JP2002531178A - 滅菌装置 - Google Patents

滅菌装置

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Abstract

(57)【要約】 滅菌装置紫外線灯と、前記紫外線灯を励起するためのマイクロ波エネルギー源と、前記紫外線灯を包囲し紫外線透過性導波管から成るケーシングとを含む滅菌装置。この滅菌装置は特に浄水に使用するのに好適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野 本発明は物質を消毒し殺菌するための滅菌装置の分野で使用される。
【０００２】 発明の背景 浄水および物品の消毒に使用される滅菌システムにおいて紫外線（ＵＶ）放射
線を使用することは公知である。ＵＶ放射線および空気中の酸素と共にＵＶ放射
線によって生成されるオゾンが細菌と胞子を殺すように作用する。またこのよう
なシステムにおいてＵＶ放射線源を励起するためにマイクロ波エネルギーを使用
することも公知である。
【０００３】 公知のシステムにおける１つの問題点は、ＵＶ源に対して十分量の励起エネル
ギーを発生することが困難なことであり、また滅菌される物質に対してそのエネ
ルギーを効果的に伝送することが困難なことである。従って、高エネルギーの高
生産量の滅菌の目的に適したシステムを提供することが困難である。
【０００４】 効率的な高生産量の滅菌を実施することのできる滅菌装置を下記に説明する。
滅菌装置は紫外線灯を有し、この紫外線灯はマイクロ波エネルギー源によって励
起される。紫外線灯は紫外線透過性物質から成る導波管によって包囲される。
【０００５】 ＷＯ９６／４０２９８は、マイクロ波エネルギー源によって励起される紫外線
灯を有する無電極滅菌装置を記載している。前記紫外線灯がその中に滅菌通路を
画成するように形成されている。使用中に、滅菌される物質が前記紫外線灯中の
滅菌通路を通過させられる。この滅菌通路のサイズとゼオメトリーが当然に、こ
の装置を使用して滅菌される物質の型、および得られる生産性に対して制限を加
えることが理解される。また水と滅菌灯との直接的接触が滅菌灯の滅菌性能に影
響すると考えられる。また安全上の見地から、滅菌灯の破損の結果として有毒蒸
気元素（例えば水銀）が滅菌される物質と接触する可能性がある。
【０００６】 ＵＳ−Ａ−５，１６６，５２８は、ほ乳びんおよびコンタクト・レンズなどの
物品の表面殺菌用のマイクロ波励起型紫外線滅菌装置を記載している。この滅菌
装置は、物品に対して直接に放射線を放射する複数のＵＶ電球を含む。
【０００７】 ＵＳ−Ａ−５，１４１，６３６に記載の浄水システムにおいては、水が流路に
そってＵＶ源のそばを流れる。このＵＶ源のマイクロ波の励起については全く記
載がない。
【０００８】 ＷＯ９７／３５６２４は滅菌手段としてのマイクロ波活性化ＵＶエネルギー源
を使用する滅菌装置を記載している。しかしＵＶエネルギー源と滅菌される物質
との間に導波管が備えられていない。
【０００９】 発明の概要 本発明の１つのアスペクトによれば、紫外線灯と、前記紫外線灯を励起するた
めのマイクロ波エネルギー源と、前記紫外線灯を包囲し紫外線透過性導波管から
成るケーシングとを含む滅菌装置が提供される。
【００１０】 滅菌装置とは、任意の滅菌、消毒、浄化または殺菌工程に使用されるに適した
装置を言うものとする。
【００１１】 ＵＶ透過性導波管とは、ＵＶ放射線に対して実質的に透過性の導波管、代表的
にはＵＶ放射線に対して９０％以上、好ましくは９５％以上の透過性を有する導
波管を意味するものとする。
【００１２】 適当には、紫外線灯は電極を有しない。この種の紫外線灯は、蒸気の形の１元
素または元素混合物を含む部分的に減圧された管を有するような無電極灯である
。水銀がこの目的に適した好ましい元素であるが、さもなければ不活性ガスと水
銀化合物、ナトリウムおよび硫黄との混合物を含む。好ましくはＵＶ灯によって
発生される支配的波長は２５４ｎｍである。
【００１３】 １つのアスペクトにおいて、導波管はケーシングから出るマイクロ波エネルギ
ーの流れを制御する。滅菌行程において紫外線とマイクロ波放射線とを利用する
本発明の実施態様においては、導波管を通るマイクロ波エネルギーの制御が有用
である。
【００１４】 他のアスペクトにおいて、導波管はケーシングから出るマイクロ波エネルギー
の流れを阻止する。
【００１５】 適当には、ケーシングは石英物質または紫外線透過性プラスチック物質から成
る。
【００１６】 適当には、導波管は導電性物質を含む。導電性物質は一体型とし、または被覆
あるいはライナーとして添設することができる。ライナーはケーシングの内側面
と直接に接触し、または内側面から離間させることができる。
【００１７】 適当には、導波管は導電性メッシュを含む。好ましくは導電性メッシュは銅、
アルミニウムおよびステンレス鋼から成るグループから選定される物質から成る
。
【００１８】 適当には、紫外線灯はシガー状などの細長い形状を有する。
【００１９】 適当には、透過性導波管は円筒形または長方形とする。
【００２０】 適当には、紫外線灯は７０℃以下の作動温度を有する。
【００２１】 適当には、マイクロ波エネルギー源はマグネトロンから成る。ソリッド・ステ
ート装置などの他のマイクロ波エネルギー源も考えられる。
【００２２】 適当には、滅菌装置はさらにマイクロ波エネルギーをマイクロ波エネルギー源
から紫外線灯まで案内する案内路を有する。
【００２３】 １つのアスペクトにおいて、前記案内路はマイクロ波エネルギーの本質的に線
形の通路を画成する。
【００２４】 他のアスペクトにおいて、前記案内路は少なくとも１つの直角を成す通路など
の非線形通路を画成する。
【００２５】 適当には、滅菌装置はさらに前記ケーシングのハウジングを含む。好ましくは
、このハウジングは導入口と排出口とを含み、流体流を導入口からケーシングに
そって排出口まで案内するように形成されている。好ましくは、流体は水および
空気を含む。適当には、本発明の滅菌装置はさらに流体を導入口からケーシング
にそって排出口までポンプ輸送するためのポンプを含む。さもなければ、流体流
を送るために重力を利用することができる。
【００２６】 本発明の他のアスペクトによれば、マイクロ波エネルギーによって励起可能の
紫外線灯と、紫外線透過性導波管から成り紫外線灯を包囲するケーシングとを含
む滅菌装置において使用される紫外線灯構造が提供される。
【００２７】 好ましくは、前記紫外線灯は電極を有しない。
【００２８】 本発明のさらに他のアスペクトによれば、紫外線放射線を発生するため紫外線
灯に対してマイクロ波エネルギーを加える段階と、物質を前記紫外線放射線に露
出する段階とを含み、ここにケーシングが前記紫外線灯を包囲し、前記ケーシン
グが紫外線透過性導波管から成ることを特徴とする物質滅菌法が提供される。
【００２９】 １つのアスペクトにおいて、物質がケーシングにそって流れる。
【００３０】 発明の詳細な説明 以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明するが、本発明はこれら
の実施例によって限定されるものではない。
【００３１】 図１は、円筒形ケーシング２０によって包囲された紫外線灯１０を含む滅菌装
置を示す。ケーシング２０の円筒形壁体は導波管を成し、この導波管は紫外線放
射線に対して不透過性の石英物質から成る。導電性銅メッシュ３０が導波管の内
側面に配備される。円筒形ケーシングの一端には閉鎖用エンド・フランジ２２が
取付けられている。その第２端部には連結用フランジ２４が備えられ、このフラ
ンジ２４は直角導波管４０に連結され、この導波管４０が他の直角導波管５０に
連結される。マグネトロン６０が直角導波管５０の中に、次に直角導波管４０の
中に、最後に紫外線灯１０のの中にマイクロ波を供給するためのマイクロ波エネ
ルギー源として作用し、紫外線灯がこれによって励起される。
【００３２】 ケーシング２０は管状ハウジング７０の中に配置される。ハウジング７０は水
導入口および水排出口７４を備える。この装置の使用中に、導入口７２からの水
流がケーシング２０にそって流れ、排出口７４に向かう。水流がケーシング２０
にそって流れる際に、水はトルエンランプ１０によって発生されたＵＶ放射線を
放射される。放射線そのものがケーシング１２０ａ、１２０ｂのＵＶ透過壁体を
通過して水と接触する。
【００３３】 図２ａと図２ｂは関連の滅菌装置を示す。これらの装置はそれぞれ円筒形ケー
シング１２０ａ、１２０ｂによって包囲されたＵＶ水銀灯１１１ａ，１１１ｂを
有する。これらのケーシング１２０ａ、１２０ｂは導波管を成し、ＵＶ放射線に
対して透過性の石英物質から成る。導波管の内側面に対して導電性銅メッシュ１
３０ａ、１３０ｂが配置されている。ケーシング１２０ａ、１２０ｂの中に空気
または窒素が循環する。円筒形ケーシングの一端には閉鎖用エンド・フランジ１
２２ａ、１２２ｂが配備される。他端には連結用フランジ１２４ａ、１２４ｂが
配備され、このフランジは防水チャンバ１５０ａ、１５０ｂと連結し、このチャ
ンバは黄銅導波管１４０ａ、１４０ｂとマグネトロン１６０ａ、１６０ｂを収容
する。マグネトロン１６０ａ、１６０ｂはマイクロ波を黄銅導波管１４０ａ、１
４０ｂの中に供給し次に紫外線灯１１０ａ、１１０ｂに供給し、この紫外線灯が
マイクロ波によって励起される。
【００３４】 ケーシング１２０ａ、１２０ｂは管状ハウジング１７０ａ、１７０ｂの中に配
置される。ハウジング１７０ａ、１７０ｂは水導入口１７２ａ、１７２ｂと水排
出口１７４ａ、１７４ｂとを配備されている。装置の使用中に、水流が導入口１
７２ａ、１７２ｂからケーシング１２０ａ、１２０ｂにそって排出口１７４ａ、
１７４ｂにむかって流れる。水がケーシング１２０ａ、１２０ｂそって流れる際
に、水は紫外線灯１１０ａ、１１０ｂによって発生されたＵＶ放射線によって照
射される。放射線そのものはケーシング１２０ａ、１２０ｂのＵＶ透過性壁体を
透過して水と接触する。
【００３５】 図３ａと図３ｂは図２ａおよび図２ｂに図示の滅菌装置の構造と類似のメッキ
装置であるが、空気浄化のために使用される。これらの装置は、それぞれ円筒形
ケーシング２２０ａ、２２０ｂによって包囲された紫外線放射水銀灯２１０ａ、
２１０ｂを有する。ケーシング２２０ａ、２２０ｂの円筒形壁体は導波管を成し
、紫外線放射線に対して不透過性の石英材料から成る。ケーシング２２０ａ、２
２０ｂの中を空気または窒素が循環する。円筒形ケーシングの一端に対して閉鎖
用エンド・フランジが２２２ａ、２２２ｂが配備される。他端には連結用フラン
ジ２２４ａ、２２４ｂが配備され、このフランジが気密チャンバ２５０ａ、２５
０ｂと連結し、この気密チャンバは黄銅導波管２４０ａ、２４０ｂおよびマグネ
トロン２６０ａ，２６０ｂを収容する。マグネトロン２６０ａ，２６０ｂはマイ
クロ波エネルギー源として作用して、マイクロ波を黄銅導波管２４０ａ，２４０
ｂの中に供給し、従って紫外線灯２１０ａ、２１０ｂの中に供給して、この紫外
線灯を励起させる。
【００３６】 ケーシング２２０ａ、２２０ｂは管状ハウジング２７０ａ、２７０ｂの中に配
置される。ハウジング２７０ａ，２７０ｂは空気導入口２７４ａ、２７４ｂおよ
び空気排出口２７４ａ，２７４ｂを配備される。装置の使用中に、空気流が導入
口２７２ａ，２７２ｂからケーシング２２０ａ２２０ｂにそって排出口２７４ａ
、２７４ｂに向かって流れる。空気流がケーシング２２０ａ、２２０ｂにそって
流れる際に、この空気は紫外線灯２１０ａ、２１０ｂによって発生された紫外線
放射線によって放射される。放射線そのものがケーシング２２０ａ、２２０ｂの
紫外線透過性壁体を通過して空気と接触し、空気中の細菌および胞子を殺す。
【００３７】 図４は医療機器などの物体の滅菌に使用するに適したキャビネット型滅菌装置
である。紫外線放射水銀灯３１０が円筒形ケーシング３２０によって包囲されて
いる。ケーシング３２０の円筒形壁体が導波管を成し、またこのケーシングの壁
体は紫外線放射線に対しては透過性であるがマイクロ波放射線に対しては部分的
にのみ透過性の石英材料から成る。導電性銅メッシュ３３０が導波管の内側面に
配備される。ケーシング３２０はオプションとして、その中に空気または窒素を
循環される。円筒形ケーシングの第１末端には閉鎖用エンド・フランジ３２２が
備えられる。第２端部には連結フランジ３２４が備えられ、この連結フランジは
線形案内路３４０と連結され、この案内路がマグネトロン３６０に連結される。
マグネトロン３６０はマイクロ波エネルギー源として作用し、マイクロ波を案内
路３４０の中に供給し、次に紫外線灯３１０に供給して、この紫外線灯が励起さ
れる。
【００３８】 ケーシング３２０はハウジング３７０の中に配置され、ハウジング３７０は入
口ドア３８０を備えている。装置の使用に際して、金属物品を含むことのできる
被滅菌物品がハウジング３７０の中に配置される。これらの物品は紫外線灯３１
０によって発生されるＵＶ放射線と、マグネトロン３６０から誘導されるマイク
ロ波放射線とによって放射される。この放射線そのものはケーシング３２０のＵ
Ｖ透過性でマイクロ波に対して部分的に透過性の壁体を通して物品に接触する。
オプションとして、ハウジング３７０はＵＶ透過性の物品用棚を備えることがで
きる。またハウジング３７０に対して、内側反射性ライニング、例えばアルミニ
ウム・ホイル・ライニングを備えることができる。
【００３９】 本発明の滅菌装置は、人の消費する水の滅菌、廃水および下水の滅菌、医療機
器を含む金属および非金属物体の滅菌、病院、事務所および家庭などの建造物中
の空気の滅菌、接着剤および特殊インキの硬化、イー・ピー・ロムの消去、およ
び食品表面の細菌の殺菌による食品貯蔵期間の延長に使用するのに適当である。
【００４０】 また本発明は１つのアスペクトにおいて、車、トラックおよびバスなどの車両
などの空調システムに使用するに適している。本発明の滅菌装置は車の空調シス
テムの中に適合するようなサイズおよび形状、従って代表的には大規模な空気処
理システムおよび水処理システムに使用する場合よりも小さなサイズおよび形状
を有することができる。
【００４１】 さらに本発明の滅菌装置によって発生されるＵＶ光は高密度の光源として伝達
することができる。適当な用途はビルディング中の照明および車、トラックおよ
びバスなどの車両用の照明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 浄水用の本発明による滅菌装置の第１実施態様の概略断面図
【図２ａ】 浄水用の本発明による滅菌装置の第２実施態様の概略断面図
【図２ｂ】 浄水用の本発明による滅菌装置の第３実施態様の概略断面図
【図３ａ】 空気浄化用の本発明による滅菌装置の第４実施態様の概略断面図
【図３ｂ】 空気浄化用の本発明による滅菌装置の第５実施態様の概略断面図
【図４】 本発明のＵＶ／マイクロ波滅菌法によって物体の滅菌に使用される滅菌装置の
第６実施態様の概略断面図
【符号の説明】
１０，１１０，２１０、３１０ 紫外線灯 ２０、１２０，２２０、３２０ ケーシング ２２，１２２、２２２，３２２ エンド・フランジ ２４，１２４，２２４，３２４ 連結用フランジ ３０，１３０，２３０，３３０ 導電性メッシュ ４０，１４０，２４０，３４０ 導波管 ５０ 導波管 １５０、２５０ チャンバ ６０，１６０，２６０，３６０ マグネトロン
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１０月３０日（２０００．１０．３０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項２８】 物品表面の細菌を殺菌するための請求項１乃至２３に記載の紫外線光源の利用
。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１２月１８日（２０００．１２．１８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4C058 AA12 AA20 AA21 AA23 BB06 CC04 EE26 KK02 KK12 KK13 KK25 4D037 AA01 AA11 AB03 BA18 BB01

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 紫外線灯と、 前記紫外線灯を励起するためのマイクロ波エネルギー源と、 前記紫外線灯を包囲し紫外線透過性導波管から成るケーシングとを含む滅菌装
    置。
  2. 【請求項２】 前記紫外線灯が電極を有しないことを特徴とする請求項１に記載の滅菌装置。
  3. 【請求項３】 導波管が前記ケーシングからのマイクロ波の流れを制御することを特徴とする
    請求項１または２のいずれかに記載の滅菌装置。
  4. 【請求項４】 導波管がケーシングからのマイクロ波エネルギーの流れを阻止することを特徴
    とする請求項１または２のいずれかに記載の滅菌装置。
  5. 【請求項５】 ケーシングが石英材料または紫外線透過性プラスチック材料から成ることを特
    徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の滅菌装置。
  6. 【請求項６】 ケーシングが導電性物質を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに
    記載の滅菌装置。
  7. 【請求項７】 導波管が導電性メッシュを含むことを特徴とする請求項６に記載の滅菌装置。
  8. 【請求項８】 前記導電性メッシュが銅、アルミニウムおよびステンレス鋼から成るグループ
    から選定される物質を含むことを特徴とする請求項７に記載の滅菌装置。
  9. 【請求項９】 前記紫外線灯が細長い形状を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれ
    かに記載の滅菌装置。
  10. 【請求項１０】 透過性導波管が円筒形または長方形を有することを特徴とする請求項１乃至９
    のいずれかに記載の滅菌装置。
  11. 【請求項１１】 紫外線灯が７０℃以下の作動温度を有することを特徴とする請求項１乃至１０
    のいずれかに記載の滅菌装置。
  12. 【請求項１２】 マイクロ波エネルギー源がマグネトロンから成ることを特徴とする請求項１乃
    至１１のいずれかに記載の滅菌装置。
  13. 【請求項１３】 マイクロ波エネルギーをマイクロ波エネルギー源から紫外線灯まで案内する案
    内路を有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の滅菌装置。
  14. 【請求項１４】 前記案内路が本質的に線形の通路を画成することを特徴とする請求項１３に記
    載の滅菌装置。
  15. 【請求項１５】 前記案内路が非線形通路を画成することを特徴とする請求項１３に記載の滅菌
    装置。
  16. 【請求項１６】 さらに前記ケーシングのハウジングを含むことを特徴とする請求項１乃至１５
    のいずれかに記載の滅菌装置。
  17. 【請求項１７】 前記ハウジングが導入口と排出口とを有し、また前記ハウジングが流体を導入
    口からケーシングにそって排出口まで案内するように形成されていることを特徴
    とする請求項１６に記載の滅菌装置。
  18. 【請求項１８】 前記流体が水または空気であることを特徴とする請求項１７に記載の滅菌装置
    。
  19. 【請求項１９】 さらに流体を導入口からケーシングにそって排出口までポンプ輸送するポンプ
    を含むことを特徴とする請求項１７乃至１８のいずれかに記載の滅菌装置。
  20. 【請求項２０】 添付の説明および付図に実質的に記載された滅菌装置。
  21. 【請求項２１】 マイクロ波エネルギーによって励起可能の紫外線灯と、 紫外線透過性導波管から成り、紫外線灯を包囲するケーシングとを含む滅菌装
    置において使用される紫外線灯構造。
  22. 【請求項２２】 前記紫外線灯が電極を有しないことを特徴とする請求項２１に記載の紫外線灯
    構造。
  23. 【請求項２３】 添付の説明および付図に実質的に記載された紫外線灯構造。
  24. 【請求項２４】 紫外線放射線を発生するため紫外線灯に対してマイクロ波エネルギーを加える
    段階と、 物質を前記紫外線放射線に露出する段階とを含み、ここに ケーシングが前記紫外線灯を包囲し、前記ケーシングが紫外線透過性導波管か
    ら成ることを特徴とする物質滅菌法。
  25. 【請求項２５】 物質が前記ケーシングにそって流れることを特徴とする請求項２４に記載の方
    法。
  26. 【請求項２６】 添付の説明および付図に実質的に記載された物質滅菌法。
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