JP2012500029A - ネブライザマニホルド - Google Patents

Abstract

製品を殺菌するために滅菌剤エアロゾルを滅菌チャンバに導入するマニホルドである。このマニホルドは、エアロゾル発生器から前記滅菌チャンバまでの流体通路の終端部を画成し、エアロゾルを滅菌チャンバ内に導入するための少なくとも１つのチャンバ入口を備える。マニホルドは、好ましくはその構造が知られており、且つ、マニホルドに対して予め決められた位置に保持されている製品の面に対して接線方向の方向性を有するエアロゾル流を提供するように構成されているため、製品は、マニホルドから直接エアロゾル流を受けない。好ましくは、マニホルドは、Ｕ字状又は二股状であり、面を画成し、この面から離れるように向けられたチャンバ入口を有する。チャンバ入口は、好ましくは、製品の周囲を移動するエアロゾルの円形運動を生成するように対にされている。また、このマニホルドは滅菌装置に含まれる。

Description

本発明は、エアロゾルの流れを決められたように制御するためのマニホルドに関する。本発明を、主に、医療用製品（超音波プローブなど）の滅菌のために、閉鎖された滅菌チャンバ内に滅菌エアロゾルを導入することに関して記載するが、本発明がこのような用途に限定されないことが理解される。

本明細書の全体を通じて、先行技術に関する考察のいずれも、これらの先行技術が周知であることも、また、当分野における共通の一般的知識の一部を成すことも認めるものでは決してないことが理解されるべきである。

医療、食品及び包装業界において、胞子、菌類及びバクテリアなどの伝染性物質を殺菌し、それによりこれらの伝染性物質の伝染を防止するために、滅菌器が用いられている。典型的な滅菌器は、滅菌チャンバ内に、これらの伝染性物質のほぼ全てを殺菌する一連の物理的条件を構成する。

滅菌を必要とする製品を滅菌エアロゾルと接触させることは、公知の滅菌方法の１つである。慣用的なエアロゾル滅菌装置は、エアロゾル入口弁及びエアロゾル出口弁を有する滅菌チャンバと、前記入口弁を介して前記チャンバと流体連通しているエアロゾル発生器（典型的には、超音波ネブライザ）と、前記エアロゾル発生器の上流に位置し、且つ前記エアロゾル発生器と流体連通しているファンとを有する。

使用において、滅菌を必要とする製品がチャンバ内に配置され、次いでチャンバが密閉される。エアロゾル入口弁が開放され、エアロゾル出口弁が閉鎖される。ファンが係合され、エアロゾル発生器を通って又は通過してチャンバ内に入るガス流を生じさせる。滅菌チャンバの受動的通気口（ａ ｐａｓｓｉｖｅ ｖｅｎｔ）が、必要に応じた圧力の均一化を可能にして、ガス流が滅菌チャンバ内に出入りすることを可能にする。次いで、所望の滅菌剤を含むエアロゾル発生器が作動され、多数の小さい滅菌剤液滴をガス流に流入させる。液滴はガス流により運ばれてエアロゾルを形成し、エアロゾルは滅菌チャンバ内に入る。エアロゾル流中の滅菌剤の凝縮は、ガス流の流量、エアロゾル発生器の生成性、又は、用いられる液体滅菌剤の濃度を変えることにより調整され得る。

受動的排気口（ｔｈｅ ｐａｓｓｉｖｅ ｗａｓｔｅ ｖｅｎｔ）が、或る程度のガス流がこの排気口を通過することを可能にし、滅菌チャンバをほぼ室内圧力に維持することを可能にする。この受動的システムは、ガス流を、触媒要素（滅菌剤と反応して、滅菌剤を、廃棄に適したより安全な化学物質に分解する）を通して外気に排出するための通路を含み得る。

所定時間経過後、ファン及びエアロゾル発生器が停止され、空気入口弁が閉鎖され、これにより、滅菌剤配送段階が完了する。次いで、出口弁が開かれ、エアロゾルが能動的に除去される（典型的には、エアロゾル及び蒸気を滅菌チャンバから高速で引き出すポンプが用いられる）。この除去システムは、滅菌チャンバと外気との間の、触媒要素を通過する流路を含み得る。触媒要素は、滅菌剤と反応して、滅菌剤を、廃棄に適したより安全な化学物質に分解する。受動的通気口は、新鮮な空気源が外気から滅菌チャンバ内に引き込まれることを可能にする。

滅菌サイクル全体の時間が可能な限り短いことが一般的に望ましい。再処理時間が短いことにより、滅菌された製品を所与の期間内に使用できる回数が増え、これにより、治療を受けることができる１日あたりの患者数が増える。滅菌される製品が高コストの医療装置の場合、滅菌サイクル時間が短いことにより、医療サービス提供者にかなりの経済的節約をもたらすことができる。

エアロゾルをベースとした滅菌器を用いることの限界の１つは、要求されるレベルの微生物排除を短い殺菌時間で達成するために、高濃度（すなわち、高噴霧密度）のエアロゾル滅菌剤が要求されることである。滅菌中、高濃度のエアロゾル滅菌剤が液滴を製品の面に付着させる。これは特に、製品の、チャンバ入口からの直接的な噴霧流を受ける位置にて多く見られる。また、これにより、滅菌される製品の面上へのＢ．Ｅ．Ｔ．（ブルナウアエミットテラー）状の多層吸着も生じる。付着及び吸着された液滴を、滅菌プロセスの最後に製品から除去することは困難な場合がある。滅菌された製品上に残された高レベルの残留滅菌剤が、作業者及び患者に有害なことがあり、それらは、完全に自動化された滅菌装置において望ましくない。

残留滅菌剤を洗浄により除去することは可能であるが、自動滅菌装置に費用高な特徴が追加されることになり、また、滅菌水及び新鮮な水の供給が必要とされるが、これらが常に容易に得られるわけではない。或いは、作業員に製品を手作業で洗浄させることも望ましくない。なぜなら、これが、高価な安全装置（ヒュームフード等）の使用を必要とし、有益な時間及びスペースを費やすことがあり、さらに、有害な滅菌剤が作業者又は患者と接触する危険性を増すからである。

また、洗浄段階は、その後の乾燥段階も必要とし、これにより、装置の処理時間（ｔｕｒｎ−ａｒｏｕｎｄ ｔｉｍｅｓ）がさらに非常に長くなる。

従来の滅菌装置において、エアロゾルは、通常、滅菌チャンバ内に、単一のチャンバ入口を通して単一の地点にて導入される。その結果、エアロゾル粒子の分布はこの単一地点から拡がる傾向にある。エアロゾル入口付近の地点において、より多くの液滴が、滅菌される製品に接触し、且つ、より高速で製品に接触し、それにより、製品の面上で飛び散って凝縮液を形成する。同様に、滅菌される製品の、エアロゾル入口からより離れた領域は、より少量のエアロゾルを受けることになり得る。この場合、製品全体の滅菌を確実にするために、滅菌剤の全体使用量を増やし、それにより、滅菌剤を受ける量がより少量であるような製品の領域を補償することが必要になる。滅菌剤の使用量を増やすことは、滅菌を実行する時間を長くすることにより、又は、所与の時間に供給される滅菌剤の量を増やすことにより達成され得る。これらの方法の両方が、単一のチャンバ入口付近の領域における飛び散り及び凝縮作用を悪化させることがある。

入口付近の凝縮及び飛び散りのレベルを低減するための方法の１つは、滅菌される製品を入口から遠ざけ、それにより、製品に接触する前に、滅菌剤をより良好に分散させることである。しかし、入口からの距離をより長くすると、より大きい滅菌チャンバが必要となり、これは、多くの理由により望ましくない。多くの医療保険施設（ｍｅｄｉｃａｌ ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ）におけるスペースの制限により、滅菌器が可能な限り小さく、尚且つ、滅菌される製品を収容可能なことが望ましい。小さい滅菌チャンバは、滅菌剤がより迅速に充填され、且つ、より大きいチャンバよりも迅速に再使用可能になる（ｒｅｍｅｄｉａｔｅ）ことにおいても有利である。しかし、小さい滅菌チャンバは、製品にエアロゾルを均一に分布して接触させながらチャンバ内にエアロゾルを導入することを難しくする。

滅菌チャンバ内での均一な噴霧分布を維持することは、滅菌される製品の均一な滅菌が行われることを確実にするために重要である。滅菌チャンバ内に導入されると、エアロゾル液滴は重力により落下する傾向にあり、これにより、噴霧の濃度は、チャンバの上部よりもチャンバの底部において高くなる。上部から底部まで均一な分布を維持するために、高いエアロゾル流量を用いて液滴を持ち上げることができる。この場合、ガス流は、液滴が落下する速度よりも速い速度で上方に向って移動する。このような方法を用いることの欠点は、用いられるガス流速度により、より小さい液滴に対してより高速度が用いられることになり、一般的にエアロゾルの液滴の寸法は広範囲であるため、このようなシステムを最適化することが困難なことである。さらに、より小さく、より高速の液滴は、製品に衝突して製品の面に付着することがあり、それにより、残留滅菌剤の除去を困難にする。

迅速な滅菌を可能にし、それにより、短期間の滅菌サイクルを実現可能にするため、高密度の噴霧を用いることが望ましい。しかし、実際、高密度の噴霧は凝縮し易い。先行技術の滅菌器は、凝縮を時間効率的に排除するために、頻繁に騒音をたてる、大型で高価な装置を必要とする場合が多い。従って、先行技術の滅菌器においては、凝縮を回避するために噴霧の密度を制限する必要があり、これは、短い滅菌時間が実現できないことを意味する。

それゆえ、滅菌チャンバ（特に、小型のチャンバ）内にエアロゾルを配送する改良された方法であって、滅菌される製品にエアロゾルが、均一に、且つ、凝縮の可能性を最小限にするように比較的低速で配送される方法を見出すことが必要である。

本発明の第１の態様によれば、製品を殺菌するために滅菌剤エアロゾルを滅菌チャンバに導入し、エアロゾル発生器から前記滅菌チャンバまでの流体通路の終端部を画成するマニホルドが提供される。前記マニホルドは、エアロゾルを前記滅菌チャンバ内に導入し、前記製品の面の少なくとも一部に対して接線方向の方向性を有するエアロゾル流を提供するように構成されている、少なくとも１つのチャンバ入口を備える。

好ましくは、前記マニホルドは、前記マニホルドに対して予め決められた位置に保持されている製品の前記面の少なくとも一部に対して接線方向の方向性を有するエアロゾル流を提供するように構成されている。また、前記マニホルドは、前記製品が前記マニホルドからの直接エアロゾル流を受けないように、方向性を有するエアロゾルを提供するように構成されていることも好ましい。好ましくは、前記エアロゾルは前記製品に対して向けられない。

本件の説明及び特許請求の範囲の全体を通じて、文脈上、明確にその他の意味に理解されるべき場合を除き、「〜を備える」、「〜を備えている」（“ｃｏｍｐｒｉｓｅ”，“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ”）等の用語は、排他的又は完全な意味とは反対の包括的な意味として、すなわち、「〜を含むがそれに限定されない」（“ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ， ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ”）という意味に解釈されるべきである。

本文中で用いられる用語「滅菌」（“ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ”）及び「殺菌」（“ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ”）は、相互に交換可能に用いられることができ、また、他のレベルの微生物の減少（滅菌、高レベルの殺菌及び低レベルの殺菌を含むがこれに限定されない）も含むものとする。

エアロゾルは、ガス中に浮遊する多数の離散粒子である。このガスがストリーム又はジェット流中に向けられると、粒子はガス中に取り込まれ、平均的な経路周辺を、ほぼ凝集するように移動する。しかし、この平均的経路から逸れた経路を進む多数の粒子も存在する。平均的経路から任意の所与の経路が著しく逸れるほど、このような経路を進む粒子の個数がより少なくなる。さらに、エアロゾル粒子の群が共通の粒子源からより遠く移動するほど、それらの粒子はより分散する。当業者は、このような分散動作に気付く。また、本発明の場合、「直接の」（“ｄｉｒｅｃｔ”）、「向けられた」（“ｄｉｒｅｃｔｅｄ”）、「接線方向の」（“ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ”）等のエアロゾルの流れが開示されているが、これらは、液滴が平均的経路を進むことを示すものとする。これらの環境下でのエアロゾルの全体の流れに関し、当業者は、「直接の」、「向けられた」、「接線方向の」等の用語を、「ほぼ直接の」、「ほぼ向けられた」、「ほぼ接線方向の」等の意味として解釈する。

好ましくは、前記製品は所定の形状を有する。

好ましくは、チャンバ入口の各々には、エアロゾル流を方向付けるためのノズル又はダクトが設けられている。前記マニホルドは、好ましくは、少なくとも２つのチャンバ入口を備え、より好ましくは、少なくとも４つのチャンバ入口を備える。

前記マニホルドは、連続したマニホルドであってよく、又は、流体連通している多数の不連続のサブマニホルドを備えることができる。

好ましくは、前記マニホルドはマニホルド面を画成し、前記チャンバ入口が前記マニホルド面から離れるように向けられている。一実施形態において、前記マニホルドは、滅菌される前記製品の前記面の少なくとも一部に対してエアロゾル流を接線方向に方向付ける簡単な線状のマニホルドである。さらなる実施形態において、前記マニホルドは、１つより多くの面にあり、前記滅菌される製品を取り囲む。前記マニホルドは、前記滅菌チャンバの寸法及び形状、並びに／又は、前記滅菌される製品の寸法、形状及び特性に関して任意の適切な構造を有することができる。全ての場合を通じて、前記マニホルドは、エアロゾル流を前記滅菌される製品の前記面の少なくとも一部に対して接線方向に方向付けるように構成されているチャンバ入口を有する。

より好ましくは、前記マニホルドは、エアロゾルを、前記滅菌される製品の周囲から、且つ、前記製品の前記面の少なくとも一部に対して接線方向に、例えば、Ｕ字状、矩形、円形又は半円形のマニホルドを介して分布するように構成されている。

最も好ましくは、前記マニホルドはＵ字状であり、マニホルド面を画成する。前記マニホルドは、正反対に対を成すチャンバ入口を備え、第１の入口がエアロゾル流を前記マニホルド面の第１の側に方向付け、第２の入口がエアロゾル流を前記マニホルド面の第２の側に方向付ける。

好ましくは、前記マニホルドは、正反対に対を成すチャンバ入口を備え、第１の入口がエアロゾル流を前記マニホルド面の第１の側に方向付け、第２の入口がエアロゾル流を前記マニホルド面の第２の側に方向付ける。

好ましい１つの構造において、前記マニホルドはＵ字状であり、好ましくは、各アームに沿って垂直方向に間隔を置いて配置された、２つ、３つ又は４つのチャンバ入口を備える。或いは、前記マニホルドは二股状であり、好ましくは、各アームに沿って垂直方向に間隔を置いて配置された、２つ、３つ又は４つのチャンバ入口を備える。しかしながら、チャンバの寸法とエアロゾル粒子の寸法の必要とされる分離度により、いずれの数のチャンバ入口が存在してもよい。

前記マニホルドは、単一の長さの管から形成されることができる。或いは、前記マニホルドは、互いに係合されて完全なマニホルドを形成する２つの係合部分から成るように構成されることができる。例えば、前記マニホルドは、対応するシールと係合するチャネルから形成されることができ、例えば、滅菌チャンバの本体のチャネルが前記滅菌チャンバのドア上の対応するシールと係合し、前記滅菌チャンバのドアが閉鎖されるときにチャネルとシールとが係合される。

前記マニホルドは、好ましくは、細長い管から形成され、より好ましくは、矩形の断面を有する。

好ましくは、前記マニホルドは、流れを１００度〜２６０度の角度差で方向付ける、対を成す直径方向に対向するチャンバ入口を備える。好ましくは、前記正反対に対を成すチャンバ入口が、前記チャンバ内で前記製品の周囲を移動するエアロゾルの円形運動を生じさせる。

好ましくは、前記滅菌される製品と前記マニホルドとの間の最小距離が１０ｃｍ未満であり、より好ましくは、７ｃｍ未満であり、さらにより好ましくは、５ｃｍ未満である。

好ましくは、前記マニホルド入口は前記マニホルドの上部に配置される。特に好ましい構造の１つにおいて、前記マニホルド入口は二股状であり、エアロゾル流を前記Ｕ字状マニホルドの２つのアームの上部に分け入れる。

本発明の第２の態様によれば、前記態様によるマニホルドと、滅菌チャンバと、滅菌される製品を前記チャンバ内の予め決められた位置に維持するための戻り止め手段とを備える滅菌装置が提供される。この装置において、エアロゾル流が、前記製品の面の少なくとも一部に対して接線方向である。好ましくは、前記マニホルドは、前記エアロゾルを前記滅菌される製品に向けさせない。

好ましくは、前記滅菌チャンバがチャンバ容積を画定し、エアロゾルが前記チャンバ容積／分の１倍〜３倍の流量で前記チャンバに受け入れられる。

滅菌装置は、好ましくは、さらに、受動的通気口を備える。より好ましくは、少なくとも１つのエアロゾル出口地点が前記チャンバの垂直方向中央位置よりも上に配置される。

滅菌チャンバは、好ましくは、超音波プローブを保持するように適合されている。

前記製品は、好ましくは、超音波プローブであり、この場合、前記滅菌装置は、好ましくはカラーも備え、前記カラーは、前記チャンバ内において前記製品の一部にシール係合し、前記所定の製品が前記チャンバ壁に接触することを抑制する。前記チャンバは細長い形状であり、その上部に、前記プローブを保持するためのカラーを有する。前記カラーは、前記プローブの作用領域が前記チャンバのほぼ中央に吊り下げられ、従って、前記プローブの前記作用領域が前記チャンバ壁と接触しないように前記プローブを保持する。前記マニホルドは、前記超音波プローブの長軸に沿った面に位置している。

好ましくは、前記チャンバは加熱される。前記マニホルドと前記チャンバとの組合せが、好ましくは、エアロゾルの渦流を提供するように構成されている。好ましくは、前記滅菌される製品が、前記エアロゾルの渦流に対して中央地点にある。

本発明のマニホルドを含む滅菌装置を示す。 超音波プローブが滅菌のために内部に配置された本発明のマニホルドを含む滅菌装置を示す。 明瞭化のために滅菌装置のドアが取り外されている状態の、図２の詳細図である。 マニホルド上に配置されたチャンバ入口の拡大図である。 マニホルドからのガス流の断面図である。 略円形の断面を有するチャンバにおけるマニホルドからのガス流の断面図である。 片面型マニホルドからのガス流の断面図である。 略円形の断面を有するチャンバにおける片面型マニホルドからのガス流の断面図である。 略円形の断面を有するチャンバにおけるオフセット型マニホルドからのガス流の断面図である 略円形の断面を有するチャンバにおける片面型マニホルドからのガス流の断面図であり、運動量に基くエアロゾル液滴の渦分離を示す。

本発明は、滅菌されるべき製品（又は複数の製品）よりもわずかに大きい滅菌チャンバ内において、高密度で均一な噴霧分布を形成し及び維持し、尚且つ、製品の面上での凝縮を著しく低減するための手段を提供する。

これらの目的は、滅菌される製品に対してエアロゾルを接線方向に向けることにより達成される。接線方向の流れは、液滴偏向を用いることにより、高速エアロゾルが存在する場合の凝縮の可能性を低減する。液滴が製品の面に浅い角度で接触した場合の方が、製品に対して垂直に接触した場合よりも、面に付着する可能性が低いことが観察されている。

また、本発明のマニホルド構造は、エアロゾル液滴のための、より長い経路も提供して、エアロゾルが製品と接触する前に、より十分に拡散することを可能にすることにより、滅菌チャンバ内でのエアロゾル分布を改善する。より長い経路が提供されることにより、エアロゾルの速度が、製品と接触する前に低減され、これにより、凝縮の傾向が低減される。

チャンバ入口のオフセット（ずれ）特性（ｔｈｅ ｏｆｆｓｅｔ ｎａｔｕｒｅ）もまた、製品の面上に凝縮を形成する危険性なく、これらのチャンバ入口が製品の非常に近くに配置されることを可能にすることにより、より小さい滅菌チャンバを用いることを可能にする。

複数の滅菌剤入口を用いることにより、滅菌チャンバ内でのエアロゾルの分布をより均一に制御することが可能である。

滅菌チャンバ内に流入するエアロゾルの流量を制御することにより、エアロゾルの濃度を、チャンバの垂直寸法にわたって略等しく維持することができる。最適な流量は、チャンバ容積／分の１〜３倍である。より高い流量を用いると、製品の面上に凝縮を生じることがあり、また、より低い流量を用いると、液滴が重力作用を克服することを可能にするための十分なガス速度をもたらさない。

好ましくは、エアロゾル入口は、入口の各対からの流れの方向が１００度〜２６０度の間で変化するように互いに離れる方向に向けられている。これにより、チャンバ内でのエアロゾルの動きがもたらされ、この動きは、滅菌される製品の周囲に向けられており、滅菌される装置の面に対してほぼ平行又は接線方向である。入口は、対を成す必要はなく、すなわち、同一垂直面上にあっても垂直方向にてずれていてよい。ノズルも、製品のいずれの側にノズルが向けられているか、より交互の位置に配置されることができる。

接線方向の流れは、１又は複数のマニホルドをチャンバの中心軸からずらすことによっても得られる。

さらに、この接線方向の動きが、より小さい液滴から、より大きい液滴を分離させるための手段をもたらす。より大きい液滴は、線形運動量がより大きく、滅菌される製品に向って流れるガス流により内側に運ばれるよりも、むしろ、加熱されたチャンバ壁と衝突する傾向にある。これにより、大きい液滴が製品と衝突して製品上で凝縮する可能性が低減する。略平滑なチャンバ形状を設けることにより、渦運動（ｔｈｅ ｖｏｒｔｅｘ ａｃｔｉｏｎ）の促進を補助することができる（すなわち、チャンバの角部を丸く形成することにより渦の崩壊を防止する）。こうして、渦による液滴分離を達成することができる。

前記分離プロセスによりチャンバ壁上で凝縮した可能性のある液滴のいずれをも急速に蒸発させるためにチャンバ壁部を４０℃〜８０℃に加熱することが可能であり、それにより、凝縮された滅菌剤に人間が接触する可能性をあらゆる段階にて低減する。

渦による液滴分離と加熱されたチャンバ壁との組合せを有することが特に有利であると考えられる。より大きい液滴は、チャンバ壁と接触して蒸発し、それにより、残留液滴をチャンバ壁から除去し、作業者が有害な滅菌剤に接触する機会を低減する。

ここで、本発明を、図面を参照しつつ説明する。

図１は、ネブライザマニホルド３を組み込んだ滅菌チャンバ２を有する滅菌器１を示す。チャンバは、滅菌器本体５内に収容された後方部分４を含む。また、チャンバは、本体と連結可能であるように配置された前方部分６も有する。ドア７を閉めると、チャンバの前方部分と後方部分とが合体される。

ドアを閉めることにより、チャンバの前方部分がチャンバの後方部分に、滅菌チャンバを密閉するように係合される。

図２を参照すると、滅菌チャンバ２は、細長いプローブ、例えば、超音波プローブ１０を受け入れるように適合されており、プローブ１０は、開放されたチャンバ内に差し込まれて、カラー（ａ ｃｏｌｌａｒ）１１により、プローブのヘッド１２がいかなる面にも接触しないようにシール係合されることで保持される。チャンバのドア７が閉められ、超音波プローブ１０が適切な位置に配置されると、プローブ１０がその内部に吊り下げられた密閉チャンバが得られる。こうして、プローブの作用面は、いかなる面にも接触しない。

製品が接線方向の流れを受けるように製品を配置するための戻り止め手段としてカラー１１が示されているが、任意の適切な手段、例えばブラケット、取付けピン、クリップなどを用いて、製品（例えば超音波プローブ）を、製品がマニホルドからの直接的なエアロゾル流ではなく、接線方向のエアロゾル流のみを受けると考えられる位置に保持することも可能である。すなわち、マニホルドは、エアロゾルを、製品の周囲のボイドスペース（ｔｈｅ ｖｏｉｄ ｓｐａｃｅ）に向けるのであり、製品自体に向けるのではない。好ましくは、製品は、滅菌される製品に対して可能な限り小さいチャンバ内に吊るされる（例えば、プローブ１０とチャンバ壁２又はマニホルド８との距離が数センチメートル未満であれば好ましい）。

図３は、ドア７が取り外された状態の滅菌器を示す。密閉された滅菌チャンバ２は、使用前にマニホルド８と共に加熱される。次いで、マニホルドの入口１３及び１４（図１を参照）と流体連通しているファン（図示せず）が作動される。空気が、入口１３及び１４を通ってマニホルド内に流入する。空気流は、チャンバ入口１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１及び２２によりマニホルドから出て滅菌チャンバに入る。マニホルド８は、図示されているように、滅菌剤をチャンバ内に導入するための多数の入口（ｐｏｒｔｓ）を有する、断面が矩形の（ただし、断面は任意の形状であってもよい）連続管状の管である。マニホルドは略Ｕ字状であり、マニホルド上部の平行なアーム２３とアーム２４とは、マニホルド下部の平行なアーム２５とアーム２６との間隔よりも段状にさらに離されている。

望ましい流れの状態が得られたならば、ファンと滅菌チャンバ２との間に同列状に配置された超音波ネブライザ（図示せず）が作動される。滅菌液（最も典型的には過酸化水素）がネブライザに供給されて噴霧化される。エアロゾルがネブライザから出て空気流に合流する。次いで、エアロゾルは、空気流と同一経路（好ましくは短い経路）を経由して、マニホルドの上部にあるマニホルド入口１３及び１４に移動される。エアロゾルが、ファンにより発生された正圧下にあるため、そして、チャンバが、空気圧が均一化されることを可能にするための受動的排気口（ａ ｐａｓｓｉｖｅ ｅｘｉｔ ｖｅｎｔ）２７及び２８を有するため、噴霧物（ｔｈｅ ｎｅｂｕｌａｎｔ）は、マニホルド８を通り、チャンバ入口１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１及び２２から流れ出て滅菌チャンバ２内に入る。

ネブライザにて生成されるような典型的なネブラント噴霧には、エアロゾル粒子寸法の分布が含まれる。噴霧化の条件を変えることにより、平均粒子寸法又はＭＭＡＤ（Ｍａｓｓ Ｍｅｄｉａｎ Ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ Ｄｉａｍｅｔｅｒ）（空気動力学的中央粒子径）を制御することができ、また、粒子寸法の散らばりを低減ですることができるが、粒子自体は所定の寸法範囲にわたり必然的に拡げられる。

マニホルド８は、好ましくは、液滴から蒸発を生じさせるのに十分な温度に加熱され、エアロゾル粒子はマニホルド８を通過するに従って幾分小さくなる。マニホルド入口に最も近い第１のチャンバ入口１５及び１６を通ってマニホルドから出る粒子のＭＭＡＤは、マニホルド入口１３及び１４を通ってマニホルド内に入る粒子と比較して著しく小さくはない。しかし、マニホルド入口に対して遠位のチャンバ入口２１及び２２から出る粒子は、より長い時間をマニホルド８内で費やして蒸発が生じており、その結果、粒子寸法が低減している。従って、これらの粒子のＭＭＡＤは、粒子の初期寸法と比較して低減されている。これは、粒子の初期寸法に関係なく当てはまるだろう。

従って、チャンバ入口がマニホルド入口から遠ざけられるに従って、チャンバ入口から出てくる液滴の寸法が低減する。すなわち、出口２１，２２におけるエアロゾル粒子の寸法＜出口１９，２０におけるエアロゾル粒子の寸法＜出口１７，１８におけるエアロゾル粒子の寸法＜出口１５，１６におけるエアロゾル粒子の寸法である。

マニホルドから出るときの液滴の温度は、マニホルド内で費やされる時間の量の関数として増大する。例えば、チャンバ入口２１及び２２を通ってチャンバ２内に入る液滴は、入口１５及び１６を通って出てくる液滴よりも小さいだけでなく、より高温でもある。

こうして得られた小さい液滴は、特に、チャンバの上部に位置する受動的排気口２７及び２８に向って空気流が流れる結果として、上方に移動しようとする。しかし、この装置は、受動的排気口がチャンバ内のその他の位置（滅菌チャンバ２の底部を含む）に配置される場合にも動作が実行可能である。

このように、本発明において、チャンバ内でのエアロゾル液滴の速度はかなり遅い。これは有利である。なぜなら、高速の液滴は、面上で飛び散る傾向があり、それにより滅菌剤を不均一に蓄積させる場合があるからである。液滴の多量の蓄積は問題である。なぜなら、それは、製品を乾燥させるためのより長い乾燥時間が必要とされること、又は、残留物質が製品上に残される危険性が増大することを意味するからである。残留滅菌剤、例えば過酸化物は、ユーザ又は患者に有害な場合がある。

液滴の速度をさらに低減するために、図４に示されているように、チャンバ入口は、オフセンターオリフィス（ａｎ ｏｆｆ ｃｅｎｔｒｅ ｏｒｉｆｉｃｅ）３０を有するダクト２９（又はノズル）の形状であり、オリフィス３０により、エアロゾルは、滅菌される物体から遠ざかるように方向付けられる。本発明において、エアロゾルは超音波プローブの側方に向けられる。この様子が、チャンバの水平方向断面図である図５に示されている。ガス流３１ａ及び３１ｂは、マニホルド８により画成された面３２の両側方に向けられることになる。ノズル２９及び出口３０が、流れを、プローブ１０が浅い角度か、または接線方向の角度でのみ接触されるように、所定の角度における面３２から遠ざける。

図６は、略円形の断面を有するチャンバ２内の配置を示す。チャンバ壁２が、ガス流３３ａ及び３３ｂの、チャンバ壁付近での滑らかな循環を開始させる。こうして、液滴は、チャンバ２内におけるプローブ１０の側方の周囲のボイドスペースに向けられ、プローブ自体に直接には向けられない。このように、液滴は所定の速度でチャンバ２に入るが、液滴に有効なより長い経路により、液滴は、プローブ１０に低速度で接触するまで、速度を低下させてチャンバ内の周囲に拡散する（大きい液滴は下方に、小さい液滴は上方に拡散する）機会を有する。より大きい液滴は、より直線状の経路を通る傾向がより大きく、内側に向って渦を生成する傾向がより小さい。従って、チャンバ壁２は加熱されているため、より大きい粒子はチャンバ壁２と接触させられる経路を通り、より大きい液滴を蒸発させる。

図５及び図６は、明瞭化のためにチャンバを拡大及び簡略化して示す。実際、チャンバ２は、好ましくは、製品の形状に可能な限り適合するようにつくられる。チャンバ内において、噴霧が速度を低減することを可能にするための十分な空間が存在することが必要であるが、その条件以外は、チャンバは実現可能な限り小さい。

図７は、エアロゾルが一方の側のみから導入されるマニホルドの配置の横断面を示す。ガス流３１ｂが、マニホルド８により画成された面３２の一方の側のみに向けられている。ノズル２９及び出口３０が、ガス流を、プローブ１０が浅い角度又は接線方向の角度でのみ接触されるように、面３２から所定の角度離れさせている。

図８は、図６と類似の配置を示すが、マニホルドがチャンバの一方の側に沿ってのみ構成されている。図示されているように、単一のチャンバ入口を用いることができ、このチャンバ入口は、流れがチャンバ内の物体（通常、既知の所定の形状を有する物体）の面に対して接線方向であるように構成されている。単一のチャンバ入口は、渦流を生成するのに十分である。チャンバ壁２は、ガス流３３ｂを、チャンバ壁付近での滑らかな循環を開始させるように方向付ける。こうして、液滴は、プローブ自体に向けられるのではなく、チャンバ２内のプローブ１０側の周囲のボイドスペースに向けられる。このように、液滴は、所定の速度でチャンバ２に入るが、液滴に有効なより長い経路により、液滴は、プローブ１０に低速度で接触するまで、速度を低下させてチャンバ内の周囲に拡散する（大きい液滴は下方に、小さい液滴は上方に拡散する）機会を有する。

接線方向の流れは、１又は複数のマニホルドをチャンバの中心軸からずらすことによっても達成されることができる。図９は、マニホルド８が軸３２からどのようにずらされて配置され得るかを示す。この場合、ダクト２９を、流れが製品から遠ざかるように向ける必要はない。この構造が、流れ３３ｂを製品に対して接線方向に維持し、且つ、渦分離をもたらすことが理解される。

図１０は、図８と類似の構造を示すが、様々な寸法の液滴が通る様々な経路を簡略化された形態で例示する。経路３４により示されているように、より小さい液滴が、チャンバ内をガス流を追って移動する。より大きい液滴は、マニホルド８から出るときに、より小さい液滴よりも大きい線形運動量を有する。最も大きい液滴が最も大きい線状経路３５を有することになり、これにより、最も大きい液滴は、チャンバ壁２の地点３６にて衝突する。チャンバが加熱されているため、より大きい液滴は蒸発する。このように、渦流は、より大きい液滴を分離させてチャンバから選択的に除去する手段である。こうして、より小さい液滴の、より均一で高密度の噴霧が滅菌のために利用可能になる。

Claims (34)

1. 製品を殺菌するために滅菌剤エアロゾルを滅菌チャンバに導入し、エアロゾル発生器から前記滅菌チャンバまでの流体通路の終端部を画成するマニホルドであって、
   少なくとも１つのチャンバ入口を備え、
   前記少なくとも１つのチャンバ入口が、エアロゾルを前記滅菌チャンバ内に導入し、前記製品の面の少なくとも一部に対して接線方向の方向性を有するエアロゾル流を提供するように構成されているマニホルド。
2. 前記マニホルドに対して予め決められた位置に保持されている製品の前記面の少なくとも一部に対して接線方向の方向性を有するエアロゾル流を提供するように構成されている請求項１に記載のマニホルド。
3. 前記製品が前記マニホルドから直接エアロゾル流を受けないように、方向性を有するエアロゾルを提供するように構成されている請求項１又は請求項２に記載のマニホルド。
4. 前記チャンバ入口の各々には、前記エアロゾル流を方向付けるためのノズル又はダクトが設けられている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のマニホルド。
5. 少なくとも２つのチャンバ入口を備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のマニホルド。
6. 少なくとも４つのチャンバ入口を備える請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のマニホルド。
7. 面を画成し、
   前記チャンバ入口が前記面から離れるように向けられている請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のマニホルド。
8. 正反対に対を成すチャンバ入口を備え、
   第１の入口がエアロゾル流を前記面の第１の側に方向付け、
   第２の入口がエアロゾル流を前記面の第２の側に方向付ける請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のマニホルド。
9. Ｕ字状である請求項８に記載のマニホルド。
10. Ｕ字状であり、
    各アームに沿って垂直方向に間隔を置いて配置された、２つ、３つ又は４つのチャンバ入口を備える請求項９に記載のマニホルド。
11. 二股状である請求項８に記載のマニホルド。
12. 二股状であり、
    各アームに沿って垂直方向に間隔を置いて配置された、２つ、３つ又は４つのチャンバ入口を備える請求項１１に記載のマニホルド。
13. 単一の長さの管から形成されている請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のマニホルド。
14. 連結係合された２つの部分から形成されている請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のマニホルド。
15. 対応するシールと係合するチャネルから形成されている請求項１４に記載のマニホルド。
16. 細長い管の形状である請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載のマニホルド。
17. 矩形の断面を有する請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載のマニホルド。
18. 正反対に対を成すチャンバ入口が、１００度から２６０度の角度差で流れを方向付ける請求項７から請求項１７のいずれか一項に記載のマニホルド。
19. 前記正反対に対を成すチャンバ入口が、製品周囲を移動するエアロゾルの円形運動を生じさせる請求項７から請求項１８のいずれか一項に記載のマニホルド。
20. 前記滅菌される製品との間の最小距離が１０ｃｍ未満である請求項１から請求項１９のいずれか一項に記載のマニホルド。
21. 前記滅菌される製品との間の最小距離が７ｃｍ未満である請求項１から請求項２０のいずれか一項に記載のマニホルド。
22. 前記滅菌される製品との間の最小距離が５ｃｍ未満である請求項１から請求項２１のいずれか一項に記載のマニホルド。
23. 前記マニホルド入口が上部に配置されている請求項１から請求項２２のいずれか一項に記載のマニホルド。
24. 前記マニホルド入口が二股状であり、エアロゾル流を前記Ｕ字状のマニホルドの２つのアームの上部に分け入れる請求項７から請求項２３のいずれか一項に記載のマニホルド。
25. 請求項１から請求項２４のいずれか一項に記載のマニホルドと、
    滅菌チャンバと、
    滅菌される製品を前記チャンバ内の予め決められた位置に維持するための戻り止め手段とを備え、
    前記エアロゾル流が前記製品の面の少なくとも一部に対して接線方向である滅菌装置。
26. 前記マニホルドは、前記製品が直接エアロゾル流を受けないように方向性を有するエアロゾル流を提供するように構成されている請求項２５に記載の滅菌装置。
27. 前記滅菌チャンバがチャンバ容積を画定し、
    エアロゾルが、前記チャンバ容積／分の１倍〜３倍の流量で前記チャンバに受け入れられる請求項２６に記載の滅菌装置。
28. さらに、受動的通気口を備える請求項２５から請求項２７のいずれか一項に記載の滅菌装置。
29. 少なくとも１つのエアロゾル出口地点が、前記チャンバの垂直方向中央位置よりも上に配置されている請求項２５から請求項２８のいずれか一項に記載の滅菌装置。
30. 前記チャンバ内において前記製品の一部にシール係合し、前記製品が前記チャンバ壁に接触することを抑制するためのカラーを備える請求項２５から請求項２９のいずれか一項に記載の滅菌装置。
31. 超音波トランスデューサを含む製品を前記チャンバ内に受け入れるように適合されている請求項２５から請求項３０のいずれか一項に記載の滅菌装置。
32. 前記チャンバ壁が加熱される請求項２５から請求項３１のいずれか一項に記載の滅菌装置。
33. 前記マニホルドと前記チャンバとの組合せがエアロゾル渦流を提供するように構成されている請求項２５から請求項３２のいずれか一項に記載の滅菌装置。
34. 前記滅菌される製品が前記エアロゾル渦流に対して中央地点にある請求項３３に記載の滅菌装置。

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