蒸気滅菌器

【課題】チャンバー内に収容した被滅菌物を高圧下にて高温蒸気により滅菌処理する場合
、滅菌工程後に行う乾燥工程において、チャンバーを加熱するようにバンド状の電気ヒー
タをチャンバーの外面に設けたものがあるが、乾燥工程が終了した後は、チャンバー内を
冷却するために外気を取り入れ、チャンバー内が安全な温度に低下したとき、チャンバー
前面の蓋を開くことができるようになっている。このため、チャンバー内が安全な温度に
低下するまで、かなりの時間がかかり、複数回連続して滅菌処理を行なう場合は効率が悪
い。本発明は、この点の改良に係る。
【解決手段】従来のバンド状の電気ヒータに替わり、冷凍装置の熱交換器をチャンバーに
設け、乾燥工程では、この熱交換器によってチャンバーを加熱し、乾燥工程が終了した後
のチャンバー内の冷却時には、この熱交換器によってチャンバーを冷却するようにする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として病院等に設置して医療用器具等の被滅菌物を高温蒸気下で滅菌する
蒸気滅菌器に関し、特にチャンバー内の加熱・冷却に冷凍装置を採用した技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気滅菌器において、チャンバー内の水をチャンバー内底部に配置した電気ヒータで加
熱蒸発させ、チャンバー内に収容した医療用器具等の被滅菌物を高圧下にて高温蒸気によ
り滅菌処理する場合、滅菌工程後に行う乾燥工程において、チャンバーを加熱するように
、バンド状の電気ヒータをチャンバーの外面に設けたものがある。（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６０７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この特許文献１のものは、乾燥工程において、バンド状の電気ヒータで乾燥させるが、
乾燥工程が終了した後は、チャンバー内を冷却するために外気を取り入れ、チャンバー内
が安全な温度に低下したとき、チャンバー前面の蓋を開くことができるようになっている
。このため、チャンバー内が安全な温度に低下するまで、かなりの時間がかかり、複数回
連続して滅菌処理を行なう場合は、効率が悪い。
【０００５】
本発明は、この点に鑑み、従来のバンド状の電気ヒータに替わり、冷凍装置の熱交換器
を設け、乾燥工程では、この熱交換器によってチャンバーを加熱し、乾燥工程が終了した
後のチャンバー内の冷却時には、この熱交換器によってチャンバーを冷却するようにする
。これによって、チャンバーの加熱は勿論のこと、チャンバー内の冷却も効果的に行なう
ことができ、複数回連続して滅菌処理を行なう場合に好適な装置を提供できるものとなる
。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明は、チャンバーの底部に配設したヒータによってチャンバーの底部に溜めた水
を加熱蒸発させる蒸気滅菌器において、前記チャンバーの外面に冷凍装置の熱交換器を設
け、前記チャンバーの加熱は前記冷凍装置の加熱運転による前記熱交換器にて加熱され、
前記チャンバーの冷却は前記冷凍装置の冷却運転による前記熱交換器にて冷却されること
を特徴とする。
【０００７】
第２発明は、チャンバーの底部に配設したヒータによってチャンバーの底部に溜めた水
を加熱蒸発させる蒸気滅菌器において、圧縮機、流路切り替え手段、第１熱交換器、減圧
手段、第２熱交換器が環状に接続されて冷凍サイクルを構成した冷凍装置を備え、前記第
２熱交換器が前記チャンバーの外面に設けられ、前記チャンバーは前記冷凍装置の加熱運
転による前記第２熱交換器の放熱作用にて加熱され、前記チャンバーは前記冷凍装置の冷
却運転による前記第２熱交換器の吸熱作用にて冷却されることを特徴とする。
【０００８】
第３発明は、第１発明または第２発明において、乾燥工程において前記冷凍装置が加熱
運転され、前記乾燥工程終了にて前記冷凍装置の冷却運転を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、従来のバンド状の電気ヒータに替わり、冷凍装置の熱交換器を設け、乾燥工
程では、冷凍装置の熱交換器によってチャンバーを加熱し、乾燥工程が終了した後のチャ
ンバー内の冷却時には、この熱交換器によってチャンバーを冷却するようにするため、チ
ャンバーの加熱は勿論のこと、チャンバー内の冷却も効果的に行なうことができ、複数回
連続して滅菌処理を行なう場合に好適な装置を提供できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る蒸気滅菌器の全体配管図である。
【図２】本発明に係るチャンバーの一部断面図である。
【図３】本発明に係る冷凍装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施例］
本発明の蒸気滅菌器の実施例を図面に基づいて説明する。図１において、１は蒸気滅菌
器、４は蒸気滅菌器１内に配置し前面に開口４Ｃを形成した横型の円筒形状のチャンバー
、５はチャンバー４の内底部に配置固定したシーズヒータ構成の滅菌用ヒータである。６
はチャンバー４内の滅菌用ヒータ５の上方に配置した被滅菌物を収容したバスケット７を
載せるパレット、８はチャンバー４の前面開口４Ｃを開閉する蓋体、９はチャンバー４の
壁材に固定したカップリング、１０はカップリング９と連結したパイプ１１の端部に取り
付けた圧力計、１２はパイプ１１の一部に取り付けられチャンバー４内が異常圧力になる
前に開放して圧力上昇を防止する安全弁である。後述のように、チャンバー４内に注水さ
れた水が前面開口４Ｃから零れないように、チャンバー４は、前面開口４Ｃ部に障壁４Ｄ
を備えている。
【００１２】
１３は蒸気滅菌器の下部空間に設けた基台となる後述のトレイである。１４はトレイ１
３に隣接して蒸気滅菌器１の底部に固定された底板Ｓ１に固定した水封式真空ポンプで、
パイプ１５を介してチャンバー４内と連通する吸気部１６と、給水部１７及び排水部１８
を有している。
【００１３】
１９、２０はパイプ１５の一部に設けた水封式真空ポンプ１４の真空度を調節するリー
クバルブと真空バルブ、２１はパイプ２２を介してチャンバー４と連通した吸気フィルタ
ー、２３はパイプ２２の一部に設けた逆止弁で、チャンバー４内の空気が大気中に排気す
るのを防止する。２４はチャンバー４の底壁材に取り付けた給水フィルター、２５は一端
を給水フィルター２４に連結し一部に注排水バルブ２６を取り付けた注排水パイプ、２７
は一部に逆止弁２８と排気バルブ２９を取り付けて一端を前記チャンバー４に連結した排
気パイプ、注排水パイプ２５と排気パイプ２７のそれぞれの他端はチーズ３０に連結して
いる。
【００１４】
３１は注排水パイプ、３３は一端を給水部１７に連結し他端を開口した給水パイプ、３
４は一端を排水部１８に連結し他端を開口した排水パイプである。３５はチャンバー４内
での滅菌のために使用する所定量の加熱用水を溜めたポリプロピレン製で内容量が約２０
リットル程度の注排水タンクであり、マフラ３２を先端に取り付けた注排水パイプ３１の
先端開口部分３１Ａが投入されている。３６は水封式真空ポンプ１４の水封、冷却用の水
を溜める水封用給水タンクで、給水部１７に接続した給水パイプ３３の他端と排水部１８
に接続した排水パイプ３４の他端を投入した内容量が約２０リットル程度の大きさである
。注排水タンク３５と水封用給水タンク３６は、トレイ１３に載置している。チャンバー
４内の温度は温度センサ３７によって検出される。
【００１５】
本発明では、チャンバー４の外側面を包むように、冷凍装置ＲＳの熱交換器３８を取り
付ける。これは、乾燥用ヒータでチャンバー４を加熱する従来のものでは、チャンバー４
を加熱するのみであるが、本発明では、熱交換器３８によって、チャンバー４の加熱は勿
論のこと、チャンバー４を冷却する作用も行なう。この冷却作用は、後述のように、被滅
菌物の滅菌動作が終わった後に、チャンバー４内の温度を強制的に低下させるため、一連
の滅菌工程を実行するための時間短縮が達成でき、大きな効果が発揮できるものである。
【００１６】
このため、図２に示すように、チャンバー４の外側面を包むように冷凍装置ＲＳの熱交
換器３８が取り付けられ、その熱交換器３８とチャンバー４の外面が断熱材ＤＮで覆われ
た構成である。冷凍装置ＲＳは、熱交換器３８によってチャンバー４を加熱する加熱運転
と、熱交換器３８によってチャンバー４を冷却する冷却運転とに切り替えられるものであ
る。この種の冷凍装置ＲＳは公知であるが、冷凍装置ＲＳの構成の一つを図３に示してい
る。
【００１７】
図３おいて、冷凍装置ＲＳは、冷媒を圧縮する圧縮機４０、流路切り替え手段としての
四方弁４１、第１熱交換器４２、減圧手段としての電動膨張弁４３、第２熱交換器３８が
環状に接続されて冷凍サイクルを構成し、第１熱交換器４２に対しファン４４が配置され
ている。冷凍装置ＲＳは、蒸気滅菌器１の底部に配置すればよく、一つの構成として、水
封式真空ポンプ１４に隣接して底板Ｓ１上に、圧縮機４０、第１熱交換器４２、ファン４
４等を載置する。
【００１８】
冷凍装置ＲＳは、冷却運転では、図３において実線矢印で示すように、圧縮機４０で圧
縮された高温冷媒は、四方弁４１を経て第１熱交換器４２に入り、ファン４４によって送
られる外気へ放熱して第１熱交換器４２内で凝縮した後、電動膨張弁４３によって断熱膨
張して第２熱交換器３８へ入る。第２熱交換器３８に入った液冷媒は、チャンバー４と熱
交換して蒸発気化し、それによる吸熱作用にてチャンバー４を冷却した後、冷媒は四方弁
４１を経て圧縮機４０へ入り、再び圧縮機４０で圧縮されて上記の循環を繰り返す。上記
のように、この循環によって、第２熱交換器３８が冷却器となり、その低温にてチャンバ
ー４が冷却される。
【００１９】
また、冷凍装置ＲＳは、加熱運転では、図３において破線矢印で示すように、圧縮機４
０で圧縮された高温冷媒は、冷却運転モードから切り替わった四方弁４１を経て第２熱交
換器３８に入り、チャンバー４と熱交換して放熱作用が行なわれ、それによってチャンバ
ー４が加熱されることにより、高温冷媒の温度が低下し、その状態で電動膨張弁４３、第
１熱交換器４２及び四方弁４１を経て圧縮機４０へ入り、再び圧縮機４０で圧縮されて上
記の循環を繰り返す。この循環によって、上記のように第２熱交換器３８が加熱器となり
、その高い温度によりチャンバー４が加熱される。
【００２０】
蒸気滅菌器１は、一連の滅菌動作を制御する制御回路部４５を備えており、制御回路部
４５は、メモリ４６に記憶したプログラムに従って動作するマイクロコンピュータ構成で
あり、各種の設定を行なう操作部４７が接続されている。冷凍装置ＲＳもこの制御回路部
４５によって制御されるため、操作部４７によって設定された条件と、温度センサ３７ま
たは後述の温度センサ４８の温度検出に基づき、制御回路部４５によって、圧縮機４０や
ファン４４のＯＮ―ＯＦＦ運転等にて冷凍装置ＲＳの運転制御が行なわれる。圧縮機４０
がインバータ制御タイプであれば、圧縮機４０の回転数が制御される。また、電動膨張弁
４３の弁開度は、温度センサ３７または後述の温度センサ４８の温度検出に基づき、制御
回路部４５によって制御される。
【００２１】
次に滅菌の一連の動作を説明する。この滅菌の一連動作は、操作部４７により滅菌時間
、滅菌温度、乾燥時間等必要な所定の設定を行なった後、操作部４７のスタートキーの操
作によって、プログラムに従って制御回路部４５の動作に基づき行なわれる。被滅菌物（
ガーゼ等）を収納したバスケット７をチャンバー４に入れパレット６上に載置する。蓋体
８には図示しないロックソレノイドが関連した構成である。
【００２２】
蒸気滅菌器１の電源が印加された状態において、制御回路部４５の動作によって、前記
ロックソレノイドはＯＮ（励磁）し、蓋体８をロック状態から解除した状態である。この
状態で、チャンバー４内に被滅菌物を収容して蓋体８を閉めた後、操作部４７により滅菌
時間等の所定の設定を行ない、前記スタートボタンを操作すると、前記ロックソレノイド
がＯＦＦ（非励磁）となり、ロックピンによって蓋体８が開かないようにロックされる。
そして、真空バルブ２０が開くと共に水封式真空ポンプ１４が運転を開始し、真空引きを
しながら給気フィルター２１と給気バルブ３９を介してチャンバー４内に空気を入れる。
この時、温度センサ３７の温度検出によって、間欠的に滅菌用ヒータ５による発熱と間欠
的に冷凍装置ＲＳの加熱運転により、被滅菌物を加熱する予備加熱工程となり、その後の
滅菌時における被滅菌物の結露防止、及び乾燥性能を向上させる。間欠的な冷凍装置ＲＳ
の加熱運転は、圧縮機４０のＯＮ−ＯＦＦによって行なわれ、インバータ制御タイプであ
れば、圧縮機４０の回転数の制御によって行われる。
【００２３】
予備加熱工程の開始後、約１０分経過すると、冷凍装置ＲＳによる加熱運転を停止し、
給気バルブ３９が閉じると共に注排水バルブ２６が開放し、注排水タンク３５内の水が、
マフラ３２から注排水パイプ３１、チーズ３０、吸水フィルター２４を通じてチャンバー
４内に吸引されて注水される。この注水によって滅菌用ヒータ５が水没するようにチャン
バー４内に所定水量が貯溜されると、注排水バルブ２６が閉じ、さらに水封式真空ポンプ
１４による真空引きを行い、水封式真空ポンプ１４からチャンバー４内の空気を排気する
予備真空工程を実行する。
【００２４】
予備真空工程の開始後から約３分経過すると、水封式真空ポンプ１４の運転が停止し、
真空バルブ２０が閉じ、滅菌用ヒータ５が全熱量で発熱する加熱工程に移行する。この時
、予備真空工程時に排気されなかった残留空気はチャンバー４内の温度が９９℃に達した
後、数分間排気バルブ２９から排気される。その後も継続して滅菌用ヒータ５が発熱しチ
ャンバー内が１３２℃に達すると加熱工程が終了し、滅菌工程に移行する。滅菌工程では
、飽和蒸気圧のもとでチャンバー４内が所定の滅菌温度（例えば、１３２℃）になるよう
に、滅菌用ヒータ５への通電制御によって、滅菌工程を所定の滅菌時間に亘って行なう。
【００２５】
予め定められた滅菌時間が経過すると、滅菌用ヒータ５の通電ＯＦＦにて発熱を停止し
、滅菌工程が終了する。滅菌工程の終了によって、注排水バルブ２６が開放し、排気工程
に移行する。この排気工程への移行によって、注排水バルブ２６が開放し、チャンバー４
内の高温水が注排水パイプ２５、３１を通り、注排水タンク３５内へ流入する。排気工程
に移行しチャンバー４内の温度が１０５℃まで低下すると、注排水バルブ２６を閉じると
共に排気バルブ２９を開放する。このようにして、チャンバー内の水を排水し注排水タン
ク３５内に戻す。
【００２６】
チャンバー内の温度が１００℃まで低下すると、再び真空バルブ２０が開き、水封式真
空ポンプ１４の運転を開始し、滅菌用ヒータ５を発熱させ、且つ冷凍装置ＲＳを加熱運転
させ、給気バルブ３９を一時的に開放して大気をチャンバー４内に導入し、被滅菌物の乾
燥を行う乾燥工程を実行する。
【００２７】
定められた乾燥時間が経過すると、滅菌用ヒータ５への通電を停止すると共に、冷凍装
置ＲＳによる加熱運転を停止し、真空バルブ２０が閉じ、水封式真空ポンプ１４の運転も
停止し、乾燥工程が終了する。乾燥工程の終了にて、給気バルブ３９が開放状態となり、
温度センサ３７によって検出したチャンバー４内の温度が、周囲温度（例えば、２０℃）
以下に低下し、且つチャンバー４内の圧力が圧力センサ（図示せず）の検出に基づき大気
圧まで戻ると、前記ロックソレノイドがＯＮ（励磁）し、蓋体８をロック状態から解除す
る。このため、蓋体８を開けて被滅菌物を取り出すことができる。このようにして、一連
の滅菌動作が終了する。
【００２８】
前述のように、予備加熱工程と、予備真空工程と、乾燥工程の期間中は水封式真空ポン
プ１４が運転され、チャンバー４内の真空引きを行うわけであるが、この間は水封用給水
タンク３６から給水した水は、給水部１７から真空ポンプ１４内に入り水封用として機能
した後、温度上昇して排水部１８から水封用給水タンク３６内に排水される。
【００２９】
上記の一連の動作において、乾燥工程が終了したとき、冷凍装置ＲＳによってチャンバ
ー４内を冷却する冷却運転を開始する。この冷却運転は、温度センサ３７の検出によって
、チャンバー４内の温度が被滅菌物を取り出す場合の安全な温度として定めた所定温度（
例えば、２０℃）、またはそのときの周囲温度以下に低下したとき停止する。この方式で
の冷却運転は、滅菌用ヒータ５の発熱と冷凍装置ＲＳによる加熱運転による乾燥工程が終
了しているときに行なう。
【００３０】
従来のようにチャンバー４を乾燥ヒータで加熱するタイプでは、乾燥工程が終了してチ
ャンバー４内の温度が、被滅菌物の取り出しに安全な低温になるまでは、外気の導入によ
るものであるため、安全な低温になるまでの時間が長い。しかし、本発明では、冷凍装置
ＲＳによる冷却運転によって、強制的に温度低下を行なうため、乾燥工程が終了してチャ
ンバー４内の温度が被滅菌物の取り出しに安全になるまでの時間が短縮されることとなり
、連続して滅菌動作を行なう場合の作業効率がアップし、好ましいものとなる。
【００３１】
上記の制御動作において、滅菌用ヒータ５への通電制御と冷凍装置ＲＳによる加熱運転
制御は、チャンバー４内の温度を温度センサ３７によって検出し、それによって制御回路
部４５が動作して行なっている。これに替わる方式として、図２に示すように、チャンバ
ー４の壁を加熱するよう配置した熱交換器３８を被うように、チャンバー４の外面が断熱
材ＤＮで覆われた構成において、熱交換器３８の出口側の温度を検出するサーミスタで構
成した温度センサ４８の検出温度に基づき、制御回路部４５によって冷凍装置ＲＳの運転
制御が行なわれるようにすることができる。このため制御動作は、上記実施例で記載した
温度センサ３７に基づく冷凍装置ＲＳの運転制御に替わって、温度センサ４８に基づく冷
凍装置ＲＳの運転制御となる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明に係る蒸気滅菌器は、上記実施例に示したチャンバー４が横型構成に限定されず
、本発明の技術範囲において種々の形態を包含するものである。このため、加熱運転と冷
却運転を行う冷凍装置の構成は、上記実施例に示した構成に限定されない。また、冷凍装
置の熱交換器としてペルチェ素子を用いた電子冷却装置とし、熱交換器３８の替わりにペ
ルチェ素子をチャンバー４へ取り付け、ペルチェ素子への通電方向を正方向と逆方向にす
ることによって、上記同様に冷却運転と加熱運転を行うようにすることもできる。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・・・蒸気滅菌器
４・・・・・横型チャンバー
５・・・・・滅菌用ヒータ
１４・・・・水封式真空ポンプ
１５・・・・パイプ
１６・・・・吸気部
１７・・・・給水部
１８・・・・排水部
２４・・・・給水フィルター
２５・・・・注排水パイプ
２５・・・・注水パイプ
３１・・・・排水パイプ
３３・・・・水封用水が給水パイプ
３４・・・・排水パイプ
３５・・・・注排水タンク
３６・・・・水封用給水タンク
３７・・・・温度センサ
３８・・・・第２熱交換器
４０・・・・圧縮機
４１・・・・流路切り替え手段
４２・・・・第１熱交換器
４３・・・・減圧手段
４４・・・・ファン
４５・・・・制御回路部
４６・・・・メモリ
４７・・・・操作部
４８・・・・温度センサ
ＲＳ・・・・冷凍装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバーの底部に配設したヒータによってチャンバーの底部に溜めた水を加熱蒸発さ
せる蒸気滅菌器において、前記チャンバーの外面に冷凍装置の熱交換器を設け、前記チャ
ンバーの加熱は前記冷凍装置の加熱運転による前記熱交換器にて加熱され、前記チャンバ
ーの冷却は前記冷凍装置の冷却運転による前記熱交換器にて冷却されることを特徴とする
蒸気滅菌器。
【請求項２】
チャンバーの底部に配設したヒータによってチャンバーの底部に溜めた水を加熱蒸発さ
せる蒸気滅菌器において、圧縮機、流路切り替え手段、第１熱交換器、減圧手段、第２熱
交換器が環状に接続されて冷凍サイクルを構成した冷凍装置を備え、前記第２熱交換器が
前記チャンバーの外面に設けられ、前記チャンバーは前記冷凍装置の加熱運転による前記
第２熱交換器の放熱作用にて加熱され、前記チャンバーは前記冷凍装置の冷却運転による
前記第２熱交換器の吸熱作用にて冷却されることを特徴とする蒸気滅菌器。
【請求項３】
乾燥工程において前記冷凍装置が加熱運転され、前記乾燥工程終了にて前記冷凍装置の
冷却運転を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の蒸気滅菌器。

【図１】