(57)【要約】【課題】ポンプへの液体の逆流を防止できる蒸気滅菌器を提供する。【解決手段】蒸気滅菌器は、チャンバへ液体を移送する給液ポンプと、チャンバ外に配置され、被滅菌物の滅菌処理のために必要な量の液体がチャンバに供給されたことを検出するセンサと、蒸気滅菌器の動作を制御する制御部とを備えている。チャンバへ液体を供給するとき、制御部は、給液ポンプを起動し、その後給液ポンプを一旦停止し、その後給液ポンプを再起動し、その後センサの検出に基づいて給液ポンプを停止する。【選択図】図３
2020168492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被滅菌物を収納可能なチャンバと、
前記チャンバ内に供給された液体を加熱するヒータとを備え、
前記ヒータの加熱により発生した前記液体の蒸気で前記被滅菌物を滅菌し、
前記チャンバへ液体を移送する給液ポンプと、
前記チャンバ外に配置され、前記被滅菌物の滅菌処理のために必要な量の液体が前記チャンバに供給されたことを検出するセンサと、
蒸気滅菌器の動作を制御する制御部とを備え、
前記チャンバへ液体を供給するとき、前記制御部は、前記給液ポンプを起動し、その後給液ポンプを一旦停止し、その後前記給液ポンプを再起動し、その後前記センサの検出に基づいて前記給液ポンプを停止する、蒸気滅菌器。
【請求項２】
前記チャンバの内部と外部とを連通する経路を開閉可能に構成された通気部をさらに備え、
前記チャンバへ液体を供給するとき、前記制御部は、前記通気部を開放する、請求項１に記載の蒸気滅菌器。
【請求項３】
前記チャンバへ液体を供給するとき、前記制御部は、前記給液ポンプを起動した後前記チャンバ内の気圧が前記給液ポンプから吐出される液体の圧力よりも大きくなる前に前記給液ポンプを一旦停止し、前記チャンバ内の気圧が前記給液ポンプから吐出される液体の圧力よりも小さくなるまで降下した後に前記給液ポンプを再起動する、請求項１または２に記載の蒸気滅菌器。
【請求項４】
前記チャンバへの給液時に前記チャンバから過剰な液体を排出するオーバーフロー管を備え、
前記センサは、前記オーバーフロー管を流れる液体の流動を検出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸気滅菌器。
【請求項５】
前記チャンバへの給液開始時の前記給液ポンプの起動時間よりも、前記給液ポンプが一旦停止した後の前記給液ポンプの停止時間の方が長い、請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸気滅菌器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温高圧の蒸気により細菌類などの微生物を死滅させる蒸気滅菌器に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気滅菌器は、医療用機材などの被滅菌物を収納するチャンバ内を密閉状態に保持し、チャンバ内に高圧蒸気を充満させることによって、被滅菌物の滅菌処理を行なう。従来の蒸気滅菌器は、たとえば、特開２０１２−０４０１８３号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
特開２０１２−０４０１８３号公報（特許文献１）には、チャンバへ水を供給する給水経路と、チャンバから水を排出する排水経路と、蒸気滅菌器の動作を制御する制御部とを備え、制御部は、給水経路を経由してチャンバへ水を供給するとき、排水経路を経由してチャンバから水を排出可能な状態にするように制御する、蒸気滅菌器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０４０１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
滅菌処理完了後、被滅菌物を収容するチャンバ内を乾燥させるために、チャンバ内に配置されたヒータを動作させる。滅菌処理を連続して行なう場合、前回の滅菌処理完了後の動作によってヒータが加熱された状態で、チャンバへの給水が開始される。チャンバ内に供給された水が高温のヒータに接触すると、水が蒸発して、チャンバ内の圧力が上昇する。チャンバ内の圧力が上昇する結果、チャンバから給水ポンプへの水の逆流が発生する。
【０００６】
本発明の目的は、滅菌処理を連続して行なう場合でもポンプへの液体の逆流を防止できる、蒸気滅菌器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る蒸気滅菌器は、被滅菌物を収納可能なチャンバと、チャンバ内に供給された液体を加熱するヒータとを備え、ヒータの加熱により発生した液体の蒸気で被滅菌物を滅菌する。蒸気滅菌器は、チャンバへ液体を移送する給液ポンプと、チャンバ外に配置され、被滅菌物の滅菌処理のために必要な量の液体がチャンバに供給されたことを検出するセンサと、蒸気滅菌器の動作を制御する制御部とを備えている。チャンバへ液体を供給するとき、制御部は、給液ポンプを起動し、その後給液ポンプを一旦停止し、その後給液ポンプを再起動し、その後センサの検出に基づいて給液ポンプを停止する。
【０００８】
上記の蒸気滅菌器は、チャンバの内部と外部とを連通する経路を開閉可能に構成された通気部をさらに備えている。チャンバへ液体を供給するとき、制御部は、通気部を開放する。
【０００９】
上記の蒸気滅菌器において、チャンバへ液体を供給するとき、制御部は、給液ポンプを起動した後、チャンバ内の気圧が給液ポンプから吐出される液体の圧力よりも大きくなる前に、給液ポンプを一旦停止する。制御部は、チャンバ内の気圧が、給液ポンプから吐出される液体の圧力よりも小さくなるまで降下した後に、給液ポンプを再起動する。
【００１０】
上記の蒸気滅菌器は、チャンバへの給液時にチャンバから過剰な液体を排出するオーバーフロー管を備えている。センサは、オーバーフロー管を流れる液体の流動を検出する。
【００１１】
上記の蒸気滅菌器において、チャンバへの給液開始時の給液ポンプの起動時間よりも、給液ポンプが一旦停止した後の給液ポンプの停止時間の方が長い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の蒸気滅菌器によると、滅菌処理を連続して行なう場合でもポンプへの液体の逆流を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態の蒸気滅菌器の構成を示す模式図である。
【図２】蒸気滅菌器の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】蒸気滅菌器の各機器の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】時刻Ｔ１〜Ｔ２における蒸気滅菌器の各機器の動作を示す模式図である。
【図５】時刻Ｔ２〜Ｔ３における蒸気滅菌器の各機器の動作を示す模式図である。
【図６】時刻Ｔ３〜Ｔ４における蒸気滅菌器の各機器の動作を示す模式図である。
【図７】時刻Ｔ４〜Ｔ５における蒸気滅菌器の各機器の動作を示す模式図である。
【図８】時刻Ｔ５〜Ｔ６における蒸気滅菌器の各機器の動作を示す模式図である。
【図９】時刻Ｔ６〜Ｔ７における蒸気滅菌器の各機器の動作を示す模式図である。
【図１０】時刻Ｔ８における蒸気滅菌器の各機器の動作を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１５】
図１は、実施の形態の蒸気滅菌器１の構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施の形態の蒸気滅菌器１は、ガーゼ、メスなどの医療器具に代表される被滅菌物１００を収容可能なチャンバ１０を備えている。チャンバ１０は、開閉可能な開閉蓋１１を含んでいる。開閉蓋１１は、チャンバ１０の側部に装着されている。開閉蓋１１を開放することにより、チャンバ１０内への被滅菌物１００の搬出入が可能となる。開閉蓋１１を閉じることにより、チャンバ１０の内部は密閉状態に保持される。
【００１６】
チャンバ１０の底面１０ｂの近傍には、ヒータ１２が設置されている。ヒータ１２は、チャンバ１０の底面１０ｂに沿って延びるように配置されている。ヒータ１２は、チャンバ１０内に供給された水を加熱して、蒸気を発生させる。蒸気滅菌器１は、ヒータ１２の加熱により発生した水蒸気で、被滅菌物１００を滅菌する。
【００１７】
水は、滅菌処理のためにチャンバ１０内に供給される液体の一例である。水は、常水（水道水）、井戸水、蒸留水または精製水であってもよい。チャンバ１０内に供給される液体は、水に限られず、生理食塩水などの水溶液であってもよい。
【００１８】
ヒータ１２の上方には、被滅菌物１００を載置可能な載置台１３が、チャンバ１０の底面１０ｂに対して略平行に設けられている。
【００１９】
チャンバ１０の、開閉蓋１１と対向する内側面には、チャンバ１０内の温度を検出する温度センサ１６が取り付けられている。温度センサ１６は、チャンバ１０内の気体の温度を計測する。
【００２０】
蒸気滅菌器１は、貯水槽２０を備えている。貯水槽２０は、チャンバ１０内に供給される水を貯留する。チャンバ１０から排出される水は、貯水槽２０へと戻る。貯水槽２０は、チャンバ１０から排出される水を貯留する。貯水槽２０の内部空間には、水が存在する液相部２１と、空気が存在する気相部２２とが含まれている。貯水槽２０の内部空間には、貯水槽２０内の水位を検出するための水位センサ２６が設置されている。
【００２１】
チャンバ１０と貯水槽２０とは、給水経路３０と、排出経路４０と、オーバーフロー経路５０とによって連通されている。給水経路３０は、貯水槽２０からチャンバ１０へ水を供給するための経路である。排出経路４０は、チャンバ１０から貯水槽２０へ水、水蒸気および空気を排出するための経路である。オーバーフロー経路５０は、チャンバ１０内の設定水位を超える量の水をチャンバ１０から貯水槽２０へ排出するための経路である。
【００２２】
給水経路３０は、給水管３１と、給水ポンプ３２と、給水電磁弁３３とを含んでいる。給水管３１の一端は貯水槽２０内部に連結され、他端はチャンバ１０に連結されている。給水ポンプ３２は、給水管３１の経路上の上流側（貯水槽２０に近い側）に設けられている。給水電磁弁３３は、給水管３１の経路上の下流側（チャンバ１０に近い側）に設けられている。
【００２３】
給水ポンプ３２は、貯水槽２０からチャンバ１０へ向かって流れる方向に水を移送して、チャンバ１０内へ水を供給する。給水電磁弁３３は、給水ポンプ３２に対して給水経路３０の下流側に配置されており、給水経路３０を開閉する。給水電磁弁３３は、貯水槽２０からチャンバ１０へ水が流れ得る開状態と、貯水槽２０からチャンバ１０への水の流れを禁止する閉状態と、を切り換え可能に設けられている。
【００２４】
排出経路４０は、排水管４１と、排気管４２と、共通管４３と、排出電磁弁４４とを含んでいる。排水管４１は、チャンバ１０から排出される水が流れるための経路である。排水管４１の一端は、チャンバ１０の底面１０ｂに接続されている。チャンバ１０内の水は、排水管４１を通ってチャンバ１０外へ排出される。
【００２５】
排気管４２は、チャンバ１０から排出される気体が流れるための経路である。排気管４２の一端は、チャンバ１０内の水面の最高位よりも上方の位置で、チャンバ１０に接続されている。排気管４２は、チャンバ１０内に水が供給されたときの水面の位置よりも上方の位置で、チャンバ１０に接続されている。チャンバ１０内の空気、水蒸気またはこれらの混合気体は、排気管４２を通ってチャンバ１０外へ排出される。
【００２６】
共通管４３は、チャンバ１０から排出され排水管４１内を流れる水と、チャンバ１０から排出され排気管４２内を流れる気体と、の両方が流れるための経路である。共通管４３は、気体が流れるための経路と水が流れるための経路とを、共通している。共通管４３の一端は、排水管４１および排気管４２の両方と連通している。共通管４３の一端と、排水管４１の他端および排気管４２の他端とが、継手により構成される連結部を介して、互いに連結されていてもよい。共通管４３の他端は、貯水槽２０の内部に配置されている。
【００２７】
貯水槽２０の内部において、共通管４３は、コンデンサ部４５を有している。コンデンサ部４５は、貯水槽２０内の液相部２１に水没している。コンデンサ部４５において、共通管４３の内部を通過する高温の水および水蒸気から、貯水槽２０内部に貯留された水へ熱伝達し、共通管４３を流れる流体の温度が低下する。これによりコンデンサ部４５は、水が貯水槽２０内に排出されるときの騒音を低減する。コンデンサ部４５は、蒸気滅菌器１の発生する音の大きさを低減する静音機能を有している。
【００２８】
貯水槽２０の内部において、共通管４３は、屈曲部４６を有している。共通管４３は、コンデンサ部４５から上方に立ち上がり、貯水槽２０内の液相部２１から気相部２２にまで亘って延びている。共通管４３は、屈曲部４６において屈曲して、下方に向かって延びている。共通管４３の他端は、貯水槽２０内の液面に向いて配置されている。これにより、共通管４３から貯水槽２０の内部に排出される水または蒸気は、共通管４３の他端から、貯水槽２０内に貯留されている水に向かって流出する。
【００２９】
共通管４３には、排出電磁弁４４が設けられている。排出電磁弁４４は、貯水槽２０の外部に配置されている。排出電磁弁４４は、排出経路４０を開閉する。排出電磁弁４４は、チャンバ１０から貯水槽２０へ向かって流体が流れ得る開状態と、チャンバ１０から貯水槽２０への流体の流れを禁止する閉状態と、を切り換え可能に設けられている。
【００３０】
オーバーフロー経路５０は、オーバーフロー管５１と、オーバーフロー電磁弁５３と、オーバーフローセンサ５４とを含んでいる。オーバーフロー管５１は、管状の部材である。オーバーフロー管５１は、チャンバ１０に接続されている。オーバーフロー管５１は、チャンバ１０の底面１０ｂから上方に立上る立上り部５２を有している。立上り部５２の上端は、オーバーフロー管５１の一端５６を構成している。オーバーフロー管５１の一端５６は、チャンバ１０内に配置されており、チャンバ１０内の下部に開口している。
【００３１】
オーバーフロー管５１は、貯水槽２０に接続されている。オーバーフロー管５１の他端５５は、貯水槽２０の内部に配置されている。オーバーフロー管５１の他端５５は、貯水槽２０の上部に開口している。オーバーフロー管５１は、チャンバ１０と貯水槽２０内とを連通している。オーバーフロー管５１を経由して流れる水は、他端５５から貯水槽２０内へ流出する。
【００３２】
オーバーフロー電磁弁５３とオーバーフローセンサ５４とは、チャンバ１０外に配置されている。オーバーフロー電磁弁５３は、オーバーフロー管５１の経路上の上流側（チャンバ１０に近い側）に設けられている。オーバーフローセンサ５４は、オーバーフロー管５１の経路上の下流側（貯水槽２０に近い側）に設けられている。
【００３３】
オーバーフロー電磁弁５３は、オーバーフローセンサ５４に対してオーバーフロー管５１の上流側に配置されており、オーバーフロー経路５０を開閉する。オーバーフロー電磁弁５３は、チャンバ１０から貯水槽２０へ水が流れ得る開状態と、チャンバ１０から貯水槽２０への水の流れを禁止する閉状態と、を切り換え可能に設けられている。
【００３４】
オーバーフローセンサ５４は、オーバーフロー管５１を流れる水の流動を検知する。オーバーフローセンサ５４は、チャンバ１０内からオーバーフロー管５１へ流入してオーバーフロー管５１を経由して貯水槽２０へ向かって流れる、水の流動を検知する。オーバーフローセンサ５４は、たとえば、オーバーフローセンサ５４を通過する水の流れによって移動するフロートユニットを有する仕様のセンサであってもよい。または、オーバーフローセンサ５４は、水の誘電率と空気の誘電率との差に基づいて水の流れを検知する静電容量センサであってもよい。
【００３５】
蒸気滅菌器１はまた、送風経路６０を備えている。送風経路６０は、送風管６１と、エア電磁弁６２と、エアポンプ６３とを含んでいる。送風管６１は、チャンバ１０に接続された一端と、エアポンプ６３に接続された他端とを有している。送風管６１は、エアポンプ６３とチャンバ１０とを連通している。エアポンプ６３は、空気の流れを発生する。
【００３６】
エア電磁弁６２は、送風管６１に設けられている。エア電磁弁６２は、送風経路６０を開閉する。エア電磁弁６２は、エアポンプ６３からチャンバ１０へ空気が流れ得る開状態と、エアポンプ６３からチャンバ１０への空気の流れを禁止する閉状態と、を切り換え可能に設けられている。
【００３７】
エアポンプ６３は、送風管６１の他端から一端へ向かう方向に空気を移送して、チャンバ１０内に空気を供給する。チャンバ１０内に空気が送り込まれると、チャンバ１０内の水または水蒸気は、送り込まれた空気の圧力により、チャンバ１０外へ排出される。
【００３８】
蒸気滅菌器１は、圧力経路７０をさらに備えている。圧力経路７０は、圧力管７１，７３，７５、継手７２、圧力計７４、および安全弁７６を含んで構成されている。
【００３９】
圧力管７１は、チャンバ１０の上面の近傍に接続された一端と、継手７２に接続された他端とを有している。圧力管７３は、継手７２に接続された一端と、圧力計７４に接続された他端とを有している。チャンバ１０内の気体は、圧力管７１、継手７２および圧力管７３を介して、圧力計７４に到達する。圧力計７４は、チャンバ１０内の気体の圧力を計測する。
【００４０】
圧力管７５は、継手７２に接続された一端と、安全弁７６に接続された他端とを有している。安全弁７６は、貯水槽２０に設けられている。チャンバ１０内の気体の圧力が過剰に上昇すると、安全弁７６が開き、チャンバ１０内の気体が圧力管７１、継手７２、圧力管７３および安全弁７６を順に経由して、貯水槽２０内に排出される。これによりチャンバ１０内の圧力が低下し、チャンバ１０内の圧力が適切な範囲に維持される。
【００４１】
図２は、蒸気滅菌器１の電気的構成を示すブロック図である。図２に示すように、蒸気滅菌器１は、蒸気滅菌器１の動作を制御する制御部８０を備えている。制御部８０は、温度センサ１６、水位センサ２６、オーバーフローセンサ５４および圧力計７４に電気的に接続されている。制御部８０は、温度センサ１６からチャンバ１０の内部の温度に係る検出値の入力を受ける。制御部８０は、水位センサ２６から、貯水槽２０内の水位に係る検出値の入力を受ける。制御部８０は、オーバーフローセンサ５４から、オーバーフロー管５１を流れる水の流動の有無に係る検出値の入力を受ける。制御部８０は、圧力計７４からチャンバ１０の内部の圧力に係る検出値の入力を受ける。
【００４２】
制御部８０はまた、入力部８１を有している。蒸気滅菌器１を使用する操作者は、加熱温度、滅菌時間および乾燥時間などの設定値を、入力部８１から制御部８０に入力する。制御部８０は、所定時間を計測するタイマ８２を有している。タイマ８２は、被滅菌物１００の滅菌時間および乾燥時間を制御するために使用され、また、チャンバ１０内への給水のタイミングの制御のために使用される。
【００４３】
制御部８０は、蒸気滅菌器１の各制御ステップに対応して、ヒータ１２、排出電磁弁４４、給水電磁弁３３、エア電磁弁６２、オーバーフロー電磁弁５３、給水ポンプ３２およびエアポンプ６３などの、蒸気滅菌器１に含まれる各機器に制御信号を出力する。制御部８０からの制御信号を受けて各機器が適切に動作することにより、蒸気滅菌器１による被滅菌物の滅菌処理が確実に行なわれる。
【００４４】
以上の構成を備えている蒸気滅菌器１の動作について、以下に説明する。図３は、蒸気滅菌器１の各機器の動作を示すタイミングチャートである。図３に示すタイミングチャートに従って、蒸気滅菌器１による被滅菌物の滅菌のための各工程のうち、給水工程における蒸気滅菌器１の動作について、詳細に説明する。以下では、滅菌処理を連続して行なう場合の、前回の滅菌処理完了後の蒸気滅菌器１の動作について、説明する。
【００４５】
図３に示すように、時刻Ｔ０において、蒸気滅菌器１が、前回の滅菌処理完了後の待機状態から、滅菌処理を開始する開始状態へと切り替わる。蒸気滅菌器１を使用する操作者は、給水を開始する以前に、チャンバ１０の開閉蓋１１を開放して、被滅菌物１００を載置台１３に載せ置き、被滅菌物１００をチャンバ１０内に収容する。
【００４６】
蒸気滅菌器１を待機状態から開始状態に切り替えることにより、図３に示すように、排出電磁弁４４がオンになる。本実施の形態において、排出電磁弁４４、給水電磁弁３３、エア電磁弁６２およびオーバーフロー（ＯＦ）電磁弁５３はいずれも、オフ（非通電）状態で閉状態を保ち、オン（通電）状態で開く、常時閉仕様の電磁弁である。
【００４７】
貯水槽２０の気相部２２は、大気圧に保たれている。排出電磁弁４４を開くことにより、チャンバ１０の内部空間と貯水槽２０の気相部２２とが、排出経路４０を介して互いに連通する。これにより、チャンバ１０の内部空間が、気相部２２と同じ大気圧に調整される。チャンバ１０の内部空間と貯水槽２０の気相部２２とが連通することで、チャンバ１０内の空気圧と外気圧とが一定にされる。これにより、チャンバ１０の開閉蓋１１を容易に開閉できるようになる。
【００４８】
次に時刻Ｔ１において、給水が開始される。図３に示すように、給水電磁弁３３およびオーバーフロー電磁弁５３がオフからオンに切り換わる。排出電磁弁４４はオンのままとされる。エア電磁弁６２はオフのままとされる。これにより、排出電磁弁４４、給水電磁弁３３およびオーバーフロー電磁弁５３が開状態とされ、エア電磁弁６２が閉状態とされる。
【００４９】
図４は、時刻Ｔ１〜Ｔ２における蒸気滅菌器１の各機器の動作を示す模式図である。図４および後述する図５〜１０中の各経路に示す矢印は、各経路を流れる流体（水、水蒸気または空気）の流れを示している。上述したように各電磁弁の開閉が設定された状態で、給水ポンプ３２を起動することにより、給水が開始され、貯水槽２０からチャンバ１０へ水が供給される。
【００５０】
次に、チャンバ１０への給水を開始する時刻Ｔ１から予め定められた時間が経過した後の時刻Ｔ２において、給水電磁弁３３がオンからオフに切り換わる。これにより、排出電磁弁４４およびオーバーフロー電磁弁５３が開状態とされ、給水電磁弁３３およびエア電磁弁６２が閉状態とされる。
【００５１】
図５は、時刻Ｔ２〜Ｔ３における蒸気滅菌器１の各機器の動作を示す模式図である。滅菌処理を連続して行なう場合、前回の滅菌処理完了後の動作によってヒータ１２が加熱された状態で、チャンバ１０への給水が開始される。チャンバ１０内に供給された水が高温のヒータ１２に接触すると、直ちに蒸発して、チャンバ１０内の圧力が急上昇する。そのため、本実施の形態では、給水を開始する時刻Ｔ１から短時間経過後の時刻Ｔ２において、給水ポンプ３２を一旦停止し、給水電磁弁３３を閉状態にする。
【００５２】
給水ポンプ３２を一旦停止する時刻Ｔ２は、給水ポンプ３２を起動する時刻Ｔ１の後の、給水ポンプ３２から吐出される水の圧力よりもチャンバ１０内の気圧が高くなるよりも前の時刻として、設定されている。
【００５３】
給水ポンプ３２から吐出される水の圧力よりもチャンバ１０内の気圧が高くなるより前に、給水ポンプ３２とチャンバ１０との間の給水管３１の経路上に設けられた給水電磁弁３３を閉状態にする。これにより、チャンバ１０から給水ポンプ３２への水の逆流が防止されるので、水の逆流に伴う給水ポンプ３２の故障などの不具合の発生が防止されている。
【００５４】
チャンバ１０への給水開始時に、排出電磁弁４４およびオーバーフロー電磁弁５３が開放されており、排出経路４０およびオーバーフロー経路５０を介してチャンバ１０と貯水槽２０とが連通している。チャンバ１０内に供給された水がチャンバ１０内で蒸発して発生した水蒸気は、排出経路４０およびオーバーフロー経路５０を経由して、チャンバ１０から排出される。そのため、チャンバ１０内の気圧は、次第に低下する。
【００５５】
チャンバ１０内のヒータ１２は、チャンバ１０に供給された水と接触して水に伝熱することにより、冷却される。
【００５６】
時刻Ｔ２の後、十分な時間が経過して、給水ポンプ３２から吐出される水の圧力よりも大きくなったチャンバ１０内の気圧が、給水ポンプ３２から吐出される水の圧力よりも小さくなるまで降下した後の時刻Ｔ３において、給水電磁弁３３がオフからオンに切り換わる。これにより、排出電磁弁４４、給水電磁弁３３およびオーバーフロー電磁弁５３が開状態とされ、エア電磁弁６２が閉状態とされる。
【００５７】
給水ポンプ３２を再起動する時刻Ｔ３は、給水ポンプ３２を一旦停止する時刻Ｔ２の後の、給水ポンプ３２から吐出される水の圧力よりもチャンバ１０内の気圧が小さくなった後の時刻として、設定されている。チャンバ１０への給水開始時の給水ポンプ３２の起動時間を示す時刻Ｔ１〜Ｔ２の時間よりも、給水ポンプ３２が一旦停止した後の給水ポンプ３２の停止時間を示す時刻Ｔ２〜Ｔ３の時間の方が、長くなっている。
【００５８】
図６は、時刻Ｔ３〜Ｔ４における蒸気滅菌器１の各機器の動作を示す模式図である。時刻Ｔ３において、給水電磁弁３３が開状態とされ、給水ポンプ３２が再起動することにより、チャンバ１０への給水が再開され、貯水槽２０からチャンバ１０へ水Ｗが供給される。チャンバ１０内の空気は、排出経路４０およびオーバーフロー経路５０を経由して、チャンバ１０から排出される。そのため、チャンバ１０の内圧が上昇してチャンバ１０への給水が妨げられることが回避されている。
【００５９】
チャンバ１０内の水面Ｗｓがオーバーフロー管５１の一端５６の位置よりも低いので、オーバーフロー管５１の一端５６は空気中に存在している。そのため、オーバーフロー管５１を経由して空気が流れるが、オーバーフロー管５１を経由して水Ｗが流れることはない。
【００６０】
次に、チャンバ１０への給水を再開する時刻Ｔ３から予め定められた時間が経過した後の時刻Ｔ４において、排出電磁弁４４がオンからオフに切り換わり、エア電磁弁６２がオフからオンに切り換わる。これにより、排出電磁弁４４が閉状態とされ、給水電磁弁３３、エア電磁弁６２およびオーバーフロー電磁弁５３が開状態とされる。
【００６１】
図７は、時刻Ｔ４〜Ｔ５における蒸気滅菌器１の各機器の動作を示す模式図である。上述したように各電磁弁の開閉が設定された状態で、エアポンプ６３を起動することにより、チャンバ１０内への空気の供給が開始され、チャンバ１０内が加圧される。給水ポンプ３２は運転を継続し、貯水槽２０からチャンバ１０への給水が継続される。排出電磁弁４４が閉じられたため、チャンバ１０内の空気は、オーバーフロー経路５０を経由して、チャンバ１０から排出される。
【００６２】
チャンバ１０内の水面Ｗｓは、図６よりも上昇しているがオーバーフロー管５１の一端５６の位置よりも未だ低いので、オーバーフロー管５１の一端５６は空気中に存在している。そのため、オーバーフロー管５１を経由して空気が流れるが、オーバーフロー管５１を経由して水Ｗが流れることはない。
【００６３】
チャンバ１０への給水をさらに継続して、チャンバ１０内の水位がオーバーフロー管５１の一端５６を超えると、チャンバ１０内の水Ｗがオーバーフロー管５１へ流入する。オーバーフロー管５１の一端５６を超えた過剰な量の水Ｗがチャンバ１０から排出され、オーバーフロー管５１を流れる水流が発生する。オーバーフロー管５１を経由してオーバーフロー管５１を流れる水の流動は、オーバーフローセンサ５４によって検出される。
【００６４】
図３に示すように、時刻Ｔ５においてオーバーフローセンサ５４がオフからオンに切り換わっている。チャンバ１０内の水面Ｗｓは、時刻Ｔ５の直前に、オーバーフロー管５１の一端５６を超えたと推定される。図８は、時刻Ｔ５〜Ｔ６における蒸気滅菌器１の各機器の動作を示す模式図である。チャンバ１０内の水Ｗがオーバーフロー管５１に流入するため、オーバーフロー管５１を経由して水Ｗと空気との混合流が流れる。チャンバ１０への給水時に、エアポンプ６３によりチャンバ１０へ空気が供給されているので、チャンバ１０からオーバーフロー管５１への水の流出が促進されている。
【００６５】
オーバーフローセンサ５４がオンに切り換わる時刻Ｔ５から所定時間経過後の時刻Ｔ６において、給水ポンプ３２が停止し、給水電磁弁３３がオンからオフに切り換わる。これにより、排出電磁弁４４および給水電磁弁３３が閉状態とされ、エア電磁弁６２およびオーバーフロー電磁弁５３が開状態とされる。
【００６６】
図９は、時刻Ｔ６〜Ｔ７における蒸気滅菌器１の各機器の動作を示す模式図である。上述したように各電磁弁の開閉が設定された状態で、エアポンプ６３によるチャンバ１０への空気の供給が継続される。オーバーフロー管５１を経由して水Ｗと空気との混合流が流れている間は、オーバーフローセンサ５４がオン状態を継続する。チャンバ１０から水Ｗが流出することにより、チャンバ１０内の水面Ｗｓは次第に低下する。
【００６７】
チャンバ１０内の水面Ｗｓが低下してオーバーフロー管５１の一端５６の位置にまで到達すると、チャンバ１０からの水Ｗの流出が停止する。オーバーフロー管５１を流れる水流が停止すると、オーバーフロー管５１を経由してオーバーフロー管５１を流れる水の流動を検出するオーバーフローセンサ５４が、オンからオフに切り換わる。図３に示すように、時刻Ｔ７においてオーバーフローセンサ５４がオンからオフに切り換わっている。チャンバ１０内の水面Ｗｓは、時刻Ｔ７の直前に、オーバーフロー管５１の一端５６にまで低下したと推定される。
【００６８】
図１０は、時刻Ｔ８における蒸気滅菌器１の各機器の動作を示す模式図である。オーバーフローセンサ５４がオフに切り換わる時刻Ｔ７から所定時間経過後の時刻Ｔ８において、エア電磁弁６２およびオーバーフロー電磁弁５３がオンからオフに切り換わり、エアポンプ６３が停止する。これにより、チャンバ１０への空気の供給が停止する。チャンバ１０内の水面Ｗｓは、オーバーフロー管５１の一端５６の位置に維持されている。このようにして、給水工程が完了し、加熱工程に移る。
【００６９】
チャンバ１０への給水中にオーバーフローセンサ５４がオフからオンに切り換わり、チャンバ１０への給水を停止した後にオーバーフローセンサ５４がオンからオフに切り換わることで、チャンバ１０内の水面Ｗｓがオーバーフロー管５１の一端５６の位置にあることが検出されている。オーバーフローセンサ５４は、被滅菌物１００の滅菌処理のために必要な量の水がチャンバ１０に供給されたことを検出するために、用いられている。
【００７０】
時刻Ｔ８において、排出電磁弁４４がオフからオンに切り換わる。これにより、排出電磁弁４４が開状態とされ、給水電磁弁３３、エア電磁弁６２およびオーバーフロー電磁弁５３が閉状態とされる。チャンバ１０の内部空間と貯水槽２０の気相部２２とは、排出経路４０を介して互いに連通し、これにより、チャンバ１０の内部空間が大気圧に調整される。
【００７１】
実施の形態の蒸気滅菌器１の構成および作用効果についてまとめて説明すると、以下の通りである。なお、実施の形態の構成に参照番号を付すが、これは一例である。
【００７２】
本実施の形態の蒸気滅菌器１は、図１に示すように、被滅菌物１００を収納可能なチャンバ１０と、チャンバ１０内に供給された水を加熱するヒータ１２とを備え、ヒータ１２の加熱により発生した水蒸気で被滅菌物１００を滅菌する装置である。蒸気滅菌器１は、図２に示すように、チャンバ１０へ水を移送する給水ポンプ３２と、蒸気滅菌器１の動作を制御する制御部８０とを備えている。チャンバ１０へ水を供給するとき、制御部８０は、図３に示すように、時刻Ｔ１において給水ポンプ３２を起動し、その後の時刻Ｔ２において給水ポンプ３２を一旦停止し、その後の時刻Ｔ３において給水ポンプ３２を再起動する。
【００７３】
滅菌処理を連続して行なう場合、前回の滅菌処理完了後の動作によって、チャンバ１０内のヒータ１２が加熱された状態である。給水ポンプを起動して、時刻Ｔ１〜Ｔ２の間チャンバ１０内に水を供給することにより、水が高温のヒータ１２に接触する。ヒータ１２から水への熱伝達によって、ヒータ１２を冷却することができる。
【００７４】
ヒータ１２に接触した水は、チャンバ１０内で蒸発する。これによりチャンバ１０の内圧が上昇する。本実施の形態の蒸気滅菌器１では、チャンバ１０へ給水を開始する時刻Ｔ１から短時間後の時刻Ｔ２において、給水ポンプ３２を停止する。これにより、チャンバ１０と給水ポンプ３２との間の経路上に設けられた給水電磁弁３３を閉状態にすることが可能になる。給水電磁弁３３を閉じることで、チャンバ１０から給水ポンプ３２への水の逆流を防止することができる。
【００７５】
また図１に示すように、蒸気滅菌器１は、排出電磁弁４４と、オーバーフロー電磁弁５３とをさらに備えている。排出電磁弁４４は、チャンバ１０と貯水槽２０とを連通する排出経路４０に設けられており、排出経路４０を開閉可能に構成されている。オーバーフロー電磁弁５３は、チャンバ１０と貯水槽２０とを連通するオーバーフロー経路５０に設けられており、オーバーフロー経路５０を開閉可能に構成されている。図４，５に示すように、チャンバ１０へ水を供給するとき、制御部８０は、排出電磁弁４４とオーバーフロー電磁弁５３とを開放している。実施の形態の排出電磁弁４４とオーバーフロー電磁弁５３とは、通気部に相当する。
【００７６】
時刻Ｔ１〜Ｔ３の間、排出電磁弁４４とオーバーフロー電磁弁５３とが開放されていることにより、チャンバ１０に供給された水がチャンバ１０内で蒸発した蒸気を、チャンバ１０から外部に排出可能である。蒸気の発生によって上昇したチャンバ１０内の気圧を速やかに降下できるので、チャンバ１０への給水を一旦停止する時刻Ｔ２からチャンバ１０への給水を再開する時刻Ｔ３までの時間を短縮できる。したがって、滅菌処理に要する時間を短縮することができる。
【００７７】
なお、排出電磁弁４４およびオーバーフロー電磁弁５３に加えて、開閉蓋１１を自動で開閉可能として、チャンバ１０へ水を供給するとき、開閉蓋１１を開放するように構成してもよい。この場合、開閉蓋１１もまた、通気部に相当する。
【００７８】
チャンバ１０へ水を供給するとき、制御部８０は、給水ポンプ３２を起動した後チャンバ１０内の気圧が給水ポンプ３２から吐出される水の圧力よりも大きくなる前に、給水ポンプ３２を一旦停止する。さらに制御部８０は、給水ポンプ３２から吐出される水の圧力よりも大きくなったチャンバ１０内の気圧が、給水ポンプ３２から吐出される水の圧力よりも小さくなるまで降下した後に、給水ポンプ３２を再起動する。チャンバ１０内の気圧は、圧力計７４により計測されるようにしてもよい。
【００７９】
チャンバ１０内の気圧が、給水ポンプ３２から吐出される水の圧力よりも大きいと、チャンバ１０から給水ポンプ３２への水の逆流が発生する。チャンバ１０内の気圧が給水ポンプ３２から吐出される水の圧力よりも大きくなる前に、給水ポンプ３２を一旦停止することで、チャンバ１０から給水ポンプ３２への水の逆流を防止することができる。チャンバ１０内の気圧が、給水ポンプ３２から吐出される水の圧力よりも小さくなるまで降下した後に、給水ポンプ３２を再起動することで、給水ポンプ３２を再起動するときのチャンバ１０から給水ポンプ３２への水の逆流を防止することができる。
【００８０】
また図１に示すように、蒸気滅菌器１は、オーバーフローセンサ５４を備えている。オーバーフローセンサ５４は、被滅菌物１００の滅菌処理のために必要な量の水がチャンバ１０に供給されたことを検出する。オーバーフローセンサ５４の検出に基づいて給水ポンプ３２を停止することで、滅菌処理のために必要な量の水をチャンバ１０内に確実に供給することができる。
【００８１】
オーバーフローセンサ５４は、チャンバ１０外に配置されている。オーバーフローセンサ５４がチャンバ１０外に配置されていることにより、チャンバ１０に供給された水に含まれる不純物が、水が蒸発したときにオーバーフローセンサ５４に付着することがない。したがって、オーバーフローセンサ５４への不純物の付着によるオーバーフローセンサ５４の感度低下を、抑制することができる。
【００８２】
また図１に示すように、蒸気滅菌器１は、チャンバ１０への給水時にチャンバ１０から過剰な水を排出するオーバーフロー管５１を備えている。オーバーフローセンサ５４は、オーバーフロー管５１を流れる水の流動を検出する。オーバーフロー管５１を備えることにより、図１０に示すように、給水完了後のチャンバ１０内の水面Ｗｓを、オーバーフロー管５１の一端５６の位置に一定に保つことができる。これにより、チャンバ１０内に供給される水量の均一性を向上することができる。オーバーフローセンサ５４がチャンバ１０内の貯水量を検出するためのセンサとして機能することにより、チャンバ１０内の貯水量を検出するためのセンサを別途設ける必要がなく、蒸気滅菌器１の構成を簡略化することができる。
【００８３】
また図３に示すように、チャンバ１０への給水開始時の給水ポンプの起動時間を示す時刻Ｔ１〜Ｔ２までの時間よりも、給水ポンプ３２を一旦停止した後の給水ポンプ３２の停止時間を示す時刻Ｔ２〜Ｔ３までの時間の方が長い。このように給水ポンプ３２の起動停止時間を規定することにより、時刻Ｔ１〜Ｔ２の間にチャンバ１０に供給された水への熱伝達によってヒータ１２が冷却される時間を、十分に確保することができる。したがって、ヒータ１２を確実に冷却することができる。
【００８４】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８５】
１  蒸気滅菌器、１０  チャンバ、１０ｂ  底面、１１  開閉蓋、１２  ヒータ、１３  置台、１６  温度センサ、２０  貯水槽、２１  液相部、２２  気相部、２６  水位センサ、３０  給水経路、３１  給水管、３２  給水ポンプ、３３  給水電磁弁、４０  排出経路、４１  排水管、４２  排気管、４３  共通管、４４  排出電磁弁、４５  コンデンサ部、４６  屈曲部、５０  オーバーフロー経路、５１  オーバーフロー管、５２  立上り部、５３  オーバーフロー電磁弁、５４  オーバーフローセンサ、５５  他端、５６  一端、６０  送風経路、６１  送風管、６２  エア電磁弁、６３  エアポンプ、７０  圧力経路、７１，７３，７５  圧力管、７２  継手、７４  圧力計、７６  安全弁、８０  制御部、８１  入力部、８２  タイマ、１００  被滅菌物、Ｗ  水、Ｗｓ  水面。
【図１】
2020168492.tif 000003
【図２】
2020168492.tif 000004
【図３】
2020168492.tif 000005
【図４】
2020168492.tif 000006
【図５】
2020168492.tif 000007
【図６】
2020168492.tif 000008
【図７】
2020168492.tif 000009
【図８】
2020168492.tif 000010
【図９】
2020168492.tif 000011
【図１０】
2020168492.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月13日(2020.7.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被滅菌物を収納可能なチャンバと、
前記チャンバ内に供給された液体を加熱するヒータとを備え、
前記ヒータの加熱により発生した前記液体の蒸気で前記被滅菌物を滅菌し、
前記チャンバへ液体を移送する給液ポンプと、
前記被滅菌物の滅菌処理のために必要な量の液体が前記チャンバに供給されたことを検出するセンサと、
蒸気滅菌器の動作を制御する制御部とを備え、
前記チャンバへ液体を供給するとき、前記制御部は、前記給液ポンプを起動し、その後給液ポンプを一旦停止し、その後前記給液ポンプを再起動し、その後前記センサの検出に基づいて前記給液ポンプを停止し、
前記チャンバへ液体を供給するとき、前記制御部は、前記給液ポンプを起動した後前記チャンバ内の気圧が前記給液ポンプから吐出される液体の圧力よりも大きくなる前に前記給液ポンプを一旦停止し、前記チャンバ内の気圧が前記給液ポンプから吐出される液体の圧力よりも小さくなるまで降下した後に前記給液ポンプを再起動する、蒸気滅菌器。
【請求項２】
被滅菌物を収納可能なチャンバと、
前記チャンバ内に供給された液体を加熱するヒータとを備え、
前記ヒータの加熱により発生した前記液体の蒸気で前記被滅菌物を滅菌し、
前記チャンバへ液体を移送する給液ポンプと、
前記被滅菌物の滅菌処理のために必要な量の液体が前記チャンバに供給されたことを検出するセンサと、
蒸気滅菌器の動作を制御する制御部とを備え、
前記チャンバへ液体を供給するとき、前記制御部は、前記給液ポンプを起動し、その後給液ポンプを一旦停止し、その後前記給液ポンプを再起動し、その後前記センサの検出に基づいて前記給液ポンプを停止し、
前記チャンバへの給液開始時の前記給液ポンプの起動時間よりも、前記給液ポンプが一旦停止した後の前記給液ポンプの停止時間の方が長い、蒸気滅菌器。
【請求項３】
前記チャンバの内部と外部とを連通する経路を開閉可能に構成された通気部をさらに備え、
前記チャンバへ液体を供給するとき、前記制御部は、前記通気部を開放する、請求項１または２に記載の蒸気滅菌器。
【請求項４】
前記チャンバへの給液時に前記チャンバから過剰な液体を排出するオーバーフロー管を備え、
前記センサは、前記オーバーフロー管を流れる液体の流動を検出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸気滅菌器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
圧力管７５は、継手７２に接続された一端と、安全弁７６に接続された他端とを有している。安全弁７６は、貯水槽２０に設けられている。チャンバ１０内の気体の圧力が過剰に上昇すると、安全弁７６が開き、チャンバ１０内の気体が圧力管７１、継手７２、圧力管７５および安全弁７６を順に経由して、貯水槽２０内に排出される。これによりチャンバ１０内の圧力が低下し、チャンバ１０内の圧力が適切な範囲に維持される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
蒸気滅菌器１はまた、入力部８１を有している。蒸気滅菌器１を使用する操作者は、加熱温度、滅菌時間および乾燥時間などの設定値を、入力部８１から制御部８０に入力する。制御部８０は、所定時間を計測するタイマ８２を有している。タイマ８２は、被滅菌物１００の滅菌時間および乾燥時間を制御するために使用され、また、チャンバ１０内への給水のタイミングの制御のために使用される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
１  蒸気滅菌器、１０  チャンバ、１０ｂ  底面、１１  開閉蓋、１２  ヒータ、１３  載置台、１６  温度センサ、２０  貯水槽、２１  液相部、２２  気相部、２６  水位センサ、３０  給水経路、３１  給水管、３２  給水ポンプ、３３  給水電磁弁、４０  排出経路、４１  排水管、４２  排気管、４３  共通管、４４  排出電磁弁、４５  コンデンサ部、４６  屈曲部、５０  オーバーフロー経路、５１  オーバーフロー管、５２  立上り部、５３  オーバーフロー電磁弁、５４  オーバーフローセンサ、５５  他端、５６  一端、６０  送風経路、６１  送風管、６２  エア電磁弁、６３  エアポンプ、７０  圧力経路、７１，７３，７５  圧力管、７２  継手、７４  圧力計、７６  安全弁、８０  制御部、８１  入力部、８２  タイマ、１００  被滅菌物、Ｗ  水、Ｗｓ  水面。