JP4755287B2 - プラズマ滅菌器の液体定量供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラズマ滅菌システムの液体定量供給装置に係り、さらに詳しくは、液状の過酸化水素溶液を供給して装置内で蒸発拡散させることにより生成された過酸化水素蒸気、およびプラズマを用いて、被消毒物、例えば医療器具などの表面に存在する微生物を滅菌消毒する際に、滅菌剤としての液体、すなわち微量の過酸化水素溶液を定量的に自動供給することができるようにした、過酸化水素溶液を用いたプラズマ滅菌システムの液体定量供給装置に関する。

従来、使い捨てまたは再使用医療器具を滅菌消毒するために様々な方法が用いられてきた。このような様々な方法の中でも、特にスチームまたは乾熱を用いた方法が広く使われていたが、これらの方法は熱または蒸気に弱い被消毒物に対しては適用することができないという欠点があった。

また、エチレンオキシド（ＥｔＯ）ガスを用いる方法もあるが、この方法は、被消毒物に毒性の残留物が残るおそれがあり、これを使用した患者に深刻な悪影響を及ぼすおそれがあるので、被消毒物に残った毒性の残留物を除去する追加の過程が必要とされることにより、多くの費用または時間がかかるという欠点があった。

このような欠点を解決するための方法の一環として、韓国特許第０１３２２３３号の「過酸化水素プラズマ滅菌システム」には、滅菌させる被滅菌物品を過酸化水素蒸気と予め接触させた後、過酸化水素から活性種(active species)を生成させて滅菌させ、プラズマを用いて、被滅菌物に残留する過酸化水素を非毒性産物に分解させて除去することが開示されている。

このような低温のプラズマ滅菌消毒システムにおいて、過酸化水素を供給する装置は、過酸化水素溶液が一定量注入されているカプセル型カセット方式を採用している。この方式は、カセットがインジェクターバルブアセンブリ(injector valve assembly)へ移動して滅菌チャンバーにおける真空による圧力差により気化器へ移動することにより、カプセルに入っている溶液を気体として蒸発させて滅菌消毒反応器内へ供給する方式である。

ところが、このような方法は、１０個のカプセル（１回の滅菌消毒工程で１つのカプセルが用いられる）を有するカプセル型カセット１つで１０回の消毒工程を済ませると、さらに１０個のカプセルが注入された新しいカセットで取り替えなければならないという欠点がある。この装置は、微量の液体を定量的に供給する構造が非常に複雑で価格も高価であるという欠点があった。

そこで、上述した問題点を解決するために、本発明の出願人は、カセットの取替による不便さを取り除くことができ、構造が単純なので製造コストを減らすことができるうえ、微量のプラズマ発生用過酸化水素溶液を定量的に自動供給することができるようにしたプラズマ発生用液体供給装置を先出願し、登録（韓国特許第１０−３９６１９５号）を受けたことがある。

前述したプラズマ発生用液体供給装置は、モーターの駆動によってピストンが往復運動しながら過酸化水素溶液を定量的に反応容器へ供給するように構成されたものである。ところが、前述した装置も、その構成が複雑であり、正確な定量の供給が確実に行われないという欠点があった。

また、図１および図２に示すように、過酸化水素溶液容器から排出される過酸化水素を別途のタンク１２に捕集し、タンク１２からソレノイド弁１４を用いて別途のバスケット２０へ排出させた後、バスケット２０に捕集された過酸化水素溶液をソレノイド弁２２によって反応容器へ定量的に供給するプラズマ発生用液体供給装置１０が提示された。

ところが、このような構造は、ソレノイド弁を用いてバスケットに定量の過酸化水素溶液を供給しなければならないことにより、電気的欠陥発生の際に定量の過酸化水素溶液がバスケットへ供給されないおそれがあった。

その上、バスケットに定量の過酸化水素溶液が供給されたか否かを確認するための別途の測量センサーがバスケットに備えられなければならず、測量センサーの感知に応じてソレノイド弁の開閉が制御されるようにするから、その構成が複雑であるという問題点もあった。

特開２００６−２０４８８９号公報 米国特許第４７５６８８２号 特開２００２−３６０６７２号公報 米国特許第７１０１５１８号

そこで、本発明は、前述した問題点を解決するためのもので、その目的は、過酸化水素蒸気およびプラズマを用いて、被消毒物、例えば医療器具などの表面に存在する微生物を滅菌消毒する際に、滅菌剤、すなわち微量の過酸化水素溶液を定量的に自動供給することができるうえ、簡単な構成を有する、プラズマ滅菌システムの液体定量供給装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、定量シリンダーと定量ピストンの簡単な構成および原理を用いて過酸化水素溶液を定量的に供給するようにすることにより、定量バスケットに別途の測量センサーを設置しなくても済むので、非常に簡単な構成を有する、プラズマ滅菌システムの液体定量供給装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、使用期間を経過した溶液が定量シリンダーにある場合、これをドレインシリンダー部によって簡単に収去して廃棄処分することができるようにすることにより、そのメンテナンスを容易にした、プラズマ滅菌システムの液体定量供給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に、本発明は、液体容器の注入口が挿入されて液体容器内の液体が自由落下により供給されるための定量流入管、および液体が自由落下により排出されるための定量流出管を備える定量シリンダーと、定量シリンダー内を直線往復運動するもので、先端の一側に一定の深さで凹設された定量移送溝を有する定量ピストンと、定量ピストンの直線往復運動によって定量の液体を供給される定量バスケットとを含む、プラズマ滅菌システムの液体定量供給装置を提供する。

この場合、定量ピストンの定量移送溝は、定量ピストンが下死点に位置するときには定量シリンダーの定量流出管と同一線上に位置し、定量ピストンが上死点に位置するときには定量シリンダーの定量流入管と同一線上に位置することが好ましい。

また、定量シリンダーには、定量ピストンが下死点に前進する場合、定量シリンダーの内部空間に位置する空気をバイパスするためのバイパス流路が設けられることが好ましい。

また、バイパス流路の流出部は、定量ピストンが下死点に到達したとき、定量ピストンの定量移送溝と同一線上に位置することが好ましい。

一方、定量シリンダー内の溶液が使用期間を経過した場合、これを収去するためのドレインシリンダー部がさらに備えられることが好ましい。

ここで、ドレインシリンダー部は、定量シリンダーの内部空間に連結されるドレイン流入管、および液体が自由落下により排出されるためのドレイン流出管を有するドレインシリンダーと、ドレインシリンダー内を直線往復運動するもので、先端の一側に一定の深さで凹設されたドレイン移送溝を有するドレインピストンと、ドレインピストンの直線往復運動によって、廃棄される液体を供給されるドレインバスケットとを含むことが好ましい。

この場合、ドレインピストンの先端にはバイパス流路が設けられることが好ましい。

また、ドレインピストンが下死点に前進する場合、ドレイン移送溝によってドレイン流入管とドレイン流出管とが互いに連結されることが好ましい。

また、ドレインピストンが上死点に後進する場合、ドレインピストンによってドレイン流入管およびドレイン流出管が閉鎖されることが好ましい。

上述したように、本発明に係るプラズマ滅菌システムの液体定量供給装置によれば、定量シリンダーと定量ピストンを用いた簡単な構成で出来ており、その製作コストが低く、液体、すなわち過酸化水素溶液がピストンの直線往復運動の回数に応じて定量バスケットに定量的に注入されるという効果がある。

また、定量ピストンの直線往復運動の回数に応じて定量バスケットへ定量の過酸化水素溶液を供給することができることにより、定量バスケットに別途の測量センサーを設置しなくても済むという効果がある。

また、定量シリンダーに残存する過酸化水素溶液が使用期間を経過した場合には、ドレインシリンダーとドレインピストンを用いてドレインバスケットへ排出させることができることにより、そのメンテナンスが容易になるという効果もある。

従来のプラズマ滅菌システムにおける液体定量供給装置を概略的に示す構図である。 従来のプラズマ滅菌システムにおける液体定量供給装置を概略的に示す構図である。 本発明に係る液体定量供給装置が適用されたプラズマ滅菌システムの構成図である。 本発明に係るプラズマ滅菌システムにおける液体定量供給装置の作動関係を示す構成図である。 図４の液体定量供給装置における定量シリンダーの詳細構造を示す構成図である。 図４の液体定量供給装置における定量シリンダーの詳細構造を示す構成図である。 液体定量供給装置におけるドレインシリンダーの詳細構造を示す構成図である。 液体定量供給装置におけるドレインシリンダーの詳細構造を示す構成図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。

図３は本発明に係る液体定量供給装置が適用されたプラズマ滅菌システムの構成図であって、気体状の過酸化水素蒸気とプラズマを用いて被消毒物を滅菌消毒するシステムを示す。

特に、被消毒物、例えば医療器具などの表面に存在する微生物を滅菌消毒するために、滅菌剤としての過酸化水素溶液を使用し、過酸化水素蒸気とプラズマの発生中に生成された反応活性物質とによって滅菌を行い、プラズマの発生に先立って気体状の過酸化水素で予備処理を行う工程を含む。

図示したように、本発明の反応容器３０は、滅菌させようとする医療道具または手術用道具などの被滅菌物品１１を包装材料で包んで入れることが可能なチャンバーであって、内部には被滅菌物品１１を載せることが可能なトレイー１３が設置されており、下部には内部の気体を脱気して真空にすることができるように排出ライン１５を介して真空ポンプ１４が連結設置されている。また、反応容器３０の一側にはドア１６が設置されている。

反応容器３０の外側にはプラズマ発生器２０が設けられるが、このプラズマ発生器２０は、２つの電極が対向して設置されたプラズマチャンバー２１を備え、このプラズマチャンバー２１の電極には、最適のプラズマを発生させることが可能な周波数を有する高電力供給源２２が電気的に連結されている。

排出ライン１５には、反応容器３０内の気体がプラズマを通過するようにプラズマ処理器１０が設けられている。このプラズマ処理器１０は、プラズマチャンバー３１と高電力供給源３２から構成される。

反応容器３０の外側には、蒸発ポート４０に滅菌剤としての過酸化水素水溶液を供給することができるように液体定量供給装置１００が連結されており、
定量的に制御された液状の過酸化水素が蒸発ポート４０の内部に供給されると、蒸発ポート４０が過酸化水素溶液を蒸発、拡散させながら過酸化水素蒸気を生成する。

図面中、未説明符号４７は圧力制御弁を示す。この圧縮制御弁は、反応容器３０の真空雰囲気を調節するために排出ライン１５上に設けられるものである。

反応容器３０には、その内部の真空雰囲気を解除することが可能な圧力解除弁４５、およびこの圧力解除弁４５に引き込まれる外気中の異物を除去するためのフィルター４６が設けられている。

一方、図４は本発明の要部である液体定量供給装置の作動関係を示す構成図である。この液体定量供給装置１００は、液体自動供給器内のプラズマ発生用液体を第１噴出供給管１１２と第２噴出供給管１１３を介して第１気化器１３０と第２気化器１３１で気化させて反応容器３０へ供給するものである。液体自動供給器は、モーター（図示せず）の回転に応じて定量シリンダー１０１と定量ピストン１０６によって微量のプラズマ発生用液体を第１噴出供給管１１２へ自動供給する。

この際、液体自動供給器によって供給される微量のプラズマ発生用液体、すなわち過酸化水素溶液は、定量バスケット１１０に捕集され、第１噴出供給管１１２に設置された第１ソレノイド弁１２０と三方弁１２１によって第２噴出供給管１１３へ自動供給される。

第２噴出供給管１１３に供給された過酸化水素溶液は、第２ソレノイド弁１５０と第３ソレノイド弁１５１を介して、第１気化器１３０の第１ヒーター１３２および第２気化器１３１の第２ヒーター１３３によって気化させて反応容器３０へ供給する。

第１気化器１３０と第２気化器１３１には液体の気化のために第１ヒーター１３２と第２ヒーター１３３がそれぞれ設置されており、第１ヒーター１３２と第２ヒーター１３３は電気的に連結された温度調節器によって温度調節が行われる。

液体定量供給装置１００は定量シリンダー部とドレインシリンダー部からなっており、定量シリンダー部の内部空間１０３とドレインシリンダー部の内部空間１０９はそれぞれ定量流入管１０２とドレイン流入管１６３に連結されている。

液体定量供給装置１００の定量シリンダー部は、図５および図６に示すように、液体容器、すなわち過酸化水素溶液容器が設置されるもので、容器から過酸化水素溶液が供給される流入管１０２、および定量バスケット１１０へ一定量の過酸化水素溶液を排出させる流出管１０５を備える定量シリンダー１０１と、定量シリンダーの内部空間１０３を直線往復運動しながら、流入管１０２から供給された一定量の過酸化水素溶液を流出管１０５へ排出させる定量ピストン１０６とを含む。

定量ピストン１０６の先端には定量移送溝１０７が凹設されている。この定量移送溝１０７は、定量ピストン１０６が下死点に位置する場合には定量シリンダー１０１の流出管１０５と同一線上に位置し、定量ピストン１０６が上死点に位置する場合には定量シリンダー１０１の流入管１０２と同一線上に位置する。

一方、定量シリンダー１０１の一側にはバイパス流路１０４が設けられている。バイパス流路１０４は、定量ピストン１０６が下死点に前進するとき、圧縮された空気が通過して定量ピストン１０６の定量移送溝１０７へ噴射されるように構成されるため、定量ピストン１０６の定量移送溝１０７によって過酸化水素溶液が流出管１０５を介して定量バスケット１１０へより容易に排出されるようにする機能を担当する。

以下、上述したように構成された液体定量供給装置１００の定量シリンダー１０１の作動関係についてより詳細に説明する。

まず、定量シリンダー１０１の流入管１０２に、蓋の開いた状態で過酸化水素溶液容器（図示せず）が挿入された状態で、図５に示すように、定量ピストン１０６は、上死点、すなわち定量シリンダー１０１内で後進した状態に位置すると、容器内の過酸化水素溶液は、自由落下によって定量ピストン１０６の定量移送溝１０７を含んで定量シリンダー１０１の流入管１０２に一定の高さに満ちた状態となる。

この状態で、モーターに駆動信号が印加されると、定量ピストン１０６が下死点に向かって、すなわち定量シリンダー１０１内で前進するが、この際、図６に示すように、定量ピストン１０６の定量移送溝１０７に位置する定量の過酸化水素溶液は定量ピストン１０６に沿って前進する。

定量ピストン１０６が前進するとき、定量シリンダー１０１の内部空間１０３に存在する空気は圧力によってバイパス流路１０４を通過し、このようにバイパス流路１０４を通過した空気は定量ピストン１０６が前進した状態で定量移送溝１０７に送風される。

また、定量ピストン１０６は、下死点に到達すると、その定量移送溝１０７が定量シリンダー１０１の流出管１０５と同一線上に位置するところ、定量移送溝１０７に位置する定量の過酸化水素溶液は、バイパス流路１０４を通過した空気の送風によって流出管１０５を介して定量バスケット１１０に自由落下する。

このように定量の過酸化水素溶液を定量バスケット１１０へ供給した定量ピストン１０６は、さらにモーターの駆動によって上死点に後進した後、さらに下死点へ前進する過程を繰返し行うことにより、継続的に定量の過酸化水素溶液を定量バスケット１１０へ定量的に供給する。

定量バスケット１１０に定量的に供給された過酸化水素溶液は、ソレノイド弁１２０を介して気化器に供給されて反応容器への供給がなされる。

前述したように、定量ピストン１０６の往復運動回数に応じて、定量バスケット１１０へ供給される過酸化水素溶液の注入量が調節されるところ、定量バスケット１１０に別途のセンサーを取り付けなくても過酸化水素溶液の供給量を正確に測定することができる。

液体定量供給装置１００のドレインシリンダー部は、図７および図８に示すように、定量シリンダー１０１から過酸化水素溶液が供給されるドレイン流入管１６３と、ドレインシリンダー１７０の内部空間１０９を直線往復運動しながら、ドレイン流入管１６３から供給された使用期間経過済みの過酸化水素溶液をドレイン流出管１６２を介してドレインバスケット１７１へ排出させるドレインピストン１０８とを含む。

ドレインピストン１０８の先端にはドレイン移送溝１６０が凹設されているが、このドレイン移送溝１６０は、図７に示すように、ドレインピストン１０８が下死点に位置する場合にはドレイン流入管１６３を遮断させ、図８に示すように、ドレインピストン１０８が上死点に位置する場合にはドレイン流入管１６３とドレイン流出管１６２との連結管を形成する。

一方、ドレインピストン１０８の一側にはバイパス流路１６１が設けられているが、バイパス流路１６１は、ドレインピストン１０８が下死点に前進するとき、圧縮された空気が通過してドレインピストン１０８のドレイン移送溝１６０へ噴射されるように構成され、ドレインピストン１０８のドレイン移送溝１６０によって、使用期間を経過した過酸化水素溶液がドレイン流出管１６２を介してドレインバスケット１７１へより容易に排出されるようにする機能を担当する。

以下、上述したように構成された液体定量供給装置１００のドレインシリンダー１７０の作動関係についてより詳細に説明する。
まず、ドレインシリンダー１７０のドレイン流入管１６３に定量シリンダー１０１内の使用期間経過済みの過酸化水素溶液が流入した状態で、図７に示すように、ドレインピストン１０８が、下死点、すなわちドレインシリンダー１７０内で前進した状態に位置すると、ドレイン移送溝１６０はドレイン流入管１６３とドレイン流出管１６２との間で連結管を形成せず、過酸化水素溶液はドレイン流入管１６３と定量シリンダー１０１に一杯に満ちた状態となる。

この状態で、モーターに駆動信号が印加されると、ドレインピストン１０８が上死点に向かって、すなわちドレインシリンダー１７０内で後進すると、この際、図８に示すように、ドレインピストン１０８のドレイン移送溝１６０がドレイン流入管１６３とドレイン流出管１６２との間で連結管を形成することにより、使用期間が経過した過酸化水素溶液をドレインバスケット１７１へ排出させる。

この場合、ドレインピストン１０８の前・後進に応じて、ドレインシリンダー１７０の内部空間１０９に存在する空気はバイパス流路１６１を通過してドレインシリンダー１７０の内部空間１０９の圧力を一定にする。

１００：液体定量供給装置
１０１：定量シリンダー
１０２：定量流入管
１０４：バイパス流路
１０５：定量流出管
１０６：定量ピストン
１０７：定量移送溝
１１０：定量バスケット
１０８：ドレインピストン
１６０：ドレイン移送溝
１６２：ドレイン流出管
１６３：ドレイン流入管
１７０：ドレインシリンダー
１７１：ドレインバスケット

Claims (7)

1. 液体容器の注入口が挿入されて前記液体容器内の液体が自由落下により供給されるための定量流入管、および前記液体が自由落下により排出されるための定量流出管を有する定量シリンダーと、
   前記定量シリンダー内を直線往復運動するもので、先端の一側に一定の深さで凹設された定量移送溝を有する定量ピストンと、
   前記定量シリンダー内の前記液体が、前記定量流出管を通して、前記定量ピストンの直線往復運動によって定量供給される定量バスケットと、を含み、
   前記定量シリンダーは、前記定量ピストンが下死点に前進する場合、前記定量シリンダーの内部空間に位置する空気をバイパスするためのバイパス流路を有し、
   前記バイパス流路の流出部は、前記定量シリンダーの前記定量流出管に同一線上に位置し、
   前記定量ピストンの定量移送溝は、前記定量ピストンが下死点に位置するときには前記定量シリンダーの前記定量流出管と同一線上に位置し、前記定量ピストンが上死点に位置するときには前記定量シリンダーの定量流入管と同一線上に位置することを特徴とするプラズマ滅菌システムの液体定量供給装置。
2. 前記バイパス流路の流出部は、前記定量ピストンが下死点に到達したとき、前記定量ピストンの定量移送溝と同一線上に位置することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ滅菌システムの液体定量供給装置。
3. 前記定量シリンダーの内部空間に接続され、前記定量シリンダー内の溶液が使用期間を経過したときに前記溶液を収去するためのドレインシリンダー部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ滅菌システムの液体定量供給装置。
4. 前記ドレインシリンダー部は、
   内部空間を有するドレインシリンダーであり、前記定量シリンダーの内部空間と前記ドレインシリンダーの内部空間とを連結するドレイン流入管、および前記溶液を前記ドレインシリンダーの内部空間から自由落下により排出するためのドレイン流出管を有するドレインシリンダーと、
   前記ドレインシリンダー内を直線往復運動するもので、先端の一側に一定の深さで凹設されたドレイン移送溝を有するドレインピストンと、
   前記ドレインピストンの直線往復運動によって、前記ドレイン流出管から廃棄される前記溶液が供給されるドレインバスケットと、を含むことを特徴とする請求項３に記載のプラズマ滅菌システムの液体定量供給装置。
5. 前記ドレインピストンの先端にはバイパス流路が設けられることを特徴とする、請求項４に記載のプラズマ滅菌システムの液体定量供給装置。
6. 前記ドレインピストンが下死点に前進する場合、前記ドレインピストンによって前記ドレイン流入管および前記ドレイン流出管が閉鎖されることを特徴とする、請求項４に記載のプラズマ滅菌システムの液体定量供給装置。
7. 前記ドレインピストンが上死点に後進する場合、前記ドレイン移送溝によって前記ドレイン流入管と前記ドレイン流出管とが互いに連結されることを特徴とする請求項４または請求項６に記載のプラズマ滅菌システムの液体定量供給装置。