KR20130082075A

KR20130082075A - 과산화수소 가스 생성 장치

Info

Publication number: KR20130082075A
Application number: KR1020127028645A
Authority: KR
Inventors: 신지 후꾸이; 야스히꼬 요꼬이; 지로 오니시; 아끼후미 이와마
Original assignee: 파나소닉 헬스케어 주식회사
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2013-07-18
Also published as: EP2554514A4; WO2011125823A1; JP5604511B2; JPWO2011125823A1; EP2554514A1; US20130084215A1

Abstract

본 발명의 과제는, 과산화수소 가스를 생성할 때의 잔류 용액을 최대한 적게 하는 것이다. 본 발명의 과산화수소 가스 생성 장치는, 저장부에 저장된 과산화수소에 초음파 진동을 부여하여 무화시키는 무화부와, 상기 무화부의 상방에 설치되고, 상기 무화부에서 무화된 과산화수소를 가스화하기 위해 가열하는 히터와, 상기 히터가 내측 공간에 배치되고, 상기 무화부에서 무화되어 캐리어 가스와 함께 흐르는 과산화수소를 상방으로 유도하는 금속제의 내통부와, 상기 내통부가 내측 공간에 배치되어 이중관을 구성하고, 상기 저장부를 향해 하강하는 상기 캐리어 가스용 가스 유로를, 상기 내통부와의 사이에 형성하는 외통부를 구비하고, 상기 히터로 가열된 상기 내통부에 상기 가스 유로를 흐르는 캐리어 가스를 접촉시켜, 가열된 상기 캐리어 가스를 상기 저장부로 도입하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

과산화수소 가스 생성 장치 {HYDROGEN PEROXIDE GAS PRODUCTION DEVICE}

본 발명은, 과산화수소 가스 생성 장치에 관한 것이다.

아이솔레이터는, 내부에 무균의 작업실을 갖는 장치이다. 이 작업실 내에서는, 무균 환경이 요구되는 작업이 행해진다. 예를 들어, 세포 배양 등의 작업이 행해진다. 이 아이솔레이터에서는, 가스화된 과산화수소를 작업실 내에 분무함으로써, 작업실 내를 멸균하는 것이 행해지고 있다(특허문헌 1, 2를 참조).

과산화수소 가스 등의 멸균 가스를 발생시키는 멸균 가스 발생 장치에는, 일반적으로, 저장부(貯留部; storage part)에 저장한 과산화수소수를 초음파 진동시켜 무화시키는(atomize) 무화 장치가 설치되어 있다. 또한, 멸균 가스 발생 장치는, 무화된 과산화수소수를 가열하여 과산화수소 가스를 생성한다(예를 들어, 특허문헌 3 참조).

멸균이라 함은, 미생물을 살멸하여 한없이 무균에 가깝게 하는 것이지만, 본 명세서에서는 이른바 제염, 제균, 살균 등도 포함하는 것으로 한다.

또한, 무균 환경이라 함은 한없이 무균에 가까운 환경이며, 제염 처리라 함은 그 무균 환경을 실현하기 위한 처리를 말하고, 제염 처리에 사용하는 물질을 제염 물질이라 한다.

일본 특허 출원 공개 제2006-320392호 공보 일본 특허 출원 공개 제2005-312799호 공보 일본 특허 출원 공개 제2005-172692호 공보

과산화수소는, 강한 살균력 및 부식력을 갖고 있어, 고농도의 용액이 사람의 피부에 부착되면 강한 자극을 받게 된다. 이로 인해, 과산화수소의 용액을 가스화할 때에는, 잔류 용액을 최대한 적게 하는 것이 요구된다.

또한, 멸균 가스 발생 장치가 과산화수소수를 무화시키면, 저장부의 과산화수소수의 양은 감소하고, 과산화수소수의 농도는 높아진다. 농도가 높은 과산화수소수는 가스화하기 어렵기 때문에, 저장부에는 농도가 높은 과산화수소수가 잔류할 우려가 있다.

또한, 과산화수소수를 무화하기 위해 저장부에 설치되는 진동판은, 전파수(傳播水)를 통해 전달되는 초음파를 받아 진동한다. 일반적으로, 이러한 진동판은 매우 얇기 때문에, 진동판에 균열 등이 발생하여 저장부에 전파수가 침입해 버리는 경우가 있다. 따라서, 멸균 가스 발생 장치에서는, 예를 들어 과산화수소수가 공급되기 전이라도, 얼마간의 액체가 저장부에 존재하고 있는 경우가 있다.

본 발명은, 이러한 사정에 비추어 이루어진 것이며, 그 목적은, 과산화수소 가스를 생성할 때의 잔류 용액을 최대한 적게 하는 데 있다.

또한, 저장부에 고농도의 과산화수소수가 잔류하기 어려운 멸균 물질 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 저장부에 액체가 존재하고 있는지 여부를 검출할 수 있는 무화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 하나의 측면에 관한 과산화수소 가스 생성 장치는, 저장부에 저장된 과산화수소에 초음파 진동을 부여하여 무화시키는 무화부(霧化部; atomization unit)와, 상기 무화부의 상방에 설치되고, 상기 무화부에서 무화된 과산화수소를 가열하여 가스화하는 히터와, 상기 히터가 내측 공간에 배치되고, 상기 무화부에서 무화되어 캐리어 가스와 함께 흐르는 과산화수소를 상방으로 유도하는 금속제의 내통부와, 상기 내통부가 내측 공간에 배치되어 이중관을 구성하고, 상기 저장부를 향해 하강하는 상기 캐리어 가스용 가스 유로를, 상기 내통부와의 사이에 형성하는 외통부를 구비하고, 상기 히터로 가열된 상기 내통부에 상기 가스 유로를 흐르는 캐리어 가스를 접촉시켜, 가열된 상기 캐리어 가스를 상기 저장부로 도입하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 하나의 측면에 관한 멸균 물질 발생 장치는, 과산화수소수를 저장하는 저장부 및 상기 저장부에 저장된 상기 과산화수소수에 초음파 진동을 부여하여, 상기 과산화수소수를 무화시키는 초음파 진동자를 포함하는 무화부와, 상기 무화부에 의해 무화된 상기 과산화수소수를 가열하여 기화시켜, 공급되는 캐리어 가스와 함께 출력하는 기화부와, 상기 저장부에 상기 과산화수소수를 공급하기 위한 제1 공급부와, 상기 저장부에 희석액을 공급하기 위한 제2 공급부와, 상기 과산화수소수가 상기 제1 공급부로부터 상기 저장부에 공급되었을 때의 공급량에 기초하여, 상기 저장부에 저장된 상기 과산화수소수가 무화되고 나서, 상기 저장부에 잔류하는 상기 과산화수소수의 양이 제1 소정량으로 되었는지 여부를 판정하는 판정부와, 상기 무화부를 제어하여 상기 저장부에 저장된 상기 과산화수소수를 무화시키고, 상기 판정부가 상기 저장부에 잔류하는 상기 과산화수소수의 양이 상기 제1 소정량으로 되었다고 판정하면, 상기 저장부에 상기 희석액이 공급되도록 상기 제2 공급부를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 하나의 측면에 관한 무화 장치는, 전파수를 저장하는 제1 저장부와, 진동판이 장착된 저면이 상기 전파수에 잠기도록 설치되고, 액체를 저장하는 제2 저장부와, 상기 전파수를 통해 상기 진동판에 초음파 진동을 부여하여 상기 액체를 무화시키고, 초음파를 발생시키는 면이 수평 방향으로부터 소정의 각도로 되도록 상기 제1 저장부의 저면에 설치되는 초음파 진동자와, 상기 초음파 진동자에 초음파를 발생시키기 위해 상기 초음파 진동자를 구동시키는 구동부와, 상기 구동부에 공급되는 전원으로부터 상기 구동부에 공급되는 전류를 측정하는 측정부와, 상기 측정부의 측정 결과에 기초하여, 상기 제2 저장부에 상기 액체가 잔류하고 있는지, 또는 상기 전파수가 상기 진동판을 통해 상기 제2 저장부에 침입하고 있는지를 판정하는 판정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 과산화수소 가스 생성 장치에 따르면, 내통부에 의해 가열된 캐리어 가스를 저장부로 도입하고 있으므로, 저장부의 과산화수소 용액은, 캐리어 가스와의 사이의 열교환에 의해서도 증발된다. 이로 인해, 저장부에 잔류하는 과산화수소 용액의 양을 최대한 적게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 하나의 측면에 관한 멸균 물질 발생 장치에 따르면, 저장부에 고농도의 과산화수소수가 잔류하기 어려운 멸균 물질 발생 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 하나의 측면에 관한 무화 장치에 따르면, 저장부에 액체가 존재하고 있는지 여부를 검출할 수 있는 무화 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 아이솔레이터의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 멸균 가스 생성 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 초음파 진동자의 주변을 분해하여 도시하는 저장부 주변의 확대도이다.
도 4는 각 부의 온도의 경시 변화를 설명하는 그래프이다.
도 5는 비교예에 관한 멸균 가스 생성 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 6은 각 부의 온도의 경시 변화를 설명하는 그래프이다.
도 7은 제2 실시 형태에 관한 멸균 가스 생성 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 8은 초음파 진동자의 주변을 분해하여 도시하는 저장부 주변의 확대도이다.
도 9는 제3 실시 형태에 관한 멸균 가스 생성 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 10은 제4 실시 형태에 관한 멸균 가스 생성 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태인 아이솔레이터(1010)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 12는 멸균 가스 발생 장치(1035)의 측면도이다.
도 13은 마이크로컴퓨터(1071)에 실현되는 기능 블록을 도시하는 도면이다.
도 14는 마이크로컴퓨터(1071)가 실행하는 처리의 일례를 나타내는 플로우챠트이다.
도 15는 마이크로컴퓨터(1071)가 실행하는 처리의 일례를 나타내는 플로우챠트이다.
도 16은 멸균 가스 발생 장치(1035)가 과산화수소 가스를 발생시킬 때의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 형태인 아이솔레이터(2010)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 18은 멸균 가스 발생 장치(2035)의 측면도이다.
도 19는 컵(2100)에 물이 있는 경우와 없는 경우에 있어서 초음파 진동자(2121)가 동작하고 있을 때의 전류 IA의 측정 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
도 20은 컵(2100)에 물이 있는 경우와 없는 경우에 있어서 전류 IA의 변동의 절대값의 가산 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 21은 마이크로컴퓨터(2074)가 실현하는 기능 블록을 도시하는 도면이다.
도 22는 마이크로컴퓨터(2074)가 실행하는 처리의 일례를 나타내는 플로우챠트이다.

실시예 1

이하, 본 발명의 실시예 1에 대해 설명한다. 또한, 본 발명에 관한 과산화수소 가스 생성 장치는, 본 실시 형태에 있어서의 멸균 가스 생성 장치로서, 아이솔레이터에 내장되어 있다. 이로 인해, 아이솔레이터를 예로 들어 설명한다.

<제1 실시 형태에 대해>

<아이솔레이터의 전체 구성>

도 1에 도시한 바와 같이, 아이솔레이터는, 작업실(1), 기체 공급부(2), 기체 배출부(3), 멸균 가스 공급 장치(4) 및 제어부(5)를 갖고 있다.

작업실(1)은, 무균 환경하에서의 작업을 행하기 위한 작업 공간을 구획하는 부분이며, 전방면에 전방면 도어(6)를 갖는 상자 형상 부재에 의해 구성되어 있다. 전방면 도어(6)는, 외부로부터 개폐 가능하게 구성되어 있다. 이 전방면 도어(6)에는, 작업용 글로브(7)가 설치되어 있다. 이 작업용 글로브(7)는, 작업 공간(8)에서 작업을 행할 때에 작업자의 팔이 삽입된다. 작업실(1)에 있어서의 한쪽 측면에는 기체 공급구(9)가 설치되어 있다. 이 기체 공급구(9)를 통해 기체 공급부(2)로부터의 기체(예를 들어, 멸균용 과산화수소 가스)가 공급된다. 여기서, 기체 공급구(9)에는 HEPA 필터(10)가 설치되어 있다. 이로 인해, 기체 공급부(2)로부터의 기체에 포함되는 먼지 등은 HEPA 필터(10)에 의해 포착되고, 기체만이 작업 공간(8)에 공급된다. 작업실(1)에 있어서의 다른 쪽 측면에는 기체 배출구(11)가 설치되어 있다. 이 기체 배출구(11)에도 HEPA 필터(10)가 설치되어 있다. 이로 인해, 기체 배출구(11)를 통해 먼지 등이 작업 공간(8)으로 들어가는 것이 방지된다. 그리고 기체 배출구(11)로부터는 작업 공간(8) 내의 기체가 배출된다. 배출된 기체는, 기체 배출부(3)로 보내진다.

기체 공급부(2)는, 작업실(1)로 기체를 공급하는 부분이다. 이 기체 공급부(2)에는, 흡기구(12), 제1 삼방 밸브(13) 및 팬(14)이 설치되어 있다. 흡기구(12)는, 외부로부터 공기를 도입하는 부분이다. 팬(14)은, 외부로부터 도입된 공기를, 제1 삼방 밸브(13)로 송출한다.

제1 삼방 밸브(13)는, 멸균 가스 공급 장치(4), 팬(14) 및 작업실(1)의 각각과 연통되어 있다. 그리고, 제어부(5)로부터의 제어 정보에 따라서 유로를 절환한다.

따라서, 제1 삼방 밸브(13)에 의해 멸균 가스 공급 장치(4)와 작업실(1)이 연통되어 있을 때, 과산화수소 가스가 작업실(1)로 공급된다.

한편, 제1 삼방 밸브(13)에 의해 팬(14)과 작업실(1)이 연통되어 있을 때, 팬(14)의 동작에 의해 공기가 작업실(1)로 공급된다. 또한, 팬(14)은, 제어부(5)로부터의 제어 신호에 따라 동작 상태와 정지 상태가 절환된다. 또한, 기체의 송출량도 조정할 수 있다.

기체 배출부(3)는 작업실(1)의 기체를 배출하는 부분이다. 이 기체 배출부(3)에는, 제2 삼방 밸브(15), 멸균 물질 저감 처리부(16), 배기구(17) 및 팬(21)이 설치되어 있다. 제2 삼방 밸브(15)는, 작업실(1)의 기체 배출구(11), 팬(21) 및 멸균 물질 저감 처리부(16)의 각각과 연통되어 있다. 그리고, 제어부(5)로부터의 제어 정보에 따라서 유로를 절환한다. 예를 들어, 기체 배출구(11)와 멸균 물질 저감 처리부(16)를 연통하거나, 기체 배출구(11)와 팬(21)을 연통하거나 한다.

팬(21)은, 기체 배출구(11)로부터의 기체를, 이른바 캐리어 가스로서 멸균 가스 생성 장치(20)에 공급한다. 이로 인해, 기체 배출구(11)와 팬(21)이 연통되고, 멸균 가스 생성 장치(20)와 작업실(1)이 연통되어 있을 때에는, 기체 배출구(11)로부터의 기체는, 아이솔레이터 내를 순환하게 된다.

멸균 물질 저감 처리부(16)는, 제2 삼방 밸브(15)와 배기구(17)의 사이에 설치되어 있고, 제2 삼방 밸브(15)를 통해 보내져 온 기체 중의 과산화수소(멸균 물질)에 대해, 그 농도를 저감하는 처리를 행하는 부분이다. 이 멸균 물질 저감 처리부(16)는, 예를 들어 백금 등의 금속 촉매나 활성탄에 의해 구성된다. 또한, 멸균 물질 저감 처리부(16)에 관하여, 과산화수소의 농도를 저감할 수 있으면, 금속 촉매나 활성탄에 한정되는 것은 아니다. 배기구(17)는, 멸균 물질 저감 처리부(16)에서 처리된 후의 기체를 대기로 배출하는 부분이다.

멸균 가스 공급 장치(4)는, 과산화수소를 가스화하여 공급하는 부분이며, 과산화수소 공급 장치에 상당한다. 이 멸균 가스 공급 장치(4)는, 멸균 물질 카트리지(18), 펌프(19) 및 멸균 가스 생성 장치(20)를 갖는다. 멸균 물질 카트리지(18)는 과산화수소수를 저장한다. 펌프(19)는, 멸균 물질 카트리지(18)에 저장된 과산화수소수를 퍼올려, 멸균 가스 생성 장치(20)로 송출한다. 이 펌프(19)는, 예를 들어 페리스타 펌프에 의해 구성된다. 멸균 가스 생성 장치(20)는, 공급된 과산화수소수부터 과산화수소 가스를 발생시킨다. 발생한 과산화수소 가스는, 예를 들어 제1 삼방 밸브(13)에 공급된다. 또한, 멸균 가스 생성 장치(20)에 대해서는 이후에 상세하게 설명한다.

제어부(5)는, 이들 각 부를 전기적으로 제어하는 부분이다. 이 제어부(5)는, 기체 공급부(2)가 갖는 제1 삼방 밸브(13)나 팬(14), 기체 배출부(3)가 갖는 제2 삼방 밸브(15) 및 멸균 가스 공급 장치(4)가 갖는 멸균 가스 생성 장치(20) 등을 제어한다. 예를 들어, 멸균 가스 생성 장치(20)에서 생성된 과산화수소 가스를, 제1 삼방 밸브(13)를 통해 작업실(1)로 공급할 수 있다. 또한, 작업실(1)에 공급된 과산화수소 가스를, 제2 삼방 밸브(15)를 통해 제1 삼방 밸브(13)의 측으로 보내, 계(系) 내를 순환시킬 수도 있다. 그리고 계 내에서 과산화수소 가스를 순환시키면, 이 계 내를 무균 환경으로 할 수 있다. 여기서, 무균 환경이라 함은, 작업실(1)에서 행해지는 작업에 필요한 물질 이외의 물질의 혼입을 방지한, 한없이 무진, 무균에 가까운 환경을 말한다.

<멸균 가스 생성 장치(20)에 대해>

다음에, 멸균 가스 생성 장치(20)에 대해 설명한다. 이 멸균 가스 생성 장치(20)는, 과산화수소 가스 생성 장치에 상당한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 멸균 가스 생성 장치(20)는, 무화부(30)와 가스화부(50)를 갖고 있다. 무화부(30)는 펌프(19)로부터 공급된 과산화수소수를 무화하는 부분이고, 가스화부(50)는 무화된 과산화수소를 가스화하는 부분이다.

우선, 무화부(30)에 대해 설명한다. 무화부(30)는, 수용부(31), 초음파 진동자(32), 저장부(33) 및 진동판(34) 등을 포함하여 구성되어 있다.

수용부(31)는, 초음파 진동자(32)나 초음파 전파액(35)을 수용하는 부분이며, 상면에 개구를 갖는 중공 원통형의 용기로 되어 있다. 이 수용부(31)는, 스테인리스 강 등의 금속이나 수지에 의해 제작되어 있다. 수용부(31)의 내측 공간에는, 이 내부 공간을 액밀한 상태에서 상하로 구획하는 원형 판상의 구획판(36)이 설치되어 있다.

초음파 진동자(32)는, 초음파 진동을 발생하는 소자이며, 수용체(37)의 내부에 수용된 상태에서 구획판(36)에 장착되어 있다.

저장부(33)는, 과산화수소수를 저장하는 용기이며, 도 3에 도시한 바와 같이, 역(逆) 원뿔대 형상으로 움푹 들어간 오목부(38)를 구비하고 있다. 이 오목부(38)에는, 펌프(19)로부터 공급된 과산화수소수가 저장된다. 오목부(38)의 저면은, 진동판(34)에 의해 구획되어 있다. 이 진동판(34)은, 두께가 0.02㎜ 정도인 스테인리스 박판이나 두께가 0.2㎜ 정도인 수지 박판에 의해 구성되어 있다. 이 진동판(34)은, O링(39)을 끼운 상태에서, 저장부(33)의 저면에 하측으로부터 고정 나사(40)로 고정되어 있다. 또한, 저장부(33)의 상단부(41)는 플랜지 형상으로 형성되어, 외통부(53)의 하단부(54)와 기밀 상태로 접속할 수 있도록 되어 있다.

수용부(31)에 있어서의 구획판(36)보다도 상측의 공간에는, 초음파 전파액(35)이 저장된다. 본 실시 형태에서는, 초음파 전파액(35)으로서 물을 사용하고 있다. 이 초음파 전파액(35)을 통해, 초음파 진동자(32)에 의한 초음파 진동이 진동판(34)에 전파된다. 또한, 초음파 전파액(35)은 물에 한정되지 않고, 초음파 진동을 진동판(34)에 전파할 수 있는 액체이면 된다.

그리고, 저장부(33)에 과산화수소수가 저장된 상태에서 초음파 진동자(32)를 동작시키면, 초음파 전파액(35)을 통해 초음파 진동이 진동판(34)에 전파되어, 진동판(34)을 초음파 진동이 투과한다. 이 초음파 진동에 의해 저장부(33)의 과산화수소수가 무화된다.

다음에, 가스화부(50)에 대해 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 가스화부(50)는, 내통부(51), 히터(52) 및 외통부(53) 등을 포함하여 구성되고, 무화부(30)의 상방에 설치되어 있다.

내통부(51)는, 금속제의 원통 부재에 의해 구성되어 있다. 또한, 본 실시 형태의 내통부(51)는, 스테인리스 부재에 의해 제작된 스텐부(51A)와, 스텐부(51)의 하측에 접속되고, 스텐부(51A)보다도 얇은 알루미늄 부재에 의해 제작된 알루미늄부(51B)를 포함한다. 내통부(51)의 직경은, 저장부(33)가 갖는 오목부(38)의 개구 직경보다도 작게 정해져 있다. 그리고, 내통부(51)는 연직 방향을 향한 상태로 장착되어 있다. 장착 상태에 있어서, 내통부(51)는, 그 하단부(55)가 저장부(33)에 있어서의 오목부(38)의 바로 위가 되는 높이가 되고, 그 축심이 오목부(38)와 동심이 되도록 위치 결정된다.

히터(52)는, 통전에 의해 가열되는 부재이며, 원기둥 형상의 발열체(56)와, 발열체(56)의 주위에 장착된 전열성의 핀(57)을 갖고 있다. 즉, 발열체(56)로부터의 열을 핀(57)에 의해 확산시키고 있다. 이 히터(52)는, 내통부(51)의 내측 공간에 배치되어 있다. 예를 들어, 상단부측으로부터 내통부(51)의 길이의 3/4 정도의 범위에 배치되어 있다.

히터(52)의 발열체(56)와 내통부(51)의 내벽면의 사이에는, 유로 규제판(58)(내측 핀)이 장착되어 있다. 유로 규제판(58)은, 발열체(56)와의 접촉 부분이 반원 형상으로 절결된 대략 반원 형상의 금속판에 의해 구성된다. 이 유로 규제판(58)은, 내통부(51)의 내측 공간에 있어서의 한쪽 절반 부분을 덮는 상태에서 대략 수평 방향으로 장착되어 있다. 또한, 유로 규제판(58)은, 상하 방향으로 소정 간격을 둔 상태에서 복수매가 번갈아 배치된다. 예를 들어, 유로 규제판(58)은, 일정 간격으로 배치되거나, 상측이 조밀하며 하측이 성기게 되도록 배치되거나 한다. 또한, 히터(52)의 부분이 조밀하며 그것보다도 하측에서 성기게 되도록 배치되어 있어도 된다. 이들 유로 규제판(58)에 의해, 히터(52)는, 내통부(51)의 내측 공간에 위치 결정된다. 또한, 유로 규제판(58)에 의해, 내통부(51)의 내측 공간에는 기체가 통과하는 사행 유로가 구획되고, 또한 발열체(56)에서 발생한 열이 유로 규제판(58)을 통해 내통부(51)에 전달된다.

내통부(51)의 상부 측면에는 배관(59)이 장착되어 있다. 이 배관(59)을 통해, 과산화수소 가스가 배출된다. 또한, 온도 센서(도시하지 않음)에 의해 배관(59)을 흐르는 가스의 온도가 검출되고, 검출 신호가 제어부(5)에 출력된다. 또한, 내통부(51)의 상단부(60)는, 플랜지 형상으로 형성되어 있고, 내측 덮개 부재(61)가 장착됨으로써 기밀 상태로 밀봉되어 있다.

외통부(53)는, 내통부(51)보다도 훨씬 큰 직경의 금속제의 원통 부재에 의해 구성되어 있다. 본 실시 형태의 외통부(53)는, 그 내경이 오목부(38)의 내경과 대략 동등한 굵기의 스테인리스 강관에 의해 구성되어 있다.

외통부(53)의 내측 공간에는, 내통부(51)가 배치되어 있다. 즉, 외통부(53)와 내통부(51)에 의해 이중관이 구성되어 있다. 외통부(53)의 하단부(54)는, 전술한 바와 같이 저장부(33)의 상단부와 기밀 상태로 접속된다. 이 외통부(53)에 의해, 내통부(51)는, 하단부로부터 그 길이의 약 4/5 정도의 범위가 덮여 있다. 외통부(53)의 상부 측면에는 배관(62)이 장착되어 있다. 이 배관(62)은 캐리어 가스를 도입하기 위한 것이다. 즉, 이 배관(62)을 통해 캐리어 가스가 외통부(53)와 내통부(51)의 사이의 공간(캐리어 가스용 가스 유로(63))에 유입된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 캐리어 가스로서 청정한 공기를 사용하고 있고, 공기 공급 팬(캐리어 가스 공급 팬)의 회전에 의해 공기가 배관(62)으로 도입된다.

또한, 외통부(53)의 상단부(65)는 플랜지 형상으로 형성되어 있고, 링 형상의 외측 덮개 부재(66)가 장착됨으로써 기밀 상태로 밀봉되어 있다. 또한, 외통부(53)의 하부 측면에는, 과산화수소수를 흘리는 드레인 튜브를 통과시키기 위한 튜브용 개구(64)가 설치되어 있다. 또한, 드레인 튜브와 튜브용 개구(64)의 간극은, 부싱에 의해 폐색된다. 이로 인해, 튜브용 개구(64)는 기밀 상태로 밀봉된다.

<멸균 가스의 생성에 대해>

다음에, 멸균 가스 생성 장치(20)에 의한 멸균 가스의 생성에 대해 설명한다. 전술한 바와 같이, 멸균 가스 생성 장치(20)는, 제어부(5)로부터의 제어 신호에 의해 동작이 제어된다.

우선, 히터(52)(발열체(56))에의 통전과 공기 공급 팬의 회전이 개시된다. 이들에 의해, 발열체(56)의 발열 및 캐리어 가스(공기)의 공급이 개시된다. 또한, 펌프(19)가 구동되어 멸균 물질 카트리지(18)의 과산화수소수가, 저장부(33)에 규정량 공급된다.

배관(62)을 흐르는 캐리어 가스는, 외통부(53)의 상부로부터 가스 유로(63)로 유입되고, 이 가스 유로(63)를 하방향으로 흐른다. 즉, 내통부(51)의 외주면을 따라 흐른다. 발열체(56)로부터의 열은, 유로 규제판(58)이나 핀(57) 및 공기를 통해 내통부(51)에 전달되므로, 내통부(51)가 가열된다. 내통부(51)가 가열됨으로써, 내통부(51)의 외주면을 따라 흐르는 캐리어 가스와의 사이에서 열교환이 발생하여, 캐리어 가스의 온도가 상승한다.

캐리어 가스는, 저장부(33)의 위치에서 흐름의 방향을 바꾼다. 즉, 내통부(51)의 하단부(55)에서 돌아들어가, 내통부(51)의 내측 공간으로 유입한다. 그리고, 이 내측 공간을 상승한다. 발열체(56)로부터의 열은, 히터(52)의 핀(57)을 통해 내통부(51)의 내측 공간으로 방출되므로, 이 내측 공간을 상승하는 캐리어 가스의 온도를 더욱 상승시킨다. 또한, 내통부(51)의 내측 공간에는, 복수의 유로 규제판(58)에 의한 사행 유로가 형성되어 있으므로, 캐리어 가스의 이동 거리를 길게 할 수 있어, 캐리어 가스의 온도를 확실하게 상승시킬 수 있다.

내통부(51)로부터 배출되는 캐리어 가스의 온도가 과산화수소의 기화 온도에 도달하면, 초음파 진동자(32)의 구동이 개시된다. 전술한 바와 같이, 초음파 진동자(32)에 의한 초음파 진동은, 초음파 전파액(35)을 통해 진동판(34)에 전파된다. 그리고, 진동판(34)의 초음파 진동에 의해 저장부(33)의 과산화수소가 무화된다.

무화된 과산화수소는 캐리어 가스의 흐름을 타고 내통부(51)의 내측 공간을 상승한다. 이때, 캐리어 가스가 가스 유로(63)를 흐르고 있는 도중에 가열되어 있으므로, 및 내측 공간이 사행 유로를 형성하고 있으므로, 무화된 과산화수소를 충분히 가열할 수 있어, 확실하게 가스화할 수 있다. 또한, 캐리어 가스가 미리 가열되어 있으므로, 무화된 과산화수소가 내통부(51)의 하단부(55)에 부착되어 액화되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 내통부(51)가 전열성이 양호한 알루미늄에 의해 구성되어 있으므로, 이 점에서도 캐리어 가스를 효율적으로 가열할 수 있어, 과산화수소를 확실하게 가스화할 수 있다. 또한, 캐리어 가스가 미리 가열되어 있으므로, 저장부(33)에 저장된 과산화수소수와 캐리어 가스의 사이에서도 열교환이 발생하여, 과산화수소수의 증발이 촉진된다.

이상의 내용은, 도 4에 나타내는 온도의 경시 변화로부터도 이해할 수 있다. 도 4는, 히터 중심 온도, 히터 표면 온도, 장치 출구 온도, 작업실 공급 온도 및 히터 통 하부 온도의 경시 변화를 설명하는 도면이다. 여기서, 히터 중심 온도는 발열체(56)의 중심 온도이고, 히터 표면 온도는 발열체(56)의 표면 온도이다. 장치 출구 온도는 내통부(51) 출구의 기체 온도이고, 작업실 공급 온도는 작업실(1)에 공급되는 기체의 온도이다. 히터 통 하부 온도는 내통부(51)의 하단부(55) 부근에 있어서의 기체 온도이다.

이 예에서는, 히터(52)에의 통전 개시로부터 10분 후에 초음파 진동자(32)에 의한 과산화수소의 무화를 개시하고 있다. 그리고, 20분간 소정량의 과산화수소수의 가스화가 완료되어 있다.

이 예에 있어서, 히터 중심 온도는, 425℃ 정도까지 상승된 후, 340℃ 정도까지 강하된다. 히터 표면 온도는, 과산화수소의 무화 개시 시점에서 225℃ 정도로 되고, 그 후, 이 온도가 유지되어 있다. 장치 출구 온도는, 과산화수소의 무화 개시 시점에서 200℃ 정도로 되고, 그 후, 이 온도가 유지되어 있다. 작업실 공급 온도는, 과산화수소의 무화 개시 시점에서 140℃ 정도로 되고, 그 후 20분간 10℃ 정도 상승하고 있다. 히터 통 하부 온도는, 무화 개시 시점에서는 70℃ 정도이지만, 과산화수소의 무화에 의해 50℃ 가까이까지 내려가고, 그 후, 이 온도가 유지되어 있다.

여기서, 참고예의 멸균 가스 생성 장치(20')에 대해 설명한다. 도 5에 도시하는 참고예의 멸균 가스 생성 장치(20')에 있어서, 도 2, 도 3에서 설명한 멸균 가스 생성 장치(20)와 대응하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 참고예의 멸균 가스 생성 장치(20')와 도 2의 멸균 가스 생성 장치(20)의 차이는, 우선 외통부(53)의 길이에 있다. 즉, 참고예에 있어서, 외통부(53)의 길이는, 내통부(51)의 하단부측으로부터 내통부(51)의 길이의 약 1/4 정도를 덮고 있다. 바꾸어 말하면, 내통부(51)에 있어서의 히터(52)에 의해 가열되어 있지 않은 부분을 덮고 있다. 또한, 내통부(51)가 스테인리스 강인 것도, 도 2의 멸균 가스 생성 장치(20)와 다르다.

참고예에서는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 장치 출구 온도가 본 실시 형태와 동일한 200℃로 되도록 히터(52)를 제어하고 있다. 도 4와의 비교로 알 수 있는 바와 같이, 무화의 개시시에 있어서 히터(52)가 다시 가열되어 있어, 제어가 불안정하게 되어 있는 것을 알 수 있다. 이 차는, 히터 통 하부 온도의 차이에 의한 것이 크다고 생각된다. 즉, 참고예에 있어서의 히터 통 하부 온도는 25℃ 정도로 거의 일정하고, 본 실시 형태보다도 20℃ 정도 낮다. 이 히터 통 하부 온도의 차이에 의해, 참고예에서는 가스화에 장시간을 필요로 한 것이라 생각된다.

<요약>

본 실시 형태의 멸균 가스 생성 장치(20)에서는, 저장부(33)에 저장된 과산화수소에 초음파 진동을 부여하여 무화시키는 무화부(30)와, 이 무화부(30)의 상방에 설치되고, 무화부(30)에서 무화된 과산화수소를 가스화하기 위해 가열하는 히터(52)와, 이 히터(52)가 내측 공간에 배치되고, 무화부(30)에서 무화되어 캐리어 가스와 함께 흐르는 과산화수소를 상방으로 유도하는 금속제의 내통부(51)와, 내통부(51)가 내측 공간에 배치되어 이중관을 구성하고, 저장부(33)를 향해 하강하는 캐리어 가스용 가스 유로(63)를 내통부(51)와의 사이에 형성하는 외통부(53)를 구비하고 있다. 그리고 히터(52)에 의해 가열된 내통부(51)에, 가스 유로(63)를 흐르는 캐리어 가스를 접촉시켜, 가열된 캐리어 가스를 저장부(33)로 도입하도록 구성하고 있다. 이에 의해, 저장부(33)의 과산화수소수는, 캐리어 가스와의 사이의 열교환에 의해서도 증발되므로, 저장부(33)에 잔류하는 과산화수소 용액의 양을 최대한 적게 할 수 있다.

또한, 내통부(51)의 내벽면과 히터(52)의 사이에, 무화된 과산화수소의 흐름 방향을 규제함과 함께 전열성을 갖는 금속판제의 유로 규제판(58)을 장착하고 있으므로, 무화된 과산화수소를 충분히 가열할 수 있어, 가스화를 확실하게 행할 수 있다.

또한, 외통부(53)는, 알루미늄제의 내통부(51)보다도 열전도율이 낮은 스테인리스 강으로 제작되어 있으므로, 열이 밖으로 달아나는 것을 억제하여 가스 유로(63)를 흐르는 캐리어 가스를 충분히 가열할 수 있다.

이상, 제1 실시 형태에 대해 설명하였지만, 이상의 설명은 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명은, 그 취지를 일탈하는 일 없이, 변경, 개량될 수 있음과 함께, 본 발명에는 그 등가물이 포함되는 것은 물론이다. 예를 들어, 이하의 각 실시 형태와 같이 구성되어 있어도 된다.

<제2 실시 형태에 대해>

본 발명의 제2 실시 형태에서는, 내통부(51)의 하단부(55)의 형상이 제1 실시 형태와 다르다. 예를 들어, 도 7, 도 8에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태의 내통부(51)는, 그 하단부(55)가 통의 길이 방향에 대해 비스듬히 절단된 원통 형상 부재에 의해 구성되어 있다.

그리고, 내통부(51)는, 수평 방향에 있어서 그 축심이 오목부(38)와 동심으로 되도록 위치 결정된다. 또한, 내통부(51)는, 그 하단부(55)의 정상부(55a)가, 오목부(38)의 경사면(38a)에 근접하는 높이에 위치 결정되어 있다. 여기서, 오목부(38)의 경사면(38a)에 근접하는 높이라 함은, 이 경사면(38a)과의 사이에 좁은 간극을 형성할 정도의 높이, 즉, 이 간극을 통과하는 캐리어 가스에 대해 다른 부분을 통과하는 캐리어 가스보다도 유속을 높일 정도의 높이를 의미한다.

이와 같이, 제2 실시 형태에서는, 내통부(51)의 하단부(55)를 통의 길이 방향에 대해 비스듬히 절단하고, 이 하단부(55)의 정상부(55a)를 오목부(38)의 경사면(38a)에 근접하는 높이에 배치하고 있다. 이로 인해, 내통부(51)의 하단부(55)에 있어서, 정상부(55a)측과 반대측에서 캐리어 가스의 유속에 차를 부여할 수 있다. 즉, 정상부(55a)측을 흐르는 캐리어 가스의 유속을, 반대측을 흐르는 캐리어 가스의 유속보다도 높일 수 있다. 이에 의해, 유속이 높아진 캐리어 가스를, 오목부(38)에 저장된 과산화수소수에 분사할 수 있어, 무화된 과산화수소의 이동을 도와, 과산화수소를 확실하게 가스화할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 오목부(38)의 저면(38b)(진동판(34))을, 하단부(55)의 정상부(55a)측을 향해 하향 경사시킨 상태에서 설치하고 있다. 이로 인해, 오목부(38)에 저장된 과산화수소수의 양이 적어지면, 이 하향 경사에 의해 과산화수소수가 하단부의 정상부측에 모아진다. 이것에 의해서도, 무화된 과산화수소의 이동에 도움이 되므로, 과산화수소를 확실하게 가스화할 수 있다.

<제3 실시 형태에 대해>

본 발명의 제3 실시 형태에서는, 도 9에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태의 구성에 더하여, 내통부(51)의 외벽면과 외통부(53)의 내벽면의 사이에, 캐리어 가스의 흐름 방향을 규제함과 함께 전열성을 갖는 금속판제의 외측 유로 규제판(70)(외측 핀)을 장착하고 있는 점에 특징을 갖는다.

이 외측 유로 규제판(70)은, 반원 형상으로 만곡된 띠 형상 금속판에 의해 구성되어 있다. 구체적으로는, 내통부(51)와 외통부(53)의 간격에 따른 폭의 링 형상 스테인리스 판을, 링의 중심을 지나는 선에 의해 절반으로 분할한 형상의 판재에 의해 구성되어 있다.

외측 유로 규제판(70)은, 내통부(51)의 외벽면과 외통부(53)의 내벽면의 사이에, 내통부(51)와 외통부(53)의 한쪽 절반 부분을 덮는 상태에서 대략 수평 방향으로 장착되어 있다. 또한, 외측 유로 규제판(70)은, 상하 방향으로 소정 간격을 둔 상태에서 복수매가 번갈아 배치된다. 즉, 유로 규제판(58)과 마찬가지로, 일정 간격으로 배치되거나, 상측이 조밀하며 하측이 성기도록 배치되거나, 히터(52)의 부분이 조밀하며 그것보다도 하측에서 성기도록 배치되거나 한다. 이들 외측 유로 규제판(70)에 의해, 캐리어 가스용 가스 유로(63)가 사행하도록 구획된다. 그리고, 도 9에 1점 쇄선의 화살표로 나타낸 바와 같이, 캐리어 가스는, 이 가스 유로(63)를 사행하면서 하방으로 흐른다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 내통부(51)에 대한 캐리어 가스의 접촉 시간을 전술한 실시 형태보다도 길게 할 수 있다. 이에 의해, 충분히 가열된 캐리어 가스를 저장부(33)에 흘릴 수 있다. 그 결과, 무화된 과산화수소의 이동에 도움이 되어, 과산화수소를 확실하게 가스화할 수 있다.

<제4 실시 형태에 대해>

본 발명의 제4 실시 형태에서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태의 구성에 더하여, 캐리어 가스를 도입하는 배관(62)(가스 도입관)의 도중에, 캐리어 가스를 예열하기 위한 예열 히터(71, 72)를 설치한 점에 특징을 갖고 있다.

예열 히터는, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 원기둥 형상의 발열체(73)와 발열체(73)의 주위에 장착된 전열성의 핀(74)을 갖는 예열 히터(71)라도 좋고, 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 배관(62)의 외주면을 둘러싸는 상태로 장착되는 원통 형상의 예열 히터(72)라도 좋다.

도 10의 (a)의 예열 히터(71)에 관하여, 유로 규제판(75)을 통해 배관(62)에 장착되어 있다. 이 유로 규제판(75)은, 제1 실시 형태의 유로 규제판(58)과 마찬가지로 구성되어 있다. 즉, 유로 규제판(75)은, 발열체(73)와의 접촉 부분이 반원 형상으로 절결된 대략 반원 형상의 금속판에 의해 구성된다. 이 유로 규제판(75)도 또한, 원통 형상 배관(62)의 내측 공간에 있어서의 한쪽 절반 부분을 덮는 상태에서, 복수매가 번갈아 배치된다. 이들 유로 규제판(75)에 의해 배관(62)의 내측 공간에는 기체가 통과하는 사행 유로가 구획되어, 예열 히터(71)로부터의 열을 충분히 캐리어 가스로 전달할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 예열 히터(71, 72)에 의해 예열된 캐리어 가스가 가스 유로(63)에서 내통부(51)와 접촉하여 가열된다. 이로 인해, 캐리어 가스의 온도를 충분히 높일 수 있어, 무화된 과산화수소의 가스화를 한층 더 확실하게 행할 수 있다.

실시예 2

다음에, 본 발명의 실시예 2에 대해 설명한다.

도 11은 본 발명의 일 실시 형태인 아이솔레이터(1010)의 구성을 도시하는 도면이다. 아이솔레이터(1010)는, 멸균된 환경에서 세포의 작업 등을 행하는 장치로, 멸균 가스 발생 유닛(1020), 공급 장치(1021), 작업실(1022), 배출 장치(1023), 조작부(1024) 및 제어 장치(1025)를 포함하여 구성된다.

멸균 가스 발생 유닛(1020)은, 멸균 가스를 발생시키는 장치 유닛으로, 탱크(1030, 1031), 전자기 밸브(1032), 펌프(1033), 파이프(1034) 및 멸균 가스 발생 장치(1035)를 포함하여 구성된다. 또한, 전자기 밸브(1032), 펌프(1033), 멸균 가스 발생 장치(1035)의 동작은, 제어 장치(1025)에 의해 제어된다.

탱크(1030)는, 과산화수소수(과산화수소(H₂O₂)가 용해된 수용액)를 저장하고, 탱크(1031)는 순수(純水)를 저장한다.

전자기 밸브(1032)는, 제어 장치(1025)로부터의 제어에 기초하여, 탱크(1030) 또는 탱크(1031)를 펌프(1033)에 접속하기 위한 전자기 밸브이다.

펌프(1033)는, 전자기 밸브(1032)가 탱크(1030)를 선택하고 있을 때에는, 탱크(1030)로부터 과산화수소수를 퍼올려, 파이프(1034)를 통해 멸균 가스 발생 장치(1035)에 공급한다. 한편, 전자기 밸브(1032)가 탱크(1031)를 선택하고 있을 때에는, 펌프(1033)는, 탱크(1031)로부터 순수를 퍼올려, 파이프(1034)를 통해 멸균 가스 발생 장치(1035)에 공급한다.

멸균 가스 발생 장치(1035)는, 펌프(1033)로부터 공급되는 과산화수소수에 기초하여, 멸균 가스인 과산화수소 가스를 발생시켜, 캐리어 가스인 공기와 함께 공급 장치(1021)에 공급한다. 또한, 멸균 가스 발생 장치(1035)의 상세에 대해서는 후술한다.

공급 장치(1021)는, 공급되는 과산화수소 가스, 또는 아이솔레이터(1010)의 외부의 공기를 작업실(1022)로 공급하는 장치로, 전자기 밸브(1040) 및 팬(1041)을 포함하여 구성된다.

전자기 밸브(1040)는, 제어 장치(1025)의 제어에 기초하여, 과산화수소 가스, 또는 외부의 공기를 팬(1041)에 공급한다. 팬(1041)은, 전자기 밸브(1040)로부터 공급되는 과산화수소 가스, 또는 공기를 작업실(1022)로 공급한다.

작업실(1022)은, 세포의 작업을 행하는 공간이며, 작업실(1022)에는, 에어 필터(1050, 1051), 도어(1052) 및 작업용 글로브(1053)가 설치되어 있다.

에어 필터(1050)는, 팬(1041)으로부터 공급되는 과산화수소 가스, 또는 공기에 포함되는 먼지 등을 제거하기 위한 필터이다. 에어 필터(1051)는, 작업실(1022)로부터 배출되는 가스 등에 포함되는 먼지 등을 제거하기 위한 필터이다. 또한, 에어 필터(1050, 1051)에는, 예를 들어 HEPA(High Efficiency Particulate Air) 필터가 사용된다.

도어(1052)는, 세포 등을 작업실(1022)에 반입하기 위해 작업실(1022)의 전방면에 개폐 가능하게 설치되어 있다.

작업용 글로브(1053)는, 도어(1052)가 폐쇄된 상태에서 작업자가 작업실(1022) 내의 세포 등을 작업할 수 있도록, 도어(1052)에 설치된 개구부(도시하지 않음)에 장착되어 있다. 또한, 도어(1052)가 폐쇄된 상태에서는, 작업실(1022)은 밀폐된다.

배출 장치(1023)는, 작업실(1022)로부터 과산화수소 가스나 공기 등의 가스를 배출하기 위한 장치로, 전자기 밸브(1060) 및 멸균 처리 장치(1061)를 포함하여 구성된다.

전자기 밸브(1060)는, 제어 장치(1025)로부터의 제어에 기초하여, 에어 필터(1051)로부터 출력되는 가스를, 멸균 처리 장치(1061), 또는 멸균 가스 발생 장치(1035) 중 어느 하나에 공급한다. 또한, 전자기 밸브(1060)로부터의 출력이 멸균 가스 발생 장치(1035)로 공급되는 경우, 작업실(1022)의 가스는 순환되게 된다.

멸균 처리 장치(1061)는 촉매를 구비하고, 전자기 밸브(1060)로부터 출력되는 가스를 무해화 및 멸균 처리를 하여 아이솔레이터(1010)의 외부로 출력한다.

조작부(1024)는, 이용자가 아이솔레이터(1010)의 동작을 설정하기 위한 조작 패널 등이다. 조작부(1024)의 조작 결과는 제어 장치(1025)로 송신되고, 제어 장치(1025)는, 조작 결과에 기초하여, 아이솔레이터(1010)의 각 블록을 제어한다.

제어 장치(1025)는, 아이솔레이터(1010)를 통괄 제어하는 장치로, 기억 장치(1070) 및 마이크로컴퓨터(1071)를 포함하여 구성된다.

기억 장치(1070)는, 마이크로컴퓨터(1071)가 실행하는 프로그램 데이터나, 각종 데이터를 기억한다. 마이크로컴퓨터(1071)는, 기억 장치(1070)에 기억된 프로그램 데이터를 실행함으로써, 각종 기능을 실현한다. 예를 들어, 조작부(1024)로부터, 멸균 가스를 발생시키기 위해 지시가 출력되면, 마이크로컴퓨터(1071)는, 멸균 가스를 발생시키기 위한 소정의 프로그램을 실행하여, 펌프(1033) 등을 제어한다.

또한, 멸균 가스 발생 유닛(1020) 및 제어 장치(1025)가 멸균 물질 발생 장치에 상당한다. 또한, 탱크(1030), 전자기 밸브(1032), 펌프(1033) 및 파이프(1034)는 제1 공급부에 상당하고, 탱크(1031), 전자기 밸브(1032), 펌프(1033) 및 파이프(1034)는 제2 공급부에 상당한다.

==멸균 가스 발생 장치(1035)의 상세==

도 12는 멸균 가스 발생 장치(1035)의 측면도이다. 또한, 도 12에 있어서, 일부의 블록은 단면도로 그려져 있다. 멸균 가스 발생 장치(1035)는, 과산화수소수를 저장하는 컵(1100), 컵(1100)을 보유 지지하는 보유 지지대(1110)를 구비하고 있다. 컵(1100)에는, 상측(+Z방향)과 하측(-Z방향)에 개구부가 설치되어 있다. 컵(1100)의 하측의 개구부(200)에는, 개구부(200)를 덮도록 진동판(1101)이, 개구부(201)를 갖는 링 형상의 장착판(102) 및 볼트(1103)에 의해 고착되어 있다. 이로 인해, 진동판(1101)은 초음파가 공급되면 진동하여, 컵(1100)에 저장된 과산화수소수를 무화시킨다. 또한, 컵(1100), 진동판(1101), 장착판(1102) 및 볼트(1103)는 저장부에 상당한다.

컵(1100)을 보유 지지하는 보유 지지대(1110)의 내측에는, 컵(1100)의 진동판(1101)을 진동시키기 위한 전파수를 저장하기 위해, 구획판(1120)이 장착되어 있다. 또한, 구획판(1120)에는, 진동판(1101)을 초음파로 진동시키기 위한 초음파 진동자(1121)가 설치되어 있다. 또한, 보유 지지대(1110)의 내측에 저장된 전파수는, 보유 지지대(1110)의 측면에 설치된 포트(도시하지 않음)을 통해 교체 가능하다. 또한, 컵(1100), 진동판(1101), 장착판(1102), 볼트(1103) 및 초음파 진동자(1121)는 무화부에 상당한다.

보유 지지대(1110)의 상측에는, 과산화수소 가스를 외부로 공급하기 위한 공급관(1140)과, 공급관(1140)을 지지하는 지지 부재(150)가 설치되어 있다. 지지 부재(150)는, 보유 지지대(1110)의 상면에 설치된 통 형상 부재(1151)와, 통 형상 부재(1151)의 상면에 설치된 플랜지(1152)를 포함한다.

통 형상 부재(1151)의 직경은, 원통 형상의 공급관(1140)의 직경보다도 크고, 통 형상 부재(1151)의 -X측의 측면에는, 캐리어 가스(여기서는, 공기)가 공급되는 포트(1153)가 설치되어 있다. 플랜지(1152)는, 통 형상 부재(1151)의 상면의 개구부를 폐쇄하면서, 중심은 공급관(1140)이 관통되어 있다. 또한, 플랜지(1152)의 상면에는, 과산화수소수, 순수가 공급되는 파이프(1034)를 관통시키기 위한 포트(1154)가 설치되어 있다. 또한, 파이프(1034)는, 포트(1154)와, 공급관(1140)의 측면에 설치된 개구부를 통해, 컵(1100)에 과산화수소수 등을 공급할 수 있도록, 공급관(1140)의 측면에 고정되어 있다.

또한, 컵(1100)의 상측에는, 무화된 과산화수소수를 가열하여, 기화하기 위한 히터(1130)가 설치되어 있다. 히터(1130)에 의해 가열되어, 가스화된 과산화수소 가스는, 공급되는 캐리어 가스와 함께 공급관(1140)에 설치된 포트(1141)로부터 출력된다. 포트(1141)는, 전술한 공급 장치(1021)의 전자기 밸브(1040)에 파이프를 통해 접속된다. 이와 같이, 컵(1100)에서 무화된 과산화수소수는, 과산화수소 가스로서 포트(1141)로부터 공급 장치(1021)로 공급된다. 또한, 히터(1130), 공급관(1140)은 기화부에 상당한다.

==마이크로컴퓨터(1071)의 상세에 대해==

멸균 가스 발생 유닛(1020)에 과산화수소 가스를 발생시킬 때에, 마이크로컴퓨터(1071)에 의해 실현되는 기능 블록에 대해 설명한다. 또한, 이용자는, 미리 조작부(1024)를 조작하여, 멸균 가스 발생 장치(1035)에 공급되는 초기의 과산화수소수의 양을 설정하고 있는 것으로 한다. 또한, 마이크로컴퓨터(1071)는, 조작부(1024)의 조작 결과에 기초하여, 초기에 공급되는 과산화수소수의 양(이하, 소정량 A1이라 함)에 관한 정보를 기억 장치(1070)에 기억시킨다. 또한, 기억 장치(1070)에 기억된 소정량 A1의 정보는, 마이크로컴퓨터(1071)가 적절하게 읽어내어 사용한다.

마이크로컴퓨터(1071)는, 조작부(1024)로부터, 과산화수소 가스를 발생시키기 위한 지시가 입력되면, 소정의 프로그램을 실행하여, 도 13에 도시한 바와 같은 밸브 제어부(300), 펌프 제어부(301), 진동자 제어부(302), 타이머(303, 305), 판별부(304, 307) 및 카운트부(306)의 기능을 실현한다. 또한, 밸브 제어부(300), 펌프 제어부(301), 진동자 제어부(302)는 제어부에 상당한다. 또한, 판별부(304, 307)는 판별부에 상당하고, 타이머(303, 305) 및 판별부(304, 307)는 판정부에 상당한다.

밸브 제어부(300)는, 조작부(1024)로부터의 처리를 개시시키는 지시에 기초하여, 전자기 밸브(1032)를 탱크(1030)측으로 절환한다. 또한, 밸브 제어부(300)는, 후술하는 급수 지시에 기초하여, 전자기 밸브(1032)를 탱크(1031)측으로 절환한다.

펌프 제어부(301)는, 밸브 제어부(300)가 전자기 밸브(1032)를 탱크(1030)측으로 절환하면, 펌프(1033)를 동작시킨다. 그리고, 펌프 제어부(301)는, 소정량 A1의 과산화수소수가 멸균 가스 발생 장치(1035)에 공급되도록 펌프(1033)를 제어한다. 또한, 펌프 제어부(301)는 급수 지시에 기초하여 펌프(1033)를 동작시킨다. 이때, 펌프 제어부(301)는, 소정량 B1의 순수가 멸균 가스 발생 장치(1035)에 공급되도록 펌프(35)를 제어한다. 또한, 소정량 B1에 관한 정보는, 예를 들어 기억 장치(1070)에 미리 기억되어 있는 것으로 한다.

진동자 제어부(302)는, 소정량 A1의 과산화수소수의 공급이 완료되었는지 여부를 판정하고, 과산화수소수의 공급이 완료되면, 과산화수소수를 무화시키기 위해 초음파 진동자(1121)를 동작시킨다.

타이머(303)(제1 타이머)는, 멸균 가스 발생 장치(1035)에 소정량 A1의 과산화수소수의 공급이 완료되면 시간 계측을 개시한다.

판별부(304)는, 타이머(303)가 소정의 시간 TA(제1 시간)를 계측하면, 과산화수소수의 양이 소정량 A2(＜A1)로 되었다고 판별한다.

그런데, 과산화수소수를 계속해서 무화하면, 컵(1100)에 저장되는 과산화수소수의 양은 서서히 감소함과 함께, 잔류하는 과산화수소수의 농도는 서서히 높아진다. 또한, 농도가 높은 과산화수소수는 가스화되기 어렵기 때문에, 컵(1100)에는 농도가 높은 과산화수소수가 잔류하는 경우가 있다. 본 실시 형태에서는, 예를 들어, 계속해서 무화하였을 때에 최종적으로 잔류하는 과산화수소수의 양을, 소정량 A2(제1 소정량)로 하고 있다.

또한, 판별부(304)는, 과산화수소수의 양이 소정량 A2로 되었다고 판별하면, 급수 지시를 밸브 제어부(300), 펌프 제어부(301)에 출력한다. 즉, 판별부(304)는, 과산화수소수가 무화되어, 과산화수소수의 양이 소정량 A2까지 감소하였다고 판정하면, 잔류한 과산화수소수를 희석하기 위한 급수 지시를 출력한다. 또한, 급수 지시에 기초하여 멸균 가스 발생 장치(1035)에 공급되는 순수의 양(소정량 B1)은, 소정량 A2보다도 많아지도록 설정되어 있다.

또한, 전술한 시간 TA는, 예를 들어 판별부(304)가, 과산화수소수가 무화될 때에 실험적으로 얻어지는 단위 시간당 과산화수소수의 감소량, 소정량 A1, A2를 사용하여 산출한다. 또한, 단위 시간당 감소량이나, 소정량 A2는, 기억 장치(1070)에 미리 기억되어 있는 것으로 한다.

타이머(305)(제2 타이머)는, 멸균 가스 발생 장치(1035)에 소정량 B1의 순수의 공급이 완료되면 시간 계측을 개시한다.

카운트부(306)는, 멸균 가스 발생 장치(1035)에 순수가 공급되는 횟수를 카운트한다. 구체적으로는, 카운트부(306)는, 순수가 공급될 때마다, 카운트값을 "1"만큼 인크리먼트한다.

판별부(307)는, 카운트부(306)의 카운트값이 소정의 값보다 작은 경우, 타이머(305)가 소정 시간 TB(제2 시간)를 계측하면, 희석된 과산화수소수의 양이 소정량 B2(제2 소정량)로 되었다고 판정한다. 또한, 판별부(307)는, 희석된 과산화수소수의 양이 소정량 B2로 되었다고 판별하면, 급수 지시를 출력한다. 또한, 판별부(307)는, 카운트부(306)의 카운트값이 소정의 카운트값으로 되면, 소정 시간 후에 무화가 정지되도록, 진동자 제어부(302)를 제어한다. 또한, 시간 TB는, 예를 들어 판별부(307)가, 과산화수소수가 무화될 때에 실험적으로 얻어지는 단위 시간당 과산화수소수의 감소량, 소정량 B1, B2를 사용하여 산출한다. 또한, 소정량 B2는, 기억 장치(1070)에 미리 기억되어 있는 것으로 한다.

==마이크로컴퓨터(1071)의 처리의 일례에 대해==

멸균 가스 발생 유닛(1020)에 과산화수소 가스를 발생시키는 경우에 있어서, 마이크로컴퓨터(1071)가 실시하는 처리의 일례를, 도 14, 도 15를 참조하면서 설명한다.

우선, 밸브 제어부(300)는, 전자기 밸브(1032)를 탱크(1030)측으로 절환한다(S100). 그리고, 펌프 제어부(301)는 펌프(1033)를 동작시키기 위해, 멸균 가스 발생 장치(1035)에 소정량 A1의 과산화수소수의 공급이 개시된다(S101). 또한, 소정량 A1의 과산화수소수는, 전술한 바와 같이, 파이프(1034)를 통해 멸균 가스 발생 장치(1035)의 컵(1100)으로 공급된다.

진동자 제어부(302)는, 소정량 A1의 과산화수소수의 공급이 완료되었는지 여부를 판정한다(S102). 그리고 과산화수소수의 공급이 완료되면(S102 : "예"), 진동자 제어부(302)는 멸균 가스 발생 장치(1035)의 초음파 진동자(1121)를 동작시켜, 무화를 개시시킨다(S103). 또한, 멸균 가스 발생 장치(1035)에 과산화수소수가 공급되면, 타이머(303)의 시간 계측이 개시된다. 또한, 판별부(304)는, 타이머(303)가 소정의 시간 TA를 계측하였는지 여부를 판정한다(S104). 그리고, 판별부(304)는 타이머(303)가 소정 시간 TA를 계측하면(S104 : "예"), 과산화수소수의 양이 소정량 A2까지 감소한 것이라 판별하여, 급수 지시를 전자기 밸브(1032), 펌프(1033)에 출력한다.

밸브 제어부(300)는, 급수 지시에 기초하여, 전자기 밸브(1032)를 탱크(1031)측으로 절환한다(S105). 또한, 펌프 제어부(301)는, 급수 지시에 기초하여 펌프(1033)를 동작시키기 위해, 멸균 가스 발생 장치(1035)에 순수의 공급이 개시된다(S106). 또한, 처리 S106이 실행되어, 순수가 공급되면, 카운트부(306)는 카운트값을 "1"만큼 인크리먼트한다(S107). 또한, 타이머(305)는, 순수가 공급되면, 즉, 소정량 B1의 순수의 공급이 완료되면 시간 계측을 개시한다.

그런데, 처리 S106이 실행되어, 소정량 B1의 순수가 멸균 가스 발생 장치(1035)에 공급되면, 멸균 가스 발생 장치(1035)에 잔류하고 있는 과산화수소수는 희석된다. 또한, 이때에, 멸균 가스 발생 장치(1035)에 저장되는 이론상의 과산화수소수의 잔량은, 소정량 A2와 소정량 B1의 합이 된다. 전술한 바와 같이, 순수의 양인 소정량 B1은, 과산화수소수의 잔량인 소정량 A2보다도 많아지도록 설정되어 있다. 이로 인해, 소정량 A2의 과산화수소수는, 적어도 2배 이상의 배율로 희석되게 된다.

그리고 판별부(307)는, 카운트부(306)의 카운트값이 소정값으로 되었는지 여부를 판정한다(S108). 카운트부(306)의 카운트값이 소정값이 아니면(S108 : "아니오"), 판별부(307)는, 타이머(305)가 소정 시간 TB를 계측하는지 여부를 판정한다(S109). 그리고, 판별부(307)는, 타이머(305)가 소정의 시간 TB를 계측하면(S109 : "예"), 희석된 과산화수소수의 양이 소정량 B2까지 감소한 것이라 판별하고, 급수 지시를 전자기 밸브(1032), 펌프(1033)에 출력하여, 순수의 공급을 개시시킨다(S106).

한편, 카운트부(306)의 카운트값이 소정값으로 되면(S108 : "예"), 판별부(307)는 소정 시간 후에 무화가 정지되도록, 진동자 제어부(302)를 제어한다(S110).

이와 같이, 멸균 가스 발생 장치(1035)는, 잔류한 고농도의 과산화수소를 순수로 희석시키면서, 과산화수소 가스를 발생시킬 수 있다.

==멸균 가스 발생 유닛(1020)의 동작의 일례==

도 16을 참조하면서, 과산화수소 가스를 발생시킬 때의 멸균 가스 발생 유닛(1020) 및 제어 장치(1025)의 동작의 일례를 설명한다. 또한, 여기서는, 이용자가 조작부(1024)를 조작하여, 조작부(1024)로부터는, 과산화수소 가스를 발생시키기 위한 지시가 마이크로컴퓨터(1071)에 출력되어 있는 것으로 한다. 또한, 마이크로컴퓨터(1071)는, 입력되는 지시에 기초하여 전술한 도 14, 도 15에 도시하는 바와 같은 처리를 실행하는 것으로 한다.

또한, 여기서는, 예를 들어 소정량 A1을 25g, 소정량 A2를 1g, 소정량 B1을 2g, 소정량 B2를 1g으로 한다. 또한, 본 실시 형태의 멸균 가스 발생 장치(1035)는, 1분당 1g의 과산화수소수를 무화하는 것으로 한다. 이로 인해, 예를 들어 판별부(304)는, 25g(소정량 A1)의 과산화수소수가 1g(소정량 A2)까지 감소할 때까지의 시간 TA를 24분이라 산출한다. 또한, 판별부(307)는, 3g(소정량 A1＋소정량 B1)이 희석된 과산화수소수가 1g(소정량 B2)까지 감소할 때까지의 시간 TB를 2분으로 산출한다. 또한, 카운트부(306)에 있어서의 소정값은, 예를 들어 "4"인 것으로 한다. 이로 인해, 본 실시 형태에서는, 4회만 순수가 공급되게 된다.

또한, 컵(1100)에 저장되는 잔량은 제로인 것으로 하고, 멸균 가스 발생 장치(1035)의 히터(1130)는 가열되어, 멸균 가스 발생 장치(1035)에는 캐리어 가스가 공급되어 있는 것으로 한다.

우선, 시각 t0에 있어서, 조작부(1024)가 조작되어, 이용자가 과산화수소 가스의 발생을 지시하면, 전자기 밸브(1032)는 탱크(1030)측을 선택한다(예를 들어, S100). 그리고, 펌프(1033)는 탱크(1030)로부터 과산화수소수를 25g(소정량 A1)만큼 퍼올려 멸균 가스 발생 장치(1035)에 공급한다(예를 들어, S101). 이 결과, 과산화수소수의 공급이 완료된 시각 t1에는, 멸균 가스 발생 장치(1035)의 컵(1100)의 잔액량은 25g으로 된다.

또한, 과산화수소수의 공급이 완료된 시각 t1에는, 초음파 진동자(1121)가 동작되므로(예를 들어, S103), 컵(1100)의 과산화수소수의 무화가 개시된다. 이 결과, 무화된 과산화수소수는 히터(1130)에 의해 가열되고, 과산화수소 가스로서 멸균 가스 발생 장치(1035)로부터 공급 장치(1021)에 공급된다. 따라서, 시각 t1을 지나면, 컵(1100)에 저장된 과산화수소수의 잔액량은 서서히 적어진다. 그리고, 시각 t1로부터 24분(시간 TA)만큼 경과한 시각 t2로 되면, 전자기 밸브(1032)는, 탱크(1031)측을 선택하고, 펌프(1033)는, 탱크(1031)로부터 순수를 2g(소정량 B1)만큼 퍼올려 컵(1100)에 공급한다(예를 들어, S105, S106). 또한, 시각 t2는 전술한 바와 같이, 잔액량이 1g(소정량 A2)으로 되었다고 판정되는 시각이다(예를 들어, S104). 이로 인해, 2g의 순수의 공급이 완료되는 시각 t3에는 잔액량은 약 3g으로 된다. 또한, 시각 t2에서 실시되는 급수는, 1회째의 급수가 된다.

시각 t3에 있어서도 과산화수소수의 무화는 계속되고 있으므로, 시각 t3으로부터 컵(1100)의 잔액량은 서서히 감소한다. 그리고, 시각 t3으로부터 2분(시간 TB)만큼 경과한 시각 t4로 되면, 전술한 바와 같이, 잔액량이 1g(소정량 A2)으로 되었다고 판정된다(예를 들어, S109). 이로 인해, 펌프(1033)는 탱크(1031)로부터 순수를 2g(소정량 B1)만큼 퍼올려 컵(1100)에 공급한다(예를 들어, S106). 또한, 시각 t4에 있어서의 급수는 2회째의 급수가 된다. 본 실시 형태에서는, 시각 t2∼시각 t4까지의 동작과 마찬가지의 동작이, 시각 t4로부터, 4회째의 급수의 시각 t8까지 반복된다. 그리고, 4회째의 급수가 시각 t8에서 개시되어 시각 t9에서 완료되면, 시각 t9로부터 소정 시간 후인 시각 t10에 있어서 초음파 진동자(1121)의 동작을 종료하여 무화가 정지된다.

이상, 본 실시 형태의 아이솔레이터(1010)에 대해 설명하였다. 멸균 가스 발생 장치(1035)는, 예를 들어 소정량 A1의 과산화수소수를 무화, 가열함으로써, 과산화수소 가스를 발생시킨다. 또한, 소정량 A1의 과산화수소수가 무화되면, 잔류하는 과산화수소수의 농도는 높아진다. 본 실시 형태에서는, 판별부(304)가, 소정량 A1의 과산화수소수가 무화되고 나서 소정량 A2로 된 것을 판정하면, 밸브 제어부(300) 및 펌프 제어부(301)는 순수를 컵(1100)에 공급한다. 이 결과, 잔류한 소정량 A2의 과산화수소수는 희석되므로, 컵(1100)에 잔류하는 과산화수소수의 농도를 저하시킬 수 있다. 이 결과, 컵(1100)에 잔류하는 과산화수소수의 무화가 촉진된다.

또한, 밸브 제어부(300) 및 펌프 제어부(301)는, 소정량 A2보다도 많은 소정량 B1의 순수로 잔류하는 과산화수소수를 희석한다. 이로 인해, 소정량 A2의 과산화수소수는, 적어도 2배 이상의 배율로 희석되게 된다. 따라서, 확실하게 과산화수소수의 농도를 저하시킬 수 있다.

일반적으로, 희석된 과산화수소수는, 희석되기 전의 과산화수소수와 비교하여 무화되기 쉽다. 본 실시 형태의 진동자 제어부(302)는, 예를 들어 도 16의 시각 t3∼t4에 나타내는 바와 같이, 희석된 과산화수소수를 무화시키기 위해, 초음파 진동자(1121)를 제어하여, 계속해서 동작시키고 있다. 이로 인해, 멸균 가스 발생 장치(1035)에 잔류하는 과산화수소수를 줄일 수 있으므로, 멸균 가스 발생 장치(1035)의 열화를 방지할 수 있다.

또한, 예를 들어 도 16의 시각 t4의 타이밍과 같이, 판별부(307)가, 희석된 과산화수소수가 무화되고 나서 소정량 B2로 된 것을 판정하면, 밸브 제어부(300) 및 펌프 제어부(301)는 순수를 컵(1100)에 공급한다. 이로 인해, 본 실시 형태에서는, 시각 t2에서 희석된 과산화수소수가 다시 희석되게 된다. 이 결과, 본 실시 형태에서는, 멸균 가스 발생 장치(1035)를 열화시키는 과산화수소수의 농도를 보다 저하시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 순수를 공급하는 반복의 소정값을 4로 하여 설명하였지만 이것에 한정되는 것은 아니며, 1 이상의 임의의 횟수를 설정해도 된다. 소정값을 1로 해도 본원 발명의 효과가 얻어지는 것이다.

일반적으로, 예를 들어 소정량 A1의 과산화수소수가 무화되어, 소정량 A2까지 감소할 때까지의 시간은, 실험적, 또는 이론적으로 예측하는 것이 가능하다. 따라서, 판별부(304)는 타이머(303)가 소정의 시간 TA를 계측하면, 과산화수소수의 양이 소정량 A2로 된 것을 판별하고, 판별부(307)는, 타이머(305)가 소정 시간 TB를 계측하면, 희석된 과산화수소수의 양이 소정량 B2로 된 것을 판별하고 있다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 멸균 가스 발생 장치(1035)의 컵(1100)에 잔류하는 양을 계측하는 일 없이, 원하는 타이밍에 과산화수소수를 희석할 수 있다.

또한, 예를 들어 초기의 과산화수소수의 소정량 A1이 증가하고, 희석할 때의 과산화수소의 소정량 A2가 감소하면, 시간 TA는 길어진다. 한편, 예를 들어 초기의 과산화수소수의 소정량 A1이 감소하고, 희석할 때의 과산화수소의 소정량 A2가 증가하면, 시간 TA는 짧아진다. 시간 TB도 시간 TA와 마찬가지이지만, 이와 같이, 시간 TA를, 소정량 A1, A2에 따라서 변화시킴으로써, 희석하는 타이밍의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 실시예는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하여 해석하기 위한 것은 아니다. 본 발명은, 그 취지를 일탈하는 일 없이, 변경, 개량될 수 있음과 함께, 본 발명에는 그 등가물도 포함된다.

판별부(304)는 시간 TA를 산출하였지만 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 소정량 A1로부터 소정량 A2까지 감소하는 시간을 실제로 측정하여, 측정 결과를 나타내는 정보를 데이터로서 기억 장치(1070)에 기억시켜도 된다. 그리고 판정부(304)는 이용자의 조작부(1024)의 조작 결과로부터 얻어지는 소정량 A1, A2에 관한 정보에 기초하여, 기억 장치(1070)에 기억된 데이터를 참조하여, 시간 TA를 정해도 된다.

실시예 3

다음에, 본 발명의 실시예 3에 대해 설명한다.

도 17은 본 발명의 일 실시 형태인 아이솔레이터(2010)의 구성을 도시하는 도면이다. 아이솔레이터(2010)는 작업자가 멸균된 환경에서 세포의 작업 등을 행하기 위한 장치로, 멸균 가스 발생 유닛(2020), 공급 장치(2021), 작업실(2022), 배출 장치(2023) 및 제어 장치(2024)를 포함하여 구성된다.

멸균 가스 발생 유닛(2020)은, 상용 전원을 전원으로 하여 멸균 가스를 발생시키는 장치 유닛으로, 탱크(2030), 펌프(2031), 파이프(2032), 변압기(2033), 구동 장치(2034), 멸균 가스 발생 장치(2035) 및 변류기(2036)를 포함하여 구성된다. 또한, 펌프(2031), 구동 장치(2034)의 동작은, 제어 장치(2024)에 의해 제어된다.

탱크(2030)는 과산화수소수(과산화수소(H₂O₂)가 용해된 수용액)를 저장한다. 펌프(2031)는 탱크(2030)로부터 과산화수소수를 퍼올려, 파이프(2032)를 통해 멸균 가스 발생 장치(2035)에 공급한다.

변압기(2033)는 상용 전원을 변압하여, 구동 장치(2034)를 동작시키기 위한 전원 전압을 생성한다.

구동 장치(2034)(구동부)는, 변압기(2033)에서 변압된 전원 전압이 공급되면 기동되고, 제어 장치(2024)로부터의 지시에 기초하여, 멸균 가스 발생 장치(2035)를 구동한다. 구체적으로는, 구동 장치(2034)는 제어 장치(2024)로부터 멸균 가스의 발생시키기 위한 지시가 입력되면, 멸균 가스 발생 장치(2035)의 후술하는 초음파 진동자를 진동시킨다.

멸균 가스 발생 장치(2035)는, 공급되는 과산화수소수부터 멸균 가스인 과산화수소 가스를 발생시켜, 캐리어 가스인 공기와 함께 공급 장치(2021)로 공급한다. 또한, 멸균 가스 발생 장치(2035)의 상세에 대해서는 후술한다.

변류기(2036)(측정부)는, 구동 장치(2034)의 전원인 변압기(2033)로부터 구동 장치(2034)에 공급되는 전류 IA를 측정하기 위한 커런트 트랜스포머이다.

공급 장치(2021)는, 공급되는 과산화수소 가스, 또는 아이솔레이터(2010)의 외부의 공기를 작업실(2022)로 공급하는 장치로, 전자기 밸브(2040) 및 팬(2041)을 포함하여 구성된다.

전자기 밸브(2040)는, 제어 장치(2024)의 제어에 기초하여, 과산화수소 가스, 또는 외부의 공기를 팬(2041)에 공급한다. 팬(2041)은, 전자기 밸브(2040)로부터 공급되는 과산화수소 가스, 또는 공기를 작업실(2022)로 공급한다.

작업실(2022)은, 세포의 작업을 행하는 공간으로, 작업실(2022)에는, 에어 필터(2050, 2051), 도어(2052) 및 작업용 글로브(2053)가 설치되어 있다.

에어 필터(2050)는, 팬(2041)으로부터 공급되는 과산화수소 가스, 또는 공기에 포함되는 먼지 등을 제거하기 위한 필터이다. 에어 필터(2051)는, 작업실(2022)로부터 배출되는 가스 등에 포함되는 먼지 등을 제거하기 위한 필터이다. 또한, 에어 필터(2050, 2051)에는, 예를 들어 HEPA(High Efficiency Particulate Air) 필터가 사용된다.

도어(2052)는, 세포 등을 작업실(2022)에 반입하기 위해 작업실(2022)의 전방면에 개폐 가능하게 설치되어 있다.

작업용 글로브(2053)는, 도어(2052)가 폐쇄된 상태에서 작업자가 작업실(2022) 내의 세포 등을 작업할 수 있도록, 도어(2052)에 설치된 개구부(도시하지 않음)에 장착되어 있다. 또한, 도어(2052)가 폐쇄된 상태에서는, 작업실(2022)은 밀폐된다.

배출 장치(2023)는, 작업실(2022)로부터 과산화수소 가스나 공기 등의 가스를 배출하기 위한 장치로, 전자기 밸브(2060) 및 멸균 처리 장치(2061)를 포함하여 구성된다.

전자기 밸브(2060)는, 제어 장치(2024)로부터의 제어에 기초하여, 에어 필터(2051)로부터 출력되는 가스를, 멸균 처리 장치(2061), 또는 멸균 가스 발생 장치(2035) 중 어느 하나에 공급한다. 또한, 전자기 밸브(2060)로부터의 출력이 멸균 가스 발생 장치(2035)로 공급되는 경우, 작업실(2022)의 가스는 순환되게 된다.

멸균 처리 장치(2061)는 촉매를 구비하고, 전자기 밸브(2060)로부터 출력되는 가스를 무해화 및 멸균 처리를 하여 아이솔레이터(2010)의 외부로 출력한다.

제어 장치(2024)는, 아이솔레이터(2010)의 각 블록을 제어하는 장치로, 조작부(2070), 표시부(2071), AD 컨버터(2072), 기억 장치(2073) 및 마이크로컴퓨터(2074)를 포함하여 구성된다.

조작부(2070)는, 이용자가 아이솔레이터(2010)의 동작을 설정하기 위한 조작 패널 등이다. 또한, 조작부(2070)의 조작 결과는 마이크로컴퓨터(2074)로 송신된다.

표시부(2071)는, 조작부(2070)의 조작 결과나, 아이솔레이터(2010)의 각 블록의 상태 등을 표시하는 표시 패널이다.

AD 컨버터(ADC)(2072)는, 변류기(2036)에서 측정된 전류 IA를 디지털 데이터로 변환한다.

기억 장치(2073)는, 마이크로컴퓨터(2074)가 실행하는 프로그램 데이터나, 각종 데이터를 기억한다.

마이크로컴퓨터(2074)는, 기억 장치(2073)에 기억된 프로그램 데이터를 실행함으로써, 각종 기능을 실현한다. 예를 들어, 조작부(2070)로부터, 멸균 가스를 발생시키기 위해 지시가 출력되면, 마이크로컴퓨터(2074)는, 멸균 가스를 발생시키기 위한 소정의 프로그램을 실행하여, 펌프(2031) 등을 제어한다. 또한, 마이크로컴퓨터(2074)에는, AD 컨버터(2072)에서 디지털화된 전류 IA가 입력된다.

또한, 멸균 가스 발생 유닛(2020) 및 제어 장치(2024)가 멸균 물질 발생 장치에 상당한다.

==멸균 가스 발생 장치(2035)의 상세==

도 18은 멸균 가스 발생 장치(2035)의 측면도이다. 또한, 도 18에 있어서, 일부의 블록은 단면도로 그려져 있다. 멸균 가스 발생 장치(2035)는, 과산화수소수를 저장하는 컵(2100), 컵(2100)을 보유 지지하는 보유 지지대(2110)를 구비하고 있다. 컵(2100)에는, 상측(+Z방향)과 하측(-Z방향)에 개구부가 설치되어 있다. 컵(2100)의 하측의 개구부(2200)에는, 개구부(2200)를 덮도록 진동판(2101)이, 개구부(2201)를 갖는 링 형상의 장착판(2102) 및 볼트(2103)에 의해 고착되어 있다. 또한, 컵(2100), 진동판(2101), 장착판(2102) 및 볼트(2103)는 제2 저장부에 상당한다.

컵(2100)을 보유 지지하는 보유 지지대(2110)의 내측에는, 컵(2100)의 진동판(2101)을 진동시키기 위한 전파수를 저장하기 위해, 구획판(2120)이 장착되어 있다. 또한, 구획판(2120)에는, 진동판(2101)을 초음파로 진동시키기 위한 초음파 진동자(2121)가, 수평 방향으로부터 소정의 각도로 되도록 설치되어 있다. 즉, 초음파 진동자(2121)는, 초음파 진동자(2121)가 초음파를 발생시키는 면이 X축 방향으로부터 소정의 각도로 되도록, 구획판(1210)에 장착되어 있다.

또한, 컵(2100)의 저면의 진동판(2101)은 진동판(2101)이 전파수에 잠겨, 초음파 진동자(2121)가 초음파를 발생시키는 면과, 진동판(2101)의 -Z방향의 면이 평행하게 되도록 장착되어 있다. 즉, 진동판(2101)은, 진동판(2101)의 -Z방향의 면이 X축 방향으로부터 소정의 각도로 되도록 컵(2100)에 장착되어 있다.

초음파 진동자(2121)는, 구동 장치(2034)에 의해 구동되어 초음파를 발생시킨다. 이로 인해, 전파수를 통해 초음파가 진동판(2101)에 공급되면 진동판(2101)은 진동한다. 그리고 컵(2100)에 저장된 과산화수소수(액체)는 무화된다. 또한, 보유 지지대(2110)의 내측에 저장된 전파수는, 보유 지지대(2110)의 측면에 설치된 포트(도시하지 않음)를 통해 교체 가능하다. 또한, 보유 지지대(2110) 및 구획판(2120)은 제1 저장부에 상당한다.

보유 지지대(2110)의 상측에는, 과산화수소 가스를 외부로 공급하기 위한 공급관(2140)과, 공급관(2140)을 지지하는 지지 부재(2150)가 설치되어 있다. 지지 부재(2150)는, 보유 지지대(2110)의 상면에 설치된 통 형상 부재(2151)와, 통 형상 부재(2151)의 상면에 설치된 플랜지(2152)를 포함한다.

통 형상 부재(2151)의 직경은, 원통 형상의 공급관(2140)의 직경보다도 크고, 통 형상 부재(2151)의 -X측의 측면에는, 캐리어 가스(작업실(2022)을 순환하는 공기)가 공급되는 포트(2153)가 설치되어 있다. 플랜지(2152)는, 통 형상 부재(2151)의 상면의 개구부를 폐쇄하면서, 중심은 공급관(2140)이 관통되어 있다. 또한, 플랜지(2152)의 상면에는, 과산화수소수가 공급되는 파이프(2032)를 통과시키기 위한 포트(2154)가 설치되어 있다. 또한, 파이프(2032)는, 포트(2154)와, 공급관(2140)의 측면에 설치된 개구부를 통해, 컵(2100)에 과산화수소수 등을 공급할 수 있도록, 공급관(2140)의 측면에 고정되어 있다.

또한, 컵(2100)의 상측에는, 무화된 과산화수소수를 가열하여, 기화하기 위한 히터(2130)가 설치되어 있다. 히터(2130)에 의해 가열되어, 가스화된 과산화수소 가스는, 공급되는 캐리어 가스와 함께 공급관(2140)에 설치된 포트(2141)로부터 출력된다. 포트(2141)는, 전술한 공급 장치(2021)의 전자기 밸브(2040)에 파이프를 통해 접속된다. 이와 같이, 컵(2100)에서 무화된 과산화수소수는, 과산화수소 가스로서 포트(2141)로부터 공급 장치(2021)로 공급된다. 또한, 제어 장치(2024), 구동 장치(2034), 변류기(2036), 컵(2100), 진동판(2101), 장착판(2102), 볼트(2103), 보유 지지대(2110), 구획판(2120) 및 초음파 진동자(2121)는 무화 장치에 상당하고, 히터(2130), 공급관(2140)은 기화부에 상당한다.

==전류 IA의 측정 파형에 대해==

여기서, 도 19를 참조하면서, 컵(2100)에 예를 들어, 순수(이하, 단순히 물이라 함)를 미리 투입하여 컵(2100)에 물이 있는 경우와, 물이 없는 경우의 각각에 대해, 초음파 진동자(2121)를 동작시켰을 때의 전류 IA의 전류값의 측정 파형을 설명한다. 또한, 여기서는, 컵(2100)의 저면에 장착된 진동판(2101)에는 균열 등은 없어, 컵(2100)의 내부에의 전파수의 침입은 없는 것으로 한다. 또한, 도 19에서는, 컵(2100)에 물을 1단위량, 2단위량, 3단위량 각각을 투입한 경우와, 물이 없는 경우(0g)의 측정 결과를 나타내고 있다.

도 19로부터 명백한 바와 같이, 초음파 진동자(2121)의 동작을 개시시키면, 컵(2100)에 물이 있는 경우(1 내지 3단위량)는, 없는 경우(0g)와 비교하여, 전류 IA의 편차, 즉 전류 IA의 변동이 커진다. 또한, 도 19는 컵(2100)에 물을 투입한 경우의 실험 결과이지만, 예를 들어 물 대신에 과산화수소수를 투입해도 마찬가지의 파형이 된다. 또한, 컵(2100)과 진동판(2101)의 사이에 간극이 있어, 컵(2100)에 물이 침입하고 있는 경우 등도 마찬가지이다.

이와 같이, 초음파 진동자(2121)를 동작시키고 있는 동안의 전류 IA의 측정 파형은 물의 유무에 따라 크게 다르다. 따라서, 전류 IA의 측정 결과를 사용함으로써, 컵(2100)에 물 등의 액체가 있는지 없는지를 판별하는 것이 가능해진다.

여기서, 도 20을 참조하면서, 전류 IA의 측정 파형을 사용하여 컵(2100)에 액체가 있는지 없는지의 판별 방법의 일례를 설명한다. 도 20은, 컵(2100)의 물이 0 내지 3단위량일 때에 측정된 전류 IA의 변동의 절대값을 순차 가산한 결과이다. 또한, 전류 IA의 변동은, 예를 들어 전류 IA를 AD 컨버터(2072)에서 샘플링하여 디지털화하였을 때에, 현재의 전류값과, 1 샘플 전의 전류값의 차에 의해 산출된다. 이와 같이 산출되는 전류 IA의 변동을 가산하면, 컵(2100)에 물이 있는 경우의 가산 결과는, 물이 없는 경우의 가산 결과와 비교하여 커진다.

또한, 도 19, 도 20에 도시한 바와 같이, 컵(2100)에 물이 없는 경우와 있는 경우의 차이는, 초음파 진동자(2121)의 진동이 개시된 직후에 있어서 가장 현저하며, 진동 개시 직후의 타이밍의 소정의 값 I1을 사용하면 된다. 단, 특별히 도시하지 않았지만, 진동 개시 직후에는 물이 없는 경우라도, 예를 들어 노이즈 등에 의해 전류 IA의 변동이 커지는 경우도 있다. 이 경우, 노이즈 등의 영향을 억제하기 위해, 초음파 진동자(2121)의 진동이 개시된 직후로부터 시간적으로 늦은 타이밍에, 각각의 경우의 가산 결과를 비교함으로써 노이즈의 영향을 억제해도 된다. 도 19, 도 20을 사용하여 설명하면, 노이즈가 억제되는 타이밍을 초음파 진동자(2121)의 진동이 개시된 후 소정 시간 t1만큼 경과한 타이밍으로 하고, 초음파 진동자(2121)의 진동이 개시된 후 소정 시간 t1만큼 경과한 타이밍에서의 가산 결과가, 물이 없는 경우의 가산 결과의 예를 들어 1.2배의 소정의 값 I1을 초과하고 있으면, 컵(2100)에는 물 등의 액체가 있다고 판정할 수 있다. 한편, 소정 시간 t1에 있어서의 가산 결과가, 소정의 값 I1보다도 작은 경우, 컵(2100)에는 액체가 없다고 판정할 수 있다. 또한, 소정의 값 I1은, 진동 개시로부터 소정 시간 t1 후에 있어서의 물이 없는 경우의 가산 결과에 마진을 갖게 하고 있다. 따라서, 노이즈의 영향이 미리 적은 것을 알고 있는 경우에는, 상기한 소정 시간 t1을 진동 개시 직후로 설정함으로써, 판정 시간을 단축할 수 있다.

==마이크로컴퓨터(2074)의 상세에 대해==

멸균 가스 발생 유닛(2020)에 과산화수소 가스를 발생시킬 때에, 마이크로컴퓨터(2074)에 의해 실현되는 기능 블록에 대해 설명한다.

마이크로컴퓨터(2074)는, 조작부(2070)로부터, 과산화수소 가스를 발생시키기 위한 지시가 입력되면, 소정의 프로그램을 실행하여, 도 21에 나타내는 바와 같은, 산출부(2300), 판정부(2301), 제어부(2302)의 기능을 실현한다.

산출부(2300)는, AD 컨버터(2072)로부터 순차 출력되는 디지털화된 전류 IA를 취득하여, 전류 IA의 변동의 크기를 산출한다. 구체적으로는, 산출부(2300)는, 현재의 전류 IA의 전류값과, 1 샘플 전에 취득한 것의 차를 산출한다. 또한 산출부(2300)는, 산출된 차의 절대값을 순차 가산한다.

판정부(2301)는, 초음파 진동자(2121)의 진동이 개시된 후 소정 시간 t1만큼 경과한 타이밍, 즉, 노이즈의 영향이 억제된 타이밍의 산출부(2300)의 가산 결과 S1(전류 IA의 변동의 크기에 기초하는 값)과, 전술한 소정의 값 I1을 비교한다. 그리고, 판정부(2301)는 가산 결과 S1이 소정의 값 I1을 초과하고 있는 경우, 컵(2100)에 액체는 존재한다고 판정한다. 한편, 판정부(2301)는, 가산 결과 S1이 소정의 값 I1을 초과하고 있지 않은 경우, 컵(2100)에 액체는 존재하지 않는다고 판정한다. 또한, 전술한 소정의 값 I1은, 예를 들어 기억 장치(2073)에 미리 기억되어 있다.

제어부(2302)는, 조작부(2070)로부터의 처리를 개시시키는 지시가 입력되면, 구동 장치(2034)를 제어하여 초음파 진동자(2121)를 구동시킨다. 또한, 제어부(2302)는, 판정부(2301)가 컵(2100)에는 액체가 없다고 판정하면, 과산화수소 가스를 발생시키기 위해, 펌프(2031), 히터(2130)를 제어한다. 한편, 제어부(2302)는, 판정부(2301)가 컵(2100)에는 액체가 있다고 판정하면, 컵(2100)에 액체가 있는 것을 표시부(2071)에 표시시킨다.

==마이크로컴퓨터(2074)의 처리의 일례에 대해==

멸균 가스 발생 유닛(2020)에 과산화수소 가스를 발생시키는 경우에 있어서, 마이크로컴퓨터(2074)가 실시하는 처리의 일례를, 도 22를 참조하면서 설명한다.

우선, 조작부(2070)가 조작되어, 과산화수소 가스를 발생시키기 위한 지시가 제어부(2302)에 입력되면, 제어부(2302)는, 초음파 진동자(2121)를 동작시킨다(S2100). 그리고, 산출부(2300)는, AD 컨버터(2072)로부터 순차 출력되는 디지털화된 전류 IA를 취득하여, 현재의 전류 IA의 전류값과, 1 샘플 전의 전류 IA의 전류값의 차를 산출한다(S2101). 또한, 산출부(2300)는, 산출한 차의 절대값을 순차 가산한다(S2102). 그리고, 판정부(2301)는, 초음파 진동자(2121)의 진동이 개시된 후 소정 시간 t1만큼 경과하였을 때의 가산 결과 S1과, 소정의 값 I1을 비교한다(S2103). 그리고, 판정부(2301)는, 가산 결과 S1이 소정의 값 I1을 초과하고 있지 않은 경우(S2103: "아니오"), 컵(2100)에 액체는 없다고 판정한다(S2104). 그리고 컵(2100)에 액체는 없다고 판정되면, 제어부(2302)는 과산화수소수가 컵(2100)에 공급되도록 펌프(2031)를 동작시킨 후, 과산화수소 가스가 발생하도록 히터(2130)를 가열한다(S2105).

한편, 판정부(2301)는 가산 결과 S1이 소정의 값 I1을 초과하고 있는 경우(S2103 : "예"), 컵(2100)에 얼마간의 액체는 있다고 판정한다(S2106). 그리고, 컵(2100)에 액체가 있다고 판정하면, 제어부(2302)는, 컵(2100)에 액체가 있는 것을 표시부(2071)에 표시시킨다(S2107).

이와 같이, 멸균 가스 발생 장치(2035)는, 컵(2100)에 액체가 없다고 판정된 경우에만 과산화수소 가스를 발생시킨다. 한편, 컵(2100)에 액체가 있다고 판정되면, 표시부(2071)에 그 취지가 표시된다. 이로 인해, 예를 들어 이용자는, 표시부(2071)의 표시를 확인한 후에, 진동판(2101)에 균열 등이 없는지, 또는 컵(2100)과 진동판(2101) 사이에 간극 등이 없는지 등을 확인할 수 있다.

이상, 본 실시 형태의 아이솔레이터(2010)에 대해 설명하였다. 본 실시 형태에서는, 전류 IA의 변동에 기초하여, 컵(2100)에 얼마간의 액체가 있는지를 판정하였지만 이것에 한정되지 않는다. 도 19에 도시한 바와 같이, 컵(2100)에 액체가 있는 경우와 없는 경우에서는, 전류 IA의 측정 파형이 다르다. 이로 인해, 예를 들어, 도 19에 있어서의 물이 0g인 전류 IA의 파형을 기준 파형으로 하고, 초음파 진동자(2121)를 동작시키고 나서 측정한 전류 IA의 파형과, 기준 파형의 차를 산출하여 컵(2100)의 액체의 유무를 판정해도 된다. 구체적으로는, 예를 들어 물이 없는 경우에 측정되는 전류 IA의 측정 파형과 기준 파형의 차는, 물이 있는 경우에 측정되는 전류 IA의 측정 파형과 기준 파형의 차보다도 작아진다. 이러한 현상에 기초하여, 판정부(2301)에 컵(2100)에 얼마간의 액체가 있는지를 판정시켜도 된다.

그런데, 본 실시 형태에 있어서 컵(2100)에 액체가 있는 경우라 함은, 예를 들어, 멸균 가스 발생 장치(2035)를 동작시켰을 때의 과산화수소수가 잔류하고 있는 경우나, 진동판(2101)에 균열 등이 발생하여 전파수가 컵(2100)에 진동판(2101)을 통해 침입하고 있는 경우가 상정된다. 이로 인해, 판정부(2301)는, 컵(2100)에 과산화수소수가 잔류하고 있는지, 또는 전파수가 진동판(2101)을 통해 침입하고 있는지를 판정할 수 있다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 실제로 컵(2100)의 상태를 확인하지 않고, 컵(2100)에 얼마간의 액체가 존재하고 있는지 여부를 검출할 수 있다.

또한, 컵(2100)에 물이 없는 경우의 전류 IA의 변동의 크기는, 초음파 진동자(2121)가 초음파를 발생시키는 면과 진동판(2101)의 저면이 평행하게 설치되어 있지 않은 경우보다, 평행하게 설치되어 있는 경우의 쪽이 작아지는 것이 실험적으로 명백해졌다. 또한, 컵(2100)에 물이 있는 경우의 전류 IA의 변동의 크기는, 초음파 진동자(2121)가 초음파를 발생시키는 면과 진동판(2101)의 저면이 평행하게 설치되어 있지 않은 경우와 다른 경우에서는 크게 변동하지 않는 것이 실험적으로 명백해졌다. 멸균 가스 발생 장치(2035)에서는, 초음파 진동자(2121)가 초음파를 발생시키는 면과, 진동판(2101)의 저면이 평행하게 설치되어 있다. 이로 인해, 컵(2100)에 물이 없는 경우와 있는 경우의 전류 IA의 파형의 차가 현저해진다. 이러한 구성으로 함으로써, 보다 고정밀도로, 컵(2100)에 얼마간의 액체가 존재하고 있는지 여부를 검출 가능해진다.

또한, 전류 IA의 변동의 크기는, 도 19에 도시한 바와 같이 컵(2100)에 액체가 존재하고 있는지 여부에 따라서 변화된다. 이로 인해, 본 실시 형태와 같은 산출부(2300), 판정부(2301)를 사용함으로써, 컵(2100)에 액체가 존재하고 있는지 여부의 판정이 가능해진다.

또한, 도 19, 도 20에 도시한 바와 같이, 초음파 진동자(2121)의 진동이 개시된 직후에 있어서도, 컵(2100)에 물이 없는 경우와 있는 경우를 판정할 수 있다. 단, 진동 개시 직후에는, 예를 들어 노이즈 등에 의해 전류 IA의 변동은 커지는 경우도 있다. 그러나, 본 실시 형태의 판정부(2301)는, 진동 개시로부터 소정 시간 t1 후의 타이밍을 진동 개시 직후로부터 시간적으로 늦은 타이밍 등으로 설정함으로써, 노이즈 등의 영향을 억제한 상태에서 판정하고 있다. 이로 인해, 본 실시 형태에서는, 노이즈 등의 영향을 억제할 수도 있고, 고정밀도로 컵(2100)의 액체의 유무를 판정할 수 있다.

또한, 예를 들어, 산출부(2300)에서 산출되는 가산 결과 S1이 소정의 값 I1을 초과하고 있으면, 판정부(2301)는 컵(2100)에는 액체가 있다고 판정하고 있다. 도 19에 도시한 바와 같이, 컵(2100)에 액체가 없는 경우의 전류 IA의 변동의 크기보다, 컵(2100)에 액체가 있는 경우의 전류 IA의 변동의 크기는 커진다. 이로 인해, 본 실시 형태와 같은 산출부(2300), 판정부(2301)를 사용함으로써 컵(2100)의 액체의 유무를 판정할 수 있다.

예를 들어, 산출부(2300)는, 전류 IA의 차를 전류 IA의 변동의 크기로 하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전류 IA의 표준 편차를 전류 IA의 변동의 크기로 해도 된다. 구체적으로는, 컵(2100)에 액체가 있는 경우의 전류 IA의 표준 편차는, 컵(2100)에 액체가 없는 경우의 전류 IA의 표준 편차와 비교하여 커진다. 전류 IA의 표준 편차의 대소에 따라서, 판정부(2301)에 컵(2100)의 액체의 유무를 판정시켜도 된다. 또한, 이러한 경우, 컵(2100)에 액체가 없는 경우의 전류 IA의 표준 편차를 기억 장치(2073)에 기억시키고, 판정부(2301)에 참조시킴으로써, 본 실시 형태와 마찬가지로 액체의 유무를 판정 가능하다.

또한, 예를 들어, 산출부(2300)는 전류 IA의 차를 순차 가산하였지만, 예를 들어 전류 IA의 차의 평균값을 산출시켜도 된다. 컵(2100)에 액체가 있는 경우의 전류 IA의 차의 평균값은, 컵(2100)에 액체가 없는 경우의 전류 IA의 차의 평균값보다 커진다. 이러한 산출 결과에 기초하여, 판정부(2301)에 컵(2100)의 액체의 유무를 판정시켜도 된다.

1 : 작업실
2 : 기체 공급부
3 : 기체 배출부
4 : 멸균 가스 공급 장치
5 : 제어부
6 : 전방면 도어
7 : 작업용 글로브
8 : 작업 공간
9 : 기체 공급구
10 : HEPA 필터
11 : 기체 배출구
12 : 흡기구
13 : 제1 삼방 밸브
14 : 팬
15 : 제2 삼방 밸브
16 : 멸균 물질 저감 처리부
17 : 배기구
18 : 멸균 물질 카트리지
19 : 펌프
20 : 멸균 가스 생성 장치
21 : 팬
30 : 무화부
31 : 수용부
32 : 초음파 진동자
33 : 저장부
34 : 진동판
35 : 초음파 전파액
36 : 구획판
37 : 수용체
38 : 오목부
39 : O링
40 : 고정 나사
41 : 저장부의 상단부
50 : 가스화부
51 : 내통부
52 : 히터
53 : 외통부
54 : 외통부의 하단부
55 : 내통부의 하단부
56 : 발열체
57 : 핀
58 : 유로 규제판
59 : 배관
60 : 내통부의 상단부
61 : 내측 덮개 부재
62 : 배관
63 : 가스 유로
64 : 튜브용 개구
65 : 외통부의 상단부
66 : 외측 덮개 부재
70 : 외측 유로 규제판
71 : 예열 히터
72 : 예열 히터
73 : 발열체
74 : 핀
75 : 유로 규제판
1010 : 아이솔레이터
1020 : 멸균 가스 발생 유닛
1021 : 공급 장치
1022 : 작업실
1023 : 배출 장치
1024 : 조작부
1025 : 제어 장치
1030, 1031 : 탱크
1032, 1040, 1060 : 전자기 밸브
1033 : 펌프
1034 : 파이프
1035 : 멸균 가스 발생 장치
1041 : 팬
1050, 1051 : 에어 필터
1052 : 도어
1053 : 글로브
1061 : 멸균 처리 장치
1070 : 기억 장치
1071 : 마이크로컴퓨터
1100 : 컵
1101 : 진동판
1102 : 장착판
1103 : 볼트
1110 : 보유 지지대
1120 : 구획판
1121 : 초음파 진동자
1130 : 히터
1140 : 공급관
1141, 1153, 1154 : 포트
1150 : 지지 부재
1151 : 통 형상 부재
1152 : 플랜지
1200, 1201 : 개구부
300 : 밸브 제어부
301 : 펌프 제어부
302 : 진동자 제어부
303, 305 : 타이머
304, 307 : 판별부
306 : 카운트부
10 : 아이솔레이터
2020 : 멸균 가스 발생 유닛
2021 : 공급 장치
2022 : 작업실
2023 : 배출 장치
2024 : 제어 장치
2030 : 탱크
2031 : 펌프
2032 : 파이프
2033 : 변압기
2034 : 구동 장치
2035 : 멸균 가스 발생 장치
2036 : 변류기
2040, 2060 : 전자기 밸브
2041 : 팬
2050, 2051 : 에어 필터
2052 : 도어
2053 : 글로브
2061 : 멸균 처리 장치
2070 : 조작부
2071 : 표시부
2072 : AD 컨버터
2073 : 기억 장치
2074 : 마이크로컴퓨터
2100 : 컵
2101 : 진동판
2102 : 장착판
2103 : 볼트
2110 : 보유 지지대
2120 : 구획판
2121 : 초음파 진동자
2130 : 히터
2140 : 공급관
2141, 2153, 2154 : 포트
2150 : 지지 부재
2151 : 통 형상 부재
2152 : 플랜지
2200, 2201 : 개구부
2300 : 산출부
2301 : 판정부
2302 : 제어부

Claims

저장부(貯留部; storage part)에 저장된 과산화수소에 초음파 진동을 부여하여 무화시키는(atomize) 무화부(霧化部; atomization unit)와,
상기 무화부의 상방에 설치되고, 상기 무화부에서 무화된 과산화수소를 가열하여 가스화하는 히터와,
상기 히터가 내측 공간에 배치되고, 상기 무화부에서 무화되어 캐리어 가스와 함께 흐르는 과산화수소를 상방으로 유도하는 금속제의 내통부와,
상기 내통부가 내측 공간에 배치되어 이중관을 구성하고, 상기 저장부를 향해 하강하는 상기 캐리어 가스용 가스 유로를, 상기 내통부와의 사이에 형성하는 외통부를 구비하고,
상기 히터로 가열된 상기 내통부에, 상기 가스 유로를 흐르는 캐리어 가스를 접촉시켜, 가열된 상기 캐리어 가스를 상기 저장부로 도입하도록 구성한 것을 특징으로 하는 과산화수소 가스 생성 장치.
제1항에 있어서,
상기 저장부는, 역 원뿔대 형상으로 우묵하게 들어간 오목부를 구비하고,
상기 내통부는, 하단부가 통의 길이 방향에 대해 비스듬히 절단된 원통 형상 부재에 의해 구성되는 동시에, 상기 하단부의 정상부를 통과하는 상기 캐리어 가스의 유속이 상기 하단부의 다른 부분을 통과하는 상기 캐리어 가스의 유속보다도 높아지도록, 상기 하단부의 정상부가 상기 오목부의 경사면에 근접하는 높이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 과산화수소 가스 생성 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 내통부의 내벽면과 상기 히터의 사이에, 무화된 상기 과산화수소의 흐름 방향을 규제함과 함께 전열성을 갖는 금속판제의 내측 핀을 장착한 것을 특징으로 하는 과산화수소 가스 생성 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내통부의 외벽면과 상기 외통부의 내벽면의 사이에, 상기 캐리어 가스의 흐름 방향을 규제함과 함께 전열성을 갖는 금속판제의 외측 핀을 장착한 것을 특징으로 하는 과산화수소 가스 생성 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외통관은, 상기 내통관보다도 열전도율이 낮은 금속제 재료에 의해 제작되어 있는 것을 특징으로 하는 과산화수소 가스 생성 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 유로에 상기 캐리어 가스를 도입하는 가스 도입관의 도중에, 상기 캐리어 가스를 예열하기 위한 예열 히터를 설치한 것을 특징으로 하는 과산화수소 가스 생성 장치.
과산화수소수를 저장하는 저장부 및 상기 저장부에 저장된 상기 과산화수소수에 초음파 진동을 부여하여, 상기 과산화수소수를 무화시키는 초음파 진동자를 포함하는 무화부와,
상기 무화부에 의해 무화된 상기 과산화수소수를 가열하여 기화시켜, 공급되는 캐리어 가스와 함께 출력하는 기화부와,
상기 저장부에 상기 과산화수소수를 공급하기 위한 제1 공급부와,
상기 저장부에 희석액을 공급하기 위한 제2 공급부와,
상기 과산화수소수가 상기 제1 공급부로부터 상기 저장부로 공급되었을 때의 공급량에 기초하여, 상기 저장부에 저장된 상기 과산화수소수가 무화되고 나서, 상기 저장부에 잔류하는 상기 과산화수소수의 양이 제1 소정량으로 되었는지 여부를 판정하는 판정부와,
상기 무화부를 제어하여 상기 저장부에 저장된 상기 과산화수소수를 무화시키고, 상기 판정부가 상기 저장부에 잔류하는 상기 과산화수소수의 양이 상기 제1 소정량으로 되었다고 판정하면, 상기 저장부에 상기 희석액이 공급되도록 상기 제2 공급부를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 멸균 물질 발생 장치.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 소정량보다도 많은 양의 상기 희석액이 상기 저장부에 공급되도록 상기 제2 공급부를 제어하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 멸균 물질 발생 장치.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 저장부에 상기 희석액이 공급된 후의 희석된 과산화수소수를 무화시키도록 상기 무화부를 제어하는 것을 특징으로 하는 멸균 물질 발생 장치.
제9항에 있어서,
상기 판정부는,
상기 저장부에 상기 희석액이 공급되었을 때의 상기 희석된 과산화수소수의 양에 기초하여, 상기 저장부에 저장된 상기 희석된 과산화수소수가 무화되고 나서, 상기 저장부에 잔류하는 상기 희석된 과산화수소수의 양이 제2 소정량으로 되었는지 여부를 판정하고,
상기 제어부는,
상기 판정부가 상기 저장부에 잔류하는 상기 희석된 과산화수소수의 양이 상기 제2 소정량으로 되었다고 판정하면, 상기 저장부에 상기 희석액이 공급되도록 상기 제2 공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는 멸균 물질 발생 장치.
제10항에 있어서,
상기 판정부는,
상기 과산화수소수가 상기 제1 공급부로부터 공급되면 시간 계측을 개시하는 제1 타이머와,
상기 희석액이 상기 제2 공급부로부터 공급되면 시간 계측을 개시하는 제2 타이머와,
상기 제1 타이머가 제1 시간을 계측하면, 상기 과산화수소수가 상기 제1 소정량으로 된 것을 판별하고, 상기 제2 타이머가 제2 시간을 계측하면, 상기 희석된 과산화수소수가 상기 제2 소정량으로 된 것을 판별하는 판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 물질 발생 장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 시간은, 상기 공급량 및 상기 제1 소정량에 따른 시간이고,
상기 제2 시간은, 상기 저장부에 상기 희석액이 공급되었을 때의 상기 희석된 과산화수소수의 양 및 상기 제2 소정량에 따른 시간인 것을 특징으로 하는 멸균 물질 발생 장치.
전파수(傳播水)를 저장하는 제1 저장부와,
진동판이 장착된 저면이 상기 전파수에 잠기도록 설치되고, 액체를 저장하는 제2 저장부와,
상기 전파수를 통해 상기 진동판에 초음파 진동을 부여하여 상기 액체를 무화시키고, 초음파를 발생시키는 면이 수평 방향으로부터 소정의 각도로 되도록 상기 제1 저장부의 저면에 설치되는 초음파 진동자와,
상기 초음파 진동자에 초음파를 발생시키기 위해 상기 초음파 진동자를 구동시키는 구동부와,
상기 구동부에 공급되는 전원으로부터 상기 구동부에 공급되는 전류를 측정하는 측정부와,
상기 측정부의 측정 결과에 기초하여, 상기 제2 저장부에 상기 액체가 잔류하고 있는지, 또는 상기 전파수가 상기 진동판을 통해 상기 제2 저장부에 침입하고 있는지를 판정하는 판정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 무화 장치.
제13항에 있어서,
상기 진동판은,
상기 초음파 진동자의 상기 초음파를 발생시키는 면과 대략 평행하게 되도록 상기 제2 저장부에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 무화 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 측정부의 측정 결과에 기초하여, 상기 전류의 변동의 크기를 산출하는 산출부를 더 구비하고,
상기 판정부는,
상기 산출부에서 산출되는 상기 전류의 변동의 크기에 기초하여, 상기 제2 저장부에 상기 액체가 잔류하고 있는지, 또는 상기 전파수가 상기 진동판을 통해 상기 제2 저장부에 침입하고 있는지를 판정하는 것을 특징으로 하는 무화 장치.
제15항에 있어서,
상기 판정부는,
상기 구동부가 상기 초음파 진동자의 구동을 개시하고 나서 소정 시간 후에 있어서의 상기 전류의 변동의 크기에 기초하여, 상기 제2 저장부에 상기 액체가 잔류하고 있는지, 또는 상기 전파수가 상기 진동판을 통해 상기 제2 저장부에 침입하고 있는지를 판정하는 것을 특징으로 하는 무화 장치.
제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 판정부는,
상기 전류의 변동의 크기에 기초하는 값이 소정값을 초과하는 경우, 상기 제2 저장부에 상기 액체가 잔류하고 있거나, 또는 상기 전파수가 상기 진동판을 통해 상기 제2 저장부에 침입하고 있다고 판정하는 것을 특징으로 하는 무화 장치.
전파수를 저장하는 제1 저장부와,
진동판이 장착된 저면이 상기 전파수에 잠기도록 설치되어, 과산화수소수를 저장하는 제2 저장부와,
상기 전파수를 통해 상기 진동판에 초음파 진동을 부여하여 상기 과산화수소수를 무화시키고, 초음파를 발생시키는 면이 수평 방향으로부터 소정의 각도로 되도록 상기 제1 저장부의 저면에 설치되는 초음파 진동자와,
무화된 상기 과산화수소수를 가열하여 기화시켜, 공급되는 캐리어 가스와 함께 출력하는 기화부와,
상기 초음파 진동자에 초음파를 발생시키기 위해 상기 초음파 진동자를 구동시키는 구동부와,
상기 구동부에 공급되는 전원으로부터 상기 구동부에 공급되는 전류를 측정하는 측정부와,
상기 측정부의 측정 결과에 기초하여, 상기 제2 저장부에 상기 과산화수소수가 잔류하고 있는지, 또는 상기 전파수가 상기 진동판을 통해 상기 제2 저장부에 침입하고 있는지를 판정하는 판정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 멸균 물질 발생 장치.