WO2012176448A1

WO2012176448A1 - 滅菌システム及びガスの充填方法

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Publication number: WO2012176448A1
Application number: PCT/JP2012/004009
Authority: WO
Inventors: 林　博史; 龍一岩崎
Original assignee: 株式会社サイアン
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2012-12-27
Also published as: JP5886851B2; JPWO2012176448A1; US9655987B2; US20140119989A1

Abstract

　滅菌システムは、滅菌処理を行うべき複数の滅菌対象空間と、前記滅菌処理に使用する二酸化窒素ガスを生成するガス供給源と、前記ガス供給源と滅菌対象空間との間に介在される配管および弁装置と、前記滅菌対象空間の二酸化窒素ガス濃度を検出するセンサと、制御装置とを備える。制御装置は、前記弁装置を制御して、前記複数の滅菌対象空間の各々を、予め定める第１の時間ずつ択一的に前記ガス供給源へ連通し、各滅菌対象空間へ前記二酸化窒素ガスを順次充填させる充填工程を行わせるとともに、前記センサによって、充填中の滅菌対象空間の二酸化窒素ガス濃度が予め定める濃度に達したことが検出されると、以降はその滅菌対象空間を前記充填の対象から外して前記充填工程を継続して行わせる制御を行う。

Description

滅菌システム及びガスの充填方法

　本発明は、クリーンルームやアイソレータなどの滅菌処理を行うべき滅菌対象空間に、滅菌の手段として、二酸化窒素ガスを充填し、滅菌処理を行うシステム及びガスの充填方法に関する。

　医療用器具や食品包装材などの被処理物を処理室に収容し、該被処理物を高度に滅菌する滅菌装置において、たとえば特許文献１には、前記被処理物の処理に窒素酸化物（ＮＯｘ）ガスを用いることが示されている。特許文献１の滅菌装置は、窒素酸化物ガスを食品に付着した大腸菌の殺菌用に用いる装置である。前記窒素酸化物ガスは、窒素ガスと酸素ガスとの混合気体をプラズマ発生室に導入し、その混合気体をプラズマ化することによって作成される。

　しかしながら、前記窒素酸化物ガスによる滅菌効率は良いとは言えず、滅菌効率改善の要請があった。本出願人は、鋭意研究を重ねた結果、細菌類の滅菌に寄与するのは、前記窒素酸化物（ＮＯｘ）のうち、実質的に二酸化窒素（ＮＯ_２）であることを見出した。本出願人は、特許文献２において、純度の高い二酸化窒素ガスを生成することができる方法、および該方法によって生成された二酸化窒素ガスを貯留する装置を提案している。

　特許文献２の滅菌装置は、二酸化窒素ガスを用いることで、高い滅菌効果を得ている。しかしながら、当該滅菌装置が滅菌処理の対象としているのは、医療用器具や食品包装材などである。このため、被処理物を処理室に収容し、該処理室を略真空状態とした後、数万ｐｐｍにも及ぶ高濃度の二酸化窒素ガスを充填している。これにより前記滅菌装置は、短時間に、しかも管の内部などの細部まで、滅菌処理を行うことができる。

　一方、滅菌処理の用途として、そのような高度な滅菌処理だけに限らず、前記クリーンルームなどの、広くて、複数の人が居るような環境を滅菌対象空間として、安全上問題のない低い二酸化窒素ガスの濃度で、均等に、たとえ長時間を要しても滅菌したいという要望もある。なお、滅菌以外にも、殺菌や除染（decontamination）というような、菌類を減少させる操作も存在するが、本明細書では、これらも含めて滅菌と呼ぶ。

特開昭５８－１６２２７６号公報特開２０１０－２０２４４８号公報

　本発明の目的は、比較的広い複数の滅菌対象空間を、比較的低濃度の二酸化窒素ガスで、均等に滅菌処理することができる滅菌システムを提供することにある。

　本発明の一局面に係る滅菌システムは、
　滅菌処理を行うべき複数の滅菌対象空間と、
　前記滅菌処理に使用する二酸化窒素ガスを生成するガス供給源と、
　前記ガス供給源と滅菌対象空間との間に介在される配管および弁装置と、
　前記滅菌対象空間の二酸化窒素ガス濃度を検出するセンサと、
　前記弁装置を制御して、前記複数の滅菌対象空間の各々を、予め定める第１の時間ずつ択一的に前記ガス供給源へ連通し、各滅菌対象空間へ前記二酸化窒素ガスを順次充填させる一巡の充填工程を繰り返し行わせるものであって、前記センサによって、充填中の滅菌対象空間の二酸化窒素ガス濃度が予め定める濃度に達したことが検出されると、次巡以降はその滅菌対象空間を前記充填の対象から外して前記充填工程を行わせる制御装置と、
を備える。

　本発明の他の局面に係る滅菌システムにおけるガスの充填方法は、
　滅菌処理を行うべき複数の滅菌対象空間へ、前記滅菌処理に使用する二酸化窒素ガスを充填する方法であって、
　前記複数の滅菌対象空間の各々に、予め定める第１の時間ずつ択一的に前記二酸化窒素ガスを順次充填させる一巡の充填工程を行い、
　前記複数の滅菌対象空間の二酸化窒素ガス濃度を求め、前記二酸化窒素ガス濃度が予め定める濃度に達している充填済み滅菌対象空間を特定し、
　前記充填済み滅菌対象空間を除いた前記複数の滅菌対象空間の各々に、予め定める第１の時間ずつ択一的に前記二酸化窒素ガスを順次充填させる一巡の充填工程をさらに行う。

　本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

本発明の一実施形態に係る滅菌システムのブロック図である。図１で示す滅菌システムにおけるマイクロ波供給装置の構成を概略的に示すブロック図である。前記滅菌システムの電気的な制御構成を示すブロック図である。前記滅菌システムの全体的な制御動作を説明するためのフローチャートである。図４における滅菌処理動作の一例を示すフローチャートである。

　図１は、本発明の一実施形態に係る滅菌システム１のブロック図である。この滅菌システム１は、滅菌処理を行うべき処理室（滅菌対象空間）として、薬品製造などに使用される複数のクリーンルームＲ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎ（総称するときは、以下参照符号Ｒで示す）を備え、週末などの該クリーンルームＲが使用されない時間帯に、該クリーンルームＲ内に、プラズマによって生成された二酸化窒素（ＮＯ_２）ガスを作用させて滅菌処理を施すものである。この滅菌システム１は、大略的に、前記クリーンルームＲと、ガス供給装置３０と、連係系統４０と、浄化装置５０とを備えて構成される。

　本実施形態では、空気を原料ガスとして、その空気を前記プラズマ処理することで生成された二酸化窒素ガスを滅菌剤として用いる例を示す。したがって、本実施形態の滅菌システム１によれば、原料ガスの取り扱いが容易であり、コストダウンを図ることができるとともに、人体に有害な二酸化窒素ガスを、必要な場所で、必要な量だけ作成することができる。なお、処理室としては、ゴム手袋が組み付けられたガラス張りの壁面を備え、外部から前記ゴム手袋を介して人手で室内に配置された検査器具などを扱えるようにしたアイソレータ等であってもよい。

　クリーンルームＲは、滅菌時には、適宜目張りなどが施されて、高い気密性を確保することができる内部空間を有する。この内部空間には、人が入って作業することが可能である。各クリーンルームＲ１～Ｒｎには、滅菌中に不所望な人の立ち入りを防止する錠装置Ｌ１～Ｌｎや、図示は省略しているが、滅菌中の注意を表す警告装置が適宜備えられている。各クリーンルームＲの容積、すなわち部屋の大きさは任意である。

　ガス供給装置３０は、これらのクリーンルームＲと、該ガス供給装置３０と、連係系統４０とによって形成される閉空間内に存在するガスを原料ガスとして、それをプラズマで電離して、ＮＯ_２ガスを生成したり、ＮＯ_２ガスの濃度を高めたりするものである。前記閉空間内において原料ガスとなるガスは、主にクリーンルームＲの開閉によって導入された空気や、クリーンルームＲからガス供給装置３０へ戻ってくるＮＯ_２濃度が低いガスである。

　ガス供給装置３０は、プラズマ発生ノズル３３、マイクロ波供給装置７０、ガス流量計３５、ポンプＰ１、及び配管３６を含む。配管３６には、前記プラズマ発生ノズル３３、ガス流量計３５、ポンプＰ１が順に設けられている。連係系統４０を介してクリーンルームＲから導入された空気やＮＯ２濃度の低いガスが、前記の順に各部を通過することで、ＮＯ_２ガスとなって、前記連係系統４０を介して、クリーンルームＲへ充填される。

　プラズマ発生ノズル３３は、プラズマ（電離気体）を発生させるための電界集中部を提供する。配管３６を流通する原料ガス（窒素および酸素を含むガス）は、該プラズマ発生ノズル３３の前記電界集中部を通過することで電離され、ＮＯ_２ガスに変換される。このようなプラズマを発生させるために、本実施形態ではマイクロ波エネルギーが用いられている。当該マイクロ波エネルギーは、マイクロ波供給装置７０から該プラズマ発生ノズル３３に与えられる。

　図２は、マイクロ波供給装置７０の構成を概略的に示すブロック図である。マイクロ波供給装置７０は、マイクロ波エネルギーを発生すると共に、これをプラズマ発生ノズル３３に供給するための装置であって、マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置７１と、前記マイクロ波を伝搬させる導波管７２とを含む。この導波管７２に、プラズマ発生ノズル３３が取り付けられている。また、マイクロ波発生装置７１と導波管７２との間には、アイソレータ７３およびカプラ７４が備えられている。

　マイクロ波発生装置７１は、たとえば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマグネトロン等のマイクロ波発生源と、このマイクロ波発生源にて発生されたマイクロ波の強度を所定の出力強度に調整するアンプとを含む。本実施形態では、たとえば１Ｗ～３ｋＷのマイクロ波エネルギーを出力できる連続可変型のマイクロ波発生装置７１が好適に用いられる。

　導波管７２は、アルミニウム等の非磁性金属からなり、断面矩形の長尺管状を呈し、マイクロ波発生装置７１により発生されたマイクロ波を、その長手方向に伝搬させる。アイソレータ７３は、入出力のアイソレーションを行い、導波管７２からの反射マイクロ波のマイクロ波発生装置７１への入射を抑止する機器であり、サーキュレータ７３１とダミーロード７３２とを含む。サーキュレータ７３１は、磁力によって、マイクロ波発生装置７１で発生されたマイクロ波を導波管７２に向かわせる一方で、反射マイクロ波をダミーロード７３２に向かわせる。ダミーロード７３２は、反射マイクロ波を吸収して熱に変換する。カプラ７４は、マイクロ波エネルギーの強度を計測する。

　なお、本実施形態のマイクロ波供給装置７０は、前記のマイクロ波の周波数に対して、マイクロ波発生装置７１からプラズマ発生ノズル３３までの距離等が適宜チューニングされることによって、前記プラズマ発生ノズル３３でのマイクロ波の受信感度が最大となり、マイクロ波発生装置７１側に反射するマイクロ波が最小となるように調整されている。しかしながら、部品のばらつき等に対応するための更なるチューニングや、一層高精度なチューニングのために、前記プラズマ発生ノズル３３に対して、マイクロ波の伝搬方向の上流側に配置されるチューナと、マイクロ波の伝搬方向の下流側に配置されるスライディングショートとの少なくとも一方が、導波管７２に取付けられてもよい。

　前記チューナは、導波管７２に突出可能なスタブを含み、反射マイクロ波が最小となるような調整、つまりプラズマ発生ノズル３３でのマイクロ波エネルギーの消費が最大となる調整を行うための機器である。前記カプラ７４は、その調整の際に利用することができる。前記スライディングショートは、導波管７２の遠端部（マイクロ波の伝搬方向の下流端）を閉塞すると共に、導波管７２の管軸方向、すなわちマイクロ波の伝搬方向に移動することで、マイクロ波の反射位置を変化させて定在波パターンを調整するための部材である。

　図１に戻って、連係系統４０は、クリーンルームＲとガス供給装置３０との間を連通させるとともに、滅菌処理で使用して不要となったＮＯ_２ガスを無害化する浄化装置５０を、クリーンルームＲに接続するための系統である。連係系統４０は、電磁弁ＲＶ１１～ＲＶｎ１；ＲＶ１２～ＲＶｎ２、電磁弁Ｖ１、ポンプＰ２、濃度センサＳ、配管１１，１２，４１，４２を含む。

　配管４１の一端（上流端）はガス供給装置３０のポンプＰ１に接続され、他端（下流端）はクリーンルームＲ側の共通配管１１に接続されている。配管４２の一端側（上流端）はクリーンルームＲ側の共通配管１２に接続され、他端側（下流端）はガス供給装置３０のプラズマ発生ノズル３３（配管３６）に接続されている。この配管４２の下流側にポンプＰ２が配置されている。ポンプＰ２は、ポンプＰ１と共に、ガス供給装置３０からのＮＯ_２ガスをクリーンルームＲに循環させて滅菌処理を行う際に動作する。

　配管４２には、クリーンルームＲ内のＮＯ_２ガスの濃度を計測する濃度センサＳが設けられている。電磁弁Ｖ１は、配管４２に取り付けられ、滅菌処理を行う際に「開」とされ、後述するように、浄化装置５０によるＮＯ_２ガスの無害化処理時に「閉」とされる弁装置である。滅菌処理時に、前記２つのポンプＰ１，Ｐ２がＯＮとされる。

　浄化装置５０は、前記のように滅菌処理に用いたＮＯ_２ガスを無害化する装置である。無害化されたガスは、当該浄化装置５０から再びクリーンルームＲに循環される。浄化装置５０は、ＨＮＯ_３変換部５１、フィルタ５２、電磁弁Ｖ２、ポンプＰ３、配管５３を含む。

　配管５３の一端側（上流端）は、前記連係系統４０における濃度センサＳの下流側に接続され、他端側（下流端）は、前記連係系統４０における戻り側の配管４１に接続されている。濃度センサＳを通して集められた無害化処理すべきＮＯ_２ガスは、ポンプＰ３の吸引によって、ＨＮＯ_３変換部５１およびフィルタ５２を通過して無害化され、該ポンプＰ３からクリーンルームＲに戻される。

　ＨＮＯ_３変換部５１は、滅菌処理後のガスに含まれるＮＯ_２をＨＮＯ_３に変換する。この変換を行うために、ＨＮＯ_３変換部５１には、オゾン（Ｏ_３）を発生するオゾン発生器と、水（Ｈ_２Ｏ）を供給するための水分導入器とを備えている。ＨＮＯ_３変換部５１を通過するＮＯ_２ガスにＯ_３およびＨ_２Ｏが加えられることで、前記ガスはＨＮＯ_３を含むガスに化学的に変換される。

　フィルタ５２は、ガス中のＨＮＯ_３を吸着するフィルタである。このフィルタ５２としては、たとえばセラミック製のハニカム構造を備えた基材に、硝酸吸着性のコーティング層を施したフィルタを用いることができる。ポンプＰ３は、ＨＮＯ_３変換部５１およびフィルタ５２を適正に機能させることができる負圧で、前記クリーンルームＲからＮＯ_２ガスを吸引するとともに、ＮＯ_２ガスの生成時に使用されるポンプＰ１，Ｐ２の流量に比べて、無害化処理する際の流量をアップさせるために設けられている。なお、ＨＮＯ_３の除去は、フィルタ吸着以外の手法が用いられてもよい。また、ＮＯ_２ガスの無害化には、溶媒への溶解等、他の手法が用いられてもよい。

　前述のように、複数のクリーンルームＲは、それぞれ任意の広さに形成され、部屋内に収納される機器の占有スペース等の影響で、ＮＯ_２ガスを充填すべき容積も任意である。各クリーンルームＲには、空気より重いＮＯ_２ガスの導入や、無害化したガスのリターン用のために、上部にはガス導入孔が、下部にはガス排出孔が各々設けられている。

　各クリーンルームＲ１、Ｒ２・・・Ｒｎのガス導入孔は、電磁弁ＲＶ１１、ＲＶ２１・・・ＲＶｎ１（弁装置）を介して、配管１１に接続されている。配管１１は、前記連携系統４０の配管４１に接続されている。また、各クリーンルームＲ１～Ｒｎのガス排出孔は、電磁弁ＲＶ１２、ＲＶ２２・・・ＲＶｎ２（弁装置）を介して、配管１２に接続されている。配管１２は、前記連携系統４０の配管４２に接続されている。

　したがって、対を成す電磁弁ＲＶ１１～ＲＶｎ１；ＲＶ１２～ＲＶｎ２が、「開」となったクリーンルームＲ１～Ｒｎには、前記ガス供給装置３０のポンプＰ１によって送り出されるＮＯ_２ガス、または浄化装置５０のポンプＰ３によって送り出される無害化されたガスが供給されるとともに、クリーンルームＲ１～Ｒｎ内の空気や使用済みのＮＯ_２ガスが、ポンプＰ２またはポンプＰ３によって吸い出される。

　続いて、滅菌システム１の電気的な制御構成を図３に基づいて説明する。図１では図示を省略しているが、滅菌システム１は、当該滅菌システム１の動作を電気的に制御するための制御装置９０を備えている。制御装置９０は、情報処理等を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）を備え、該滅菌システム１の動作制御を行うべくプログラミングされたソフトウェアが実行されることで、図３に示す機能部を具備するように動作する。制御装置９０は、機能的に、全体制御部９１、供給制御部９３、連係制御部９４、浄化制御部９５およびロック制御部９７を備えている。

　全体制御部９１は、滅菌装置１の全体的な動作モードを管理し、各個別の制御部９３、９４、９５、９７に対して、動作モードの変更および維持を通知する制御信号を与える。濃度センサＳが計測するクリーンルームＲ内のＮＯ_２の濃度データ、圧力センサＳＰ１～ＳＰｎが計測する各クリーンルームＲ内の圧力データ、温度センサＴ１～Ｔｎが計測する各クリーンルームＲ内の温度データは、全体制御部９１に入力される。全体制御部９１は、これらの濃度データ、圧力データ、温度データ、図略のタイマー装置から与えられるタイムデータ等に基づいて、滅菌システム１の動作モードを管理し、各制御部９３、９４、９５、９７に、モード設定を行うとともに、必要なデータを転送する。

　供給制御部９３は、前記ガス供給装置３０と、クリーンルームＲとの間でガスを循環させつつＮＯ_２の濃度を高めさせてゆくように、前記ガス供給装置３０を制御する。この制御のため供給制御部９３は、マイクロ波供給装置７０およびポンプＰ１に、起動または停止を制御する制御信号を与える。また、供給制御部９３は、ポンプＰ１の回転中は、その回転数を、流量計３５の計測結果に応じて制御する。こうして、供給制御部９３は、ＮＯ_２ガスの生成期間中は、プラズマ発生ノズル３３において安定したプラズマを発生させ、前記ＮＯ_２ガスを生成させる。また、供給制御部９３は、前記クリーンルームＲから導入されたガスの湿度センサ３２での検出結果に応答してエアドライヤ３１を駆動するとともに、エアドライヤ３１の異常を監視する。

　連係制御部９４は、連係系統４０の電磁弁ＲＶ１１～ＲＶｎ１とＲＶ１２～ＲＶｎ２とを、それぞれペアで制御する。また、連係制御部９４は、ポンプＰ２および電磁弁Ｖ１を制御して、ガス供給装置３０からのＮＯ_２ガスを、各クリーンルームＲへ、択一的に、順次切り換えて供給させる。さらに、連係制御部９４は、クリーンルームＲからのリターン配管４２に配置された電磁弁Ｖ１を「閉」とすることで、浄化装置５０による各クリーンルームＲからのＮＯ_２ガスの抜き取りを可能にする。

　このような各クリーンルームＲに対するＮＯ_２ガスの流入および流出時に、前記一対の電磁弁ＲＶ１１～ＲＶｎ１；ＲＶ１２～ＲＶｎ２のいずれかを選択的に「開」にして選択されているクリーンルームＲ内のＮＯ_２ガスの濃度は、共通の濃度センサＳによって測定される。この測定値は、前記連係制御部９４、浄化制御部９５およびロック制御部９７に与えられる。こうして、各クリーンルームＲに、共通の濃度センサＳを使用することで、センサばらつきの影響を無くすことができる。

　浄化制御部９５は、浄化装置５０の電磁弁Ｖ２を制御するとともに、ポンプＰ３を制御して、各クリーンルームＲからのＮＯ_２ガスを抜き取らせ、無害化して各クリーンルームＲリターンさせる。無害化処理時は、浄化制御部９５は、ポンプＰ３を駆動し、かつ電磁弁Ｖ２を「開」として、クリーンルームＲからＮＯ_２ガスを抜き取り、Ｎ_２ガスに変換して無害化させる。浄化制御部９５は、クリーンルームＲからのＮＯ_２ガスの排気時に、或る程度浄化が進んだ段階で、ガス供給装置３０のポンプＰ１を駆動するとともに、電磁弁Ｖ１を「開」として、このガス供給装置３０内に残っているＮＯ_２ガスを一旦クリーンルームＲ側に放出させ、その後に該ＮＯ_２ガスを浄化装置５０に取り込ませ、無害化するようにしてもよい。

　ロック制御部９７は、各クリーンルームＲ１～Ｒｎの錠装置Ｌ１～Ｌｎの動作を制御する。錠装置Ｌ１～Ｌｎは、各クリーンルームＲ１～Ｒｎの図示しない出入口のドアをロックする装置である。前記ドアは、一連の滅菌処理工程中は、安全確保のために、この錠装置Ｌ１～Ｌｎでロックされ、不所望な人員の立ち入りが阻止される。

　図４は、前記全体制御部９１が各制御部９３、９４、９５、９７の機能を使用して行う、全体的な制御動作を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１では、各クリーンルームＲ１～Ｒｎに繋がる空調ダクトを閉じたり、該クリーンルームＲから作業員が退避して、錠装置Ｌ１～Ｌｎを施錠したりするなどの前準備が行われる。全体制御部９１は、ロック制御部９７が錠装置Ｌ１～Ｌｎを施錠したことを確認して、インターロックを解除し、滅菌処理動作を実行可能とする。

　ステップＳ２で、全体制御部９１は、浄化制御部９５に対して、電磁弁Ｖ２を「閉」とさせるとともに、連係制御部９４に対して、電磁弁Ｖ１を「開」とさせ、さらにポンプＰ２を駆動させて、ガス供給装置３０とクリーンルームＲとの間でガスの循環経路を形成させる。併せて、全体制御部９１は、供給制御部９３に対して、マイクロ波供給装置７０を駆動させるとともに、ポンプＰ１を駆動させる。こうして各クリーンルームＲの滅菌処理が行われ、ステップＳ３で所定時間、たとえば１０時間が経過して終了と判定されるまで滅菌処理を継続する。

　滅菌処理が終了すると（ステップＳ３でＹＥＳ）、ステップＳ４で、全体制御部９１は、連係制御部９４に対して、電磁弁Ｖ１を「閉」とさせて、浄化装置５０とクリーンルームＲとの間でガスの循環経路を形成させる。併せて、全体制御部９１は、浄化制御部９５に、電磁弁Ｖ２を「開」とさせるとともに、ポンプＰ１を駆動させて、滅菌処理に使用したＮＯ_２ガスの無害化処理を行わせる。なお、後述するように、ステップＳ２の滅菌処理においては、初期に前記循環経路のＮＯ_２ガスの濃度が上昇してゆき、所定の濃度に達した後は、その濃度に保たれる。従って、ステップＳ３での滅菌処理の終了時点で、全体制御部９１は、供給制御部９３に対して、マイクロ波供給装置７０を既に停止させるか、そのパワーを低下させている。ポンプＰ１は、プラズマ発生ノズル３３の電極の冷却用に、滅菌処理中は、常時運転されている。

　ステップＳ５では、全体制御部９１は、濃度センサＳの測定結果から、総てのクリーンルームＲにおけるＮＯ_２ガスの濃度が、終了判定の閾値である１ｐｐｍ以下となったか否かを判断する。ＮＯ_２ガスの濃度が１ｐｐｍ以下になっていないとき（ステップＳ５でＮＯ）、全体制御部９１はステップＳ４に戻って前記浄化制御部９５に無害化処理を継続させる。一方、ＮＯ_２ガスの濃度が１ｐｐｍ以下になっているとき（ステップＳ５でＹＥＳ）、全体制御部９１はクリーンルームＲに入室可能であると判定し、無害化処理を完了と判断する。ステップＳ６では、全体制御部９１は、ロック制御部９７に錠装置Ｌ１～Ｌｎを解錠させたり、警告灯を消灯させクリーンルームＲへの立ち入りが可能であることを報知させたりするなどして、処理を終了する。

　図５は、前記ステップＳ２における滅菌処理動作を詳しく説明するためのフローチャートである。滅菌処理の際、各クリーンルームＲを、順に、滅菌処理を行うべき規定の濃度、たとえば前記２００ｐｐｍとなるまでＮＯ_２ガスを充填してゆくことが一般的に考えられる。しかしながら、本実施形態では、ＮＯ_２ガスを、各クリーンルームＲに、順に少しずつ充填してゆく充填工程を、１巡、２巡・・・と繰り返すことで、各クリーンルームＲを規定のガス濃度に至らせる。しかも、各クリーンルームＲの部屋の大きさや内容物の量、すなわち実際にＮＯ_２ガスを充填すべき容積に対応して、クリーンルームＲ毎に個別の充填時間を定めることで、全クリーンルームＲのガス濃度をほぼ同じレベルで高めてゆく。このため、各クリーンルームＲｉ（ｉ＝１～ｎ）に対して、基本の充填時間Ｔｉ（第１の時間）が、前記容積に対応して予め設定されている。

　たとえば、図１の例では、比較的狭いクリーンルームＲ１，Ｒｎには充填時間Ｔｉとして１分、比較的広いクリーンルームＲ２には２分が定められている。これらの充填時間Ｔｉは、１回の充填で各々のクリーンルームＲｉを充分なガス濃度に至らせることができる時間ではない。各クリーンルームＲｉに順次充填時間Ｔｉの充填動作を一通り行う充填工程の１サイクルが、複数回繰り返して行われる。そして、クリーンルームＲｉの中で、ＮＯ_２ガス濃度が予め定める規定値に達したクリーンルーム（充填済み滅菌対象空間）があれば、そのクリーンルームを充填対象から外して、前記充填工程の１サイクルがさらに行われる。以下、このような制御方法に従った、具体的な制御フローの一例を説明する。

　ステップＸ１で、全体制御部９１は、供給制御部９３にポンプＰ１を駆動させるとともに、連係制御部９４に、ポンプＰ２を駆動させ、さらに電磁弁Ｖ１を「開」とさせ、ガス供給装置３０に連係系統４０を連係させる。ステップＸ２では、全体制御部９１は、クリーンルームＲの部屋番号を表す変数である前記ｉを１に初期セットする。続いてステップＸ５１では、全体制御部９１は、ｉ番目のクリーンルームＲｉのガス濃度が規定の濃度に達しているか否かを表すフラグＦＲｉをチェックする。フラグＦＲｉが０にリセットされている場合、すなわちクリーンルームＲｉが規定のガス濃度に達していないときには（ステップＸ５１でＮＯ）、ステップＸ３に移る。なお、フラグＦＲｉは、初期は０にリセットされている。ステップＸ３では、全体制御部９１は、部屋番号ｉに対応した前記充填時間Ｔｉを設定する。

　こうして滅菌処理の準備が整うと、ステップＸ４で、全体制御部９１は、タイマーＣＮＴ１をリセットしてスタートさせる。ステップＸ５では、全体制御部９１は、供給制御部９３にマイクロ波供給装置７０を動作させてプラズマ発生ノズル３３にＮＯ_２ガスの生成を行わせる。さらに、全体制御部９１は、連係制御部９４に、前記部屋番号ｉのクリーンルームＲｉの電磁弁ＲＶｉ１，ＲＶｉ２を「開」とさせ、生成されたＮＯ_２ガスの充填を開始する。

　ステップＸ６では、全体制御部９１は、濃度センサＳによって測定された、前記クリーンルームＲｉのＮＯ_２ガス濃度のデータを取得する。ステップＸ７では、全体制御部９１は、その測定したガス濃度が前記規定の濃度以上であるか否かを判断する。規定のガス濃度に達していないときには、全体制御部９１は、タイマーＣＮＴ１の計測時間が前記充填時間Ｔｉに達したか否かを判断し（ステップＸ８）、達していない場合（ステップＸ８でＮＯ）には前記ステップＸ６に戻って、同じクリーンルームＲｉにＮＯ_２ガスを充填させ続ける。

　これに対して、前記ステップＸ７でＮＯ_２ガス濃度が規定の濃度以上である場合（ステップＸ７でＹＥＳ）、全体制御部９１は、ステップＸ９で、前記フラグＦＲｉを１にセットする。一方、前記ステップＸ８で規定の充填時間Ｔｉに達したとき（ステップＸ８でＹＥＳ）、すなわち今回の充填時間Ｔｉで規定の濃度に到達できなかった場合は、全体制御部９１は、ステップＸ１０で、前記フラグＦＲｉを０にリセットする。前記ステップＸ９，Ｘ１０からはステップＸ１１に移り、全体制御部９１は、連係制御部９４に、部屋番号ｉのクリーンルームＲｉの電磁弁ＲＶｉ１，ＲＶｉ２を「閉」とさせ、さらに供給制御部９３にマイクロ波供給装置７０の停止を指示し、ＮＯ_２ガスの充填を終了する。

　なお、マイクロ波供給装置７０のＯＦＦ→ＯＮから、プラズマ発生ノズル３３が安定点灯するまでの時間は、１０秒程度で、充填処理に多少の遅れは生じるけれども、毎回、ステップＸ５で点灯、Ｘ１１で消灯していても大きな問題はない。しかしながら、供給制御部９３は、全体制御部９１から、マイクロ波供給装置７０の停止が指示されてから、所定の遅延時間が経過してから実際にマイクロ波を停止させることが好ましい。すなわち、次のクリーンルームＲｉ＋１の充填処理において、ステップＸ５でマイクロ波供給装置７０を再び動作（ＯＮ）させるようになると、前回のクリーンルームＲｉの充填処理時にマイクロ波供給装置７０が動作されていた場合は、連続して動作することになる。また、前述のように、滅菌処理中はポンプＰ１が動作されて、配管３６にはガス流が生じ、プラズマ発生ノズル３３の冷却が行われる。このため、マイクロ波を完全に停止させるのではなく、パワーを絞って、再点灯し易くするようにしてもよい。

　また、前記ステップＸ７でのガス濃度判定にあたって、閾値は、１つではなく２つ設けるようにしてもよい。例えば、フラグＦＲｉが１にセットされている場合、つまり既に規定の濃度に到達している場合は、濃度低下を判定する閾値を低い目に設定する。フラグＦＲｉが０にリセットされている場合、つまり規定の濃度に到達していない場合は、濃度上昇を判定する閾値を高い目に設定する。このような閾値設定を行うことで、ガス濃度判定においてヒステリシス（hysteresis）を持たせることができ、閾値付近でのプラズマの頻繁な点滅を防止し、制御を安定させることができる。

　続いて、全体制御部９１は、前記変数ｉに１を加算して、次の部屋番号に更新する（ステップＸ１２）。次のステップＸ１３では、全体制御部９１は、その変数ｉが最大の部屋番号ｎを超えたか否かを判断する。部屋番号ｎを超えていないとき（ステップＸ１３でＮＯ）、前記ステップＸ３に戻って次のクリーンルームＲｉ＋１へのＮＯ_２ガスの充填が行われることになる。

　前記ステップＸ１３で総てのクリーンルームＲ１～ＲｎへのＮＯ_２ガスの充填が一巡したことが判定されると、全体制御部９１は、ステップＸ１４で、フラグＦＲ１～ＦＲｎから、総てのクリーンルームＲ１～Ｒｎのガス濃度が前記規定の濃度以上となっているか否かを判断する。規定の濃度に達していない部屋が残されている場合には（ステップＸ１４でＮＯ）、前記ステップＸ２に戻って、もう一巡、ガスの充填を行う。この、次の一巡のガス充填工程では、フラグＦＲｉが０にリセットされているクリーンルームＲｉだけが充填対象となり、フラグＦＲｉが１にセットされているクリーンルームＲｉ（充填済み滅菌対象空間）については、充填対象から外される（後述のステップＸ５１～５４の処理も参照）。

　前記ステップＸ１４で、総てのクリーンルームＲ１～Ｒｎのガス濃度が前記規定の濃度以上の状態となっている場合（ステップＸ１４でＹＥＳ）、全体制御部９１は、そのような状態となった最初のタイミングであるか否かを判定する（ステップＸ１５）。最初のタイミングである場合（ステップＸ１５でＹＥＳ）、ステップＸ１６で、全体制御部９１は、滅菌処理の継続時間を表すタイマーＣＮＴ２をリセットしてスタートさせ、ステップＸ１７に移る。一方、最初のタイミングでない場合（ステップＸ１５でＮＯ）、全体制御部９１は、直接ステップＸ１７に移る。

　ステップＸ１７では、全体制御部９１は、タイマーＣＮＴ２の計測時間が規定の滅菌処理時間Ｔ０、たとえば前記１０時間に達したか否かを判断する。滅菌処理時間Ｔ０に達していない場合（ステップＸ１７でＮＯ）、所定時間、たとえば５分待機して（ステップＸ１８）、前記ステップＸ２に戻る。これに対して、前記ステップＸ１７で規定の滅菌処理時間Ｔ０を経過している場合（ステップＸ１７でＹＥＳ）、ステップＸ１９で、全体制御部９１は、連係制御部９４に、ポンプＰ２を停止させるとともに、電磁弁Ｖ１を「閉」とさせて、ガス供給装置３０から連係系統４０を切り離し、供給制御部９３にポンプＰ１を停止させ、処理を終了する。

　一方、前記ステップＸ５１において、フラグＦＲｉが１にセットされている場合（ステップＸ５１でＹＥＳ）には、全体制御部９１は、ステップＸ５２に移り、そのフラグＦＲｉの前回判定時の状態フラグＦＲｉ_ｏを判定する。この状態フラグＦＲｉ_ｏが０、すなわち今回のステップＸ５１での判定で始めてフラグＦＲｉが１にセットされたとき（ＮＯ_２のガス濃度が規定の濃度に達したとき）には（ステップＸ５２でＮＯ）、ステップＸ５３で、タイマーＷｉをリセットしてスタートさせ、ステップＸ１２の部屋番号ｉの更新に移る。

　これに対して、ステップＸ５２で状態フラグＦＲｉ_ｏが１、すなわち前回以前のステップＸ５１での判定で、既にフラグＦＲｉが１にセットされていたとき、すなわちＮＯ_２のガス濃度が既に規定の濃度に達していたときには（ステップＸ５２でＹＥＳ）、全体制御部９１は、ステップＸ５４で、タイマーＷｉのカウント値が、所定の監視周期Ｗ０（第２の時間）、たとえば１０分の整数ｍ倍を超えた最初のタイミングとなったか否かを判断する。

　全体制御部９１は、その整数ｍ倍を超えた２回目以降のタイミング、或いは整数ｍ倍の値に届かないタイミングである場合には（ステップＸ５４でＮＯ）、ステップＸ１２に移る。これによって、ステップＸ５１，Ｘ５２からＸ５３またはＸ５４を経由してステップＸ１２に移ると、そのｉ番目のクリーンルームＲｉへのＮＯ_２ガスの充填や、濃度測定などの総ての作業がパスされることとなり、次のｉ＋１番目のクリーンルームＲｉ＋１の部屋指定に移る。

　一方、前記ステップＸ５４で、監視周期Ｗ０の整数ｍ倍を超えた最初のタイミングである場合には（ステップＸ５４でＹＥＳ）、全体制御部９１は、前記ステップＸ５に移り、そのｉ番目のクリーンルームＲｉの電磁弁ＲＶｉ１，ＲＶｉ２を「開」とさせ、ステップＸ６で改めて濃度測定を行う。すなわち、１０分、２０分、３０分、４０分・・・を超えた最初のタイミングで、前記濃度測定が行われる。このステップＸ５４からＸ５に移った際は、プラズマ点灯が行われなくてもよく、また通常通り点灯して、僅かなＮＯ_２ガスが供給されても問題はない。

　以上説明した通り、本実施形態の滅菌システム１は、比較的広い複数のクリーンルームＲを滅菌対象空間とする。全体制御部９１は、連係系統４０を制御して、前記複数の各クリーンルームＲを、各々のクリーンルームＲｉ毎に定められた充填時間Ｔｉ（第１の時間）ずつ、択一的にガス供給装置３０へ順次連通し、ＮＯ_２ガスを少しずつ充填させる充填工程を実行させる。全てのクリーンルームＲｉに対するガス充填が一巡すると、全体制御部９１は、上記と同様な次巡の充填工程を実行させる。前記ガス充填の際、全体制御部９１は、濃度センサＳによって検出されるＮＯ_２ガスの濃度を監視し、規定の濃度になるとそのクリーンルームＲｉへのガス充填を終了するとともに、次巡以降の充填工程では当該クリーンルームＲｉを充填対象から外す（ステップＸ５１－Ｘ５２－Ｘ５３，Ｘ５４－Ｘ１２）。従って、各クリーンルームＲｉを、均等に、かつ効率良く滅菌処理することができる。

　また、本実施形態の滅菌システム１では、前記充填時間Ｔｉが、各クリーンルームＲｉの容積に対応して予め設定されるので（ステップＸ３）、それらの容積に差があっても、充填工程における循環の各サイクルで、均等に濃度を高めてゆくことができる。

　さらに、各クリーンルームＲｉのＮＯ_２ガス濃度を、共通の配管１２を介して同じ濃度センサＳで測定することで、前記各クリーンルームＲｉの大きさ（容量）が不揃いな場合にも、高い精度で均一の濃度に充填することができる。

　また、滅菌システム１は、濃度センサＳが共通の配管１２に配置されている。このため、充填対象から外されたクリーンルームは、その外されている間はＮＯ_２ガスの濃度が検出されないことになる。しかし、本実施形態では、全体制御部９１は、そのようなクリーンルームに対して、予め定める第２の時間である所定の監視周期Ｗ０の整数ｍ倍のタイミング毎に、そのクリーンルームを連係系統４０に接続して、濃度センサＳに濃度検出を行わせる（ステップＸ５４）。これによって、クリーンルームＲの壁面や収容物に吸収されるなどして、当該クリーンルームＲのＮＯ_２ガスの濃度が前記規定の濃度より下がっても、それを確実に検知して、ガス濃度を均一に保ち、確実な滅菌処理を行うことができる。本件発明者の実験結果によれば、クリーンルームの広さが１００ｍ^３、フレームの材質がアルミニウム、壁の材質が塩化ビニルの場合、ガス濃度は１時間当り２％低下する。実際のクリーンルームでは、これ以上の低下が見込まれる。

　さらに、本実施形態の滅菌システム１では、前記ガス供給装置３０と、連係系統４０と、クリーンルームＲとは、閉空間を形成する。前記ガス供給装置３０は、該閉空間内のガス、すなわち主に空気を原料ガスとして、プラズマによって前記ＮＯ_２ガスを生成する。このため、圧の調整や外気の導入といった複雑な構造を必要とすること無く、ＮＯ_２ガスの濃度を高めることができる。

　以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば下記（１），（２）の変形実施形態を取ることができる。

　（１）上記実施形態では、マイクロ波供給装置７０およびプラズマ発生ノズル３３を用いて、空気をプラズマ化することで滅菌ガスを生成する例を示した。これに代えて、２つの電極間にアーク放電を生じさせることでプラズマを発生させる方法を採用してもよい。

　（２）上記実施形態では、クリーンルームＲ内を常圧で滅菌処理を行う例を示したが、減圧した状態で滅菌処理を行うようにしてもよい。

　なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。

　本発明の一局面に係る滅菌システムは、
　滅菌処理を行うべき複数の滅菌対象空間と、
　前記滅菌処理に使用する二酸化窒素ガスを生成するガス供給源と、
　前記ガス供給源と滅菌対象空間との間に介在される配管および弁装置と、
　前記滅菌対象空間の二酸化窒素ガス濃度を検出するセンサと、
　前記弁装置を制御して、前記複数の滅菌対象空間の各々を、予め定める第１の時間ずつ択一的に前記ガス供給源へ連通し、各滅菌対象空間へ前記二酸化窒素ガスを順次充填させる一巡の充填工程を繰り返し行わせるものであって、前記センサによって、充填中の滅菌対象空間の二酸化窒素ガス濃度が予め定める濃度に達したことが検出されると、次巡以降はその滅菌対象空間を前記充填の対象から外して前記充填工程を行わせる制御装置と、を備える。

　上記の構成によれば、滅菌処理を行うべき滅菌対象空間に、ガス供給源で生成された二酸化窒素（ＮＯ_２）ガスを充填して滅菌処理を行う滅菌システムにおいて、滅菌対象空間が複数設けられている場合に、制御装置が、以下のように各滅菌対象空間への二酸化窒素ガスの充填を制御する。すなわち、前記ガス供給源と滅菌対象空間との間には配管および弁装置が介在されており、制御装置がその弁装置を制御するにあたって、前記複数の滅菌対象空間を予め定める第１の時間だけ、択一的かつ循環的に前記ガス供給源へ連通し、二酸化窒素ガスを少しずつ充填させる。その充填の際、制御装置は、センサで検出される二酸化窒素ガスの濃度を監視しており、充填中の滅菌対象空間の濃度が予め定める濃度、たとえば２００ｐｐｍになると、その滅菌対象空間への充填を終了するとともに、次巡以降の充填工程の際に、充填対象から外す。したがって、比較的広い前記複数の滅菌対象空間を、均等に、かつ効率良く滅菌処理することができる。

　上記構成において、前記複数の滅菌対象空間は、容積が異なるものであり、前記第１の時間は、各滅菌対象空間の容積に対応して、滅菌対象空間毎に設定されることが望ましい。この構成によれば、複数の滅菌対象空間の容積に差があっても、充填工程における循環の各サイクルで、均等に濃度を高めてゆくことができる。

　また、前記複数の滅菌対象空間は、共通の配管を介して前記ガス供給源に接続され、前記センサは、前記共通の配管に設けられることが望ましい。この構成によれば、各滅菌対象空間の二酸化窒素ガス濃度を、同じセンサで測定することになる。したがって、各滅菌対象空間へ、二酸化窒素ガスを、高い精度で均一に充填することができる。

　また、前記制御装置は、前記予め定める濃度に達して前記充填の対象から外している滅菌対象空間に対して、予め定める第２の時間毎に前記センサに二酸化窒素ガス濃度を検出させることが望ましい。

　充填中の滅菌対象空間の二酸化窒素ガス濃度が一旦予め定める濃度に達すると、以降はその滅菌対象空間は充填対象から外される。このため、センサが共通の配管に設けられていると、充填対象から外されている間は濃度が検出されなくなる。したがって、該滅菌対象空間の壁面や収容物に吸収されるなどして、二酸化窒素ガスの濃度が前記予め定める濃度より下がっても、それを検知できない。そこで、前記制御装置が、予め定める第２の時間毎に、前記センサに二酸化窒素ガス濃度を検出させることで、各滅菌対象空間の二酸化窒素ガス濃度を均一に保ち、確実に滅菌処理を行うことができる。

　上記構成において、前記ガス供給源と、配管および弁装置と、滅菌対象空間とは、閉空間を形成し、前記ガス供給源は、該閉空間内のガスを原料ガスとして、プラズマによって前記二酸化窒素ガスを生成することが望ましい。

　上記の構成によれば、滅菌用の二酸化窒素ガスを生成するガス供給源として、前記閉空間内のガス、すなわち主に空気を原料ガスとして、プラズマによって二酸化窒素ガスを生成する。したがって、圧の調整や外気の導入といった複雑な構造を必要とすること無く、二酸化窒素ガス濃度を高めることができる。

　この方法によれば、比較的広い前記複数の滅菌対象空間を、均等に、かつ効率良く二酸化窒素ガスを充填させることができる。

　この場合、前記充填済み滅菌対象空間に対して、予め定める第２の時間毎に二酸化窒素ガス濃度を検出する工程を含むことが望ましい。

Claims

　滅菌処理を行うべき複数の滅菌対象空間と、
　前記滅菌処理に使用する二酸化窒素ガスを生成するガス供給源と、
　前記ガス供給源と滅菌対象空間との間に介在される配管および弁装置と、
　前記滅菌対象空間の二酸化窒素ガス濃度を検出するセンサと、
　前記弁装置を制御して、前記複数の滅菌対象空間の各々を、予め定める第１の時間ずつ択一的に前記ガス供給源へ連通し、各滅菌対象空間へ前記二酸化窒素ガスを順次充填させる一巡の充填工程を繰り返し行わせるものであって、前記センサによって、充填中の滅菌対象空間の二酸化窒素ガス濃度が予め定める濃度に達したことが検出されると、次巡以降はその滅菌対象空間を前記充填の対象から外して前記充填工程を行わせる制御装置と、を備える滅菌システム。
　請求項１に記載の滅菌システムにおいて、
　前記複数の滅菌対象空間は、容積が異なるものであり、
　前記第１の時間は、各滅菌対象空間の容積に対応して、滅菌対象空間毎に設定される、滅菌システム。
　請求項１または２に記載の滅菌システムにおいて、
　前記複数の滅菌対象空間は、共通の配管を介して前記ガス供給源に接続され、前記センサは、前記共通の配管に設けられている、滅菌システム。
　請求項３に記載の滅菌システムにおいて、
　前記制御装置は、前記予め定める濃度に達して前記充填の対象から外している滅菌対象空間に対して、予め定める第２の時間毎に前記センサに二酸化窒素ガス濃度を検出させる、滅菌システム。
　請求項１～４のいずれか１項に記載の滅菌システムにおいて、
　前記ガス供給源と、配管および弁装置と、滅菌対象空間とは、閉空間を形成し、前記ガス供給源は、該閉空間内のガスを原料ガスとして、プラズマによって前記二酸化窒素ガスを生成する、滅菌システム。
　滅菌処理を行うべき複数の滅菌対象空間へ、前記滅菌処理に使用する二酸化窒素ガスを充填する方法であって、
　前記複数の滅菌対象空間の各々に、予め定める第１の時間ずつ択一的に前記二酸化窒素ガスを順次充填させる一巡の充填工程を行い、
　前記複数の滅菌対象空間の二酸化窒素ガス濃度を求め、前記二酸化窒素ガス濃度が予め定める濃度に達している充填済み滅菌対象空間を特定し、
　前記充填済み滅菌対象空間を除いた前記複数の滅菌対象空間の各々に、予め定める第１の時間ずつ択一的に前記二酸化窒素ガスを順次充填させる一巡の充填工程をさらに行う、
滅菌システムにおけるガスの充填方法。
　請求項６に記載のガスの充填方法において、
　前記充填済み滅菌対象空間に対して、予め定める第２の時間毎に二酸化窒素ガス濃度を検出する工程を含む、ガスの充填方法。