本发明涉及一种低温蒸气甲醛(ltsf)灭菌装置。
背景技术：
一直以来，如下述专利文献1公开的那样，已知在真空下的灭菌槽内，利用含有甲醛的水蒸气对灭菌物进行灭菌的低温蒸气甲醛灭菌装置。在该装置中，由于在真空下处理水蒸气，因此适合使用水封式而非干燥式的真空泵。
在使用水封式的真空泵的情况下，在密封水中溶入有甲醛，因此即便用大量的水稀释，仍会使甲醛流走，因此从环境保护的观点不优选。另外，在将甲醛用大量的水稀释的情况下，水的使用量变多，运转成本提高。需要说明的是，还提出了下述专利文献2所公开的环境净化微反应器系统，但基本上，其适用于使用环氧乙烷气体(或与二氧化碳气体的混合气体)的灭菌装置，也否定了水封式的真空泵的使用(专利文献2的第0003、0008段)，不是能够应用于低温蒸气甲醛灭菌装置的系统。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-235030号公报(第0002、0026、0036段)
专利文献2：日本特开2005-254194号公报(图1)
技术实现要素：
发明所要解决的课题
本发明所要解决的课题在于，在使用水封式的真空泵的低温蒸气甲醛灭菌装置中，提供防止甲醛向密封水、排水溶入的对环境影响小的装置。另外，本发明的课题在于提供无需用于稀释的大量的水从而能够降低运转成本的装置。
用于解决课题的方案
本发明是为了解决所述课题而完成的，第一方案所述的发明是一种低温蒸气甲醛灭菌装置，其特征在于，具备：灭菌槽，其收容灭菌物；水封式的真空泵，其将该灭菌槽内的气体向外部吸引排出；以及催化剂反应器，其设置于从所述灭菌槽通向所述真空泵的排气路，且分解甲醛。
根据第一方案所述的发明，在从灭菌槽通向真空泵的排气路设置有催化剂反应器而能够分解甲醛，因此能够防止甲醛向真空泵流入。由此，能够防止甲醛向真空泵的密封水、排水中溶入。另外，无需用于稀释甲醛的大量的水，还能够实现运转成本的降低。
第二方案所述的发明以第一方案所述的低温蒸气甲醛灭菌装置为基础，其特征在于，通过所述排气路的流路变更，能够切换将所述灭菌槽内的气体经由所述催化剂反应器排出、或不经由所述催化剂反应器排出。
根据第二方案所述的发明，在利用真空泵将灭菌槽内的气体排出时，能够切换经由催化剂反应器排出、或不经由催化剂反应器排出。在经由催化剂反应器排出的情况下，能够在催化剂反应器中分解甲醛，在不经由催化剂反应器排出的情况下，能够与不通入催化剂反应器相应地减少压力损失，从而实现排气时间的缩短。
第三方案所述的发明以第二方案所述的低温蒸气甲醛灭菌装置为基础，其特征在于，所述低温蒸气甲醛灭菌装置包括并依次运行以下工序：气体置换工序，反复进行所述灭菌槽内的减压和通过甲醛气体导入实现的复压；灭菌工序，将所述灭菌槽内在灭菌温度下保持灭菌时间；蒸气脱离工序，反复进行所述灭菌槽内的减压和通过水蒸气导入实现的复压；以及空气脱离工序，反复进行所述灭菌槽内的减压和通过空气导入实现的复压，在所述气体置换工序以及所述蒸气脱离工序中，在进行所述灭菌槽内的减压时，将所述灭菌槽内的气体经由所述催化剂反应器排出。
根据第三方案所述的发明，通过依次包括并运行气体置换工序、灭菌工序、蒸气脱离工序以及空气脱离工序，能够实现前处理、灭菌以及后处理。另外，至少在气体置换工序以及蒸气脱离工序中，在灭菌槽内减压时，通过将灭菌槽内的气体通入催化剂反应器，能够使甲醛分解无害化。
第四方案所述的发明以第二或第三方案所述的低温蒸气甲醛灭菌装置为基础，其特征在于，自所述灭菌槽内起的排气路在分支为第一排气路和第二排气路后，再次汇合并与所述真空泵连接，在所述第一排气路依次设置有入口阀、催化剂反应器、连通阀、罐以及出口阀，能够切换经由所述第一排气路排气、或经由所述第二排气路排气，在经由所述第一排气路排气时，在将所述入口阀与所述连通阀关闭的状态下打开所述出口阀从而使所述罐内减压，然后在将所述出口阀关闭的状态下打开所述入口阀和所述连通阀从而使所述灭菌槽内减压，之后再次在将所述入口阀和所述连通阀关闭的状态下打开所述出口阀从而使所述罐内减压。
根据第四方案所述的发明，在将罐与灭菌槽(具体而言，罐与催化剂反应器、以及催化剂反应器与灭菌槽)的连通切断的状态下，使罐与真空泵连通从而使罐内减压，然后在将罐与真空泵的连通切断的状态下，使罐与灭菌槽连通从而使灭菌槽内减压。由此，与利用真空泵直接将灭菌槽内减压的情况相比，能够实现压力损失的减少。另外，通过按期望进行罐内的减压，能够防止真空压力施加于催化剂反应器时的破损(例如催化剂从反应容器脱落)。之后，再次在将罐与灭菌槽的连通切断的状态下，通过使罐与真空泵连通从而使罐内减压，能够将罐内残留的水蒸气排出。
第五方案所述的发明以第一至第四方案中任一项所述的低温蒸气甲醛灭菌装置为基础，其特征在于，所述催化剂反应器为由内筒和外筒构成的双重管结构，在内筒内设置有催化剂而外筒利用加热器升温，来自所述灭菌槽内的气体在通过内筒与外筒之间的间隙后通入内筒内。
根据第五方案所述的发明，催化剂反应器为由内筒和外筒构成的双重管结构，将来自灭菌槽内的气体在通入内筒与外筒之间的间隙后通入内筒内的催化剂，因此能够成为小型的结构。另外，通过利用加热器使外筒升温，能够使来自灭菌槽内的气体升温并向催化剂输送，从而能够可靠地实现催化剂处的甲醛的分解。另一方面，不使用加热器直接使催化剂自身升温，因此能够防止甲醛的起火。
并且，第六方案所述的发明以第一至第五方案中任一项所述的低温蒸气甲醛灭菌装置为基础，其特征在于，来自所述灭菌槽内的气体在混入来自外部的空气后，通入所述催化剂反应器。
甲醛的分解反应需要氧，若在排除来自灭菌槽内的空气后的真空下实现灭菌，则在从灭菌槽内排气时，即便将甲醛通入催化剂反应器，也可能因氧不足而未进行所期望的分解。但是，根据第六方案所述的发明，向来自灭菌槽内的气体混入空气并通入催化剂反应器，因此能够可靠地实现甲醛的分解。
发明效果
根据本发明，对于使用水封式的真空泵的低温蒸气甲醛灭菌装置而言，能够实现防止甲醛向密封水、排水溶入的对环境影响小的装置。另外，无需用于稀释的大量的水，从而能够降低运转成本。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施例的低温蒸气甲醛灭菌装置的概要图，将一部分以剖面的方式示出。
图2是示出图1的低温蒸气甲醛灭菌装置的运转工序的一例的概要图，示出了灭菌槽内的压力p与经过时间t的关系。
图3是示出图1的低温蒸气甲醛灭菌装置的变形例的图。
图4是示出用于图1的低温蒸气甲醛灭菌装置的催化剂反应器的一例的概要剖视图。
图5是示出用于图1的低温蒸气甲醛灭菌装置的催化剂反应器的另一例的概要剖视图。
附图标记说明
1低温蒸气甲醛灭菌装置；
2灭菌槽；
3真空泵(3a：吸气口、3b：排气口)；
4水蒸气以及甲醛气体的导入机构；
5外部气体导入机构；
6催化剂反应器；
7压力传感器；
8温度传感器；
9排气路(9a：第一排气路、9b：第二排气路)；
10入口阀；
11出口阀；
12旁通阀；
13水罐；
14福尔马林罐；
15气化器；
16供液路(16a：第一供液路、16b：第二供液路)；
17第一供液阀；
18第二供液阀；
19连通路；
20供气路；
21空气过滤器；
22供气阀；
23连通阀；
24罐；
25内筒；
26外筒；
27催化剂；
28端壁；
29连通部；
30端壁(30a：贯通孔、30b：贯通孔、30c：空气孔)；
p0大气压；
p1最低压力；
pl减压目标压力；
pu复压目标压力；
s1抽真空工序；
s2蒸气置换工序；
s3气体置换工序；
s4灭菌工序；
s5蒸气脱离工序；
s6空气脱离工序。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
图1是示出本发明的一个实施例的低温蒸气甲醛灭菌装置的概要图，将一部分以剖面的方式示出。
本实施例的低温蒸气甲醛灭菌装置1具备：灭菌槽2，其收容灭菌物；水封式的真空泵3，其将该灭菌槽2内的气体向外部吸引排出；水蒸气以及甲醛气体的导入机构4，其向灭菌槽2内导入水蒸气以及甲醛气体；外部气体导入机构5，其向灭菌槽2内导入外部气体；催化剂反应器6，其分解通向灭菌槽2外的甲醛；以及控制机构(省略图示)。
灭菌物并无特别限制，典型的为钳子、软管那样的医疗器具。灭菌物也可以在被放入灭菌用的包装材料的状态下收容于灭菌槽2内。
灭菌槽2是能够耐受内部空间的减压的中空容器，典型地形成为大致矩形的箱状。灭菌槽2设置为能够通过门(省略图示)开闭。通过打开门，能够相对于灭菌槽2进行灭菌物的放入取出，通过关闭门，能够将灭菌槽2气密性地关闭。
灭菌槽2内设置为能够利用加热器(省略图示)升温。灭菌槽2的加热器的结构并无特别限制，例如也可以是蒸气夹套，但在本实施例中，由设置于灭菌槽2的外壁的加热胶带(heattape)构成。通过控制加热器的开关或容量，能够将灭菌槽2内维持为期望温度。
在灭菌槽2设置有对灭菌槽2内的压力进行检测的压力传感器7、以及对灭菌槽2内的温度进行检测的温度传感器8。详细内容后述，基于压力传感器7的检测压力，能够控制灭菌槽2内的减压或复压，基于温度传感器8的检测温度，能够控制灭菌槽2的加热器。
众所周知，水封式的真空泵3一边被供给称为密封水的水一边运转。具体而言，在本实施例中，具有配置为放射状的叶片的叶轮(省略图示)以与壳体偏心的方式设置在供给有密封水的圆筒状的壳体(省略附图标记)。因此，在使叶轮高速旋转时，在壳体内形成水环，并且使叶轮与壳体偏心，因此在每旋转一周时内部的气体反复进行膨胀和压缩。于是，通过预先在壳体的合适位置设置吸气口3a和排气口3b，能够将外部的气体吸入排出。在壳体还设置有供水口(省略图示)，密封水从其供水口被供给至壳体内。供水口的供水阀(省略图示)与真空泵3的动作停止连动地开闭。需要说明的是，使用后的密封水也从排气口3b排出。
真空泵3的吸气口3a经由排气路9与灭菌槽2连接。在灭菌槽2内至真空泵3的排气路9设置有催化剂反应器6。此时，优选能够切换将来自灭菌槽2内的气体经由催化剂反应器6排出、或不经由催化剂反应器6排出。具体而言，自灭菌槽2内起的排气路9在分支为第一排气路9a和第二排气路9b后，再次汇合并与真空泵3连接。而且，在第一排气路9a依次设置有入口阀10、催化剂反应器6以及出口阀11，在第二排气路9b设置有旁通阀12。因此，若在将旁通阀12关闭的状态下打开入口阀10以及出口阀11，则能够通过第一排气路9a将来自灭菌槽2内的气体经由催化剂反应器6排出。相反地，若在将入口阀10以及出口阀11关闭的状态下打开旁通阀12，则能够通过第二排气路9b将来自灭菌槽2内的气体不经由催化剂反应器6地排出。
催化剂反应器6构成为具备分解甲醛的催化剂。具体而言，构成为在供来自灭菌槽2内的气体通过的反应容器中设置有催化剂。作为催化剂，能够使用承载有铂或钯的网状件等以往公知的各种构件。催化剂反应器6具备加热器(省略图示)，通过该加热器，催化剂升温至设定温度(在本实施例中为200～250℃)。此时，详细内容后述，优选不直接使催化剂自身(或来自灭菌槽2内的气体自身)升温，而从反应容器的外侧进行升温。另外，为了有效地实现利用催化剂的分解反应，根据需求，也可以向来自灭菌槽2内的气体中混入来自外部的空气，并通入催化剂反应器6。
水蒸气以及甲醛气体的导入机构4具备水罐13、福尔马林罐14以及气化器15。水罐13为在内部存积有水的罐，福尔马林罐14为在内部存积有福尔马林的罐。需要说明的是，福尔马林是规定浓度(在本实施例中甲醛浓度为2～37％)的甲醛水溶液。
水罐13以及福尔马林罐14经由供液路16(16a、16b)而与气化器15连接。从水罐13到气化器15的第一供液路16a和从福尔马林罐14到气化器15的第二供液路16b在图示例的情况下，在气化器15的一侧设置为共用管路。而且，在比共用管路靠上流侧(各罐13、14侧)的位置，在第一供液路16a设置有第一供液阀17，在第二供液路16b设置有第二供液阀18。但是，根据情况，也可以代替各供液阀17、18而设置供液泵。
气化器15经由供液路16(16a、16b)而与水罐13以及福尔马林罐14连接，并且经由连通路19而与灭菌槽2连接。气化器15具备加热器(省略图示)，通过该加热器，气化器15内升温至规定温度。在使气化器15的加热器工作并且将灭菌槽2内减压的状态下，在保持第二供液阀18关闭而打开第一供液阀17时，将来自水罐13的水导入气化器15并气化，从而能够形成水蒸气并经由连通路19向灭菌槽2内供给。或者，在保持第一供液阀17关闭而打开第二供液阀18时，将来自福尔马林罐14的福尔马林导入气化器15并气化，从而能够形成含有甲醛的水蒸气并经由连通路19向灭菌槽2内供给。
需要说明的是，在本说明书中，含有甲醛的水蒸气意为至少包含甲醛气体，有时仅为甲醛气体。换言之，甲醛气体是指至少包含甲醛的气体，在本实施例中其为含有规定浓度的甲醛的水蒸气。
外部气体导入机构5在减压下的灭菌槽2内经由供气路20导入外部气体。在朝向灭菌槽2内的供气路20设置有空气过滤器21以及供气阀22。在使灭菌槽2内减压的状态下打开供气阀22时，通过灭菌槽2的内外的压力差，将外部气体导入至灭菌槽2内，从而能够使灭菌槽2内复压。此时，通过空气过滤器21，能够将清洁的空气导入至灭菌槽2内。
控制机构为基于所述制的各传感器7、8的检测信号、经过时间等，对真空泵3、所述各阀等进行控制的控制器(省略图示)。具体而言，除了真空泵3、入口阀10、出口阀11、旁通阀12、第一供液阀17、第二供液阀18、供气阀22、压力传感器7以及温度传感器8与控制器连接外，灭菌槽2、催化剂反应器6以及气化器15的各加热器等与控制器连接。而且，控制器按照如下所述的规定的顺序(程序)，实现灭菌槽2内的灭菌物的灭菌。
以下，对本实施例的低温蒸气甲醛灭菌装置1的运转方法的具体例进行说明。
图2是示出本实施例的低温蒸气甲醛灭菌装置1的运转工序的一例的概要图，示出了灭菌槽2内的压力p与经过时间t的关系。如该图所示，本实施例的低温蒸气甲醛灭菌装置1依次执行抽真空工序s1、蒸气置换工序s2、气体置换工序s3、灭菌工序s4、蒸气脱离工序s5以及空气脱离工序s6。以下，对各工序进行说明。
需要说明的是，在运转开始前，在灭菌槽2内收容有灭菌物，灭菌槽2的门气密性地关闭。在各工序中，灭菌槽2利用加热器升温并维持在设定温度(典型的为55～80℃，优选50～60℃，在本实施例中为55℃)。另外，催化剂反应器6利用加热器最晚也在气体置换工序s3开始之前升温至设定温度(在本实施例中为200～250℃)。而且，在用户按下开始按钮等指示运转开始时，依次执行所述各工序。
《抽真空工序s1》
在抽真空工序s1中，通过真空泵3使灭菌槽2内减压直至满足规定的结束条件。具体而言，在将入口阀10以及出口阀11关闭的状态下打开旁通阀12，使真空泵3持续工作。此时，各供液阀17、18以及供气阀22关闭。由此，能够将灭菌槽2内的气体向外部吸引排出，从而使灭菌槽2内减压。抽真空工序s1在本实施例中仅实施设定抽真空时间。该时间优选为确认真空泵3的能力极限(也就是说能够使灭菌槽2内减压到什么程度)所需要的足够的时间。在经过设定抽真空时间后，关闭旁通阀12并且停止真空泵3，然后向下一个工序转移。
但是，抽真空工序s1也可以使灭菌槽2内减压至目标抽真空压力，在该情况下，在达到目标抽真空压力时结束抽真空工序s1，但在无法于设定抽真空时间内达到目标抽真空压力的情况下，优选在经过设定抽真空时间时结束。在此期间，通过压力传感器7监视所到达的最低压力p1。无论是哪种情况，以在抽真空工序s1达到的最低压力p1以上的方式设定后述的各工序的减压目标压力pl。需要说明的是，各工序的减压目标压力pl典型地设定为小于10kpa(例如4～9kpa左右)，优选设定为5kpa以下。而且，复压目标压力pu设定为大于减压目标压力pl且大气压p0以下。
《蒸气置换工序s2》
在蒸气置换工序s2中，将灭菌槽2内的减压和通过水蒸气导入实现的复压反复进行设定次数。具体而言，将由真空泵3进行的减压至减压目标压力pl的减压和通过水蒸气导入实现的复压至复压目标压力pu的复压反复进行设定次数。需要说明的是，初次减压作为在抽真空工序s1中的减压而能够省略。因此，在蒸气置换工序s2中，在抽真空工序s1中的减压后，将复压至复压目标压力pu的复压和减压至减压目标压力pl的减压反复进行设定次数。
需要说明的是，设定次数能够定义为自减压状态复压的复压次数(在图2中的上下地振幅的压力波内，向上方凸出的脉冲数)。另外，在反复进行减压复压时，在本实施例中，各次的减压目标压力pl彼此相同，各次的复压目标压力pu也彼此相同。上述情况不限于蒸气置换工序s2，对于气体置换工序s3、蒸气脱离工序s5以及空气脱离工序s6也同样。
对在蒸气置换工序s2中的减压复压的反复进行具体地说明，首先，在灭菌槽2内减压时，与抽真空工序s1同样地，在将入口阀10以及出口阀11关闭的状态下打开旁通阀12，使真空泵3工作。而且，在压力传感器7的检测压力达到减压目标压力pl时，关闭旁通阀12并且停止真空泵3。之后，在开放第一供液阀17时，水罐13内的水被吸引至气化器15，在气化器15中蒸发的水蒸气被导入至灭菌槽2内。在灭菌槽2内达到复压目标压力pu时，关闭第一供液阀17。而且，将这样的减压和复压反复执行设定次数。
但是，如图示例所示，也可以在向灭菌槽2内导入水蒸气并且复压至复压目标压力pu后，以复压目标压力pu保持设定保持时间(例如30秒)。另外，灭菌槽2内的复压也可以不是压力传感器7的检测压力达到复压目标压力pu为止，而是从第一供液阀17的开放起经过设定开放时间为止。无论是哪种情况，在蒸气置换工序s2中，通过反复进行灭菌槽2内的减压和通过水蒸气导入实现的复压，空气从灭菌槽2内被排除而置换为水蒸气。
《气体置换工序s3》
在气体置换工序s3中，将灭菌槽2内的减压和通过甲醛气体导入实现的复压反复进行设定次数。具体而言，将由真空泵3进行的减压至减压目标压力pl的减压和通过甲醛气体导入实现的复压至复压目标压力pu的复压反复进行设定次数。需要说明的是，初次的减压作为在蒸气置换工序s2中的最终减压而能够省略。因此，在气体置换工序s3中，在蒸气置换工序s2结束后，将复压至复压目标压力pu的复压和减压至减压目标压力pl的减压反复进行设定次数。
需要说明的是，蒸气置换工序s2和气体置换工序s3均为将减压至减压目标压力pl的减压和复压至复压目标压力pu的复压反复进行设定次数的工序，但两工序的设定次数可以互不相同。同样地，两工序的各减压目标压力pl彼此可以互不相同，两工序的各复压目标压力pu彼此也可以互不相同。上述情况不限于蒸气置换工序s2与气体置换工序s3的关系，对于包括蒸气脱离工序s5以及空气脱离工序s6在内的各工序彼此间也同样。另外，对于在复压目标压力pu下的保持时间(设定保持时间)等也同样。在图示例中，在蒸气置换工序s2、气体置换工序s3、蒸气脱离工序s5以及空气脱离工序s6中，各工序的减压目标压力pl彼此设置为相互相同，除空气脱离工序s6外，各工序的复压目标压力pu彼此也设置为相互相同。
对在气体置换工序s3中的减压复压的反复进行具体地说明，首先，在灭菌槽2内减压时，在将旁通阀12关闭的状态下打开入口阀10以及出口阀11，使真空泵3工作。由此，灭菌槽2内的气体经由催化剂反应器6被排出，排气中所包含的甲醛被催化剂分解而无害化。而且，在压力传感器7的检测压力达到减压目标压力pl时，关闭入口阀10以及出口阀11并且停止真空泵3。之后，在开放第二供液阀18时，福尔马林罐14内的福尔马林被吸引至气化器15，在气化器15中蒸发的甲醛气体(如前所述严格而言是含有甲醛的水蒸气)被导入至灭菌槽2内。在灭菌槽2内达到复压目标压力pu时，关闭第二供液阀18。而且，将这样的减压和复压反复执行设定次数。
但是，如图示例所示，在向灭菌槽2内导入甲醛气体从而复压至复压目标压力pu后，也可以以复压目标压力pu保持设定保持时间(例如30秒)。另外，灭菌槽2内的复压也可以不是压力传感器7的检测压力达到复压目标压力pu为止，而是从第二供液阀18的开放起经过设定开放时间为止。无论是哪种情况，在气体置换工序s3中，通过反复进行灭菌槽2内的减压和通过甲醛气体导入实现的复压，灭菌槽2内的水蒸气被置换为甲醛气体。换言之，将灭菌槽2内利用与福尔马林罐14内对应浓度的甲醛气体充满。
《灭菌工序s4》
在灭菌工序s4中，将灭菌槽2内在灭菌温度下保持灭菌时间。在此，在利用气体置换工序s3中的最终的复压(通过向灭菌槽2内导入甲醛气体实现的复压)将灭菌槽2内维持为灭菌压力(在图示例中为pu)的状态下，将灭菌槽2内在灭菌温度下保持灭菌时间。
具体而言，在灭菌工序s4中，以温度传感器8的检测温度维持灭菌温度(例如55℃)的方式，控制甲醛气体向灭菌槽2内的导入(更具体而言为第二供液阀18)，通过保持灭菌时间(例如60分钟)来对灭菌槽2内的灭菌物进行灭菌。或者，以压力传感器7的检测压力维持灭菌压力(与灭菌温度相当的饱和蒸气压力)的方式，控制甲醛气体向灭菌槽2内的导入，通过保持灭菌时间来对灭菌槽2内的灭菌物进行灭菌。之后，在关闭第二供液阀18的状态下向下一个工序转移。
《蒸气脱离工序s5》
在蒸气脱离工序s5中，将灭菌槽2内的减压和通过水蒸气导入实现的复压反复进行设定次数。具体而言，将利用真空泵3进行的减压至减压目标压力pl的减压、和通过水蒸气导入实现的复压至复压目标压力pu的复压反复进行设定次数。
对在蒸气脱离工序s5中的减压复压的反复进行具体地说明，首先，在灭菌槽2内减压时，在关闭旁通阀12的状态下打开入口阀10以及出口阀11，使真空泵3工作。由此，灭菌槽2内的气体经由催化剂反应器6被排出，排气中包含的甲醛通过催化剂而无害化。并且，在压力传感器7的检测压力达到减压目标压力pl时，关闭入口阀10以及出口阀11并且停止真空泵3。之后，在开放第一供液阀17时，水罐13内的水被吸引至气化器15，在气化器15中蒸发的水蒸气被导入至灭菌槽2内。在灭菌槽2内达到复压目标压力pu时，关闭第一供液阀17。而且，将这样的减压和复压反复执行设定次数。
但是，如图示例那样，在向灭菌槽2内导入水蒸气从而复压至复压目标压力pu后，也可以以复压目标压力pu保持设定保持时间(在图示例中为比蒸气置换工序s2、气体置换工序s3中的设定保持时间更短的时间)。另外，灭菌槽2内的复压也可以不是压力传感器7的检测压力达到复压目标压力pu为止，而是从第一供液阀17的开放起经过设定开放时间为止。无论是哪种情况，在蒸气脱离工序s5中，通过反复进行灭菌槽2内的减压和通过水蒸气导入实现的复压，灭菌槽2内的甲醛被排除，置换为不含甲醛的水蒸气。
《空气脱离工序s6》
在空气脱离工序s6中，将灭菌槽2内的减压和通过空气导入实现的复压反复进行设定次数。具体而言，将利用真空泵3进行的减压至减压目标压力pl的减压、和通过空气导入实现的复压至复压目标压力pu的复压反复进行设定次数。需要说明的是，初次的减压作为蒸气脱离工序s5中的最终的减压而能够省略。因此，在空气脱离工序s6中，在蒸气脱离工序s5结束后，将复压至复压目标压力pu的复压和减压至减压目标压力pl的减压反复进行设定次数。
需要说明的是，在本实施例中，空气脱离工序s6的减压目标压力pl与蒸气置换工序s2、气体置换工序s3以及蒸气脱离工序s5的各减压目标压力pl相同。另一方面，空气脱离工序s6的复压目标压力pu优选设置得比蒸气置换工序s2、气体置换工序s3以及蒸气脱离工序s5的各复压目标压力pu高，优选为大气压或与之接近的压力。
对空气脱离工序s6中的减压复压的反复进行具体地说明，首先，在灭菌槽2内减压时，在将入口阀10以及出口阀11关闭的状态下打开旁通阀12，使真空泵3工作。而且，在压力传感器7的检测压力达到减压目标压力pl时，关闭旁通阀12并且停止真空泵3。之后，在开放供气阀22时，外部气体被导入至灭菌槽2内。在灭菌槽2内成为复压目标压力pu时，关闭供气阀22。而且，将这样的减压和复压反复执行设定次数。
但是，在灭菌槽2内减压时，也可以使来自灭菌槽2内的气体通入催化剂反应器6。也就是说，在灭菌槽2内减压时，也可以在关闭旁通阀12的状态下打开入口阀10以及出口阀11，使真空泵3工作。由此，灭菌槽2内的气体经由催化剂反应器6排出，因此即便在灭菌槽2内残留有甲醛，该甲醛也通过催化剂而无害化。而且，在压力传感器7的检测压力达到减压目标压力pl时，关闭入口阀10以及出口阀11并且停止真空泵3，打开供气阀22即可。
无论是哪种情况，在空气脱离工序s6中，通过反复进行灭菌槽2内的减压和通过空气导入实现的复压，蒸气从灭菌槽2内被排除而置换为空气。而且，最终，在停止真空泵3的状态下打开供气阀22，并使灭菌槽2内复压至大气压即可。之后，打开灭菌槽2的门，从而能够从灭菌槽2内将灭菌物取出。
根据本实施例的低温蒸气甲醛灭菌装置1，使从灭菌槽2内通向真空泵3的排气通入催化剂反应器6，能够将排气中含有的甲醛分解。由此，能够防止甲醛向真空泵3流入，从而防止甲醛向密封水、排水溶入。而且，无需用于稀释甲醛的大量的水，从而能够实现运转成本的降低。
另外，能够切换是否将来自灭菌槽2内的排气通入催化剂反应器6。因此，能够根据灭菌槽2内的气体(换言之根据运转工序)切换是否将来自灭菌槽2内的排气通入催化剂反应器6。在经由催化剂反应器6排气的情况下，能够在催化剂反应器6中将甲醛分解，在不经由催化剂反应器6排气的情况下，能够与不通入催化剂反应器6的相应地减少压力损失，从而实现排气时间的缩短。优选至少在来自灭菌槽2内的排气中含有甲醛的气体置换工序s3以及蒸气脱离工序s5中，将来自灭菌槽2内的气体通入催化剂反应器6并排气。另外，在空气脱离工序s6中，在从灭菌槽2内排气时，经由催化剂反应器6排气，从而即使万一在灭菌槽2内残留有甲醛，也能够将其无害化并排气。
图3是示出所述本实施例的低温蒸气甲醛灭菌装置的变形例的概要图。本变形例(图3)基本上也与所述实施例(图1)相同。于是，以下以两者的不同点为中心进行说明，在对应的部位标注相同的附图标记进行说明。
本变形例的从灭菌槽2内通向真空泵3的排气系统的结构与所述实施例不同。以下，进行具体说明。首先，与所述实施例同样地，自灭菌槽2内起的排气路9在分支为第一排气路9a和第二排气路9b后，再次汇合并与真空泵3连接。其中，在第一排气路9a依次设置有入口阀10、催化剂反应器6、连通阀23、罐24以及出口阀11。另一方面，在第二排气路9b与所述实施例同样地设置有旁通阀12。如后述那样，通过控制各阀10、11、12、23的开闭，能够切换经由第一排气路9a排气、或不经由第二排气路9b排气。
除催化剂反应器6外，入口阀10、出口阀11以及旁通阀12的结构与所述实施例相同。罐24为比灭菌槽2小的中空容器，利用加热器(例如加热胶带)升温至设定温度(例如与灭菌槽2内的升温温度相同为55℃)。该罐24经由连通阀23与催化剂反应器6连接，并且经由出口阀11与真空泵3连接。
在经由第一排气路9a排气时，保持关闭旁通阀12，首先，在将入口阀10与连通阀23关闭的状态下打开出口阀11，通过真空泵3使罐24内减压至规定压力(第一操作)。该规定压力是指比灭菌槽2内的压力低的压力。之后，在关闭出口阀11的状态下，打开入口阀10和连通阀23，从而使灭菌槽2内减压(第二操作)。也就是说，经由催化剂反应器6使灭菌槽2内与罐24内连通，从而灭菌槽2内的气体经由催化剂反应器6被吸引至罐24内。此时，来自灭菌槽2内的排气中所包含的甲醛被催化剂分解而无害化。之后，再次在将入口阀10和连通阀23关闭的状态下打开出口阀11，从而使罐24内减压(第三操作)。由此，能够将罐24内残留的水蒸气排除，从而再次使罐24内减压至规定压力。
优选在从灭菌槽2内将含有甲醛的气体排气时，通过上述的第一操作至第三操作的实施，经由第一排气路9a排气。例如，在气体置换工序s3、蒸气脱离工序s5中，如所述实施例所述那样将减压和复压反复进行设定次数，但优选其各次的减压按照从上述的第一操作至第三操作的一整套实施。也就是说，优选通过第一操作，预先将罐24内设为小于减压目标压力pl的规定压力，通过第二操作，使灭菌槽2内减压至减压目标压力pl。考虑到这一点，设置罐24的容量、(通过第一操作进行的)减压级别。
例如在气体置换工序s3中，罐24内的减压(第一操作)除了能够在事前(也就是工序开始前)进行，还能够与通过向减压后的灭菌槽2内导入甲醛气体实现的复压并行地进行，另外在蒸气脱离工序s5中，除了能够在事前(也就是工序开始前)进行外，还能够与通过向减压后的灭菌槽2内导入水蒸气实现的复压并行地进行。
另一方面，在经由第二排气路9b排气时，与所述实施例同样地，在关闭入口阀10和出口阀11的状态下，打开旁通阀12，并通过真空泵3排气即可。其他的结构、运转方法与所述实施例相同，因此省略说明。
接下来，对在所述实施例(包括变形例)的低温蒸气甲醛灭菌装置1中使用的催化剂反应器6的具体例进行说明。如前所述，催化剂反应器6具备反应容器、催化剂以及加热器。
反应容器为供来自灭菌槽2内的气体通入的容器，典型地由圆筒、方筒等筒材形成。在反应容器内设置有将甲醛分解的催化剂。典型地，筒状的反应容器在轴向中途部设置有催化剂，从一方的开口部朝向另一方的开口部通入有从灭菌槽2内朝向真空泵3的气体。
在反应容器设置有加热器，且通过该加热器使催化剂升温。例如，覆套式加热器设置为从外侧覆盖反应容器的周侧壁整体。在将来自灭菌槽2内的气体通入催化剂前，利用加热器使催化剂升温至设定温度(150℃以上，优选为200～250℃)，之后以维持所述设定温度的方式控制加热器。需要说明的是，在含有甲醛的气体通过催化剂的过程中，催化剂的温度被抑制为比所述设定温度高但比甲醛的自然起火温度低。
另外，优选加热器不仅使催化剂升温，也使从灭菌槽2内通向催化剂的气体(例如50～55℃的气体)升温。也就是说，优选来自灭菌槽2内的气体在反应容器内，在即将被催化之前以成为150℃以上的所述设定温度的方式升温。为了以简单且小型的装置实现上述内容，催化剂反应器6优选按以下那样构成。
图4是示出催化剂反应器6的一例的概要剖视图。在该例子中，催化剂反应器6设置为由内筒25和外筒26构成的双重管结构，在内筒25内设置有催化剂27而外筒26通过加热器(省略图示)升温。而且，来自灭菌槽2内的气体在通入内筒25与外筒26之间的间隙后，折回而通入内筒25内。
更具体说明，内筒25以使轴线一致的方式收容于外筒26内。而且，内筒25以及外筒26在轴向一端部(在图4中为右端部)具备流体的出入口，在轴向另一端部(在图4中为左端部)由端壁28闭塞。也就是说，内筒25与外筒26之间的圆筒状间隙在轴向另一端部由端壁28闭塞，并且内筒25的中空孔也由相同的端壁28闭塞。而且，在接近该端壁28的位置，在内筒25的周侧壁以在周向上远离的方式形成有多个连通部(贯通孔或缺口)29，且内筒25的内外通过该连通部29连通。也就是说，内筒25与外筒26之间的圆筒状间隙同内筒25的中空孔经由在内筒25的周侧壁设置的连通部29连通。
另一方面，在轴向一端部，内筒25与外筒26之间的圆筒状间隙和来自灭菌槽2的配管连接，内筒25的中空孔与通向真空泵3的配管连接。在图示例中，在轴向一端部设置有端壁30，且内筒25与外筒26之间的圆筒状间隙、内筒25的中空孔由该端壁30闭塞。但是，在该端壁30，在与所述圆筒状间隙、所述中空孔对应的位置分别形成有贯通孔30a、30b。而且，在该贯通孔30a、30b设置的管部与来自灭菌槽2的配管、通向真空泵3的配管连接。另外，在内筒25的轴向中央部设置有催化剂27。
并且，在催化剂反应器6的外筒26设置有加热器(省略图示)。例如，除了外筒26的周侧壁外，优选以覆盖所述端壁28、30(至少轴向另一端部的端壁28)的方式设置有覆套式加热器。通过使该加热器工作，能够使外筒26内甚至内筒25内以及催化剂27升温至设定温度。
在经由催化剂反应器6将灭菌槽2内的气体利用真空泵3排出时，预先利用加热器使催化剂27升温至设定温度。将反应容器(25、26)设置为双重管结构，因此与单管的情况(仅内筒25)相比难以使催化剂升温，但如所述实施例所述那样，在运转开始后，在抽真空工序s1、蒸气置换工序s2中，经由第二排气路9b(也就是说不经由催化剂反应器6)排气，在此期间，能够确保利用加热器使催化剂27升温的时间。
另外，甲醛的分解反应由反应式「hcho+o2→co2+h2o」表示，需要氧。但是，如所述实施例所述那样，在抽真空工序s1、蒸气置换工序s2中，在进行了来自灭菌槽2内的空气排除后，向灭菌槽2内导入甲醛气体(气体置换工序s3)，从而能够实现在真空下的灭菌。因此，在从灭菌槽2内排气时，即便将甲醛通入催化剂反应器6，也可能因氧不足而未进行所期望的分解。于是，优选在来自灭菌槽2内的气体混入来自外部的空气后通入催化剂反应器6。
在图示例中，在所述轴向一端部的端壁30(与所述圆筒状间隙连通的位置)开设空气孔30c作为外部气体的引入口。因此，在进行抽真空时，来自外部的空气被自动地导入来自灭菌槽2内的气体，经过内筒25与外筒26之间的间隙后，通入内筒25内的催化剂27。在此期间，进行来自灭菌槽2内的气体与来自外部的空气的混合、以及由加热器进行的升温。另外，通过在来自灭菌槽2内的甲醛气体中混入空气而进行稀释，能够抑制催化剂27处的过度的温度上升。
并且，也可以在通向空气孔30c的管路设置阀，并将该阀的开闭或开度设置为能够调整。另外，空气孔30c并不限于轴向一端部的端壁30，也可以形成于外筒26，根据情况还可以形成于从灭菌槽2通向催化剂反应器6的配管。无论是哪种情况，通过将空气混入来自灭菌槽2内的气体中并通入催化剂反应器6，能够可靠地实现甲醛的分解。
需要说明的是，催化剂反应器6的姿态并不限于横向，也可以为纵向、斜向。也就是说，在图4中，催化剂反应器6的内筒25以及外筒26的轴线沿左右方向配置，但也可以沿上下方向配置、或沿斜向配置。在沿上下、斜向配置的情况下，也可以使所述一对端壁28、30中的任一方朝向上方。通入催化剂反应器6的流体基本上仅为气体，因此能够适当地更改催化剂反应器6的姿态、设置方向。另外，在图示例中，内筒25以及外筒26由圆筒构成，但根据情况，也可以由剖面四边形等方筒构成。
图5是示出催化剂反应器6的另一例的概要剖视图。图5的催化剂反应器6也基本与图4的催化剂反应器6相同。于是，以下以两者的不同点为中心进行说明，在对应的部位标注相同的附图标记进行说明。
在图4的催化剂反应器6中，将内筒25以及外筒26的轴向另一端部(在图4中为左端部)的开口部利用端壁28闭塞，并且在内筒25的轴向另一端部的周侧壁设置连通部29，从而使内筒25的内外连通，但在图5的催化剂反应器6中，将外筒26的轴向另一端部的开口部利用端壁28闭塞，而内筒25的轴向另一端部以与端壁28隔离的方式留有间隙。而且，该间隙(内筒25的轴向另一端部与端壁28之间的间隙)作为使内筒25的内外连通的连通部29发挥功能。在该情况下，从轴向一端部向轴向另一端部流经内筒25与外筒26的圆筒状间隙的气体在轴向另一端部折回而进入内筒25内，朝向轴向一端部流动，并经由内筒25内的催化剂27导出。其他的结构与图4相同，因此省略说明。
本发明的低温蒸气甲醛灭菌装置1并不限于所述实施例(包括变形例)的结构(包括控制)，能够进行适当地变更。尤其是，只要具备(a)收容有灭菌物的灭菌槽2、(b)将该灭菌槽2内的气体向外部吸引排出的水封式的真空泵3、(c)设置于从灭菌槽2通向真空泵3的排气路9并分解甲醛的催化剂反应器6，则其他的结构能够进行适当变更。
例如，在所述实施例中，由第一排气路9a进行的排气和由第二排气路9b进行的排气是通过入口阀10、出口阀11以及旁通阀12的切换进行的，但在灭菌槽2内的排气时是否经由催化剂反应器6的具体结构并无特别限制。作为一例，可以代替入口阀10和旁通阀12而在第一排气路9a与第二排气路9b的分支部设置三通阀，或者，也可以代替出口阀11和旁通阀12而在第一排气路9a与第二排气路9b的汇合部设置三通阀。
另外，在所述实施例中，根据情况能够省略第二排气路9b的旁通阀12。或者，也可以省略第二排气路9b自身的设置。也就是说，也可以设置为将来自灭菌槽2内的排气始终经由催化剂反应器6并利用真空泵3排出的结构。在该情况下，除第二排气路9b外，出口阀11的设置也能够省略。
另外，在所述实施例中，依次执行抽真空工序s1、蒸气置换工序s2、气体置换工序s3、灭菌工序s4、蒸气脱离工序s5以及空气脱离工序s6，只要包括利用甲醛气体进行的灭菌工序s4，则各工序的有无、内容等能够适当地变更。例如，抽真空工序s1能够用于检查灭菌槽2内的减压时的泄漏(朝向灭菌槽2内的外部气体流入)和决定后续的各工序中的减压复压的次数，但在不进行泄漏检查且设定次数固定的情况下，能够省略抽真空工序s1的实施。另外，蒸气置换工序s2的目的为排除来自灭菌槽2内的空气，但代替水蒸气能够使用甲醛气体。因此，也可以不实施蒸气置换工序s2而增加气体置换工序s3的减压复压的次数。