KR20140086324A - 고압증기 멸균장치 - Google Patents

Abstract

씰링부재의 손상을 최소화하면서도 높은 씰링성을 갖도록 패킹 메커니즘을 개선하며 외부로의 물 배출량을 낮춰 물 소비량을 대폭 줄일 수 있는 개선된 냉각수 회수 시스템을 갖는 고압증기 멸균장치가 개시된다. 고압증기 멸균장치는 본체와, 상기 본체에 설치되어 증기의 멸균 사이클을 통해 멸균을 수행하는 챔버와, 상기 챔버를 개폐하는 도어와, 상기 도어와 마주하여 챔버를 폐쇄하는 도어 지지부와, 상기 도어와 도어 지지부 중 적어도 하나에 형성되어 상기 챔버의 씰링을 수행하는 차단부를 포함하고, 상기 차단부는 내부에 공간부가 형성된 씰링부재와, 상기 씰링부재의 공간부를 차지하는 유체의 양을 제어하는 팽창 조절부를 구비하며, 상기 씰링부재는 공간부의 유체의 양에 따라 팽창 또는 수축한다. 따라서, 씰링부재의 팽창 및 수축 구조에 의해 씰링부재의 내구성은 향상시키면서도 씰링성은 크게 개선할 수 있으며, 냉각부의 구성을 통해 워터 탱크 측으로 회수되는 고온의 물과 증기가 냉각부를 통과하면서 온도가 낮아짐에 따라 워터 탱크 측으로 공급되는 물의 양을 줄일 수 있어 물 소비량을 획기적으로 줄일 수 있다.

Description

고압증기 멸균장치{Pressure Steam Sterilizer}

본 발명은 고압증기 멸균장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고압의 증기를 이용하여 의료용 기구, 의류 등을 멸균 및 건조하는 고압증기 멸균장치에 관한 것이다.

일반적으로, 고압증기 멸균장치는 의료용 기구, 의류 등의 제품을 고압의 증기로 멸균하고 건조하는 기기로서, 스팀, 물, 압축 공기를 이용하여 멸균 대상을 각각의 멸균 프로그램에 따라 멸균하게 된다. 상기 고압증기 멸균장치는 멸균 시 발생하는 압력과 온도를 변환하여 신호데이터를 마이크로프로세서로 처리하는 전자회로부와, 물리적인 처리 과정으로 제어하는 파이프라인 시스템과, 처리된 신호나 분석 결과를 기록하는 기록부와, 현재의 작동 상태 및 데이터 입력을 확인하기 위한 표시부로 구성된다.

상기 고압증기 멸균장치는 물 순환식 진공펌프를 이용하여 압력용기 내부의 공기 및 이물질을 제거함으로써 포화증기를 투입시키는 방식으로 멸균소독이 이루어진다. 멸균 대상의 종류에 따라 사이클을 구분하는데 용기 내 온도와 압력이 미리 선정된 사이클의 온도와 압력까지 도달하게 되면 자동으로 밸브가 폐쇄되어 증기유입이 정지되고 정해진 프로그램대로 펄스진공, 증기유입, 멸균, 건조, 공기유입 및 완료까지 자동으로 멸균소독이 이루어진다.

도 1은 종래의 고압증기 멸균장치의 냉각수 회수 시스템을 도시한 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 고압증기 멸균장치는 챔버(21)와, 재킷(22)과, 펌프(24)와, 워터탱크(26) 및 히터(32)를 포함한다. 챔버(21) 내의 증기는 제1 유로(23)를 통해 펌프(24) 측으로 배출되며, 배출 증기 중 일부는 제2 유로(25)를 통해 워터 탱크(26) 측으로 선택적으로 배출되고 다른 일부는 제3 유로(31)를 통해 히터(32) 측으로 유동한다. 제2 유로(25) 및 제3 유로(31) 상에는 유체의 유동을 선택적으로 제어하기 위한 개폐 밸브(33)(37)가 각각 설치되어 있다. 워터 탱크(26) 측으로 유입되는 증기는 배출 유로(27)를 통해 외부로 배출되고, 유입 유로(28)를 통해 워터 탱크(26)로 상온의 물이 공급되도록 이루어진다. 배출 유로(27) 및 유입 유로(28)에도 유체의 유동을 선택적으로 제어하기 위한 개폐 밸브(35)(36)가 각각 설치되어 있다.

상기 워터 탱크(26)에는 내부에 수용된 물의 온도를 감지하기 위한 온도센서(29)가 장착되며, 내부의 온도가 설정 온도, 예를 들면 45℃ ~ 50℃ 이상으로 상승하면 물을 배출 유로(27)로 배출하도록 구성된다. 상기 고압증기 멸균장치는 펌프(24)를 이용하여 물과 증기를 공급 및 배출하며 진공 상태를 만드는 과정에서 동작한다. 멸균 사이클 중 회수되는 고온의 물과 증기를 외부로 배출할 경우, 플라스틱 등으로 제조될 수 있는 배수 라인에 문제를 발생시키고 고온의 물이 펌프의 기능을 저하시키므로 일정 온도 이상이 되면 물과 증기가 배출되도록 설정된다. 이러한 이유로 워터 탱크(26)는 상온의 물을 공급받고 물이 일정 온도 이상(예를 들면, 45℃ ~ 50℃) 상승할 경우 물을 외부로 배출되도록 설정된다.

상기 종래의 고압증기 멸균장치는 배출 유로(27)를 통해 외부로 배출되는 물의 양만큼 워터 탱크(26)로 유입 유로(28)를 통해 상온의 물을 공급받아야 하기 때문에, 다량의 물이 필요하게 되어 비효율적이며 물이 부족한 환경에서는 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

한편, 선 출원된 대한민국 등록특허공보 10-0917309호에는 멸균기의 배수 및 감압장치가 개시된바 있다. 도 2는 종래의 멸균기의 배수 및 감압장치의 사시도이며, 도 3은 종래의 멸균기의 배수 및 감압장치의 내부 사시도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 멸균기의 배수 및 감압장치는 멸균기 본체와, 멸균기 본체에 구성되어 정해진 멸균 사이클을 통해 멸균을 실행하는 멸균실(6)과, 멸균실(6)을 개폐하기 위한 도어(14)와, 멸균실(6) 내부 압력을 조절하고 해제하기 위하여 멸균기 본체에 구성된 압력해제용 안전밸브(10)로 구성된다.

상기 멸균기의 배수 및 감압장치는 멸균실(6) 내부의 배수 및 감압을 위하여 멸균기 내부에 설치되는 배수 및 감압장치(1)와, 멸균실(6)의 외측에 설치되어 멸균실(6) 내 멸균수와 공기 배출을 단속하는 전자배수밸브(7) 및 전자배기밸브(8)와, 멸균실(6) 내부 작동을 강제로 정지시키는 작동 정지키(2)와, 도어(14)의 개폐 상태를 감지하는 도어 감지장치(4)를 포함한다. 배수 및 감압장치(1)는 멸균실(6) 내에 공기를 가압 송출하기 위한 가압펌프를 구비하여 멸균실(6) 내부의 멸균수와 가열된 공기를 저수통(9)으로 배출하도록 구성된다. 미설명된 부호 11은 컨트롤부이다.

종래의 고압증기 멸균장치는 고온, 고압으로 형성되는 챔버의 특성으로 인해 도어의 개폐 구조가 챔버 내부와 외부 간의 높은 기밀성을 요구하고 있지만, 도어의 개폐 구조상 높은 기밀성을 갖기 어려운 문제점이 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 도어의 씰링 부위에 패킹을 형성하기도 하였으나, 도어의 접촉면과 잦은 마찰로 인해 일정 기간 사용 시 씰링 능력이 저하되며, 내구성이 저하되는 문제점이 있었다. 아울러, 종래의 고압증기 멸균장치는 전술한 바와 같이, 외부로 배출되는 물의 양만큼 워터 탱크는 상온의 물을 공급받아야 하기 때문에, 다량의 물이 필요하게 되어 비효율적이며 물이 부족한 환경에서는 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

특허문헌 : 대한민국 등록특허공보 10-0917309호(2009.09.07)

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 씰링부재의 손상을 최소화하면서도 높은 씰링성을 갖도록 패킹 메커니즘을 개선한 고압증기 멸균장치를 제공한다.

또한, 본 발명에서는 외부로의 물 배출량을 낮춰 물 소비량을 대폭 줄일 수 있는 개선된 냉각수 회수 시스템을 갖는 고압증기 멸균장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 이루기 위하여 본 발명은 본체와, 상기 본체에 구비되며 개구부를 가지는 공간인 챔버와, 상기 본체에 구비되어 챔버의 개구부를 개폐하는 도어와, 본체에 구비되어 도어가 챔버의 개구부를 폐쇄하는 위치에서 도어와 마주하는 도어 지지부와, 상기 도어와 도어 지지부 중 적어도 어느 하나에 구비되어 상기 챔버의 씰링을 수행하는 차단부를 포함하고; 상기 차단부는 내부에 공간부가 형성된 중공의 씰링부재와, 상기 씰링부재 공간부로의 유체 유동을 제어하는 팽창 조절부를 구비하며, 상기 씰링부재는 팽창 조절부에 의한 유체 제어에 따라 팽창 또는 수축하는 것을 고압증기 멸균장치를 제공한다.

상기에서, 도어는 본체에 슬라이딩 가능하게 구비되며; 상기 챔버 개구부의 가장자리 일측으로는 전방으로 돌출된 지지 부재가 구비되고, 상기 지지 부재에는 챔버 개구부의 타측을 향하여 오목하게 고정홈이 형성되어; 상기 도어 슬라이딩하여 챔버의 개구부를 폐쇄하는 위치에서 도어의 단부가 고정홈에 삽입되어 지지부재에 의하여 지지되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 팽창 조절부는 씰링부재의 공간부에 연결된 공급관과, 상기 공급관의 타측으로 연결된 스팀 제너레이터와, 상기 공급관에 구비되는 펌프로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 도어 지지부에는 챔버의 개구부의 가장자리를 따라 오목하게 요입홈이 형성되고, 상기 씰링부재는 요입홈에 삽입 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 챔버 내의 증기를 멸균 사이클을 통해 순환시키는 펌핑부와, 상기 챔버로부터 배출된 증기와 멸균 사이클을 순환하는 물이 수용되는 워터 탱크와, 상기 워터 탱크로부터 배출되어 상기 챔버로 공급되는 물을 가열하는 가열부를 포함하며; 멸균 사이클의 순환 라인 상에는 상기 워터 탱크로 회수되는 물과 증기를 냉각시키는 냉각부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 냉각부는 워터 탱크로 회수되는 물과 공기의 유통로가 되는 튜브와, 상기 튜브를 유동하는 물과 공기를 외부 공기와 열교환시키는 방열 부재와, 외부 공기를 상기 방열 부재 측으로 공급하는 송풍팬을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 일 측이 상기 챔버와 연결되는 제1 유로와, 상기 워터 탱크로 연결된 제2 유로와, 상기 제2 유로 상에 제2 유로보다 작은 직경으로 이루어지며 상기 제1 유로의 타 측이 상기 제2 유로와 합류하는 부위에 형성되는 오리피스 홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 고압증기 멸균장치는 씰링부재의 팽창 및 수축 구조에 의해 씰링부재의 내구성은 향상시키면서도 씰링성은 크게 개선할 수 있으며, 냉각부의 구성을 통해 워터 탱크 측으로 회수되는 고온의 물과 증기가 냉각부를 통과하면서 온도가 낮아짐에 따라 워터 탱크 측으로 공급되는 물의 양을 줄일 수 있어 물 소비량을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 고압증기 멸균장치의 냉각수 회수 시스템을 도시한 구성도이고,
도 2는 종래의 멸균기의 배수 및 감압장치의 사시도이며,
도 3은 종래의 멸균기의 배수 및 감압장치의 내부 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고압증기 멸균장치의 개략적인 사시도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고압증기 멸균장치의 도어부를 설명하기 위하여 도시한 정면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고압증기 멸균장치의 도어부를 설명하기 위한 일부 도시 단면도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고압증기 멸균장치의 도어 상부를 도시한 일부 사시도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고압증기 멸균장치의 냉각수 회수 시스템을 도시한 구성도이며,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고압증기 멸균장치의 냉각부를 도시한 구성도이고,
도 10은 도 8의 변형 예에 따른 고압증기 멸균장치의 펌핑부를 설명하기 위하여 도시한 부분 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고압증기 멸균장치의 냉각수 회수 및 도어 씰링 시스템을 도시한 구성도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따르는 고압증기 멸균장치를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고압증기 멸균장치의 개략적인 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고압증기 멸균장치의 도어부를 설명하기 위하여 도시한 정면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고압증기 멸균장치의 도어부를 설명하기 위한 일부 도시 단면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고압증기 멸균장치의 도어 상부를 도시한 일부 사시도이다.

도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고압증기 멸균장치(5)는 본체(51)와, 챔버(54)와, 도어(52)와, 도어 지지부(55)와, 차단부를 포함한다. 상기에서, 도 5에 도시된 도면 상에서 상부 방향이 도어의 폐쇄 방향이고, 하부 방향이 도어의 개방 방향이며, 도 6에서 좌측으로 전방으로, 우측을 후방으로 기재하여 설명한다.

본체(51)는 고압증기 멸균장치(5)의 하우징을 형성하는 것으로서, 본체(51)에는 슬라이딩 가이드(511)와, 조작부(512)와, 인디케이터(513) 및 지지 부재(515)가 구비된다. 슬라이딩 가이드(511)는 후술할 도어(52)를 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지하여 도어(52)의 상하 이동을 안내하는 기능을 한다. 조작부(512)는 고압증기 멸균장치(5)의 On/Off, 각종 멸균 설정 기능 등 사용자가 명령을 입력하도록 하는 구성이며, 표시부(도시하지 않음)를 구비하여 작동 정지 기능, 안전에 이상이 발생하였을 경우 이를 표시하는 안전감지 기능, 도어의 개폐 상태를 표시하는 도어감지 기능, 고압증기 멸균장치(5)의 온도, 압력, 작동 시간 등을 디스플레이하여 표시하는 기능 능이 함께 수행되도록 하는 것도 가능하다. 인디케이터(513)는 고압증기 멸균장치(5)의 압력 등을 디스플레이하여 표시하는 기능을 한다. 지지 부재(515)는 챔버(54) 개구부의 상부로 본체(51)에 구비되어 도어(52)가 챔버(54)를 폐쇄하도록 상부로 상승 시 도어(52)를 지지하는 것이며, 도어(52)가 삽입되도록 고정홈(516a)이 하방에 요입 형성된다.

챔버(54)는 본체(51)에 형성된 공간으로 전방으로 개구되도록 오목하게 형성되어, 증기의 멸균 사이클을 통해 멸균이 수행되는 장소이다. 챔버(54)는 대략 사각 박스 형상으로 이루어지며 전방으로 개구된 공간부로 형성되며, 이 공간부에 멸균 대상 제품이 수용된다. 하지만, 챔버(54)의 형상은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 챔버(54)의 전방, 즉, 도어(52)와 마주하는 방향은 개구되어 있으며, 후술할 도어 지지부(55)는 챔버(54)의 개구부 테두리를 따라 구비되며 전방으로 돌출된 구조로 형성된다. 챔버(54)의 개구부는 도어(52)에 의해 개방 또는 폐쇄되며, 도어(52)의 폐쇄 시 챔버(54)는 밀봉되어 멸균이 진행되는 공간으로 형성된다. 상기 멸균 사이클의 세부 구조는 이후에 상세히 설명하기로 한다.

도어(52)는 챔버(54)의 전방 개구부를 개폐하는 것으로서, 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 본체(51)에 구비된다. 도어(52)는 챔버(54)의 개구부를 덮도록 대략 사각 판 형상으로서, 양측에 돌출된 도어 지지부(55)의 측면을 감싸는 형태로 이루어진다. 상기 도어(52)의 상단에는 도어 지지부(55)의 전방면과 양 측면에 접촉하여 회전하는 지지롤러(도시하지 않음)가 구비된다.

상기 슬라이딩 가이드(511)는 도어(52)의 전방에 위치하도록 본체(51)에 구비되어 도어(52)의 전방을 가이드 지지하며, 양측이 후방으로 연장되어 도어(52)의 양측방으로 슬라이딩 가능하게 지지한다. 슬라이딩 가이드(511)와 본체(51) 사이에는 도어(52)가 슬라이딩 삽입되는 상방으로 개구된 홈부, 또는 상하 방향으로 연통된 통로가 형성된다.

도어(52)의 하강 시 챔버(54)의 개구부는 개방되고, 상승 시 챔버(54)의 개구된 전방으로 위치하여 챔버(54)는 폐쇄된다. 챔버(54)가 폐쇄되도록 도어(52)가 상승 시 도어(52)의 상단이 지지 부재(515)의 고정홈(516a)에 삽입된다. 도어(52)의 상단면(521)으로부터 하부에는 단차면(522)이 형성되어 고정홈(516a)의 삽입 시 도어(52)가 전, 후 방향으로 유동되지 않고 견고히 고정되도록 할 수 있다. 도어(52)의 상승 시, 도어(52)의 전방면은 외부로 노출되고 후방면은 도어 지지부(55)의 전방과 마주하게 된다. 도어(52)의 상단이 고정홈(516a)에 삽입된 상태에서 씰링부재(53)가 팽창하는 경우, 도어(52)의 상단이 지지 부재(515)에 삽입되어 전방으로의 변위가 제한되므로 씰링부재(53)는 도어(52)의 후방 면에 더욱더 밀착하게 된다. 도 7에서 도면부호 521은 도어(52)의 상단면을 도시한 것이다.

도어 지지부(55)는 도어(52)와 마주하여 챔버(54)를 폐쇄하도록 하는 것으로서, 도어(52)가 도어 지지부(55)의 전방으로 위치하도록 슬라이딩된다. 도어 지지부(55)는 챔버(54) 개구부의 가장자리를 따라 연장되며 전방으로 돌출 형성된다. 도어 지지부(55)에는 후술할 차단부의 씰링부재(53)가 구비된다. 상기 도어 지지부(55)의 전방에는 챔버(54) 개구부의 가장자리를 따라 오목하게 요입홈(551)이 형성된다. 요입홈(551)에는 후술할 씰링부재(53)가 삽입되어 고정된다. 상기 씰링부재(53)는 요입홈(551)에 접착제로 접착되어 고정될 수 있다.

도어 지지부(55)를 따라 상하 이동되는 도어(52)의 상향 이동폭을 제한하는 상부 리미트 스위치(517)와, 도어(52)의 하향 이동폭을 제한하는 하부 리미트 스위치(516)가 도어 지지부(55)의 일 측으로 본체(51)에 마련된다. 도어 지지부(55)는 본체(51)와 일체로 형성되는 것도 가능하다.

상기 본체(50)에 슬라이딩 가능하게 구비되는 도어(52)는 예를 들면, 엘리베이터와 같은 구조로 본체(50)에서 상하로 이동 가능하게 구동될 수 있다. 상기 도어 지지부(55) 상부로 풀리(도시하지 않음)가 설치되고, 본체(50)에 모터(도시하지 않음)가 구비되며, 모터의 회전축에 연결된 윈치에 와이어가 감기도록 구비되며, 와이어 일단은 풀리를 지나 하향하여 도어(52)에 연결됨으로써 모터의 회전에 의하여 도어(52)가 상하로 이동될 수 있다. 모터가 회전하여 도어(52)가 상승하여 상부 리미트 스위치(517)에 접촉하면 모터로 연결되는 전원이 차단되어 상승이 멈추어 정지하고, 도어(52)가 하강하도록 작동 명령이 입력되어 도어(52)가 하강하여 하부 리미트 스위치(516)에 접촉하면 모터로 연결되는 전원이 차단되어 하강이 멈추어 정지되는 바와 같이 작동된다.

차단부의 씰링부재(53)는 도어 지지부(55)에 구비되어, 챔버(54)를 씰링시키는 작용을 한다. 상기 씰링부재(53)는 도어(52)에 구비되는 것도 가능하다. 씰링부재(53)는 도어(52)가 상승한 후 도어 지지부(55)와 도어(52)의 사이에서 팽창하면서 도어(52)와 도어 지지부(55)에 밀착됨으로써 챔퍼(54)가 씰링되도록 한다.

상기 차단부는 씰링부재(53)와 팽창 조절부로 이루어진다. 씰링부재(53)는 튜브 형태로 이루어져 도어 지지부(55)의 요입홈(551)에 삽입 고정되는 중공체로서, 내부에 공간부(535)가 형성된다. 씰링부재(53)는 고무, 실리콘고무, 합성수지 등의 연성 재질로 이루어진다. 팽창 조절부는 씰링부재(53)의 공간부(535)로 공기나 스팀과 같은 유체를 공급하거나 배출되도록 하는 작용을 한다. 상기 씰링부재(53)는 공간부(535)로 공급되는 유체에 의하여 팽창하고, 유체가 배출되면 수축한다.

상기 팽창 조절부는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 공급관(531)과, 제어 밸브(532a, 532b)와, 제1 펌프(533) 및 스팀 제너레이터(534)로 이루어진다. 공급관(531)은 일측은 씰링부재(53)의 공간부(535)로 연결되도록 설치된다.

공급관(531)의 타측은 분지되며, 분지된 일측 배관은 스팀 제너레이터(534)로 연결되고, 분지된 타측 배관에는 제1 펌프(533)이 설치된다. 그리고 분지부와 스팀 제너레이터(534) 사이에 제어 밸브(532a)가 설치되고, 분지부와 제1 펌프(533) 사이에 제어 밸브(532a)가 설치된다. 씰링부재(53)의 공간부(535)로 스팀에 공급될 때 제어 밸브(532a)가 개방되고 제어 밸브(532b)는 폐쇄되며, 배출될 때는 제어 밸브(532b)는 개방되고 제어 밸브(532a)는 폐쇄되며 제1 펌프(533)가 작동된다. 상기 제어 밸브(532a, 532b)는 3-Way밸브로 공급관(531)의 분지부에 1개 설치되는 것도 가능하다. 제1 펌프(533)는 씰링부재(53)의 공간부(535)로부터 유체를 배출시키는 작용을 하며, 스팀 제너레이터(534)는 스팀을 발생시켜 공간부(535)로 스팀이 공급되도록 한다. 제어 밸브(532a, 532b)는 공급관(531)을 개폐한다.

상기 도어(52)가 하강하여 챔버(54)를 개방하고 있는 상태에서 상부로 슬라이딩 이동하거나 도어(52)가 상승하여 챔버(54)를 폐쇄하고 있는 상태에서 하부로 슬라이딩 이동할 때, 씰링부재(53)의 공간부(535)로부터 유체가 배출되어 씰링부재(53)는 수축된 상태로 된다. 이로 인해, 도어(52)의 슬라이딩 시 도어(52)와 씰링부재(53) 사이의 마찰이 감소하거나 접촉하지 않게 되어 씰링부재(53)의 손상을 방지하고 내구성을 향상시킬 수 있다. 상기 도어(52)가 상승하여 챔버(54)를 폐쇄하고 있을 때, 씰링부재(53)의 공간부(535)로 스팀 등 유체가 공급되어 씰링부재(53)는 팽창된다. 따라서, 씰링부재(53)가 도어(52)와의 접촉면을 밀착 가압하여 씰링성이 크게 향상된다. 상기 도어(52)의 슬라이딩 구조에서 도어(52)와 도어 지지부(55) 간의 씰링성은 씰링부재(53)의 팽창 및 수축 구조에 의해 씰링부재(53)의 내구성은 향상시키면서도 씰링성은 크게 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고압증기 멸균장치의 냉각수 회수 시스템을 도시한 구성도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고압증기 멸균장치의 냉각부를 도시한 구성도이다.

도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 고압증기 멸균장치의 멸균 사이클을 설명하면, 고압증기 멸균장치(5)는 순환 유로와, 펌핑부와, 워터 탱크(58)와, 가열부(59) 및 냉각부(57)를 포함한다.

순환 유로는 물 또는 증기가 유동되는 통로로서 제1 유로(561)와, 제2 유로(567)와, 제3 유로(565) 및 제4 유로(562)를 구비하며, 펌핑부는 챔버(54) 내의 증기를 멸균 사이클을 통해 순환시키는 기능을 하는 것으로서 펌프(56) 및 제2 펌프(56-1)로 이루어질 수 있다. 제1 유로(561)의 일측은 챔버(54)와 연결되며, 타측은 분지되어 분지된 일측 배관은 워터 탱크(58)와 연결되고, 분지된 타측 배관은 펌프(56)와 연결된다. 제2 유로(567)는 펌프(56)와 제1 유로(561)의 분지된 일측 배관에 연결하며, 제3 유로(565)는 워터 탱크(58)와 제2 펌프(56-1) 사이를 연결한다. 제4 유로(562)는 제2 펌프(56-1)와 가열부(59)를 연결한다. 제1 유로(561)의 분지된 타측 배관에는 제1 밸브(568)가 설치되고, 제4 유로(562)에는 제2 밸브( 563)가 설치된다.

펌프(56)는 제1 유로(561)를 통해 챔버(54)의 증기를 배출시킴으로써 챔버(54)의 압력을 낮추어 진공에 가까운 환경을 형성한다. 펌프(56)를 통해 제1 유로(561)로 배출된 증기는 제2 유로(567)를 지나 워터 탱크(58)로 유동한다. 제2 펌프(56-1)는 워터 탱크(58)의 물을 가열부(59)로 보내 챔버(54)의 재킷(542)으로 순환시킨다. 상기 펌프(56)가 작동되어 챔버(54)의 증기를 펌핑할 때 제1 밸브(568)가 개방되며, 상기 제2 펌프(56-1)가 작동되어 워터 탱크(58)의 물을 펌핑할 때 제2 밸브(563)는 개방된다. 멸균사이클 동작시 챔버 (54) 내의 온도를 유지하기 위하여 제1 유로(561)의 분지된 일측 배관을 통해서 일정량의 고온의 증기를 배출하게 된다.

워터 탱크(58)는 챔버(54)로부터 배출된 증기와 멸균 사이클을 순환하는 물이 수용되고 기준치 이상의 온도-예를 들면 45℃ ~ 50℃ 범위-에서 수용된 물과 증기를 외부로 배출시키며, 상온의 물을 공급받도록 이루어져 있다. 워터 탱크(58)에는 내부의 온도를 감지하기 위한 온도 센서(585)가 장착된다. 워터 탱크(58)에 수용된 물이 기준치 온도 이상이 되면 유입 유로(582)를 통해 워터 탱크(58)로 상온의 물이 공급되고, 고온의 물은 배출 유로(581)를 통해 외부로 배출되어진다 . 유입 유로(582)에는 유체의 유동을 선택적으로 제어하기 위한 제3 밸브(584)가 설치된다. 워터 탱크(58)에 설치된 온도 센서(585)에 의해 감지된 내부 온도가 설정 온도-예를 들어 45℃ ~ 50℃-이상이면 유입 유로(582)에서 공급되는 물의 양만큼 배출 유로(581)를 통해 강제 배출시킨다. 유입 유로(582)에는 펌프(도시하지 않음)가 연결된다.

가열부(59)는 제2 펌프(56-1)를 통해 워터 탱크(58)로부터 공급되는 물을 가열하는 것으로서, 보일러, 히터 등으로 구성될 수 있다. 제1 유로(561)와 펌프(56)를 통해 챔버(54)로부터 배출된 고온, 고압의 증기는 냉각부(57)에서 냉각되어 워터 탱크(58)로 유동한다.

냉각부(57)는 멸균 사이클의 순환 라인 상에 설치되어 워터 탱크(58)로 회수되는 물과 증기를 냉각시키는 기능을 한다. 상기 냉각부(57)는 챔버(54)와 워터 탱크(58)의 사이를 연결하는 제1 유로(561)의 분지된 일측 배관상에 설치되는 것으로서, 튜브(571)와, 방열 부재(572)와, 송풍팬(573)으로 이루어진다. 튜브(571)는 워터 탱크(58)로 회수되는 물과 공기의 유로를 형성하도록, 내부에 물과 공기가 유동할 수 있는 관의 형태로 이루어진다. 튜브(571)는 단일 유로의 형태로 구현될 수 있으나 다중 유로의 형태로 구현되어 열교환 면적을 넓히는 것이 바람직하다. 튜브(571)는 지그재그 형태로 이루어져 사행 유로로 구현된다. 방열 부재(572)는 방열판, 방열핀 등의 형태로 이루어질 수 있으며, 튜브(571)를 유동하는 물과 공기를 외부 공기와 열교환을 향상시키는 기능을 한다. 송풍팬(573)은 외부 공기를 방열 부재(572) 측으로 공급하여 원활한 냉각을 유도한다.

상기 냉각부(57)를 통해, 워터 탱크(58) 측으로 회수되는 고온의 물과 증기가 냉각부(57)를 통과하면서 온도가 낮아짐에 따라 저온의 물이 워터 탱크(58)로 회수되어, 회수되는 물에 의해 워터 탱크(58)의 물의 온도가 크게 상승하지 않게 되므로 워터 탱크(58)로부터 배출 유로(583)를 통해 외부로 배출되는 물의 양이 감소하고, 이로 인해 워터 탱크(58) 측으로 공급되는 물의 양을 줄일 수 있다. 따라서, 물 소비량을 획기적으로 줄일 수 있다.

도 10은 도 8의 변형 예에 따른 고압증기 멸균장치의 펌핑부를 도시한 부분 단면도로서, 도 10을 참조하면, 고압증기 멸균장치는 제1 유로(561)와, 제2 유로(567)와, 오리피스 홀(56A)을 구비한다. 제1 유로(561)의 일측은 챔버(54)로 연결되고 타측은 제2 유로(567)에 연결된다. 오리피스 홀(56A)을 기준으로 제2 유로의 양측은 워터 탱크(58)와 연결되고, 오리피스 홀(56A)과 워터 탱크(58)의 사이에 물을 순환하기 위한 펌프가 설치된다. 오리피스 홀(56A)은 제2 유로(567) 상에 형성되며, 제2 유로(567)의 직경보다 작은 직경으로 이루어진다. 제1 유로(561)의 일 측은 챔버(54)에 연결되며 타 측은 오리피스 홀(56A)에 연결된다. 오리피스 홀(56A)을 통과하는 물의 유속은 급격히 증가하여 오리피스 홀(56A) 구간에서 압력이 낮아져 부압을 형성하며, 챔버(54)에는 정압이 형성되어 챔버(54)의 증기는 오리피스 홀(56A) 측으로 배출됨으로써 물과 함께 워터 탱크(58) 측으로 유동한다.

도 11에 도시된 바와 같이 상기에서 펌프(56)와 제2 펌프(56-1)은 별도로 구비되지 않고, 상기 펌프(56)가 제3 유로(562)와 제4 유로(565)에 구비되도록 하는 것도 가능하다. 그리고 제1 펌프(533)도 별도로 구비되지 않고, 상기 공급관(531)의 분지된 분지관도 펌프(56)에 연결되도록 하는 것도 가능하다. 이 경우 제1 유로(561)와 제3 유로(565) 및 공급관(531)에서 분지된 분지관이 펌프(56)의 인입구에 연결되고, 제2 유로(567)와 제4 유로(562)는 펌프(56)의 배출구에 연결되며, 밸브의 개폐에 의하여 선택적으로 제1 유로(561)를 통하여 제2 유로(567)로 유동되고, 제3 유로(565)를 통하여 제4 유로(562)로 유동하며, 공급관(531)에서 분지된 분지관을 통하여 유동되도록 제어될 수 있다.

상기에 기재된 밸브들은 솔레노이드 밸브로 하여 전기신호로 개폐를 제어할 수 있다.

상기 고압증기 멸균장치(5)는 멸균 사이클 중 회수되는 고온의 물과 증기를 외부로 배출할 경우 설치된 장소의 배수 라인에 문제를 발생시키고 고온의 물이 펌프의 기능을 저하시키므로, 일정 온도 이상이 되면 물과 증기를 배출하여야 한다. 이러한 이유로 워터 탱크(58)는 상온의 물을 공급받고 물이 기준치(예를 들면, 45℃ ~ 50℃) 이상으로 상승할 경우 물을 외부로 배출되도록 설정된다. 워터 탱크(58)는 배출 유로(581)를 통해 외부로 배출되는 물의 양만큼 유입 유로(582)를 통해 상온의 물을 공급받아야 하기 때문에 다량의 물이 필요하게 되는데, 본 실시 예에서의 냉각부(57)의 구성을 통해 요구되는 물의 공급을 최소화할 수 있다.

상기의 밸브, 펌프를 구동하는 모터 등은 도시하지 않은 제어부에 연결되어 제어부로부터의 제어 명령에 따라 동작한다.

지금까지 본 발명에 따른 고압증기 멸균장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

5 : 고압증기 멸균장치 51 : 본체
52 : 도어 53 : 씰링부재
535 : 공간부 54 : 챔버
55 : 도어 지지부 56 : 펌프
57 : 냉각부 58 : 워터 탱크
59 : 가열부 571 : 튜브
572 : 방열 부재 573 : 송풍팬
50A : 오리피스 홀

Claims (7)

1. 본체(51)와, 상기 본체(51)에 구비되며 개구부를 가지는 공간인 챔버(54)와, 상기 본체(51)에 구비되어 챔버(54)의 개구부를 개폐하는 도어(52)와, 본체(51)에 구비되어 도어(52)가 챔버(54)의 개구부를 폐쇄하는 위치에서 도어(52)와 마주하는 도어 지지부(55)와, 상기 도어(52)와 도어 지지부(55) 중 적어도 어느 하나에 구비되어 상기 챔버(54)의 씰링을 수행하는 차단부를 포함하고; 상기 차단부는 내부에 공간부(535)가 형성된 중공의 씰링부재(53)와, 상기 씰링부재(53) 공간부(535)로의 유체 유동을 제어하는 팽창 조절부를 구비하며, 상기 씰링부재(53)는 팽창 조절부에 의한 유체 제어에 따라 팽창 또는 수축하는 것을 특징으로 하는 고압증기 멸균장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 도어(52)는 본체(51)에 슬라이딩 가능하게 구비되며; 상기 챔버(54) 개구부의 가장자리 일측으로는 전방으로 돌출된 지지 부재(515)가 구비되고, 상기 지지 부재(515)에는 챔버(54) 개구부의 타측을 향하여 오목하게 고정홈(516a)이 형성되어; 상기 도어(52) 슬라이딩하여 챔버(54)의 개구부를 폐쇄하는 위치에서 도어(52)의 단부가 고정홈(516a)에 삽입되어 지지부재(515)에 의하여 지지되는 것을 특징으로 하는 고압증기 멸균장치.
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 팽창 조절부는 씰링부재(53)의 공간부(535)에 연결된 공급관(531)과, 상기 공급관(531)의 타측으로 연결된 스팀 제너레이터(534)와, 상기 공급관(531)으로부터 분지된 분지관에 구비되는 펌프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압증기 멸균장치.
4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 도어 지지부(55)에는 챔버(54)의 개구부의 가장자리를 따라 오목하게 요입홈(551)이 형성되고, 상기 씰링부재(53)는 요입홈(551)에 삽입 구비되는 것을 특징으로 하는 고압증기 멸균장치.
5. 제1 항에 있어서, 상기 챔버(54) 내의 증기를 멸균 사이클을 통해 순환시키는 펌핑부와, 상기 챔버(54)로부터 배출된 증기와 멸균 사이클을 순환하는 물이 수용되는 워터 탱크(58)와, 상기 워터 탱크(58)로부터 배출되어 상기 챔버(54)로 공급되는 물을 가열하는 가열부(59)를 포함하며; 멸균 사이클의 순환 라인 상에는 상기 워터 탱크(58)로 회수되는 물과 증기를 냉각시키는 냉각부(57)가 구비되는 것을 특징으로 하는 고압증기 멸균장치.
6. 제5 항에 있어서, 상기 냉각부(57)는 워터 탱크(58)로 회수되는 물과 공기의 유통로가 되는 튜브(571)와, 상기 튜브(571)를 유동하는 물과 공기를 외부 공기와 열교환시키는 방열 부재(572)와, 외부 공기를 상기 방열 부재(572) 측으로 공급하는 송풍팬(573)을 구비하는 것을 특징으로 하는 고압증기 멸균장치.
7. 제5 항에 있어서, 일 측이 상기 챔버(54)와 연결되는 제1 유로(561)와, 상기 워터 탱크(58)로 연결된 제2 유로(567)와, 상기 제2 유로(567) 상에 제2 유로(567)보다 작은 직경으로 이루어지며 상기 제1 유로(561)의 타 측이 상기 제2 유로(567)와 합류하는 부위에 형성되는 오리피스 홀(56A)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고압증기 멸균장치.

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