(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被滅菌物を収納し内底部に加熱ヒータを有するチャンバと、このチャンバ内に注入する水を貯留する貯水タンクと、この貯水タンクと前記チャンバとを連通する給水管と、この給水管の開閉を行う給排水弁と、前記チャンバ内に発生した蒸気を排出する排気管と、この排気管の開閉を行う排気弁とを備えた蒸気滅菌器において、
前記チャンバ内の温度を検出する温度検出部と、
前記チャンバ内の圧力を検出する圧力検出部と、
前記チャンバに収納された被滅菌物の滅菌時間を計数する計数部と、
前記温度検出部による検出温度に基づいて温度変化を計測する温度計測部と、
前記圧力検出部による検出圧力に基づいて圧力勾配を計測する圧力勾配計測部と、
前記温度計測部によって計測される温度変化が滅菌温度に達した後も、前記圧力勾配計測部によって計測される圧力勾配パターンが安定しないとき、滅菌工程の異常を警報する警報部とを備えたことを特徴とする蒸気滅菌器。
【請求項２】
被滅菌物を収納し内底部に加熱ヒータを有するチャンバと、このチャンバ内に注入する水を貯留する貯水タンクと、この貯水タンクと前記チャンバとを連通する給水管と、この給水管の開閉を行う給排水弁と、前記チャンバ内に発生した蒸気を排出する排気管と、この排気管の開閉を行う排気弁とを備えた蒸気滅菌器において、
前記チャンバ内の温度を検出する温度検出部と、
前記チャンバ内の圧力を検出する圧力検出部と、
前記チャンバに収納された被滅菌物の滅菌時間を計数する計数部と、
前記温度検出部による検出温度に基づいて温度変化を計測する温度計測部と、
前記圧力検出部による検出圧力に基づいて圧力勾配を計測する圧力勾配計測部と、
前記温度検出部、圧力検出部、計数部、温度計測部、圧力勾配計測部の各出力値に基づいて滅菌工程の制御を行う制御部とを備え、
前記制御部は、前記温度計測部によって計測される温度変化が滅菌温度に達した後も、前記圧力計測部によって計測される圧力勾配パターンが安定しないとき、前記排気弁を開いて排気を行うとともに、前記加熱ヒータによる加熱状態を継続し、一定時間経過後に前記排気弁を閉じて、再度、滅菌工程の制御を行うことを特徴とする蒸気滅菌器。
【請求項３】
被滅菌物を収納し内底部に加熱ヒータを有するチャンバと、このチャンバ内に注入する水を貯留する貯水タンクと、この貯水タンクと前記チャンバとを連通する給水管と、この給水管の開閉を行う給排水弁と、前記チャンバ内に発生した蒸気を排出する排気管と、この排気管の開閉を行う排気弁とを備えた蒸気滅菌器において、
前記チャンバ内の温度を検出する温度検出部と、
前記チャンバ内の圧力を検出する圧力検出部と、
前記チャンバに収納された被滅菌物の滅菌時間を計数する計数部と、
前記温度検出部による検出温度に基づいて温度変化を計測する温度計測部と、
前記圧力検出部による検出圧力に基づいて圧力勾配を計測する圧力勾配計測部と、
滅菌工程の異常を表示する表示部と、
前記温度検出部、圧力検出部、計数部、温度計測部、圧力勾配計測部の各出力値に基づいて滅菌工程の制御を行う制御部とを備え、
前記温度計測部によって計測される温度変化が滅菌温度に達した後も、前記圧力勾配計測部によって計測される圧力勾配パターンが安定しないとき、前記制御部は滅菌工程の制御を中止するとともに、前記表示部によって滅菌工程の異常を表示することを特徴とする蒸気滅菌器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱ヒータによる加熱によって注入水を高温、高圧の蒸気とすることにより、チャンバ内に収納された医療用器具等の被滅菌物の滅菌処理を行う蒸気滅菌器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
蒸気滅菌器は、チャンバ内に所定量の水を注入し、その水をチャンバ内に設けた加熱ヒータによって加熱、沸騰させることにより、チャンバ内に高温、高圧の蒸気を充満させて、医療用器具等の被滅菌物を滅菌、消毒するものである。
【０００３】
このような高圧の蒸気滅菌器によって滅菌を行う場合、例えば特公平４−３１７０７号公報に開示された蒸気滅菌器では、チャンバの排気弁を開放した状態で水を沸騰させて空気抜きを行った後、排気弁を閉じて滅菌工程に移行するようになっている。
【０００４】
このとき、排気弁を閉じるタイミングは、空気抜き工程から滅菌工程に移行する際に、排気弁から排出される蒸気温度を温度センサで検出し、その検出温度の変化率が、設定された一定時間にわたって安定した温度値を示すとき、排気弁を閉じるようになっている。
【０００５】
ところで、滅菌工程において完全な滅菌を行うためには、チャンバ内の空気を全て排気する必要があり、空気の残っている領域がある場合には、確実な滅菌が期待できない。そのため、上記した従来の蒸気滅菌器では、空気抜き工程時に、温度センサによりチャンバ内の温度を検出し、温度勾配（変化率）が一定値になったとき、排気弁を閉じるといった手段を採用している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような手段を採用した従来の蒸気滅菌器においては、チャンバ内の温度センサ付近の温度は温度勾配が一定値（大気中での水の沸点温度）に達していても、チャンバ内に収納されている個々の被滅菌物の温度が水の沸点温度に達しているとは限らない。
【０００７】
チャンバ内に収納される被滅菌物の種類や量、収納形態などは常に一定の状態ではなく、チャンバ内に無造作に詰め込まれる場合が多い。例えばメスやハサミといった医療用器具を数十本まとめて無造作に収納する場合が多い。
【０００８】
この場合、熱は周囲に置かれた被滅菌物からその中心部に置かれた被滅菌物へと伝わるため、被滅菌物間において温度差を生じる。そのため、中心部に置かれた被滅菌物の温度が低い場合（水の沸点温度に達していない場合）でも、温度センサ付近の温度は温度勾配が一定値に達している場合がある。
【０００９】
そして、このままの状態で排気弁を閉じて滅菌温度まで上昇させたとしても、中心部にある被滅菌物の付近の温度は、水の沸点温度よりも低い温度に留まることになる。
【００１０】
つまり、チャンバ内に空気が残ったまま滅菌工程に移行するため、多数本の被滅菌物の中心部分では、滅菌温度に達しないまま滅菌工程を終了してしまうことになる。そのため、被滅菌物が完全には滅菌されず、滅菌不良となってしまうといった問題があった。
【００１１】
本発明は係る問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、滅菌工程の異常をいち早く使用者に知らせるとともに、滅菌工程の異常を自動的に解除して正常な滅菌を行うことのできる蒸気滅菌器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１記載の蒸気滅菌器は、被滅菌物を収納し内底部に加熱ヒータを有するチャンバと、このチャンバ内に注入する水を貯留する貯水タンクと、この貯水タンクと前記チャンバとを連通する給水管と、この給水管の開閉を行う給排水弁と、前記チャンバ内に発生した蒸気を排出する排気管と、この排気管の開閉を行う排気弁とを備えた蒸気滅菌器において、前記チャンバ内の温度を検出する温度検出部と、前記チャンバ内の圧力を検出する圧力検出部と、前記チャンバに収納された被滅菌物の滅菌時間を計数する計数部と、前記温度検出部による検出温度に基づいて温度変化を計測する温度計測部と、前記圧力検出部による検出圧力に基づいて圧力勾配を計測する圧力勾配計測部と、前記温度計測部によって計測される温度変化が滅菌温度に達した後も、前記圧力勾配計測部によって計測される圧力勾配パターンが安定しないとき、滅菌工程の異常を警報する警報部とを備えたものである。
【００１３】
また、本発明の請求項２記載の蒸気滅菌器は、被滅菌物を収納し内底部に加熱ヒータを有するチャンバと、このチャンバ内に注入する水を貯留する貯水タンクと、この貯水タンクと前記チャンバとを連通する給水管と、この給水管の開閉を行う給排水弁と、前記チャンバ内に発生した蒸気を排出する排気管と、この排気管の開閉を行う排気弁とを備えた蒸気滅菌器において、前記チャンバ内の温度を検出する温度検出部と、前記チャンバ内の圧力を検出する圧力検出部と、前記チャンバに収納された被滅菌物の滅菌時間を計数する計数部と、前記温度検出部による検出温度に基づいて温度変化を計測する温度計測部と、前記圧力検出部による検出圧力に基づいて圧力勾配を計測する圧力勾配計測部と、前記温度検出部、圧力検出部、計数部、温度計測部、圧力勾配計測部の各出力値に基づいて滅菌工程の制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記温度計測部によって計測される温度変化が滅菌温度に達した後も、前記圧力勾配計測部によって計測される圧力勾配パターンが安定しないとき、前記排気弁を開いて排気を行うとともに、前記加熱ヒータによる加熱状態を継続し、一定時間経過後に前記排気弁を閉じて、再度、滅菌工程の制御を行うものである。
【００１４】
また、本発明の請求項３記載の蒸気滅菌器は、被滅菌物を収納し内底部に加熱ヒータを有するチャンバと、このチャンバ内に注入する水を貯留する貯水タンクと、この貯水タンクと前記チャンバとを連通する給水管と、この給水管の開閉を行う給排水弁と、前記チャンバ内に発生した蒸気を排出する排気管と、この排気管の開閉を行う排気弁とを備えた蒸気滅菌器において、前記チャンバ内の温度を検出する温度検出部と、前記チャンバ内の圧力を検出する圧力検出部と、前記チャンバに収納された被滅菌物の滅菌時間を計数する計数部と、前記温度検出部による検出温度に基づいて温度変化を計測する温度計測部と、前記圧力検出部による検出圧力に基づいて圧力勾配を計測する圧力勾配計測部と、滅菌工程の異常を表示する表示部と、前記温度検出部、圧力検出部、計数部、温度勾配計測部、圧力計測部の各出力値に基づいて滅菌工程の制御を行う制御部とを備え、前記温度計測部によって計測される温度変化が滅菌温度に達した後も、前記圧力勾配計測部によって計測される圧力勾配パターンが安定しないとき、前記制御部は滅菌工程の制御を中止するとともに、前記表示部によって滅菌工程の異常を表示するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図２は、本発明の蒸気滅菌器の概略構成図を示している。
【００１７】
同図において、蒸気滅菌器は、主としてピンセットや注射針等の医療用器具である被滅菌物（図示省略）を収納するチャンバ１と、このチャンバ１内に注入する水を貯留する貯水タンク８と、この貯水タンク８とチャンバ１とを連通する給水管６と、この給水管６の開閉を行う給排水弁７と、チャンバ１内に発生した蒸気を排出する排気管９と、この排気管９の開閉を行う排気弁１０とを備えている。
【００１８】
チャンバ１には、その一側部に開閉蓋２が装着されている。また、チャンバ１の内底部には、被滅菌物を載置する載置台５が設けられているとともに、チャンバ１内に蓄えられた水を加熱する加熱ヒータ４が設けられている。さらに、チャンバ１には、チャンバ１内の温度を検出する温度検出部１１と、チャンバ１内の圧力を検出する圧力検出部１２とが設けられている。
【００１９】
給排水弁７及び排気弁１０としては、例えば電磁弁やボールバルブが好適に用いられる。
【００２０】
図１は、上記構成の蒸気滅菌器の電気的構成を示すブロック図である。
【００２１】
すなわち、温度検出部１１の出力は、その検出温度に基づいて温度変化（本例では温度勾配）を計測する温度勾配計測部１４に導かれており、圧力検出部１２の出力は、その検出圧力に基づいて圧力変化（本例では圧力勾配）を計測する圧力勾配計測部１５に導かれている。
【００２２】
また、温度勾配計測部１４及び圧力勾配計測部１５の各出力は、蒸気滅菌器の動作全体を制御する制御部１７とに導かれている。
【００２３】
また、制御部１７の各制御出力は、加熱ヒータ４を駆動するヒータ駆動部１９と、給排水弁７を開閉駆動する給排水弁駆動部２０と、排気弁１０を開閉駆動する排気弁駆動部２１とに導かれている。また、制御部１７の出力は、滅菌工程の異常をブザー等によって警報する警報部２２と、滅菌工程の異常を表示するＣＲＴ、ＬＣＤ、ＬＥＤ等からなる表示部２３とに導かれている。さらに、制御部１７は、滅菌工程での滅菌時間及び圧力勾配計測部１５で計測された圧力変化が一定値（勾配が一定）となってからの一定時間を計数する計数部１８と双方向の接続となっている。
【００２４】
ここで、蒸気滅菌器の通常時の動作について、図３に示すフローチャート及び図４に示す温度及び圧力変化図を参照して説明する。
【００２５】
蒸気滅菌器が動作を開始すると、制御部１７は、給排水弁駆動部２０を制御して、給排水弁７を開く。これにより、貯水タンク８内の水がその高低差によって給水管６を通り、チャンバ１内に注水される（ステップＳ１）。このとき、排気弁１０は、開いた状態となっている。そして、注水が完了すると、制御部１７は、給排水弁駆動部２０を制御して、給排水弁７を閉じる。
【００２６】
この後、制御部１７は、時刻ｔ１においてヒータ駆動部１９を制御し、加熱ヒータ４に通電を開始する（ステップＳ２）。これにより、チャンバ１内の水が加熱され、水温が上昇する（符号３１により示す）。このとき、排気弁１０が開状態となっていることから、チャンバ１内の圧力は大気圧（ほぼ１気圧）で一定となっている（符号４１により示す）。
【００２７】
そして、時刻ｔ２において水の沸点温度（１００度）付近に達すると、内部温度は沸点温度近傍で安定する（符号３２により示す）。制御部１７は、内部温度が沸点温度近傍で安定したことを確認した後（ステップＳ３）、時刻ｔ３において排気弁１０を閉じる（ステップＳ４）。
【００２８】
排気弁１０を閉じると、チャンバ１が密閉されることから、その後は飽和蒸気によって内部の圧力が上昇する（符号４２により示す）とともに、チャンバ１の内部温度も圧力上昇とともに上昇する（符号３３により示す）。そして、チャンバ１の内部温度が、時刻ｔ４において滅菌温度である例えば１３０度まで上昇すると、その後は一定温度となるように制御部１７が加熱ヒータ４を制御する（ステップＳ５，Ｓ６）。そのため、時刻ｔ４以降は、滅菌温度である１３０度で安定するとともに、内部圧力も時刻ｔ４時点の値で一定に保たれることになる（符号３４，４３により示す）。
【００２９】
このとき、制御部１７は、内部圧力が一定となる時刻ｔ４より一定時間Ｔ０の計数を計数部１８によって開始し、内部圧力の一定状態を時間Ｔ０の間計数すると、時刻ｔ５において計数部１８の計数値をクリアし（ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ９）、同時に滅菌時間である時間Ｔ４を計数部１８によって計数する（ステップＳ１０）。すなわち、時刻ｔ５において滅菌工程を開始する。
【００３０】
そして、滅菌工程である時間Ｔ４が経過した時刻ｔ８において、加熱ヒータ４による加熱を停止するとともに（ステップＳ１１，Ｓ１２）、排気弁１０を開放する（ステップＳ１３）。これにより、時刻ｔ８以降はチャンバ１内の温度及び圧力が急激に低下し、最終的には大気温度及び体気圧力まで低下して安定することになる。
【００３１】
すなわち、蒸気滅菌器の通常の動作では、図４に示すように、水の加熱時間である時間Ｔ１は、内部温度は一定勾配で上昇するとともに、内部圧力は大気圧に保たれ（符号３１，４１）、沸点温度近傍に到達後、排気弁１０を閉じるまでの時間Ｔ２は、内部温度及び内部圧力とも一定に保たれ（符号３２，４１）、排気弁１０を閉じた後、内部温度が滅菌温度まで上昇する時間Ｔ３は、内部温度及び内部圧力ともに一定勾配で上昇し（符号３３，４２）、滅菌温度に到達後、排気弁１０開放までの時間Ｔ４は、内部温度及び内部圧力ともに一定に保たれる（符号３４，４３）ことになる。
【００３２】
ここで、チャンバ１に多数本の被滅菌物が収納され、そのために多数本の被滅菌物の中心部分に空気層ができている場合の圧力変化を図４中に一点鎖線で示す。
【００３３】
この場合、水の加熱時間である時間Ｔ１は、通常動作の場合と同様に、内部圧力は大気圧に保たれる（符号３１，４１）。また、沸点温度近傍に到達後、排気弁１０を閉じるまでの時間Ｔ２においても、通常動作の場合と同様に、内部圧力は一定に保たれる（符号３２，４１）。
【００３４】
しかしながら、排気弁１０を閉じた後、内部温度が滅菌温度まで上昇する時間Ｔ３においては、通常動作の場合と同様に、内部圧力は一定勾配で上昇するものの、その上昇率は、通常の場合より小さい（符号４２２）。これは、内部温度が滅菌温度まで達したと判断される時刻ｔ４において、実際には多数本の被滅菌物の中心部分に空気が残っているためである。
【００３５】
そのため、滅菌温度に到達後、排気弁１０開放までの時間Ｔ４においては、この残存空気の影響で、内部圧力が一定勾配で上昇することになる（符号４３３）。これは、多数本の被滅菌物の中心部分に、滅菌温度以下の温度の空気が残存し、この残存空気が徐々に温められて膨張するため、密閉されたチャンバ１内の圧力が上昇するためである。
【００３６】
このように、チャンバ１内に多数本の被滅菌物が収納された結果、チャンバ１内が沸点温度に達して排気弁１０を閉じたときに、多数本の被滅菌物の中心部分に残存空気がある場合は、残存空気の無い場合と比べて、圧力が特徴的な変化を示すことになる。
【００３７】
そこで、本発明の蒸気滅菌器では、このような通常動作時と異常動作時とにおける圧力変化パターンの相違に着目して、滅菌工程の異常の警報や、滅菌工程の異常を自動的に解除して正常な滅菌を行えるようにしたものである。
【００３８】
以下、排気弁１０を閉じるときにチャンバ１内に残存空気があるために滅菌工程の異常が発生した場合の動作を、時刻ｔ４以降について説明する。
【００３９】
上述したように、排気弁１０を閉じるとき（時刻ｔ３）にチャンバ１に収納された多数本の被滅菌物の中心部分に空気が残存している場合には、その後の圧力変化は図４中に一点鎖線で示すパターンとなる。
【００４０】
すなわち、チャンバ１の内部温度が、時刻ｔ４において滅菌温度である例えば１３０度まで上昇すると、その後は一定温度となるように制御部１７が加熱ヒータ４を制御する（ステップＳ５，Ｓ６）。そのため、温度勾配計測部１４によって計測される温度変化は、時刻ｔ４以降、滅菌温度である１３０度で安定するが、圧力勾配計測部１５によって計測される圧力変化は、時刻ｔ４以降も一定勾配で上昇し続ける。
【００４１】
制御部１７は、この時刻ｔ４以降の圧力変化の勾配を一定時間Ｔ０検出し、圧力勾配に変化があることを確認して警報部２２を駆動し、例えばブザー音等を出力する（ステップＳ１４）。また、表示部２３に滅菌工程の異常を表示する（ステップＳ１４）。これにより、使用者は滅菌工程に異常があることを知ることができるので、即座に適切な対応（滅菌工程を手動操作によって停止する等の対応）を取ることができる。また、滅菌工程を自動停止させる場合には、ステップＳ１５からステップＳ１６へと動作を進め、制御部１７によって滅菌工程を自動停止させる。
【００４２】
また、制御部１７が滅菌工程の異常を自動的に解除する機能を有する場合には、ステップＳ１５からステップＳ１７へと動作を進める。すなわち、制御部１７は、排気弁１０を開いて排気を行うとともに（ステップＳ１７）、加熱ヒータ４による加熱状態を継続する。そして、予め設定された一定時間経過後に（ステップＳ１８）、排気弁１０を閉じて（ステップＳ４）、再度、滅菌工程の制御を行う。これにより、使用者がその場にいなくても、滅菌工程の異常を自動的に解除して、正常な滅菌工程に移行することができる。
【００４３】
なお、滅菌工程の異常を自動的に解除する場合には、ステップＳ１４のブザー音等による警報や異常表示を省略してもよい。
【００４４】
このように、本発明の蒸気滅菌器によれば、滅菌工程の初期の段階で異常を判別し、適切な対応を取ることができるものである。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の蒸気滅菌器は、温度計測部によって計測される温度変化が滅菌温度に達した後も、圧力計測部によって計測される圧力変化パターンが安定しないとき、滅菌工程の異常を警報する警報部を備えた構成としたので、滅菌工程の初期の段階で異常を判別し、使用者に知らせることができる。そのため、使用者は、その後の適切な対応を取ることができるものである。
【００４６】
また、本発明の請求項２記載の蒸気滅菌器は、温度計測部によって計測される温度変化が滅菌温度に達した後も、圧力計測部によって計測される圧力変化パターンが安定しないとき、排気弁を開いて排気を行うとともに、加熱ヒータによる加熱状態を継続し、一定時間経過後に排気弁を閉じて、再度、滅菌工程の制御を行うように構成したので、使用者がその場にいなくても、滅菌工程の異常を自動的に解除して、正常な滅菌工程に移行することができるものである。
【００４７】
また、本発明の請求項３記載の蒸気滅菌器は、温度計測部によって計測される温度変化が滅菌温度に達した後も、圧力計測部によって計測される圧力変化パターンが安定しないとき、制御部が滅菌工程の制御を中止するとともに、表示部によって滅菌工程の異常を表示するように構成したので、使用者がその場にいなくても、滅菌工程を自動停止できるとともに、停止後に使用者がその場に戻ったときに、表示部の表示内容によって自動停止の原因を知ることができるので、その後の適切な対応を取ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蒸気滅菌器の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の蒸気滅菌器の概略構成図である。
【図３】本発明の蒸気滅菌器の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】排気弁を閉じるときに残存空気の無い場合とある場合との動作における温度及び圧力の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  チャンバ
４  加熱ヒータ
６  給排水管
７  給排水弁
９  排気管
１０  排気弁
１１  温度検出部
１２  圧力検出部
１４  温度勾配計測部（温度計測部）
１５  圧力勾配計測部（圧力計測部）
１６  異常判別部
１７  制御部
１８  異常警報部
２２  警報部
２３  表示部
【図１】
0003663005.tif 000002
【図２】
0003663005.tif 000003
【図３】
0003663005.tif 000004
【図４】
0003663005.tif 000005