JP4380276B2 - 滅菌蒸気発生装置 - Google Patents

Description

本発明は滅菌蒸気発生装置に関し、詳しくは滅菌液体を蒸発室内で蒸発させ、この滅菌蒸気を蒸発室に送気された気体とともに外部へと排気する滅菌蒸気発生装置に関する。

従来、例えば医薬品の分野では外部雰囲気から隔離されて内部の滅菌されたアイソレータ内で、バイアル、アンプル、シリンジへの薬品の充填・密閉を行なっており、アイソレータ内部の滅菌には滅菌蒸気が使用されている。また同様に無菌環境下で内容物が充填される容器類の滅菌にも滅菌蒸気が使用されている。
そしてこの滅菌蒸気を供給する滅菌蒸気発生装置として、ハウジング内に形成された蒸発室内に滅菌液体を供給する液体供給手段と、導入口を介して蒸発室内に気体を送気する送気手段とを備え、液体供給手段によって供給された滅菌液体を蒸発室内で蒸発させ、この滅菌蒸気を送気手段からの気体とともに排出口より排出させて供給する滅菌蒸気発生装置が知られている。
またこのような滅菌蒸気発生装置として、円筒状の蒸発室の下部に導入口及び上部に排出口を設け、さらに当該導入口から排出口にかけてらせん状のガイドレールの設けられた滅菌蒸気発生装置が知られている。（特許文献１）
当該特許文献１の滅菌蒸気発生装置では、導入口より加熱された気体を導入し、この気体を上記ガイドレールに沿って周回運動をさせながら排出口より排出させ、この加熱された気体に滅菌液体を噴霧することで、滅菌液体を蒸発させて滅菌蒸気を得るようになっている。
また他の滅菌蒸気発生装置として、蒸発室内に加熱装置を設けた滅菌蒸気発生装置が知られており、（特許文献２）この滅菌蒸気発生装置ではこの加熱装置に液体供給手段が滅菌液体を滴下することにより滅菌蒸気を得るようになっている。
特公平５−２４０１７号公報 特公平５−６６１４２号公報

しかしながら、上記特許文献１の滅菌蒸気発生装置の場合、加熱された気体によって滅菌液体を蒸発させているため熱効率が悪く、送気手段から供給する気体の温度を高くしないと、滅菌液体が完全に蒸発しないまま排出口より排出されてしまうという問題が生じる。
また特許文献２の滅菌蒸気発生装置の場合、加熱手段によって滅菌液体を蒸発させているが、蒸発室に供給される気体と滅菌蒸気とを充分に攪拌することができず、滅菌蒸気の濃度が不均一なままで排出されるという問題が生じる。
このような問題に鑑み、本発明は滅菌液体を確実に蒸発させるとともに、滅菌蒸気の濃度を均一にして供給することの可能な滅菌蒸気発生装置を提供するものである。

すなわち、本発明における滅菌蒸気発生装置は、ハウジング内に形成された蒸発室内に滅菌液体を供給する液体供給手段と、導入口を介して蒸発室に気体を送気する送気手段とを備え、液体供給手段によって供給された滅菌液体を蒸発室内で蒸発させ、この蒸気を送気手段からの気体とともに排出口より蒸発室の外部に排気する滅菌蒸気発生装置において、
上記蒸発室を上下両端が端面によって閉塞された円筒状に形成するとともに、円筒状の内周面に接線方向から気体を送気するように導入ロを設け、また上方の端面の中央部に外部と連通する排出筒を蒸発室内に突出させて設け、当該排出筒の蒸発室に突出した先端部を排出口とし、さらにハウジングに蒸発室を加熱する加熱手段を備え、
さらに、上記蒸発室は、内周面として下方に向けて縮径する円錐面を有しており、上記液体供給手段が該円錐面に滅菌液体を滴下し、加熱手段が円錐面を加熱することにより、滅菌液体を円錐面にて蒸発させることを特徴としている。

本発明によれば、蒸発室内に供給された滅菌液体は加熱手段によって加熱された蒸発室で蒸発するので、滅菌液体を確実に蒸発させることができ、また導入口より導入された気体は円筒状の内周面に沿って周回運動をしながら排出口を介して排出筒より外部へと流れるので、濃度が均一化された滅菌蒸気を供給することができる。

以下図示実施例について説明すると、図１、図２は本発明にかかる滅菌蒸気発生装置１を示し、特に図１は図２におけるＩ−Ｉ部の断面を示したものとなっていて、図示しないアイソレータや容器の滅菌装置、滅菌庫に滅菌媒体となる滅菌蒸気としての過酸化水素蒸気を供給する装置となっている。
この滅菌蒸気発生装置１は、その内部に蒸発室２を形成する円筒状のハウジング３と、上記蒸発室２に滅菌液体としての過酸化水素水溶液を供給する液体供給手段４と、ハウジング３に設けられた導入筒１３を介して蒸発室２に気体を送気する送気手段５と、ハウジング３の外周面を囲繞して上記蒸発室２を加熱する加熱手段６とによって構成されている。
そして液体供給手段４が供給した過酸化水素水溶液は加熱手段６によって加熱された蒸発室２で蒸発し、この蒸発した過酸化水素蒸気は送気手段５によって導入された気体と混合され、気体とともに蒸発室２から排出されるようになっている。

上記ハウジング３は過酸化水素によって腐蝕せず、また熱伝導性の良いアルミ製となっており、有底円筒状に形成され下部が閉塞された本体部１１と、当該本体部１１の上部開口を閉塞する蓋部１２とから構成され、本体部１１の中心軸が鉛直方向を向くように設置されている。
そしてハウジング３内の上記蒸発室２は、本体部１１の内部に形成された円筒状の内周面として、上下部とも径の等しい円筒面１１ａと、円筒面１１ａの下方側に形成された下方に向けて縮径する円錐面１１ｂとを有しており、さらにこの円錐面１１ｂの下端を塞ぐ下端面１１ｃと、円筒面１１ａの上端を塞ぐ上端面１２ａとにより区画されている。
また本体部１１には導入筒１３が設けられていて、円筒面１１ａに開口した導入口１３Ａを介して送気手段５からの気体が蒸発室２内に送気されるようになっている。この導入筒１３は図１のように水平方向に設けられるとともに、図２のように円筒面１１ａの中心に対して偏心した位置に設けられている。
そして導入口１３Ａは図２に示すように上記送気手段５からの気体を円筒面１１ａの接線方向にむけて蒸発室２に導入するようになっている。
さらに蓋部１２にはその中央部を貫通させて円筒状の排出筒１４が設けられ、当該排出筒１４は図１に示すように垂直方向に設けられるとともに、その下端は蒸発室２内を上記導入口１３Ａの位置を越えて下方へ突出され、円錐面１１ｂのおよそ中間位置まで達している。
そしてその先端開口を排出口１４Ａとし、反対側を蒸発室２の外部に突出させ、図示しない配管を介してアイソレータ、滅菌装置など、滅菌蒸気を使用する空間や装置と連通させている。
そして本体部１１における上記下端面１１ｃの下方には温度センサ１５が挿入され、蒸発室２の温度を測定するようになっている。

次に、本実施例における液体供給手段４は３５％濃度の過酸化水素水溶液を蒸発室２に供給し、上記蓋部１２を貫通して設けられた滴下ノズル４ａによって過酸化水素水溶液を直径約１〜３ｍｍの液滴にして蒸発室２内に滴下するようになっている。
なお、本実施例では、上記過酸化水素水溶液を滅菌液体、その蒸気化された状態を滅菌蒸気としているが、これに限らず、他の滅菌、殺菌作用を有する液体を対象に蒸気化できることは言うまでもなく、本発明における滅菌液体、滅菌蒸気の表現は、広義には殺菌液体、殺菌蒸気を含むものである。
そして上記滴下ノズル４ａは図２に示すように上記導入口１３Ａに対して円周方向へ１８０°程度位置をずらした反対側に合計で３ヶ所に設けられ、またこの滴下ノズル４ａは過酸化水素水溶液が上記円錐面１１ｂに滴下されるよう、円錐面１１ｂの上方に位置している。
このように、本実施例では上記特許文献１のように過酸化水素水溶液を噴霧していないため、滅菌液体を噴霧するために必要なチャンバや気体圧縮手段などの設備が不要であり、また滅菌液体の使用量が少なく、噴霧に使用するノズルが目詰まるといった問題が生じることもない。

つぎに、送気手段５は滅菌された乾燥エアを所定温度にまで加熱する図示しない加熱機構を備えており、蒸発室２に１００℃に加熱された気体を一定の流量で送気するようになっている。
また、加熱手段６は上記円錐面１１ｂの位置に合わせて本体部１１の外周を囲繞して設けたバンドヒータであり、このバンドヒータによってハウジング３を加熱することで、本体部１１の熱伝導によって蒸発室２の円錐面１１ｂを１２０℃まで加熱するようになっている。
本実施例で使用する３５％濃度の過酸化水素水溶液は１０８℃で完全に蒸発する事が知られており、滴下された過酸化水素水溶液は、円錐面１１ａに付着すると直ちに蒸発して蒸気化され、加熱された気体流によって再び液化することを防止されて蒸発室２から送り出される。

このような構成により、本実施例における滅菌蒸気発生装置１は以下のように過酸化水素蒸気を供給するようになっている。
最初に、送気手段５で加熱され送気された乾燥エアは、導入筒１３を介して導入口１３Ａより蒸発室２内へ吹き込まれる。この際、導入口１３Ａは円筒面１１ａの接線方向に気体を導入するよう設けられており、排出筒１４は導入口１３Ａを開口させた位置よりも下方まで突出させているので、導入された乾燥エアの気流は、円筒面１１ａと排出筒１４の外周面の間に形成された通路を旋回し、次第に螺旋を描くように下方へ流れる。
円筒面１１ａの下方側には、下方へ向けて縮径する円錐面１１ｂが連続して形成されており、螺旋状に旋回する気流は渦巻き状にその旋回径を縮小されながら下方へ流れ、排出筒１４の突出した先端部を過ぎると、気体自体が加熱されているとともに加熱手段６により蒸発室２も加熱されていることから、鉛直方向へ配置した排出筒１４の内部を上方に向けて上昇気流が生じて、渦の中央部が排出口１４Ａから排出筒１４を通って蒸発室２の外部へ吹き出されるようになる。

次に、このような気流状態において、各滴下ノズル４ａから液体供給手段４より送液される過酸化水素水溶液が滴下されると、すでに必要な温度まで加熱されている円錐面１１ｂに付着することで瞬時に蒸発され蒸気化される。
蒸発して生じた過酸化水素蒸気は、乾燥エアの気流に乗って旋回され、周回運動するが、比較的大きな粒子は旋回されることで生じる遠心力により外周側に飛ばされるので、粒子の細かなものから上昇気流に乗って排出口１４Ａから排出筒１４を上方へ送られ蒸発室２から排出される。
外周側へ飛ばされた大きな粒子は、円錐面１１ｂに衝突することで再度蒸発され、細かな粒子となって蒸発室２から排出される。このようにして過酸化水素蒸気を発生させて送り出すことができるので、滴下ノズル４ａから過酸化水素水溶液を順次滴下させることで、過酸化水素水蒸気を攪拌して均一に混合させた滅菌蒸気を、粒子の大きさを均一化して連続的に供給することが可能となる。
そして本体部１１の下方に挿入されている温度センサ１５により、蒸発室２の温度を測定し、このときの温度が所定温度以下の場合には、過酸化水素水溶液が完全に蒸発していないものと判断できる。

以上のようにして排出された過酸化水素蒸気は、均一に混合されるとともに粒子が細かくされているので、配管内を移動する間に再び液化されにくくなっている。
これに対し、特許文献１の滅菌蒸気発生装置では、気体の熱で過酸化水素水溶液を蒸発させているので熱効率が低く、大量の過酸化水素水溶液が蒸発室２に噴霧されると、蒸発しない過酸化水素水溶液が排出されたり、蒸発してもその粒子が不ぞろいとなって、排出口から移動する間に再び液化してしまうおそれがある。
また、特許文献２の滅菌蒸気発生装置では、過酸化水素水溶液は過熱手段によって蒸発するので熱効率は良いが、蒸発室内の気体の流れによって充分に過酸化酸素蒸気の粒子が細かくされておらず、これも排出口から移動する間に再び液化してしまうおそれがある。

本実施例における滅菌蒸気発生装置の断面図。 滅菌蒸気発生装置の平面図。

符号の説明

１ 滅菌蒸気発生装置 ２ 蒸発室
３ ハウジング ４ 液体供給手段
４ａ 滴下ノズル ５ 送気手段
６ 加熱手段 １１ａ 円筒面
１１ｂ 円錐面 １３ 導入筒
１３Ａ 導入口 １４ 排出筒
１４Ａ 排出口

Claims (2)

1. ハウジング内に形成された蒸発室内に滅菌液体を供給する液体供給手段と、導入口を介して蒸発室に気体を送気する送気手段とを備え、液体供給手段によって供給された滅菌液体を蒸発室内で蒸発させ、この蒸気を送気手段からの気体とともに排出口より蒸発室の外部に排気する滅菌蒸気発生装置において、
   上記蒸発室を上下両端が端面によって閉塞された円筒状に形成するとともに、円筒状の内周面に接線方向から気体を送気するように導入ロを設け、また上方の端面の中央部に外部と連通する排出筒を蒸発室内に突出させて設け、当該排出筒の蒸発室に突出した先端部を排出口とし、さらにハウジングに蒸発室を加熱する加熱手段を備え、
   さらに、上記蒸発室は、内周面として下方に向けて縮径する円錐面を有しており、上記液体供給手段が該円錐面に滅菌液体を滴下し、加熱手段が円錐面を加熱することにより、滅菌液体を円錐面にて蒸発させることを特徴とする滅菌蒸気発生装置。
2. 上記排出筒は導入ロを越えて蒸発室内に突出していることを特徴とする請求項１に記載の滅菌蒸気発生装置。

Images