CN103747808B - 医疗用等离子体杀菌装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可适用于医疗用干式杀菌器的杀菌装置，进一步详细地讲，涉及旨在投入过氧化氢而产生等离子体并生成对杀菌有效的OH自由基而实现处理对象的杀菌的装置。根据本发明，提供一种医疗用等离子体杀菌装置，该装置的特征是包括：执行对处理对象的杀菌处理的杀菌反应器；具备与上述杀菌反应器连接的真空泵，且将上述杀菌反应器的内部做成真空状态的真空形成部；提供向上述杀菌反应器内部供给的气体状态过氧化氢的过氧化氢供给部；以及利用微波产生等离子体的微波等离子体产生部，上述微波等离子体产生部具备：产生微波的电磁波产生源；连接上述过氧化氢供给部和上述杀菌反应器以使过氧化氢供给到上述杀菌反应器且由微波而产生等离子体的等离子体产生部；以及将从上述电磁波产生源产生的微波向上述等离子体产生部传递的微波导向件。

Description

医疗用等离子体杀菌装置
技术领域
本发明涉及可适用于医疗用干式杀菌器的杀菌装置，进一步详细地讲，涉及旨在投入过氧化氢而产生等离子体并生成对杀菌有效的OH自由基而实现处理对象的杀菌的装置。
背景技术
医疗装置的杀菌使用利用EthyleneOxide（ETO）气体的方法、利用臭氧和水的方法、以及传统地利用高温蒸汽的方法等。
ETO接触方式虽然杀菌效果良好但ETO气体毒性较强因而有可能给使用者的健康带来较大的危害，且存在难以操作的缺点。而且，利用臭氧和水的方法需要非常长的处理时间。而且，利用高温蒸汽的杀菌方式虽然杀菌时间较短且杀菌效果也优良，但存在不可能使用不耐热的处理对象之类的缺点。
最近开发出利用等离子体和过氧化氢的杀菌装置，杀菌性能似乎令人满意。但由于使用贵重的电源装置因而装置价格昂贵。
发明内容
技术课题
本发明旨在解决如前面所述的问题，提供一种制造费用较低且可用于不耐热材质的处理对象且能够短缩杀菌处理时间的医疗用等离子体杀菌装置。
解决课题方案
为了达到上述的本发明的目的，根据本发明的一个方面，提供一种医疗用等离子体杀菌装置，该装置的特征是包括：执行对处理对象的杀菌处理的杀菌反应器；具备与上述杀菌反应器连接的真空泵，且将上述杀菌反应器的内部做成真空状态的真空形成部；提供向上述杀菌反应器内部供给的气体状态过氧化氢的过氧化氢供给部；以及利用微波产生等离子体的微波等离子体产生部，上述微波等离子体产生部具备：产生微波的电磁波产生源；连接上述过氧化氢供给部和上述杀菌反应器以使过氧化氢供给到上述杀菌反应器且由微波而产生等离子体的等离子体产生部；以及将从上述电磁波产生源产生的微波向上述等离子体产生部传递的微波导向件。
上述等离子体产生部可以是介质材质的管或杯子形状。
上述等离子体产生部由双重管构成，且冷却用流体能够在两个管之间流动。
上述微波导向件可以是两端封闭的管状，能够沿着其长度方向相隔而设置上述电磁波产生源和上述等离子体产生部。
上述真空形成部能够通过上述等离子体产生部进行真空排气。
有利效果
根据本发明则前面所记载的本发明的目的全能达到。具体来讲，提供使用医疗用器械之后可再使用的杀菌装置，提供对易于热变性材质的医疗器械的杀菌也可使用的杀菌装置，提供比较低廉的过氧化氢等离子体杀菌装置，提供具有较短的杀菌时间的杀菌装置，提供构造简单且使用程序简单的杀菌装置，且提供外部空气温度不足30℃的情况下也可杀菌的杀菌装置。另外，利用微波（MicroWave）产生器而产生等离子体，主要在非为处理对象的周围的区域产生等离子体而能够使所产生自由基与处理对象接触。
附图说明
图1是概略地图示了根据本发明的一实施例的利用了过氧化氢和微波的医疗用等离子体杀菌装置的构成图。
图2是概略地图示了图1所示的过氧化氢供给部的构成图。
图3是图1所示的微波等离子体产生器的立体图。
图4是图3所示的微波传递部件的俯视图。
图5是概略地图示了图3所示的微波等离子体产生器与杀菌反应器连接的状态的构成图。
图6是图示了通过图1所示的医疗用等离子体杀菌装置的医疗用设备的杀菌方法的流程图。
具体实施方式
下面的特定的构造乃至各功能的说明仅仅是出于说明根据本发明的概念的实施例的目的而例示的，根据本发明的概念的各实施例能够以多种方式实施，不得解释为限定于本说明书或申请文件中所说明的各实施例。
根据本发明的概念的实施例能够实施多种变更且能够具有各种方式，因而要在附图中例示各特定实施例并在本说明书或申请文件中详细地说明。但这并不是将根据本发明的概念的各实施例限定在特定的公开的方式，而应当理解为包括属于本发明的思想以及技术范围的所有变更、等同物乃至替代物。
第一和/或第二等能够用于说明多种构成要素，但上述各构成要素不得限定于上述各用语。上述各用语仅用于使一个构成要素区别于其它构成要素的目的，例如在不逸出根据本发明的概念的权利范围的情况下第一构成要素能够命名为第二构成要素，与此类似地第二构成要素也能够命名为第一构成要素。
在提到某一构成要素与另一构成要素"连接"或者"接合"的情况下，有可能与该另一构成要素直接连接或接合，但应当理解为两者之间还可存在其它构成要素。与此相反，在提到某一构成要素与另一构成要素"直接连接"或者"直接接合"的情况下，应当理解为两者之间并不存在其它构成要素。用于说明各构成要素之间的关系的其它表达即、"在～之间"和"就在～之间"或"与～相邻的"和"与～直接相邻的"等的表达也要同样地被解释。
本说明书中所使用的用语只是为了说明特定的实施例而使用的，并无限定本发明的用意。单个的表达除非文理上有明显不同的含义就包括多个的表达。本说明书中，“包括”或“具有”等用语旨在指定说明书中所记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、零部件或它们的组合存在，应理解为并不是预先排除一个或其以上的其它各特征或者数字、步骤、动作、构成要素、零部件或它们的组合的存在或附加可能性。
除非另有定义，包括技术性或者科学性的用语在内这里所使用的全部用语具有与本领域技术人员所通常理解的含义相同的含义。与通常使用的词典中所定义的用语相同的各用语应解释为具有与相关技术的文理所具有的含义一致的含义，除非在本说明书中明确地定义，不得理想地过度地解释成形式上的含义。
根据本发明的利用了过氧化氢和微波的医疗用等离子体杀菌装置具有如下特征。
将微波存储在如电磁波导向件的腔体(Cavity)中而构成驻波(standingWave)就能得到较高的电场，利用它就能在特定气体产生等离子体。微波等离子体与通常的DC或RF等离子体相比能够得到较高的电子温度和等离子体密度，且具有能够在范围更宽的压力条件下维持等离子体的优点。(e.g.5～15eV，108～1015cm-3，unmagnetized:10mtorr～760torr，magnetized:fewμtorr～10mtorr)
另外，能够达到较高的电离率，且Sheath电压较低因而具有能够使因Sputtering而引起的电极或构造物的损伤最小化的优点。
在本发明中，在能够产生微波的电磁波源（磁电管等）设置适当的电磁波导向件，且在一侧端设置介质负载并对介质负载的内部造成适当的pd（压力×间隙），则能够产生等离子体。此时，若在所产生的等离子体存在过氧化氢则通过电子冲突、UV吸收、分子-原子冲突等而生成OH自由基等杀菌所需的各种物质。
在过氧化氢存在的条件下产生等离子体时，能够由所产生的UV而可对细菌等细胞或孢子进行杀菌，还能够使高能电子和气体粒子直接撞击而消灭。而且，最重要的作用是随着过氧化氢的分解而生成OH自由基或HO2自由基等各种高氧化性化学物质而能够加速杀菌反应。
由于能够在低温条件下产生等离子体，因此对于树脂等不耐热的材质也可进行杀菌，且通过压力调整还可适用于微细且复杂的构造的医疗装置。
另外，等离子体产生部与处理对象相隔，因而还能够防止因电冲击而引起的医疗装置故障。
上述的本发明的目的、特征、以及优点通过与附图相关的下面的实施例将更加清楚。以下，参照附图说明本发明的优选实施例而详细说明本发明。各附图中所示的相同的参照符号表示相同的部件。
参照图1，医疗用等离子体杀菌装置100包括杀菌反应器110、真空形成部120、外部空气供给部130、过氧化氢供给部140、以及微波等离子体产生部150。
杀菌反应器110是执行对于处理对象即医疗用设备的杀菌处理的反应器。杀菌反应器110具备测定杀菌反应器110内的温度的温度测定传感器111、测定杀菌反应器110内的压力的压力测定传感器112、以及用于控制杀菌反应器110和处理对象的温度的加热器（未图示）。虽然附图中未图示但在杀菌反应器110设有可开关的作业门、真空排气口、臭氧供给口、过氧化氢供给口、外部空气供给口。使杀菌反应器110的内部能够保证大致不到100mtorr的真空度，且根据使用用途的需要算出内部体积。
真空形成部120具备真空泵121、第一连接管122、以及第一调节阀122。真空形成部120将杀菌反应器110的内部做成真空状态。真空泵121向外部排出杀菌反应器110内部的气体。理想的是，真空泵121具有对于过氧化氢的耐久性。第一连接管122连接真空泵121与设置于杀菌反应器110的真空排气口（未图示）之间。第一调节阀123设置于第一连接管122上而开关第一连接管122。通过了真空泵121的排放气体经氧化剂（oxidant）去除装置124之后最终被排出。
外部空气供给部130具备第二调节阀131、第二连接管132、以及加热器133。外部空气供给部130必要时向杀菌反应器110供给外部空气。第二调节阀131设置于第二连接管132上而开关第二连接管132。第二连接管132与设置于杀菌反应器110的外部空气供给口（未图示）连接。加热器133与外部空气供给口（未图示）相邻而设置于第二连接管132上而控制杀菌反应器110的温度。
参照图1和图2，过氧化氢供给部140具备过氧化氢气化装置141、第三连接管142、以及第三调节阀143。过氧化氢供给部140向杀菌反应器110内部供给已气化的过氧化氢。过氧化氢气化装置141在内部提供存储过氧化氢的存储空间，且具备加热器141a、温度调节器141b、排水阀141c、以及供水阀141d和水位传感器141e。加热器141a防止液态过氧化氢因过度的蒸发而冷却并结冰。温度调节器141b控制加热器141a的工作。排水阀141c是在排出存储于过氧化氢气化装置141内的液体过氧化氢时使用。供水阀141d是在向过氧化氢气化装置141内供给液体过氧化氢时使用。通过水位传感器141e测定存储于过氧化氢气化装置141内的液体过氧化氢的量。在过氧化氢气化装置141使用的过氧化氢的浓度是1～100%。与此相反地、还可通过喷雾、臭氧氧化等方法向杀菌反应器110提供过氧化氢。过氧化氢气化装置141能够使3～100%浓度的液态过氧化氢蒸发以使过氧化氢的供给量能够在杀菌反应器110的设定温度仅蒸发相当于使得杀菌反应器110内部体积的饱和压力不足100%的量而供给。第三连接管142连接过氧化氢气化装置141与微波等离子体产生部150之间。第三连接管142理想的是能够调节温度或保温。第三调节阀143设置于第三连接管142上而开关第三连接管142。
参照图1和图3至图5，微波等离子体产生部150具备微波等离子体产生器151和电源供给器159。微波等离子体产生部150利用微波而产生等离子体。
微波等离子体产生器151具备电磁波产生源153、微波导向件152、等离子体产生部154、以及调谐器部155。
电磁波产生源153产生微波。微波是指0.3～300GHz的频率的电磁波，用于军用雷达、家庭用烹饪器、无线通信等领域，由于频带与水原子的旋转频率(RotationalFrequency)相同，因而具有吸收到水中并加热水分子的特征。另外，也提出有远程电力输送的可能性的报告。在本实施例中以将磁电管用作电磁波产生源153来进行了说明，而本发明并不限定于此。电磁波产生源153具备天线153a。电磁波产生源153从电源供给器159接受电源供给而工作。微波导向件152是两端封闭的方形截面的管状。在微波导向件152在其长度方向相隔而设有电磁波产生源153和等离子体产生部154。电磁波产生源153的天线153a位于微波导向件152的内部空间。微波导向件152向等离子体产生部154传递在电磁波产生源153产生的微波。在微波导向件152设有与电磁波产生源153所设置的位置对应而形成的电磁波产生源设置孔152a、以及与等离子体产生部154所设置的位置对应而形成的等离子体产生部设置孔152b。在电磁波产生源设置孔152a与等离子体产生部设置孔152b之间沿着微波导向件152的长度方向设置有依次排列的多个调谐器设置孔152c。
等离子体产生部154是介质材质的管（与此相反地还可以是杯子形状）形态，以贯穿微波导向件152的内部空间的方式设置于等离子体产生部设置孔152b。等离子体产生部154的一端与杀菌反应器110连接且另一端与过氧化氢供给部140的第三连接管142连接使得过氧化氢气体经由等离子体产生部154向杀菌反应器110提供。在等离子体产生部154的内部由微波而产生等离子体，由此通过该内部的过氧化氢分解而生成加速杀菌反应的OH自由基或HO2自由基等各种高氧化性化学物质。等离子体产生部154能够以由双重管构成以使冷却用流体（油、压缩空气等）在管与管之间流动的方式构成。
调谐器部155具备多个调谐部件155a。调谐部件155a呈杆状且分别以如螺纹结合的方式与形成于微波导向件152的调谐器设置孔152c结合。就调谐部件155a而言，分别调节向微波导向件152的内部空间突出的长度。在本实施例中以具备三个调谐部件155a来进行说明。
在处理对象残留有湿气或者温差较严重的情况下，有可能需要维持处理对象以及处理对象周围的温度相同，此时，打开第一调节阀131以杀菌反应器110外部的空气吹扫(Purge)而进行调节（conditioning）。此时，还可利用加热器133而供给加热的空气。
下面参照图6详细说明根据图1所示的医疗用等离子体杀菌装置的医疗用设备的杀菌方法。参照图6，医疗用设备的杀菌方法包括处理对象装载步骤S10、温度调节步骤S20、真空排气步骤S30、等离子体产生步骤S40、过氧化氢注入步骤S50、杀菌处理步骤S60、换气步骤S70、真空解除步骤S80、以及处理对象收回步骤S90。
在处理对象装载步骤S10中，在图1所示的医疗用等离子体杀菌装置不工作的状态下在杀菌反应器（图1的110）内装载作为处理对象的医疗用设备。
在温度调节步骤S20中，适当地维持杀菌反应器的温度以防从过氧化氢供给部（图1的140）供给的已气化的过氧化氢在杀菌反应器（图1的110）内冷凝。
在真空排气步骤S30中，利用真空形成部120进行真空排气直至杀菌反应器（图1的110）的内部为10torr以下为止使得各杀菌剂能够均匀地渗透至处理对象的微细构造内部。
在等离子体产生步骤S40中，微波等离子体产生部（图1的150）工作而在等离子体产生部（图3的154）产生等离子体。此后，在过氧化氢注入后60分钟以内的时间范围内能够持续进行等离子体产生。等离子体产生在对于杀菌反应器的换气之前结束，或者，在通过等离子体产生部进行真空排气的情况下持续到对于杀菌反应器的换气步骤之后结束。
在过氧化氢注入步骤S50中，由过氧化氢供给部（附图中140）而气化的过氧化氢经过等离子体产生部（图3的154）向杀菌反应器（图1的110）内注入。
在杀菌处理步骤S60中，在杀菌反应器（图1的110）内进行对于医疗用设备的杀菌处理。
在换气步骤S70中，执行对于杀菌反应器（图1的110）的不足10torr为止的真空排气。真空排气能够以通过等离子体产生部（图3的154）的方式进行，而在该情况下使未反应过氧化氢变成水和氧气从而能够防止残留的过氧化氢向外部排出。
在真空解除步骤S80中，通过换气步骤S70解除形成于杀菌反应器（图1的110）的内部的真空状态。
在处理对象收回步骤S90中，收回经杀菌处理的处理对象。
根据情况，等离子体产生步骤S40至换气步骤S70可反复两次以上。
以上所说明的本发明并不是由前面所述的实施例和附图所限定，本领域技术人员清楚在不逸出本发明的技术思想的范围内可进行各种替换、变形以及变更。

Claims (3)

1.一种医疗用等离子体杀菌装置，其特征在于，包括：
执行对处理对象的杀菌处理的杀菌反应器；
具备与上述杀菌反应器连接的真空泵，且将上述杀菌反应器的内部做成真空状态的真空形成部；
外部空气供给部，所述外部空气供给部具备用于控制杀菌反应器的温度的加热器；
提供向上述杀菌反应器内部供给的气体状态过氧化氢的过氧化氢供给部；以及
利用微波产生等离子体的微波等离子体产生部，
上述微波等离子体产生部具备：产生微波的电磁波产生源；连接上述过氧化氢供给部和上述杀菌反应器以使过氧化氢供给到上述杀菌反应器且由微波而产生等离子体的等离子体产生部；以及将从上述电磁波产生源产生的微波向上述等离子体产生部传递的微波导向件；
上述等离子体产生部是介质材质的管或杯子形状；
上述等离子体产生部由双重管构成，且冷却用流体在两个管之间流动。
2.根据权利要求1所述的医疗用等离子体杀菌装置，其特征在于，
上述微波导向件是两端封闭的管状，沿着其长度方向相隔而设有上述电磁波产生源和上述等离子体产生部。
3.根据权利要求1所述的医疗用等离子体杀菌装置，其特征在于，
上述真空形成部通过上述等离子体产生部进行真空排气。
CN201280027013.7A 2011-06-03 2012-06-04 医疗用等离子体杀菌装置 Active CN103747808B (zh)

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