(57)【要約】  過熱蒸気を使用して器具を乾燥させるための装置および方法が開示されている。この装置は、器具を収容するためのチャンバと、チャンバ内に過熱蒸気を分配するための分配手段と、チャンバから蒸発した水分を吐出するための排出手段とを具備する。チャンバは、分配手段に接続された少なくとも１つの入口を有する。本方法は、蒸気発生手段によって発生された飽和蒸気を使用して器具を滅菌することと、チャンバ内の水分を蒸発させるために、蒸気発生手段によって発生された過熱蒸気を使用して器具を乾燥させることと、排出手段を使用して、チャンバから蒸発した水分を排出することとを含む。
2009543019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過熱蒸気を使用して器具を乾燥させるための装置であって、
少なくとも１つの入口を有し、器具を収容するためのチャンバと、
過熱蒸気を発生させるための蒸気発生手段と、
前記少なくとも１つの入口に接続され、前記蒸気発生手段から、前記入口を通って、前記チャンバ内に過熱蒸気を分配するための分配手段と、
前記チャンバから蒸発した水分を吐出するための排出手段とを具備する装置。
【請求項２】
前記排出手段は、少なくとも１つの出口と、
前記少なくとも１つの出口に接続され、前記チャンバから蒸発した水分を除去するための少なくとも１つの水分除去手段とを有する請求項１の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの水分除去手段は、前記チャンバ内の圧力を下げるように動作可能な真空ポンプを有する請求項２の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの水分除去手段は、前記チャンバ内の圧力を下げるように動作可能な熱交換器を有する請求項２の装置。
【請求項５】
前記排出手段は、少なくとも１つの出口と、
前記少なくとも１つの入口に接続され、前記少なくとも１つの出口を介して、前記チャンバから蒸発した水分を流すように、前記チャンバ内に空気を注入するための圧縮器とを有する請求項１の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの出口は、通常は閉じた排出バルブに接続されており、前記排出バルブは、前記チャンバから蒸発した水分を吐出するために開かれる請求項５の装置。
【請求項７】
前記２つの排出バルブに接続され、これら排出バルブの一方または両方を選択的に開くことによって、夫々低排出率および高排出率で、前記チャンバから蒸発した水分を吐出するための２つの出口を有する請求項６の装置。
【請求項８】
前記分配手段は、複数の互いに接続された導管によって接続された複数の分配蒸気口を有するマニホルドアセンブリであり、これら互いに接続された導管は、前記少なくとも１つの入口に接続されている請求項１の装置。
【請求項９】
前記複数の蒸気口は、前記チャンバ内に均一に分布されている請求項８の装置。
【請求項１０】
前記複数の蒸気口は、直径が可変である請求項８の装置。
【請求項１１】
前記複数の蒸気口は、前記複数の互いに接続された導管に沿って分布され、これら互いに接続された導管は、４つの脚部と橋部とを有するＨ形状で配置されており、また、前記少なくとも１つの入口が、前記橋部に接続されている請求項８の装置。
【請求項１２】
前記複数の蒸気口は、前記複数の互いに接続された導管に沿って分布され、これら互いに接続された導管は、フラクタル分岐構造で配置されている請求項８の装置。
【請求項１３】
前記複数の蒸気口は、前記複数の互いに接続された導管に沿って分布され、前記複数の互いに接続された導管は、８つの脚部と橋部とを有するＨ形状で配置されており、また、前記少なくとも１つの入口が、前記橋部に接続されている請求項８の装置。
【請求項１４】
前記マニホルドアセンブリは、前記チャンバの底部に位置されている請求項８の装置。
【請求項１５】
前記複数の互いに接続された導管は、複数の互いに接続されたチューブである請求項８の装置。
【請求項１６】
前記複数の互いに接続された導管は、複数の互いに接続されたチャネルである請求項８の装置。
【請求項１７】
前記複数のチャネルは、上部マニホルドプレートおよび底部マニホルドプレートの連結によって規定され、
前記上部マニホルドプレートと前記底部マニホルドプレートとの少なくとも一方は、複数の互いに接続されたグルーブと、
互いに連結されたとき、前記上部マニホルドプレートと前記底部マニホルドプレートとを封止して接触するようにして維持するように、前記上部マニホルドプレートと前記底部マニホルドプレートとの間に配置されたシーリング手段とを有する請求項１６の装置。
【請求項１８】
前記分配手段は、前記チャンバに亘って、均一な熱出力の過熱蒸気を吐出するように構成されている請求項１の装置。
【請求項１９】
前記チャンバは、トレイと、このトレイを覆い、かつ封止するための蓋とを有する請求項１の装置。
【請求項２０】
さらに、前記チャンバ内に器具を支持し配置するための有孔乾燥ラックを具備する請求項１の装置。
【請求項２１】
前記分配手段は、前記有孔乾燥ラックに組み込まれている請求項２０の装置。
【請求項２２】
飽和蒸気を使用して医療用または歯科用器具を滅菌するための蒸気滅菌システムで、過熱蒸気を使用して器具を乾燥させるための装置であって、
少なくとも１つの入口を有し、器具を受けるためのチャンバと、
過熱蒸気を発生させるための蒸気発生手段と、
前記少なくとも１つの入口に接続され、器具が滅菌された後、器具を乾燥するために、前記蒸気発生手段から、前記入口を通って、前記チャンバ内に過熱蒸気を分配するための分配手段と、
前記チャンバから蒸発した水分を吐出するための排出手段とを具備する装置。
【請求項２３】
前記排出手段は、少なくとも１つの出口と、
前記少なくとも１つの出口に接続され、前記チャンバから蒸発した水分を除去するための少なくとも１つの水分除去手段とを有する請求項２２の装置。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの水分除去手段は、前記チャンバ内の圧力を下げるように動作可能な真空ポンプを有する請求項２３の装置。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの水分除去手段は、前記チャンバ内の圧力を下げるように動作可能な熱交換器を有する請求項２３の装置。
【請求項２６】
前記排出手段は、少なくとも１つの出口と、
前記少なくとも１つの入口に接続され、前記少なくとも１つの出口を介して、前記チャンバから蒸発した水分を流すように、前記チャンバ内に空気を注入するための圧縮器とを有する請求項２２の装置。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの出口は、通常は閉じた排出バルブに接続されており、この排出バルブは、前記チャンバから蒸発した水分を吐出するために開かれる請求項２６の装置。
【請求項２８】
前記排出バルブに接続され、前記２つの排出バルブの一方または両方を選択的に開くことによって、低排出率および高排出率で、前記チャンバから蒸発した水分を吐出するための２つの出口を有する請求項２７の装置。
【請求項２９】
前記分配手段は、複数の互いに接続された導管によって接続された複数の分配蒸気口を有するマニホルドアセンブリであり、これら互いに接続された導管は、前記少なくとも１つの入口に接続されている請求項２２の装置。
【請求項３０】
前記複数の蒸気口は、直径が可変である請求項２９の装置。
【請求項３１】
前記チャンバは、このチャンバに蒸気を吐出するための第１の入口と、前記マニホルドアセンブリに蒸気を吐出するための第２の入口とを有する請求項２９の装置。
【請求項３２】
前記蒸気発生手段は、蒸気発生器と、過熱蒸気ヒータとを有する請求項３１の装置。
【請求項３３】
さらに、器具の滅菌のために、前記蒸気発生器から前記第１の入口へと、または、器具の乾燥のために、前記蒸気発生器から前記過熱蒸気ヒータを介してさらに前記第２の入口へと、選択的に蒸気を向ける方向バルブを有する請求項３２の装置。
【請求項３４】
前記蒸気発生手段は、タンクからの蓄えられた水量を選択的に測定することによって、器具の滅菌のための飽和蒸気と、器具の乾燥のための過熱蒸気とを選択的に発生させる蒸気発生器を有する請求項２２の装置。
【請求項３５】
蒸気滅菌システムで過熱蒸気を使用して医療用または歯科用器具を乾燥させる方法であって、この蒸気滅菌システムは、器具を収容するためのチャンバと、蒸気発生手段との接続のための少なくとも１つの入口と、前記チャンバから蒸発した水分を吐出するための排出手段とを有し、
前記蒸気発生手段によって発生された飽和蒸気を使用して器具を滅菌する工程と、
前記蒸気発生手段によって発生された過熱蒸気を使用して、前記チャンバ内の水分を蒸発させるようにして、器具を乾燥させる工程と、
前記排出手段を使用して、前記チャンバから蒸発した水分を吐出する工程とを具備する方法。
【請求項３６】
前記過熱蒸気を使用して器具を乾燥させる工程は、
前記少なくとも１つの入口を介して、前記チャンバ内に過熱蒸気を注入することと、
前記チャンバの前方部に向かって、前記入口から離れて下向きおよび上向きに、そして、前記チャンバの蓋に向かって上向きに、さらに、前記出口に向かって、前記チャンバの後方部に向かって後ろ側に蒸気を向けるように、蒸気デフレクタと有孔プレートとを使用することと、
前記チャンバ内に前記過熱蒸気を分配することとによって果される請求項３５の方法。
【請求項３７】
さらに、前記少なくとも１つの入口を介して、前記チャンバに空気を注入することによって、前記チャンバをフラッシングする工程を具備する請求項３５の方法。
【請求項３８】
前記チャンバをフラッシングする工程は、前記器具を乾燥させる工程の後に果される請求項３７の方法。
【請求項３９】
前記チャンバをフラッシングする工程は、前記器具を乾燥させる工程の間に始められる請求項３７の方法。
【請求項４０】
さらに、前記チャンバをフラッシングする工程の前に、空気を加熱する工程を含む請求項３７の方法。
【請求項４１】
さらに、前記器具を乾燥する工程のために、前記過熱蒸気を発生させる前に、過熱蒸気ヒータを予加熱する工程を具備する請求項３５の方法。
【請求項４２】
前記分配手段は、前記チャンバの底部に近い前記チャンバ内に置かれるように構成された有孔プレートと、蒸気デフレクタ手段とを有し、
前記蒸気デフレクタ手段は、前記有孔プレートの下に、前記チャンバの前方壁に向かって前記入口から離れて前に、前記チャンバの底部に下向きに、入ってくる蒸気を向けるように、前記入口に連通するように配置されている請求項１の装置。
【請求項４３】
前記有孔プレートは、一連の複数の開口を有する請求項４２の装置。
【請求項４４】
前記デフレクタプレートは、一連の複数の開口を有する請求項４２の装置。
【請求項４５】
使用の際、前記有孔プレートは、このプレートが前記チャンバの後方壁の近くに配置されたとき、前記有孔プレートと前記チャンバの後方壁との間にギャップがあるように、サイズが設定されている請求項４２の装置。
【請求項４６】
前記有孔プレートは、前記チャンバ内に配置されたとき、前記プレートと前記デフレクタとの間に間隔が生じるように、前記デフレクタと前記底部との間の間隔よりも長い間隔だけ、前記チャンバの前記底部から離間されている請求項４２の装置。
【請求項４７】
前記分配手段は、前記チャンバの底部に近い前記チャンバ内に配置されるように構成された有孔プレートと、蒸気デフレクタ手段とを有し、
前記蒸気デフレクタ手段は、前記有孔プレートの下に、前記チャンバの前方壁に向かって前記入口から離れて前に、前記チャンバの前記底部に下向きに、入ってくる蒸気を向けるように、前記入口に連通するように配置されている請求項２２の装置。
【請求項４８】
前記有孔プレートは、一連の複数の開口を有する請求項４７の装置。
【請求項４９】
前記デフレクタプレートは、一連の複数の開口を有する請求項４７の装置。
【請求項５０】
使用の際、前記有孔プレートは、このプレートが前記チャンバの後方壁の近くに配置されたとき、前記有孔プレートと前記チャンバの前方壁との間にギャップがあるように、サイズが設定されている請求項４７の装置。
【請求項５１】
前記有孔プレートは、前記チャンバ内に配置されたとき、前記プレートと前記デフレクタとの間に間隔が生じるように、前記デフレクタと前記底部との間の間隔よりも大きな間隔だけ、前記チャンバの前記底部から離間されている請求項４７の装置。
【請求項５２】
前記出口は、内側プローブ空間を規定するように、同心に配置され、かつ互いに封止するように分離された内側プローブおよび外側プローブを有する請求項２の装置。
【請求項５３】
前記内側プローブ空間は、第１の排出バルブに接続され、前記内側口は、第２の排出バルブに接続されている請求項５２の装置。
【請求項５４】
さらに、前記出口は、前記内側プローブ空間から前記内側口を封止して分離するための排出ダクトを有する請求項２の装置。
【請求項５５】
前記出口は、内側プローブ空間を規定するように、同心に配置され、かつ互いに封止するように分離された内側プローブおよび外側プローブを有する請求項２３の装置。
【請求項５６】
前記内側プローブ空間は、第１の排出バルブに接続され、前記内側口は、第２の排出バルブに接続されている請求項５５の装置。
【請求項５７】
さらに、前記出口は、前記内側プローブ空間から前記内側口を封止して分離するための排出ダクトを有する請求項２３の装置。
【請求項５８】
前記内側プローブは、前記チャンバの挿入および着脱の間、損傷から温度センサを保護するように、この温度センサを囲んでいる請求項５２の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過熱蒸気を使用して医療用または歯科用器具等を乾燥させるための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気が、この蒸気圧に対する沸点より高い温度に加熱されると、この蒸気は、過熱蒸気となる。過熱蒸気は、この過熱蒸気の含水量により、空気よりも高い熱容量を有し、それ故、乾燥される器具に多くの熱エネルギーを伝達することが、従って、より効率的に水分を蒸発させることが可能である。過熱蒸気のこのような特性は、食品および製紙産業を含む多くの産業で利用されている。
【０００３】
医療用または歯科用器具等を滅菌するために使用される既知の蒸気滅菌プロセスでは、プロセスが直ちに使用されない限り、器具が滅菌された後に器具を乾燥させなければならない。（熱した、または室温の）空気が、この乾燥工程を行うためにしばしば使用される。空気からの熱エネルギーは、器具の上の、または滅菌チャンバ内の残留水分を蒸発させるために、器具に伝達される。器具の上の残留水分は、器具に蓄えられた熱の放出によっても蒸発され、この場合、空気は、蒸発される水分を除去するキャリアとして機能する。器具が、包装されていたり、パウチに入っていたり、もしくは器具が水分を捕える形状を有していれば、乾燥に空気を使用しようすることは、特に効果的でない。特に、医療用および歯科用産業で代表的に使用されている滅菌パウチは、水分を保つ傾向にあり、このようなパウチの空気乾燥は、効果的でなく、時間の浪費である可能性がある。
【０００４】
真空アシスト乾燥を含む既知の蒸気滅菌プロセスもいくつか存在する。真空アシスト乾燥では、凝縮液の沸点を下げ、チャンバ内に急速な蒸発を生じるように、真空を引き込むことによってチャンバ内の圧力が下げられる。このプロセスは、加熱手段に加えて真空ポンプを必要とする。このような真空ポンプは高価であり、動作のための漏れ防止システムを必要とする。
【０００５】
米国特許第６，０２６，５８８号は、ディスクドライブメディア、フラットパネルディスプレイ等を含む複数の部分から水分を正確に除去するための過熱蒸気乾燥システムを開示している。このシステムは、複数の部分から水分および他の汚染物質を除去するために、イソプロピルアルコールのような溶剤を煮沸させ、凝縮させる。複数の部分が液体溶剤で処理された後、過熱蒸気に晒される。過熱蒸気からの熱が複数の部分に伝達されるのに従って、残りの液体溶剤も蒸発される。複数の部分は、液体溶剤の供給部に浸され、この液体溶剤の供給部から取り除かれることができるように、移動式のトレイ、またはホックから吊るされることによって、支持される。複数の部分は、いわゆる「蒸気ゾーン」を通って移動することによって、過熱蒸気に晒される。このような形式のシステムは、サイズおよび速度の必要性に関して、医療用／歯科用滅菌の産業に十分に適していない。
【０００６】
医療用／歯科用滅菌の分野で、多くの先行特許が、滅菌のための過熱蒸気の使用を開示している。米国特許第１，９０２，６２５号（Dunham）は、蒸気滅菌器を開示しており、この蒸気滅菌器では、過熱蒸気は、器具を滅菌するための複数の拡張ノズルを介して、滅菌チャンバ内に与えられる。また、米国特許第１，３７７，７２５号（Pentz）も、蒸気滅菌器を開示しており、この蒸気滅菌器では、「沸点よりも高い」温度で、蒸気が、滅菌チャンバの壁の複数の開口を介して、滅菌チャンバ内に与えられる。滅菌が完了した後、過熱蒸気が冷却されるのに従って、この過熱蒸気は器具の表面に凝縮するであろう。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の実施の形態は、過熱蒸気を使用して医療用または歯科用器具等を乾燥させるための装置と、過熱蒸気を使用してこのような器具を乾燥させるための方法と、飽和蒸気を使用して器具を滅菌し、過熱蒸気を使用してこのような器具を乾燥させるためのシステムとを提供する。器具チャンバ内に過熱蒸気を分配することによって、パウチに入った／包装された器具と包装されていない器具との両方を含む多くの異なる形式の装填物（load）が、素早くかつ効率的に乾燥されることができる。過熱蒸気を使用して器具を乾燥させるために必要な時間は、空気を使用して器具を乾燥させるのに必要な時間よりも短い。なぜならば、過熱蒸気は空気よりも高い熱容量を有し、それ故、残留水分を蒸発させるために多くの熱量を伝達することができるからである。カセット式滅菌器またはオートクレーブの場合には、過熱蒸気を使用した乾燥時間は、通常の加熱圧縮空気に対して７５％程度短くなることが見出された。
【０００８】
本発明の一実施の形態に係われば、過熱蒸気を使用して器具を乾燥させるための装置が提供される。この装置は、器具を収容するためのチャンバと、蒸気発生手段と、分配手段と、排出手段とを有する。前記チャンバは、少なくとも１つの入口を有する。前記蒸気発生手段は、過熱蒸気を発生させる。前記分配手段は、前記少なくとも１つの入口に接続され、前記蒸気発生手段から、前記入口を通って、前記チャンバ内に過熱蒸気を分配する。前記排出手段は、前記チャンバから蒸発した水分を吐出する。
【０００９】
本発明のさらなる実施の形態に係われば、飽和蒸気を使用して医療用または歯科用器具を滅菌するための蒸気滅菌システムで、過熱蒸気を使用して器具を乾燥させるための装置が提供される。この装置は、器具を収容するためのチャンバと、蒸気発生手段と、分配手段と、排出手段とを有する。前記チャンバは、少なくとも１つの入口を有する。前記蒸気発生手段は、過熱蒸気を発生させる。前記分配手段は、前記少なくとも１つの入口に接続され、前記蒸気発生手段から、前記入口を通って、前記チャンバ内に過熱蒸気を分配する。前記排出手段は、前記チャンバから蒸発した水分を吐出する。
【００１０】
本発明のさらなる他の実施の形態に係われば、蒸気滅菌システムで過熱蒸気を使用して医療用または歯科用器具を乾燥させる方法が提供される。この蒸気滅菌システムは、器具を収容するためのチャンバと、蒸気発生手段への接続のための少なくとも１つの入口と、前記チャンバから蒸発した水分を吐出するための排出手段とを有する。この方法は、前記蒸気発生手段によって発生された飽和蒸気を使用して器具を滅菌する工程と、前記チャンバ内の水分を蒸発させるために、前記蒸気発生手段によって発生された過熱蒸気を使用して器具を乾燥させる工程と、前記排出手段を使用して前記チャンバから蒸発した水分を吐出する工程とを含む。
【００１１】
上述の、および他の本発明の効果は、以下の詳細な説明および図面を参照することによって明らかになるであろう。本発明は、図示される実施の形態を組み合わせて説明されるが、以下の説明が本発明をこのような実施の形態に限定することを意図したものではないことは、自明であろう。むしろ、このような実施の形態は、代わりの実施の形態、変更および同様のものをカバーすることを意図しており、請求項によって規定される本発明の意図および範囲内に、このような実施の形態が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態に係わるチャンバの斜視図である。
【図２】図２は、図１のチャンバのトレイおよびマニホルドアセンブリの、上から見た概略的な分解斜視図である。
【図３】図３は、図２並びに図１のトレイおよびマニホルドアセンブリの、下から見た概略的な分解斜視図である。
【図４】図４は、図１ないし図３のマニホルドアセンブリの上部マニホルドプレートの底面図である。
【図５】図５は、図４の上部マニホルドプレートの５−５線に沿った断面図である。
【図６】図６は、代わりの上部マニホルドプレートの底面図である。
【図７】図７は、他の代わりの上部マニホルドプレートの底面図である。
【図８】図８は、さらなる他の代わりのマニホルドプレートの底面図である。
【図９】図９は、乾燥ラックの斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施の形態に係わる蒸気滅菌および過熱蒸気乾燥システムの斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０のシステムのブロック図である。
【図１２ａ】図１２ａは、本発明のさらなる実施の形態の斜視図である。
【図１２ｂ】図１２ｂは、本発明のさらなる実施の形態の斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明のトレイおよび分配手段の分解斜視図である。
【図１４ａ】図１４ａは、有孔プレートの斜視図である。
【図１４ｂ】図１４ｂは、有孔プレートの斜視図である。
【図１５ａ】図１５ａは、蒸気デフレクタの斜視図である。
【図１５ｂ】図１５ｂは、蒸気デフレクタの斜視図である。
【図１６】図１６は、図１３に示される分配手段を組み込んだチャンバの側断面図である。
【図１７】図１７は、図１３の実施の形態を部分的に切断した側断面図である。
【図１８ａ】図１８ａは、カバーと、カセットと、入口および出口プローブを示す取り除かれたアーマチュアとを有するカセット式滅菌器の斜視図である。
【図１８ｂ】図１８ｂは、出口プローブの一実施の形態を詳細に示す、図１８ａの詳細な部分の斜視図である。
【図１９】図１９は、図１８ｂの出口プローブアセンブリの断面図である。
【図２０】図２０は、入口および出口プローブアセンブリの断面図である。
【図２１】図２１は、凝縮液経路および過熱蒸気経路を示す、出口プローブアセンブリの断面図である。
【図２２】図２２は、カセットおよび排出ダクトを有する出口プローブアセンブリを示す、垂直方向の断面図である。
【図２３】図２３は、排出ダクトを通る凝縮液経路を示す、出口プローブアセンブリの詳細な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の説明では、図面中の同様の構成部材は、同一の参照符号を付されている。
【００１４】
図１は、過熱蒸気を使用して医療用または歯科用器具等を乾燥させるための装置１０を示している。この装置１０は、器具（図示されていない）を収容するためのチャンバ１２を有する。このチャンバ１２は、チャンバ１２を蒸気発生手段１６（図１には示されていない）に接続するための１つの入口１４（または複数の入口）を有し、この入口１４は、蒸気発生手段１６からチャンバ１２へと過熱蒸気を移動させる。装置１０は、さらに、チャンバ１２内に過熱蒸気を分配するために入口１４に接続された分配手段１８と、チャンバ１２から蒸発した水分を除去するための排出手段２６とを有する。この排出手段２６は、図１に示されるように、出口２０を有することができる（出口２０は、図１１に詳細に示される）。
【００１５】
前記チャンバ１２は、図１ないし図３に示されるように、カセットであることができるが、器具を保持するために適切な他の形態のチャンバが使用されても良いことが、当業者によって理解されるであろう。図１ないし図３に示されたチャンバ１２は、トレイ２２と、このトレイ２２を覆い、かつ封止するための蓋２４とを有する。
【００１６】
滅菌プロセスの最後で、前記チャンバ１２内の温度のいかなる残留水分も、落下し、水分は、器具に凝縮する傾向を有する。チャンバ１２内の過熱蒸気を分配することによって、器具に凝縮している水分は、再蒸発されるであろう。そして、この再蒸発した水分は、前記出口２０から流出することができる。
【００１７】
前記チャンバ１２に収容される器具は、蒸発滅菌プロセスを使用して滅菌される器具、器具洗浄器を使用して洗浄される器具、器具消毒器を使用して消毒される器具、または他の湿った器具であることができる。チャンバ１２は、以下で詳細に説明されるように、蒸気滅菌プロセス中も使用されることができる。同様に、このチャンバ１２は、洗浄プロセス中と消毒プロセス中との少なくとも一方で使用されることができる。
【００１８】
前記分配手段１８は、点源ディフューザのように、チャンバ１２内に過熱蒸気を分配するために適した手段であることができる。図２並びに図３を参照して、この分配手段１８は、複数の互いに接続された導管３６に接続された複数の分配蒸気口３４を有するマニホルドアセンブリ３２であることができる。これら互いに接続された導管３６は、マニホルド口３８を介して、前記入口１４に接続されている。図示されるように、この入口１４は、チャンバ１２内の開口４０によって前記マニホルド口３８に接続されている。前記出口２０は、チャンバ１２内の開口４１によってチャンバ１２に接続されている。ナット４２と他の適切な接続部材との少なくとも一方が、前記入口１４と前記マニホルド口３８とを接続するために使用されることができる。前記マニホルドアセンブリ３２は、前記トレイ２２の底部に、またはチャンバ１２の適切な部分に位置されることができる。
【００１９】
前記チャンバ１２内の分配手段１８を使用して過熱蒸気を分配することによって、多くの器具に対する乾燥時間が、かなり減少され得ることが注意されなければならない。例えば、カセット式滅菌器での負荷試験では、乾燥時間が、分配手段１８を使用しない場合の乾燥時間と比較して、少なくとも３３％減少されることが評価されている。当業者は、これら試験結果から、全乾燥時間が変化することが理解できるであろう。チャンバ１２内に過熱蒸気を分配するために、分配手段１８を使用することなく、チャンバ１２内の完全な乾燥を行うことは、非常に難しい。なぜならば、蒸発された水分は、チャンバ１２が冷却するのに従って、周辺への熱損失により再凝縮されるからである。再凝縮を防ぐために、追加熱が入口１４を介してチャンバ１２に加えられることができない。なぜならば、このチャンバ１２は、以下で詳細に説明されるように、装填物によって与えられる可能な最大温度より低く保たれなければならないからである。さらに、カセット式滅菌器は、通常、乾燥が完了する前に再凝縮を防ぐために使用されることが可能な、カセットの周りの付加的なヒータ（例えばバンドヒータ）を備えていない。
【００２０】
前記複数の互いに接続された導管３６は、複数の互いに接続されたチューブであることができる。これら互いに接続されたチューブは、金属、シリコン、テフロン（登録商標）または他の適切な材料で形成され得る。代わって、これら互いに接続された導管３６は、図２並びに図３に示されるように、複数の互いに接続されたチャネルであっても良い。
【００２１】
前記マニホルドアセンブリ３２は、上部マニホルドプレート４４と、底部マニホルドプレート４６と、上部マニホルドプレート４４と底部マニホルドプレート４６との間に配置された平面ガスケット４８とを有することができる。図３に示されるように、前記複数の蒸気口３４が、上部マニホルドプレート４４の上面５０に分布されている。また、これら蒸気口３４は、上部マニホルドプレート４４の底面５４の上の複数のグルーブ５２に接続されている。前記平面ガスケット４８も、上部マニホルドプレート４４のグルーブ５２に対応する複数のグルーブ５６を有する。この平面ガスケット４８は、上部マニホルドプレート４４の底面５４の上の前記複数のグルーブ５２と互いに連結されることによって前記複数の互いに接続された導管３６を形成するように、上部マニホルドプレート４４の底面５４に接触して封止するように配置されている。これら互いに接続された導管３６は、前記マニホルド口３８に接続されている。
【００２２】
前記上部マニホルドプレート４４および底部マニホルドプレート４６は、高温熱可塑性プラスチックにより形成されることができる。前記平面ガスケット４８は、シリコンゴムにより形成されることができる。他の適切な材料が使用されても良いことが、当業者によって理解されるであろう。
【００２３】
代わって、前記マニホルドアセンブリ３２は、平面ガスケット４８なしで、上部マニホルドプレート４４と、底部マニホルドプレート４６とを有することができる。複数のグルーブ５２が、上部マニホルドプレート４４および底部マニホルドプレート４６の一方または両方に設けられることができる。これら上部マニホルドプレート４４および底部マニホルドプレート４６は、前記複数の互いに接続された導管３６を形成するように、互いに封止されることができる。このシーリングは、これらプレートの接触面の間の超音波スポット溶接と、これらプレートの接触面の間のシーリング材料の置換との少なくとも一方によって果されることができる。
【００２４】
均一に湿った装填物に対して、全ての装填物が同時に乾燥状態に達するとき、最も効率的な乾燥が起こる。従って、均一に分布された装填物に対して、前記複数の蒸気口３４は、好ましくはチャンバ１２内に均一に分布されている。もちろん、チャンバ１２は、これら蒸気口３４の配置を装填物の形状に合わせることによって、チャンバ１２内に必ずしも均一に分布される必要がない所定の装填物として構成されても良いことが理解されるであろう。
【００２５】
全体的にランダムに配置された装填物を同時に乾燥させるために、乾燥プロセス中、均一な熱出力が、過熱蒸気によってこのチャンバ全体に亘って運ばれなければならない。熱出力は、温度と過熱蒸気の質量流量との両方の関数である。過熱蒸気が前記入口１４から離れて移動するのに従って、前記チャンバ１２の前方部６８に運ばれた蒸気は、このチャンバの後方部７０に運ばれた蒸気よりも冷たいので、必然的に熱エネルギーが損失する。また、熱エネルギーは、チャンバ１２の外面７２によっても損失されるであろう。これら影響は、チャンバ１２の前方部６８に位置された蒸気口３４と、チャンバ１２の外面の近くに位置された蒸気口３４とによって、質量流量を増加させることにより補正されることができる。質量流量は、前記複数の互いに接続された導管３６のサイズを増加させることと、前記複数の蒸気口３４の直径を増加させることとの少なくとも一方によって、増加されることができる。
【００２６】
熱エネルギーが、過熱蒸気から器具の装填物および前記チャンバ１２に移動されると、この過熱蒸気自体が冷却され、飽和状態に達する。蒸気の温度が、チャンバの所定の圧力で飽和蒸気曲線より下に下がると、蒸気は、液体の水に戻るように凝縮し始める。これは非常に好ましくないことである。なぜならば、このような凝縮は、器具の装填物およびチャンバ１２を再び湿らせてしまうからである。過熱蒸気が再凝縮するのを避けるために、熱出力は、チャンバの所定の圧力に対する飽和蒸気曲線より上の、チャンバの最小温度を維持するようにして分配されなければならない。これは、チャンバ１２の内部空間に向かって前記複数の蒸気口３４のいくつかの位置を傾け、器具の装填物に向かって残りの蒸気口３４を配置することによって、果されることができる。
【００２７】
好ましくは、前記チャンバ内部の最も温度の低い点に位置された任意の温度センサが、このサイクルの完全な乾燥状態の至る所で得られるチャンバの最小温度を確実にするように、チャンバの温度を監視するために使用されることができる。任意の温度センサは、最終的な乾燥状態を示すように、乾燥インジケータとして使用されることもできる。器具の装填物およびチャンバ１２の凝縮液が蒸発されるのに従って、少ない熱エネルギーが、必要とされる。なぜならば、水分の蒸発の潜熱を克服する必要がないからである。これは、チャンバの温度の増加を生じ、前記温度センサによって検出されることができる。任意の温度センサは、滅菌プロセス中、蒸気の温度を監視するために使用されるチャンバの温度センサでもあり得ることも、理解される。
【００２８】
図４ないし図８を参照して説明されるように、適切な数の導管および蒸気口の配置が考えられ得る。これら配置は例であり、本発明の実施の形態では、適切な数の蒸気口および導管の配置を有し得ることが理解されるであろう。
【００２９】
図４並びに図５は、図２並びに図３に示されるマニホルドアセンブリ３２の上部マニホルドプレート４４を示している。複数のグルーブ５２が、このマニホルド全体に亘って相対的に一定の質量流量を維持するために、過熱蒸気の入口から離れて分岐するのに従って、複数のグルーブ５２のサイズは、次第に小さくなる。これらグルーブ５２は、哺乳類の肺の気管支のフラクタルな分岐構造と同様のフラクタルな分岐構造で配置されている。また、これら配置は、逆圧を最小にするために、蒸気のターンの鋭さを最小にするように構成されている。これらグルーブ５２は、図示されるように、前記マニホルド口３８に接続されている。
【００３０】
図６は、代わりの上部マニホルドプレート８０を示しており、複数のグルーブ８２が、製造が容易なように、図４に示される配置よりも幾分簡単なフラクタルな分岐構造で配置されている。これらグルーブ８２は、図示されるように、前記マニホルド口３８に接続されている。
【００３１】
図７は、複数の導管３６の他の代わりの形態を示しており、複数のチューブ８６が、４つの脚部８８と、橋部９０と、入口部９２とを有するＨ形状で配置されている。複数の蒸気口３４が、前記４つの脚部８８に沿って分布されることができる。チャンバ１２の前記入口１４は、口９４に接続された前記入口部９２を介して前記橋部９０に接続されることができる。この配置は、各脚部８８が同じ長さであるように、対称的な蒸気の分配を与えるように設計されている。前記複数の蒸気口３４は、蒸気口の位置での過熱蒸気の温度の増加を補正するために、最も遠い蒸気口３４により多く流れることが可能となるように、前記複数の蒸気口が、入口に近い蒸気口３４よりも大きな直径を有する入口から最も遠い蒸気口３４を有するように設計されることができる。従って、チャンバ１２の至る所で均一な熱出力の伝達を維持する。
【００３２】
図８は、さらなる他の代わりのマニホルドプレート１００を示しており、複数のグルーブ１０２が、８つの脚部１０４と、橋部１０６と、入口部１０８とを有する二重Ｈ形状で配置されている。複数の蒸気口３４は、前記８つの脚部１０４に沿って分布されることができる。チャンバ１２の前記入口１４は、マニホルド口３８に接続された前記入口部１０８を介して前記橋部１０６に接続されることができる。この配置は、チャンバ１２全体に亘って好ましい適用範囲を与えるように設計されている。上述ように、前記複数の蒸気口３４の直径が、チャンバ１２の至る所で均一な熱出力の分配を得るために、過熱蒸気の流れおよび温度を保つように調節されることができる。さらに、複数の導管３６の複合的なＨ形状の配置が考えられ得ることが注意されなければならない。
【００３３】
図９を参照して、チャンバ１２は、チャンバ１２内の器具を支持し配置するための有孔乾燥ラック１３０を受けるように構成されることができる。例えば、器具を含む複数のパウチ１３２が、この有孔乾燥ラック１３０に置かれることによって、チャンバ１２内に整然と配置されることができる。この有孔乾燥ラック１３０は、好ましくはアルミニウムのような金属でできており、滅菌プロセス中、素早く熱エネルギーを収容し、滅菌プロセスの後、周辺の器具に素早く熱を放出する。この有孔乾燥ラック１３０内の複数の孔は、乾燥中、過熱蒸気が、前記マニホルドから有孔乾燥ラック１３０を通って装填物に達することを可能にする。図９に示される有孔乾燥ラック１３０の効果は、パウチに入った装填物に支持を与え、一方、過熱蒸気が、固体ラックよりも効果的に複数の孔を通って装填物を乾燥させることを可能にする、ということである。さらに、このラックの少ない熱質量が、急速な滅菌サイクルに変換される。しかし、この有孔乾燥ラック１３０は一例に過ぎず、チャンバ１２は、いかなる適切な乾燥ラックをも構成し得ることが理解されるであろう。さらに、単一の部分に夫々の機能を組み合わせるように、過熱蒸気分配導管またはプレートの構成が、有孔乾燥ラックに組み込まれ得ることが考慮されなければならない。これは、図１２ないし図１７に示される本発明の実施の形態を参照して、以下で詳細に説明される。
【００３４】
装置１０は、独立して使用される、もしくは、本出願人の係属中のＰＣＴ出願ＷＯ００／５９５５３に開示されるように、飽和蒸気を使用して医療用または歯科用器具等を滅菌するための蒸気滅菌システムに組み込まれることができる。この出願の内容は、参照としてここに含まれる。同様に、装置１０は、当業者にとって理解可能であるように、医療用および歯科用産業で使用されるような洗浄システムおよび洗浄／殺菌システムに組み込まれることができる。例えば、洗浄システムでは、洗浄チャンバはチャンバ１２であることができる。
【００３５】
図１０は、蒸気滅菌および過熱蒸気乾燥システム１４０を示している。図１１は、図１０の蒸気滅菌および過熱蒸気乾燥システム１４０のブロック図である。蒸気滅菌および過熱蒸気乾燥システム１４０は、まず、飽和蒸気を使用して器具を滅菌することができ、次に、過熱蒸気を使用して器具を乾燥させることができる。また、この蒸気滅菌および過熱蒸気乾燥システム１４０は、当業者にとって理解可能であるように、調整プロセス、加圧プロセスおよび空気除去プロセスのような他のプロセスを行うこともできる。
【００３６】
蒸気発生手段１６は、蒸気発生器１４２と、過熱蒸気ヒータ１４４とを有することができる。蒸気発生器１４２は、滅菌に適した飽和蒸気を発生し、本出願人の係属中のカナダ出願第２，４８１，６３５号に記載されたボイラのようなボイラであることができる。この出願の内容は、参照としてここに含まれる。水分は、水分タンク１４８から供給され、水分ポンプ１４６によって前記蒸気発生器に注入される。必要に応じて、排水管１７８が、このシステム１４０から水分を排出するために設けられることができる。
【００３７】
前記過熱蒸気ヒータ１４４は、チューブラヒータまたはカートリッジヒータのような適切なヒータであることができる。過熱蒸気の動作温度は、装填物の乾燥の必要性および温度の制限に依存していることが理解されるであろう。この過熱蒸気ヒータ１４４は、制御入力として使用され得る熱電対のような温度センサ１５０に接続されることができる。また、この過熱蒸気ヒータ１４４は、他の制御入力として使用され得る熱電対のような温度センサ１５２にも接続されることができる。
【００３８】
滅菌プロセスの間、飽和蒸気が、前記蒸気発生器１４２により発生され、第１の入口１６０を介してチャンバ１２内に向けられる。乾燥プロセスの間、過熱蒸気は、蒸気発生器１４２により発生された飽和蒸気のさらなる加熱によって、過熱蒸気ヒータ１４４により発生される。そして、この蒸気は、第２の入口１４（上述）を介して、チャンバ１２内の分配手段１８に注入される。方向バルブ１６２が、前記蒸気発生器１４２から前記第１の入口１６０へと、または前記蒸気発生器１４２から前記過熱蒸気ヒータ１４４を介して前記第２の入口１４へと、蒸気を選択的に向けるように与えられることができる。この方向バルブ１６２は、３方向バルブであることができる。
【００３９】
「過熱蒸気」という用語が、水分の沸点より上の温度を有する蒸気を含む一方、図示された本発明の実施の形態では、過熱蒸気は、製造業者によって特定されるような器具の許容最大温度を超えない温度で、前記複数の蒸気口３４に達するであろう。特定の材料の許容最大温度を超えることは、熱損傷を生じる可能性がある。過熱蒸気の温度の注意深い制御は、温度が滅菌の最大温度を超えて上昇しないように、チャンバ１２内を大気圧に近い圧力に保つことによって果されることができる。
【００４０】
チャンバ内の圧力が、水の沸点を下げるように、できるだけ低いとき、最も効率的な過熱蒸気の条件が発生する。例えば、チャンバ内の圧力をできるだけ大気圧に近く保つことによって、チャンバ１２内の水分を蒸発させるために必要なエネルギーが減少される。この結果、最終的には、より効率のよい過熱蒸気の使用と、より速い乾燥、または装填物に対してより安全な、低温での同等の速い乾燥となる。装置１０は、チャンバ１２内に真空条件を与えるように制御されることができ、従って、水のより低い沸点を与え、それ故、同じ蒸気温度に対してより早い過熱蒸気乾燥を与える。
【００４１】
図１１に示されるように、排出手段２６は、さらに、通常は閉じた排出バルブ１１８を有する。この排出バルブ１１８は、出口２０に接続されており、蒸発した水分がチャンバ１２から吐出されるとき、開かれる。少なくとも１つの出口と、少なくとも１つの対応する排出バルブとが、設けられることができる。例えば、図１１に示されるように、２つの出口２０，１２０と、夫々対応する排出バルブ１１８，１２２が、排出バルブ１１８，１２２の一方または両方を選択的に開くことによって、低排出率または高排出率で吐出するように設けられることができる。前記排出バルブ１１８，１２２の少なくとも一方が開かれると、対応する前記出口２０，１２０が開かれることができる。代わって、チャンバ１２が滅菌システムに挿入されるのに従って、前記出口２０，１２０の少なくとも一方が開かれることができる。同様に、チャンバ１２が滅菌システムに挿入されるのに従って、前記入口の少なくとも一方が開かれることができる。
【００４２】
前記排出手段２６は、さらに、少なくとも１つの水分除去手段２８を有することができる。前記水分除去手段２８は、チャンバ１２内の圧力を下げるように制御可能な真空ポンプ、または熱交換器であることができる。上述のように、チャンバ１２内の圧力を下げることは、カセット内の水分の蒸発のために水の沸点を下げることである。もちろん、水分除去手段２８は、真空ポンプや熱交換器に限定されず、当業者にとって理解されるような、チャンバ１２から水分を除去するための適切な手段を含むことを意図していることが理解されるであろう。同様に、前記水分除去手段２８は、前記出口１２０と排出バルブ１２２との間に配置されており、水分除去手段２８は、出口２０と排出バルブ１１８との間に、またはシステム１４０内の他の適切な位置に配置され得ることが理解されるであろう。また、少なくとも１つの水分除去手段２８が、与えられても良い。チャンバ１２から排出される蒸発した水分は、冷却され、複数の凝縮器１７６に集められることができる。
【００４３】
様々な付加的な、複数の温度および圧力センサ１６６が、蒸気発生手段１６、少なくとも一方の排出バルブ１１８，１２２、および方向バルブ１６２を監視しかつ制御するために、上記滅菌システムで用いられることができる。これらセンサ１６６は、産業界の標準規格に合わせた蒸気滅菌システムで必要である。これらセンサ１６６の形態は、世界の異なる地域で産業界の標準規格に適するように構成されることができる。例えば、欧州の標準規格は、北米の標準企画と異なり得る。滅菌の標準規格によって必要とされる同じセンサは、加熱蒸気乾燥プロセスを制御するために使用されることができると考えられる。
【００４４】
装置１０は、大きさを変えることができ、コンパクトなカセット式蒸気滅菌システムと大きな医療用オートクレーブやトンネル洗浄器のような、比較的大きな蒸気滅菌システムとの両方に適用されることができることが注意されなければならない。
【００４５】
蒸気滅菌システム１４０で過熱蒸気を使用して医療用または歯科用器具を乾燥させるための方法が、説明される。まず、複数の器具が、前記蒸気滅菌手段１６により発生された飽和蒸気を使用して滅菌されることができる。次に、これら器具が、チャンバ１２内の水分を蒸発させるために、前記蒸気発生手段１６により発生された過熱蒸気を使用して乾燥されることができる。乾燥工程中と後との少なくとも一方の間、蒸発した水分は、前記排出手段２６を使用して、チャンバ１２から排出される。
【００４６】
さらに、過熱蒸気乾燥の間、過熱蒸気と加熱圧縮空気との少なくとも一方を送ることは、本方法の効率を改良する。パウチに入った、または包装された装填物に関して、パウチ内の器具の上の液体水分が蒸発すると、包装またはパウチの内部の蒸気は、装填物の温度がサイクルの終わる所に下がる前に、吐出されなければならない。さもなければ、この蒸気は、再凝縮し、装填物や紙または包装を濡らしてしまう。しかし、紙または包装は、低浸水性であり、パウチまたは包装の内部とカセットの内面との間の流れは、最小である。パウチまたは包装の内部とカセットとの間の気体の交換を高めるように、排出バルブは、カセット内で圧力の変動を生じるように、代わりに開閉されることができる。これは、パウチを萎ませ、再び膨らませることを繰り返す効果を有し、このプロセスでの紙または包装による気体の移動を促進する。しかし、カセット内の圧力を増加させることは、過熱蒸気の利用可能なエンタルピーを減少させ、水分の収容量を減少させる。
【００４７】
器具の乾燥中と器具の乾燥が完了した後との少なくとも一方で、チャンバ１２は、前記出口２０，１２０の少なくとも一方を介してチャンバ１２から残留水分を排出するために、前記入口１６０を介してチャンバ１２へと空気を注入することによって、空気を流れさせる（空気フラッシング）ことができる。この空気フラッシングは、装填物のサイズおよび特性、他のファクタに応じて、数分続き得る。チャンバ１２は、蒸発した水分を排出させるように、例えば短い継続時間の空気パルスを導入することによって流されることができる。
【００４８】
空気フラッシングが行われる場合には、水分除去手段は必要ではないことが注意されなければならない。もちろん、上述の空気フラッシングを使用した水分除去および水分除去手段２８を使用した水分除去が、単独で、または組み合わせて使用されても良い。
【００４９】
この空気フラッシング工程は、上述のように、チャンバ１２内の圧力が大気圧に近く保たれる場合に特に重要である。なぜならば、このような圧力は、少なくとも一方の前記出口２０，１２０および少なくとも一方の排出バルブ１１８，１２２が開かれたとき、チャンバ１２の外部に蒸発した水分を効率的に出すのに十分な圧力でなく、チャンバ１２が、乾燥サイクルの最後に開かれたり冷却されたりし得ると、チャンバ１２内および装填物の上で再凝縮が生じるからである。熱気が、チャンバ１２の冷却を防ぐためのフラッシングに使用されることができるが、周辺の空気も、与えられた過熱蒸気を使用することができ、チャンバの温度は、凝縮点より十分上にある。
【００５０】
空気フラッシング工程のための空気は、圧縮器１６８から供給されることができる。この圧縮器１６８は、蒸気発生器（図示される）によって、またはチャンバ１２に注入される各導管を介して、空気を供給することができる。この圧縮器１６８に供給される周辺の空気は、プレフィルタ１７０によってフィルタにかけることができる。同様に、圧縮器から供給された空気は、フィルタ１７２によってフィルタにかけることができる。このフィルタ１７２は、空気フラッシング工程中の装填物の再汚染を避けるための微生物保持フィルタであることができる。この空気フラッシング工程は、残留蒸気を強制的に取り除くために、急速な蒸気凝縮による吸水力を生じるように、熱交換器または真空ポンプを使用して果されることができる。
【００５１】
滅菌の間、出口２０（第１の出口）および対応する排出バルブ１１８は、前記滅菌工程の間に開かれることができる。第２の出口１２０および対応する排出バルブ１２２は、乾燥および空気フラッシング工程の間、開かれることができる。
【００５２】
前記第１の出口２０に接続された排出バルブ１１８は、滅菌の間、チャンバ１２内の圧力を正確に制御するように、前記第２の出口１２０に接続された排出バルブ１２２よりも小さな開口を有することができる。前記第２の出口１２０に接続された前記排出バルブ１２２は、乾燥および空気フラッシングの間、チャンバ１２内の圧力を最も小さくし、チャンバ１２から空気および蒸発した水分が良く流れるのを確実にするように、大きな開口を有することができる。もちろん、単一の排出バルブが、滅菌、乾燥および空気フラッシングの排出の必要性を満たすように使用されることができる。
【００５３】
カセット式オートクレーブ内の過熱蒸気乾燥は、カセット式チャンバの内部の器具の装填物に熱エネルギーを与えるように、過熱蒸気の効果的な流入に頼っている。カセット式チャンバの内部に逆圧が生じるのを防ぐために、カセット式チャンバからの蒸気の排出は、同様に効果的である必要がある。このシステムで形成される逆圧を最小にするために、特定の排出バルブ１２２と大きな直径の出口１２０とが、このシステムの蒸気の排出の流れを最大にするように使用される。出口に着脱可能に接続された排出ダクトも、このシステムの質量流量を維持するために、出口の直径に対応した、遮るもののない開口を有しなければならない。
【００５４】
しかし、排出ダクト内に大きな開口を加えることは、排出ダクトに漏れを生じさせる可能性があり、代わって、排出ダクトの吸引力を失い、トレイの底部から凝縮液を除去することができない可能性がある。この問題を解決するために、２つの排出バルブの使用が考えられる。一方は、正確な圧力制御のために、小さな直径の出口に接続し、他方は、過熱蒸気の乾燥のために、大きな直径の出口に接続する。この単一の入口、二重の出口の機構は、カセット内に３つの口があることを意味し、シールおよびガスケットと同様に、起こり得る漏れの点を維持し、置き換える。
【００５５】
このように、装置の使用に適切な２つの排出バルブへの２つの分離接続部を有する同心出口プローブ３００の一実施の形態が、図１８ないし図２３に示される。この出口プローブ３００は、入口プローブ１６０に近いカセットのシャシ１３に装着されている。図１８ｂに示されるように、出口プローブ３００は、チャンバの熱電対３５０に収容され、適切な熱電対３５２に接続されている。
【００５６】
図１９並びに図２０に示されるように、内側プローブ３０２と外側プローブ３０４との間に形成された内側プローブ（interprobal）空間３０１が、チューブ３０５を介して第１の排出バルブ３０６と接続し、内側プローブ３０２が、チューブ３０７を介して第２の排出バルブ３０８と接続している。この内側プローブ３０２は、過熱蒸気乾燥状態の間、チャンバ１２の蒸気を排出する有効質量の流れを可能にする大きな断面積を有する。
【００５７】
前記内側プローブおよび外側プローブの間に形成された内側プローブ空間３０１は、内側プローブの開口から、封止するように分離されている。これは、滅菌状態中、前記第１の排出バルブ３０６が開かれたとき、チャンバ１２の底部から凝縮液を効果的に除去するように、排出ダクト３１０の底部の開口と第１の排出バルブ３０６との間に、単一の連続した経路を生じる。同時に、これは、過熱蒸気乾燥中、流れの量を促進するように、内側プローブ３０２を遮らない開口を与える。これら内側プローブおよび外側プローブは、排出ダクトシール３１２（図２３）によって封止可能なように分離されている。
【００５８】
前記内側プローブは、前記チャンバの熱電対３５０を完全に囲み、カセットの挿入の間に起こり得る損傷からこの熱電対を保護する。
【００５９】
使用の際、図２０ないし図２３に示されるように、２つの蒸気経路が規定される。蒸気経路３２０は、滅菌状態の間、凝縮液／蒸気の排出経路である。これは、また、乾燥状態の間、前記第１の排出バルブ３０６を介してカセットの底部から排出される凝縮液のための経路である。蒸気経路３２２は、過熱蒸気乾燥状態の間、前記第２の排出バルブ３０８を介した蒸気排出経路である。この第２の経路３２２は、滅菌状態の間、閉じられ、２つの経路は、両状態の間、互いに分離されている。
【００６０】
このように、同心プローブ構造は、カセットから１つの口を取り除き、起こり得る漏れの点、並びにカセット内に維持される必要があるシールおよびガスケットの数を減少させる。
【００６１】
方向バルブ１６２は、器具の滅菌工程のために、前記蒸気発生器１４２から第１の入口１６０へと、蒸気を選択的に向けるように動作されることができる。同様に、方向バルブ１６２は、器具の乾燥のために、前記蒸気発生器１４２から前記過熱蒸気ヒータ１４４を介して第２の入口１４へと、蒸気を選択的に向けるように動作されることができる。
【００６２】
前記過熱蒸気ヒータ１４４は、滅菌および乾燥プロセスの速度を速めるために、乾燥工程の前と、滅菌工程の前との少なくとも一方で、予備加熱されることができる。この予備加熱工程は、システム１４０の開始過程の一部として行われることができる。
【００６３】
上述のように、ここまで説明してきた装置、システムおよび方法は、パウチに入った／包装された器具または包装されていない（パウチに入っていない）器具の過熱蒸気乾燥に特に適している。医療用および歯科用産業で一般的に使用されている滅菌パウチは、プラスチックと紙、プラスチックのみおよび繊維滅菌包装との少なくとも１つにより形成されている。過熱蒸気乾燥は、パウチ材料が水分を保持する場合、非常に効果的である。
【００６４】
本発明のさらなる実施の形態が、上述のように、図１２ないし図１７に示されている。ここでは、分配手段１８は、カセット内に配置され、可能な最も効率的な方法でチャンバ内に過熱蒸気を分配するように、デフレクタプレートに接続されて動作する有孔プレートを有する。このプレートも、器具を、即ち滅菌され乾燥される装填物を支持するために使用されることができる。
【００６５】
図１２ａ並びに図１２ｂは、入口手段２０４と、排出手段２０６とを有し、有孔プレート２０８を組み込んだカセット２０２（上部は図示しない）として示されたチャンバ２００の斜視図を示している。このカセット２０２は、上述のように、出願人の滅菌システムで使用されるのと同様の構成である。
【００６６】
図１３は、この実施の形態の設計の構成部材の分解斜視図を示している。カセットトレイ２１０は、孔２１４，２１６を有する後方壁２１２を有する。このトレイは、通常の設計では、前方壁２１８、側壁２２０およびフロア面２２２を有する。
【００６７】
この実施の形態の分配手段１８は、前記トレイ２１０内に適合する蒸気デフレクタに沿って、有孔プレート２０８を組み込んでいる。前記孔２１４は、入口２２６および入口ナット２２８を有する入口手段２０４の部分として動作するように構成されている。前記孔２１６は、排出ダクト２３０、出口２３２および出口ナット２３４を有する排出手段２０６の部分として動作するように構成されている。この排出手段２０６は、上述のように、好ましくは同心出口プローブ３００を有することができる。
【００６８】
図１４ａ並びに図１４ｂは、前記有孔プレート２０８をより詳細に示している。このプレート２０８は、後面２４０と、一連の複数の支持部２４２ａと複数の開口２４２ｂとして示された前面２４２とを有する。前記プレート２０８の底部２４４は、この底部の長さに沿って両側に、かつこの底部２４４の平面から下向きに延びたフランジ２４６を有する。説明されるように、これらフランジは、前記プレート２０８と前記カセットフロア２２との間の空間に生じ、この空間は、前記後方壁２１２から前記カセット２０２の前方壁２１８に向かって、前記プレート２０８の下への蒸気の流れを可能にする。このプレート２０８が前記カセット２０２内に配置されると、プレート２０８の前面２４２とカセット２０２の前方壁２１８との間に規定される空間が存在するように、このプレート２０８は、後方壁２１２と前方壁２１８との間に規定されるような底部２２２の長さより長くないことが注意されなければならない。
【００６９】
前記プレート２０８の底部２４４には、一連の複数の孔、即ち複数の開口２４８がある。また、前記後面２４０は、後面の一部に一連の複数の開口２５０を有する。これら開口は、動作中、前記排出手段２０６の部分として動作するようにサイズが設定され位置決めされた排出開口である。
【００７０】
前記有孔プレート２０８が前記トレイ２１０の後方に誤って挿入されると、このプレート２０８の前面のタブが、有孔プレート２０８がトレイ２１０に嵌まり込むのを防ぐように、蒸気デフレクタ２２４の上部後面にぶつかり、カセットの蓋２９０が閉じるのを防ぎ、続いて滅菌剤がカセット２０２に挿入されるのを防ぐことができる。さらなる実施の形態の有孔プレート／蒸気デフレクタアセンブリは、構成部材が正確な向きで挿入されるのみならず、構成部材が全く挿入されなくても、動作を防ぐことを確実にする、という高度な誤差補正特性を有することができる。
【００７１】
前記有孔プレート２０８は、好ましくは熱伝導性材料でできている。ステンレス鋼が使用され、ステンレス鋼は、カセット２０２での耐久性、見かけの調和性により適しているが、アルミニウムのような他の材料が使用されても良い。このような材料は、比較的速い初期ウォームアップ機能を与えるように、従って、比較的早い滅菌サイクルと装填物への良い熱伝達を与えるように、必要な熱伝導性を与える。
【００７２】
図１５ａ並びに図１５ｂは、蒸気デフレクタ２２４をより詳細に示している。このデフレクタ２２４は、装着キー溝２６２を含む直立後方装着面２６０を有する。この装着面２６０は、装着面２６０から外部に広がったデフレクタ底部２６４を接しており、前記デフレクタ２２４の前端２６８に向かって、一連の複数の孔、即ち複数の開口２６６を有する。図示されるように、これら開口２６６は、前記デフレクタ底部２６４の部分にのみあるが、開口２６６の他の配置も可能であることが理解されるであろう。
【００７３】
前記デフレクタ２２４と前記入口手段２０４との間の境界が重要である。このデフレクタ２２４は、代表的には、前記トレイ２１０の定期的なクリーニングが可能なように着脱可能であるが、入口２２６は、点検のためにのみ着脱されるような入口ナット２２８で、前記後方壁２１２に着脱可能に装着される。この入口２２６は、前記入口プローブと前記カセットトレイ２１０との間の位置の許容できる変化を受けるように、２次元で流れることが可能である。効果的にするために、前記蒸気デフレクタ２２４は、前記トレイ２１０のフロア２２２に配置されなければならないが、誤差補正の理由から（即ち、常に正確に設置されていることを確実にするために）、前記入口２２６にも取着されなければならない。この入口２２６の可能な垂直方向への移動のために、入口２２６の突出部２２７は、前記デフレクタ２２４に、溝を付けられた装着キー溝２６２に係合される。この突出部２２７と前記キー溝２６２の下側部分との両方は、入口２２６の適切な向きを確実にするように、Ｄ形状である。これは、適切な向きを可能にし、トレイフロア２２に対してデフレクタ２２４を持ち上げることなく、入口２２６が効果的に上流に流したり下流に流したりすることを可能にする。
【００７４】
前記デフレクタ２２４も、前記底部２６４の側から下向きに延びた２つのフランジ２７０，２７２を有する。フランジ２７０は、デフレクタの底部２６４のほぼ全長さに延びた連続するフランジとして示されている。このフランジ２７０は、動作中、カセット２０２内に配置されたとき、デフレクタ２２４の排出側にあるように設計されている。また、前記フランジ２７２は、実際にはデフレクタの底部２６４の側の長さに沿って配置された一連の複数のタブ（２つのタブが図示されているが、２つに限定されない）である。これらタブ間の空間は、入ってくる蒸気のいくつかの出口となり、出口２３２に対向したカセットトレイ２１０の部分は、代表的には、冷点である。
【００７５】
前記フランジ２７０，２７２は、カセット２０２の前記前方壁２１８に向かって、デフレクタの下に過熱蒸気の流れを可能にするように、前記デフレクタ底部２６４とカセットフロア２２との間に空間を生じる。前記フランジ２７０，２７２は、使用の際、前記プレート２０８とデフレクタ２２４との間を分離することによって、プレート２０８の上で前記フランジ２４６よりも高くない。蒸気デフレクタ２２４から有孔プレート２０８への放射熱は、熱伝達の顕著なメカニズムである。従って、有孔プレート２０８の温度は、蒸気デフレクタ２２４の近さに非常に敏感であり、蒸気デフレクタ２２４と有孔プレート２０８との間の最小距離が維持されなければ、このプレート２０８と局所的な装填物は、許容最大温度の１３８℃を超えて加熱されるであろう。
【００７６】
図１６並びに図１７は、前記プレート２０８およびデフレクタ２２４を有するチャンバ２００内の蒸気の流れを示しており、図１７は、前記チャンバ２００内のパウチに入った装填物２８０を示している。
【００７７】
過熱蒸気は、前記入口２２６を通って前記カセット２０２に入り、前記フロア２２２に向かって下向きに、入口２２６と蒸気デフレクタの後方装着面２６０とに向けられる。そして、カセット２０２の前方壁２１８に向かって前方に、蒸気デフレクタ２２４とフロア２２との間を流れる。前記カセット２０２に入る蒸気の温度は、初めは１３８℃よりも高く、器具の製造者および調整本体により与えられる処理の制限である１３８℃を超えてカセット２０２の容積が使用可能な部分がいかなる時間でもないように、制御される。この制限は、乾燥媒体として過熱蒸気を使用する効率に厳しい制限を課す。エンタルピーを、従って蒸気の乾燥容量を最大にするように、使用可能な容積中の蒸気の温度は、大気圧にできるだけ近く、１３８℃の制限を超えることなく、できるだけ高くなければならない。
【００７８】
蒸気の大部分は、最大温度１３８℃に前記有孔プレート２０８を加熱し、有孔プレート２０８とカセットフロア２２２との間に生じるプレナム容積を通過する。ここで、プレート２０８の前面２４２とカセット２０２の前方壁２１８との間に生じる空間を通過し、カセット２０２の大部分の容積に入る。これは、図１６並びに図１７に、１次蒸気経路を示す矢印Ｐによって示されている。カセット２０２が器具のパウチ２８０に密に負荷されるかどうかに応じて、過熱蒸気は、有孔プレート２０８の底部２４４の開口２４８を通ることができる。これは、図１６並びに図１７に、２次蒸気経路を示す矢印Ｓによって示されている。
【００７９】
前記有孔プレート２０８の熱は、連続的に加熱され、主として伝導のメカニズムによって、複数のパウチ２８０の紙側（下向きである）に含まれる液体の水分を蒸発する。伝導乾燥は、これらパウチの紙側を乾燥させ、装填物を加熱するために非常に効果的である。一方、過熱蒸気は、これらパウチ２８０に浸透する所で非常に効果的であり、装填物内の水分を蒸発し、カセット２０２の水分を運ぶ。そして、この結果、ほぼ飽和蒸気が、前記出口２３２を通ってカセット２０２を出る。有孔プレート２０８内の複数の開口２４８は排出孔としても機能し、カセット２０２と装填物２８０との蓋２９０から、カセット２０２のフロア２２２に水分が落ちることを可能にする。ここで、水分はカセット２０２の後部から排出でき、排出ダクト２３０により除去される。排出ダクト２３０は、クリーニングを可能にするために着脱可能である。使用の際（滅菌状態と乾燥状態との両方で）、導管が、トレイ２１０の底部からの凝縮液の除去を可能にするための経路を規定する。
【００８０】
過熱蒸気のエネルギーが、装填物２８０から既に分離された凝縮液を過熱して浪費するのを防ぐために、カセット２０２の底部２２から多くの液体水分が除去される必要がある。従って、効果的な凝縮液の除去メカニズムが、過熱蒸気のエネルギーが装填物に焦点を向けることを可能にする。
【００８１】
ａ）過熱蒸気のいくつかが２次蒸気経路を通るようにし、ｂ）凝縮された水分が装填物から排出されるように、伝導乾燥のための複数のパウチ２８０に接触する十分な材料を有することと、十分なサイズおよび深さの開口２４８を有することとの間の折り合いがある。前記有孔プレート２０８内の開口２４８のサイズは、水分の表面張力を克服するのに十分な大きさであり、前記トレイ２１０のフロア２２２に水滴が落ちることを可能にし、大きな凝縮液をできるだけ排出する十分な数および深さである必要がある。しかし、装填物２８０とプレート２０８との間の接触領域は、効率の良いエネルギー移動のために重要であり、それ故、前記複数の開口２４８のサイズおよびピッチは、大きすぎてはならない。千鳥状の複数の開口の形態は、孔の列よりも良い排出を与える。この場合、凝縮液が有孔プレート２０８に形成されると、前記プレート２４０の後ろに向かって転がり落ちる。複数の開口２４８を千鳥状にすることは、パウチ２８０の後ろに当たり紙を濡らす前に、前記トレイ２１０のフロア２２２に排出される水滴を増やす。
【００８２】
他の実施の形態では、前記有孔プレート２０８は、図示されるよりも小さな複数の開口２４８と、一端から多端へ延びた複数のグルーブとを有することができる。これは、熱量を増加し、プレート２０８と装填物２８０との間の接触領域とが、なおも装填物２８０から凝縮した水分を分離し除去するように、複数のチャネルを与える。
【００８３】
カセット２０２の後部は、前記排出ダクト２３０によって連続的に除去されるカセット２０２の後部への凝縮液の輸送を促進するように、前部よりも低いように、このカセット２０２は、代表的には６°傾いている（より傾いているほうが好ましい）。前記排出ダクト２３０に向かって、前記トレイフロア２２２の後縁を横方向に横切る凝縮液のチャネルの効果を有するカセットトレイ２１０のフロア２２２と後方壁２１２との間に、変化可能な半径ゲージがある。これら２つのメカニズムは、滅菌ユニットが、水平面内に水平に置かれることができることを意味している。前記凝縮液は、排出ダクト２３０によって出す出口２３２に隣接して、トレイ２１０のコーナに移動する。
【００８４】
１次蒸気経路によって示されるように、カセット２０２の液体水分に使用可能なエネルギーの移動する前に、入ってくる蒸気が前記出口２３２を通って早く出るのを防ぐために、蒸気デフレクタ２２４は、入ってくる過熱蒸気が、入口手段２０４により有孔プレート２０８の局所領域を過熱されるのを防ぐようことができる。そして、蒸気は、カセット２０２の前の１次経路Ｐに従い、前記蓋２９０に向かって、カセット２０２の前方壁２１８と前記プレート２０８の前面２４２との間の空間に向かって進行する。そして、排出手段２０６に向かって戻る。この流れの間、過熱蒸気は、パウチおよび器具からなる装填物２８０の両方と、蓋２９０とからの液体水分を蒸発する。
【００８５】
従って、装填物２８０の効率的な乾燥が、前記有孔プレート２０８からの放射熱と伝導熱との両方と、１次経路Ｐと２次経路Ｓとに沿って過熱蒸気の流れによって生じる対流とによって効果を与える。
【００８６】
従って、本発明に係われば、過熱蒸気並びに蒸気滅菌および過熱蒸気乾燥システムを使用して医療用および歯科用器具等を乾燥させるための装置および方法が提供されることは、明らかである。本発明は、上述の目的および効果を十分に満たすものであることが明らかである。本発明が、図示される実施の形態の組合せにより説明されてきたが、代わりの実施の形態、修正および変更が可能であることは、当業者にとって容易に理解され得る。従って、本発明の意図および範囲内で、様々な代わりの実施の形態、修正および変更を含むことが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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