증기 등은 천장의 배출구(123)에 설치된 배출팬(50)의 작동으로 배출구와 연결된 배출관을 거쳐 기체(10)의 외부로 배출되며, 이때 양측 벽(121)에 부설된 유입관(122)을 통해서는 냉각팬(40)의 작동으로 냉각공기가 유입되기 때문에 상기 멸균실의 내부는 과열이 방지된다.

이후, 타이머에 의해 선택된 시간이 경과되어 전원 공급이 "오프"되면 멸균기의 작동이 완료되는 것이므로, 도어(11)를 열어 멸균대상물을 꺼내면 된다.

이와 같은 본 발명 실시예에 의한 멸균기는, 마이크로파를 반사하는 재질로 되며 마이크로파의 파장을 감안하여 이상적으로 분산시켜 주도록 높이를 서로 다르게 한 반사부가 복수로 구비된 분산부재를 멸균실의 벽에 설치하여 마이크로파가 입사되면 멸균실의 내부 전체로 균일하게 분산시켜 멸균대상물이 정지된 상태로 있어도 전부분에 골고루 조사되어 최단시간에 신속하게 멸균시켜 주는 특징이 있으며, 이에 따라 멸균 효율이 대폭 향상되는 등의 장점도 있다.

또한, 멸균과정에서 마이크로파가 누설되지 않게 되어 사용이 안전하고, 특히 다양한 멸균대상물을 멸균할 수 있기 때문에 그 용도가 광범위하게 됨은 물론 멸균대상물을 넣고 꺼내는 것을 제외한 모든 멸균과정이 자동으로 수행되므로 작업성이 양호하게 되는 등의 효과도 얻게 된다.

Claims (9)

1. 개방된 전면이 도어로 개폐되는 멸균실을 구비하는 기체와;

   상기 멸균실의 양측 벽 내측에 설치되며, 입사되는 마이크로파를 내부 전체로 고르게 분산시켜 주는 분산부재와;

   상기 멸균실로 마이크로파를 공급하게 분산부재의 서로 마주하지 않는 부분을 관통하게 배관되는 도파관의 외단측에 위치하게 멸균실의 양측 벽 외측에 설치되며, 동작하면 마이크로파를 발진하는 마그네트론을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멸균기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 분산부재는 마이크로파를 반사하는 재질로 되며, 마이크로파를 이상적으로 분산시켜 주도록 전폭을 동일한 폭으로 6등분 하여 각각의 분할폭은 동일하지만 높이는 서로 다른 6개의 반사부를 구비하여 되며, 상기 양측 벽의 전장과의 차이에 비례하게 복수로 설치되는 것을 특징으로 하는 멸균기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 분산부재는 마이크로파를 반사하는 재질로 되며, 마이크로파를 이상적으로 분산시켜 주도록 각각의 폭은 동일하지만 높이는 서로 다른 6개의 반사부를 1조로 하여 상기 6개의 반사부가 양측 벽의 전장에 비례하게 연속 반복되게 형성하 여 구성되는 것을 특징으로 하는 멸균기.
4. 제1항에 있어서,

   상기 마그네트론과 도파관은, 양측 벽에 복수로 설치되는 것을 특징으로 하는 멸균기.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,

   상기 도파관은, 내부의 간격이 외단에서 내단으로 갈수록 점차 넓어지게 경사지는 깔때기형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 멸균기.
6. 제5항에 있어서,

   상기 도파관의 외단에서 내단으로 갈수록 경사지는 경사각도는, 12-17°정도인 것을 특징으로 하는 멸균기.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 멸균실의 내부에는, 분산부재가 내측으로 노출되지 않게 가려주는 내열성수지로 이루어진 격판을 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멸균기.
8. 제7항에 있어서,

   상기 격판의 내측면에는, 상기 멸균실의 내부 공간을 상하로 구획하여 멸균 대상물을 수납하게 장착하는 선반의 양단을 받쳐주는 받침대를 수평으로 부설하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멸균기.
9. 제1항에 있어서,

   상기 멸균실의 양측 벽에는 유입관을 부설하여 냉각공기를 주입하는 냉각팬을 설치하고, 천장에는 배출구를 부설하여 배출팬을 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멸균기.

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