JP5748705B2 - 蒸気滅菌器 - Google Patents
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Description
詳しくは、省エネモードを有する蒸気滅菌器に関する。
つまり、省エネモードから復帰させようとすると、ボイラ内を真空とする予備真空工程と、ボイラに注水する注水工程と、電気ヒータに通電するボイラ加熱工程を再度行わないと、次回の滅菌工程を開始することができず、時間を要する。
省エネモード中に新たな被滅菌物の滅菌が必要になった場合には、復帰させるための待ち時間が長くなって使用勝手が悪いという問題があった。
さらに、予備真空工程や注水工程に加えてボイラ加熱工程は、電気ヒータの通電をON・OFF制御してボイラを稼動状態に維持する場合に比べて、電気ヒータの消費電力が多くなるため、複数回の滅菌工程があまり時間をおかないで繰り返し行われた場合には、省エネ効果が期待できないという問題もあった。
したがって、省エネモードからの復帰時間が短くて待機中の全体的な省エネ効果が図れる蒸気滅菌器を提供することができる。
その結果、省エネモードにおいて滅菌工程の終了から排気・乾燥工程が終了するまで電気ヒータの通電をOFFにしてボイラが稼動休止状態となる従来のものに比べ、省エネモードから復帰させるための待ち時間が短くなり、被滅菌物の滅菌が素早く開始できて、使用勝手が良いとともに、複数回の滅菌工程があまり時間をおかないで繰り返し行っても省エネ効果が期待できる。
本発明の実施形態に係る蒸気滅菌器Aは、図1〜図7に示すように、その本体キャビネット10の内部に、収納された被滅菌物(図示しない)を高温蒸気下で滅菌するためのチャンバ1と、チャンバ1内へ注入する高温蒸気を発生させるためのボイラ2と、チャンバ1からの高温蒸気やボイラ2から湯水を排出するための排水タンク3と、を主要な構成要素として備えている。必要に応じて、地震感知装置4を備えることも可能である。
さらに、ボイラ2などを作動制御するための制御手段5が備えられている。
また、本体キャビネット10の前面には、コントロールパネル11が設けられている。
チャンバ1の具体例としては、図1及び図2(b)に示されるように、有底円筒状に形成され、その開口部に対して円板状の蓋1bを開閉自在に取り付けることが好ましい。
また、その他の例として図示しないが、チャンバ1の開口部と蓋1bを矩形やそれ以外の形状に形成することも可能である。
チャンバ1には、外気導入用の開閉弁1c、絶対圧力センサS1、三方弁1d、排気用の開閉弁1e、緊急排気用の開閉弁1f、真空ポンプ3aなどが設けられる。
蓋1bには、操作ハンドル12が設けられる。
蒸気発生装置2Aは、給水ポンプ2Cや貯水タンク(給水タンク)2Dを介して水道などの給水源2Eに連通し、給水ポンプ2Cの作動によって、給水源2Eや貯水タンク2Dから水道水などが蒸気発生装置2Aの内部に一定量供給される。
蒸気発生装置2Aの内部には、電気ヒータ2aが設けられる。電気ヒータ2aは、後述する制御手段5によって温度制御され、給水源2Eから供給された水道水などを加熱して高温蒸気を作成し、ボイラー室2Bからチャンバ1の滅菌室1aへ供給するように構成されている。
ジャケット2Fは、チャンバ1の周囲を覆うように形成され、その内部空間が蒸気発生装置2Aの内部空間と同圧となるように配管接続し、蒸気発生装置2Aの内部空間で作成された高温蒸気を滅菌室1aの周囲空間に供給させることにより、滅菌室1aが保温されて乾燥効果を高めるようになっている。
空気抜き用開閉弁2bは、温度センサS2から出力される温度信号と、後述する制御手段5によって作動制御される電磁弁などから構成され、閉弁制御するための閉弁温度と、開弁制御するための開弁温度を有している。閉弁温度は、主に運転の開始時(後述する準備工程や準備工程が完了した後の後述する待機工程)において、空気抜き用開閉弁2bを閉弁制御するために、予め設定されている。開弁温度は、主に後述する待機工程において、空気抜き用開閉弁2bを開弁制御するために、予め設定されている。
温度センサS2は、ジャケット2Fの内部空間又はそれに接続する管路に設けられ、ジャケット2Fの内部又はそれに接続する管路中の温度を計測して後述する制御手段5へ出力する。
詳しく説明すると、空気抜き用開閉弁2bは、主に後述する準備工程や待機工程において、温度センサS2が閉弁温度(約95℃以上)になるまで開弁を継続させるか、又は閉弁温度になってもそれから所定時間が経過するまで開弁を継続させることにより、主にジャケット2Fの内部空気が排水タンク3又は外部へ排気されて、ジャケット2Fの内部空間に温度ムラが発生しないようにしている。
空気抜き用開閉弁2bの制御例として、準備工程では、電気ヒータ2aの通電開始と略同時か又はそれよりも少し遅れたタイミングで、空気抜き用開閉弁2bが開弁して、ジャケット2Fの内部空気を排気し始め、温度センサS2が閉弁温度(約95℃以上)になってから所定時間(約3分間程度)後に閉弁してジャケット2Fからの排気を停止させることが好ましい。
さらに、空気抜き用開閉弁2bは、主に後述する待機工程において、温度センサS2が開弁温度(約90〜95℃)まで降下した時に開弁させることにより、主にジャケット2Fの内部空気が排水タンク3又は外部へ排気されるように制御している。
また、ジャケット2Fとチャンバ1を結ぶ管路には、ジャケット2Fから高温蒸気を供給するための電磁弁などからなる給蒸用の開閉弁2cが設けられる。
蒸気発生装置2Aと排水タンク3を結ぶ管路の途中には、排水用の開閉弁2dが設けられている。
制御手段5となるコントローラーは、マイクロコンピュータなどで構成され、主電源13及びコントロールパネル11の電源スイッチ11aの操作によって運転が開始され、制御回路に予め書き込まれたプログラムに従って制御を行う。
準備工程とは、蒸気発生装置2A内に一定量給水して電気ヒータ2aにより高温蒸気を発生させ、ボイラー室2Bのジャケット2Fに所定温度の高温蒸気を充満させる工程をいう。
待機工程とは、電気ヒータ2aを温度制御して、ジャケット2F内の高温蒸気を保ち、滅菌室1aに被滅菌物を収納して蓋1bが閉じられるまでの工程をいい、これを待機中ともいう。
真空工程とは、コントロールパネル11のスタートキー11bが操作されてから、滅菌室1a内の空気を排出して被滅菌物内の残留空気を排除する工程をいう。
滅菌工程とは、滅菌室1a内に高温蒸気を供給して被滅菌物の滅菌を行い、滅菌の終了後には滅菌室1a内の高温蒸気を排気する工程をいう。
乾燥工程とは、設定時間に亘って滅菌室1aからの真空引きと、外気の導入を繰り返す工程をいう。
通常は、電源スイッチ11aの操作により電源がONになると、準備工程がスタートし、次の待機工程では自動的に「通常モード」が選択され、それ以降は真空工程、滅菌工程、乾燥工程を順次進行させる。各工程の進行状況は、図3に示されるコントロールパネル11の工程表示ランプ11cに表示されるようにしている。
「省エネモード」は、準備工程や待機工程中にコントロールパネル11の省エネモードキー11dを操作することで、「通常モード」から切り替わるが、各工程の運転中や準備工程中に省エネモードキー11dを操作しても切り替わらない。「省エネモード」中に省エネモードキー11cを操作すると、「省エネモード」が終了して「通常モード」に戻る。「省エネモード」中に電源を切った場合は「省エネモード」が終了し、次回に電源を入れた時は「省エネモード」が解除されて、準備工程が開始される。
なお、コントロールパネル11には、ボイラー室2B(ジャケット2F)の圧力を表示する圧力計11e、滅菌室1aの圧力を表示する圧力計(連成計)11f、様々な情報を表示する液晶ディスプレイなどからなる表示部11gなどが設けられている。
詳しく説明すると、「通常モード」は、準備工程において空気抜き用開閉弁2bが開弁された以降、電気ヒータ2aをON・OFF制御することにより、ジャケット2Fの温度センサS2が第一設定温度に維持されて、空気抜き用開閉弁2bが閉弁したままに保持されるように制御している。
また、「省エネモード」では、ボイラー室2Bの温度が第一設定温度よりも低温に維持されるように電気ヒータ2aを温度制御しつつ、空気抜き用開閉弁2bの閉弁が維持されるように制御している。
詳しく説明すると、「省エネモード」は、準備工程において空気抜き用開閉弁2bが開弁された以降、ジャケット2Fの温度センサS2が第一設定温度よりも低温であるものの、空気抜き用開閉弁2bの開弁温度よりも高温となるように電気ヒータ2aをON・OFF制御するか、又は別プロクラムでボイラー室2Bの温度変化に関係なく空気抜き用開閉弁2bの閉弁状態が維持されるように制御している。
図4のタイムチャートでは、通常作動時を示している。
ここで、図4に従って通常作動時の作動について説明する。
電源ONで準備工程のプログラムがスタートすると、給水ポンプ2Cの作動により蒸気発生装置2A内に一定量の水道水などが給水される。
給水ポンプ2Cの作動が完了する頃には、電気ヒータ2aがONになって高温蒸気を発生させ、ボイラー室2Bとなるジャケット2Fの内部空間に供給される。
電気ヒータ2aの通電開始と略同時か又はそれよりも少し遅れたタイミングで、空気抜き用開閉弁2bを開弁して、ジャケット2Fの内部空気が排気され始める。空気抜き用開閉弁2bは、ジャケット2Fの温度センサS2が閉弁温度(約95℃以上)になってから所定時間(約3分間程度)後に閉弁してジャケット2Fからの排気が停止される。
その後、温度センサS2が第一設定温度(約120〜135℃の任意な設定温度)になったところで、準備工程が完了し、待機工程に進行する。
また、待機工程中に「省エネモード」を選択した場合には、ジャケット2Fの温度が第一設定温度よりも低温に維持されるものの、空気抜き用開閉弁2bが閉弁したままに保持される。
そして、この待機工程中に、滅菌室1aに被滅菌物を収納して蓋1bが閉じられ、コントロールパネル11のスタートキー11bを操作すると、真空工程が開始され、それ以降は真空工程、滅菌工程、乾燥工程が順次進行される。
この場合には、待機工程中にジャケット2Fの温度が空気抜き用開閉弁2bの開弁温度(約90〜95℃)まで降下すると、空気抜き用開閉弁2bを開弁して主にジャケット2Fの内部空気が排気される。それに伴ってジャケット2F内の温度が低下するため、電気ヒータ2aがONになり、高温蒸気を発生させてジャケット2Fの温度が閉弁温度(約95℃以上)になってから所定時間(約3分間程度)後に空気抜き用開閉弁2bが閉弁することなる。
それにより、ボイラー室2B(ジャケット2F)からの空気抜きが一回又は複数回行われてしまい、その度にボイラー室2B(ジャケット2F)内の温度が低下して、蒸気が無駄に消費されてしまう。
その後の待機中において、通常モードから省エネモードに切り替えても、空気抜き用開閉弁2bの閉弁が維持されて、ボイラー室2Bの空気抜きが繰り返し行われないため、ボイラー室2B内の温度低下が防止されて、省エネモードを解除しても通常モードの第一設定温度(約120〜135℃の任意な設定温度)に短時間で上昇可能となる。これと同時に、電気ヒータ2aは第一設定温度よりも低温に温度制御されるため、電気ヒータ2aの消費電力が通常モードの待機中よりも抑えられる。
したがって、省エネモードからの復帰時間が短くて待機中の全体的な省エネ効果を図ることができる。
その結果、省エネモードにおいて滅菌工程の終了から排気・乾燥工程が終了するまで電気ヒータの通電をOFFにしてボイラが稼動休止状態となる従来のものに比べ、省エネモードから復帰させるための待ち時間が短くなり、被滅菌物の滅菌が素早く開始できて、使用勝手が良いとともに、複数回の滅菌工程があまり時間をおかないで繰り返し行っても省エネ効果が期待できる。
次に、本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。
図5に示される「通常モード」のフローチャート及び図6に示される「省エネモード」のフローチャートの場合には、一定時間に亘ってボイラー室2Bの水位を確認しながら電気ヒータ2aを温度制御することで、空焚き防止機能が追加されている。
また、その他の例として図示しないが、空焚き防止機能に代えて他の機能を追加したり、空焚き防止機能に加えて他の機能を追加したりすることも可能である。
さらに、省エネモードを解除した場合には、第二設定温度から通常モードの第一設定温度まで約10分以内に到達できることが解った。
したがって、簡単な制御で通常モードまでの復帰時間を更に短くすることができる。
その結果、被滅菌物の滅菌が更に素早く開始できて、使用勝手の更なる向上が図れるという利点がある。
したがって、電気ヒータ2aの消費電力を更に抑えることができる。
その結果、実施例1よりも待機中の更なる省エネ効果が図れるという利点がある。
2a 電気ヒータ 2b 空気抜き用開閉弁
2B ボイラー室 5 制御手段
Claims (3)
- 収納された被滅菌物を高温蒸気下で滅菌するチャンバと、
電気ヒータの通電によって前記チャンバ内へ注入する高温蒸気を発生させるボイラと、
前記電気ヒータを作動制御する制御手段と、を備え、
前記ボイラは、前記電気ヒータと、ボイラー室の温度変化に伴って前記ボイラー室から空気を排気するために開弁する空気抜き用開閉弁を有し、
前記制御手段は、少なくとも始動時の準備工程、待機工程、滅菌工程のプログラムが設定され、前記準備工程の後の待機工程における待機中に切り替え可能な通常モードと省エネモードを有し、
前記準備工程では、前記電気ヒータにより前記ボイラー室に高温蒸気が充満するように高温蒸気を発生させ、前記空気抜き用開閉弁の開閉により前記ボイラー室内の温度ムラが解消するように空気を排気させ、
前記通常モードでは、前記ボイラー室の温度が前記空気抜き用開閉弁の開弁温度よりも高温の第一設定温度に維持されるように前記電気ヒータを温度制御し、
前記省エネモードでは、前記ボイラー室の温度が前記第一設定温度よりも低温に維持されるように前記電気ヒータを温度制御し、且つ前記空気抜き用開閉弁の閉弁が維持されるように制御することを特徴とする蒸気滅菌器。
- 前記省エネモードにおいて、前記ボイラー室の温度が前記空気抜き用開閉弁の開弁温度よりも高温で且つ前記第一設定温度よりも低温の第二設定温度に維持されるように前記電気ヒータを温度制御することを特徴とする請求項1記載の蒸気滅菌器。
- 前記省エネモードにおいて、前記ボイラー室の温度が前記空気抜き用開閉弁の開弁温度よりも低温の第三設定温度に維持されるように前記電気ヒータを温度制御し、且つ前記ボイラー室の温度変化に関係なく前記空気抜き用開閉弁の閉弁状態が維持されるように制御することを特徴とする請求項1記載の蒸気滅菌器。
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