(57)【要約】【課題】過酸化水素ガスを生成する際の残留溶液を極力少なくする。【解決手段】  本発明の過酸化水素ガス生成装置は、貯留部に貯留された過酸化水素水に超音波振動を与えて霧化させる霧化部と、前記霧化部で霧化されてキャリアガスとともに流れる過酸化水素水が排出されるように当該過酸化水素水を上方へ導く内筒部と、前記内筒部が内側空間に配置されて二重管を構成し、前記貯留部へ向かって下降する前記キャリアガス用のガス流路を、前記内筒部との間に形成する外筒部と、前記外筒部に連通され、前記外筒部に導入される前のキャリアガスが流れる中空のガス導入部と、前記ガス導入部を流れるキャリアガスを加熱するヒーターと、を備えたことを特徴とする。【選択図】図２
2012029875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯留部に貯留された過酸化水素水に超音波振動を与えて霧化させる霧化部と、
前記霧化部で霧化されてキャリアガスとともに流れる過酸化水素水が排出されるように当該過酸化水素水を上方へ導く内筒部と、
前記内筒部が内側空間に配置されて前記内筒部とともに二重管を構成し、前記貯留部へ向かって下降する前記キャリアガス用のガス流路を、前記内筒部との間に形成する外筒部と、
前記外筒部に連通され、前記外筒部に導入される前のキャリアガスが流れる中空のガス導入部と、
前記ガス導入部を流れるキャリアガスを加熱するヒーターと、
を備えたことを特徴とする過酸化水素ガス生成装置。
【請求項２】
貯留部に貯留された過酸化水素水に超音波振動を与えて霧化させる霧化部と、
前記霧化部に連通するとともに前記霧化部で霧化された過酸化水素水を運ぶキャリアガスを前記霧化部の上方において上下方向に流通させる内筒部と、
前記内筒部が内側空間に配置されて前記内筒部とともに二重管を構成し、前記内筒部との間に前記霧化部に連通するとともに前記キャリアガスが流れるガス流路を形成する外筒部と、
前記外筒部と前記内筒部の間のガス流路に連通し、前記キャリアガスが流れる中空のガス導入部と、
前記ガス導入部を流れるキャリアガスを加熱するヒーターと、
を備えたことを特徴とする過酸化水素ガス生成装置。
【請求項３】
前記内筒部は、伝熱性を有する金属材料によって構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の過酸化水素ガス生成装置。
【請求項４】
前記ヒーターは、前記ガス導入部の内部に配置され、
前記ガス導入部の内表面と前記ヒーターとの間に、前記キャリアガスの流れ方向を規制するとともに伝熱性を有する金属板製の流路規制板を取り付けたことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の過酸化水素ガス生成装置。
【請求項５】
前記貯留部は、逆円錐台状に窪んだ凹部を備え、
前記内筒部は、下端部が筒の長手方向に対して斜めに切断された円筒状部材によって構成されるとともに、前記下端部の頂部を通る前記キャリアガスの流速が前記下端部の他の部分を通る前記キャリアガスの流速よりも高くなるように、前記下端部の頂部が前記凹部の傾斜面に近接する高さに配置されていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の過酸化水素ガス生成装置。
【請求項６】
前記ガス導入部を流れるキャリアガスの温度を、前記貯留部に貯留された過酸化水素水の沸点以上にすべく前記ヒーターに通電する制御、及び、前記ヒーターへの通電を開始した後、予め定められた期間に亘って前記霧化部が有する超音波振動子を動作させる制御を行う、制御部を設けたことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の過酸化水素ガス生成装置。
【請求項７】
キャリアガスが供給される供給口と、滅菌ガスが排出される排出口と、底面に設けられた開口部とを備える本体と、
前記開口部を塞ぎつつ、過酸化水素水を貯留する貯留部と、
前記貯留部に貯留された前記過酸化水素水を霧化させる霧化部と、
前記供給口から前記貯留部に流れる前記キャリアガスを加熱するとともに、前記排出口から前記キャリアガス及び気化された前記過酸化水素水が前記滅菌ガスとして排出されるよう、霧化された前記過酸化水素水及び前記貯留部から前記排出口に流れる前記キャリアガスを加熱するヒーターと、
を備えることを特徴とする滅菌ガス発生装置。
【請求項８】
請求項７に記載の滅菌ガス発生装置であって、
前記本体は、
前記供給口及び前記排出口が設けられた筒状部材であり、
前記ヒーターは、
前記筒状部材の中心軸方向に沿って設けられた発熱部材と、
前記供給口からの前記キャリアガスが、前記貯留部に貯留された前記過酸化水素水の水面から前記発熱部材の下端までの間の空間を経由して前記排出口から排出されるよう、前記発熱部材から放射状に形成される一対の第１放熱板と、
を含むことを特徴とする滅菌ガス発生装置。
【請求項９】
請求項８に記載の滅菌ガス発生装置であって、
前記ヒーターは、
前記筒状部材の内壁と前記一対の第１放熱板とに挟まれた２つの領域のうち前記供給口側の領域において、前記発熱部材から放射状に形成される第２放熱板と、
前記２つの領域のうち前記排出口側の領域において、前記発熱部材から放射状に形成される第３放熱板と、
を更に含むことを特徴とする滅菌ガス発生装置。
【請求項１０】
キャリアガスが供給される供給口と、キャリアガスが排出される排出口と、前記供給口及び排出口よりも下方において過酸化水素水を貯留する貯留部とを備えた本体と、前記貯留部に貯留された過酸化水素水を霧化するための霧化部と、前記霧化部によって霧化された過酸化水素水をキャリアガスとともに加熱して気化するとともに上方の前記排出口に導くヒータとを備え、該ヒータは、前記供給口から供給されるキャリアガスを下方の前記貯留部に導きつつ加熱するヒータを兼ねることを特徴とする滅菌ガス発生装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の滅菌ガス発生装置であって、
前記本体は筒状を呈し、前記ヒーターは、前記筒状部材の内部を前記供給口から前記貯留部へ到る空間と、前記貯留部から前記排出口へと至る空間に分ける放熱板を有することを特徴とする滅菌ガス発生装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の滅菌ガス発生装置であって、
前記放熱板は、前記供給口から供給されるキャリアガスの一部を前記貯留部を経ずに直接排出口へと流すための開口を有することを特徴とする滅菌ガス発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過酸化水素ガス生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アイソレータは、内部に無菌の作業室を有する装置である。この作業室内では、無菌環境（限りなく無菌に近い環境）を求められる作業が行われる。例えば、細胞培養などの作業が行われる。このアイソレータでは、ガス化された過酸化水素水を作業室内に噴霧することで、作業室内を滅菌処理することが行われている（特許文献１、２を参照）。【０００３】
ここで、滅菌とは微生物を殺滅して限りなく無菌に近くすることであるが、本明細書ではいわゆる除染、除菌、殺菌なども含めるものとする。そして、滅菌処理とはその無菌環境を実現するための処理をいい、この滅菌処理に用いる物質（例えば過酸化水素）を滅菌物質という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２０３９２号公報
【特許文献２】特開２００５−３１２７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
過酸化水素は、強い殺菌力及び腐食力を有しており、高濃度の溶液が人間の皮膚に付着すると強い刺激を受けてしまう。このため、過酸化水素の溶液をガス化するに際しては、残留溶液を極力少なくすることが求められる。    また、過酸化水素の溶液をガス化するときに加熱をするとガス化が促進されるが、加熱の度合いが高すぎると熱分解される過酸化水素の量が多くなり、滅菌物質の量の低下に起因する殺菌力の低下が懸念される。【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、過酸化水素ガスを生成する際の残留溶液の量を極力少なくしつつ、熱分解される過酸化水素の量も極力少なくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明の過酸化水素ガス生成装置は、貯留部に貯留された過酸化水素水に超音波振動を与えて霧化させる霧化部と、前記霧化部で霧化されてキャリアガスとともに流れる過酸化水素水が排出されるように当該過酸化水素水を上方へ導く内筒部と、前記内筒部が内側空間に配置されて二重管を構成し、前記貯留部へ向かって下降する前記キャリアガス用のガス流路を、前記内筒部との間に形成する外筒部と、前記外筒部に連通され、前記外筒部に導入される前のキャリアガスが流れる中空のガス導入部と、前記ガス導入部を流れるキャリアガスを加熱するヒーターと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の過酸化水素ガス生成装置によれば、ヒーターによって加熱されたキャリアガスがガス流路を流下して貯留部に導入される。そして、貯留部で霧化された過酸化水素水はキャリアガスの流れに乗って内筒部の内側空間を上方に流れる。その際、貯留部の過酸化水素水は、キャリアガスとの熱交換によっても蒸発されるので、貯留部に残留する過酸化水素水の量を極力少なくすることができる。また、霧化された過酸化水素水が気化する際に、キャリアガスの熱が過酸化水素水に吸収されるため、キャリアガスの温度が過度に上昇されず、過酸化水素の熱分解を抑制することもできる。従って、過酸化水素ガスを生成する際の残留溶液の量を極力少なくしつつ、熱分解される過酸化水素の量を極力少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】アイソレータの構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る滅菌ガス生成装置の構成を示す図である。
【図３】超音波振動子の周辺を分解して示す、貯留部周辺の拡大図である。
【図４】ガス導入部及びヒーターの周辺を拡大して示す図である。
【図５】霧化部及びガス化部におけるキャリアガスの流れを説明する図である。
【図６】ヒーター温度及びガス化部における出口温度の経時変化を説明するグラフである。
【図７】第２実施形態に係る滅菌ガス生成装置の構成を示す図である。
【図８】ヒーターの変形例を説明する図である。
【図９】本発明の一実施形態である滅菌ガス発生装置３３を適用したアイソレータ１０の構成を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態である滅菌ガス発生装置３３の構成を示す図である。
【図１１】ヒーター２００の構成を示す図である。
【図１２】図１０の滅菌ガス発生装置３３のＡ１−Ａ２における平面図である。
【図１３】図１０の滅菌ガス発生装置３３のＡ３−Ａ４における平面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態である滅菌ガス発生装置３５の構成を示す図である。
【図１５】ヒーター２５０の構成を示す図である。
【図１６】図１４の滅菌ガス発生装置３５のＢ１−Ｂ２における平面図である。
【図１７】ヒーター２５０の構成の一部を説明するための図である。
【図１８】従来の滅菌ガス発生装置５００の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１実施形態について＞
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明に係る過酸化水素ガス生成装置は、本実施形態における滅菌ガス生成装置２０として、アイソレータに組み込まれている。このため、アイソレータを例に挙げて説明する。
【００１１】
なお、本明細書において、過酸化水素水とは過酸化水素を水に溶解した過酸化水素水溶液のことであり、本実施形態では過酸化水素が３５％の水溶液を主に使用している。また、過酸化水素ガスを生成するとは純粋に過酸化水素の気体のみを生成するのではなく、過酸化水素及び過酸化水素水のミストが一部混ざったものも含めて使用している。
＜アイソレータの全体構成＞
図１に示すように、アイソレータは、作業室１、気体供給部２、気体排出部３、滅菌ガス供給装置４、及び制御部５を有している。
【００１２】
作業室１は、無菌環境下での作業を行うための作業空間を区画する部分であり、前面に前面扉６を有する箱状部材によって構成されている。前面扉６は、外部から開閉可能に構成されている。この前面扉６には、作業用グローブ７が設けられている。この作業用グローブ７は、作業空間８で作業を行う際に作業者の腕が挿入される。
【００１３】
作業室１における一方の側面には気体供給口９が設けられている。この気体供給口９を通じて気体供給部２からの気体（例えば滅菌ガスとしての過酸化水素ガス）が供給される。ここで、気体供給口９にはＨＥＰＡフィルタ１０が設けられている。このため、気体供給部２からの気体に含まれる埃等はＨＥＰＡフィルタ１０で捉えられ、気体のみが作業空間８に供給される。
【００１４】
作業室１における他方の側面には気体排出口１１が設けられている。この気体排出口１１にもＨＥＰＡフィルタ１０が設けられている。このため、気体排出口１１を通じて埃等が作業空間８に入り込むことが防止される。そして、気体排出口１１からは作業空間８内の気体が排出される。排出された気体は、気体排出部３へと送られる。
【００１５】
気体供給部２は、作業室１へ気体を供給する部分である。この気体供給部２には、吸気口１２、第１三方弁１３、及びファン１４が設けられている。
【００１６】
吸気口１２は、外部から空気を取り込む部分である。ファン１４は、外部から取り込んだ空気を、第１三方弁１３へと送出する。第１三方弁１３は、滅菌ガス供給装置４、ファン１４、及び作業室１のそれぞれと連通されている。そして、制御部５からの制御情報に応じて流路を切り替える。
【００１７】
従って、第１三方弁１３によって滅菌ガス供給装置４と作業室１とが連通されているとき、過酸化水素ガスが作業室１へと供給される。一方、第１三方弁１３によってファン１４と作業室１とが連通されているとき、ファン１４の動作によって空気が作業室１へと供給される。なお、ファン１４は、制御部５からの制御信号によって動作状態と停止状態とが切り替えられる。また、気体の送出量も調整することができる。
【００１８】
気体排出部３は、作業室１の気体を排出する部分である。この気体排出部３には、第２三方弁１５、滅菌物質低減処理部１６、排気口１７、及びファン２１が設けられている。第２三方弁１５は、作業室１の気体排出口１１、ファン２１、及び滅菌物質低減処理部１６のそれぞれと連通されている。そして、制御部５からの制御情報に応じて流路を切り替える。例えば、気体排出口１１と滅菌物質低減処理部１６とを連通したり、気体排出口１１とファン２１とを連通したりする。
【００１９】
ファン２１は、気体排出口１１からの気体を滅菌ガス供給装置４（滅菌ガス生成装置２０）に供給する。このため、気体排出口１１とファン２１とが連通され、滅菌ガス供給装置４と作業室１とが連通されている場合には、気体排出口１１からの気体は、アイソレータ内を循環することになる。
【００２０】
滅菌物質低減処理部１６は、第２三方弁１５と排気口１７との間に設けられており、第２三方弁１５を通じて送られてきた気体中の過酸化水素（滅菌物質）について、その濃度を低減する処理を行う部分である。この滅菌物質低減処理部１６は、例えば白金などの金属触媒や活性炭によって構成される。なお、滅菌物質低減処理部１６に関し、過酸化水素の濃度を低減できれば、金属触媒や活性炭に限定されるものではない。排気口１７は、滅菌物質低減処理部１６で処理された後の気体を大気に排出する部分である。
【００２１】
滅菌ガス供給装置４は、過酸化水素をガス化して供給する部分であり、過酸化水素ガス供給装置に相当する。この滅菌ガス供給装置４は、滅菌物質カートリッジ１８、ポンプ１９、及び滅菌ガス生成装置２０を有する。滅菌物質カートリッジ１８は、滅菌物質としての過酸化水素水を貯蔵する。ポンプ１９は、滅菌物質カートリッジ１８に貯蔵された過酸化水素水を汲み上げ、滅菌ガス生成装置２０に送出する。このポンプ１９は、例えばペリスタポンプによって構成される。滅菌ガス生成装置２０は、供給された過酸化水素水から過酸化水素ガス（滅菌ガス）を発生させる。発生した過酸化水素ガスは、例えば第１三方弁１３に供給される。なお、滅菌ガス生成装置２０については後で詳しく説明する。
【００２２】
制御部５は、前述した各部を電気的に制御する部分である。この制御部５は、例えば、気体供給部２が有する第１三方弁１３やファン１４、気体排出部３が有する第２三方弁１５やファン２１、及び滅菌ガス供給装置４が有する滅菌ガス生成装置２０等を制御する。
【００２３】
制御部５による制御によって、例えば、滅菌ガス生成装置２０で生成された過酸化水素ガスを、第１三方弁１３を通じて作業室１へ供給するとともに、作業室１から排出された過酸化水素ガスを、第２三方弁１５を通じて滅菌ガス生成装置２０の側へ送り、系内を循環させることもできる。そして、系内で過酸化水素ガスを循環させると、この系内を無菌環境にすることができる。前述したように、無菌環境とは、作業室１で行われる作業に必要な物質以外の物質の混入を防いだ限りなく無塵、無菌に近い環境をいう。
＜滅菌ガス生成装置２０について＞
次に、滅菌ガス生成装置２０について説明する。この滅菌ガス生成装置２０は、過酸化水素ガス生成装置に相当する。図２に示すように、滅菌ガス生成装置２０は、霧化部３０とガス化部５０とを有している。霧化部３０は、ポンプ１９から供給された過酸化水素水を霧化する部分である。また、ガス化部５０は、霧化された過酸化水素水をガス化する部分である。
【００２４】
まず、霧化部３０について説明する。霧化部３０は、収容部３１、超音波振動子３２、貯留部３３、及び振動板３４等を含んで構成されている。
【００２５】
収容部３１は、超音波振動子３２や超音波伝播液３５を収容する部分であり、上面に開口を有する中空円筒状の容器である。この収容部３１は、ステンレス鋼等の金属や樹脂によって作製されている。収容部３１の内側空間には、この内側空間を液密の状態で上下に仕切る円形板状の仕切板３６が設けられている。
【００２６】
超音波振動子３２は、超音波振動を発生する素子であり、収容体３７の内部に収容された状態で仕切板３６に取り付けられている。この超音波振動子３２は、制御部５からの制御情報に応じて動作が制御される。例えば、振動の開始や停止、振動の強さが制御部５によって制御される。
【００２７】
貯留部３３は、過酸化水素水を貯留する容器であり、図３に示すように、逆円錐台状に窪んだ凹部３８を備えている。この凹部３８には、ポンプ１９から供給された過酸化水素水が貯留される。凹部３８の底面は、振動板３４によって区画されている。
【００２８】
この振動板３４は、厚さが０．０２ｍｍ程度のステンレス薄板や厚さが０．２ｍｍ程度の樹脂薄板によって構成され、下端部５５の頂部５５ａ側に向けて下り傾斜させた状態で取り付けられている。さらに、振動板３４は、Ｏリング３９を挟んだ状態で、貯留部３３の底面に下側から固定ネジ４０で固定されている。また、貯留部３３の上端部４１はフランジ状に形成され、外筒部５２の下端部５４と気密状態で接続できるようになっている。
【００２９】
収容部３１における仕切板３６よりも上側の空間には、超音波伝播液３５が貯留される。本実施形態では、超音波伝播液３５として水を用いている。この超音波伝播液３５を介して、超音波振動子３２による超音波振動が振動板３４に伝播される。なお、超音波伝播液３５は水に限られず、超音波振動を振動板３４に伝播できる液体であればよい。
【００３０】
そして、貯留部３３に過酸化水素水が貯留された状態で超音波振動子３２を動作させると、超音波伝播液３５を介して超音波振動が振動板３４に伝播され、振動板３４も超音波振動する。この超音波振動によって貯留部３３の過酸化水素水が霧化される。
【００３１】
次に、ガス化部５０について説明する。図２に示すように、ガス化部５０は、内筒部５１、外筒部５２、ガス導入管５３等を含んで構成され、霧化部３０の上方に設けられている。
【００３２】
内筒部５１は、伝熱性を有する金属製の円筒部材によって構成されている。なお、本実施形態の内筒部５１は、ステンレス鋼管により作製されたステンレス部５１Ａと、ステンレス部５１Ａの下端に接続され、ステンレス部５１Ａよりも薄いアルミニウム部材によって作製されたアルミ部５１Ｂとを含んでいる。内筒部５１の直径は、貯留部３３が有する凹部３８の開口径よりも小さく定められている。
【００３３】
内筒部５１の上部側面（ステンレス部５１Ａの側面）には配管５９が取り付けられており、この配管５９を通じて過酸化水素ガスがキャリアガスと共に排出される。配管５９の側面には温度センサ６８を通すための温度センサ用開口６２が設けられている。そして、温度センサ６８と温度センサ用開口６２との隙間は、ブッシング６２ａによって塞がれる。このため、温度センサ６８は気密状態で封止される。この温度センサ６８によって配管５９を流れるガスの温度、すなわちガス化部５０の出口におけるガスの温度が検出される。この検出信号は、制御部５へ出力される。
【００３４】
内筒部５１の上端部６０は、フランジ状に形成されており、内側蓋部材６１が取り付けられることで気密状態に封止されている。また、内筒部５１の下端部５５は、筒の長手方向に対して斜めに切断されている。
【００３５】
この内筒部５１は、水平方向において、その軸心が凹部３８と同心となるように配置されている。また、図３にも示すように、鉛直方向において、下端部５５の頂部５５ａが、凹部３８の傾斜面３８ａに近接する高さとなるように配置されている。ここで、凹部３８の傾斜面３８ａに近接する高さとは、この傾斜面３８ａとの間に狭い隙間を形成する程度の高さ、すなわち、この隙間を通るキャリアガスについて他の部分を通るキャリアガスよりも流速を高める程度の高さを意味する。
【００３６】
図２に示すように、外筒部５２は、内筒部５１よりも一回り大きな直径の金属製の円筒部材によって構成されている。本実施形態の外筒部５２は、その内径が凹部３８の内径と略等しい太さのステンレス鋼管によって構成されている。
【００３７】
外筒部５２の内側空間には、内筒部５１が配置されている。すなわち、外筒部５２と内筒部５１によって二重管が構成されている。そして、外筒部５２の内表面と内筒部５１の外表面との間が、キャリアガスの流れるキャリアガス流路６９となる。
【００３８】
外筒部５２の下端部５４は、前述したように貯留部３３の上端部４１と気密状態で接続される。この外筒部５２によって、内筒部５１は、下端からその長さの約４／５程度の範囲が覆われている。言い換えれば、内筒部５１のアルミ部５１Ｂが覆われている。
【００３９】
外筒部５２の上部側面には、キャリアガスを導入するためのガス導入管５３が、外筒部５２における内部空間（すなわち、キャリアガス流路６９）に連通された状態で取り付けられている。なお、このガス導入管５３については、後で説明する。
【００４０】
外筒部５２の下部側面には、過酸化水素水を流すドレンチューブ６７を通すためのチューブ用開口６４が設けられている。なお、ドレンチューブ６７とチューブ用開口６４との隙間は、ブッシング６４ａによって塞がれる。このため、チューブ用開口６４は気密状態で封止される。さらに、外筒部５２の上端部６５はフランジ状に形成されており、リング状の外側蓋部材６６が取り付けられることで気密状態に封止されている。
【００４１】
次に、ガス導入管５３について説明する。ガス導入管５３は、キャリアガスをガス化部５０へ導入するための中空部材である。すなわち、ファン２１（図１参照）から送出されたキャリアガスは、このガス導入管５３を通じてキャリアガス流路６９に流入する。なお、本実施形態では、キャリアガスとして清浄な空気が用いられている。
【００４２】
ガス導入管５３は、外筒部５２の上端側面に、軸心が水平方向となる状態で取り付けられている。本実施形態において、ガス導入管５３は、金属製の円筒部材によって作製されている。具体的にはステンレス鋼管によって作製されている。そして、ガス導入管５３の内部空間には、ヒーター７１が配置されている。このヒーター７１は、通電によって加熱される部材であり、円柱状の発熱体７３と、発熱体７３の周囲に取り付けられた伝熱性のフィン７４とを有している。すなわち、発熱体７３からの熱をフィン７４によって拡散させている。発熱体７３は通電によって発熱するものであり、発熱体７３への通電は制御部５によって制御される。例えば、ヒーター７１の発熱開始や停止、ヒーター７１の発熱温度を、制御部５から制御することができる。
【００４３】
このヒーター７１は、ガス導入管５３におけるガス化部５０側の近傍に配置されている。そして、ヒーター７１の発熱体７３とガス導入管５３の内表面との間には、流路規制板７５（内部フィン）が取り付けられている。流路規制板７５は、発熱体７３との当接部分が半円形状に切り欠かれた略半円状の金属板によって構成される。この流路規制板７５は、ガス導入管５３の内側空間における片半部分を覆う状態で略鉛直方向に取り付けられている。また、ガス導入管５３は、水平方向に所定間隔をあけた状態で複数枚が互い違いに配置される。これらの流路規制板７５によって、ヒーター７１は、ガス導入管５３の内側空間に位置決めされる。さらに、各流路規制板７５によって、ガス導入管５３の内側空間にはキャリアガスが通る蛇行流路が区画される。この蛇行流路によって、キャリアガスの流れ方向が制限されるため、ヒーター７１からの熱を十分にキャリアガスへ伝えることができる。
【００４４】
ガス導入管５３の側面であって、ヒーター７１の端部とガス化部５０との間には、温度センサ７６を通すための温度センサ用開口７２が設けられている。そして、温度センサ７６と温度センサ用開口７２との隙間は、ブッシング７２ａによって塞がれる。このため、温度センサ７６は気密状態で封止される。この温度センサ７６によって、ヒーター７１で加熱されたキャリアガスの温度が検出される。この検出信号もまた、制御部５へ出力される。
＜滅菌ガスの生成について＞
次に、滅菌ガス生成装置２０による滅菌ガス（過酸化水素ガス）の生成について説明する。前述したように、滅菌ガス生成装置２０は、制御部５からの制御信号によって動作が制御される。
【００４５】
まず、ヒーター７１（発熱体７３）への通電が開始され、ヒーター７１が発熱する。また、ポンプ１９が駆動されて滅菌物質カートリッジ１８の過酸化水素水が、滅菌ガス生成装置２０の貯留部３３に規定量供給される。
【００４６】
さらに、ファン２１の運転が開始されて、キャリアガス（清浄な空気）が系内を循環する。例えば、キャリアガスは、ファン２１から排出された後、滅菌ガス生成装置２０及び第１三方弁１３を通って、気体供給口９から作業室１内に供給される。その後、作業室１の気体排出口１１から排出されたキャリアガスは、第２三方弁１５を通ってファン２１へ戻される。
【００４７】
ヒーター７１が発熱していることから、系内を循環しているキャリアガスの温度は次第に上昇する。図４に示すように、ガス導入管５３におけるヒーター７１の周囲には、複数の流路規制板７５による蛇行流路が設けられている。キャリアガスは、この蛇行流路に沿って蛇行しながら流れるため、ヒーター７１との間で効率よく熱交換をすることができる。その結果、キャリアガスの温度を速やかに上昇させることができる。
【００４８】
図５に示すように、ガス導入管５３で加熱されたキャリアガスは、外筒部５２の上部からキャリアガス流路６９に流入し、このキャリアガス流路６９を下方向に流れる。すなわち、内筒部５１の外周面に沿って流れる。
【００４９】
キャリアガスは、貯留部３３の位置で流れの方向を変える。すなわち、内筒部５１の下端部５５で回り込み、内筒部５１の内側空間に流入する。そして、この内側空間を上昇する。
【００５０】
前述したように、この内筒部５１では、下端部５５を筒の長手方向に対して斜めに切断し、頂部５５ａを凹部３８の傾斜面３８ａに近接する高さに配置している。このため、頂部５５ａ側と反対側とでキャリアガスの流速に差をつけることができる。すなわち、頂部５５ａ側を流れるキャリアガスの流速を、反対側を流れるキャリアガスの流速よりも高めることができる。
【００５１】
キャリアガスの予熱に必要な所定時間が経過すると、制御部５は、超音波振動子３２の動作を開始させる。前述したように、超音波振動子３２による超音波振動は、超音波伝播液３５を介して振動板３４に伝播される。そして、振動板３４の超音波振動によって貯留部３３の過酸化水素水が霧化される。
【００５２】
霧化された過酸化水素水はキャリアガスの流れに乗って内筒部５１の内側空間を上昇する。ここで、頂部５５ａ側におけるキャリアガスの流速を、反対側におけるキャリアガスの流速よりも高くしているので、流速が高められたキャリアガスを凹部３８に貯留された過酸化水素水の液面に吹き付けることができる。これにより、霧化された過酸化水素水を確実に移動させることができる。
【００５３】
そして、霧化された過酸化水素水は、キャリアガスとの熱交換によっても蒸発されるので、貯留部３３に残留する過酸化水素水の量を極力少なくすることができる。また、霧化された過酸化水素水が気化する際に、キャリアガスの熱が過酸化水素水に吸収されるため、キャリアガスの温度が過度に上昇されず、過酸化水素の熱分解を抑制することもできる。従って、過酸化水素ガスを生成する際の残留溶液の量を極力少なくしつつ、熱分解される過酸化水素の量を極力少なくすることができる。
【００５４】
加えて、本実施形態では、凹部３８の底面３８ｂ（振動板３４）を、下端部５５の頂部５５ａ側に向けて下り傾斜させた状態で設けている。このため、凹部３８に貯留された過酸化水素水の量が少なくなると、この下り傾斜によって過酸化水素水が頂部５５ａ側に集められる。これによっても、霧化された過酸化水素水の移動が助けられるため、過酸化水素水を確実にガス化できる。
【００５５】
過酸化水素水に対する霧化の進行に伴い、霧化された過酸化水素水に吸収される熱の量が少なくなる。このため、キャリアガスの温度が上昇する。キャリアガスの温度上昇により、キャリアガスによる過酸化水素水のガス化及び内筒部５１に付着したミスト状の過酸化水素水に対する乾燥が促進される。
【００５６】
過酸化水素水の霧化に必要な時間に亘って超音波振動子３２を動作させたならば、制御部５は、超音波振動子３２の動作を停止させる。その後、予め定められたエアレーション期間に亘ってファン２１を動作させる。これにより、ガス化された過酸化水素を含んだキャリアガスが系内を循環し、無菌環境が形成される。
＜具体例について＞
ここで、過酸化水素水のガス化工程を、具体例に基づいて詳細に説明する。図６は、ヒーターで加熱された直後のキャリアガス温度（ヒーター温度ＨＴ）と、内筒部５１から排出された直後のキャリアガス温度（出口温度ＥＸ）の経時変化を示すグラフである。なお、ヒーター温度ＨＴは温度センサ７６によって検出され、出口温度ＥＸは温度センサ６８によって検出されたものである。
【００５７】
図６の具体例では、ヒーター７１に対する通電開始から１０分間が予熱期間である。そして、予熱期間の経過後２０分間が霧化期間であり、霧化期間の経過後２０分間がエアレーション期間である。
【００５８】
通電開始直後からヒーター温度ＨＴは急速に上昇し、約１分半で１００℃に、約２分半で１５０℃に達する。そして、予熱期間の終了タイミングである１０分後において、ヒーター温度ＨＴは約１９０℃に達する。ヒーター温度ＨＴの上昇に伴って出口温度ＥＸも上昇する。約１分半で５０℃に、約５分半で１００℃に達する。そして、１０分後において、出口温度ＥＸは約１１０℃に達する。なお、本実施形態で使用する過酸化水素水は３５％水溶液であり、その沸点は、水よりも多少高い程度（１０８℃）である。そして、過酸化水素の濃度が高くなるほど過酸化水素水の沸点も高くなる。
【００５９】
出口温度ＥＸが過酸化水素水の沸点以上であることから、ガス化部５０内を流れるキャリアガスの温度もまた過酸化水素水の沸点以上といえる。このため、この予熱期間において制御部５は、ガス導入部５３を流れるキャリアガスの温度を、貯留部３３に貯留された過酸化水素水の沸点以上にすべくヒーター７１に通電する制御を行っているといえる。
【００６０】
その後、制御部５は、予め定められた霧化期間に亘って霧化部３９が有する超音波振動子３２を動作させる制御を行う。霧化期間が開始されると、ヒーター温度ＨＴは徐々に上昇し、約１０分後（通電開始から約２０分後）には、設定温度である２００℃に達した。これに対し、出口温度ＥＸは、霧化期間の開始直後に５０℃程度まで急激に低下し、その後約６分間（通電開始から約１７分まで）に亘って緩やかに上昇した。
【００６１】
出口温度ＥＸの急激な低下は、超音波振動によって霧化された過酸化水素水が気化する際に、キャリアガスの熱が吸収されたためと考えられる。また、出口温度ＥＸの緩やかな上昇は、霧化された過酸化水素水の量の減少が原因と考えられる。すなわち、霧化期間の開始直後は、霧化される過酸化水素水の量が最も多くなって吸熱量が増えたため、出口温度ＥＸが急激に低下したと考えられる。その後、貯留部３３における過酸化水素水の量が徐々に減少したことから霧化量も減少し、出口温度ＥＸが緩やかに上昇したと考えられる。
【００６２】
通電開始から１７分が経過した以降において、出口温度ＥＸは急激に上昇した。これは、貯留部３３における過酸化水素水の霧化が終了したためと考えられる。そして、通電開始から２３分が経過した時点の出口温度ＥＸは、１１０℃よりも若干高い程度になった。その後、出口温度ＥＸは緩やかに上昇し、霧化期間の終了時点（通電開始から３０分後）には約１２０℃になった。
【００６３】
このように、ガス導入部５３で加熱されたキャリアガスをガス化部５０に供給することにより、過酸化水素水が霧化されている期間においては、ガスの温度を過酸化水素水の沸点よりも十分低く抑えることができることが確認できた。これにより、過酸化水素水をガス化するに際して、キャリアガスの温度が過度に上昇されず、過酸化水素が熱によって分解してしまう不具合を抑制できる。
【００６４】
エアレーション期間において、制御部５はヒーター７１への通電を継続する。これにより、ヒーター温度ＨＴは、規定温度である２００℃で一定になり、出口温度ＥＸも１２０℃より若干高い程度で一定になった。この状態で、２０分間に亘ってファン２１の運転を継続することで、貯留部３３や内筒部５１に残存する過酸化水素水が蒸発する。また、過酸化水素ガスを含んだ状態のキャリアガスが系内を循環するので、系内を無菌状態にすることができる。
＜まとめ＞
以上説明したように、本実施形態の滅菌ガス生成装置２０は、貯留部３３に貯留された過酸化水素水に超音波振動を与えて霧化させる霧化部３０と、霧化部３０で霧化されてキャリアガスとともに流れる過酸化水素を上方へ導く内筒部５１と、内筒部５１が内側空間に配置されて二重管を構成し、貯留部３３へ向かって下降するキャリアガス用のガス流路６９を、内筒部５１との間に形成する外筒部５２と、外筒部５２に連通され、外筒部５２に導入される前のキャリアガスが流れる中空のガス導入部５３と、ガス導入部５３を流れるキャリアガスを加熱するヒーター７１と、を備えている。
【００６５】
これにより、ヒーター７１によって加熱されたキャリアガスがガス流路６９を流下して貯留部３３に導入される。そして、貯留部３３で霧化された過酸化水素水はキャリアガスの流れに乗って内筒部５１の内側空間を上方に流れる。その際、貯留部３３の過酸化水素水は、キャリアガスとの熱交換によっても蒸発されるので、貯留部３３に残留する過酸化水素水の量を極力少なくすることができる。また、霧化された過酸化水素水が気化する際に、キャリアガスの熱が過酸化水素水に吸収されるため、キャリアガスの温度が過度に上昇されず、過酸化水素の熱分解を抑制することもできる。従って、過酸化水素ガスを生成する際の残留溶液の量を極力少なくしつつ、熱分解される過酸化水素の量を極力少なくすることができる。
【００６６】
また、本実施形態では、内筒部５１を、伝熱性を有する金属材料（具体的にはステンレス部材及びアルミニウム部材によって構成している。このため、内筒部５１は、ガス導入部５３からのキャリアガスによって加温され、霧化した過酸化水素水の結露を抑制する。従って、過酸化水素水のガス化を促進することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、ヒーター７１をガス導入部５３の内部に配置し、ガス導入部５３の内表面とヒーター７１との間に、キャリアガスの流れ方向を規制するとともに伝熱性を有する金属板製の流路規制板を取り付けている。これにより、キャリアガスとヒーター７１と間における熱交換性を高めることができる。
【００６８】
また、本実施形態において、貯留部３３には逆円錐台状に窪んだ凹部３８を設け、内筒部５１を、下端部５５が筒の長手方向に対して斜めに切断された円筒状部材によって構成する。そして、下端部５５の頂部５５ａを通るキャリアガスの流速が下端部５５の他の部分を通るキャリアガスの流速よりも高くなるように、下端部５５の頂部５５ａを凹部３８の傾斜面３８ａに近接する高さに配置している。これらの構成により、頂部５５ａと傾斜面３８ａとの間を流れるキャリアガスを、凹部３８の過酸化水素水に対して強く吹き付けることができ、霧化された過酸化水素水を確実に移動させることができる。
【００６９】
また、本実施形態において、制御部５は、ガス導入部５３を流れるキャリアガスの温度を、貯留部３３に貯留された過酸化水素水の沸点以上にすべくヒーター７１に通電する制御、及び、ヒーター７１への通電を開始した後、予め定められた期間に亘って霧化部３０が有する超音波振動子３２を動作させる制御を行うので、過酸化水素の熱分解を抑制することができる。
＝＝＝他の実施形態＝＝＝
以上、第１実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。例えば、以下の実施形態のように構成されていてもよい。
＜第２実施形態について＞
図７は、第２実施形態の滅菌ガス生成装置２０´の構成を示す図である。なお、図７において、第１実施形態の滅菌ガス生成装置２０と対応する部分には、［´］（ダッシュ）を付して示し、説明を省略する。
【００７０】
第２実施形態の滅菌ガス生成装置２０´における、第１実施形態の滅菌ガス生成装置２０との相違点は、主に次の通りである。
【００７１】
第１の相違点は、内筒部５１´の上端部分５１ａ´を湾曲させたことである。第２の相違点は、内筒部５１´の下端部５５´が管の長手方向に対して直交する方向に切断され、かつ、振動板３４´に関し、ほぼ水平となるように取り付けられていることである。第３の相違点は、ヒーター７１´を鉛直方向に配置したことである。
【００７２】
第１の相違点に関し、第２実施形態の内筒部５１´もまた伝熱性を有する金属製の円筒状部材によって作製されている。具体的には、ステンレス鋼管によって作製されている。そして、内筒部５１´の上端部分５１ａ´は、内表面が曲面で構成されるように湾曲されている。このように構成することで、過酸化水素ガスやキャリアガスの流れを円滑にすることができ、結露等によって、過酸化水素ガスが内筒部５１´の内表面に付着する不具合を抑制できる。
【００７３】
第２の相違点に関し、振動板３４´の上面（凹部３８´の底面）が水平になるので、凹部３８´での貯留量が少なくなった状態でも、過酸化水素水を振動板３４´の全体に拡げ易くなり、霧化を効率よく行うことができる。
【００７４】
第３の相違点に関し、ガス導入管５３´を、鉛直方向に配置された鉛直部分５３ａ´と水平方向に配置された水平部分５３ｂ´とによって構成し、ヒーター７１´を鉛直部分５３ａ´の内部に鉛直方向に配置している。このように構成することで、ヒーター７１´の水平方向への張り出し量を、第１実施形態のヒーター７１よりも小さくできる。その結果、滅菌ガス生成装置２０´における接地面積を小さくすることができる。
＜その他＞
ヒーター７１，７１´に関し、前述の各実施形態では、ガス導入管５３，５３´の内部空間に配置されているものを例示したが、この構成に限定されるものではない。例えば、図８に示す円筒状のヒーター８１を用い、このヒーター６１を、ガス導入管５３の外周面を囲繞する状態に取り付けてもよい。
【００７５】
また、第１実施形態の各部と第２実施形態の各部を組み合わせることも可能である。例えば、第１実施形態のガス導入管５３に代えて第２実施形態のガス導入管５３´を設け、ヒーター７１´を鉛直方向に配置してもよい。
【００７６】
ところで、上述した実施例では、ファン２１から排出されたキャリアガスは滅菌ガス生成装置２０を経て作業室１に供給され、作業室１から排出されたキャリアガスは再びファン２１に帰還するようになっている。つまり、キャリアガスは、滅菌ガス生成装置２０を通過する際、先ずヒーター７１で加熱されてから貯留部３３に到り、そこで霧化された過酸化水素水を巻き込んで配管５９から流出するものである。予め加熱されたキャリアガスの中に過酸化水素水が霧化されるので、これはいわゆるプレヒート方式と呼べるものである。
【００７７】
そこで、キャリアガスの流れる方向を逆向きにすることも考えられる。即ち、ファン２１によるキャリアガスの送り方向を逆にすることで、作業室１を経たキャリアガスが配管５９から貯留部３３に到り、そこで霧化された過酸化水素水を巻き込んでガス導入管５３へと流入する。このとき、キャリアガスによって運ばれたミスト状の過酸化水素水がガス化部５０に設けられたヒーター７１によって加熱され、ガス化が促進される。これは霧化された後に加熱されるのでポストヒート方式と呼べるものであり、これによっても効率的に過酸化水素水をガス化できるものである。
＜第３実施形態について＞
細胞の培養装置やアイソレータには、一般には、過酸化水素ガス等の滅菌ガスを発生させる滅菌ガス発生装置が設けられている（例えば、特開２０１０−６９２５６号公報参照）。図１８は、従来の滅菌ガス発生装置５００の一例を示す図である。滅菌ガス発生装置５００では、貯留部５２０に貯留された過酸化水素水が霧化（ミスト化）される。そして、霧化された過酸化水素水は、供給口５１０から供給されるキャリアガスとともにヒーター５３０で過熱され、排出口５４０から過酸化水素ガスとして出力される。
【００７８】
ところで、貯留部５２０に貯留された過酸化水素水の量は霧化が進むにつれて減少する。その際、過酸化水素水は過酸化水素の水溶液なので、沸点の低い水の霧化がより速く進む。
【００７９】
従って、貯留部５２０に貯留された過酸化水素水の量が減少すると、貯留部５２０に残る過酸化水素水の濃度は高くなるため、過酸化水素水は次第に霧化されにくくなる。この結果、十分長い時間霧化を継続した場合であっても、貯留部５２０には濃度の高い過酸化水素水が残留してしまうことがある。
【００８０】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、貯留部に濃度の高い過酸化水素水が残留することを抑制できる滅菌ガス発生装置を提供することを目的とする。
【００８１】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。なお、本明細書では、滅菌とは微生物を殺滅して限りなく無菌に近くすることであるが、いわゆる除染、除菌、殺菌なども含めるものとする。また、過酸化水素水とは過酸化水素を水に溶解した過酸化水素水溶液のことであり、本実施形態では過酸化水素が３５重量％の濃度の水溶液を想定している。また、過酸化水素ガスを生成するとは純粋に過酸化水素の気体のみを生成するのではなく、過酸化水素及び過酸化水素水のミストが一部混ざったものも含めて使用している。
【００８２】
図９は、本発明の一実施形態である滅菌ガス発生装置３３Ａを適用したアイソレータ１０Ａの構成を示す図である。
【００８３】
アイソレータ１０Ａは、作業者が滅菌された環境で細胞の調整作業等を行うための装置であり、滅菌ガス発生ユニット２０Ａ、供給装置２１Ａ、作業室２２Ａ、排出装置２３Ａ、及び制御装置２４Ａを含んで構成される。
【００８４】
滅菌ガス発生ユニット２０Ａは、タンク３０Ａ、ポンプ３１Ａ、パイプ３２Ａ、及び滅菌ガス発生装置３３Ａを含んで構成される。
【００８５】
タンク３０Ａは、過酸化水素水（過酸化水素（H2O2）が溶解した水溶液）を貯蔵する。
【００８６】
ポンプ３１Ａは、タンク３０Ａから過酸化水素水を汲み上げ、パイプ３２Ａを介して滅菌ガス発生装置３３Ａに供給する。
【００８７】
滅菌ガス発生装置３３Ａは、供給される過酸化水素水から滅菌ガスである過酸化水素ガスを発生し、キャリアガスである空気とともに供給装置２１Ａへと供給する。なお、滅菌ガス発生装置３３Ａの詳細については後述する。
【００８８】
供給装置２１Ａは、供給される過酸化水素ガス、またはアイソレータ１０Ａの外部の空気を作業室２２Ａへと供給する装置であり、バルブ４０Ａ、及びファン４１Ａを含んで構成される。
【００８９】
バルブ４０Ａは、制御装置２４Ａの制御に基づいて、過酸化水素ガス、または外部の空気をファン４１Ａに供給する電磁バルブである。ファン４１Ａは、バルブ４０Ａから供給される過酸化水素ガス、または空気を作業室２２Ａへと供給する。なお、バルブ４０Ａは、電磁バルブであることとしたが、例えば手動バルブであっても良い。
【００９０】
作業室２２Ａは、細胞の作業を行う空間であり、作業室２２Ａには、エアフィルタ５０Ａ，５１Ａ、扉５２Ａ、及び作業用グローブ５３Ａが設けられている。
【００９１】
エアフィルタ５０Ａは、ファン４１Ａから供給される過酸化水素ガス、または空気に含まれる塵等を除去するためのフィルタである。エアフィルタ５１Ａは、作業室２２Ａから排出されるガス等に含まれる塵等を除去するためのフィルタである。なお、エアフィルタ５０Ａ，５１Ａには、例えば、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタが用いられる。
【００９２】
扉５２Ａは、細胞等を作業室１０に搬入するために作業室１０の前面に開閉可能に設けられている。
【００９３】
作業用グローブ５３Ａは、扉５２Ａが閉じられた状態で作業者が作業室２２Ａ内の細胞等を調整作業できるよう、扉５２Ａに設けられた開口部（不図示）に取り付けられている。なお、扉５２Ａが閉じられた状態では、作業室２２Ａは密閉される。
【００９４】
排出装置２３Ａは、作業室２２Ａから過酸化水素ガスや空気等のガスを排出するための装置であり、バルブ６０Ａ、及び滅菌ガス処理装置６１Ａを含んで構成される。
【００９５】
バルブ６０Ａは、制御装置２４Ａからの制御に基づいて、エアフィルタ５１Ａから出力されるガスを、滅菌ガス処理装置６１Ａ、または滅菌ガス発生装置３３Ａの何れかに供給する電磁バルブである。なお、バルブ６０Ａからの出力が滅菌ガス発生装置３３Ａへと供給される場合、作業室２２Ａのガスは循環されることになる。なお、バルブ６０Ａも、電磁バルブであることとしたが、例えば手動バルブであっても良い。
【００９６】
滅菌ガス処理装置６１Ａは触媒を備え、バルブ６０Ａから出力されるガスを無害化してアイソレータ１０Ａの外部へと出力する。
【００９７】
制御装置２４Ａは、制御装置２４Ａに設けられた操作パネル（不図示）の操作結果に基づいて、アイソレータ１０Ａの各ブロックを制御する装置である。
＝＝滅菌ガス発生装置３３Ａ（第３の実施形態）の詳細＝＝
図１０は、本発明の第３の実施形態である滅菌ガス発生装置３３Ａの構成を示す図である。なお、図１０において、一部のブロックは側面から見た断面図で描かれている。
【００９８】
滅菌ガス発生装置３３Ａは、過酸化水素水を霧化させる霧化装置１００を備えている。霧化装置１００（霧化部）は、伝播水を貯留する貯留容器１１０、蓋部材１１１を備えている。
【００９９】
貯留容器１１０の底面には、伝播水に超音波振動を与えるための超音波振動子１２０が、その放射方向が垂直上向きから所定の角度（例えば、７度）傾いた状態となるように設けられている。
【０１００】
蓋部材１１１は、貯留容器１１０を閉塞する部材であり、蓋部材１１１の上面（＋Ｚ方向の面）には、開口部１２１と、開口部１２１の周辺に形成され、筒状部材１３０がはめ込まれる凹み１２２と、伝播水が注入される注入口１２３とが設けられている。なお、筒状部材１３０は、凹み１２２にはめ込まれた後にナット等（不図示）により固定される。また、注入口１２３には、注入口１２３を開放または閉塞する栓部材１２４が挿入されている。
【０１０１】
筒状部材１３０（本体）の側面には、供給口１４０，１４１、排出口１４２が設けられている。供給口１４０には配管１５０が接続され、キャリアガスが供給される。供給口１４１には前述したパイプ３２Ａが接続され、過酸化水素水が供給される。また、排出口１４２には配管１５１が接続され、生成された滅菌ガスが排出される。なお、供給口１４０と、排出口１４２とは、ほぼ対向する位置に設けられている。
【０１０２】
筒状部材１３０には、供給口１４０及び排出口１４２よりも下方で、筒状部材１３０の底面に過酸化水素水が貯留されるよう、つまり、筒状部材１３０の底面の開口部１４３を塞ぐよう、振動板１３１がパッキンを挟んでボルト等で水密的に固定されている。つまり、本実施形態では、筒状部材１３０と蓋部材１１１、及び振動板１３１によって貯留部１３２が形成されている。そして、超音波振動子１２０が振動すると、超音波振動が伝播水中を伝播して水面に達し、そこに水柱を形成する。水面に発生した水柱が振動板１３１に接触すると、超音波振動が振動板１３１を透過して貯留された過酸化水素水に伝播されるので、過酸化水素水の水面で水柱が発生し、その先端付近で過酸化水素水は霧化される。
【０１０３】
また、筒状部材１３０の上部（＋Ｚ方向）には、ヒーター２００が取り付けられるフランジ１５５が形成されている。
【０１０４】
図１１は、ヒーター２００の構成を示す図であり、図１２は、図１０の滅菌ガス発生装置３３ＡのＡ１−Ａ２における平面図であり、図１３は、図１０の滅菌ガス発生装置３３ＡのＡ３−Ａ４における平面図である。
【０１０５】
ヒーター２００は、図１１〜図１３に示すように、パイプ２１０、フランジ蓋２１１、取り付け板２１２、発熱部材２２０、及び放熱板２３０〜２３５を含んで構成される。
【０１０６】
パイプ２１０には、発熱部材２２０を発熱させるためのケーブル等（不図示）が挿入される。そして、パイプ２１０は、フランジ蓋２１１に設けられた開口部（不図示）に挿入され、パイプ２１０の下端は、円盤状の取付け板２１２の上側の面に固定されている。なお、フランジ蓋２１１は、筒状部材１３０の内部のガスが外側に漏れないよう、フランジ１５５にナット等（不図示）で取り付けられる。
【０１０７】
取付け板２１２の下側の面には、円筒状の発熱部材２２０が取り付けられている。また、前述したパイプ２１０の内部に配設されたケーブル等は、取り付け板２１２を貫通し、発熱部材２２０を発熱可能に発熱部材２２０に接続されている。そして、放熱板２３０〜２３５は、発熱部材２２０の長手方向に沿って、発熱部材２２０から放射状に形成されている。ただし、放熱板２３０〜２３５のうち、放熱板２３０，２３３以外の放熱板の長さは放熱板２３０，２３３の長さより短く、その上端は供給口１４０の下端と同じか低くなるように設けられている。また、放射板２３０〜２３５のそれぞれは、図１３に示すように、ヒーター２００が筒状部材１３０内に収納できる範囲で、可能な限り広い幅を有している。
【０１０８】
このため、図１０に示すように、ヒーター２００が実際に筒状部材１３０の内部に取り付けられると、発熱部材２２０は、筒状部材１３０の中心軸方向に沿って設けられことになる。そして、放熱板２３０及び放熱板２３３（一対の第１放熱板）は、供給口１４０からのキャリアガスが直接排出口１４２から排出されないよう、つまり、キャリアガスが過酸化水素水の水面と発熱部材２２０の下端との間の空間を経由して排出口１４２から排出されるように、筒状部材１３０の内部を供給口１４０から貯留部１３２へ到る空間と、貯留部１３２から排出口１４２へと至る空間に分ける働きをする。なお、本実施形態では、キャリアガスがフランジ蓋２１１側に流れないよう、円盤状の取付け板２１２の直径を、筒状部材１３０の直径に略等しく（実際には、ヒーター２００が筒状部材１３０内に収められるよう、取付け板２１２の直径を、筒状部材１３０の直径より若干短く）している。
【０１０９】
このような構成の滅菌ガス発生装置３３Ａでは、供給口１４０からのキャリアガスは、過酸化水素水が貯留された貯留部１３２に供給される前に、ヒーター２００の放熱板２３０と放熱板２３１の間、放熱板２３１と放熱板２３２の間、放熱板２３２と放熱板２３３の間を通過するので効果的にヒーター２００によって加熱される。この結果、滅菌ガス発生装置３３Ａは、貯留された過酸化水素水の濃度が高くなった場合であっても、加熱されたキャリアガスによって過酸化水素水をより確実に霧化させることができる。更に、貯留部１３２を通過したキャリアガスはヒーター２００の放熱板２３３と放熱板２３４の間、放熱板２３４と放熱板２３５の間、放熱板２３５と放熱板２３０の間を通過して加熱されるので、過酸化水素水のガス化が促進される。なお、発熱部材２２０、及び放熱板２３０〜２３５の材料としては、例えば、ＳＵＳ３０４が使用される。
＜第４実施形態について＞
＝＝滅菌ガス発生装置３５（第４の実施形態）の詳細＝＝
図１４は、本発明の第４の実施形態である滅菌ガス発生装置３５Ａの構成を示す図である。なお、図１４においても、一部のブロックは側面から見た断面図で描かれている。また、図１４の滅菌ガス発生装置３５Ａと図１０の滅菌ガス発生装置３３Ａとを比較すると、ヒーター２５０以外の構成は同じである。このため、ここではヒーター２５０以外の構成の説明は省略する。
【０１１０】
図１５は、ヒーター２５０の構成を示す図であり、図１６は、図１４の滅菌ガス発生装置３５ＡのＢ１−Ｂ２における平面図である。さらに、図１７は、供給口１４０側から見たヒーター２５０の構成の一部を示す図である。
【０１１１】
ヒーター２５０は、滅菌ガス発生装置３５Ａに、図１４で示した流路Ａ及び流路Ｂが形成されるような形状を有している。ここで、流路Ａは、供給口１４０からキャリアガスが直接排出口１４２へと流れる流路であり、流路Ｂは、キャリアガスがヒーター２５０の下端から過酸化水素水の表面までの空間を経由して排出口１４２へと流れる流路である。
【０１１２】
ヒーター２５０は、図１１に示すヒーター２００と同様に、パイプ２１０、フランジ蓋２１１、取り付け板２１２、発熱部材２２０、及び放熱板２３１，２３２，２３４，２３５，２４０，２４１を含んで構成される。ヒーター２５０と、前述したヒーター２００とを比較すると、放熱板２３０，２３１の代わりに放熱板２４０，２４１が設けられている以外の構成は同じである。
【０１１３】
放熱板２４０，２４１は、放熱板２３０，２３１と同様に、発熱部材２２０に放射状に形成されている。そして、放熱板２４０，２４１の長さは、放熱板２３０，２３１と同様に他の放熱板２３１等の長さよりも長い。ただし、図１７に示すように、放熱板２４０，２４１には、供給口１４０からのキャリアガスが通過できる孔３００ａ〜３００ｄ，３００ｅ〜３００ｈがそれぞれ設けられている。このため、図１６に示すように、供給口１４０からのキャリアガスの一部は、孔３００ａ〜３００ｈ（開口）を介して直接排出口１４２へと向かって流れ、排出される。そして、本実施形態では、貯留部１３２（筒状部材１３０の底面）に過酸化水素水が貯留されていない状態において、経路Ａに流れるキャリアガスの量Ｑａが、経路Ｂに流れるキャリアガスの量Ｑｂよりも少なくなり、かつ、量Ｑａ，Ｑｂの比が所定の値となるよう（例えば、Ｑａ：Ｑｂ＝３：７）、放熱板２４０，２４１以外の放熱板の長さや、孔３００ａ〜３００ｈの大きさ、形状等が設計されている。
【０１１４】
このような流路Ａ，Ｂが形成される滅菌ガス発生装置３５Ａの貯留部１３２に過酸化水素水が貯留されると、過酸化水素水の水面は上昇し、過酸化水素水の水面とヒーター２５０の下端との間の空間は狭くなる。この結果、この状態では、筒状部材１３０の底面に過酸化水素水が貯留されていない状態よりも流路Ｂに流れるキャリアガスの量Ｑｂは減少する（例えば、Ｑａ：Ｑｂ＝４：６）。ところで、例えば、過酸化水素水の水面が高い場合に流路Ｂに流れるキャリアガスの量Ｑｂが多いと、その勢いで過酸化水素水が霧化されずに水滴のままで排出口１４２から飛散してしまう危険性がある。しかしながら、滅菌ガス発生装置３５Ａでは、過酸化水素水の水面が高い場合は、キャリアガスの量Ｑｂは少なく、過酸化水素水の水面が低くなるにつれてキャリアガスの量Ｑｂは増加する。したがって、滅菌ガス発生装置３５Ａは、過酸化水素水が残留することを防ぐことができるだけでなく、安全に過酸化水素水を霧化させることができる。
【０１１５】
以上、アイソレータ１０Ａ及び、本実施形態の滅菌ガス発生装置３３Ａ，３５について説明した。
【０１１６】
滅菌ガス発生装置３３Ａのヒーター２００は、供給部１４０から、過酸化水素水が貯留される貯留部１３２（筒状部材１３０の底面）に向かって流れるキャリアガスを加熱する。このため、例えば、過酸化水素水を霧化した後にのみ加熱する従来の滅菌ガス発生装置（例えば、図１８）と比較して、より確実に過酸化水素水を霧化させることができる。したがって、本実施形態の滅菌ガス発生装置３３Ａは、濃度の高い過酸化水素水が残留することを防ぐことができる。
【０１１７】
また、例えば、従来の滅菌ガス発生装置５００（例えば、図１８）は、ヒーター５３０が収められる内側の筒状部材と、キャリアガスが供給される外側の筒状部材とを備えるいわゆる二重管構造である。これに対し、本実施形態の滅菌ガス発生装置３３Ａは、キャリアガスが供給される筒状部材１３０の内部に、所望の流路を形成しつつ、キャリアガスを加熱できるようなヒーター２００が設けられている。つまり、滅菌ガス発生装置３３Ａは、いわゆる単管構造である。このため、滅菌ガス発生装置３３Ａは、例えば部品点数を減らすことができ、製造コストを安くすることができる。
【０１１８】
また、筒状部材１３０の内壁と、一対の放熱板２３０，２３３とに挟まれた領域のうち、供給口１４０側の領域には、放熱板２３１，２３２（第２放熱板）が設けられている。このため、供給部１４０からのキャリアガスがヒーター２００の放熱板２３０と放熱板２３１の間、放熱板２３１と放熱板２３２の間、放熱板２３２と放熱板２３３の間を通り、放熱板との接触面積が増すので、効率良く加熱することができる。さらに、排出口１４２側の領域には、放熱板２３４，２３５（第３放熱板）が設けられているため、同様に放熱板との接触面積が増すので、霧化された過酸化水素水及びキャリアガスをより効率良く加熱することができる。
【０１１９】
また、過酸化水素水を貯留する容器としては、例えば、図１８の従来の滅菌ガス発生装置５００に示したように、底面に振動板が取り付けられたカップ状の貯留容器を用いても良い。そして、そのような貯留容器を筒状部材１３０の底面に取り付けても良い。ただし、本実施形態では、筒状部材１３０の底面に過酸化水素水が貯留されるよう、筒状部材１３０の開口部１４３が振動板１３１で塞がれている。このような構成とした場合、貯留容器を用いる必要がないため、部品点数をさらに削減することができる。
【０１２０】
なお、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
【０１２１】
また、流路Ａにキャリアガスを流すために、放熱板２４０，２４１には孔３００ａ〜３００ｈが設けられたがこれに限られるものでは無い。例えば、流路Ａにキャリアガスを流すために、放射板２４０，２４１に切れ込みの開口が形成されていても良い。
【符号の説明】
【０１２２】
１…作業室，２…気体供給部，３…気体排出部，４…滅菌ガス供給装置，５…制御部，６…前面扉，７…作業用グローブ，８…作業空間，９…気体供給口，１０…ＨＥＰＡフィルタ，１１…気体排出口，１２…吸気口，１３…第１三方弁，１４…ファン，１５…第２三方弁，１６…滅菌物質低減処理部，１７…排気口，１８…滅菌物質カートリッジ，１９…ポンプ，２０、２０´…滅菌ガス生成装置，２１…ファン，３０…霧化部，３１…収容部，３２…超音波振動子，３３…貯留部，３４、３４´…振動板，３５…超音波伝播液，３６…仕切板，３７…収容体，３８、３８´…凹部，３９…Ｏリング，４０…固定ネジ，４１…貯留部の上端部，５０…ガス化部，５１、５１´…内筒部，５１Ａ…ステンレス部，５１Ｂ…アルミ部，５１ａ´…内筒部の上端部分，５２…外筒部，５３、５３´…ガス導入管，５３ａ´…ガス導入管の鉛直部分，５３ｂ´…ガス導入管の水平部分，５４…外筒部の下端部，５５、５５´…内筒部の下端部，５５ａ…頂部，５９…配管，６０…内筒部の上端部，６１…内側蓋部材，６２…温度センサ用開口，６２ａ…ブッシング，６４…チューブ用開口，６４ａ…ブッシング，６５…外筒部の上端部，６６…外側蓋部材，６７…ドレンチューブ，６８…温度センサ，６９…キャリアガス流路，７１、７１´…ヒーター，７２…温度センサ用開口，７２ａ…ブッシング，７３…発熱体，７４…フィン，７５…流路規制板，７６…温度センサ，８１…ヒーター，１０Ａ…アイソレータ，２０Ａ…滅菌ガス発生ユニット，２１Ａ…供給装置，２２Ａ…作業室，２３Ａ…排出装置，２４Ａ…制御装置，３０Ａ…タンク，３１Ａ…ポンプ，３２Ａ，２１０…パイプ，３３Ａ，３５Ａ…滅菌ガス発生装置，４０Ａ，６０Ａ…バルブ，４１Ａ…ファン，５０Ａ，５１Ａ…エアフィルタ，５２Ａ…扉，５３Ａ…グローブ，６１Ａ…滅菌ガス処理装置，１００…霧化装置，１１０…貯留容器，１１１…蓋部材，１２０…超音波振動子，１２１，１４３…開口部，１２２…凹み，１２３…注入口，１２４…栓部材，１３０…筒状部材，１３１…振動板，１３２…貯留部，１４０，１４１…供給口，１４２…排出口，１５０，１５１…配管，１５５…フランジ…，２００…ヒーター，２１１…フランジ蓋，２１２…取付け板，２２０…発熱部材，２３０〜２３５，２４０，２４１…放射板，３００ａ〜３００ｈ…孔
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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