KR101921472B1

KR101921472B1 - 과산화수소를 이용한 멸균장치

Info

Publication number: KR101921472B1
Application number: KR1020170040602A
Authority: KR
Inventors: 곽종신
Original assignee: 곽종신
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2018-11-26
Also published as: KR20180112142A

Abstract

본 발명은 과산화수소를 이용한 멸균장치에 관한 것으로, 이의 목적은 멸균실 내부를 예열한 후 예열된 멸균실에 과산화수소를 액체 상태로 공급하고 여기에서 직접 가열하여 증기화함으로써 멸균 효율을 극대화시킬 수 있도록 하는 것이다.
이를 위해 본 발명에 따른 과산화수소를 이용한 멸균장치는; 내부에는 멸균 대상물이 투입될 수 있도록 멸균실(210)이 형성되며, 개방된 전면부가 챔버도어(110)를 통해 개폐 가능한 멸균챔버(200)와; 멸균실(210)의 후방부에 구획되게 마련되며, 승온모드시 멸균실(210)의 공기를 강제 흡입하여 송풍하기 위한 송풍팬(320)과, 송풍팬(320)에 의해 흡입 송풍되는 공기를 가열하기 위한 에어히터(330)가 수용 배치된 가열실(300)과; 가열실(300)의 하부공간과 연통되도록 멸균실(210)의 바닥에 길이방향으로 마련되며 승온모드시 가열실(300)에서 발생된 열기를 멸균실(210)의 바닥 전방 및 좌우측으로 분산시켜 송풍하는 열풍덕트(400)와; 멸균챔버(200)에 제1솔레노이드밸브(520)가 마련된 진공에어라인(510)을 통해 연결되어, 진공모드 시 멸균챔버(200)에 진공압을 제공하기 위한 진공펌프(500)와; 열풍덕트(400)에 마련되며, 멸균모드 시 멸균실(210) 내부에서 과산화수소를 증발시켜 멸균 대상물을 멸균하기 위한 과산화수소 증발유닛(600)과; 과산화수소 증발유닛(600)과 제2솔레노이드밸브(710)가 마련된 과산화수소 공급라인(720)을 통해 연결되어, 진공모드 시 액상의 과산화수소를 상기 과산화수소 증발유닛(600)으로 공급하기 위한 과산화수소 공급유닛(700)을; 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

과산화수소를 이용한 멸균장치{STERILIZER USING HYDROGEN PEROXIDE VAPOR}

본 발명은 화학 멸균제를 이용한 멸균장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화학 멸균제(chemical sterilant)의 일종인 과산화수소를 이용하여 피멸균물을 멸균처리할 수 있는 『과산화수소를 이용한 멸균장치』에 관한 것이다.

일반적으로 의료기구 등의 멸균ㆍ소독은 통상 높은 압력 하에서 포화된 증기를 이용하는 고압증기 멸균법을 이용하거나, 고온ㆍ고습ㆍ고압을 필요로 하지 않고 기구나 물질에 손상을 주지 않는 에틸렌 옥사이드와 같은 화학물질을 이용하는 에틸렌 옥사이드 가스 멸균법 등으로 수행되고 있다.

고압 증기를 이용한 멸균은 120도 이상의 고온으로 멸균을 하기 때문에 그 효과가 상당한 장점은 있으나, 합성수지로 제작된 의료 기구 등은 변형이 발생될 수 있고, 스틸로 제작된 의료기구 등은섬세한 날이 무뎌져 수명이 단축되는 단점이 있다. 그리고 에틸렌 옥사이드 가스 멸균기는 피멸균물에 에틸렌 옥사이드가 잔류하거나 반응 생성물로 인해 발암 및 독성 물질이 생성되며 이를 통기시키기 위해 멸균 후 대략 12시간 이상을 방치해야 한다. 또한, 에틸렌 옥사이드 가스는 그 자체로 폭발 위험성이 높고, 돌연변이를 일으킬 수 있는 유전적 독성물질로 작용할 수 있다는 보고가 있다. 특히, 에틸렌 옥사이드는 발암물질로 규정하고 있어 그 사용에 많은 주의를 요하게 된다.

이에 반해, 과산화수소 증기를 이용한 멸균방법은 각종 기기에 증기의 형태로 전달되어 공간 멸균과 함께 기기멸균이 가능하고, 멸균력이 우수하여 일반 소독제로 제거할 수 없는 미생물의 아포 수준까지 제거할 수 있으며, 멸균 후 잔존물이 물과 산소로 분해되어 안전하고 친환경적이어서 널리 사용되고 있다.

이러한 과산화수소를 이용한 종래 멸균장치는 멸균 대상물을 통기성이 있는 파우치 등에 포장한 상태에서 챔버에 넣고 이를 밀폐한 다음, 챔버에 과산화수소를 주입하고 챔버 내에 플라즈마를 방전시키는 과정을 수차례 반복하여 멸균을 시행한다. 이때 과산화수소는 비등점이 150.2℃(100wt%농도)로 상온에서 액체 상태로 존재하는데, 과산화수소를 외부에서 기화시켜 공급하더라고 과산화수소 증기 공급라인에서 응축 등이 발생할 수 있고, 이로 인해 파우치 내부에서 과산화수소를 확산시키는 것이 쉽지 않다. 이와 같이, 파우치 내부까지 충분한 농도의 과산화수소가 공급되지 않으면 멸균 대상물이 충분히 멸균되지 않을 수 있다.

대한민국 특허등록 제10-0874770호(등록일 2008년 12월 11일)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로; 본 발명의 목적은 멸균실 내부를 예열한 후 예열된 멸균실에 과산화수소를 액체 상태로 공급하고 여기에서 직접 가열하여 증기화함으로써 멸균 효율을 극대화시킬 수 있는 『과산화수소를 이용한 멸균장치』를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은;

승온모드, 진공모드, 멸균모드, 배기모드를 통하여 멸균 대상물을 멸균 처리할 수 있는 과산화수소를 이용한 멸균장치에 있어서;

상기 과산화수소를 이용한 멸균장치가; 내부에는 멸균 대상물이 투입될 수 있도록 멸균실이 형성되며, 개방된 전면부가 챔버도어를 통해 개폐 가능한 멸균챔버와; 상기 멸균실의 후방부에 구획되게 마련되며, 상기 승온모드시 상기 멸균실의 공기를 강제 흡입하여 송풍하기 위한 송풍팬과, 상기 송풍팬에 의해 흡입 송풍되는 공기를 가열하기 위한 에어히터가 수용 배치된 가열실과; 상기 가열실의 하부공간과 연통되도록 상기 멸균실의 바닥에 길이방향으로 마련되며 상기 승온모드시 상기 가열실에서 발생된 열기를 상기 멸균실의 바닥 전방 및 좌우측으로 분산시켜 송풍하는 열풍덕트와; 상기 멸균챔버에 제1솔레노이드밸브가 마련된 진공에어라인을 통해 연결되어, 상기 진공모드 시 상기 멸균챔버에 진공압을 제공하기 위한 진공펌프와; 상기 열풍덕트에 마련되며, 상기 멸균모드 시 상기 멸균실 내부에서 과산화수소를 증발시켜 멸균 대상물을 멸균하기 위한 과산화수소 증발유닛과; 상기 과산화수소 증발유닛과 제2솔레노이드밸브가 마련된 과산화수소 공급라인을 통해 연결되어, 상기 진공모드 시 액상의 과산화수소를 상기 과산화수소 증발유닛으로 공급하기 위한 과산화수소 공급유닛을; 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은; 상기 과산화수소 증발유닛이 상기 열풍덕트의 중앙부에 가로방향으로 마련되며 상기 과산화수소 공급유닛에서 공급되는 액상의 과산화수소가 유입 저장되는 저수조와, 상기 저수조 내부에 길이방향으로 배치되며 상기 멸균모드 시 상기 저수조에 공급된 액상의 과산화수소를 가열하여 증발시키기 위한 기화히터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 과산화수소를 이용한 멸균장치에 의하면; 승온모드 시 멸균실의 내부공기가 송풍팬과 에어히터를 통해 가열된 후 열풍덕트를 통해 멸균실의 바닥 전방 및 좌우측으로 분산 송풍되어 강제 순환하게 된다. 이에 따라 열풍덕트를 통해 고르게 분산 송풍되는 열기에 의해 멸균실 내부 및 이에 투입된 멸균 대상물이 신속하면서도 고르게 승온되는 장점이 있다. 또한, 과산화수소 증발유닛에 공급된 액상의 과산화수소를 멸균모드 시 멸균실 내부에서 직접 가열하여 증기화함으로써 응축이 되지 않으면서 멸균 대상물을 고르게 멸균시켜 멸균 효율을 보다 향상시킬 수 있는 작용효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 과산화수소를 이용한 멸균장치에 의하면; 과산화수소 증발유닛이 열풍덕트의 중앙부에 가로방향으로 마련되어 있기 때문에 과산화수소 증기가 멸균실 전역에 고르게 분산되면서 멸균 대상물을 멸균처리할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 과산화수소를 이용한 멸균장치 외형을 보인 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 과산화수소를 이용한 멸균장치를 개략적으로 보인 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 멸균장치에서 승온모드 시 열풍 흐름을 개략적으로 보인 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 멸균장치에서 진공모드 시 배기 및 액상의 과산화수소 공급 과정을 보인 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 멸균장치에서 멸균모드 시 과산화수소 증기 발생을 개략적으로 보인 것이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부도면을 간략히 설명하면, 도 1과 도 2는 본 발명에 따른 과산화수소를 이용한 멸균장치 구성을 개략적으로 보인 것이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 멸균장치의 동작을 보인 것이다.

<본 발명에 따른 멸균장치의 구성 설명>

본 발명에 따른 과산화수소를 이용한 멸균장치는 승온모드, 진공모드, 멸균모드, 배기모드 등을 통하여 멸균 대상물을 멸균 처리하는 것으로, 멸균 대상물이 투입된 멸균실 내부를 일정온도로 승온시킨 후 액상의 과산화수소를 멸균실 내부에서 직접 기화시켜 멸균 대상물을 고르게 멸균처리할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이를 위해 본 발명에 따른 과산화수소를 이용한 멸균장치는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 내부에 멸균실(210)이 형성된 멸균챔버(200)와, 멸균실(210)의 후방부에 구획되게 마련되어 멸균실(210)의 내부공기를 순환시키면서 가열하는 가열실(300)과, 이 가열실(300)에서 발생된 열기를 멸균실(210)의 바닥 전방 및 좌우측으로 분산시켜 송풍하는 열풍덕트(400)와, 멸균챔버(200)에 진공압을 제공하기 위한 진공펌프(500)와, 멸균실(210) 내부에 과산화수소를 증발시켜 멸균 대상물을 멸균시키기 위한 과산화수소 증발유닛(600)과, 이 과산화수소 증발유닛(600)에 액상의 과산화수소를 공급하기 위한 과산화수소 공급유닛(700)을 갖추고 있다.

이러한 본 발명에 따른 멸균장치를 이루는 각 구성요소들의 상세한 구조는 다음과 같다.

먼저, 멸균챔버(200)는 전면이 개방되며 외벽이 금속(본 발명의 실시 예에서는 스테인리스 스틸) 사각 통 구조로 이루어져, 내부에 멸균실(210)을 형성한다. 멸균챔버(210)의 전면부는 록킹유닛을 갖춘 챔버도어(110)를 통해 개폐된다. 또한, 멸균실(210)에는 멸균 대상물을 수납하여 투입할 수 있도록 트레이(220)가 서랍식으로 배치된다. 그리고 멸균챔버(200)에는 내부압력과 내부온도를 체크하기 위한 압력센서(230)와 온도센서(240)가 마련되며, 멸균챔버(200)에는 배기모드시 외부공기가 유입될 수 있도록 에어-유입관(250)이 마련되며, 여기에는 에어밸브(260;본 발명의 실시 예에서는 솔레노이드밸브로 구성됨)가 설치되어 있다. 이러한 멸균챔버(200)는 제품의 외형을 이루는 본체(100)에 수용 설치되며, 본체(100)의 전면부에는 챔버도어(110)와 제어패널(120)이 마련된다.

가열실(300)은 멸균실(210)의 후방부에 구획되게 마련되는 것으로, 이의 상부에는 멸균실(210)의 공기를 흡입하기 위한 흡입구(310)가 천공되어 있다. 또한, 가열실(300)의 내부에는 승온모드 시 멸균실(210)의 공기를 강제 흡입하여 송풍하기 위한 송풍팬(320)과, 이 송풍팬에 의해 강제 흡입/송풍되는 공기를 가열하기 위한 에어히터(330)가 배치되어 있다. {본 발명의 실시 예에서는 송풍팬(320)의 하부에 에어히터(330)를 가로방향으로 배치한 것으로 도시하였지만, 이에 국한하지 않고 에어히터(330)를 송풍팬(320)의 상부측에 구성할 수 있음은 물론이다.}

열풍덕트(400)는 가열실(300)의 하부공간과 연통되도록 멸균실(210)의 바닥에 길이방향으로 마련되어 있으며, 승온모드 시 가열실(300)에서 발생된 열기를 멸균실(210)의 바닥 전방 및 좌우측으로 분산시킬 수 있도록 열풍덕트(400)의 전방 및 좌우측면에는 에어배출구(410)(420)가 일정한 간격으로 천공되어 있다. 특히, 챔버도어(110)와 인접하게 열풍덕트(400) 전방에 형성된 전방측 에어배출구(410)를통해 배출되는 열기는 챔버도어(110) 내면과 부딪쳐 이를 직접 승온시키게 된다.

진공펌프(500)는 제1솔레노이드밸브(520)가 마련된 진공에어라인(510)을 통해 멸균챔버(200)에 연결되며, 진공모드 시 멸균챔버(200)에 진공압을 제공하기 위한 것이다.

과산화수소 증발유닛(600)은 열풍덕트(400)의 중앙부에 마련되며, 멸균모드 시 멸균실(210) 내부에서 액상의 과산화수소를 증발시켜 멸균 대상물을 멸균하기 위한 것이다. 이러한 과산화수소 증발유닛(600)은 열풍덕트(400)의 중앙부에 가로방향으로 마련되며 과산화수소 공급유닛(700)에서 공급되는 액상의 과산화수소가 유입 저장되는 저수조(610)와, 이 저수조(610) 내부에 길이방향으로 배치되며 멸균모드 시 저수조(610)에 공급된 액상의 과산화수소를 가열하여 증발시키기 위한 기화히터(620)를 구비하고 있다. 따라서 액상의 과산화수소를 멸균실(210) 내부에서 직접 가열하여 증발시킬 수 있다.

과산화수소 공급유닛(700)은 제2솔레노이드밸브(710)가 과산화수소 공급라인(720)을 통해 과산화수소 증발유닛(600)과 연결되며, 진공모드 시 액상의 과산화수소를 과산화수소 증발유닛(600)의 저수조(610)에 공급하게 된다.

에어밸브(260), 제1,2솔레노이드밸브(520)(710), 가열실(300) 내부의 송풍팬(320)과 에어히터(330), 진공펌프(500), 과산화수소 증발유닛(600)의 기화히터(620) 등의 구동은 제어패널(120)에 입력된 승온모드, 진공모드, 멸균모드, 배기모드의 제어프로그램에 의해 제어된다.

<본 발명에 따른 멸균장치의 작동 설명>

다음에는 본 발명에 따른 과산화수소를 이용한 멸균장치의 각 모드에 따른 작동 및 이에 따른 작용효과를 설명한다.

먼저, 멸균 대상물을 트레이(220)를 통해 멸균실(210)에 넣고 챔버도어(110)를 닫은 후 멸균장치를 동작시키면 승온모드가 실행된다. 이때, 에어밸브(260)가 개방되어 멸균실(210) 내부는 대기압 상태로 유지된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 승온모드 시에는 송풍팬(320)과 에어히터(330)가 구동함으로써, 멸균실(210)의 공기는 가열실(300)로 흡입된 후 에어히터(330)를 통과하면서 가열된다. 계속하여, 가열된 공기는 열풍덕트(400)를 통해 멸균실(210) 바닥측으로 안내되면서 멸균실(210)의 바닥 전방 및 좌우측으로 분산 토출된다(도 3의 화살표 방향 참조). 따라서 멸균실(210) 내부 및 멸균 대상물은 가열 공기에 의해 승온된다. 멸균실(210) 내부온도는 제어패널(120)에 70℃이하로 설정함이 바람직한 데, 본 발명의 실시 예에서는 멸균실(210) 내부 온도가 57 ~ 60℃ 정도로 승온되도록 설정되어 있다. 이와 같이, 멸균 대상물이 투입된 멸균실(210)을 승온시키는 것은 과산화수소 증기가 부딪쳐 멸균되는 과정에서 응축되지 않도록 하기 위함이다.

상기와 같은 승온모드 이후에는 진공모드가 실행된다. 진공모드에서는 에어밸브(260)는 폐쇄되고 제1솔레노이드밸브(520)는 개방된 상태에서 진공펌프(500)가 구동된다(도 4참조). 이에 따라 멸균 대상물이 투입된 멸균실(210)의 공기가 외부로 배출(도 4의 실선 화살표 방향 참조)되어 진공압이 제공된다. 이때, 제2솔레노이드밸브(710)가 설정된 시간동안 개방되며, 이로 인해 멸균실(210)의 진공압에 의해 과산화수소 공급유닛(700)의 액상의 과산화수소가 과산화수소 공급라인(720)을 통해 과산화수소 증발유닛(600)의 저수조(610)로 일정량 공급된다(도 4의 점선 화살표 방향 참조).

소정시간 동안의 진공모드가 진행된 이후에는, 제어패널(120)에서는 멸균모드를 실행시킨다. 멸균모드에서는 과산화수소 증발유닛(600)의 기화히터(620)를 구동시킨다. 따라서 도 5에 도시한 바와 같이, 과산화수소 증발유닛(600)의 저수조(610)에 공급된 액상의 과산화수소는 기화히터(620)를 통해 직접 가열되어 증발되며, 자연 대류현상에 의해 멸균실(210) 전역으로 고르게 분산되어 멸균 대상물을 멸균시킨다. 이때, 과산화수소 증기는 앞서 설명한 바와 같이 승온모드에서 멸균 대상물이 승온된 상태이기 때문에 응축되지 않고 멸균 대상물의 미세한 부분까지 침투하여 멸균하게 된다. 결국, 멸균 대상물의 손상을 최소화할 수 있고 소독포와 같은 천 등도 멸균처리가 가능하다.

그리고 멸균모드가 실행된 이후에는, 제어패널(120)에서는 배기모드를 실행시킨다. 배기모드에서는 에어밸브(260)와 제1솔레노이드밸브(520)의 개폐 동작을 반복함과 동시에 진공펌프(500)를 반복 구동시킴으로써 멸균실(210) 내부의 과산화수소 잔량을 완전하게 제거하는 단계이다.

따라서 본 발명에 따른 과산화수소를 이용한 멸균장치에서는 승온모드 시 멸균실(210)의 내부공기가 송풍팬(320)과 에어히터(330)를 통해 가열된 후 열풍덕트(400)를 통해 멸균실(210)의 바닥 전방 및 좌우측으로 분산 송풍되어 강제 순환함으로써, 고르게 분산 송풍되는 열기에 의해 멸균실(210) 내부 및 이에 투입된 멸균 대상물이 신속하면서도 고르게 승온된다. 또한, 과산화수소 증발유닛(600)에 공급된 액상의 과산화수소를 멸균모드 시 멸균실(210) 내부에서 직접 가열하여 증기화함으로써 응축이 되지 않으면서 멸균 대상물을 고르게 멸균시켜 멸균 효율을 향상시킬 수 있다. 특히, 과산화수소 증발유닛(600)이 열풍덕트(400)의 중앙부에 가로방향으로 마련되어 있기 때문에 과산화수소 증기가 멸균실(210) 전역에 고르게 분산되면서 멸균 대상물을 멸균처리할 수 있다.

100..본체 110..챔버도어 120..제어패널
200..멸균챔버 210..멸균실 220..트레이
230..압력센서 240..온도센서 250..에어-유입관
260..에어밸브 300..가열실 310..흡입구
320..송풍팬 330..에어히터 400..열풍덕트
410,420..에어배출구 500..진공펌프 510..진공에어라인
520..제1솔레노이드밸브 600..과산화수소 증발유닛 610..저수조
620..기화히터 700..과산화수소 공급유닛 710..제2솔레노이드밸브
720..과산화수소 공급라인

Claims

승온모드, 진공모드, 멸균모드, 배기모드를 통하여 멸균 대상물을 멸균 처리할 수 있도록, 내부에는 멸균 대상물이 투입될 수 있도록 멸균실(210)이 형성되며 개방된 전면부가 챔버도어(110)를 통해 개폐 가능한 멸균챔버(200)를 갖춘 과산화수소를 이용한 멸균장치에 있어서;
상기 과산화수소를 이용한 멸균장치는;
상기 멸균실(210) 후방부에 구획되게 마련되며 상부에는 상기 멸균실(210)의 공기를 흡입하기 위한 흡입구(310)가 천공되어 있고, 내부에는 상기 승온모드시 상기 멸균실(210)의 공기를 상기 흡입구(310)를 통해 강제 흡입하여 송풍하기 위한 송풍팬(320)과, 상기 송풍팬(320)의 하부에 배치되며 상기 송풍팬(320)에 의해 흡입 송풍되는 공기를 가열하기 위한 에어히터(330)가 수용 배치된 가열실(300)과;
상기 가열실(300)의 하부공간과 연통되면서 상기 멸균실(210)의 바닥에 길이방향으로 마련되어 상기 승온모드 시 상기 가열실(300)에서 발생된 열기를 상기 멸균실(210)로 안내하되, 전방에는 열기가 상기 챔버도어(110)를 향하도록 전방측 에어배출구(410)가 일정한 간격으로 천공되고, 좌우측면에는 열기가 상기 멸균실(210) 좌우측으로 분산 배출되도록 좌우측 에어배출구(420)가 일정한 간격으로 천공된 열풍덕트(400)와;
상기 멸균챔버(200)에 제1솔레노이드밸브(520)가 마련된 진공에어라인(510)을 통해 연결되어, 상기 진공모드 시 상기 멸균챔버(200)에 진공압을 제공하기 위한 진공펌프(500)와;
상기 열풍덕트(400)에 중앙부에 가로방향으로 마련되며 액상의 과산화수소가 유입 저장되는 저수조(610)와, 상기 저수조(610) 내부에 길이방향으로 배치되며 상기 멸균모드 시 상기 저수조(610)에 공급된 액상의 과산화수소를 가열하기 위한 기화히터(620)를 구비하여, 상기 멸균실(210) 내부에서 과산화수소를 가열 증발시켜 멸균 대상물을 멸균하기 위한 과산화수소 증발유닛(600)과;
상기 과산화수소 증발유닛(600)의 저수조(610)와 제2솔레노이드밸브(710)가 마련된 과산화수소 공급라인(720)을 통해 연결되어, 상기 진공모드 시 액상의 과산화수소를 상기 과산화수소 증발유닛(600)의 저수조(610)로 공급하기 위한 과산화수소 공급유닛(700)을; 구비하는 것을 특징으로 하는 과산화수소를 이용한 멸균장치.
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