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WO2013114539A1 - 蒸気滅菌装置 - Google Patents

蒸気滅菌装置 Download PDF

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WO2013114539A1
WO2013114539A1 PCT/JP2012/052016 JP2012052016W WO2013114539A1 WO 2013114539 A1 WO2013114539 A1 WO 2013114539A1 JP 2012052016 W JP2012052016 W JP 2012052016W WO 2013114539 A1 WO2013114539 A1 WO 2013114539A1
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WO
WIPO (PCT)
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water
pressure vessel
steam
tank
exhaust
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/052016
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
千広 杵渕
英一 峯村
田中　智
晴雄 町田
章広 宮本
田中　幸治
唐澤　寛
Original Assignee
サクラ精機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by サクラ精機株式会社 filed Critical サクラ精機株式会社
Priority to CN201280068538.5A priority Critical patent/CN104081063B/zh
Priority to CA2861022A priority patent/CA2861022A1/en
Priority to US14/371,555 priority patent/US9801963B2/en
Priority to PCT/JP2012/052016 priority patent/WO2013114539A1/ja
Publication of WO2013114539A1 publication Critical patent/WO2013114539A1/ja

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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
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/04—Heat
    • A61L2/06—Hot gas
    • A61L2/07—Steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/02—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being liquid
    • F04F5/04—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being liquid displacing elastic fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/14—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid
    • F04F5/16—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid displacing elastic fluids
    • F04F5/20—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid displacing elastic fluids for evacuating

Definitions

  • the present invention relates to a steam sterilization apparatus for sterilizing an object to be sterilized with steam.
  • a steam sterilization apparatus having a pressure container that accommodates the object to be sterilized is often used.
  • a general steam sterilization apparatus operates to sterilize an object to be sterilized by introducing saturated steam into a pressure vessel, pressurizing and heating, and maintaining a predetermined pressure and temperature for a certain time (for example, patents). Reference 1).
  • the sterilization chamber for storing an object to be sterilized is a double-can structure pressure vessel including an inner can and an outer can. Between the inner can and the outer can of the pressure vessel is a jacket portion, and saturated steam is introduced into this jacket portion.
  • the inner can is heated by saturated steam introduced into the jacket portion. Saturated water vapor is also introduced into the inner can.
  • the inner can is pressurized and heated to a predetermined pressure by the introduced saturated water vapor, and is heated to a predetermined temperature by a jacket portion around the inner can.
  • the inner can is maintained at a predetermined pressure and a predetermined temperature with saturated water vapor for a certain period of time to sterilize the article to be sterilized contained in the inner can. After a certain period of time, an exhaust process for discharging saturated water vapor from the inner can is performed. In the inner can that has been evacuated by the evacuation process, moisture adhering to the sterilized material is evaporated and dried. As described in Patent Document 1, exhaust of saturated water vapor in the inner can in the exhaust process is generally performed by a vacuum pump.
  • the inner can is evacuated by the vacuum pump not only during the evacuation process, but also during the preheating process (conditioning process) before sterilization is performed.
  • the preheating step first, the inner can is evacuated by a vacuum pump, then saturated steam is introduced from the jacket portion, and the inside of the inner can is raised to atmospheric pressure by the saturated steam. And a vacuum pump is driven and an inner can is again made into a vacuum state. By repeating this operation a plurality of times, the object to be sterilized is sufficiently preheated, the air remaining in the inner can is replaced with water vapor, and the inner can atmosphere is brought close to a saturated vapor state.
  • the present invention is made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a steam sterilization apparatus that can be performed without using a vacuum pump as a mechanism for evacuating the inside of a pressure vessel.
  • a pressure vessel that accommodates an object to be sterilized and is sterilized by steam supplied from a steam pipe, and a vacuum connected to the pressure vessel and evacuating the pressure vessel.
  • the vacuum generation means includes a water ejector, a tank for storing supply water supplied from the outside, and a pump for supplying the water supply in the tank to the water ejector. It is characterized by having.
  • the tank is provided with a temperature sensor for detecting the temperature in the tank, and an exhaust / drainage system from the pressure vessel is connected so that exhaust / drainage from the pressure vessel is introduced. If it is detected that the temperature detected by the temperature sensor is higher than a preset threshold value due to the introduction of exhaust gas and drainage from the pressure vessel due to the introduction of exhaust gas and drainage, the externally supplied water is introduced. It is good also as the feature that the control valve which controls to do is provided.
  • the exhaust and drainage discharged from the pressure vessel by the vacuum pump becomes high temperature, so a dedicated drainage facility is required, and the initial cost is increased, and especially the exhaust and drainage When trying to cool the water, a large amount of water is required if water-cooled equipment is installed, which increases the running cost.
  • the tank for water supplied to the water ejector and the tank for drainage from the pressure vessel can be shared, and the drainage can be cooled without the need for a dedicated drainage facility.
  • the initial cost can be reduced.
  • cooling of exhaust / drainage from the pressure vessel and temperature control of the water supplied to the water ejector can be performed simultaneously in one tank, reducing water usage and reducing running costs. You can also.
  • high-temperature exhaust / drainage treatment can be performed without cost.
  • the pipe for supplying water supplied from the outside to the tank may be connected to a pipe of an exhaust / drainage system from the pressure vessel. That is, when exhausting the steam from the pressure vessel into the tank where water is stored, exhausting the water from the inner can into the tank in which water is stored, the steam condenses abruptly, causing a water hammer (water hammer). Noise and vibration are generated.
  • the water supply circuit is connected to the discharge side of the water ejector used for exhausting from the inner can, the exhaust operation is forced to perform the water supply operation. The water hammer effect can be prevented by condensing the water.
  • a condensing means for condensing water vapor in the exhaust gas from the pressure vessel may be provided on the pressure vessel side of the water ejector.
  • exhaust by a water ejector takes longer than exhaust by a vacuum pump.
  • condensing means on the primary side of the water ejector to condense the water vapor in the exhaust, the exhaust speed and the vacuum reach can be increased.
  • the pressure vessel is provided with a door that opens and closes an opening, and a packing that contacts the inner surface of the door when the door is closed is provided at the periphery of the opening of the pressure vessel.
  • the steam pipe may be branched and arranged inside the packing so that the packing is pushed to the inner surface of the door by the steam from the steam pipe.
  • packing is generally driven by compressed air.
  • sterilization is poor. There was a risk of it.
  • according to this configuration even if a small amount of water vapor leaks from the packing into the pressure vessel, the water vapor is the same as that of the sterilizing agent, so that sterilization failure does not occur.
  • the steam sterilization apparatus of the present invention since it is performed by a water ejector without using a vacuum pump as a mechanism for evacuating the inside of the pressure vessel, it is not necessary to separately provide a power source for vacuum generating means, and the equipment can be downsized. At the same time, it contributes to reducing power consumption.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a steam sterilization apparatus.
  • the steam sterilizer 30 includes a pressure vessel 32 that accommodates an object to be sterilized, and a vacuum generation means 34 that is connected to the pressure vessel 32 and evacuates the pressure vessel 32.
  • the pressure vessel 32 has a double can structure having an inner can 35 and an outer can 36, and a gap between the inner can 35 and the outer can 36 is a jacket portion 38.
  • an object to be sterilized such as a bandage, a scalpel, forceps, or a surgical gown is accommodated in the inner can 35.
  • Saturated water vapor which will be described later, is introduced into the jacket portion 38, and the inner can 35 can be heated to a predetermined temperature, and the temperature can be maintained.
  • a steam pipe 41 into which saturated steam generated by the steam generator 40 is introduced is connected to the jacket portion 38.
  • the steam pipe 41 is provided with a steam supply valve 44 that opens and closes the steam pipe 41 and controls the introduction of saturated steam into the jacket portion 38.
  • the steam generator 40 has an electric heater for heating water, and a water pipe 42 to which water is supplied from the outside is connected to the steam generator 40. Further, the water pipe 42 is provided with a water supply valve 45 that can open and close the water pipe 42 in order to control the supply of water to the steam generator 40.
  • the water supply to the steam generator 40 may supply treated water such as soft water or RO water to the steam generator 40 in order to reduce the scale attached to the steam generator 40.
  • the water pipe 42 to which water from the outside is supplied may be divided into two systems, and the pipe may be connected so that the treated water is supplied to the primary side of the water supply valve 45 (not shown).
  • the pressure vessel 32 is provided with a steam pipe 46 that connects the jacket portion 38 and the inner can 35 in order to supply the saturated water vapor in the jacket portion 38 to the inner can 35.
  • a steam supply valve 45 for controlling the supply of saturated water vapor to the inner can 35 is provided in the middle of the steam pipe 46.
  • An air supply pipe 49 capable of supplying air is connected to the steam pipe 46 through an air filter 47. In the middle of the air supply pipe 49, an air supply valve 51 for controlling the supply of air is provided.
  • the vacuum generating means 34 in the present embodiment includes a water ejector 48, a tank 50 for storing supply water supplied from the outside, and a pump 52 for supplying supply water in the tank 50 to the water ejector 48. is doing.
  • the water ejector 48 may employ a generally known configuration. As shown in FIG. 2, the water ejector 48 in the present embodiment is composed of a nozzle 55 formed in a T shape, and water pressurized by the pump 52 is introduced into a nozzle inlet 55a in the upper part of the drawing.
  • the nozzle 55 has a small passage diameter in the middle of the inlet 55a to the outlet 55b, and an exhaust / drain pipe 56 (exhaust / drain pipe in the inner can 35) from the pressure vessel 32 is formed in this narrowed portion. It is connected.
  • the exhaust / drain pipe 56 from the inner can 35 of the pressure vessel 32 is provided with a branch pipe 58 that branches from the pipe connected to the water ejector 48 described above and is directly connected to the tank 50.
  • Valves 59 and 60 capable of opening and closing the respective pipes are provided on the side of the exhaust / drain pipe 56 connected to the branch pipe 58 and the water ejector 48. By opening and closing these valves 59 and 60, not only can the inside of the inner can 35 be evacuated, but also water can be drained directly from the inner can 35 to the tank 50.
  • branch pipe 61 branched from the water pipe 42 is connected to the tank 50, and the water from the outside is supplied and stored.
  • a valve 62 that opens and closes the branch pipe 61 is provided in the middle of the branch pipe 61.
  • the tank 50 is provided with a drain pipe 64, and the water in the tank 50 can be drained.
  • the branch pipe 61 of the water pipe 42 for supplying water from the outside to the tank 50 is connected to the drain pipe 57 on the discharge side of the water ejector 48.
  • the water hammer effect can be prevented by connecting the branch pipe 61 for supplying water to the tank 50 to the drain pipe 57 of the water ejector 48.
  • the branch pipe 61 for water supply is connected to the drain pipe 57 of the water ejector 48, the water from the branch pipe 61 is forcibly supplied to the drain pipe 57 by the action of the water ejector 48.
  • emitted in this drain pipe 57 can be condensed, and a water hammer effect can be prevented.
  • a drain exhaust pipe 66 for discharging drain in the jacket portion 38 is connected to the tank 50.
  • the drain exhaust pipe 66 is provided with a steam trap 67 that exhausts only the drain from the atmosphere containing the steam and prevents the steam from being discharged from the drain exhaust pipe 66 as much as possible.
  • the exhaust / drain pipe 56 from the inner can 35 and the drain exhaust pipe 66 of the jacket portion 38 are connected to the tank 50, and all exhaust / drainage from the pressure vessel 32 is collected in the tank 50. . Since the tank 50 is supplied with external water from the branch pipe 61 of the water pipe 42 as described above, the high-temperature exhaust / drainage from the pressure vessel 32 is cooled to a predetermined temperature. For this reason, even if a high-temperature exhaust / drainage treatment device is not provided as in the prior art, a tank for supplying water to the water ejector 48 can also be used for cooling the high-temperature exhaust / drainage.
  • the tank 50 is provided with a temperature sensor 67 that detects the temperature of water stored in the tank 50, and temperature data detected by the temperature sensor 67 is input to the control unit 68.
  • the control unit 68 includes a memory such as a ROM and a RAM and a processor such as a CPU, and executes operation control of the steam sterilization apparatus 30 according to the present embodiment.
  • a control program is recorded in the memory in advance, and the processor executes a control operation based on the control program.
  • the control unit 68 controls the opening and closing of the valve 62 that opens and closes the branch pipe 61 based on the temperature data input from the temperature sensor 67.
  • the control unit 68 outputs a control signal and closes the valve 62.
  • the control unit 68 outputs a control signal to open the valve 62 and introduce external water into the tank 50.
  • the water temperature in the tank 50 can be adjusted by controlling the amount of water supplied from the outside based on the water temperature in the tank 50. If the high-temperature water from the pressure vessel 32 can be cooled to 60 ° C. or less, it can be drained as it is.
  • the tank 50 is provided with a level sensor 69 that detects the water level in the tank 50.
  • the level sensor 69 is connected to the control unit 68 and communicates a detection signal to the control unit 68.
  • the control unit 68 outputs a control signal and opens the valve 62 to introduce external water into the tank 50. To do. In this manner, the tank 50 can always store more water than the preset amount.
  • FIG. 3 shows a schematic view of the vicinity of the opening of the pressure vessel 32.
  • the pressure vessel 32 has an opening 70 that opens the inner can 35, and a door 72 that opens and closes the opening 70. Since the inner can 35 needs to be sealed when the door 72 is closed, a packing 74 that contacts the inner surface of the door 72 is provided on the periphery of the opening 70 of the pressure vessel 32.
  • the packing 74 is made of silicone rubber or the like.
  • the packing 74 is movably stored in a packing storage groove 77 formed at the periphery of the opening 70 of the pressure vessel 32.
  • a steam supply hole 79 through which saturated steam is supplied is formed at the rear end portion (end portion in the direction opposite to the opening side) of the packing storage groove 77.
  • a branch pipe 80 branched from the steam pipe 41 is connected to the steam supply hole 79 in order to supply saturated water vapor generated by the steam generator 40. That is, the packing 74 is moved by the saturated steam supplied from the branch pipe 80.
  • the branch pipe 80 is provided with a valve 81 that opens and closes the branch pipe 80, and movement of the packing 74 by saturated steam is controlled by opening and closing control of the valve 81.
  • the opening / closing control of the valve 81 can also be executed by a control signal from the control unit 68. That is, the control unit 68 outputs an open signal to the valve 81 in a process where it is necessary to seal the inner can 35 with the packing 74, and causes the saturated water vapor to be ejected into the packing storage groove 77. The door 72 is sealed by moving with saturated steam. Further, in a process where it is not necessary to seal the inner can 35, the control unit 68 outputs a closing signal to the valve 81 to stop the supply of saturated steam to the packing storage groove 77.
  • the saturated water vapor is used to drive the packing 74, even if a slight amount of saturated water vapor leaks from the packing 74 into the inner can 35, the saturated water vapor is used. Is the same as the sterilizing agent introduced into the inner can 35 (saturated water vapor), and therefore does not result in poor sterilization.
  • the saturated water vapor used to drive the packing 74 is exhausted from either the exhaust pipe 90 connected to the tank 50 or the exhaust pipe 91 connected to the suction portion of the water ejector 48.
  • the exhaust pipe 91 connected to the suction portion of the water ejector 48 is exhausted, the packing 74 is sucked by the water ejector 48 and the protruding packing 74 is stored in the packing storage groove 77.
  • the exhaust pipe 92 is provided with a valve 90
  • the exhaust pipe 93 is provided with a valve 91.
  • the water ejector 48 may take time to exhaust compared to a vacuum pump used in a conventional steam sterilizer. On the other hand, since the water ejector 48 in this embodiment exhausts the saturated water vapor in the pressure vessel 32, the water ejector 48 is likely to condense when coming into contact with the water pressurized from the tank 50 in the water ejector 48. Therefore, when exhausting saturated water vapor as in the present embodiment rather than exhausting normal gas, the water ejector can increase the exhaust speed.
  • the saturated water vapor is supplied into the inner can 35 for a certain period of time at the start of the sterilization process where normal air is also present in the inner can 35. It is preferable to keep. By doing so, the air in the inner can 35 is replaced with saturated water vapor, and the exhaust time by the water ejector 48 can be shortened. Moreover, the effect that the sterilization effect in the sterilization process can be enhanced by increasing the efficiency of replacing the air in the inner can 35 with saturated water vapor.
  • FIG. 4 shows a schematic diagram of the second embodiment of the present invention.
  • symbol is attached
  • a steam generator is not provided, and saturated steam is supplied from the outside of the steam sterilizer 30 to the pressure vessel 32 through the steam pipe 82.
  • the external device to which the steam pipe 82 is connected may be any device that generates saturated water vapor.
  • the steam pipe 82 is provided with steam supply valves 44 and 97 that control the introduction of saturated steam into the jacket portion 38 by opening and closing the steam pipe 82.
  • the vacuum generation means 34 in this embodiment the water ejector 48, the tank 50 which stores the supply water supplied from the outside, the pump 52 for supplying the supply water in the tank 50 to the water ejector 48,
  • a condensing means 86 for condensing water vapor in the exhaust is provided in an exhaust / drain pipe 84 for circulating the exhaust / drain from the pressure vessel 32 introduced into the water ejector 48.
  • a heat exchanger is adopted. Any type of heat exchanger may be used, but here we use a plate-type heat exchanger that exchanges heat by circulating high-temperature fluid and low-temperature fluid alternately between multiple layers of plates. is doing.
  • the heat exchanger 86 is provided with a high-temperature fluid inlet 86a through which high-temperature exhaust from the pressure vessel 32 is introduced and a low-temperature fluid inlet 86b through which a fluid having a temperature lower than that of the high-temperature exhaust is introduced. Heat exchange between fluid and cryogenic fluid.
  • water from the outside introduced into the tank 50 is used as the low-temperature fluid introduced into the heat exchanger 86.
  • a branch pipe 88 is provided in the middle of the water pipe 96 connected to the tank 50, and this branch pipe 88 is connected to the low-temperature fluid inlet 86 b of the heat exchanger 86, Water is used for heat exchange as a cold fluid.
  • a valve 95 is provided in the middle of the branch pipe 88 in order to control the supply of water to the heat exchanger 86. Further, the water whose temperature has been increased by heat exchange in the heat exchanger 86 is introduced into the tank 50 through the pipe 89.
  • the exhaust from the pressure vessel 32 cooled through the heat exchanger 86 is introduced into the middle part of the nozzle 55 of the water ejector 48 in a state where water vapor is condensed.
  • the water vapor in the exhaust gas from the pressure vessel 32 is condensed before being sucked by the water ejector 48, it is not necessary to consider the water ejector 48 in contact with water for condensation. That is, even if the temperature of the water supplied from the tank 50 to the water ejector 48 is high (for example, about 40 ° C. to 60 ° C.), it does not adversely affect the exhaust speed and the vacuum reach. Thereby, in order to lower the water temperature in the tank 50, it is not necessary to introduce a large amount of water from the water pipe 96, and the amount of water used can be saved.
  • exhaustion of the pressure vessel 32 before introducing into the water ejector 48 it is not limited to the heat exchanger mentioned above.
  • a fin type heat exchanger may be used, and any configuration may be used as long as it can condense water vapor in the gas.

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Abstract

　圧力容器内を真空にする機構として真空ポンプを用いずに行うことができる蒸気滅菌装置を提供する。　被滅菌物を収容し、蒸気配管から供給される水蒸気によって滅菌が行われる圧力容器３２と、圧力容器３２に接続され、圧力容器３２内を真空状態とする真空発生手段３４とを具備し、真空発生手段３４は、水エジェクター４８と、外部から供給される供給水を貯留するタンク５０と、タンク５０内の供給水を水エジェクター４８に供給するためのポンプ５２とを有している。

Description

蒸気滅菌装置
　本発明は、被滅菌物を蒸気によって滅菌する蒸気滅菌装置に関する。
　病院等においては、治療用の包帯、メス、鉗子、手術着等の滅菌が必要な被滅菌物を滅菌処理する必要がある。このような被滅菌物の滅菌には、被滅菌物を収容する圧力容器を有する蒸気滅菌装置が用いられることが多い。
　一般的な蒸気滅菌装置では、圧力容器内に飽和水蒸気を導入して加圧・加熱し、所定の圧力及び温度を一定時間保持することにより被滅菌物を滅菌するように動作する（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１に記載されている蒸気滅菌装置では、被滅菌物を収容する滅菌室が内缶及び外缶からなる二重缶構造の圧力容器である。圧力容器の内缶と外缶との間がジャケット部であり、このジャケット部には飽和水蒸気が導入される。ジャケット部に導入された飽和水蒸気によって内缶が加熱される。
　また、飽和水蒸気は、内缶の内部にも導入される。内缶は、導入された飽和水蒸気によって所定の圧力に加圧・加熱され、また内缶周囲のジャケット部により所定温度に加熱される。
　内缶を飽和水蒸気によって所定圧力・所定温度で一定時間維持することによって内缶に収容された被滅菌物の滅菌が施される。一定時間経過後は、内缶から飽和水蒸気を排出する排気工程が実行される。排気工程によって真空状態となった内缶では、被滅菌物に付着した水分を蒸発させて乾燥させる。
　特許文献１に記載されているように、排気工程において内缶の飽和水蒸気を排気するのは、一般的に真空ポンプによって行われる。
　なお、真空ポンプによって内缶を排気するのは、排気工程時のみではなく、滅菌を実行する前の予熱工程（コンディショニング工程）時にも行われる。予熱工程では、まず真空ポンプによって内缶を真空状態とした後、ジャケット部から飽和水蒸気を導入して、内缶内部を飽和水蒸気によって大気圧まで上昇させる。そして、真空ポンプを駆動して再度内缶を真空状態とする。この動作を複数回繰り返すことによって、被滅菌物が十分に予熱されると共に、内缶内に残留する空気を水蒸気に置換し、内缶雰囲気を飽和蒸気状態に近づけていく。
特開２０００－１９９４９０号公報
　特許文献１に開示されているような従来の蒸気滅菌装置においては、真空ポンプを用いて圧力容器内の排気を行っているが、ポンプ駆動用の電源（ＡＣ２００Ｖ）が別途必要であって設備が大がかりになってしまうと共に、消費電力の削減という要望に応えることができないという課題がある。
　そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、圧力容器内を真空にする機構として真空ポンプを用いずに行うことができる蒸気滅菌装置を提供することにある。
　本発明にかかる蒸気滅菌装置によれば、被滅菌物を収容し、蒸気配管から供給される水蒸気によって滅菌が行われる圧力容器と、該圧力容器に接続され、圧力容器内を真空状態とする真空発生手段とを具備し、該真空発生手段は、水エジェクターと、外部から供給される供給水を貯留するタンクと、該タンク内の供給水を前記水エジェクターに供給するためのポンプとを有していることを特徴としている。
　この構成を採用することによって、圧力容器内を真空にするために水エジェクターを用いることによって、真空発生手段用の電源を別途設けることが必要無く、設備を小型化できるとともに、消費電力削減にも寄与する。
　また、前記タンクは、タンク内の温度を検出する温度センサが設けられ、前記圧力容器からの排気・排水が導入されるように、圧力容器からの排気・排水系統が接続され、圧力容器からの排気及び排水の導入によって、前記温度センサが検出した温度が圧力容器からの排気及び排水の導入によって予め設定された閾値よりも高いことが検出された場合には、前記外部からの供給水を導入するように制御する制御弁が設けられていることを特徴としてもよい。
　従来の蒸気滅菌装置では、真空ポンプによって圧力容器内から排出した排気・排水は高温となるため、専用の排水設備が必要となっておりイニシャルコストがかさんでしまっており、且つ特に排気・排水を冷却しようとする場合には、水冷式の設備を設けると大量の水が必要となるため、ランニングコストもかさんでしまっていた。しかし、このような構成を採用することによって、水エジェクターへ供給する水のタンクと、圧力容器からの排水のタンクを共有することができ、専用の排水設備を必要とせずに排水の冷却ができ、イニシャルコストの削減ができる。また、圧力容器からの排気・排水の冷却と、水エジェクターへ供給する水の温度制御を1つのタンク内で同時に行うことができるので、水の使用量を削減することができ、ランニングコストの削減もできる。このように、この構成によれば、高温の排気・排水の処理をコストをかけずに行うことができる。
　また、前記タンクに外部からの供給水を供給する管は、前記圧力容器からの排気・排水系統の配管に接続されていることを特徴としてもよい。
　すなわち、圧力容器から排気・排水のうち、内缶からの蒸気を水が貯留したタンク内へ排気する際に、タンク内で蒸気が急激に凝縮するために水撃作用（ウォーターハンマー）が発生し、騒音や振動が発生する。しかし、内缶からの排気に用いられる水エジェクターの吐出側に給水回路を接続する、上記構成を採用することによって、排気動作においては、強制的に給水動作をすることとなり、配管内で排気蒸気の凝縮を行うことで、水撃作用の防止が可能である。
　また、前記水エジェクターの圧力容器側には、圧力容器からの排気中の水蒸気を凝縮させるための凝縮手段が設けられていることを特徴としてもよい。
　一般的に水エジェクターによる排気は、真空ポンプによる排気よりも時間がかかる。しかし、水エジェクターの一次側において凝縮手段を設けて排気中の水蒸気を凝縮させることによって、排気速度及び真空到達度を高めることができる。
　さらに、前記圧力容器には、開口部を開閉する扉が設けられ、前記圧力容器の開口部の周縁には、前記扉の閉塞時に扉の内面に当接するパッキンが設けられ、前記扉の閉塞時には、パッキンを前記蒸気配管からの蒸気によって扉の内面に押動させるように、パッキン内側に蒸気配管が分岐されて配置されていることを特徴としてもよい。
　従来の蒸気滅菌装置においては、パッキンの駆動を圧縮空気で行っていることが一般的であったが、パッキンから駆動用の圧縮空気が圧力容器内にわずかでも漏れてしまうと滅菌不良となってしまうおそれがあった。しかし、この構成によれば、パッキンから水蒸気がわずかでも圧力容器内に漏れてしまうようなことがあっても、滅菌剤と同じ水蒸気であるので滅菌不良とはならない。
　本発明の蒸気滅菌装置によれば、圧力容器内を真空にする機構として真空ポンプを用いずに水エジェクターによって行うので、真空発生手段用の電源を別途設けることが必要無く、設備を小型化できるとともに、消費電力削減にも寄与する。
蒸気滅菌装置の第１の実施形態の略線図である。 水エジェクターの構成を示す説明図である。 圧力缶体の開口部付近の構成を示す説明図である。 蒸気滅菌装置の第２の実施形態の略線図である。
　以下、図面に基づいて本実施形態に係る蒸気滅菌装置について説明する。
　図１は、蒸気滅菌装置の構成を示す略線図である。
　蒸気滅菌装置３０は、被滅菌物を収容する圧力容器３２と、圧力容器３２に接続され、圧力容器３２内を真空状態とする真空発生手段３４とを備えている。
　圧力容器３２は、内缶３５と外缶３６とを有する二重缶構造となっており、内缶３５と外缶３６との間の隙間がジャケット部３８である。内缶３５内に、例えば、包帯、メス、鉗子又は手術着等の被滅菌物が収容される。ジャケット部３８には、後述する飽和水蒸気が導入され、内缶３５を所定温度となるように加熱させ、その温度を保持させることができる。
　ジャケット部３８には、蒸気発生器４０で発生した飽和水蒸気が導入される蒸気配管４１が接続されている。蒸気配管４１には、蒸気配管４１を開閉して飽和水蒸気のジャケット部３８への導入の制御を行う給蒸バルブ４４が設けられている。
　本実施形態では、蒸気発生器４０は、水を加熱する電気ヒータを有しており、蒸気発生器４０には、外部から水が供給される水配管４２が接続されている。また、水配管４２には、蒸気発生器４０への水の供給の制御を行うべく、水配管４２を開閉可能な給水バルブ４５が設けられている。
　なお、蒸気発生器４０への給水は、蒸気発生器４０内に付着するスケール低減のため、蒸気発生器４０に軟水またはRO水などの処理水を供給する場合がある。その場合においては、外部からの水が供給される水配管４２を二系統に分け、給水バルブ４５の一次側に処理水が供給させるように配管を接続してもよい（図示せず）。
　圧力容器３２には、ジャケット部３８内の飽和水蒸気を内缶３５へ供給するために、ジャケット部３８と内缶３５とを連結する蒸気配管４６が設けられている。蒸気配管４６の中途部には、内缶３５への飽和水蒸気の供給を制御するための給蒸バルブ４５が設けられている。
　また、蒸気配管４６には、エアフィルタ４７を介してエアを供給可能なエア供給管４９が接続されている。エア供給管４９の中途部には、エアの供給を制御するエア供給バルブ５１が設けられている。
　本実施形態における真空発生手段３４としては、水エジェクター４８と、外部から供給される供給水を貯留するタンク５０と、タンク５０内の供給水を水エジェクター４８に供給するためのポンプ５２とを有している。
　水エジェクター４８は、一般的に知られている構成のものを採用することができる。本実施形態における水エジェクター４８は、図２に示すように、Ｔ字状に形成されたノズル５５で構成されており、ポンプ５２で加圧された水が、図面上部におけるノズル入口５５ａに導入される。
　ノズル５５は、入口５５ａから出口５５ｂの中途部において流路径が細くなっており、この細くなった部分に、圧力容器３２からの排気・排水管５６（内缶３５内の排気・排水管）が接続されている。
　ノズル５５の入口５５ａに、ポンプ５２によって加圧された水が供給されると、ノズル５５の細くなった箇所でベンチュリの原理によって流速が速くなり、これにより圧力容器３２からの排気・排水管５６からの排気が吸引される。
　ノズル５５の出口５５ｂには、タンク５０に接続する排水管５７が設けられている。排水管５７は、ノズル５５を通過したタンク５０からの水、並びに排気・排水管５６から排気されたエア及び水が流通する。このため、タンク５０には、排水管５７を介して水エジェクター４８の作動流体である水を戻すことができ、また圧力容器３２からの排気・排水もタンク５０に貯留させることができる。
　圧力容器３２の内缶３５からの排気・排水管５６には、上述した水エジェクター４８に接続されている管とは分岐して、タンク５０に直接接続された分岐管５８が設けられている。
　排気・排水管５６の、分岐管５８側及び水エジェクター４８に接続されている側には、それぞれの管を開閉可能なバルブ５９、６０が設けられている。これらバルブ５９，６０の開閉動作によって、内缶３５内を真空に引くだけでなく、内缶３５からタンク５０に直接排水することもできる。
　なお、タンク５０には、水配管４２から分岐する分岐管６１が接続され、外部からの水が供給されて貯留される。分岐管６１の中途部には、分岐管６１を開閉するバルブ６２が設けられている。　また、タンク５０には排水管６４が設けられており、タンク５０内の水を排水することができる。
　本実施形態では、タンク５０に外部からの水を供給するための水配管４２の分岐管６１は、水エジェクター４８の吐出側の排水管５７に接続されている。このように、タンク５０への給水用の分岐管６１を水エジェクター４８の排水管５７に接続したことにより、水撃作用の防止ができる。この点をさらに詳細に説明すると、内缶３５からの蒸気をそのままタンク５０内に排出してしまうと、蒸気がタンク５０内で急激に冷やされて凝縮し、圧力が下がる。このため、圧力が下がったところに急激に水が供給されて衝撃や騒音の原因となる。しかし、水エジェクター４８の排水管５７に給水用の分岐管６１を接続したので、水エジェクター４８の作用により、排水管５７に強制的に分岐管６１からの水が供給される。このため、この構成によれば、この排水管５７内で排出された蒸気の凝縮を行うことができ、水撃作用を防止できる。
　また、ジャケット部３８内のドレンを排出するドレン排管６６が、タンク５０に接続されている。
　ドレン排管６６には、蒸気トラップ６７が設けられており、蒸気を含む雰囲気の中からドレンだけを排出して、なるべく蒸気をドレン排管６６から排出しないようにしている。
　このように、内缶３５からの排気・排水管５６及びジャケット部３８のドレン排管６６が、タンク５０に接続され、圧力容器３２からの排気・排水は全てタンク５０に集約されることとなる。そして、タンク５０は、上述したように水配管４２の分岐管６１から外部の水が供給されるので、圧力容器３２からの高温の排気・排水は所定温度にまで冷却される。このため、従来のように高温の排気・排水の処理装置を設けなくても、水エジェクター４８への供給水用のタンクで高温の排気・排水の冷却処理を兼ねることができる。
　タンク５０には、タンク５０内に貯留される水温を検出する温度センサ６７が設けられており、温度センサ６７で検出された温度データは制御部６８に入力される。
　制御部６８は、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリにＣＰＵなどのプロセッサとから構成されており、本実施形態の蒸気滅菌装置３０の動作制御を実行する。メモリには、予め制御プログラムが記録されており、プロセッサは制御プログラムに基づいて制御動作を実行する。
　制御部６８は、温度センサ６７から入力された温度データに基づいて、分岐管６１の開閉を実行するバルブ６２の開閉を制御する。温度センサ６７が検出したタンク内の水温が予め設定しておいた所定温度より低い場合には、制御部６８は制御信号を出力してバルブ６２を閉じる。温度センサ６７が検出したタンク内の水温が予め設定しておいた所定温度以上の場合には、制御部６８は制御信号を出力してバルブ６２を開き外部の水をタンク５０内に導入する。
　このように、タンク５０内の水温に基づいて、外部からの水の供給量を制御することにより、タンク５０内の水温を調整することができる。圧力容器３２からの高温の水は６０℃以下に冷却することができれば、そのまま通常に排水することができる。
　なお、タンク５０には、タンク５０内の水位を検出するレベルセンサ６９が設けられている。レベルセンサ６９は、制御部６８に接続されており、検出信号を制御部６８に通信する。
　レベルセンサ６９によって、タンク５０内の水位が所定の位置以下であることが検出された場合には，制御部６８は制御信号を出力してバルブ６２を開き、外部の水をタンク５０内に導入する。
　このように、タンク５０内には常に予め設定された量以上の水が貯留しておくことができる。
　ここで、図３に圧力容器３２の開口部近傍の概略図を示している。
　図３に示すように、圧力容器３２には、内缶３５を開口する開口部７０が形成されており、開口部７０を開閉する扉７２が設けられている。
　扉７２の閉塞時には、内缶３５内を密閉する必要があるため、圧力容器３２の開口部７０の周縁には、扉７２の内面と当接するパッキン７４が設けられている。パッキン７４は、シリコーンゴムなどにより構成される。
　パッキン７４は、圧力容器３２の開口部７０の周縁に形成されたパッキン収納溝７７内に移動可能に収納されている。
　パッキン収納溝７７の後端部（開口部側とは反対方向の端部）には、飽和水蒸気が供給される給蒸穴７９が形成されている。給蒸穴７９には、蒸気発生器４０で発生した飽和水蒸気を供給するために、蒸気配管４１から分岐している分岐管８０が接続されている。つまり、分岐管８０から供給される飽和水蒸気によってパッキン７４が移動する。
　分岐管８０には、分岐管８０を開閉するバルブ８１が設けられており、バルブ８１の開閉制御によって、飽和水蒸気によるパッキン７４の移動が制御される。
　バルブ８１の開閉制御も制御部６８からの制御信号によって実行することができる。すなわち、制御部６８は、パッキン７４によって内缶３５を密閉する必要がある工程時においては、バルブ８１に対して開信号を出力して飽和水蒸気をパッキン収納溝７７内に噴出させ、パッキン７４を飽和水蒸気によって移動させて扉７２を密閉させる。
　また、内缶３５を密閉させる必要が無い工程時においては、制御部６８はバルブ８１に対して閉信号を出力して飽和水蒸気のパッキン収納溝７７への供給を停止する。
　上述してきたように、本実施形態ではパッキン７４の駆動を飽和水蒸気を用いているので、パッキン７４から、飽和水蒸気がわずかでも内缶３５内に漏れてしまうようなことがあっても、飽和水蒸気は内缶３５内に導入される滅菌剤と同じもの（飽和水蒸気）であるので滅菌不良とはならない。
　なお、パッキン７４を駆動させるのに使用した飽和水蒸気は、タンク５０へ接続された排管９０又は水エジェクター４８の吸引部分に接続された排管９１のいずれかから排気される。水エジェクター４８の吸引部分に接続された排管９１へ排気すると、水エジェクター４８によってパッキン７４が吸引され、突出していたパッキン７４がパッキン収納溝７７内に収納されるという作用を奏する。
　また、排管９２にはバルブ９０が設けられ、排管９３にはバルブ９１が設けられており、それぞれを開閉制御することによって、パッキン７４を駆動させた後の飽和水蒸気の排気をタンク５０へ直接排気するか、水エジェクター４８によって吸引されるかを選択可能である。
　なお、水エジェクター４８は、従来の蒸気滅菌装置で用いられていた真空ポンプと比較して排気には時間がかかることもある。
　一方、本実施形態における水エジェクター４８は、圧力容器３２内の飽和水蒸気を排気するので、水エジェクター４８内でタンク５０から加圧された水と接触することにより凝縮しやすくなる。したがって、通常の気体を排気するよりも本実施形態のように飽和水蒸気を排気する場合には、水エジェクターでは排気速度を速くすることができる。
　また、なるべく飽和水蒸気を排気して排気速度を高めるためには、内缶３５内に通常の空気も存在している滅菌工程開始時等において、内缶３５内に飽和水蒸気を一定時間供給しておくことが好ましい。このようにすることで、内缶３５内の空気が飽和水蒸気に置換され、水エジェクター４８による排気時間を短縮させることができる。また、内缶３５内の空気の飽和水蒸気への置換効率が上がることにより、滅菌工程における滅菌効果も高めることができるという効果も奏する。
　次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４には、本発明の第２の実施形態の略線図について示している。なお、上述してきた第１の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する場合もある。
　まず本実施形態では、蒸気発生機が備えられておらず、蒸気滅菌装置３０の外部から蒸気配管８２を通じて圧力容器３２へ飽和水蒸気が供給される。蒸気配管８２が接続されている外部機器としては、飽和水蒸気を発生させるものであればどのようなものであってもよい。
　蒸気配管８２には、蒸気配管８２を開閉して飽和水蒸気のジャケット部３８への導入の制御を行う給蒸バルブ４４、９７が設けられている。
　また、本実施形態における真空発生手段３４としては、水エジェクター４８と、外部から供給される供給水を貯留するタンク５０と、タンク５０内の供給水を水エジェクター４８に供給するためのポンプ５２とを有しているが、水エジェクター４８に導入される圧力容器３２からの排気・排水を流通させる排気・排水管８４に、排気中の水蒸気を凝縮させる凝縮手段８６が設けられている。
　本実施形態の凝縮手段８６としては、熱交換器を採用している。熱交換器としてはどのようなものであってもよいが、ここでは高温の流体と低温の流体が複数層のプレートの間を互い違いに流通することで熱交換するプレート式の熱交換器を採用している。
　熱交換器８６には、圧力容器３２からの高温の排気が導入される高温流体導入口８６ａと、高温の排気よりも低温の流体が導入される低温流体導入口８６ｂが設けられており、高温流体と低温流体との間で熱交換する。
　本実施形態では、熱交換器８６に導入される低温流体としてはタンク５０に導入される外部からの水を用いている。具体的には、タンク５０に接続されている水配管９６の中途部に分岐管８８が設けられており、この分岐管８８が熱交換器８６の低温流体導入口８６ｂに接続され、外部からの水が低温の流体として熱交換に用いられる。また熱交換器８６への水の供給を制御すべく、分岐管８８の中途部にはバルブ９５が設けられている。
　また熱交換器８６で熱交換されて温度上昇した水は、配管８９を通ってタンク５０内に導入される。
　熱交換器８６を通過して冷却された圧力容器３２からの排気は、水蒸気が凝縮された状体で、水エジェクター４８のノズル５５の中途部に導入される。
　このように、水エジェクター４８に吸引される前の段階で圧力容器３２からの排気中の水蒸気を凝縮させるので、水エジェクター４８で水に接触して凝縮させることは余り考慮しなくてもよくなる。すなわち、水エジェクター４８へタンク５０から供給する水の水温が高くても（例えば４０℃～６０℃程度）、排気速度や真空到達度に悪影響を及ぼすことがなくなる。これにより、タンク５０内の水温を下げるために、水配管９６から多量の水を導入しなくてもよく、水の使用量の節約が図れる。
　なお、水エジェクター４８へ導入前に圧力容器３２の排気中の水蒸気を凝縮させる構成としては、上述した熱交換器に限定するものではない。
　例えば、フィン式の熱交換器であってもよいし、気体中の水蒸気を凝縮できる構成のものであれば、どのような構成であってもよい。

Claims (5)

  1. 　被滅菌物を収容し、蒸気配管から供給される水蒸気によって滅菌が行われる圧力容器と、
    　該圧力容器に接続され、圧力容器内を真空状態とする真空発生手段とを具備し、
    　該真空発生手段は、
    　水エジェクターと、
    　外部から供給される供給水を貯留するタンクと、
    　該タンク内の供給水を前記水エジェクターに供給するためのポンプとを有していることを特徴とする蒸気滅菌装置。
  2. 　前記タンクは、
    　タンク内の温度を検出する温度センサが設けられ、
    　前記圧力容器からの排気・排水が導入されるように、圧力容器からの排気・排水系統が接続され、
    　圧力容器からの排気及び排水の導入によって、前記温度センサが検出した温度が圧力容器からの排気及び排水の導入によって予め設定された閾値よりも高いことが検出された場合には、前記外部からの供給水を導入するように制御する制御弁が設けられていることを特徴とする請求項１記載の蒸気滅菌装置。
  3. 　前記タンクに外部からの供給水を供給する管は、前記圧力容器からの排気・排水系統の配管に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の蒸気滅菌装置。
  4. 　前記水エジェクターの圧力容器側には、圧力容器からの排気中の水蒸気を凝縮させるための凝縮手段が設けられていることを特徴とする請求項１～請求項３のうちのいずれか１項記載の蒸気滅菌装置。
  5. 　前記圧力容器には、開口部を開閉する扉が設けられ、
    　前記圧力容器の開口部の周縁には、前記扉の閉塞時に扉の内面に当接するパッキンが設けられ、
    　前記扉の閉塞時には、パッキンを前記蒸気配管からの蒸気によって扉の内面に押動させるように、パッキン内側に蒸気配管が分岐されて配置されていることを特徴とする請求項１～請求項４のうちのいずれか1項記載の蒸気滅菌装置。
     
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