JP6019359B2 - 過酸化水素ガス発生装置 - Google Patents
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Description
2H2O2→2H2O+O2
過酸化水素を濃縮している段階で上記反応が加速的に進行すると、過酸化水素の濃縮器の内圧が急に上昇して濃縮器の部品及びこれに連通するガス発生器の部品などが損傷を受けて装置が故障する可能性がある。このため、過酸化水素水溶液を過剰に濃縮しないように、濃縮の動作を停止すべきタイミングを的確に把握する必要がある。しかし、濃縮液の濃度を都度測定し、その結果を待って濃縮の動作を停止する方法では、時間が掛かってしまって効率的でなく、滅菌に使用する過酸化水素ガスの発生装置としては実用的でない。なお、濃縮液の液面レベルをモニタリングして濃縮状態を確認する方法も考えられる。しかし、過酸化水素溶液の濃縮器は安全性を考慮して耐圧容器とする必要があり、液面をモニタリングするための窓を容器に設けることや、反射光を利用した液面計器などを設けることはその構造が複雑となり濃縮器の形成上困難である。
まず、図1を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明する。図1に示す通り、本実施形態に係る過酸化水素ガス発生装置100は、チャンバー110内に収容された被処理物の滅菌処理に使用する過酸化水素ガスを発生させるためのものである。
過酸化水素ガス発生装置100を用いた滅菌方法について詳細に説明する。本実施形態に係る滅菌方法は、原料の過酸化水素水溶液A1を濃縮器20に供給する原料供給工程と、濃縮器20内の過酸化水素水溶液を濃縮して濃縮液を得る濃縮工程と、濃縮液を得る過程で生じる排液及び排ガスを処理する工程(排液処理工程及び排ガス処理工程)と、濃縮液を気化させて混合ガスを得る気化工程と、混合ガスをキャリアガスとともにチャンバー110に供給するガス供給工程とを備える。
図1,2に示す濃縮器20と同様の構成の濃縮器を作製した。この濃縮器を使用して熱電対(温度センサ)による自動検知による過剰濃縮防止機能試験を行った。
上記ステンレス製容器(濃縮器)の40mLの液面レベルの位置及び45mLの液面レベルの位置に熱電対の温度検知部を設置した。試薬瓶から濃縮器に原料液を60mL供給した後、濃縮器の外表面に設けた電気ヒータの温度が130℃となるように調節し、原料液を加温した。濃縮器内の液体を攪拌するとともに、バキュームポンプによってガス排出口からガスを吸引することによって空気吹込み管から容器内の液面に向けて空気を吹き付け、気相部に竜巻状の気流を生じさせた。バキュームポンプの吸引量は25L/分とした。図4に2つの熱電対(40mLの液面レベルの位置及び45mLの液面レベルの位置)の測定値を示す。図4に示すとおり、いずれの熱電対の測定温度についても60秒間に約4℃低下する現象が認められた(図4中の矢印)。
上記ステンレス製容器の50mLの液面レベルの位置に熱電対の温度検知部を設置した。この容器に水を60mL入れた後、容器の外表面に設けた電気ヒータの温度が130℃となるように調節し、原料液を加温した。本比較例では、バキュームポンプを運転しなかった。すなわち、空気吹込み管からの空気を吹き付けを実施せず、気相部に竜巻状の気流を生じさせなかった。図5に熱電対の測定値を示す。試験後に容器内を調べ液面レベルが熱電対の検知部よりも下方に位置にあることを確認したが、図5に示すとおり、熱電対の測定値は一定であり、60秒間に約4℃低下する現象が認められなかった。
図1に示す気化器60と同様の構成の気化器を有する過酸化水素ガス発生装置を作製し、この装置を用いて過酸化水素水溶液の濃縮及び濃縮液の気化を実施した。まず、原料の過酸化水素水溶液(過酸化水素濃度35質量%、市販品)が入った試薬瓶を準備し、この試薬瓶と濃縮器とを配管で接続した。なお、濃縮器として、図2に示す容器と同様の構成の円筒状のステンレス製容器(直径43mm、高さ170mm、内壁面:フッ素樹脂によるコーティング加工)を使用した。試薬瓶から濃縮器に原料液を32mL供給した。
Claims (4)
- チャンバー内において被処理物の滅菌に使用する過酸化水素ガスの発生装置であって、
過酸化水素水溶液を濃縮するための濃縮器と、
前記濃縮器で濃縮された過酸化水素水溶液を気化させて過酸化水素ガス及び水蒸気を含む混合ガスを発生させる気化手段と、
キャリアガスとともに前記混合ガスを前記チャンバーに供給するガス供給手段と、
を備え、
前記濃縮器は、
濃縮すべき過酸化水素水溶液を収容する容器本体であって上方から下方に延びており上端及び下端が閉じられた円筒状を有する容器本体と、
前記容器本体内の過酸化水素水溶液を加熱するヒータと、
前記容器本体の気相部にガスを吹き込むガス導入口と、
前記容器本体内に延びたガス吹込み管であって前記ガス導入口から前記容器本体の内壁面に沿うように曲がり且つ過酸化水素水溶液の液面に対して斜め上方から空気を吹き付ける位置に先端が設けられており、前記先端から前記液面に向けて空気を吹き付けることによって前記容器本体の気相部に竜巻状の気流を生じさせるガス吹込み管と、
前記容器本体の気相部に設けられたガス排出口と、
前記容器本体内の濃縮液を排出するための濃縮液排出手段と、
過酸化水素水溶液の濃縮開始時には液相内であり且つ過酸化水素水溶液の濃縮に伴って低下する液面が濃縮を停止すべき高さとなったときに液面上に露出する位置であって、且つ、前記ガス吹込み管から吹き込まれる空気に曝される位置に設けられた温度検出部を有する温度センサとを有し、
前記ガス供給手段は前記チャンバーに連通するガス供給路と、前記ガス供給路に設けられた送風機とを有し、
前記気化手段は前記ガス供給路の途中に設けられた気化器と、前記濃縮器と前記気化器とを連通する濃縮液供給ラインと、前記濃縮器で濃縮された過酸化水素水溶液を前記濃縮液供給ラインを通じて前記気化器に移送するためのポンプとを有し、単位時間当たり所定量の前記濃縮された過酸化水素水溶液を前記気化器に直接供給する、過酸化水素ガス発生装置。 - 除湿剤が収容される収容部と、当該収容部及び前記チャンバーに連通する除湿用循環路とを有する除湿手段を更に備える、請求項1に記載の過酸化水素ガス発生装置。
- 前記温度検出部が液面上に露出した後、前記温度検出部に付着した溶液の気化に伴う温度低下を前記温度センサが検知すると自動的に溶液の濃縮を停止する制御手段を更に備える、請求項1又は2に記載の過酸化水素ガス発生装置。
- 前記温度低下は、15秒以内における4℃以上の温度低下である、請求項3に記載の過酸化水素ガス発生装置。
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