WO2017065478A1 - 부피 가변식 챔버를 가지는 저온 멸균장치 - Google Patents

부피 가변식 챔버를 가지는 저온 멸균장치 Download PDF

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WO2017065478A1
WO2017065478A1 PCT/KR2016/011370 KR2016011370W WO2017065478A1 WO 2017065478 A1 WO2017065478 A1 WO 2017065478A1 KR 2016011370 W KR2016011370 W KR 2016011370W WO 2017065478 A1 WO2017065478 A1 WO 2017065478A1
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WO
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chamber
sterilization
volume
space
cylinder
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PCT/KR2016/011370
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English (en)
French (fr)
Inventor
이원오
Original Assignee
주식회사 큐브인스트루먼트
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/16—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
    • A61L2/20—Gaseous substances, e.g. vapours

Definitions

  • the present invention relates to a sterilization apparatus, and more particularly, to varying the volume of the chamber providing a sterilization space by continuously adjusting the pressure therein, the volume change which can improve the sterilization effect through effective penetration and supply of sterilizing materials. It relates to a food sterilization apparatus.
  • Sterilization means the complete elimination of all living microorganisms, apart from cleaning or disinfection. Sterilization is achieved through a variety of physical and chemical processes, and is particularly required in the field of medical devices.
  • Korean Patent Application No. 10-2007-0065359 in addition to the sterilization method that depends on the diffusion of hydrogen peroxide gas in a vacuum after the hydrogen peroxide in the vapor state as a sterilization material and a set of pressure rises, The process of supplying several times and the method of supplying ozone using plasma are used.
  • Korean Patent Application No. 10-2010-0023705 proposes a method for generating a flow of fluid inside a chamber in which a pressure is formed by vacuum to raise the temperature of the sterilization material and the sterilization object more quickly.
  • This also has the advantage of quickly increasing the temperature of the internal sterilization target to remove the remaining sterilization material after drying and sterilization can reduce the overall sterilization time.
  • in the case of a thin elongated tube it is possible to improve the difficulty of reaching the sterilant only by the diffusion of gas.
  • the medical pouch is made of a transparent polymer material on one side, and the other side of the pouch can be passed through the sterilization material by using a material such as a tie bag capable of permeation of gas.
  • the material of the permeation surface for sterilizing materials such as tie bags is made of fine pores to prevent the invasion of bacteria, so there is a part where the performance of the sterilizing material by diffusion or the temperature rise of the internal sterilization object by blowing is difficult to achieve sufficient performance.
  • Prior art documents that are the background of the present invention include Korean Patent Application No. 10-2007-0065359, Korean Patent Application No. 10-2010-0023705, and the like.
  • An object of the present invention for the above problems to provide a sterilization device to increase the sterilization effect by supplying a sterilization material smoothly to the medical device sealed in the pouch, more specifically, the degree of vacuum of the sterilization chamber is required. According to the control to provide a sterilization device to be able to penetrate well into small gaps.
  • the chamber for providing a closed sterilization space Sterile material supply unit for supplying a sterile material in the chamber; A vacuum pump for vacuuming the inside of the chamber; It is achieved by a low-temperature sterilization apparatus having a variable volume chamber characterized in that it comprises a volume variable means for varying the pressure of the sterilization space by varying the volume of the sterilization space.
  • variable volume means the cylinder is installed on one side of the chamber to communicate with the internal space of the chamber;
  • a piston coupled to the cylinder to change the volume of the chamber internal space; It may include; a drive unit for changing the volume of the sterilization space by activating the piston.
  • variable volume means the corrugated pipe is fixed to one side of the chamber; It is achieved by a variable volume sterilization apparatus comprising a; drive unit for varying the volume of the sterilization space by varying the length of the corrugated pipe as being coupled to the other end of the corrugated pipe.
  • variable volume means may be to repeatedly start in the form of a pulse in a vacuum state.
  • variable volume means the cylinder is provided separately on the outside of the chamber;
  • a piston installed in the cylinder to enable a piston movement;
  • a main tube 201 including a driving unit for starting the piston and connected to the cylinder;
  • a recovery main tube 204 and a plurality of recovery branch tubes 205 connected between the main tube 201 and the chamber;
  • a check valve installed in the injection pipe 203 and the recovery paper pipe 205 so that the fluid flows in the opposite direction, the sterilizing material is injected and supplied at multiple locations in the chamber at the same time, the chamber It is characterized in that the sterilization material is absorbed from multiple places at the same time.
  • the sterilizing material is hydrogen peroxide vapor
  • the sterilizing material supply unit is a sterilizing material supply tank 31 for providing hydrogen peroxide
  • vaporizer 32 which is connected to the chamber to vaporize the supplied hydrogen peroxide
  • the sterilization material It may include a sterile material supply pump 33 is installed between the sterile material supply tank 31 and the vaporizer 32 to apply pressure.
  • a sterilization apparatus that can adjust the pressure and temperature and increase the flowability of the sterilizing material.
  • the pressure of the sterilization chamber is controlled, the sterilization material is smoothly penetrated into the pouch, and the sterilization reaction is completed and the recovery and exchange are easy.
  • a satisfactory sterilization effect can be performed on a medical device which is sealed in a pouch and put into a sterilization chamber.
  • FIG. 1 is a cross-sectional configuration of the sterilization apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing a pressure change according to a process as a sterilization process diagram of a sterilization apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of a sterilization apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a schematic cross-sectional view of the chamber of the sterilization apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a cross-sectional configuration of the sterilization apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the chamber 10 provides a closed sterilization space (S).
  • the chamber 10 is provided with an opening / closing door (not shown) to facilitate access to the inside.
  • a tray on which the sterilization target (W) is seated may be installed.
  • the sterilization space (S) of the chamber 10 is to be able to vary the volume by the volume variable means.
  • the variable volume means is for changing the pressure by varying the volume inside the chamber 10 can be used in a variety of ways. Hereinafter, the variable volume means will be described.
  • the first variable volume means uses a piston method as shown in FIG.
  • one side of the chamber 10 is open, and the cylinder 12 is installed on one open side of the chamber 10 so as to communicate with the internal space of the chamber 10. It is preferable that the cylinder 12 be cylindrical, and the inner surface is smooth.
  • the chamber 10 may be in the form of a hexahedron box or may be cylindrical in shape, such as the cylinder 12.
  • the cylinder 12 is movably coupled to the cylinder 12 to adjust the pressure of the internal space by changing the volume of the internal space of the chamber 10.
  • the piston 20 will be in the form of a disc, and a packing 23 for hermetic sealing may be interposed between the cylinder 12 and the piston 20.
  • the drive 22 forces the piston 20 to force him to move along the cylinder 12, ie in the direction of the arrow K.
  • the volume of the sterilization space S of the chamber is varied so that the pressure is variable. It is clear that volume and pressure will change in inverse relation based on the basic equations of the ideal gas equation.
  • An operating rod 21 is connected between the drive unit 22 and the piston 20.
  • the drive unit 22 (actuator) may be a pneumatic or hydraulic cylinder. However, the driving unit 22 may be a method in which various motors are used.
  • the sterilization space (S) may be divided into a full-scale sterilization space where the sterilization target (W) is located and a variable space in which the cylinder 12 is installed. Since the interior of the sterilization space (S) must maintain the sterilization environment as a whole, the larger the space, the more difficult to manage. Therefore, an elastic membrane such as silicon may be installed between the full sterilization space and the variable space. The piston may push the elastic membrane to reduce the volume of the full sterilization space.
  • the bellows 25, bellows
  • the method of driving the corrugated pipe 25 may be a motor or a hydraulic (or pneumatic) cylinder.
  • the operating plate 24 and the operating rod 21 are continuously connected to the end of the corrugated pipe 25, and the operating rod 21 is prohibited to be started by the driving unit 22.
  • volume varying means can be in various ways other than the illustrated manner.
  • the heater 47 for heating the inner space of the chamber 10 radiates toward the inside of the chamber 10 to heat the sterilization space S to a desired temperature.
  • the heater 47 may be installed inside the chamber 10 to directly heat the outer wall of the chamber 10 or to heat the sterilization space.
  • Sterile material supply unit 30 is for supplying sterile material to the sterilization space (S).
  • the sterilizing material supply unit 30 is a sterilizing material supply tank 31 for providing a sterilizing material such as hydrogen peroxide
  • the vaporizer 32 is connected to the chamber 10 to vaporize the supplied sterilizing material, and the sterilizing material
  • it may include a sterile material supply pump 33 interposed between the sterile material supply tank 31 and the vaporizer 32.
  • the vacuum pump 41 is connected to the chamber 10 to vacuum the sterilization space (S).
  • the vacuum pump 41 is provided to maintain the sterilization space (S) in a vacuum state. More specifically, it is to remove foreign substances such as water that may exist inside by releasing harmful substances and lowering pressure therein, and ultimately to realize vaporization of hydrogen peroxide solution.
  • the pressure of the sterilization space (S) can be measured and controlled by a pressure sensor (not shown) installed on the side wall of the chamber 10.
  • the pressure sensor can alert you to dangerous pressures or generate an alarm if there is an abnormal pressure.
  • the chamber 10 may be further connected to the plasma generator 42 and the sterilizing material decomposition catalyst device 43.
  • the plasma generator 42 causes the hydrogen peroxide, which is a sterilizing material, to be decomposed into water and oxygen.
  • the material inside the chamber may be exhausted 44 through the exhaust valve 40 and the vacuum pump 41.
  • the material inside the chamber 10 is discharged and outside air is also introduced.
  • the outside air is introduced into the chamber 10 through the outside air inlet filter 46 and the outside air inlet valve 45.
  • the temperature of the chamber 10 may maintain the temperature of the sterilization space S at a temperature of, for example, about 60 ° C. by a signal given by a temperature sensor (not shown). According to the present invention, by actively flowing the fluid in the chamber 10 it is possible to increase the temperature of the sterilization target (W).
  • Sterilization apparatus in particular the chamber and the variable volume means may have a configuration as shown in Figures 3 to 4.
  • variable volume means installed on one side of the chamber is a cylinder 12 is provided separately on the outside of the chamber 10, the piston 20 is installed to enable the piston movement in the cylinder and the drive unit for starting the piston ( 22).
  • the main tube 201 is connected to the cylinder 12. Between the main tube 201 and the chamber 10, the injection main pipe 202 and the plurality of injection branch pipes 203 are connected so that the sterilizing material can be sprayed and supplied simultaneously in various places in the chamber 10.
  • a recovery tube for the recovery of the sterilizing material is installed between the main tube 201 and the chamber 10, it is composed of a recovery main tube 204 and a plurality of recovery paper tube 205. This is also absorbed sterile material simultaneously from several places in the chamber (10).
  • a check valve is installed in each of the injection branch pipe 203 and the recovery branch pipe 205 to form only one-way flow of the fluid. That is, the fluid containing the sterilant is only injected to one side through the change in the degree of vacuum, and the fluid containing the sterilant is recovered from the other side to the outside of the chamber.
  • Unexplained reference numerals will be referred to the foregoing description.
  • FIG. 2 is a graph showing the pressure change in the progress of the process.
  • the vacuum pump 40 lowers the pressure of the sterilization space (S) close to the vacuum, for example, 5 to 50 torr, and performs a drying process in this state. Even during the drying process, the volume of the sterilization space is changed in a pulse form (K ′), that is, by applying a pulsation, by using a volume variable means to induce the flow of the material in the sterilization space. According to this, it is possible to continuously exchange the fluid in the sterilization space (S), it is advantageous to increase the temperature of the sterilization target and to discharge moisture.
  • the sterilizing material is supplied through the sterilizing material supply unit 30 to perform a sterilization process primarily.
  • the variable volume means operates in the form of pulse (K ') to induce a strong penetration force of the sterilizing material to allow the sterilizing material to penetrate into the pouch.
  • the second sterilization process may be performed in the same manner as described above while again forming a vacuum using the vacuum pump 40. And in order to remove the residual sterilization material after the second sterilization process sterilization material removal process is carried out in a similar manner to the drying process described above.
  • the volumetric means is operated in the form of pulse (K ') under vacuum or similar low pressure state to strongly flow the sterilant in the vaporized state and penetrate the inside of the pouch. It will be able to sterilize.
  • the above-mentioned pulse shape K ' may be formed by repeatedly starting the volume varying means in cycles of several to several hundred times per minute. This cycle is, of course, illustrative and can be varied in a variety of patterns to ensure that the sterilization process is performed dynamically.
  • the volume varying means of the present invention may be to perform the process of waiting for the sterilant reaction time and expanding the volume after the volume reduction in a vacuum of less than atmospheric pressure. And this process can be set to be repeated several times as necessary.
  • sterile material supply unit 31 sterile material supply tank

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Abstract

본 발명은 멸균공간을 제공하는 챔버의 부피를 가변시켜 그 내부의 진공도를 조정함으로써 멸균재의 효과적인 침투와 공급을 통해 멸균효과를 향상시킬 수 있는 부피 가변식 멸균장치에 관한 것이다. 그의 구성은; 밀폐된 멸균공간을 제공하기 위한 챔버; 상기 챔버 내부에 멸균재를 공급하기 위한 멸균재 공급부; 상기 멸균공간의 부피를 가변시킴으로써 상기 멸균공간의 압력을 가변시키기 위한 부피 가변수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

부피 가변식 챔버를 가지는 저온 멸균장치
본 발명은 멸균장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멸균공간을 제공하는 챔버의 부피를 지속적으로 가변시켜 그 내부의 압력을 조정함으로써 멸균재의 효과적인 침투와 공급을 통해 멸균효과를 향상시킬 수 있는 부피 가변식 멸균장치에 관한 것이다.
멸균(Sterilization)이란 세척(Cleaning) 또는 소독(Disinfection) 과는 차별되게 살아있는 모든 종류의 미생물을 완전히 제거하는 것을 의미한다. 멸균작용은 다양한 물리적, 화학적 작용을 통하여 이루어지며 특히 의료기구 분야에서 필수적으로 요청된다.
각종 물품을 멸균할 때는 건열(Dry heat) 또는 수증기에 의해 제공되는 열을 사용하거나, 산화 에틸렌 가스, 과산화수소와 같은 화학물질로 된 멸균재를 증기상태로 만든 다음 사용한다. 그러나 물품의 종류에 따라 높은 열이나 수증기를 사용할 수 없는 경우도 많다. 이러한 경우는 멸균방법에 있어서도 제한적일 수밖에 없다.
한편 핀셋, 나이프 또는 가위 등 각종 의료기구는 멸균시 파우치에 넣은 상태에서 멸균시킨다. 이 경우 파우치의 입구를 밀봉하여 멸균하는 경우에는 2차오염을 예방할 수 있는 장점이 있으나 멸균재 침투가 어렵다는 단점이 있다.
그리고 파우치의 입구를 개방하고 멸균하는 경우에는 멸균재 침투에 유리하다는 장점이 있으나. 멸균이 끝나고 2차오염이 발생할 수 있다는 단점이 있다.
이렇듯 파우치에 넣은 상태이기 때문에 의료기구의 미세한 부분까지 완벽하게 멸균재를 공급하여 멸균시키는 것이 매우 어려웠다.
대한민국 특허출원 제10-2007-0065359호에 의하면, 진공에서 증기상태의 과산화수소를 멸균재로 투입하고 일단의 압력상승이 생긴 후 과산화수소 기체의 확산에 의존하는 멸균방법에 더하여, 경우에 따라 과산화수소 기체를 수 차례 공급하는 공정과 플라즈마를 이용한 오존을 공급하는 방법까지 사용하고 있다.
이것은 매 압력을 조정하는 단계가 진공펌프를 이용하여 저 진공을 형성 후 멸균재의 확산을 통한 압력상승 및 침투력을 높이기 위한 외부 공기를 투입하여 가늘고 기다란 관의 내부까지 멸균을 시도하고자 한 것이다. 그러나. 진공, 멸균재 투입 그리고 압력상승의 단계를 거치며 일부 멸균에 이용되는 멸균재를 제외한 상당한 양의 멸균재는 진공펌프를 통하여 외부로 배출시켜 멸균재의 낭비가 초래된다.
이에 대하여 대한민국 특허출원 제10-2010-0023705호는 진공으로 압력이 형성된 챔버 내부에 유체의 흐름을 생성하여 멸균재의 확산 및 멸균 대상의 온도를 보다 빠르게 올릴 수 있는 방법을 제안하고 있다. 이것은 내부 멸균 대상의 온도를 빠르게 상승시켜 건조 및 멸균 후 잔류하는 멸균재를 제거하는데도 장점이 있어 전체 멸균시간을 줄일 수 있다. 또한 가늘고 기다란 관의 경우 기체의 확산만으로 멸균재의 도달이 어려웠던 점을 개선할 수 있도록 한 것이다.
그러나 이 또한 멸균재 농축과정에서 손실이 있으며, 위 두 종래기술의 공통적인 문제로 보이는 의료용 파우치에 포장된 경우 위의 장점을 충분히 기대하기 어려운 문제가 있다.
좀 더 구체적으로는 의료기 및 의료용구의 멸균은 2차 오염 및 교차오염의 방지를 위하여 멸균시 파우치의 밀봉이 필요하다. 이에 의료용 파우치는 일면은 투명한 폴리머 재질로 구성되며 다른 면은 기체의 투과가 가능한 타이백 등의 재질을 이용하여 멸균재가 통과할 수 있게 되어 있다. 타이백 등 멸균재용 투과면의 재질은 세균의 침투는 막을 수 있을 만큼 미세한 기공으로 이루어져 있어 확산에 의한 멸균재의 전달이나 송풍에 의한 내부 멸균대상의 온도상승은 충분한 성능을 발휘하기 어려운 부분이 있다.
결과적으로 위에 예시된 종래기술로는 파우치에 밀봉되어 있는 의료기구를 완벽하게 멸균시키는 것이 매우 어렵다.
본 발명의 배경기술이 되는 선행문헌에는 대한민국 특허출원 제10-2007-0065359호, 대한민국 특허출원 제10-2010-0023705호 등이 있다.
위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은, 파우치에 밀봉된 의료기구에 멸균재가 원활하게 공급됨으로써 멸균효과를 높일 수 있게 하는 멸균장치를 제공하는 것으로서, 좀 더 구체적으로는 멸균실의 진공도를 필요에 따라 조절함으로써 멸균재가 작은 틈으로도 잘 침투되도록 하는 멸균장치를 제공하는 것에 있다. 좀 더 구체적으로는, 2차오염 방지를 위해 멸균용 파우치로 포장된 의료용구를 멸균함에 있어 기본적으로 수torr ~ 수십torr의 진공상태에서 챔버의 부피를 지속적으로 가변제어 함으로써 통기성 구조의 파우치 일면으로 지속적인 열과 멸균재를 전달하여 멸균대상의 온도상승 및 멸균재 침투를 유도하여 멸균 성능을 높이고 멸균시간을 단축할 수 있는 멸균장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 목적은, 밀폐된 멸균공간을 제공하기 위한 챔버; 상기 챔버 내부에 멸균재를 공급하기 위한 멸균재 공급부; 상기 챔버 내부를 진공상태로 하기 위한 진공펌프; 상기 멸균공간의 부피를 가변시킴으로써 상기 멸균공간의 압력을 가변시키기 위한 부피 가변수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 부피 가변식 챔버를 가지는 저온 멸균장치에 의해 달성된다.
본 발명의 특징에 의하면, 상기 부피 가변수단은, 상기 챔버의 내부공간과 소통되도록 상기 챔버의 일측에 설치되는 실린더; 상기 챔버 내부공간의 부피를 변화시키기 위하여 상기 실린더에 결합되는 피스톤; 상기 피스톤을 기동시킴으로써 상기 멸균공간의 부피를 가변시키는 구동부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 부피 가변수단은, 상기 챔버의 일측에 고정되는 주름관; 상기 주름관의 타단에 결합되는 것으로서 상기 주름관의 길이를 가변시킴으로써 상기 멸균공간의 부피를 가변시키는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부피 가변식 멸균장치에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 부피 가변수단은 진공 상태에서 펄스 형태로 반복 기동하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 부피 가변수단은, 상기 챔버의 외측에 별도로 마련되는 실린더; 상기 실린더에 피스톤운동 가능하게 설치되는 피스톤; 상기 피스톤을 기동시키는 구동부를 포함하되, 상기 실린더에 연결되는 메인관(201); 상기 메인관(201)과 챔버 사이에 연결되는 분사본관(202) 및 복수개의 분사지관(203); 상기 메인관(201)과 챔버 사이에는 연결되는 회수본관(204) 및 복수개의 회수지관(205); 서로 반대방향으로 유체가 유동되도록 상기 분사지관(203)과 회수지관(205)에 각각 설치되는 체크밸브;를 더 포함함으로써, 멸균재는 상기 챔버 내의 여러 곳에서 동시다발적으로 분사공급되며, 상기 챔버의 여러 곳으로부터 동시다발적으로 멸균재가 흡수되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 멸균재는 과산화수소 증기이며, 상기 멸균재 공급부는 과산화수소를 제공하는 멸균재공급탱크(31)와, 공급되는 과산화수소를 기화시키기 위한 것으로서 상기 챔버에 연결되는 기화기(32)와, 멸균재에 압력을 가해 공급하기 위하여 상기 멸균재공급탱크(31)와 상기 기화기(32) 사이에 설치되는 멸균재공급펌프(33)를 포함할 수 있다.
위와 같은 구성에 의하면, 멸균실을 제공하는 챔버 내부공간의 부피를 가변시킴으로써 압력과 온도를 조정하고 멸균재의 유동성을 증대시킬 수 있는 멸균장치가 제공된다. 멸균실의 압력을 제어하게 되면 파우치 내부로 멸균재가 원활히 침투 공급되게 되며, 멸균반응이 완료된 상태에서는 회수와 교환이 용이하게 된다. 이와 같은 작용에 의해 파우치에 밀봉된 채로 멸균실에 투입된 의료기구에도 만족스러운 멸균작용을 시행할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 멸균장치의 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 멸균장치의 멸균공정도로서 공정에 따른 압력변화를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 멸균장치의 개략 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 멸균장치의 챔버의 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 멸균장치의 단면 구성도이다.
이하, 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 도 1을 기본적으로 참조하겠으며 필요한 곳에서 나머지 도면을 인용하면서 본 발명의 실시예를 설명한다.
챔버(10)는 밀폐된 멸균공간(S)을 제공한다. 챔버(10)에는 개폐도어(미도시됨)가 설치되어 내부로의 접근이 용이하게 되어 있다. 챔버(10) 내부에는 멸균대상(W)이 안착되는 트레이가 설치될 수 있다. 본 발명의 특징에 의하면 챔버(10)의 멸균공간(S)은 부피 가변수단에 의해 부피가 가변될 수 있게 되어 있다. 부피 가변수단은 챔버(10) 내부의 부피를 가변시킴으로써 압력을 변화시키기 위한 것으로서 다양한 방식이 이용될 수 있다. 이하, 부피 가변수단을 설명한다.
부피 가변수단은 첫째 예는 도 1에 도시된 것과 같이 피스톤방식을 이용하는 것이다.
본 실시예에 의하면 챔버(10)의 일측은 개방되어 있으며, 챔버(10)의 개방된 일측에는 챔버(10)의 내부공간과 소통되도록 실린더(12)가 설치된다. 실린더(12)는 원통 형상으로 된 것이 바람직하며 내면은 매끈하게 되어 있다. 챔버(10)는 육면체 박스 형태일 수도 있고 실린더(12)처럼 원통 형상일 수도 있다.
실린더(12)에는 챔버(10) 내부공간의 부피를 변화시킴으로써 내부공간의 압력을 조정하기 위하여 피스톤(20)이 기동 가능하게 결합된다. 피스톤(20)은 원판 형태일 것이며, 실린더(12)와 피스톤(20) 사이에는 기밀유지를 위한 패킹(23)이 개입될 수 있다.
구동부(22)는 피스톤(20)에 힘을 가함으로써 그로 하여금 실린더(12)를 따라, 즉 화살표(K) 방향을 따라 기동되도록 한다. 이로써 챔버의 멸균공간(S)의 부피가 가변되어 압력이 가변되는 것이다. 부피와 압력은 이상기체방정식의 기본공식에 근거하여 반비례 관계를 갖고 변화될 것임이 분명하다. 구동부(22)와 피스톤(20) 사이에는 작동로드(21)가 연결된다. 구동부(22, 엑츄에이터)는 공압 또는 유압실린더일 수 있다. 그러나 구동부(22)는 각종의 모터가 사용되는 방식일 수도 있다.
한편, 멸균공간(S)은 멸균대상(W)이 위치되는 본격적 멸균공간과 실린더(12)가 설치되는 가변공간으로 구분될 수 있다. 멸균공간(S)의 내부는 전체적으로 멸균환경을 유지하여야 하므로 공간이 넓을수록 관리하기에 어려움이 있다. 따라서 본격적 멸균공간과 가변공간 사이에는 실리콘과 같은 탄성막이 설치되어 있을 수 있다. 피스톤은 탄성막을 밀어 본격적 멸균공간의 부피를 감소시키도록 할 수도 있다.
한편, 부피 가변방식은 위에서는 실린더(12)와 피스톤(20)이 사용되는 것으로 예시되었으나, 도 5에 도시된 바와 같은 주름관(25, bellows)이 사용될 수도 있다. 이 경우 주름관(25)을 구동하는 방법은 모터 또는 유압(또는 공압) 실린더일 수도 있다. 주름관(25)의 단부에 작동판(24)과 작동로드(21)가 연속적으로 연결되고, 작동로드(21)는 구동부(22)에 의해 기동하게금 되어 있다.
부피 가변수단은 예시된 방식 이외의 다양한 방식이 있을 수 있음은 물론이다.
이하에서는 멸균기에 부속되는 각종 부속장치를 도 1을 주로 참조하여 설명한다. 챔버(10) 내부공간을 가열하기 위한 히터(47)가 챔버(10) 내부를 향해 방열시킴으로써 멸균공간(S)을 원하는 온도로 가열한다. 히터(47)는 챔버(10) 외벽을 직접 가열하거나, 멸균공간을 가열하기 위해 챔버(10) 내부에 설치될 수도 있다.
멸균재 공급부(30)는 멸균공간(S)에 멸균재를 공급하기 위한 것이다. 본 발명에서 멸균재로는 과산화수소 증기를 이용하고 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아닐 것이다. 멸균재 공급부(30)는 과산화수소와 같은 멸균재 소재를 제공하는 멸균재공급탱크(31)와, 공급되는 멸균재를 기화시키기 위한 것으로서 챔버(10)에 연결되는 기화기(32)와, 멸균재를 압력을 가해 공급하기 위한 것으로서 멸균재공급탱크(31)와 기화기(32) 사이에 개입 설치되는 멸균재공급펌프(33)를 포함할 수 있다.
진공펌프(41)는 멸균공간(S)을 진공상태로 하기 위해 챔버(10)에 연결된다. 진공펌프(41)는 멸균공간(S)을 진공상태로 유지시키기 위하여 마련된다. 좀 더 구체적으로는 내부에 있는 유해물질을 배출하고 압력을 낮춤으로써 내부에 존재할 수 있는 물기 등 이물질을 제거하고 궁극적으로는 과산화수소수의 기화를 이상적으로 구현하기 위한 것이다.
멸균공간(S)의 압력은 챔버(10)의 측벽에 설치되는 압력센서(미도시됨)에 의해 계측되어 콘트롤될 수 있다. 압력센서는 위험압력을 경고하거나 압력이상이 있을 경우 경보를 발생시킬 수 있을 것이다.
또한 챔버(10)에는 플라즈마발생기(42)와 멸균재 분해 촉매장치(43)가 더 연결될 수 있다. 플라즈마발생기(42)는 멸균재인 과산화수소가 물과 산소로 분해되도록 한다. 챔버 내부에 있는 물질은 배기밸브(40)와 진공펌프(41)를 거처 외부로 배기(44)될 수 있다.
작동과정에서 챔버(10) 내부의 물질이 배출되고 외기가 유입되기도 하는데, 외기는 외기유입필터(46) 및 외기유입밸브(45)를 통해 챔버(10)로 유입된다.
챔버(10)의 온도는 온도센서(미도시됨)에 의해 주어지는 신호에 의해 멸균공간(S)의 온도를 예를 들어 60℃ 정도의 온도로 유지시킬 수 있다. 본 발명에 의하면, 챔버(10) 내부의 유체를 활발하게 유동시킴으로써 멸균대상(W)의 온도를 높일 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 의한 멸균장치, 특히 챔버와 부피 가변수단은 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같은 구성을 가질 수 있다.
도시된 바에 의하면, 챔버의 일측에 설치되는 부피 가변수단은 챔버(10)의 외측에 별도로 마련되는 실린더(12)와, 실린더에 피스톤운동 가능하게 설치되는 피스톤(20)과 피스톤을 기동시키는 구동부(22)를 포함한다. 실린더(12)에는 메인관(201)이 연결된다. 메인관(201)과 챔버(10) 사이에는 분사본관(202) 및 복수개의 분사지관(203)이 연결되어 멸균재는 챔버(10) 내의 여러 곳에서 동시다발적으로 분사공급될 수 있다. 그리고 멸균재의 회수를 위한 회수관은 메인관(201)과 챔버(10) 사이에 설치되는데, 회수본관(204) 및 복수개의 회수지관(205)으로 구성된다. 이 역시 챔버(10)의 여러 곳으로부터 동시다발적으로 멸균재가 흡수된다. 도시되지는 않았지만 분사지관(203)과 회수지관(205)에는 체크밸브가 각각 설치되어 유체의 일방향 흐름만을 형성하도록 한다. 즉 진공도의 변화를 통하여 어느 일측으로는 멸균재를 포함한 유체가 분사되기만 하며, 다른 측으로부터는 멸균재가 포함된 유체가 챔버 외부로 회수되도록 하는 것이다. 미설명된 도면부호는 전술된 설명을 참조하면 될 것이다.
본 발명의 멸균장치는 다음과 같은 방법으로 운용될 수 있다. 이하, 도 2를 주로 참조하여 설명한다. 도 2는 공정의 진행과정에서의 압력변화를 나타내는 그래프이다.
진공펌프(40)에 의해 멸균공간(S)의 압력을 진공에 근접하게, 예를 들어 5 ~50torr 까지 낮추며, 이 상태에서 건조공정을 시행한다. 건조공정 중에도 부피 가변수단을 이용하여 멸균공간의 부피를 펄스 형태(K'), 즉 맥동을 가하는 방식으로 가변시킴으로써 멸균공간 내부의 물질의 유동을 유도한다. 이에 의하면, 멸균공간(S) 내부의 유체를 지속적으로 교환시킬 수 있으며, 멸균 대상의 온도를 높이고 습기를 배출시키는데 유리하게 된다.
이후 멸균재 공급부(30)를 통해 멸균재를 공급하여 1차적으로 멸균공정을 수행한다. 멸균공간(S)의 압력을 평균적으로 50 ~ 100torr로 유지시킨 상태에서 부피 가변수단을 펄스 형태(K')로 작동하여 멸균재의 강력한 침투력을 유도하여 파우치 내부로 멸균재가 침투하도록 한다.
1차 멸균공정 후 배기하여 대기압까지 압력을 회복시키면서 외기를 유입한 다음, 다시금 진공펌프(40)를 이용하여 진공을 형성하면서 위와 같은 방식으로 2차 멸균공정을 수행할 수 있다. 그리고 2차 멸균공정 이후 잔류 멸균재의 제거를 위하여 멸균재 제거 공정이 전술한 건조공정과 유사한 방법으로 수행된다.
결과적으로 진공 또는 그에 유사한 저압 상태에서 부피 가변수단을 펄스 형태(K')로 작동시킴으로써 기화 상태로 있는 멸균재를 강력하게 유동시켜 파우치 내부로 침투시킴으로써 그 내부에 밀봉된 의료기구를 완벽하고 신속하게 멸균시킬 수 있게 되는 것이다.
전술한 펄스 형태(K')라 함은 1분당 수회에서 수백회 정도의 주기로 부피 가변수단을 반복 기동함으로써 형성될 수 있다. 물론 이 주기는 예시이며 다양한 패턴으로 변화를 줌으로써 멸균공정이 역동적으로 시행되도록 할 수 있다.
본 발명의 부피 가변수단은 대기압 미만의 진공 상태에서 부피 축소 후 멸균재 반응시간 동안 대기하고 부피를 확장시키는 공정을 수행하도록 할 수 있다. 그리고 이러한 공정을 필요에 따라 수회 반복할 수 있도록 설정될 수 있다.
이상에서 설명된 것들은 본 발명의 기술적 사상에 의거한 예시에 불과하다. 당업자는 청구범위를 통해 표현되는 본 발명의 기술적 사상의 범위를 넘지 않는 선에서 예시된 바를 활용하여 다양한 변형실시를 할 수 있을 것이다. 예를 들어 위에 설명된 모든 실시예들은 당업자에 의해 자유롭게 조합되어 실시될 수 있으며 어떠한 조합이든지 본 발명의 권리범위에 포함된다고 해석되어야 한다.
* 부호의 설명 *
10 : 챔버 12 : 실린더
20 : 피스톤 21 : 작동로드
22 : 구동부(엑츄에이터) 25 : 주름관
30 : 멸균재 공급부 31 : 멸균재 공급탱크
32 : 기화기 33 : 멸균재공급펌프
41 : 진공펌프 42 : 플라즈마 발생기
43 : 멸균재분해 촉매장치 46 : 외기유입필터
47 : 히터 201 : 메인관
202 : 분사본관 203 : 분사지관
204 : 회수본관 205 : 회수지관
S : 멸균공간 W : 멸균대상

Claims (6)

  1. 밀폐된 멸균공간을 제공하기 위한 챔버;
    상기 챔버 내부에 멸균재를 공급하기 위한 멸균재 공급부;
    상기 챔버 내부를 진공상태로 하기 위한 진공펌프;
    상기 멸균공간의 부피를 가변시킴으로써 상기 멸균공간의 압력을 가변시키기 위한 부피 가변수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 부피 가변식 챔버를 가지는 저온 멸균장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부피 가변수단은;
    상기 챔버의 내부공간과 소통되도록 상기 챔버의 일측에 설치되는 실린더; 상기 챔버 내부공간의 부피를 변화시키기 위하여 상기 실린더에 결합되는 피스톤; 상기 피스톤을 기동시킴으로써 상기 멸균공간의 부피를 가변시키는 구동부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 부피 가변식 챔버를 가지는 저온 멸균장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부피 가변수단은;
    상기 챔버의 일측에 마련되는 주름관; 상기 주름관의 타단에 결합되어 상기 주름관의 길이를 가변시킴으로써 상기 멸균공간의 부피를 가변시키는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부피 가변식 챔버를 가지는 저온 멸균장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부피 가변수단은;
    진공 상태에서 펄스 형태로 반복 기동하는 것을 특징으로 하는 부피 가변식 챔버를 가지는 저온 멸균장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 부피 가변수단은;
    상기 챔버의 외측에 별도로 마련되는 실린더; 상기 실린더에 결합되는 피스톤; 상기 피스톤을 기동시키는 구동부를 포함하되;
    상기 실린더에 연결되는 메인관(201);
    상기 메인관(201)과 챔버 사이에 연결되는 분사본관(202) 및 복수개의 분사지관(203);
    상기 메인관(201)과 챔버 사이에는 연결되는 회수본관(204) 및 복수개의 회수지관(205);
    서로 반대방향으로 유체가 유동되도록 상기 분사지관(203)과 회수지관(205)에 각각 설치되는 체크밸브;를 더 포함함으로써;
    멸균재는 상기 챔버 내의 여러 곳에서 동시다발적으로 분사공급되며;
    상기 챔버의 여러 곳으로부터 동시다발적으로 멸균재가 흡수되도록 하는 것을 특징으로 하는 부피 가변식 챔버를 가지는 저온 멸균장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 멸균재는 과산화수소 증기이며;
    상기 멸균재 공급부는 과산화수소를 제공하는 멸균재공급탱크(31)와, 공급되는 과산화수소를 기화시키기 위한 것으로서 상기 챔버에 연결되는 기화기(32)와, 멸균재에 압력을 가해 공급하기 위하여 상기 멸균재공급탱크(31)와 상기 기화기(32) 사이에 설치되는 멸균재공급펌프(33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 부피 가변식 챔버를 가지는 저온 멸균장치.
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