JP6530458B2 - 滅菌装置 - Google Patents

Description

本発明は滅菌装置及びこれを利用した滅菌方法に関し、より詳細には高濃度の滅菌剤水溶液により、滅菌効果を向上させる滅菌装置及びこれを利用した滅菌方法に関する。

医療器具は通常、高圧力下で飽和された水蒸気を利用する高圧蒸気滅菌法を利用したり、熱に弱い器具や材料に損傷を与えないエチレンオキサイドのような化学物質を利用するエチレンオキサイドガス滅菌法などによって滅菌される。

しかし、高圧蒸気滅菌器は１２０℃以上の高温で滅菌をするため、最近開発されている合成樹脂で製作された医療器具は変形が発生し、スチールで製作された医療器具は繊細な刃が鈍くなり、既存の寿命より寿命が非常に短くなる。特に、最新手術技術の発達につれて増加している高価の医療機器、器具及び装置は熱や湿気に敏感であるため、滅菌再処理過程で損傷され得るため高圧蒸気滅菌法は適していない滅菌方法であり得る。

このような機器損傷を最小化できるエチレンオキサイドガス滅菌器は低温で滅菌が可能だが被滅菌物にエチレンオキサイドが残留したりこれによる反応生成物によって発癌及び毒性物質が生成され得るため、滅菌後概ね１２時間以上の換気時間を必要とされる。また、エチレンオキサイドガスはそれ自体が爆発危険性が高くかつ突然変異を起こし得る遺伝的毒性物質として作用し得るという報告があり、発癌物質として規定されており、その使用に多くの注意が必要である。

反面、過酸化水素蒸気を使用した滅菌法は４０〜５０℃の温度で３０〜６０分以内の短い滅菌時間と人体や環境に有害な影響を与えないよう滅菌した後に大気に排出される物質が水と酸素であるので、高圧蒸気滅菌器の短所とエチレンオキサイドガス滅菌器の多様な短所を補完することができる。

しかし、過酸化水素蒸気を生成させるために使用される過酸化水素水溶液は気化過程で過酸化水素より水が先に気化拡散するため過酸化水素の充分な拡散を困難にする。水は過酸化水素より蒸気圧が高いのでより速く蒸発し、水の分子量は過酸化水素より低いので水蒸気が過酸化水素蒸気より迅速に気相拡散されるからでる。

このような特性により、過酸化水素水溶液が滅菌させようとする製品を囲んでいる空間の中から蒸発される場合、水が過酸化水素より先に高濃度に滅菌させようとする製品に到達する。

水蒸気はより迅速に小さいクレビス（ｃｒｅｖｉｃｅ）や長くて狭いルーメンのような拡散が制限された空間の中に迅速に拡散され、過酸化水素蒸気の透過を抑制する。すなわち、水が過酸化水素より先に被滅菌製品に到達して滅菌が正しく行われなくなる。

効果的な滅菌のためにはより濃縮された過酸化水素水溶液を使用することが好ましいが、過酸化水素水溶液の濃度が６０重量％以上の場合は運送、保管などの取り扱いが現実的に困難である。

このように多くの長所を有する過酸化水素蒸気滅菌法はその気化拡散特性により高圧蒸気滅菌法またはエチレンオキサイドガス滅菌法に比べて過酸化水素拡散能力が弱化し、滅菌物の形状によって多くの制限が伴われる。

一方、韓国公開特許１０−２００６−５２１６１号は殺菌システム及び方法、またこれらに使用されるオリフィス制御装置に関するものであり、気化器が真空排気される経路に拡散制限部を配置して水蒸気は通過させ、過酸化水素蒸気は凝縮するようにした後、これを滅菌チャンバに気化拡散させて滅菌する方法が開示されている。

しかし、前記韓国公開特許１０−２００６−５２１６１号の殺菌システム及び方法では一定濃度以上になると、過酸化水素水から気化する過酸化水素蒸気と水蒸気の比率が一定であるか、過酸化水素蒸気の比率がさらに高くなり、濃度はこれ以上高くならず、全体量が減る問題点がある。

また、拡散制限部の流体移動の制限性により過酸化水素を蒸気に気化させるために加熱温度が高く要求されるため、高濃度過酸化水素の損失が大きくなり、過酸化水素蒸気の温度が高いためチャンバ内に拡散される前に温度が低い被滅菌物の包装材またはチャンバ構造物に先に到達し、凝縮されて迅速な気相拡散を妨害する問題点がある。

韓国公開特許第１０−２００６−５２１６１号公報

本発明が解決しようとする課題は、本発明は前記のような問題点を解決するために開発されたものであって、滅菌効果を向上させることができる滅菌装置及び滅菌方法を提供することにその目的がある。

本発明の目的は、以上で言及した目的に制限されず、言及されていないまた他の目的は次の記載から当業者に明確に理解できるであろう。

前記指摘した問題点を解決するために本発明は、滅菌チャンバと、前記滅菌チャンバの一側に連結される真空ポンプと、前記滅菌チャンバの他の一側に連結される気化器と、一側は前記気化器と連結され、他側は前記滅菌チャンバと連結される収集器を含み、前記収集器は冷却手段をさらに含み、前記収集器に投入された過酸化水素水の過酸化水素蒸気は前記収集器に凝縮し、前記過酸化水素水の水蒸気は前記収集器から前記滅菌チャンバを経て排気されることを特徴とする滅菌装置を提供する。

また、本発明は、前記滅菌チャンバと前記収集器との間に位置する気化バルブをさらに含み、前記気化バルブは前記滅菌チャンバと前記気化器との間の経路にも位置することを特徴とする滅菌装置を提供する。

また、本発明は、前記気化バルブの一側は前記滅菌チャンバと連結され、他側は前記気化器及び前記収集器と並列連結される滅菌装置を提供する。

また、本発明は、前記滅菌チャンバと前記収集器との間に位置する収集バルブをさらに含み、前記滅菌チャンバと前記収集器との間で前記気化バルブと前記収集バルブが並列連結される滅菌装置を提供する。

また、本発明は、前記収集器と前記気化バルブを連結する第１連結配管、前記気化バルブと前記滅菌チャンバを連結する第２連結配管、前記収集器と前記収集バルブを連結する第３連結配管、前記収集バルブと前記滅菌チャンバを連結する第４連結配管及び前記気化器と前記気化バルブを連結する第５連結配管をさらに含む滅菌装置を提供する。

また、本発明は、前記第１連結配管の内径及び前記第２連結配管の内径は前記第３連結配管または前記第４連結配管の内径より大きく、前記第５連結配管の内径より大きいことを特徴とする滅菌装置を提供する。

また、本発明は、前記滅菌チャンバと前記収集器との間に位置する収集バルブ及び前記滅菌チャンバと前記収集器との間に位置する燻蒸バルブをさらに含み、前記滅菌チャンバと前記収集器との間に前記収集バルブと前記燻蒸バルブが並列連結される滅菌装置を提供する。

また、本発明は、前記滅菌チャンバと前記気化器との間に位置する気化バルブをさらに含み、前記気化バルブの一側は前記滅菌チャンバと連結され、前記気化バルブの他側は前記気化器及び前記収集器と直列連結される滅菌装置を提供する。

また、本発明は、前記気化器と前記気化バルブを連結する第１連結配管、前記気化バルブと前記滅菌チャンバを連結する第２連結配管、前記収集器と前記収集バルブを連結する第３連結配管、前記収集バルブと前記滅菌チャンバを連結する第４連結配管、前記収集器と前記燻蒸バルブを連結する第５連結配管、前記燻蒸バルブと前記滅菌チャンバを連結する第６連結配管、及び前記気化器及び前記収集器を連結する第７連結配管をさらに含む滅菌装置を提供する。

また、本発明は、前記第５連結配管及び第６連結配管の内径は前記第１連結配管または前記第２連結配管の内径より大きく、前記第３連結配管または前記第４連結配管の内径より大きく、前記第７連結配管の内径より大きいことを特徴とする滅菌装置を提供する。

前記したような本発明によれば、各段階別の濃縮過程を通して９５重量％以上の過酸化水素水を滅菌剤として使用することができため、滅菌効果を大きく向上させることができる。

本発明の第１実施形態による滅菌剤水溶液を利用した滅菌装置を示す概略的な斜視図である。 本発明の第１実施形態による滅菌剤水溶液を利用した滅菌装置を示す概略的な構成図である。 本発明の第１実施形態による滅菌剤水溶液を利用した滅菌装置の滅菌方法を示す順序図である。 本発明の第２実施形態による滅菌剤水溶液を利用した滅菌装置を示す概略的な構成図である。

本発明の利点及び特徴、これらを達成する方法は添付する図面と共に詳細に後述する実施形態において明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示する実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現されるものであり、本実施形態は、単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範囲によってのみ定義される。

以下の添付する図面を参照して本発明の実施のための具体的な内容を詳細に説明する。図面に関係なく同一参照符号は同一構成要素を指称し、「および／または」は、言及されたアイテムの各々および一つ以上のすべての組合せを含む。

第１、第２などが多様な素子、構成要素を叙述するために使用されるが、これら素子、構成要素はこれらの用語によって制限されないことはいうまでもない。これらの用語は、単に一つ構成要素を他の構成要素と区別するために使用するものである。したがって、以下で言及される第１構成要素は本発明の技術的思想内で第２構成要であり得ることは勿論である。

本明細書で使用された用語は実施形態を説明するためであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書で、単数型は文句で特に言及しない限り複数型も含む。明細書で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は言及された構成要素の他の一つ以上の他の構成要素の存在または追加を排除しない。

他に定義されなければ、本明細書で使用されるすべての用語（技術および科学的用語を含む）は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が共通に理解できる意味として使用され得る。また一般に使用される辞典に定義されている用語は明白に特別に定義されていない限り理想的にまたは過度に解釈しない。

空間的に相対的な用語である「下（ｂｅｌｏｗ）」、「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下部（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「上部（ｕｐｐｅｒ）」などは図面に図示するように一つの素子または構成要素と異なる素子または構成要素との相関関係を容易に記述するために使用され得る。空間的に相対的な用語は、図面に図示する方向に加え、使用時または動作時の素子の互いに異なる方向を含む用語として理解しなければならない。例えば、図面に図示する素子をひっくり返す場合、他の素子の「下（ｂｅｌｏｗ）」または「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」と記述された素子は他の素子の「上（ａｂｏｖｅ）」に置かれる。したがって、例示的な用語である「下」は下と上の方向をすべて含み得る。素子は他の方向にも配向し得、これにより空間的に相対的な用語は配向により解釈される。

以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

図１は本発明の第１実施形態による滅菌剤水溶液を利用した滅菌装置を示す概略的な斜視図であり、図２は本発明の第１実施形態による滅菌剤水溶液を利用した滅菌装置を示す概略的な構成図である。

ただし、本発明で前記滅菌剤は過酸化水素であり得、前記滅菌剤水溶液は過酸化水素水であり得、以下では説明の便宜上、滅菌剤は過酸化水素、滅菌剤水溶液は過酸化水素水に対応させて説明する。

この際、本発明で前記過酸化水素水は金属イオンの量が１００ｐｐｍ以下であることが好ましい。

前記金属イオンはＰｄ、Ｐｔなどの貴金属やＦｅなどの遷移金属、Ｃａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｎａなどのアルカリ金属またはＰなどを含み得る。前記金属イオンの含有量が１００ｐｐｍを超過する場合、蒸発器、収集器、配管などに蓄積され得、バルブの故障を引き起こす。特に貴金属、遷移金属、アルカリ金属などの蓄積物に接触する過酸化水素蒸気は分解されやすく、前記金属イオンは蒸発器または収集器などに残存しながら、その表面積を広げるため、過酸化水素の気化時の気化効率を減少させることができる。

図１及び図２を参照すると、本発明の第１実施形態による過酸化水素水を利用した滅菌装置１００は滅菌チャンバ１１０を含む。

前記滅菌チャンバ１１０は滅菌させようとする医療器具や手術用道具のような被滅菌物を入れる容器である。この際、前記滅菌チャンバ１１０の一側には前記被滅菌物の出入のためのドアを含み得る。

また、前記滅菌チャンバ１１０の一側に連結される真空ポンプ１２０を含み、前記真空ポンプ１２０は前記滅菌チャンバ１１０の内部の気体を吸い出して真空状態を形成し得る。この際、前記滅菌チャンバ１１０と前記真空ポンプ１２０との間には前記真空ポンプ１２０の動作を制御できる真空バルブ１２１が連結されている。

引き続き、図１及び図２を参照すると、本発明の第１実施形態による過酸化水素水を利用した滅菌装置１００は前記滅菌チャンバ１１０の他の一側に連結され、前記滅菌チャンバ１１０に過酸化水素蒸気を供給するための気化器１３０（または、蒸発器ともいう）及び前記気化器１３０に過酸化水素を供給するための過酸化水素供給装置１５０を含む。

この際、前記滅菌チャンバ１１０と前記気化器１３０との間には気化バルブ１３１を含み得る。

また、本発明の第１実施形態による過酸化水素水を利用した滅菌装置１００は、一側は前記気化器１３０と連結され、他側は前記滅菌チャンバ１１０と連結され、前記気化器１３０に供給された過酸化水素を濃縮させるための収集器１４０（または、収集気化器ともいう）を含む。

この際、前記滅菌チャンバ１１０と前記収集器１４０との間には気化バルブ１３１を含み得る。

また、前記滅菌チャンバ１１０と前記収集器１４０との間には収集バルブ１４１を含み得る。

すなわち、前記滅菌チャンバ１１０と前記収集器１４０との間には気化バルブ１３１と収集バルブ１４１が並列連結され得る。

一方、前述したように、前記滅菌チャンバ１１０と前記気化器１３０との間には気化バルブ１３１を含み得、すなわち、前記気化バルブ１３０は一側は滅菌チャンバ１１０と連結され、他側は気化器１３０及び収集器１４０と並列連結され得る。

引続き図１及び図２を参照すると、本発明の第１実施形態による過酸化水素水を利用した滅菌装置１００は前記収集器１４０と前記気化バルブ１３１を連結する第１連結配管１４２及び前記気化バルブ１３１と前記滅菌チャンバ１１０を連結する第２連結配管１３３を含み得る。

また、前記収集器１４０と前記収集バルブ１４１を連結する第３連結配管１４３及び前記収集バルブ１４１と前記滅菌チャンバ１１０を連結する第４連結配管１４４を含み得る。

この際、図面では前記第４連結配管１４４が前記第２連結配管１３３と連結され、滅菌チャンバ１１０と収集器１４０との間で気化バルブ１３１と収集バルブ１４１が並列連結する場合を示しているが、これとは異なり、前記第４連結配管１４４は前記滅菌チャンバ１１０と直接連結され、滅菌チャンバ１１０と収集器１４０との間で気化バルブ１３１と収集バルブ１４１が並列連結され得る。

また、前記気化器１３０と前記気化バルブ１３１を連結する第５連結配管１３２を含み得、この際、図面では前記第５連結配管１３２が前記第１連結配管１４２と連結され、気化バルブ１３０が気化器１３０及び収集器１４０と並列連結する場合を示しているが、これとは異なり、前記第５連結配管１３２が前記気化バルブ１３１と直接連結され、気化バルブ１３０が気化器１３０及び収集器１４０と並列連結され得る。

この際、前記気化バルブ１３１及び前記収集バルブ１４１はｏｐｅｎ／ｃｌｏｓｅ動作によって前記第１連結配管１４２ないし前記第５連結配管１３２の流体の流れを制御することができ、また、前記気化バルブ１３１及び前記収集バルブ１４１は別途の制御部によってｏｐｅｎ／ｃｌｏｓｅ動作が制御され得る。

また、図面に示すように、収集器１４０と気化バルブ１３１を連結する第１連結配管１４２及び気化バルブ１３１と滅菌チャンバ１１０を連結する第２連結配管１３３は他の連結配管、すなわち、第３連結配管１４３ないし第５連結配管１３２より内径が大きいこともあり得、例えば、第３連結配管１４３ないし第５連結配管１３２が１／４ｉｎｃｈ配管の場合、前記第１連結配管１４２及び第２連結配管１３３は１ｉｎｃｈ配管であり得る。これについては後述する。

一方、図面に示していないが、前記滅菌チャンバ１１０、気化器１３０及び収集器１４０の温度を制御するための温度制御手段を含み得、前記温度制御手段はヒーターであり得、これは当業界で自明な事項であるため、これに関する具体的な説明は省略する。

また、前記収集器１４０の場合、温度制御手段として冷却手段をさらに含み得、前記冷却手段は冷却水や熱電素子を利用した直接冷却または熱交換器の送風による空冷式など適切な手段を使用することができる。

以下では、本発明の第１実施形態による滅菌装置を利用した滅菌方法について説明する。

図３は本発明の第１実施形態による滅菌剤水溶液を利用した滅菌装置の滅菌方法を示す順序図である。

ただし、本発明で前記滅菌剤は過酸化水素であり得、前記滅菌剤水溶液は過酸化水素水であり得、以下では説明の便宜上、滅菌剤は過酸化水素、滅菌剤水溶液は過酸化水素水に対応させて説明する。

一方、以下で説明する滅菌方法は前述した図１及び図２の滅菌装置の図面符号を併記して説明する。

図３を参照すると、本発明による過酸化水素水を利用した滅菌装置の滅菌方法は滅菌チャンバ１１０（または、殺菌チャンバともいう）及び気化器１３０を真空排気する段階を含む（Ｓ１１０）。

前記滅菌チャンバ１１０及び前記気化器１３０を真空排気する段階は、前記真空ポンプ１２０を作動（ｏｎ状態）させて前記真空バルブ１２１をｏｐｅｎさせることによって真空排気することができる。

一方、Ｓ１１０段階、すなわち、滅菌チャンバ及び気化器を真空排気する段階は後述するＳ１６０段階まで持続され得、滅菌チャンバが所定の設定圧力に到達し、水分が除去された過酸化水素液体が収集器に収集完了すると、本段階は完了する。

また、前記気化器１３０を真空排気するため、前記滅菌チャンバ１１０と前記気化器１３０との間の気化バルブ１３１、または前記滅菌チャンバ１１０と前記収集器１４０との間の収集バルブ１４１はｏｐｅｎ状態、真空排気中である滅菌チャンバと連通して大気圧以下の圧力になるようにし、次の段階で閉じられる。

一方、前記滅菌チャンバ１１０及び前記気化器１３０を真空排気する段階と同時に、前記滅菌チャンバ及び前記気化器を前述した温度制御手段によって設定された温度に維持され得る。

次に、第１温度及び第１圧力の気化器１３０に第１濃度の過酸化水素水を投入する段階を含む（Ｓ１２０）。

前記過酸化水素水を投入させるのは第１濃度の過酸化水素水を貯蔵する過酸化水素供給装置１５０を介して投入され得、一方、図１及び図２には示していないが、前記気化器１３０と前記過酸化水素供給装置１５０との間に過酸化水素水供給調節バルブ（図示せず）を含み、適切な量の過酸化水素水を供給することができる。

この際、前記過酸化水素水の第１濃度は６０重量％以下であり得る。

前述したように、過酸化水素溶液、すなわち、過酸化水素水の取り扱いにおいて過酸化水素水の濃度が６０重量％以下に制限されており、これ以上の高い濃度の過酸化水素を滅菌剤として使用するのは現実的に難しい。

すなわち、本発明で前記過酸化水素水の第１濃度は取り扱いが可能な過酸化水素水の濃度を表示したものであり、本発明の趣旨を理解することに重要な意味を持たない。

また、前記第１温度は６０ないし７０℃であり得、前記第１圧力は８００ｍｂ（ミリバール）ないし大気圧であり得る。

この際、Ｓ１２０段階では第１濃度の過酸化水素水が前記気化器１３０に投入されるあいだ、前記気化バルブ１３１及び前記収集バルブ１４１はｃｌｏｓｅ状態に該当し得、ただし、供給装置によってｏｐｅｎ状態であり得る。

一方、Ｓ１２０段階で前記滅菌チャンバ１１０の圧力は６００ｍｂないし大気圧であり、温度は４５ないし５５℃であり得、また、前記収集器１４０の圧力は８００ｍｂないし大気圧であり、温度は３８ないし４２℃であり得る。

この際、本発明で前記第１温度は前記滅菌チャンバの温度より高いことを特徴とする。

前記第１温度の場合、過酸化水素水から水蒸気をさらに多く気化させる過程での気化器の温度に該当し、水蒸気の気化過程は非常に強い吸熱反応が起こるため、気化速度を非常に強く抑制する。

この際、気化速度を高めるためには、気化器の圧力を低くして真空度を高める方法もあるが、過酸化水素の気化比率も高くなり得るため過酸化水素の消尽が増加する短所があり、また温度が低い状態では気化に必要な熱量が円滑に供給されにくいため、第１温度は少なくとも滅菌チャンバの温度より高いことが好ましい。

次に、前記第１濃度の過酸化水素水を気化させて第２濃度の過酸化水素水を形成する段階を含む（Ｓ１３０）。

すなわち、前記気化器１３０に投入された第１濃度の過酸化水素水が気化（すなわち、水分除去）され、第２濃度の過酸化水素水が形成される。

前記過酸化水素水の第２濃度は７５重量％ないし８５重量％であり得、Ｓ１３０段階は６０重量％以下の過酸化水素水中の水分を気化させることによって、７５重量％ないし８５重量％濃度の過酸化水素水を形成する過酸化水素水の第１濃縮段階であり得る。

一般的に、同一の温度と圧力で、水は過酸化水素より蒸気圧が高いのでより迅速に蒸発し、水の分子量は過酸化水素より低いので水が過酸化水素より迅速に気相拡散される。

したがって、同一の温度及び圧力条件で水（すなわち、水分）は過酸化水素より迅速に蒸発して拡散されるため、過酸化水素水での水は過酸化水素より先に蒸発／拡散されるため、第２濃度の過酸化水素水が形成され得る。

この際、蒸発した水は滅菌チャンバ１１０を経由して真空ポンプを介して真空排気されるため、Ｓ１３０段階で前記真空ポンプ１２０を作動（ｏｎ状態）させて前記真空バルブ１２１及び気化バルブ１３１はｏｐｅｎ状態に該当する。

一方、Ｓ１３０段階で、前記気化器１３０の温度は気化過程の吸熱反応によって一時的に温度が低くなり、５５ないし６５℃の範囲にあり、圧力は３０ないし８００ｍｂ（ミリバール）であり得る。

また、蒸発された水が滅菌チャンバ１１０を経由して真空ポンプを介して真空排気されるあいだ、前記滅菌チャンバ１１０の圧力は１０ないし６００ｍｂの範囲であり、温度は４５ないし５５℃であり得、また、前記収集器１４０の圧力は２０ないし５００ｍｂの範囲であり、温度は３５ないし４０℃であり得る。

次に、第２温度及び第２圧力の収集器に前記第２濃度の過酸化水素水を投入する段階を含む（Ｓ１４０）。

前記第２濃度の過酸化水素水を第２温度及び第２圧力の収集器１４０に投入するために、前記真空ポンプ１２０を作動（ｏｎ状態）させ、前記真空バルブ１２１をｏｐｅｎ状態、前記気化バルブ１３１はｃｌｏｓｅ状態、前記収集バルブ１４１はｏｎ状態に制御することができる。

この際、前記第２温度は３５ないし４２℃であり得、前記第２圧力は８ないし５０ｍｂであり得る。

また、前記第２濃度の過酸化水素水が気化器１３０から収集器１４０に移動するあいだ、前記気化器１３０の圧力は１０ないし６０ｍｂであり、温度は５５ないし６０℃であり得、前記第２濃度の過酸化水素水は第５連結配管１３２及び第１連結配管１４２を経由して気化器１３０から収集器１４０に移動することができる。

一方、Ｓ１４０段階でも前記滅菌チャンバ１１０は継続して真空排気され、前記滅菌チャンバ１１０の圧力は１ないし１０ｍｂであり、温度は４５ないし５５℃であり得る。

この際、本発明で前記第２温度は前記滅菌チャンバの温度より低いことを特徴とする。

前記第２温度の場合、第２濃度の過酸化水素水が収集される収集器の温度に該当し、気化器から飽和された過酸化水素蒸気が収集器を経由する過程でチャンバの温度より高いと、過酸化水素蒸気が収集器に凝縮されず、すべてチャンバを介して排気され得る。

圧力が多少高いＳ１４０／Ｓ１５０段階の初期に過酸化水素蒸気が一部凝縮されても、排気されるチャンバに真空圧力が持続的に加わる段階で収集器がチャンバの温度より高いと、過酸化水素蒸発列は水蒸気に比べては低いため、簡単に再気化され、収集器に残ることができず、結局、後述するＳ１７０段階を行うことができないため、第２温度は少なくとも滅菌チャンバの温度より低いことが好ましい。

以上のことから分かるように、本発明ではＳ１３０段階、すなわち、前記第１濃度の過酸化水素水を気化させて第２濃度の過酸化水素水を形成する段階を経た後に、Ｓ１４０段階、すなわち、第２温度及び第２圧力の収集器に前記第２濃度の過酸化水素水を投入する段階を行う。

例えば、Ｓ１３０段階を経ずＳ１４０段階を行うこと、第１濃度の過酸化水素水を収集器に直ちに投入することを考慮し得るが、次のような理由により好ましくない。

以下の表１は過酸化水素水の濃度別過酸化水素蒸気の気化比率の例示を示す。

前記表１を参照すると、過酸化水素水の濃度が高まるほど、また、設定温度が高いほど、過酸化水素蒸気の気化比率が水蒸気に比べて相対的に徐々に高まることが分かる。

例えば、５０℃で、６０重量％濃度の過酸化水素水での過酸化水素蒸気の気化比率は１３％であるため、残りの８７％は水蒸気であることを意味し、８０重量％濃度の過酸化水素水での過酸化水素蒸気の気化比率は４０％であるため、残りの６０％が水蒸気であることを意味する。

すなわち、Ｓ１３０段階を行わずＳ１４０段階を行うことは、例えば、６０重量％濃度の過酸化水素水を収集器に投入する意味であり得、Ｓ１３０段階を行った後Ｓ１４０段階を行うことは８０重量％濃度の過酸化水素水を収集器に投入する意味であり得る。

この際、Ｓ１３０段階を行わずＳ１４０段階を行う場合は、Ｓ１３０段階を行った後Ｓ１４０段階を行う場合に比べて初期段階で収集器を通過する水蒸気の比率が相対的に高くなる。

水蒸気の比率が過酸化水素蒸気より相対的に高い状態で収集器に投入されれば、収集器の圧力が高い状態（収集器の温度が４０℃である場合、飽和水蒸気圧は７５ｍｂであるため、これより高い圧力）で水蒸気が収集器に進入するため、水蒸気も収集器に凝縮され得る。

水蒸気も収集器に凝縮されるということは、凝縮される水蒸気の量だけ、濃縮される過酸化水素水の濃度に限界があることを意味する。

したがって、本発明では水蒸気が収集器に先に凝縮され、濃縮される過酸化水素水の濃度に限界が発生することを防止するため、Ｓ１３０段階、すなわち、前記第１濃度の過酸化水素水を気化させて第２濃度の過酸化水素水を形成する段階を経た後に、Ｓ１４０段階、すなわち、第２温度及び第２圧力の収集器に前記第２濃度の過酸化水素水を投入する段階を行う。

次に、前記第２濃度の過酸化水素水中の過酸化水素蒸気は、前記収集器に凝縮され、水蒸気は前記収集器から排気させる段階を含む（Ｓ１５０）。前述したように、水は過酸化水素より蒸気圧が高いのでより迅速に蒸発し、水の分子量は過酸化水素より低いので水が過酸化水素より迅速に気相拡散されるため、同一の温度及び圧力条件で水（すなわち、水分）は過酸化水素より迅速に蒸発して拡散されるため、過酸化水素水での水は過酸化水素より先に蒸発／拡散されるため、過酸化水素蒸気は前記収集器に凝縮され、水蒸気は前記収集器から排気され、第３濃度の過酸化水素水が形成され得る。

すなわち、水は過酸化水素よりさらに高い蒸気圧を有するため、蒸気状態で過酸化水素は水より凝縮されやすい。したがって、前記収集器に凝縮される過酸化水素水は投入された第２濃度の過酸化水素水の濃度よりさらに高い濃度の過酸化水素を含む。

一方、Ｓ１４０段階で過酸化水素蒸気と水蒸気が通過する配管は第５連結配管、第１連結配管、第３連結配管、第４連結配管の順に移動し、この際、これら連結配管のうち内径が小さい配管の温度は収集器１４０の温度より高くなければならない。

これは過酸化水素蒸気が収集器に到達する前後の段階の配管温度が収集器より低ければ先に配管に凝縮された状態で残存し得、内径が小さい配管に凝縮された過酸化水素蒸気はＳ１７０段階で気化するとき、より高い温度に露出されてチャンバに進入する段階で分解による水蒸気の含有量が高くなり得るからである。

また、前記表１に示すように、先ず濃度が高まった状態（８５重量％未満）で水と過酸化水素の蒸気比率は近似し、気化比率による濃縮は濃縮効率を低下させる。

気体状態の過酸化水素蒸気と水蒸気は同じ圧力で凝縮できる温度が異なるが、例えば、３５℃である場合、過酸化水素は５ｍｂ以上で凝縮され、水蒸気は５５ｍｂ以上で凝縮される。

したがって、このような差異は例えば、収集バルブを介して真空排気中である収集器温度が３５℃であるとき、その圧力が５ｍｂないし５５ｍｂの範囲にある場合、過酸化水素蒸気は凝縮され、水蒸気は収集器から排気され得る。

この際、前記過酸化水素水の第３濃度は９０重量％ないし９５重量％であり得、Ｓ１５０段階は７５重量％ないし８５重量％の過酸化水素水中の水分を気化させることによって、９０重量％ないし９５重量％濃度の過酸化水素水を形成する過酸化水素水の第２濃縮段階であり得る。

一方、前記ではＳ１４０段階の第２温度及び第２圧力の収集器に前記第２濃度の過酸化水素水を投入する段階及びＳ１５０段階の前記第２濃度の過酸化水素水中の過酸化水素蒸気は前記収集器に凝縮され、水蒸気は前記収集器から排気させる段階が順次に行われる場合を説明したが、これとは異なり、Ｓ１４０及びＳ１５０段階は同時に行われる段階であり得る。

すなわち、第２温度及び第２圧力の収集器に前記第２濃度の過酸化水素水を投入し、これと同時に、前記第２濃度の過酸化水素水中の過酸化水素蒸気は前記収集器に凝縮され、水蒸気は前記収集器から排気され得る。

この際、蒸発された水は真空ポンプを介して真空排気されるため、Ｓ１５０段階では前記真空ポンプ１２０を作動（ｏｎ状態）させ、前記真空バルブ１２１をｏｐｅｎさせることによって真空排気することができ、また、蒸発された水が真空ポンプを介して真空排気されるために前記収集バルブ１４１はｏｐｅｎ状態である。

次に、前記滅菌チャンバの圧力を一定圧力まで低くする段階及び前記第３濃度の過酸化水素水を第４濃度の過酸化水素水に濃縮する段階を含む（Ｓ１６０）。

この際、前記一定圧力とは、滅菌チャンバで滅菌をするための設定圧力でなければならず、また、滅菌剤が過酸化水素蒸気である場合、拡散が容易な真空度でなければならない。

したがって、前記設定圧力は０．５ないし１．３ｍｂであり得、また、前記滅菌チャンバの温度は４５ないし５５℃であり得る。

また、前記過酸化水素水の第４濃度は９５重量％以上であり得、Ｓ１６０段階９０重量％ないし９５重量％濃度の過酸化水素水中の水分を気化させることによって、９５重量％以上の過酸化水素水を形成する過酸化水素水第３濃縮段階であり得る。

この際、蒸発された水は真空ポンプを介して真空排気されるため、Ｓ１６０段階では前記真空ポンプ１２０を作動（ｏｎ状態）させて前記真空バルブ１２１をｏｐｅｎさせることによって真空排気することができる。

一方、Ｓ１６０段階で前記収集バルブ１４１はｏｐｅｎ状態及びｃｌｏｓｅ状態を繰り返し得る。

すなわち、前記第３濃度の過酸化水素水を第４濃度の過酸化水素水に濃縮することにおいて、高濃度の過酸化水素水になるほど、液状の過酸化水素水が蒸発される圧力はさらに低くなる。

例えば、４５℃の同一の温度条件で、８０重量％濃度の過酸化水素水では約２０ｍｂ以下の圧力で過酸化水素が蒸発するが、９０重量％濃度の過酸化水素水では約１１ｍｂ以下の圧力になってこそ過酸化水素が蒸発する。

これは前記第３濃度の過酸化水素水を第４濃度の過酸化水素水に濃縮することにおいて、水分だけが気化するのではなく、過酸化水素も気化するため、所定の濃度まで過酸化水素水を濃縮することが難しくなる。

すなわち、高濃度の過酸化水素は分解反応が持続され得、分解過程で生成された水分は過酸化水素の濃度を低くする。

したがって、このような少量の不純物である水分を除去するためには、０．１ないし２ｍｂの変動範囲で圧力の上昇／下降を繰り返す場合、気化する過酸化水素が除去されることを抑制し、水分を効果的に除去することができる。

このような水分除去方法は濃度が低い段階では非常に長い時間を必要とするが、濃度が高い段階では少量の水分を除去するのに効果的であり、少なくとも高い濃度を維持するのに効果的であると言える。

したがって、前記滅菌チャンバの一定圧力まで低くする段階によって、第３濃度の過酸化水素水を含んでいる前記収集器１４０の圧力が持続して低くなって、より低い圧力で過酸化水素が蒸発することを防止するため、前記収集バルブ１４１はｏｐｅｎ状態及びｃｌｏｓｅ状態を繰り返すことによって、前記収集器１４０の圧力が持続して低くなることを防止することができる。

この際、前記収集器１４０の圧力は５ないし１０ｍｂであり、温度は３５ないし４０℃であり得、前記気化器１３０の圧力は７ないし１０ｍｂであり、温度は６０ないし７０℃であり得る。

一方、前記Ｓ１６０段階では気化器の水溶液は完全に消尽した状態であるため、真空状態で温度が回復され、収集器は高濃縮過酸化水素が収集されて少量の水分が除去されたり、適正圧力を維持しながら少量の水分が収集器に留まる。

この際、収集器は過酸化水素の過度な減少を防止するために温度制御手段によってさらに低い温度に下降し得る。

次に、第４濃度の過酸化水素水の過酸化水素蒸気を滅菌チャンバに投入し、被処理物を滅菌処理する段階を含む（Ｓ１７０）。

Ｓ１７０段階では収集器１４０に位置する第４濃度の過酸化水素水の過酸化水素蒸気を滅菌チャンバ１１０に投入するため、気化バルブ１３１はｏｐｅｎ状態であり、収集バルブはｏｐｅｎまたはｃｌｏｓｅ状態である。

すなわち、収集器１４０から滅菌チャンバ１１０に過酸化水素蒸気が移動することは第１連結配管１４２及び第２連結配管１３３を介して移動する。

この際、前述したように、本発明で収集器１４０と気化バルブ１３１を連結する第１連結配管１４２及び気化バルブ１３１と滅菌チャンバ１１０を連結する第２連結配管１３３は他の連結配管、すなわち、第３連結配管１４３ないし第５連結配管１３２より内径が大きくてもよく、例えば、第３連結配管１４３ないし第５連結配管１３２が１／４ｉｎｃｈ配管である場合、前記第１連結配管１４２及び第２連結配管１３３は１ｉｎｃｈ配管であり得る。

これは収集器１４０から滅菌チャンバ１１０に過酸化水素蒸気が第１連結配管１４２及び第２連結配管１３３を介して移動することにおいて、第５連結配管１３２に過酸化水素蒸気が流入することを防止するためであり、相対的に内径が大きい第１連結配管１４２に過酸化水素蒸気が流入され、相対的に内径が小さい第５連結配管１３２に過酸化水素蒸気が流入されないこともあり得る。

また、本発明では過酸化水素蒸気が滅菌チャンバに投入され、被処理物を滅菌処理することにおいて、過酸化水素蒸気の温度が高くない状態で投入されることが好ましい。

滅菌チャンバに過酸化水素蒸気が充分に飽和される前に収集器で気化した過酸化水素蒸気の温度が滅菌チャンバの温度より高い状態で滅菌チャンバに進入する場合、進入経路に過酸化水素蒸気の密度が過度な状態になって凝縮されやすく、気体状態で滅菌チャンバに拡散する絶対的な量を減少させ、滅菌のための拡散効果に悪影響を与え得る。

この際、本発明では収集器１４０と滅菌チャンバ１１０との間経路の配管が異なる経路の配管より内径が大きいこともあり得るが、配管の内径が大きいということは、気体の移動量が多いことを意味し、配管の内径が大きいと気体の移動量が多くなるだけに真空度による気化駆動力が強く上昇し、気体状態の過酸化水素蒸気の温度上昇を防止することができる。

すなわち、気体の移動量が少ない場合、過酸化水素蒸気が収集器に滞留される時間がそれだけ増加し、過酸化水素の気化及び移動のために温度上昇が必要な収集器で過酸化水素蒸気の分解反応速度は増加し、分解副産物である水蒸気と酸素気体の濃度が高まる。これは過酸化水素拡散の妨害要素である水蒸気量を最小化させようとする以前段階の目的が気化段階で喪失され、滅菌性能を弱化させ得る。

したがって、本発明では収集器１４０と滅菌チャンバ１１０との間の経路の配管が他の経路の配管より内径を大きくすることで、過酸化水素蒸気の温度が高くない状態で滅菌チャンバに投入され得、温度による分解反応が最小化され、充分な気相拡散により過酸化水素蒸気が容易に被滅菌物に接近できるため、良好な滅菌効果が得られる。

一方、第４濃度の過酸化水素水の過酸化水素蒸気を滅菌チャンバに投入することにおいて、過酸化水素は滅菌チャンバに気化拡散されるが、前記収集器１４０の温度が前記滅菌チャンバの温度に到達する前に過酸化水素の気化が大部分完了するように前記収集器１４０の昇温速度を制御することができる。

すなわち、過酸化水素の気化を促進するため、前記収集器１４０を温度制御手段によって加熱し得るが、前記収集器の加熱は、収集器の温度が前記滅菌チャンバの温度に到達する前に過酸化水素の気化が８０％以上完了するように昇温速度を制御することができる。

この際、前記滅菌チャンバ１１０の圧力は０．５ないし１５ｍｂであり得、温度は４５ないし５５℃であり得る。

また、前記収集器１４０の圧力は０．５ないし１５ｍｂであり、温度は３０ないし７０℃であり得、前記気化器１３０の圧力は０．５ないし１５ｍｂであり、温度は６０ないし７０℃以上であり得る。

前記各段階での圧力及び温度条件を整理すると以下の表２の通りである。

また、各段階での真空ポンプ及びバルブの状態を整理すると以下の表３の通りである。

前述したように、滅菌性能を向上させるため、より濃縮された過酸化水素水を使用することが好ましいが、より濃縮された過酸化水素溶液を使用することは、過酸化水素溶液の取り扱いにおいて過酸化水素溶液の濃度が６０重量％以下に制限されており高濃度の過酸化水素を滅菌剤として使用することに困難がある。

しかし、本発明では各段階別の濃縮過程を通して９５重量％以上の過酸化水素水を滅菌剤として使用することができるため、水蒸気による拡散妨害要因が減り、滅菌効果を大きく向上させることができる。

また、前述したＳ１３０段階である最初に供給された第１濃度の過酸化水素水溶液から水分を除去して第２濃度の過酸化水素水溶液を準備した後、前述したＳ１４０段階及びＳ１５０段階を行うことによって、収集器に水分が接触できる可能性を減少させ得る。

また、過酸化水素水を収集器に投入することにおいて、過酸化水素水の収集器の圧力と収集器の温度による水分の飽和水蒸気圧、すなわち、気化／凝縮境界圧力を低くすることによって水分が収集器に接触しても、凝縮できない条件になるようにすることができる。

以下では本発明による好ましい実験例を記載するが、本発明は前記実験例に限定されない。一方、以下の実験例は前述したＳ１３０段階の有無による効果と気化器、収集器及びチャンバ間の連結配管の内径サイズを適切に組み合わせた効果を検証するためのものである。

［実験例］
本実験例では容量１３０Ｌの滅菌チャンバを使用し、前記滅菌チャンバの設定温度は５０℃とした。また、前述した図２を参照して使用した配管の長さは第１連結配管と第２連結配管を合わせた長さを２５０ｍｍとし、第３連結配管と第４連結配管を合わせた長さを８００ｍｍとし、第５連結配管の長さは２００ｍｍとした。

第１濃度の過酸化水素水溶液として５９重量％濃度の過酸化水素水溶液６ｍｌを投入した。

一方、過酸化水素水溶液の投入量と前記連結配管の長さは任意に決定され得、チャンバの大きさ、配管のサイズ、ポンプの排気能力などを考慮して設計上変更できる。

例えば、１３０Ｌの体積の滅菌チャンバに６００Ｌ／ｍｉｎの排気能力を有する真空ポンプを使用する場合、第１〜２連結配管の長さは２５０ｍｍ以内、内径は１／２ｉｎｃｈ以上であり得、第３〜４連結配管の長さは６００〜１、０００ｍｍ、内径は３／８ｉｎｃｈ以下であり得、第５連結配管の長さは２００ｍｍ、内径は３／８ｉｎｃｈ以下であり得、５９重量％過酸化水素水６ｍｌを投入し得る。

また、例えば、チャンバの体積が５０Ｌである場合、２００Ｌ／ｍｉｎの排気能力を有する真空ポンプを使用する場合、第１〜２連結配管の長さは１５０ｍｍ内、内径は３／８ｉｎｃｈ以上であり得、第３〜４連結配管の長さは４００〜１、０００ｍｍ、内径は１／４ｉｎｃｈ以下であり得、第５連結配管の長さは１００〜３００ｍｍ、内径は１／４ｉｎｃｈ以下であり得、５９重量％過酸化水素水２．５ｍｌを投入し得る。

以下の表４は本発明の実験例による条件を示す。以下の表４では、１３０Ｌのチャンバを基準として、Ｓ１３０段階の気化器の温度及び圧力条件と、Ｓ１４０段階及びＳ１５０段階の収集器の温度及び圧力条件を示しており、各実験例による連結配管のサイズを示している。一方、Ｓ１３０段階の気化器の圧力条件は気化バルブが閉じられながらＳ１３０段階が終了する時点での最終圧力を示し、Ｓ１４０／Ｓ１５０段階の収集器の圧力条件は気化バルブが閉じられながらＳ１４０／Ｓ１５０段階が始まる時点での初期圧力を示す。

前記表４で実験例４ないし９はＳ１３０段階、すなわち、前記第１濃度の過酸化水素水を気化させて第２濃度の過酸化水素水を形成する段階を経た後に、Ｓ１４０段階、すなわち、第２温度及び第２圧力の収集器に前記第２濃度の過酸化水素水を投入する段階を行った場合であり、実験例１はＳ１３０段階なしにＳ１４０段階を行い、第１濃度の過酸化水素水を気化させて収集器に直ちに投入した場合であり、実験例２ないし３はＳ１３０段階が不充分に行われた場合を示す。

以下の表５はＳ１３０段階の有無によるＳ１６０段階の第４濃度を示す。

表４を参照すると、Ｓ１３０段階経ずＳ１４０段階を行った実験例１及びＳ１３０段階が不充分に行われた後Ｓ１４０段階を行った実験例２ないし３の場合、収集器の温度（４０℃、３５℃）で水の飽和水蒸気圧（７４ｍｂ、５６ｍｂ）より高い状態で過酸化水素蒸気はもちろん、水蒸気も接触及び凝縮確率が存在するため、すでに不純物として残存する水分は収集器に凝縮された水溶液の飽和水蒸気圧を高め、さらに高濃度になることを困難にすることが分かる。

以下では濃縮効率の変化と滅菌効果を確認するために次の通り実験を行った。

滅菌効果を確認するために生物学的指示剤として過酸化水素蒸気滅菌の指標菌として知られているバシラス・ステアロサーモフィラス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）の生胞子（ｖｉａｂｌｅ ｓｐｏｒｅ）が使用された。

滅菌チャンバに収容される被滅菌物としては硬質内視鏡を模写したＳｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ ｔｕｂｅ（長さ５００ｍｍ）のＰＣＤ中心に前記個体数１．６ｘ１０^６の生胞子が接種されたＳｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｄｉｓｃを挿入し、ＰＣＤを各内径（Φ０．５、Φ０．７、Φ１．０）別に１０個ずつ準備し、各ＰＣＤは個別的にＴｙｖｅｋ−Ｍｙｌａｒ Ｐｏｕｃｈで包装して実験の各周期別に投入した。

以後、滅菌周期の作動が完了し、ＰＣＤの中心に投入された生胞子Ｄｉｓｃを取り出して培地溶液（ｓｏｙｂｅａｎ ｃａｓｅｉｎ ｄｉｇｅｓｔ ｍｅｄｉｕｍ）に投入し、５５℃、７日間培養し、生存した微生物の成長を観察した。この際、成長がなければ生殖が可能な微生物がない陰性（Ｎｅｇａｔｉｖｅ）であり滅菌に成功したことを意味し、成長があれば陽性（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）であり滅菌に失敗したことを意味する。

先ず、実験例５と６は本発明の効果を最もよく示す結果として第４濃度が充分に高く、収集量も充分であり、滅菌効果も優れることが分かる。第１連結配管と第２連結配管の内径が１／２ｉｎｃｈ以上の場合には充分に同一な結果が得られた。

また、実験例４と７の場合も、Φ０．５、Ｌ５００の滅菌結果で１個が陽性である結果を示しているが、これは実験上の誤差範囲として理解することができ、第４濃度が充分に高く、収集量も充分であり、滅菌効果も優れることが分かる。

しかし、実験例１ないし３の場合、第４濃度が９５重量％未満であり、また、滅菌結果も非常に良くないことが分かる。

また、実験例８及び９の場合、第４濃度が９５重量％以上に該当するが、滅菌結果が良くないことが分かる。

すなわち、実験例１ないし３と、実験例４ないし７を比較するとき、Ｓ１３０段階を経ずＳ１４０段階を行った実験例１及びＳ１３０段階が不充分に行われた後Ｓ１４０段階を行った実験例２ないし３の場合、収集器で過酸化水素蒸気はもちろん、水蒸気も接触及び凝縮確率が存在するため、すでに不純物として残存する水分は収集器に凝縮された水溶液の飽和水蒸気圧を高め、さらに高濃度になることを困難にさせるため、第４濃度が９５重量％未満に該当するものと解釈され得る。

また、実験例４ないし７と実験例８ないし９を比較するとき、収集器１４０と気化バルブ１３１を連結する第１連結配管１４２及び気化バルブ１３１と滅菌チャンバ１１０を連結する第２連結配管１３３は他の連結配管に比べて内径が大きい場合には滅菌状態が良好である。

しかし、そうではない場合は収集器から滅菌チャンバへの気体の移動量が少なくなり、過酸化水素の気化及び移動のために温度上昇が必要な収集器で過酸化水素蒸気の分解反応速度は増加し、分解副産物である水蒸気と酸素気体の濃度が高まる。これは過酸化水素拡散の妨害要素である水蒸気量を最小化させようとする以前段階の目的が気化段階で喪失され、滅菌性能を弱化させると解釈され得る。

図４は本発明の第２実施形態による滅菌剤水溶液を利用した滅菌装置を示す概略的な構成図である。

ただし、本発明で前記滅菌剤は過酸化水素であり得、前記滅菌剤水溶液は過酸化水素水であり得、以下では説明の便宜上、滅菌剤は過酸化水素、滅菌剤水溶液は過酸化水素水に対応させて説明する。

一方、本発明の第２実施形態による滅菌装置は後述する内容を除いては前述した第１実施形態による滅菌装置と同様である。

図４を参照すると、本発明の第２実施形態による過酸化水素水を利用した滅菌装置２００は滅菌チャンバ２１０を含む。

前記滅菌チャンバ２１０は滅菌させようとする医療器具や手術用道具のような被滅菌物を入れる容器である。

また、前記滅菌チャンバ２１０の一側に連結される真空ポンプ２２０を含み、前記真空ポンプ２２０は前記滅菌チャンバ２１０の内部の気体を吸い出して真空状態を形成させ得る。この際、前記滅菌チャンバ２１０と前記真空ポンプ２２０との間には前記真空ポンプ２２０の動作を制御できる真空バルブ２２１が接続されている。

引続き図４を参照すると、本発明の第２実施形態による過酸化水素水を利用した滅菌装置２００は前記滅菌チャンバ２１０の他の一側に連結され、前記滅菌チャンバ２１０に過酸化水素蒸気を供給するための気化器２３０（または、蒸発器ともいう）及び前記気化器２３０に過酸化水素を供給するための過酸化水素供給装置２５０を含む。

この際、前記滅菌チャンバ２１０と前記気化器２３０との間には気化バルブ２３１を含み得る。

また、本発明の第２実施形態による過酸化水素水を利用した滅菌装置２００は一側は前記気化器２３０と連結され、他側は前記滅菌チャンバ２１０と連結され、前記気化器２３０に供給された過酸化水素を濃縮させるための収集器２４０（または収集気化器ともいう）を含む。

この際、前記滅菌チャンバ２１０と前記収集器２４０との間には収集バルブ２４１を含み得る。

また、前記滅菌チャンバ２１０と前記収集器２４０との間には燻蒸バルブ２５１を含み得る。

すなわち、前記滅菌チャンバ２１０と前記収集器２４０との間には収集バルブ２４１と燻蒸バルブ２５１が並列連結され得る。

一方、前述したように、前記滅菌チャンバ２１０と前記気化器２３０との間には気化バルブ２３１を含み得、すなわち、前記気化バルブ２３０の一側は滅菌チャンバ２１０と連結され、他側は気化器２３０及び収集器２４０と直列連結され得る。

引続き図４を参照すると、本発明の第２実施形態による過酸化水素水を利用した滅菌装置２００は前記気化器２３０と前記気化バルブ２３１を連結する第１連結配管２３２及び前記気化バルブ２３１と前記滅菌チャンバ２１０を連結する第２連結配管２３３を含み得る。

また、前記収集器２４０と前記収集バルブ２４１を連結する第３連結配管２４２及び前記収集バルブ２４１と前記滅菌チャンバ２１０を連結する第４連結配管２４３を含み得る。

また、前記収集器２４０と前記燻蒸バルブ２５１を連結する第５連結配管２５２及び前記燻蒸バルブ２５１と前記滅菌チャンバ２１０を連結する第６連結配管２５３を含み得る。

この際、図面では前記第４連結配管２４３が前記滅菌チャンバ２１０と直接連結され、滅菌チャンバ２１０と収集器２４０との間で収集バルブ２４１と燻蒸バルブ２５１が並列に連結する場合を示しているが、これとは異なって、前記第４連結配管２４３は前記第６連結配管２５３と連結され、滅菌チャンバ２１０と収集器２４０との間で収集バルブ２４１と燻蒸バルブ２５１が並列に連結され得る。

また、前記気化器２３０及び前記収集器２４０を連結する第７連結配管２３４を含み得る。

この際、前記気化バルブ２３１、前記収集バルブ２４１及び前記燻蒸バルブ２５１はｏｐｅｎ／ｃｌｏｓｅ動作によって前記第１連結配管２３２ないし前記第６連結配管２５３の流体の流れを制御することができ、また、前記気化バルブ２３１、前記収集バルブ２４１及び前記燻蒸バルブ２５１は別途の制御部によってｏｐｅｎ／ｃｌｏｓｅ動作が制御され得る。

また、図面に示すように、収集器２４０と燻蒸バルブ２５１を連結する第５連結配管２５２及び前記燻蒸バルブ２５１と前記滅菌チャンバ２１０を連結する第６連結配管２５３は他の連結配管より内径が大きくてもよく、例えば、他の連結配管が１／４ｉｎｃｈ配管である場合、前記第５連結配管２５２及び前記第６連結配管２５３は１ｉｎｃｈ配管であり得る。

一方、図面に示していないが、前記滅菌チャンバ２１０、気化器２３０及び収集器２４０の温度を制御するための温度制御手段を含み得、前記温度制御手段はヒーターであり得、これは当業界で自明な事項であるため、これについての詳細な説明は省略する。

また、前記収集器２４０の場合、温度制御手段として冷却手段をさらに含み得、前記冷却手段は冷却水や熱電素子を利用した直接冷却または熱交換器の送風による空冷式など適切な手段を使用することができる。

以下では、本発明の第２実施形態による滅菌装置を利用した滅菌方法について説明する。

本発明の第２実施形態による滅菌装置を利用した滅菌方法については前述した第１実施形態による図３の順序図を参照し、また、図４の滅菌装置の図面符号を併記して説明する。

また、本発明の第２実施形態による滅菌装置を利用した滅菌方法は後述する内容を除いては前述した図３の滅菌方法と同様である。

図３を参照すると、本発明による過酸化水素水を利用した滅菌装置の滅菌方法は滅菌チャンバ２１０（または、殺菌チャンバともいう）及び気化器２３０を真空排気する段階を含む（Ｓ１１０）。

前記滅菌チャンバ２１０及び前記気化器２３０を真空排気する段階は、前記真空ポンプ２２０を作動（ｏｎ状態）させて前記真空バルブ２２１をｏｐｅｎさせることによって真空排気することができる。

一方、Ｓ１１０段階、すなわち、滅菌チャンバ及び気化器を真空排気する段階は後述するＳ１６０段階まで持続され得、滅菌チャンバが所定の設定圧力に到達し、水分が除去された過酸化水素液体が収集器に収集が完了すると本段階は完了する。

また、前記気化器２３０を真空排気するため、前記滅菌チャンバ２１０と前記気化器２３０との間の気化バルブ２３１はｏｐｅｎ状態であり、真空排気中である滅菌チャンバと連通して大気圧以下の圧力になるようにし、次の段階で閉じられる。

一方、前記滅菌チャンバ２１０及び前記気化器２３０を真空排気する段階と同時に、前記滅菌チャンバ及び前記気化器を前述した温度制御手段によって設定された温度を維持し得る。

次に、第１温度及び第１圧力の気化器２３０に第１濃度の過酸化水素水を投入する段階を含む（Ｓ１２０）。

前記過酸化水素水を投入させることは第１濃度の過酸化水素水を貯蔵する過酸化水素供給装置２５０を介して投入され得る。

この際、前記過酸化水素水の第１濃度は６０重量％以下であり得る。

また、前記第１温度は６０ないし７０℃であり得、前記第１圧力は８００ｍｂ（ミリバール）ないし大気圧であり得る。

この際、Ｓ１２０段階では第１濃度の過酸化水素水が前記気化器２３０に投入されるあいだ、前記気化バルブ２３１、前記収集バルブ２４１及び前記燻蒸バルブ２５１はｃｌｏｓｅ状態であり、ただし、供給装置によってｏｐｅｎ状態であり得る。

一方、Ｓ１２０段階で前記滅菌チャンバ２１０の圧力は６００ｍｂないし大気圧であり、温度は４５ないし５５℃であり得、また、前記収集器２４０の圧力は８００ｍｂないし大気圧であり、温度は３８ないし４２℃であり得る。

次に、前記第１濃度の過酸化水素水を気化させて第２濃度の過酸化水素水を形成する段階を含む（Ｓ１３０）。

すなわち、前記気化器２３０に投入された第１濃度の過酸化水素水が気化（すなわち、水分除去）され、第２濃度の過酸化水素水が形成される。

前記過酸化水素水の第２濃度は７５重量％ないし８５重量％であり得、Ｓ１３０段階は６０重量％以下の過酸化水素水中の水分を気化させることによって、７５重量％ないし８５重量％濃度の過酸化水素水を形成する過酸化水素水第１濃縮段階であり得る。

一般的には、同一の温度と圧力で、水は過酸化水素より蒸気圧が高いためより迅速に蒸発され、水の分子量は過酸化水素より低いため水が過酸化水素より迅速に気相拡散される。

したがって、同一の温度及び圧力条件で水（すなわち、水分）は過酸化水素より迅速に蒸発して拡散されるため、過酸化水素水での水は過酸化水素より先に蒸発／拡散されるため、第２濃度の過酸化水素水が形成され得る。

この際、蒸発された水は滅菌チャンバ２１０を経由して真空ポンプを介して真空排気されるため、Ｓ１３０段階で前記真空ポンプ２２０を作動（ｏｎ状態）させて前記真空バルブ２２１をｏｐｅｎさせることによって真空排気し得る。

一方、Ｓ１３０段階で、前記気化器３３０の温度は５５ないし６５℃であり得、圧力は３０ないし８００ｍｂ（ミリバール）であり得る。

また、蒸発された水が真空ポンプを介して真空排気されるため、前記気化バルブ２３１はｏｐｅｎ状態である。

また、蒸発された水が滅菌チャンバ２１０を経由して真空ポンプを介して真空排気されるため、前記滅菌チャンバ２１０の圧力は１０ないし６００ｍｂであり、温度は４５ないし５５℃であり得、また、前記収集器２４０の圧力は２０ないし５００ｍｂであり、温度は３５ないし４０℃であり得る。

次に、第２温度及び第２圧力の収集器に前記第２濃度の過酸化水素水を投入する段階を含む（Ｓ１４０）。

前記第２濃度の過酸化水素水を第２温度及び第２圧力の収集器２４０に投入するため、前記真空ポンプ２２０を作動（ｏｎ状態）させ、前記真空バルブ２２１をｏｐｅｎ状態、前記気化バルブ２３１及び前記燻蒸バルブ２５１はｃｌｏｓｅ状態、前記収集バルブ２４１はｏｎ状態に制御し得る。

この際、前記第２温度は３５ないし４２℃であり得、前記第２圧力は８ないし５０ｍｂであり得る。

また、前記第２濃度の過酸化水素水が気化器２３０から収集器２４０に移動するため、前記気化器２３０の圧力は１０ないし６０ｍｂであり、温度は５５ないし６０℃であり得、前記第２濃度の過酸化水素水は第７連結配管２３４を経由して気化器２３０から収集器２４０に移動し得る。

一方、Ｓ１４０段階でも前記滅菌チャンバ２１０は継続して真空排気され、前記滅菌チャンバ２１０の圧力は１ないし１０ｍｂであり、温度は４５ないし５５℃であり得る。

次に、前記第２濃度の過酸化水素水中の過酸化水素蒸気は前記収集器に凝縮され、水蒸気は前記収集器から排気させる段階を含む（Ｓ１５０）。

この際、前記過酸化水素水の第３濃度は９０重量％ないし９５重量％であり得、Ｓ１５０段階は７５重量％ないし８５重量％の過酸化水素水中の水分を気化させることによって、９０重量％ないし９５重量％濃度の過酸化水素水を形成する過酸化水素水第２濃縮段階であり得る。

一方、前記ではＳ１４０段階の第２温度及び第２圧力の収集器に前記第２濃度の過酸化水素水を投入する段階及びＳ１５０段階の前記第２濃度の過酸化水素水中の過酸化水素蒸気は前記収集器に凝縮され、水蒸気は前記収集器から排気させる段階が順次に形成される場合を説明したが、これとは異なって、Ｓ１４０及びＳ１５０段階は同時に行われる段階であり得る。

すなわち、第２温度及び第２圧力の収集器に前記第２濃度の過酸化水素水を投入し、これと同時に、前記第２濃度の過酸化水素水中の過酸化水素蒸気は前記収集器に凝縮され、水蒸気は前記収集器から排気され得る。

この際、蒸発された水は真空ポンプを介して真空排気されるため、Ｓ１５０段階では前記真空ポンプ２２０を作動（ｏｎ状態）させ、前記真空バルブ２２１をｏｐｅｎさせることによって真空排気することができ、また、蒸発された水が真空ポンプを介して真空排気されるため、前記収集バルブ２４１はｏｐｅｎ状態である。

次に、前記滅菌チャンバの一定圧力まで低くする段階及び前記第３濃度の過酸化水素水を第４濃度の過酸化水素水に濃縮する段階を含む（Ｓ１６０）。

この際、前記一定圧力とは、滅菌チャンバで滅菌をするための設定圧力でなければならず、また、滅菌剤が過酸化水素蒸気である場合、拡散が容易な真空度でなければならない。

したがって、前記設定圧力は０．５ないし１．３ｍｂであり得、また、前記滅菌チャンバの温度は４５ないし５５℃であり得る。

また、前記過酸化水素水の第４濃度は９５重量％以上であり得、Ｓ１６０段階９０重量％ないし９５重量％濃度の過酸化水素水中の水分を気化させることによって、９５重量％以上の過酸化水素水を形成する過酸化水素水第３濃縮段階であり得る。

この際、蒸発された水は真空ポンプを介して真空排気されるため、Ｓ１６０段階では前記真空ポンプ２２０を作動（ｏｎ状態）させ、前記真空バルブ２２１をｏｐｅｎさせることによって真空排気し得る。

一方、Ｓ１６０段階で前記収集バルブ２４１はｏｐｅｎ状態及びｃｌｏｓｅ状態を繰り返すことができる。これは前述した通りであるため、以下の具体的な説明は省略する。

また、前記気化バルブ２３１及び前記燻蒸バルブ２５１はｃｌｏｓｅ状態に該当する。

この際、前記収集器２４０の圧力は５ないし１０ｍｂであり、温度は３５ないし４０℃であり得、前記気化器２３０の圧力は７ないし１０ｍｂであり、温度は６０ないし７０℃であり得る。

次に、第４濃度の過酸化水素水の過酸化水素蒸気を滅菌チャンバに投入し、被処理物を滅菌処理する段階を含む（Ｓ１７０）。

Ｓ１７０段階では収集器２４０に位置する第４濃度の過酸化水素水の過酸化水素蒸気を滅菌チャンバ２１０に投入するため、燻蒸バルブ２５１はｏｐｅｎ状態である。

すなわち、収集器２４０から滅菌チャンバ２１０に過酸化水素蒸気が移動することは第５連結配管２５２及び第６連結配管２５３を介して移動し得る。

この際、前述したように、収集器２４０と燻蒸バルブ２５１を連結する第５連結配管２５２及び前記燻蒸バルブ２５１と前記滅菌チャンバ２１０を連結する第６連結配管２５３は他の連結配管、特に、第７連結配管２３４より内径が大きくてもよく、例えば、第７連結配管２３４が１／４ｉｎｃｈ配管である場合、前記第５連結配管２５２及び第６連結配管２５３は１ｉｎｃｈ配管であり得る。これは前述した通りであるため、以下では詳細な説明は省略する。

一方、第４濃度の過酸化水素水の過酸化水素蒸気を滅菌チャンバに投入することにおいて、過酸化水素は滅菌チャンバで気化拡散されるが、前記収集器２４０の温度が前記滅菌チャンバの温度に到達する前に過酸化水素の気化が大部分完了するように前記収集器２４０の昇温速度を制御することができ、これは前述した通りであるため、以下では詳細な説明は省略する。

この際、前記滅菌チャンバ２１０の圧力は０．５ないし１５ｍｂであり得、温度は４５ないし５５℃であり得る。

また、前記収集器２４０の圧力は０．５ないし１５ｍｂであり、温度は３０ないし７０℃であり得、前記気化器２３０の圧力は０．５ないし１５ｍｂであり、温度は６０ないし７０℃であり得る。

前記各段階での圧力及び温度条件を整理すると、以下の表７の通りである。

また、各段階での真空ポンプ及びバルブの状態を整理すると、以下の表８の通りである。

以上添付した図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更しない範囲で他の具体的な形態で実施され得ることを理解できるであろう。したがって、上記実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。

１００、２００ 滅菌装置
１１０、２１０ 滅菌チャンバ
１２０、２２０ 真空ポンプ
１３０、２３０ 気化器
１４０、２４０ 収集器
１３１、２３１ 気化バルブ
１４１、２４１ 収集バルブ
２５１ 燻蒸バルブ

Claims (10)

1. 滅菌チャンバと、
   前記滅菌チャンバの一側に連結される真空ポンプと、
   前記滅菌チャンバの他の一側に連結される気化器と、
   一側は前記気化器と連結され、他側は前記滅菌チャンバと連結される収集器を含み、
   前記収集器は冷却手段をさらに含み、
   前記収集器に投入された過酸化水素水の過酸化水素蒸気は前記収集器に凝縮し、前記過酸化水素水の水蒸気は前記収集器から前記滅菌チャンバを経て排気されることを特徴とする滅菌装置。
2. 前記滅菌チャンバと前記収集器との間に位置する気化バルブをさらに含み、
   前記気化バルブは前記滅菌チャンバと前記気化器との間の経路にも位置することを特徴とする請求項１に記載の滅菌装置。
3. 前記気化バルブは、一側は前記滅菌チャンバと連結され、他側は前記気化器及び前記収集器と並列連結される請求項２に記載の滅菌装置。
4. 前記滅菌チャンバと前記収集器との間に位置する収集バルブをさらに含み、
   前記滅菌チャンバと前記収集器との間で前記気化バルブと前記収集バルブが並列連結される請求項２に記載の滅菌装置。
5. 前記収集器と前記気化バルブを連結する第１連結配管、前記気化バルブと前記滅菌チャンバを連結する第２連結配管、前記収集器と前記収集バルブを連結する第３連結配管、前記収集バルブと前記滅菌チャンバを連結する第４連結配管及び前記気化器と前記気化バルブを連結する第５連結配管をさらに含む請求項４に記載の滅菌装置。
6. 前記第１連結配管の内径及び前記第２連結配管の内径は前記第３連結配管または前記第４連結配管の内径より大きく、前記第５連結配管の内径より大きいことを特徴とする請求項５に記載の滅菌装置。
7. 前記滅菌チャンバと前記収集器との間に位置する収集バルブ及び前記滅菌チャンバと前記収集器との間に位置する燻蒸バルブをさらに含み、
   前記滅菌チャンバと前記収集器との間に前記収集バルブと前記燻蒸バルブが並列連結される請求項１に記載の滅菌装置。
8. 前記滅菌チャンバと前記気化器との間に位置する気化バルブをさらに含み、
   前記気化バルブの一側は前記滅菌チャンバと連結され、前記気化バルブの他側は前記気化器及び前記収集器と直列連結される請求項７に記載の滅菌装置。
9. 前記気化器と前記気化バルブを連結する第１連結配管、前記気化バルブと前記滅菌チャンバを連結する第２連結配管、前記収集器と前記収集バルブを連結する第３連結配管、前記収集バルブと前記滅菌チャンバを連結する第４連結配管、前記収集器と前記燻蒸バルブを連結する第５連結配管、前記燻蒸バルブと前記滅菌チャンバを連結する第６連結配管、及び前記気化器及び前記収集器を連結する第７連結配管をさらに含む請求項８に記載の滅菌装置。
10. 前記第５連結配管及び第６連結配管の内径は前記第１連結配管または前記第２連結配管の内径より大きく、前記第３連結配管または前記第４連結配管の内径より大きく、前記第７連結配管の内径より大きいことを特徴とする請求項９に記載の滅菌装置。