JP6785505B2 - 蒸気滅菌装置 - Google Patents

Description

本発明は、被滅菌物を飽和蒸気によって滅菌する蒸気滅菌装置に関する。

病院、製薬会社、食品会社、化学品会社等においては、様々な物品を被滅菌物として滅菌処理する必要がある。滅菌処理を実行する装置としては、種々の滅菌装置が存在するが、 蒸気滅菌装置は滅菌剤として水蒸気を用いるため、毒性が無く、入手が容易であり、比較的管理が容易であるという利点があり、従来からよく用いられている。

蒸気滅菌装置は、被滅菌物を収容する滅菌槽（圧力容器又は耐圧密閉容器）が設けられ、この滅菌槽に所定温度（所定圧力）の飽和蒸気を所定時間導入することで被滅菌物の滅菌を行う動作を実行する。
また、蒸気滅菌装置では、被滅菌物や滅菌槽内壁面に結露したドレンが生じる。ドレンは、滅菌処理が完了する前に発生することが多く、ドレンには細菌やウイルス等が活性可能な状態で存在している可能性がある。
そこで、ドレンは、他の排水等と一緒に滅菌処理を実行するか、又は他の排水と混入させる前に滅菌する必要がある。

例えば特許文献１：特許第３２２５８４３号公報に示す蒸気滅菌装置では、被滅菌物に滅菌を施す滅菌槽から排出されたドレンを収容するドレンタンクと、ドレンタンクを覆うジャケット部と、ドレンタンク内に収容されたドレンを加熱滅菌処理するためにジャケット部に水蒸気を導入することが開示されている。

特許文献１の蒸気滅菌装置では、ドレンを滅菌槽から一旦ドレンタンクに集めて収容し、ドレンタンクを覆うジャケット部の内側に形成された水蒸気導入空間部に水蒸気を導入することにより、ドレンタンク内を加圧状態で加熱してドレンを加圧加熱滅菌する。滅菌されたドレンはその後排出される。
これにより、特許文献１の蒸気滅菌装置は、滅菌装置とは別の大掛かりな廃液処理装置を設けることなく、ドレンの滅菌処理を行い、安全かつ安価にドレンを排出できる、というものである。

特許第３２２５８４３号公報

特許文献１のような蒸気滅菌装置では、ドレンを滅菌処理するにあたり、装置内にドレンタンクを設けてドレンタンク内に収容されたドレンを滅菌処理している。
しかしながら、このような構成によれば、装置内にドレンタンクを設置する空間を確保しなくてはならず、装置全体が大型化してしまうという課題がある。

また、ドレンタンクがドレンで満杯になっている場合、ドレンタンク内に収容しきれなかったドレンが、滅菌槽からドレンタンクまでの間のドレン排管に貯留される場合も想定される。この場合、ドレンタンク内のドレンは滅菌できたとしても、ドレン排管内のドレンは滅菌されていないので、安全にドレンの排出が行えないという課題もある。

そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、蒸気滅菌装置のドレンを排出する際に、装置全体が大型化せずに、かつ安全にドレンを排出することができる蒸気滅菌装置を提供することにある。

本発明にかかる蒸気滅菌装置によれば、周囲にジャケット部が形成され、被滅菌物を収容する滅菌槽と、前記ジャケット部に接続され、装置外部から導入された蒸気を前記ジャケット部に供給する蒸気配管と、前記ジャケット部と前記滅菌槽の内部とを接続し、前記ジャケット部に供給された蒸気を前記滅菌槽の内部に供給する蒸気連通管と、前記滅菌槽内に貯留したドレンを排出するためのドレン排管と、前記ドレン排管の中途部に設けられて、前記ドレン排管を開閉するドレン制御弁と、を具備し、前記ドレン制御弁と前記滅菌槽の外筒の外底面との間の前記ドレン排管を二重管構造に設け、前記ドレン排管の内径は、前記ドレン制御弁の上流側と下流側では同じ径となるように設けられ、前記蒸気配管から分岐したドレン排管用蒸気配管を設け、前記二重管構造のドレン排管の内管と外管との間の空間に蒸気を導入させるために、前記二重管構造のドレン排管に前記ドレン排管用蒸気配管が接続されていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、ドレン制御弁を閉じた状態で、ドレン制御弁と滅菌槽との間のドレン排管にドレンを貯留させ、このドレンをドレン排管用蒸気配管から導入される蒸気で加熱滅菌することができる。このため、装置内にドレンタンクを設けなくても安全にドレンを排出することが可能である。

本発明にかかる蒸気滅菌装置によれば、周囲にジャケット部が形成され、被滅菌物を収容する滅菌槽と、該滅菌槽に接続され、装置外部から導入された飽和蒸気を前記滅菌槽内に供給する飽和蒸気配管と、前記ジャケット部に接続され、装置外部から導入された一般蒸気を前記ジャケット部に供給する一般蒸気配管と、前記滅菌槽内に貯留したドレンを排出するためのドレン排管と、前記ドレン排管の中途部に設けられて、前記ドレン排管を開閉するドレン制御弁と、を具備し、前記ドレン制御弁と前記滅菌槽の外筒の外底面との間の前記ドレン排管を二重管構造に設け、前記一般蒸気配管から分岐したドレン排管用蒸気配管を設け、前記ドレン排管の内径は、前記ドレン制御弁の上流側と下流側では同じ径となるように設けられ、前記二重管構造のドレン排管の内管と外管との間の空間に一般蒸気を導入させるために、前記二重管構造のドレン排管に前記ドレン排管用蒸気配管が接続されていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、ドレン制御弁を閉じた状態で、ドレン制御弁と滅菌槽との間のドレン排管にドレンを貯留させ、このドレンをドレン排管用蒸気配管から導入される一般蒸気で加熱滅菌することができる。このため、装置内にドレンタンクを設けなくても安全にドレンを排出することが可能である。

また、前記滅菌槽の底面は、ドレンを貯留できるように下向きに凸となる曲面形状を有していることを特徴としてもよい。
この構成によれば、ドレン制御弁から滅菌槽内の底部にかけてドレンを貯留させることができ、滅菌槽の底部に貯留したドレンに対しては、ジャケット部の加熱により滅菌させることができる。

また、前記滅菌槽は、正面視するとオーバル形状に形成されていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、滅菌槽の底部にドレンを貯留させることができ、また被滅菌物の収容性を向上させることができ、しかも一般的な圧力容器としての円筒状に近い形状であり耐圧性が十分確保できる。

本発明の滅菌装置によれば、装置全体を大型化せずに安全にドレンを排出することができる。

蒸気滅菌装置の第１の実施形態の配管系統図である。 蒸気滅菌装置の第２の実施形態の配管系統図である。 蒸気滅菌装置の第３の実施形態の配管系統図である。

（第１の実施形態）
以下、図面に基づいて蒸気滅菌装置について説明する。
図１は、第１の実施形態における蒸気滅菌装置の配管系統図である。
蒸気滅菌装置３０は、被滅菌物を収容して滅菌処理を施す滅菌槽３２を備えている。滅菌槽３２は、内部圧力を所定の滅菌圧力に上昇させるために圧力容器又は耐圧密閉容器で構成されている。

また滅菌槽３２は、内筒３５と外筒３７による二重筒構造となっている。内筒３５の外壁面と外筒３７の内壁面との間の空間がジャケット部３４である。
内筒３５の内部が被滅菌物を収容するチャンバー３８として構成される。

ジャケット部３４には、蒸気配管３９が接続されており、ジャケット部３４内には蒸気配管３９からの蒸気が導入される。なお、滅菌処理工程においては、被滅菌物を飽和蒸気で滅菌させるため、本実施形態における蒸気排管から供給される蒸気は飽和蒸気であるが、以下単に蒸気として説明する。

蒸気配管３９の上流側は、蒸気滅菌装置３０の外部に設けられている蒸気供給装置（図示せず）に接続されており、ジャケット部３４へ導入される蒸気は、蒸気滅菌装置３０の外部から供給される。
ジャケット部３４に蒸気が導入されることにより、滅菌槽３２の内部（チャンバー）を加熱することができる。

ジャケット部３４とチャンバー３８との間には、ジャケット部３４内の蒸気をチャンバー３８に供給するための蒸気連通管４０が設けられている。蒸気連通管４０には開閉弁４２が設けられており、蒸気連通管４０の開閉を行う。

また、蒸気連通管４０には、チャンバー３８内に空気を供給するための給気管４４が接続されている。
給気管４４には、フィルター４６が設けられており、チャンバー３８にはフィルター４６を通過した清浄空気を導入できる。また、給気管４４には、逆止弁４７と開閉弁４８とが設けられている。

また、チャンバー３８には排気管７４を介して真空ポンプ７０が接続され、チャンバー３８内の空気又は蒸気を排出することができる。排気管７４の中途部には、排気フィルター７５が設けられており、排出する空気を清浄化している。
排気管７４は、排気フィルター７５の下流側で分岐しており、真空ポンプ７０へ接続する排気管７９と、真空ポンプ７０を経由しない排気管８０とに分岐する。排気管７９には開閉弁８１が設けられ、排気管８０には開閉弁８２が設けられている。

なお、排気管７４を通過して排出されるチャンバー３８内の気体は、蒸気と液体と液体である水が混在している状態あるため真空ポンプ７０は、水封式であることが好ましい。このため、真空ポンプ７０には、開閉弁７６を設けた真空ポンプ用給水管７７と、真空ポンプ用排気・排水管７８とが接続されている。

チャンバー３８の底面には、ドレンを排出するためのドレン排出口４９が設けられている。ドレン排出口４９から下方に向けて、排出するドレンを流通させるドレン排管５０が設けられている。
また、ジャケット部３４の底面には、ジャケット部３４内の蒸気を排出するためのジャケット部排管５１が接続している。ジャケット部排管５１には、ドレントラップ５７と、逆止弁５９とが設けられている。
ドレン排管５０とジャケット部排管５１は、下流側で接続して1本の排管となり、装置外部へ排出される。

ドレン排管５０には、ドレン制御弁５２が設けられている。ドレン制御弁５２を閉じておくことにより、チャンバー３８のドレンは、ドレン制御弁５２からチャンバー３８にかけてのドレン排管５０内に貯留される。
またドレン排管５０の、ドレン制御弁５２よりも下流側には、逆止弁７２が設けられている。

ドレン制御弁５２から、滅菌槽３２の外筒３７の外底面までの間におけるドレン排管５０は、二重管構造に形成され、二重管式熱交換器として構成されている。具体的には、ドレン排管５０の外周を所定間隔をあけて外管５３で多い、ドレン排管５０と外管５３との間の空間を蒸気が流通できる蒸気流通部５６として構成しており、蒸気流通部５６の蒸気とドレンとが熱交換してドレンが加熱する。

また、ドレン排管５０の径は、ドレン制御弁５２より上流側と下流側では同じ径である。ただし、ドレン制御弁５２よりも上流側では、蒸気流通部５６の分だけ外径が広がっているが、ドレン排管５０の内径そのものは同じである。

蒸気流通部５６には、蒸気配管３９から分岐したドレン排管用蒸気配管５８が接続され、蒸気流通部５６内に蒸気が供給される。また、ドレン排管用蒸気配管５８には開閉弁６０が設けられている。
ドレン排管５０を覆う蒸気流通部５６内に蒸気が流通することにより、ドレン排管５０内のドレンを加熱滅菌することができる。

なお、二重管構造のドレン排管５０における下流側（ドレン制御弁側）に、ドレン排管用蒸気配管５８が接続されており、二重管構造のドレン排管５０の上流側（滅菌槽側）から、蒸気流通部５６を通過した蒸気を排出する蒸気排管６４が接続されている。なお、蒸気排管６４にはドレントラップ６３と、逆止弁６６が設けられている。蒸気排管６４は、ジャケット部排管５１に接続されている。

したがって、チャンバー３８からドレン制御弁５２方向に流れるドレンに対して、ドレンを加熱する蒸気は、逆方向であるドレン制御弁５２からチャンバー３８に向けて流れる。つまり、このドレン排管５０における二重管式熱交換器は向流式として設けられている。向流式の方が並流式よりも熱効率が良く、装置の小型化を図ることができる。

また、チャンバー３８の底部に貯留したドレンは、ジャケット部３４内の蒸気による加熱によって滅菌することができる。
さらに、ドレン排管５０は、チャンバー３８内を通過する個所についてはジャケット部３４内の蒸気の加熱によって滅菌することができる。

チャンバー３８内にドレンが生じた場合、ドレン制御弁５２を閉じて二重管式熱交換器として構成されたドレン排管５０にドレンを貯留させ、開閉弁６０を開き、蒸気を、蒸気流通部５６内を流通させる。これにより、二重管式熱交換器により貯留されたドレンが加熱滅菌される。蒸気流通部５６を通過した蒸気は、蒸気排管６４を通じて排出される。

また、ドレン排管５０の二重管式熱交換器の部分よりも上方までドレンが貯留され、チャンバー３８の底部までドレンが存在している場合、二重管式熱交換器に蒸気を供給するとともに、開閉弁５５を開いてジャケット部３４内に蒸気を供給してチャンバー３８内を加熱する。これにより、チャンバー３８内に貯留しているドレンと、ドレン排管５０のジャケット部３４内に位置しているドレンも加熱滅菌することができる。

ドレンの加熱を所定時間行ったのち、開閉弁５５、開閉弁６０を閉じてドレンの滅菌を終了する。そして、ドレン制御弁５２を開き、滅菌されたドレンをドレン排管５０を通じて排出する。
このようにして、本実施形態では、装置を大型化させずに、安全にドレンを滅菌した後に排出することができる。

（第２の実施形態）
次に、図２に基づいて本発明に係る第２の実施形態について説明する。
なお、第１の実施形態の構成要素と同一の構成要素については同じ符号を付し、説明を省略する場合もある。

本実施形態では、蒸気を導入する配管を２系統設けている。チャンバー３８には、清浄度が高い飽和蒸気を供給するクリーン飽和蒸気配管９２が接続されている。ジャケット部３４には、清浄度を特に高くしていない一般蒸気（飽和蒸気が好ましいが、特に飽和蒸気でなくてもよい）を供給する一般蒸気配管９０を接続している。

一般蒸気配管９０と、クリーン飽和蒸気配管９２は、それぞれ装置外部に接続されており、装置外部から一般蒸気及び飽和蒸気を供給する。
一般蒸気配管９０には開閉弁５５が設けられており、またクリーン飽和蒸気配管９２には開閉弁９４が設けられている。

一般蒸気配管９０から分岐してドレン排管用蒸気配管５８が設けられている。ドレン排管用蒸気配管５８は、二重管式熱交換器となっているドレン排管５０の蒸気流通部５６に接続される。また、ドレン排管用蒸気配管５８には開閉弁６０が設けられている。
このため、一般蒸気は、蒸気流通部５６に導入されてドレン排管５０内のドレンを加熱滅菌することができる。

このように、第２の実施形態では、チャンバー内に供給する飽和蒸気を、ジャケット部３４に供給する蒸気とは別の配管から供給することにしている点が、第１の実施形態の構成とは異なる点である。
ドレンの加熱滅菌に関しては、第１の実施形態とその構造や動作については全く同じである。

（第３の実施形態）
次に、図３に基づいて本発明に係る第３の実施形態について説明する。
なお、第１の実施形態及び第２の実施形態の構成要素と同一の構成要素については同じ符号を付し、説明を省略する場合もある。

本実施形態は、滅菌槽３２の形状を正面視オーバル形状としている点が、第１の実施形態と異なる点である。
ここでいうオーバル形状とは、滅菌槽３２の正面視形状において、直線で構成されている部分が無く、全て外側に凸となる曲線で構成された形状である。本実施形態では、鉛直方向に延びる中心線と水平方向に延びる中心線の両方で線対称となる。

滅菌槽３２の正面視形状を、このようなオーバル形状とすることによって、チャンバー３８の底部においてドレンを確実に貯留することができる。また、ドレンを排出するためのドレン排出口４９を曲面の再下点に設けることで、チャンバー３８のドレンの排出を確実に行うことができる。

また、本実施形態のオーバル形状は、底面、上面、両側面の曲線の曲率半径が大きく、底面と両側面とを連結する個所と、上面と両側面とを連結する個所については曲率半径を小さくしている。このため、本実施形態のオーバル形状は、四角形の各辺を外側に向けて凸となる曲線にしたような形状となっている。このため、本実施形態の滅菌槽３２は、耐圧性能が高い円形形状と、被滅菌物の収容能力が高い四角形状の両者の長所を併せ持ち、耐圧性が高く、且つ被滅菌物の収容能力が高いという著効を奏するものである。

（他の実施形態）
なお、上述してきた各実施形態における、ドレン排管の二重管式熱交換器は、Ｌ字状に形成されているものであった。しかし、ドレン排管の二重管式熱交換器は、Ｌ字状でなく、直線状など他の形状であってもよい。

また、上述してきた各実施形態における、ドレン排管の二重管式熱交換器は、向流型の熱交換器について説明したが、並流型の熱交換器であってもよい。

３０ 蒸気滅菌装置
３２ 滅菌槽
３４ ジャケット部
３５ 内筒
３７ 外筒
３８ チャンバー
３９ 蒸気配管
４０ 蒸気連通管
４２ 開閉弁
４４ 給気管
４６ フィルター
４７ 逆止弁
４８ 開閉弁
４９ ドレン排出口
５０ ドレン排管
５１ ジャケット部排管
５２ ドレン制御弁
５３ 外管
５５ 開閉弁
５６ 蒸気流通部
５７ ドレントラップ
５８ ドレン排管用蒸気配管
５９ 逆止弁
６０ 開閉弁
６３ ドレントラップ
６４ 蒸気排管
６６ 逆止弁
７０ 真空ポンプ
７２ 逆止弁
７４ 排気管
７５ 排気フィルター
７６ 開閉弁
７７ 真空ポンプ用給水管
７８ 真空ポンプ用排気・排水管
７９ 排気管
８０ 排気管
８１ 開閉弁
８２ 開閉弁
９０ 一般蒸気配管
９２ クリーン飽和蒸気配管
９４ 開閉弁

Claims (4)

1. 周囲にジャケット部が形成され、被滅菌物を収容する滅菌槽と、
   前記ジャケット部に接続され、装置外部から導入された蒸気を前記ジャケット部に供給する蒸気配管と、
   前記ジャケット部と前記滅菌槽の内部とを接続し、前記ジャケット部に供給された蒸気を前記滅菌槽の内部に供給する蒸気連通管と、
   前記滅菌槽内に貯留したドレンを排出するためのドレン排管と、
   前記ドレン排管の中途部に設けられて、前記ドレン排管を開閉するドレン制御弁と、を具備し、
   前記ドレン制御弁と前記滅菌槽の外筒の外底面との間の前記ドレン排管を二重管構造に設け、
   前記ドレン排管の内径は、前記ドレン制御弁の上流側と下流側では同じ径となるように設けられ、
   前記蒸気配管から分岐したドレン排管用蒸気配管を設け、
   前記二重管構造のドレン排管の内管と外管との間の空間に蒸気を導入させるために、前記二重管構造のドレン排管に前記ドレン排管用蒸気配管が接続されていることを特徴とする蒸気滅菌装置。
2. 周囲にジャケット部が形成され、被滅菌物を収容する滅菌槽と、
   該滅菌槽に接続され、装置外部から導入された飽和蒸気を前記滅菌槽内に供給する飽和蒸気配管と、
   前記ジャケット部に接続され、装置外部から導入された一般蒸気を前記ジャケット部に供給する一般蒸気配管と、
   前記滅菌槽内に貯留したドレンを排出するためのドレン排管と、
   前記ドレン排管の中途部に設けられて、前記ドレン排管を開閉するドレン制御弁と、を具備し、
   前記ドレン制御弁と前記滅菌槽の外筒の外底面との間の前記ドレン排管を二重管構造に設け、
   前記一般蒸気配管から分岐したドレン排管用蒸気配管を設け、
   前記ドレン排管の内径は、前記ドレン制御弁の上流側と下流側では同じ径となるように設けられ、
   前記二重管構造のドレン排管の内管と外管との間の空間に一般蒸気を導入させるために、前記二重管構造のドレン排管に前記ドレン排管用蒸気配管が接続されていることを特徴とする蒸気滅菌装置。
3. 前記滅菌槽の底面は、ドレンを貯留できるように下向きに凸となる曲面形状を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の蒸気滅菌装置。
4. 前記滅菌槽は、正面視するとオーバル形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項記載の蒸気滅菌装置。

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