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発明の名称 蒸気滅菌装置および給蒸制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−104455(P2001−104455A)
公開日 平成13年4月17日(2001.4.17)
出願番号 特願平11−283361
出願日 平成11年10月4日(1999.10.4)
代理人
発明者 本藤 和志 / 武井 仁志
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 滅菌室1への給蒸経路に第一給蒸制御手段5を、前記滅菌室1を加熱する給蒸空間2への給蒸経路に第二給蒸制御手段6をそれぞれ設け、前記滅菌室1の圧力を検出する第一圧力検出手段17により前記第一給蒸制御手段5を、前記給蒸空間2の圧力を検出する第二圧力検出手段18により前記第二給蒸制御手段6をそれぞれ制御することを特徴とする蒸気滅菌装置。
【請求項2】 前記第一給蒸制御手段5および/または第二給蒸制御手段6が、電動モータ21の駆動によりバルブを全閉位置と全開位置とに駆動するモータバルブからなり、制御手段20により前記電動モータ21の駆動時間を制御することで前記バルブの開度を全閉位置と全開位置との間の開度位置に制御することを特徴とする請求項1に記載の蒸気滅菌装置。
【請求項3】 前記給蒸空間2内の圧力変化度に応じて前記駆動時間を調整する調整手段を備えたことを特徴とする請求項2に記載の蒸気滅菌装置。
【請求項4】 電動モータ21の駆動によりバルブを全閉位置と全開位置とに選択的に駆動するモータバルブと、前記電動モータの駆動時間を制御することで前記バルブの開度を全閉位置と全開位置との間の開度位置に制御する制御手段20とからなる給蒸制御装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、滅菌室内と滅菌室を加熱する給蒸空間へ蒸気を供給して滅菌を行う蒸気滅菌装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種蒸気滅菌装置においては、冷態起動時は滅菌運転時間の短縮のために供給蒸気量を多くし、冷態起動時でない時には滅菌室内温度のオーバーシュート抑制のため供給蒸気量を少なくする必要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、滅菌室内および給蒸空間への蒸気供給量をそれぞれ個別に制御し、滅菌温度のオーバーシュートやアンダーシュートを制御できる蒸気滅菌装置を提供することを目的とする。さらには、構造の複雑な給蒸制御弁を用いること無く、前記目的を達成することを第二の目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記の課題を解決するためになされたものであって、請求項1に記載の発明は、滅菌室への給蒸経路に第一給蒸制御手段を、前記滅菌室を加熱する給蒸空間への給蒸経路に第二給蒸制御手段をそれぞれ設け、前記滅菌室の圧力を検出する第一圧力検出手段により前記第一給蒸制御手段を、前記給蒸空間の圧力を検出する第二圧力検出手段により前記第二給蒸制御手段をそれぞれ制御する蒸気滅菌装置を特徴としている。
【0005】請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記第一給蒸制御手段および/または第二給蒸制御手段が、電動モータの駆動によりバルブを全閉位置と全開位置とに駆動するモータバルブからなり、制御手段により前記電動モータの駆動時間を制御することでバルブの開度を全閉位置と全開位置との間の開度位置に制御することを特徴としている。
【0006】請求項3に記載の発明は、請求項2において、前記給蒸空間内の圧力変化度に応じて前記駆動時間を調整する調整手段を備えたことを特徴としている。
【0007】請求項4に記載の発明は、請求項2または請求項3に記載の蒸気滅菌装置に用いる給蒸制御装置であって、電動モータの駆動によりバルブを全閉位置と全開位置とに選択的に駆動するモータバルブと、前記電動モータの駆動時間を制御することで前記バルブの開度を全閉位置と全開位置との間の開度位置に制御する制御手段とからなることを特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】この発明の蒸気滅菌装置は、被滅菌物を収容する滅菌室と、この滅菌室を外側から加熱する給蒸空間を備え、前記滅菌室と前記給蒸空間とに個別に蒸気を供給することで前記滅菌室内の滅菌温度を所定温度として被滅菌物を滅菌する。前記給蒸空間は、前記滅菌室の外面に二重缶状に形成される。前記滅菌室および給蒸空間への各給蒸経路にはそれぞれ供給蒸気量を制御する第一、第二給蒸制御手段が設けられる。また前記滅菌室にはその内部の蒸気圧力を検出する第一圧力検出手段が、前記給蒸空間にはその内部の蒸気圧力を検出する第二圧力検出手段が設けられ、それぞれ前記滅菌装置内、給蒸空間内を所定圧力に制御すべく前記第一、第二給蒸制御弁を制御して供給蒸気量を調整する。この構成によれば、前記滅菌室および給蒸空間への蒸気供給量が個別に自動制御され、しかも圧力により制御されるので、前記滅菌室内温度のオーバーシュートやアンダーシュートを防止できる。これは、電磁弁および温度センサによる制御によっては容易に行うことができないものである。
【0009】前記第一、第二給蒸制御手段は、好ましくは、電動モータの駆動によりバルブを全閉位置と全開位置とに選択的に駆動するモーターバルブにより構成し、前記電動モータの駆動時間を制御することで前記バルブの開度を全閉位置と全開位置との間の開度位置に制御する電気的制御手段を設ける。この構成においては、前記第一、第二圧力検出手段により検出した圧力に基づき前記電動モータの駆動時間を制御することで、前記バルブの開度を制御して前記滅菌室および給蒸空間への供給蒸気量を制御するものである。したがって、構造の複雑な比例制御弁を用いること無く、通常のモータバルブにて供給蒸気量を全閉と全開との中間にて制御できる。前記駆動時間は、前記滅菌室内および給蒸空間の圧力変化度或いは圧力変化状態に応じて調整可能とすることが望ましい。すなわち、例えば所定時間内に所定圧力に達しない場合には、前記駆動時間を長くして前記バルブの開度を上げるよう構成する。
【0010】
【実施例】以下、この発明の一実施例について、図面に基づいて説明する。図1において、滅菌室1の外壁には給蒸空間としての二重缶状に形成した蒸気ジャケット2が設けられ、前記滅菌室1を外側から加熱するようになっている。
【0011】前記滅菌室1には、給蒸経路としての第一給蒸ライン(蒸気供給ライン)3が接続され、前記蒸気ジャケット2には、給蒸経路としての第二給蒸ライン4が接続される。前記第一、第二給蒸ライン3、4には、それぞれ給蒸制御手段としての第一、第二モータバルブ5,6が設けられる。前記第一、第二給蒸ライン3,4は、全閉と全開とに二位置制御される蒸気元弁7を有する元給蒸ライン8に接されている。
【0012】前記滅菌室1には空気供給ライン9が接続され、減圧された前記滅菌室1内へ無菌空気が供給されて、前記滅菌室1内が大気圧まで復圧されるようになっている。前記空気供給ライン8には、上流側より順に無菌フィルタ10および空気供給弁11が設けられている。
【0013】また、前記滅菌室1には真空引きライン12が接続され、前記滅菌室1内が減圧されるようになっている。前記真空引きライン12には、上流側より順に第一排気弁13および真空ポンプ14が設けられている。そして、排気ライン15が、前記真空引きライン12における前記第一排気弁13の上流位置から分岐して設けられ、その下流端が前記真空引きライン12における前記真空ポンプ14の下流位置に接続されている。前記排気ライン13は、前記滅菌室1内の蒸気を排出する作用をなす。前記排気ライン15には、第二排気弁16が設けられている。
【0014】前記滅菌室1および蒸気ジャケット2にはそれぞれの内部圧力を検出する圧力検出手段としての第一、第二圧力センサ17、18が設けられ、前記真空引きライン12の前記滅菌室1内に連通するドレン排出口と称される部分に温度センサ19が設けられている。この温度センサ19の取付け位置は、滅菌室1及びこれに連通する部位で最も低い温度を検出すべく選んでいる。
【0015】前記第一、第二圧力センサ17、18および温度センサ19は、信号線により制御器20に接続されている。この制御器20は、予め設定されたプログラムにしたがい、前記第一、第二モーターバルブ5、6、前記蒸気元弁7、前記空気供給弁11、前記第一排気弁13および前記第二排気弁16の開閉や、前記真空ポンプ14の運転を制御する。
【0016】まず、前記制御器20による運転工程を以下に説明する。前記運転工程は、予熱工程、排気工程、給蒸工程、滅菌工程および乾燥工程の各工程からなっている。被滅菌物を前記滅菌室1内に収納した後、前記蒸気元弁7及び第二モータバルブ6を開いて、前記蒸気ジャケット2内に蒸気を供給して、前記滅菌室1を加温する予熱工程を行う。この予熱工程は、前記温度センサ19により検出する前記滅菌室1内の温度が所定温度に達するまで行われる。この予熱工程において、前記第二圧力センサ18により検出する圧力により前記第二モータバルブ6を制御して、前記蒸気ジャケット2内を所定の滅菌温度に相当する所定圧力に制御する。
【0017】つぎに、前記第一排気弁13を開くとともに前記真空ポンプ14を稼動させて、前記滅菌室1内の空気を排出する操作と、前記第一排気弁13を閉じ前記真空ポンプ14を停止させ、前記蒸気元弁7および第一モータバルブ5を開いて前記滅菌室1内へ蒸気を供給する操作とを、交互に数回繰り返す排気工程を行う。
【0018】排気工程終了後、給蒸工程に移る。前記蒸気元弁7に加えて前記第一モータバルブ5を開いて、前記第一給蒸ライン2を通して前記滅菌室1内へ、加熱滅菌用の蒸気を供給する。そして、前記滅菌室1内に蒸気を充満させた状態を所定時間継続する滅菌工程を行う。この給蒸工程から滅菌工程への移行は、前記温度センサ19が設定された滅菌温度、例えば135℃を検出することにより実行される。そして、滅菌時間のカウントが開始され、所定時間の滅菌工程が行われた後に、滅菌工程を終了する。
【0019】前記の給蒸工程および滅菌工程において、前記滅菌室1および前記蒸気ジャケット2内への蒸気の供給は、前記第一、第二圧力センサ17、18からの検出信号に基づいて前記第一、第二モータバルブ5、6を制御することにより行われる。この実施例では、滅菌温度を135℃に設定してあり、前記滅菌室1内の圧力は、それに対応する飽和蒸気圧力2.2kg/cm2に制御され、前記蒸気ジャケット2内の圧力は、例えば飽和蒸気圧力2.2kg/cm2に制御される。以下、この制御を図2および図3に従い説明する。なお、以下の説明では、前記第一モータバルブ5についてのみ説明するが、前記第二モータバルブ6についても同様に制御されるので、その説明を省略する。
【0020】図2は、前記第二モータバルブ5の駆動制御回路を示す。この回路において、電動モータ21は、それぞれ通電することによりバルブ(図示省略)を閉方向に駆動する第一端子22と逆に開方向に駆動する第二端子23を備えている。そして、第一、第二端子22、23は、それぞれ前記制御器20により開閉制御される閉方向駆動接点24、開方方向駆動接点25を介して第一電源ライン26に接続され、前記電動モータ21の他端は第二電源ライン27に接続される。
【0021】つぎに、図3は、前記第一モータバルブ5の給蒸工程および滅菌工程時の前記制御器20による制御フローを示す。まず、ステップS1において、前記制御器20は前記閉方向駆動接点24を閉じる信号を出力する。これにより、前記第一モータバルブ5は全閉状態となる。ついで、ステップS2において、前記第一圧力センサ17による検出圧力及び前記温度センサ19による検出温度が、設定値以下かどうかを判定する。ここでNO(いいえ)が判定されると、ステップS1に戻り、YES(はい)が判定されると、ステップS3へ移行し、前記開方向駆動接点25を閉じ、前記制御器20に内蔵のタイマによるカウントを開始し、ステップS4へ移行する。
【0022】ステップS4においては、所定のタイマ時間、すなわち所定の電動モータ駆動時間が経過したかどうかを判定する。ここでYESが判定されると、ステップS5へ移行して、前記開方向駆動接点25を開く。こうして、前記第二モータバルブ5は、全閉位置と全開位置との間の所定の開度に制御され、その開度に応じた蒸気供給が行われる。
【0023】前記電動モータ駆動時間は、バルブが所定の開度となるに要する時間を実験的に求めることにより設定される。そして、前記電動モータ駆動時間は手動により可変であると共に、望ましくは次のように前記滅菌室1内の圧力変化度或いは圧力変化状態により自動的に調整されるよう構成する。すなわち、図4に示すような実験的に求めた滅菌室1内の圧力上昇特性曲線を前記制御器20に記憶させておき、前記第一圧力センサ17により検出される実際の圧力上昇の傾きが、前記特性曲線の傾きより小さい場合には前記電動モータ駆動時間を例えば0.2秒増加させて、前記第一モータバルブ5の開度を大きくし、逆に大きい場合には前記電動モータ駆動時間を例えば0.2秒減少させて、バルブ開度を小さくするなどの制御を行う。
【0024】前記滅菌工程が終了すると、乾燥工程に移る。前記第一モータバルブ5を閉じて前記滅菌室1内への蒸気の供給を停止し、前記第二排気弁16を開いて前記滅菌室1内の蒸気を排出する。そして、前記第二排気弁16を閉じ、前記第一排気弁13を開くとともに前記真空ポンプ14を稼動させて前記滅菌室1内を減圧する動作と、前記空気供給弁11を開き前記無菌フィルタ10を通して清浄な空気を前記滅菌室1内へ供給する動作とを、交互に数回繰り返し行う。前記滅菌室1内を大気圧に戻して乾燥工程を終了した後、被滅菌物を取り出す。
【0025】前記の実施例においては、滅菌温度を保証するために、給蒸工程から滅菌工程への移行判定条件を前記温度センサ19による検出温度が所定の滅菌温度を検出した時としているが、前記第一圧力センサ17が所定の滅菌温度に対応する蒸気圧力を検出してから所定時間経過後に滅菌工程を開始するように構成することができる。
【0026】また、前記実施例において、前記給蒸工程および滅菌工程における前記滅菌室内の前記制御器2による設定圧力(制御目標圧力)を、前記設定滅菌温度に対応する飽和蒸気圧力よりも高めに設定することで、前記滅菌室の放熱による温度低下に対応することができる。また、前記給蒸工程において、前記温度センサ19が前記設定滅菌温度に達した時に滅菌工程へ移行するよう制御するが、この場合給蒸開始から所定時間内に前記設定滅菌温度に達しない場合には、前記設定圧力を所定値だけ上昇させることが望ましい。こうすることで、被滅菌物の量が多く、ドレン発生量が増加して、滅菌室内温度が上昇しないという不具合を解消できる。さらに、前記設定圧力を所定値だけ上昇させても前記設定滅菌温度に達しない場合には警報を発生し、運転を停止することが望ましい。
【0027】
【発明の効果】以上本発明によれば、滅菌室および給蒸空間への蒸気供給量が個別に自動制御され、しかも圧力により制御されるので、滅菌室内温度のオーバーシュートやアンダーシュートを防止できるなど効果が大きい。




 

 


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