(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を滅菌するための滅菌装置（１）であって、前記滅菌装置（１）は、
滅菌媒体注入口（３ａ）及び滅菌媒体注出口（３ｂ）を有する、滅菌する対象物を受け入れるためのチャンバ（２）と、
前記チャンバ（２）への滅菌媒体の供給を制御するための前記滅菌媒体注入口（３ａ）に接続される注入口流量制御デバイス（１４）と、
前記チャンバ（２）からの流体を制御可能に放出するために、前記チャンバ（２）の前記滅菌媒体注出口（３ｂ）に接続されるドレインシステム（６）と、
前記注入口流量制御デバイス（１４）及び前記ドレインシステム（６）に接続され、且つ所定の滅菌計画に従って、前記注入口流量制御デバイス（１４）及び前記ドレインシステム（６）を制御するように構成される、制御ユニット（１２）と
を備え、前記ドレインシステム（６）は、
前記チャンバ（２）の前記滅菌媒体注出口（３ｂ）に接続されるドレイン入口（６０）と、
前記チャンバ（２）を空にするための真空システム（８）に接続されるドレイン出口（６２）と、
前記ドレイン入口（６０）と前記ドレイン出口（６２）を接続する第１コンジット（６４）と、
前記第１コンジット（６４）に沿って配置される比例弁（６６）であって、制御パラメータと前記比例弁（６６）の弁開度の間の所定の連続的関係に従って、前記第１コンジット（６４）を通る流体の流れを制限するために前記制御ユニット（１２）によって制御可能である、比例弁（６６）と、を備え、
前記真空システム（８）が、冷却媒体（１０）の流れを使用して放出された流体を冷却するように構成され、前記制御ユニット（１２）は、前記冷却媒体（１０）の温度が最大限度に近づいている場合に、前記比例弁（６６）の開度を減少させる、滅菌装置（１）。
【請求項２】
前記チャンバ（２）に前記滅菌媒体を供給するために前記滅菌媒体注入口（３ａ）に接続される滅菌媒体供給デバイス（４）をさらに備える、請求項１に記載の滅菌装置（１）。
【請求項３】
前記制御パラメータが、前記チャンバ（２）の内部の圧力に基づいている、請求項１又は２に記載の滅菌装置（１）。
【請求項４】
前記ドレインシステム（６）が、前記第１コンジット（６４）から分離され、且つ前記ドレイン入口（６０）と前記ドレイン出口（６２）を接続する第２コンジット（６８）と、前記第２コンジット（６８）を通る流れの制御を可能にするために前記第２コンジット（６８）に沿って配置される追加の弁（７０）とをさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の滅菌装置（１）。
【請求項５】
前記第２コンジット（６８）の断面積が、前記第１コンジット（６４）の断面積よりも実質的に小さい、請求項４に記載の滅菌装置（１）。
【請求項６】
前記ドレイン入口（６０）、前記第１コンジット（６４）、前記第２コンジット（６８）、及び前記ドレイン出口（６２）が、キャストマニホールド内に備えられる、請求項４または５に記載の滅菌装置（１）。
【請求項７】
前記比例弁（６６）が前記キャストマニホールドに接続される、請求項６に記載の滅菌装置（１）。
【請求項８】
前記比例弁（６６）が、可動部分（８０）と、閉状態と完全な開状態の間で前記可動部分（８０）の位置を制御するための、前記可動部分（８０）に接続される制御可能なアクチュエータ（８２）とを備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の滅菌装置（１）。
【請求項９】
前記比例弁（６６）は、前記比例弁（６６）が前記閉状態に近いときに前記可動部分（８０）の位置の所与の変化が弁開度の第１の変化をもたらし、前記比例弁（６６）が前記完全な開状態に近いときに前記可動部分（８０）の位置の前記所与の変化が前記弁開度の第２の変化をもたらすように構成され、前記第２の変化が前記第１の変化よりも大きい、請求項８に記載の滅菌装置（１）。
【請求項１０】
前記ドレインシステム（６）が、非凝縮性ガスを検出するための気体検出器をさらに備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の滅菌装置（１）。
【請求項１１】
前記ドレインシステム（６）が、連結器をさらに備え、前記チャンバ（２）の内部のバイオ有害廃棄物を滅菌するために前記チャンバ（２）に蒸気を供給するための蒸気供給器が前記連結器に接続されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の滅菌装置（１）。
【請求項１２】
前記滅菌媒体が水蒸気及び／又は過熱水である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の滅菌装置（１）。
【請求項１３】
前記滅菌媒体がホルマリン及び／又はホルムアルデヒドである、請求項１から１１のいずれか一項に記載の滅菌装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気などの滅菌流体を用いて対象物を滅菌するための滅菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
病院、実験室、及び医薬産業などで使用される、対象物を滅菌する一般的な技法は、オートクレーブなどの滅菌装置を使用することである。滅菌装置は、通常、滅菌する対象物を受け入れるためのチャンバ、滅菌媒体をチャンバの内部の対象物に供給するための流体システム、並びに滅菌媒体をチャンバから放出するためのドレインシステム又は通気路を備える。
【０００３】
蒸気滅菌においては、蒸気がチャンバ内に導入されて温度が滅菌温度まで上昇する。使用する滅菌温度に応じた既定の滅菌時間の後、蒸気がドレインシステムを通してチャンバから排出される。その後、蒸気は液化され、システムから放出されうる。これらの上述の処理工程は、処理サイクル又は処理スキームと呼ぶことができる。
【０００４】
チャンバからドレインシステムへの滅菌媒体の放出は、処理サイクル中の他の工程に適合するように設計される。したがって、チャンバからドレインシステムへの滅菌媒体の放出は、特定の滅菌チャンバ及び特定の滅菌処理サイクルに適用される。しかしながら、場合によっては、放出の流れを増大或いは減少させる必要がある。
【０００５】
米国特許番号４７８１８９８号は、２つの弁制御通気路を有するオートクレーブの滅菌圧力チャンバを開示する。第１の通気路は、滅菌蒸気を、チャンバから液溜部に通じる端部を有する液化コイルへと導く。チャンバの内部の圧力が所定のレベルに下がるとき、第１の通気路よりも大きい流量を有する第２の通気路が開き、チャンバから残りの蒸気を迅速に脱出させるチャネルが設けられる。したがって、オートクレーブをより速くベントさせることができる。
【０００６】
ドレインシステムが滅菌流体をチャンバからより速く放出させることができる滅菌装置を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的は、上述の課題を克服し、積荷又はその包装資材を破損せずにより速い処理サイクルをもたらす滅菌装置及びドレインシステムを提供することである。
【０００８】
この目的及び以下で明白になる他の目的は、添付する特許請求の範囲で定義される滅菌装置によって達成される。
【０００９】
本発明の第１の態様によると、対象物を滅菌するための滅菌装置が提供される。滅菌装置は、
滅菌媒体注入口及び滅菌媒体注出口を有する、滅菌する対象物を受け入れるためのチャンバと、
チャンバへの滅菌媒体の供給を制御するための滅菌媒体注入口に接続される注入口流量制御デバイスと、
チャンバからの流体を制御可能に放出するために、チャンバの滅菌媒体注出口に接続されるドレインシステムと、
注入口流量制御デバイス及びドレインシステムに接続され、且つ所定の滅菌計画に従って、注入口流量制御デバイス及びドレインシステムを制御するように構成される、制御ユニットとを備え、
ドレインシステムは、
チャンバの滅菌媒体注出口に接続されるドレイン入口と、
チャンバを空にするための真空システムに接続されるドレイン出口と、
ドレイン入口とドレイン出口を接続する第１コンジットと、
第１コンジットに沿って配置される比例弁であって、制御パラメータと比例弁の弁開度の間の所定の連続的関係に従って、第１コンジットを通じて流体の流れを部分的に制限するために、制御ユニットによって制御可能である、比例弁とを備える。
【００１０】
本発明は、比例弁を備えるドレインシステムを提供することにより、ドレインシステムを通じた流体の流れを連続的に制御することができ、それゆえ、より速く、より好適に制御された、チャンバからの流体の放出をもたらすことができるという認識に基づいている。比例弁が広い流量範囲にわたって第１コンジットを通した流れの正確な制御をもたらすことができるため、比例弁を設けることにより、ドレインシステム内の弁の数を減少させることができる。例えば、所定の滅菌計画が、処理の中の特定の時間の間、チャンバから比較的小さな流体の流れの放出が許容されることを意図し、処理の中の別の時間の間、チャンバから比較的大きな流体の流れの放出が許容されることを意図する場合、ドレインシステムを種々の放出された流れに対して適合させるために２つ以上のデジタル弁が必要となる。比例弁の使用によって、使用される弁の数を最小限にすることができる。これにより、必要なコンポーネントがより少ないため、ドレインシステムの製造コストを下げることができる。本発明は、制御パラメータと比例弁の弁開度の間の所定の連続的関係に従って比例弁を制御することによって、ドレインシステムを通して連続的な流体の流れを許容して所定の滅菌計画を境界条件又は制約事項に適合させることができ、それにより、速くて制御されたチャンバからの流体の放出をもたらすという認識に基づいている。
【００１１】
チャンバへの流体の導入及び／又はチャンバからの流体の放出の間、チャンバの内部の圧力は変化する。チャンバの内部の圧力があまりにも速く変化した場合、この圧力の変化は、滅菌装置の内部のコンポーネント及び／又はチャンバ内に挿入された対象物に害を及ぼすかもしれない。こうした問題があるため、圧力変化要件の技術規格がまとめられてきた。例えば、技術規格ＥＮ２８５（欧州基準）では、滅菌サイクルの間の任意の３秒インターバルに対する平均圧力変化は、１０００ｋＰａ／秒を超過してはならないと述べられている。したがって、滅菌計画における圧力変化速度は、規制に準拠するように適合される。
【００１２】
さらに、流体がチャンバから放出されている場合、結果として生じる圧力の低下が、チャンバ内の流体を沸騰させることがある。例えば、流体を含有する開口容器が滅菌される場合、圧力の低下が容器の内部の流体を沸騰させ、チャンバ内で飛散させる。したがって、潜在的に貴重な流体の喪失が起こりうる。
【００１３】
チャンバの内部の圧力を減少させるためにデジタル弁を使用するときは、チャンバの内部の圧力を段階的に下げるために弁が開状態と閉状態の間を交互に行き来する方法が使用されうる。しかしながら、この方法は、弁を制御する上での困難に関係する。例えば、放出処理の初期段階での圧力の低下が弁の動きとともに迅速に変化するため、弁のダイナミックスを非常に速くしなければならないか、及び／又は、圧力の低下が許容可能であるために弁の開放を非常に小さくしなければならない。さらに、放出処理の終了段階においては、チャンバの内部と外部の間の圧力の差異はより小さく、圧力の減少は、弁の動きによってさほど影響されない。したがって、チャンバから残りの流体を迅速に放出するために、大きな弁開度を有することが好ましい。この問題は、種々のサイズの弁を有することによって、及び／又は、種々の動特性を有することによって、解決することができる。
【００１４】
圧力変化速度の上述の要件に適合するため、及びチャンバの内部であまりにも大きい圧力の低下を回避するため、弁を開閉するダイナミックスは、要件に従って時間平均化される。しかしながら、チャンバの内部の圧力の減少が段階的に行なわれるため、圧力変化速度の要件を下回るような、瞬間的な圧力低下が依然として起こりうる。さらに、弁の時間平均特性を利用することは、圧力変化速度要件に対して安全域を適用しなければならないことを示唆する。したがって、チャンバから流体を放出するための処理時間は、不必要に長くなる。
【００１５】
比例弁を使用することによって、弁の動特性を時間平均化する必要はなく、その代わりに、圧力変化速度要件に対して連続的に適合することが可能である。さらに、比例弁を使用することによって、弁開度は、完全に開いた状態で非常に大きい可能性があり、それゆえ、放出処理の終了段階の間にチャンバから流体が迅速に放出されることを可能にしながらも、放出処理の初期段階の制御可能な注出口の流れのためには十分に小さい。したがって、処理をより速く行い、流体の利用度を高めることができ、それによりコストが減少する。
【００１６】
所定の滅菌計画は、空気をチャンバから排出し、滅菌媒体をチャンバに導入し、及び滅菌媒体及び／又は空気及び／又は別の流体をチャンバから排出する工程を含むことができる。チャンバに供給される滅菌媒体は、蒸気、過熱水、ホルマリン及び／又はホルムアルデヒドでありうることを理解するべきである。システムから放出される流体は、滅菌媒体、空気、及び／又はチャンバ内に存在する任意の他の流体でありうる。
【００１７】
流体をチャンバから排出させる間又は滅菌媒体をチャンバに導入する間のいずれかの間に、注入口流量制御デバイス及び／又はドレインシステムは制御ユニットによって制御され、滅菌媒体がチャンバに流れること及び／又は流体がチャンバから排出されることを許容する。例えば、制御ユニットがチャンバからの流れを制限するためにドレインシステム内の比例弁を制御し、且つ制御ユニットがチャンバへの流れを許容するために注入口流量制御デバイスを制御すれば、チャンバ内の圧力及び／又は温度は上昇する。その一方で、制御ユニットがチャンバへの流れを制限するために注入口流量制御デバイスを制御し、且つ制御ユニットがチャンバから流れを放出するためにドレインシステム内の比例弁を制御する場合、チャンバ内の圧力及び／又は温度は減少する。制御ユニットが、注入口流量制御デバイス及びドレインシステム内の比例弁の両方を制御し、チャンバへの流れ及びチャンバからの流れの両方を同時に又は連続的に許容するシナリオもさらに可能である。
【００１８】
注入口流量制御デバイスは、例えばデジタル弁などの従来型の弁でありうる。注入口流量制御デバイスは、制御可能に流体がチャンバに流れることを許容することができる任意の種類の弁又はデバイスを備えうることに留意するべきである。
【００１９】
真空システムは、チャンバを空にするためのものであることを理解するべきである。これは、チャンバの内部に比べてチャンバの外部により低い圧力を供給し、それにより流体がチャンバから放出されることを可能にすることによって達成することができる。本発明の一実施形態によると、真空システムは、例えば液化装置などの熱交換器を備える。液化装置は、冷却媒体流を使用して、チャンバから放出された流体を冷却又は液化することができる。例えば、チャンバから放出された流体が蒸気である場合、冷却媒体流を使用して液化装置内の蒸気を液化することは、流体の容積の変化に至り、それゆえ、チャンバの内部に比べてチャンバの外部においてより低い圧力となる。真空システムは、例えば真空ポンプなどのポンプを備えることができる。ひいては、ポンプは、チャンバの内部に比べてチャンバの外部により低い圧力をもたらすことができる。真空システムは、液化装置などの熱交換機及び真空ポンプなどのポンプの両方を備えることができる。
【００２０】
したがって、本発明の様々な実施形態は、比例弁を使用して連続的に滅菌装置のチャンバから流体を放出させることができるドレインシステムを提供する。  
【００２１】
滅菌装置は、滅菌媒体をチャンバに供給するための滅菌媒体注入口に接続される滅菌媒体供給デバイスを備えることができる。滅菌媒体供給デバイスは、例えば蒸気生成器でありうる。
【００２２】
制御ユニットは、注入口流量制御デバイス及びドレインシステム内の比例弁とは異なる滅菌装置内の他の部品及びデバイスに接続することができる。制御ユニットは、例えばチャンバの内部の圧力を検出するために、チャンバに接続することができる。したがって、本発明の滅菌装置の少なくとも１つの実施形態によると、制御パラメータは、チャンバの内部の圧力に基づくことができる。したがって、チャンバには、制御ユニットに接続される圧力センサーが設けられうる。これにより、制御システムは、所定の滅菌計画に従って圧力が増大又は減少するような方法で、チャンバの内部の圧力を制御することができる。例えば、チャンバの内部の圧力を増大させる場合、制御ユニットは、チャンバ内へより多くの滅菌媒体が流れることを許容するために注入口流量制御デバイスを制御することができる。同様に、チャンバの内部の圧力を減少させる場合、制御ユニットは、チャンバからより多くの流体が放出されることを許容するために、ドレインシステム内の比例弁を制御することができる。
【００２３】
制御ユニットは、さらに真空システムに接続することができる。少なくとも１つの実施形態によると、真空システムは、冷却媒体流を使用して排出された流体を冷却するように構成され、制御パラメータは、冷却媒体の温度に基づくことができる。真空システム及び／又は冷却媒体流には、制御ユニットに接続される温度センサーを設けることができる。温度センサーは、真空システムから出る冷却媒体流に接続することができる。これにより、冷却媒体の温度は、所望の範囲内に保持されるように、制御することができる。例えば、冷却媒体の温度が最大許容温度に近づいている場合、制御ユニットは、ドレインシステム内の比例弁を制御して、チャンバからの流体の放出を制限することができる。制御ユニットが、所定の滅菌計画に従って滅菌装置を操作するために、様々なパラメータ、例えばチャンバの内部の圧力及び冷却媒体の温度の両方を検出しうることも、本発明の範囲に含まれる。
【００２４】
さらに、制御ユニットは、所定の滅菌計画に従って滅菌媒体の供給を最適化するために、滅菌媒体供給デバイスに接続することができる。制御ユニットは、滅菌装置の任意の適切な部分又はデバイスに接続できることに留意するべきである。これにより、制御ユニットは、種々の方法で、所定の滅菌計画に従って滅菌装置を制御することができる。
【００２５】
本発明の実施形態では、ドレインシステムは、第１コンジットから分離され、且つドレイン入口とドレイン出口を接続する第２コンジットと、第２コンジットを通じた流れの制御を可能にするために第２コンジットに沿って配置される追加の弁とを備えることができる。これにより、チャンバから流体の放出を制御する追加の通路が導入される。したがって、追加の弁は、比例弁が開いているか、閉じているか、又は部分的に閉じているかに関わらず、チャンバからの流体の放出を許容するために開かれうる。
【００２６】
さらに、第２コンジットの断面は、第１コンジットの断面よりも実質的に小さいことがある。各々の第１コンジット及び第２コンジットにおいて、各断面は、流体の流れの主方向に対して垂直な断面領域でありうる。さらに、第２コンジットにはスロットルを設けることができる。これにより、第２コンジットを通じた流れは、第１コンジットを通じた流れに比べて少ないように適合させることができるが、それでもチャンバからの蒸気及び／又は液化物の排出路は設けられる。したがって、システムから放出される流体の制御が容易となりうる。
【００２７】
本発明の少なくとも１つの実施形態によると、比例弁は、可動部分と、閉状態と完全な開状態の間で可動部分の位置を制御するための、可動部分に接続される制御可能なアクチュエータとを備える。したがって、比例弁は、ドレインシステムを通して様々な流体の流れを可能にするように構成される。例えば、閉状態では、可動部分が第１コンジットを通じたすべての流れを制限し、滅菌媒体がチャンバ内に導入され、チャンバの内部の圧力が増加する。その一方で、完全な開状態では、可動部分が第１コンジットを通じた流れを可能にし、チャンバの内部の圧力が減少しうる。完全な開状態では、弁の開度が大きいことがあるため、チャンバから比較的大きな流れが放出されうる。したがって、チャンバの内部と外部の圧力の差異が小さくても、チャンバから残りの流体を迅速に放出することが可能である。これは、処理時間が速い場合があり、流体の利用度が高いことを示唆する。
【００２８】
本発明の実施形態では、比例弁は、比例弁が閉状態に近いときの可動部分の位置の所与の変化が結果として弁開度の第１の変化となり、比例弁が完全な開状態に近いときの可動部分の位置の所与の変化が結果として弁開度の第２の変化となり、第２の変化が第１の変化よりも大きいように構成されうる。
【００２９】
したがって、弁の位置の変化が可動部分の位置に応じて異なるように制御されうる。すなわち、可動部分が閉状態に近いとき、可動部分の位置の変化は、結果として弁開度の比較的小さな増加となり、これは、チャンバの内部と外部の圧力の差異が大きくても流れの正確な制御が可能であることを示唆する。その一方で、可動部分が完全な開位置に近いとき、可動部分の位置における同じ変化が、結果として弁開度の比較的大きい増大となり、これは、チャンバの内部と外部の圧力の差異が小さくても、チャンバからの迅速な排出が可能であることを示唆する。例えば、対象物が滅菌された後、チャンバの内部の圧力は、滅菌計画における最大圧力に近い。したがって、チャンバの内部の圧力とチャンバの外部の圧力の差異は最大となり、弁開度の小さな増大によって、チャンバからの流体の流れが大きく増大することなり、それゆえチャンバの内部の圧力が大幅に低下する。圧力の大幅な低下は、チャンバの内部のコンポーネントが損傷しうることを示唆する。さらに、チャンバ内の開口容器の内部に含有される流体は、沸騰点に達することができ、チャンバの内部で飛散しうる。したがって、このような大幅な圧力の低下は望まれるものではない。上述のように、可動部分の位置に応じて弁開度を異なって制御しうる比例弁を有することによって、このような大幅な圧力の低下を回避することができる。さらに、チャンバの内部の圧力が減少するとき、チャンバの内部と外部の圧力の差異がより小さいため、チャンバからの流体の流れに反応してチャンバの内部の圧力が大幅に低下するリスクは減少する。したがって、処理時間を最小限にするために、チャンバからの流体の流れを増大させることが望ましい。上述のように、大きな弁開度及びチャンバからの流れの大量放出を可能にすることができる比例弁を有することによって、このような望ましい特徴を達成することができる。
【００３０】
本発明の少なくとも１つの実施形態によると、ドレイン入口、第１コンジット、第２コンジット、及びドレイン出口は、キャストマニホールド（ｃａｓｔ  ｍａｎｉｆｏｌｄ）内に備えられることができる。これにより、コンパクトな設計が達成される。したがって、ドレインシステムは、より小さなスペースを占有し、それゆえ様々な種類の滅菌装置に適用されることができる。さらに、必要な材料がより少ないため、ドレインシステムの製造コストを減少させることができる。
【００３１】
本発明の少なくとも１つの実施形態によると、比例弁をキャストマニホールドに接続することができる。本発明の少なくとも１つの実施形態によると、追加の弁をキャストマニホールドに接続することができる。例えば、比例弁のアクチュエータ及び追加の弁は、キャストマニホールド上に直接備え付けることができる。これにより、さらにコンパクトな設計が達成される。
【００３２】
さらなる実施形態によると、ドレインシステムは、非凝縮性ガスを検出するための気体検出器をさらに備えうる。ドレインシステム内に気体検出システムを有することは、チャンバの内部に非凝縮性ガスが存在する場合に早期に検出することに役立ちうる。非凝縮性ガスは、チャンバの内部の滅菌媒体が対象物に達することを妨げる場合があり、それにより、対象物が完全に滅菌されることを妨げる。したがって、非凝縮性ガスはチャンバの内部では望まれない。気体検出器は、キャストマニホールド内に備えられてもよく、場合により第１コンジットに接続される。これにより、気体検出器をコンパクトにドレインシステム内に備えることができる。
【００３３】
さらなる実施形態によると、ドレインシステムは、当該チャンバの内部のバイオ有害廃棄物を滅菌するために蒸気をチャンバに供給する蒸気供給器を備えることができる。蒸気供給器は、蒸気生成器に接続されてもよく、蒸気生成器は、蒸気供給器に蒸気を供給する。したがって、蒸気供給器は、滅菌媒体がチャンバ至るための従来の注入口に比べて、蒸気がチャンバに至るための追加の通路を提供することができる。バイオ有害廃棄物は、感染性物質を含む任意の材料でありうる。
【００３４】
本発明の少なくとも１つの実施形態によると、滅菌媒体は、蒸気及び／又は過熱水でありうる。これにより、安価で簡単に扱うことができる滅菌媒体が得られる。本発明の別の実施形態によると、滅菌媒体は、ホルマリン及び／又はホルムアルデヒドでありうる。これにより、蒸気又は過熱水が使用されるときに比べて、滅菌媒体をより低い温度及び／又は圧力で供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、これより本発明の例示的な実施形態を示す添付の図面を参照してより詳細に説明される。
【００３６】
【図１】図１は、滅菌装置を概略的に示すブロック図である。
【図２ａ】図２ａは、例示的なドレインシステムの斜視図である。
【図２ｂ】図２ｂは、図２ａのドレインシステムの平面切取図である。
【図３】図３は、ドレインシステム内の弁の特徴を示すグラフである。
【図４】図４は、例示的な滅菌プロセスを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
後述の説明では、本発明は、主にチャンバの内部の対象物を滅菌するための滅菌装置、より具体的には、チャンバから流体を放出するように構成されるドレインシステムを参照して説明される。さらに、本発明は、所定の滅菌プロセスに従ってドレインシステム内に備えられる比例弁の制御を参照して説明される。
【００３８】
しかしながら、この説明は、決して本発明の範囲を限定するものではなく、このことは、例えば、所定の滅菌プロセスに従ってチャンバから流体を放出するための比例弁を使用する他の構成を有するドレインシステムにも等しく適用しうることに留意するべきである。
【００３９】
図１は、滅菌媒体、例えば、蒸気、過熱水、ホルマリン又はホルムアルデヒドなどの流体を使用して対象物を滅菌するための例示的な滅菌装置１を示す。滅菌装置１は、注入口３ａ及び注出口３ｂを有するチャンバ２と、注入口３ａに接続される蒸気生成器４と、注出口３ｂに接続されるドレインシステム６と、ドレインシステム６に接続される真空システム８と、真空システム８に接続される冷却媒体流１０と、蒸気生成器４及び注入口３ａに接続される制御可能な注入口１４と、ドレインシステム６に接続される制御ユニット１２と、制御可能な注入口１４と、冷却媒体流１０内の温度センサー１６と、チャンバ２内の圧力センサー１８とを備える。蒸気生成器４は、滅菌装置１内に組み込まれてもよく、又は外部に設けられてもよい。
【００４０】
ドレインシステム６は、ドレインシステム６を通じたチャンバ２からの、例えば蒸気などの流体の放出を制御することが可能なように構成され、真空システム８は、チャンバ２から蒸気を排出させ、且つ冷却媒体流１０を使用して排出された蒸気を液化するように構成される。真空システム８は、例えば液化装置などの熱交換器を備えることができる。真空システム８は、例えば真空ポンプなどのポンプを備えることができる。さらに、真空システム８は、例えば液化装置と真空ポンプの両方など、熱交換器とポンプの両方を備えることができる。
【００４１】
制御ユニット１２は、制御可能な注入口１４を介して蒸気生成器４からチャンバ２への蒸気の流れを制御し、ドレインシステム６を介してチャンバ２から真空システム８への蒸気の放出を制御する。図１に示されるように、制御ユニット１２は、冷却媒体流が真空システム８内の流体を冷却するために使用された後に冷却媒体流１０内の温度を検出するように配置される温度センサー１６からの信号を受信する。これにより、制御ユニット１２は、ドレインシステム６及び／又は制御可能な注入口１４を制御し、所定の滅菌計画に従ってチャンバ２への蒸気の注入及び／又はチャンバ２からの蒸気の注出をもたらすことができ、この場合、冷却媒体流１０の最大温度には制限がある。例えば、制御ユニット１２は、温度センサー１６から受信した情報を使用して、制御可能な注入口１４が、チャンバ２に蒸気が入ることを許容することを可能にすることができる。同様に、制御ユニット１２は、温度センサー１６から受信した情報を使用して、ドレインシステム６が、チャンバ２から蒸気／液化物が出ることを許容することを可能にすることができる。制御ユニット１２が、制御可能な注入口１４及びドレインシステム６を同時に及び／又は連続的に制御するシナリオも可能である。当然ながら、制御ユニット１２は、チャンバ２の内部の圧力を検出するように配置される圧力センサー１８を使用して、冷却媒体流１０内の温度以外のインプット、例えばチャンバ２の内部の圧力などをインプットとして、他の信号を受信することができる。
【００４２】
ドレインシステム６は、これより図２ａを参照してより詳細に説明される。図２ａは、チャンバ２との接続のためのドレイン入口６０と、真空システム８との接続のためのドレイン出口６２と、ドレイン入口６０とドレイン出口６２を接続するための第１コンジット６４と、第１コンジット６４に沿って配置される比例弁６６と、第１コンジット６４から分離され、且つドレイン入口６０とドレイン出口６２を接続するための第２コンジット６８と、第２コンジット６８に沿って配置される追加の弁７０とを備える例示的なドレインシステム６を示す。図２ａに示されるように、ドレインシステムは、チャンバ２及びドレインシステム６内で非液化（凝縮性）ガスを検出するための例えば気体検出器（図示せず）又はチャンバ２の内部のバイオ有害廃棄物を滅菌するためにチャンバ２に蒸気を供給するための蒸気供給器（図示せず）などの追加のコンポーネントを接続するための連結器７２、７４をさらに備えることができる。
【００４３】
ドレインシステム６の一部分の平面切取図である図２ｂでは、比例弁６６の内側が示される。図２ｂで示されるように、比例弁６６は、可動部分８０と、アクチュエータ８２と、空気圧接続部（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ  ａｉｒ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）８３と、弁制御ユニット８４とを備える。さらに、図２ｂでは、第２コンジット６８に接続される追加の弁７０が示される。
【００４４】
可動部分８０は、流体がドレイン入口６０からドレイン出口６２へと流れるにつれて、第１コンジット６４を通じた流体の流れを制限する。可動部分８０は、アクチュエータ８２及び弁制御ユニット８４によって制御される。弁制御ユニット８４は、アクチュエータ８２への及びアクチュエータ８２からの、空気圧接続部８３を通じた空気の流れを制御し、可動部分８０が閉状態と完全な開状態の間を移動できるようにする。図２ｂでは、第２コンジット６８は、第１コンジット６４と平行するように配置され、それにより、流体の流れが比例弁６６をバイパスすることが可能になる。第２コンジット６８を通じた流体の流れは、追加の弁７０によって制御される。追加の弁７０は、デジタル弁であってもよい。
【００４５】
比例弁６６は、これより図３を参照してより詳細に説明する。図３は、弁開度（Ｙ軸）と可動部分８０の位置（Ｘ軸）の間の関係を示すグラフである。弁開度は、ドレイン入口６０からドレイン出口６２を見た場合に、可動部分８０及び第１コンジット６によって画定される開度であることを理解するべきである。さらに、可動部分８０の位置は、比例弁６６の閉状態（ＣＳ）と完全な開状態（ＯＳ）の間を移動することができることに留意するべきである。
【００４６】
図３で示されるように、比例弁６６は、比例弁６６が閉状態（ＣＳ）に近いときの可動部分８０の位置の所与の変化が、結果として弁開度の第１の変化となる特徴を有する。比例弁６６が完全な開状態（ＯＳ）に近いときの可動部分８０の位置の同じ変化は、結果として弁開度の第２の変化となる。グラフで示されるように、第２の変化は第１の変化よりも大きい。
【００４７】
これは、第１コンジット６４を通じた流体の流れが、可動部分８０の位置に応じて異なるように制御されうることを示唆する。例えば、可動部分８０が閉状態（ＣＳ）に近いとき、可動部分８０の位置の変化が結果として比較的小さな弁開度の変化となり、これは、チャンバ２の内部と外部の圧力の差異が大きくても、第１コンジット６４を通じた流れを正確に制御することが可能であることを示唆する。その一方で、可動部分８０が完全な開位置（ＯＳ）に近いとき、可動部分８０の位置の同じ変化が結果として比較的大きい弁開度の変化となり、これは、チャンバ２の内部と外部の圧力の差異が小さくても、チャンバ２を迅速に空にすることが可能であることを示唆する。このため、図３で示される特徴を有する比例弁６６は、比例弁６６がその完全な開状態（ＯＳ）にあるときに比べて比例弁６６がその閉状態（ＳＣ）にあるときに、弁開度の変化の大きさが可動部分８０の位置の変化にさほど依存しないことを示唆する。
【００４８】
図４は、チャンバ２の内部の圧力（Ｐ）（Ｙ軸）と時間（ｔ）（Ｘ軸）の間の関係を説明することによって、滅菌処理計画の概略的な実施例を示すグラフである。Ｘ軸はチャンバの圧力が１ａｔｍのところでＹ軸と交差し、これは、Ｘ軸の下は気圧を下回る圧力であることを示唆する。グラフの実線は、制御ユニット１２によって制御される例示的な滅菌処理計画を表し、太い破線は、比例弁６６によって制御されるドレインシステム６を介して、チャンバ２から例えば液化装置及び／又は真空ポンプが備え付けられる真空システム８への流体の放出の間の圧力の理想的な減少を表す。圧力の理想的な減少は、上述の欧州規格ＥＮ２８５に従った滅菌計画によって表される。細い破線は、一又は複数のデジタル弁を有する従来型ドレインシステムを使用してチャンバ２ａから流体を放出する間の圧力の特性を表す。蒸気は滅菌媒体として使用され、真空システム８は図１に関連して以上で説明されたものと類似する冷却媒体流１２に接続される。
【００４９】
図４のＡ部分は、空気と蒸気がチャンバ２から排出され、蒸気がチャンバ２内に部分的に導入される、滅菌計画の一部を表す。この部分は、チャンバの内部の圧力が最も低いポイントＰ２、Ｐ４、Ｐ６にある、実線の最小値によって表される。グラフにおいてポイントＰ１からポイントＰ２までの実線によって表される第１の圧力減少においては、例えば真空ポンプを使用することによって、空気のみがチャンバ２から排出される。その後、蒸気がチャンバ２内に導入されてチャンバ２の内部の圧力を上昇させるが、これはポイントＰ２からポイントＰ３までの実線によって表される。次いで、より多くの空気及び前のステップで導入された蒸気の一部がチャンバ２から排出されるが、これはポイントＰ３からポイントＰ４までの実線によって表される。チャンバ２の内部に空気が実質的に存在しなくなるまで、蒸気をチャンバ２に導入し、次に空気及び／又は蒸気をチャンバ２から排出させるこれらの手順には、例えばポイントＰ４からＰ５、Ｐ６までの実線によって表される一又は複数の類似するステップが後に続くことができる。
【００５０】
チャンバ２の内部に空気が実質的に存在しなくなると、より多くの蒸気がチャンバ２内に導入されるが、これはポイントＰ６からポイントＰ７までの実線によって表される。Ｂ部分（ポイントＰ７からポイントＰ８までの実線）は、蒸気がチャンバ２内に導入される滅菌計画の一部を表し、チャンバ２の内部の温度と圧力は、対象物の滅菌が行なわれるのに十分に高い。滅菌温度は、例えば１２１℃など、１０５℃と１４０℃の間であることができる。例えば、滅菌温度は１５分で１２１℃になりうる。
【００５１】
Ｃ部分は、比例弁６６を使用して、蒸気がドレインシステム６を介してチャンバ２から真空システム８へと放出される滅菌計画の一部を表す。
【００５２】
図４の拡大図で示されるように、ドレインシステムを通じた流体の流れを連続的に制御することが可能ではないため、デジタル弁を使用する従来型のドレインシステムを有する滅菌装置では、蒸気がチャンバ２から放出される間、圧力の減少が段階的（細い破線で示される）に行われる。その代わり、細い破線は閉状態と開状態の間を交互に行き来するデジタル弁を表す。この種類の弁の特性により、一連の圧力低下（Ｄ）によってチャンバ２の内部で圧力が低下する結果となる。図４の拡大図で示されるように、圧力低下（Ｄ）により、理想的な圧力減少から外れた圧力変化速度でチャンバの内部の圧力が低下しうる。このような圧力低下（Ｄ）によって、チャンバの内部のコンポーネントが損傷するか、及び／又は、チャンバの内部の開口容器に含有される流体が沸騰点に達し、流体がチャンバの内部で飛散する結果となりうる。
【００５３】
図２及び図３を参照して以上で説明されるように、可動部分８０の位置に応じて異なるように流体の流れを制御することができる比例弁６６を有することによって、このような圧力の低下（Ｄ）を回避することができる。したがって、比例弁６６がドレインシステム６内で使用されている場合、チャンバ２から蒸気が放出される間の圧力の減少は、実線によって示される理想的な圧力減少に追従することができる。
【００５４】
湾曲部分の最も右の部分は、ポイントＰ９からポイントＰ１０までの実線によって表される処理計画が理想的な圧力減少から離れる部分であり、この部分は、チャンバからの流体の放出が、例えば冷却流１０の温度によって制限される処理計画を表しうる。冷却流１０の温度が最大限度に近づいている場合、制御ユニット１２は、温度を温度センサー１６で検出し、比例弁６６を制御して第１コンジット６４内の弁開度を減少させることができる。したがって、ドレインシステム６を介したチャンバから真空システム８への流体の流れを減少させることができる。したがって、冷却媒体流１０によって真空システム８から取り除く必要のあるエネルギー量はより少なく、冷却媒体流１０の温度が最大限度を上回ることを防ぐことができる。
【００５５】
さらに、開示した実施形態の変形例を、当業者は、図面、明細書及び添付の特許請求の範囲を検討することにより、請求項に記載の発明を実施する際に理解し且つ達成することができる。例えば、ドレインシステムは、ここで提示されている特性と異なる特性を有する比例弁を備えてもよく、これは、異なる方法で第１コンジット内の弁開度を変化させることができる。
【００５６】
特許請求の範囲では、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、他の要素又は工程を除外せず、不定冠詞（「ａ」又は「ａｎ」）は、複数を除外するものではない。異なる従属請求項において特定の測定単位が記載されていることは、これらの測定単位の組み合わせを、利益を得るために使用することができないということを示すわけではない。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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