KR20030014430A

KR20030014430A - 포화 수증기 발생장치, 증기멸균장치 및 증기멸균방법

Info

Publication number: KR20030014430A
Application number: KR10-2003-7000280A
Authority: KR
Inventors: 도쿠타케고이치; 미야사카다카미; 구구에다카시
Original assignee: 가부시키가이샤 지요다 세이사쿠쇼; 사쿠라 세이키 가부시키가이샤
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2003-02-17
Also published as: WO2002004860A1; US20030145806A1; CN1249375C; AU2001269504A1; CN1441888A; EP1300630A4; US7079759B2; EP1300630A1

Abstract

물을 가열하여 포화 수증기를 발생하는 가열원을 구비하고 또한 소형화할 수 있는 포화 수증기 발생장치를 제공한다.

축열조(10)내에 끼워 통과된 전열관(16)에서 과열되어 얻어진 과열증기에 의해서 물을 가열하여 포화 수증기를 발생하는 포화 수증기 발생장치로서, 축열조(10)에는, 고체 축열재와 액체 축열재가 충전되어 이루어지는 축열부내에, 고체 축열재 및 액체 축열재를 가열하는 히터(44)와 전열관(16)이 배열설치되고, 또한 전열관(16)을 통과하여 얻어진 과열 수증기를 가열원으로 이용하고, 저류된 저류수(22)를 가열하여 포화 수증기를 발생하는 포화 수증기 발생조(12)가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

포화 수증기 발생장치, 증기멸균장치 및 증기멸균방법{SATURATED STEAM GENERATOR, STEAM STERILIZER, AND STEAM STERILIZATION METHOD}

병원 등에서는 치료용의 붕대, 메스, 겸자, 수술복 등의 피멸균물의 멸균에는, 통상, 피멸균물이 수용된 멸균실을 포화 수증기에 의해서 가압하여 소정의 압력·온도로 한 상태를 일정시간 유지하는 증기멸균방법이 채용되고 있다.

이러한 증기멸균방법에 사용되는 증기멸균장치 중, 대량으로 피멸균물에 멸균을 실시할 수 있는 대형의 증기멸균장치에는, 통상, 병원 등에 구비된 대형 보일러로부터 포화 수증기가 공급된다.

그러나, 대형 보일러로부터 공급되는 포화 수증기가 피멸균물의 멸균에 부적당한 경우, 또는 증기멸균장치의 설치에 의해서 대형 보일러의 포화 수증기의 공급능력을 초과하는 경우에는, 증기멸균장치마다 포화 수증기 발생장치를 설치하는 것이 필요하게 된다.

예를 들면, 일본 특개평 9-285527호 공보에는, 정밀여과, 탈이온처리 등의 수처리가 실시된 순수(純水)를 증발시켜서 얻은 순수 포화 수증기(이하, 간단히 순수 증기라고 칭하는 경우가 있다)를 멸균실에 공급하기위해,　순수 증기를 발생하는 포화 수증기 발생장치를 구비하는 증기멸균장치가 제안되고 있다.

이 특허공보에 게재된 증기멸균장치를 도 13에 도시한다. 도 13에 있어서, 증기멸균장치의 본체부(1OO)는, 피멸균물을 수용하는 멸균실(102)이 형성된 내통(104)과, 내통(104)의 외측에 형성된 외통(106)과, 내통(104)과 외통(106) 사이에 형성된 재킷부(108)로 구성된다.

이러한 도 13에 도시하는 증기멸균장치에는, 물공급배관(112)에 의해서 공급된 순수를 증발시켜서 순수 증기를 발생시키는 증기발생장치(110)가 설치되어 있다. 이 증기발생장치(110)에서는, 순수를 증발시키는 열원으로서 사용되고 있는 증기는, 대형 보일러에서 발생한 수증기로서, 증기배관(120)으로부터 제어밸브(118), 증기멸균장치의 재킷부(108), 및 배관(119)을 경유하여 공급된다.재킷부(108)에 공급된 증기는, 내통(104)의 가온에 사용된다.

이러한 증기발생장치(110)에 의해서 발생한 순수 증기는, 제어밸브(114)가 도중에 설치된 순수 증기 공급배관(116)을 통하여 본체부(100)의 멸균실(102)에 직접 공급된다.

멸균실(102)에 공급되어 피멸균물을 가열하여 멸균을 실시한 순수 증기는, 배출배관(122) 및 제어밸브(126)가 설치된 배관(124)을 경유하여 배기된다. 또한, 멸균실(102)이 대기압까지 저하되었을 때, 제어밸브(114,126)를 닫음과 동시에, 수봉식(水封式) 진공펌프(130)를 구동하여 진공배관(132)에 설치된 제어밸브(128)를 개방하여 멸균실(102)을 진공상태로 한다. 멸균시에, 순수 증기의 응축수에 젖은피멸균물을 건조하기 위함이다.

진공상태로 된 멸균실(102)을 대기압으로 되돌려서 멸균이 실시된 피멸균물을 취출할 때에는, 필터(134) 및 제어밸브(136)가 설치된 배관(138)을 경유하여 청정한 공기를 멸균실(102)에 공급한다.

또한, 수봉식 진공펌프(130)에는, 순수 증기 등을 흡인하여 증발 등에 의해서 상실된 봉수(封水)는 배관(131)을 경유하여 공급된다.

도 13에 도시한 증기멸균장치에 의하면, 멸균에 이용하는 수증기로서, 순수를 증발하여 얻은 순수 증기를 이용하고 있다. 이 때문에, 대형 보일러에서 발생한 포화 수증기, 즉 수처리제가 배합된 물을 가열하여 얻은 포화 수증기를 멸균용으로서 사용하지 않기때문에, 수처리제 등이 피멸균물에 부착될 우려를 해소할 수 있다.

이러한 도 13에 도시한 증기멸균장치를 이용하여, 멸균실(102)내에 삽입된 피멸균물에 증기멸균을 실시하는 일련의 공정을 도 14에 나타낸다. 도 14는, 멸균실(102)의 내압의 경시변화로서, 증기멸균의 공정은, 컨디셔닝행정, 멸균행정, 배기행정, 건조행정, 및 완료행정의 각 행정으로 이루어진다.

우선, 피멸균물이 수납된 멸균실(102)을 기밀상태로 한 후, 콘디셔닝행정으로 들어간다. 컨디셔닝 행정에서는, 수봉식 진공펌프(130)를 구동함과 동시에 제어밸브(128)를 이용하여 멸균실(102)내의 공기를 배기하여 진공상태로 한 후, 배관(116)의 제어밸브(114)를 열고 멸균실(102)에 수납된 피멸균물을 가열하는 가열동작과, 수봉식 진공펌프(130)를 구동하고 또한 제어밸브(128)를 열고멸균실(102)내의 공기나 수증기를 배기하여 감압상태로 하는 감압동작을 교대로 반복하여 행한다. 이 컨디셔닝 행정은, 피멸균물의 내부의 공기를 확실하게 배제하여, 후술하는 바와 같이, 멸균실(1O2)에 증기를 공급하여 피멸균물을 멸균온도로 가온할 때에, 피멸균물의 내부온도도 표면온도와 동일한 정도로 승온시키기 위함이다.

이러한 컨디셔닝 행정에서 피멸균물을 충분히 가온한 후, 멸균실(102)에, 제어밸브(114)를 열고 포화 수증기를 공급하여 소정 압력까지 승압한 후, 멸균실(102)을 소정의 압력·온도로 소정시간 유지한다. 이러한 유지에 의해서, 멸균실(102)내의 피멸균물에 부착되어 있던 세균 등을 멸균할 수 있다.　

그 후, 멸균실(102)을 가압하고 있는 가압증기를, 제어밸브(126)를 열고 배기한 후, 멸균행정에서 젖은 피멸균물을 건조하는 건조행정으로 들어간다.

이 건조행정에서는, 가압증기가 배기되어 대기압이 된 멸균실(102)내를, 제어밸브(128)를 개방(제어밸브(126)를 폐쇄)함과 동시에, 수봉식 진공펌프(130)를 구동하고, 멸균실(102)을 감압상태로 하여 피멸균물에 보유된 수분을 증발한다.

단, 보유수분의 증발에 따라서 피멸균물이 저온이 되고, 피멸균물로부터의 수분의 증발량이 감소한다.

이 때문에, 피멸균물로부터 수분을 증발하기 쉽게 하기위해, 제어밸브(136)를 열어 가온된 청정한 공기를 멸균실(102)내에 도입하여 멸균실(102)내를 대기압 근방까지 승압하고, 피멸균물을 승온하는 승온조작을 실시한다. 또한, 이 승온조작에 의해서 승온된 피멸균물의 보유수분을 증발시켜서 건조하기위해, 재차, 멸균실(102)내를 감압상태로 하는 감압조작을 행한다.

이 승온조작과 감압조작을 복수회 반복하여, 피멸균물을 충분히 건조한다. 피멸균물의 건조가 불충분한 경우는, 피멸균물을 멸균실(102)로부터 취출했을 때, 공기 중의 세균 등이 피멸균물에 부착하여 증식을 시작할 우려가 있기 때문이다.

이러한 건조행정이 완료되었을 때에, 멸균실(102)내에 제어밸브(136)를 열어서 청정한 공기를 도입하여 멸균을 완료한다.

또한, 재킷부(108)로의 수증기는, 증기멸균의 각 행정을 통하여, 배관(120) 및 제어밸브(118)를 통하여 공급되고 있어, 항상 멸균실(102)을 가온하고 있다.

도 13에 도시한 증기멸균장치에 의하면, 멸균과 건조가 실시된 피멸균물을 얻을 수 있다.

그러나, 도 13에 도시한 증기멸균장치에는, 순수를 증발하는 증기발생장치(110)를 새로이 장착하는 것이 필요한데, 이 증기발생장치(110)는 대형화하기 때문에, 도 13의 증기멸균장치의 전체도 대형화한다.

즉, 증기발생장치(110)의 가열원으로서는, 재킷(108)을 통과하여 온도가 저하된 포화 수증기를 이용하고 있기 때문에, 가열원으로서의 포화 수증기와 순수 증기의 온도차를 충분히 크게 취할 수 없다. 이 때문에, 증기발생장치(110)의 히터의 전열면적을 크게 하는 것을 필요로 하여, 증기발생장치(110)가 대형화한다.

한편, 대형 보일러로부터 과열증기를 취출하여, 증기발생장치(110)의 가열원으로 이용함으로써, 가열원으로서의 과열증기와 순수 증기의 온도차를 충분히 크게 할 수 있는데, 과열증기를 취출하는 것은 대형 보일러의 열효율을 저하하기 때문에적당하지 않다.

또한, 증기발생장치(110)의 가열원으로서 대형 보일러에서 발생한 수증기를 이용하는 것은, 증기발생장치(110)는, 여전히 대형 보일러에 종속된 상태로서, 대형 보일러의 부하를 전혀 경감하게 되지 않고, 오히려 대형 보일러의 부하를 증대하게도 된다.

또, 일반적으로, 건조행정에 있어서는, 감압상태하에서 수분의 증발에 따라서 온도가 저하된 피멸균물을 가열하기위해서, 가온된 청정한 공기를 멸균실내에 도입한다. 이 때문에, 청정한 실온의 공기를 가온하는 것을 필요로 하여, 청정한 공기를 멸균실에 도입하는 도입배관(138)이, 재킷부(108)에 공급된 포화 수증기에 의해서 가열되고 있는 외통(106)의 외벽면에 감겨져 있다.

그러나, 공기의 열전도율은 물에 비교하여 매우 작아서, 공기를 소정온도까지 가열하기위해서는, 도입배관(138)의 감는 길이를 길게 취할 필요가 있다.

한편, 도입배관(138)의 감는 길이를 길게 하면, 도입배관(138)내를 흐르는 공기의 유동저항이 커져서, 소정량의 공기를 단시간에 멸균실내에 도입하는 것이 곤란해지기 때문에, 도입배관(138)의 관직경을 대직경으로 하지않을 수 없다.

이와 같이, 건조공정에 있어서, 감압 분위기하에서 수분이 증발하여 저온이 된 피멸균물을 승온하기위해, 가온된 공기를 이용하는 것은, 증기멸균장치를 대형화·복잡화한다.

그래서, 본 발명의 제 1의 과제는, 저류수를 가열하여 포화 수증기를 발생하는 가열원을 구비하고 또한 소형화할 수 있는 포화 수증기 발생장치를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 제 2의 과제는, 저류수를 가열하여 포화 수증기를 발생하는 가열원을 구비하고 또한 소형화할 수 있는 포화 수증기 발생장치를 구비하는 증기멸균장치를 제공하는 것에 있다.

또, 본 발명의 제 3의 과제는, 멸균행정에서 젖은 피멸균물을 건조하는 건조행정에 있어서, 가온된 공기를 실질적으로 이용하지않고 젖은 피멸균물을 건조할 수 있는 증기멸균방법 및 증기멸균장치를 제공하는 것에 있다.

그런데, 실험실이나 개업의 등에 사용되는 탁상 증기멸균장치 등의 소형 증기멸균장치에는, 포화 수증기 발생기가 압력용기로서의 멸균실내에 설치되어 있는 것이 있다. 즉, 멸균실을 구성하는 용기부의 하부가 물을 저류할 수 있는 저류부로서 설치되어 있어 멸균실내에서 직접 수증기를 발생시키는 것이다.

이러한 소형 증기멸균장치로서, 도 15에 탁상형 증기멸균장치를 나타낸다. 도 15에 도시한 탁상형 증기멸균장치(200)의 피멸균물이 수용되는 멸균실(212)은, 압력용기로서의 용기부(211)내에 설치되어 있다. 용기부(211)의 내부에는 피멸균물을 얹어놓을 수 있는 얹어놓는 판(213)이 설치되어 있고, 용기부(211)내의 얹어놓는 판(213)보다도 상방이 멸균실(212)로 형성된다.　　용기부(211)내의 얹어놓는 판(213)보다도 하방에는 물을 저류할 수 있는 저류부(214)가 형성되어 있다.

이 저류부(214)내에는 물을 가열하기 위한 히터(216)가 설치되어 있다. 히터(216)는 전기히터이다.

이러한 탁상형 증기멸균장치(200)에서는, 히터(216)가 발열함으로써저류부(214)내의 물을 증발시켜서 수증기를 발생시키고, 용기부(211)내에 충만한 수증기의 온도, 습도, 압력에 의해서 멸균을 행한다.

그러나, 물이나 공기를 가열하는 가열수단으로서의 히터는, 통상, 전기히터가 사용되고 있다. 이 때문에, 멸균공정중에는 항상 히터에 통전해 둘 필요가 있다.

이러한 피멸균물의 멸균은, 통상, 주간에 행해지는 경우가 많아, 심야에 멸균을 행하는 경우보다도 전기요금이 증가한다.

한편, 전기요금이 싼 심야에 정상적으로 멸균장치를 가동하는 것은, 멸균장치를 조작하는 조작자의 배치 등의 관점에서 채용할 수 없다.

그래서, 본 발명의 제 4의 과제는, 탁상형 증기멸균장치 등의 소형 증기멸균장치의 런닝코스트를 저감할 수 있는 증기멸균장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 이러한 제 1∼제 4의 과제 중, 우선 제 1의 과제를 해결하기위해 검토한 결과, 일본 특개　2000-97498호 공보에 있어서 제안된 축열조에 의해서 가열되어 얻은 과열 수증기를, 증기발생장치의 가열원으로 이용함으로써, 대형 보일러에서 발생한 수증기를 이용하지않고 포화 수증기를 발생할 수 있어, 증기발생장치의 소형화를 도모할 수 있기 때문에, 본 발명의 제 1의 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여, 제 1의 본 발명에 도달하였다.

즉, 제 1의 본 발명은, 축열조 중에 끼워 통과된 전열관에서 과열되어 얻어진 과열증기에 의해서 물을 가열하여 포화 수증기를 발생하는 포화 수증기 발생장치로서, 그 축열조에는, 고체 축열재와 액체 축열재가 충전되어 이루어지는 축열부내에, 상기 고체 축열재 및 액체 축열재를 가열하는 히터와 상기 전열관이 배열설치되고, 또한 상기 전열관을 통과하여 얻어진 과열 수증기를 가열원으로 이용하고, 저류된 저류수를 가열하여 포화 수증기를 발생하는 포화 수증기 발생조가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 포화 수증기 발생장치에 있다.

이 제 1의 본 발명에 관한 포화 수증기 발생장치에 이용하는 축열조의 축열부에, 고체 축열재와 액체 축열재로 이루어지는 축열재를 고밀도로 충전함으로써, 축열부내에 축열할 수 있는 축열량 및 열전도를 향상할 수 있다. 이 때문에, 축열부내에 히터의 가열에 의해 충분한 열량을 축열할 수 있는 결과, 축열재를 가열하는 히터가 휴지하고 있어도, 축열재에 축열된 열이 전열관에 공급되어, 전열관내에 공급된 물을 즉시 과열 수증기로 할 수 있다.

또한, 이러한 축열조에 의해서 얻어진 과열 수증기를 포화 수증기 발생조에저류된 저류수의 가열원으로 이용하기 때문에, 과열 수증기와 포화 수증기의 온도차를 충분히 확보할 수 있고, 포화 수증기 발생조의 저류수를 가열하는 히터의 전열면적을, 포화 수증기를 가열원으로 이용하는 경우에 비교하여 작게 할 수 있는 결과, 포화 수증기 발생장치의 소형화를 도모할 수 있고, 또한 휴지상태에서 포화 수증기를 단시간에 발생할 수 있다.

또, 이 포화 수증기 발생장치를 구비하는 증기멸균장치에 의하면, 대형 보일러의 부하의 경감을 도모할 수 있어, 본 발명의 제 2의 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여, 제 2의 본 발명에 도달하였다.

즉, 제 2의 본 발명은, 피멸균물을 수용하는 멸균실에 포화 수증기를 공급하는 포화 수증기 발생장치를 구비하는 증기멸균장치에 있어서, 그 포화 수증기 발생장치에는, 고체 축열재와 액체 축열재가 충전되어 이루어지는 축열부내에, 상기 고체 축열재 및 액체 축열재를 가열하는 히터와 공급된 물을 과열하여 과열 수증기를 토출하는 전열관이 배열설치되어 있는 축열조와, 상기 전열관으로부터 토출된 과열 수증기를 가열원으로 이용하고, 저류되어 있는 저류수를 가열하여 포화 수증기를 발생하는 포화 수증기 발생조가 설치되고, 또한 상기 포화 수증기 발생조에서 생성된 포화 수증기를 상기 멸균실에 공급하는 공급배관이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 증기멸균장치에 있다.

이 제 2의 본 발명에 관한 증기멸균장치에 이용하는 포화 수증기 발생장치를 형성하는 축열조의 축열부에, 고체 축열재와 액체 축열재로 이루어지는 축열재를 고밀도로 충전함으로써, 축열부내에 축열할 수 있는 축열량 및 열전도를 향상할 수 있다. 이 때문에, 축열부내에 히터의 가열에 의해 충분한 열량을 축열할 수 있는 결과, 축열재를 가열하는 히터가 휴지하고 있어도, 축열재에 축열된 열이 전열관에 공급되어, 전열관내에 공급된 물을 즉시 과열 수증기로 할 수 있다.

또한, 이러한 축열조에 의해서 얻어진 과열 수증기를 포화 수증기 발생조에 저류된 저류수의 가열원으로 이용하기 때문에, 과열 수증기와 포화 수증기의 온도차를 충분히 확보할 수 있고, 포화 수증기 발생조의 저류수를 가열하는 히터의 전열면적을, 포화 수증기를 가열원으로 이용하는 경우에 비교하여 작게 할 수 있다. 이 때문에, 포화 수증기 발생장치의 소형화를 도모할 수 있고, 또한 휴지상태에서 포화 수증기를 단시간에 발생할 수 있다.

이와 같이, 제 2의 본 발명에 관한 증기멸균장치는, 소형화할 수 있고 또한 휴지상태에서 포화 수증기를 단시간에 발생할 수 있는 포화 수증기 발생장치를 구비하고 있기때문에, 증기멸균장치의 전체의 소형화를 도모할 수 있고, 또한 독자적인 사이클로 가동할 수 있다.

이러한 제 1의 발명 및 제 2의 발명에 있어서, 축열부내에 충전된 고체 축열재로서, 입경이 다른 고체 축열재를 이용하여, 상기 축열부내에, 대입경의 고체 축열재의 간극에 소입경의 고체 축열재가 들어가도록 충전함과 동시에, 상기 고체 축열재의 간극에 액체 축열재를 충전함으로써, 축열부내의 단위 체적당의 고체 축열재와 액체 축열재의 충전밀도를 크게 할 수 있어, 축열부내에 축열되는 열량도 크게 할 수 있다.

이 고체 축열재로서는, 마그네시아, 마그네타이트,　실리카 및 알루미나로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 입상체를 적합하게 이용할 수 있고, 액체 축열재로서는, 질산염을 적합하게 이용할 수 있다.

이러한 고체 축열재와 액체 축열재를 가열하는 히터로서는, 전기히터를 이용함으로써, 축열재의 축열에 저비용의 심야 전기를 이용할 수 있고, 청정하고 또한 저렴한 포화 수증기를 얻을 수 있다.

또한, 포화 수증기 발생조에 공급하는 공급수를 저장하는 물공급조를 설치하고, 또한 상기 물공급조내의 공급수를 가열하는 가열원으로서, 상기 포화 수증기 발생조에서 가열원으로 이용한 과열 수증기의 드레인을 이용할 수 있도록, 상기 포화 수증기 발생조로부터 물공급조에 이르는 드레인 배관을 설치함으로써, 승온된공급수를 포화 수증기 발생조에 공급할 수 있고, 또한 저렴한 포화 수증기를 얻을 수 있다.

이 포화 수증기 발생조를, 축열조로부터 공급된 과열 수증기를 가열원으로 하는 가열히터에 의해서 저류수가 가열되어 포화 수증기를 발생하는 증발조와, 상기 증발조에 연통되어 증발조의 저류수의 레벨을 검출하는 검출수단이 설치된 레벨 검출조로 구성함으로써, 증발조의 가열수 레벨의 컨트롤을 용이하게 행할 수 있다.

이러한 포화 수증기 발생조에 발생한 포화 수증기 중의 드레인을 제거하는 드레인 제거수단을 설치함으로써, 드레인이 제거된 포화 수증기를 얻을 수 있다.

또한, 제 2의 본 발명에 있어서, 증기멸균장치의 본체부를, 피멸균물을 수용하는 멸균실이 형성된 내통과, 상기 내통의 외측에 형성된 외통과, 상기 내통과 외통 사이에 형성되고, 상기 멸균실을 가온하는 수증기가 공급되는 재킷부로 구성하고, 또한 상기 멸균실에 포화 수증기 발생장치에서 생성된 포화 수증기를 직접 공급함으로써, 멸균실에 공급하는 포화 수증기와 재킷부에 공급하는 수증기를, 각각의 목적에 맞는 최적의 수증기를 이용할 수 있다.

또, 본 발명자들은, 본 발명의 제 3의 과제를 해결하기위해 검토한 결과, 멸균행정에서 젖은 피멸균물을 건조하는 건조행정에 있어서, 가온된 공기 대신에 과열증기를 이용함으로써, 멸균실의 감압에 의해서 수분이 증발하여 저온이 된 피멸균물을 실질적으로 적시는 일 없이 승온할 수 있는 것을 발견하여, 제 3의 본 발명에 도달하였다.

즉, 제 3의 본 발명은, 멸균장치의 본체부에 형성된 멸균실내에 수용되고,포화 수증기에 의해서 멸균이 실시되고 있음과 동시에, 상기 포화 수증기의 응축수가 부착되어 젖어있는 피멸균물에 건조를 실시하는 증기멸균장치에 있어서, 그 멸균실내를 감압상태로 하여, 상기 피멸균물에 부착되어 있는 수분을 증발하는 감압수단과, 감압상태의 상기 멸균실내에 과열 수증기를 불어넣고, 감압에 의해서 수분이 증발하여 저온상태가 된 피멸균물을 승온하는 승온수단과, 상기 감압수단과 승온수단을 교대로 구동하여 상기 피멸균물이 건조되도록, 상기 감압수단 및 승온수단을 제어하는 제어부가 설치되어 있고, 상기 과열 수증기의 공급수단에는, 고체 축열재와 액체 축열재가 충전되어 이루어지는 축열부내에, 상기 고체 축열재 및 액체 축열재를 가열하는 히터와, 공급된 물을 과열하여 과열 수증기를 토출하는 전열관이 배열설치되어 있는 축열조가 사용되고 있는 것을 특징으로 하는 증기멸균장치에 있다.

또한, 제 3의 본 발명은, 멸균장치의 본체부에 형성된 멸균실내에 수용한 피멸균물을, 상기 멸균실내에 도입한 포화 수증기에 의해서 멸균한 후, 상기 포화 수증기의 응축수가 부착되어 젖어 있는 피멸균물을, 상기 멸균실내를 감압상태로 하여, 상기 피멸균물에 부착되어 있는 수분을 증발하는 감압공정과, 감압상태의 상기 멸균실내에 가열유체를 불어넣고, 상기 감압공정에서 수분이 증발하여 저온 상태가 된 피멸균물을 승온하는 승온공정을 교대로 반복하여 건조할 때에, 그 감압상태의 멸균실내에 불어넣는 가열유체로서 과열 수증기를 이용하고, 상기 과열 수증기를, 고체 축열재와 액체 축열재가 충전되어 이루어지는 축열부내에, 상기 고체 축열재 및 액체 축열재를 가열하는 히터와, 공급된 물을 과열하여 과열 수증기를 토출하는전열관이 배열설치되어 이루어지는 축열조를 이용하여 공급하는 것을 특징으로 하는 증기멸균방법이기도 하다.

이 제 3의 본 발명에서 이용하는 축열조로부터 공급된 과열 수증기는, 가온된 공기보다도 대량의 열량을 보유할 수 있고, 또한 동일압력의 포화 수증기보다도 단위당 수분량이 적다. 이 때문에, 제 3의 본 발명과 같이, 포화 수증기에 의해서 피멸균물에 멸균을 실시한 후, 포화 수증기의 응축수가 부착되어 젖은 피멸균물을 건조하는 건조공정에 있어서, 감압 분위기하에서 수분이 증발하여 저온이 된 피멸균물을 승온시키기 위해, 멸균실내에 과열 수증기를 불어넣어, 과열 수증기와 피멸균물을 접촉시켜도, 피멸균물을 승온시키는 정도의 과열 수증기로는, 피멸균물을 실질적으로 적시는 일 없이 용이하게 승온할 수 있다.

이와 같이, 제 3의 본 발명에서는, 저온이 된 피멸균물을 승온하기위해, 가온된 공기를 멸균실내에 불어넣는 것을 요하지 않기때문에, 공기를 가온하는 히터 등을 불필요하게 할 수 있다.

이러한 제 3의 발명에 있어서, 멸균장치의 본체부를, 내부에 멸균실을 구비하는 단일용기구조의 압력용기로 함으로써, 멸균장치의 구조의 간략화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명자는, 제 4의 과제를 해결하기위해 검토를 거듭한 결과, 멸균장치를 주간에 운전하는 경우라도 심야 전력을 열로서 축열해 두는 축열조를 이용함으로써, 탁상형 증기멸균장치 등의 소형 증기멸균장치의 런닝코스트를 저감할 수있는 것을 발견하여, 본 발명에 도달하였다.

즉, 본 발명의 제 4의 발명은, 압력용기로서의 용기부내에 설치되고, 피멸균물을 수용하는 멸균실과, 상기 용기부내에 설치되고, 물이 저류되는 저류부와, 상기 저류부의 물을 가열하여 용기부내에 수증기를 발생시키는 가열수단을 구비하는 증기멸균장치에 있어서, 그 가열수단은, 고체 축열재와 액체 축열재가 충전되어 이루어지는 축열부와, 상기 축열부를 가열하는 히터와, 축열부내를 통과하도록 배열설치됨과 동시에 축열부내에 공급된 물을 과열하여 과열 수증기를 토출하는 전열관이 설치되어 있는 축열조와, 상기 전열관에 접속되고, 상기 축열부에서 과열되어 생성되는 과열 수증기가 상기 저류부내를 통과하도록 배열설치되어 있는 과열 수증기 공급관을 구비하는 것을 특징으로 하는 증기멸균장치에 있다.

이러한 제 4의 발명에 있어서, 축열부내의 고체 축열재를 마그네시아, 마그네타이트, 실리카 및 알루미나로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 입상체로 하는 것, 및/또는 축열부내의 액체 축열재를 질산염으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명은 포화 수증기 발생장치, 증기멸균장치 및 증기멸균방법에 관한 것이다.

도면에 있어서, 도 1은 본 발명에 관한 포화 수증기 발생장치의 일례를 설명하는 개략도이고, 도 2는 도 1에 사용되고 있는 축열조(10)의 구조를 설명하기 위한 단면도이고, 도 3A 및 도 3B는 축열부(42)에 있어서의 축열재의 충전의 상태를 설명하는 설명도이고, 도 4는 도 2에 도시한 축열조(10)의 출력특성의 경시변화를 나타내는 그래프이고, 도 5는 도 1에 도시한 포화 수증기 발생장치를 구비하는 본 발명에 관한 증기멸균장치의 일례를 설명하는 개략도이고,　도 6, 도 7, 도 8 및 도 9는 본 발명에 관한 증기멸균장치의 다른 예를 설명하는 개략도이고, 도 10은본 발명에 관한 증기멸균장치의 다른 예를 설명하기 위한 부분 개략도이고, 도 11 및 도 12는 본 발명에 관한 증기멸균장치의 다른 예를 설명하기 위한 부분 개략도이고, 도 13은 종래의 증기멸균장치를 설명하기 위한 개략도이고, 도 14는 도 13에 도시한 증기멸균장치에 의한 피멸균물의 증기멸균공정을 설명하기 위한 설명도이고, 도 15는 다른 종래의 증기멸균장치를 설명하기 위한 개략도를 각각 도시한다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

제 1의 본 발명에 관한 포화 수증기 발생장치의 일례를 나타내는 개략도를 도 1에 도시한다. 도 1에 도시한 포화 수증기 발생장치는, 축열조(10)와 포화 수증기 발생조(12)로 이루어진다.

이 축열조(10)에는, 전열관(16)이 배열설치되어 있어, 전열관(16)의 단부의 한쪽에 펌프(14)에 의해 물이 공급되고, 다른쪽의 단부로부터 과열 수증기가 취출된다. 전열관(16)의 다른쪽의 단부로부터 취출된 과열 수증기는, 포화 수증기 발생조(12)를 구성하는 증발조(18)내에 설치된 가열히터(20)에 유도되어, 증발조(18)에 저류되어 있는 저류수(22)를 가열하여 포화 수증기를 발생하면서 응축한다.

응축된 과열 수증기의 드레인은, 드레인 트랩(24)에 의해서 수증기와 분리되어 드레인 배관(26)에 의해서 계(系)외로 배출된다.

여기서, 펌프(14)에 의해서 전열관(16)에 공급하는 물로서는, 전열관(16) 및 가열히터(20)의 스케일을 방지하는 관점에서 마그네슘이나 칼슘 등의 이온을 이온 교환수지 등으로 제거한 처리수를 공급하는 것이 바람직하다.

또, 포화증기를 발생하는 증발조(18)에는, 소정량의 저류수(22)를 저류해 두는 것이 필요한데, 증발조(18)의 저류수(22)의 액면은 거품 등으로 흐트러져 있어, 증발조(18)의 평균적인 저류수(22)의 레벨을 검출하는 것은 곤란하다.　　이 때문에, 도 1에 도시한 포화 수증기 발생장치에서는, 증발조(18)에 연통배관(25,25)에 의해서 기상 및 액상에 연통되어 증발조(18)의 저류수(22)의 레벨을 검출하는 검출수단이 설치된 레벨 검출조(28)를 설치하고 있다. 이 레벨 검출조(28)에서는, 증발조(18)에 저류된 저류수(22)의 액면의 흐트러짐은 평균화되어 있어, 저류수(22)의 레벨을 용이하게 검출할 수 있다.

도 1에 도시한 레벨 검출조(28)에 이용한 검출수단은, 플로트식 액면 검출계(30)이고, 저류수(22)의 레벨이 저하되면, 플로트식 액면 검출계(30)의 플로트가 저하되어 순수공급배관(32)의 공급구가 개방됨과 동시에, 순수공급배관(32)에 설치된 펌프(34)가 구동되어 순수가 레벨 검출조(28)에 공급된다.

한편, 공급된 순수에 의해서 저류수(22)의 레벨이 일정치까지 상승하면, 플로트식 액면 검출계(30)의 플로트가 상승하여 순수공급배관(32)의 공급구를 폐쇄함과 동시에, 펌프(34)의 구동을 정지한다.

또한, 레벨 검출조(28)를 상하방향으로 이동가능하게 설치함으로써, 증발조(18)의 저류수(22)의 레벨을, 가열히터(20)의 열교환효율이 가장 양호한 레벨로 조정할 수 있다.

또, 증발조(18)에서 발생한 순수 포화 수증기(이하, 간단히 순수 증기라고 칭하는 경우가 있다)는, 수증기 취출배관(36)으로부터 취출되어, 포화 수증기 중의드레인을 제거하는 드레인 제거수단으로서의 사이클론(38)에 공급된다.

사이클론(38)에 의해서 드레인이 제거된 순수 증기는, 공급배관(40)에 의해서 유저에게 공급된다. 이 순수 증기에는, 대형 보일러에 의해서 발생시킨 포화 수증기와 같이, 수처리제가 포함되어 있지않아 증기 멸균용으로서 적합하게 사용할 수 있다.

여기서, 레벨 검출조(28)에 공급되는 순수로서는, 정밀여과, 탈이온처리 등의 수처리가 실시되어 얻어진 순수를 이용할 수 있다.

도 1에 도시한 포화 수증기 발생장치에서 이용하는 축열조(10)는, 도 2에 도시한 구조의 것이다. 도 2에 도시한 축열조(10)는, 고체 축열재와 액체 축열재가 혼합된 축열재가 충전되어 이루어지는 축열부(42)내에, 축열재를 가열하는 전기히터(44)와 펌프(14)에 의해서 물이 공급되는 전열관(16)이 배열설치되어 있다. 또한, 이 축열부(42)는, 그 외주면이 단열재(46)에 의해서 덮여져 있어, 축열부(42)로부터의 방열을 방지하고 있다.

이러한 축열부(42)에 충전된 축열재에는, 입경이 다른 고체 축열재와 액체 축열재가 사용되어, 입경이 다른 고체 축열재가, 대입경의 고체 축열재의 간극에 소입경의 고체 축열재가 들어가도록 충전되어 있고, 대입경의 고체 축열재와 소입경의 고체 축열재의 간극에 액체 축열재가 충전되어 있다.

이러한 축열부(42)에 있어서의 축열재의 충전의 상태를 도 3에 도시한다. 도 3A는, 대입경의 고체 축열재(48a)와 소입경의 고체 축열재(48b)의 입경이 2종류의 고체 축열재와 액체 축열재(50)가 충전된 상태로서, 대입경의 고체 축열재(48a)의 간극에 소입경의 고체 축열재(48b)가 들어가서 충전되고, 고체 축열재(48a,48b)의 간극에는 액체 축열재(50)가 충전되어 있다.

또, 도 3B는, 입경이 3종류의 고체 축열재와 액체 축열재(50)가 충전된 축열부(42)의 상태를 나타낸다. 이 고체 축열재는, 대입경의 고체 축열재(48a), 소입경의 고체 축열재(48b) 및 고체 축열재(48a,48b)의 중간의 입경인　중입경의 고체 축열재(48c)로 이루어지고, 대입경의 고체 축열재(48a)의 간극에 중입경의 고체 축열재(48c)가 들어가서 충전되어 있음과 동시에, 고체 축열재(48a,48c)의 간극에 소입경의 고체 축열재(48b)가 들어가도록 충전되어 있다. 또한, 충전된 고체 축열재(48a,48b,48c)의 간극에는, 액체 축열재(50)가 충전되어 있다.

이와 같이, 도 3A 및 도 3B에 나타낸 바와 같이, 입경이 다른 고체 축열재가,　대입경의 고체 축열재의 간극에 소입경의 고체 축열재가 들어가도록 충전되고, 또한 고체 축열재의 간극에 액체 축열재가 충전되어 있는 축열부(42)에서는, 고체 축열재와 액체 축열재의 충전밀도를, 실질적으로 동일 입경의 고체 축열재와 액체 축열재의 충전 밀도에 비교하여 향상할 수 있어, 축열량 및 전열관(12)으로의 열전도를 향상할 수 있다.

도 3A 및 도 3B에 도시한 고체 축열재로서는, 마그네시아, 마그네타이트, 실리카 및 알루미나로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 입자를 적합하게 이용할 수 있고, 액체 축열재로서는, 질산염을 적합하게 이용할 수 있다. 질산염은, 실온에서는 고체이지만, 142℃이상에서는 용융하여 액체가 된다.

여기서, 고체 축열재로서의 입경 7∼10mm의 대입경 마그네시아 및 입경 1mm이하의 소입경 마그네시아로 이루어지는 마그네시아 1800kg과, 액체 축열재로서의 질산염 370kg을 충전하여 축열부(42)를 형성하였다. 축열부(42)를 형성하는 축열재의 조성은, 대입경 마그네시아 55%, 소입경 마그네시아 25%, 및 질산염 20%이다.

이러한 축열부(42)에, 27kW의 전기히터(44)와 전열면적이 3.4㎡이 되도록 전열관(16)을 삽입하고, 또한 축열부(42)를 단열재(46)로 둘러싸서 축열조(10)를 형성하였다. 이 단열재(46)로서는, 주성분이 산화규소와 산화티탄으로 이루어지는 미세다공 구조의 두께 50mm의 단열재를 이용하였다. 형성된 축열조(10)는 폭 830mm, 가로　1200mm, 높이　1900mm의 사이즈이고 또한 무게 3000kg의 것이었다.

이어서, 형성된 축열조(10)의 전기히터(44)에 야간 10시간 정도 통전한 후, 전열관(16)의 출구압력이 0.5MPa가 되도록, 펌프(14)에 의해서 전열관(16)의 입구에 물을 연속 공급하고, 전열관(16)의 출구에서 토출되는 증기온도 및 축열재 온도를 조사하였다. 그 결과를 도 4에 나타낸다.

도 4에 있어서, 축열재 온도의 곡선(A)은 전열관(16)의 입구근방의 축열재 온도곡선, 곡선(B)은 전열관(16)의 중간근방의 축열재 온도곡선, 및 곡선(C)는 전열관(16)의 출구근방의 축열재 온도곡선을 각각 나타낸다. 또, 발생증기온도란, 전열관(16)의 출구에서 토출되는 증기온도이다. 또한, 전열관(16)의 출구에서 토출되는 증기온도와 전열관(16)에 공급되는 수량으로부터 출열량을 계산하여, 출열량의 경시변화를 도 4에 아울러 나타내었다.

도 4로부터 명백한 바와 같이, 축열조(10)의 축열재는, 전기히터(44)의 가열에 의해서 500℃의 고온으로 가열되고 있고, 전열관(16)으로부터 토출되는 수증기도 500℃의 과열 수증기이다. 게다가, 500℃의 과열 수증기를 연속하여 4시간 정도 토출할 수 있다. 토출되는 과열 수증기의 온도가 500℃이하로 저하되어도, 여전히 과열 수증기를 토출할 수 있어, 과열 수증기를 연속하여 8시간 이상이나 토출할 수 있다. 그 결과, 출열량은 출열개시로부터 7시간 30분 정도까지 안정되어 있었다.

이것은, 축열재의 온도도, 출열개시와 함께 전열관(16)의 입구근방이 저하되고, 출열개시로부터 2시간 30분 경과후에 전열관(16)의 중앙부 근방이 저하되기 시작하여, 5시간 경과후에 전열관(16)의 출구근방이 저하되기 시작하는 점에서도 이해된다. 즉, 축열부(42)내에 축열된 열의 취출개소가, 출열에 따라서 전열관(16)의 입구근방의 축열재로부터 출구근방의 축열재로 순차 이동하고 있기때문에, 전열관(16)으로부터 토출되는 과열증기의 온도 및 출열량을 안정화할 수 있다.

또, 전기히터(44)를 이용함으로써, 청정한 에너지인 전기에 의해서 축열재를 가열할 수 있고, 또한 저비용의 심야전력에 의해서 축열재를 가열할 수 있기 때문에, 청정하고 또한 저렴한 과열 수증기를 얻을 수 있다.

여기서, 과열 수증기를 연속하여 8시간 이상이나 토출할 수 있는 통상의 보일러, 즉 중유 등의 연료를 때는 보일러에서는, 연료탱크, 연료배관, 공기덕트, 배기가스 덕트 등의 부속설비를 필요로 하여, 그 사이즈가 매우 커진다. 이 점, 도 2에 도시한 축열조에서는, 전기히터(44)를 축열재의 가열히터로서 채용하기때문에, 연료탱크 등의 부속설비를 불용으로 할 수 있어, 축열조를 매우 컴팩트하게 할 수 있다.

그런데, 축열조(10)의 전열관(16)의 출구에서 토출되는 과열 수증기에 물을 적하하여 습도조절을 실시하여 포화 수증기로 하는 것도 이론적으로는 가능하지만, 습도조절이 곤란하고, 특히 포화 수증기의 사용량이 단시간에 변동하는 경우에는, 매우 곤란하다.

이 점, 도 1에 도시한 포화 수증기 발생장치에서는, 축열조(10)의 전열관(16)의 출구에서 토출되는 과열 수증기를 포화 수증기 발생조(12)의 증발조(18)내에 설치한 가열히터(20)로 유도하고, 증발조(18)의 순수로 이루어지는 저류수(22)를 가열하는 가열원으로서 이용하여 포화 수증기를 발생하기 때문에, 포화 수증기의 사용량이 단시간에 변동하는 기기에 안정되게 포화 수증기를 공급할 수 있다.

이와 같이, 포화 수증기의 사용량이 단시간에 변동하는 기기로서의 증기멸균장치에 도 1에 도시한 포화 수증기 발생장치를 이용한 예를 도 5에 나타낸다.

도 5에 도시한 증기멸균장치는, 제 2의 본 발명에 관한 증기멸균장치의 일례를 나타내는 개략도이고, 증기멸균장치의 본체부(50)는, 피멸균물을 수용하는 멸균실(52)이 형성된 내통(54)과, 내통(54)의 외측에 형성된 외통(56)과, 내통(54)과 외통(56)의 사이에 형성된 재킷부(58)로 구성된다.

이러한 도 5에 도시한 증기멸균장치에서는, 대형 보일러에서 발생한 수증기가, 제어밸브(60)가 설치된 증기배관(62)을 경유하여 재킷부(58)에 공급되고, 내통(54)의 가온에만 사용된다. 내통(54)의 가온에 사용되어 응축된 드레인은, 배출배관(64)의 드레인 트랩(66)을 경유하여 계외로 배출된다.

또, 멸균실(52)에 대기가 흡인되도록, 필터(68) 및 제어밸브(70)가 설치된 배관(72)이 멸균실(52)에 연결되어 있고, 이 배관(72)의 제어밸브(70)와 멸균실(52)의 사이에, 도 1에 도시한 포화 수증기 발생장치의 공급배관(40)이 연결되어 있고, 공급배관(40)에 설치된 제어밸브(74)를 개방함으로써, 멸균실(52)내에 순수 포화 수증기(순수 증기)를 직접 공급할 수 있다.

멸균실(52)에 공급되어 피멸균물을 가열하여 멸균을 실시한 수증기의 드레인은 배출배관(76) 및 드레인 트랩(78)을 경유하여 배출되고, 멸균실(52)내의 수증기는 드레인 트랩(78)을 바이패스하는 제어밸브(80)를 경유하여 배기된다.

또한, 멸균실(52)이 대기압까지 저하했을 때, 제어밸브(80)를 닫음과 동시에, 수봉식 진공펌프(82)를 구동하여 진공배관(84)에 설치된 제어밸브(86)를 개방하여 멸균실(52)을 진공상태로 한다. 멸균시에, 순수 증기의 응축수에 젖은 피멸균물을 건조하기 위함이다.

진공상태로 된 멸균실(52)을 대기압으로 되돌려서 멸균이 실시된 피멸균물을 취출할 때에는, 제어밸브(70)를 열고 필터(68)를 경유하여 청정한 공기를 멸균실(52)에 공급한다.

또한, 수봉식 진공펌프(82)에는, 멸균실(52)내의 수증기 등을 흡인하여 증발등에 의해서 상실한 봉수는 배관(88)을 경유하여 공급된다.

도 5에 도시한 증기멸균장치를 이용한 피멸균물의 증기멸균행정을, 도 14에 도시한 멸균실의 내압의 경시변화에 의해서 설명한다.

증기멸균공정의 １사이클은, 컨디셔닝(진공)행정, 멸균행정, 배기행정, 건조행정, 및 완료행정의 각 행정으로 이루어진다.

우선, 피멸균물이 수납된 멸균실(52)을 기밀상태로 한 후, 컨디셔닝(진공)행정으로 들어간다. 이 컨디셔닝(진공)행정에서는, 대형 보일러에서 공급되는 증기를 제어밸브(60)를 열고 재킷부(58)에 도입하여 멸균실(52)을 가열하고, 수봉식 진공펌프(82)를 구동함과 동시에, 제어밸브(86)를 열고 멸균실(52)내의 공기를 배기하여 진공상태로 한다.

이어서, 증발조(18)에서 발생하여 수증기 취출배관(36)으로부터 취출되고, 사이클론(38)에 의해서 드레인을 제거한 순수 증기를, 제어밸브(74)를 열어 멸균실(52)내에 공급하여, 멸균실(52)의 압력을 상승시켜서 피멸균물을 가온한다.

또한, 제어밸브(80)를 열어 멸균실(52)을 가압하는 수증기를 방출하여 대기압으로 한 후, 수봉식 진공펌프(82)를 구동함과 동시에, 제어밸브(86)를 열어 진공상태로 한다. 그 후, 재차, 진공상태의 멸균실(52)에 순수 증기를 공급하는 공급- 배기의 조작을 복수회 반복하여, 피멸균물을 충분히 가온한다. 이 컨디셔닝(진공)행정은, 피멸균물의 내부의 공기를 확실하게 배제하여, 후술하는 바와 같이, 멸균실(52)에 증기를 공급하여 피멸균물을 멸균온도에 가온할 때에, 피멸균물의 내부온도도 표면온도와 동일한 정도로 승온시키기 위함이다.

이러한 컨디셔닝(진공)행정에서 피멸균물을 충분히 가온한 후, 멸균실(52)에, 제어밸브(74)를 열고 순수 증기를 공급하여 소정압력까지 승압한 후, 멸균실(52)을 소정의 압력·온도로 소정시간 유지한다. 이러한 유지에 의해서, 멸균실(52)내의 피멸균물에 부착되어 있던 세균 등을 멸균할 수 있다.

그 후, 멸균실(52)을 소정압력으로 가압하고 있던 가압증기를, 제어밸브(80)를 열어 배기한 후, 멸균행정에서 젖은 피멸균물을 건조하는 건조행정으로 들어간다.

이 건조행정에서는, 가압증기가 배기되어 대기압으로 된 멸균실(52)내를, 제어밸브(86)를 열고(제어밸브(80)를 폐쇄) 또한 수봉식 진공펌프(82)를 구동함으로써, 멸균실(52)을 진공상태로 하여 피멸균물의 수분을 증발한다.

단, 수분의 증발에 따라서 피멸균물의 온도가 저하되기 때문에, 피멸균물로부터 수분을 증발하기 쉽게 하기위해, 가온된 청정한 공기를 제어밸브(70)를 열어 멸균실(52)내에 도입하고, 멸균실(52)내를 대기압 근방까지 승압하여 피멸균물을 승온한다. 또한, 승온한 피멸균물을 건조하기위해, 재차, 멸균실(52)내를 진공상태로 한 후, 가온된 청정한 공기를 공급하는 조작을 복수회 반복하고, 피멸균물을 충분히 건조한다. 피멸균물의 건조가 불충분한 경우는, 피멸균물을 멸균실(52)로부터 취출했을 때, 공기 중의 세균 등이 피멸균물에 부착되어 증식을 시작할 우려가 있기 때문이다.

이러한 건조행정이 완료되었을 때에, 멸균실(52)내에 제어밸브(70)를 열고 청정한 공기를 도입하여 멸균을 완료한다.

또한, 재킷부(58)에의 수증기는, 증기멸균의 각 행정을 통하여 공급되고 있어, 항상 멸균실(52)을 가온하고 있다.

도 14에 도시한 멸균실의 내압의 경시변화로부터 명백한 바와 같이, 컨디셔닝(진공)행정 및 멸균공정에서는, 순수 증기를 간헐적으로 멸균실(52)에 공급하고있는데, 축열조(10)를 구비하는 포화 수증기 발생장치로부터의 순수 증기의 공급속도 등에는 아무런 문제는 없었다.

게다가, 이 포화 수증기 발생장치는, 컴팩트하기 때문에 증기멸균장치의 본체(50)의 배면측이나 측면 등에 용이하게 장착할 수 있다.

또, 멸균실(52)에 대형 보일러로부터 공급되는 수증기를 이용하고 있는 종래의 증기멸균장치에서도, 도 1에 도시한 포화 수증기 발생장치를 용이하게 설치할 수 있고, 멸균실(52)에 순수 증기를 공급할 수 있다.

이상, 기술해 온 도 1 및 도 5에 도시한 포화 수증기 발생장치에서는, 순수를 펌프(34)에 의해서 증발조(18)에 연결된 레벨 검출조(28)에 공급하고 있는데, 도 6에 도시한 바와 같이, 미리 데워진 순수를 레벨 검출조(28)에 공급함으로써, 증발조(18)에서의 포화 수증기의 발생에 필요한 열량을 감소할 수 있어 바람직하다.

도 6에 도시한 포화 수증기 발생장치에서는, 증발조(18)에 순수를 공급하는 물 공급조(90)내에 가열히터(92)를 설치하고, 증발조(18)의 저류수(22)를 가열하여 응축된 과열 수증기의 드레인을 드레인 트랩(24) 및 드레인 배관(26)을 경유하여 가열히터(92)에 공급하고, 물공급조(90)내의 순수를 가열한다. 가열된 순수는, 펌프(34)에 의해서 레벨 검출조(28)에 공급한다.

또, 도 1, 도 5 및 도 6에 있어서는, 축열조(10)의 전열관(16)에 공급되는 물과 레벨 검출조(28)에 공급되는 순수와는 다른 종류의 물이었는데, 전열관(16)에 공급하는 물을 순수로 하면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 동일한 물공급조(90)로부터축열조(10)의 전열관(16) 및 레벨 검출조(28)에 공급할 수 있다.

이와 같이, 전열조(10)의 전열관(16) 및 레벨 검출조(28)에 순수를 공급하면, 증발조(18)내에 설치된 가열히터(20)의 하방측에 드레인 및 과열 수증기의 일부를 빼내는 발출배관(96)을 설치하고, 과열 수증기 및 그 드레인의 일부를 직접 증발조(18)의 저류수(22) 중에 불어넣을 수 있어, 열효율상 바람직하다.

또한, 드레인 배관(26)에 드레인 트랩(24)으로부터 배출된 드레인은, 물공급조(90)로 되돌릴 수 있고, 물공급조(90)내의 순수의 가열 및 순환 재이용을 도모할 수 있다. 가열된 순수를 축열조(10)의 전열관(16)에 공급함으로써, 고온으로 가열되고 있는 전열관(16)에 저온의 순수를 공급하는 것에 의한 열 쇼크의 완화를 도모할 수도 있다.

도 5에 도시한 증기멸균장치에서는, 증기멸균을 실시한 피멸균물의 건조시에는, 가온된 청정한 공기를 멸균실(52)내에 도입하여 피멸균물을 승온하고 있는데, 도 8에 도시한 증기멸균장치와 같이, 과열증기를 피멸균물의 건조에 이용하여도 좋다. 이와 같이, 피멸균물의 건조에 과열증기를 이용함으로써, 공기를 가온하는 히터를 불필요하게 할 수 있어, 증기멸균장치의 소형화를 도모할 수 있다.

도 8에 도시한 증기멸균장치는, 제 3의 본 발명에 관한 증기멸균장치의 일례를 나타내는 개략도로서, 그 본체부(50)는, 피멸균물을 수용하는 멸균실(52)을 구비하는 내통(54)과, 내통(54)의 외측에 형성된 외통(56)과, 내통(54)과 외통(56)의 사이에 형성된 재킷부(58)로 구성된다.

재킷부(58)에는, 제어밸브(61)가 설치된 배관(63)에 의해서 포화 수증기가도입되고, 재킷부(58)에 도입된 포화 수증기는, 제어밸브(55)가 설치된 배관(57)을 경유하여 멸균실(52)에 도입된다.

또한, 멸균실(52)에는, 일단에 필터(68)가 설치되어 있음과 동시에, 도중에 제어밸브(70)가 설치된 배관(72)이 연결되어 있어, 필터(68)를 통과한 청정한 공기를 멸균실(52)에 도입할 수 있다. 이 배관(72)에는, 배관(72)내를 흐르는 공기를 가열하는 가열수단은 설치되어 있지않다.

이러한 멸균실(52)에는, 과열 수증기를 도입하는 배관(40)이 연결되어 있고, 배관(40)의 도중에는, 제어밸브(74)가 설치되어 있다.

또, 재킷부(58)에 도입된 포화 수증기의 일부가, 외통(56)의 외벽면 및 내통(54)의 내벽면으로부터의 방열 등에 의해서 응축하여 생성된 응축수는, 일단이 재킷부(58)에 연결된 배관(64)의 드레인 트랩(66)을 경유하여 배출된다.

또한, 멸균실(52)에 도입된 포화 수증기의 일부가 응축하여 생성된 응축수는, 일단이 멸균실(52)에 연결된 배관(76)의 드레인 트랩(78)을 경유하여 배출된다. 이 배관(76)의 멸균실(52)과 드레인 트랩(78)의 사이에는, 수봉식 진공펌프(82)가 일단에 설치되고, 제어밸브(86)가 설치된 배관(84)이 연결되어 있다.

또한, 드레인 트랩(78)을 바이패스하는 배관(81)도 설치되어 있고, 이 배관(81)의 도중에 제어밸브(80)가 설치되어 있다.

이러한 도 8에 도시한 증기멸균장치에 설치된 제어밸브(55,61,74,80,86)의 각각은, 증기멸균의 각 행정에 따라서 개폐하도록, 제어부(71)에 의해서 제어되고있다(이하, 제어밸브(55,61,74,80,86)의 각각의 개폐는, 제어부(71)로부터의 신호에 의해서 이루어지고 있다는 취지의 기재는 생략한다).

우선, 피멸균물이 수납된 멸균실(52)을 기밀상태로 한 후, 컨디셔닝 행정에 들어간다. 이 컨디셔닝 행정에서는, 상시, 배관(63) 및 제어밸브(61)를 경유하여 재킷부(58)에 도입되고 있는 포화 수증기를, 배관(57)의 제어밸브(55)를 열어 멸균실(52)에 수납된 피멸균물을 가열하는 가열동작과, 수봉식 진공펌프(82)를 구동하고 또한 제어밸브(86)를 열어 멸균실(52)내의 공기나 수증기를 배기하여 감압상태로 하는 감압동작을 번갈아 반복하여 행한다.

이러한 컨디셔닝 행정에서 피멸균물을 충분히 가온한 후, 멸균실(52)에, 제어밸브(55)를 열고 포화 수증기를 공급하여 소정압력까지 승압한 후, 멸균실(52)을 소정의 압력·온도로 소정시간 유지한다. 이러한 유지에 의해서, 멸균실(52)내의 피멸균물에 부착되어 있던 세균 등을 멸균할 수 있다.

그 후, 멸균실(52)을 소정압력으로 가압하고 있던 가압증기를, 제어밸브(80)를 열고 배기한 후, 멸균행정에서 젖은 피멸균물을 건조하는 건조행정에 들어간다.

이 건조행정에서는, 가압증기가 배기되어 대기압으로 된 멸균실(52)내를, 제어밸브(86)를 개방(제어밸브(80)를 폐쇄)함과 동시에, 수봉식 진공펌프(82)를 구동함으로써, 멸균실(52)을 감압상태로 하여 피멸균물의 수분을 증발한다.

단, 수분의 증발에 따라서 피멸균물의 온도가 저하되기 때문에, 피멸균물로부터 수분을 증발하기 쉽게 하기위해, 제어밸브(74)를 열고 배관(40)으로부터 과열 수증기를 멸균실(52)내에 도입하고, 멸균실(52)내를 대기압 근방까지 승압하여 피멸균물을 승온한다.

이와 같이, 멸균실(52)에 도입하는 과열 수증기는, 가온된 공기보다도 대량의 열량을 보유할 수 있어, 가온된 공기보다도 소량으로 피멸균물을 소정온도까지 승온할 수 있다.

또, 과열 수증기는, 동일압력의 포화 수증기보다도 단위당 수분량이 적기 때문에, 감압 분위기하에서 수분이 증발하여 저온이 된 피멸균물을 승온하기위해, 멸균실(52)내에 과열 수증기를 불어넣어, 과열 수증기와 피멸균물을 접촉시켜도, 피멸균물을 승온시키는 정도의 과열 수증기에서는, 피멸균물을 실질적으로 적시는 일 없이 승온할 수 있다.

이와 같이, 과열 수증기를 멸균실(52)에 불어넣음으로써 승온한 피멸균물을 건조하기위해, 재차, 멸균실(52)내를 감압상태로 한다.

이러한 건조공정에 있어서는, 멸균실(52)에 과열 수증기를 공급하여 피멸균물을 승온하는 승온조작과, 멸균실(52)을 감압상태로 하여 수분을 증발하는 증발조작을, 번갈아 반복함으로써, 피멸균물을 충분히 건조할 수 있다.

이러한 건조행정이 완료되었을 때에, 멸균실(52)내에 제어밸브(70)를 열고 청정한 실온의 공기를 도입하여 멸균을 완료한다.

배관(40)을 경유하여 멸균실(52)에 도입되는 과열 수증기는, 도 2에 도시한 축열조(10)를 이용하여 과열 수증기를 공급한다. 도 2에 도시한 축열조(10)에 관해서는, 상술되어 있기 때문에, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

그런데, 도 8에 도시한 증기멸균장치에서는, 본체부(50)가, 내통(54)과 외통(56)으로 이루어지는 이중용기구조의 압력용기에 의해서 형성되어 있다.

그러나, 도 8에 도시한 증기멸균장치의 피멸균물의 건조공정에서는, 가온된 공기 대신에 과열 수증기를 이용하기 때문에, 멸균실(52)에 도입하는 공기를 가온하기위해, 배관(72)을 외통(56)의 외벽면에 감는 것을 요하지 않는다.

이 때문에, 도 9에 도시한 바와 같이, 본체부(75)를, 내부에 멸균실을 구비하는 단일용기구조의 압력용기(77)로 할 수 있다. 이러한 압력용기(77)는, 도 5에 도시한 이중용기구조의 압력용기에 비교하여 구조도 간단하게 할 수 있다.

도 9에 도시한 압력용기(77)에는, 재킷부를 가지지 않기때문에, 배관(63)을 경유한 포화 수증기가, 멸균실(52)에 직접 공급된다.

단, 멸균실(52)내는, 배관(63)을 경유하여 도입되는 포화 수증기 또는 배관(40)을 경유하여 도입되는 과열 수증기에 의해서 가열될 뿐이므로, 보온재 등에 의해서 압력용기(77)로부터의 방열량을 가급적으로 감소하는 것이 바람직하다.

또한, 도 9에 있어서, 도 5에 도시한 증기멸균장치와 동일부재는, 도 1과 동일번호를 붙여서 상세한 설명을 생략한다.

또, 도 5 및 도 9에 도시한 증기멸균장치에서는, 멸균실(52)내를 감압상태로 하는 감압수단에는, 수봉식 진공펌프(82)를 이용하고 있는데, 도 10에 도시한 물 이젝터 장치를 이용할 수 있다.

이 물 이젝터 장치에서는, 멸균실(52)로부터 인출된 배관(76)에삼방밸브(41)가 설치되어 있고, 삼방밸브(41)의 밸브시트의 한쪽에 물 이젝터(45)의 기체 흡인구가 접속되어 있음과 동시에, 삼방밸브(41)의 다른쪽의 밸브시트에 멸균실(52)의 내압을 방출하는 배관(43)이 접속되어 있다.

물 이젝터(45)에는, 물탱크(47)로부터 펌프(49)에 의해서 배관(51)을 경유하여 분사용수가 공급되고, 물 이젝터(45)에 분사된 분사수는, 배관(83)을 경유하여 물탱크(47)로 돌아온다.

물 이젝터(45)에 분사된 분사수는, 멸균실(52)내의 수증기와 접촉하여 증발하기때문에, 플로트식 액면 검출계(97)에 의해서 물탱크(47)에 저류되는 저류수가 일정 레벨이 되도록, 배관(95)으로부터 물이 보급된다.

물탱크(47)의 저류수는, 물 이젝터(45)의 분사용수로서 순환 사용되기 때문에, 저류수의 온도가 점차 승온된다. 한편, 물 이젝터(45)의 분사용수의 온도가 높아질수록, 멸균실(52)의 도달 진공도가 저하한다.　 이 때문에, 물탱크(47)의 저류수의 온도를 온도센서(T)에 의해서 검출하고, 저류수가 일정온도 이상으로 승온되었을 때, 배관(95)으로부터 분기된 배관(99)에 설치된 제어밸브(59)를 열어 물을 물탱크(47)에 주입하고, 저류수 온도를 조정한다.

또한, 멸균실(52)에 공급된 수증기가 응축된 응축수는, 배관(76)으로부터 분기된 배관(91)에 설치된 드레인 트랩(93)에 의해서 배출된다.

도 10에 도시한 물 이젝터장치를 이용하여 멸균실(52)내를 감압상태로 하기위해서는, 삼방밸브(41)에 의해서, 멸균실(52)과 배관(43)을 연결하고, 멸균실(52)내의 내압을 방출한다.

이어서, 멸균실(52)의 내압이 대기압으로 되었을 때, 삼방밸브(41)에 의해서 멸균실(52)과 물 이젝터(45)를 연결함과 동시에, 펌프(49)를 구동하여 물 이젝터(45)에 분사수를 공급한다.

그 후, 멸균실(52)내가 소정 진공도에 도달했을 때, 삼방밸브(41)를 뉴트럴의 위치로서 멸균실(52)을 밀폐계로 함과 동시에, 펌프(49)를 정지한다.

그런데, 도 10에는, 물 이젝터 장치에 관하여 도시했는데, 이젝터의 분사유체로서, 공기 분사유를 채용한 공기 이젝터장치라도 좋다.

단, 공기 이젝터 장치에서는, 공기온도에 도달 진공도가 의존하기 때문에, 진공 이젝터에 공급하는 공기온도를 조정하는 조정수단을 구비하는 것이 바람직하다.

지금까지 설명한 증기멸균장치에서는, 피멸균물에 증기멸균을 실시한 후의 건조공정에서 과열 수증기를 이용하고 있었는데, 증기멸균을 실시하기전에 피멸균물을 승온하는 컨디셔닝 공정에서도 과열 수증기를 이용하여도 좋다.

이상의 설명에서는, 축열부(42)내에는, 입경이 다른 고체 축열재를 충전하고, 대입경의 고체 축열재의 간극에 소입경의 고체 축열재가 들어가도록 충전함과 동시에, 고체 축열재의 간극에 액체 축열재를 충전하고 있는데, 포화 수증기 발생량이 적고 축열조(10)의 축열량도 적어도 되는 경우는, 실질적으로 동일 입경의 고체 축열재와 액체 축열재를 축열부(42)에 충전하여도 좋다.

또, 도 1, 도 5, 도 6 및 도 7에서는, 순수를 레벨 검출조(28)에 공급하고 있는데, 순수 증기를 공급하는 것이 필요하지 않는 경우에는, 수도물 등을 이온 교환수지 등으로 처리하여 마그네슘이나 칼슘 등의 이온을 제거한 처리수를 이용함으로써, 가열히터(20)의 스케일 발생에 기인하는 전열효율의 저하 등을 방지할 수 있다　

또한, 도 1에 도시한 포화 수증기 발생장치는, 증기멸균장치외에 드라이크리닝용 마무리기에 공급하는 포화 수증기의 공급장치에도 사용할 수 있다. 또는, 포화 수증기 사용량이 변동하는 장치용뿐만 아니라, 소정시간·소정량의 포화 수증기를 연속하여 사용하는 경우에도, 도 1에 도시한 포화 수증기 발생장치를 사용할 수 있다.

또한, 축열조(10)의 축열재를 가열하는 히터로서, 전기히터(44)를 이용하고 있는데, 예를 들면 플랜트로부터의 고온 배기가스나 보일러로부터의 배출증기 등을 이용한 히터라도 좋다.

그런데, 도 5, 도 8 및 도 9에 도시한 증기멸균장치는, 큰 병원 등에 사용되는 대형의 증기멸균장치인데, 실험실이나 개업의 등에 사용되는 탁상 증기멸균장치 등의 소형 증기멸균장치에는, 도 11에 도시한 증기멸균장치를 적합하게 이용할 수 있다.

도 11에 도시한 횡형의 증기멸균장치(330)는, 멸균실(332)을 구비한 압력용기인　용기부(331)와, 용기부(331)의 하부에 설치된 물을 저류하는 저류부(334)와, 저류부(334)내의 물을 가열하는 가열수단(339)을 구비하고 있다. 가열수단(339)은, 저류부(334)내에 설치되어 있는 히터(336)와, 히터(336)를 가열하는 축열조(10)가 배열설치되어 있다.

또한, 축열조(10)는, 멸균실(32)이 설치된 장치본체(33Oa)와는 별체로 설치되어 있고, 상술한 도 2∼도 4에 도시한 축열조(10)와 동일구성이기 때문에, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

축열조(10)에는 물 공급조(364)가 접속되어 있고, 물 공급조(364)내의 물을, 축열조(10)내에서 과열하여 과열 수증기로서 과열 수증기 공급관(336)에 공급하고 있다. 과열 수증기 공급관(336)에서 저류부(334)내의 물과 열교환한 과열 수증기는 응축되어 물 공급조(364)내로 되돌아가서, 재차 과열되어 사용된다.

용기부(331)는 밀폐 가능하게 설치된 압력용기로서, 피멸균물(도시생략)을 얹어놓을 수 있는 얹어놓는 판(333)이 설치되어 있다.

용기부(331)내의 얹어놓는 판(333)보다도 하부는, 탱크상으로서, 물이 저류되는 저류부(334)로서 형성되어 있다. 멸균공정시에는, 이 저류부(334)내의 물은 가열되어 수증기로 되고, 수증기가 용기부(331)내에 충만하다.

이 저류부(334)에는, 보급수가 보급되는 저류수 탱크(342)로부터 삼방 제어밸브(344)가 도중에 설치된 급수배관(340)을 경유하여 급수가 행하여진다. 삼방 제어밸브(344)의 또 한쪽의 측은, 배관(345)을 통하여 저류수 탱크(342)내의 응축 파이프(348)에 접속되어 있다.

또한, 저류수 탱크(342)에는 배수 파이프겸 수위계(361)가 설치되어 있다.

용기부(331)의 멸균실(332)내에는 대기를 흡인하도록, 선단에 에어펌프(347)가 장착되고, 중도부에 필터(349), 제어밸브(350) 및 건조히터(351)가 설치된 배관(352)이 연결되어 있다.

또, 멸균실(332)내의 배기는, 배기관(354)을 통하여 행하여진다. 이 배기관(354)에는 트랩 전자밸브(355)가 접속되어 있고, 배기시의 수증기는, 이 트랩 전자밸브(355)를 통하여 저류수 탱크(342)내의 응축 파이프(356)에 도입된다.

또, 배기관(354)은 압력계(359), 배기압력 스위치(357), 및 저수탱크(342)내에 설치된 안전밸브(358)에도 연결되어 있다.

저류부(334)내에 설치된, 물을 가열하는 과열 수증기 공급관(336)은, 축열조(10)에서 생성한 과열 수증기를 통과시키는 금속 파이프로 구성되어 있다. 이 금속　파이프가 저류부(334)의 수중에 잠겨져 있어, 과열 수증기의 열이 물에 전도되어 물이 가열된다.

과열 수증기 공급관(336)은, 물과의 접촉면적을 증가시키기 위해, 코일상으로 권회 또는 파형으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

축열조(10)내에는, 전열관(16)이 배열설치되어 있고, 전열관(16) 단부의 한쪽에는 물 공급조(364)로부터의 공급 파이프(365)가 접속되어 있다. 축열조(10)내의 전열관(16)에는, 펌프(366)에 의해서 물 공급조(364)내의 물이 공급되고, 전열관(16)의 다른쪽의 단부에서는, 축열조(360)내의 축열재에 의해서 물이 과열되어 발생한 과열 수증기가 취출된다.

전열관(16)의 다른쪽의 단부에는 저류부(334)내로 향하는 배관(368)이 접속되어 있다. 배관(368)은 저류부(334)내의 과열 수증기 공급관(336)의 한쪽의 단부에 접속되어 있어, 과열 수증기를 저류부(334)내에 공급한다.

저류부(334)내의 과열 수증기 공급관(336)의 다른쪽의 단부에는, 물공급조(334)로의 배관(369)이 접속되어 있다. 이 배관(369)은, 저류부(334)내에서 열교환하여 응축된 과열 수증기를 물 공급조(364)로 되돌리는 것이다. 이와 같이 하여, 물 공급조(364)내의 물은 축열조(10)나 과열 수증기 공급관(336)을 순환한다.

또한, 축열조(10)에서 과열되기 위해 물 공급조(364)에 저장되어 있는 물로서는, 전열관(16) 및 과열 수증기 공급관(336)의 스케일을 방지하는 관점에서 마그네슘이나 칼슘 등의 이온을 이온 교환수지 등으로 제거한 처리수를 이용하는 것이 바람직하다.

이러한 축열조(10)에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 축열조(10)의 전기히터에 심야 10시간 정도 통전한 후, 축열조(10)의 축열재는, 전기히터의 가열에 의해서 500℃의 고온으로 가열되고 있어, 전열관(16)으로부터 토출되는 수증기도 500℃의 과열 수증기이다.

게다가, 500℃의 과열 수증기를 연속하여 4시간 정도 토출할 수 있다. 토출되는 과열 수증기의 온도가 500℃이하로 저하되어도, 여전히 과열 수증기를 토출할 수 있어, 과열 수증기를 연속하여 8시간 이상이나 토출할 수 있다. 그 결과, 출열량은 출열개시로부터 7시간 30분 정도까지 안정되어 있었다.

이와 같이, 축열조(10)를 이용함으로써, 저비용의 심야 전력에 의해 축열재를 가열할 수 있고, 청정하고 또한 저렴한 과열 수증기를 얻을 수 있다.

따라서, 축열조(10)를 이용한 도 11에 도시한 증기멸균장치는, 저렴한 심야 전력을 이용하여 미리 축열되어 있던 열을 이용한 과열 수증기를 전기히터 대신 이용하여 가열을 행할 수가 있어, 런닝코스트를 저감할 수 있다.

다음에, 도 11에 도시한 횡형의 증기멸균장치(330)와 마찬가지로 소형 증기멸균장치로서 사용되고 있는 종형의 증기멸균장치를 도 12에 도시한다.

도 12에 도시한 종형의 증기멸균장치(480)는, 용기부(431)의 개구측(431a)이 상방을 향하도록 용기부(431)가 종형으로 설치되어 있는 점이, 도 11에 도시한 횡형의 증기멸균장치(330)와는 다르다. 이 때문에, 도 11에 도시한 증기멸균장치(330)와 동일한 구성요소에 관해서는 동일부호를 붙여서 설명을 생략한다.

이 종형 증기멸균장치(480)는, 멸균실(432)을 구비한 압력용기인　용기부(431)와, 용기부(431)의 하부에 설치된, 물을 저류하는 저류부(434)와, 저류부(434)내의 물을 가열하는 가열수단(439)을 구비하고 있다.

저류부(434)에는, 보급수가 보급되는 저수탱크가 연결되어 있는 경우도 있는데, 여기서는 생략하고 있다. 용기부(431)내에는, 피멸균물을 얹어놓는 얹어놓는 판(433)이 설치되어 있다.

이러한 저류부(434)의 배수는, 배관(483)에 접속된 배수밸브(482)를 경유하여 행하여진다.

멸균실(432)에는, 필터(486) 및 드레인 트랩(488)이 설치된 배관(489)이, 배기밸브(490)가 설치된 배기관(491)과 연결하여 배기보틀(492)에 접속되어 있다.

이와 같은 구성의 종형의 증기멸균장치(480)에서도, 저류부(434)의 물을 가열할 때에는, 가열수단(439)을 채용한다.

즉, 가열수단(439)은, 고체 축열재와 액체 축열재가 혼합되어 이루어지는 축열재가 충전되어 이루어지는 축열부내에, 축열재를 가열하는 전기히터와 펌프(366)에 의해서 물이 공급되는 전열관(16)이 배열설치되어 있는 축열조(10)와, 축열조(10)에서 생성된 과열 수증기를 저류부(434)내에 도입하여 물을 가열하는 과열 수증기 공급관(436)이 설치되어 있다.

또한, 축열조(10)는, 멸균실(432)이 설치된 장치본체(480a)와는 별체로 설치되어 있다.

과열 수증기 공급관(436)내를 통과한 과열 수증기는, 저류부(434)내의 물과 열교환하여 응축되고, 물 공급조(364)로 되돌아간다. 물 공급조(364)내의 물은 재차 축열조(10)내에 공급되어 과열 수증기가 된다.

이러한 도 12에 도시한 종형의 증기멸균장치(480)에서는, 증기멸균장치(480)에서 이용하는 증기의 발생에, 저렴한 심야 전력을 이용하여 미리 축열되어 있던 열을 이용한 과열 수증기를 이용한다. 이 때문에, 도 12에 도시한 종형의 증기멸균장치(480)의 런닝코스트를 저감할 수 있다.

제 1의 본 발명에 관한 포화 수증기 발생장치는, 저류수를 가열하여 포화 수증기를 발생하는 가열원을 구비하고 또한 소형화할 수 있는 포화 수증기 발생장치이다. 그 결과, 종래의 대형 보일러와는 별개로 포화 수증기를 생성할 수 있고, 대형 보일러의 능력한계라도, 더욱 포화 수증기를 소비하는 기기를 증설할 수 있다.

또, 제 2의 본 발명에 관한 증기멸균장치는, 저류수를 가열하여 포화 수증기를 발생하는 가열원을 구비하고 또한 소형화할 수 있는 포화 수증기 발생장치를 구비하고 있기 때문에, 종래의 대형 보일러와는 별개로 포화 수증기를 생성할 수 있고, 대형 보일러의 능력한계라도, 더욱 포화 수증기를 소비하는 증기멸균장치를 증설할 수 있다.

또한, 제 3의 본 발명에 의하면, 멸균행정에서 젖은 피멸균물을 건조하는 건조행정에 있어서, 가온된 공기를 실질적으로 이용하지않고 과열 수증기에 의해서 젖은 피멸균물을 건조할 수 있다. 이 때문에, 젖은 피멸균물을 건조하는 공기를 가온하는 히터 등을 설치하는 것을 요하지 않는다. 또한, 과열 수증기는, 가온된 공기보다도 대량의 열량을 가지며, 과열 수증기의 사용량을 가온된 공기의 사용량보다도 소량으로 할 수 있다. 그 결과, 본 발명에 관한 증기멸균장치에서는, 멸균행정에서 젖은 피멸균물을 건조하는 건조행정에 있어서, 가온된 공기를 이용하는 종래의 증기멸균장치에 비교하여, 그 구조 등의 간단화를 도모할 수 있다.

본 발명의 제 4의 발명에 의하면, 탁상 증기멸균장치 등의 소형 증기멸균장치에서도, 증기멸균장치에서 이용하는 증기의 발생에, 저렴한 심야 전력을 이용하여 미리 축열되어 있던 열을 이용한 과열 수증기를 이용할 수 있어, 소형 증기멸균장치의 런닝코스트의 저감을 도모할 수 있다.

Claims

축열조 중에 끼워통과된 전열관에서 과열되어 얻어진 과열증기에 의해서 물을 가열하여 포화 수증기를 발생하는 포화 수증기 발생장치로서,

그 축열조에는, 고체 축열재와 액체 축열재가 충전되어 이루어지는 축열부내에, 상기 고체 축열재 및 액체 축열재를 가열하는 히터와 상기 전열관이 배열설치되고,

또한 상기 전열관을 통과하여 얻어진 과열 수증기를 가열원으로 이용하고, 저류된 저류수를 가열하여 포화 수증기를 발생하는 포화 수증기 발생조가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 포화 수증기 발생장치.
제 1항에 있어서, 축열부내에 충전된 고체 축열재가, 입경이 다른 고체 축열재로 이루어지고, 상기 축열부내에는, 대입경의 고체 축열재의 간극에 소입경의 고체 축열재가 들어가도록 충전되어 있음과 동시에, 상기 고체 축열재의 간극에 액체 축열재가 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 포화 수증기 발생장치.
제 1항에 있어서, 고체 축열재가, 마그네시아, 마그네타이트, 실리카 및 알루미나로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 입상체인 것을 특징으로 하는 포화 수증기 발생장치.
제 1항에 있어서, 액체 축열재가, 질산염인　것을 특징으로 하는 포화 수증기 발생장치.
제 1항에 있어서, 축열재를 가열하는 히터가, 전기히터인　것을 특징으로 하는 포화 수증기 발생장치.
제 1항에 있어서, 포화 수증기 발생조에서 발생한 포화 수증기 중의 드레인을 제거하는 드레인 제거수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 포화 수증기 발생장치.
제 1항에 있어서, 포화 수증기 발생조가, 축열조로부터 공급된 과열 수증기를 가열원으로 하는 가열히터에 의해서 저류수가 가열되어 포화 수증기를 발생하는 증발조와, 상기 증발조에 연통되어 증발조의 저류수의 레벨을 검출하는 검출수단이 설치된 레벨 검출조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 포화 수증기 발생장치.
제 1항에 있어서, 포화 수증기 발생조에 공급하는 공급수를 저류하는 물 공급조가 설치되고, 또한 상기 물 공급조내의 공급수를 가열하는 가열원으로서, 상기 포화 수증기 발생조에서 가열원으로 이용된 과열 수증기의 드레인이 사용되도록, 상기 포화 수증기 발생조로부터 물 공급조에 이르는 드레인 배관이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 포화 수증기 발생장치.
피멸균물을 수용하는 멸균실에 포화 수증기를 공급하는 포화 수증기 발생장치를 구비하는 증기멸균장치에 있어서,

그 포화 수증기 발생장치에는, 고체 축열재와 액체 축열재가 충전되어 이루어지는 축열부내에, 상기 고체 축열재 및 액체 축열재를 가열하는 히터와 공급된 물을 과열하여 과열 수증기를 토출하는 전열관이 배열설치되어 있는 축열조와,

상기 전열관으로부터 토출된 과열 수증기를 가열원으로 이용하고, 저류되어 있는 저류수를 가열하여 포화 수증기를 발생하는 포화 수증기 발생조가 설치되고,

또한 상기 포화 수증기 발생조에서 생성된 포화 수증기를 상기 멸균실에 공급하는 공급 배관이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 증기멸균장치.
제 9항에 있어서, 축열부내에 충전된 고체 축열재가, 입경이 다른 고체 축열재로 이루어지고, 상기 축열부내에는, 대입경의 고체 축열재의 간극에 소입경의 고체 축열재가 들어가도록 충전되어 있음과 동시에, 상기 고체 축열재의 간극에 액체 축열재가 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 증기멸균장치.
제 9항에 있어서, 축열조의 고체 축열재가, 마그네시아, 마그네타이트, 실리카 및 알루미나로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 입상체인 것을 특징으로 하는 증기멸균장치.
제 9항에 있어서, 축열조의 액체 축열재가, 질산염인　것을 특징으로 하는 증기멸균장치.
제 9항에 있어서, 증기멸균장치가, 피멸균물을 수용하는 멸균실이 형성된 내통과, 상기 내통의 외측에 형성된 외통과, 상기 내통과 외통의 사이에 형성되고, 상기 멸균실을 가온하는 수증기가 공급되는 재킷부로 이루어지는 본체부를 구비하고, 또한 상기 멸균실에 포화 수증기 발생장치에서 생성된 포화 수증기가 직접 공급되는 것을 특징으로 하는 증기멸균장치.　
제 9항에 있어서, 포화 수증기 발생장치의 축열조의 축열부를 형성하는 고체 축열재 및 액체 축열재를 가열하는 히터가, 전기히터인　것을 특징으로 하는 증기멸균장치.
제 9항에 있어서, 포화 수증기 발생장치의 포화 수증기 발생조에서 발생한 포화 수증기 중의 드레인을 제거하는 드레인 제거수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 증기멸균장치.
제 9항에 있어서, 포화 수증기 발생장치의 포화 수증기 발생조가, 축열조로부터 공급된 과열 수증기를 가열원으로 하는 가열히터에 의해서 저류수가 가열되어 포화 수증기를 발생하는 증발조와, 상기 증발조에 연통되어 증발조의 저류수의 레벨을 검출하는 검출수단이 설치된 레벨 검출조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 증기멸균장치.
제 9항에 있어서, 포화 수증기 발생장치의 포화 수증기 발생조에 공급하는 공급수를 저류하는 물 공급조가 설치되고, 또한 상기 물 공급조내의 공급수를 가열하는 가열원으로서, 상기 포화 수증기 발생조에서 가열원으로 사용된 과열 수증기의 드레인이 사용되도록, 상기 포화 수증기 발생조로부터 물 공급조에 이르는 드레인 배관이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 증기멸균장치.
제 9항에 있어서, 포화 수증기 발생장치의 포화 수증기 발생조에 저류되어 있는 저류수가 순수인 것을 특징으로 하는 증기멸균장치.
멸균장치의 본체부에 형성된 멸균실내에 수용되고, 포화 수증기에 의해서 멸균이 실시되고 있음과 동시에, 상기 포화 수증기의 응축수가 부착되어 젖어 있는 피멸균물에 건조를 실시하는 증기멸균장치에 있어서,

그 멸균실내를 감압상태로 하고, 상기 피멸균물에 부착되어 있는 수분을 증발하는 감압수단과,

감압상태의 상기 멸균실내에 과열 수증기를 불어넣고, 감압에 의해서 수분이 증발하여 저온상태로 된 피멸균물을 승온하는 승온수단과,

상기 감압수단과 승온수단을 번갈아 구동하여 상기 피멸균물이 건조되도록,상기 감압수단 및 승온수단을 제어하는 제어부가 설치되어 있고,

상기 과열 수증기의 공급수단에는, 고체 축열재와 액체 축열재가 충전되어 이루어지는 축열부내에, 상기 고체 축열재 및 액체 축열재를 가열하는 히터와, 공급된 물을 과열하여 과열 수증기를 토출하는 전열관이 배열설치되어 있는 축열조가 사용되고 있는 것을 특징으로 하는 증기멸균장치.
제 19항에 있어서, 멸균장치의 본체부가, 내부에 멸균실을 구비하는 단일용기구조의 압력용기인 것을 특징으로 하는 증기멸균장치.
멸균장치의 본체부에 형성된 멸균실내에 수용한 피멸균물을, 상기 멸균실내에 도입한 포화 수증기에 의해서 멸균한 후, 상기 포화 수증기의 응축수가 부착되어 젖어 있는 피멸균물을, 상기 멸균실내를 감압상태로 하고, 상기 피멸균물에 부착되어 있는 수분을 증발하는 감압공정과, 감압상태의 상기 멸균실내에 가열유체를 불어넣고, 상기 감압공정에서 수분이 증발하여 저온상태로 된 피멸균물을 승온하는 승온공정을 번갈아 반복하여 건조할 때에,

그 감압상태의 멸균실내에 불어넣는 가열유체로서 과열 수증기를 이용하고, 상기 과열 수증기를, 고체 축열재와 액체 축열재가 충전되어 이루어지는 축열부내에, 상기 고체 축열재 및 액체 축열재를 가열하는 히터와, 공급된 물을 과열하여 과열 수증기를 토출하는 전열관이 배열설치되어 이루어지는 축열조를 이용하여 공급하는 것을 특징으로 하는 증기멸균방법.
제 21항에 있어서, 멸균장치의 본체부로서, 내부에 멸균실을 구비하는 단일용기구조의 압력용기를 이용하는 것을 특징으로 하는 증기멸균방법.
압력용기로서의 용기부내에 설치되고, 피멸균물을 수용하는 멸균실과, 상기 용기부내에 설치되고, 물이 저류되는 저류부와, 상기 저류부의 물을 가열하여 용기부내에 수증기를 발생시키는 가열수단을 구비하는 증기멸균장치에 있어서,

그 가열수단은, 고체 축열재와 액체 축열재가 충전되어 이루어지는 축열부와, 상기 축열부를 가열하는 히터와, 축열부내를 통과하도록 배열설치됨과 동시에 축열부내에 공급된 물을 과열하여 과열 수증기를 토출하는 전열관이 설치되어 있는 축열조와, 상기 전열관에 접속되고, 상기 축열부에서 과열되어 생성되는 과열 수증기가 상기 저류부내를 통과하도록 배열설치되어 있는 과열 수증기 공급관을 구비하는 것을 특징으로 하는 증기멸균장치.
제 23항에 있어서, 축열부내에 충전된 고체 축열재가, 입경이 다른 고체 축열재로 이루어지고, 대입경의 고체 축열재의 간극에 소입경의 고체 축열재가 들어가도록 충전되어 있음과 동시에, 상기 고체 축열재의 간극에 액체 축열재가 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 증기멸균장치.
제 23항에 있어서, 축열부내의 고체 축열재가, 마그네시아, 마그네타이트,실리카 및 알루미나로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 입상체인 것을 특징으로 하는 증기멸균장치.
제 23항에 있어서, 축열부내의 액체 축열재가, 질산염인　것을 특징으로 하는 증기멸균장치.