WO2015199409A1 - 멸균장치의 진공배기 시스템 - Google Patents

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vacuum pump
vacuum
oil
hydrogen peroxide
sterilization
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민흥식
안영근
양성진
민진우
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(주) 씨엠테크
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Definitions

  • the present invention relates to a vacuum exhaust system of the sterilization apparatus, and more particularly to a vacuum exhaust system of the sterilization apparatus for preventing the collection of water in the vacuum pump oil.
  • Medical instruments are usually sterilized by high pressure steam sterilization using saturated steam under high pressure, or by ethylene oxide gas sterilization using chemicals such as ethylene oxide that does not damage heat-affected instruments or materials.
  • high pressure steam sterilizer sterilizes at a high temperature of more than 120 degrees
  • medical instruments made of synthetic resins that have been recently developed are deformed, and medical instruments made of steel are dulled with fine blades, which are much shorter than the conventional lifespan.
  • high-pressure steam sterilization may be an unsuitable sterilization method because expensive medical devices, instruments, and devices that are increasing due to the development of the latest surgical technology may be damaged during sterilization reprocessing because they are sensitive to heat or moisture.
  • the ethylene oxide gas sterilizer can minimize the damage to the device, it can be sterilized at low temperature, but the ethylene oxide remains in the sterilized product or the reaction product may cause carcinogenic and toxic substances to be generated. Time is required.
  • ethylene oxide gas itself is a high explosion risk, it has been reported that it can act as a genetic toxic substance that can cause mutations, and it is prescribed as a carcinogen, which requires much attention to its use.
  • the sterilization method using hydrogen peroxide steam is a short sterilization time within 30 to 60 minutes at a temperature of 40 to 50 degrees, and the substances discharged to the atmosphere after sterilization are harmless to humans or the environment, so the disadvantages of the high pressure steam sterilizer and ethylene oxide gas Various disadvantages of the sterilizer can be compensated for.
  • the sterilization method using the liquid hydrogen peroxide vapor basically exists in the water vapor through the vacuum pump in the process of vacuum evacuation.
  • the water vapor collected in the vacuum pump oil is not only vapor vaporized in hydrogen peroxide water, but also not sufficiently dried after washing. This accelerates the collection and accumulation.
  • the problem to be solved by the present invention is to solve the problems as described above, the object of the present invention is to provide a vacuum exhaust system of the sterilization apparatus for preventing the collection of water in the vacuum pump oil.
  • the present invention to solve the problems pointed out the sterilization chamber;
  • a first vacuum pump connected to one side of the sterilization chamber;
  • An oil filter unit for exhausting steam introduced from the sterilization chamber through the first vacuum pump; It provides a vacuum exhaust system of the sterilization apparatus including a second vacuum pump connected to the first vacuum pump and the oil filter.
  • the present invention provides a vacuum exhaust system of the sterilization apparatus further comprising a sterilant solution supply device connected to the other side of the sterilization chamber.
  • the present invention provides a vacuum exhaust system of the sterilization apparatus, characterized in that the first vacuum pump is an oil vacuum pump.
  • the present invention provides a vacuum exhaust system of the sterilization apparatus, characterized in that the second vacuum pump is a dry vacuum pump that does not use oil.
  • the second vacuum pump is such that the operating oil of the first vacuum pump is exposed to a vacuum degree of a predetermined pressure
  • the predetermined pressure is a pressure that the water collected in the working oil can be below the boiling point. It provides a vacuum exhaust system of the sterilization device characterized in.
  • the present invention includes a first path opening and closing valve portion located between the first vacuum pump and the oil filter portion, between the first vacuum pump and the oil filter portion, the second vacuum pump and the first filter Path opening and closing valve unit provides a vacuum exhaust system of the sterilization device, characterized in that connected in parallel.
  • the present invention provides a vacuum exhaust system of the sterilization apparatus, characterized in that the first path opening and closing valve unit is a check valve.
  • the present invention comprises the steps of exhausting the vacuum chamber by turning on the first vacuum pump; Turning on the second vacuum pump to apply a vacuum to the operating oil of the first vacuum pump; And it provides a vacuum exhaust method of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus comprising the step of vaporizing the water vapor collected in the working oil of the first vacuum pump.
  • the present invention after the step of vaporizing the water vapor trapped in the operating oil of the first vacuum pump, the first vacuum pump is Off, maintaining the state of the second vacuum pump On; And Off the second vacuum pump provides a vacuum exhaust method of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus further comprising the step of turning off.
  • the present invention provides a vacuum exhaust method of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus comprising the step of turning off the second vacuum pump after the step of vaporizing the water vapor collected in the operating oil of the first vacuum pump.
  • the exhaust of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus further comprises the step of terminating the exhaust of the vacuum chamber by turning off the first vacuum pump.
  • the second vacuum pump connected to the first vacuum pump and the oil filter (Oil Mist Trap) portion, by turning on the second vacuum pump of the first vacuum pump
  • the first vacuum pump is provided with a constant pressure for evaporating liquid water, thereby vaporizing the vapor trapped in the working oil of the first vacuum pump.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a vacuum exhaust system of a sterilization apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a vacuum exhaust method of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a schematic configuration diagram showing a first application of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a flow chart showing a sterilization method of the first application example of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a schematic configuration diagram showing a second application of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a schematic perspective view showing a vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing a vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • first, second, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, of course, the first component mentioned below may be a second component within the technical spirit of the present invention.
  • spatially relative terms below “, “ beneath “, “ lower”, “ above “, “ upper” It can be used to easily describe a component's correlation with other components. Spatially relative terms are to be understood as including terms in different directions of components in use or operation in addition to the directions shown in the figures. For example, when flipping a component shown in the drawing, a component described as “below” or “beneath” of another component may be placed “above” the other component. Can be. Thus, the exemplary term “below” can encompass both an orientation of above and below. The components can be oriented in other directions as well, so that spatially relative terms can be interpreted according to the orientation.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a vacuum exhaust system of a sterilization apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus includes a sterilization chamber (10).
  • the sterilization chamber 10 represents a container into which sterilized substances, such as medical instruments or surgical instruments, to be sterilized are put. At this time, one side of the sterilization chamber 10 may include a door for access to the sterilized material.
  • it may include a sterilant solution supply device 40 connected to one side of the sterilization chamber 10, through the sterilant supplied from the sterilant solution supply device 40, the sterilization chamber 10 Sterilized products can be sterilized at
  • the sterilant may be hydrogen peroxide
  • the sterilant aqueous solution may be hydrogen peroxide
  • the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus includes a first vacuum pump 20 connected to the other side of the sterilization chamber 10, the first vacuum pump 20 is The gas inside the sterilization chamber 10 may be extracted to form a vacuum state.
  • the first vacuum pump 20 is characterized in that the oil vacuum pump, in the case of a dry vacuum pump not using oil, the vacuum exhaust performance is lower than the oil vacuum pump, and has a high cost of high vacuum exhaust performance In the case of using a dry vacuum pump, it is not suitable for the purpose of evacuating a high-capacity container due to lack of exhaust volume. Therefore, in the present invention, the first vacuum pump 20 is preferably an oil vacuum pump.
  • a first vacuum valve 21 for controlling the operation of the first vacuum pump 20 may be connected between the sterilization chamber 10 and the first vacuum pump 20.
  • the sterilization chamber 10 and the first vacuum pump 20 may include a catalytic reaction portion 22.
  • the steam discharged from the sterilization chamber 10 and introduced into the first vacuum pump 20 includes a gas discharged in a harmful state, and the catalytic reaction unit 22 oxidizes such harmful components, thereby making it harmless. Generated exhaust gas.
  • the presence or absence of the catalytic reaction unit 22 is not limited.
  • the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus includes an oil filter (Oil Mist Trap) unit 50.
  • the oil filter (Oil Mist Trap) unit 50 is a portion for collecting the oil contained in the steam in the steam flowing from the sterilization chamber 10 is finally exhausted through the first vacuum pump 20 As an oil, the oil may be collected through the oil filter unit 50, and steam may be exhausted through the oil filter.
  • first vacuum pump 20 and the oil filter (Oil Mist Trap) unit 50 corresponds to a configuration generally used in a sterilization apparatus.
  • the sterilization method using such a sterilant aqueous solution is basically present in the water vapor through the vacuum pump in the process of evacuation.
  • a part of the water vapor passing through the vacuum pump is continuously vaporized or dissolved in the air to be discharged, but cannot be completely discharged and is collected and accumulated in the oil of the first vacuum pump.
  • the rate of the accumulation of water in the first vacuum pump oil is faster.
  • the following second vacuum pump is introduced.
  • the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus is connected to the first vacuum pump 20 and the oil filter (Oil Mist Trap) unit 50 A second vacuum pump 30 is included.
  • the second vacuum pump 30 is a dry vacuum pump that does not use oil, and when the second vacuum pump is an oil vacuum pump, water vapor is still collected and accumulated in the oil of the second vacuum pump. Therefore, in the present invention, it is preferable that the second vacuum pump 30 is a dry vacuum pump that does not use oil.
  • the second vacuum pump 30 is configured to expose the working oil of the first vacuum pump 20 to a vacuum degree of a predetermined pressure, wherein the predetermined pressure may be less than the boiling point of the moisture collected in the working oil. Means pressure.
  • a part of the water vapor passing through the first vacuum pump is continuously vaporized or dissolved in the air, but cannot be completely discharged, and a part of the water vapor is collected in a liquid state in the oil of the first vacuum pump. And accumulate.
  • the second vacuum pump 30 in order to vaporize the liquid water collected in the oil of the first vacuum pump, to provide a constant vacuum degree for evaporating the liquid water in the first vacuum pump 20,
  • the second vacuum pump 30 provides a constant degree of vacuum for vaporizing liquid water collected in the oil of the first vacuum pump 20.
  • the constant pressure is as described above that the moisture trapped in the working oil can be below the boiling point, more specifically, may be a pressure of 50 to 150 mb.
  • the second vacuum pump 30 may be a dry vacuum pump capable of providing a pressure of 50 to 150 mb.
  • the second vacuum pump 30 is connected in series to the first vacuum pump 20 and the oil filter trap 50.
  • the second vacuum pump 30 and the first vacuum pump 20 includes a first path opening and closing valve unit 31, that is, through the first path opening and closing valve unit 31, Water vapor introduced from the first vacuum pump 20 may pass through the oil filter part 50 via the second vacuum pump 30.
  • first vacuum pump 20 and the oil filter unit 50 includes a second path opening and closing valve unit 32, through the second path opening and closing valve unit 31, the first Water vapor introduced from the vacuum pump 20 may pass through the oil filter unit 50 with or without the second vacuum pump 30.
  • FIG. 1 illustrates the use of two valve parts of the first path opening / closing valve part 31 and the second path opening / closing valve part 32, the valve is different from the one valve of the check valve. On / Off of the first path and the second path may be controlled. This will be described in more detail with reference to the third embodiment described later.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a vacuum exhaust method of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the vacuum exhaust method of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus first, the step of turning on the first vacuum pump to exhaust the vacuum chamber (S11).
  • the first vacuum pump may repeat On / Off in the sterilization process, it may correspond to the step of evacuating the vacuum chamber in the first vacuum pump is On.
  • the vacuum degree of the exhaust part of the first vacuum pump may be at least atmospheric pressure
  • the vacuum degree of the sterilization chamber may be 10 ⁇ 150 mb.
  • the first vacuum valve 21 may be in an open state
  • the first path open / close valve unit 31 may be in a close state
  • the second path open / close valve unit 32 may be in an open state.
  • part of the water vapor passing through the first vacuum pump is continuously vaporized or dissolved in the air to be discharged, but cannot be completely discharged, and a part of it is collected in a liquid state in the oil of the first vacuum pump. Accumulate.
  • the second vacuum pump 30 in order to vaporize the liquid water collected in the oil of the first vacuum pump, to provide a predetermined pressure for evaporating the liquid water in the first vacuum pump 20, the second vacuum pump 30 provides a predetermined pressure for vaporizing liquid water collected in the oil of the first vacuum pump 20.
  • the vacuum degree of the exhaust portion of the first vacuum pump may be atmospheric pressure ⁇ 50mb
  • the vacuum degree of the sterilization chamber may be 10 ⁇ 150mb.
  • step S12 the first vacuum valve 21 may be in an open state
  • the first path open / close valve unit 31 may be in an open state
  • the second path open / close valve unit 32 may be in a close state.
  • the step of applying a vacuum to the operating oil of the first vacuum pump by turning on the second vacuum pump of step S12, the first vacuum pump may be on or off state.
  • the second vacuum pump in step S12 is turned on to vacuum the operating oil of the first vacuum pump. Can be imposed.
  • the second vacuum pump in step S12 is turned on to apply a vacuum to the operating oil of the first vacuum pump. can do.
  • the step of turning off the first vacuum pump separately further comprising the step of ending the exhaust of the vacuum chamber; Can be.
  • the step of applying the vacuum to the operating oil of the first vacuum pump by turning on the vacuum pump is, after the step of turning off the first vacuum pump to end the evacuation of the vacuum chamber, the step of applying the vacuum to the operating oil of the first vacuum pump by turning on the vacuum pump.
  • This step S13 may occur at the same time as the above-described step S12, that is, by turning on the second vacuum pump to apply a vacuum to the operating oil of the first vacuum pump, the liquid state to the first vacuum pump 20 It provides a constant pressure for evaporating the water, thereby vaporizing the water vapor trapped in the working oil of the first vacuum pump.
  • the liquid water is not collected in the working oil, and finally, it can be discharged to the outside via the oil filter unit 50.
  • the vacuum degree of the exhaust portion of the first vacuum pump may be 50 ⁇ 150mb
  • the vacuum degree of the sterilization chamber may be 0.1 ⁇ 20mb.
  • the first vacuum valve 21 may be in an open state
  • the first path open / close valve unit 31 may be in an open state
  • the second path open / close valve unit 32 may be in a close state.
  • the first vacuum pump is Off, and maintaining the On state of the second vacuum pump (S14).
  • step S14 the first vacuum pump is turned off, but the exhaust of the sterilization chamber is finished, but it may be a step of continuously vaporizing the liquid water collected in the working oil of the first vacuum pump.
  • the vacuum degree of the exhaust portion of the first vacuum pump may be 50 ⁇ 150mb
  • the vacuum degree of the sterilization chamber may be 0.5 ⁇ 1mb.
  • step S14 the first vacuum valve 21 may be in a close state, the first path open / close valve unit 31 may be in an open state, and the second path open / close valve unit 32 may be in a close state.
  • step S14 if the vacuum exhaust time is sufficient enough that the rate of gas discharged from the chamber is small, it can be generally omitted.
  • step S14 may be additionally performed. Therefore, the step S14 is not essential to the present invention.
  • the second vacuum pump including the second vacuum pump 30 connected to the first vacuum pump 20 and the oil filter (Oil Mist Trap) unit 50, to turn on the second vacuum pump
  • the first vacuum pump 20 is provided with a constant pressure for evaporating the liquid water, thereby operating oil of the first vacuum pump.
  • the vapor trapped in can be vaporized.
  • Figure 3 is a schematic configuration diagram showing a first application of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the first application example 100 of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a sterilization chamber (110).
  • the sterilization chamber 110 represents a container into which sterilized substances, such as medical instruments or surgical instruments, to be sterilized are put. At this time, one side of the sterilization chamber 110 may include a door for access to the sterilized material.
  • the first vacuum pump 20 is connected to one side of the sterilization chamber 110, the first vacuum pump 20 to extract the gas inside the sterilization chamber 110 to form a vacuum state Can be.
  • a first vacuum valve 21 for controlling the operation of the vacuum pump 120 is connected between the sterilization chamber 110 and the first vacuum pump 20. Since it is as described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • the first application example 100 of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the first embodiment of the present invention is connected to the other side of the sterilization chamber 110, the sterilization chamber 110 Evaporator 130 (or may be referred to as an evaporator) for supplying hydrogen peroxide vapor) and a hydrogen peroxide supply device 150 for supplying hydrogen peroxide to the vaporizer 130.
  • the sterilization chamber 110 Evaporator 130 or may be referred to as an evaporator for supplying hydrogen peroxide vapor
  • a hydrogen peroxide supply device 150 for supplying hydrogen peroxide to the vaporizer 130.
  • the sterilization chamber 110 and the vaporizer 130 may include a vaporization valve 131.
  • the first application example 100 of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus one side is connected to the vaporizer 130, the other side is connected to the sterilization chamber 110, the And a collector 140 (or may be referred to as a collector vaporizer) for concentrating the hydrogen peroxide supplied to the vaporizer 130.
  • the sterilization chamber 110 and the collector 140 may include a vaporization valve 131.
  • the sterilization chamber 110 and the collector 140 may include a collection valve 141.
  • the vaporization valve 131 and the collection valve 141 may be connected in parallel between the sterilization chamber 110 and the collector 140.
  • between the sterilization chamber 110 and the vaporizer 130 may include a vaporization valve 131, that is, one side of the vaporization valve 130 and the sterilization chamber 110 and The other side may be connected in parallel with the vaporizer 130 and the collector 140.
  • the first application example 100 of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus is a first connection connecting the collector 140 and the vaporization valve 131.
  • the pipe 142 and the vaporization valve 131 may include a second connecting pipe 133 connecting the sterilization chamber 110.
  • a third connecting pipe 143 connecting the collector 140 and the collection valve 141 and a fourth connecting pipe 144 connecting the collection valve 141 and the sterilization chamber 110. can do.
  • the fourth connection pipe 144 is connected to the second connection pipe 133, and the vaporization valve 131 and the collection valve 141 are disposed between the sterilization chamber 110 and the collector 140.
  • the fourth connection pipe 144 is connected directly to the sterilization chamber 110, the vaporization valve 131 between the sterilization chamber 110 and the collector 140, in contrast.
  • the collection valve 141 may be connected in parallel.
  • the vaporizer 130 may include a fifth connection pipe 132 connecting the vaporization valve 131, in this case, the fifth connection pipe 132 is the first connection pipe 142 in the drawing Is connected to the vaporization valve 130 and the vaporizer 130 and the collector 140, but in contrast, the fifth connection pipe 132 is directly connected to the vaporization valve 131
  • the vaporization valve 130 may be connected in parallel with the vaporizer 130 and the collector 140.
  • the vaporization valve 131 and the collection valve 141 may control the flow of the fluid of the first connection pipe 142 to the fifth connection pipe 132 by the open / close operation,
  • the open / close operation of the vaporization valve 131 and the collection valve 141 may be controlled by a separate controller.
  • the first connection pipe 142 for connecting the collector 140 and the vaporization valve 131 and the second connection pipe 133 for connecting the sterilization chamber 110 and the vaporization valve 131. May have a larger inner diameter than other connection pipes, that is, the third connection pipes 143 to the fifth connection pipes 132, for example, the third connection pipes 143 to the fifth connection pipes 132.
  • the first connection pipe 142 and the second connection pipe 133 may be 1 inch pipe. This will be described later.
  • the temperature control means may be a heater, which Since it is obvious in the art, a detailed description thereof will be omitted.
  • the collector 140 may further include a cooling means as a temperature control means, and the cooling means may use a suitable means such as direct cooling using cooling water or a thermoelectric element or air cooling by blowing a heat exchanger. .
  • Figure 4 is a flow chart showing a sterilization method of the first application example of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the sterilization method of the first application example of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the first embodiment of the present invention is a sterilization chamber 110 (or, may be named sterilization chamber) and vaporizer 130 Including a vacuum exhaust step (S110).
  • Evacuating the sterilization chamber 110 and the vaporizer 130 may be evacuated by operating the first vacuum pump 20 (on) and opening the first vacuum valve 21. have.
  • step S110 that is, the step of evacuating the sterilization chamber and the vaporizer may be continued until step S160 to be described later, when the sterilization chamber reaches a predetermined set pressure, and the hydrogen peroxide liquid from which the water is removed is collected in the collector This step can be completed.
  • the vaporization valve 131 between the sterilization chamber 110 and the vaporizer 130, or between the sterilization chamber 110 and the collector 140 is in an open state, is in communication with the sterilization chamber in the vacuum exhaust to be a pressure below atmospheric pressure and closed in the next step.
  • the sterilization chamber and the vaporizer may be maintained at a temperature set by the above-described temperature control means.
  • the hydrogen peroxide solution may be introduced through a hydrogen peroxide supply device 150 for storing hydrogen peroxide water at a first concentration. Meanwhile, although not shown in FIG. 3, the vaporizer 130 and the hydrogen peroxide supply device 150 may be added. Including a hydrogen peroxide water supply control valve (not shown), it is possible to supply an appropriate amount of hydrogen peroxide water.
  • the first concentration of the hydrogen peroxide solution may be 60% by weight or less.
  • the concentration of hydrogen peroxide is limited to 60% by weight or less in the handling of hydrogen peroxide solution, i.e., hydrogen peroxide water, so it is practically difficult to use a higher concentration of hydrogen peroxide as a sterilant.
  • the first concentration of the hydrogen peroxide water indicates the concentration of the hydrogen peroxide water that can be handled and does not have an important meaning in understanding the meaning of the present invention.
  • the first temperature may be 60 to 70 °C
  • the first pressure may be 800 mb (pre-bar) to atmospheric pressure.
  • step S120 while the hydrogen peroxide water of the first concentration is introduced into the vaporizer 130, the vaporization valve 131 and the collection valve 141 may correspond to a close state, but, depending on the supply device open It may be a state.
  • step S120 the pressure of the sterilization chamber 110 is 600 mb to atmospheric pressure, the temperature may be 45 to 55 °C, the pressure of the collector 140 is 800 mb to atmospheric pressure, the temperature is 38 to May be 42 ° C.
  • the first temperature in the present invention is characterized in that higher than the temperature of the sterilization chamber.
  • the first temperature corresponds to the temperature of the vaporizer in the process of vaporizing more water vapor from the hydrogen peroxide water, the vaporization process of the water vapor very strong endothermic reaction occurs to suppress the vaporization rate very strongly.
  • the first temperature is at least higher than the temperature of the sterilization chamber.
  • the hydrogen peroxide water of the first concentration injected into the vaporizer 130 is vaporized (ie, water is removed) to form hydrogen peroxide water of the second concentration.
  • the second concentration of the hydrogen peroxide solution may be 75% by weight to 85% by weight, and step S130 may be performed by vaporizing water in 60% by weight or less of hydrogen peroxide, thereby forming hydrogen peroxide water at a concentration of 75% by weight to 85% by weight. It may be a first concentration step.
  • water ie, moisture
  • water in the hydrogen peroxide water is evaporated / diffused before hydrogen peroxide, and thus a second concentration of hydrogen peroxide water may be formed.
  • the evaporated water is evacuated through the first vacuum pump via the sterilization chamber 110, and thus, in step S130 to operate (on) the first vacuum pump 20, the first vacuum valve 21 and the vaporization valve 131 corresponds to the open state.
  • step S130 the temperature of the vaporizer 130 is temporarily lowered by the endothermic reaction of the vaporization process, the temperature is in the range of 55 to 65 °C, the pressure can be 30 to 800 mb (pre-bar) have.
  • the pressure of the sterilization chamber 110 is in the range of 10 to 600 mb, the temperature is 45 to 55 °C
  • the pressure of the collector 140 is in the range of 20 to 500 mb, the temperature may be 35 to 40 °C.
  • the exhaust volume decreases from the stage at which the vacuum degree of the chamber becomes 10mb to 150mb, but the ratio of the vapor of the exhausted gas and the hydrogen peroxide vapor is higher than that of the general atmosphere such as oxygen and nitrogen.
  • the rate of water vapor increases rapidly, and the rate at which water vapor accumulates in the vacuum pump oil is increased.
  • step S130 the vacuum exhaust of the above-described vacuum exhaust system may be started.
  • the step S130 corresponds to a time when the sterilization process is in need of removing water contained in the oil of the vacuum pump in earnest, and thus, the second vacuum pump, which is the above-described step S12 in step S130, is turned on, and the The step of applying a vacuum to the working oil of the vacuum pump can proceed.
  • start time of the step S12 is not limited to the step S130, and if necessary, steps S140 to S160 described later may be used as the start point of the step S12.
  • the first vacuum pump 20 is operated (on) and the first vacuum valve 21 is turned on.
  • the vaporization valve 131 may be controlled in a close state, and the collection valve 141 may be controlled in an on state.
  • the second temperature may be 35 to 42 °C
  • the second pressure may be 8 to 50 mb.
  • the pressure of the vaporizer 130 may be 10 to 60 mb
  • the temperature may be 55 to 60 °C
  • the second The concentration of hydrogen peroxide solution may move from the vaporizer 130 to the collector 140 via the fifth connection pipe 132 and the first connection pipe 142.
  • step S140 the sterilization chamber 110 is continuously evacuated, the pressure of the sterilization chamber 110 is 1 to 10 mb, the temperature may be 45 to 55 °C.
  • the second temperature in the present invention is characterized in that lower than the temperature of the sterilization chamber.
  • the second temperature corresponds to the temperature of the collector in which the hydrogen peroxide water of the second concentration is collected, and if the saturated hydrogen peroxide vapor from the vaporizer is higher than the temperature of the chamber in the course of passing through the collector, the hydrogen peroxide vapor cannot be condensed in the collector. May be exhausted through the chamber.
  • the second temperature is preferably at least lower than the temperature of the sterilization chamber.
  • step S140 that is, the second temperature and the second Injecting the second concentration of hydrogen peroxide water into the collector of 2 pressure.
  • the first concentration of hydrogen peroxide water directly into the collector it may be considered that the first concentration of hydrogen peroxide water directly into the collector, but is not preferable for the following reasons.
  • Table 1 below shows an example of the vaporization rate of hydrogen peroxide vapor by the concentration of hydrogen peroxide water.
  • the vaporization rate of hydrogen peroxide vapor in a 60% by weight hydrogen peroxide solution is 13%, which means that the remaining 87% is water vapor, and the vaporization rate of hydrogen peroxide vapor in an 80% by weight hydrogen peroxide solution. Is 40%, which means that the remaining 60% is water vapor.
  • performing step S140 without step S130 may mean, for example, adding 60% by weight of hydrogen peroxide to a collector, and performing step S140 after performing step S130 is performed by 80% by weight. This could mean adding hydrogen peroxide to the collector.
  • the ratio of the water vapor passing through the collector in the initial stage is relatively higher than when the step S140 is performed after the step S130 is performed.
  • the water vapor enters the collector at high pressure (at a collector temperature of 40 ° C, the saturated water vapor pressure is 75mb and higher). It can also be condensed in the collector.
  • the condensation of water vapor into the collector means that there is a limit to the concentration of hydrogen peroxide that is concentrated by the amount of water vapor that is condensed.
  • step S130 that is, the hydrogen peroxide water of the second concentration by vaporizing the first concentration of hydrogen peroxide water
  • step S140 that is, the step of introducing the hydrogen peroxide water of the second concentration to the collector of the second temperature and the second pressure.
  • the hydrogen peroxide vapor in the second concentration of hydrogen peroxide water is condensed in the collector, and the step of evacuating the water vapor from the collector (S150).
  • water evaporates more quickly because of its higher vapor pressure than hydrogen peroxide, and because water has a lower molecular weight than hydrogen peroxide, water diffuses more rapidly into the gas phase than hydrogen peroxide, thus, water (i.e., moisture) at the same temperature and pressure conditions. ) Evaporates and diffuses faster than hydrogen peroxide, so that water in the hydrogen peroxide evaporates / diffuses before hydrogen peroxide, so that hydrogen peroxide vapor is condensed in the collector and water vapor is exhausted from the collector, forming a third concentration of hydrogen peroxide water. Can be.
  • the hydrogen peroxide water condensed in the collector may include hydrogen peroxide at a concentration higher than the concentration of the hydrogen peroxide water at the second concentration.
  • the hydrogen peroxide vapor and steam passing through the pipe at step S140 is moved in the order of the fifth connection pipe, the first connection pipe, the third connection pipe, the fourth connection pipe, in this case, the smaller inner diameter of these connection pipes
  • the temperature of must be higher than the temperature of the collector 140.
  • the gaseous hydrogen peroxide vapor and water vapor differ in temperature at which they can condense at the same pressure. For example, at 35 degrees, hydrogen peroxide condenses above 5 mb and water vapor condenses above 55 mb.
  • this difference is, for example, when the collector temperature being evacuated through the collecting valve is 35, the hydrogen peroxide vapor is condensed when the pressure is in the range of 5 mb to 55 mb, and the steam can be exhausted from the collector.
  • the third concentration of the hydrogen peroxide solution may be 90% by weight to 95% by weight, and step S150 by vaporizing water in 75% by weight to 85% by weight of hydrogen peroxide, 90% by weight to 95% by weight of hydrogen peroxide It may be a second concentration step of hydrogen peroxide solution to form water.
  • the hydrogen peroxide vapor in the second concentration of hydrogen peroxide in the step and the second concentration of hydrogen peroxide in the collector of the second temperature and the second pressure of step S140 and condensed in the collector The exhaust gas from the collector is described as being sequentially performed, but, alternatively, the steps S140 and S150 may be performed at the same time.
  • step S150 the first vacuum pump 20 is operated (on) and the first vacuum valve 21 is opened to open the vacuum exhaust.
  • the collection valve 141 corresponds to an open state so that the evaporated water is evacuated through the first vacuum pump.
  • the method includes lowering the sterilization chamber to a predetermined pressure and concentrating the third concentration of hydrogen peroxide water to a fourth concentration of hydrogen peroxide water (S160).
  • the predetermined pressure should be a set pressure for sterilization in the sterilization chamber, and, if the sterilant is hydrogen peroxide vapor, it should be easy to diffuse vacuum degree.
  • the set pressure may be 0.5 to 1.3 mb
  • the temperature of the sterilization chamber may be 45 to 55 °C.
  • the fourth concentration of the hydrogen peroxide solution may be greater than or equal to 95% by weight, the third concentration of hydrogen peroxide to form more than 95% by weight of hydrogen peroxide by evaporating water in the hydrogen peroxide solution of the concentration of 90% to 95% by weight in step S160 It may be a step.
  • step S160 the first vacuum pump 20 is operated (on), and the first vacuum valve 21 is opened to open the vacuum exhaust. can do.
  • step S160 the collection valve 141 may repeat the open state and the close state.
  • hydrogen peroxide evaporates at a pressure of about 20mb or less in 80% by weight hydrogen peroxide solution, but hydrogen peroxide does not evaporate at a pressure of about 11mb or less in 90% by weight hydrogen peroxide solution. Done.
  • the high concentration of hydrogen peroxide can continue the decomposition reaction, the water generated during the decomposition will lower the concentration of hydrogen peroxide.
  • This water removal method takes a very long time in the low concentration step, but is effective to remove a small amount of water in the high concentration step, it can be said to be effective to maintain at least a high concentration.
  • the pressure of the collector 140 containing a third concentration of hydrogen peroxide is continuously lowered to prevent the hydrogen peroxide from evaporating at a lower pressure, the collection
  • the valve 141 may prevent the pressure of the collector 140 from continuously lowering by repeating the open state and the close state.
  • the pressure of the collector 140 is 5 to 10 mb
  • the temperature may be 35 to 40 °C
  • the pressure of the vaporizer 130 may be 7 to 10 mb
  • the temperature may be 60 to 70 °C.
  • step S160 since the aqueous solution of the vaporizer is completely exhausted, the temperature is restored in a vacuum state, and the collector is concentrated with high concentration of hydrogen peroxide, and a small amount of water is removed, or stays in the collector while maintaining an appropriate pressure.
  • the collector can then be lowered to a lower temperature by temperature control means to prevent excessive exhaustion of hydrogen peroxide.
  • the hydrogen peroxide vapor of the hydrogen peroxide solution of the fourth concentration is put into a sterilization chamber, and the step of sterilizing the object to be treated (S170).
  • step S170 in order to inject the hydrogen peroxide vapor of the hydrogen peroxide solution of the fourth concentration located in the collector 140 to the sterilization chamber 110, the vaporization valve 131 is open, the collection valve corresponds to the open or close state. .
  • the hydrogen peroxide vapor from the collector 140 to the sterilization chamber 110 may move through the first connection pipe 142 and the second connection pipe 133.
  • the first connection pipe 142 connecting the collector 140 and the vaporization valve 131 and the second connection pipe connecting the vaporization valve 131 and the sterilization chamber 110 may have a larger inner diameter than other connection pipes, that is, the third connection pipe 143 to the fifth connection pipe 132, for example, the third connection pipe 143 to the fifth connection pipe 132.
  • the first connection pipe 142 and the second connection pipe 133 may be a 1 inch pipe.
  • hydrogen peroxide vapor flows into the sterilization chamber 110 from the collector 140 through the first connection pipe 142 and the second connection pipe 133, and the hydrogen peroxide vapor flows into the fifth connection pipe 132.
  • hydrogen peroxide vapor may be introduced into the first connection pipe 142 having a relatively large inner diameter, and hydrogen peroxide vapor may not be introduced into the fifth connection pipe 132 having a relatively small inner diameter.
  • the hydrogen peroxide vapor is added to the sterilization chamber, the sterilization treatment target, it is preferable that the hydrogen peroxide vapor is added in a state where the temperature of the hydrogen peroxide vapor is not high.
  • the sterilization chamber enters the sterilization chamber at a temperature higher than the temperature of the sterilization chamber before the hydrogen peroxide vapor is sufficiently saturated in the sterilization chamber, the density of the hydrogen peroxide vapor in the entry path becomes excessive and easily condensed.
  • the gas phase reduces the absolute amount of diffusion into the sterilization chamber and can adversely affect the diffusion effect for sterilization.
  • the pipe of the path between the collector 140 and the sterilization chamber 110 may have an inner diameter larger than that of other paths, and the large inner diameter of the pipe means that a large amount of gas is moved. If the inner diameter is large, the gaseous driving force increases by the degree of vacuum as the amount of gas moving increases, thereby preventing the temperature rise of the gaseous hydrogen peroxide vapor.
  • the pipe of the path between the collector 140 and the sterilization chamber 110 has a larger inner diameter than the pipe of the other path, so that the temperature of the hydrogen peroxide vapor can be added to the sterilization chamber in accordance with the temperature, Since the decomposition reaction is minimized and the hydrogen peroxide vapor easily accesses the sterilized product through sufficient diffusion into the gas phase, a good sterilization effect can be obtained.
  • the hydrogen peroxide vapor of the fourth concentration of hydrogen peroxide into the sterilization chamber hydrogen peroxide is evaporated and diffused into the sterilization chamber, the vaporization of the hydrogen peroxide before the temperature of the collector 140 reaches the temperature of the sterilization chamber
  • the temperature increase rate of the collector 140 may be controlled to be completed.
  • the collector 140 may be heated by a temperature control means, wherein heating the collector is such that vaporization of hydrogen peroxide before the temperature of the collector reaches the temperature of the sterilization chamber
  • the temperature increase rate can be controlled to complete more than 80%.
  • the pressure of the sterilization chamber 110 may be 0.5 to 15 mb, the temperature may be 45 to 55 °C.
  • the pressure of the collector 140 is 0.5 to 15 mb
  • the temperature may be 30 to 70 °C
  • the pressure of the vaporizer 130 may be 0.5 to 15 mb
  • the temperature may be 60 to 70 °C or more.
  • step S170 of the above-described step of the vacuum exhaust of the vacuum exhaust system, step S14 or S15 may proceed.
  • the concentration of the hydrogen peroxide solution in handling the hydrogen peroxide solution is 60% by weight or less. There is a difficulty in using a high concentration of hydrogen peroxide as a sterilizing agent.
  • the water is brought into contact with the collector by proceeding with steps S140 and S150 described above. Can reduce the likelihood of doing so.
  • the saturated steam pressure of the water according to the collector pressure of the hydrogen peroxide collector and the temperature of the collector, that is, the vaporization / condensation boundary pressure is lowered, so that even when the water contacts the collector, it cannot be condensed. This can be done.
  • the removal of water vapor from the hydrogen peroxide in the vacuum process is not necessary only for the vacuum exhaust process including the process of increasing the sterilant diffusion capacity by increasing the ratio of hydrogen peroxide vapor.
  • the vacuum exhaust method using the second vacuum pump as described above maintains the same capacity of the vacuum exhaust continuously.
  • the rate of evacuation was measured using an oil vacuum pump having an internal volume of 100 L and an evacuation performance of 600 L per minute in a sterilization chamber maintained at 50 ° C.
  • the rate of evacuation was measured using an oil vacuum pump having an internal volume of 100 L and an evacuation performance of 600 L per minute in a sterilization chamber maintained at 50 ° C.
  • the measurement environment was 27 °C and relative humidity was 50%, and the speed of vacuum evacuation from atmospheric pressure to 0.1mb was measured, and the rate of vacuum evacuation was confirmed by repeating 100 times with one time of purging to atmospheric pressure.Oil Mist Trap The amount of oil collected in was measured.
  • the first vacuum exhaust speed was 252 seconds
  • the 10th vacuum exhaust speed was 255 seconds
  • the 100th vacuum exhaust speed was 262 seconds.
  • the temperature of the vacuum pump oil was 45 ° C. to 50 ° C., and less than 10 cc of oil was collected in the oil Mist Trap.
  • the vacuum exhaust velocity was measured again, and it took 253 seconds.
  • the first vacuum exhaust speed was 251 seconds
  • the 10th vacuum exhaust speed was 255 seconds
  • the 100th vacuum exhaust speed was 361 seconds.
  • the temperature of the vacuum pump oil was 59 ° C. to 62 ° C., and about 80 cc of oil was collected in the oil Mist Trap. The collected oil was put back into the vacuum pump, and after the oil temperature of the vacuum pump was restored to room temperature, the vacuum exhaust velocity was measured again, and it took 331 seconds.
  • the vacuum exhaust velocity of the first, tenth and 100th times was not significantly different to 252 seconds, 255 seconds and 262 seconds, respectively, whereas the comparative example It can be seen that the first, the tenth and the 100th vacuum exhaust speeds gradually increased to 251 seconds, 255 seconds and 361 seconds, respectively.
  • the vacuum exhaust speed of the 100th time is 1 Compared to the first time, it rose to a very large extent, which means that the water vapor trapped in the oil of the oil vacuum pump increases, and eventually the vacuum exhaust rate becomes very slow.
  • the temperature of the 100th vacuum pump oil is 45 °C to 50 °C
  • the temperature of the 100th vacuum pump oil is 59 °C to 62 °C.
  • the hydrogen peroxide vapor was diffused into the sterilization chamber and maintained for a certain time, the time required was about 6 minutes.
  • the product was evacuated again to completely remove the hydrogen peroxide vapor, followed by a vacuum evacuation step of maintaining 0.5 mb or less for 3 minutes, and the required time was about 6 minutes.
  • the total cycle time is about 40 minutes, where the operating time of the oil vacuum pump is 26 minutes and the operating time of the dry vacuum pump is 22 minutes. It was.
  • the time required for the 100th time was 40.2 minutes, which was 0.2 minutes longer than the standard time, whereas the dry vacuum pump was used. If not, it took 1.5 minutes.
  • the dry vacuum pump is not used in general, about 600 times, water vapor is trapped in the oil of the oil vacuum pump, and the oil vacuum pump does not reach the target degree of vacuum, and thus does not act as a vacuum pump.
  • a dry vacuum pump according to the present invention it can be seen that it can be used up to 2000 times.
  • Figure 6 is a schematic perspective view showing a vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the second embodiment of the present invention may be the same as the first embodiment of FIG. 1 described above, and only the differences of the first embodiment will be described below.
  • the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus includes a heat exchanger 70 for cooling the first vacuum pump 20.
  • the operating oil of the first vacuum pump is heated to decrease the viscosity or deteriorate the service life.
  • the first vacuum pump in order to prevent the operating oil of the first vacuum pump from being heated, it is preferable to cool the operating oil of the first vacuum pump, and through the heat exchanger 70, the first vacuum pump Can cool the working oil.
  • it may include a working oil circulation pump 60 for circulating the working oil of the first vacuum pump, that is, through the working oil circulation pump 60, the operation
  • the oil is circulated, and the working oil may be cooled through the heat exchanger 70 in the circulating process.
  • the circulating working oil means that the operating oil is discharged from the first vacuum pump, and then flows back into the first vacuum pump via the heat exchanger.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing a vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the third embodiment of the present invention may be the same as the first embodiment described above.
  • the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus includes a sterilization chamber 310.
  • the sterilant solution supply device 340 may be connected to one side of the sterilization chamber 310, through the sterilant supplied from the sterilant solution supply device 340, the sterilization chamber 310 Sterilized products can be sterilized at
  • sterilant solution supply device 340 and the sterilization chamber 310, including a sterilant solution supply control valve 341, it is possible to supply an appropriate amount of the sterilant solution.
  • the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus includes a first vacuum pump 320 connected to the other side of the sterilization chamber 310, the first vacuum pump 320 is The gas inside the sterilization chamber 310 may be extracted to form a vacuum state.
  • the first vacuum pump 320 is characterized in that the oil vacuum pump.
  • a first vacuum valve 321 may be connected between the sterilization chamber 310 and the first vacuum pump 320 to control the operation of the first vacuum pump 320.
  • a catalyst reaction part 322 may be included between the sterilization chamber 310 and the first vacuum pump 320.
  • the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the third embodiment of the present invention includes an oil filter unit 350.
  • the oil filter (Oil Mist Trap) unit 350 is a portion for collecting the oil contained in the steam in the steam flowing from the sterilization chamber 310 is finally exhausted through the first vacuum pump 320 As an oil, the oil may be collected through the oil filter unit 50, and steam may be exhausted through the oil filter.
  • the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus is connected between the first vacuum pump 320 and the oil filter unit 350.
  • a second vacuum pump 330 is included.
  • the second vacuum pump 330 is a dry vacuum pump that does not use oil.
  • the second vacuum pump 330 is configured to expose the working oil of the first vacuum pump 320 to a vacuum degree of a predetermined pressure, the predetermined pressure may be less than the boiling point of the moisture collected in the working oil. Means pressure.
  • the second vacuum pump 330 is connected in series to the first vacuum pump 320 and the oil filter trap 350.
  • first vacuum pump 320 and the oil filter unit 350 includes a first path opening and closing valve unit 332, wherein, in the present invention, the first path opening and closing valve unit 332 is It is preferable that it is a check valve.
  • the second vacuum pump 330 and the first path opening and closing valve unit 332 is connected in parallel.
  • the first vacuum pump 320, the first path opening / closing valve part 332, and the oil filter part 350 are opened through the first path opening / closing valve part 332. It is possible to control the first route passing through, and also via the first vacuum pump 320, the second vacuum pump 330 and the oil filter unit 350 through the second vacuum pump 330 The second path can be controlled.
  • the vacuum pump may function as a valve by itself, and thus, in the third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1 described above, a separate path in the path between the first vacuum pump and the second vacuum pump is provided. Even without the on / off valve part, water vapor introduced from the first vacuum pump 330 may pass through the oil filter part 350 via the second vacuum pump 330 through the first vacuum pump 330. Can be.
  • the first path opening and closing valve portion 332 is preferably a check valve, the check valve is not operated by an electrical signal, the check valve Open / Close can be operated by the pressure applied to it.
  • the check valve is opened by a mechanical mechanism, and in this case, water vapor introduced from the first vacuum pump 330 passes through the check valve 332. To pass through the oil filter unit 350.
  • the first path opening and closing valve part 332 is used.
  • the first vacuum pump 320 the first path opening and closing valve portion 332 and the first filter via the oil filter 350 can be controlled, the second vacuum pump 330
  • the second path through the first vacuum pump 320, the second vacuum pump 330 and the oil filter unit 350 may be controlled through the.
  • the vacuum exhaust method of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described.
  • the vacuum exhaust method of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus according to the third embodiment of the present invention may be the same as the first embodiment described above except for the following.
  • the vacuum exhaust method of the vacuum exhaust system of the sterilization apparatus first, the step of turning on the first vacuum pump 320 to exhaust the vacuum chamber (S311).
  • step S311 the first vacuum valve 321 is in the open state, the second vacuum pump 330 is in the off state, and the first path opening / closing valve unit 332, that is, the check valve is caused by a pressure difference. It may be open.
  • part of the water vapor passing through the first vacuum pump is continuously vaporized or dissolved in the air to be discharged, but cannot be completely discharged, and a part of it is collected in a liquid state in the oil of the first vacuum pump. Accumulate.
  • the second vacuum pump 330 in order to vaporize the liquid water collected in the oil of the first vacuum pump, to provide a predetermined pressure for evaporating the liquid water in the first vacuum pump 320, the second vacuum pump 330 provides a predetermined pressure for vaporizing liquid water collected in the oil of the first vacuum pump 320.
  • the first vacuum valve 321 may be in an open state
  • the second vacuum pump 330 may be in an on state
  • the first path opening / closing valve unit 332 may be in a close state.
  • This step S313 may occur at the same time as the above-described step S312, that is, by turning on the second vacuum pump, by applying a vacuum to the operating oil of the first vacuum pump, the liquid state to the first vacuum pump 320 It provides a constant pressure for evaporating the water, thereby vaporizing the water vapor trapped in the working oil of the first vacuum pump. Since this is the same as the first embodiment described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • the first vacuum valve 321 may be in an open state
  • the second vacuum pump 330 may be in an on state
  • the first path opening / closing valve unit 332 may be in a close state.
  • the first vacuum pump is off, and maintaining the On state of the second vacuum pump (S314).
  • step S314 the first vacuum pump is turned off, but the exhaust of the sterilization chamber is terminated, but it may be a step of continuously vaporizing the liquid water collected in the working oil of the first vacuum pump.
  • the first vacuum valve 321 may be in a close state
  • the second vacuum pump 330 may be in an on state
  • the first path opening / closing valve unit 332 may be in a close state

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Abstract

본 발명은 멸균챔버; 상기 멸균챔버의 일측에 연결되는 제1진공펌프; 상기 멸균챔버로부터 유입되는 증기가 상기 제1진공펌프를 거쳐 배기되기 위한 오일 필터부; 상기 제1진공펌프와 상기 오일 필터부에 연결되는 제2진공펌프를 포함하는 멸균장치의 진공배기 시스템에 관한 것으로, 상기 제1진공펌프와 상기 오일 필터(Oil Mist Trap)부에 연결되는 제2진공펌프를 포함하여, 상기 제2진공펌프를 On 시켜, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 진공을 부과함으로써, 상기 제1진공펌프에 액체 상태의 물을 증발시키기 위한 일정 압력을 제공하게 되고, 이로써, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 포집된 수증기를 기화시킬 수 있다.

Description

멸균장치의 진공배기 시스템
본 발명은 멸균장치의 진공배기 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진공펌프 오일에 수분이 포집되는 것을 방지하기 위한 멸균장치의 진공배기 시스템에 관한 것이다.
의료 기구는 통상 높은 압력 하에서 포화된 수증기를 이용하는 고압 증기 멸균법을 이용하거나, 열에 약한 기구나 재료에 손상을 주지 않는 에틸렌 옥사이드와 같은 화학 물질을 이용하는 에틸렌 옥사이드 가스 멸균법 등에 의해 멸균되고 있다.
그러나, 고압 증기 멸균기는 120도 이상의 고온으로 멸균을 하기 때문에 최근에 개발되고 있는 합성수지로 만든 의료 기구들은 변형이 발생하게 되고, 스틸로 만들어진 의료 기구들은 섬세한 날이 무뎌져 기존의 수명보다 많이 줄어들게 된다. 특히, 최신 수술기술의 발달로 증가하고 있는 고가의 의료 기기, 기구 및 장치들은 열이나 습기에 민감하여 멸균 재처리 과정에서 손상될 수 있으므로 고압 증기 멸균법은 적합하지 않은 멸균 방법일 수 있다.
이러한 기기손상을 최소화할 수 있는 에틸렌 옥사이드 가스 멸균기는 저온에서 멸균이 가능하지만 피멸균물에 에틸렌 옥사이드가 잔류하거나 이로 인한 반응 생성물로 인해 발암 및 독성 물질이 생성될 수 있어서 멸균 후 대략 12시간 이상의 환기 시간이 요구된다. 또한, 에틸렌 옥사이드 가스는 그 자체로 폭발 위험성이 높고 돌연변이를 일으킬 수 있는 유전적 독성 물질로 작용할 수 있다는 보고가 있으며 발암물질로 규정하고 있어 그 사용에 많은 주의를 요하게 된다.
반면, 과산화수소 증기를 사용한 멸균법은 40~50도의 온도에서 30~60분 내의 짧은 멸균 시간과 인체나 환경에 무해하도록 멸균 후 대기에 배출되는 물질이 물과 산소이므로 고압 증기 멸균기의 단점과 에틸렌 옥사이드 가스 멸균기의 다양한 단점을 보완할 수 있다.
이때, 이러한 액체 과산화수소 증기를 이용한 멸균법은 기본적으로 수증기가 존재하고 이는 진공 배기되는 과정에서 진공펌프를 경유하게 된다.
일반적으로는 진공펌프를 경유하는 수증기의 일부는 지속적으로 기화하거나 공기 중에 용해되어 배출되지만, 완전한 배출이 될 수 없고 진공펌프의 오일에 포집되고 축적된다.
또한, 멸균제 수용액의 수분을 제거하는 등의 과정이 멸균 주기에 포함되는 경우에는 진공펌프 오일에 수분이 축적되는 속도는 더욱 빨라진다.
이러한 경우, 즉, 수증기가 수분의 형태로 진공펌프 오일에 지속적으로 축적되어 그 양이 과다해지면, 진공펌프의 내부 표면을 부식하거나, 진공배기 능력의 저하를 초래한다.
또한, 진공펌프 오일에 수분이 과다하게 포함될 경우, 배기 중 오일 필터(Oil mist trap)등에 충분히 포집되지 못하여 장비를 사용할 수 있는 공간적 제약이 발생한다.
또한, 진공펌프 오일에 포집되는 수증기는 과산화수소수에서 증발된 수증기뿐만 아니라, 세척 후 충분히 건조되지 않음 멸균 대상물 또는 높은 습도 환경에서 표면에 수분이 흡착된 멸균 대상물 등으로부터 유입되는 수증기도 진공펌프에 수분이 포집되고 축적되는 것을 가속시킨다.
한편 오일을 사용하지 않는 건식 진공펌프의 경우에는 진공배기 성능이 오일 진공펌프에 비해 떨어지고, 고가의 고진공 배기 성능을 지닌 건식 진공펌프를 사용하는 경우에는 배기량이 부족하여 고용량의 용기를 진공배기하는 용도로는 적합하지 않다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 진공펌프 오일에 수분이 포집되는 것을 방지하기 위한 멸균장치의 진공배기 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 멸균챔버; 상기 멸균챔버의 일측에 연결되는 제1진공펌프; 상기 멸균챔버로부터 유입되는 증기가 상기 제1진공펌프를 거쳐 배기되기 위한 오일 필터부; 상기 제1진공펌프와 상기 오일 필터부에 연결되는 제2진공펌프를 포함하는 멸균장치의 진공배기 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 멸균챔버의 타측에 연결되는 멸균제 수용액 공급장치를 더 포함하는 멸균장치의 진공배기 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제1진공펌프는 오일진공펌프인 것을 특징으로 하는 멸균장치의 진공배기 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제2진공펌프는 오일을 사용하지 않는 건식 진공펌프인 것을 특징으로 하는 멸균장치의 진공배기 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제2진공펌프는 상기 제1진공펌프의 작동 오일이 일정 압력의 진공도에 노출되도록 하며, 상기 일정 압력은 상기 작동 오일에 포집된 수분이 비등점 이하가 될 수 있는 압력인 것을 특징으로 하는 멸균장치의 진공배기 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제1진공펌프와 상기 오일 필터부의 사이에 위치하는 제1경로 개폐 밸브부를 포함하며, 상기 제1진공펌프와 상기 오일 필터부의 사이에서, 상기 제2진공펌프 및 상기 제1경로 개폐 밸브부는 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 멸균장치의 진공배기 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제1경로 개폐 밸브부는 체크밸브인 것을 특징으로 하는 멸균장치의 진공배기 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 제1진공펌프를 On 시켜 진공챔버를 배기하는 단계; 제2진공펌프를 On 시켜, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 진공을 부과하는 단계; 및 제1진공펌프의 작동 오일에 포집된 수증기를 기화시키는 단계를 포함하는 멸균장치의 진공배기 시스템의 진공배기 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 포집된 수증기를 기화시키는 단계 이후, 상기 제1진공펌프는 Off 시키고, 상기 제2진공펌프의 On 상태를 유지하는 단계; 및 상기 제2진공펌프를 Off 시키는 단계를 더 포함하는 멸균장치의 진공배기 시스템의 진공배기 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 포집된 수증기를 기화시키는 단계 이후, 상기 제2진공펌프를 Off 시키는 단계를 포함하는 멸균장치의 진공배기 시스템의 진공배기 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제1진공펌프를 On 시켜 진공챔버를 배기하는 단계 이후, 상기 제1진공펌프를 Off 시켜 진공챔버의 배기를 종료하는 단계를 더 포함하는 멸균장치의 진공배기 시스템의 진공배기 방법을 제공한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 상기 제1진공펌프와 상기 오일 필터(Oil Mist Trap)부에 연결되는 제2진공펌프를 포함하여, 상기 제2진공펌프를 On 시켜, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 진공을 부과함으로써, 상기 제1진공펌프에 액체 상태의 물을 증발시키기 위한 일정 압력을 제공하게 되고, 이로써, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 포집된 수증기를 기화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 진공배기 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 제1적용예를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 제1적용예의 멸균방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 제2적용예를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템을 도시한 개략적인 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템은 멸균챔버(10)를 포함한다.
상기 멸균챔버(10)는 멸균시키고자 하는 의료 기구나 수술용 도구와 같은 피멸균물을 넣을 수 있는 용기를 나타낸다. 이때, 상기 멸균챔버(10)의 일측에는 상기 피멸균물의 출입을 위한 도어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 멸균챔버(10)의 일측에 연결되는 멸균제 수용액 공급장치(40)를 포함할 수 있으며, 상기 멸균제 수용액 공급장치(40)로부터 공급된 멸균제를 통해, 상기 멸균챔버(10)에서 피멸균물을 멸균할 수 있다.
이때, 상기 멸균제 수용액 공급장치(40) 및 멸균챔버(10) 사이에 멸균제 수용액 공급조절 밸브(41)를 포함하여, 적절한 양의 멸균제 수용액을 공급할 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 멸균제는 과산화수소일 수 있고, 상기 멸균제 수용액은 과산화수소수일 수 있다.
또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템은 상기 멸균챔버(10)의 타측에 연결되는 제1진공펌프(20)를 포함하며, 상기 제1진공펌프(20)는 상기 멸균챔버(10) 내부의 기체를 뽑아내어 진공 상태를 형성시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 제1진공펌프(20)는 오일진공펌프인 것을 특징으로 하며, 오일을 사용하지 않는 건식 진공펌프의 경우에는 진공배기 성능이 오일진공펌프에 비해 떨어지고, 고가의 고진공 배기 성능을 지닌 건식 진공펌프를 사용하는 경우에는 배기량이 부족하여 고용량의 용기를 진공배기하는 용도로는 적합하지 않으므로, 따라서, 본 발명에서 상기 제1진공펌프(20)는 오일진공펌프인 것이 바람직하다.
이때, 상기 멸균챔버(10)와 상기 제1진공펌프(20)의 사이에는 상기 제1진공펌프(20)의 동작을 제어할 수 있는 제1진공밸브(21)가 연결될 수 있다.
한편, 상기 멸균챔버(10)와 상기 제1진공펌프(20)의 사이에는 촉매반응부(22)를 포함할 수 있다.
상기 멸균챔버(10)로부터 배출되어 상기 제1진공펌프(20)로 유입되는 증기는 유해한 상태로 배출되는 가스를 포함하게 되는데, 상기 촉매반응부(22)는 이러한 유해성분을 산화시킴으로써, 무해처리된 배기가스를 생성할 수 있다.
다만, 본 발명에서 상기 촉매반응부(22)의 유무를 제한하는 것은 아니다.
계속해서, 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템은 오일 필터(Oil Mist Trap)부(50)를 포함한다.
상기 오일 필터(Oil Mist Trap)부(50)는 상기 멸균챔버(10)로부터 유입되는 증기가 상기 제1진공펌프(20)를 거쳐 최종적으로 배기됨에 있어서, 증기에 포함되는 오일을 포집하기 위한 부분으로, 상기 오일 필터(Oil Mist Trap)부(50)를 통해 오일은 포집되고, 증기는 통과하여 배기될 수 있다.
상술한 제1진공펌프(20)와 오일 필터(Oil Mist Trap)부(50)의 경우, 멸균장치에서 일반적으로 사용되고 있는 구성에 해당한다.
이때, 이러한 멸균제 수용액을 이용한 멸균법은 기본적으로 수증기가 존재하고 이는 진공 배기되는 과정에서 진공펌프를 경유하게 된다.
일반적으로는 진공펌프를 경유하는 수증기의 일부는 지속적으로 기화하거나 공기 중에 용해되어 배출되지만, 완전한 배출이 될 수 없고 제1진공펌프의 오일에 포집되고 축적된다.
또한, 후술할 본 발명의 적용예에서 도시될 바와 같이, 멸균제 수용액의 수분을 제거하는 등의 과정이 멸균 주기에 포함되는 경우에는 제1진공펌프 오일에 수분이 축적되는 속도는 더욱 빨라진다.
이러한 경우, 즉, 수증기가 수분의 형태로 제1진공펌프 오일에 지속적으로 축적되어 그 양이 과다해지면, 제1진공펌프의 내부 표면을 부식하거나, 제1진공배기 능력의 저하를 초래한다.
또한, 제1진공펌프 오일에 수분이 과다하게 포함될 경우, 배기 중 오일 필터(Oil Mist Trap)부(50)에 오일이 충분히 포집되지 못하여, 유증기가 허용되는 공간에 장비를 설치해야 하므로, 장비를 사용할 수 있는 공간적 제약이 발생한다.
따라서, 본 발명에서는 제1진공펌프로 오일진공펌프를 사용하는 경우의 수증기의 일부가 오일에 포집되고 축적되는 것을 방지하기 위하여, 다음의 제2진공펌프를 도입하고자 한다.
보다 구체적으로, 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템은 상기 제1진공펌프(20)와 상기 오일 필터(Oil Mist Trap)부(50)에 연결되는 제2진공펌프(30)를 포함한다.
상기 제2진공펌프(30)는 오일을 사용하지 않는 건식 진공펌프인 것을 특징으로 하며, 상기 제2진공펌프가 오일진공펌프인 경우, 여전히 제2진공펌프의 오일에 수증기가 포집되고 축적되는 문제점이 발생하므로, 따라서, 본 발명에서는 상기 제2진공펌프(30)는 오일을 사용하지 않는 건식 진공펌프인 것이 바람직하다.
상기 제2진공펌프(30)는 상기 제1진공펌프(20)의 작동 오일이 일정 압력의 진공도에 노출되도록 하는 구성이며, 상기 일정 압력은 상기 작동 오일에 포집된 수분이 비등점 이하가 될 수 있는 압력을 의미한다.
즉, 상술한 바와 같이, 제1진공펌프를 경유하는 수증기의 일부는 지속적으로 기화하거나 공기 중에 용해되어 배출되지만, 완전한 배출이 될 수 없고, 그 일부가 제1진공펌프의 오일에 액체 상태로 포집되고 축적된다.
따라서, 본 발명에서는 상기 제1진공펌프의 오일에 포집되는 액체 상태의 물을 기화시키기 위하여, 상기 제1진공펌프(20)에 상기 액체 상태의 물을 증발시키기 위한 일정 진공도를 제공하게 되고, 상기 제2진공펌프(30)는 상기 제1진공펌프(20)의 오일에 포집된 액체 상태의 물을 기화시키기 위한 일정 진공도를 제공하게 된다.
상기 일정 압력은 작동 오일에 포집된 수분이 비등점 이하가 될 수 있는 압력임은 상술한 바와 같으며, 보다 구체적으로, 50 내지 150 mb의 압력일 수 있다.
따라서, 본 발명에서 상기 제2진공펌프(30)는 50 내지 150 mb의 압력을 제공할 수 있는 건식 진공펌프일 수 있다.
계속해서, 상기 제1진공펌프(20)와 상기 오일 필터(Oil Mist Trap)부(50)에 연결되는 제2진공펌프(30)의 연결관계를 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 상기 제2진공펌프(30)는 상기 제1진공펌프(20)와 상기 오일 필터(Oil Mist Trap)부(50)에 직렬연결된다.
이때, 상기 제2진공펌프(30)와 상기 제1진공펌프(20)의 사이에는 제1경로 개폐 밸브부(31)를 포함하며, 즉, 상기 제1경로 개폐 밸브부(31)를 통해, 상기 제1진공펌프(20)로부터 유입된 수증기가 제2진공펌프(30)를 경유하여, 최종적으로 상기 오일 필터부(50)를 통과할 수 있다.
또한, 상기 제1진공펌프(20)와 상기 오일 필터부(50)의 사이에는 제2경로 개폐 밸브부(32)를 포함하며, 상기 제2경로 개폐 밸브부(31)를 통해, 상기 제1진공펌프(20)로부터 유입된 수증기가 제2진공펌프(30)를 경유하거나 또는 경유하지 않고 상기 오일 필터부(50)를 통과할 수 있다.
즉, 상기 제1경로 개폐 밸브부(31) 및 제2경로 개폐 밸브부(32)의 개폐 여부에 따라, 제1진공 펌프(20)로부터 유입된 수증기가 제2진공펌프(30)를 경유하거나, 경유하지 않을 수 있다.
한편, 도 1에서는 상기 제1경로 개폐 밸브부(31) 및 제2경로 개폐 밸브부(32)의 2개의 밸브부를 사용하는 것을 도시하고 있으나, 이와는 달리, 체크 밸브의 하나의 밸브를 통하여, 상기 제1경로 및 상기 제2경로의 On/Off를 제어할 수 있다. 이에 대해서는 후술하는 제3실시예를 통해, 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
이하에서는, 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 진공배기 방법을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 진공배기 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 진공배기 방법은, 먼저, 제1진공펌프를 On 시켜 진공챔버를 배기하는 단계를 포함한다(S11).
후술할 바와 같이, 상기 제1진공펌프는 멸균과정에서 On/Off를 반복할 수 있으며, 상기 제1진공펌프가 On 상태에서는 진공챔버를 배기하는 단계에 해당할 수 있다.
이 경우, 상기 제1진공펌프의 배기부의 진공도는 대기압 이상일 수 있으며, 멸균챔버의 진공도는 10 ~ 150 mb일 수 있다.
한편, S11 단계에서는 제1진공밸브(21)는 open 상태이고, 제1경로 개폐 밸브부(31)는 close 상태, 제2경로 개폐 밸브부(32)는 open 상태일 수 있다.
다음으로, 제2진공펌프를 On 시켜, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 진공을 부과하는 단계를 포함한다(S12).
상술한 바와 같이, 상기 제1진공펌프를 경유하는 수증기의 일부는 지속적으로 기화하거나 공기 중에 용해되어 배출되지만, 완전한 배출이 될 수 없고, 그 일부가 제1진공펌프의 오일에 액체 상태로 포집되고 축적된다.
따라서, 본 발명에서는 상기 제1진공펌프의 오일에 포집되는 액체 상태의 물을 기화시키기 위하여, 상기 제1진공펌프(20)에 상기 액체 상태의 물을 증발시키기 위한 일정 압력을 제공하게 되고, 상기 제2진공펌프(30)는 상기 제1진공펌프(20)의 오일에 포집된 액체 상태의 물을 기화시키기 위한 일정 압력을 제공하게 된다.
이 경우, 상기 제1진공펌프의 배기부의 진공도는 대기압 ~ 50mb일 수 있으며, 멸균챔버의 진공도는 10 ~ 150mb일 수 있다.
한편, S12 단계에서는 제1진공밸브(21)는 open 상태이고, 제1경로 개폐 밸브부(31)는 open 상태, 제2경로 개폐 밸브부(32)는 close 상태일 수 있다.
이때, S12단계의 제2진공펌프를 On 시켜, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 진공을 부과하는 단계는, 상기 제1진공펌프가 on 상태이거나, 또는 off 상태일 수 있다.
즉, 제1진공펌프가 On 상태, 즉, 제1진공펌프를 통해 진공챔버를 배기하는 것을 진행하는 상태에서, S12단계의 제2진공펌프를 On 시켜, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 진공을 부과할 수 있다.
또한, 제1진공펌프가 off 상태, 제1진공펌프를 통해 진공챔버를 배기하는 것이 종료된 상태에서, S12단계의 제2진공펌프를 On 시켜, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 진공을 부과할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, S11단계의 상기 제1진공펌프를 On 시켜 진공챔버를 배기하는 단계를 진행한 후, 별도로, 상기 제1진공펌프를 Off 시켜 진공챔버의 배기를 종료하는 단계를 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 제1진공펌프를 Off 시켜 진공챔버의 배기를 종료하는 단계 이후, 2진공펌프를 On 시켜, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 진공을 부과하는 단계를 진행할 수 있다.
다음으로, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 포집된 수증기를 기화시키는 단계를 포함한다(S13).
본 S13 단계는 상술한 S12 단계와 동시에 일어날 수 있으며, 즉, 제2진공펌프를 On 시켜, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 진공을 부과함으로써, 상기 제1진공펌프(20)에 상기 액체 상태의 물을 증발시키기 위한 일정 압력을 제공하게 되고, 이로써, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 포집된 수증기를 기화시킬 수 있다.
즉, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 포집된 수증기가 기화됨으로써, 상기 작동 오일에 액체 상태의 물이 포집되지 않고, 최종적으로, 오일 필터부(50)를 경유하여 외부로 배출될 수 있다.
이 경우, 상기 제1진공펌프의 배기부의 진공도는 50 ~ 150mb일 수 있으며, 멸균챔버의 진공도는 0.1 ~ 20mb일 수 있다.
한편, S13 단계에서는 제1진공밸브(21)는 open 상태이고, 제1경로 개폐 밸브부(31)는 open 상태, 제2경로 개폐 밸브부(32)는 close 상태일 수 있다.
다음으로, 상기 제1진공펌프는 Off 시키고, 상기 제2진공펌프의 On 상태를 유지하는 단계를 포함한다(S14).
즉, S14 단계에서는 제1진공펌프는 Off 되어, 상기 멸균챔버의 배기는 종료되었으나, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 포집된 액체 상태의 물을 계속적으로 기화시키는 단계일 수 있다.
이 경우, 상기 제1진공펌프의 배기부의 진공도는 50 ~ 150mb일 수 있으며, 멸균챔버의 진공도는 0.5 ~ 1mb일 수 있다.
이때, S14 단계에서는 제1진공밸브(21)는 close 상태이고, 제1경로 개폐 밸브부(31)는 open 상태, 제2경로 개폐 밸브부(32)는 close 상태일 수 있다.
한편, 상기 S14단계의 경우, 진공배기시간이 충분하여 수증기를 포함하는 기체가 챔버로부터 배출되는 속도가 작은 경우에는 일반적으로 생략될 수 있다.
다만, 진공배기 시간이 짧고, 제2진공펌프의 배기속도가 작은 경우 S14단계를 추가적으로 진행할 수 있으며, 따라서, 본 발명에서 상기 S14 단계가 필수적인 것은 아니다.
다음으로, 상기 제2진공펌프를 Off 시킴으로써, 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 진공배기를 완료할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에서는 상기 제1진공펌프(20)와 상기 오일 필터(Oil Mist Trap)부(50)에 연결되는 제2진공펌프(30)를 포함하여, 상기 제2진공펌프를 On 시켜, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 진공을 부과함으로써, 상기 제1진공펌프(20)에 상기 액체 상태의 물을 증발시키기 위한 일정 압력을 제공하게 되고, 이로써, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 포집된 수증기를 기화시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 적용예를 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 제1적용예를 도시한 개략적인 구성도이다.
다만, 본 발명에서 상기 진공배기 시스템은 상술한 바와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략하기로 하며, 이하에서는 제1적용예의 멸균장치에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 제1적용예(100)는 멸균챔버(110)를 포함한다.
상기 멸균챔버(110)는 멸균시키고자 하는 의료 기구나 수술용 도구와 같은 피멸균물을 넣을 수 있는 용기를 나타낸다. 이때, 상기 멸균챔버(110)의 일측에는 상기 피멸균물의 출입을 위한 도어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 멸균챔버(110)의 일측에 연결되는 제1진공펌프(20)을 포함하며, 상기 제1진공펌프(20)는 상기 멸균챔버(110) 내부의 기체를 뽑아내어 진공 상태를 형성시킬 수 있다. 이때, 상기 멸균챔버(110)와 상기 제1진공펌프(20)의 사이에는 상기 진공펌프(120)의 동작을 제어할 수 있는 제1진공밸브(21)가 연결되어 있다. 이는 상술한 바와 같으므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
계속해서 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 제1적용예(100)는 상기 멸균챔버(110)의 다른 일측에 연결되어, 상기 멸균챔버(110)에 과산화수소 증기를 공급하기 위한 기화기(130)(또는, 증발기로 명칭될 수 있음) 및 상기 기화기(130)에 과산화수소를 공급하기 위한 과산화수소 공급장치(150)를 포함한다.
이때, 상기 멸균챔버(110)와 상기 기화기(130)의 사이에는 기화밸브(131)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 제1적용예(100)는 일측은 상기 기화기(130)과 연결되고, 타측은 상기 멸균챔버(110)와 연결되어, 상기 기화기(130)에 공급된 과산화수소를 농축시키기 위한 수집기(140)(또는, 수집기화기로 명칭될 수 있음)를 포함한다.
이때, 상기 멸균챔버(110)와 상기 수집기(140)의 사이에는 기화밸브(131)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 멸균챔버(110)와 상기 수집기(140)의 사이에는 수집밸브(141)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 멸균챔버(110)와 상기 수집기(140)의 사이에는 기화밸브(131)와 수집밸브(141)가 병렬로 연결될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 상기 멸균챔버(110)와 상기 기화기(130)의 사이에는 기화밸브(131)를 포함할 수 있으며, 즉, 상기 기화밸브(130)는 일측은 멸균 챔버(110)와 연결되고, 타측은 기화기(130) 및 수집기(140)와 병렬 연결될 수 있다.
계속해서 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 제1적용예(100)는 상기 수집기(140)와 상기 기화밸브(131)를 연결하는 제1연결배관(142) 및 상기 기화밸브(131)와 상기 멸균챔버(110)를 연결하는 제2연결배관(133)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 수집기(140)와 상기 수집밸브(141)를 연결하는 제3연결배관(143) 및 상기 수집밸브(141)와 상기 멸균챔버(110)를 연결하는 제4연결배관(144)를 포함할 수 있다.
이때, 도면에서는 상기 제4연결배관(144)이 상기 제2연결배관(133)과 연결되어, 멸균챔버(110)와 수집기(140)의 사이에서 기화밸브(131)와 수집밸브(141)가 병렬로 연결되는 것을 도시하고 있으나, 이와는 달리, 상기 제4연결배관(144)는 상기 멸균챔버(110)와 직접 연결되어, 멸균챔버(110)와 수집기(140)의 사이에서 기화밸브(131)와 수집밸브(141)가 병렬로 연결될 수 있다.
또한, 상기 기화기(130)와 상기 기화밸브(131)를 연결하는 제5연결배관(132)을 포함할 수 있으며, 이때, 도면에서는 상기 제5연결배관(132)이 상기 제1연결배관(142)과 연결되어, 기화밸브(130)가 기화기(130) 및 수집기(140)와 병렬 연결되는 것을 도시하고 있으나, 이와는 달리, 상기 제5연결배관(132)이 상기 기화밸브(131)와 직접 연결되어, 기화밸브(130)가 기화기(130) 및 수집기(140)와 병렬 연결될 수 있다.
이때, 상기 기화밸브(131) 및 상기 수집밸브(141)는 open/close 동작에 의해 상기 제1연결배관(142) 내지 상기 제5연결배관(132)의 유체의 흐름을 제어할 수 있으며, 또한, 상기 기화밸브(131) 및 상기 수집밸브(141)는 별도의 제어부에 의해 open/close 동작이 제어될 수 있다.
또한, 도면에 도시된 바와 같이, 수집기(140)와 기화밸브(131)를 연결하는 제1연결배관(142) 및 기화밸브(131)와 멸균챔버(110)를 연결하는 제2연결배관(133)은 다른 연결배관, 즉, 제3연결배관(143) 내지 제5연결배관(132)보다 내경이 클 수 있으며, 예를 들어, 제3연결배관(143) 내지 제5연결배관(132)이 1/4 inch 배관인 경우, 상기 제1연결배관(142) 및 제2연결배관(133)은 1 inch 배관일 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 멸균챔버(110), 기화기(130) 및 수집기(140)의 온도를 제어하기 위한 온도제어수단을 포함할 수 있고, 상기 온도제어수단은 히터일 수 있으며, 이는 당업계에서 자명한 사항이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 수집기(140)의 경우, 온도제어수단으로 냉각수단을 더 포함할 수 있으며, 상기 냉각수단은 냉각수나 열전소자를 이용한 직접 냉각 또는 열교환기의 송풍을 통한 공냉식 등 적절한 수단을 사용할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 제1적용예를 이용한 멸균방법에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 제1적용예의 멸균방법을 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 제1적용예의 멸균방법은 멸균챔버(110)(또는, 살균챔버로 명칭될 수 있음) 및 기화기(130)를 진공배기하는 단계를 포함한다(S110).
상기 멸균챔버(110) 및 상기 기화기(130)를 진공배기하는 단계는, 상기 제1진공펌프(20)를 작동(on 상태)시키고, 상기 제1진공밸브(21)를 open 시킴으로써 진공배기할 수 있다.
한편, S110 단계, 즉, 멸균챔버 및 기화기를 진공배기하는 단계는 후술하는 S160 단계까지 지속될 수 있으며, 멸균챔버가 소정의 설정압력에 도달되고, 수분이 제거된 과산화수소 액체가 수집기에 수집이 완료되면 본 단계는 완료될 수 있다.
또한, 상기 기화기(130)를 진공배기하기 위하여, 상기 멸균챔버(110)와 상기 기화기(130)의 사이의 기화밸브(131), 또는 상기 멸균챔버(110)와 상기 수집기(140)의 사이의 수집밸브(141)는 open 상태로, 진공배기 중인 멸균챔버와 연통되어 대기압 이하의 압력이 되도록 하고 다음 단계에서 닫힌다.
한편, 상기 멸균챔버(110) 및 상기 기화기(130)를 진공배기하는 단계와 동시에, 상기 멸균챔버 및 상기 기화기를 상술한 온도제어수단에 의해 설정된 온도로 유지될 수 있다.
다음으로, 제1온도 및 제1압력의 기화기(130)에 제1농도의 과산화수소수를 투입하는 단계를 포함한다(S120).
상기 과산화수소수를 투입시키는 것은 제1농도의 과산화수소수를 저장하는 과산화수소 공급장치(150)를 통해 투입될 수 있으며, 한편, 도 3에는 도시하지 않았으나, 상기 기화기(130) 및 상기 과산화수소 공급장치(150)의 사이에 과산화수소수 공급조절 밸브(미도시)를 포함하여, 적절한 양의 과산화수소수를 공급할 수 있다.
이때, 상기 과산화수소수의 제1농도는 60중량% 이하일 수 있다.
상술한 바와 같이, 과산화수소 용액, 즉, 과산화수소수를 취급하는 데 있어서 과산화수소수의 농도가 60중량% 이하로 제한되어 있어서 그 이상의 높은 농도의 과산화수소를 멸균제로 쓰는 것은 현실적으로 어려운 일이다.
즉, 본 발명에서 상기 과산화수소수의 제1농도는 취급이 가능한 과산화수소수의 농도를 표시한 것으로, 본 발명의 취지를 이해하는데 있어서, 중요한 의미를 가지지 않는다.
또한, 상기 제1온도는 60 내지 70℃일 수 있으며, 상기 제1압력은 800 mb(미리바) 내지 대기압일 수 있다.
이때, S120 단계에서는 제1농도의 과산화수소수가 상기 기화기(130)에 투입되는 동안, 상기 기화밸브(131) 및 상기 수집밸브(141)는 close 상태에 해당할 수 있으며, 다만, 공급장치에 따라 open 상태 일 수 있다.
한편, S120 단계에서 상기 멸균챔버(110)의 압력은 600 mb 내지 대기압이고, 온도는 45 내지 55℃일 수 있으며, 또한, 상기 수집기(140)의 압력은 800 mb 내지 대기압이고, 온도는 38 내지 42℃일 수 있다.
이때, 본 발명에서 상기 제1온도는 상기 멸균챔버의 온도보다 높은 것을 특징으로 한다.
상기 제1온도의 경우, 과산화수소수로부터 수증기를 더 많이 기화시키는 과정에서 기화기의 온도에 해당하며, 수증기의 기화과정은 매우 강한 흡열 반응이 일어나서 기화 속도를 매우 강하게 억제하게 된다.
이때, 기화속도를 높이려면 기화기의 압력을 낮추어 진공도를 높이는 방법도 있지만, 과산화수소의 기화비율도 높아질 수 있게 되어 과산화수소의 소모가 증가하게 되는 단점이 있고, 또한 온도가 낮은 상태에서는 기화에 필요한 열량이 원할하게 공급되기 어렵기 때문에, 따라서, 제1온도는 적어도 멸균챔버의 온도보다 높은 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 제1농도의 과산화수소수를 기화시켜 제2농도의 과산화수소수를 형성하는 단계를 포함한다(S130).
즉, 상기 기화기(130)에 투입된 제1농도의 과산화수소수가 기화(즉, 수분제거)되어 제2농도의 과산화수소수가 형성된다.
상기 과산화수소수의 제2농도는 75중량% 내지 85중량%일 수 있으며, S130 단계는 60중량% 이하의 과산화수소수 중 수분을 기화시킴으로써, 75중량% 내지 85중량% 농도의 과산화수소수를 형성하는 과산화수소수 제1농축 단계일 수 있다.
일반적으로, 동일한 온도와 압력에서, 물은 과산화수소보다 증기압이 높기 때문에 보다 신속하게 증발되고, 물의 분자량은 과산화수소보다 낮기 때문에 물이 과산화수소보다 신속하게 기상으로 확산된다.
따라서, 동일한 온도 및 압력조건에서 물(즉, 수분)은 과산화수소보다 신속하게 증발하여 확산되기 때문에, 과산화수소수에서의 물은 과산화수소보다 먼저 증발/확산되므로, 제2농도의 과산화수소수가 형성될 수 있다.
이때, 증발된 물은 멸균챔버(110)를 경유하여 제1진공펌프를 통해 진공배기되며, 따라서, S130 단계에서 상기 제1진공펌프(20)를 작동(on 상태)시키고, 상기 제1진공밸브(21) 및 기화밸브(131)는 open 상태에 해당한다.
한편, S130 단계에서, 상기 기화기(130)의 온도는 기화과정의 흡열반응에 의해 일시적으로 온도가 낮아지게 되어, 55 내지 65℃의 범위에 있으며, 압력은 30 내지 800 mb(미리바)일 수 있다.
또한, 증발된 물이 멸균챔버(110)를 경유하여, 제1진공펌프를 통해 진공배기되는 동안, 상기 멸균챔버(110)의 압력은 10 내지 600 mb의 범위이고, 온도는 45 내지 55℃일 수 있으며, 또한, 상기 수집기(140)의 압력은 20 내지 500 mb의 범위이고, 온도는 35 내지 40℃일 수 있다.
S130 단계가 진행되면서, 챔버의 진공도가 10mb ~ 150mb가 되는 단계부터는 배기량이 줄어들지만, 배기되는 기체의 수증기 및 과산화수소 증기의 비율이 산소, 질소 등의 일반 대기보다 높아지는 단계로, 진공펌프를 경유하는 수증기의 비율이 급격히 높아지는 단계이며, 진공펌프 오일 내에 수증기가 축적되는 속도가 높아지는 단계이다.
한편, S130 단계에서, 상술한 진공배기 시스템의 진공배기가 시작될 수 있다.
즉, S130 단계는 멸균 과정이 진행되면서 진공펌프의 오일에 포함된 수분 제거가 본격적으로 필요한 시기에 해당하며, 따라서, 본 S130 단계에서 상술한 S12 단계인, 제2진공펌프를 On 시켜, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 진공을 부과하는 단계를 진행할 수 있다.
다만, S12 단계의 시작시점을 S130 단계로 제한하는 것은 아니며, 필요에 따라, 후술하는 S140 단계 내지 S160 단계를 S12 단계의 시작시점으로 할 수 있다.
다음으로, 제2온도 및 제2압력의 수집기에 상기 제2농도의 과산화수소수를 투입하는 단계를 포함한다(S140).
상기 제2농도의 과산화수소수를 제2온도 및 제2압력의 수집기(140)에 투입하기 위하여, 상기 제1진공펌프(20)를 작동(on 상태)로, 상기 제1진공밸브(21)를 open 상태로, 상기 기화밸브(131)는 close 상태로, 상기 수집밸브(141)는 on 상태로 제어할 수 있다.
이때, 상기 제2온도는 35 내지 42℃일 수 있으며, 상기 제2압력은 8 내지 50 mb일 수 있다.
또한, 상기 제2농도의 과산화수소수가 기화기(130)로부터 수집기(140)로 이동하는 동안, 상기 기화기(130)의 압력은 10 내지 60 mb이고, 온도는 55 내지 60℃일 수 있으며, 상기 제2농도의 과산화수소수는 제5연결배관(132) 및 제1연결배관(142)을 경유하여, 기화기(130)로부터 수집기(140)로 이동할 수 있다.
한편, S140 단계에서도 상기 멸균챔버(110)는 계속적으로 진공배기되어, 상기 멸균챔버(110)의 압력은 1 내지 10 mb이고, 온도는 45 내지 55℃일 수 있다.
이때, 본 발명에서 상기 제2온도는 상기 멸균챔버의 온도보다 낮은 것을 특징으로 한다.
상기 제2온도의 경우, 제2농도의 과산화수소수가 수집되는 수집기의 온도에 해당하며, 기화기로부터 포화된 과산화수소 증기가 수집기를 경유하는 과정에서 챔버의 온도보다 높으면, 과산화수소 증기가 수집기에 응축되지 못하고 모두 챔버를 통해 배기될 수 있다.
압력이 다소 높은 S140/S150단계 초기에 과산화수소 증기가 일부 응축되더라도, 배기되는 챔버로 진공압력이 지속적으로 부과되는 단계에서 수집기가 챔버의 온도보다 높으면, 과산화수소 증발열은 수증기에 비해서는 낮기 때문에 쉽게 재기화되어 수집기에 남지 못하게 되어, 결국, 후술하는 S170단계를 수행할 수 없게 되므로, 따라서, 제2온도는 적어도 멸균챔버의 온도보다 낮은 것이 바람직하다.
이상에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서는 S130 단계, 즉, 상기 제1농도의 과산화수소수를 기화시켜 제2농도의 과산화수소수를 형성하는 단계를 거친 후에, S140 단계, 즉, 제2온도 및 제2압력의 수집기에 상기 제2농도의 과산화수소수를 투입하는 단계를 수행한다.
예를 들어, S130 단계없이 S140 단계를 수행하는 것, 제1농도의 과산화수소수를 수집기에 곧바로 투입하는 것을 고려해 볼 수 있으나, 다음과 같은 이유로 바람직하지 않다.
하기 표 1은 과산화수소수의 농도별 과산화수소 증기의 기화비율의 예시를 나타낸다.
Figure PCTKR2015006353-appb-T000001
상기 표 1을 참조하면, 과산화수소수의 농도가 높아질수록, 또한, 설정온도가 높을수록, 과산화수소 증기의 기화비율이 수증기에 비하여 상대적으로 점점 높아지는 것을 알 수 있다.
예를 들어, 50℃에서, 60중량% 농도의 과산화수소수에서의 과산화수소 증기의 기화비율은 13%이므로, 나머지 87%는 수증기임을 의미하고, 80중량% 농도의 과산화수소수에서의 과산화수소 증기의 기화비율은 40%이므로, 나머지 60%가 수증기임을 의미한다.
즉, S130 단계 없이 S140 단계를 수행한다 함은 예를 들어, 60중량% 농도의 과산화수소수를 수집기에 투입하는 의미가 될 수 있으며, S130 단계를 수행 후 S140 단계를 수행한다 함은 80중량% 농도의 과산화수소수를 수집기에 투입하는 의미가 될 수 있다.
이때, S130 단계 없이 S140 단계를 수행하는 경우는, S130 단계를 수행 후 S140 단계를 수행하는 경우에 비해, 초기단계에서 수집기를 통과하는 수증기의 비율이 상대적으로 높게 된다.
수증기의 비율이 과산화수소 증기보다 상대적으로 높은 상태에서 수집기에 투입되면, 수집기의 압력이 높은 상태(수집기의 온도가 40도일 경우 포화수증기압은 75mb이므로 이보다 높은 압력)에서 수증기가 수집기에 진입되게 되므로, 수증기도 수집기에 응축될 수 있다.
수증기도 수집기에 응축된다 함은, 응축되는 수증기의 양 만큼, 농축되는 과산화수소수의 농도에 한계가 있음을 의미한다.
따라서, 본 발명에서는 수증기가 수집기에 먼저 응축되어, 농축되는 과산화수소수의 농도에 한계가 발생하는 것을 방지하기 위해, S130 단계, 즉, 상기 제1농도의 과산화수소수를 기화시켜 제2농도의 과산화수소수를 형성하는 단계를 거친 후에, S140 단계, 즉, 제2온도 및 제2압력의 수집기에 상기 제2농도의 과산화수소수를 투입하는 단계를 수행한다.
다음으로, 상기 제2농도의 과산화수소수 중 과산화수소 증기는 상기 수집기에 응축되고, 수증기는 상기 수집기로부터 배기시키는 단계를 포함한다(S150).
상술한 바와 같이, 물은 과산화수소보다 증기압이 높기 때문에 보다 신속하게 증발되고, 물의 분자량은 과산화수소보다 낮기 때문에 물이 과산화수소보다 신속하게 기상으로 확산되므로, 따라서, 동일한 온도 및 압력조건에서 물(즉, 수분)은 과산화수소보다 신속하게 증발하여 확산되기 때문에, 과산화수소수에서의 물은 과산화수소보다 먼저 증발/확산되므로, 과산화수소 증기는 상기 수집기에 응축되고, 수증기는 상기 수집기로부터 배기되어, 제3농도의 과산화수소수가 형성될 수 있다.
즉, 물은 과산화수소보다 더 높은 증기압을 갖고, 따라서, 증기상태에서 과산화수소는 물보다 더 쉽게 응축된다. 따라서, 상기 수집기에 응축되는 과산화수소수는 투입된 제2농도의 과산화수소수의 농도보다 더 높은 농도의 과산화수소를 포함할 수 있게 된다.
한편, S140단계에서 과산화수소 증기와 수증기가 통과하는 배관은 제 5연결배관, 제1연결배관, 제3연결배관, 제4연결배관의 순으로 이동하며, 이때, 이들 연결배관들 중 내경이 작은 배관의 온도는 수집기(140)의 온도보다 높아야 한다.
이는 과산화수소 증기가 수집기에 도달되기 전후 단계의 배관 온도가 수집기보다 낮으면 먼저 배관에 응축된 상태로 잔존할 수 있고, 내경이 작은 배관에 응축된 과산화수소 증기는 S170단계에서 기화될 때 보다 높은 온도에 노출되어 챔버로 진입하는 단계에서 분해에 의한 수증기 함량이 높아질 수 있기 때문이다.
또한, 상기 표 1에서 도시한 바와 같이, 일단 농도가 높아진 상태(85중량% 미만)에서 물과 과산화수소의 증기비율은 비슷해지며, 기화비율에 의한 농축은 농축효율을 저하시키게 된다.
기체상태의 과산화수소 증기와 수증기는 같은 압력에서 응축할 수 있는 온도가 차이가 나는데, 예를 들어, 35도일 경우, 과산화수소는 5mb이상에서 응축되고, 수증기는 55mb이상에서 응축된다.
따라서, 이러한 차이는 예를 들어, 수집밸브를 통해 진공 배기 중인 수집기 온도가 35일 때, 그 압력이 5mb 내지 55mb의 범위에 있을 경우 과산화수소 증기는 응축되고, 수증기는 수집기로부터 배기될 수 있다.
이때, 상기 과산화수소수의 제3농도는 90중량% 내지 95중량%일 수 있으며, S150 단계는 75중량% 내지 85중량%의 과산화수소수 중 수분을 기화시킴으로써, 90중량% 내지 95중량% 농도의 과산화수소수를 형성하는 과산화수소수 제2농축 단계일 수 있다.
한편, 상기에서는 S140 단계의 제2온도 및 제2압력의 수집기에 상기 제2농도의 과산화수소수를 투입하는 단계 및 S150 단계의 상기 제2농도의 과산화수소수 중 과산화수소 증기는 상기 수집기에 응축되고, 수증기는 상기 수집기로부터 배기시키는 단계가 순차적으로 이루어지는 것으로 설명하였으나, 이와는 달리, S140 및 S150 단계는 동시에 일어나는 단계일 수 있다.
즉, 제2온도 및 제2압력의 수집기에 상기 제2농도의 과산화수소수를 투입하면서, 이와 동시에, 상기 제2농도의 과산화수소수 중 과산화수소 증기는 상기 수집기에 응축되고, 수증기는 상기 수집기로부터 배기될 수 있다.
이때, 증발된 물은 제1진공펌프를 통해 진공배기되며, 따라서, S150 단계에서는 상기 제1진공펌프(20)를 작동(on 상태)시키고, 상기 제1진공밸브(21)를 open 시킴으로써 진공배기할 수 있으며, 또한, 증발된 물이 제1진공펌프를 통해 진공배기되기 위하여, 상기 수집밸브(141)는 open 상태에 해당한다.
다음으로, 상기 멸균챔버의 일정 압력까지 낮추는 단계 및 상기 제3농도의 과산화수소수를 제4농도의 과산화수소수로 농축하는 단계를 포함한다(S160).
이때, 상기 일정 압력이라 함은 멸균챔버에서 멸균을 하기 위한 설정압력이어야 하며, 또한, 멸균제가 과산화수소 증기인 경우, 확산이 용이한 진공도이어야 한다.
따라서, 상기 설정압력은 0.5 내지 1.3 mb일 수 있으며, 또한, 상기 멸균챔버의 온도는 45 내지 55℃일 수 있다.
또한, 상기 과산화수소수의 제4농도는 95중량% 이상일 수 있으며, S160 단계 90중량% 내지 95중량% 농도의 과산화수소수 중 수분을 기화시킴으로써, 95중량% 이상의 과산화수소수를 형성하는 과산화수소수 제3농축 단계일 수 있다.
이때, 증발된 물은 제1진공펌프를 통해 진공배기되며, 따라서, S160 단계에서는 상기 제1진공펌프(20)를 작동(on 상태)시키고, 상기 제1진공밸브(21)를 open 시킴으로써 진공배기할 수 있다.
한편, S160 단계에서 상기 수집밸브(141)는 open 상태 및 close 상태를 반복할 수 있다.
즉, 상기 제3농도의 과산화수소수를 제4농도의 과산화수소수로 농축함에 있어서, 고농도의 과산화수소수가 될수록, 액상의 과산화수소수가 증발될 수 있는 압력은 더 낮아진다.
예를 들면, 45 ℃의 동일한 온도조건에서, 80중량% 농도의 과산화수소수에서는 약 20mb 이하의 압력에서 과산화수소가 증발하게 되나, 90중량% 농도의 과산화수소수에서는 약 11mb 이하의 압력이 되어야 과산화수소가 증발하게 된다.
이는 상기 제3농도의 과산화수소수를 제4농도의 과산화수소수로 농축함에 있어서, 수분만 기화되는 것이 아니라, 과산화수소도 기화되게 되므로, 소정의 농도까지 과산화수소수를 농축하는 것이 어려워질 수 있다.
즉, 고농도의 과산화수소는 분해반응이 지속될 수 있으며, 분해 과정에서 생성된 수분은 과산화수소의 농도를 낮추게 된다.
따라서, 이러한 소량의 불순물인 수분을 제거하기 위해서는, 0.1 내지 2mb의 변동범위에서 압력의 상승/하강을 반복하는 경우, 기화되는 과산화수소가 제거되는 것을 억제하면서, 수분을 효과적으로 제거할 수 있다.
이러한 수분 제거 방법은 농도가 낮은 단계에서는 매우 긴 시간이 소요되지만, 농도가 높은 단계에서는 소량의 수분을 제거하기 위해 효과적이며, 적어도 높은 농도를 유지하는데 효과적이라 할 수 있다.
따라서, 상기 멸균챔버의 일정 압력까지 낮추는 단계에 의하여, 제3농도의 과산화수소수를 포함하고 있는 상기 수집기(140)의 압력이 지속적으로 낮아져서 보다 낮은 압력에서 과산화수소가 증발하는 것을 방지하기 위하여, 상기 수집밸브(141)는 open 상태 및 close 상태를 반복함으로써, 상기 수집기(140)의 압력이 지속적으로 낮아지는 것을 방지할 수 있다.
이때, 상기 수집기(140)의 압력은 5 내지 10 mb이고, 온도는 35 내지 40℃일 수 있으며, 상기 기화기(130)의 압력은 7 내지 10 mb이고, 온도는 60 내지 70℃일 수 있다.
한편, 상기 S160 단계에서는 기화기의 수용액은 완전히 소진된 상태이므로 진공상태에서 온도가 회복되고, 수집기는 고농축 과산화수소가 수집되어 소량의 수분이 제거되고 있거나, 적정 압력을 유지하면서 수집기에 머물게 된다.
이때 수집기는 과산화수소의 과도한 소진을 방지하기 위해 온도제어 수단에 의해 더 낮은 온도로 하강할 수 있다.
다음으로, 제4농도의 과산화수소수의 과산화수소 증기를 멸균챔버에 투입하여, 피처리물을 멸균처리하는 단계를 포함한다(S170).
S170 단계에서는 수집기(140)에 위치하는 제4농도의 과산화수소수의 과산화수소 증기를 멸균챔버(110)에 투입하기 위하여, 기화밸브(131)는 open 상태이고, 수집밸브는 open 또는 close 상태에 해당한다.
즉, 수집기(140)로부터 멸균챔버(110)로 과산화수소 증기가 이동하는 것은 제1연결배관(142) 및 제2연결배관(133)을 통해 이동할 수 있다.
이때, 상술한 바와 같이, 본 발명에서 수집기(140)와 기화밸브(131)를 연결하는 제1연결배관(142) 및 기화밸브(131)와 멸균챔버(110)를 연결하는 제2연결배관(133)은 다른 연결배관, 즉, 제3연결배관(143) 내지 제5연결배관(132)보다 내경이 클 수 있으며, 예를 들어, 제3연결배관(143) 내지 제5연결배관(132)이 1/4 inch 배관인 경우, 상기 제1연결배관(142) 및 제2연결배관(133)은 1 inch 배관일 수 있다.
이는 수집기(140)로부터 멸균챔버(110)로 과산화수소 증기가 제1연결배관(142) 및 제2연결배관(133)을 통해 이동함에 있어서, 제5연결배관(132)으로 과산화수소 증기가 유입되는 것을 방지하기 위함으로, 상대적으로 내경이 큰 제1연결배관(142)으로 과산화수소 증기가 유입되고, 상대적으로 내경이 작은 제5연결배관(132)으로는 과산화수소 증기가 유입되지 않을 수 있다.
또한, 본 발명에서는 과산화수소 증기가 멸균챔버에 투입되어, 피처리물을 멸균처리함에 있어서, 과산화수소 증기의 온도가 높지 않은 상태에서 투입되는 것이 바람직하다.
멸균 챔버에 과산화수소 증기가 충분히 포화되기 전에 수집기에서 기화된 과산화수소 증기의 온도가 멸균 챔버의 온도보다 높은 상태에서 멸균챔버에 진입하는 경우, 진입 경로에 과산화수소 증기의 밀도가 과도한 상태가 되어 응축되기 쉽고, 기체 상태로 멸균챔버에 확산하는 절대적인 양을 감소시키게 되며 멸균을 위한 확산 효과에 나쁜 영향을 줄 수 있게 된다.
이때, 본 발명에서는 수집기(140)와 멸균챔버(110) 사이 경로의 배관이 다른 경로의 배관보다 내경이 클 수 있는데, 배관의 내경이 크다 함은 기체의 이동 양이 많음을 의미하고, 배관의 내경이 크면 기체의 이동 양이 많아지는 만큼 진공도에 의한 기화 구동력이 강하게 상승하여 기체 상태의 과산화수소 증기의 온도 상승을 방지할 수 있다.
즉, 기체의 이동 양이 적은 경우, 과산화수소 증기가 수집기에 체류되는 시간이 그만큼 증가하게 되고, 과산화수소의 기화 및 이동을 위해 온도 상승이 필요한 수집기에서 과산화수소 증기의 분해반응속도는 증가하게 되어 분해 부산물인 수증기와 산소기체의 농도가 높아지게 된다. 이는 과산화수소 확산에 방해요소인 수증기 양을 최소화시키고자 하는 이전 단계의 목적이 기화단계에서 상실되어 멸균 성능을 약화시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 수집기(140)와 멸균챔버(110) 사이 경로의 배관이 다른 경로의 배관보다 내경을 크게 함으로써, 과산화수소 증기의 온도가 높지 않은 상태에서 멸균챔버에 투입될 수 있으며, 온도에 따른 분해 반응이 최소화되면서 기상으로 충분한 확산을 통해 과산화수소 증기가 피멸균물에 접근하는 것이 용이하므로, 양호한 멸균 효과를 얻을 수 있다.
한편, 제4농도의 과산화수소수의 과산화수소 증기를 멸균챔버에 투입함에 있어서, 과산화수소는 멸균챔버로 기화 확산되는데, 상기 수집기(140)의 온도가 상기 멸균챔버의 온도에 도달하기 전에 과산화수소의 기화가 대부분 완료되도록 상기 수집기(140)의 승온속도를 제어할 수 있다.
즉, 과산화수소의 기화를 촉진하기 위해, 상기 수집기(140)를 온도제어수단에 의해 가열할 수 있는데, 상기 수집기를 가열하는 것은, 수집기의 온도가 상기 멸균챔버의 온도에 도달하기 전에 과산화수소의 기화가 80% 이상 완료되도록 승온속도를 제어할 수 있다.
이때, 상기 멸균챔버(110)의 압력은 0.5 내지 15 mb일 수 있으며, 온도는 45 내지 55℃일 수 있다.
또한, 상기 수집기(140)의 압력은 0.5 내지 15 mb이고, 온도는 30 내지 70℃일 수 있으며, 상기 기화기(130)의 압력은 0.5 내지 15 mb이고, 온도는 60 내지 70℃ 이상일 수 있다.
한편, S170 단계에서, 상술한 진공배기 시스템의 진공배기의 단계 중, S14 단계 또는 S15 단계를 진행할 수 있다.
상기 각 단계에서의 압력 및 온도 조건을 정리하면 하기 표 2와 같다.
Figure PCTKR2015006353-appb-T000002
또한, 각 단계에서의 제1진공펌프 및 밸브의 상태를 정리하면 하기 표 3과 같다.
Figure PCTKR2015006353-appb-T000003
상술한 바와 같이, 멸균 성능을 향상시키기 위해, 보다 농축된 과산화수소수를 사용하는 것이 바람직한데, 보다 농축된 과산화수소 용액을 사용하는 것은, 과산화수소 용액을 취급하는 데 있어서 과산화수소 용액의 농도가 60중량% 이하로 제한되어 있어서 높은 농도의 과산화수소를 멸균제로 쓰는 어려움이 있다.
하지만, 본 발명에서는 각 단계별 농축과정을 통하여, 95중량% 이상의 과산화수소수를 멸균제로 사용할 수 있으며, 따라서, 수증기에 의한 확산방해 요인이 줄어들면서 멸균효과를 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 S130 단계인, 최초에 공급된 제1농도의 과산화수소 수용액으로부터 수분을 제거하여 제2농도의 과산화수소 수용액을 준비한 이후에, 상술한 S140 단계 및 S150 단계를 진행함으로써, 수집기에 수분이 접촉할 수 있는 가능성을 감소시킬 수 있다.
또한, 과산화수소수를 수집기에 투입함에 있어서, 과산화수소수의 수집기의 압력과 수집기의 온도에 따른 수분의 포화수증기압, 즉, 기화/응축 경계 압력을 낮추어 줌으로써 수분이 수집기에 접촉하더라도, 응축할 수 없는 조건이 되도록 할 수 있다.
상기와 같이 진공과정에서 과산화수소수로부터 수증기를 제거하여 과산화수소 증기의 비율을 높여서 멸균제 확산능력을 높이는 과정이 포함된 진공배기과정에만 필요한 것은 아니다.
과산화수소 증기를 이용하는 다양한 멸균 방법에서 상기와 같이 제2진공펌프를 이용한 진공배기 방법은 진공배기의 능력을 지속적으로 동일하게 유지시켜 준다.
그 이유는 과산화수소 증기를 이용하기 위해서는 과산화수소 수용액을 사용할 수 밖에 없으며, 과산화수소 증기의 증기압이 매우 낮기 때문에 과산화수소의 기화를 제어하기 위해서는 높은 진공도가 요구되며, 높은 진공도로 배기되는 과정에서 멸균제 이외에도 멸균 대상물, 경우에 따라서는 높은 습도의 환경으로 인해 챔버에 유입된 수증기로 인해 진공펌프의 오일은 지속적으로 수분을 포집할 수 밖에 없기 때문이다.
수분이 포집되면 진공배기 성능이 약화되고, 펌프 오일의 변성을 촉진시키며, 예상되는 배기시간이 지속적으로 증가하게 되고, 결국 진공펌프의 수명이 단축될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실험예를 기재하기로 하며, 다만, 본 발명에서 상기 실험예에 한정되는 것은 아니다.
[실험예]
100L의 내부 용적을 가지며, 50℃를 유지하는 멸균 챔버에서 분당 600L의 배기성능을 가지는 오일 진공펌프를 사용하여 배기되는 속도를 측정하였다.
상기 오일 진공펌프와 Oil Mist Trap 사이에 Check 밸브와 건식진공펌프를 병렬로 연결하고, 멸균챔버의 진공도가 10mb에 도달한 후 건식진공펌프를 작동시켜서 멸균챔버의 진공도가 0.1mb에 도달될 때까지 오일 진공펌프와 건식진공펌프를 동시에 작동시켰다. 측정을 목표로 한 진공도에 도달한 후, 2개의 진공펌프를 끄고, 챔버를 대기압으로 Purge하였다. 측정 환경은 27℃, 상대습도 50%이었고 대기압으로부터 0.1mb까지 진공배기 되는 속도를 측정하고, 대기압으로 Purge하는 것까지 1회로 하여 100회를 반복실시하면서 진공 배기되는 속도를 확인하였고, Oil Mist Trap에 포집된 오일의 양을 측정하였다.
[비교예]
100L의 내부 용적을 가지며, 50℃를 유지하는 멸균 챔버에서 분당 600L의 배기성능을 가지는 오일 진공펌프를 사용하여 배기되는 속도를 측정하였다. 측정 환경은 27℃, 상대습도 50%이었고 대기압으로부터 0.1mb까지 진공배기 되는 속도를 측정하고, 대기압으로 Purge하는 것까지 1회로 하여 100회를 반복실시하면서 진공 배기되는 속도를 확인하였고, Oil Mist Trap에 포집된 오일의 양을 측정하였다.
상기 실험예와 비교예의 실험결과를 하기에 나타내었다.
먼저, 상기 실험예의 실험결과는 다음과 같다.
1회째의 진공배기 속도는 252초가 소요되었고, 10회째의 진공배기 속도는 255초, 100회째의 진공배기 속도는 262초가 소요되었다. 100회 반복을 마치고, 진공펌프 오일의 온도는 45℃ 내지 50℃였으며, 오일 Mist Trap에는 10cc 미만의 오일이 포집되었다. 진공펌프의 오일의 온도가 상온으로 회복된 후 다시 진공배기 속도를 측정하였더니, 253초가 소요되었다.
다음으로, 상기 비교예의 실험결과는 다음과 같다.
1회째의 진공배기 속도는 251초가 소요되었고, 10회째의 진공배기 속도는 255초, 100회째의 진공배기 속도는 361초가 소요되었다. 100회 반복을 마치고, 진공펌프 오일의 온도는 59℃ 내지 62℃였으며, 오일 Mist Trap에는 80cc정도의 오일이 포집되었다. 포집된 오일을 다시 진공펌프에 투입하고, 진공펌프의 오일의 온도가 상온으로 회복된 후 다시 진공배기 속도를 측정하였더니 331초가 소요되었다.
상기 실험예와 상기 비교예의 실험결과에서 알 수 있듯이, 실험예의 경우, 1회째, 10회째 및 100회째의 진공배기 속도가 각각 252초, 255초 및 262초로 크게 차이가 없는 반면에, 비교예의 경우, 1회째, 10회째 및 100회째의 진공배기 속도가 각각 251초, 255초 및 361초로 점차 큰 폭으로 상승함을 알 수 있다.
일반적으로, 오일 진공펌프의 오일 속에 트랩된 수증기가 많으면 많을수록 진공배기 속도가 느려지는 것이다.
본 발명에 따른 실험예의 경우, 진공배기 속도에 약간의 상승은 있으나, 100회째에도 1회째와 비교하여 진공배기 속도가 거의 유사함을 알 수 있으나, 비교예의 경우, 100회째의 진공배기 속도가 1회째와 비교하여 매우 큰 폭으로 상승하였으며, 이는 결국, 오일 진공펌프의 오일 속에 트랩되는 수증기가 증가하여, 결국, 진공배기 속도가 매우 느려지는 것을 의미한다.
한편, 실험예에 있어서, 100회째의 진공펌프 오일의 온도는 45℃ 내지 50℃인 반면에, 비교예에 있어서, 100회째의 진공펌프 오일의 온도는 59℃ 내지 62℃인 것을 알 수 있다.
일반적으로 수증기는 기화하는 과정에서 흡열반응을 하게 되는데, 실험예의 경우, 100회째의 오일의 온도가, 비교예와 비교하여, 더 낮게 측정되었으며, 이는 오일 진공펌프의 오일 속에 트랩되는 수증기가 기화하는 과정에서 흡열반응을 하게 되어, 오일 진공펌프의 오일 온도의 상승을 억제하였음을 의미한다.
즉, 실험예의 경우, 비교예의 경우보다 수증기가 기화하는 양이 많았음을 의미하고, 결국, 오일 진공펌프의 오일 속에 트랩되는 수증기가 비교예보다 적음을 나타낸다.
[적용예]
이하에서는 도 3의 본 발명의 제1실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템을 통한 효과를 측정하였다.
먼저, 분당 1000L의 성능을 갖는 진공펌프를 사용하고, 130L의 내부용적을 갖는 멸균챔버에서, 55%의 과산화수소수를 5.5cc 투입하고, 진공배기과정에서 과산화수소수로부터 수분을 제거하는 과정을 거치면서, 챔버의 진공도를 0.5mb에 도달하도록 진공 배기되는 소요시간을 측정하였으며, 이때의 소요시간은 약 7분이었다.
다음으로, 과산화수소 증기를 멸균챔버에 확산시키고 일정시간을 유지하였으며, 이때의 소요시간은 약 6분이었다.
다음으로, 다시 진공 배기하여 과산화수소 증기를 완전히 제거하고, 0.5mb이하를 3분 유지하는 진공배기 단계를 거쳤으며, 이때의 소요 시간은 약 6분이었다.
상기와 같은 과정을 2회 연속 반복하는 것을 1주기로 정의할 때, 1회당 총 주기의 시간은 약 40분이며, 이때, 오일진공펌프의 작동시간은 26분, 건식진공펌프의 작동시간은 22분 이었다.
이 때 진공배기 속도의 지연으로 인한 1주기의 소요시간 변화를 측정하여 하기 표 4에 도시하였다.
표준시간으로부터 추가되는 시간 100회째 500회째 1500회째 2000회째
건식진공펌프를 작동시킨 경우 +0.2분 +0.3분 +0.5분 +1분
건식진공펌프를 작동시키지 않은 경우 +1.5분 +7.8분 *** ***
*** 목표 진공도에 도달하지 못하여 1주기가 정상적으로 종료 불가능. 측정되지 못함.
표 4를 참조하면, 본 발명에 따라 건식진공펌프를 작동시킨 경우에는 100회째, 즉, 50주기째의 소요시간이 40.2분으로 표준시간으로부터 0.2분이 더 길게 소요된 반면에, 건식진공펌프를 사용하지 않은 경우는 1.5분이 더 소요되었다.
또한, 500회째의 경우는 0.3분과 7.8분으로 매우 큰 차이를 보임을 알 수 있다.
즉, 상술한 바와 같이, 일반적으로, 오일 진공펌프의 오일 속에 트랩된 수증기가 많으면 많을수록 진공배기 속도가 느려지는 것으로, 본 발명의 경우에는 오일 진공펌프의 오일 속에 트랩된 수증기가 없기 때문에 진공배기 속도의 지연으로 인한 1주기의 소요시간 변화에 큰 차이가 없으나, 건식진공펌프를 사용하지 않은 경우, 오일 속에 트랩된 수증기로 인하여 진공배기 속도 지연이 늘어남을 알 수 있다.
특히, 건식진공펌프를 사용하지 않는 일반적인 경우는 약 600회째 정도를 사용하면, 오일 진공펌프의 오일에 수증기가 트랩되어, 오일 진공펌프가 목표하는 진공도에 도달하지 않아, 진공펌프로의 역할을 하지 못하나, 본 발명에 따른 건식진공펌프를 사용하는 경우, 2000회까지도 사용하능함을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템을 도시한 개략적인 사시도이다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템은 상술한 도 1은 제1실시예와 동일할 수 있으며, 이하에서는 제1실시예의 차이점만을 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템은 상기 제1진공펌프(20)를 냉각시키기 위한 열교환기(70)를 포함한다.
상기 적용예에서 알 수 있는 바와 같이, 제1진공펌프의 가동시간이 높은 멸균 과정을 사용하는 경우에는 제1진공펌프의 작동 오일이 가열되어 점도가 떨어지거나 열화되어 수명이 짧아진다.
따라서, 본 발명에서는 상기 제1진공펌프의 작동 오일이 가열되는 것을 방지하기 위하여, 상기 제1진공펌프의 작동 오일을 냉각시키는 것이 바람직하며, 상기 열교환기(70)를 통해, 상기 제1진공펌프의 작동 오일을 냉각시킬 수 있다.
이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1진공펌프의 작동 오일을 순환시키기 위한 작동 오일 순환 펌프(60)를 포함할 수 있으며, 즉, 상기 작동 오일 순환 펌프(60)를 통해, 상기 작동 오일이 순환되며, 순환되는 과정에서 상기 열교환기(70)를 통해, 작동 오일이 냉각될 수 있다.
이때, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 작동 오일이 순환된다 함은, 상기 제1진공펌프로부터 작동오일이 배출되어, 열교환기를 경유하여, 다시 제1진공펌프로 유입되는 것을 의미한다.
따라서, 본 발명에서는 상기 제1진공펌프의 작동 오일을 순환시키는 과정에서 열교환기를 통해 냉각시킴으로써, 제1진공펌프의 작동 오일이 가열되어 점도가 떨어지거나 열화되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템을 도시한 개략적인 사시도이다.
이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템은 상술한 제1실시예와 동일할 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템은 멸균챔버(310)를 포함한다.
또한, 상기 멸균챔버(310)의 일측에 연결되는 멸균제 수용액 공급장치(340)를 포함할 수 있으며, 상기 멸균제 수용액 공급장치(340)로부터 공급된 멸균제를 통해, 상기 멸균챔버(310)에서 피멸균물을 멸균할 수 있다.
이때, 상기 멸균제 수용액 공급장치(340) 및 멸균챔버(310) 사이에 멸균제 수용액 공급조절 밸브(341)를 포함하여, 적절한 양의 멸균제 수용액을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 제3실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템은 상기 멸균챔버(310)의 타측에 연결되는 제1진공펌프(320)를 포함하며, 상기 제1진공펌프(320)는 상기 멸균챔버(310) 내부의 기체를 뽑아내어 진공 상태를 형성시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 제1진공펌프(320)는 오일진공펌프인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 멸균챔버(310)와 상기 제1진공펌프(320)의 사이에는 상기 제1진공펌프(320)의 동작을 제어할 수 있는 제1진공밸브(321)가 연결될 수 있으며, 또한, 상기 멸균챔버(310)와 상기 제1진공펌프(320)의 사이에는 촉매반응부(322)를 포함할 수 있다.
계속해서, 도 7을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템은 오일 필터(Oil Mist Trap)부(350)를 포함한다.
상기 오일 필터(Oil Mist Trap)부(350)는 상기 멸균챔버(310)로부터 유입되는 증기가 상기 제1진공펌프(320)를 거쳐 최종적으로 배기됨에 있어서, 증기에 포함되는 오일을 포집하기 위한 부분으로, 상기 오일 필터(Oil Mist Trap)부(50)를 통해 오일은 포집되고, 증기는 통과하여 배기될 수 있다.
계속해서, 도 7을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템은 상기 제1진공펌프(320)와 상기 오일 필터(Oil Mist Trap)부(350)의 사이에 연결되는 제2진공펌프(330)를 포함한다.
상기 제2진공펌프(330)는 오일을 사용하지 않는 건식 진공펌프인 것을 특징으로 한다.
상기 제2진공펌프(330)는 상기 제1진공펌프(320)의 작동 오일이 일정 압력의 진공도에 노출되도록 하는 구성이며, 상기 일정 압력은 상기 작동 오일에 포집된 수분이 비등점 이하가 될 수 있는 압력을 의미한다.
상기 제2진공펌프(330)의 기능은 상술한 제1실시예와 동일하므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
계속해서, 상기 제1진공펌프(320)와 상기 오일 필터(Oil Mist Trap)부(350)에 연결되는 제2진공펌프(330)의 연결관계를 설명하면 다음과 같다.
도 7을 참조하면, 상기 제2진공펌프(330)는 상기 제1진공펌프(320)와 상기 오일 필터(Oil Mist Trap)부(350)에 직렬 연결된다.
또한, 상기 제1진공펌프(320)와 상기 오일 필터부(350)의 사이에는 제1경로 개폐 밸브부(332)를 포함하며, 이때, 본 발명에서 상기 제1경로 개폐 밸브부(332)는 체크밸브인 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1진공펌프(320)와 상기 오일 필터부(350)의 사이에서, 상기 제2진공펌프(330) 및 상기 제1경로 개폐 밸브부(332)는 병렬 연결된다.
즉, 본 발명의 제3실시예에서는 상기 제1경로 개폐 밸브부(332)를 통해 상기 제1진공펌프(320), 상기 제1경로 개폐 밸브부(332) 및 상기 오일 필터부(350)를 경유하는 제1경로를 제어할 수 있고, 또한, 상기 제2진공펌프(330)를 통해 제1진공펌프(320), 상기 제2진공펌프(330) 및 상기 오일 필터부(350)를 경유하는 제2경로를 제어할 수 있다.
일반적으로, 진공펌프는 자체적으로 밸브의 기능을 할 수 있으며, 따라서, 본 발명의 제3실시예에서는 상술한 도 1에서와 같이, 제1진공펌프와 제2진공펌프의 사이의 경로에 별도의 개폐 밸브부를 두지 않더라도, 상기 제1진공펌프(330)를 통해, 상기 제1진공펌프(330)로부터 유입된 수증기가 제2진공펌프(330)를 경유하여 상기 오일 필터부(350)를 통과할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에서 상기 제1경로 개폐 밸브부(332)는 체크밸브인 것이 바람직한데, 상기 체크밸브는 전기적인 신호에 의해 작동하는 것이 아닌, 상기 체크밸브에 가해지는 압력에 의해 Open/Close의 작동을 할 수 있다.
즉, 상기 체크밸브에 일정 압력이 가해지는 경우, 기계적인 메커니즘에 의해 상기 체크밸브가 Open 상태가 되고, 이 경우, 상기 제1진공펌프(330)로부터 유입된 수증기가 체크밸브(332)를 경유하여 상기 오일 필터부(350)를 통과할 수 있다.
즉, 도 1에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에서는 2개의 밸브부를 사용하여, 2개의 경로를 제어하였으나, 본 발명의 제3실시예에서는 상기 제1경로 개폐 밸브부(332)를 통해 상기 제1진공펌프(320), 상기 제1경로 개폐 밸브부(332) 및 상기 오일 필터부(350)를 경유하는 제1경로를 제어할 수 있고, 또한, 상기 제2진공펌프(330)를 통해 제1진공펌프(320), 상기 제2진공펌프(330) 및 상기 오일 필터부(350)를 경유하는 제2경로를 제어할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 제3실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 진공배기 방법을 설명하기로 한다. 본 발명의 제3실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 진공배기 방법은 후술할 바를 제외하고는 상술한 제1실시예와 동일할 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 진공배기 방법은, 먼저, 제1진공펌프(320)를 On 시켜 진공챔버를 배기하는 단계를 포함한다(S311).
한편, S311 단계에서는 제1진공밸브(321)는 open 상태이고, 상기 제2진공펌프(330)는 Off 상태이며, 상기 제1경로 개폐 밸브부(332), 즉, 체크밸브는 압력차이에 의하여 open 상태일 수 있다.
다음으로, 제2진공펌프(330)를 On 시켜, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 진공을 부과하는 단계를 포함한다(S312).
상술한 바와 같이, 상기 제1진공펌프를 경유하는 수증기의 일부는 지속적으로 기화하거나 공기 중에 용해되어 배출되지만, 완전한 배출이 될 수 없고, 그 일부가 제1진공펌프의 오일에 액체 상태로 포집되고 축적된다.
따라서, 본 발명에서는 상기 제1진공펌프의 오일에 포집되는 액체 상태의 물을 기화시키기 위하여, 상기 제1진공펌프(320)에 상기 액체 상태의 물을 증발시키기 위한 일정 압력을 제공하게 되고, 상기 제2진공펌프(330)는 상기 제1진공펌프(320)의 오일에 포집된 액체 상태의 물을 기화시키기 위한 일정 압력을 제공하게 된다.
한편, S312 단계에서는 제1진공밸브(321)는 open 상태이고, 제2진공펌프(330)는 On 상태이며, 제1경로 개폐 밸브부(332)는 close 상태일 수 있다.
다음으로, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 포집된 수증기를 기화시키는 단계를 포함한다(S313).
본 S313 단계는 상술한 S312 단계와 동시에 일어날 수 있으며, 즉, 제2진공펌프를 On 시켜, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 진공을 부과함으로써, 상기 제1진공펌프(320)에 상기 액체 상태의 물을 증발시키기 위한 일정 압력을 제공하게 되고, 이로써, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 포집된 수증기를 기화시킬 수 있다. 이는 상술한 제1실시예와 동일하므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, S313 단계에서는 제1진공밸브(321)는 open 상태이고, 제2진공펌프(330)는 On 상태이며, 제1경로 개폐 밸브부(332)는 close 상태일 수 있다.
다음으로, 상기 제1진공펌프는 Off 시키고, 상기 제2진공펌프의 On 상태를 유지하는 단계를 포함한다(S314).
즉, S314 단계에서는 제1진공펌프는 Off 되어, 상기 멸균챔버의 배기는 종료되었으나, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 포집된 액체 상태의 물을 계속적으로 기화시키는 단계일 수 있다.
이때, S314 단계에서는 제1진공밸브(321)는 close 상태이고, 제2진공펌프(330)는 On 상태이며, 제1경로 개폐 밸브부(332)는 close 상태일 수 있다.
다음으로, 상기 제2진공펌프를 Off 시킴으로써, 본 발명의 제3실시예에 따른 멸균장치의 진공배기 시스템의 진공배기를 완료할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (15)

  1. 멸균챔버;
    상기 멸균챔버의 일측에 연결되는 제1진공펌프;
    상기 멸균챔버로부터 유입되는 증기가 상기 제1진공펌프를 거쳐 배기되기 위한 오일 필터부;
    상기 제1진공펌프와 상기 오일 필터부에 연결되는 제2진공펌프를 포함하는 멸균장치의 진공배기 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 멸균챔버의 타측에 연결되는 멸균제 수용액 공급장치를 더 포함하는 멸균장치의 진공배기 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1진공펌프는 오일진공펌프인 것을 특징으로 하는 멸균장치의 진공배기 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2진공펌프는 오일을 사용하지 않는 건식 진공펌프인 것을 특징으로 하는 멸균장치의 진공배기 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2진공펌프는 상기 제1진공펌프의 작동 오일이 일정 압력의 진공도에 노출되도록 하며, 상기 일정 압력은 상기 작동 오일에 포집된 수분이 비등점 이하가 될 수 있는 압력인 것을 특징으로 하는 멸균장치의 진공배기 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 일정 압력은 50 내지 150 mb의 압력인 것을 특징으로 하는 멸균장치의 진공배기 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2진공펌프는 상기 제1진공펌프와 상기 오일 필터부에 직렬연결되는 것을 특징으로 하는 멸균장치의 진공배기 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2진공펌프와 상기 제1진공펌프의 사이에 제1경로 개폐 밸브부를 포함하는 멸균장치의 진공배기 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1진공펌프와 상기 오일 필터부의 사이에 제2경로 개폐 밸브부를 포함하는 멸균장치의 진공배기 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1진공펌프와 상기 오일 필터부의 사이에 위치하는 제1경로 개폐 밸브부를 포함하며,
    상기 제1진공펌프와 상기 오일 필터부의 사이에서, 상기 제2진공펌프 및 상기 제1경로 개폐 밸브부는 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 멸균장치의 진공배기 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1경로 개폐 밸브부는 체크밸브인 것을 특징으로 하는 멸균장치의 진공배기 시스템.
  12. 제1진공펌프를 On 시켜 진공챔버를 배기하는 단계;
    제2진공펌프를 On 시켜, 상기 제1진공펌프의 작동 오일에 진공을 부과하는 단계; 및
    제1진공펌프의 작동 오일에 포집된 수증기를 기화시키는 단계를 포함하는 멸균장치의 진공배기 시스템의 진공배기 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1진공펌프의 작동 오일에 포집된 수증기를 기화시키는 단계 이후,
    상기 제1진공펌프는 Off 시키고, 상기 제2진공펌프의 On 상태를 유지하는 단계; 및 상기 제2진공펌프를 Off 시키는 단계를 더 포함하는 멸균장치의 진공배기 시스템의 진공배기 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1진공펌프의 작동 오일에 포집된 수증기를 기화시키는 단계 이후,
    상기 제2진공펌프를 Off 시키는 단계를 포함하는 멸균장치의 진공배기 시스템의 진공배기 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1진공펌프를 On 시켜 진공챔버를 배기하는 단계 이후,
    상기 제1진공펌프를 Off 시켜 진공챔버의 배기를 종료하는 단계를 더 포함하는 멸균장치의 진공배기 시스템의 진공배기 방법.
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