JP5370921B2 - 洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、医療器具の他、電子部品や機械部品などを洗浄する洗浄装置に関するものである。

従来、下記特許文献１に開示されるように、洗浄液が貯留され、その洗浄液に被洗浄物が浸漬される洗浄槽と、洗浄槽内の気体に含まれる蒸気を凝縮する熱交換器およびこの熱交換器の下流に設けた真空ポンプを含み、洗浄槽内の気体を外部へ吸引排出して洗浄槽内を減圧する減圧手段と、減圧された洗浄槽内へ外気を導入して、洗浄槽内を復圧する復圧手段とを備え、前記減圧と前記復圧とを繰り返して洗浄槽内の洗浄液を沸騰させる洗浄装置（以下、減圧沸騰洗浄装置と称する。）が知られている。

特公昭６３−３２４５９号公報 特開平７−１３６６０４号公報

この出願の発明者等は、特許文献１と同様な洗浄装置を開発する過程において、特許文献１の洗浄装置におけるつぎの第一〜第三の課題を見出した。すなわち、第一の課題は、蒸気凝縮用の熱交換器としてシェル・アンド・チューブ式熱交換器を用いているので、熱交換器の占有体積が大きく、結果として装置が大型化し、広い設置スペースが必要となるという省スペース化の課題である。第一の課題は、病院などに設置するこの種洗浄装置としては解決すべき重要な課題である。第二の課題は、洗浄液の沸騰により、洗浄液が洗浄槽外へ排出され、洗浄液の減少が著しいという洗浄液多量消費の課題である。洗浄液は、微小液滴として流出する場合と、洗浄槽内の水位が上昇して、洗浄液が流出する場合がある。第三の課題は、飽和温度以上の洗浄液が真空ポンプに吸い込まれることにより、キャビテーションが発生し、場合によっては、真空ポンプを損傷するキャビテーション発生の課題である。この第三の課題は、真空ポンプを用いた減圧沸騰洗浄装置においてこの出願の発明者らが見出した新規な課題である。

第一の課題を解決するために、熱交換器を公知のプレート式熱交換器とした実験を行ったところ、第四の課題があることを見出した。第四の課題は、液体のまま流出する洗浄液に含まれる血液異物などの微粒子（以下、微粒異物という。），洗浄液の沸騰の際に生ずる微小液滴に含まれる微粒異物（洗浄液および微小液滴と独立して存在する微粒異物を含む。）が、プレート式熱交換器の微小隙間（隙間は、流体流通隙間と称することができる。）を塞ぐという微粒異物の詰りの課題である。微粒異物が詰まると、熱交換器の伝熱効率が低下し、結果として、減圧手段の減圧能力が低下して減圧に時間がかかる，すなわち減圧洗浄時間が長くなり、消費電力が増加するという課題と、熱交換器の詰りを解消する再生の作業が困難であるという課題を伴う。この第四の課題は、凝縮用熱交換器をプレート式熱交換器とした減圧沸騰洗浄装置における特有の課題であり、この出願の発明者らが見出した新規な課題である。

第二の課題を解決するために、特許文献２のように、洗浄槽の下流側に気液分離器を設けることが考えられるが、単なる気液分離器では、解決することはできない。なお、特許文献２の気液分離器は、その下流側に減圧タンクを備える構成であるので、第三の課題の
解決を意図するものではない。

この発明は、減圧沸騰洗浄装置において、第一の課題〜第四の課題，すなわち省スペース化の課題，洗浄液多量消費の課題，キャビテーション発生の課題，および微粒異物の詰りの課題を同時に解決することである。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、洗浄液が貯留され、その洗浄液に被洗浄物が浸漬される洗浄槽と、前記洗浄槽内の気体を凝縮する熱交換器および前記熱交換器の下流に設けた真空ポンプを含み、前記気体を外
部へ吸引排出して前記洗浄槽内を減圧する減圧手段と、減圧された前記洗浄槽内へ外気
を導入して、前記洗浄槽内を復圧する復圧手段と、前記減圧手段および前記復圧手段を
制御して前記減圧と前記復圧とを繰り返して前記洗浄槽内の洗浄液を沸騰させる制御手
段とを備える洗浄装置において、前記熱交換器は、冷却水により前記気体を冷却するプ
レート式熱交換器にて構成され、前記熱交換器の上流側に、デミスタにより洗浄液，前
記気体に含まれる洗浄液の微小液滴および微粒異物を前記気体から分離し、分離した液
体を前記洗浄槽へ戻す気液分離器を備え、前記気液分離器は、前記熱交換器と別体に構成された容器と、この容器内を入口側空間と出口側空間とに仕切るように配置されたデミスタとを備え、前記容器は、前記洗浄槽からの気体を前記入口側空間へ導入する気体入口と、前記デミスタにより洗浄液，洗浄液の微小液滴および微粒異物を分離した後の気体を前記熱交換器へ向けて流出させる気体出口と、前記デミスタにより分離された液体を前記洗浄槽へ還流させる液体出口とを備え、前記デミスタを再生または交換可能に構成し、前記洗浄槽内の液温を検出する液温センサを備え、前記制御手段は、前記減圧時の前記液温センサの検出温度の変化勾配が設定値以下となると、前記デミスタの再生または交換時期を報知することを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１において、前記復圧手段の給気路を前記出口側空間に接続し、前記給気路，前記出口側空間，前記デミスタ、前記気体入口を順次通して前記洗浄槽内を復圧することを特徴としている。

この発明によれば、減圧沸騰洗浄装置における第一の課題〜第四の課題，すなわち省スペース化の課題，洗浄液多量消費の課題，キャビテーション発生の課題および微粒異物の詰りの課題を同時に解決することができる。

本発明の洗浄装置の実施例１を示す概略図である。 本発明の洗浄装置の実施例１の制御手順の要部を示す図である。 本発明の洗浄装置の実施例２を示す概略図である。 本発明の洗浄装置の実施例２の制御手順の要部を示す図である。 本発明の洗浄装置の実施例３を示す概略図である。 本発明の洗浄装置の実施例４を示す概略図である。

つぎに、この発明の洗浄装置の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、被洗浄物の洗浄に限らず、すすぎや消毒を行う装置に好適に実施される。

この実施の形態を具体的に説明する。この実施の形態は、洗浄液が貯留され、その洗浄液に被洗浄物が浸漬される洗浄槽と、前記洗浄槽内の気体を外部へ吸引排出して前記洗浄槽内を減圧する減圧手段と、減圧された前記洗浄槽内へ外気を導入して、前記洗浄槽内を復圧する復圧手段と、前記減圧手段および前記復圧手段を制御して前記減圧と前記復圧とを繰り返して前記洗浄槽内の洗浄液を沸騰させる制御手段とを備える洗浄装置である。前記減圧手段は、前記気体を凝縮する熱交換器および前記熱交換器の下流に設けた真空ポンプを含んで構成される。

前記熱交換器は、冷却水により前記気体を冷却するプレート式熱交換器にて構成されている。そして、前記熱交換器の上流側に、デミスタ（デミスタブランケットとも称する。）により液体の状態で流出する洗浄液，前記気体に含まれる洗浄液の微小液滴および微粒異物を前記気体から分離し、分離した液体を前記洗浄槽へ戻す気液分離器を備えている。プレート式熱交換器とは、微小隙間を存して多数のプレートを積層し、前記微小隙間に前記気体と冷却水を交互に流通させる構造の周知の熱交換器である。

この発明の実施の形態１においては、前記熱交換器をプレート式熱交換器としているので、同じ熱交換能力のシェル・アンド・チューブ式熱交換器と比較して、洗浄装置における占有体積を減少でき、洗浄装置の小型化により省スペース化を実現できる。また、同じ外形寸法のシェル・アンド・チューブ式熱交換器と比較して、伝熱面が広く、冷却能力が高いので、少ない冷却水量で、所定の冷却能力を発揮できる。その結果、大幅に冷却水量を低減できる。

また、前記減圧手段の作動による減圧と前記復圧手段の作動による復圧とを繰り返して前記洗浄槽内の洗浄液を沸騰させる。その洗浄液の沸騰の際に、洗浄液の微小液滴と血液異物などの微粒異物とが、気体（殆どが蒸気）に含まれて前記洗浄槽から前記プレート式
熱交換器へ向けて流出する。微粒異物は、前記洗浄槽の水位が上昇して流出する洗浄液に含まれて出てゆく場合と、微小液滴に含まれて出てゆく場合と、単独ででてゆく場合がある。

流出した洗浄液と洗浄液の微小液滴と微粒異物は、前記デミスタにより捕捉され、気体から洗浄液が分離される。分離された洗浄液は、前記洗浄槽へ還流されて、洗浄に使用されるので、使用する洗浄液量が減少する。

また、飽和温度以上の洗浄液の前記気液分離器下流側への流出が防止されるので、その洗浄液が前記真空ポンプへ吸い込まれることにより生ずるキャビテーションが防止され、前記真空ポンプの損傷が防止される。

また、洗浄液の前記気液分離器下流側への流出が防止されるので、洗浄液による前記プレート式熱交換器の微小隙間の閉塞が防止され、洗浄液による前記プレート式熱交換器の伝熱面の減少が防止される。前記デミスタによる微小液滴の捕捉効率は、好ましくは、９０％〜９９％とする。この伝熱面の減少が防止される結果、前記真空ポンプによる前記洗浄槽の所定圧力までの減圧を短時間に行うことができ、洗浄時間を短縮することができる。また、所定圧力までの減圧を短時間に行うことができる結果、前記熱交換器での冷却水量を減少させることができる。

さらに、流出した微粒異物は、前記デミスタにより除去され、微粒異物による前記プレート式熱交換器の詰りが防止される。前記デミスタにより除去すべき微粒異物の径は、前記プレート式熱交換器の微小隙間より小さく設定される。好ましくは、圧損の関係から前記微小隙間を２〜３mmとすると、前記デミスタにより除去すべき微粒異物の径は、1mm以上とする。この微粒異物の好ましい捕捉効率は、９０〜９９％である。

こうして、前記プレート式熱交換器の詰りの原因となる微粒異物が前記デミスタにより捕捉されるので、前記プレート式熱交換器の伝熱効率の低下を防止できる。その結果、前記減圧手段による減圧時間が長くなり、消費電力が増加するという課題を解決することができる。

この実施の形態においては、好ましくは、前記デミスタの上流側に前記デミスタが捕捉する微粒異物よりも大径の微粒異物を捕捉するプレフィルタを備える。このプレフィルタは、着脱自在で、詰まった微粒異物を洗浄等により除去することで再生可能な構成とする。前記デミスタの捕捉する微粒異物の径を１mm以上とすると、前記プレフィルタの捕捉する異物の径を５mm以上とする。

ここで、この発明の実施の形態の洗浄装置を構成する構成要素を説明する。前記洗浄槽は、被洗浄物が出し入れ可能、所定量の洗浄液を貯留可能、貯留した洗浄液を加熱手段により所定温度に加熱可能であって、内部を所定圧力に減圧した後、復圧の減復圧の繰り返しに耐えうる構成であればよく、特定の構造に限定されない。

前記減圧手段は、前記熱交換器と前記真空ポンプとを含むもので、前記熱交換器の上流側に蒸気エゼクタを備えることができる

前記熱交換器は、微小隙間を存して多数のプレートを積層し、前記微小隙間に前記気体と冷却水を交互に流通させる形式のプレート式熱交換であればよく、前記微小隙間は、好ましくは、圧損の上限を１kPaとした場合、２〜３mmとする。

前記真空ポンプは、好ましくは、水封式の真空ポンプとするが、これに限定されるもの
ではなく、この発明の課題の一つが、飽和温度以上の液滴が吸い込まれることにより生ずるキャビテーションを防止することであるので、このキャビテーションを生ずる可能性のある真空ポンプであればよい。

前記気液分離器は、流入した気体から洗浄液および洗浄液の微小液滴を分離する気液分離を行う機能と、分離した洗浄液を前記洗浄槽へ還流する機能と、前記プレート式熱交換器の微小隙間に詰まる可能性のある微粒異物を先に捕捉する機能と、微粒異物の詰りの解消を前記プレート式熱交換器よりも容易に行える機能とを備える。

これらの機能を満たすべく、前記気液分離器は、好ましくは、前記熱交換器と別体に構成された容器と、この容器内を入口側空間と出口側空間とに仕切るように配置されたデミスタとを備え、前記容器は、前記洗浄槽からの気体を前記入口側空間へ導入する気体入口と、前記デミスタにより洗浄液，洗浄液の微小液滴および微粒異物を分離した後の気体を前記熱交換器へ向けて流出させる気体出口と、前記デミスタにより分離された液体を前記洗浄槽へ還流させる液体出口とを備える。

この気液分離器の構成において、好ましくは、洗浄液および洗浄液の微小液滴を分離する機能の大部分を前記デミスタにより行うように構成する。しかしながら、前記気体入口から導入される気体の導入方向を前記容器の内周壁に対して水平周方向として、遠心分離によって洗浄液および洗浄液の微小液滴を分離するように構成し、洗浄液および洗浄液の微小液滴を分離する機能の大部分をこの遠心分離機能により行い、残りを前記デミスタにより行うように構成できる。

そして、前記容器を本体とこの本体を開閉可能とする蓋とから構成し、前記デミスタを前記本体に着脱自在に装着する構成とすることで、前記デミスタの再生または、交換を容易にする。前記デミスタの再生は、液体による洗浄だけではなく、気体により微粒異物を吹き飛ばす方法などを含む。前記プレート式熱交換器に微粒異物が詰まると、数十枚にも及ぶプレートを１枚、１枚、洗浄して元に戻す必要がある。これに対して前記デミスタを前記熱交換器と別体の容器内に着脱自在に設けておくことで、前記デミスタに捕捉された微粒異物の除去が容易となるので、前記プレート式熱交換器にて捕捉された場合と比較して、微粒異物の詰りを容易に解消することができる。

前記の分離した洗浄液を前記洗浄槽へ還流する機能は、好ましくは、前記洗浄槽と前記液体出口とが、強制還流手段を備えない連通管にて接続することにより実現する。前記強制還流手段とは、ポンプであるが、前記強制還流手段を備えないことにより、装置構成を簡略化できる。

この発明は、前記の発明の実施の形態に限定されるものではなく、前記復圧手段の給気路を前記洗浄槽に直接接続するのではなく、前記容器の出口側空間に接続し、前記給気路−前記出口側空間−前記デミスタ−前記気体入口を順次通して前記洗浄槽内を復圧するように構成することができる。

また、前記デミスタの再生または交換時期を報知する報知手段を備えることができる。この報知手段は、好ましくは、前記洗浄槽内の液温を検出する液温センサを備え、前記制御手段は、前記減圧時の前記液温センサの検出温度の変化勾配が設定値以下となると、前記デミスタの再生または交換時期を報知するように構成する。こうした構成を採用した場合は、前記洗浄槽内の減圧を行う際に、洗浄液の温度を制御するために用いる液温センサをそのまま使用して、前記報知に用いることができ、装置の構成を簡素化できる。報知の手段としては、表示器による表示，音声による報知などを含む。

しかしながら、前記報知手段として、前記デミスタの気体の流れに対して前後の差圧を検出して、検出差圧が設定値以上となると、前記デミスタの再生または交換時期を報知するように構成することができる。

以下、この発明の実施例１を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の洗浄装置の一実施形態を示す概略図であり、図２は、同実施例１の制御手順の要部を示すフローチャート図である。

本実施１の洗浄装置１は、洗浄液が貯留され、その洗浄液に被洗浄物２が浸漬される洗浄槽３と、前記気体を凝縮する熱交換器４およびこの熱交換器４の下流に設けた真空ポンプ５を含み、洗浄槽３内の気体を外部へ吸引排出して洗浄槽３内を減圧する減圧手段６と、減圧された洗浄槽３内へ外気を導入して、洗浄槽３内を復圧する復圧手段７と、熱交換器４の上流側に設けられ、デミスタ８により洗浄液，前記気体に含まれる洗浄液の微小液滴および微粒異物を前記気体から分離し、分離した液体を洗浄槽３へ戻す気液分離器９とを主要部として備えている。

そして、洗浄槽３内の洗浄液を加熱する加熱手段１０と、洗浄槽３内の洗浄液を排出する排水手段１１と、洗浄槽３内の圧力を検出する圧力センサ１２と、洗浄槽３内の洗浄液の温度を検出する液温センサ１３と、これらセンサ１２，１３の検出信号などに基づき前記各手段６，７，１０，１１を制御する制御手段１４とを備える。

洗浄装置１は、被洗浄物２の洗浄、すすぎおよび消毒の内、いずれか一以上の処理を実行可能とされる。本実施例１では、被洗浄物２の洗浄およびすすぎの後、被洗浄物２の乾燥が、一つの洗浄槽３で実行可能とされる。

洗浄液は、減圧手段６による洗浄槽３内の減圧により沸騰可能であれば特に問わないが、たとえば水である。本実施例１では、洗浄液は、洗浄剤を０．５％前後含んだ水である。但し、洗浄液は、洗剤を含む水の他、洗剤を含まない水でもよい。また、洗浄液は、軟水、純水、溶剤など、洗浄に使用できるその他の液体でもよい。

被洗浄物２は、洗浄を図りたい物品であり、たとえば、医療器具、電子部品または機械部品である。

洗浄槽３は、内部空間の減圧に耐える中空容器である。本実施例１の洗浄槽３は、上方へ開口して中空部を有する第一容器本体（以下、単に第一本体という。）１５と、この第一本体１５の開口部を開閉する着脱自在の第一蓋１６とを備える。第一本体１５に第一蓋１６をした状態では、第一本体１５と第一蓋１６との隙間は第一パッキン１７で封止される。これにより、第一本体１２の中空部は密閉され、洗浄槽３内に密閉空間が形成される。

洗浄槽３には、洗浄槽３内に洗浄液を供給する給水手段１８が接続される。本実施例１の給水手段１８は、原水タンク１９の水を、給水路２０を介して洗浄槽３に供給する。給水路２０には、原水タンク１９の側から順に、給水ポンプ２１と第一給水弁２２とが設けられる。給水ポンプ２１を作動させた状態で第一給水弁２２を開くと、原水タンク１９の水が給水路２０を介して洗浄槽３に供給される。洗浄槽３へ供給される水には、給水路２０の中途において、薬液タンク２３からの洗浄剤を薬注ポンプ２４により混入することができる。なお、第一給水弁２２の開閉は、給水ポンプ２１および薬注ポンプ２４の作動の有無と連動する。但し、洗浄剤の添加は適宜に省略でき、その場合には薬注ポンプ２４および薬液タンク２３の設置は省略できる。

洗浄槽３には、洗浄槽３内の気体を外部へ吸引排出して洗浄槽３内を減圧する減圧手段６が接続される。本実施例１の減圧手段６は、洗浄槽３内の気体を、排気路２５を介して吸引排出する。排気路２５には、気液分離器９，洗浄槽３の側から順に、減圧手段６の構成要素である熱交換器４、逆止弁２６よび水封式の真空ポンプ６が設けられる。

熱交換器４は、排気路２５内の蒸気を冷却し凝縮させるプレート式熱交換器である。プレート式熱交換器４は、微小隙間を存して多数のプレートを積層して、微小隙間に気体流路２７と冷却水流路２８とを交互に形成（気体流路２７と冷却水流路２８とは並列に多数形成されているが、図１では、それぞれ１本のみ図示している。）し、流通させる構造の周知の熱交換器である。

そして、冷却水流路２８には、第二給水弁２９を介して水が供給され排出される。熱交換器４において、排気路２５内の蒸気を予め凝縮させることで、その後の真空ポンプ６の負荷を軽減して、洗浄槽３内の減圧を有効に図ることができる。

水封式の真空ポンプ６は、周知のとおり、封水と呼ばれる水が供給されて作動される。そのために、真空ポンプ６には、第三給水弁３０を介して水が供給され排出される。真空ポンプ６を作動させる際、第三給水弁３０は、真空ポンプ６に連動して開かれる。

気液分離器９は、排気路２５の熱交換器４の上流側で、洗浄槽３の下流側に設けている。気液分離器９は、熱交換器４と別体に構成された容器３１と、この容器３１内を入口側空間３２と出口側空間３３とに仕切るように配置されたデミスタ８とを含んで構成されている。

容器３１は、洗浄槽３からの気体を入口側空間３２へ導入する気体入口３４と、デミスタ８により洗浄液および洗浄液の微小液滴を分離した後の気体を熱交換器４へ向けて流出させる気体出口３５と、デミスタ８により分離された液体を洗浄槽３へ還流させる液体出口３６とを備える。デミスタ８は、熱交換器４の微小隙間に微粒異物が詰まらないように、１mm以上の微粒異物を捕捉する機能を有する。そして、洗浄槽３内の排気路２５の入口に５mm以上の径の異物を除去するプレフィルタ３７を設けている。

また、容器３１は、上方へ開口して中空部を有する第二容器本体（以下、単に第二本体という。）３８と、この第二本体３８の開口部を開閉する着脱自在の第二蓋３８とを備える。第二本体３８に第二蓋３９をした状態では、第二本体３８と第二蓋３９との隙間は第二パッキン４０で封止される。これにより、第二本体３８の中空部は密閉され、気液分離器９内に密閉空間が形成される。こうした構成により、デミスタ８の洗浄または、交換を容易としている。

洗浄槽３の底部と容器３１の液体出口３６とは、ポンプを備えない連通管４１している。これにより、気液分離器９にて分離された洗浄液は洗浄槽３に還流される。気液分離器９の液面と、洗浄槽３の液面は、連通管４１の作用により、図１に示すように等しくなる。

また、洗浄槽３には、減圧下の洗浄槽３内へ外気を導入して洗浄槽３内を復圧する復圧手段７が接続される。本実施例１の復圧手段７は、減圧下の洗浄槽３内に、給気路４２を介して外気を導入する。給気路４２には給気フィルタ４３および給気弁４４が設けられており、洗浄槽３内が減圧された状態で給気弁４４を開くと、差圧により外気を洗浄槽３内へ導入して、洗浄槽３内を復圧することができる。

また、洗浄槽３には、洗浄槽３内の洗浄液を加熱する加熱手段１０が設けられる。本実施例１の加熱手段１０は、洗浄槽３内の洗浄液中に蒸気を吹き込んで、洗浄液を加熱する。具体的には、洗浄槽３には、ボイラなどの蒸気供給源から給蒸路４５を介して蒸気が供給可能とされる。給蒸路４５に設けた給蒸弁４６を開閉することで、洗浄槽３内への蒸気供給の有無を切り替えることができる。

また、洗浄槽３には、洗浄槽３内の洗浄液を排出する排水手段１１が設けられる。本実施例１の排水手段１１は、洗浄槽３内の洗浄液を、洗浄槽３の底部から排水路４７を介して排出する。排水路４７には、排水弁４８が設けられており、洗浄槽３内に洗浄液が貯留された状態で排水弁４８を開くと、洗浄液を洗浄槽３外へ自然に導出することができる。

減圧手段６、復圧手段７、加熱手段１０，排水手段１１および給水手段１８は、制御手段１４により制御される。この制御手段１４は、前記各センサ１２，１３の検出信号などに基づき、前記各手段６，７，１０，１１，１８を制御する制御器である。具体的には、給水ポンプ５、薬注ポンプ２４、第一給水弁２２、第二給水弁２９、第三給水弁３０、真空ポンプ２４、給気弁２８、給蒸弁３０、排水弁３２、給蒸弁４６、排水弁４７、圧力センサ９および液温センサ１０は、制御器３３に接続されている。そして、制御手段１４は、以下に述べるように、所定の手順（プログラム）に従い、洗浄槽３内の被洗浄物２の洗浄を図る。

以下、本実施例１の洗浄装置１を用いた洗浄方法について図１および図２に基づき具体的に説明する。

＜注水工程開始前＞
初期状態において、洗浄槽３内に洗浄液はなく、給気弁４４以外の各弁２２，２９，３０，４６，４８は、閉じられ、各ポンプ５，２１，２４は作動を停止している。この初期状態から、注水工程Ｓ１、加熱工程Ｓ２、減復圧パルス工程Ｓ３および排水工程Ｓ４が順次になされる。

注水工程Ｓ１に先立って、洗浄槽３内には被洗浄物２が入れられ、洗浄槽３の第一蓋１６は閉じられる。但し、被洗浄物２は、注水工程Ｓ１の直後に洗浄槽３内に入れてもよく、その場合も、洗浄槽３内に被洗浄物２を入れた後、洗浄槽３の第一蓋１６は閉じられる。いずれにしても、被洗浄物２は、洗浄槽３内の洗浄液内に浸漬される。

＜注水工程＞
注水工程Ｓ１は、給水手段１８により洗浄槽３内に洗浄液を入れる工程である。本実施例１では、第一給水弁２２を開けた状態で、給水ポンプ２１および薬注ポンプ２４を作動させて、洗浄槽３内に洗浄液が入れられる。洗浄槽３内へ供給される水には、薬注ポンプ２４の作動により、所望量の洗浄剤が添加される。注水工程Ｓ１において、洗浄槽３の第一蓋１６が閉じられている場合、洗浄槽３への注水に伴い、洗浄槽３内の空気は給気路４２から排出される。

洗浄槽３に設けた液位センサ（図示省略）により、洗浄槽３内の所定水位まで洗浄液が貯留されたことを検知すると、給水手段１８による給水を停止する。具体的には、給水弁２２を閉じると共に、給水ポンプ２１および薬注ポンプ２４を停止して、次工程へ移行する。

＜加熱工程＞
加熱工程Ｓ２は、洗浄槽３内の洗浄液を減復圧パルス開始温度まで加熱する工程である。具体的には、洗浄液が減復圧パルス開始温度になるまで、加熱手段１０により洗浄液を
加熱する。本実施例１では、給蒸弁４６を開いて、洗浄槽３内の洗浄液中に蒸気を吹き込んで、洗浄液を加熱する。この給蒸中、液温センサ１３により洗浄液の温度を監視し、洗浄液が減復圧パルス開始温度になると、給蒸弁４６を閉じて次工程へ移行する。

減復圧パルス開始温度は、特に問わないが、被洗浄物２の汚れが血液汚れの場合、６０℃を超えるとタンパク質が熱変形し固着するので、そのような被洗浄物２の場合には、減復圧パルス開始温度は６０℃以下が好ましく、５０℃以下がより好ましい。本実施例１では、減復圧パルス開始温度は、たとえば５０℃に設定される。

＜減復圧パルス工程＞
減復圧パルス工程（減圧沸騰洗浄工程と称することができる。）Ｓ３では、洗浄槽３内の洗浄液が減復圧パルス終了温度になるまで、洗浄液を沸騰させ続けるように洗浄槽３内の減圧が図られる。この間、洗浄液の沸騰中には、所定タイミングで洗浄槽３内を瞬時に復圧して、洗浄液の沸騰を一時的に中断させる操作が繰り返される。このようにして、減圧と瞬時の復圧とが繰り返される。減復圧パルス終了温度は、特に問わないが、洗浄温度が低くなると洗浄効果が低下するため、２０℃以上が好ましく、２５℃以上がより好ましい。

より具体的に説明すると、減復圧パルス工程Ｓ３では、減圧手段６の作動を継続して、洗浄槽３内の圧力を徐々に低下させ、それにより洗浄液の沸騰の継続が図られる。但し、この間、液温センサ１３により洗浄液の温度を監視し、洗浄液の温度が所定ずつ下がるたびに、復圧手段６により洗浄槽３内を一時的に復圧する。減圧手段６による洗浄槽３内の減圧は、給気弁４４を閉じて、第二給水弁２９および第三給水弁３０を開いた状態で真空ポンプ２４を作動させればよい。また、復圧手段７による設定圧力までの瞬時の復圧は、給気弁４４を開けばよい。この復圧時にも、減圧手段６は作動させたままでよい。そして、給気弁４４を開けて洗浄槽３内を復圧して、洗浄液の沸騰を中断させた後は、給気弁４４を再び閉じて、洗浄槽３内の減圧とそれによる洗浄液の沸騰が図られる。

このような減復圧パルス工程Ｓ３を洗浄液が減復圧パルス終了温度になるまで行う。減復圧パルス終了温度は、特に問わないが、たとえば３０℃に設定される。

（減復圧パルス工程における本実施例１の作用・効果）
以上のように、減復圧パルス工程Ｓ３においては、減圧手段６の作動による減圧と復圧手段７の作動による復圧とが繰り返されて、洗浄槽３内の洗浄液が沸騰する。その洗浄液の沸騰の際に、洗浄液の微小液滴と、被洗浄物に付着していた微粒異物が、気体に含まれて洗浄槽３から熱交換器４へ向けて流出する。また、減圧時に洗浄液は、蒸気として洗浄槽３から流出する。

洗浄槽３から流出する異物のうち径の大きいものは、まずプレフィルタ３７により捕捉される。その結果、デミスタ８による異物の捕捉量が減少し、デミスタ８の再生時期を遅らせることができる。

そして、プレフィルタ３７により捕捉されずに流出した微粒異物は、デミスタ８により除去される。その結果、微粒異物によるプレート式熱交換器４の微小隙間の詰りが防止される。その結果、微小異物の詰まりによるプレート式熱交換器４の熱交換能力の低下が防止され、短時間で減圧を行うことができ、洗浄時間を短縮することができる。

デミスタ８により捕捉された微粒異物が所定量に達すると、第二蓋３９を開いて、デミスタ８を第二本体３８外へ取り出し、洗浄することで、微粒異物を除去する。デミスタ８の洗浄の代わりに、洗浄済みか新品のデミスタ８を第二本体３８へ装着してもよい。

プレフィルタ３７も、洗浄槽３の第一蓋１６を外して、定期的に洗浄して再生する。

また、洗浄槽３から流出した洗浄液，洗浄液の微小液滴は、気液分離器９のデミスタ８により捕捉されて、気体から洗浄液が分離される。分離された洗浄液は、液滴となって落下し、第二容器本体３７の底部に貯留される。貯留された洗浄液は、サイフォンの原理で、洗浄槽３へ還流されて、洗浄に使用される。こうしたデミスタ８による洗浄液分離機能と分離した洗浄液の還流使用機能により、装置外へ無駄に排出される洗浄液および洗浄剤の量を減少でき、洗浄液の補充量を削減でき、洗浄液および洗浄剤の使用量を大幅に減少させることができる。

また、デミスタ８による洗浄液の分離機能により、洗浄液の気液分離器９下流側への流出が防止されるので、洗浄液によるプレート式熱交換器４の気体が流通する微小隙間の閉塞が防止され、洗浄液によるプレート式熱交換器４の伝熱面の減少が防止される。この伝熱面の減少の防止により、プレート式熱交換器４による蒸気凝縮能力低下が防止されて、真空ポンプ５による洗浄槽３の所定圧力までの減圧を短時間に行うことができる。その結果、洗浄時間を短縮することができる。また、所定圧力までの減圧を短時間に行うことができることにより、熱交換器４での冷却水使用量を減少させることができる。

また、特許文献１の減圧沸騰洗浄装置においては、飽和温度以上の洗浄液が真空ポンプへ吸い込まれるとキャビテーションを生ずるが、この実施例１においては、デミスタ８による洗浄液の分離機能により、飽和温度以上の洗浄液の気液分離器９下流側への流出が防止されるので、前記キャビテーションが防止され、真空ポンプ５の損傷が防止される。

＜排水工程など＞
その後の排水工程Ｓ４は、洗浄槽３内を大気圧まで復圧して、洗浄槽３内の洗浄水を排出する工程である。具体的には、給気弁４４を開いて洗浄槽３内を大気圧まで復圧した後、排水弁４７を開けて洗浄水を排水すればよい。その後は、所望により、被洗浄物２のすすぎがなされる。すすぎ工程後には、洗浄水を排水した後、乾燥工程を行うのがよい。乾燥工程では、洗浄槽３内に蒸気を供給して被洗浄物２の温度を上げた後、洗浄槽３内を減圧する。あるいは、蒸気との熱交換により洗浄槽３内へ暖かい空気を入れつつ、減圧手段６により洗浄槽３内からの真空引きを図ればよい。これにより、洗浄槽３内の被洗浄物２の乾燥が図られる。

つぎに、この発明の実施例２を図３および図４に基づき説明する。以下の説明では、実施例１と異なる構成を中心に説明し、同じ構成は、同じ符号を付して説明を省略する。

この実施例２において、実施例１と異なる点は、洗浄槽３内の液温を検出し、減復圧パルス工程Ｓ３において洗浄液の温度を制御するための液温センサ１３を用いて、制御手段１４が、液温センサ１３の検出温度の変化勾配が設定値以下となると、デミスタ８の再生時期を表示器４９により報知するように構成した点である。

この実施例２の作用、効果を図４に基づき説明する。図４を参照して、Ｓ２１で、減復圧パルス工程Ｓ３の減圧が開始されたかどうかを判定する。ＹＥＳが判定されると、Ｓ２２にて、液温センサ１３による検出温度の変化勾配が設定値以下かどうか，すなわち減圧による所期の液温低下が生じているかどうかを判定する。前記設定値は、予め実験によりデミスタ８の詰り具合との関係で定めておく。Ｓ２２にて、ＹＥＳが判定されると、制御手段１４は、デミスタ８の詰りと推定して、Ｓ２３へ移行して、表示器４９によりデミスタ８の洗浄が必要なことをユーザーやメンテナンス員に知らせる。Ｓ２３では、洗浄要の
報知と同時に洗浄装置の運転を自動的に停止する。この洗浄装置の運転の停止は、洗浄要の報知を先行させて、報知から所定時間遅れで停止を行うように構成することができる。

この実施例２によれば、デミスタ８の再生または交換の時期を容易に知ることができ、洗浄装置の洗浄能力低下を防止できる。また、洗浄液の温度を制御するために用いる液温センサ１３を使用して、洗浄要の報知に用いているので、洗浄装置の構成を簡素化できる。さらに、減圧時の洗浄液の温度低下勾配は、減圧性能を直接的に示すものであり、たとえデミスタ８の詰りが生じていても所定の減圧性能が確保されていれば、洗浄運転を継続できる。洗浄運転の継続という観点からは、差圧によりデミスタ８の洗浄時期を検出する方法と比較して、減圧時の洗浄液の温度低下勾配による検出の方が好ましい。

つぎに、この発明の実施例３を図５に基づき説明する。以下の説明では、実施例１と異なる構成を中心に説明し、同じ構成は、同じ符号を付して説明を省略する。

この実施例３において、実施例１と異なる点は、デミスタ８を気液分離器９から取り出すことなく、第二蓋３９を外して、洗浄ホースなど洗浄手段５０により異物除去のための洗浄液を噴出して、デミスタ８に付着した微粒異物を除去するように構成した点である。そして、この洗浄手段５０を用いての洗浄の際に、排水弁４８を開くことにより、除去された異物を連通管４１−排水路４７を通して排出するように、連通管４１を排水路４７の排水弁４８の上流側に接続している。

つぎに、この発明の実施例４を図６に基づき説明する。以下の説明では、実施例１と異なる構成を中心に説明し、同じ構成は、同じ符号を付して説明を省略する。

この実施例４において、実施例１と異なる点は、つぎの構成である。実施例１では、復圧手段７の給気路４２を洗浄槽３に直接接続しているが、実施例４では、気液分離器９の第二容器本体３８の出口側空間３３に接続している。

この実施例４の構成によれば、復圧時、外気が給気路４２−出口側空間３３−デミスタ８−気体入口３４を順次通して洗浄槽３内へと流れる気流が形成される。その際、図６の一点差線矢示Ａにて示す空気の流れにより、デミスタ８により捕捉された微粒異物の一部が除去されて、第二容器本体３８内に落下する。こうして、復圧の度に、デミスタ８の気流による洗浄が行われるので、デミスタ８の再生または交換時期を遅らせることができる。

本発明の洗浄装置は、前記実施例１〜４の構成に限らず、適宜変更可能である。特に、減復圧パルス工程Ｓ３における減圧と復圧との繰り返し方法は、適宜に変更可能である。

また、前記実施形態の洗浄装置において、超音波振動による洗浄を付加してもよい。すなわち、洗浄槽３にさらに超音波振動子を設置してもよい。そして、たとえば、加熱工程Ｓ２において、超音波振動による洗浄を図るのがよい。加熱工程Ｓ２は、洗浄液を加熱するだけで洗浄には寄与していないため、この工程において洗浄液に超音波振動を与えることで、被洗浄物２を超音波洗浄して、洗浄効果を一層向上することができる。

１ 洗浄装置
２ 被洗浄物
３ 洗浄槽
４ 熱交換器
５ 真空ポンプ
６ 減圧手段
７ 復圧手段
８ デミスタ
９ 気液分離器
１３ 液温センサ
１４ 制御手段
３１ 容器
３２ 入口側空間
３３ 出口側空間
３４ 気体入口
３５ 気体出口
３６ 液体出口
４２ 給気路
４９ 表示器

Claims (2)

1. 洗浄液が貯留され、その洗浄液に被洗浄物が浸漬される洗浄槽と、前記洗浄槽内の気体を凝縮する熱交換器および前記熱交換器の下流に設けた真空ポンプを含み、前記気体を外部へ吸引排出して前記洗浄槽内を減圧する減圧手段と、減圧された前記洗浄槽内へ外気を導入して、前記洗浄槽内を復圧する復圧手段と、前記減圧手段および前記復圧手段を制御して前記減圧と前記復圧とを繰り返して前記洗浄槽内の洗浄液を沸騰させる制御手段とを備える洗浄装置において、
   前記熱交換器は、冷却水により前記気体を冷却するプレート式熱交換器にて構成され、
   前記熱交換器の上流側に、デミスタにより洗浄液，前記気体に含まれる洗浄液の微小液滴および微粒異物を前記気体から分離し、分離した液体を前記洗浄槽へ戻す気液分離器を備え、
   前記気液分離器は、前記熱交換器と別体に構成された容器と、この容器内を入口側空間と出口側空間とに仕切るように配置されたデミスタとを備え、前記容器は、前記洗浄槽からの気体を前記入口側空間へ導入する気体入口と、前記デミスタにより洗浄液，洗浄液の微小液滴および微粒異物を分離した後の気体を前記熱交換器へ向けて流出させる気体出口と、前記デミスタにより分離された液体を前記洗浄槽へ還流させる液体出口とを備え、前記デミスタを再生または交換可能に構成し、
   前記洗浄槽内の液温を検出する液温センサを備え、
   前記制御手段は、前記減圧時の前記液温センサの検出温度の変化勾配が設定値以下となると、前記デミスタの再生または交換時期を報知する
   ことを特徴とする洗浄装置。
2. 前記復圧手段の給気路を前記出口側空間に接続し、前記給気路，前記出口側空間，前記デミスタ、前記気体入口を順次通して前記洗浄槽内を復圧することを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。

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