CH699641B1

CH699641B1 - Anordnung zur Dekontamination eines Reinraums und von temporär darin eingebrachtem Behandlungsgut.

Info

Publication number: CH699641B1
Application number: CH00478/07A
Authority: CH
Inventors: Ernst Kistler; Robert Landes; Volker Sigwarth; Mike Zeller
Original assignee: Skan Ag
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2010-04-15
Also published as: WO2008116341A2; WO2008116341A3

Abstract

Die Anordnung zur Dekontamination eines Reinraums (1,3) und von temporär darin eingebrachtem Behandlungsgut hat einen Vorratsbehälter (20) für ein flüssiges Dekontaminationsmittel. Vorgesehen ist eine Verdampfervorrichtung (23) mit einem beheizbaren Verdampfer (24), der eine Verdampferzelle (240) besitzt. Eine erste Vorlaufleitung (209) führt vom Vorratsbehälter (20) zur Verdampferzelle (240). In der ersten Vorlaufleitung (209) sitzt ein Förderaggregat (21) zum Transport des Dekontaminationsmittels in die Verdampferzelle (240). Von einer Drucklufteinheit (22) führt eine zweite Vorlaufleitung (229) in die Verdampferzelle (240). Eine Dampfleitung (269) erstreckt sich von der Verdampferzelle (240) in den Reinraum (1,3) und dient zur Einleitung des erzeugten Dekontaminationsmitteldampfs über eine Düse (29). Die im Prinzip zylindrische Verdampferzelle (240) wird von einem Boden (248), einer Deckfläche (26) und einer zwischen beiden sich erstreckenden Seitenwand (246) ausgebildet. Die erste Vorlaufleitung (209) endet offen nahe dem Boden (248) in der Verdampferzelle (240). Die zweite Vorlaufleitung (229) mündet durch die Seitenwand (246) in die Verdampferzelle (240) offen mit nicht-radialer Ausrichtung ein, um den Volumeninhalt der Verdampferzelle (240) intensiv zu verwirbeln. In der Deckfläche (26) ist ein Auslass (261) vorhanden, an den sich die Dampfleitung (269) anschliesst.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Dekontamination eines Reinraums und von temporär darin eingebrachtem Behandlungsgut. Vorgesehen ist zunächst ein Vorratsbehälter für ein im Normalzustand flüssiges Dekontaminationsmittel. Zur Anordnung gehört ferner eine Verdampfervorrichtung mit einem beheizbaren Verdampfer, der eine Verdampferzelle besitzt. Eine erste Vorlaufleitung führt vom Vorratsbehälter zur Verdampferzelle. In der ersten Vorlaufleitung ist ein Förderaggregat zum Transport des Dekontaminationsmittels in die Verdampferzelle angeordnet. Von einer zur Anordnung gehörenden Drucklufteinheit führt eine zweite Vorlaufleitung in die Verdampferzelle. Eine Dampfleitung erstreckt sich von der Verdampferzelle in den Reinraum und dient zur Einleitung des in der Verdampferzelle erzeugten dampfförmigen Dekontaminationsmittels.

Stand der Technik

[0002] In der DE 10 302 344 A1 wird einem Verdampfer unter Druck ein Dekontaminationsmittel zugeführt. Dem Verdampfer ist eine Sterilisationskammer nachgeordnet, die über eine Vakuumpumpe evakuiert wird. Durch Öffnen eines Ventils gelangt das im Verdampfer befindliche Dampfgemisch über eine Zuleitung in die Sterilisationskammer, vorzugsweise über adiabatische Expansion. Der Druck im Verdampfer ist deutlich höher als der Druck in der Sterilisationskammer. Während der Expansion vergrössert sich das vom Dampfgemisch eingenommene Volumen, das Dampfgemisch kühlt sich ab und setzt sich an sämtlichen Oberflächen innerhalb der Sterilisationskammer ab.

Der Druck in der Sterilisationskammer steigt wieder an. Über die Vakuumpumpe wird der Kondensatbelag aus der Sterilisationskammer abgezogen und anschliessend belüftet man die Sterilisationskammer über eine Zuleitung mit Flutgas. Durch eine spezielle Auskleidung der Sterilisationskammer wird der Kondensatniederschlag an den Kammerwänden reduziert und vorrangig auf die Oberflächen der Behandlungsgüter gelenkt. Dadurch soll sich die Sterilisationswirkung erhöhen, zugleich die Sterilisationszeit verkürzen und sich der entstandene Kondensatbelag einfacher absaugen lassen. Durch die zu evakuierende Vakuumkammer ist ein erhöhter apparativer Aufwand zu betreiben, was sich nachteilig auf den Prozessablauf auswirkt. Zum Aufbau des Verdampfers sind keine Details enthalten.

[0003] Aus der DE 10 116 395 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem man in einem ausserhalb der Sterilisationskammer angeordneten Verdampfer ein aus Wasser und Wasserstoffperoxid bestehendes Dampfgemisch erzeugt, das in einen aufgeheizten, vorevakuierten Speicher eingeleitet wird, um von hier ohne Trägergasstrom durch adiabatische Expansion in die unter Unterdruck stehende Sterilisationskammer eingebracht zu werden. In den Zuleitungen vor der Kammer sind beheizte Ventile vorgesehen und an den Enden der zur Kammer führenden Zuleitungen Düsen, um eine optimale räumliche Verteilung und Einströmgeschwindigkeit des Sterilisationsdampfs zu erzielen. Zum Evakuieren der Sterilisationskammer vor dem Einströmen des Dampfs und nach dessen Einwirkzeit dienen Pumpen und ein vorevakuierter Behälter.

Das rückstandsfreie Entfernen des Kondensats aus der Sterilisationskammer wird mittels eines Drucksensors überwacht. Bei Unterschreiten eines Grenzdrucks von ca. 3,8 mbar wird die Sterilisationskammer mit einem sterilen Prozessgas bis zum Erreichen des Aussendrucks geflutet, was z.B. innerhalb von 0,5 Sekunden aus einem Vorratsspeicher erfolgt, der über einen Sterilfilter befüllt wird. Danach kann die Sterilisationskammer zur Entnahme des Behandlungsguts geöffnet werden. Ziel des Verfahrens ist, steriles Prozessgas in die Sterilisationskammer einzubringen, was man erreicht, indem der in die Kammer eingeleitete Sterilisationsdampf anteilig von hier in die vorevakuierten, dem Prozessgas zugeordneten Einrichtungen - Vorratsspeicher, Sterilfilter, Leitungen und darin angeordnete Armaturen - zugeführt wird.

Nachteilig dabei sind der hohe apparative Aufwand sowie der daraus resultierende Raumbedarf.

[0004] In der CH 689 178 A5 ist eine Vorrichtung zur gasförmigen Dekontamination von Reinräumen beschrieben. Hierbei wird flüssiges Dekontaminationsmittel aus einem ausserhalb des Reinraums stehenden Vorratsbehälters mittels einer Pumpe zu einer im Reinraum angeordneten Verdampfereinheit gefördert. Die Verdampfereinheit umfasst eine Heizplatte zum Verdampfen von z.B. zugeführter wässriger Wasserstoffperoxid-Lösung, die sich als Dampfgemisch im Reinraum verteilt und am im Reinraum befindlichen Behandlungsgut sowie an den Innenaufbauten des Reinraums sterilisierend wirkt. Das Fördern und Verdampfen des Dekontaminationsmittels wird mit einer Steuer- und Regeleinrichtung realisiert, und erfolgt solange, bis die vorgesehene Dekontaminationskonzentration erreicht ist.

Während der Dekontamination beträgt die Konzentration bei H2O2ca. 100-5000 ppm und wird normalerweise ca. 10- 20 Minuten beibehalten. Nach der Dekontamination wird eine Abluftklappe geöffnet, die H2O2 enthaltene Abluft aus dem Reinraum gespült und über einen Abluftkanal abgeleitet, in dem zum Reduzieren der Emission ein Katalysator vorhanden sein kann, der eingesetztes H2O2in H2O und O2 zersetzt. Noch nicht optimal bei dieser Vorrichtung sind die relativ lange Zykluszeit und die ungleichmässige Verteilung des sterilisierenden Dampfs im Reinraum.

[0005] In der DE 10 346 843 A1 wird eine Anordnung zum Vergasen von Dekontaminationsmittel, z.B. Wasserstoffperoxid, offenbart. Zur Anordnung gehört ein Vorratsbehälter, aus dem Dekontaminationsmittel über eine Leitung und eine Düse in den Verdampfer eingespritzt wird. Ferner ist eine Druckluftquelle vorgesehen, die über eine Leitung zum Verdampfer führt. Im Verdampfer verdampft das Dekontaminationsmittel und wird mittels der Druckluft in den zu dekontaminierenden Raum gefördert. Während der Expansion vergrössert sich das vom Dampfgemisch eingenommene Volumen, wodurch eine Abkühlung stattfindet und daraufhin das Dampfgemisch im Wesentlichen an den Oberflächen innerhalb der Sterilisationskammer kondensiert.

Es wird vorgeschlagen, die als Trägergas zum Einbringen des verdampften Dekontaminationsmittels benutzte Druckluftquelle zugleich zur Förderung der wässrigen Lösung aus dem Vorratsbehälter zu nutzen, so dass eine Pumpe entfallen kann. Hierzu setzt man eine Venturidüse ein, über die das Dekontaminationsmittel angesaugt und durch Wirkung der Druckluft in den elektrisch beheizbaren Verdampfer eingesprüht wird. Über Ventile lassen sich die Durchflussmenge der Luft bzw. des Dekontaminationsmittels regeln. Die ausgangsseitig am Verdampfer angeschlossene zweite Druckluftleitung führt als Trägermedium getrocknete Luft, welche das erzeugte Dampfgemisch zum Isolator transportiert. Der Verdampfer umfasst ein Wellenrohr, durch das das Luft-H2O2-Gemisch strömt, welches sich aus dem von der Venturidüse angesaugtem H2O2und Luft aus der Druckluftquelle bildet.

Das Wellenrohr ist von einem Aluminiumvergussbauteil ummantelt, in dem ein Heizdraht eingebettet ist, der das Wellenrohr spiralförmig umgibt. Diese Anordnung bedingt immer noch einen erhöhten apparativen Aufwand und die Konstruktion des Verdampfers ermöglicht keine effiziente Erzeugung von Dekontaminationsdampf.

Aufgabe der Erfindung

[0006] Angesichts der bislang bekannten Aufbauten zur gasförmigen Dekontamination von Reinräumen, die apparativ und zeitmässig aufwendig sind, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verdampfervorrichtung mit effizienterer Wirkung vorzuschlagen, die bei vereinfachter Apparatur eine Verkürzung der Dekontaminationsphase des Reinraums ermöglicht. Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Dekontaminationsanordnung für unterschiedlich konfigurierte bzw. kombinierte Reinräume auszugestalten. Entscheidend kommt es darauf an, die Menge der die Reinräume durchlaufenden Behandlungsgüter ohne Verminderung der Qualität der gesamten, eine Dekontaminationsphase einschliessenden Behandlung signifikant zu steigern, was insbesondere bei häufig aufeinander folgendem Wechsel verschiedener Arten des Behandlungsguts massgeblich ist.

Übersicht über die Erfindung

[0007] Die Anordnung dient zur Dekontamination eines Reinraums und von temporär darin einbringbarem Behandlungsgut und besteht im Wesentlichen aus einem Vorratsbehälter für ein im Normalzustand flüssiges Dekontaminationsmittel und einer Verdampfervorrichtung mit einem beheizbaren Verdampfer, der eine Verdampferzelle besitzt. Eine erste Vorlaufleitung führt vom Vorratsbehälter zur Verdampferzelle. Das in der ersten Vorlaufleitung angeordnete Förderaggregat dient zum Transport des Dekontaminationsmittels in die Verdampferzelle. Von einer Drucklufteinheit führt eine zweite Vorlaufleitung in die Verdampferzelle. Von der Verdampferzelle erstreckt sich eine Dampfleitung in den Reinraum und dient zur Einleitung des in der Verdampferzelle erzeugten dampfförmigen Dekontaminationsmittels.

Die Verdampferzelle ist im Wesentlichen zylindrisch und hat einen Boden, eine dazu gegenüberliegende Deckfläche und eine zwischen beiden sich erstreckende Seitenwand. Die erste Vorlaufleitung setzt sich in der Verdampferzelle als erste Zuleitung fort und endet offen, nahe dem Boden der Verdampferzelle. Die zweite Vorlaufleitung mündet offen, mit nicht-radialer Ausrichtung durch die Seitenwand in die Verdampferzelle ein, um bei Beaufschlagung von der Drucklufteinheit den Volumeninhalt der Verdampferzelle rotierend zu verwirbeln. In der Deckfläche ist ein Auslass vorhanden, an den sich die Dampfleitung anschliesst.

[0008] Nachfolgend werden spezielle Ausführungsformen der Erfindung definiert: Die Deckfläche der Verdampferzelle wird von einem auf den Verdampfer lösbar aufsetzbaren Deckel gebildet, der zur Positionierung und Abdichtung einen in die Verdampferzelle hinein ragenden, radial umlaufenden Kragen besitzen kann. Der Auslass in der Deckfläche ist zentrisch positioniert. Die Seitenwand der Verdampferzelle besitzt eine Innenkontur, die zur Intensivierung der Verwirbelung des Volumeninhalts der Verdampferzelle dient. Die Innenkontur besteht vorzugsweise aus systematischen Ringnuten oder einer schraubenförmigen Nut. In einer Ausnehmung ist zur Beheizung des Verdampfers eine Heizpatrone eingesetzt. Die Heizpatrone ist vorzugsweise nahe dem Boden angeordnet und hat einen elektrischen Anschluss, der der Stromeinspeisung dient.

[0009] Das Dekontaminationsmittel ist eine H2O2-Lösung, und der Vorratsbehälter ist ausserhalb des Reinraums angeordnet, wobei die Verdampfervorrichtung ausserhalb oder innerhalb des Reinraums angeordnet sein kann. Am stromabwärts gelegenen Ende der Dampfleitung ist zum Ausströmen des dampfförmigen Dekontaminationsmittels in den Reinraum eine Düse angebracht. Das Förderaggregat ist vorzugsweise eine elektrisch angetriebene Pumpe. Die Düse ist vorzugsweise ein zylinderförmiger Körper mit einer Grundfläche, einer Umfangsfläche, einer Deckfläche und besitzt innerlich einen Hohlraum. Vom Hohlraum zweigt zumindest ein erster Kanal ab, der aus der Umfangsfläche austritt. Zumindest ein zweiter Kanal zweigt vom Hohlraum ab, der aus der Deckfläche austritt.

[0010] Der Hohlraum wird von einer Axialbohrung gebildet, die sich von der Grundfläche entlang einer Mittellinie erstreckt und sacklochförmig unterhalb der Deckfläche endet. Der zweite Kanal verläuft schräg zur Mittellinie und tritt exzentrisch an der Deckfläche aus. Die Austrittsmündung des zweiten Kanals an der Deckfläche ist der an der Umfangsfläche liegenden Austrittsmündung des zumindest einen ersten Kanals zugewandt. Es sind zwei erste Kanäle vorgesehen, die sich horizontal erstrecken oder geneigt zur Grundfläche unter einem Winkel von z.B. 75[deg.], bezogen auf die Mittellinie, austreten. Die zwei ersten Kanäle schliessen einen Winkel im Bereich von 60[deg.] ein. Die Austrittsmündungen der ersten Kanäle an der Umfangsfläche und des zweiten Kanals an der Deckfläche sind von kreisförmigem Querschnitt.

Bei geneigten ersten Kanälen hat die Umfangsfläche im Bereich der hier austretenden Mündungen eine keilförmige Einschnürung.

[0011] Der Hohlraum beginnt an der Grundfläche mit einem ersten Bohrungsabschnitt, welcher an einer Schulter in einen verengten zweiten Bohrungsabschnitt übergeht. Eine Innengewindebohrung ist vorhanden, die sich aus dem ersten Bohrungsabschnitt nach aussen zur Umfangsfläche erstreckt und der Aufnahme einer Schraube zur Sicherung und Justierung an der bis zur Schulter eingeschobenen Dampfleitung dient. Vom zweiten Bohrungsabschnitt zweigen der zumindest eine erste Kanal sowie der zumindest eine zweite Kanal ab. Der zweite Kanal erstreckt sich, bezogen auf die Mittelinie, im Winkel von 15[deg.]. Die Deckfläche ist konisch ausgestaltet. Im Verdampfer können Einrichtungen vorgesehen sein, die zur Regelung bestimmter Parameter dienen. Der Verdampfer verfügt über eine Anschlussklemme. Ein Gehäuse überdeckt die Einrichtungen, die Heizpatrone und die Anschlussklemme.

[0012] Die Dampfleitung mündet in einen Reinraum, der die Gestalt eines Behandlungsgut aufnehmenden Isolators hat und eine gegenüber einer äusseren Umgebung abgeschirmte Arbeitskammer besitzt. Benachbart zur Arbeitskammer, vorzugsweise über dieser, ist eine Umluftzone angeordnet, und die Düse mündet in die Umluftzone ein. Die Arbeitskammer weist zumindest eine Transferöffnung auf, welche zum Einbringen des Behandlungsguts von aussen in die Arbeitskammer und/oder zum Ausbringen des Behandlungsguts aus der Arbeitskammer nach aussen und/oder zum Transfer des Behandlungsguts in die Arbeitskammer zumindest eines nächsten als Isolator gestalteten Reinraums zur Weiterbehandlung des Behandlungsguts dient, wobei die Arbeitskammer des zumindest einen nächsten Isolators eine weitere Transferöffnung hat.

[0013] Alternativ mündet die Dampfleitung in einen Reinraum, der die Gestalt einer Behandlungsgut aufnehmenden Schleuse hat und eine gegenüber einer äusseren Umgebung abgeschirmte Schleusenkammer besitzt. Die Düse mündet in die Schleusenkammer ein. Die Schleusenkammer weist zumindest eine Transferöffnung auf, welche zum Einbringen des Behandlungsguts von aussen in die Schleusenkammer und/oder zum Ausbringen des Behandlungsguts aus der Schleusenkammer nach aussen und/oder zum Transfer des Behandlungsguts in die oder aus der Arbeitskammer eines als Isolator gestalteten Reinraums dient, der mit der Schleuse verbunden ist.

[0014] In einer Kombination mündet die Dampfleitung in einen Reinraum, der die Gestalt einer Behandlungsgut aufnehmenden Schleuse hat und eine gegenüber einer äusseren Umgebung abgeschirmte Schleusenkammer besitzt. Die Düse mündet somit in die Schleusenkammer ein. Die Schleusenkammer weist zumindest eine Transferöffnung auf, welche zum Einbringen des Behandlungsguts von aussen in die Schleusenkammer und/oder zum Ausbringen des Behandlungsguts aus der Schleusenkammer nach aussen und/oder zum Transfer des Behandlungsguts in die oder aus der Arbeitskammer eines als Isolator gestalteten Reinraums dient, wobei die Arbeitskammer des Isolators eine weitere Transferöffnung haben kann, welche zur Arbeitskammer eines optionalen nächsten als Isolator gestalteten Reinraums führt.

Die Dampfleitung mündet ebenfalls in den Reinraum, der die Gestalt eines Behandlungsgut aufnehmenden Isolators hat und eine gegenüber einer äusseren Umgebung abgeschirmte Arbeitskammer besitzt. Benachbart zur Arbeitskammer, vorzugsweise über dieser, ist eine Umluftzone angeordnet, und eine weitere Düse mündet in die Umluftzone ein. Die Arbeitskammer weist zumindest eine Transferöffnung auf, welche zum Einbringen des Behandlungsguts aus der Schleuse in die Arbeitskammer und/oder zum Ausbringen des Behandlungsguts aus der Arbeitskammer nach aussen und/oder zum Transfer des Behandlungsguts in die Arbeitskammer zumindest eines nächsten als Isolator gestalteten Reinraums zur Weiterbehandlung des Behandlungsguts dient, wobei die Arbeitskammer des zumindest einen nächsten Isolators eine weitere Transferöffnung hat.

[0015] Die Drucklufteinheit ist bei unterbrochenem Zufluss von Dekontaminationsmittel aus dem Vorratsbehälter zur Spülung der Verdampferzelle und der Dampfleitung nutzbar. Der als Isolator gestaltete Reinraum ist zur Entfernung von Dekontaminationsmittel aus dem Reinraum mit für eine Spülphase nutzbarer Zulufteinheit, Ablufteinheit und Umlufteinheit ausgestattet. Der als Schleuse gestaltete Reinraum ist zur Entfernung von Dekontaminationsmittel aus dem Reinraum mit für eine Spülphase nutzbarer Zulufteinheit und Ablufteinheit ausgestattet.

[0016] Die Schleuse hat in ihrer Schleusenkammer vorzugsweise in jeder zur ersten Transferöffnung benachbarten Ecke eine nahe einem Gehäuseboden angeordnete Düse. Die Austrittsmündungen des zumindest einen ersten Kanals und des zumindest einen zweiten Kanals der Düsen sind so positioniert, dass das einströmende Dekontaminationsdampfgemisch zum Zentrum der Schleusenkammer geleitet wird und alle Bereiche in der Schleusenkammer zureichend intensiv versorgt sind. Die Anzahl der einzusetzenden Düsen werden nach dem Volumeninhalt der Schleusenkammer, der Zykluszeit und dem einzubringendem Behandlungsgut bestimmt.

[0017] Die Drucklufteinheit weist einen Druckluftfilter auf, von dem sich die zweite Vorlaufleitung zum Verdampfer erstreckt. Zwischen dem Druckluftfilter und einem Drosselventil sind ein Absperrventil und ein Reduzierventil vorgesehen. Jede Zulufteinheit, jede Ablufteinheit und die Umlufteinheit umfassen jeweils einen Ventilator und jeweils einen Filter. Jede Zulufteinheit und jede Ablufteinheit hat ein Stellorgan in der betreffenden zugehörigen Leitung.

Kurzbeschreibung der beigefügten Zeichnungen

[0018] Es zeigen:
<tb>Fig. 1A<sep>den prinzipiellen apparativen Aufbau eines Isolators mit einer Dekontaminationsanordnung in einer ersten Ausführung;

<tb>Fig. 1B<sep>die Zulufteinheit des Isolators aus Fig. 1A, in vergrösserter Darstellung;

<tb>Fig. 1C<sep>die Ablufteinheit des Isolators aus Fig. 1A, in vergrösserter Darstellung;

<tb>Fig. 1D<sep>die Umlufteinheit des Isolators aus Fig. 1A, in vergrösserter Darstellung;

<tb>Fig. 1E<sep>die Dekontaminationsanordnung aus Fig. 1A, in vergrösserter Darstellung;

<tb>Fig. 2<sep>den prinzipiellen apparativen Aufbau des Isolators gemäss Fig. 1A, mit einer Dekontaminationsanordnung in einer zweiten Ausführung;

<tb>Fig. 3A<sep>den prinzipiellen apparativen Aufbau einer Schleuse mit einer Dekontaminationsanordnung ähnlich zur ersten Ausführung;

<tb>Fig. 3B<sep>die Ablufteinheit der Schleuse aus Fig. 3A, in vergrösserter Darstellung;

<tb>Fig. 3C<sep>die Zulufteinheit der Schleuse aus Fig. 3A, in vergrösserter Darstellung;

<tb>Fig. 4 <sep>den prinzipiellen apparativen Aufbau eines Isolators und einer diesem vorgesetzten Schleuse gemäss den Fig. 1 und 3A, mit jeweiliger Dekontaminationsanordnung der ersten Ausführung;

<tb>Fig. 5 <sep>den Aufbau gemäss Fig. 4, jedoch mit einer Dekontaminationsanordnung im Isolator gemäss zweiter Ausführung;

<tb>Fig. 6A<sep>die Verdampfervorrichtung aus Fig. 1E, in Perspektivansicht;

<tb>Fig. 6B<sep>die Verdampfervorrichtung gemäss Fig. 6A, in gewechselter Perspektivansicht;

<tb>Fig. 6C <sep>die Verdampfervorrichtung gemäss Fig. 6A, in partieller Explosivansicht;

<tb>Fig. 6D <sep>die Verdampfervorrichtung gemäss Fig. 6C, in gewechselter, partieller Explosivansicht;

<tb>Fig. 6E<sep>den Verdampfer aus Fig. 6Amit abgehobenem Deckel, in Perspektivansicht;

<tb>Fig. 6F<sep>den Verdampfer gemäss Fig. 6E, mit geschlossenem Deckel, angeschlossenen Leitungen, eingesetzter Heizpatrone und Anschlussklemme, in Perspektivansicht;

<tb>Fig. 7A<sep>die Düse aus Fig. 1A, in einer ersten Ausführungsform, in Perspektivansicht;

<tb>Fig. 7B<sep>die Düse gemäss Fig. 7A, in Vorderansicht;

<tb>Fig. 7C<sep>die Düse gemäss Fig. 7A, in Draufsicht;

<tb>Fig. 7D<sep>die Düse als Schnittdarstellung auf der Linie A-A gemäss Fig. 7B;

<tb>Fig. 7E<sep>die Düse als Schnittdarstellung auf der Linie B-B gemäss Fig. 7C;

<tb>Fig. 8A<sep>die Düse aus Fig. 1A, in einer zweiten Ausführungsform, in Perspektivansicht;

<tb>Fig. 8B<sep>die Düse gemäss Fig. 8A, in Vorderansicht;

<tb>Fig. 8C<sep>die Düse gemäss Fig. 8A, in Draufsicht;

<tb>Fig. 8D<sep>die Düse als Schnittdarstellung auf der Linie C-C gemäss Fig. 8B;

<tb>Fig. 8E<sep>die Düse als Schnittdarstellung auf der Linie D-D gemäss Fig. 8C;

<tb>Fig. 9A<sep>die Schleuse aus Fig. 3Amit Düsen bestückt, in Perspektivansicht; und

<tb>Fig. 9B<sep>den Aufbau gemäss Fig. 9A, in gewechselter Perspektivansicht.

Ausführungsbeispiele

[0019] Anhand der beiliegenden Zeichnungen erfolgt nachstehend die detaillierte Beschreibung von verschiedenen Ausführungsbeispielen der Anordnung zur gasförmigen Dekontamination eines Reinraums in Gestalt eines Isolators mit dessen möglicher Anbindung an eine Schleuse.

[0020] Für die gesamte weitere Beschreibung gilt folgende Festlegung. Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugsziffern enthalten, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungstext nicht erläutert, so wird auf deren Erwähnung in vorangehenden Figurenbeschreibungen Bezug genommen. Im Interesse der Übersichtlichkeit wird auf die wiederholte Bezeichnung von Bauteilen in nachfolgenden Figuren zumeist verzichtet, sofern zeichnerisch eindeutig erkennbar ist, dass es sich um "wiederkehrende" Bauteile handelt.

[0021] Figuren 1A bis 1E
Diese Figurenfolge zeigt einen schematisch dargestellten Isolator 1 und eine dazugehörige Dekontaminationsanordnung 2 erster Ausführungsform zum Vergasen eines zuvor flüssigen Dekontaminationsmittels, das in die Arbeitskammer 14 des Isolators 1 eingeleitet wird. Der Isolator 1 besteht aus einem auf einem Gestell 100 ruhenden Gehäuse 10, das sich in ein Gehäuseunterteil 101, welches unten mit einem Gehäuseboden 102 abschliesst, und ein Gehäuseoberteil 107 gliedert.

Das Gehäuseunterteil 101 kann für spezielle Anwendungen an den sich gegenüberliegenden Aussenwänden mit einer ersten Transferöffnung 105 und eventuell noch einer zweiten Transferöffnung 106 ausgestattet sein, wobei die Transferöffnungen 105,106 zum Ein- und Ausbringen von Behandlungsgut mittels eines Transfersystems in die bzw. aus der Arbeitskammer 14 nutzbar sind oder den Anschluss eines weiteren Isolators 1 bzw. einer Schleuse 3 (s. Fig. 4) ermöglichen.

[0022] An der Vorderseite der Arbeitskammer 14 befindet sich eine transparente Scheibe 103, in die Handeingriffe 104 eingesetzt sind, um auf Behandlungsgut, das sich innerhalb der Arbeitskammer 14 befindet, von aussen zuzugreifen. Die Scheibe 103 lässt sich zumeist öffnen, so dass durch diesen Zugang Behandlungsgut zwischen der Arbeitskammer 14 und dem äusseren Arbeitsraum bewegt werden kann. Im Isolator 1 ist eine hier horizontale Trennwand 108 angeordnet, von der eine Kanalwand 109 in Richtung des Bodens 102 abgeht, so dass unterhalb der Trennwand 108 die Arbeitskammer 14 und darüber eine Umluftzone 15 abgeteilt sind, während zwischen der Kanalwand 109 und der benachbarten Aussenwand ein die Arbeitskammer 14 mit der Umluftzone 15 verbindender Rücklaufkanal 16 verläuft.

Der Eintritt in den Rücklaufkanal 16 befindet sich im unteren Bereich der Arbeitskammer 14 und führt sowohl zum Ansaugbereich einer Umlufteinheit 13 als auch zur Ablufteinheit 12, die alle in der Umluftzone 15 angeordnet sind. Die Umlufteinheit 13 ist auf der Trennwand 108 und eine Zulufteinheit 11 äusserlich auf der Oberseite des Gehäuses 10 positioniert.

[0023] Die Zulufteinheit 11 besteht zunächst aus einem Zuluftventilator 110, um Frischluft aus der äusseren Umgebung U anzusaugen. Vom Zuluftventilator 110 erstreckt sich eine Leitung 119 zum Zuluftplenum 113, unterhalb dem sich der Zuluftfilter 112 zur Reinigung der angesaugten Frischluft anschliesst. Innerhalb der Leitung 119 - zwischen Zuluftventilator 110 und Zuluftplenum 113 - ist ein Zuluftstellorgan 111 eingebaut, das entweder offen oder geschlossen ist. Der Austritt aus dem Zuluftfilter 112 mündet durch das Gehäuse 10 in die Umluftzone 15.

[0024] Die Ablufteinheit 12 ist zur Abführung von aus dem Isolator 1 partiell belasteter Luft in einen Abluftkanal K vorgesehen und besteht zunächst aus dem in der Umluftzone 15 angeordneten Abluftstellorgan 121, welches entweder offen oder geschlossen ist. Vom Abluftstellorgan 121 erstreckt sich eine Leitung 129 zum Abluftplenum 123, oberhalb dem sich der Abluftfilter 122 und von hier die Einleitung für die partiell belastete Luft in den Abluftkanal K befindet. Innerhalb der Leitung 129 - zwischen Abluftstellorgan 121 und Abluftplenum 123 - ist ein Abluftventilator 120 eingebaut, der zur Druckregulierung innerhalb des Isolators 1 dient.

[0025] Die Umlufteinheit 13 hat einen Umluftventilator 130, eine davon abgehende Leitung 139, die in ein Umluftplenum 133 führt, an das sich ein Umluftfilter 132 anschliesst, dessen Austritt durch die Trennwand 108 in die Arbeitskammer 14 mündet. Bevor das Gemisch aus über die Zulufteinheit 11 eingebrachter Frischluft und über den Rücklaufkanal 16 aus der Arbeitskammer 14 belasteter Luft, aus der Umluftzone 15 im Kreislauf wieder der Arbeitskammer 14 zugeführt wird, gelangt das Luftgemisch zuerst zum Umluftplenum 133 und dann weiter zwecks Reinigung durch den Umluftfilter 132.

[0026] Die Dekontaminationsanordnung 2 besteht im Wesentlichen aus einem mit flüssigem Dekontaminationsmittel - z.B. Wasserstoffperoxyd in wässriger Lösung - gefülltem Vorratsbehälter 20, einer motorisch angetriebenen Pumpe 21, einer Drucklufteinheit 22 sowie einer Verdampfervorrichtung 23, von der sich in die Arbeitskammer 14 eine Dampfleitung 269 mit an deren Ende angesetzter Düse 29 erstreckt, um das in den Isolator 1 eingebrachte Behandlungsgut sowie den Isolator 1 selbst zu sterilisieren. Abgesehen von der Düse 29 und einem Endstück der Dampfleitung 269 ist die komplette Dekontaminationsanordnung 2 ausserhalb des Isolators 1 in der Umgebung U positioniert. Vom Vorratsbehälter 20 führt eine erste Vorlaufleitung 209 zur Pumpe 21 und von dort weiter zur Verdampfervorrichtung 23.

Die Drucklufteinheit 22 besitzt eingangs einen Druckluftfilter 224, von dem eine zweite Vorlaufleitung 229 zu einem Drosselventil 226 und weiter zur Verdampfervorrichtung 23 führt. Innerhalb der zweiten Vorlaufleitung 229 ist ein Regler 227 positioniert, wobei zwischen Regler 227 und Druckluftfilter 224 ein elektromagnetisches Absperrventil 225 angeordnet ist. Von der Verdampfervorrichtung 23 geht ausgangsseitig eine Dampfleitung 269 ab, welche sich bis in die Umluftzone 15 des Isolators 1 erstreckt und am Ende mit einer Düse 29 versehen ist. Die Düse 29 könnte auch direkt in der Arbeitskammer 14 installiert sein, jedoch erreicht man eine ordentliche Verteilung des ausströmenden Dampfgemischs nur bei sehr kleinem Kammervolumen oder man müsste mehrere Düsen 29 mit den entsprechenden Dampfleitungen 269 vorsehen.

Daher ist es effizienter, eine Düse 29 in der Umluftzone 15 anzuordnen und zur Verteilung des Dampfgemischs die Umlufteinheit 13 zu nutzen.

[0027] Es folgt die Funktionsweise des zuvor erläuterten apparativen Aufbaus:

Normalbetrieb des Isolators

[0028] Die Zulufteinheit 11, die Ablufteinheit 12 und die Umlufteinheit 13 sind in Aktion, d.h. der Zuluftventilator 110, der Abluftventilator 120 und der Umluftventilator 130 laufen bei offenem Zuluftstellorgan 111 und offenem Abluftstellorgan 121. In der Drucklufteinheit 22 ist das Absperrventil 225 geschlossen, da im Normalbetrieb des Isolators 1 keine Spülung der Verdampfervorrichtung 23 erfolgt. Die Pumpe 21 läuft nicht und fördert kein Dekontaminationsmittel aus dem Vorratsbehälter 20 über die erste Vorlaufleitung 209 in die Verdampfervorrichtung 23.

Dekontaminationsbetrieb

[0029] Beim Start des Dekontaminationsbetriebs sind die Zu- und Ablufteinheiten 11,12 durch das jeweilige Zuluft- bzw. Abluftstellorgan 111,121 gasdicht verschlossen, während die Umlufteinheit 13 läuft. Das Absperrventil 225 schaltet man auf Durchlass in Richtung des Reglers 227, des Drosselventils 226 und der Verdampfervorrichtung 23, so dass Druckluft P in die Verdampfervorrichtung 23 eingespeist wird. Durch die Förderleistung der Pumpe 21 gelangt das noch flüssige Dekontaminationsmittel über die erste Vorlaufleitung 209 in die Verdampfervorrichtung 23.

[0030] In der Verdampfervorrichtung 23 wird die wässrige Wasserstoffperoxyd-Lösung unter Zugabe der Druckluft P und durch Erhitzen vom flüssigen in den gasförmigen Zustand gebracht. Das im Volumen vervielfachte Dampfgemisch aus Wasserstoffperoxyd und Wasser kann nicht gegen die Förderrichtung der Pumpe 21 und der Drucklufteinheit 22 in die erste Vorlaufleitung 209 bzw. zweite Vorlaufleitung 229 strömen, sondern wird über die Dampfleitung 269 durch die Düse 29 in die Umluftzone 15 gepresst, um von hier mittels der Umlufteinheit 13 in die Arbeitskammer 14 gefördert zu werden und dort das eventuell eingebrachte Behandlungsgut zu dekontaminieren. Auf den inneren Oberflächen der Arbeitskammer 14 und dem Behandlungsgut setzt sich ein Kondensat von Dekontaminationsmittel als Belag ab.

Die Leistung der Pumpe 21 und die Heizleistung in der Verdampfervorrichtung 23 sowie die Leitungen 209,229,269 und die Düse 29 sind unter Berücksichtigung des eingesetzten Dekontaminationsmittels und einer Durchschnittsgrösse des Isolators 1 entsprechend dimensioniert. Bei sehr grossen Isolatoren 1 wird man mehrere Verdampfervorrichtungen 23 bzw. sogar mehrere komplette Dekontaminationsanordnungen 2 einbauen.

[0031] Nach Erreichen der vorgesehenen Menge an eingebrachtem Dekontaminationsmittel und zugehöriger Einwirkzeit ist die Hauptphase des Dekontaminationsbetriebs abgeschlossen. Es kann nun quasi die Entleerung der Verdampfervorrichtung 23 erfolgen. Den Zufluss von Dekontaminationsmittel zur Verdampfervorrichtung 23 hat man gestoppt, und mit aus der Drucklufteinheit 22 stammender Druckluft P, die bei weiterhin geöffnetem Absperrventil 225 über die zweite Vorlaufleitung 229 in die Verdampfervorrichtung 23 gelangt, wird letztere freigespült. Die dabei entstehende Spülluft strömt über die Dampfleitung 269 aus der Düse 29 in die Umluftzone 15. Nach freigespülter Verdampfervorrichtung 23 wird das Absperrventil 225 geschlossen.

[0032] Zum Freispülen und Trocknen des Isolators 1 in einer Spülphase aktiviert man die Zulufteinheit 11, die Ablufteinheit 12 und Umlufteinheit 13, d.h. der Zuluftventilator 110, der Abluftventilator 120 und der Umluftventilator 130 sind in Betrieb und das zugehörige Zuluftstellorgan 111 sowie das Abluftstellorgan 121 sind geöffnet. Damit bringt man die Rückstände des Dekontaminationsmittels aus dem Isolator 1 heraus, welche im Abluftfilter 122 der Ablufteinheit 12 verbleiben, wobei die gereinigte Abluft in den Abluftkanal K strömt. Aus diesem Zustand kann wieder in den Normalbetrieb des Isolators 1 übergegangen werden.

[0033] Figur 2
Der Aufbau des Isolators 1 bleibt gegenüber den Fig. 1A bis 1Dunverändert, nun jedoch ist die Dekontaminationsanordnung 2 in einer zweiten Ausführung vorgesehen. Die in gleicherweise funktionierende Verdampfervorrichtung 23 ist jetzt in der Umluftzone 15 des Isolators 1 positioniert, wobei die erste und zweite Vorlaufleitung 209, 229 von der sich ansonsten ausserhalb des Isolators 1 in der Umgebung U befindlichen Dekontaminationsanordnung 2 an die Verdampfervorrichtung 23 herangeführt sind. Da die Dampfleitung 269 bereits an der Verdampfervorrichtung 23 in der Umluftzone 15 beginnt, verkürzt sich die Dampfleitung 269 erheblich und durchragt nicht das Isolatorgehäuse 10.

[0034] Figuren 3A bis 3C
Zur Erhöhung der Durchlauffrequenz, insbesondere verschiedener Behandlungsgüter, kann dem Isolator 1 (hier nicht gezeigt) eine Schleuse 3 vorgesetzt sein, um die zeitaufwendige Dekontaminationsphase nicht im Isolator 1 durchführen zu müssen, sondern darin nur die wesentliche Bearbeitung, z.B. Abfüllen und Konfektionieren, vorzunehmen, während in der Schleuse 3 die Behandlungsgüter zuvor dekontaminiert werden. Die für die Schleuse 3 verwendete Dekontaminationsanordnung 2 entspricht dem bereits zu den Fig. 1A bis 1Ebeschriebenen Aufbau, ausgenommen, dass die Dampfleitung 269 mit der abschliessenden Düse 29 nun nicht in die Umluftzone 15 eines Isolators 1, sondern in die Schleusenkammer 34 der Schleuse 3 mündet.

[0035] Die Schleuse 3 besteht aus einem auf einem Gestell 300 ruhenden Gehäuse 30, das sich in ein Gehäuseunterteil 301, welches unten mit einem Gehäuseboden 302 abschliesst, und ein Gehäuseoberteil 307 gliedert. Über eine erste Transferöffnung 305 ist die Schleusenkammer 34 nach aussen zugänglich, während eine zweite Transferöffnung 306 den Zugang in die Arbeitskammer 14 eines unmittelbar benachbarten Isolators 1 erlaubt. Die Transferöffnungen 305,306 ermöglichen das Einbringen von Behandlungsgut in die Schleusenkammer 34 sowie den Transfer des Behandlungsguts weiter in die Arbeitskammer 14 eines Isolators 1, was z.B. mittels eines von aussen steuerbaren Transportbandes geschieht. Ferner können die Transferöffnungen 305, 306 zum Ausbringen von Behandlungsgut aus der Arbeitskammer 14 des Isolators 1 genutzt werden.

In der Schleuse 3 ist eine hier horizontale Trennwand 308 angeordnet, so dass unterhalb der Trennwand 308 die Schleusenkammer 34 und darüber ein Dachraum 35 abgeteilt sind. Innerhalb des Dachraums 35 ist eine Zulufteinheit 31 und am Gehäuseboden 302, ausserhalb der Schleusenkammer 34, eine Ablufteinheit 32 positioniert. Die Zulufteinheit 31 besteht zunächst aus einem Zuluftvorfilter 314, der die Luft aus der Umgebung U in einer ersten Stufe vorfiltert und der Geräuschdämmung dient. Vom Zuluftvorfilter 314 erstreckt sich eine Leitung 319, innerhalb der zuerst ein Zuluftventilator 310 und anschliessend ein Zuluftstellorgan 311 angeordnet sind, wobei letzteres der Öffnung oder Absperrung dient. Hinter dem Zuluftstellorgan 311 mündet die Leitung 319 in ein Zuluftplenum 313, dem ein Zuluftfilter 312 folgt, der an die Trennwand 308 angrenzt.

Mittels der Ablufteinheit 32 wird partiell belastete Luft in den Abluftkanal K geleitet. Die Ablufteinheit 322 besteht aus einem Abluftfilter 322, der am Gehäuseboden 302 angeordnet ist, und einer sich vom Abluftfilter 322 abgehenden Leitung 329, in der ein Abluftventilator 320 und ein Abluftstellorgan integriert 321 sind.

[0036] Figur 4
Die Schleuse 3 ist mit dem Isolator 1 an der Transferöffnung 306 verbunden, so dass der Isolator 1 und die Schleuse 3 eine Einheit ausbilden. Der Isolator 1 und die Schleuse 3 besitzen jeweils eine Dekontaminationsanordnung 2, wie bei den Fig. 1A bis 1E bzw. 3Abis 3Cbeschrieben.

Betrieb des Schleusen-Isolator-Aufbaus

[0037] Die Dekontaminationsanordnung 2 ist nicht im aktiven Betrieb, d.h. es erfolgt keine Erzeugung von Dekontaminationsdampf aus wässriger H2O2-Lösung und Druckluft in der Verdampfervorrichtung 23, welcher ansonsten durch die Düse 29 in die Schleusenkammer 34 geleitet wird. Durch die erste Transferöffnung 305 bringt man Behandlungsgut in die Schleusenkammer 34 der Schleuse 3. Anschliessend wird bei geschlossener erster und zweiter Transferöffnung 305,306 auf Dekontaminationsbetrieb geschaltet, wobei die Umschaltung und der Prozess weitgehend gemäss vorheriger Beschreibung verlaufen, jedoch ist das Abluftstellorgan 321 offen und Dekontaminationsdampf gelangt in die Schleusenkammer 34 der Schleuse 3.

Je nach gewähltem Dekontaminationsprogramm kann mittels derselben oder einer separaten Dekontaminationsanordnung 2 auch in die Umluftzone 15 des Isolators 1 Dekontaminationsdampf eingeleitet werden.

[0038] Nach abgeschlossenem Dekontaminationsbetrieb - die Erzeugung von Dekontaminationsdampf wird unterbrochen - erfolgt der Übergang in die Spülphase, zuerst mit dem Freispülen des Verdampfers 24, was, wie vorbeschrieben, abläuft. Anschliessend ist die Schleusenkammer 34 durch Aktivierung der Zulufteinheit 31 und der Ablufteinheit 32 zu spülen und zu trocknen. Hierzu sind der Zuluftventilator 310, welcher aus der Umgebung U Frischluft ansaugt, und der Abluftventilator 320 einzuschalten und zugleich das Zuluftstellorgan 311 zu öffnen sowie das Abluftstellorgan 321 weiterhin offen zu halten, durch welches gefilterte Abluft in den Abluftkanal K geblasen wird. Die Spülphase des Isolators 1 ist identisch, wie zu den Fig. 1A bis 1E, beim Dekontaminationsbetrieb beschrieben.

[0039] Nach beendeter Spülphase werden der Zuluftventilator 310 und der Abluftventilator 320 im Normalbetrieb weitergefahren, wobei das Zuluftstellorgan 311 sowie das Abluftstellorgan 321 offen bleiben müssen. Jetzt kann der Transfer des Behandlungsguts aus der Schleusenkammer 34 durch die zweite Transferöffnung 306 in die Arbeitskammer 14 des Isolators 1 erfolgen, wobei nach dem Transfer die zweite Transferöffnung 306 wieder zu schliessen ist, um für eine neue Beschickung der Schleusenkammer 34 für einen zweiten Durchlauf mit einem eventuell anderen Behandlungsgut bereit zu sein.

In der Arbeitskammer 14 wird das aus der Schleusenkammer 34 vom ersten Durchlauf stammende Behandlungsgut dem weiteren Prozess, z.B. einer weiteren Dekontaminationsphase, unterzogen und nach Abschluss - unter Beibehaltung einer sterilen Arbeitskammer 14 - über die erste und zweite Transferöffnung 306, 305 der Schleuse 3 oder über die Transferöffnung 106 des Isolators 1 und ein spezielles Transfersystem aus dem Isolator 1 ausgebracht. Sollte die Arbeitskammer 14 unmittelbar vor einem Dekontaminationsbetrieb nicht weiter steril gehalten werden müssen, so könnte das fertig bearbeitete Behandlungsgut auch durch Öffnen der Scheibe 103 entnommen werden.

[0040] Figur 5
In Abwandlung zum Aufbau gemäss Fig. 4ist die Dekontaminationsanordnung 2 für den Isolator 1 identisch zum Aufbau gemäss Fig. 2jetzt in der zweiten Ausführungsform vorgesehen. Somit ist die Verdampfervorrichtung 23 wiederum in der Umluftzone 15 des Isolators 1 positioniert, wodurch sich der entsprechend modifizierte Verlauf der ersten, zweiten und Dampfleitung 209,229,269 ergibt.

[0041] Figuren 6A bis 6F
Die Verdampfervorrichtung 23 besteht im Wesentlichen aus einem Verdampfer 24, einer Heizpatrone 25, einem Deckel 26 und einem Gehäuse 27. Der Verdampfer 24 hat z.B. eine quadratische Grundfläche und einen quaderförmigen Körper, in dem ein zylindrischer Hohlraum als Verdampferzelle 240 ausgebildet ist. Die Verdampferzelle 240 wird durch einen Boden 248, einem dazu gegenüberliegenden, lösbar anzubringenden Deckel 26 und einer zwischen beiden sich erstreckenden Seitenwand 246 begrenzt. Ein erster und zweiter Leitungsdurchbruch 244,245 erstreckt sich vom Äusseren des Verdampfers 24 in die Verdampferzelle 240 hinein. Durch den ersten Leitungsdurchbruch 244 führt die erste Vorlaufleitung 209, die sich in der Verdampferzelle 240 als erste Zuleitung 241 fortsetzt und nahe dem Boden 248 der Verdampferzelle 240 offen endet.

Die zweite Vorlaufleitung 229 führt durch den zweiten Leitungsdurchbruch 245, setzt sich als zweite Zuleitung 242 fort und mündet in nicht-radialer Ausrichtung durch die Seitenwand 246 in die Verdampferzelle 240 ein, um bei Beaufschlagung der Drucklufteinheit 22 den Volumeninhalt der Verdampferzelle 240 rotierend zu verwirbeln. Die Einströmrichtung aus der zweiten Zuleitung 242 ist quasi tangential in die Verdampferzelle 240 vorgesehen, verläuft also abweichend von deren Radius nicht zur axialen Mittellinie hin.

[0042] Die Seitenwand 246 der Verdampferzelle 240 besitzt eine Innenkontur 247, vorzugsweise aus systematischen Ringnuten oder einer schraubenförmigen Nut, die zur Intensivierung der Verwirbelung des Volumeninhalts der Verdampferzelle 240 dient. Der Deckel 26 hat zur Positionierung auf der Verdampferzelle 240 und zu deren Abdichtung einen in die Verdampferzelle 240 hinein ragenden, radial umlaufenden Kragen 260. Ferner ist im Deckel 26 ein zentrisch angeordneter Auslass 261 vorhanden, an den sich die Dampfleitung 269 anschliesst. Am Verdampfer 24 ist vorzugsweise nahe dem Boden 248 eine Ausnehmung 243 vorhanden, in die eine Heizpatrone 25 eingesetzt ist, durch die sich hauptsächlich der Verdampfer 24 erwärmt und das sich innerhalb der Verdampferzelle 240 befindliche flüssige Dekontaminationsmittel in Dampfform übergeht.

Die Heizpatrone 25 verfügt über einen elektrischen Anschluss 250, der der Stromeinspeisung dient. Der Verdampfer 24 hat eine Anschlussklemme 28 und mögliche weitere Einrichtungen, die zur Regelung bestimmter Parameter dienen. Ein Gehäuse 27 überdeckt die Heizpatrone 25 und deren elektrischen Anschluss 250 sowie die Anschlussklemme 28.

[0043] Figuren 7A bis 7E
Die Düse 29 zum Einbringen von dampfförmigem Dekontaminationsmittel in den Isolator 1 bzw. die Schleuse 3 besteht in einem ersten Typ im Wesentlichen aus einem zylindrischen Körper, durch den die Mittellinie M verläuft und der eine untere kreisrunde Grundfläche 298 sowie eine dazu gegenüberliegende Deckfläche 296 besitzt, die vorzugsweise konisch ist. Von der Grundfläche 298 erstreckt sich eine Axialbohrung 290, die mit einem ersten Bohrungsabschnitt 291 beginnt. Der erste Bohrungsabschnitt 291 setzt sich an einer Schulter verengt als zweiter Bohrungsabschnitt 292 fort und endet sacklochförmig unterhalb der Deckfläche 296. Die Bohrungsabschnitte 291, 292 folgen der Mittellinie M.

Vom zweiten Bohrungsabschnitt 292 zweigen horizontal, in radialer Richtung zur Umfangsfläche, zwei erste Kanäle 294 ab, die zwischen sich einen Winkel [alpha] von vorzugsweise 60[deg.] einschliessen. Bei der hier horizontalen Erstreckung der ersten Kanäle 294 entsteht zur Mittellinie M ein Winkel [beta] von 90[deg.].

[0044] Vom oberen Ende des zweiten Bohrungsabschnitts 292 zweigt ferner ein zweiter Kanal 295 ab, der exzentrisch, zur Mittellinie M versetzt, an der Deckfläche 296 mündet und auf die Mittellinie M bezogen z.B. einen Winkel von 15[deg.] bildet. Die exzentrisch positionierte Austrittsmündung des zweiten Kanals 295 an der Deckfläche 296 ist den an der Umfangsfläche liegenden Austrittsmündungen der ersten Kanäle 294 zugewandt. Die ersten Kanäle 294 treten an der Umfangsfläche der Düse 29 und der zweite Kanal 295 an der Deckfläche 296 der Düse 29 durch eine jeweils kreisrunde Öffnung aus, wobei der zweite Kanal 295 im rechten Winkel an der Deckfläche 296 mündet. Im Bereich des ersten Bohrungsabschnitts 291 ist eine Innengewindebohrung 293 vorgesehen, wodurch die auf die Dampfleitung 269 aufgesteckte Düse 29 mittels einer Schraube fixiert wird.

Dabei kommt der vordere Abschnitt der Dampfleitung 269 innerhalb des ersten Bohrungsabschnitts 291 zu liegen und schlägt an der Schulter an, die am Übergang zum verengten zweiten Bohrungsabschnitt 292 ausgebildet ist.

[0045] Figuren 8A bis 8E
Für eine modifizierte Strömungscharakteristik des einzubringenden dampfförmigen Dekontaminationsmittels hat die Düse 29 in einem zweiten Typ an ihrem weiterhin im Prinzip zylindrischen Körper im Bereich des Übergangs zwischen dem ersten Bohrungsabschnitt 291 und dem zweiten Bohrungsabschnitt 292 eine keilförmige Einschnürung 297, so dass die nun unter einem Winkel [beta] von 75[deg.] - bezogen auf die Mittellinie M - austretenden ersten Kanäle 294 an der umgebenden Umfangsfläche dennoch im rechten Winkel als kreisrunde Öffnungen münden. Die übrigen geometrischen Merkmale der Düse 29 bleiben zum ersten Typ unverändert.

[0046] Figuren 9A und 9B
Beispielhaft wird in diesem Figurenpaar die Positionierung von Düsen 29 in der Schleusenkammer 34 einer Schleuse 3 dargestellt. Alternativ zu den Prinzipdarstellungen gemäss den Fig. 3A, 4und 5 ist die zweite Transferöffnung 306 nun nicht gegenüber der ersten Transferöffnung 305, sondern benachbart zu dieser angeordnet. Am Gehäuseboden 302 der Schleuse 3 ist in jeder zur ersten Transferöffnung 305 benachbarten Ecke eine in die Schleusenkammer 34 hineinragende Düse 29 vorgesehen. Wird beabsichtigt, das dampfförmige Dekontaminationsmittel mehr direkt in das Zentrum der Schleusenkammer 34 einzubringen, bietet sich die Verwendung von Düsen 29 des ersten Typs an.

Die Düsen 29 sind dabei so ausgerichtet, dass die Mündungen der ersten Kanäle 294 mit dem Winkel [beta] = 90[deg.] horizontal in die Schleusenkammer 34 weisen und die Mündung des zweiten Kanals 295 aufsteigend zum Zentrum der Schleusenkammer 34 orientiert ist, wobei ein direktes Anstrahlen der Transferöffnungen 305, 306 sowie der übrigen Wandflächen vermieden wird. Die Anzahl der einzusetzenden Düsen 29 richtet sich nach dem Volumeninhalt der Schleusenkammer 34 der Schleuse 3, der Zykluszeit und dem einzubringenden Behandlungsgut.

[0047] Beabsichtigt man hingegen das in die Schleusenkammer 34 einzubringende dampfförmige Dekontaminationsmittel anteilig direkter zum Gehäuseboden 302 zu leiten - z.B. entsprechend dem speziellen Erfordernis des eingesetzten Behandlungsguts oder im Interesse eines differenzierten Strömungsverlaufs -, steht der zweite Typ der Düse 29 zur Verfügung. Die unter einem Winkel [beta] = 75[deg.] austretenden Mündungen der ersten Kanäle 294 leiten den Dekontaminationsdampf schräg zum Gehäuseboden 302, wo dort befindliches Behandlungsgut direkt begast wird, oder der Gehäuseboden 302 wirkt als Prellfläche mit dem Ergebnis intensiverer Verwirbelung. Die Justierbarkeit mittels der in den Innengewindebohrungen 293 sitzenden Schrauben ermöglicht eine optimale Ausrichtung der Düsen 29 entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten.

Zugleich sind die Düsen 29 somit gegen Verdrehen und unbeabsichtigtes Lösen gesichert.

Claims

1. Anordnung zur Dekontamination eines Reinraums (1,3) und von temporär darin einbringbarem Behandlungsgut mit:

a) einem Vorratsbehälter (20) für ein im Normalzustand flüssiges Dekontaminationsmittel;

b) einer Verdampfervorrichtung (23) mit einem beheizbaren Verdampfer (24), der eine Verdampferzelle (240) besitzt;

c) einer ersten Vorlaufleitung (209), die vom Vorratsbehälter (20) zur Verdampferzelle (240) führt;

d) einem in der ersten Vorlaufleitung (209) angeordneten Förderaggregat (21) zum Transport des Dekontaminationsmittels in die Verdampferzelle (240);

e) einer Drucklufteinheit (22), von der eine zweite Vorlaufleitung (229) in die Verdampferzelle (240) führt;

f) einer Dampfleitung (269), die sich von der Verdampferzelle (240) in den Reinraum (1,3) erstreckt und zur Einleitung des in der Verdampferzelle (240) erzeugten dampfförmigen Dekontaminationsmittels dient, dadurch gekennzeichnet, dass

g) die Verdampferzelle (240) im Wesentlichen zylindrisch mit einem Boden (248), einer dazu gegenüberliegenden Deckfläche (26) und einer zwischen beiden sich erstreckenden Seitenwand (246) ausgebildet ist;

h) die erste Vorlaufleitung (209) sich in der Verdampferzelle (240) als erste Zuleitung (241) fortsetzt, die nahe dem Boden (248) der Verdampferzelle (240) offen endet;

i) die zweite Vorlaufleitung (229) durch die Seitenwand (246) in die Verdampferzelle (240) offen mit nicht-radialer Ausrichtung einmündet, um bei Beaufschlagung von der Drucklufteinheit (22) den Volumeninhalt der Verdampferzelle (240) rotierend zu verwirbeln; und

j) in der Deckfläche (26) ein Auslass (261) vorhanden ist, an den sich die Dampfleitung (269) anschliesst.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

a) die Deckfläche (26) der Verdampferzelle (240) von einem auf den Verdampfer (24) lösbar aufsetzbaren Deckel (26) gebildet wird, der zur Positionierung und Abdichtung einen in die Verdampferzelle (240) hinein ragenden, radial umlaufenden Kragen (260) besitzen kann; und

b) der Auslass (261) in der Deckfläche (26) zentrisch positioniert ist.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass

a) die Seitenwand (246) der Verdampferzelle (240) eine Innenkontur (247) besitzt, die zur Intensivierung der Verwirbelung des Volumeninhalts der Verdampferzelle (240) dient; und

b) die Innenkontur (247) aus systematischen Ringnuten oder einer schraubenförmigen Nut besteht.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass

a) zur Beheizung des Verdampfers (24) in einer Ausnehmung (243) eine Heizpatrone (25) eingesetzt ist;

b) die Heizpatrone (25) nahe dem Boden (248) angeordnet ist; und

c) die Heizpatrone (25) einen elektrischen Anschluss (250) hat, der der Stromeinspeisung dient.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass

a) das Dekontaminationsmittel eine H2O2-Lösung ist;

b) der Vorratsbehälter (20) ausserhalb des Reinraums (1,3) angeordnet ist;

c) die Verdampfervorrichtung (23) ausserhalb oder innerhalb des Reinraums (1,3) angeordnet ist;

d) am stromabwärts gelegenen Ende der Dampfleitung (269) zum Ausströmen des dampfförmigen Dekontaminationsmittels in den Reinraum (1,3) eine Düse (29) angebracht ist; und

e) das Förderaggregat (21) eine elektrisch angetriebene Pumpe ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass

a) eine Düse (29) zum Ausströmen des dampfförmigen Dekontaminationsmittels in den Reinraum (1,3) vorgesehen ist;

b) die Düse (29) ein zylinderförmiger Körper ist, der eine Grundfläche (298), eine Umfangsfläche, eine Deckfläche (296) und innerlich einen Hohlraum (290) besitzt;

c) vom Hohlraum (290) zumindest ein erster Kanal (294) abzweigt, der aus der Umfangsfläche austritt; und

d) vom Hohlraum (290) zumindest ein zweiter Kanal (295) abzweigt, der aus der Deckfläche (296) austritt.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass

a) der Hohlraum (290) von einer Axialbohrung (290) gebildet wird, die sich von der Grundfläche (298) entlang einer Mittellinie (M) erstreckt und sacklochförmig unterhalb der Deckfläche (296) endet;

b) der zweite Kanal (295) schräg zur Mittellinie (M) verläuft und exzentrisch an der Deckfläche (296) austritt; und

c) die Austrittsmündung des zweiten Kanals (295) an der Deckfläche (296) der an der Umfangsfläche liegenden Austrittsmündung des zumindest einen ersten Kanals (294) zugewandt ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass

a) zwei erste Kanäle (294) vorgesehen sind, die sich horizontal erstrecken oder geneigt zur Grundfläche (298) unter einem Winkel ([beta]) von z.B. 75[deg.], bezogen auf die Mittellinie (M), austreten;

b) die zwei ersten Kanäle (294) einen Winkel ([alpha]) im Bereich von 60[deg.] einschliessen;

c) die Austrittsmündungen der ersten Kanäle (294) an der Umfangsfläche und des zweiten Kanals (295) an der Deckfläche (296) von kreisförmigem Querschnitt sind; und

d) bei geneigten ersten Kanälen (294) die Umfangsfläche im Bereich der hier austretenden Mündungen eine keilförmige Einschnürung (297) hat.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass

a) der Hohlraum (290) an der Grundfläche (298) mit einem ersten Bohrungsabschnitt (291) beginnt, welcher an einer Schulter in einen verengten zweiten Bohrungsabschnitt (292) übergeht;

b) eine Innengewindebohrung (293) vorhanden ist, die sich aus dem ersten Bohrungsabschnitt (291) nach aussen zur Umfangsfläche erstreckt und der Aufnahme einer Schraube zur Sicherung und Justierung an der bis zur Schulter eingeschobenen Dampfleitung (269) dient;

c) vom zweiten Bohrungsabschnitt (292) der zumindest eine erste Kanal (294) sowie der zumindest eine zweite Kanal (295) abzweigen;

d) der zweite Kanal (295), bezogen auf die Mittelinie (M), sich im Winkel von 15[deg.] erstreckt; und

e) die Deckfläche (296) konisch ausgestaltet ist.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass

a) in dem Verdampfer (24) Einrichtungen vorgesehen sein können, die zur Regelung bestimmter Parameter dienen;

b) der Verdampfer (24) über eine Anschlussklemme (28) verfügt, und

c) ein Gehäuse (27) die Einrichtungen, die Heizpatrone (25) und die Anschlussklemme (28) überdeckt.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass

a) die Dampfleitung (269) in einen Reinraum (1) mündet, der die Gestalt eines Behandlungsgut aufnehmenden Isolators (1) hat und eine gegenüber einer äusseren Umgebung (U) abgeschirmte Arbeitskammer (14) besitzt;

b) benachbart zur Arbeitskammer (14) eine Umluftzone (15) angeordnet ist und die Düse (29) in die Umluftzone (15) einmündet; und

c) die Arbeitskammer (14) zumindest eine Transferöffnung (105,106) aufweist, welche zum Einbringen des Behandlungsguts von aussen in die Arbeitskammer (14) und/oder zum Ausbringen des Behandlungsguts aus der Arbeitskammer (14) nach aussen und/oder zum Transfer des Behandlungsguts in die Arbeitskammer (14) zumindest eines nächsten als Isolator (1) gestalteten Reinraums (1) zur Weiterbehandlung des Behandlungsguts dient, wobei die Arbeitskammer (14) des zumindest einen nächsten Isolators (1) eine weitere Transferöffnung (106) hat.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass

a) die Dampfleitung (269) in einen Reinraum (3) mündet, der die Gestalt einer Behandlungsgut aufnehmenden Schleuse (3) hat und eine gegenüber einer äusseren Umgebung (U) abgeschirmte Schleusenkammer (34) besitzt;

b) die Düse (29) in die Schleusenkammer (34) einmündet; und

c) die Schleusenkammer (34) zumindest eine Transferöffnung (305, 306) aufweist, welche zum Einbringen des Behandlungsguts von aussen in die Schleusenkammer (34) und/oder zum Ausbringen des Behandlungsguts aus der Schleusenkammer (34) nach aussen und/oder zum Transfer des Behandlungsguts in die oder aus der Arbeitskammer (14) eines als Isolator (1) gestalteten Reinraums (1) dient, der mit der Schleuse (3) verbunden ist.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass

b) die Düse (29) in die Schleusenkammer (34) einmündet;

c) die Schleusenkammer (34) zumindest eine Transferöffnung (305, 306) aufweist, welche zum Einbringen des Behandlungsguts von aussen in die Schleusenkammer (34) und/oder zum Ausbringen des Behandlungsguts aus der Schleusenkammer (34) nach aussen und/oder zum Transfer des Behandlungsguts in die oder aus der Arbeitskammer (14) eines als Isolator (1) gestalteten Reinraums (1) dient, wobei die Arbeitskammer (14) des Isolators (1) eine weitere Transferöffnung (106) haben kann, welche zur Arbeitskammer (14) eines optionalen nächsten als Isolator (1) gestalteten Reinraums (1) führt;

d) die Dampfleitung (269) ebenfalls in den Reinraum (1) mündet, der die Gestalt eines Behandlungsgut aufnehmenden Isolators (1) hat und eine gegenüber einer äusseren Umgebung (U) abgeschirmte Arbeitskammer (14) besitzt;

e) benachbart zur Arbeitskammer (14) eine Umluftzone (15) angeordnet ist und eine weitere Düse (29) in die Umluftzone (15) einmündet; und

f) die Arbeitskammer (14) zumindest eine Transferöffnung (105, 106) aufweist, welche zum Einbringen des Behandlungsguts aus der Schleuse (3) in die Arbeitskammer (14) und/oder zum Ausbringen des Behandlungsguts aus der Arbeitskammer (14) nach aussen und/oder zum Transfer des Behandlungsguts in die Arbeitskammer (14) zumindest eines nächsten als Isolator (1) gestalteten Reinraums (1) zur Weiterbehandlung des Behandlungsguts dient, wobei die Arbeitskammer (14) des zumindest einen nächsten Isolators (1) eine weitere Transferöffnung (106) hat.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass

a) die Drucklufteinheit (22) bei unterbrochenem Zufluss von Dekontaminationsmittel aus dem Vorratsbehälter (20) zur Spülung der Verdampferzelle (240) und der Dampfleitung (269) nutzbar ist;

b) der als Isolator (1) gestaltete Reinraum (1) zur Entfernung von Dekontaminationsmittel aus dem Reinraum (1) mit für eine Spülphase nutzbarer Zulufteinheit (11), Ablufteinheit (12) und Umlufteinheit (13) ausgestattet ist; und

c) der als Schleuse (3) gestaltete Reinraum (3) zur Entfernung von Dekontaminationsmittel aus dem Reinraum (3) mit für eine Spülphase nutzbarer Zulufteinheit (31) und Ablufteinheit (32) ausgestattet ist.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass

a) die Schleuse (3) in ihrer Schleusenkammer (34) in jeder zur ersten Transferöffnung (305) benachbarten Ecke eine nahe einem Gehäuseboden (302) angeordnete Düse (29) hat;

b) die Austrittsmündungen des zumindest einen ersten Kanals (294) und des zumindest einen zweiten Kanals (295) der Düsen (29) so positioniert sind, dass das einströmende Dekontaminationsdampfgemisch zum Zentrum der Schleusenkammer (34) geleitet wird und alle Bereiche in der Schleusenkammer (34) zureichend intensiv versorgt sind; und

c) die Anzahl der einzusetzenden Düsen (29) nach dem Volumeninhalt der Schleusenkammer (34), der Zykluszeit und dem einzubringenden Behandlungsgut bestimmt werden.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass

a) die Drucklufteinheit (22) einen Druckluftfilter (224) aufweist, von dem sich die zweite Vorlaufleitung (229) zum Verdampfer (24) erstreckt;

b) zwischen dem Druckluftfilter (224) und einem Drosselventil (226) ein Absperrventil (225) und ein Reduzierventil (227) vorgesehen sind;

c) jede Zulufteinheit (11, 31), jede Ablufteinheit (12, 32) und die Umlufteinheit (13) jeweils einen Ventilator (110, 310; 120, 320; 130) und jeweils einen Filter (112, 312; 122, 322; 132) umfassen; und

d) jede Zulufteinheit (11, 31) und jede Ablufteinheit (12, 32) ein Stellorgan (111, 311; 121, 321) in der betreffenden zugehörigen Leitung (119, 319; 129, 329) hat.