JP2012075579A - 滅菌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】滅菌室内に置かれる装置などを効果的に滅菌することができる滅菌装置を提供する。
【解決手段】滅菌装置は、滅菌ガスを発生する滅菌ガス発生装置と、滅菌ガスが供給される滅菌室と、滅菌室の内部の滅菌ガスを凝縮して霧化する霧化装置と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、滅菌装置に関する。

アイソレータなどの滅菌装置では、滅菌室内に置かれた装置、器具を滅菌するために、過酸化水素ガスなどの滅菌ガスが滅菌室内に供給される（例えば、特許文献１）。尚、滅菌とは微生物を殺滅して限りなく無菌に近くすることであるが、本明細書ではいわゆる除染、除菌、殺菌なども含めるものとする。

特開２００６−６８１２２号公報

ところで、滅菌室内に置かれる装置などの大きさや位置によっては、供給される滅菌ガスの流れが乱れ、効果的に装置などを滅菌できない場合がある。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、滅菌室内に置かれる装置などを効果的に滅菌することができる滅菌装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一つの側面に係る滅菌装置は、滅菌ガスを発生する滅菌ガス発生装置と、前記滅菌ガスが供給される滅菌室と、前記滅菌室の内部の前記滅菌ガスを凝縮して霧化する霧化装置と、を備えることとする。

滅菌室内に置かれる装置などを効果的に滅菌することができる滅菌装置を提供することができる。

本発明の一実施形態であるアイソレータ１０の構成を示す図である。 霧化装置２２の斜視図である。 霧化装置２２の断面図である。 マイコン１０２の機能ブロックを示す図である。 過酸化水素ガス発生時にマイコン１０２が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 過酸化水素ガス停止時にマイコン１０２が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 霧化装置２７を滅菌室２１に設置した場合の一例を示す図である。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
図１は、本発明の一実施形態であるアイソレータ１０の構成を示す図である。アイソレータ１０（滅菌装置）は、滅菌ガス発生装置２０、滅菌室２１、霧化装置２２、電源装置２３、ポンプ２４、電磁バルブ２５、排気装置２６、制御装置３０、及びパイプ４０〜４２を含んで構成される。

滅菌ガス発生装置２０は、過酸化水素水（過酸化水素（H₂O₂）が溶解した水溶液）から過酸化水素ガス（滅菌ガス）を発生させる装置である。また、滅菌ガス発生装置２０は、発生した過酸化水素ガスを、パイプ４０を介して滅菌室２１へと供給する。

滅菌室２１は、滅菌対象となる装置や器具が置かれるチャンバーであり、滅菌室２１には、霧化装置２２、ポート６０〜６２、扉６３、及び作業用グローブ６４が設けられている。

ポート６０には、パイプ４０から過酸化水素ガスが供給され、ポート６１からは、滅菌室２１に供給された過酸化水素ガスがパイプ４１へと排出される。また、ポート６２は、滅菌室２１の内部に設けられた霧化装置２２の電源線等を滅菌室２１の外部に出すためのポートである。

扉６３は、滅菌すべき装置などを滅菌室２１に搬入するために滅菌室２１の前面に開閉可能に設けられている。

作業用グローブ６４は、扉６３が閉じられた状態で、例えば作業者が滅菌室２１内の滅菌すべき装置や霧化装置２２の位置を変更できるよう、扉６３に設けられた開口部（不図示）に取り付けられている。なお、扉６３が閉じられた状態では、滅菌室２１は密閉される。

霧化装置２２は、過酸化水素ガスを凝縮して霧化する静電式の霧化装置であり、放電極７０、対向電極７１、取付部材７２、及びフレキシブル管７３を含んで構成される。
放電極７０の表面には、放電極７０が冷却されると、滅菌室２１内の過酸化水素ガスが液化されて付着する。なお、放電極７０には、過酸化水素に対し耐食性があり、熱伝導率の高い導電性の材料（例えば、Ａｌ−Ｍｇ系合金）や、耐食性のコーティングがされた熱伝導率の高い導電性の材料が用いられることが好ましい。本実施形態の放電極７０は、例えば、熱伝導率の高い材料（例えば、金、銀、銅、アルミニウム）の表面に、耐食性の高い材料（例えば、金、ステンレス、チタン、タンタル、ジルコニウム、ニッケル）が保護膜として形成されている。

対向電極７１は、放電極７０の表面の液化された過酸化水素ガスを霧化させるために放電極７０に対向して設けられた電極である。なお、対向電極７１は、例えばアルミ合金などの過酸化水素に対して耐食性の高い材料で形成されている。

取付部材７２は、放電極７０、対向電極７１、及びフレキシブル管７３が取り付けられる箱状の部材である。また、滅菌室２１の内部の壁面には、取付部材７２が設置可能な設置台（不図示）が複数設けられている。このため、作業者は滅菌室２１の任意の位置に霧化装置２２の取付部材７２を設置可能である。

フレキシブル管７３（可撓性の管）は、取付部材７２とポート６２との間を接続し、内側には、放電極７０を冷却するためのチューブや、放電極７０及び対向電極７１に接続される配線が通される。なお、フレキシブル管７３の表面は、過酸化水素に対して耐食性の高い材料でコーティングされている。

ここで、霧化装置２２の詳細について、図２に示す斜視図と、図３に示す断面図を参照しつつ説明する。取付部材７２の上側（＋ｘ側）には、放電極７０が下側（−ｘ側）から挿入される開口部８０と、対向電極７１が挿入される開口部８１とが設けられている。また、取付部材７２の下側には、放電極７０に電圧を印加するための配線９０が通る開口部８５と、対向電極７１に電圧を印加するための配線９１が通る開口部８６とが設けられている。なお、放電極７０及び配線９０（第１の配線）は、放電極７０に設けられた電極Ａを介して接続され、対向電極７１及び配線９１（第２の配線）は、対向電極７１に設けられた電極Ｂを介して接続される。さらに、取付部材７２の下側には、放電極７０を冷却するための冷却水が流れるチューブ９２が通る開口部８７，８８が設けられている。

図２及び図３においては、放電極７０が取付部材７２に取り付けられた際の構造が容易に理解できるように便宜上、各開口部には隙間が描かれているが、実際に完成された状態では、各開口部の隙間は例えば樹脂で埋められる。また、取付部材７２の下側には、フレキシブル管７３の内側に配線９０，９１、及びチューブ９２が通るよう、フレキシブル管７３が取り付けられる。また、ここでは図示していないが、取付部材７２には、放電極７０及び対向電極７１を作業者の指から保護するために、放電極７０及び対向電極７１を覆いつつ、対向電極７１から霧化されたガスを滅菌室２１内に放出させる開口部を有するカバーが取付られている。

電源装置２３は、放電極７０の表面の液化された過酸化水素ガスを霧化させるために、配線９０，９１に電圧を印加する。なお、電源装置２３及び配線９０，９１は電圧印加部に相当する。

ポンプ２４は、放電極７０を冷却すべく、チューブ９２を流れる図示しない冷却器により冷却された冷却液を循環する。なお、ポンプ２４及びチューブ９２は、冷却部に相当する。

電磁バルブ２５は、制御装置３０からの制御に基づいて、ポート６１から排出されるガスを、パイプ４２、または排気装置２６の何れかに供給する。そして、パイプ４２（供給管）は、電磁バルブ２５からのガスを滅菌ガス発生装置２０へと供給する。そして、滅菌ガス発生装置２０は、パイプ４２から供給されるガスを滅菌室２１へと供給する。このため、ポート６１からのガスがパイプ４２に供給される際、滅菌室２１の過酸化水素ガスは循環されることになる。

排出装置２６は例えば触媒を備え、電磁バルブ２５から出力されるガスを無害化および滅菌処理をしてアイソレータ１０の外部へと出力する。

制御装置３０は、アイソレータ１０を統括制御する装置であり、操作部１００、記憶装置１０１、及びマイコン１０２を含んで構成される。

操作部１００は、利用者がアイソレータ１０の動作を設定するための操作パネル等である。操作部１００の操作結果はマイコン１０２に送信される。

記憶装置１０１は、マイコン１０２が実行するプログラムデータや、各種データを記憶する。

マイコン１０２は、記憶装置１０１に記憶されたプログラムデータを実行することにより、各種機能を実現する。例えば、操作部１００から、滅菌ガスを発生させるため指示が出力されると、マイコン１０２は、滅菌ガスを発生させるための所定のプログラムを実行し、アイソレータ１０の各ブロックを制御する。

＝＝マイコン１０２の詳細について＝＝
マイコン１０２は、操作部１００から過酸化水素ガスを発生、または停止させるための指示が入力すると、所定のプログラムを実行し、図４に示すような、バルブ制御部３００、ポンプ制御部３０１、ガス発生制御部３０２、電源制御部３０３、及び排気制御部３０４の機能を実現する。

バルブ制御部３００は、操作部１００からのガス発生の指示（以下、発生指示）に基づいて、電磁バルブ２５をパイプ４２側に切り替える。また、バルブ制御部３００は、ポンプ２４が冷却液の循環を停止すると、電磁バルブ２５を排気装置２６側に切り替える。

ポンプ制御部３０１は、電磁バルブ２５がパイプ４２側に切り替わると、冷却液が循環するようポンプ２４を制御し、滅菌ガス発生装置２０が過酸化水素ガスの発生を停止すると、冷却液の循環が停止するようポンプ２４を制御する。

ガス発生制御部３０２は、ポンプ２４が冷却液の循環を開始すると、過酸化水素ガスが発生するよう、滅菌ガス発生装置２０を制御する。また、ガス発生制御部３０２は、操作部１００からのガス発生の停止指示（以下、停止指示）に基づいて、過酸化水素ガスの発生が停止するよう滅菌ガス発生装置２０を制御する。

電源制御部３０３は、滅菌ガス発生装置２０が過酸化水素ガスを発生すると、霧化装置２２が静電霧化を開始するよう、霧化装置２２への電圧の印加を開始する。また、電源制御部３０３は、停止指示に基づいて、霧化装置２２への電圧の印加を停止する。

排気制御部３０４は、電磁バルブ２５が排気装置２６側に切り換わると、滅菌室２１のガスが排気されるよう排気装置２６を動作させる。また、排気制御部３０４は、電磁バルブ２５がパイプ４２側に切り換わると、排気装置２６の動作を停止する。

＝＝マイコン１０２の処理について＝＝
アイソレータ１０の内部に設けられた装置を滅菌するために、マイコン１０２が実施する処理の一例を、図５を参照しつつ説明する。なお、滅菌室２１の内部には、滅菌すべき装置が置かれているものとする。

まず、バルブ制御部３００は、操作部１００からの発生指示に基づいて、電磁バルブ２５をパイプ４２側に切り替える（Ｓ１００）。そして、ポンプ制御部３０１は、冷却液の循環が開始されるようにポンプ２４を動作させるため、放電極７０の冷却が開始される（Ｓ１０１）。

ガス発生制御部３０２は、ポンプ２４が冷却液の循環を開始すると、過酸化水素ガスが発生するよう、滅菌ガス発生装置２０を制御する（Ｓ１０２）。そして、電源制御部３０３は、霧化装置２２への電圧の印加を開始するため、霧化装置２２は静電霧化を開始する（Ｓ１０３）。

このように、霧化装置２２が滅菌室２１内の過酸化水素ガスを凝縮して霧化するため、例えば滅菌室２１の内部におかれた装置の影響により過酸化水素ガスの流れが乱れることがあっても、効果的に滅菌室２１内の装置を滅菌することができる。

つぎに、滅菌処理が停止される場合のマイコン１０２が実施する処理について、図６を参照しつつ説明する。

操作部１００からの停止指示に基づいて、ガス発生制御部３０２は、過酸化水素ガスの発生が停止するよう滅菌ガス発生装置２０を制御し、電源制御部３０３は、霧化装置２２への電圧の印加を停止する（Ｓ２００）。この結果、過酸化水素ガスの発生と霧化が停止される。そして、ポンプ制御部３０１は、過酸化水素ガスの発生を停止すると、冷却液の循環が停止するようポンプ２４を制御する（Ｓ２０１）。また、冷却液の循環が停止されると、バルブ制御部３００は、電磁バルブ２５を排気装置２６側に切り替える（Ｓ２０２）。そして、排気制御部３０４は、滅菌室２１内のガスの排気を開始すべく、排気装置２６を動作させる（Ｓ２０３）。このように、滅菌ガスの発生、霧化の処理が停止された後は、作業者は扉６３を開いて滅菌処理された装置などを取り出すことができる。

＝＝霧化装置の他の設置形態＝＝
図７は、フレキシブル管７３を用いない霧化装置２７を滅菌室２１に設置した場合の一例を示す図である。図７と図１では、同じ符号が付されたブロックは同じである。霧化装置２７がフレキシブル管７３を用いない場合、霧化装置２７は、滅菌室２１の扉６３側の壁面に対して窪んだ設置室２００に設置される。なお、設置室２００に霧化装置２７が設置された場合、設置室２００のポート６５から配線９０，９１、チューブ９２が滅菌室２１の外部に出される。霧化装置２７は、滅菌室２１の内部に置かれているため、図７に示す場合も図１に示す場合と同様に、霧化装置２７は効果的に滅菌室２１内の装置を滅菌することができる。なお、設置室２００の開口部の大きさは、作業者が誤って放電極７０を触れないよう、例えば作業者の手の指が入らないような大きさである。

以上、本実施形態のアイソレータ１０について説明した。アイソレータ１０においては、滅菌室２１の内部に霧化装置２２，２７が設置されている。このため、例えば、滅菌室２１の内に滅菌すべき装置が設置された際に、滅菌ガス発生装置２０からの過酸化水素ガスの流れが乱れる場合であっても、効果的に滅菌室２１内の装置を滅菌できる。

また、霧化装置２２，２７は、いわゆる静電方式の霧化装置である。このため、霧化装置２２，２７により、過酸化水素水のミストとともに反応性の高い、いわゆるラジカルが発生する。したがって、単に過酸化水素ガスで滅菌室２１内を滅菌する場合と比較すると、より効果的に滅菌室２１内を滅菌できる。

また、放電極７０は、熱伝導率の高い材料の表面が、過酸化水素に対して耐食性の高い材料で保護されている。このため、放電極７０は、冷却水により冷却され易く、過酸化水素により腐食されることを防ぐことができる。

また、霧化装置２２では、フレキシブル管７３の先端の取付部材７２に放電極７０などが設置されている。さらに、放電極７０は、フレキシブル管７３の内側のチューブ９２を流れる冷却液で冷却される。このような構成の霧化装置２２を用いることにより、作業者は滅菌室２１内における所望の位置で過酸化水素ミストを発生できるため、滅菌室２１内に置かれる装置の位置、大きさなどによらず効率的に装置を滅菌できる。

また、冷却液が流れるチューブ９２が内側に設けられたフレキシブル管７３には、配線９０，９１が通されている。このため、配線９０，９１、チューブ９２を一つのフレキシブル管７３の中に収めることができるため省スペース化が可能となる。

また、アイソレータ１０では、ポート６１からの過酸化水素ガスがパイプ４２を介して滅菌ガス発生装置２０に供給される。つまり、アイソレータ１０では過酸化水素ガスは循環される。このため、過酸化水素ガスが循環されない場合と比較すると、滅菌処理が実施される際の過酸化水素水の量を減らすことができる。

本実施形態では、滅菌ガスとして過酸化水素ガスが用いられたが、例えば過酢酸ガスなどでも良い。

なお、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。

例えば、冷却水でなくペルチェ素子を用いて放電極７０を冷却することとしても良い。また、霧化装置２２，２７はいわゆる静電式の霧化装置であることとしたが、これに限られるものではない。例えば、滅菌室２１の内部には、複数の霧化装置が設けられていても良い。このような場合であっても、本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

１０ アイソレータ
２０ 滅菌ガス発生装置
２１ 滅菌室
２２，２７ 霧化装置
２３ 電源装置
２４ ポンプ
２５ 電磁バルブ
２６ 排気装置
３０ 制御装置
４０〜４２ パイプ
６０〜６２，６５ ポート
６３ 扉
６４ 作業用グローブ
７０ 放電極
７１ 対向電極
７２ 取付部材
７３ フレキシブル管
８０，８１，８５〜８８ 開口部
９０，９１ 配線
９２ チューブ
１００ 操作部
１０１ 記憶装置
１０２ マイコン
２００ 設置室
３００ バルブ制御部
３０１ ポンプ制御部
３０２ ガス発生制御部
３０３ 電源制御部
３０４ 排気制御部

Claims (7)

1. 滅菌ガスを発生する滅菌ガス発生装置と、
   前記滅菌ガスが供給される滅菌室と、
   前記滅菌室の内部の前記滅菌ガスを凝縮して霧化する霧化装置と、
   を備えることを特徴とする滅菌装置。
2. 請求項１に記載の滅菌装置であって、
   前記霧化装置は、
   放電極と、
   前記放電極に対向する対向電極と、
   前記放電極の表面に液化された前記滅菌ガスが付着するよう、前記放電極を冷却する冷却部と、
   前記放電極の表面の液化された前記滅菌ガスが霧化されるよう、前記放電極及び前記対向電極に電圧を印加する電圧印加部と、
   を備えることを特徴とする滅菌装置。
3. 請求項２に記載の滅菌装置であって、
   前記放電極は、
   前記冷却部により冷却される熱伝導部材と、
   前記熱伝導部材が前記滅菌ガスにより腐食されないよう、前記熱伝導部材の表面を保護する保護膜と、
   を含むことを特徴とする滅菌装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の滅菌装置であって、
   前記冷却部は、
   前記放電極を冷却するための冷却液が流れる可撓性の管を含むこと、
   を特徴とする滅菌装置。
5. 請求項４に記載の滅菌装置であって、
   前記電圧印加部は、
   前記管の内側に設けられ、前記放電極に接続される第１の配線と、
   前記管の内側に設けられ、前記対向電極に接続される第２の配線と、
   前記滅菌装置の外部に設置され、前記第１及び第２の配線を介して前記放電極及び前記対向電極に電圧を印加する電源装置と、
   を含むこと、
   を特徴とする滅菌装置。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の滅菌装置であって、
   前記滅菌室から排出される前記滅菌ガスを前記滅菌ガス発生装置に供給する供給管を更に備えること、
   を特徴とする滅菌装置。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の滅菌装置であって、
   前記滅菌ガスは、過酸化水素ガスであること、
   を特徴とする滅菌装置。

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