JP5603065B2 - 滅菌物質供給装置およびアイソレータ - Google Patents

Description

本発明は、アイソレータおよびアイソレータ用の滅菌物質供給装置に関する。

アイソレータは、無菌環境にある作業室をその内部に有し、作業室において無菌環境であることが要求される作業、たとえば細胞培養などの生体由来材料を対象とする作業を行うためのものである。ここで、無菌環境とは、作業室で行われる作業に必要な物質以外の混入を回避するために限りなく無塵無菌に近い環境をいう。

作業室は気体供給口と気体排出口とを備え、作業室内には気体供給口から空気が供給され、気体排出口から空気が排出される。一般にアイソレータでは、作業室内の無菌環境を確保するために、気体供給口にＨＥＰＡフィルタなどの微粒子捕集フィルタが設けられ、微粒子捕集フィルタを介して空気が作業室に供給される。また、気体排出口にも微粒子捕集フィルタが設けられ、作業室内の空気は微粒子捕集フィルタを介して作業室から排出される。

また、アイソレータでは、過酸化水素などの滅菌物質を作業室内に噴霧し、作業室内を滅菌する滅菌処理が実行される（特許文献１および２参照）。

特開２００６−３２０３９２号公報 特開２００５−３１２７９９号公報

滅菌処理では、ガス状の滅菌物質が作業室に供給される。従来のアイソレータでは、滅菌処理を行う際に、滅菌物質をガス状にするのに長時間の準備を要していたため、滅菌処理全体の時間が長くなり、アイソレータでの作業効率が低下するという課題があった。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、滅菌処理に要する時間を短縮化し、アイソレータでの作業効率を向上させる技術の提供にある。

本発明のある態様は、滅菌物質供給装置である。当該滅菌物質供給装置は、底部に超音波振動子が取り付けられ、その内部に前記超音波振動子で発生した超音波振動を伝播する液体を収容する伝播液収容部と、伝播液収容部の上面開口を塞ぐようにその底部が超音波振動子の側へ突出して取り付けられ、滅菌物質原料である過酸化水素水を容れる容器と、を含む霧化部と、霧化部によって霧化された過酸化水素水を加熱して気化させる気化部と、から成り、気化部は、霧化部の上方に立設され、その下部開口が容器と連通し、下部側面に霧化された過酸化水素水を搬送するキャリアガスが流入するキャリアガス供給口と、上部にキャリアガスとともに過酸化水素を外部に供給する過酸化水素供給口とを有する加熱管と、加熱管の内部に設けられたヒータとを備え、霧化部によって霧化された過酸化水素水をキャリアガスによって気化部に搬送し、気化部において気化した過酸化水素ガスをキャリアガスとともに外部に供給することを特徴とする。

この態様の滅菌物質供給装置によれば、過酸化水素を超音波振動子を有する霧化部によって霧化（ミスト化）した後、気化部によって気化（ガス化）する二段階方式が採用することにより、過酸化水素のガス化を速やかに進行させることができる。また、気化部で投与する熱量を従来に比べて小さくすることができる。これにより、過酸化水素をガス化するのに要する時間を短縮化することができ、ひいては滅菌処理全体の時間を短縮化することができる。この結果、アイソレータでの作業効率を向上させることができる。

本発明の他の態様は、アイソレータである。当該アイソレータは、生体由来材料を対象とする作業を行うための作業室を備え、底部に超音波振動子が取り付けられ、その内部に超音波振動子で発生した超音波振動を伝播する液体を収容する伝播液収容部と、伝播液収容部の上面開口を塞ぐようにその底部が超音波振動子の側へ突出して取り付けられ、滅菌物質原料である過酸化水素水を容れる容器と、を含む霧化部と、霧化部によって霧化された過酸化水素水を加熱して気化させる気化部と、から成り、気化部は、霧化部の上方に立設され、その下部開口が容器と連通し、下部側面に霧化された過酸化水素水を搬送するキャリアガスが流入するキャリアガス供給口と、上部に前記キャリアガスとともに過酸化水素を外部に供給する過酸化水素供給口とを有する加熱管と、加熱管の内部に設けられたヒータとを備えた滅菌物質供給装置を備え、霧化部によって霧化された過酸化水素水をキャリアガスによって気化部に搬送し、気化部において気化した過酸化水素ガスをキャリアガスとともに過酸化水素供給口から作業室に供給することを特徴とする。

本発明によれば、滅菌処理に要する時間を短縮化し、アイソレータでの作業効率を向上させることができる。

実施の形態１に係るアイソレータの構成を示す概略図である。 図２（Ａ）は、実施の形態１に係るアイソレータが有する滅菌物質供給装置の構成を示す概略図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 実施の形態１に係るアイソレータが有する滅菌物質供給装置において、滅菌ガスを生成する際のタイミングチャートである。 図４（Ａ）は、滅菌物質供給装置の変形例１を示す概略図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図５（Ａ）は、滅菌物質供給装置の変形例２を示す概略図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るアイソレータ１００の構成を示す概略図である。図１に示すように、実施の形態１に係るアイソレータ１００は、細胞抽出、細胞培養などの生体由来材料を対象とする作業を行なうための作業室１０と、作業室１０に気体を供給する気体供給部４０と、作業室１０の気体を排出する気体排出部５０と、作業室１０に滅菌物質を供給する滅菌物質供給装置２００と、これらの制御を行なう制御部９０とを備える。ここで、生体由来材料とは、細胞を含む生物そのもの、あるいは生物を構成する物質、または生物が生産する物質などを含む材料を意味する。

気体供給部４０には、吸気口４２、三方弁４４、およびファン４６が設けられている。吸気口４２を経由して外部から空気が取り込まれる。三方弁４４は、経路７０を経由して吸気口４２の気体流れ下流側、および経路８０を経由して滅菌ガス生成部２０２の気体流れ下流側に接続されている。また、三方弁４４は、経路７２を経由してファン４６の気体流れ上流側に接続されている。三方弁４４は、経路７０から経路７２方向、または経路８０から経路７２方向への気体流路の排他的な切り換えが可能である。吸気口４２を経由して取り込まれた空気、または経路８０を経由して送出された滅菌物質を含む気体は、三方弁４４を経由してファン４６に取り込まれる。

ファン４６は、経路７２を経由して三方弁４４方向から取り込んだ気体を、経路７４を経由して作業室１０方向へ送り出す。ファン４６は、制御部９０によるＯＮ／ＯＦＦの切換え制御が可能である。なお、ファン４６は排気量を連続的に調節可能である。

作業室１０には前面扉１２が開閉可能に設けられている。また前面扉１２の所定の位置には、作業室１０で作業を行なうための作業用グローブ１４が設けられている。作業者は前面扉１２に設けられた図示しない開口部から作業用グローブ１４に手を挿入して、作業用グローブ１４を通じて作業室１０で作業を行なうことができる。作業室１０には、ファン４６から送出された気体が気体供給口１６から取り込まれ、気体排出口１８から気体が排出される。気体供給口１６にはＨＥＰＡフィルタ２０が、気体排出口１８にはＨＥＰＡフィルタ２２が、それぞれ設けられている。これらにより作業室１０の無菌状態が確保される。作業室１０から出た気体は、気体排出口１８、ＨＥＰＡフィルタ２２、および経路７６を経由し、気体排出部５０に送出される。

気体排出部５０には、気体流れに従って、三方弁５２、滅菌物質低減処理部５４、および排気口５８が、この順に設けられている。

三方弁５２は、経路７６を経由して作業室１０の気体流れ下流側に、かつ、経路８２を経由して滅菌物質低減処理部５４の気体流れ上流側に接続されている。また、三方弁５２は、経路７８を経由して後述する滅菌物質供給装置２００の気体流れ上流側に接続されている。三方弁５２は、経路７６から経路８２方向、または経路７６から経路７８方向への気体流路の排他的な切り換えが可能であり、経路７６を経由して取り込まれた気体は、経路８２方向または経路７８方向へ送出される。

滅菌物質低減処理部５４は、三方弁５２を経由して送出された気体に含まれる滅菌物質の濃度の低減化処理を行なう。滅菌物質低減処理部５４はたとえば白金などの金属触媒を含み、活性炭などを含んでもよい。

作業室１０の外部には、作業室１０に滅菌物質を供給する滅菌物質供給装置２００が設けられている。滅菌物質供給装置２００は、作業室１０に滅菌物質を供給してアイソレータ１００内を循環させることで、作業室１０および経路を無菌環境とすることができる。ここで、無菌環境とは、作業室で行われる作業に必要な物質以外の混入を回避するために限りなく無塵無菌に近い環境をいう。本実施の形態において滅菌物質は過酸化水素である。

図１に示すように、滅菌物質供給装置２００は、三方弁５２および経路７８の気体流れ下流側、かつ経路８０および三方弁４４の気体流れ上流側に接続されている。滅菌物質供給装置２００は、滅菌物質カートリッジ２６０、ポンプ２６４、および滅菌ガス生成部２０２を有する。滅菌物質カートリッジ２６０は、滅菌物質として過酸化水素水を貯蔵する。ポンプ２６４は、滅菌物質カートリッジ２６０に貯蔵された過酸化水素水を汲み上げ、滅菌ガス生成部２０２に送出する。滅菌ガス生成部２０２は、供給された過酸化水素水を気化させ、過酸化水素ガスを発生させる。発生した過酸化水素ガスは、経路８０に送出される。

滅菌物質供給装置２００の具体的な構成について、図２（Ａ）および図２（Ｂ）を用いて説明する。図２（Ａ）は、実施の形態１に係る滅菌物質供給装置２００の構成を示す概略図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

図２（Ａ）に示すように、滅菌物質供給装置２００は、霧化部２１０および気化部２２０からなる滅菌ガス生成部２０２を有する。

霧化部２１０は、収容部材２１１、仕切り部材２１２、超音波振動子２１３および滅菌物質原料である過酸化水素水を容れる容器に当たるカップ２１４を有する。

収容部材２１１は、霧化部２１０を構成する伝播液収容部である。収容部材２１１の底面に超音波振動子２１３が設けられている。超音波振動子２１３は、電気エネルギーを超音波振動に変換する素子である。本実施の形態では、超音波振動子２１３は、収容部材２１１の底面の中央部分ではなく、後述する開口２５２の方へずれた位置に設置されている。

収容部材２１１には、上部外周に沿ってフランジ２１６が形成されている。フランジ２１６の上面には、Ｏリング２１８ａを嵌め込むための溝２１７が設けられている。

仕切り部材２１２は、フランジ２１６の上に設けられている。仕切り部材２１２は、中央部分に開口が形成されたドーナツ状の部材である。仕切り部材２１２の外径は、フランジ２１６の外径と同等である。仕切り部材２１２の上面には、Ｏリング２１８ｂを嵌め込むための溝２２９が設けられている。

カップ２１４は、仕切り部材２１２に設けられた開口に取り付けられており、カップ２１４の底部が超音波振動子２１３の側へ突出している。カップ２１４は、たとえば、厚さ０．２ｍｍ程度のＰＥＴ等のポリエステル樹脂製または厚さ０．０５ｍｍ程度のステンレス等の金属薄板製である。

収容部材２１１、仕切り部材２１２およびカップ２１４によって密閉された空間２３４に、超音波振動子２１３で発生した超音波振動を伝播する超音波伝播用液２４０が満たされている。なお、超音波伝播用液には、水のような粘性の小さい液体が適している。

以上のような構成の霧化部２１０では、カップ２１４に供給された過酸化水素水が超音波伝播用液２４０を伝搬した超音波振動によりミスト化され、ミスト化された過酸化水素は気化部２２０に送り込まれる。この際、ミスト化されずに気化部２２０の内側に付着した過酸化水素の液滴は、重力によりカップ２１４に落下し、再びミスト化される。

なお、超音波振動子２１３から発せられる超音波振動の波面の進行方向、言い換えると、超音波振動子２１３の振動子面中心の法線は、カップ２１４の最下部または後述するヒータ２２２の最下部の方向に向いて傾いている。振動子面中心の法線は鉛直方向（霧化部２１０の上下方向）に対して、たとえば約７度傾いていることが好ましい。これによれば、カップ２１４に貯留された過酸化水素水による水柱が斜めに立ち上がるため、過酸化水素水の霧化を安定的に行うことができる。

気化部２２０は霧化部２１０の上部に設けられており、主に加熱管２２１、ヒータ２２２、配管２２４、および温度計２２５、２２７を有する。

加熱管２２１は軸方向が鉛直方向になるように収容部材２１１の上部に組み付けられた筒状部材であり、その下部開口がカップ２１４と連通している。より詳しくは、加熱管２２１の下部外周に沿ってフランジ２２８が形成されている。フランジ２２８の外径は、仕切り部材２１２およびフランジ２１６の外径と同等である。

フランジ２１６、仕切り部材２１２およびフランジ２２８には、所定箇所にネジ穴２５１が設けられている。溝２１７、２２９にそれぞれＯリング２１８ａ、２１８ｂを嵌め込んだ状態で、ネジ穴２５１にネジ２５５を螺合することにより、霧化部２１０と気化部２２０とが組み付けられている。フランジ２１６と仕切り部材２１２との間の密閉性はＯリング２１８ａにより高められている。また、フランジ２２８と仕切り部材２１２との間の密閉性はＯリング２１８ｂにより高められている。

加熱管２２１の下部側面には、開口２５０および開口２５２が設けられている。本実施の形態では、開口２５０および開口２５２は、互いに対向する位置に設置されている。開口２５０には、滅菌物質カートリッジ２６０に貯留された過酸化水素水をカップ２１４に供給するための配管２６２が挿入されている。なお、開口２５０部分において、配管２６２の外側は封止されており、外気が加熱管２２１に入り込まないようになっている。配管２６２の途中には滅菌物質カートリッジ２６０に貯留された過酸化水素水を汲み上げるためのポンプ２６４（たとえばペリスタポンプ）が設けられている。

一方、開口２５２には、空気供給ファン（図示せず）から送出された空気（キャリアガス）が流入する配管２７５が接続されてキャリアガス供給口を構成している。なお、経路７８が開口２５２に接続されていてもよい。これによれば、霧化部２１０および気化部２２０からなる滅菌ガス生成部２０２を作業室１０を経由する循環経路の一部とし、必要に応じて循環経路に過酸化水素を供給することができる。

加熱管２２１の内部には、過酸化水素および空気が下方から上方へ流れる流路２２６が形成されている。

本実施の形態では、加熱管２２１はカップ２１４の直上に設けられている。このため、加熱管２２１内でミスト状の過酸化水素が再結合し液滴化した場合でも、重力によりカップ２１４に落下する。カップ２１４に戻った過酸化水素は超音波振動により再びミスト化され、加熱管２２１に送られる。これにより、加熱管２２１内で液化した過酸化水素を簡便な構造でカップ２１４に戻し、再びミスト化することにより、カップ２１４内の過酸化水素水を無駄なく、確実にガス化することができる。

加熱管２２１の軸に沿って加熱管２２１の内部に、ヒータ２２２が設けられている。ヒータ２２２は、制御部９０によるオンオフの制御により約１８０℃に温調される。ヒータ２２２の温度は温度計２２７によって検出され、検出された温度が制御部９０に伝送される。ヒータ２２２の温度が２２０℃を超えると、制御部９０によりヒータ２２２への電力供給が遮断される。なお、ヒータ２２２には複数のフィン２２３が設けられていることが望ましい。これにより、ヒータ２２２と流路２２６を流れる過酸化水素との接触面積が増加し、過酸化水素のガス化を促進することができる。

ヒータ２２２の上部には、固定用のフランジ２７０が設けられている。蓋部材２７３にはヒータ２２２の周りに沿って溝２３６が設けられており、この溝２３６にＯリング２１８ｃが嵌め込まれている。また、蓋部材２７３には開口が設けられており、この開口にヒータ２２２の上部が挿入されている。ネジ２３２を用いてヒータ２２２が蓋部材２７３に締結されており、Ｏリング２１８ｃによりフランジ２３０と蓋部材２７３との密閉性が高められている。

また、加熱管２２１の上部には、フランジ２３８が設けられている。フランジ２３８には、蓋部材２７３と対向する面に溝２４１が設けられており、この溝２４１にＯリング２１８ｄが嵌め込まれている。フランジ２３８はネジ２３９により蓋部材２７３と締結されている。これにより、Ｏリング２１８ｄにより密閉性を高めながら蓋部材２７３が加熱管２２１に取り付けられるとともに、加熱管２２１の内部にヒータ２２２が挿入された状態が保たれる。

加熱管２２１の上部側面には、配管２２４の一方の端部が接続された開口２５４が設けられ、キャリアガスとともに過酸化水素を外部に供給する過酸化水素供給口を構成している。配管２２４には、配管２２４の内部温度を測定するための温度計２２５が設けられている。温度計２２５で測定された配管２２４の内部温度は制御部９０に送信される。配管２２４の他方の端部は、経路７８の最下流側および経路８０の最上流側に接続されている。

以上のような構成の滅菌物質供給装置２００において、滅菌ガスを生成する動作について図３に示すタイミングチャートを用いて説明する。なお、滅菌物質供給装置２００による滅菌ガスの生成は制御部９０により制御される。

まず、時刻ｔ１において、ヒータ２２２のスイッチがオンにされ、ヒータ２２２による加熱が開始されるとともに、ポンプ２６４を駆動して滅菌物質カートリッジ２６０に貯留された過酸化水素水が汲み上げられ、カップ２１４に向けて過酸化水素水が送出される。

ヒータ２２２のスイッチがオンになることにより、配管２２４の内部温度が常温から上昇し始める。また、時刻ｔ２において、過酸化水素水が配管２６２を通過してカップ２１４に到達すると、カップ２１４の底部に過酸化水素水が貯まり始め、カップ２１４内の過酸化水素水量が上昇し始める。

時刻ｔ３において、配管２２４の内部温度が過酸化水素の気化温度に達すると、超音波振動子２１３の駆動が開始され、超音波伝播用液２４０を介してカップ２１４に超音波振動が伝播される。また、空気供給ファンによる送風が開始され、外部からカップ２１４に空気が送り込まれる。これにより、カップ２１４において過酸化水素がミスト化し、ミスト化した過酸化水素が空気供給ファンからの送風により加熱管２２１に供給される。加熱管２２１に供給されたミスト状の過酸化水素は、ヒータ２２２により加熱されてガス化する。ガス状になった過酸化水素は、配管２２４を経由して経路８０に供給される。

なお、超音波振動子を用いたミスト化装置において、振動子面とミスト化される液面までの距離によってミスト化効率が変動するため、適切な距離の維持が必要であることが知られている。そのため、時刻ｔ３以降において、ミスト化およびガス化の進行によって消費されるカップ２１４内の過酸化水素水を補うように、ポンプ２６４によってカップ２１４に向けて送出される過酸化水素水の流量を調節することが望ましい。これにより、時刻ｔ３以降において、カップ２１４内の過酸化水素水を効率的にミスト化することができる。カップ２１４に向けて送出される過酸化水素水の総量は予め定められており、ポンプ２６４の能力に応じた所定の時間経過後にポンプ２６４の駆動が停止される。

時刻ｔ３以降において、ポンプ２６４の駆動が停止すると、時刻ｔ４において、カップ２１４への過酸化水素水の補給が停止する。時刻ｔ４以降、カップ２１４内の過酸化水素水量が徐々に減少し、時刻ｔ５において、カップ２１４内の過酸化水素水の残量がゼロになる。

時刻ｔ５以降は、霧化部２１０から気化部２２０に送られるミスト状の過酸化水素の量が徐々に減少するため、加熱管２２１において過酸化水素が気化することにより奪われる熱量が徐々に減少する。これにより、配管２２４の内部温度が過酸化水素の気化温度からさらに上昇する。言い換えると、配管２２４の内部温度の上昇は、カップ２１４内の過酸化水素の残量がゼロになったことを示す現象であり、この現象を捉えることにより、カップ２１４の過酸化水素の残量がゼロが否かを推測することができる。時刻ｔ６において、温度計２２５によって計測された配管２２４の内部温度が所定の判定温度に達すると、超音波振動子２１３の駆動が停止されるとともに、ヒータ２２２のスイッチがオフにされ、ヒータ２２２による加熱が停止される。なお、当該所定温度は、加熱管２２１内の過酸化水素のガス化が完了し、加熱管２２１内を空気のみが移動し始めるときの配管２２４の内部温度である。すなわち、配管２２４の内部温度が所定の判定温度に達することは、カップ２１４内の過酸化水素水の残量がゼロになり、ガス化すべき過酸化水素水が滅菌物質供給装置２００に存在しないことを意味する。

時刻ｔ６以降、配管２２４の内部温度は上昇し続けた後、徐々に低下し始め、時刻ｔ７において常温に戻る。

なお、時刻ｔ１から時刻ｔ３までが、滅菌ガスの発生の準備に要する時間である。時刻ｔ３から時刻ｔ４まで、霧化部２１０において過酸化水素のミスト化が行われている。時刻ｔ１から時刻ｔ７まで、作業室１０を含む経路に滅菌ガスが暴露されている（後述する前処理工程および滅菌工程）。時刻ｔ７以降に、作業室１０を含む経路から滅菌ガスが排気される（後述する置換工程）。

図１に戻り、制御部９０の説明を行なう。制御部９０は、制御部９０は上述したように滅菌物質供給装置２００による滅菌ガスの送出の制御を行なう。また、制御部９０は、三方弁４４および５２の弁の開閉を制御することで気体流路の切換えを行なう。

具体的には、制御部９０は、三方弁４４の弁の開閉を制御して、経路７０から経路７２方向、または経路８０から経路７２方向への気体流路の排他的な切り換えを制御する。また、制御部９０は、三方弁５２の弁の開閉を制御して、経路７６から経路８２方向、または経路７６から経路７８方向への気体流路の排他的な切り換えを制御する。

（気体流路の切換え）
アイソレータ１００の気体流路は、制御部９０が三方弁４４および５２の弁の開閉を制御することにより、以下の２通りに切り換えられる。すなわち、過酸化水素ガスをアイソレータ１００内に循環させる場合には、三方弁４４は、経路８０から経路７２方向にのみ開状態となり、経路７０から経路７２方向には閉状態となる。また、三方弁５２は、経路７６から経路７８方向にのみ開状態となり、経路７６から経路８２方向には閉状態となる。

一方、作業室内の空気の置換を行なう場合には、三方弁４４は、経路７０から経路７２方向にのみ開状態となり、経路８０から経路７２方向には閉状態となる。また、三方弁５２は、経路７６から経路８２の方向にのみ開状態となり、経路７６から経路７８方向には閉状態となる。これにより、空気は吸気口４２から経路７０、三方弁４４、経路７２、ファン４６、経路７４、ＨＥＰＡフィルタ２０、および気体供給口１６を通って作業室１０に入り、気体排出口１８、ＨＥＰＡフィルタ２２、経路７６、三方弁５２、経路８２、および滅菌物質低減処理部５４を通って排気口５８から排出されるという経路が形成される。

（滅菌処理）
アイソレータ１００では、作業室１０における１つの作業（前回の作業）が終了した後、次回の作業に際して作業室１０および前回の作業に用いられた流通路の滅菌処理が行われる。滅菌処理は、前処理工程と、滅菌工程と、置換工程とを含む。

前処理工程では、滅菌物質供給装置２００から過酸化水素ガスが作業室１０に供給され、作業室１０における過酸化水素ガスの濃度が作業室１０の滅菌に必要な濃度以上に維持される。前処理工程において作業室１０における過酸化水素ガスが所定濃度以上となった後、滅菌工程が開始される。

滅菌工程では、滅菌物質供給装置２００から作業室１０へと過酸化水素ガスを送り、再び滅菌物質供給装置２００に戻るという循環により作業室１０の滅菌が行なわれる。その際、三方弁４４は経路８０から経路７２方向にのみ開状態に切換えられ、経路７０から経路７２方向には閉状態にされる。一方、三方弁５２は、経路７６から経路７８方向にのみ開状態に切換えられ、経路７６から経路８２方向には閉状態にされる。これにより、アイソレータ１００内には、三方弁４４から作業室１０内、三方弁５２を経由して、三方弁４４に戻るという気体流路が形成され、ファン４６の動作制御によって、作業室１０に導入された過酸化水素ガスをアイソレータ１００内に循環させることができる。この流路制御、ファン制御により、必要に応じてＨＥＰＡフィルタ２０、２２や経路７４、７６等の滅菌が可能である。

置換工程では、吸気口４２を経由して取り込んだ空気を作業室１０に供給し、作業室１０の気体を押し出すことにより、作業室１０の気体が置換される。より具体的には、置換工程では制御部９０は、三方弁４４を吸気口４２から作業室１０方向にのみ開状態に切換え、三方弁５２を作業室１０から排気口５８方向にのみ開状態に切換える。また、制御部９０は、ファン４６をＯＮとする。これにより、アイソレータ１００内には、吸気口４２から取り込まれた空気が、経路７０からＨＥＰＡフィルタ２０を通過して作業室１０に至り、作業室１０からＨＥＰＡフィルタ２２を通過して排気口５８から排出されるという気体流路が形成される。その結果、作業室１０の気体が空気に置換され、作業室１０の過酸化水素ガスは作業室１０から除去される。

その際、作業室１０から押し出された過酸化水素ガスは、滅菌物質低減処理部５４によって低減処理されることにより、排気口５８からアイソレータ１００の外部への過酸化水素ガスの流出が低減される。また、置換工程では、アイソレータ１００内の作業室１０以外の領域、たとえば気体供給部４０内に残存する過酸化水素ガスや前回の作業に用いられた流通路内のＨＥＰＡフィルタ２０および２２に吸着している過酸化水素も除去される。

以上説明したアイソレータ１００によれば以下のような効果を得ることができる。

霧化部２１０によってミスト化された過酸化水素が気化部２２０によってガス化されるため、気化部２２０における過酸化水素のガス化が速やかに進行し、気化部２２０のヒータ２２２が付与する熱量を従来に比べて小さくすることができる。これにより、過酸化水素水をガス化するのに要する時間を短縮化することができ、ひいては滅菌処理全体の時間を短縮化することができる。この結果、アイソレータ１００での作業効率を向上させることができる。

また、ポンプ２６４によって所定量の過酸化水素水がカップ２１４に供給された後、配管２２４の内部温度が所定の判定温度に達したか否かを判定することにより、カップ２１４内の過酸化水素水の残量がゼロになったことが把握できる。これにより、ヒータ２２２の温調を無駄なく行うことができ、アイソレータ１００のエネルギー消費を抑制することができる。また、カップ２１４内の過酸化水素水の残量がゼロになった後、滅菌工程から置換工程へ速やかに切り換えることができるため、無駄な時間が低減され、滅菌処理全体の時間を短縮化することができる。

（滅菌物質供給装置の変形例１） 滅菌物質供給装置２００の変形例１について、図４（Ａ）および図４（Ｂ）を用いて説明する。図４（Ａ）は、滅菌物質供給装置２００の変形例１を示す概略図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

なお、滅菌物質供給装置２００の変形例の基本的な構成は、実施の形態１で説明した滅菌物質供給装置２００と同様であり、実施の形態１における滅菌物質供給装置２００と同様な構成については適宜説明を省略し、実施の形態１における滅菌物質供給装置２００と異なる構成を中心に説明する。

滅菌物質供給装置２００の変形例１では、加熱管２２１と収容部材２１１とが接続部材２８０（接続部）を介して組み付けられている。なお、接続部材２８０の径は収容部材２１１の径と同等であり、かつ、加熱管２２１の径より太い。

具体的には、接続部材２８０の下部外周に沿って、フランジ２８１が設けられている。フランジ２８１の外径は、仕切り部材２１２およびフランジ２１６の外径と同等である。

フランジ２１６、仕切り部材２１２およびフランジ２８１には、所定箇所にネジ穴２５１が設けられている。溝２１７、２２９にそれぞれＯリング２１８ａ、２１８ｂを嵌め込んだ状態で、ネジ穴２５１にネジ２５５を螺合することにより、霧化部２１０と接続部材２８０とが組み付けられている。フランジ２１６と仕切り部材２１２との間の密閉性はＯリング２１８ａにより高められている。また、フランジ２８１と仕切り部材２１２との間の密閉性はＯリング２１８ｂにより高められている。

本実施の形態では、接続部材２８０の下部側面に、開口２５０および開口２５２が対向して設けられている。

また、接続部材２８０の上部外周に沿って、フランジ２８２が設けられている。フランジ２８２の上面には、Ｏリング２１８ｅを嵌め込むための溝２８３と、接続部材２８０の内部に挿入される内塔管２７２の端部を嵌め込むための切り欠き部２８５が設けられている。内塔管２７２の径は加熱管２２１の径と同等であり、内塔管２７２は加熱管２２１の延長部材としての役割を持つ。

フランジ２８２は、加熱管２２１の下部外周に沿ってフランジ２２８とネジ２８６を用いて締結されている。この際、Ｏリング２１８ｅにより、フランジ２８２とフランジ２２８との密閉性が高められている。

上述した構成の滅菌物質供給装置２００の変形例１では、接続部材２８０の内部が内塔管２７２により二重構造となっており、内塔管２７２と接続部材２８０との間の部分において、過酸化水素水が配管２６２からカップ２１４に向けて下向きに滴化される。また、内塔管２７２と接続部材２８０との間の部分において、配管２７５から供給されたキャリアガスがらカップ２１４に向けて下向きに流れる。なお、内塔管２７２の最下端は、キャリアガスが流入する開口（キャリアガス供給口）２５２の最下端（開口２５２の内径の最下点）よりも下に位置することが望ましい。

一方、内塔管２７２の内側では、霧化部２１０で霧化された過酸化水素がキャリアガスとともに上向きの流れとなり、内塔管２７２を経由して加熱管２２１に向けて霧化された過酸化水素が流入する。

このように、接続部材２８０の内部を内塔管２７２を用いて二重構造とすることにより、キャリアガスの流れが内塔管２７２と接続部材２８０との間の部分では下向きとなり、カップ２１４の外周部分で折り返して内塔管２７２の内部では上向きとなることにより、カップ２１４に貯留された過酸化水素水の表面に水柱を安定的に形成することができる。そのため、過酸化水素がキャリアガスにより加熱管２２１に効率的に供給される。また、内塔管２７２の最下端がキャリアガスが流入する開口２５２の最下端よりも下に位置することにより、上述したキャリアガスの流れに乱れが生じることを抑制することができる。

（滅菌物質供給装置の変形例２）
滅菌物質供給装置２００の変形例２について、図５（Ａ）および図５（Ｂ）を用いて説明する。図５（Ａ）は、滅菌物質供給装置２００の変形例２を示す概略図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

滅菌物質供給装置２００の変形例２の基本的な構成は、滅菌物質供給装置２００の変形例１と同様であるため、滅菌物質供給装置２００の変形例１と異なる構成について説明する。

滅菌物質供給装置２００の変形例２では、図５（Ｂ）に示すように、配管２７５の中心は、ヒータ２２２の中心（あるいは、接続部材２８０の中心）を通る線Ｐからずれている。これにより、内塔管２７２と接続部材２８０との間の部分において、キャリアガスの流れが下向きになるとともに、図５（Ｂ）に示す断面図に示すように、時計回りになる。これにより、キャリアガスがカップ２１４の外周部分で折り返すと、内塔管２７２の内部では渦巻き状の上向きの流れとなる。これにより、カップ２１４に貯留された過酸化水素水の表面に水柱をさらに安定的に形成することができる。

１０ 作業室、１２ 前面扉、１４ 作業用グローブ、１６ 気体供給口、１８ 気体排出口、２０、２２ ＨＥＰＡフィルタ、４０ 気体供給部、４２ 吸気口、４４、５２ 三方弁、４６ ファン、５０ 気体排出部、５４ 滅菌物質低減処理部、５８ 排気口、７０、７２、７４、７６、７８、８０、８２ 経路、９０ 制御部、１００ アイソレータ、２００ 滅菌物質供給装置、２０２ 滅菌ガス生成部、２１０ 霧化部、２１３ 超音波振動子、２１４ カップ、２２０ 気化部、２２１ 加熱管、２２２ ヒータ、２７２ 内塔管、２８０ 接続部材

Claims (4)

1. 底部に超音波振動子が取り付けられ、その内部に前記超音波振動子で発生した超音波振動を伝播する液体を収容する伝播液収容部と、前記伝播液収容部の上面開口を塞ぐようにその底部が前記超音波振動子の側へ突出して取り付けられ、滅菌物質原料である過酸化水素水を容れる容器と、を含む霧化部と、
   前記霧化部によって霧化された過酸化水素水を加熱して気化させる気化部であって、
   前記霧化部の上方に立設され、その下部開口が前記容器と連通し、下部側面に霧化された前記過酸化水素水を搬送するキャリアガスが流入するキャリアガス供給口と、上部に前記キャリアガスとともに過酸化水素を外部に供給する過酸化水素供給口とを有する加熱管と、前記加熱管の内部に設けられたヒータとを有する気化部と、
   前記過酸化水素供給口に接続された配管の内部温度を計測する温度計と、
   を備え、
   前記温度計で計測された温度が所定の判定温度になったことに基づいて前記容器内の過酸化水素の残量がゼロになったことを検知することを特徴とする滅菌物質供給装置。
2. 前記温度計で計測された温度が前記所定の判定温度に達したときに、前記超音波振動子の駆動および前記ヒータによる加熱が停止される請求項１に記載の滅菌物質供給装置。
3. 無菌環境で作業を行うための作業室を備えたアイソレータであって、
   底部に超音波振動子が取り付けられ、その内部に前記超音波振動子で発生した超音波振動を伝播する液体を収容する伝播液収容部と、前記伝播液収容部の上面開口を塞ぐようにその底部が前記超音波振動子の側へ突出して取り付けられ、滅菌物質原料である過酸化水素水を容れる容器と、を含む霧化部と、前記霧化部によって霧化された過酸化水素水を加熱して気化させる気化部であって、前記霧化部の上方に立設され、その下部開口が前記容器と連通し、下部側面に霧化された前記過酸化水素水を搬送するキャリアガスが流入するキャリアガス供給口と、上部に前記キャリアガスとともに過酸化水素を外部に供給する過酸化水素供給口とを有する加熱管と、前記加熱管の内部に設けられたヒータとを含む気化部と、前記過酸化水素供給口に接続された配管の内部温度を計測する温度計と、を含む滅菌物質供給装置と、
   前記過酸化水素供給口と前記作業室とを接続する経路と、前記作業室と前記キャリアガス供給口を接続する経路と、を含む循環経路と、
   を備え、
   前記温度計で計測された温度が所定の判定温度になったことに基づいて前記容器内の過酸化水素の残量がゼロになったことを検知することを特徴とするアイソレータ。
4. 前記循環経路に、外気を導入する第１経路と、前記作業室から排出された気体を前記循環経路の外部に排出する第２経路と、が切り替え可能に接続され、
   前記作業室の滅菌中は前記循環経路が形成され、前記温度計で計測された温度が前記所定の判定温度に達したときに、前記超音波振動子の駆動および前記ヒータによる加熱が停止され、その後、前記温度計で計測された温度が常温になったことが検知された後に、前記循環経路に前記第１経路および前記第２経路が連通されることにより、前記作業室の気体の置換を行うことを特徴とする請求項３に記載のアイソレータ。

Images