灭菌物质供给装置及隔离器的制作方法

专利名称：灭菌物质供给装置及隔离器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种隔离器及隔离器用灭菌物质供给装置。
背景技术：
隔离器在其内部具有处于无菌环境的操作室，操作室用于进行要求无菌环境的操 作，例如进行细胞培养等以来源于生物体的材料为对象的操作。在此，所谓无菌环境是指为 了避免在操作室进行的操作所必须的物质以外的物质混入而无限接近无菌的环境。另外， 所谓灭菌处理是指用于实现该无菌环境的处理，而将用于进行灭菌处理的物质称为灭菌物 质。操作室具备气体供给口和气体排出口，从气体供给口将空气供给到操作室内，通 过气体排出口排出空气。通常，在隔离器内，为了确保操作室内的无菌环境，在气体供给口 设有HEPA过滤器等微粒捕集过滤器，经由该微粒捕集过滤器而将空气供给到操作室。另 外，在气体排出口也设有微粒捕集过滤器，经由微粒捕集过滤器将操作室内的空气从操作 室排出。另外，在隔离器内，向操作室内进行过氧化氢等灭菌物质的喷雾，实施对操作室内 进行灭菌的灭菌处理(参照专利文献1、2)。专利文献1 日本特开2006-320392号公报专利文献2 日本特开2005-312799号公报

发明内容
发明所要解决的问题在灭菌处理中，向操作室供给气体状的灭菌物质。在现有的隔离器中，在进行灭菌 处理时，由于将灭菌物质制成气体状态需要长时间的准备，因而存在整个灭菌处理的时间 长、隔离器的操作效率低的问题。本发明是鉴于这样的课题而设立的，其目的在于，缩短灭菌处理需要的时间，提高 隔离器的操作效率。解决问题的方法用于实现上述目的的本发明之一提供一种灭菌物质供给装置，其包括雾化部，其包括贮存过氧化氢的贮存部、以及对贮存于所述贮存部的所述过氧化 氢施加超声波振动以使所述过氧化氢雾化的超声波振子；气化部，其对被所述雾化部雾化后的过氧化氢进行加热而使之气化；连接部件，其将所述气化部和所述雾化部连接；灭菌物质供给口，其用于向所述贮存部供给所述过氧化氢；载气供给口，其设置于所述连接部件上，用于供给使雾化后的所述过氧化氢流入 所述气化部的载气；收容部，其贮存传递所述超声波振子产生的所述超声波振动的物质，
所述气化部设置于所述贮存部的上方，在所述贮存部的底部设有将经由所述物质传递的所述超声波振动传递给所述过 氧化氢的不锈钢制造的振动板。根据本发明的灭菌物质供给装置，通过采用使过氧化氢由具有超声波振子的雾化 部雾化之后，再通过气化部进行气化这样的两阶段方式，可快速进行过氧化氢的气化。因 此，与现有技术相比，可减少在气化部投入的热量。由此，可缩短过氧化氢气化所需要的时 间，从而可缩短整个灭菌处理的时间。其结果是，可提高隔离器的操作效率。本发明的隔离器的特征在于，具备用于对以来源于生物体的材料为对象进行操作的操作室；流通路径，其具有向操作室内供给气体的气体供给部、排出操作室内气体的气体 排出部和微粒捕集过滤器，该流通路连接气体供给部和操作室；以及向操作室供给灭菌物质的灭菌物质供给装置。另外，通过用于实施发明的方式及附图，本发明所公开的问题及其解决方法将更 加明确。发明的效果根据本发明，可缩短灭菌处理所需要的时间并提高隔离器的操作效率。


图1是表示隔离器结构的图；图2A是表示灭菌气体生成装置的结构的图；图2B是表示从上方看到的灭菌气体生成装置的图(一部分被省略)；图3A是表示将杯、0型环、振动板及平板分解后的状态的图；图3B是振动板的平面图；图3C是平板的平面图；图4是说明生成灭菌气体时的动作的计时流程图；图5表示说明第二实施方式的灭菌气体生成装置的结构的图；图6A是表示将说明第二实施方式的灭菌气体生成装置的杯、0型环、振动板及平 板分解后的状态的图；图6B是说明第二实施方式的灭菌气体生成装置的振动板的平面图；图6C是说明第二实施方式的灭菌气体生成装置的平板的平面图；图7是表示说明第三实施方式的灭菌气体生成装置的结构的图；图8是表示说明第四实施方式的灭菌气体生成装置的结构的图；图9是说明第四实施方式中阐述的灭菌气体生成装置的加热管内部流通的过氧 化氢流的图；图IOA是说明第五实施方式的灭菌气体生成装置的结构的图；图IOB是从上方看到的说明第五实施方式的灭菌气体生成装置的图(一部分被省 略)；图11是表示说明第六实施方式的灭菌气体生成装置的结构的图；图12A是表示说明第七实施方式的灭菌气体生成装置的结构的图12B是表示说明第七实施方式的灭菌气体生成装置的结构局部的图。标记说明10 操作室16:气体供给口40 气体供给部42:吸气口54 减少灭菌物质的处理部58:排气口90 控制部100:隔离器200 灭菌物质供给装置202 灭菌气体生成装置210 雾化部211 收容部212:凸缘213:超声波振子214 杯2141 振动板2142 平板215 筒状部件220 气化部221 加热管222 加热器223 散热片230 结构体235:遮护板236 第一空间237 第二空间2232 流路262 引流管273 盖部件
具体实施例方式第一实施方式图1表示作为第一实施方式展示的隔离器100的大致结构。如该图所示，隔离器 100具备用于进行以来源于生物体的材料为对象的细胞提取及细胞培养的操作的操作室 10、向操作室10供给气体的气体供给部40、排出操作室10气体的气体排出部50、向操作室 10供给灭菌物质的灭菌物质供给装置200、以及控制这些各结构的控制部90。另外，所谓来 源于生物体的材料是指含有下述物质的材料，即含有细胞的生物本身、或者构成生物的物质、或者生物所产生的物质等。在气体供给部40设有吸气口 42、三通阀44、以及散热片46。经由吸气口 42从外 部吸入空气。三通阀44经由路径70连接于吸气口 42的气流下游侧，以及经由路径80连 接于灭菌气体生成装置202的气流下游侧。另外，三通阀44还经由路径72连接于散热片 46的气流上游侧。三通阀44可使气体流路进行从路径70向路径72方向切换、从路径80 向路径72方向切换的排他性切换。经由吸气口 42吸入的空气、经由路径80送出的含有灭 菌物质的气体经由三通阀44被吸入散热片46。散热片46将经由路径72从三通阀44方向吸入的气体经由路径74送到操作室10 方向。散热片46可进行利用控制部90进行接通切断的切换控制。另外，散热片46可连续 调节排气量。操作室10可开闭地设有前门12。前门12的规定位置设有用于操作者在操作室 10内进行操作的操作用球形容器14。操作者可从设于前门12的未图示的开口部将手插入 操作用球形容器14在操作室10内进行操作。从散热片46送至操作室16的气体从气体供 给口 16吸入，并从气体排出口 18排出。在气体供给口 16设有HEPA过滤器20。另外，在气体排出口 18设有HEPA过滤器 22。由此确保操作室10的无菌状态。从操作室10排出的气体经由气体排出口 18、HEPA过 滤器22及路径76被送到气体排出部50。在气体排出口 50根据气流按顺序设有三通阀52、减少灭菌物质的处理部54、及排 气口 58。三通阀52经由路径76连接于操作室10的气流下游侧，且经由路径82连接于减 少灭菌物质的处理部54的气流上游侧。三通阀52经由路径78连接于后述的灭菌物质供 给装置200的气流上游侧。三通阀52可进行气体流路从路径76向路径82方向切换或者 从路径76向路径78方向切换的排他性切换，经由路径76吸入的气体被送到路径82方向 或者路径78方向。灭菌物质降低处理部54对经由三通阀72送出的气体中包含的灭菌物质进行降低 浓度的处理。灭菌物质降低处理部54也可以含有例如钼等金属催化剂、活性炭等。在操作室10的外部设有向操作室10供给灭菌物质的灭菌物质供给装置200。灭 菌物质供给装置200通过向操作室10供给灭菌物质(在本实施方式为过氧化氢(H2O2))使 其在隔离器100内循环，由此将操作室10及路径制成无菌环境。另外，所谓无菌环境是指为 防止混入在操作室进行的操作所需的物质以外的物质而进行无限接近无尘、无菌的环境。灭菌物质供给装置200连接于三通阀52及路径78的气流下游侧且路径80及三 通阀44的气流上游侧。灭菌物质供给装置200具有灭菌物质容器260、泵264(例如蠕动 移液泵)及灭菌气体生成装置202。灭菌物质容器260贮存有作为灭菌物质的过氧化氢水。 泵264汲取贮存于灭菌物质容器260的过氧化氢水并将其送往灭菌气体生成装置202。灭 菌气体生成装置202使供给来的过氧化氢水发生气化(蒸汽化)而产生过氧化氢气体。产 生的过氧化氢气体被送往路径80。图2A、图2B表示灭菌气体生成装置202的结构。图2A是从侧面观察的灭菌气体 生成装置202的剖面图，图2B是从上面观察的灭菌气体生成装置202的图(省略一部分)。如图2A所示，灭菌气体生成装置202包括雾化部210及气化部220。如该图所示，雾化部210的结构包含收容部211、超声波振子213、杯214(贮存部)、振动板2141及筒 状部件215 (连接部件)等。收容部211为不锈钢等金属制造或者树脂制造的上面具有开口的中空圆筒状容 器。在收容部211的内部设有将收容部211的内部分隔开来的圆板状隔板2115，该隔板使 收容部211的内部形成两个空间。以下，将形成于隔板2115的上方侧的空间称为第一空间 2111，将形成于下方侧的空间称为第二空间2112。在两个空间中的第一空间2111贮存有将由超声波振子213发出的超声波传递到 振动板2141的物质(以下，称为超声波传送物质240)。另外，水等粘性小的液体作为超声 波传送物质240是比较合适的。在收容部211的第一空间2111的侧面设有开口 2117，在该开口 2117设有测量超 声波传送物质240的温度的温度计241及保持该温度计241的接头242。由温度计241测 量到的温度被送往控制部90。另外，当超声波传送物质240的温度超过规定的温度时，控制 部90停止向超声波振子213的电力供给。在收容部211的上面板217的规定位置设有用 于向第一空间2111供给超声波传送物质240及调节第一空间2111的内压等的栓2175。超声波振子213设于收容部211的隔板2115的规定位置。超声波振子213是通 过电能等驱动能量而产生超声波振动的元件。如该图所示，超声波振子213保持于收容体 2131的内部，收容体2131具有由直径不同的两个板状的部件重叠而成的结构，收容体2131 被螺钉2132固定在隔板2115的下方侧。杯214发挥作为灭菌物质的贮存部的作用。如图2A所示，杯214为大致圆筒状的 容器，上下具有开口 2147、2148。如图2A所示，杯214的下部为越向下方外径越小的截头圆 锥状(将圆锥形的头部沿水平裁掉的形状)。杯214的下部开口 2148处安装有圆盘状的薄壁振动板2141用以将开口堵塞。振 动板2141的材料包括不锈钢等金属(厚度为例如0. 02mm左右)、树脂(厚度为例如0. 2mm 左右)、或者玻璃、陶瓷、石墨等材料。如图2A所示，振动板2141从其下方重叠圆环状的平 板2142，用螺钉2143将该平板及其周缘固定于杯214的底面边缘部，由此将其可装卸地安 装于杯214。另外，为了可靠地隔断收容部211的第一空间2111和杯214的内部空间，而在振 动板2141和杯214的接合面夹有0型环2144，在杯214的底面边缘部设有用于收容该0型 环2144的环状槽2145。图3A表示将杯214、0型环2144、振动板2141及平板2142分解后 的状态。另外，图3B是表示振动板2141的平面图，图3C是表示平板2143的平面图。如图2A所示，在杯214的侧面周围形成有凸缘212。通过利用螺钉2146将凸缘 212部分固定于收容部211的上面板217，从而使杯214安装于收容部211上。另外，为了 确保第一空间2111的气密性，在凸缘212的上表面和收容部211之间夹有0型环2114，在 收容部211上表面与凸缘212对接的部分，设有用于收容该0型环2114的环状槽2116。如图2A所示，筒状部件215为上下面开口的中空圆筒状的部件。在筒状部件215 的上面周围设有凸缘2151，另外，在筒状部件215的下面周围设有凸缘2152。筒状部件215 的凸缘2151的上面固定有后述的加热管221的凸缘228，筒状部件215的上面开口被凸缘 228堵塞。通过用螺钉2146将筒状部件215下面的凸缘2152连同杯214的凸缘212 —起固定于收容部211的上面板217，从而使筒状部件215安装于收容部211的上方。另外，为 了确保筒状部件215内部的气密性，在杯214的凸缘212的上表面和筒状部件215的凸缘 2152之间夹有0型环2121。在杯214的凸缘212上表面与筒状部件215的凸缘2152对接 的部分，设有用于收容该0型环2121的环状槽2122。在筒状部件215的侧面连接有配管275，该配管使从未图示的空气供给鼓风机送 出的载气(在本实施方式中为空气)流入筒状部件215的内部。在包含上述结构的雾化部210中，供给到杯214的过氧化氢水通过经由超声波传 送物质240从超声波振子213输入的超声波振动而被雾化，雾化后的过氧化氢水被送入气 化部220。另外，未雾化而附着在气化部220的内侧的过氧化氢水的液滴通过重力的作用而 落在杯214内，在此，再次施加超声波振动使其雾化。由超声波振子213产生的超声波振动的波面的前进方向即超声波振子213的振子 面中心的法线相对于垂直方向(重力起作用的方向)倾斜规定的角度(例如约为7度)。 由此，可防止先行雾化的过氧化氢水和上述水柱的干扰，进而可对过氧化氢水稳定地进行雾化。如图2A所示，气化部220设于雾化部210的上方。气化部220的构成包含加热管 221、加热器222、配管224、及温度测量部227。如图2A所示，加热管221的外形为中空筒状(在本实施方式中为中空圆筒状)。 加热管221安装于收容部211上，并使其轴处于竖直方向。形成于加热管221侧面周围的 凸缘228用螺钉2281固定于筒状部件215的凸缘2151，由此将加热管221安装在筒状部 件215中。另外，为了确保筒状部件215内部的气密性，在加热管221的凸缘228和筒状部 件215的凸缘2151上表面之间夹有0型环2282。在凸缘2151上表面与凸缘228对接的部 分，设有用于收容该0型环2282的环状槽2283。在加热管221的内部形成有流路226，使载气及过氧化氢水从该加热管221的下 方向上方流动。如图2A所示，设有引流管262，其贯穿加热管221的凸缘228及加热管221 的侧面。通过引流管262随时从灭菌物质容器260供给贮存于杯214的过氧化氢水。引流 管262的另一端位于加热管221内部的加热管221大致下端的位置。另外，引流管262的 另一端连接于如图1所示的泵264。引流管262保持在设于加热管221的凸缘228的接头 2285。为了保持加热管221内的气密性，加热管221侧面被引流管262贯穿的部分的周边 用树脂材料或橡胶等进行密封。如图2A所示，加热管221的下端位置位于流入载气的筒状部件215的开口(载气 供给口)最下端的下方。通过将加热管221的下端位置设置于这样的位置，可防止因载气的 流动而产生湍流。另外，设置配管275时，使配管275的轴线不与加热器222的轴线(或者 筒状部件215的轴线)相交。由此，在加热管221和筒状部件215之间的空间，载气流向下 流动，同时，使载气围绕加热管221周围形成顺时针或者逆时针之一的气流，从而在加热管 221的内部产生螺旋状的上升气流。该上升气流的作用是稳定地形成过氧化氢水的水柱。加热管221的下端位置设为如下高度，所述高度为因超声波振动而向杯214外部 飞散的过氧化氢可被加热管221的侧面遮挡住的高度。具体而言，该高度必须使连接从杯 214内露出的振动板2141的振动面的任一点和杯214壁面上端缘任一点的直线与加热管 221的侧面相交。当加热管221的下端位置设为这样的高度时，在朝向杯214的上部开口方向的方向上形成的水柱势必被加热管221的侧面遮盖。由此，可防止过氧化氢水向杯214 的外部飞散而残留于筒状部件215的内部，无法用作气化对象而白白消耗。包括上述结构的灭菌气体生成装置202中，由于加热管221设于杯214的正上方， 因而，雾状的过氧化氢水在加热管221内再结合而液滴化时，液滴也会在重力的作用下落 在杯214内，且再次进行雾化而被送往加热管221。因此，可使过氧化氢水无消耗地雾化、气 化。在加热管221的内部设有沿加热管221的轴方向(上下方向)延伸的外径为柱状 的加热器222。从加热器222的上端延伸出向加热器222提供电力的电力供给线2221和用 于测量加热器222的温度的温度测量用配线2222。而且，温度测量用配线2222与控制部 90连接。为了尽量扩大在流路226内流动的过氧化氢水和加热器222的接触面积，在加热 器222的周围设有沿加热管221的轴方向(上下方向)螺旋状连续延伸的由不锈钢等材料 构成的板状散热片223(热传导体)。通过做成这样的结构，可使加热器222的热有效地传 递给过氧化氢水而使过氧化氢水迅速气化。在加热器222的上部设有凸缘270。在该凸缘270上固定有堵塞加热管221的上 表面开口的盖部件273。另外，为了确保加热管221内部的气密性，在凸缘270和盖部件273 之间夹有0型环218。在加热器222的凸缘270的上表面及盖部件273的下表面设有用于 收容该0型环218的环状槽2701、2731。盖部件273的中央附近设有开口，加热器222的上部在该开口处贯穿。加热器222 通过螺钉232被固定于盖部件273。为了防止加热器222的热量向盖部件273侧散失，在加 热器222和盖部件273之间夹有隔热材料233。在加热管221的上表面侧的凸缘278上通过螺钉239安装有盖部件273。为了确 保加热管内部的气密性，而在凸缘278和盖部件273之间夹有0型环2181。在凸缘278的 上表面设有用于收容该0型环2381的环状槽2781。在加热管221的上部侧面设有连接配管224的一端部的开口 254。在配管224内 设有测量配管224内温度的温度测量部227。如图2B所示，温度测量部227的结构包含温 度计2271和保持该温度计的接头2272，来自温度计2271的测量值传送到控制部90。加热 器222通过控制部90进行接通断开控制，从而进行调温，使得温度测量部227的温度达到 约180°C。在该调温过程，当加热器222的温度超过规定的温度(例如700°C )时，则控制 部90停止向加热器222的电力供给。〈动作说明〉下面，使用如图4所示的计时流程图说明利用包含上述结构的灭菌气体生成装置 202生成灭菌气体时的动作。另外，利用灭菌气体生成装置202生成灭菌气体受控制部90 的控制。首先，在时刻tl接通加热器222的开关，空气供给鼓风机开始动作，开始输送载 气。由此，开始利用加热器222进行加热，同时，驱动泵264汲取贮存于灭菌物质容器260 的过氧化氢水，并向杯214输送过氧化氢水。另外，接通加热器222的开关，从而使配管224的内部温度从常温开始上升。在时 刻t2，当过氧化氢水穿过引流管262到达杯214时，杯214的底部开始贮存过氧化氢水，杯214内的过氧化氢水量开始增加。在时刻t3，当配管224的内部温度达到过氧化氢的气化温度时，开始驱动超声波 振子213，经由超声波传播用液体240使超声波振动传播到杯214。由此，在杯214内使过 氧化氢水发生雾化，雾化后的过氧化氢水通过载气供给到加热管221。供给到加热管221的 雾状过氧化氢水被加热器222加热而进行气化。变为气态的过氧化氢气体经由配管224供 给到路径80。另外，已知在使用超声波振子的雾化装置内，由于振子面与发生雾化的液面之间 的距离不同，雾化效率会有所不同，因而，需要保持合适的距离。因此，在时刻t3以后，为了 对杯214内因进行雾化及气化而被消耗的过氧化氢水进行补充，优选利用泵264调整向杯 214供给的过氧化氢水的流量。由此，在时刻t3以后，可使杯214内的过氧化氢水有效地雾 化。预先设定向杯214输送的过氧化氢水的总量，在经过与泵264的能力相应的规定时间 之后，停止驱动泵264。在时刻t3以后，当停止驱动泵264时，在时刻t4停止向杯214补给过氧化氢水。 在时刻t4以后，杯214内的过氧化氢水量逐渐减少，在时刻t5，杯214内的过氧化氢水的残
留量变为零。在时刻t5以后，由于逐渐减少从雾化部210向气化部220输送的雾状的过氧化氢 水的量，因而在加热管221因过氧化氢水被气化而带走的热量逐渐减少。由此，配管224的 内部温度从过氧化氢水的气化温度起进一步上升。换言之，配管224的内部温度的上升是 表示杯214内的过氧化氢水的残留量达到零的现象，通过捕捉该现象，可以推测杯214的过 氧化氢水的残留量是否为零。在时刻t6，当由温度计225测量到的配管224的内部温度达 到规定的判定温度时，停止驱动超声波振子213，同时，将加热器222的开关置于断开，停止 加热器222的加热。另外，该规定温度是加热管221内过氧化氢水的气化完成、在加热管221内开始只 有载气流动时配管224的内部温度。S卩，配管224的内部温度达到规定的判定温度就意味 着杯214内的过氧化氢水的残留量变为零，且在灭菌气体生成装置202已不存在应该气化 的过氧化氢水。在时刻t6以后，配管224的内部温度继续上升，然后，开始逐渐下降，在时刻t7回 到常温。另外，自时刻tl至时刻t3为准备产生灭菌气体所需要的时间。自时刻t3至时刻 t4，在雾化部210进行过氧化氢水的雾化。自时刻tl至时刻t7灭菌气体暴露在包括操作 室10在内的路径内(后述的预处理工序及灭菌工序)。在时刻t7以后，从包括操作室10 在内的路径排出灭菌气体(后述的置换工序)。返回到图1，进行控制部90的说明。如上所述，控制部90控制灭菌气体生成装置 202输送灭菌气体。另外，控制部90通过控制三通阀44及52的阀门的开闭来进行气体流 路的切换。具体而言，控制部90控制三通阀44的阀门开闭，以控制气体流路从路径70向路 径72方向切换或者从路径80向路径72方向切换的排他性切换。另外，控制部90控制三 通阀52的阀门的开闭，以控制气体流路从路径76向路径82方向切换或者从路径76向路 径78方向切换的排他性切换。
〈气体流路的切换〉通过控制部90控制三通阀44及52的阀门的开闭，可以使得隔离器100的气体流 路按照下述两种方式切换。即，当过氧化氢气体在隔离器100内进行循环时，就三通阀44而 言，只有从路径80向路径72方向为开状态，而从路径70向路径72方向为闭状态。另外， 就三通阀52而言，只有从路径76向路径78方向为开状态，而从路径76向路径82方向为 闭状态。另一方面，在对操作室内进行空气置换时，就三通阀44而言，只有从路径70至路 径72的方向为开状态，而从路径80向路径72方向为闭状态。另外，就三通阀52而言，只有 从路径76至路径82的方向为开状态，而从路径76至路径78方向为闭状态。由此，形成如 下路径空气从吸气口 42进入，经由路径70、三通阀44、路径72、散热片46、路径74、HEPA 过滤器20以及气体供给口 16进入操作室10，经由排气口 18、HEPA过滤器22、路径76、三 通阀52、路径82以及灭菌物质降低处理部54从排气口 58排出。〈灭菌处理〉在隔离器100中，完成操作室10的一个操作之后，在开始下一个操作之前，对操作 室10及用于前面操作的流通路进行灭菌处理。灭菌处理包含预处理工序、暴露工序、置换 工序。预处理工序是用于在灭菌气体生成装置202产生灭菌气体的准备工序(图4上的 tl t3工序)。在暴露工序(图4中的t3 t7工序)中，通过从灭菌气体生成装置202向操作 室10输送过氧化氢气体，再返回灭菌气体生成装置202这样的循环来进行操作室10的灭 菌。此时，就三通阀44而言，只有从路径80至路径72方向切换成开状态，而从路径70至 路径72方向为闭状态。另一方面，就三通阀52而言，只有从路径76至路径78方向切换为 开状态，而从路径76至路径82方向为闭状态。由此，在隔离器100内，形成从三通阀44起 经由操作室10内部、三通阀52再返回三通阀44的气体流路，通过鼓风机46的动作控制， 可使导入操作室10的过氧化氢气体在隔离器100内循环。通过这样的流路控制、鼓风机控 制，可按照需要进行HEPA过滤器20、22及路径74、76等的灭菌。在置换工序(图4中t7以后的工序)中，通过将经由吸气口 42吸入的空气供给 到操作室10而排出操作室10的气体，由此置换操作室10的气体。具体而言，在置换工序 中，控制部90仅将三通阀44的从吸气口 42至操作室10方向切换为开状态，并且仅将三通 阀52的从自操作室10至排气口 58方向切换为开状态。另外，控制部90开启鼓风机46。 由此，在隔离器100内形成以下气体流路从吸气口 42吸入的空气从路径70经由HEPA过 滤器20至操作室10，从操作室10经由HEPA过滤器22从排气口排出。其结果是，将操作室 10的气体置换为空气，使操作室10的过氧化氢气体从操作室10排出。此时，从操作室10排出的过氧化氢气体通过被灭菌物质降低处理部54进行降低 灭菌物质的处理，由此，过氧化氢气体从排气口 58向隔离器100的外部的流出减少。另外， 在置换工序中，也可以除去残存于隔离器100内的操作室10以外的区域例如气体供给部40 内的过氧化氢气体、以及吸附于上次操作所使用的流通路内的HEPA过滤器20及22的过氧 化氢。根据以上说明的隔离器100，可得到如下效果。
由于被雾化部210雾化后的过氧化氢水被气化部220气化，因而气化部220的过 氧化氢水的气化得以快速进行，可使气化部220的加热器222所付出的热量比现有技术小。 由此，可缩短过氧化氢水发生气化所需要的时间，进而可缩短整个灭菌处理的时间。其结果 是，可提高利用隔离器100的操作效率。另外，在通过泵264向杯214供给规定量的过氧化氢水之后，通过判断配管224的 内部温度是否达到规定的判定温度，可获知杯214内的过氧化氢水残留量变为零。由此，可 有效地进行加热器222的调温，可抑制隔离器100的能耗。另外，由于通过使杯214内的过 氧化氢水的残留量变为零，可以得知雾化了灭菌处理必须的规定量的过氧化氢水，因而能 够可靠地实施暴露工序，提高灭菌效果的可靠性。第二实施方式作为第二实施方式说明的隔离器100的结构类似于第一实施方式的隔离器100的 构成，与第一实施方式的不同之处在于，灭菌气体生成装置202的振动板2141的法线相对 于竖直方向倾斜。图5表示作为第二实施方式说明的灭菌气体生成装置202的结构。该图 为从侧面观察的灭菌气体生成装置202的剖面图。如该图所示，在第二实施方式的灭菌气体生成装置202中，使振动板2141的振动 面中心的法线方向相对于竖直方向倾斜。这样，通过使振动板2141相对于竖直方向倾斜， 能够有效地抑制振动板2141下面侧形成导致超声波的传送损失的泡(在超声波传送物质 240为水的情况下是水泡)。图6A表示杯214、0型环2143、振动板2141及平板2142分解 后的状态。另外，图6B表示振动板2141的平面图，图6C表示平板2142的平面图。另外，优选振动板2141振动面中心的法线方向与振动板2141振子面中心的法线 方向不一致。这样，通过使振动板2141振动面中心的法线方向与振动板2141振子面中心 的法线方向错开，可防止从超声波振子213送出的超声波与由振动板2141反射回来的反射 波发生直接干涉，能够高效率地将超声波振子213发出的超声波传播到过氧化氢水。第三实施方式作为第三实施方式说明的隔离器100的结构类似于第一实施方式的隔离器100的 结构，但是灭菌气体生成装置202的加热器222及散热片223的结构与第一实施方式不同。 图7表示作为第三实施方式说明的灭菌气体生成装置202的结构。该图为从侧面观察的灭 菌气体生成装置202的剖面图。在第一实施方式中，将发热体即加热器222设于加热管221的内部，但在第三实施 方式中，加热管221的内部不设置加热器222而是只配置相当于散热片223的结构，将加热 器222设于加热管221的外部的加热管221的侧面周围。散热片223设于沿在加热管221 上下方向延伸的轴部件2231。轴部件2231的上端设有凸缘270。在本实施方式中，加热器 使用电阻加热器，将其卷绕于加热管221的侧面。如图7所示，在第三实施方式中，沿加热管221的上下方向设有螺旋状延伸的散热 片223。散热片223的外径大致为加热管221的内径大小，例如，散热片223的外径与加热 管221的内径之比(外径/内径)为0.9以上且小于1.0。散热片223通过设置于加热管 221侧面周围的加热器222的辐射热而被加热，通过散热片223内部的热传导对整个散热 片223进行加热。从加热管221的下方朝上方上升的过氧化氢水被散热片223加热，同时 通过散热片223导入加热管221的外壁附近，而利用加热器222的辐射热进行加热。这样，根据第三实施方式的灭菌气体生成装置202，能够高效地对过氧化氢水进行加热并使其迅 速气化。第四实施方式作为第四实施方式说明的隔离器100的结构与第三实施方式的隔离器100的结构 相类似，但灭菌气体生成装置202的散热片223的结构与第三实施方式不同。图8表示作 为第四实施方式说明的灭菌气体生成装置202的结构。该图为从侧面观察的灭菌气体生成 装置202的剖面图。在第三实施方式中，沿加热管221的上下方向螺旋状延伸地设置散热片223，而在 第四实施方式中，用由不锈钢等材料制成的大致半圆状的板材构成散热片223。配置各散热 片223时，使其各自的面为水平状态，使邻接的各个散热片223之间沿加热管221的上下方 向隔着规定间隔交互对置。各散热片223的直径大致为加热管221的内径大小，例如，散热 片223的直径与加热管221的内径之比(直径/内径)为0. 9以上且小于1. 0。如图9所示，在加热管221的内部流通的过氧化氢水在被邻接的散热片223分开 的空间从加热管221的下方朝上方流通(该图中的箭头表示过氧化氢水的流向)。各散热 片223通过设于加热管221侧面周围的加热器222的辐射热而被加热，通过各散热片223及 轴部件2231的热传导而对整个散热片223进行加热。从加热管221的下方朝上方上升的 过氧化氢水通过散热片223进行加热，同时，通过散热片223将过氧化氢水导入加热管221 的外壁附近，利用加热器222的辐射热进行加热。这样，根据第四实施方式的灭菌气体生成 装置202，能够高效率地对过氧化氢水进行加热并使其迅速气化。第五实施方式作为第五实施方式说明的隔离器100的结构与第一实施方式的结构相类似，但是 灭菌气体生成装置202的散热片223的结构与第一实施方式不同。图10AU0B表示作为第 五实施方式说明的灭菌气体生成装置202的结构。图IOA为从侧面观察的灭菌气体生成装 置202的剖面图，图IOB为从上方观察的灭菌气体生成装置202的图(一部分被省略)。在第一实施方式中，将发热体即加热器222设于加热管221的内部，但在第五实施 方式中，在加热管221的内部配置有沿加热管221的上下方向延伸的结构体230 (整流板)， 该结构体230是由多个内部流通过氧化氢水的剖面为六边形的流路2232形成的蜂窝状结 构体，将加热器222设于加热管221外部的加热管221侧面周围。结构体230的外径大致为 加热管221的内径大小，例如，结构体230的外径与加热管221的内径之比(外径/内径) 为0.9以上且小于1.0。在本实施方式中，加热器222使用电阻式加热器，将其卷绕于加热 管221的侧面。在加热管221的内部流通的过氧化氢水在结构体230的流路2232内由加热管221 的下方向上方流通。结构体230通过设于加热管221侧面周围的加热器222的辐射热进行 加热，通过结构体230内部的热传导对整个结构体230进行加热。沿结构体230的各流路 2232从加热管221的下方朝上方上升的过氧化氢水通过从各流路2232的壁面供给的热进 行加热。这样，根据第五实施方式的灭菌气体生成装置202，能够高效地对过氧化氢水进行 加热并使其迅速气化。另外，如图IOA所示，在第五实施方式的灭菌气体生成装置202的加热管221的上 部设有与加热管221连通的圆筒状的排气管261，该排气管261与加热管221同轴。排气管261的下部设有凸缘2611，该凸缘2611通过螺钉239与加热管221上表面侧的凸缘278固 定在一起。这样，通过同轴设置加热管221和排气管261，与第一实施方式等那样的结构相 比，流路阻力减少。因此，即使将蜂窝状的结构图230设于加热管221的内部，也可使过氧 化氢水高效率地流通。另外，为了防止加热管221的热量向排气管261侧散失，在排气管261的凸缘2261 和加热管221的上部的凸缘278之间夹有隔热衬垫263。另外，为了防止加热管221的热量 向筒状部件215侧散失，在加热管221的下部的凸缘228和筒状部件215的凸缘2151之间 夹有隔热衬垫衬垫2158。另外，作为第五实施方式的灭菌气体生成装置202，在排气管261 的侧面设有包括温度计2271和保持该温度计2271的接头在内的温度测量部227。另外，将 引流管262经由接头228设于筒状部件215的侧面。第六实施方式作为第六实施方式说明的隔离器100的结构类似于第一实施方式的隔离器100的 结构，与第一实施方式的不同之处在于，在灭菌气体生成装置202的加热管221的上下方向 隔开间隔地设有多个由不锈钢等材料制成的大致半圆状(例如，与第四实施方式的散热片 223 —样的形状)的散热片229。图11表示作为第六实施方式说明的灭菌气体生成装置202的结构。该图为从侧面 观察的灭菌气体生成装置202的剖面图。如该图所示，设置各散热片229时，使其各面成水 平状态，使邻接配置的各散热片229沿加热管221的上下方向隔开规定间隔交互对置。各 散热片229的外径大致为加热管的内径大小，各散热片229的外周缘大致到达加热管221 的内周。另外，各散热片229的内周缘与加热器222的外周相接。在该图中，加热管221的箭头表示过氧化氢水的流向。在加热管221的内部流通 的过氧化氢水在被邻接的散热片229分开的空间从加热管221的下方向上方流通。在加热 管221的内部流通的过氧化氢水的流向由于散热片229的存在而偏向水平方向，由此，使过 氧化氢水沿着与加热器222的轴垂直的方向在加热器222的附近流通。在此，该图所示的加热器222及散热片223由于在结构上从与加热器222的轴垂 直的方向接触被加热物质，因而提高了热传导效率。因此，如上所述，通过使过氧化氢水沿 着与加热器222的轴垂直的方向在加热器222的附近流通，从加热器222及散热片223向 过氧化氢水的热传导效率提高。另外，散热片229也对过氧化氢水进行加热，由此过氧化氢 水的气化效率也提高。第七实施方式作为第七实施方式说明的隔离器100的结构与第一实施方式的隔离器100的结构 相类似，但与第一实施方式的不同之处在于，在加热管221的内部设有由不锈钢等材料制 成的遮护板235，该遮护板235包围灭菌气体生成装置202的加热器222周围。图12A及 图12B表示作为第七实施方式说明的灭菌气体生成装置202的结构。其中，图12A为从侧 面观察的灭菌气体生成装置202的剖面图，图12B为从用图12A的箭头X所示方向观察的 灭菌气体生成装置202的加热器222周边结构局部截取图。所设置的遮护板235包围加热器222的周围，遮护板235上下方向的中央线和加 热管221的轴相一致。遮护板235的水平方向(与加热管221的轴相垂直的方向)的外径 大致与加热管221的内径相等，遮护板235的周缘除其侧下方的一部分外基本与加热管221的内壁对接。如图12A所示，遮护板235下方侧的部分从其下端起到规定的高度位置折弯，折弯 部分的遮护板235的前端大致抵接于加热管221的内壁。遮护板235的折弯部分(以下称 为折弯部2351。)的外周缘为半圆形状。如图12B所示，遮护板235在设置加热器222及散热片223的部分具有开口。另 外，如图12A所示，加热管221的内部空间被分成以下两个空间加热管221中不存在遮护 板235折弯部2351的那一侧空间(半圆柱状的空间，以下称为第一空间236)、以及形成于 折弯部2351的上方的空间(以下称为第二空间237)这两个空间。从加热管221的下方向上方上升的过氧化氢水首先从形成于加热管221的遮护板 235下端之下的空间流入第一空间236，通过加热器222及散热片223之间的间隙流入第二 空间237。在第七实施方式的灭菌气体生成装置202中，过氧化氢水必须穿过加热器222及 散热片223之间的间隙，可以对过氧化氢水毫无遗漏地进行加热。因此，可以对过氧化氢水 高效率地进行加热并使其迅速气化。另外，也可以使遮护板235的一部分与加热器222或者散热片223接触，通过加热 器222对遮护板235进行加热。据此，遮护板235的周边也会对过氧化氢水进行加热，进一 步促进过氧化氢水的气化。上面，说明了实施方式，但是，以上的说明是为了容易理解本发明，并非限定本发 明。本发明在不超出其宗旨的范围可进行变更、改良，同时，毋庸置疑，本发明包含其等价 物。
权利要求
一种灭菌物质供给装置，其包括雾化部，其包括贮存过氧化氢的贮存部、以及对贮存于所述贮存部的所述过氧化氢施加超声波振动以使所述过氧化氢雾化的超声波振子；气化部，其对被所述雾化部雾化后的过氧化氢进行加热而使之气化；连接部件，其将所述气化部和所述雾化部连接；过氧化氢供给口，其用于向所述贮存部供给所述过氧化氢；载气供给口，其设置于所述连接部件上，用于供给使雾化后的所述过氧化氢流入所述气化部的载气；收容部，其贮存传递所述超声波振子产生的所述超声波振动的物质，所述气化部设置于所述贮存部的上方，在所述贮存部的底部设有振动板，该振动板用于将经由所述物质传递的所述超声波振动传递给所述过氧化氢。
2.如权利要求1所述的灭菌物质供给装置，其中， 在所述振动板的下表面设有环状的平板，所述振动板通过将其周缘与所述平板一同固定于所述贮存部的底面而可装卸地安装 于所述贮存部。
3.如权利要求1所述的灭菌物质供给装置，其中，所述气化部具有对所述过氧化氢进行加热的加热器、在其内部使所述过氧化氢从下 方向上方流通的中空筒状加热管、设置于所述加热管的内部且将所述加热器的热量传递给 所述过氧化氢的热传导体，所述加热管的下端位置的高度能够使得由于所述超声波振动而向所述贮存部外部飞 散的所述过氧化氢被所述加热管的侧面遮挡住。
4.如权利要求1所述的灭菌物质供给装置，其中，所述气化部具有对所述过氧化氢进行加热的加热器、在其内部使所述过氧化氢从下 方向上方流通的中空筒状的加热管、设置于所述加热管的内部且将所述加热器的热量传递 给所述过氧化氢的热传导体，所述加热器设于所述加热管的侧面周围，所述热传导体具有沿所述加热管的上下方向螺旋状延伸的板状散热片， 所述散热片的外径与所述加热管的内径大致相等。
5.如权利要求1所述的灭菌物质供给装置，其中，所述气化部具有对所述过氧化氢进行加热的加热器、在其内部使所述过氧化氢从下 方向上方流通的中空筒状加热管、设置于所述加热管的内部且将所述加热器的热量传递给 所述过氧化氢的热传导体，所述加热器设于所述加热管的侧面周围， 所述热传导体具有半圆状的多个散热片，所述散热片分别沿所述加热管的上下方向隔开规定间隔交互对置配置， 各个所述散热片的外径与所述加热管的内径大致相等。
6.如权利要求1所述的灭菌物质供给装置，其中，所述气化部具有对所述过氧化氢进行加热的加热器、在其内部使所述过氧化氢从下方向上方流通的中空筒状加热管、设置于所述加热管的内部且将所述加热器的热量传递给 所述过氧化氢的热传导体，所述加热器设于所述加热管的侧面周围，所述热传导体为沿所述加热管的上下方向延伸的蜂窝状结构体，该蜂窝状结构体由多 个内部流通有所述过氧化氢且剖面为六边形的流路形成， 所述散热片的外径与所述加热管的内径大致相等。
7. 一种隔离器，其使用权利要求1 6中任一项所述的灭菌物质供给装置。
全文摘要
本发明涉及一种隔离器及隔离器用的灭菌物质供给装置，其缩短了灭菌处理需要的时间且提高了隔离器的操作效率。本发明的灭菌物质供给装置(200)具有由雾化部(210)和气化部(220)构成的灭菌气体生成部(202)。雾化部(210)通过由超声波振子(231)产生的超声波振动而将杯(214)内的过氧化氢雾化(雾化)。雾化后的过氧化氢在气化部(220)被加热器(222)加热而进行气化(气化)。气化后的过氧化氢作为灭菌气体供给到隔离器(100)的操作室(10)。
文档编号A61L101/22GK101987204SQ20101015936
公开日2011年3月23日 申请日期2010年3月31日 优先权日2009年7月30日
发明者原田雅树, 大西二朗, 山本宏, 岩间明文, 广瀬达也, 横井康彦, 福井慎二 申请人:三洋电机株式会社