(57)【要約】  滅菌装置は、滅菌剤の供給源と、被処理物の滅菌処理のため前記被処理物が収容された状態で前記滅菌剤が充填される第１滅菌室および第２滅菌室と、前記供給源と前記第１滅菌室および第２滅菌室とを接続する第１管路と、前記第１滅菌室と前記第２滅菌室とを接続する第２管路と、前記第１滅菌室における滅菌処理で用いられた残留滅菌剤を、前記第２管路を通して前記第２滅菌室へ導入させる供給手段とを備える。
2009119593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
滅菌剤の供給源と、
被処理物の滅菌処理のため前記被処理物が収容された状態で前記滅菌剤が充填される第１滅菌室および第２滅菌室と、
前記供給源と前記第１滅菌室および第２滅菌室とを接続する第１管路と、
前記第１滅菌室と前記第２滅菌室とを接続する第２管路と、
前記第１滅菌室における滅菌処理で用いられた残留滅菌剤を、前記第２管路を通して前記第２滅菌室へ導入させる供給手段と、
を備えることを特徴とする滅菌装置。
【請求項２】
前記第２滅菌室へ前記残留滅菌剤が導入された後、前記第１管路を通してさらに前記供給源から前記第２滅菌室へ滅菌剤を導入させる導入手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の滅菌装置。
【請求項３】
前記供給源が、プラズマ反応により前記滅菌剤としての滅菌ガスを生成する滅菌ガス生成部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の滅菌装置。
【請求項４】
前記滅菌ガス生成部が、第１電極と、第２電極と、前記第１及び第２電極の間に形成されるプラズマ発生空間と、前記第１及び第２電極間に電界を発生させるエネルギーを与えるプラズマエンジンとを備え、
前記第１管路は、前記プラズマ発生空間から前記第１滅菌室及び第２滅菌室へ入り、前記第１滅菌室及び第２滅菌室から前記プラズマ発生空間へ戻る循環経路を含むことを特徴とする請求項３に記載の滅菌装置。
【請求項５】
前記第１滅菌室を前記循環経路から遮断させる第１遮断手段と、
前記第２滅菌室を前記循環経路から遮断させる第２遮断手段と、
前記循環経路内でガス流を発生させる循環手段と、
前記第１、第２遮断手段及び前記循環手段を制御する制御手段と、を備え
前記制御手段は、
前記第２遮断手段で前記第２滅菌室を前記循環経路から遮断させた状態で、前記循環手段を動作させて前記プラズマ発生空間と前記第１滅菌室との間で原料ガスを循環させ、前記第１滅菌室を所定濃度の滅菌ガスで満たす第１制御と、
前記供給手段により前記第１滅菌室から前記第２滅菌室へ残留滅菌ガスが導入された後に、前記第１遮断手段で前記第１滅菌室を前記循環経路から遮断させた状態で、前記循環手段を動作させて前記プラズマ発生空間と前記第２滅菌室との間で原料ガスと残留滅菌ガスとの混合ガスを循環させ、前記第２滅菌室を所定濃度の滅菌ガスで満たす第２制御と、を実行することを特徴とする請求項４に記載の滅菌装置。
【請求項６】
前記供給手段が前記第２管路に配置され該第２管路を遮断する第３遮断手段であり、前記制御手段は前記第３遮断手段の動作を制御するものであって、
前記制御手段は、前記第１制御と前記第２制御との間に、前記第１〜第３遮断手段による遮断状態を解除すると共に前記循環手段を動作させて、前記プラズマ発生空間と前記第１滅菌室及び前記第２滅菌室との間で前記残留滅菌ガスを循環させる第３制御を実行することを特徴とする請求項４に記載の滅菌装置。
【請求項７】
前記第２管路が前記循環経路の一部を構成し、
前記制御手段は、前記第１制御と前記第２制御との間に、前記第１、第２遮断手段による遮断状態を解除すると共に前記循環手段を動作させて、前記第１滅菌室及び前記第２滅菌室との間で前記残留滅菌ガスを循環させる第４制御を実行することを特徴とする請求項４に記載の滅菌装置。
【請求項８】
前記被処理物は、医療品或いは衛生商品であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の滅菌装置。
【請求項９】
滅菌剤の供給源と、前記滅菌剤が充填される第１滅菌室および第２滅菌室とを用いた被処理物の滅菌処理方法であって、
前記第１滅菌室に前記供給源から滅菌剤を供給する工程と、
前記第１滅菌室において被処理物の滅菌処理を実行する工程と、
前記第１滅菌室における滅菌処理で用いられた残留滅菌剤を前記第２滅菌室へ導入する工程と、
前記第２滅菌室に前記供給源から滅菌剤を供給する工程と、
前記第２滅菌室において被処理物の滅菌処理を実行する工程と、
を含むことを特徴とする滅菌処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用器具などの被処理物に対して滅菌処理を行う装置、及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被処理物に滅菌処理を行う滅菌装置において、例えばバイオ分野での並列的な滅菌実験や、医療用器具等を小ロットで滅菌処理する場合、複数の滅菌室を準備し、各室個別に滅菌処理を行うことが望まれる。そのような要望に応えた先行技術が特許文献１で提案されている。【０００３】
特許文献１の滅菌装置は、複数の滅菌室を備え、各滅菌室に対して、吸気系配管および排気系配管が並列的に配管されている。各滅菌室では、これら配管に適宜配置されたダンパーやバルブを制御することで、個別に滅菌処理を行うことができる。また、滅菌処理で使用したガスを滅菌ガス発生装置に循環させて、再使用することも示されている。【０００４】
しかしながら、特許文献１の滅菌装置は、バイオ関連技術に適用される装置であり、実験サイクルが長く、滅菌処理に要する時間については、特に考慮されていない。
【特許文献１】特公平６−７８５７号公報
【発明の開示】
【０００５】
本発明の目的は、滅菌処理に要する時間を短縮することができる滅菌装置およびその方法を提供することである。
【０００６】
上記目的を達成する本発明の一局面に係る滅菌装置は、滅菌剤の供給源と、被処理物の滅菌処理のため前記被処理物が収容された状態で前記滅菌剤が充填される第１滅菌室および第２滅菌室と、前記供給源と前記第１滅菌室および第２滅菌室とを接続する第１管路と、前記第１滅菌室と前記第２滅菌室とを接続する第２管路と、前記第１滅菌室における滅菌処理で用いられた残留滅菌剤を、前記第２管路を通して前記第２滅菌室へ導入させる供給手段とを備える。
【０００７】
上記構成によれば、第１滅菌室で滅菌処理が実行された後、その残留滅菌剤が第２滅菌室へ導入されるので、前記第２滅菌室を滅菌剤で満たす時間を短縮することができる。なお、上記滅菌剤の供給源は、プラズマ反応により滅菌剤を生成するものであることが望ましい。
【０００８】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る滅菌装置を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の滅菌装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る滅菌装置を示すブロック図である。
【図４】プラズマエンジンの構成を概略的に示すブロック図である。
【図５】導波管に取り付けられた状態のプラズマノズルを示す断面図である。
【図６】第２実施形態の滅菌装置の動作を示すタイムチャートである。
【図７】電磁弁及びポンプの制御状態を示す表形式の図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る滅菌装置を示すブロック図である。
【図９】第３実施形態の滅菌装置における処理方法を説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る滅菌装置１００を示すブロック図である。滅菌装置１００は、例えばメス、鉗子、カテーテルなどの医療用器具や、包装シート、トレイ、ボトルなどの食品包装材を被処理物とし、これらに滅菌剤を作用させて滅菌処理を施すための装置である。【００１１】
滅菌装置１００は、第１チャンバ１０１（第１滅菌室）、第２チャンバ１０２（第２滅菌室）、滅菌ガス源１０３（滅菌剤の供給源）及び浄化部１０４の各ユニットと、これらユニットを相互に接続する第１〜第６配管１１１〜１１６と、これら配管の適所に配置された第１〜第６電磁弁Ｖ１１〜Ｖ１６及び第１〜第４ポンプＰ１１〜Ｐ１４と、滅菌装置１００の電気的な制御を行う制御部１０５とを備えている。【００１２】
第１チャンバ１０１及び第２チャンバ１０２は、実質的に同一のチャンバであって、被処理物が収容される密閉空間を提供するチャンバであり、例えばステンレス鋼などで構成され耐圧構造を備えたチャンバである。図示は省略しているが、両チャンバ１０１、１０２には被処理物を搬入出するためのドアが備えられ、その内部には、被処理物を積載するための処理トレイが備えられている。また、両チャンバ１０１、１０２の内部には、例えば滅菌剤の濃度を計測する濃度センサや、チャンバ内の圧力を検出する圧力センサ等の各種センサエレメントが配置されている。【００１３】
滅菌ガス源１０３は、酸化エチレンガス、窒素酸化物ガス乃至は二酸化窒素ガス、オゾンガス等の滅菌ガス（滅菌剤）を、第１チャンバ１０１及び第２チャンバ１０２に供給する。滅菌ガス源１０３は、例えば滅菌ガスの供給ボンベや、原料ガスに特定の化学反応処理（例えばプラズマ反応処理）を施して滅菌ガスを生成する装置等である。【００１４】
浄化部１０４は、第１チャンバ１０１及び第２チャンバ１０２内での被処理物の滅菌処理後に残留した滅菌ガスや反応生成物を浄化する。制御部１０５は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を含み、所定のプログラムに基づき第１〜第４ポンプＰ１１〜Ｐ１４の動作制御、及び第１〜第６電磁弁Ｖ１１〜Ｖ１６の開閉制御を行う。【００１５】
滅菌ガス源１０３と第１チャンバ１０１とは、第１配管１１１（第１管路の一部）で接続され、この第１配管１１１には第１ポンプＰ１１（導入手段）と第１電磁弁Ｖ１１とが配置されている。第１配管１１１から、第１ポンプＰ１１と第１電磁弁Ｖ１１との間において、第２配管１１２（第１管路の一部）が分岐されている。第２配管１１２には第２電磁弁Ｖ１２が配置されている。第２チャンバ１０２は、この第２配管１１２と、第１配管１１１の上流側部分とを介して滅菌ガス源１０３と接続されている。【００１６】
第１チャンバ１０１と第２チャンバ１０２との間には、一方のチャンバで滅菌処理を行った後に残留する滅菌ガス（残留滅菌剤）を、他方のチャンバへ導入させるための供給手段が設けられている。第１実施形態では、この供給手段として、第１チャンバ１０１と第２チャンバ１０２とを接続する第３配管１１３及び第４配管１１４（第２管路）と、第３配管１１３に配置される第２ポンプＰ１２及び第３電磁弁Ｖ１３と、第４配管１１４に配置される第３ポンプＰ１３及び第４電磁弁Ｖ１４とを備えている。【００１７】
第２ポンプＰ１２は、第３配管１１３を通して、第１チャンバ１０１内のガスを第２チャンバ１０２内へ向かわせるガス流を発生させるポンプである。逆に、第３ポンプＰ１３は、第４配管１１４を通して、第２チャンバ１０２内のガスを第１チャンバ１０１内へ向かわせるガス流を発生させるポンプである。なお、第１チャンバ１０１と第２チャンバ１０２との間の圧力差を利用してガスを移動させる場合は、これら第２、第３ポンプＰ１２、Ｐ１３を省略することもできる。【００１８】
第１チャンバ１０１からは、排気用の第５配管１１５が引き出されている。第５配管１１５には、上流側から順に、第５電磁弁Ｖ１５、上述の浄化部１０４及び排気用の第４ポンプＰ１４が配置されている。また第２チャンバ１０２からも、排気用の第６配管１１６が引き出されている。第６配管１１６には第６電磁弁Ｖ１６が配置され、その下流端は、第５電磁弁Ｖ１５と浄化部１０４との間において、第５配管１１５に合流されている。【００１９】
このように構成された滅菌装置１００の動作を、図２に示すフローチャートに基づき説明する。先ず、第１チャンバ１０１及び第２チャンバ１０２に被処理物が収容された状態で、両チャンバ１０１、１０２内が減圧される（ステップＳ１）。この際、制御部１０５は、第５、第６電磁弁Ｖ１５、Ｖ１６を開とし、その他の電磁弁は閉として、第３ポンプＰ１３を動作させて両チャンバ１０１、１０２を真空引きする。これにより、チャンバ内の被処理物が乾燥状態とされる。なお、この真空引きは、被処理物に種類によっては省略することもできる。【００２０】
次に制御部１０５は、第１電磁弁Ｖ１１を開とし、その他の電磁弁は全て閉として、第１ポンプＰ１１を動作させる。これにより、第１チャンバ１０１内へ滅菌ガス源１０３から滅菌ガスが導入される（ステップＳ２）。滅菌ガスの供給は、第１チャンバ１０１内が大気圧になるまで継続される。その後、制御部１０５は第１電磁弁Ｖ１１を閉とし、滅菌に必要な一定時間だけ状態を保持する（ステップＳ３）。【００２１】
続いて、第１チャンバ１０１内での滅菌に使用された残留滅菌ガスを、第２チャンバ１０２に導入させるステップが実行される（ステップＳ４）。このステップのため制御部１０５は、第３電磁弁Ｖ１３のみを開とすると共に第２ポンプＰ１２を動作させる。これにより、第１チャンバ１０１と第２チャンバ１０２との圧力差も相俟って、一気に残留滅菌ガスが第２チャンバ１０２内へ導入される。この状態は、第１チャンバ１０１と第２チャンバ１０２との圧力が平衡するまで継続される。かかる操作により、第２チャンバ１０２内には、僅かな時間で必要量の５０％程度の滅菌ガスが導入されるようになる。【００２２】
その後、制御部１０５は、第２電磁弁Ｖ１２を開とし、その他の電磁弁は全て閉として、第１ポンプＰ１１を動作させる。これにより、第２チャンバ１０２内へ滅菌ガス源１０３から滅菌ガスが導入される（ステップＳ５）。この際、既に第２チャンバ１０２内へは先のステップＳ４で滅菌ガスが５０％程度導入されているので、ガス導入時間を短縮することができる。なお、ステップＳ４において、圧力平衡後も第２ポンプＰ１２を動作させ続け、より多くの滅菌ガスを第２チャンバ１０２へ送り込むようにしても良い。この場合、ステップＳ５におけるガス導入時間を一層短縮することができる。【００２３】
続いて、第１チャンバ１０１の排気と、第２チャンバ１０２内での被処理物の滅菌処理が並行して実行される（ステップＳ６）。このとき制御部１０５は、少なくとも第２，第３、第４、第６電磁弁Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ１４、Ｖ１６を閉として、滅菌に必要な一定時間だけ第２チャンバ１０２を密閉状態に保持する。一方で、第５電磁弁Ｖ１５を開とし第４ポンプＰ１４を動作させて、第１チャンバ１０１内に残留する滅菌ガスを、浄化部１０４で無害化した上で排気させる。その後、第１チャンバ１０１から滅菌済みの被処理物が取り出される。【００２４】
しかる後、第１チャンバ１０１内で滅菌処理が再度実行される設定が与えられているか否かが確認される（ステップＳ７）。再実行が予定されている場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、第２チャンバ１０２の残留滅菌ガスを第１チャンバ１０１に導入させるステップが実行される（ステップＳ８）。この場合は、作業者が新たな被処理物を第１チャンバ１０１に収容し、この第１チャンバ１０１についてステップＳ１と同様な減圧処理が先行して実行される。【００２５】
ステップＳ８において、制御部１０５は、第４電磁弁Ｖ１４のみを開とすると共に第３ポンプＰ１３を動作させる。これにより、第２チャンバ１０２の残留滅菌ガスが第１チャンバ１０１内へ導入される。この導入動作は上記ステップＳ４の逆の動作であって、これにより第１チャンバ１０１内には、僅かな時間で必要量の５０％程度の滅菌ガスが導入されるようになる。【００２６】
その後、制御部１０５は、第１電磁弁Ｖ１１を開とし、その他の電磁弁は全て閉として、第１ポンプＰ１１を動作させる。これにより、第１チャンバ１０１内へ滅菌ガス源１０３から滅菌ガスが導入される（ステップＳ９）。この際、既に第１チャンバ１０１内へは先のステップＳ８で滅菌ガスが５０％程度導入されているので、ガス導入時間を短縮することができる。【００２７】
続いて、第２チャンバ１０２の排気と、第１チャンバ１０１内での被処理物の滅菌処理が並行して実行される（ステップＳ１０）。このとき制御部１０５は、少なくとも第１、第３、第４、第５電磁弁Ｖ１１、Ｖ１３、Ｖ１４、Ｖ１５を閉として、滅菌に必要な一定時間だけ第１チャンバ１０１を密閉状態に保持する。一方で、第６電磁弁Ｖ１６を開とし第４ポンプＰ１４を動作させて、第２チャンバ１０２内に残留する滅菌ガスを、浄化部１０４で無害化した上で排気させる。その後、第２チャンバ１０２から滅菌済みの被処理物が取り出される。【００２８】
しかる後、第２チャンバ１０２内で滅菌処理が再度実行される設定が与えられているか否か、つまり引き続き被処理物の滅菌処理が予定されているか否かが確認される（ステップＳ１１）。再実行が予定されている場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ４に戻って処理が繰り返される。一方、再実行が予定されていない場合（ステップＳ１１でＮＯ）、第１チャンバ１０１において滅菌が終了すると、制御部１０５は第５電磁弁Ｖ１５を開とし第４ポンプＰ１４を動作させて、第１チャンバ１０１内を排気させ（ステップＳ１２）、処理を終える。ステップＳ７において第１チャンバ１０１での滅菌処理の再実行が予定されていない場合でも同様であり（ステップＳ７でＮＯ）、この場合制御部１０５は、第６電磁弁Ｖ１６を開とし第４ポンプＰ１４を動作させて、第２チャンバ１０２内を排気させ（ステップＳ１３）、処理を終える。【００２９】
以上説明した第１実施形態に滅菌装置１００によれば、第１チャンバ１０１と第２チャンバ１０２との間で、滅菌処理後の残留滅菌ガスが交換されるので滅菌ガスを各チャンバに導入する時間を短縮でき、滅菌処理の作業効率を向上させることができる。【００３０】
［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態に係る滅菌装置２００を示すブロック図である。滅菌装置２００は、医療用器具や食品包装材等を被処理物とし、これらに滅菌剤として二酸化窒素（ＮＯ２）ガスを作用させて滅菌処理を施すための装置である。ここでは、ＮＯ２ガスの生成のため、プラズマ反応が用いられる例を示す。【００３１】
滅菌装置２００は、第１チャンバ２０１（第１滅菌室）、第２チャンバ２０２（第２滅菌室）、プラズマノズル２０３（滅菌剤の供給源／滅菌剤生成部）、触媒部２０４及び浄化部２０５の各ユニットと、これらユニットを相互に接続する第１〜第９配管２１１〜２１９と、これら配管の適所に配置された第１〜第９電磁弁Ｖ２１〜Ｖ２９（第１、第４電磁弁Ｖ２１、Ｖ２４が第１遮断手段、第２、第５電磁弁Ｖ２１、Ｖ２４が第２遮断手段、第３電磁弁Ｖ２３が第３遮断手段）及び第１〜第３ポンプＰ２１〜Ｐ２３（第１ポンプＰ１が循環手段）と、滅菌装置２００の電気的な制御を行う制御部２０５と、プラズマエンジン３００とを含む。【００３２】
第１チャンバ２０１及び第２チャンバ２０２は、実質的に同一のチャンバであって、被処理物が収容される密閉空間を提供するチャンバであり、例えばステンレス鋼などで構成され耐圧構造を備えたチャンバである。図示は省略しているが、両チャンバ２０１、２０２には被処理物を搬入出するためのドアが備えられ、その内部には、被処理物を積載するための処理トレイが備えられている。また、図示は省略しているが、両チャンバ２０１、２０２の内部には、例えば滅菌剤の濃度を計測する濃度センサや、チャンバ内の圧力を検出する圧力センサ等の各種センサエレメントが配置されている。【００３３】
プラズマノズル２０３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。プラズマノズル２０３は、プラズマ発生空間を有し、この空間を通過する窒素と酸素とを含む原料ガス（本実施形態では空気）を、大気圧下でプラズマ化して窒素酸化物（ＮＯｘ）ガスを生成する。すなわち、前記プラズマ発生空間を通過する空気は、プラズマノズル３１の前記電界集中部を通過することで電離され、ＮＯ２ガスやＮＯガスを含むＮＯｘ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、プラズマエンジン３００からプラズマノズル２０３に与えられる。プラズマエンジン３００及びプラズマノズル２０３については、図４、図５に基づき、後記で詳述する。【００３４】
触媒部２０４は、プラズマノズル２０３で生成されたＮＯｘガスのうち、ＮＯ２ガス以外のＮＯｘガスを、ＮＯ２ガスに変換する触媒である。浄化部２０５は、第１チャンバ２０１及び第２チャンバ２０２内での被処理物の滅菌処理後に残留した滅菌ガスや反応生成物を浄化する。制御部２０６は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を含み、所定のプログラムに基づき第１〜第３ポンプＰ２１〜Ｐ２３の動作制御、及び第１〜第９電磁弁Ｖ２１〜Ｖ２９の開閉制御を行う。【００３５】
プラズマノズル２０３と第１チャンバ２０１及び第２チャンバ２０２とは、ガスを循環させる循環経路を構成する第１〜第５配管２１１〜２１５で連通されている。プラズマノズル２０３と第１チャンバ２０１の入口側とは、第１配管２１１（第１管路の一部）で接続され、この第１配管２１１には第１電磁弁Ｖ２１が配置されている。第１配管２１１から、第１電磁弁Ｖ２１の配置位置より上流側において、第２配管２１２（第１管路の一部）が分岐されている。第２配管２１２には第２電磁弁Ｖ２２が配置されている。第２チャンバ２０２の入口側は、この第２配管２１２と、第１配管２１１の上流側部分とを介してプラズマノズル２０３と接続されている。【００３６】
第１チャンバ２０１と第２チャンバ２０２とは、第３配管２１３（第２管路）にて連通されている。この第３配管２１３は、一方のチャンバで滅菌処理を行った後に残留するＮＯ２ガス（残留滅菌剤）を、他方のチャンバへ導入させるための供給経路として用いられる。第３配管２１３には第３電磁弁Ｖ２３が配置されている。【００３７】
第１チャンバ２０１の出口側とプラズマノズル２０３とは、第４配管２１４で接続されている。この第４配管２１４には、上流側から順に、第４電磁弁Ｖ２４、上記の触媒部２０４及び第１ポンプＰ２１（供給手段の一部）が配置されている。第２チャンバ２０２の出口側には、第５電磁弁Ｖ２５が配置された第５配管２１５の上流端が接続され、この第５配管２１５の下流端が第４電磁弁Ｖ２４と触媒部２０４との間において、第４配管２１４に合流されている。なお、第１ポンプＰ２１は、プラズマノズル２０３を上流側とし、第１チャンバ１０１及び第２チャンバ１０２を下流側とするガス流を、第１〜第５配管２１１〜２１５を通して発生させるポンプである。【００３８】
第１チャンバ２０１及び第２チャンバ２０２には、吸気系統と排気系統とが備えられている。吸気系統は、第１チャンバ２０１及び第２チャンバ２０２内に原料ガスとしての乾燥空気を導入するため、また減圧された第１チャンバ２０１及び第２チャンバ２０２内を大気圧に復帰させるために備えられている系統である。排気系統は、第１チャンバ２０１及び第２チャンバ２０２内を減圧・乾燥させるため、また第１チャンバ２０１及び第２チャンバ２０２内に残留する滅菌ガスを無害化して排気させるための系統である。【００３９】
吸気系統は、第６配管２１６、第７配管２１７及び第２ポンプＰ２２を含む。第６配管２１６の一端には第２ポンプＰ２２が配置され、他端は第６電磁弁Ｖ２６を介して第１チャンバ２０１に接続されている。第７電磁弁Ｖ２７が配置された第７配管２１７は、第６電磁弁Ｖ２６よりも上流側において第６配管２１６から分岐され、下流端が第２チャンバ２０２に接続されている。なお、吸気系統で外気を導入する場合には、この吸気系統の適所に空気から水分を除去するエアドライアを設けることが望ましい。【００４０】
排気系統は、第８配管２１８、第９配管２１９、浄化部２０５及び第３ポンプＰ２３を含む。第８配管２１８の上流端は第１チャンバ２０１に接続され、下流端には第３ポンプＰ２３が配置され、その途中には第８電磁弁Ｖ２８及び浄化部２０５が配置されている。また、第９配管２１９の上流端は第２チャンバ２０２に接続され、途中に第９電磁弁Ｖ２９を有し、その下流端は、第８電磁弁Ｖ２８と浄化部２０５との間において、第８配管２１８に合流されている。【００４１】
次に、プラズマエンジン３００及びプラズマノズル２０３について説明する。図４は、プラズマエンジン３００の構成を概略的に示すブロック図である。プラズマエンジン３００は、マイクロ波エネルギーを発生すると共に、これをプラズマノズル２０３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３０１と、前記マイクロ波を伝搬させる導波管３０２とを含む。この導波管３０２に、プラズマノズル２０３が取り付けられている。また、マイクロ波発生装置３０１と導波管３０２との間には、アイソレータ３０３、カプラ３０４及びチューナ３０５が備えられている。【００４２】
マイクロ波発生装置３０１は、例えば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、例えば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３０１が好適に用いられる。【００４３】
導波管３０２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３０１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。導波管３０２の遠端側には、スライディングショート３０７がフランジ部３０６を介して取り付けられている。スライディングショート３０７は、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。【００４４】
アイソレータ３０３は、導波管３０２からの反射マイクロ波のマイクロ波発生装置３０１への入射を抑止する機器であり、サーキュレータ３０８とダミーロード３０９とを含む。サーキュレータ３０８は、マイクロ波発生装置３０１で発生されたマイクロ波を導波管３０２に向かわせる一方で、反射マイクロ波をダミーロード３０９に向かわせる。ダミーロード３０９は、反射マイクロ波を吸収して熱に変換する。カプラ３０４は、マイクロ波エネルギーの強度を計測する。チューナ３０５は、導波管３０２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、つまりプラズマノズル２０３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。カプラ３０４は、この調整の際に利用される。【００４５】
図５は、導波管３０２に取り付けられた状態のプラズマノズル２０３を示す断面図である。プラズマノズル２０３は、中心導体３１１（第１導体）、外部導体３１２（第２導体）、スペーサ３１３及び保護管３１４を備えている。【００４６】
中心導体３１１は、良導電性の金属から構成された棒状部材からなり、その上端部３１１Ｂの側が導波管３０２の内部に所定長さだけ突出している。この突出した上端部３１１Ｂは、導波管３０２内を伝搬するマイクロ波を受信するアンテナ部として機能する。【００４７】
外部導体３１２は、良導電性の金属から構成され、中心導体３１１を収納する筒状空間３１２Ｈ（プラズマ発生空間）を有する筒状体である。中心導体３１１は、この筒状空間３１２Ｈの中心軸上に配置されている。外部導体３１２は、導波管３０２の下面板に一体的に取り付けられた円筒型の金属フランジ板３２１に嵌め込まれ、ネジ３２２で締め付けられることにより、導波管３０２に固定されている。導波管３０２がアース電位とされる結果、外部導体３１２もアース電位とされる。【００４８】
また、外部導体３１２は、その外周壁から筒状空間３１２Ｈに貫通するガス供給孔３１２Ｎを有する。このガス供給孔３１２Ｎには、第４配管２１４の下流側が接続される。他方、筒状空間３１２Ｈの下端部には、第１配管２１１の上流端が接続されている。これにより、第１チャンバ２０１及び第２チャンバ２０２内に取り入れられた空気が、筒状空間３１２Ｈ内を経由することが可能とされている。【００４９】
スペーサ３１３は、中心導体３１１を保持すると共に、導波管３０２内の空間と筒状空間３１２Ｈとの間をシールする。スペーサ３１３は、例えばポリテトラフルオロエチレン等の耐熱性樹脂材料やセラミック等からなる絶縁性部材を用いることができる。外部導体３１２の筒状空間３１２Ｈの上端部分には段差部が設けられ、該段差部でスペーサ３１３が支持されている。スペーサ３１３で保持された中心導体３１１は、外部導体３１２とは絶縁された状態となる。保護管３１４は、所定長さの石英ガラスパイプ等からなり、外部導体３１２の下端縁３１２Ｔにおける異常放電（アーキング）を防止するために、筒状空間３１２Ｈの下端部分に嵌め込まれている。【００５０】
上記のように構成されたプラズマノズル２０３によれば、中心導体３１１が導波管３０２を伝搬するマイクロ波を受信すると、アース電位の外部導体３１２との間に電位差が生じる。特に、中心導体３１１の下端部３１１Ｔと外部導体３１２の下端縁３１２Ｔとの近傍に電界集中部が形成されるようになる。かかる状態で、ガス供給孔３１２Ｎから酸素分子と窒素分子とを含むガス（空気）が筒状空間３１２Ｈへ供給されると、ガスが励起されて中心導体３１１の下端部３１１Ｔ付近においてプラズマ（電離気体）が発生する。該プラズマは、ＮＯｘとフリーラジカルを含んでいる。また、このプラズマは、電子温度が数万度であるものの、ガス温度は外界温度に近い反応性プラズマ（中性分子が示すガス温度に比較して、電子が示す電子温度が極めて高い状態のプラズマ）であって、常圧下で発生するプラズマである。【００５１】
このように構成された第２実施形態に係る滅菌装置２００の動作を説明する。図６は、滅菌装置２００の動作を示すタイムチャート、図７は、電磁弁Ｖ２１〜Ｖ２９及びポンプＰ２１〜Ｐ２３の制御状態を示す表形式の図である。滅菌装置２００の動作モード（工程）は、大略的に次の５種類である。
（１）ガス生成工程；第１チャンバ２０１及び第２チャンバ２０２に導入された空気、若しくは空気と残留滅菌ガスとの混合ガスを、プラズマノズル２０３を経由するよう循環させ、所定濃度のＮＯ２ガス（滅菌ガス）を生成する。
（２）保持工程；所定濃度のＮＯ２ガスで満たされた第１チャンバ２０１又は第２チャンバ２０２を密閉し、滅菌に必要な所定時間だけその状態を保持して、被処理物にＮＯ２ガスを反応させ滅菌処理を行う。
（３）残留滅菌ガスの移行又は受取工程；一方のチャンバで滅菌処理を行った後に残留するＮＯ２ガスを他方のチャンバへ導入させるため、第１チャンバ２０１と第２チャンバ２０２とを連通させた状態で、ガスを循環させる。
（４）排気工程；残留滅菌ガスの移行を終えた方のチャンバに残留するガスを、無害化した上で排気する。この際、チャンバは真空状態とされる。
（５）復帰工程；排気工程で真空状態とされたチャンバに空気を導入し、大気圧とする。ここで導入された空気は、次回のガス生成工程における原料ガスとなる。【００５２】
図６のタイムチャートに記載された各チャンバの工程名と、図７に記載された工程名とは対応関係にあり、図７では各工程でどの電磁弁Ｖ２１〜Ｖ２９が開又は閉とされるか、またどのポンプＰ２１〜Ｐ２３が動作又は停止とされるかが、○印と×印とで表現されている。従って以下では、各工程における電磁弁の開閉状態及びポンプの動作状態につき、文章での説明を省く。【００５３】
図６において、第１チャンバ２０１は、時刻Ｔ１〜Ｔ２の間は、図略のドアを開閉できるフリー期間である。この期間を利用して、ユーザはチャンバ内に滅菌前の被処理物を据え付けたり、或いは滅菌後の被処理物をチャンバから取り出したりする。【００５４】
時刻Ｔ２において第１チャンバ２０１内は、大気圧で、空気が存在している。時刻Ｔ２で制御部２０６は、上記ガス生成工程を滅菌装置２００に実行させるため、図７に示す通りに電磁弁Ｖ２１〜Ｖ２９及びポンプＰ２１〜Ｐ２３を制御すると共に、プラズマエンジンを動作させる。これにより、プラズマノズル２０３（筒状空間３１２Ｈ）、第１配管２１１、第１チャンバ２０１及び第４配管２１４からなるループ状の密閉空間が形成され、該密閉空間内を空気が循環するようになる。【００５５】
マイクロ波エネルギーが与えられて動作状態にあるプラズマノズル２０３の筒状空間３１２Ｈを繰り返し空気が通過することで、空気はプラズマ化されてＮＯｘガスに変換され、このＮＯｘガスは触媒部２０４でＮＯ２ガスに変換される。空気の循環が継続されることで、上記密閉空間におけるＮＯ２の濃度が徐々に上昇してゆく。【００５６】
滅菌に必要な所定濃度のＮＯ２ガスが第１チャンバ２０１内に滞留されていることが時刻Ｔ３で確認されると、制御部２０６は、上記保持工程を実行させる。これにより、密閉された第１チャンバ２０１内においてＮＯ２ガスと被処理物とが接触する。この保持工程は、被処理物の充分な滅菌に必要な時間を置いた時刻Ｔ４まで継続される。第２チャンバ２０２については、この時刻Ｔ４までフリー期間であり、この期間を利用して、ユーザは第２チャンバ２０２内に滅菌前の被処理物を据え付ける。【００５７】
時刻Ｔ４で、制御部２０６は、第１チャンバ２０１から第２チャンバ２０２へ残留滅菌ガスを移行させる、上記残留滅菌ガスの移行又は受取工程を実行させる。図７において、第１チャンバ２０１の「残留ガス移行（受取）」と、第２チャンバ２０２の「残留ガス受取（移行）」とは同一の動作モードである。これにより、第１配管２１１、第１チャンバ２０１、第３配管２１３、第２チャンバ２０２、第５配管２１５、第４配管２１４及びプラズマノズル２０３からなるループ状の密閉空間が形成され、第１チャンバ２０１内に存在するＮＯ２ガスが前記密閉空間内を循環するようになる。この循環がある程度継続されると、第１チャンバ２０１と第２チャンバ２０２とのＮＯ２濃度が等しくなり、結果として第２チャンバ２０２内の空気が一部ＮＯ２ガスに置換された状態となる（時刻Ｔ５）。【００５８】
時刻Ｔ５で、制御部２０６は、第１チャンバ２０１について上記排気工程を実行させ、第２チャンバ２０２については上記ガス生成工程を実行させる。これにより、第１チャンバ２０１に残留しているガスは、第８配管２１８を通して排気される。一方で、プラズマノズル２０３、第１配管２１１、第２配管２１２、第２チャンバ２０２、第５配管２１５及び第４配管２１４からなるループ状の密閉空間が形成され、該密閉空間内を空気とＮＯ２ガスとの混合ガスが循環するようになる。【００５９】
この循環状態においてプラズマノズル２０３が動作されると、上記密閉空間におけるＮＯ２の濃度が徐々に上昇してゆくことになる。そして時刻Ｔ６で、滅菌に必要な所定濃度のＮＯ２ガスが第２チャンバ２０２内に滞留されるようになる。ここで、第２チャンバ２０２内の空気の一部が既にＮＯ２ガスへ置換されているので、時刻Ｔ５〜Ｔ６間の時間は、第１チャンバ２０１におけるイニシャルのガス生成工程である時刻Ｔ２〜Ｔ３間の時間に比べて相当短くすることができる。残留ガスの移行・受取の期間（時刻Ｔ４〜Ｔ５間）は、実際には短時間で済むので、第２チャンバ２０２において滅菌ガスの生成に必要な時間を大幅に短縮することができる。【００６０】
時刻Ｔ６で、制御部２０６は、第１チャンバ２０１について上記復帰工程を実行させ、第２チャンバ２０２については上記保持工程を実行させる。これにより、第１チャンバ２０１内には第６配管２１６から空気が導入され、時刻Ｔ７で無害化された状態で大気圧に復帰される。その後、第１チャンバ２０１はフリー期間となる。この期間を利用して、ユーザは、第１チャンバ２０１から滅菌済みの被処理物を取り出し、新たな被処理物を据え付けることができる。一方、第２チャンバ２０２内では、被処理物の滅菌処理が時刻Ｔ８まで継続される。【００６１】
時刻Ｔ８で、制御部２０６は、第２チャンバ２０２から第１チャンバ２０１へ残留ＮＯ２ガスを移行させるガス移行・受取工程を実行させる。これにより、第１配管２１１、第２配管２１２、第２チャンバ２０２、第３配管２１３、第１チャンバ２０１、第４配管２１４及びプラズマノズル２０３からなるループ状の密閉空間が形成され、第２チャンバ２０２内に存在するＮＯ２ガスが前記密閉空間内を循環するようになる。この循環がある程度継続されると、第１チャンバ２０１と第２チャンバ２０２とのＮＯ２濃度が等しくなり、結果として第１チャンバ２０１内の空気が一部ＮＯ２ガスに置換された状態となる（時刻Ｔ９）。【００６２】
時刻Ｔ９で、制御部２０６は、第２チャンバ２０２について上記排気工程を実行させ、第１チャンバ２０１については上記ガス生成工程を実行させる。これにより、第２チャンバ２０２に残留しているガスは、第９配管２１９を通して排気される。一方で、第１チャンバ２０１については、時刻Ｔ２〜Ｔ３と同じ動作で、ＮＯ２ガスの濃度が徐々に上昇されてゆく。上記と同様に、第１チャンバ２０１内の空気の一部は、先のガス移行で既にＮＯ２ガスへ置換されているので、該第１チャンバ２０１において滅菌ガスの生成に要する時間を短縮することができる。【００６３】
第１チャンバ２０１内のＮＯ２ガス濃度が所定値に達する時刻Ｔ１０で、制御部２０６は、第１チャンバ２０１について上記保持工程を実行させ、第２チャンバ２０２については上記復帰工程を実行させる。これにより、第２チャンバ２０２内には第６配管２１６及び第７配管２１７を介して空気が導入され、時刻Ｔ１１で無害化された状態で大気圧に復帰される。その後、第２チャンバ２０２はフリー期間となる。この期間を利用して、ユーザは、第２チャンバ２０２から滅菌済みの被処理物を取り出し、新たな被処理物を据え付けることができる。一方、第１チャンバ２０１内では、２個目の被処理物の滅菌処理が時刻Ｔ１２まで継続される。この時刻Ｔ１２以降については、上述の時刻Ｔ４以降と同様の処理が繰り返されるものである。【００６４】
以上説明した第２実施形態に滅菌装置２００によれば、第１チャンバ２０１と第２チャンバ２０２との間で、滅菌処理後のＮＯ２ガスが交換されるので、ＮＯ２ガス生成工程の時間を短縮でき、滅菌処理の作業効率を向上させることができる。【００６５】
［第３実施形態］
図８は、本発明の第３実施形態に係る滅菌装置３００を示すブロック図である。この滅菌装置３００は、第１〜第４滅菌室１〜４、プラズマノズル５（滅菌剤の供給源）、コンプレッサ６、吸気管路７、排気管路８、循環管路９（第１管路と第２管路とを兼ねる）及びプラズマエンジン１０を含む。【００６６】
滅菌装置３００は、各滅菌室１〜４内に被処理物を収容した状態で、プラズマノズル５で生成される滅菌ガス（プラズマ反応による生成物で、酸素ラジカル、オゾン、ＮＯｘ等を含むガス）を各滅菌室１〜４内に充填可能とされ、各滅菌室１〜４で並列に、或いは連続に、前記被処理物の滅菌処理を行う装置である。【００６７】
第１〜第４滅菌室１〜４は、上記第１、第２実施形態において例示したチャンバ１０１、１０２と同様な、被処理物を収容可能なチャンバである。ここでは４つの滅菌室を例示しているが、より多くの滅菌室を具備する構成としても良い。【００６８】
プラズマノズル５は、大気圧下で原料ガスをプラズマ化して滅菌ガスを生成する。このプラズマノズル５は、第２実施形態において例示したプラズマノズル２０３と同構造を備えており、プラズマエンジン１０からエネルギーを与えられてプラズマを発生する。【００６９】
コンプレッサ６は、滅菌室１〜４に空気を送り込み、その内部の乾燥および排気を行わせるために配置されている。【００７０】
吸気管路７及び排気管路８は、第１〜第４滅菌室１〜４の乾燥および脱気用に敷設されている。吸気管路７は、各滅菌室１〜４に対して並列に配管され、外気を第１〜第４滅菌室１〜４の各々に対して導入させる配管である。吸気管路７の始端位置にはコンプレッサ６が配置され、並列配管部分には電磁弁等からなる開閉弁１１〜１４が各々設けられている。排気管路８は、同じく各滅菌室１〜４に対して並列に配管され、滅菌室１〜４のガスを各々排気させる配管である。排気管路８の並列配管部分には、開閉弁２１〜２４が各々設けられている。【００７１】
循環管路９は、プラズマノズル５で生成される滅菌ガスの循環用に、プラズマノズル５から第１〜第４滅菌室１〜４に対して並列に敷設された配管である。循環管路９は、滅菌ガスを滅菌室１〜４に導入する側に配置されマニホールド構造を備えた第１循環管路９１と、第１〜第４滅菌室１〜４から滅菌ガスを導出する側に配置され、同じくマニホールド構造を備えた第２循環管路９２とを備える。また、循環管路９は、第１〜第４滅菌室１〜４間で残留滅菌ガスを交換するときに使用される配管でもある。【００７２】
第１循環管路９１には、開閉弁３１〜３４がそれぞれ設けられている。第２循環管路９２には、供給手段４１〜４４がそれぞれ設けられている。各供給手段４１〜４４は、循環管路９内においてガス流を発生させるポンプ５１〜５４と、電磁弁等からなる開閉弁６１〜６４を備えている。【００７３】
滅菌装置３００は、図略の制御装置を備える。制御装置は、プラズマエンジン１０、コンプレッサ６、ポンプ５１〜５４、開閉弁１１〜１４、２１〜２４、３１〜３４及び６１〜６４を駆動制御する。【００７４】
上記の実施形態は、各滅菌室１〜４の乾燥および排気が、新鮮な外気によって行われる場合の例である。例えば前記乾燥および排気に不活性ガスを使用する実施形態で、吸気管路７に高圧のガス源が接続される場合には、コンプレッサ６は特に設けられなくてもよい。また、プラズマ反応で生成される滅菌ガスに代えて、高圧蒸気、ＥＯＧ（酸化エチレンガス）、ホルマリン、過酸化水素などを用いることが可能である。なお、滅菌因子としてオゾン、ＮＯｘ、ＥＯＧ、ホルマリン等の有害ガスが使用される場合には、排気管路８に、それらのガスの回収装置が設けられる。【００７５】
上記の通り構成された滅菌装置３００の動作を説明する。滅菌処理を始める前は、吸気管路７及び排気管路８の開閉弁１１〜１４、２１〜２４が開とされる一方で、循環管路９に配置されている開閉弁３１〜３４、６１〜６４が閉とされる。この状態でコンプレッサ６が駆動され、新鮮な外気によって滅菌室１〜４の乾燥および排気が行われる。その後、各滅菌室１〜４内に被処理物が収納される。【００７６】
被処理物の収納後、開閉弁１１〜１４；２１〜２４が閉とされ、先ず循環管路９の開閉弁３１、６１（第１遮断手段）が開放される。これにより第１滅菌室１とプラズマノズル５（プラズマ発生空間）とが連通状態となる。この状態で、プラズマエンジン１０が稼働し、ポンプ５１が動作すると、プラズマノズル５で発生するプラズマ反応で滅菌ガスが生成され、第１滅菌室１内の滅菌ガス濃度が徐々に上昇してゆく。これにより、第１滅菌室１内の被処理物に対して滅菌処理が行われる。【００７７】
第１滅菌室１での滅菌が完了しても、当該第１滅菌室１内の排気は直ちには行われず、第１滅菌室１内に残留する滅菌ガスが、他の滅菌室２〜４へ導入される。例えば第２滅菌室２へ残留滅菌ガスを導入する場合、制御装置は、開閉弁３１、３２、６１、６２を開としてポンプ５１、５２を駆動させる。【００７８】
これにより、図８に矢印Ｆ１で示すように、滅菌処理が終了した第１滅菌室１とこれから滅菌処理を行う第２滅菌室２とが連通状態となり、両滅菌室１、２内のガスが交換されるようになる。すなわち、次に滅菌処理を行う第２滅菌室２において初期に充満している新鮮外気と、隣室の第１滅菌室１で使用された滅菌ガスとが予め混合される。各滅菌室１、２の容量を同じとすれば、この交換によって、５０％程度の濃度の滅菌ガスが第２滅菌室２内に滞留されるようになる。【００７９】
第１、第２滅菌室１、２の滅菌ガス濃度が平衡した段階で、制御装置は、開閉弁３１、６１を閉とし、開閉弁１１、２１を開として、コンプレッサ６を駆動させて第１滅菌室１を排気する。一方、開閉弁３２、６２（第２遮断手段）は開のままとして、ポンプ５２及びプラズマエンジン１０を稼働させ、第２滅菌室２の滅菌ガス濃度を上昇させる。このとき、既に第２滅菌室２の空気の一部は滅菌ガスに置換されているので、滅菌処理に必要な濃度まで上昇させる時間を短縮することができる。特に、滅菌ガスの生成にプラズマ反応を用いる場合、時間がかかる傾向があるので効果的である。また、使用済みの滅菌ガスを再利用することで、該滅菌ガスの使用量を削減することができる。また、該滅菌剤がオゾンの場合などの場合では、排出される有害ガスを削減することができる。【００８０】
第２滅菌室２での滅菌処理が完了すると、同様にして、第２滅菌室２と第３滅菌室３と間でガスが交換される。この交換のため制御装置は、開閉弁３２、３３、６２、６３を開としてポンプ５２、５３を駆動させる。これにより、次に滅菌処理を行う第３滅菌室３に充満している空気と、隣室の第２滅菌室２で使用された滅菌ガスとが予め混合される。その後、上記と同様にして第３滅菌室３内の滅菌ガス濃度を高める工程が実行されるが、既に第３滅菌室３の空気の一部は滅菌ガスに置換されているので、滅菌処理に必要な濃度まで上昇させる時間を短縮することができる。しかる後、第２滅菌室２が排気される一方で、第３滅菌室３内で滅菌処理が行われる。【００８１】
第３滅菌室３での滅菌処理が完了すると、同様にして第４滅菌室４とのガス交換が行われる。その後、第４滅菌室４と第１滅菌室１とのガス交換を行うというように、シーケンシャルに滅菌処理が実行される。【００８２】
一つの滅菌室から一つの他の滅菌室へ残留滅菌ガスを受け渡す態様に限らず、一又は複数の滅菌室から複数の他の滅菌室へ残留滅菌ガスを受け渡すようにしても良い。例えば、第１滅菌室１で滅菌処理を終えた後、その残留滅菌ガスを第２滅菌室２及び第３滅菌室３に導入させるようにしても良い。或いは、第１、２滅菌室１、２においてパラレルで滅菌処理を行わせ、これらを終えた後、その残留滅菌ガスを第３、第４滅菌室３、４に導入させるようにしても良い。【００８３】
なお、ポンプ５１〜５４は滅菌室間のガス循環に用いられるポンプであるが、処理済みの滅菌室と処理前の滅菌室との間に、或る程度の気圧差がある場合には、開閉弁３１〜３４；６１〜６４を適宜開放するだけで滅菌室間のガス交換が可能となる。そのような場合には、特にポンプ５１〜５４は設けられなくてもよい。また、例えば第１、第２滅菌室１、２間でガス混合が行われる場合、一方のポンプ５１のみが駆動され、他方のポンプ５２は駆動されないようにしても良い。また、ポンプ５１、５２を動作させて、第１滅菌室１のガスを第２滅菌室２へ圧入し、第２滅菌室２の滅菌ガスの濃度を高めるようにしても良い。【００８４】
図９は、第３実施形態に係る滅菌装置３００の実際の使用例を説明するための図である。ここでは、滅菌装置３００の各滅菌室１〜４で順次、同じ滅菌処理が連続的に、また繰返し行なわれる例を示している。この実施形態での被処理物は、多くの品を連続して滅菌処理することが望まれる医療品或いは衛生商品などである。【００８５】
図９の事例では、各滅菌室１〜４の容量を１００リットルとし、滅菌処理に必要な濃度の滅菌ガスをプラズマノズル５で生成するのに要する時間を３０分、各滅菌室１〜４内が滅菌ガスで充満された後に実際の滅菌処理に要する時間を３０分としている。【００８６】
初回の滅菌処理が実行される第１滅菌室１では、滅菌ガスの生成と滅菌処理とを合わせた処理に１時間要する。しかし、次段の滅菌室では前段の滅菌室での使用済みの滅菌ガスが導入されるので、以降の滅菌室では、滅菌ガスの生成時間が略半分になる。このため、２回目の以降の各滅菌室２、３、４、１・・・での滅菌処理に要する時間は４５分程度となり、第１〜第４滅菌室１〜４のサイクルの処理が合計３時間１５分で終了することができる。引続き連続して処理が行われる場合には、第１滅菌室１の処理も４５分となって、１サイクルを３時間に短縮することができる。【００８７】
第３実施形態に係る滅菌装置３００によれば、たとえば第１滅菌室１で滅菌処理が終了すると、次に処理が行われる第２滅菌室２に滅菌ガスが充填されるので、使用済みの滅菌ガスの利用先が常に確保され、何れの滅菌室１〜４でも、滅菌ガス生成に要する時間を短縮でき、また滅菌ガスの使用量の削減も図ることができる。また、上述の説明では考慮していないけれども、実際には滅菌室への被処理物の搬出入の時間も必要となる。図９に示すように連続処理される場合、小型の滅菌室１〜４を用いることで、その搬出入の時間も分散させることができ、大型滅菌室を用いた場合のように、長時間処理が止まることもない。【００８８】
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。【００８９】
本発明の一局面に係る滅菌装置は、本発明の一局面に係る滅菌装置は、滅菌剤の供給源と、被処理物の滅菌処理のため前記被処理物が収容された状態で前記滅菌剤が充填される第１滅菌室および第２滅菌室と、前記供給源と前記第１滅菌室および第２滅菌室とを接続する第１管路と、前記第１滅菌室と前記第２滅菌室とを接続する第２管路と、前記第１滅菌室における滅菌処理で用いられた残留滅菌剤を、前記第２管路を通して前記第２滅菌室へ導入させる供給手段とを備える。【００９０】
上記構成によれば、供給手段によって、第１滅菌室で滅菌処理が実行された後、その残留滅菌剤が第２滅菌室へ導入される。すなわち、第２滅菌室内のガスと第１滅菌室で使用済みの滅菌剤とが予め混合される。このため、第２滅菌室を滅菌剤で満たす時間を短縮することができると共に、滅菌剤の使用量を削減することができる。【００９１】
上記構成において、前記第２滅菌室へ前記残留滅菌剤が導入された後、前記第１管路を通してさらに前記供給源から前記第２滅菌室へ滅菌剤を導入させる導入手段を備えることが望ましい。この構成によれば、前記第２滅菌室に導入された前記残留滅菌剤だけでは滅菌剤が不足する場合に、所要量の滅菌剤を導入手段にて第２滅菌室に補填することができる。【００９２】
上記構成において、前記供給源が、プラズマ反応により前記滅菌剤としての滅菌ガスを生成する滅菌ガス生成部を備えるものとすることができる。プラズマ反応を用いた滅菌ガスの生成には相応の時間を要する。このため、第１滅菌室で使用した滅菌ガスを第２滅菌室で流用することで、第２滅菌室において滅菌処理に必要な量の滅菌ガスを充填する時間を大幅に短縮することができ、効果的である。【００９３】
上記構成において、前記滅菌ガス生成部が、第１電極と、第２電極と、前記第１及び第２電極の間に形成されるプラズマ発生空間と、前記第１及び第２電極間に電界を発生させるエネルギーを与えるプラズマエンジンとを備え、前記第１管路は、前記プラズマ発生空間から前記第１滅菌室及び第２滅菌室へ入り、前記第１滅菌室及び第２滅菌室から前記プラズマ発生空間へ戻る循環経路を含むことが望ましい。【００９４】
この構成によれば、前記循環経路中に原料ガスを循環させつつ、前記プラズマ発生空間で原料ガスをプラズマ化し、徐々に滅菌ガスの濃度を上昇させることができる。【００９５】
上記構成において、前記第１滅菌室を前記循環経路から遮断させる第１遮断手段と、前記第２滅菌室を前記循環経路から遮断させる第２遮断手段と、前記循環経路内でガス流を発生させる循環手段と、前記第１、第２遮断手段及び前記循環手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第２遮断手段で前記第２滅菌室を前記循環経路から遮断させた状態で、前記循環手段を動作させて前記プラズマ発生空間と前記第１滅菌室との間で原料ガスを循環させ、前記第１滅菌室を所定濃度の滅菌ガスで満たす第１制御と、前記供給手段により前記第１滅菌室から前記第２滅菌室へ残留滅菌ガスが導入された後に、前記第１遮断手段で前記第１滅菌室を前記循環経路から遮断させた状態で、前記循環手段を動作させて前記プラズマ発生空間と前記第２滅菌室との間で原料ガスと残留滅菌ガスとの混合ガスを循環させ、前記第２滅菌室を所定濃度の滅菌ガスで満たす第２制御とを実行する構成とすることが望ましい。【００９６】
この構成によれば、第１滅菌室を経由する循環空間で先ず滅菌ガスを生成し、第１滅菌室で滅菌処理を行い、次いでその残留滅菌ガスを第２滅菌室に移行させ、引き続き第２滅菌室を経由する循環空間で滅菌ガスを生成し、第２滅菌室で滅菌処理を行うという処理を行える。従って、第１滅菌室及び第２滅菌室での滅菌処理タイミングをずらしながら、連続的に被処理物の滅菌処理を行うことができる。これにより、使用済みの滅菌ガスの利用先が常に確保され、何れの滅菌室でも、滅菌処理時間の短縮および滅菌剤の使用量の削減を図ることができる。【００９７】
上記構成において、前記供給手段が前記第２管路に配置され該第２管路を遮断する第３遮断手段であり、前記制御手段は前記第３遮断手段の動作を制御するものであって、前記制御手段は、前記第１制御と前記第２制御との間に、前記第１〜第３遮断手段による遮断状態を解除すると共に前記循環手段を動作させて、前記プラズマ発生空間と前記第１滅菌室及び前記第２滅菌室との間で前記残留滅菌ガスを循環させる第３制御を実行することが望ましい。この構成によれば、前記循環経路を活用して、前記第１滅菌室から前記第２滅菌室への前記残留滅菌ガスの移行を図ることができる。【００９８】
上記構成において、前記第２管路が前記循環経路の一部を構成し、前記制御手段は、前記第１制御と前記第２制御との間に、前記第１、第２遮断手段による遮断状態を解除すると共に前記循環手段を動作させて、前記第１滅菌室及び前記第２滅菌室との間で前記残留滅菌ガスを循環させる第４制御を実行することが望ましい。この構成によれば、前記循環経路を活用して、前記第１滅菌室から前記第２滅菌室への前記残留滅菌ガスの移行を図ることができるだけでなく、前記循環経路の一部を前記第２管路として用いることができ、配管構成を簡素化できる。【００９９】
上記構成において、前記被処理物は、医療品或いは衛生商品とすることができる。これらの物品は、多くを連続して滅菌処理することが望まれ、前記の時間短縮が特に効果的である。【０１００】
本発明の他の局面に係る滅菌処理方法は、滅菌剤の供給源と、前記滅菌剤が充填される第１滅菌室および第２滅菌室とを用いた被処理物の滅菌処理方法であって、前記第１滅菌室に前記供給源から滅菌剤を供給する工程と、前記第１滅菌室において被処理物の滅菌処理を実行する工程と、前記第１滅菌室における滅菌処理で用いられた残留滅菌剤を前記第２滅菌室へ導入する工程と、前記第２滅菌室に前記供給源から滅菌剤を供給する工程と、前記第２滅菌室において被処理物の滅菌処理を実行する工程と、を含むことを特徴とする。【０１０１】
この方法によれば、第１滅菌室で滅菌処理が実行された後、その残留滅菌剤が第２滅菌室へ導入される。このため、第２滅菌室を滅菌剤で満たす時間を短縮することができると共に、滅菌剤の使用量を削減することができる。また、第１滅菌室及び第２滅菌室での滅菌処理タイミングをずらしながら、連続的に被処理物の滅菌処理を行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年1月21日(2010.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
滅菌剤の供給源と、
被処理物の滅菌処理のため前記被処理物が収容された状態で前記滅菌剤が充填される第１滅菌室および第２滅菌室と、
前記供給源と前記第１滅菌室および第２滅菌室とを接続する第１管路と、
前記第１滅菌室と前記第２滅菌室とを接続する第２管路と、
前記第１滅菌室における滅菌処理で用いられた残留滅菌剤を、前記第２管路を通して前記第２滅菌室へ導入させる供給手段と、
前記第１滅菌室に一端が接続され、前記第１滅菌室内を排気させるための排気管路と、
前記供給手段が前記残留滅菌剤を前記第２滅菌室へ導入させた後に、前記第１管路及び前記第２管路に対して前記第１滅菌室が遮断された状態で、前記排気管路を通して前記第１滅菌室内を排気させる排気手段と、
を備えることを特徴とする滅菌装置。
【請求項２】
前記第２滅菌室へ前記残留滅菌剤が導入された後、前記第１管路を通してさらに前記供給源から前記第２滅菌室へ滅菌剤を導入させる導入手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の滅菌装置。
【請求項３】
前記供給源が、プラズマ反応により前記滅菌剤としての滅菌ガスを生成する滅菌ガス生成部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の滅菌装置。
【請求項４】
前記滅菌ガス生成部が、第１電極と、第２電極と、前記第１及び第２電極の間に形成されるプラズマ発生空間と、前記第１及び第２電極間に電界を発生させるエネルギーを与えるプラズマエンジンとを備え、
前記第１管路は、前記プラズマ発生空間から前記第１滅菌室及び第２滅菌室へ入り、前記第１滅菌室及び第２滅菌室から前記プラズマ発生空間へ戻る循環経路を含むことを特徴とする請求項３に記載の滅菌装置。
【請求項５】
前記第１滅菌室を前記循環経路から遮断させる第１遮断手段と、
前記第２滅菌室を前記循環経路から遮断させる第２遮断手段と、
前記循環経路内でガス流を発生させる循環手段と、
前記第１、第２遮断手段及び前記循環手段を制御する制御手段と、
を備え
前記制御手段は、
前記第２遮断手段で前記第２滅菌室を前記循環経路から遮断させた状態で、前記循環手段を動作させて前記プラズマ発生空間と前記第１滅菌室との間で原料ガスを循環させ、前記第１滅菌室を所定濃度の滅菌ガスで満たす第１制御と、
前記供給手段により前記第１滅菌室から前記第２滅菌室へ残留滅菌ガスが導入された後に、前記第１遮断手段で前記第１滅菌室を前記循環経路から遮断させた状態で、前記循環手段を動作させて前記プラズマ発生空間と前記第２滅菌室との間で原料ガスと残留滅菌ガスとの混合ガスを循環させ、前記第２滅菌室を所定濃度の滅菌ガスで満たす第２制御と、を実行することを特徴とする請求項４に記載の滅菌装置。
【請求項６】
前記供給手段が前記第２管路に配置され該第２管路を遮断する第３遮断手段であり、前記制御手段は前記第３遮断手段の動作を制御するものであって、
前記制御手段は、前記第１制御と前記第２制御との間に、前記第１〜第３遮断手段による遮断状態を解除すると共に前記循環手段を動作させて、前記プラズマ発生空間と前記第１滅菌室及び前記第２滅菌室との間で前記残留滅菌ガスを循環させる第３制御を実行することを特徴とする請求項４に記載の滅菌装置。
【請求項７】
前記第２管路が前記循環経路の一部を構成し、
前記制御手段は、前記第１制御と前記第２制御との間に、前記第１、第２遮断手段による遮断状態を解除すると共に前記循環手段を動作させて、前記第１滅菌室及び前記第２滅菌室との間で前記残留滅菌ガスを循環させる第４制御を実行することを特徴とする請求項４に記載の滅菌装置。
【請求項８】
前記被処理物は、医療品或いは衛生商品であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の滅菌装置。
【請求項９】
滅菌剤の供給源と、前記滅菌剤が充填される第１滅菌室および第２滅菌室とを用いた被処理物の滅菌処理方法であって、
前記第１滅菌室に前記供給源から滅菌剤を供給する工程と、
前記第１滅菌室において被処理物の滅菌処理を実行する工程と、
前記第１滅菌室における滅菌処理で用いられた残留滅菌剤を前記第２滅菌室へ導入する工程と、
前記第２滅菌室に前記供給源から滅菌剤を供給する工程と、
前記第２滅菌室において被処理物の滅菌処理を実行する工程と、
前記残留滅菌剤を前記第２滅菌室へ導入させた後に、前記供給源及び前記第２滅菌室に対して前記第１滅菌室が遮断された状態で、前記第１滅菌室内を排気させる排気工程と、
を含むことを特徴とする滅菌処理方法。
【国際調査報告】
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