(57)【要約】【課題】滅菌工程時におけるチャンバー内の温度ムラをなくし、被滅菌物を充分に滅菌できる蒸気滅菌器を提供することを目的とする。【解決手段】蒸気滅菌器１は、チャンバー１１の開口１２を閉塞する蓋１３に加熱部１３１が取り付けられており、チャンバー１１内の加熱の際に、蒸気だけでなく加熱部１３１によっても加熱を行うことで、チャンバー１１内の温度ムラをなくすことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被滅菌物を高圧蒸気によって滅菌する蒸気滅菌器であって、
前記被滅菌物を出し入れするための開口を有するチャンバーと、
前記開口を密閉する蓋と、
水を貯めておくための貯水タンクと、
内部に前記水の流れる水流路を備え、該水流路内で前記水を加熱して蒸気を発生させるブロックボイラーと、
前記ブロックボイラーで発生する前記蒸気を前記チャンバー内へ供給する給蒸管と、
前記貯水タンクと接続するとともに、前記ブロックボイラー内部の前記水流路に前記水を供給する給水管と、を備え、
前記蓋には加熱部が設けられていることを特徴とする蒸気滅菌器。
【請求項２】
被滅菌物を高圧蒸気によって滅菌する蒸気滅菌器であって、
前記被滅菌物を出し入れするための開口を有するチャンバーと、
前記開口を密閉する蓋と、
水を貯めておくための貯水タンクと、
内部に前記水の流れる水流路を備え、該水流路内で前記水を加熱して蒸気を発生させるブロックボイラーと、
前記ブロックボイラーで発生する前記蒸気を前記チャンバー内へ供給する給蒸管と、
前記貯水タンクと接続するとともに、前記ブロックボイラー内部の前記水流路に前記水を供給する給水管と、を備え、
前記蓋には断熱材が取り付けられていることを特徴とする蒸気滅菌器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧の蒸気によって、手術用器具等の被滅菌物に対する滅菌処理を行う蒸気滅菌器に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療用器具等の被滅菌物に対して高圧蒸気を用いた滅菌処理を行う蒸気滅菌器は、一般的に、高圧蒸気によってチャンバー内を加熱し、被滅菌物を滅菌する。チャンバーの加熱は高圧蒸気のみによって行われている。
【０００３】
このような加熱工程を行う具体的な蒸気滅菌器の構成として、例えば、特許文献１や特許文献２にに記載されているようなものが知られている。特許文献１及び２に記載されている蒸気滅菌器は、チャンバー内の後方に給蒸管が接続され、チャンバーの後方側から蒸気をチャンバー内へと蒸気を送り込むことにより、チャンバー内が加熱されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−７６３７２号公報
【特許文献２】特開２００４−１５９９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、上記特許文献１及び２に記載されているように、蒸気滅菌器のチャンバー内に蒸気を送り込む給蒸管は、チャンバーの後方側、すなわちチャンバーの開口から離れた位置に取り付けられている。そして、チャンバーの開口は蓋により密閉されて被滅菌物は高温滅菌される。しかしながら、チャンバーを密閉するための蓋は分厚く設計されており、熱容量が大きいため、高温滅菌の際に加熱すると蓋に熱を奪われてしまう。その結果、チャンバーの前方側、すなわちチャンバーの開口近傍は、チャンバーの後方側と比較すると温度が低くなってしまっていた。
【０００６】
滅菌工程は所定の温度で、所定の時間、滅菌を行うことが定められており、チャンバー内全体の温度が滅菌工程に充分な温度になるまで加熱を行う必要がある。しかしながら、蓋に熱を奪われてしまい、チャンバーの前方側の温度がチャンバーの後方側の温度よりも低くなってしまうために、所定の温度で、所定の時間、滅菌を行ったとしても、チャンバーの後方側に置かれた被滅菌物と比較して、チャンバーの前方側に置かれた被滅菌物は滅菌性能が悪くなるという問題点があった。
【０００７】
本発明の目的は、上述のような従来技術の問題点を解決すべく完成されたものであって、滅菌時間を延ばすことなく、滅菌工程時におけるチャンバー内の温度ムラをなくすことのできる蒸気滅菌器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様は、被滅菌物を高圧蒸気によって滅菌する蒸気滅菌器であって、前記被滅菌物を出し入れするための開口を有するチャンバーと、前記開口を密閉する蓋と、水を貯めておくための貯水タンクと、内部に前記水の流れる水流路を備え、該水流路内で前記水を加熱して蒸気を発生させるブロックボイラーと、前記ブロックボイラーで発生する前記蒸気を前記チャンバー内へ供給する給蒸管と、前記貯水タンクと接続するとともに、前記ブロックボイラー内部の前記水流路に前記水を供給する給水管と、を備え、前記蓋には加熱部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、蒸気滅菌器は、蓋に加熱部が取り付けられており、加熱工程時に、蒸気のみでなく加熱部からもチャンバー内を加熱させることにより、蓋に熱を奪われることを防止することができる。このため、チャンバーの前方側の温度が後方側と比べて低くなることがなくなり、チャンバー内の温度ムラをなくすことができ、滅菌工程時に、チャンバー全体の温度を滅菌に必要な所定の温度へと上昇させることができる。また、蒸気のみでなく、蓋に取り付けられた加熱部によってもチャンバー内を加熱するため、加熱工程の時間を短縮させ、滅菌時間を短縮させることができる。
【００１０】
また、本発明の第２の態様は、被滅菌物を高圧蒸気によって滅菌する蒸気滅菌器であって、前記被滅菌物を出し入れするための開口を有するチャンバーと、前記開口を密閉する蓋と、水を貯めておくための貯水タンクと、内部に前記水の流れる水流路を備え、該水流路内で前記水を加熱して蒸気を発生させるブロックボイラーと、前記ブロックボイラーで発生する前記蒸気を前記チャンバー内へ供給する給蒸管と、前記貯水タンクと接続するとともに、前記ブロックボイラー内部の前記水流路に前記水を供給する給水管と、を備え、前記蓋には断熱材が取り付けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第２の態様によれば、蓋に断熱材を取り付けることによって、断熱材をチャンバ−内の熱が蓋に奪われることを防ぎ、チャンバー前方側とチャンバー後方側との温度ムラをなくすことができる。また、加熱部である場合に必要であった電力供給を削減し、滅菌時に必要な電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る蒸気滅菌器の概略側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る蒸気滅菌器におけるブロックボイラーの断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る蒸気滅菌器における加熱工程の概念図である。
【図４】本発明の実施形態に係る蒸気滅菌器における大気開放工程の概念図である。
【図５】本発明の実施形態に係る蒸気滅菌器における排気工程の概念図である。
【図６】本発明の実施形態に係る蒸気滅菌器における乾燥工程の概念図である。
【図７】本発明の実施形態に係る蒸気滅菌器における変形例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための蒸気滅菌器を例示するものであって、本発明をこの蒸気滅菌器に特定することを意図するものではない。本発明は特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも均しく適応し得るものである。
【００１４】
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る蒸気滅菌器１を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る蒸気滅菌器１の概略側面図である。
【００１５】
蒸気滅菌器１は、本体ケース１０の内部に、チャンバー１１を備えている。チャンバー１１は、開口１２を有する中空円筒状となっている。このチャンバー１１は、耐腐食性の高い材料で形成されており、具体的にはＳＵＳ３０４のステンレスで形成されている。そして、開口１２は本体ケース１０の側面に位置し、この開口１２を介して、使用者は滅菌処理を行う被滅菌物（例えば医療用器具等）の出し入れを行う。また、開口１２は、滅菌作業の際に、取っ手の付いた開閉自在な蓋１３によって閉塞される。なお、このチャンバー１１の内部には、被滅菌物を収容した際に、この被滅菌物を載置する載置棚（図示せず）が、着脱自在に設置されている。
【００１６】
蓋１３のチャンバー１１側の面には加熱部１３１が取り付けられている。加熱部１３１は誘導コイルに流れる誘導電流によって加熱される金属であり、蓋１３に埋め込まれている。この他にも、加熱部１３１としてシーズヒーターなどを用いてもよい。
【００１７】
また、蒸気滅菌器１は、本体ケース１０の内部に、貯水タンク１４を備えている。この貯水タンク１４は、滅菌工程で用いる蒸気を発生させるために用いられる水１５を溜めておくためのものである。そして、水１５は、被滅菌物の滅菌作業に先立って、作業者により本体ケース１０の天面側の蓋１３を開けて、貯水タンク１４へと供給される。
【００１８】
また、蒸気滅菌器１は、本体ケース１０の内部に、ブロックボイラー１６を備えている。ブロックボイラー１６は、水１５を加熱して被滅菌物を滅菌するための蒸気を発生させるためのものである。このブロックボイラー１６は、円柱形状となっているとともに、透磁率の高い材料で形成されており、具体的にはＳＵＳ４３０のステンレスで形成されている。なお、このブロックボイラー１６の内部構造は、詳細を後述する。
【００１９】
そして、ブロックボイラー１６の外周には、耐熱性のある絶縁板（図示せず）を介して誘導コイル１７が配置されている。この誘導コイル１７に高周波電流が供給されると、誘導コイル１７に磁束が発生し、ブロックボイラー１６に誘導電流が流れて、ブロックボイラー１６が発熱することになる。
【００２０】
また、貯水タンク１４とブロックボイラー１６との間には、電磁弁１８と電磁ポンプ１９を介して、給水管２０が接続されている。給水管２０は貯水タンク１４の水１５をブロックボイラー１６へ供給するために用いられるものであり、電磁弁１８を開放し、電磁ポンプ１９を作動させることにより、貯水タンク１４の水１５が、給水管２０を通過してブロックボイラー１６へと供給される。
【００２１】
また、チャンバー１１とブロックボイラー１６との間には、逆止弁２２を介して、給蒸管２１が接続されている。給蒸管２１はブロックボイラー１６で発生した蒸気をチャンバー１１へ供給するために用いられるものである。また、逆止弁２２は、チャンバー１１からブロックボイラー１６への気体等の流れを止めるための弁である。
【００２２】
なお、この給蒸管２１とチャンバー１１との接続箇所Ａは、チャンバー１１のどこで行われても構わないが、本実施形態においては、チャンバー１１の上方側で給蒸管２１を接続し、空気よりも比重の重い蒸気を上部から供給することにより、チャンバー１１内の空気が、チャンバー１１の外に効率的に押し出されるようにしている。また、図１では給蒸管２１とチャンバー１１の接続箇所Ａは、チャンバー１１の開口１２から離れた位置であるチャンバー１１の後方側とされているが、チャンバー１１の開口近傍であるチャンバー１１の前方側としてもよい。接続箇所Ａをチャンバー１１の前方側とした場合、チャンバー１１の後方側と比較して温度が上昇しにくいチャンバー１１の前方側から先に温まるため、チャンバー１１内全体での温度ムラが生じにくくなる。
【００２３】
また、ブロックボイラー１６には、空気供給管２３が接続されている。空気供給管２３は、後述する乾燥工程においてチャンバー１１内へ供給される空気を、蒸気滅菌器１の外部から取り込んだ際に、ブロックボイラー１６へ供給するために用いられるものである。この空気供給管２３には、コンプレッサー２４と、フィルター２５と、電磁弁で構成した空気弁２６とが順次接続されている。そして、コンプレッサー２４を作動して外部から空気を取り込むと共に、空気弁２６を開くことによって、取り込んだ空気をフィルター２５で浄化して、空気供給管２４を通してブロックボイラー１６内へと供給する。ブロックボイラー１６内へ供給された空気は、ブロックボイラー１６内で加熱され、チャンバー１１内へと供給され、被滅菌物やチャンバー１１内の乾燥に用いられる。また、ブロックボイラー１６と空気供給管２３に関しては、詳細を後述する。
【００２４】
また、チャンバー１１と貯水タンク１４との間には、排水管２７が接続されている。この排水管２７は、チャンバー１１内に溜まった水分等を貯水タンク１４へと戻すために用いられるものである。排水管２７は、図１に示すように、チャンバー１１の先に逆止弁２８を備え、そして継手Ｃを介して給蒸管２１と途中で接続し、この給蒸管２１を介してブロックボイラー１６と接続し、ブロックボイラー１６より先では、継手Ｄまで給水管２０を介して貯水タンク１４と接続している。また、排水管２７は、貯水タンク１４の手前に電磁弁２９を備えている。なお、逆止弁２８は、ブロックボイラー１６からチャンバー１１への気体等の流れを止めるための弁である。また、電磁弁２９は、チャンバー１１から貯水タンク１４への排水を行う際に開放される弁である。
【００２５】
また、チャンバー１１と貯水タンク１４との間には、電磁弁で構成された排気弁３０と、真空ポンプ３１を介して、排気管３２が接続されている。この排気管３２は、一端が貯水タンク１４の水位よりも高い位置に接続され、他端がチャンバー１１の背面壁に接続されている。そして、排気弁３０を開放し、真空ポンプ３１を作動することによって、チャンバー１１内の空気や蒸気の排気が適時排気管３２を通じて行われる。
【００２６】
また、チャンバー１１の背面壁には、サーミスタで構成した温度センサ３３が取り付けられている。そして、温度センサ３３によって、チャンバー１１の内部温度の計測が行われる。
【００２７】
また、蒸気滅菌器１は、本体ケース１０の内部に、制御部３４を備えている。制御部３４はマイコン等で構成されており、また、制御部３４と誘導コイル１７等とは（破線で示す）配線３５によって接続されている。そして、予め設定されているプログラムや、温度センサ３３からの出力や、本体ケース１０に設けられている操作部（図示せず）を介しての使用者の操作に基づき、制御部３４によって、加熱部１３１及び誘導コイル１７に対する電流制御や、電磁ポンプ１９やコンプレッサー２４や真空ポンプ３１の作動制御や、電磁弁１８、２９や空気弁２６や排気弁３０の開閉制御等が行われる。
【００２８】
つぎに、本実施形態の蒸気滅菌器１におけるブロックボイラー１６の内部構造について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係るブロックボイラー１６の断面図である。
【００２９】
上記のように、ブロックボイラー１６は、誘導コイル１７による誘導加熱で発熱することにより、その熱で水１５を加熱して蒸気を発生させるためのものである。そして、ブロックボイラー１６には、円柱形状のステンレスの塊に対して、ドリルで削って形成された直線状の流路４０及び４１が設けられている。
【００３０】
流路４０は給水管２０と接続している。そして、給水管２０を介して供給された水１５が流路４０を通過することによって、高圧蒸気となって、給蒸管２１を介してチャンバー１１へと供給される。したがって、この流路４０は、水１５が流れる水流路となっている。
【００３１】
また、流路４１は空気供給管２３と接続している。空気供給管２３を介して供給された空気は、流路４１を通過することによって加熱され、給気管２３ａを介してチャンバー１１へと供給される。したがって、この流路４１は、空気が流れる気流路となっている。
【００３２】
ここで、誘導コイル１８によって発熱するブロックボイラー１６の温度は、２００℃程度にまで達する。したがって、流路４０を流れる水１５は、瞬時に蒸気へと気化してしまう。また、流路４１を流れる空気も瞬時に加熱されることになる。なお、本実施形態において、直線状の流路４０及び４１を示したが、流路４０及び４１を長くするために、例えば曲線状の流路にしても構わない。このような曲線状の流路は、例えば、ブロックボイラーを構成するステンレスの塊を左右２分割しておき、予め一方のステンレスの（対向する側の）表面に曲線状の流路を形成しておき、その後で他方のステンレスとを貼り合わせることによって形成することができる。
【００３３】
以上のような構成の蒸気滅菌器１を用いて滅菌処理を行う一連の工程について、図３〜図６の各工程の概念図を用い、その一例を説明する。まず、作業者は、チャンバー１１内の載置棚上に被滅菌物を載置して、蓋１３を閉じる。
【００３４】
次に、作業者が本体ケース１０の前面に設けられた操作部を操作し、蒸気滅菌器１の運転を開始すると、図３に示すように、制御部３４により誘導コイル１７への高周波電流の供給が開始され、誘導加熱によってブロックボイラー１６が発熱する。そして、制御部３４によって、電磁弁１８が開放されるとともに、電磁ポンプ１９が作動し、給水管２０を介して貯水タンク１４からブロックボイラー１６の流路４０へと水１５の供給が行われる。
【００３５】
そして、加熱したブロックボイラー１６へ水１５が供給されることにより、流路４０内で水１５が加熱され、蒸気が発生する。そして、この蒸気は、給蒸管２１を通過して接続箇所Ａからチャンバー１１内へと供給される（加熱工程）。この時、制御部３４によって、排気弁３０が開放され、真空ポンプ３１が作動することにより、チャンバー１１の空気が、流入してくる蒸気によって排気管３２を介して貯水タンク１４へと排出される。また、これと同時に、制御部３４によって、蓋１３に取り付けられている加熱部１３１にも電流の供給が開始され、加熱部１３１が発熱し、チャンバー１１内を加熱する。すなわち、チャンバー１１は、給蒸管２１から供給される蒸気と加熱部１３１から発生する熱の双方によって加熱される。
【００３６】
そして、温度センサ３３の出力を監視しながら、チャンバー１１内の温度が一定の温度に達すると、制御部３４によって、排気弁３０が閉じられるとともに、真空ポンプ３１が停止される。そして、引き続き蒸気が供給され、チャンバー１１内が高圧状態となり、チャンバー１１内が滅菌温度（通常１２１℃）に達すると、所定時間（通常２０分）の滅菌処理が行行われる（滅菌工程）。なお、滅菌工程中のチャンバー１１内の温度制御は、温度センサ３３の出力と、排気弁３０の開放と、真空ポンプ３１の作動によって行われる。
【００３７】
加熱部１３１を蓋１３に取り付け、チャンバー１１内をチャンバー１１の前方からも加熱することにより、チャンバー１１の熱が蓋１３に奪われることを防ぎ、加熱部１３１が蓋１３に取り付けられていない場合に比べ、チャンバー１１内の温度ムラを低減させることができる。また、蒸気のみで加熱するよりも早くチャンバー１１内の温度を所定の温度まで上昇させることができるため、加熱工程の時間が短縮され、滅菌処理の時間を短縮することができる。
【００３８】
所定時間が経過し、滅菌工程が終了すると、ブロックボイラー１６への水１５の供給と、誘導コイル１７への電流供給が停止され、その後図４に示すように、制御部３４によって、電磁弁２９が開放される。この電磁弁２９を開放することによって、高圧状態となっているチャンバー１１内と、ブロックボイラー１６の流路４０とが、一気に大気開放されることになる（大気開放工程）。そして、チャンバー１１内や流路４０に残留している水１５の多くが、貯水タンク１４へと一気に排出されることになる。
【００３９】
なお、このような大気開放工程は、必ずしも必要な工程ではないが、大気開放工程を経ることによって、チャンバー１１内や流路４０に残留する水１５の多くを、一度に排出することができるため、大気開放工程を行わない場合に比べ、その後の工程時間を非常に短縮することができる。また、チャンバー１１内の気圧を大気圧と同一にしておくことで、この後の排気工程においては、真空ポンプ３１でわざわざチャンバー１１内の気圧を大気圧と同一となるまで排気する必要がなくなる。
【００４０】
大気開放工程が終了すると、電磁弁２９を閉じ、その後図５に示すように、制御部３４によって、排気弁３０が開放されるとともに、真空ポンプ３１が作動することにより、排気管３２を介して、チャンバー１１内の空気等が排出されていく（排気工程）。そして、チャンバー１１内の空気が排出されていくことにより、チャンバー１１内を負圧状態にしていく。なお、チャンバー１１内を負圧状態としておくことで、この後の乾燥工程において、空気の供給を効率的に行うことができる。
【００４１】
排気工程が終了すると、図６に示すように、制御部３４によって、空気弁２６が開放されるとともに、コンプレッサー２４が作動し、フィルター２５を介して空気供給管２３からブロックボイラー１６の流路４１へと空気が供給される。この時、制御部３４によって、誘導コイル１７への電流供給が行われる。したがって、ブロックボイラー１６は誘導加熱により発熱し、流路４１にて空気が加熱されることになる。そして、加熱された空気は、給蒸管２３ａを介して、接続箇所Ｂからチャンバー１１内へと供給される（乾燥工程）。
【００４２】
以上のような工程によって、本実施形態における蒸気滅菌器１を用いての滅菌処理を行う一連の工程が終了する。
【００４３】
本実施形態において、加熱工程時のみ加熱部１３１に電流を供給し、発熱させていたが、滅菌工程時にも加熱部１３１に電流を供給し、発熱させ、チャンバー１１内の温度制御を行ってもよい。また、滅菌工程において、滅菌温度に達するまで加熱部１３１に電流を供給し、滅菌温度に達すれば加熱部１３１への電流の供給を停止するようにしてもよい。滅菌工程においても加熱部１３１へ電流を供給し、発熱させることで、滅菌工程時の温度ムラを更に低減させることができる。
【００４４】
なお、本実施形態における蒸気滅菌器１の概略側面図を図１に示したが、この蒸気滅菌器１の変形例を図７を用いて説明する。図７は蒸気滅菌器１Ａの変形例を示している。なお、蒸気滅菌器１と同様の構成は、同じ符号を付している。
【００４５】
上記実施例では蓋１３に加熱部１３１が取り付けられることにより、チャンバー１１内の温度ムラを低減させていたが、本変形例では加熱部１３１ではなく、断熱材１３２が蓋１３に取り付けられている。断熱材１３２は、耐熱性の高い材料で形成されており、本変形例においてはグラスウールで形成されている。断熱材１３２が取り付けられたことにより、チャンバ−１１内の熱が蓋１３に奪われることを防ぐことができるため、チャンバー１１内の温度ムラは低減される。また、加熱部１３１及び断熱材１３２どちらも蓋１３に取り付けてもよい。どちらも蓋１３に取り付けられることにより、どちらか一方のみが取り付けられている場合と比べ、更に温度ムラを低減させることができる。
【００４６】
また、本実施形態の蒸気滅菌器１は、チャンバー１１の開口１２が本体ケース１０の側面を向き、本体ケース１０の側面に蓋１３が設けられている構成（所謂横型）であるが、この構成に限定されるものではなく、例えば、本体ケースの上面にチャンバーの開口及び蓋が配置される構成（所謂縦型）としてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１…蒸気滅菌器
１０…本体ケース
１１…チャンバー
１２…開口
１３…蓋
１３１…加熱部
１３２…断熱材
１４…貯水タンク
１６…ブロックボイラー
１７…誘導コイル
２０…給水管
２１…給蒸管
２２、２９…逆止弁
２３…空気供給管
２８…排水管
３２…排気管
３４…制御部
４０、４１…流路
【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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