(57)【要約】【課題】コンパクトな構成で、滅菌ガスを所望温度に加温した状態で触媒に通して無害化できる滅菌ガス無害化装置を提供する。【解決手段】滅菌槽内から排出される滅菌ガスを無害化する装置であって、内筒２と外筒３とからなる二重管構造とされ、内筒２内に触媒４が設けられる一方、外筒３がヒータで加温される。滅菌槽内からの気体は、内筒２と外筒３との隙間を通された後、内筒２内の触媒４を通される。滅菌ガスがホルムアルデヒドガスの場合、外気の取入口７ｃを備え、ホルムアルデヒドガスに空気を混入して、触媒４に通されるのが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
滅菌槽内から排出される滅菌ガスを無害化する装置であって、
内筒と外筒とからなる二重管構造とされ、内筒内に触媒が設けられる一方、外筒がヒータで加温され、
前記滅菌槽内からの気体は、内筒と外筒との隙間を通された後、内筒内を通される
ことを特徴とする滅菌ガス無害化装置。
【請求項２】
外気の取入口を備え、
前記滅菌槽内から排出される滅菌ガスとしてのホルムアルデヒドガスは、前記取入口からの空気を混入された後、前記触媒に通される
ことを特徴とする請求項１に記載の滅菌ガス無害化装置。
【請求項３】
前記内筒と前記外筒とからなる二重管は、軸方向一端部において、前記滅菌槽からの排気路が接続される一方、軸方向他端部において、前記内筒の内外が連通されており、
前記内筒内には、軸方向中央部よりも前記軸方向一端部の側に寄った位置に、前記触媒が設けられている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の滅菌ガス無害化装置。
【請求項４】
前記内筒の中空穴の断面積は、前記内筒と前記外筒との隙間の断面積と同じかそれ以上に設定されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の滅菌ガス無害化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス滅菌装置から排出される滅菌ガスを無害化する滅菌ガス無害化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス滅菌装置として、たとえば、下記特許文献１に開示される低温蒸気ホルムアルデヒド滅菌装置が知られている。この装置では、真空下の滅菌槽内で、ホルムアルデヒド含有水蒸気により滅菌物を滅菌するが、ホルムアルデヒドは有害なため、無害化して排出する必要がある。そのため、ホルムアルデヒドを触媒に通して分解することが考えられるが、ホルムアルデヒドを分解するには、触媒への供給温度を所定温度以上に確保する必要がある。
【０００３】
このように、滅菌ガスを触媒に通して無害化する際、滅菌ガスによっては、所定温度未満では無害化されないので、所定温度以上に加温して触媒に通す必要がある。この際、触媒自体を加温するだけでは、滅菌ガスの温度が低いと、滅菌ガスが触媒を通過する際に温度低下して、無害化されないおそれがある。また、滅菌ガスの自然発火温度との関係で、触媒自体を直接に加温すると、火災のリスクもある。
【０００４】
従来、有害ガスの無害化装置として、下記特許文献２に開示される環境浄化マイクロリアクターシステムが提案されている。この装置では、有害ガスがエチレンオキサイドガスである場合、エチレンオキサイドガスの爆発を防止するために、予め加温された空気と混合して触媒に通される。具体的には、装置外部の空気を吸入しヒータにより加熱して一定流量にて送出可能な空気加熱部（１）と、装置外部より導入される有害ガスと空気加熱部より送出された加熱空気とが流入し混合が行われる気体混合室（２）と、気体混合室にて混合された混合気体が三次元構造体触媒内を流動しながら移動する間に触媒と接触することによって有害ガスの無害化処理が達成される触媒反応部（３）とを具備する。なお、触媒反応部の三次元構造体触媒（３２）に直接電流を流しヒータとして使用できる。また、空気加熱部（１）としては、市販の温風発生器が使用される。
【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載の環境浄化マイクロリアクターシステムでは、触媒反応部（３）の他に、空気加熱部（１）が必要である。また、触媒に通される前に、空気は加温されるが、有害ガスは加温されない。そのため、触媒への入口温度が低くなり、有害ガスが無害化されないおそれがある。有害ガス（または空気との混合ガス）を触媒に通す前に加温しようとすれば、筒状の滅菌ガス無害化装置の長さを増してヒータを設けることになるが、それでは設置スペースが大きくなる。その他、触媒自体をヒータとした場合、前述したとおり、火災のリスクもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２３５０３０号公報（段落［０００２］、［００２６］、［００３６］）
【特許文献２】特開２００５−２５４１９４号公報（請求項１、段落［００２６］、［００４０］、［００４３］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、コンパクトな構成で、滅菌ガスを所望温度に加温した状態で触媒に通して無害化できる滅菌ガス無害化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、滅菌槽内から排出される滅菌ガスを無害化する装置であって、内筒と外筒とからなる二重管構造とされ、内筒内に触媒が設けられる一方、外筒がヒータで加温され、前記滅菌槽内からの気体は、内筒と外筒との隙間を通された後、内筒内を通されることを特徴とする滅菌ガス無害化装置である。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、滅菌ガス無害化装置は、内筒と外筒とからなる二重管構造とされ、滅菌槽内からの気体（滅菌ガス）を、内筒と外筒との隙間を通した後、内筒内の触媒に通すので、コンパクトな構成とすることができる。また、外筒をヒータで加温することで、内筒と外筒との隙間の他、内筒の中空穴内および触媒を加温することができる。これにより、触媒への滅菌ガスと、触媒自体を加温することができ、滅菌ガスの無害化を確実に図ることができる。その一方、触媒自体をヒータで直接に加温しないので、滅菌ガスの発火を防止することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、外気の取入口を備え、前記滅菌槽内から排出される滅菌ガスとしてのホルムアルデヒドガスは、前記取入口からの空気を混入された後、前記触媒に通されることを特徴とする請求項１に記載の滅菌ガス無害化装置である。
【００１１】
ホルムアルデヒドの分解反応には酸素が必要であるが、滅菌槽内からの空気排除後の状況で滅菌を図ると、滅菌槽内からの排気時に、ホルムアルデヒドを触媒に通しても、酸素不足により所期の分解がなされないおそれがある。ところが、請求項２に記載の発明によれば、滅菌槽内からの気体に空気を混入して触媒に通すので、ホルムアルデヒドの分解を確実に図ることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記内筒と前記外筒とからなる二重管は、軸方向一端部において、前記滅菌槽からの排気路が接続される一方、軸方向他端部において、前記内筒の内外が連通されており、前記内筒内には、軸方向中央部よりも前記軸方向一端部の側に寄った位置に、前記触媒が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の滅菌ガス無害化装置である。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、滅菌槽内からの気体は、軸方向一端部から他端部へ向けて、内筒と外筒との隙間を通された後、内筒内へ入り、軸方向他端部から軸方向一端部へ向けて通される。その際、内筒内の触媒に通されることで、無害化される。触媒は、内筒内において、軸方向中央部よりも前記軸方向一端部の側に寄った位置に設けられるので、滅菌槽内からの気体の昇温区間を確保して、触媒での無害化は確実になされる。
【００１４】
さらに、請求項４に記載の発明は、前記内筒の中空穴の断面積は、前記内筒と前記外筒との隙間の断面積と同じかそれ以上に設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の滅菌ガス無害化装置である。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、内筒の中空穴の断面積を、内筒と外筒との隙間の断面積と同じかそれ以上に設定することで、滅菌ガス流通時の圧力損失の低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の滅菌ガス無害化装置によれば、コンパクトな構成で、滅菌ガスを所望温度に加温した状態で触媒に通して無害化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例の滅菌ガス無害化装置を示す概略断面図である。
【図２】図１の滅菌ガス無害化装置の変形例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例の滅菌ガス無害化装置１を示す概略断面図である。
【００１９】
本実施例の滅菌ガス無害化装置１は、ガス滅菌装置の滅菌槽内からの排気系統に設けられ、滅菌槽内から排気される滅菌ガスを無害化する装置である。たとえば、滅菌槽内の気体は、水封式の真空ポンプにより外部へ吸引排出可能とされており、滅菌槽内から真空ポンプへの排気路に、滅菌ガス無害化装置１が設けられる。真空ポンプを作動させて、滅菌槽内から滅菌ガス（有害成分を含んだ気体）を外部へ排出する際、滅菌ガス無害化装置１を介することで、滅菌ガスを無害化することができる。なお、滅菌槽内から真空ポンプへの排気路には、滅菌ガス無害化装置１より上流側（つまり滅菌槽と滅菌ガス無害化装置１との間）に、真空弁を設けてもよい。真空弁は、真空ポンプの発停と連動して開閉される。
【００２０】
ガス滅菌装置は、滅菌槽内に滅菌ガスを導入して、滅菌槽内の滅菌物を滅菌する装置である。滅菌ガスは、特に問わないが、たとえばホルムアルデヒドガスである。言い換えれば、ガス滅菌装置は、たとえば低温蒸気ホルムアルデヒド滅菌装置である。低温蒸気ホルムアルデヒド滅菌装置は、減圧下の滅菌槽内にホルムアルデヒドガス（より詳細にはホルムアルデヒド含有水蒸気）を導入して、大気圧未満で、比較的低温（典型的には５５〜８０℃、好適には５０〜６０℃、本実施例では５５℃）のガスで、滅菌物を滅菌する装置である。
【００２１】
滅菌ガス無害化装置１は、内筒２と外筒３とからなる二重管構造とされ、内筒２内に触媒４が設けられる一方、外筒３にヒータ（図示省略）が設けられる。
【００２２】
内筒２および外筒３は、本実施例では円筒状に形成されており、たとえばステンレスのような金属製である。内筒２は、外筒３よりも小径とされ、外筒３内に収容される。その際、内筒２と外筒３とは、軸線を一致させて同心円状に配置される。
【００２３】
内筒２および外筒３は、軸方向一端部（図１において右端部）に流体の出入口を備え、軸方向他端部（図１において左端部）において端壁５で閉じられる。つまり、内筒２と外筒３との間の円筒状隙間は、軸方向他端部において、端壁５で閉じられると共に、内筒２の中空穴も、同じ端壁５で閉じられる。そして、この端壁５に近い位置で、内筒２の周側壁には、周方向に離隔して、複数の連通部（貫通穴または切欠き）６が形成されており、この連通部６により、内筒２の内外が連通する。つまり、内筒２と外筒３との間の円筒状隙間と、内筒２の中空穴とは、内筒２の周側壁に設けた連通部６を介して連通する。
【００２４】
一方、軸方向一端部において、内筒２と外筒３との間の円筒状隙間は、滅菌槽からの配管に接続され、内筒２の中空穴は、真空ポンプへの配管に接続される。図示例では、軸方向一端部においても、端壁７が設けられており、この端壁７により、内筒２と外筒３との間の円筒状隙間や、内筒２の中空穴は閉じられる。但し、この端壁７には、前記円筒状隙間や前記中空穴と対応した位置に、それぞれ貫通穴７ａ，７ｂが形成されている。そして、この貫通穴７ａ，７ｂに設けた管部に、滅菌槽からの配管や、真空ポンプへの配管が接続される。
【００２５】
内筒２の中空穴には、軸方向中途部に、滅菌ガスを分解するための触媒４が設けられる。触媒４としては、白金またはパラジウムを担持した網状材など、従来公知の各種のものを用いることができる。
【００２６】
このような構成であるから、真空ポンプを作動させると、滅菌槽内からの気体は、内筒２と外筒３との間の円筒状隙間に導入され、この円筒状隙間を軸方向一端部から他端部へ流通した後、内筒２の連通部６を介して内筒２内へ導入される。そして、内筒２内に導入された気体は、内筒２の中空穴を軸方向他端部から一端部へ流通して、その間に触媒４と接触して無害化された後、真空ポンプにて吸引排出される。
【００２７】
外筒３には、ヒータ（図示省略）が設けられる。たとえば、外筒３の周側壁の他、好ましくは前記端壁５，７（少なくとも軸方向他端部の端壁５）を、外側から覆うように、マントルヒータが設けられる。このヒータを作動させることで、外筒３内ひいては内筒２内および触媒４を、加温することができる。つまり、本実施例では、ヒータは、触媒４を加温するだけでなく、滅菌槽内から触媒４への気体も加温することができる。しかも、触媒４の外側（内筒２と外筒３との隙間）に、触媒４への滅菌ガスを流通させることで、触媒４を必要以上に加温することがなく、滅菌ガスの発火を防止することができる。
【００２８】
滅菌ガスがホルムアルデヒドガスである場合、滅菌槽内からの気体を触媒に通す前に、ヒータにより外筒３（ひいては触媒４）は設定温度（１５０℃以上であり、好ましくは２００〜２５０℃）に加温され、その後、設定温度を維持するようにヒータが制御される。そして、滅菌ガス無害化装置１に滅菌ガスを通す際、滅菌ガス（ホルムアルデヒドガス）は、触媒４の直前で１５０℃以上に加温され、触媒４にて確実に無害化される。なお、ホルムアルデヒドを含む気体が触媒を通過中、反応熱により、触媒４の温度は前記設定温度よりも高くなるが、ホルムアルデヒドの自然発火温度よりも低く抑えられる。
【００２９】
ところで、ホルムアルデヒドの分解反応は、反応式「ＨＣＨＯ＋Ｏ２→ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ」で示されるとおり、酸素が必要である。ところが、低温蒸気ホルムアルデヒド滅菌装置では、滅菌槽内からの空気排除がなされた後に、滅菌槽内にホルムアルデヒドガスを導入して、真空下で滅菌が図られる。そのため、滅菌槽内からの排気時に、ホルムアルデヒドを滅菌ガス無害化装置１に通しても、酸素不足により所期の分解がなされないおそれがある。そこで、滅菌槽内からの気体は、外部からの空気を混入された後、滅菌ガス無害化装置１に通されるのが好ましい。
【００３０】
図示例では、前記軸方向一端部の端壁７（前記円筒状隙間と連通する位置）に、外気の取入口として、空気穴７ｃを開けている。そのため、真空引きがなされる際、滅菌槽内からの気体に、外部からの空気が自動的に引き込まれて、内筒２と外筒３との隙間を介した後、内筒２内の触媒に通される。この間、滅菌槽内からの気体と外部からの空気との混合や、ヒータによる加温がなされる。また、滅菌槽内からのホルムアルデヒドガスに空気を混入して稀釈することで、触媒での過度な温度上昇を抑えることもできる。なお、滅菌槽と滅菌ガス無害化装置１との間に真空弁を設けると共に、この真空弁より下流に空気穴７ｃを設けた場合、真空弁を閉鎖中、所望により真空ポンプを作動させて、触媒に空気を取り込むことも可能となる。
【００３１】
さらに、空気穴７ｃへの管路に弁を設けて、この弁の開閉または開度を調整可能としてもよい。また、空気穴７ｃは、軸方向一端部の端壁７に限らず、外筒３に形成されてもよいし、場合により、滅菌槽から滅菌ガス無害化装置１への配管に形成されてもよい。いずれにしても、滅菌槽内からの気体に空気を混入して滅菌ガス無害化装置１に通すことで、ホルムアルデヒドの分解を確実に図ることができる。
【００３２】
なお、滅菌ガス無害化装置１の姿勢は、横向きに限らず、縦向きや、斜めであってもよい。つまり、図１では、滅菌ガス無害化装置１は、内筒２および外筒３の軸線を、左右方向へ沿って配置しているが、上下方向へ沿って配置したり、斜めに配置したりしてもよい。上下や斜めに配置する場合、前記一対の端壁５，７の内、いずれを上方へ向けてもよい。但し、滅菌槽内からの気体が凝縮し得る場合には、真空ポンプへの接続部（つまり図１における右端部）を下方へ向けて使用するのがよい。
【００３３】
また、内筒２内に設けられる触媒４は、内筒２の軸方向中央部よりも軸方向一端部の側に寄った位置に設けられるのが好ましい。これにより、滅菌ガスは、内筒２と外筒３との間の円筒状隙間を介した後、内筒２内に入って、内筒２の半分以上の区間を経てから触媒４に通されることになる。このようにして、滅菌ガスの昇温区間を確保して、触媒４での無害化を確実に図ることができる。
【００３４】
さらに、内筒２の中空穴の断面積は、内筒２と外筒３との隙間の断面積と同じかそれ以上に設定されるのが好ましい。内筒２の中空穴の断面積を、内筒２と外筒３との隙間の断面積と同じかそれ以上に設定することで、滅菌ガス流通時の圧力損失の低減を図ることができる。その際、内筒２と外筒３との間の円筒状隙間は、その隙間の断面積と同程度の断面を有する配管のまま滅菌槽に接続されるのが好ましく、また、内筒２の中空穴は、その中空穴の断面積と同程度の断面を有する配管のまま真空ポンプに接続されるのが好ましい。
【００３５】
図２は、滅菌ガス無害化装置１の変形例を示す概略断面図である。本変形例の滅菌ガス無害化装置１も、基本的には前記実施例と同様である。そこで、以下においては、両者の異なる点を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。
【００３６】
前記実施例の滅菌ガス無害化装置１では、内筒２および外筒３の軸方向他端部（図１において左端部）の開口部を端壁５で閉じると共に、内筒２の軸方向他端部の周側壁に連通部６を設けて、内筒２の内外を連通させたが、本変形例の滅菌ガス無害化装置１では、外筒３の軸方向他端部の開口部を端壁５で閉じるが、内筒２の軸方向他端部は端壁５から離隔させて隙間を空けられている。そして、この隙間（内筒２の軸方向他端部と端壁５との隙間）が、内筒２の内外を連通させる連通部６として機能する。この場合も、内筒２と外筒３との円筒状隙間を軸方向一端部から軸方向他端部へ流れる気体は、軸方向他端部において折り返されて内筒２内に入り、軸方向一端部へ向けて流され、内筒２内の触媒４を介して導出される。その他の構成は、前記実施例と同様のため、説明を省略する。
【００３７】
本発明の滅菌ガス無害化装置１は、前記実施例（変形例を含む）の構成に限らず、適宜変更可能である。特に、滅菌槽内から排出される滅菌ガスを無害化する装置であって、内筒２と外筒３とからなる二重管構造とされ、内筒２内に触媒４が設けられる一方、外筒３がヒータで加温され、滅菌槽内からの気体は、内筒２と外筒３との隙間を通された後、内筒２内を通されるのであれば、その他の構成は適宜に変更可能である。
【００３８】
たとえば、前記実施例では、低温蒸気ホルムアルデヒド滅菌装置に適用した例について説明したが、ホルムアルデヒドガスを用いたその他の滅菌装置にも適用できる。さらには、ホルムアルデヒドガス以外の滅菌ガス（たとえば酸化エチレンガス）を用いた滅菌装置にも適用可能である。その際、滅菌ガスに応じて、触媒やその加温目標温度を変更可能である。
【００３９】
また、前記実施例では、内筒２および外筒３は、それぞれ円筒から構成されたが、場合により、断面四角形などの角筒から構成されてもよい。
【００４０】
また、前記実施例では、滅菌槽内から真空ポンプへの排気路に、滅菌ガス無害化装置１を設ける例について説明したが、真空ポンプに限らず、その他の減圧手段を用いてもよい。さらに、滅菌槽内が大気圧を超える圧力にして滅菌する場合、大気圧との差圧による排気路に、滅菌ガス無害化装置１を設けてもよい。その場合、排気路には排気弁が設けられており、滅菌槽内が滅菌ガスで加圧された状態で排気弁を開けると、滅菌槽内の滅菌ガスは滅菌ガス無害化装置１を介して無害化された後、外部へ排出される。
【符号の説明】
【００４１】
１  滅菌ガス無害化装置
２  内筒
３  外筒
４  触媒
５  端壁
６  連通部
７  端壁（７ａ：貫通穴、７ｂ：貫通穴、７ｃ：空気穴）
【図１】
2018111069.tif 000003
【図２】
2018111069.tif 000004