WO2019124594A1 - 화학적 멸균기를 위한 고효율 기화기 - Google Patents

화학적 멸균기를 위한 고효율 기화기 Download PDF

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WO2019124594A1
WO2019124594A1 PCT/KR2017/015273 KR2017015273W WO2019124594A1 WO 2019124594 A1 WO2019124594 A1 WO 2019124594A1 KR 2017015273 W KR2017015273 W KR 2017015273W WO 2019124594 A1 WO2019124594 A1 WO 2019124594A1
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body tube
sterilizing agent
carburetor body
main pipe
vacuum
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임유봉
홍성훈
이종현
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주식회사 플라즈맵
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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
    • 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
    • A61L2/26—Accessories or devices or components used for biocidal treatment

Definitions

  • the present invention relates to a vaporizer, and more particularly, to a vaporizer for a chemical sterilizer which heats and feeds a sterilant supplied to a double tube around an inner pipe having a high fluid flow conductance.
  • a chemical sterilizer is a sterilization process performed at a low temperature using a gas such as hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), ethylene oxide (C 2 H 4 O), and chlorine dioxide as a sterilant Device.
  • a gas such as hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), ethylene oxide (C 2 H 4 O), and chlorine dioxide as a sterilant Device.
  • Conventional chemical sterilizers using hydrogen peroxide as a sterilizing agent form a base vacuum pressure of less than 3 Torr in the sterilization process chamber and supply the sterilizing agent.
  • hydrogen peroxide can be vaporized at temperatures as low as 60 degrees Celsius or less.
  • the sterilant is vaporized into a chamber having a certain volume, and the amount of sterilant to be supplied is set so that the sterilant is diffused at a pressure of 20 Torr or more so that the sterilant can be supplied while maintaining the gaseous state at the set temperature. do.
  • the sterilizing agent must be maintained in the gaseous state, but the sterilization object inside the chamber and the inside thereof can be transferred to perform a successful sterilization process.
  • Conventional plasma sterilizers generally have sterilization chambers of several liters or more, and the sterilizing agent (hydrogen peroxide solution) is supplied at a level of several milliliters in an environment of about 60 degrees centigrade.
  • the sterilizing agent hydrogen peroxide solution
  • the amount of hydrogen peroxide to be supplied increases, and as a result, the amount of sterilant to be treated (vaporized) in the vaporizer is increased. Therefore, there is a need for a vaporizer capable of efficient heating and vaporization by securing a flow path so that hydrogen peroxide has a sufficient residence time within the vaporizer.
  • a technique for effectively vaporizing and supplying such a large amount of sterilizing agent and removing impurities contained in the sterilizing agent is disclosed in US2002 / 0098111A1.
  • a conventional plasma sterilizer has a separate vacuum pumping line and a vaporizer. Generally, pressure differentials are used to inject the sterilant into the vaporizer.
  • the vaporizer connected to the sterilizing chamber forming the vacuum forms a relatively low pressure in the tube to which the sterilizing agent is supplied and the sterilizing agent stored at the atmospheric pressure moves to the vaporizer by the pressure difference and is vaporized and the vaporized sterilizing agent The sterilization chamber is moved to perform the sterilization process.
  • a sterilant supply system which is capable of supplying a sterilant by forming a sufficient vacuum in the sterilant supply unit, minimizing the infiltration of impurities from the outside, securing a flow path for securing sufficient residence time of the sterilant, line, a venting line and a sterilant injection line.
  • a problem to be solved by the present invention is to provide a sterilant supply line or a sterilant injection area with a sufficient vacuum to smoothly supply sterilant and improve the safety and sterilization efficiency of the sterilization machine by increasing the vaporization efficiency while minimizing the penetration of impurities. To thereby provide a high-efficiency vaporizer.
  • Another object of the present invention is to provide a high-efficiency vaporizer which can utilize a vacuum forming line, a venting line, and a sterilizing agent injection line to minimize a plurality of ports connected to a sterilization chamber.
  • a sterilizing apparatus includes a cylindrical carburetor body tube including a first connection port connected to a substance storage container and a second connection port connected to a vacuum pump; A heating unit arranged to surround the evaporation body tube; A main pipe inserted into the carburetor body tube; A conductance adjuster disposed between the carburetor body tube and the main pipe; And a sterilizing agent supply pipe connected to the lower side of the carburetor body tube.
  • the sterilizing agent supplied through the sterilizing agent supply pipe evaporates between the carburetor body tube and the main pipe, moves along the conductance adjuster, and is discharged to the upper inside of the carburetor body tube.
  • the object to be treated container is a volume changeable object container disposed in the vacuum chamber.
  • the conductance adjuster is a thread formed on an outer circumferential surface of the main pipe, and the pitch of the thread may be 0.5 mm to 1.5 mm.
  • the thread may be disposed at a position higher than a connection site of the sterilant supply pipe.
  • the conductance adjuster includes circular washers spaced apart from one another, and the circular washers may include at least one orifice.
  • the apparatus may further include a main needle disposed between the first connection port and the volume control target repository.
  • the main needle is sealed with the vacuum chamber, and sterilized sterilant can be injected by piercing the sterilization agent injection channel stopper of the volatile processing article storage container.
  • an auxiliary needle disposed between the sterilizing agent supply pipe and the bulky variable object storage container; And a sterilizing agent delivery pipe disposed in the auxiliary needle and the sterilizing agent supply pipe.
  • the auxiliary needle is sealed with the vacuum chamber, and the sterilizing agent stored by piercing the sterilizing agent storage stopper of the volumetrically processed product storage container can be extracted.
  • the carburetor body tube includes a first through hole having a first inner diameter and a second through hole having a first inner diameter A second through hole having a second inner diameter larger than the first through hole and a depression recessed in the inner side direction at the other end; And an upper carburetor body tube having one end inserted into the depression of the lower carburetor body tube and the other end having a first connection port and having the second inner diameter.
  • the heating unit may be disposed to surround the upper carburetor body tube, and the sterilizing agent supply line may be connected to a lower portion of the second through hole.
  • the main pipe includes: a lower main pipe inserted into the first through hole; A main pipe fastening portion continuously connected to the lower main pipe and having a washer shape coupled to a connection portion between the first through hole and the second through hole; And an upper main pipe continuously connected to the main pipe latching portion.
  • a thread-shaped conductance adjuster may be formed on the outer surface of the upper main pipe.
  • the first connection port of the upper carburetor body tube may have a smaller diameter than the second inner diameter.
  • the main needle includes a cylindrical insertion portion inserted into and engaged with the first connection port; A washer-shaped latching portion continuously connected to the insertion portion and coupled to one end of the upper carburetor body tube; A needle support portion continuously connected at the engagement portion; And a needle projecting from the needle support.
  • the material receiving container may be a vacuum chamber.
  • a sterilization apparatus includes: a volume-variable-object storage container which is sealed to be held in a vacuum state to house an object to be processed therein, is evacuated to a vacuum and is injected with sterilant from the outside; A vacuum chamber for containing the bulky variable object storage container; A vaporizer for injecting a sterilizing agent or outside air into the bulky object storage container and evacuating the bulky object storage container in a vacuum state; And a vacuum pump for evacuating the bulky object to be treated container using a pipe of the vaporizer or for directly exhausting the vacuum chamber.
  • the bulky material storage container may include a sterilizing material injection block for providing a sterilizing material injection path.
  • the vaporizer includes a cylindrical vaporizer body tube; A heating unit arranged to surround the evaporation body tube; A main pipe inserted into the carburetor body tube; A conductance adjuster disposed between the carburetor body tube and the main pipe; And a sterilant supply pipe connected to the lower side of the carburetor body tube.
  • the sterilizing agent supplied through the sterilizing agent supply pipe may evaporate between the carburetor body tube and the main pipe, move along the conductance adjuster, and be discharged to the upper inside of the carburetor body tube.
  • a sterilization apparatus includes: a vacuum chamber for containing an object to be processed therein; A vaporizer for selectively injecting sterilizing agent or outside air into the vacuum chamber and evacuating the vacuum chamber in a vacuum state; And a vacuum pump for evacuating the vacuum chamber using a pipe of the carburetor.
  • the vaporizer includes a cylindrical vaporizer body tube; A heating unit arranged to surround the evaporation body tube; A main pipe inserted into the carburetor body tube; A conductance adjuster disposed between the carburetor body tube and the main pipe; And a sterilant supply pipe connected to the lower side of the carburetor body tube.
  • the sterilizing agent supplied through the sterilizing agent supply pipe may evaporate between the carburetor body tube and the main pipe, move along the conductance adjuster, and be discharged to the upper inside of the carburetor body tube.
  • a vaporizer according to an embodiment of the present invention provides a vaporizer that functions as a vacuum exhaust line and a venting line while operating as a vaporizer. Accordingly, the number of lines can be reduced, and space usability and cost can be reduced.
  • the vaporizer according to an embodiment of the present invention includes a condensing adjuster for adjusting a conductance of a passage through which a sterilizing agent is supplied and provides a flow path for vaporization for efficient vaporization according to the conductance adjuster, The reliability of the pressure control can be provided.
  • the vaporizer according to an embodiment of the present invention minimizes the inflow of foreign impurities including air, thereby increasing the sterility of the sterilizer and improving the sterilizing performance.
  • the vaporizer according to an embodiment of the present invention may include a vacuum forming line and a venting line to implement a vacuum pumping line, a venting line, and a sterilant injection line in one port.
  • a sterilizing agent is disposed in contact with the heated inner wall of the carburetor body tube so as to be in contact with the heated inner wall of the carburetor body tube do. Accordingly, the sterilizing agent supply line supplying the sterilizing agent to the carburetor body tube from the outside can be kept in a vacuum state by the vacuum pump. Accordingly, when the sterilizing agent is supplied through the sterilizing agent supply line, the sterilizing agent can be smoothly vaporized by the pressure difference and supplied to the inside of the main pipe. Therefore, the vaporizer can perform a sterilizer supply function, a vaporization function, an exhaust function, and a venting function.
  • fluid flow (or conductance) can be independently controlled according to the amount of sterilant supplied by controlling the pitch of the threads, the height of the threads, and the overall length of the threaded structure as the conductance adjuster .
  • the screw structure and the carburetor body tube are brought into contact with each other to control the fluid flow, and heat transfer from the heater provided on the outer wall of the carburetor body tube is made possible, thereby improving the temperature uniformity.
  • the impurities contained in the sterilizing agent are mostly accumulated in the screw structure region where the fluid is bypassed several times during the vaporization process, and the screw structure can be formed as an independent part, thereby facilitating maintenance.
  • external contaminants including air are minimized, thereby increasing sterilant purity and improving sterilization performance, thereby enabling effective sterilization.
  • a vacuum pumping line, a venting line, and a sterilant injection line are implemented in a single port to minimize the port configuration of the sterilization chamber, Pressure control and process efficiency can be improved.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a sterilization and vaporization apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 2A is a conceptual diagram for explaining the connection relation and the conductance of the sterilizing apparatus of FIG.
  • FIG. 2B is a graph showing a change in conductance according to the pressure of FIG. 2A.
  • FIG. 3 is a graph showing a time-dependent pressure of the sterilizing device of FIG. 2 according to the pitch (0.5 mm) of the threads as the conductance adjuster 133 of the vaporizer.
  • FIG. 4 is a graph showing the time-dependent pressure of the sterilizing device of FIG. 2 according to the pitch (0.8 mm) of threads as the conductance adjuster 133 of the vaporizer.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a sterilizing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a sterilizing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a sterilizing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a conceptual diagram illustrating a sterilizing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8B is a perspective view for explaining the volume changeable object storage container of FIG. 8A.
  • FIG. 8B is a perspective view for explaining the volume changeable object storage container of FIG. 8A.
  • FIG. 8C is a cross-sectional view illustrating the sterilization agent injection block of the bulky material storage container of FIG. 8B.
  • FIG. 8C is a cross-sectional view illustrating the sterilization agent injection block of the bulky material storage container of FIG. 8B.
  • the sterilization chamber has a vacuum pumping line to maintain vacuum, and has a sterilant injection line for vaporizing and injecting sterilant, and has a venting line for injecting outside air.
  • the sterilizing apparatus includes a vacuum chamber of a fixed volume and a volume changeable object storage container which varies in accordance with a pressure difference.
  • the bulky object storage container may include a vacuum pouch. It is not easy to independently connect the vacuum pumping line, the sterilant injection line, and the venting line to the vacuum pouch. It is necessary to integrate the vacuum pumping line, the sterilizing agent injection line, and the venting line into one.
  • a new sterile vaporizer device that operates as a vaporizer that treats a plurality of such pipelines into one line while vaporizing the sterilant.
  • the bulky variable object storage container may be a plastic film vacuum wrapping paper.
  • the volume of the bulky object to be treated container may vary depending on the pressure difference between the vacuum chamber and the bulky object storage container.
  • the volume-varying object accommodating container is provided with a solid sterilizing agent injection block, and vacuum sealing is performed between the sterilizer injection block and the vacuum chamber. Accordingly, a part of the sterilizing agent injection stopper of the sterilizer injection block is exposed to the atmosphere through the opening of the vacuum chamber.
  • the vaporizer has a main needle. When the sterilizing agent is injected into the bulky object storage container or evacuated in a vacuum state, the main needle punctures the sterilizing agent injection path stopper while providing vacuum sealing with the opening of the vacuum chamber, .
  • the vaporizer according to an embodiment of the present invention may provide a structure that can be implemented as a single component that integrates a vacuum pumping line, a venting line, and a sterilant injection line .
  • the vaporizer A carburetor body tube, a heating part arranged to surround the evaporation body tube, and a main pipe inserted into the carburetor body tube.
  • the main pipe can operate as a venting line and a vacuum pumping line.
  • the space between the carburetor body tube and the main pipe may act as a sterilant injection line.
  • the carburetor body tube is cylindrical in shape and includes a first connection port connected to a volumetrically variable object storage container disposed in the vacuum chamber and a second connection port connected to the vacuum pump.
  • the space between the carburetor body tube and the main pipe is a double tube structure and may have a conductance sufficiently smaller than the conductance of the main pipe. Even when the main pipe is connected to the vacuum pump, a space between the carburetor body tube and the main pipe can provide a sufficiently low pressure to the volume-varying object accommodating container. On the other hand, when the second connection port is closed through the valve, and the liquid sterilant is injected into the space between the carburetor body tube and the main pipe, the bulky variable object storage container can be filled with the vaporized sterilant .
  • the vaporizer according to an embodiment of the present invention has a tube structure connected between the volume changeable object storage container and the vacuum pump to ensure conductance for sufficient fluid flow and to provide a quick response to the volume changeable object storage container Vacuum formation can be provided.
  • the dual tube structure allows the two functions to be performed at the same time using a double tube structure without using separate tubes for vacuum formation and sterilant injection. It is also possible to carry out sterilant injection as well as venting through the double tube after completion of the process.
  • the injected sterilizing agent can be supplied toward the inner wall of the vaporizer body tube heated to a high temperature and can be effectively heated.
  • the sterilizing agent can be heated secondarily through the narrow double tube space proceeding to the region having a relatively low pressure at the top. A vortex is formed in the area blocked by the orifice or the thread to reflect the sterilizing agent to induce sufficient heating.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a sterilization and vaporization apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a sterilizing apparatus 100 includes a sterilizing apparatus 100, which is enclosed to be held in a vacuum state for containing an object to be processed therein, is evacuated to a vacuum, A bulky object storage container 10; A vacuum chamber 120 for accommodating the bulky variable object storage container 10; A vaporizer (130) for injecting sterilizing agent or outside air into the bulky object storage container and exhausting the bulky object storage container in a vacuum state; And a vacuum pump (140) for exhausting the bulky object to be processed container using a piping of the vaporizer or directly exhausting the vacuum chamber.
  • the sterilizing vaporizer 130 includes a cylindrical vaporizer 130 including a first connection port 131a connected to the object to be treated container 10 and a second connection port 131b connected to the vacuum pump 140, A body tube 131; A heating unit 134 arranged to surround the evaporation body tube 131; A main pipe 132 inserted into the carburetor body tube 131; A conductance adjuster 133 disposed between the carburetor body tube 131 and the main pipe 132; And a sterilant supply pipe 137 connected to the lower side of the carburetor body tube 131.
  • the material receiving container may be a vacuum chamber whose volume is not variable.
  • the vacuum chamber 120 may include a door and a chamber body, and the door may be a cap of the vacuum chamber 120.
  • the door may be coupled to the vacuum chamber 120 by a rotating means such as a hinge.
  • the vacuum chamber 120 may have a rectangular parallelepiped shape and may be formed of a metal material to provide a uniform volume.
  • the vacuum chamber 120 may be connected to the vacuum pump 140 through the exhaust pipe and the first valve 161.
  • the vacuum pump 140 may evacuate the vacuum chamber 120 in a vacuum state.
  • the vacuum chamber 120 can provide an environment in which the volume of the bulky material storage container 10 can be varied.
  • the bulky material to be treated container 10 may be a nylon (NY) and / or polyethylene (PE) material having sufficient flexibility and may be in the form of an envelope sealed in a film form.
  • the volumetrically variable object storage container 10 may include a vacuum packaging bag and the sterilization block 12 disposed at one end of the vacuum packaging bag.
  • the sterilizing agent injection block may provide a vacuum evacuation passage and a sterilizing agent injection passage.
  • the sterilizer injection block 12 may perform vacuum evacuation and sterilant injection through the sterilizing agent injection path mediator.
  • the other end of the bulky material to be treated container 10 is initially opened and the other end of the bulky material to be treated container 10 is opened after the object to be processed (for example, a medical instrument) And may include a thermocompression bonding band sealed in the same manner as press bonding.
  • the bulky material storage container 10 may include a sterilizing agent injection block 12 for evacuating in vacuum and injecting sterilizing agent from the outside.
  • the vacuum packaging bag may be made of polyethylene.
  • the vacuum-packed envelope may include a lower film and an upper film that provide an internal space by edge thermocompression.
  • the sterilizing vaporizer 130 may vaporize the sterilizing agent, inject it into the bulky material storage container 10, and provide a vacuum exhaust passage and an outside air injection passage.
  • the sterilizing agent is hydrogen peroxide
  • the vaporizer 130 heats and vaporizes the sterilizing agent at a temperature of 50 to 110 degrees Celsius, and then the vaporized sterilizing agent is injected into the bulking material storage container 10 have.
  • the sterilizing vaporizer 130 may be disposed outside the vacuum chamber 120.
  • the sterilization apparatus 130 includes a vaporizer body tube 131; A heating unit 134; A main pipe 132; A conductance adjuster 133; And a sterilizing agent supply pipe 137.
  • the sterilization apparatus 130 may have a coaxial double tube structure composed of a vaporizer body tube 131 and a main pipe 132.
  • the carburetor body tube 131 may be composed of one pipe or a plurality of pipes connected to each other in a continuous manner.
  • the carburetor body tube may be cylindrical.
  • the main pipe 132 disposed in the evaporator body tube 131 can be replaced with another.
  • the conductance may be changed to prevent stable supply of the sterilizing agent.
  • the main pipe 132 may be replaced or cleaned.
  • the heating section 134 can heat the vaporizer body tube 131 through a heating means such as a hot wire. Accordingly, the vaporizer body tube 131 can vaporize the liquid sterilizing agent.
  • the control unit 135 can sense the temperature of the carburetor body tube 131 through the temperature sensor 136 mounted on the outer circumferential surface of the carburetor body tube and control the heating unit 134 to maintain the set temperature .
  • the conductance adjuster 133 may be disposed between the main pipe 132 and the carburetor body tube 131.
  • the conductance adjuster 1330 may provide a conductance sufficiently smaller than the conductance defined by the inner diameter of the main pipe 132. This allows the main pipe 132 to function as a vacuum pumping line and a venting line
  • the conductance adjuster 133 may provide a sufficient residence time and vaporize the liquid sterilant by using a low conductance due to the spiral fluid passage.
  • And may be a thread formed on the outer circumferential surface of the main pipe 132. The thread may provide a path of movement of the sterilizing agent longer than the linear distance of the main pipe 132.
  • the space between the main pipe 132 and the carburetor body tube 131 The pitch of the threads may be between 0.5 mm and 1.5 mm in order to remove the air or sterilizing agent in the threads and to provide a sterilizing agent injection path. Since the increase in the conductance increases the conductance, the sterilant supply pipe may be subjected to a vacuum forming process because the increase of the conductance increases the conductance, .
  • Sterilizing agent supply pipe 137 may be connected to the lower side of the carburetor body tube 131.
  • the sterilant supply pipe 137 may have a certain distance from the second connection port 131b.
  • the lower surface of the main pipe 132 may be sealed and coupled to the lower surface of the carburetor body tube. Accordingly, the liquid sterilant introduced into the sterilant supply pipe is temporarily stored and can be prevented from flowing out through the lower surface of the main pipe 132.
  • the sterilizer supply unit 32 may supply the liquid sterilant to the sterilizing agent supply pipe 137 through the fifth valve 165 or the sixth valve 166.
  • the sterilizer feeder 32 may provide the sterilizing agent in pulsed form or continuously through the sterilizing agent feed pipe 137 in the space between the vaporizer body tube and the main tube.
  • the number of the sterilizer supply portions 32 may be plural, and accordingly, the number of the sterilant supply pipes 137 may be plural.
  • the sterilant supply pipe 137 may be disposed symmetrically with respect to the vaporizer body tube.
  • the second connection port 131b of the carburetor body tube 131 may be connected to the vacuum pump 140 through the second valve 162.
  • the vacuum chamber 120 may be connected to the vacuum pump through a separate first valve 161.
  • a third valve may be disposed at the front end of the vacuum pump, and a fourth valve may be disposed at the front end of the filter. The first valve, the second valve, the third valve, and the fourth valve may be connected to the first node.
  • the method of operating the sterilizer includes the steps of: exhausting the vacuum chamber 120 and the bulk changeable object storage container 10 using the vacuum pump 140; The first valve 161 disposed at the exhaust end of the vacuum chamber 140 and the second valve 162 connected to the second connection port 131b of the carburetor body tube 131 are closed to connect the vacuum chamber 120 ) And the bulky object to be processed (10) in a vacuum state; And supplying sterilant to the volatile object storage container 10 by supplying the liquid sterilant through the sterilant supply pipe 137 and vaporizing the liquid sterilant.
  • the first to third valves 161, 162 and 163 may be closed. Accordingly, the vacuum chamber 120 and the bulky material storage container 10 can be maintained at a low pressure.
  • the sterilizing agent supply unit 32 injects the sterilizing agent through the sterilizing agent supply line 137 to supply the sterilizing agent to the bulky substance storage container 10, Can be vaporized.
  • the sterilizing agent may be supplied through the first connection port 131a of the vaporizer body tube 131 to the bulky material storage container through diffusion. Accordingly, the bulky object to be treated accommodating container expands due to the pressure difference, and sterilizes the object to be treated contained therein.
  • the second valve 162 and the third valve 163 are opened, and the sterilizing agent in the bulk changeable object storage container 10 can be discharged to the outside through the vacuum pump 140. Accordingly, the bulky object to be treated container can be contracted by reducing the pressure difference.
  • the second valve 162 and the third valve 163 may be closed.
  • the first valve 161, the second valve 162 and the fourth valve 164 are opened to filter out the external air so that the vacuum chamber 120 and the volatile And may be provided in the treated water storage container 120.
  • 2A is a conceptual diagram for explaining the connection relation and the conductance of the sterilizing apparatus of FIG.
  • FIG. 2B is a graph showing a change in conductance according to the pressure of FIG. 2A.
  • FIG. 3 is a graph showing a time-dependent pressure of the sterilizing device of FIG. 2 according to the pitch (0.5 mm) of the threads as the conductance adjuster 133 of the vaporizer.
  • the vacuum chamber 120 and the vacuum pump 140 are connected to each other through a first node N1.
  • the connection pipe between the first node N1 and the vacuum pump 140 has a first conduction tube C1.
  • a second node (N2) is disposed between the first node (N1) and the bulky object storage container (10).
  • the connection pipe between the first node N1 and the vacuum chamber 120 has a second conductance C2.
  • the connection pipe between the first node and the second node has a third conductance (C3).
  • the connecting pipe or needle between the second node N2 and the bulky material storage container 10 has a fourth conductance C4.
  • the second node N2 may be located in the main pipe 132 of the vaporizer.
  • the fourth conductance C4 may depend on the diameter of the needle connecting the vaporizer and the bulky material storage container.
  • the fluid passage between the second node N2 and the sterilizing agent supply pipe 137 has a fifth conductance C5.
  • the volume of the vaporizer may be a volume secured by the conductance adjuster 133.
  • the conductance may depend on the pressure. In the viscous flow region above one torr, the conductance is linearly proportional to the pressure and the conductance in a molecular flow region below 0.1 torr can be constant.
  • the first, second, and third conductances C1, C2, and C3 may have similar values.
  • the first, second, and third conductances C1, C2, and C3 may be at least ten times larger than the fourth conductance C4 and the fifth conductance C5. Further, the fourth conductance may be 10 times or more larger than the fifth conductance. Also, the fifth conductance may be smaller than the pumping speed of the vacuum pump.
  • the pressure of the vaporizer slowly decreases with time.
  • the pressure of the vaporizer is the pressure at the sterilizing agent supply line connected to the conductance control.
  • the target pressure of the vaporizer is 1 Torr, it takes about 210 seconds.
  • the target pressure of the vacuum chamber and the volumetrically variable object storage container is 1 Torr, it takes about 70 seconds.
  • the pressure of the vaporizer gradually decreases with time.
  • the target pressure of the vaporizer is 1 Torr, it takes about 80 seconds.
  • the target pressure of the vacuum chamber and the volumetrically variable object storage container is 1 Torr, it takes about 70 seconds.
  • the pitch of the thread is 0.8 mm, the main pipe of the vaporizer evacuates the volumetrically processed waste container in vacuum for about 70 seconds, and when the sterilizing agent is supplied, the sterilizing agent is vaporized and is injected into the volume changeable object storage container Function can be smoothly performed.
  • the pitch of the threads may be adjusted to adjust the fifth conductance C5 of the carburetor, and the fifth conductance C5 of the carburetor may be set to be 10 or less than the fourth conductance by the needle.
  • the fourth conductance of the needle may be set to be 10 times or more smaller than the third conductance due to the main pipe of the vaporizer.
  • the main pipe of the vaporizer can operate as a vacuum pumping line.
  • the screw of the vaporizer can be evacuated to a pressure of 1 Torr or less within a predetermined time (about 100 seconds) while providing a residence time sufficient to vaporize.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a sterilizing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the sterilization apparatus 200 includes a sterilization inlet block (not shown) for containing an object to be processed (not shown) therein and sealed to be kept in a vacuum state, (10) having a volume changeable object to be processed (12); A vacuum chamber 120 having a door and accommodating the bulky material storage container 10; A vaporizer (230) for injecting sterilizing agent or outside air into the bulky material storage container (10) and exhausting the bulky material storage container (10) in a vacuum state; And a vacuum pump 140 for discharging the bulk material to be treated container 10 or the vacuum chamber 120.
  • the sterilizer injection block (12) provides a sealed space in combination with the bulky material storage container (10).
  • the object to be treated may be a medical device.
  • the sterilizer injection block 12 has a fixed shape and can constitute a part of the bulky material storage container 10.
  • the bulky material to be treated container 10 may be disposed under a vacuum environment to provide a volume that varies depending on a pressure difference even when the bulky material receiving container is in a vacuum state.
  • the object to be processed can be stored in the inside of the bulky material storage container 10 placed in a vacuum environment and can be sterilized.
  • the sterilization apparatus 200 differs in the position of the sterilization apparatus and the sterilant supply unit of FIG.
  • the sterilizer supply portion 32a is disposed in the bulky material storage container 10. Accordingly, the auxiliary needle 292 is required to receive the sterilizing agent from the sterilizing agent supply portion 32a.
  • the sterilizer supply portion 32a may be disposable.
  • the vaporizer 230 includes a first connection port 231a connected to the volume variable object storage container 10 disposed in the vacuum chamber 120 and a second connection port 231b connected to the vacuum pump 140, A cylindrical carburetor body tube 231 including a cylindrical body 231; A heating unit 134 arranged to surround the evaporation body tube 231; A main pipe 232 inserted into the carburetor body tube 231; A conductance adjuster 233 disposed between the carburetor body tube 231 and the main pipe 232; And a sterilant supply pipe (237) connected to the lower side of the carburetor body tube.
  • the liquid sterilant supplied through the sterilant supply pipe 237 evaporates between the carburetor body tube 231 and the main pipe 232 and moves along the conductance adjuster 233, And is discharged to the inner upper portion of the discharge port 231.
  • the carburetor body tube 231 includes a lower carburetor body tube 50 and an upper carburetor body tube 40 that is continuously connected to the lower carburetor body tube 50.
  • the lower vaporizer body tube 50 includes a first through hole 51 having a first inner diameter and a second through hole 51 having a second connection port 231b at one end, And a second through-hole 52 having a second inner diameter larger than the first inner diameter, and includes a depressed portion 53 recessed in the inner lateral direction at the other end.
  • One end of the upper carburetor body tube 40 is inserted into the depression 53 of the lower carburetor body tube 50 and the other end of the upper carburetor body tube 40 is provided with a first connection port 231a And the upper carburetor body tube 40 has the second inner diameter.
  • the heating unit 134 is disposed to surround the upper carburetor body tube 40.
  • the sterilant supply line 237 is connected to the lower portion of the second through hole 52.
  • the main pipe 232 includes a lower main pipe 232a inserted into the first through hole 51; A main pipe fastening portion 232b in the form of a washer which is continuously connected to the lower main pipe 232a and engages with a connection portion between the first through hole 51 and the second through hole 52; And an upper main pipe 232c continuously connected to the main pipe latching portion 232b.
  • a conductor-shaped conductance adjuster 233 is formed on the outer surface of the upper main pipe.
  • the gap between the upper main pipe 232c and the upper carburetor body tube 40 may be narrower than 0.1 mm. Accordingly, the fluid can mainly flow through the thread-shaped conductance adjuster.
  • the start position of the conductance adjuster 233 may be higher than the sterilant supply pipe.
  • the main pipe latching portion 232b is disposed to extend over the lower surface of the second through hole, so that the liquid sterilant may not escape into the lower portion.
  • the conductance of the conductance adjuster 233 may be sufficiently smaller than the conductance of the main needle.
  • the first connection port of the upper carburetor body tube 2 may have a smaller diameter than the second inner diameter. Accordingly, the main nozzle 291 can be inserted into the first connection port 231a and coupled thereto.
  • the main needle 291 can be used for injecting a sterilizing agent into the bulky material storage container 10 and for evacuating the bulky material storage container 10. Also, the main needle 291 may be used to exhaust the sterilizing agent provided inside the bulky material storage container 10.
  • the main needle 291 includes a cylindrical insertion portion 291a inserted into and engaged with the first connection port 291a; A washer-shaped latching portion 291b continuously connected to the insertion portion and coupled to one end of the upper carburetor body tube; A needle support portion 291c continuously connected at the engagement portion; And a needle 291d protruding from the needle support.
  • the diameter and length of the needle can affect the conductance. The diameter of the needle is too small and vacuum evacuation can be difficult. On the other hand, if the diameter of the needle is too large, vacuum leakage may occur after piercing the sterilant injection channel stopper.
  • the inner diameter of the needle may be at least 0.5 mm or more.
  • the main needle 291 may be disposed between the first connection port 231a and the bulky material storage container 10. [ When the main needle 291 moves so as to contact the vacuum chamber, the main needle 291 is sealed through the vacuum chamber and the O-ring, and the sterilization agent injection path stopper portion of the volumetrically- Lt; / RTI > sterilant may be injected.
  • the auxiliary needle 292 may be disposed between the sterilizer supply pipe 237 and the bulky material storage container 10.
  • the sterilizing agent delivery pipe 293 may be disposed in the auxiliary needle 292 and the sterilizing agent supply pipe 237.
  • the auxiliary needle 292 is sealed with the vacuum chamber 120, and the sterilizing agent stored by piercing the sterilizing agent storage stopper of the volumetrically processed processing container is extracted.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a sterilization apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the sterilization apparatus 300 includes a sterilization inlet block (not shown) for containing an object to be processed (not shown) therein and sealed to be kept in a vacuum state, (10) having a volume changeable object to be processed (12); A vacuum chamber 120 having a door and accommodating the bulky material storage container 10; A vaporizer (330) for injecting sterilizing agent or outside air into the bulky object storage container (10) and evacuating the bulky object to be treated container (10) in a vacuum state; And a vacuum pump 140 for discharging the bulk material to be treated container 10 or the vacuum chamber 120.
  • the sterilizer injection block (12) provides a sealed space in combination with the bulky material storage container (10).
  • the object to be treated may be a medical device.
  • the sterilizer injection block 12 has a fixed shape and can constitute a part of the bulky material storage container 10.
  • the bulky material to be treated container 10 may be disposed under a vacuum environment to provide a volume that varies depending on a pressure difference even when the bulky material receiving container is in a vacuum state.
  • the object to be processed can be stored in the inside of the bulky material storage container 10 placed in a vacuum environment and can be sterilized.
  • the vaporizer 330 includes a first connection port 331a connected to the volume variable object storage container 10 disposed in the vacuum chamber 120 and a second connection port 331b connected to the vacuum pump 140.
  • Shaped vaporizer body tube (331) including a cylindrical body (331); A heating unit 134 arranged to surround the evaporation body tube 331; A main pipe 332 inserted into the carburetor body tube 331; A conductance adjuster 333 disposed between the carburetor body tube 331 and the main pipe 332; And a sterilant supply pipe (337) connected to the lower side of the carburetor body tube.
  • the liquid sterilant supplied through the sterilant supply pipe 337 evaporates between the carburetor body tube 331 and the main pipe 332 and moves along the conductance adjuster 333, And is discharged to the inside upper portion of the discharge port 331.
  • the conductance adjuster 333 includes circular washers spaced apart from one another, and the circular washers may include at least one orifice.
  • a heat insulating member may be inserted between the vaporizer and the main needle.
  • the edge member may provide a temperature differential between the heated vaporizer and the main niches.
  • the material of the heat insulating member may be a plastic series or a ceramic series having a low thermal conductivity.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a sterilizing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the sterilizing apparatus 100a includes a vacuum chamber 120 for accommodating an object to be processed; A carburetor 130 for injecting sterilizing agent or outside air into the vacuum chamber 120 and evacuating the vacuum chamber 120 in a vacuum state; And a vacuum pump 140 for exhausting the vacuum chamber 120 using a pipe of the carburetor.
  • the object to be treated may be a medical device.
  • the carburetor 130 includes a cylindrical carburetor body tube 131 including a first connection port 131a connected to the vacuum chamber 120 and a second connection port 131b connected to the vacuum pump 140; A heating unit 134 arranged to surround the evaporation body tube 131; A main pipe 132 inserted into the carburetor body tube 131; A conductance adjuster 133 disposed between the carburetor body tube 131 and the main pipe 132; And a sterilant supply pipe 137 connected to the lower side of the carburetor body tube.
  • the liquid sterilant supplied through the sterilant supply pipe 137 evaporates between the carburetor body tube 131 and the main pipe 132 and moves along the conductance regulator 133, (131).
  • the piping of the vaporizer may be a main pipe 132.
  • FIG. 8A is a conceptual diagram illustrating a sterilizing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8B is a perspective view for explaining the volume changeable object storage container of FIG. 8A.
  • FIG. 8B is a perspective view for explaining the volume changeable object storage container of FIG. 8A.
  • FIG. 8C is a cross-sectional view illustrating the sterilization agent injection block of the bulky material storage container of FIG. 8B.
  • FIG. 8C is a cross-sectional view illustrating the sterilization agent injection block of the bulky material storage container of FIG. 8B.
  • the sterilization apparatus 600 includes a sterilization apparatus 600, which is enclosed in the interior of the sterilization apparatus 600 so that it can be held in a vacuum state, is evacuated in vacuum, and sterilized
  • a vacuum pump 140 for exhausting the bulky material storage container 10 or directly exhausting the vacuum chamber 120 using a pipe of the vaporizer.
  • the sterilizer injection block 12 is combined with the bulky material storage container 10 to provide a sealed space.
  • the object to be treated may be a medical device.
  • the sterilizer injection block 12 has a fixed shape and can constitute a part of the bulky material storage container 10.
  • the bulky object to be treated container 10 may be disposed under a vacuum environment to provide a variable volume due to a pressure difference even when the bulky object to be treated container 10 is in a vacuum state.
  • the object to be processed can be stored in the inside of the bulky material storage container 10 placed in a vacuum environment and can be sterilized.
  • the vaporizer 130 may vaporize the sterilizing agent, inject it into the bulky material storage container 10, and provide a vacuum pumping passage and an outside air injection passage.
  • the sterilizing agent is hydrogen peroxide
  • the vaporizer 130 heats and vaporizes the sterilizing agent at a temperature of 50 to 110 degrees Celsius, and then the vaporized sterilizing agent is injected into the bulking material storage container 10 have.
  • the vaporizer 130 may be disposed outside the vacuum chamber 120.
  • the carburetor 130 includes a carburetor body tube 131; A heating unit 134; A main pipe 132; A conductance adjuster 133; And a sterilizing agent supply pipe 137.
  • the sterilization apparatus 130 may have a coaxial double tube structure composed of a vaporizer body tube 131 and a main pipe 132.
  • the piping of the vaporizer may be a main pipe 132.
  • the bulky object to be treated container 10 includes a sterilizing agent injection block 12 which is sealed to be able to hold the object to be processed therein and can be maintained in a vacuum state and is evacuated to a vacuum and receives sterilizing agent from the outside do.
  • the bulky material storage container 10 may include a vacuum packaging bag 14 and the sterilization block 12 disposed at one end of the vacuum packaging bag 14.
  • the sterilizing agent injection path 625 may be supported by a half-cut cylindrical guide portion 625b.
  • the lower strip 622b may include a main needle alignment portion 625c at a center position of the sterilizing agent injection path 625.
  • the sterilizer injection block 12 includes a sterilizing agent storage portion 624 and 626 that are disposed apart from the sterilizing agent injection path 625 and accommodate and seal the sterilizing agent; And sterilizing agent storage stoppers 624a and 626a of elastic material disposed on the upper strip and blocking the sterilant storage compartments 624 and 626.
  • the sterilizing agent storage stoppers 624a and 626a may be films or plates of an elastic material such as silicone rubber.
  • the main needle 291 includes a hole at the side of its end and can provide a fluid passage efficiently.
  • the auxiliary needle 292 can penetrate the sterilizing agent storage stoppers 624a and 626a to extract the sterilizing agent.
  • Separating the sterilizing agent space is aimed at twice the sterilizing agent injection in the sterilization process, which can be performed twice to increase the sterilizing reliability.
  • a constant amount of sterilant can be independently controlled for each injection.
  • the main needle 291 includes an auxiliary sealing means 187 and the auxiliary sealing means 187 is capable of sealing in contact with the lower portion of the lower surface 125 of the vacuum chamber about the main needle opening 182b have.
  • the sealing means 188 disposed on the lower surface 125 of the vacuum chamber may be in close contact with the sterilizing agent injection block 12 to provide sealing.
  • the sealing means 188 may be an O-ring.
  • the heating block 185 may press the sterilization block 12 to heat it. Or a bar code or a QR code printed on the sterilizing agent injection block 12 may be attached to the sterilization agent supply container 10.
  • the code reader 184 can extract the information of the code tape 229 through the opening formed in the lower surface of the vacuum chamber.
  • the plasma processing section 143 is disposed in the exhaust line and decomposes the sterilizing agent by using plasma.
  • the disintegrated sterilant may be evacuated to the outside through a vacuum pump.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 멸균제 기화 장치는, 피처리물 수납 용기에 연결되는 제1 연결 포트 및 진공 펌프에 연결되는 제2 연결포트를 포함하는 원통 형상의 기화기 몸체 튜브; 상기 증발 몸체 튜브를 감싸도록 배치된 가열부; 상기 기화기 몸체 튜브 내부에 삽입되는 메인 파이프; 상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이에 배치된 컨덕턴스 조절부; 및 상기 기화기 몸체 튜브의 하부 측면에 연결된 멸균제 공급 파이프;를 포함한다. 상기 멸균제 공급 파이프를 통하여 공급된 멸균제는 상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이에서 증발하여 상기 컨덕턴스 조절부를 따라 이동하여 상기 기화기 몸체 튜브의 내측 상부로 토출된다.

Description

화학적 멸균기를 위한 고효율 기화기
본 발명은 기화기에 관한 것으로, 더 구체적으로 높은 유체흐름 컨덕턴스(conductance)를 가지는 내부 배관을 중심으로 이중 튜브로 공급되는 멸균제를 가열하여 기화시키어 공급하는 화학적 멸균기용 기화기에 관한 것이다.
화학적 멸균기(chemical sterilizer)는 과산화수소(H2O2), 에틸렌옥사이드(C2H4O), 이산화염소 등의 가스를 멸균제(Sterilant)로 이용하여 저온에서 멸공 공정(sterilization process)을 수행하는 장치이다.
과산화수소를 멸균제로 사용하는 종래의 화학적 멸균기에서는 멸균챔버(sterilization process chamber)에 3 토르(Torr) 이하의 기초진공(base vacuum pressure)을 형성하고 멸균제를 공급한다. 이와 같은 진공 상태에서 섭씨 60도 이하의 낮은 온도에서 과산화수소는 기화될 수 있다. 멸균을 위해 일정한 부피를 가지는 챔버 내부로 기화시킨 멸균제를 공급하며, 이때 공급하는 멸균제의 양은 멸균제가 설정한 온도에서 기체 상태로 유지하면서 충분히 공급될 수 있도록 20 Torr 이상의 압력에서 확산이 이루어지도록 한다. 이와 같이, 멸균제가 기체 상태로 유지되어야지만 상기 챔버 내부의 멸균 대상체(article) 및 그 내부로 전달되어 성공적인 멸균 공정을 수행할 수 있다.
종래의 플라즈마 멸균기(plasma sterilizer)는 일반적으로 수 리터(liter) 이상의 멸균 챔버를 가지고 있으며, 약 섭씨 60도의 환경에서 멸균제(과산화수소 용액)의 공급량이 수 밀리리터 수준이다. 멸균 챔버의 용량이 커질수록 공급되는 과산화수소의 양이 많아지고 결과적으로 기화기(vaporizer)에서 처리(기화)해야 할 멸균제의 양이 늘어난다. 따라서, 과산화수소가 기화기 내부에서 충분한 체류시간(residence time)을 가질 수 있도록 유로(flow path)를 확보하여, 효과적인(efficient) 가열(heating)과 기화(vaporization)가 가능한 기화기가 필요하다. 이와 같은 많은 양의 멸균제를 효과적으로 기화 및 공급하고 멸균제 내부에 포함된 불순물을 제거하기 위한 기술이 미국 등록특허 US2002/0098111 A1에 개시되어 있다.
종래의 플라즈마 멸균기(plasma sterilizer)는 진공 펌핑 라인과 기화기를 별도로 구비한다. 일반적으로 멸균제를 기화기로 주입시키기 위해서 압력 차이를 이용한다. 진공을 형성시키는 멸균 챔버에 연결된 기화기는 멸균제가 공급되는 튜브(tube)에 상대적으로 낮은 압력이 형성되고, 대기압 상태에서 보관되어 있는 멸균제가 압력 차이로 기화기로 이동하여 기화되고, 기화된 멸균제는 멸균챔버로 이동하여 멸균 공정을 수행한다.
종래의 플라즈마 멸균기 시장에서 최근 작은 멸균챔버를 가지는 소용량 멸균기에 대한 시장 수요가 높아지고 있다. 챔버 용량이 작아짐에 따라 수십 마이크로 리터 수준의 적은 양의 멸균제 공급 및 기화에 대한 기화기 기술이 요구된다. 또한 챔버 용량이 작아짐에 따라 종래의 멸균 챔버에 연결되어 있는 진공라인, 벤팅(venting)라인, 멸균제 주입라인을 위한 각각의 진공포트(vacuum port)를 구성하는 것에 대한 공간적 제약이 커지고 있다.
과산화수소 수용액을 멸균제로 사용하는 데 있어 일반적으로 30% ~ 60% 농도의 과산화수소가 사용되고 있다. 과산화수소의 농도 유지 및 안정성 확보를 위해 전이금속(transition metal slats), 라디칼(organic free radical scavengers) 등의 기화되지 않는 불순물(non-vaporizable constituent)을 포함하고 있다. 따라서 상기 기화기는 상기 멸균제를 기화시키면서 이와 같은 불순물이 멸균 대상체로 전달 및 유입되지 않도록 기화기에서 제거할 수 있어야 한다. 이와 같은 종래의 기화기는 기화된 가스 상태의 멸균제가 여러 차례 우회하는 구조로 설계하여 불순물을 모을 수 있어야 하며, 기화기 내부에 축척된 불순물의 제거를 위한 유지보수가 용이해야 한다.
이에 본 발명은 멸균제 공급부에 충분한 진공을 형성하여 멸균제를 공급하고, 외부로부터의 불순물의 침투를 최소화하고, 멸균제의 충분한 체류시간 확보를 위한 유로를 확보하고, 상기 진공 펌핑 라인(vacuum pumping line), 벤팅라인(venting line)과 멸균제 주입라인(sterilant injection line)을 결합한다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 멸균제 공급라인 또는 멸균제 주입영역에 충분한 진공을 형성하여 멸균제의 공급을 원활히 제공하고, 불순물의 침투를 최소화하면서 기화 효율을 높여 멸균기의 안전성과 멸균 효율을 확보하는 고효율 기화기를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 멸균 챔버에 연결된 다수의 포트를 최소화하기 위해 진공형성라인, 벤팅라인, 및 멸균제 주입라인을 같이 활용할 수 있는 고효율 기화기를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멸균제 기화 장치는, 피처리물 수납 용기에 연결되는 제1 연결 포트 및 진공 펌프에 연결되는 제2 연결포트를 포함하는 원통 형상의 기화기 몸체 튜브; 상기 증발 몸체 튜브를 감싸도록 배치된 가열부; 상기 기화기 몸체 튜브 내부에 삽입되는 메인 파이프; 상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이에 배치된 컨덕턴스 조절부; 및 상기 기화기 몸체 튜브의 하부 측면에 연결된 멸균제 공급 파이프;를 포함한다. 상기 멸균제 공급 파이프를 통하여 공급된 멸균제는 상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이에서 증발하여 상기 컨덕턴스 조절부를 따라 이동하여 상기 기화기 몸체 튜브의 내측 상부로 토출된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 피처리물 수납 용기는 진공 챔버 내에 배치된 부피 가변 피처리물 수납 용기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 컨덕턴스 조절부는 상기 메인 파이프의 외주면에 형성된 나사산이고, 상기 나사산의 피치는 0.5 mm 내지 1.5 mm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 나사산은 상기 멸균제 공급 파이프의 연결부위보다 높은 위치에서 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 컨덕턴스 조절부는 서로 이격되어 배치된 원형 와셔들을 포함하고, 상기 원형 와셔들은 적어도 하나의 오리피스를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 연결 포트와 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기 사이에 배치된 메인 니들을 더 포함할 수 있다. 상기 메인 니들은 상기 진공 챔버와 실링되고, 상기 부피 가변 처리물 수납 용기의 멸균제 주입 통로 마개부를 찔러 기화된 멸균제를 주입할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 멸균제 공급 파이프와 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기 사이에 배치된 보조 니들; 및 상기 보조 니들과 상기 멸균제 공급 파이프에 배치된 멸균제 이송 파이프를 더 포함할 수 있다. 상기 보조 니들은 상기 진공 챔버와 실링되고, 상기 부피 가변 처리물 수납 용기의 멸균제 수납 마개부를 찔러 수납된 멸균제를 추출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기화기 몸체 튜브는, 일단에 제2 연결포트를 구비하고, 제1 내직경을 가지는 제1 관통홀과 상기 제1 관통홀에 연속적으로 연통되고 제1 내직경보다 큰 제2 내직경을 가지는 제2 관통홀, 타단에 내측면 방향에서 함몰된 함몰부를 포함하는 하부 기화기 몸체 튜브; 및 일단은 상기 하부 기화기 몸체 튜브의 상기 함몰부에 삽입되어 연장되고, 타단은 제1 연결포트를 구비하고는 상기 제2 내직경을 가지는 상부 기화기 몸체 튜브를 포함할 수 있다. 상기 가열부는 상기 상부 기화기 몸체 튜브를 감싸도록 배치되고, 상기 멸균제 공급 라인은 상기 제2 관통홀의 하부에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 메인 파이프는, 제1 관통홀에 삽입되는 하부 메인 파이프; 상기 하부 메인 파이프와 연속적으로 연결되고 상기 제1 관통홀과 상기 제2 관통홀의 연결부위에 결합하는 와셔형태의 메인 파이프 걸림부; 및 상기 메인 파이프 걸림부에 연속적으로 연결되는 상부 메인 파이프를 포함할 수 있다. 상기 상부 메인 파이프의 외측면에 나사산 형태의 컨덕턴스 조절부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 상부 기화기 몸체 튜브의 상기 제1 연결포트는 상기 제2 내직경보다 작은 직경을 가질 수 있다. 상기 메인 니들은, 상기 제1 연결포트에 삽입되어 결합하는 원통 형상의 삽입부위; 상기 삽입 부위에 연속적으로 연결되고 상기 상부 기화기 몸체 튜브의 일단에 결합하는 와셔 형태의 걸림 부위; 상기 걸림 부위에서 연속적으로 연결되는 니들 지지부; 및 상기 니들 지지부에서 돌출된 니들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 피처리물 수납 용기는 진공 챔버일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 장치는, 내부에 피처리물을 수납하고 진공 상태로 유지될 수 있도록 밀봉되고, 진공으로 배기되고 외부로부터 멸균제를 주입받는 부피 가변 피처리물 수납 용기; 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기를 수납하는 진공 챔버; 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기에 멸균제 또는 외부 공기를 주입하고 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기를 진공 상태로 배기하는 기화기; 및 상기 기화기의 배관을 사용하여 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기를 배기하거나 상기 진공 챔버를 직접 배기하는 진공 펌프;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기는 멸균제 주입 통로를 제공하는 멸균제 주입 블록을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기화기는, 원통 형상의 기화기 몸체 튜브; 상기 증발 몸체 튜브를 감싸도록 배치된 가열부; 상기 기화기 몸체 튜브 내부에 삽입되는 메인 파이프; 상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이에 배치된 컨덕턴스 조절부; 및 상기 기화기 몸체 튜브의 하부 측면에 연결된 멸균제 공급 파이프;를 포함할 수 있다. 상기 멸균제 공급 파이프를 통하여 공급된 멸균제는 상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이에서 증발하여 상기 컨덕턴스 조절부를 따라 이동하여 상기 기화기 몸체 튜브의 내측 상부로 토출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 장치는, 내부에 피처리물을 수납하는 진공 챔버; 상기 진공 챔버에 멸균제 또는 외부 공기를 선택적으로 주입하고 상기 진공 챔버를 진공 상태로 배기하는 기화기; 및 상기 기화기의 배관을 사용하여 상기 진공 챔버를 배기하는 진공 펌프;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기화기는, 원통 형상의 기화기 몸체 튜브; 상기 증발 몸체 튜브를 감싸도록 배치된 가열부; 상기 기화기 몸체 튜브 내부에 삽입되는 메인 파이프; 상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이에 배치된 컨덕턴스 조절부; 및 상기 기화기 몸체 튜브의 하부 측면에 연결된 멸균제 공급 파이프;를 포함할 수 있다. 상기 멸균제 공급 파이프를 통하여 공급된 멸균제는 상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이에서 증발하여 상기 컨덕턴스 조절부를 따라 이동하여 상기 기화기 몸체 튜브의 내측 상부로 토출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기화기는 기화기로 동작하면서 진공 배기 라인 및 벤팅 라인으로 기능하는 기화기를 제공하는 것이다. 이에 따라, 라인의 개수가 감소되어, 공간 활용성 및 비용이 절감될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기화기는 멸균제가 공급되는 통로의 컨덕턴스를 조절하기 위한 컨던턱스 조절부를 구비하고, 상기 컨덕턴스 조절부에 따라 효율적인 기화를 위한 기화를 유로를 제공하고, 멸균 공정에 최적화된 압력 제어의 신뢰성을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기화기는 공기를 포함한 외부의 불순물의 유입을 최소화하여 멸균제 순도를 높이고, 멸균 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기화기는 진공형성라인(vacuum pumping line), 벤팅라인(venting line), 및 멸균제 주입라인(sterilant injection line)을 하나의 포트로 구현하기 위해서 진공형성 라인과 벤팅라인을 하나의 메인 파이프를 구비하고, 상기 메인 파이프를 중심으로 이중 튜브 구조의 기화기 몸체 튜브를 배치하고, 메인 파이프의 외측면에 나사산을 형성하고, 멸균제는 상기 기화기 몸체 튜브의 가열된 내벽과 접촉한다. 이에 따라, 외부에서 기화기 몸체 튜브에 멸균제를 공급하는 멸균제 공급 라인은 진공 펌프에 의하여 진공 상태로 유지될 수 있다. 이에 따라, 멸균제 공급 라인을 통하여 멸균제가 공급되는 경우, 압력 차이에 의하여 멸균제가 원활이 기화되어 메인 파이프의 내부로 공급될 수 있다. 따라서, 상기 기화기는 멸균제 공급 기능, 기화 기능, 배기 기능 및 벤팅 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 컨덕턴스 조절부로서 나사산의 피치, 나사산의 높이, 나사 구조물의 전체길이를 조절하여 공급되는 멸균제의 양에 따라 유체흐름(또는 컨덕턴스)을 독립적으로 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 나사 구조와 기화기 몸체 튜브가 접촉하도록 하여 유체 흐름을 제어하고, 상기 기화기 몸체 튜브의 외측벽에 설치된 히터로부터의 열전달이 가능하도록 하여 온도 균일도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 멸균제에 포함된 불순물은 기화과정에서 유체가 여러 차례 우회하게 되는 나사 구조 영역에 대부분 축척되며, 나사 구조를 독립된 파트로 구성할 수 있어 유지보수가 용이하다.
상기 상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기화기와 멸균제 공급라인 사이의 유체흐름을 독립적인 제어하기 위한 유로를 통하여 공정에 최적화된 압력제어의 신뢰성 확보가 가능하며, 멸균 신뢰성을 향상시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기를 포함한 외부의 불순물이 최소화하여 멸균제 순도를 높이고 멸균 성능을 향상시켜 효과적인 멸균이 가능하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공형성라인(vacuum pumping line) 및 벤팅라인(venting line)과 멸균제 주입라인(sterilant injection line)을 하나의 포트로 구현하여 멸균 챔버의 포트 구성을 최소화하여 효율적인 압력 제어와 공정 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멸균제 기화 장치를 설명하는 개념도이다.
도 2a는 도 1의 멸균 장치의 연결관계 및 컨덕턴스를 설명하는 개념도이다.
도 2b는 도 2a의 압력에 따른 컨덕턴스의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 3은 기화기의 컨덕턴스 조절부(133)인 나사산의 피치(0.5mm)에 따른 도 2의 멸균 장치의 시간에 따른 압력을 나타내는 그래프이다.
도 4는 기화기의 컨덕턴스 조절부(133)인 나사산의 피치(0.8 mm)에 따른 도 2의 멸균 장치의 시간에 따른 압력을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멸균 장치를 설명하는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멸균 장치를 설명하는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멸균 장치를 설명하는 개념도이다.
도 8a은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멸균 장치를 설명하는 개념도이다.
도 8b는 도 8a의 부피 가변 피처리물 수납 용기를 설명하는 사시도이다.
도 8c는 도 8b의 부피 가변 피처리물 수납 용기의 멸균제 주입 블록을 설명하는 단면도이다.
통상적으로, 멸균 챔버는 진공을 유지하기 위하여 진공 펌핑 라인을 구비하고, 멸균제를 기화시키어 주입하기 위한 멸균제 주입 라인을 구비하고, 외부 공기를 주입하기 위한 벤팅 라인을 별도로 구비한다.
다수의 파이프 라인은 많은 공간을 점유하여 공간 활용도를 감소시키며 비용을 증가시킨다. 특히, 다수의 파이프 라인 구조는 진공 챔버 내에 부피 가변 피처리물 수납 용기를 구비한 경우에는 적절하지 않다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 장치는 고정된 부피의 진공 챔버와 압력 차이에 따라 가변되는 부피 가변 피처리물 수납 용기를 구비한다. 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기는 진공 포장지를 포함할 수 있다. 진공 포장지에 진공 펌핑 라인, 멸균제 주입 라인, 및 벤팅 라인을 독립적으로 연결하는 것은 용이하지 않다. 진공 펌핑 라인, 멸균제 주입 라인, 및 벤팅 라인을 하나로 통합할 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이러한 복수의 파이프 라인을 하나의 라인으로 처리함과 동시에 멸균제를 기화시키는 기화기로서 동작하는 새로운 멸균제 기화 장치를 제공한다. 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기는 플라스틱 필름 진공 포장지일 수 있다. 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기의 부피는 진공 챔버와 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기 사이의 압력 차이에 의하여 가변될 수 있다.
또한, 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기는 고체 형상의 멸균제 주입 블록을 구비하고, 상기 멸균제 주입 블록과 상기 진공 챔버 사이에서 진공 실링이 수행된다. 이에 따라, 상기 멸균제 주입 블록의 멸균제 주입 통로 마개부의 일부는 상기 진공 챔버의 개구부를 통하여 대기 중에 노출된다. 상기 기화기는 메인 니들을 구비한다. 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기에 멸균제를 주입하거나 진공 상태로 배기하는 경우, 상기 메인 니들은 상기 진공 챔버의 개구부와 진공 실링을 제공하면서 상기 멸균제 주입 통로 마개부를 찔러 배기 또는 멸균제 주입 공정을 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기화기는 진공 펌핑 라인(vacuum pumping line), 벤팅라인(venting line), 및 멸균제 주입라인(sterilant injection line)을 일체화시킨 하나의 부품으로 구현할 수 있는 구조를 제공할 수 있다. 상기 기화기는 기화기 몸체 튜브, 상기 증발 몸체 튜브를 감싸도록 배치된 가열부, 상기 기화기 몸체 튜브 내부에 삽입되는 메인 파이프를 포함한다. 상기 메인 파이프는 벤팅 라인과 진공 펌핑 라인으로 동작할 수 있다. 상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이의 공간은 멸균제 주입 라인으로 동작할 수 있다. 상기 기화기 몸체 튜브는 원통 형상이고, 진공 챔버 내에 배치된 부피 가변 피처리물 수납 용기에 연결되는 제1 연결 포트 및 진공 펌프에 연결되는 제2 연결포트를 포함한다. 상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이의 공간은 2 중 튜브 구조이고, 상기 메인 파이프의 컨덕턴스보다 충분히 작은 컨덕턴스를 가질 수 있다. 상기 메인 파이프가 진공 펌프에 연결된 경우에도, 상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이의 공간은 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기에 충분히 낮은 압력을 제공할 수 있다. 한편, 상기 제2 연결포트가 벨브를 통하여 폐쇄되고, 상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이의 공간에 액상의 멸균제가 주입되면, 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기는 기화된 멸균제로 충진될 수 있다.
상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이의 공간은 히터를 통하여 가열되고, 오리피스 또는 나사산을 이용하여 유체저항을 높이고, 주입되는 멸균제의 체류 시간(residence time)을 확보할 수 있다. 오리피스 또는 나사산은 상대적으로 높은 유속으로 멸균제를 분사하여, 기화된 멸균제는 부피 가변 피처리물 수납 용기로 보다 높은 확률로 전달될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기화기는 부피 가변 피처리물 수납 용기와 진공 펌프 사이에 연결되어 있는 튜브 구조로 충분한 유체 흐름을 위한 컨덕턴스(conductance)를 확보하여 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기에 빠른 진공형성을 제공할 수 있다. 이중 튜브 구조를 이용하여 진공형성과 멸균제 주입을 위해 별개의 튜브를 사용하지 않고, 이중 튜브 구조를 이용하여 두 가지 기능을 동시에 할 수 있다. 또한 멸균제 주입 뿐만 아니라 공정 완료 이후에 이중 튜브를 통해서 벤팅(venting)을 수행할 수 있다. 주입되는 멸균제는 고온으로 가열된 기화기 몸체 튜브의 내벽을 향해 공급되어 효과적으로 가열될 수 있다. 멸균제는 상부의 상대적으로 낮은 압력을 가지는 영역으로 진행하면서 좁은 이중 튜브 공간을 지나면서 이차적으로 가열될 수 있다. 상기 오리피스 또는 나사산을 통해서 막혀져 있는 영역에서 멸균제가 반사되는 등 와류가 형성되어 충분한 가열을 유도할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멸균제 기화 장치를 설명하는 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 장치(100)는, 내부에 피처리물을 수납하고 진공 상태로 유지될 수 있도록 밀봉되고, 진공으로 배기되고 외부로부터 멸균제를 주입받는 부피 가변 피처리물 수납 용기(10); 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)를 수납하는 진공 챔버(120); 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기에 멸균제 또는 외부 공기를 주입하고 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기를 진공 상태로 배기하는 기화기(130); 및 상기 기화기의 배관을 사용하여 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기를 배기하거나 상기 진공 챔버를 직접 배기하는 진공 펌프(140);를 포함한다.
멸균제 기화 장치(130)는, 피처리물 수납 용기(10)에 연결되는 제1 연결 포트(131a) 및 진공 펌프(140)에 연결되는 제2 연결포트(131b)를 포함하는 원통 형상의 기화기 몸체 튜브(131); 상기 증발 몸체 튜브(131)를 감싸도록 배치된 가열부(134); 상기 기화기 몸체 튜브(131) 내부에 삽입되는 메인 파이프(132); 상기 기화기 몸체 튜브(131)와 상기 메인 파이프(132) 사이에 배치된 컨덕턴스 조절부(133); 상기 기화기 몸체 튜브의 하부 측면에 연결된 멸균제 공급 파이프(137를 포함한다. 상기 멸균제 공급 파이프(137)를 통하여 공급된 액상의 멸균제는 상기 기화기 몸체 튜브(131)와 상기 메인 파이프(132) 사이에서 증발하여 상기 컨덕턴스 조절부(133)를 따라 이동하여 상기 기화기 몸체 튜브(131)의 내측 상부로 토출된다. 상기 피처리물 수납 용기는 부피 가변 수납용기이고, 상기 진공 챔버(120) 내에 배치되어, 압력 차이에 의하여 가변 부피를 가질 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 피처리물 수납 용기는 부피가 가변되지 않는 진공 챔버일 수 있다.
진공 챔버(120)는 도어 및 챔버 몸체를 구비하고, 상기 도어는 상기 진공 챔버(120)의 뚜껑일 수 있다. 상기 도어는 힌지와 같은 회전 수단에 의하여 상기 진공 챔버(120)에 결합할 수 있다. 상기 진공 챔버(120)는 직육면체 형상이고, 금속 재질로 형성되어 일정한 부피를 제공할 수 있다.
상기 진공 챔버(120)는 배기 파이프 및 제1 벨브(161)를 통하여 진공 펌프(140)에 연결될 수 있다. 상기 진공 펌프(140)는 상기 진공 챔버(120))를 진공 상태로 배기할 수 있다. 상기 진공 챔버(120)는 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)의 부피를 가변할 수 있는 환경을 제공할 수 있다.
부피 가변 피처리물 수납 용기(10)는 충분한 유연성을 가진 나일론(NY) 및/또는 폴리에틸렌(PE) 재질이고, 필름 형태로 밀봉된 봉투 형상일 수 있다. 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)는 진공 포장 봉투 및 상기 진공 포장 봉투의 일단에 배치된 상기 멸균제 주입 블록(12)을 포함할 수 있다. 상기 멸균제 주입 블록은 진공 배기 통로 및 멸균제 주입 통로를 제공할 수 있다. 상기 멸균제 주입 블록(12)은 멸균제 주입 통로 매개부를 통하여 진공 배기 및 멸균제 주입을 수행할 수 있다.
상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)의 타단은 초기에는 개방되고, 피처리물(예를 들어, 의료기기)가 삽입된 후, 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)의 타단은 열압착과 같은 방법으로 밀봉되어 열압착띠를 포함할 수 있다. 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)는 진공으로 배기하고 외부로부터 멸균제를 주입하기 위한 멸균제 주입 블록(12)을 포함할 수 있다. 상기 진공 포장 봉투는 폴리에틸렌 재질일 수 있다. 상기 진공 포장 봉투는 가장 자리 열압착에 의하여 내부 공간을 제공하는 하부 필름 및 상부 필름을 포함할 수 있다.
멸균제 기화 장치(130)는 멸균제를 기화시키어 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10) 내부에 주입하고 진공 배기 통로 및 외부 공기 주입 통로를 제공할 수 있다. 상기 멸균제가 과산화수소인 경우, 상기 기화기(130)는 섭씨 50도 내지 섭씨 110도로 상기 멸균제를 가열하여 기화시킨 후, 기화된 멸균제는 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)에 주입될 수 있다. 상기 멸균제 기화 장치(130)는 상기 진공 챔버(120)의 외부에 배치될 수 있다. 상기 멸균제 기화 장치(130)는 기화기 몸체 튜브(131); 가열부(134); 메인 파이프(132); 컨덕턴스 조절부(133); 그리고 멸균제 공급 파이프(137)를 포함할 수 있다. 상기 멸균제 기화 장치(130)는 기화기 몸체 튜브(131)와 메인 파이프(132)로 구성된 동축 이중 튜브 구조를 가질 수 있다.
상기 기화기 몸체 튜브(131)는 하나의 파이프 또는 서로 연속적으로 연결된 복수의 파이프로 구성될 수 있다. 상기 기화기 몸체 튜브는 원통 형상일 수 있다. 상기 기화기 몸체 튜브(131)가 복수의 파이프로 구성된 경우, 서로 분해되어 상기 증발기 몸체 튜브(131) 내에 배치된 메인 파이프(132)를 교체할 수 있다. 상기 멸균제에 포함된 불순물이 상기 메인 파이프(132)의 외측면에 증착된 경우, 컨덕턴스가 변경되어 안정적인 멸균제 공급을 방해할 수 있다. 상기 불순물을 제거하기 위하여, 상기 메인 파이프(132)는 교체되거나 세정될 수 있다.
가열부(134)는 열선과 같은 가열 수단을 통하여 상기 기화기 몸체 튜브(131)를 가열할 수 있다. 이에 따라, 상기 기화기 몸체 튜브(131)는 액상의 멸균제를 기화시킬 수 있다. 제어부(135)는 상기 기화기 몸체 튜브의 외주면에 장착된 온도 센서(136)를 통하여 상기 기화기 몸체 튜브(131)의 온도를 감지하고, 설정된 온도를 유지하도록 상기 가열부(134)를 제어할 수 있다.
컨덕턴스 조절부(133)는 상기 메인 파이프(132)와 상기 기화기 몸체 튜브(131) 사이에 배치될 수 있다. 상기 컨덕턴스 조절부(1330는 상기 메인 파이프(132)의 내경에 의하여 정의된 컨덕턴스보다 충분히 작은 컨덕턴스를 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 메인 파이프(132)는 진공 펌핑 라인 및 벤팅 라인으로 기능할 수 있다. 또한, 상기 컨덕턴스 조절부(133)는 나선 형태의 유체 통로에 기인한 낮은 컨덕턴스를 이용하여 충분한 체류 시간을 제공하고 액상의 멸균제를 기화시킬 수 있다. 상기 컨덕턴스 조절부(133)는 상기 메인 파이프(132)의 외주면에 형성된 나사산일 수 있다. 상기 나사산은 직선 거리에 비하여 긴 멸균제의 이동 경로를 제공할 수 있다. 상기 메인 파이프(132)와 상기 기화기 몸체 튜브(131) 사이의 공간에 있는 공기 또는 멸균제를 제거하고 멸균제 주입 통로를 제공하기 위하여, 상기 나사산의 피치는 0.5 mm 내지 1.5 mm 일 수 있다. 상기 나사산의 피치의 증가는 컨덕턴스를 증가시키므로, 소정의 범위를 벗어난 경우, 멸균제의 체류 시간을 감소시키어 충분히 기화되지 않을 수 있다. 또한, 나사산의 피치의 감소는 컨덕턴스를 증가시키므로, 멸균제 공급 파이프에 진공 형성을 어렵게 할 수 있다.
멸균제 공급 파이프(137)는 상기 기화기 몸체 튜브(131)의 하측면에 연결될 수 있다. 상기 멸균제 공급 파이프(137)는 상기 제2 연결포트(131b)와 일정한 거리를 가질 수 있다. 메인 파이프(132)의 하부면은 상기 기화기 몸체 튜브의 하부면에 결합하여 밀봉될 수 있다. 이에 따라, 상기 멸균제 공급 파이프로 유입된 액상의 멸균제는 일시적으로 저장되고, 상기 메인 파이프(132)의 하부면을 통하여 유출되는 것을 방지할 수 있다.
멸균제 공급부(32)는 제5 벨브(165) 또는 제6 벨브(166)를 통하여 상기 멸균제 공급 파이프(137)에 액상의 멸균제를 공급할 수 있다. 상기 멸균제 공급부(32)는 펄스 형태 또는 연속적으로 상기 멸균제를 상기 멸균제 공급 파이프(137)를 통하여 상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 튜브 사이의 공간에 제공할 수 있다.
상기 멸균제 공급부(32)는 복수 개일 수 있으며, 이에 따라, 상기 멸균제 공급 파이프(137)는 복수 개일 수 있다. 상기 멸균제 공급 파이프(137)는 상기 기화기 몸체 튜브에 대하여 대칭적으로 배치될 수 있다.
상기 기화기 몸체 튜브(131)의 제2 연결포트(131b)는 제2 벨브(162)를 통하여 진공 펌프(140)에 연결될 수 있다. 또한, 상기 진공 챔버(120)는 별도의 제1 벨브(161)를 통하여 상기 진공 펌프에 연결될 수 있다. 진공 펌프의 앞단에는 제3 벨브가 배치되고, 필터의 전단에 제4 벨브가 배치될 수 있다. 제1 벨브, 제2 벨브와 상기 제3 벨브, 및 제4 벨브는 제1 노드에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멸균제 장치의 동작 방법은, 상기 진공 챔버(120)와 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)를 상기 진공 펌프(140)를 사용하여 배기하는 단계; 상기 진공 챔버(140)의 배기단에 배치된 제1 벨브(161)와 상기 기화기 몸체 튜브(131)의 제2 연결포트(131b)에 연결된 제2 벨브(162)를 폐쇄하여 상기 진공 챔버(120)와 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)를 진공 상태에서 유지하는 단계; 상기 멸균제 공급 파이프(137)를 통하여 액상의 멸균제를 공급받아 기화시키어 압력 차이에 의하여 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)에 멸균제를 공급하는 단계를 포함한다.
상기 진공 챔버와 부피 가변 피처리물 수납 용기를 상기 진공 펌프를 사용하여 배기하기 위하여, 제1 벨브, 제2 벨브, 제3 벨브, 및 제4는 제1 노드(N1)에 서로 연결될 수 있다. 상기 제1 벨브(161)가 개방되고, 상기 제2 벨브(162)가 개방되고, 및 상기 진공 펌프의 전단에 배치된 제3 벨브(163)가 개방될 수 있다. 한편, 필터의 전단에 배치된 제4 벨브(164)는 폐쇄될 수 있다. 상기 메인 파이프(131)는 충분한 컨덕턴스를 제공하여, 상기 진공 챔버(120) 및 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)는 거의 동일한 저압으로 펌핑될 수 있다.
이어서, 상기 제1 내지 제3 벨브(161,162,163)는 폐쇄될 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 챔버(120) 및 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)는 저압으로 유지될 수 있다.
이어서, 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)에 멸균제를 공급하기 위하여 멸균제 공급부(32)는 상기 멸균제 공급라인(137)을 통하여 멸균제를 주입하고, 기화기(130)는 멸균제를 기화시킬 수 있다. 멸균제는 상기 기화기 몸체 튜브(131)의 제1 연결포트(131a)를 통하여 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기에 확산을 통하여 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기는 압력 차이에 의하여 팽창하고, 내부에 수납된 피처리물을 멸균한다.
이어서, 상기 제2 벨브(162) 및 제3 벨브(163)가 개방되어 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)의 멸균제는 진공 펌프(140)를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 이에 따라, 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기는 압력 차이의 감소에 의하여 수축할 수 있다.
이어서, 상기 제2 밸브(162) 및 제3 벨브(163)는 폐쇄될 수 있다.
이어서, 상기 제1 벨브(161), 상기 제2 벨브(162) 및 제4 벨브(164)를 개방하여, 상기 필터(150)는 외부 공기를 필터링하여 상기 진공 챔버(120) 및 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(120)에 제공될 수 있다.
도 2a는 도 1의 멸균 장치의 연결관계 및 컨덕턴스를 설명하는 개념도이다.
도 2b는 도 2a의 압력에 따른 컨덕턴스의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 3은 기화기의 컨덕턴스 조절부(133)인 나사산의 피치(0.5mm)에 따른 도 2의 멸균 장치의 시간에 따른 압력을 나타내는 그래프이다.
도 4는 기화기의 컨덕턴스 조절부(133)인 나사산의 피치(0.8 mm)에 따른 도 2의 멸균 장치의 시간에 따른 압력을 나타내는 그래프이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 진공 챔버(120)와 진공 펌프(140)는 제1 노드(N1)를 통하여 서로 연결된다. 상기 제1 노드(N1)와 상기 진공 펌프(140) 사이의 연결 파이프는 제1 컨던턱스(C1)를 가진다. 상기 제1 노드(N1)와 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10) 사이에 제2 노드(N2)가 배치된다. 상기 제1 노드(N1)와 상기 진공 챔버(120) 사이의 연결 파이프는 제2 컨덕턴스(C2)를 가진다. 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이의 연결 파이프는 제3 컨덕턴스(C3)를 가진다. 상기 제2 노드(N2)와 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10) 사이의 연결 파이프 또는 니들은 제 4 컨덕턴스(C4)를 가진다. 상기 제2 노드(N2)는 기화기의 메인 파이프(132)에 위치일 수 있다. 상기 제4 컨덕턴스(C4)는 상기 기화기와 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기를 연결하는 니들의 직경에 의존할 수 있다. 상기 제2 노드(N2)와 상기 멸균제 공급 파이프(137) 사이의 유체 통로는 제5 컨덕턴스(C5)를 가진다. 기화기의 부피는 상기 컨덕턴스 조절부(133)에 의하여 확보된 부피일 수 있다.
도 2b를 참조하면, 컨덕턴스는 압력에 의존할 수 있다. 1 토르 이상의 비스코스 플로 (viscous flow) 영역에서 컨덕턴스는 압력에 선형적으로 비례하고, 0.1 토르 이하의 분자 플로(molecular flow) 영역에서 컨덕턴스는 일정할 수 있다.
제1, 제2, 제3 컨덕턴스(C1,C2,C3)는 서로 비슷한 값을 가질 수 있다. 제1, 제2, 제3 컨덕턴스(C1,C2,C3)는 상기 제4 컨덕턴스(C4) 및 상기 제5 컨덕턴스(C5)보다 10 배 이상으로 클 수 있다. 또한, 제4 컨덕턴스는 제5 컨덕턴스보다 10 배 이상 클 수 있다. 또한, 상기 제5 컨덕턴스는 진공 펌프의 펌핑 스피드보다 작을 수 있다.
도 3을 참조하면, 기화기의 컨덕턴스 조절부(133)인 나사산의 피치(0.5mm)인 경우, 시간에 따라 기화기의 압력은 천천히 감소한다. 기화기의 압력은 컨덕턴스 조절부에 연결된 멸균제 공급 라인에서의 압력이다. 기화기의 목표 압력이 1 토르인 경우, 약 210초 정도가 소요된다. 한편, 진공 챔버와 부피 가변 피처리물 수납 용기의 목표 압력이 1 토르인 경우, 약 70초가 소요된다.
도 4를 참조하면, 기화기의 컨덕턴스 조절부인 나사산의 피치(0.8mm)인 경우, 시간에 따라 기화기의 압력은 천천히 감소한다. 기화기의 목표 압력이 1 토르인 경우, 약 80초 정도가 소요된다. 한편, 진공 챔버와 부피 가변 피처리물 수납 용기의 목표 압력이 1 토르인 경우, 약 70초가 소요된다. 나사산의 피치가 0.8mm인 경우, 기화기의 메인 파이프는 부피 가변 처리물 수납 용기를 약 70초에 진공으로 배기하고, 멸균제가 공급된 경우 멸균제를 기화시키어 부피 가변 피처리물 수납 용기에 주입하는 기능을 원활히 수행할 수 있다. 따라서, 나사산의 피치를 조절하여 기화기의 제5 컨덕턴스(C5)를 조절하고, 상기 기화기의 제5 컨덕턴스(C5)는 상기 니들에 의한 제4 컨덕턴스보다 10 이상 작도록 설정될 수 있다. 또한, 상기 니들의 제4 컨덕턴스는 상기 기화기의 메인 파이프에 기인한 제3 컨덕턴스보다 10 배 이상 작도록 설정될 수 있다. 이에 따라, 상기 기화기의 메인 파이프는 진공 펌핑 라인으로 동작할 수 있다. 상기 기화기의 나사산은 기화하기에 충분한 체류 시간을 제공하면서, 소정의 시간(약 100초) 이내에 1 토르 이하의 압력으로 배기될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멸균 장치를 설명하는 개념도이다.
도 5를 참조하면, 멸균 장치(200)는 내부에 피처리물(미도시)를 수납하고 진공 상태로 유지될 수 있도록 밀봉되고, 진공으로 배기하고 외부로부터 멸균제를 주입하기 위한 멸균제 주입 블록(12)을 구비한 부피 가변 피처리물 수납 용기(10); 도어를 구비하고 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)를 수납하는 진공 챔버(120); 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)에 멸균제 또는 외부 공기를 주입하고 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)를 진공 상태로 배기하는 기화기(230); 및 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10) 또는 상기 진공 챔버(120)를 배기하는 진공 펌프(140);를 포함한다. 상기 멸균제 주입 블록(12)은 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)와 결합여 밀봉된 공간을 제공한다. 상기 피처리물은 의료 기기일 수 있다. 상기 멸균제 주입 블록(12)은 고정된 형상이고, 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)의 일부를 구성할 수 있다. 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)는 진공 환경 하에 배치되어 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기가 진공 상태인 경우에도 압력 차이에 의하여 가변되는 부피를 제공할 수 있다. 상기 피처리물은 진공 환경에 놓은 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)의 내부에 수납되어 멸균될 수 있다.
본 실시예에 따른 멸균 장치(200)는 도 1의 멸균 장치와 멸균제 공급부의 위치에서 차이를 가진다. 멸균제 공급부(32a)는 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)에 배치된다. 이에 따라, 상기 멸균제 공급부(32a)로부터 멸균제를 공급받기 위하여, 보조 니들(292)이 요구된다. 상기 멸균제 공급부(32a)는 일회용일 수 있다.
기화기(230)는, 진공 챔버(120) 내에 배치된 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)에 연결되는 제1 연결 포트(231a) 및 진공 펌프(140)에 연결되는 제2 연결포트(231b)를 포함하는 원통 형상의 기화기 몸체 튜브(231); 상기 증발 몸체 튜브(231)를 감싸도록 배치된 가열부(134); 상기 기화기 몸체 튜브(231) 내부에 삽입되는 메인 파이프(232); 상기 기화기 몸체 튜브(231)와 상기 메인 파이프(232) 사이에 배치된 컨덕턴스 조절부(233); 상기 기화기 몸체 튜브의 하부 측면에 연결된 멸균제 공급 파이프(237)를 포함한다. 상기 멸균제 공급 파이프(237)를 통하여 공급된 액상의 멸균제는 상기 기화기 몸체 튜브(231)와 상기 메인 파이프(232) 사이에서 증발하여 상기 컨덕턴스 조절부(233)를 따라 이동하여 상기 기화기 몸체 튜브(231)의 내측 상부로 토출된다.
상기 기화기 몸체 튜브(231)는 하부 기화기 몸체 튜브(50) 및 상기 하부 기화기 몸체 튜브(50)에 연속적으로 연결된 상부 기화기 몸체 튜브(40)를 포함한다. 상기 하부 기화기 몸체 튜브(50)는 일단에 제2 연결포트(231b)를 구비하고, 제1 내직경을 가지는 제1 관통홀(51)과 상기 제1 관통홀(51)에 연속적으로 연통되고 제1 내직경보다 큰 제2 내직경을 가지는 제2 관통홀(52)을 포함하고, 타단에서 내측면 방향에서 함몰된 함몰부(53)를 포함한다.
상부 기화기 몸체 튜브(40)의 일단은 상기 하부 기화기 몸체 튜브(50)의 상기 함몰부(53)에 삽입되어 연장되고, 상부 기화기 몸체 튜브(40)의 타단은 제1 연결포트(231a)를 구비하고, 상부 기화기 몸체 튜브(40)는 상기 제2 내직경을 가진다.
상기 가열부(134)는 상기 상부 기화기 몸체 튜브(40)를 감싸도록 배치된다. 상기 멸균제 공급 라인(237)은 상기 제2 관통홀(52)의 하부에 연결된다.
상기 메인 파이프(232)는, 제1 관통홀(51)에 삽입되는 하부 메인 파이프(232a); 상기 하부 메인 파이프(232a)와 연속적으로 연결되고 상기 제1 관통홀(51)과 상기 제2 관통홀(52)의 연결부위에 결합하는 와셔형태의 메인 파이프 걸림부(232b); 및 상기 메인 파이프 걸림부(232b)에 연속적으로 연결되는 상부 메인 파이프(232c)를 포함한다.
상기 상부 메인 파이프의 외측면에 나사산 형태의 컨덕턴스 조절부(233)가 형성된다. 상기 상부 메인 파이프(232c)와 상부 기화기 몸체 튜브(40) 사이의 간격은 0.1 mm 이하로 좁을 수 있다. 이에 따라, 유체는 상기 나사산 형태의 컨덕턴스 조절부를 통하여 주로 흐를 수 있다. 상기 컨덕턴스 조절부(233)의 시작 위치는 상기 멸균제 공급 파이프보다 높을 수 있다. 상기 메인 파이프 걸림부(232b)는 상기 제2 관통홀의 하부면에 걸치도록 배치되어, 액상의 멸균제가 하부로 빠져나기지 않을 수 있다. 상기 컨덕턴스 조절부(233)의 컨덕턴스는 상기 메인 니들의 컨덕턴스보다 충분히 작을 수 있다.
상기 상부 기화기 몸체 튜브(2)의 상기 제1 연결포트는 상기 제2 내직경보다 작은 직경을 가질 수 있다. 이에 따라, 메인 노즐(291)은 상기 제1 연결포트(231a)에 삽입되어 결합할 수 있다.
상기 메인 니들(291)은 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)에 멸균제의 주입 및 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)의 진공 배기를 위하여 사용될 수 있다. 또한, 상기 메인 니들(291)은 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)의 내부에 제공된 멸균제를 배기하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 메인 니들(291)은, 상기 제1 연결포트에 삽입되어 결합하는 원통 형상의 삽입부위(291a); 상기 삽입 부위에 연속적으로 연결되고 상기 상부 기화기 몸체 튜브의 일단에 결합하는 와셔 형태의 걸림 부위(291b); 상기 걸림 부위에서 연속적으로 연결되는 니들 지지부(291c); 및 상기 니들 지지부에서 돌출된 니들(291d)을 포함할 수 있다. 상기 니들의 직경과 길이는 컨덕턴스에 영향을 미칠 수 있다. 상기 니들의 직경이 너무 작으며, 진공 배기가 어려울 수 있다. 한편, 상기 니들의 직경이 너무 크면, 멸균제 주입 통로 마개부를 찌른 후에 진공 누설이 발생할 수 있다. 상기 니들의 내직경은 적어도 0.5 mm 이상일 수 있다.
메인 니들(291)은 상기 제1 연결 포트(231a)와 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10) 사이에 배치될 수 있다. 상기 메인 니들(291)이 상기 진공 챔버와 접촉하도록 이동하는 경우, 상기 메인 니들(291)은 상기 진공 챔버와 오링을 통하여 실링되고, 상기 부피 가변 처리물 수납 용기의 멸균제 주입 통로 마개부를 찔러 기화된 멸균제를 주입할 수 있다.
보조 니들(292)은 상기 멸균제 공급 파이프(237)와 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10) 사이에 배치될 수 있다. 멸균제 이송 파이프(293)는 상기 보조 니들(292)과 상기 멸균제 공급 파이프(237)에 배치될 수 있다. 상기 보조 니들(292)은 상기 진공 챔버(120)와 실링되고, 상기 부피 가변 처리물 수납 용기의 멸균제 수납 마개부를 찔러 수납된 멸균제를 추출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멸균 장치를 설명하는 개념도이다.
도 6을 참조하면, 멸균 장치(300)는 내부에 피처리물(미도시)를 수납하고 진공 상태로 유지될 수 있도록 밀봉되고, 진공으로 배기하고 외부로부터 멸균제를 주입하기 위한 멸균제 주입 블록(12)을 구비한 부피 가변 피처리물 수납 용기(10); 도어를 구비하고 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)를 수납하는 진공 챔버(120); 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)에 멸균제 또는 외부 공기를 주입하고 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)를 진공 상태로 배기하는 기화기(330); 및 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10) 또는 상기 진공 챔버(120)를 배기하는 진공 펌프(140);를 포함한다. 상기 멸균제 주입 블록(12)은 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)와 결합여 밀봉된 공간을 제공한다. 상기 피처리물은 의료 기기일 수 있다. 상기 멸균제 주입 블록(12)은 고정된 형상이고, 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)의 일부를 구성할 수 있다. 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)는 진공 환경 하에 배치되어 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기가 진공 상태인 경우에도 압력 차이에 의하여 가변되는 부피를 제공할 수 있다. 상기 피처리물은 진공 환경에 놓은 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)의 내부에 수납되어 멸균될 수 있다.
기화기(330)는, 진공 챔버(120) 내에 배치된 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)에 연결되는 제1 연결 포트(331a) 및 진공 펌프(140)에 연결되는 제2 연결포트(331b)를 포함하는 원통 형상의 기화기 몸체 튜브(331); 상기 증발 몸체 튜브(331)를 감싸도록 배치된 가열부(134); 상기 기화기 몸체 튜브(331) 내부에 삽입되는 메인 파이프(332); 상기 기화기 몸체 튜브(331)와 상기 메인 파이프(332) 사이에 배치된 컨덕턴스 조절부(333); 상기 기화기 몸체 튜브의 하부 측면에 연결된 멸균제 공급 파이프(337)를 포함한다. 상기 멸균제 공급 파이프(337)를 통하여 공급된 액상의 멸균제는 상기 기화기 몸체 튜브(331)와 상기 메인 파이프(332) 사이에서 증발하여 상기 컨덕턴스 조절부(333)를 따라 이동하여 상기 기화기 몸체 튜브(331)의 내측 상부로 토출된다.
상기 컨덕턴스 조절부(333)는 서로 이격되어 배치된 원형 와셔들을 포함하고, 상기 원형 와셔들은 적어도 하나의 오리피스를 포함할 수 있다.
상기 기화기와 상기 메인 니들 사이에 단열부재가 삽입될 수 있다. 상기 단연 부재는 가열된 기화기와 상기 메인 니늘 사이에 온도 차이를 제공할 수 있다. 상기 단열 부재의 재질은 열전도도가 낮은 플라스틱 계열 또는 세라믹 계열일 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멸균 장치를 설명하는 개념도이다.
도 7을 참조하면, 멸균 장치(100a)는 피처리물을 수납하는 진공 챔버(120); 상기 진공 챔버(120)에 멸균제 또는 외부 공기를 주입하고 상기 진공 챔버(120))를 진공 상태로 배기하는 기화기(130); 및 상기 기화기의 배관을 사용하여 상기 진공 챔버(120)를 배기하는 진공 펌프(140);를 포함한다. 상기 피처리물은 의료 기기일 수 있다.
기화기(130)는, 진공 챔버(120)에 연결되는 제1 연결 포트(131a) 및 진공 펌프(140)에 연결되는 제2 연결포트(131b)를 포함하는 원통 형상의 기화기 몸체 튜브(131); 상기 증발 몸체 튜브(131)를 감싸도록 배치된 가열부(134); 상기 기화기 몸체 튜브(131) 내부에 삽입되는 메인 파이프(132); 상기 기화기 몸체 튜브(131)와 상기 메인 파이프(132) 사이에 배치된 컨덕턴스 조절부(133); 상기 기화기 몸체 튜브의 하부 측면에 연결된 멸균제 공급 파이프(137)를 포함한다. 상기 멸균제 공급 파이프(137)를 통하여 공급된 액상의 멸균제는 상기 기화기 몸체 튜브(131)와 상기 메인 파이프(132) 사이에서 증발하여 상기 컨덕턴스 조절부(133)를 따라 이동하여 상기 기화기 몸체 튜브(131)의 내측 상부로 토출된다. 상기 기화기의 배관은 메인 파이프(132)일 수 있다.
도 8a은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멸균 장치를 설명하는 개념도이다.
도 8b는 도 8a의 부피 가변 피처리물 수납 용기를 설명하는 사시도이다.
도 8c는 도 8b의 부피 가변 피처리물 수납 용기의 멸균제 주입 블록을 설명하는 단면도이다.
도 8a 내지 도 8c를 참조하면, 멸균 장치(600)는 내부에 피처리물(미도시)를 수납하고 진공 상태로 유지될 수 있도록 밀봉되고, 진공으로 배기되고 외부로부터 멸균제를 공급받기 위한 멸균제 주입 블록(12)을 구비한 부피 가변 피처리물 수납 용기(10); 도어(124)를 구비하고 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)를 수납하는 진공 챔버(120); 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)에 멸균제 또는 외부 공기를 주입하고 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)를 진공 상태로 배기하는 기화기(330); 및 상기 기화기의 배관을 사용하여 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)를 배기하거나 상기 진공 챔버(120)를 직접 배기하는 진공 펌프(140);를 포함한다. 상기 멸균제 주입 블록(12)은 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)와 결합하여 밀봉된 공간을 제공한다. 상기 피처리물은 의료 기기일 수 있다. 상기 멸균제 주입 블록(12)은 고정된 형상이고, 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)의 일부를 구성할 수 있다. 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)는 진공 환경 하에 배치되어 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)가 진공 상태인 경우에도 압력 차이에 의하여 가변되는 부피를 제공할 수 있다. 상기 피처리물은 진공 환경에 놓은 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)의 내부에 수납되어 멸균될 수 있다.
기화기(130)는 멸균제를 기화시키어 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10) 내부에 주입하고 진공 펌핑 통로 및 외부 공기 주입 통로를 제공할 수 있다. 상기 멸균제가 과산화수소인 경우, 상기 기화기(130)는 섭씨 50도 내지 섭씨 110도로 상기 멸균제를 가열하여 기화시킨 후, 기화된 멸균제는 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)에 주입될 수 있다. 상기 기화기(130)는 상기 진공 챔버(120)의 외부에 배치될 수 있다.
상기 기화기(130)는 기화기 몸체 튜브(131); 가열부(134); 메인 파이프(132); 컨덕턴스 조절부(133); 그리고 멸균제 공급 파이프(137)를 포함할 수 있다. 상기 멸균제 기화 장치(130)는 기화기 몸체 튜브(131)와 메인 파이프(132)로 구성된 동축 이중 튜브 구조를 가질 수 있다. 상기 기화기의 배관은 메인 파이프(132)일 수 있다.
부피 가변 피처리물 수납 용기(10)는 내부에 피처리물을 수납하고 진공 상태로 유지될 수 있도록 밀봉되고, 진공으로 배기되고 외부로부터 멸균제를 공급받기 위한 멸균제 주입 블록(12)을 포함한다. 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)는 진공 포장 봉투(14) 및 상기 진공 포장 봉투(14)의 일단에 배치된 상기 멸균제 주입 블록(12)을 포함할 수 있다.
상기 멸균제 주입 블록(12)은, 양단은 서로 접촉하도록 구부러지고 중심 부위는 서로 나란히 연장되는 상부 스트립(622a) 및 하부 스트립(622b); 상기 상부 스트립과 상기 하부 스트립 사이에 배치된 격벽(623); 상기 상부 스트립을 관통하여 형성되고 측면에서 개방된 멸균제 주입 통로(625); 상기 멸균제 주입 통로를 막도록 상기 상부 스트립 상에 배치된 탄성 재질의 멸균제 주입 통로 마개부(625a); 및 상기 상부 스트립과 상기 하부 스트립의 측면을 따라 나란히 연장되어 상기 상부 스트립과 상기 하부 스트립의 측면을 밀폐시키는 정렬 스트립(621);을 포함한다. 상기 상부 스트립의 상부면과 상기 하부 스트립의 하부면은 상기 진공 포장지의 일단에서 열압착될 수 있다. 멸균제(628)는 멸균제 수납부(624,626)에 저장된다.
상기 멸균제 주입 통로(625)는 반으로 절단된 원통 형상의 가이드부(625b)에 의하여 지지될 수 있다. 또한, 상기 하부 스트립(622b)은 상기 멸균제 주입 통로(625)의 중심 위치에서 메인 니들 정렬부(625c)를 포함할 수 있다.
상기 멸균제 주입 블록(12)은, 상기 멸균제 주입 통로(625)와 이격되어 배치되고 상기 멸균제를 수납하고 밀봉된 멸균제 수납부(624,626); 및 상기 상부 스트립 상에 배치되고 상기 멸균제 수납부(624,626)를 막고 있는 탄성 재질의 멸균제 수납 마개부(624a,626a)를 더 포함할 수 있다. 상기 멸균제 수납 마개부(624a,626a)는 실리콘 고무와 같은 탄성 재질의 필름 또는 판일 수 있다.
메인 니들(291)은 그 끝단의 측면에 홀을 포함하고 효율적으로 유체 통로를 제공할 수 있다. 보조 니들(292)은 상기 멸균제 수납 마개부(624a,626a)를 관통하여 멸균제를 추출할 수 있다.
멸균제 공간을 분리하여 가지는 것은 멸균 공정에 있어 멸균제의 주입을 2회 하는 것을 목적으로 하고 있으며, 이는 멸균 신뢰성을 높이기 위해 2회의 멸균을 수행할 수 있다. 각 주입에 있어 일정한 양의 멸균제를 독립적을 제어할 수 있다.
상기 메인 니들(291)은 보조 실링 수단(187)을 포함하고, 상기 보조 실링 수단(187)은 메인 니들용 개구부(182b) 주위에서 상기 진공 챔버 하부면(125)의 하부와 접촉하여 실링할 수 있다. 상기 진공 챔버 하부면(125)에 배치된 실링 수단(188)은 상기 멸균제 주입 블록(12)과 밀착되어 실링을 제공할 수 있다. 상기 실링 수단(188)은 오링일 수 있다. 가열 블록(185)은 상기 멸균제 주입 블록(12)을 압착하여 가열할 수 있다. 부피 가변 피처리물 수납 용기(10)) 혹은 멸균제 주입 블록(12)에 인쇄되는 bar 혹은 QR code 등의 코드 테이프(229)가 부착될 수 있다. 상기 코드 테이프(229)를 이용하여 주입된 멸균제의 양, 포장용기의 종류, 제조일자 등에 대한 정보를 멸균기에 전달하여 신뢰성 있는 멸균공정을 수행할 수 있다. 코드 리더기(184)는 상기 진공 챔버 하부면에 형성된 개구부를 통하여 상기 코드 테이프(229)의 정보를 추출할 수 있다. 플라즈마 처리부(143)은 배기라인에 배치되어 플라즈마를 이용하여 멸균제를 분해한다. 분해된 멸균제는 진공 펌프를 통하여 외부로 배기될 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 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 실시예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (16)

  1. 피처리물 수납 용기에 연결되는 제1 연결 포트 및 진공 펌프에 연결되는 제2 연결포트를 포함하는 원통 형상의 기화기 몸체 튜브;
    상기 증발 몸체 튜브를 감싸도록 배치된 가열부;
    상기 기화기 몸체 튜브 내부에 삽입되는 메인 파이프;
    상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이에 배치된 컨덕턴스 조절부; 및
    상기 기화기 몸체 튜브의 하부 측면에 연결된 멸균제 공급 파이프;를 포함하고,
    상기 멸균제 공급 파이프를 통하여 공급된 멸균제는 상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이에서 증발하여 상기 컨덕턴스 조절부를 따라 이동하여 상기 기화기 몸체 튜브의 내측 상부로 토출되는 것을 특징으로 하는 멸균제 기화 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 피처리물 수납 용기는 진공 챔버 내에 배치된 부피 가변 피처리물 수납 용기인 것을 특징으로 하는 멸균제 기화 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 컨덕턴스 조절부는 상기 메인 파이프의 외주면에 형성된 나사산이고,
    상기 나사산의 피치는 0.5 mm 내지 1.5 mm인 것을 특징으로 하는 멸균제 기화 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 나사산은 상기 멸균제 공급 파이프의 연결부위보다 높은 위치에서 배치되는 것을 특징으로 하는 멸균제 기화 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 컨덕턴스 조절부는 서로 이격되어 배치된 원형 와셔들을 포함하고,
    상기 원형 와셔들은 적어도 하나의 오리피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균제 기화 장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 연결 포트와 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기 사이에 배치된 메인 니들을 더 포함하고,
    상기 메인 니들은 상기 진공 챔버와 실링되고, 상기 부피 가변 처리물 수납 용기의 멸균제 주입 통로 마개부를 찔러 기화된 멸균제를 주입하는 것을 특징으로 하는 멸균제 기화 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 멸균제 공급 파이프와 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기 사이에 배치된 보조 니들; 및
    상기 보조 니들과 상기 멸균제 공급 파이프에 배치된 멸균제 이송 파이프를 더 포함하고,
    상기 보조 니들은 상기 진공 챔버와 실링되고, 상기 부피 가변 처리물 수납 용기의 멸균제 수납 마개부를 찔러 수납된 멸균제를 추출하는 것을 특징으로 하는 멸균제 기화 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기화기 몸체 튜브는:
    일단에 제2 연결포트를 구비하고, 제1 내직경을 가지는 제1 관통홀과 상기 제1 관통홀에 연속적으로 연통되고 제1 내직경보다 큰 제2 내직경을 가지는 제2 관통홀, 타단에 내측면 방향에서 함몰된 함몰부를 포함하는 하부 기화기 몸체 튜브; 및
    일단은 상기 하부 기화기 몸체 튜브의 상기 함몰부에 삽입되어 연장되고, 타단은 제1 연결포트를 구비하고는 상기 제2 내직경을 가지는 상부 기화기 몸체 튜브를 포함하고,
    상기 가열부는 상기 상부 기화기 몸체 튜브를 감싸도록 배치되고,
    상기 멸균제 공급 라인은 상기 제2 관통홀의 하부에 연결되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 멸균제 기화 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 메인 파이프는:
    제1 관통홀에 삽입되는 하부 메인 파이프;
    상기 하부 메인 파이프와 연속적으로 연결되고 상기 제1 관통홀과 상기 제2 관통홀의 연결부위에 결합하는 와셔형태의 메인 파이프 걸림부; 및
    상기 메인 파이프 걸림부에 연속적으로 연결되는 상부 메인 파이프를 포함하고,
    상기 상부 메인 파이프의 외측면에 나사산 형태의 컨덕턴스 조절부가 형성된 것을 특징으로 하는 멸균제 기화 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 상부 기화기 몸체 튜브의 상기 제1 연결포트는 상기 제2 내직경보다 작은 직경을 가지고,
    상기 메인 니들은:
    상기 제1 연결포트에 삽입되어 결합하는 원통 형상의 삽입부위;
    상기 삽입 부위에 연속적으로 연결되고 상기 상부 기화기 몸체 튜브의 일단에 결합하는 와셔 형태의 걸림 부위;
    상기 걸림 부위에서 연속적으로 연결되는 니들 지지부; 및
    상기 니들 지지부에서 돌출된 니들을 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균제 기화 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 피처리물 수납 용기는 진공 챔버인 것을 특징으로 하는 멸균제 기화 장치.
  12. 내부에 피처리물을 수납하고 진공 상태로 유지될 수 있도록 밀봉되고, 진공으로 배기되고 외부로부터 멸균제를 주입받는 부피 가변 피처리물 수납 용기;
    상기 부피 가변 피처리물 수납 용기를 수납하는 진공 챔버;
    상기 부피 가변 피처리물 수납 용기에 멸균제 또는 외부 공기를 주입하고 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기를 진공 상태로 배기하는 기화기; 및
    상기 기화기의 배관을 사용하여 상기 부피 가변 피처리물 수납 용기를 배기하거나 상기 진공 챔버를 직접 배기하는 진공 펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 부피 가변 피처리물 수납 용기는 멸균제 주입 통로를 제공하는 멸균제 주입 블록을 구비하는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 기화기는:
    원통 형상의 기화기 몸체 튜브;
    상기 증발 몸체 튜브를 감싸도록 배치된 가열부;
    상기 기화기 몸체 튜브 내부에 삽입되는 메인 파이프;
    상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이에 배치된 컨덕턴스 조절부; 및
    상기 기화기 몸체 튜브의 하부 측면에 연결된 멸균제 공급 파이프;를 포함하고,
    상기 멸균제 공급 파이프를 통하여 공급된 멸균제는 상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이에서 증발하여 상기 컨덕턴스 조절부를 따라 이동하여 상기 기화기 몸체 튜브의 내측 상부로 토출되는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
  15. 내부에 피처리물을 수납하는 진공 챔버;
    상기 진공 챔버에 멸균제 또는 외부 공기를 선택적으로 주입하고 상기 진공 챔버를 진공 상태로 배기하는 기화기; 및
    상기 기화기의 배관을 사용하여 상기 진공 챔버를 배기하는 진공 펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 기화기는:
    원통 형상의 기화기 몸체 튜브;
    상기 증발 몸체 튜브를 감싸도록 배치된 가열부;
    상기 기화기 몸체 튜브 내부에 삽입되는 메인 파이프;
    상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이에 배치된 컨덕턴스 조절부; 및
    상기 기화기 몸체 튜브의 하부 측면에 연결된 멸균제 공급 파이프;를 포함하고,
    상기 멸균제 공급 파이프를 통하여 공급된 멸균제는 상기 기화기 몸체 튜브와 상기 메인 파이프 사이에서 증발하여 상기 컨덕턴스 조절부를 따라 이동하여 상기 기화기 몸체 튜브의 내측 상부로 토출되는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
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