オゾンガス滅菌装置
【課題】陰圧滅菌処理と常圧滅菌処理とのうちから、滅菌対象物に適した滅菌処理を適宜択一的に選択できるようにし、選択されたいずれの滅菌処理に際しても、オゾンが効率よく反応できる環境条件を整えることができるようにすること。
【解決手段】滅菌対象物を気密に収納する滅菌室３３内の気体を排気して滅菌室３３内を陰圧にできるようにしておき、滅菌室３３内にオゾンガスを導入して滅菌対象物を滅菌するに際して、滅菌室３３を陰圧にする陰圧滅菌処理と滅菌室３３を陰圧にしない常圧滅菌処理とを択一的に選択可能とし、また、滅菌室３３内の湿度、オゾン濃度、圧力、温度を適宜調節できる仕組みを設けておき、陰圧滅菌処理をする場合にも常圧滅菌処理をする場合にもそれらの環境条件が最適になるよう制御できるようにした。
【解決手段】滅菌対象物を気密に収納する滅菌室３３内の気体を排気して滅菌室３３内を陰圧にできるようにしておき、滅菌室３３内にオゾンガスを導入して滅菌対象物を滅菌するに際して、滅菌室３３を陰圧にする陰圧滅菌処理と滅菌室３３を陰圧にしない常圧滅菌処理とを択一的に選択可能とし、また、滅菌室３３内の湿度、オゾン濃度、圧力、温度を適宜調節できる仕組みを設けておき、陰圧滅菌処理をする場合にも常圧滅菌処理をする場合にもそれらの環境条件が最適になるよう制御できるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾンガスを滅菌対象物に浸透させて滅菌するようにしたオゾンガス滅菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療、介護、製薬等の機関では、手術用具、白衣、マスク、寝具類、実験器具、精密機械等、様々な対象物について滅菌処理が必要である。滅菌処理としては、高温加熱滅菌処理が従来から広く普及している。ところが、耐熱性に乏しい滅菌対象物には高温加熱滅菌処理をすることができない。そこで、高温加熱滅菌処理をすることができない滅菌対象物を滅菌する方法として、従来、エチレンオキサイドを用いた低温滅菌の方法が知られている。
【０００３】
これに対して、上記エチレンオキサイドには急性毒性、慢性毒性のほか、発がん性もあるので、安全性の面で問題がある。しかも、残留ガスの脱気に長時間を要するために処理に１０時間以上もの時間がかかるという弱点も有し、効率性の面でも問題を抱えている。そこで、この出願の発明者は、かねてより、安全性が高く、しかも効率良く滅菌処理をすることができる低温滅菌の手法として、オゾンガスを用いた滅菌の実現に向けて研究開発を重ねている（非特許文献１参照）。オゾンガスを用いた滅菌の方法は、安全性が高く、しかも効率よく滅菌を行なうことができるという利点を有している。
【０００４】
このようなオゾンガスを用いた滅菌については、従来から広く研究開発が進められている。とりわけ、特許文献１および２に記載されている陰圧下でのオゾンガス滅菌は、上記例示の白衣、マスク、寝具類等のようなガスが浸透しにくい滅菌対象物に対しても、高い滅菌効果を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−１１５５４０号公報
【特許文献２】特開２００７−５０６４８４公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】オゾン殺菌装置の開発，石川島播磨技報 Vol.43 No.4（2003-7）， 釜瀬 幸広 他４名
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明が解決しようとする課題の一つは、滅菌対象物に適合したオゾン滅菌方法の選択性の問題である。つまり、上記例示の滅菌対象物でいうと、白衣、マスク、寝具などの繊維類、並びに、手術用具、実験器具等の真空にしても損傷するおそれが無い物品は、繊維内部や器具の隙間の奥まで効率的にオゾンガスを浸透させるために、陰圧下でのオゾンガス滅菌が適している。その反面、内部に密閉した空洞を持つ精密機械、例えはパソコン等のような滅菌対象物は、陰圧にすると損傷するおそれがあるので、常圧下でのオゾンガス滅菌が適する。
【０００８】
このようなことから、この出願の発明者は、陰圧滅菌処理と常圧滅菌処理とを適宜択一的に選択できるオゾンガス滅菌装置の研究開発に着手した。ところが、この際に問題となるのが、陰圧滅菌処理の実行時と常圧滅菌処理の実行時とで、滅菌処理中に求められる環境条件に変動をきたしてしまうということである。つまり、オゾンガスを用いた滅菌処理に際しては、オゾンが効率よく反応する環境条件を整えてやらなければならない。例えば、特許文献１および２には、相対湿度９０％以上という条件が例示されている。このような相対湿度の高さが滅菌効果を高めることについては、この出願の発明者も、非特許文献１で報告済みである。また、特許文献２は、良好な結果が得られるオゾン濃度について、１〜５ｍｇ／ｌ（相対湿度９０％）という値を開示している。さらに、特許文献３は、理想的な温度条件および真空圧力条件についても言及している。このように、オゾンガスを用いた滅菌処理に際しては、オゾンが効率よく反応する環境条件を整えてやることが極めて重要である。
【０００９】
これに対して、オゾンが効率よく反応する環境条件は、常圧滅菌処理に際しては比較的容易に維持されるのに対して、陰圧滅菌処理に際しては容易に変動してしまう。このため、オゾンガス滅菌装置の製品化に際しては、オゾンが効率よく反応できるように環境条件を制御するための仕組み作りが重要となる。
【００１０】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、陰圧滅菌処理と常圧滅菌処理とを適宜択一的に選択できるようにし、選択されたいずれの滅菌処理に際しても、オゾンが効率よく反応できる環境条件を整えることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、滅菌対象物を気密に収納する滅菌室を内部に形成する滅菌庫と、前記滅菌室内にオゾンガスを導入するオゾンガス導入部と、前記滅菌室内の気体を排気して前記滅菌室内を陰圧にする陰圧生成部と、前記オゾンガス導入部によって前記滅菌室内にオゾンガスを導入して滅菌対象物を滅菌するに際して、前記陰圧生成部によって前記滅菌室を陰圧にする陰圧滅菌処理と前記滅菌室を陰圧にしない常圧滅菌処理とを択一的に選択可能とする選択手段と、を備えるオゾンガス滅菌装置によって、上記陰圧滅菌処理と常圧滅菌処理とを適宜択一的に選択できるようにするという課題を解決するようにした。
【００１２】
本発明は、また、上記オゾンガス滅菌装置において、前記滅菌室内に配置した加湿槽と、前記オゾンガス導入部が有するオゾンガスの導入位置を、前記加湿槽に溜めた水の外部に定める乾燥ガス供給と内部に定める湿潤ガス供給とに択一的に切り替える切替機構と、前記切替機構によって前記湿潤ガス供給に切り替えると共に、前記加湿槽に溜めた水を加熱制御して室温よりも水温を所定温度だけ高くすることで、前記滅菌室内の相対湿度を上昇させる昇湿機構と、前記滅菌室内の相対湿度を計測する湿度計と、前記湿度計によって計測される前記滅菌室内の相対湿度が所定湿度範囲となるように前記乾燥ガス供給と前記湿潤ガス供給とを切り替え制御する湿度調節手段と、を備えることによって（第二の構成）、上記オゾンが効率よく反応できる環境条件に整えられるようにするという課題を解決するようにした。
【００１３】
この場合、一例として、前記湿度計は、前記滅菌室内の圧力を計測する機能と、前記滅菌室内に配置した湿球槽に溜めた水に浸したウィックに覆われた湿球の温度と水に浸さない乾球の温度とを計測する機能と、を有し、前記湿球の温度と前記乾球の温度と前記圧力計が計測する前記滅菌室内の圧力とに基づいて前記滅菌室内の相対湿度を算出する。相対湿度の算出は、一例として、「ＪＩＳ Ｚ８８０６：２００１ 湿度−測定方法」内の通風乾湿計の項に記載された方法により実施することができる。そして、本例では、前記滅菌室内のオゾン濃度を計測するオゾン濃度計と、前記陰圧滅菌処理に際して、前記計測される前記滅菌室内の圧力が所定陰圧範囲となるように前記陰圧生成部を断続制御する圧力調節手段と、前記陰圧滅菌処理に際して、前記オゾン濃度計によって計測される前記滅菌室内のオゾン濃度が所定濃度範囲となるように前記オゾン発生装置を断続制御する濃度調節手段と、を備えるようにしてもよい。
【００１４】
本発明は、また、上記第二の構成を有するオゾンガス滅菌装置において、前記滅菌室内の圧力を計測する圧力計と、前記滅菌室内のオゾン濃度を計測するオゾン濃度計と、前記陰圧滅菌処理に際して、前記圧力計によって計測される前記滅菌室内の圧力が所定陰圧範囲となるように前記陰圧生成部を断続制御する圧力調節手段と、前記陰圧滅菌処理に際して、前記オゾン濃度計によって計測される前記滅菌室内のオゾン濃度が所定濃度範囲となるように前記オゾン発生装置を断続制御する濃度調節手段と、を備えることによって、上記オゾンが効率よく反応できる環境条件に整えられるようにするという課題を解決するようにした。
【００１５】
本発明は、また、上記オゾンガス滅菌装置において、前記滅菌室内の温度を計測する温度計と、前記温度計によって計測される前記滅菌室内の室温が所定温度範囲となるように前記滅菌室内を加熱制御する温度調節手段と、を備えることによって、上記オゾンが効率よく反応できる環境条件に整えられるようにするという課題を解決するようにした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、選択手段を設けたので、陰圧滅菌処理と常圧滅菌処理とのうちから滅菌対象物に適合する滅菌処理を容易に選択することができ、また、湿度調節手段、圧力調節手段、濃度調節手段、温度調節手段等を設けたので、選択したいずれの滅菌処理に際しても、オゾンが効率よく反応できる環境条件が整えられて効果的な滅菌処理を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の一形態であるオゾンガス滅菌装置の外観を示す正面図。
【図２】実施の一形態であるオゾンガス滅菌装置の各部を示す模式図。
【図３】滅菌室内の温度と加湿槽内の水温との温度差と、滅菌室内の湿度との関係を示すグラフ。
【図４】実施の一形態であるオゾンガス滅菌装置の電気的接続を示すブロック図。
【図５】実施の一形態であるオゾンガス滅菌装置の制御回路が実行する処理の流れを示すフローチャート。
【図６】陰圧滅菌処理に際しての滅菌室内の圧力とオゾン濃度との関係を経時的に示すタイミングチャート。
【図７】常圧滅菌処理に際しての滅菌室内の圧力とオゾン濃度との関係を経時的に示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の一形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、オゾンガス滅菌装置１１の外観を示す正面図である。オゾンガス滅菌装置１１は、ハウジング２１の上部に滅菌対象物（図示せず）を収納して滅菌処理をするための滅菌庫３１を内蔵し、上部左側にユーザインターフェース４１を配置し、下部に機械室５１を内蔵している。
【００２０】
滅菌庫３１は、扉３２によって開閉自在であり、扉３２を開けた内部に滅菌室３３（図２参照）を形成している。滅菌室３３には、扉３２を開けることで、滅菌対象物の出し入れが可能である。実施に際しては、ハウジング２１の裏面側にも扉（図示せず）を設け、表裏両側から使用できるようにしても良い。扉３２は、ヒンジ３４によって回転自在に支持され、ハンドル３５を持って開閉することができる。扉３２は、ハンドル３５のロック片３５ａをロックするロック機構３６によってロック可能である。ハンドル３５を回転させてそのロック片３５ａをロックすると、扉３２が完全に閉じられた状態でロックされ、滅菌室３３が気密に保たれる。
【００２１】
ユーザインターフェース４１は、表示器４２を有している。表示器４２にはタッチパネル４３が積層され、タッチパネル４３のタッチ指定によって各種の指示を後述する制御回路６１（図４参照）に伝えることができる。ユーザインターフェース４１には、その他に、記録計４４、電源スイッチ４５、および非常停止スイッチ４６が設けられている。
【００２２】
図２は、オゾンガス滅菌装置１１の各部を示す模式図である。オゾンガス滅菌装置１１は、オゾンガス導入部１０１、陰圧生成部１１１、加熱部１２１、昇湿機構１３１、切替機構１４１、湿度計測部１５１、オゾン濃度計測部１６１、および循環ファン１７１を有している。以下、それぞれについて説明する。
【００２３】
まず、オゾンガス導入部１０１は、滅菌室３３内にオゾンガスを導入する。このようなオゾンガス導入部１０１は、ＰＳＡ式酸素発生装置１０２およびオゾン発生装置１０３を備えている。ＰＳＡ式酸素発生装置１０２で生成された酸素は、配管Ｐ１を介してオゾン発生装置１０３に至り、オゾン発生装置１０３からさらに滅菌室３３に導かれる。配管Ｐ１は、オゾン発生装置１０３と滅菌室３３との間の位置で二股に分かれ、配管Ｐ１ａ，Ｐ１ｂに分岐している。配管Ｐ１ａは電磁弁Ｖ１ａによって開閉され、配管Ｐ１ｂは電磁弁Ｖ１ｂによって開閉される。そして、一方の配管Ｐ１ａは滅菌室３３内の気中を導入位置とし、もう一方の配管Ｐ１ｂは滅菌室３３内の水中を導入位置としている。これについては、後述する切替機構１４１の説明箇所で詳しく述べる。
【００２４】
オゾンガス導入部１０１が有しているもう一つの重要な構成要素は、ＨＥＰＡフィルタ１０４である。ＨＥＰＡフィルタ１０４は、配管Ｐ２を介して滅菌室３３の内部に連絡している。配管Ｐ２は、電磁弁Ｖ２によって開閉される。電磁弁Ｖ２が開くと、滅菌室３３の内部は配管Ｐ２およびＨＥＰＡフィルタ１０４を介して外部に連絡する。
【００２５】
陰圧生成部１１１は、滅菌室３３内の気体を排気して滅菌室３３内を陰圧にする。陰圧生成部１１１の主要部は、排気ポンプ１１２である。排気ポンプ１１２は、配管Ｐ１１を介して滅菌室３３の内部に連絡しており、その動作によって滅菌室３３内の気体を外部に排気する。そこで、滅菌室３３内が気密である状態で排気ポンプ１１２を駆動すると、滅菌室３３内が陰圧となる。
【００２６】
陰圧生成部１１１は、滅菌室３３から排気ポンプ１１２に向けて、配管Ｐ１１上に、電磁弁Ｖ１１、ドレンタンク１１３、およびオゾン分解ユニット１１４を配置している。電磁弁Ｖ１１は、配管Ｐ１１それ自体を開閉する。ドレンタンク１１３は、滅菌室３３に溜められる水（後述する）を引き込み、排水するために用いられる。オゾン分解ユニット１１４は、排気ポンプ１１２が滅菌室３３内の気体を真空引きするに際して、オゾンガス導入部１０１によって滅菌室３３内に導入されたオゾンガスを分解して外部に放出するためのものである。そして、オゾン分解ユニット１１４と排気ポンプ１１２との間で配管Ｐ１１から分岐管Ｐ１２が分岐し、この分岐管Ｐ１２には電磁弁Ｖ１２が配置されている。電磁弁Ｖ１２は、分岐管Ｐ１２を開閉する。
【００２７】
ここで、本実施の形態のオゾンガス滅菌装置１１は、後述する給水用の給水タンク１３４を備えている。陰圧生成部１１１は、給水タンク１３４とドレンタンク１１３とを配管Ｐ１３で連絡している。配管Ｐ１３は、電磁弁Ｖ１３によって開閉される。ドレンタンク１１３には、内部に溜めた水を排水するための排水管Ｐ１４が取り付けられている。この排水管Ｐ１４は、排水弁として機能する電磁弁Ｖ１４によって開閉される。
【００２８】
加熱部１２１は、通電によって発熱する調温ヒータ１２２を備えており、滅菌室３３の内部空間を暖めて室温を上昇させる。滅菌処理に際しては、滅菌室３３内の室温を２０℃〜５０℃の範囲に調温する。このような温度制御は、調温ヒータ１２２を駆動制御する制御回路６１によって実現される。制御回路６１は、滅菌室３３内の室温を計測する温度センサとしての乾球温度センサＳ１の出力に基づいて室温を認識し、その室温が２０℃〜５０℃の範囲で所望の値となるよう、調温ヒータ１２２を駆動制御する。
【００２９】
昇湿機構１３１は、滅菌室３３内の相対湿度を上昇させるための機構である。相対湿度を上昇させるために、昇湿機構１３１は、室温と水温との温度差を利用している。室温と水温とに温度差を生じさせるために、昇湿機構１３１は、滅菌室３３の内部に加湿槽１３２を配置し、この加湿槽１３２の内部に調湿ヒータ１３３を設置している。加湿槽１３２には、二つの電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２によって開閉自在の配管Ｐ３１を介して、前述した給水タンク１３４から給水が可能である。つまり、電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２を開いた状態で滅菌室３３内を陰圧にすると、給水タンク１３４に溜められた水が加湿槽１３２に吸引され、加湿槽１３２に対する給水が行われる。この状態で調湿ヒータ１３３を動作させると、加湿槽１３２内に給水された水を加熱することができる。滅菌処理に際しては、加湿槽１３２内の水温を２０℃〜５０℃の範囲に調温する。このような温度制御は、調湿ヒータ１３３を駆動制御する制御回路６１によって実現される。制御回路６１は、加湿槽１３２内に配置された水温センサＳ２の出力に基づいて水温を認識し、その水温が２０℃〜５０℃の範囲で所望の値となるよう、調湿ヒータ１３３を駆動制御する。
【００３０】
図３は、滅菌室３３内の温度と加湿槽１３２内の水温との温度差と、滅菌室３３内の湿度との関係を示すグラフである。実験の結果、加湿槽１３２内の水温を滅菌室３３内の室温よりも所定温度だけ高くすると、結露しない範囲でもっとも高い湿度に設定できることが分かった。このような水温と室温との温度差と、滅菌室３３内の湿度との関係は、図３のグラフに示す通りであり、温度差が所定温度以上になると結露が発生する。
【００３１】
そこで、本実施の形態では、制御回路６１によって、加湿槽１３２内の水温を滅菌室３３内の室温よりも少し高く設定する。この場合の温度差は、求める相対湿度の値に応じて決定する。例えば、相対湿度９０％ＲＨを得たい場合であれば、室温よりも図３のグラフに示す所定温度高くなるように水温を制御すれば良いし、相対湿度９９％ＲＨを得たい場合であれば、室温よりも図３のグラフに示す所定温度高くなるように水温を制御すれば良い。
【００３２】
図２に示すように、切替機構１４１は、オゾンガス導入部１０１による滅菌室３３内へのオゾンガスの導入位置を、気中と水中とのいずれか一方または両方に切り替えるための機構である。つまり、前述したように、オゾンガス導入部１０１は、配管Ｐ１を二股に分岐させ、一方を配管Ｐ１ａ、もう一方を配管Ｐ１ｂとしている。そこで、切替機構１４１は、一方の配管Ｐ１ａの終端部を滅菌室３３内の気中に開口させ、もう一方の配管Ｐ１ｂの終端部を滅菌室３３内に配置した加湿槽１３２内に開口させている。こうすることで、制御回路６１により、一方の配管Ｐ１ａを開閉する電磁弁Ｖ１ａともう一方の配管Ｐ１ｂを開閉する電磁弁Ｖ１ｂとを開閉制御することで、滅菌室３３内へのオゾンガスの導入位置を気中と水中とのいずれか一方または両方に切り替えることができる。つまり、電磁弁Ｖ１ａおよび電磁弁Ｖ１ｂの両方を開ければ、配管Ｐ１ａが開かれて気中にオゾンガスが導入されると共に、配管Ｐ１ｂも開かれて水中にもオゾンガスが導入される。また、電磁弁Ｖ１ａを開けて電磁弁Ｖ１ｂを閉じれば、配管Ｐ１ａのみが開かれて気中にオゾンガスが導入される。これにより、滅菌室３３内には乾燥ガス供給がなされる。反対に、電磁弁Ｖ１ａを閉じて電磁弁Ｖ１ｂを開ければ、配管Ｐ１ｂのみが開かれて水中にオゾンガスが導入される。これにより、滅菌室３３内に湿潤ガス供給がなされる。
【００３３】
切替機構１４１は、配管Ｐ１ｂの終端部にバブラ１３５を取り付けている。これにより、配管Ｐ１ｂから加湿槽１３２内の水中にオゾンガスが吐出されるに際して、オゾンガスを含むバブルが発生する。オゾンガスを含むバブルは、加湿槽１３２に溜められた水に対して、オゾンガスの接触面積を増加させる。
【００３４】
ここで、本実施の形態においては、滅菌室３３内の湿度を上昇させるために、昇湿機構１３１と切替機構１４１とを利用している。つまり、滅菌室３３内の湿度は、加湿槽１３２内に溜めて加熱された水に、ＰＳＡ式酸素発生装置１０２からの酸素またはオゾン発生装置１０３によって生成されたオゾンガスを導入して得た湿潤ガスを供給することによって上昇する。そこで、昇湿機構１３１によって加湿槽１３２内に水を給水してこれを加熱した上で、切替機構１４１によって酸素またはオゾンガスの導入位置を水中にのみ規定することで、滅菌室３３内の湿度を上昇させることができる。
【００３５】
湿度計測部１５１は、滅菌室３３内の相対湿度を計測する湿度計１５２を備えている。この湿度計１５２は、滅菌室３３内に配置した湿球温度と乾球温度と滅菌室３３内の圧力とを計測し、これらの計測値に基づく制御回路６１の演算処理によって相対湿度を算出する。このような湿度計１５２を実現するために、湿度計測部１５１は、滅菌室３３の内部に湿球槽１５３を配置し、この湿球槽１５３の内部に溜めた水（純水）に浸した木綿製のウィックＷＫに覆わせて湿球温度センサＳ３を配置し、滅菌室３３内に圧力計としての圧力センサＳ４を配置している。湿球槽１５３は、電磁弁Ｖ５１によって開閉自在の配管Ｐ５１を介して給水タンク１３４に連絡しており、給水タンク１３４から給水を受ける。湿球槽１５３に給水するには、電磁弁Ｖ５１を開いた状態で滅菌室３３内を陰圧にする。すると、給水タンク１３４に溜められた水が湿球槽１５３に吸引され、湿球槽１５３が水で満たされる。これにより、ウィックＷＫが湿球槽１５３内の水に浸けられた状態となり、ウィックＷＫに覆われた湿球温度センサＳ３に水分が回り込む。これにより、湿度計１５２は、湿球温度を湿球温度センサＳ３によって計測し、乾球温度を乾球温度センサＳ１によって計測し、滅菌室３３内の圧力を圧力センサＳ４によって計測することが可能となる。そこで、湿度計測部１５１は、制御回路６１の演算処理機能を利用し、それらの計測値に基づいて滅菌室３３内の相対湿度を算出することができる。相対湿度の算出は、一例として、「ＪＩＳ Ｚ８８０６：２００１ 湿度−測定方法」内の通風乾湿計の項に記載された方法により実施することができる。
【００３６】
湿度計測部１５１が測定する滅菌室３３内の相対湿度は、滅菌室３３内の上昇した湿度を所望の範囲に維持することに役立てられる。つまり、滅菌室３３内の上昇した湿度を所望の湿度環境に維持するには、相対湿度の測定値を参照しながら、切替機構１４１を用いて、酸素またはオゾンガスの導入位置を水中と気中とに択一的に切り替えればよい。より詳細には、滅菌室３３内の湿度が所望範囲よりも高くなった場合には、酸素またはオゾンガスの導入位置を気中に切り替えて乾燥ガスを導入する。これにより、滅菌室３３内の湿度を下げることができる。反対に、滅菌室３３内の湿度が所望範囲よりも低くなった場合には、酸素またはオゾンガスの導入位置を水中に切り替えて湿潤ガスを導入する。これにより、滅菌室３３内の湿度を上昇させることができる。
【００３７】
ここで、本実施の形態では、昇湿機構１３１の加湿槽１３２に対する給水動作と湿度計測部１５１の湿球槽１５３に対する給水動作とに関連性を持たせている。つまり、加湿槽１３２を湿球槽１５３よりも大容量に形成して両者を隣り合わせて配置し、湿球槽１５３から溢れ出した水を加湿槽１３２に給水できるようにしている。そこで、加湿槽１３２内の水位を例えばフロートスイッチ（図示せず）によって監視し、フロートスイッチがオンになったら給水タンク１３４からの給水動作を停止する。こうすることで、湿球槽１５３には満杯の水、加湿槽１３２には所望量の水を給水することができる。
【００３８】
なお、圧力センサＳ４の計測出力は、滅菌室３３内の湿度計測にのみ利用されるわけではなく、滅菌室３３内の真空圧力調節のためにも用いられる。これについては、後述する。
【００３９】
オゾン濃度計測部１６１は、オゾン濃度を計測可能なオゾン濃度計１６２を備え、滅菌室３３内のオゾン濃度をオゾン濃度計１６２によって計測できるようにしている。オゾン濃度計１６２は、滅菌室３３の外部に配置されている。そこで、オゾン濃度計測部１６１は、滅菌室３３から出て滅菌室３３に戻る循環配管Ｐ６１中にオゾン濃度計１６２と循環ポンプ１６３とを配置している。滅菌室３３内の気体は循環ポンプ１６３に引き込まれて循環配管Ｐ６１内を循環し、オゾン濃度計１６２によるオゾン濃度計測に供せられる。
【００４０】
循環ファン１７１は、制御回路６１によって駆動制御されるモータ（図示せず）の回転軸にファン１７２を取り付けた構造のもので、ファン１７２を回転させることによって滅菌室３３内の気体を攪拌する。
【００４１】
図４は、オゾンガス滅菌装置１１の電気的接続を示すブロック図である。オゾンガス滅菌装置１１が有する各部を制御するのは、制御回路６１である。制御回路６１は、一例として、各種演算処理を実行して各部を集中的に制御するＣＰＵに、制御プログラム等が書き込まれたＲＯＭ、それにＲＡＭが接続されたマイクロコンピュータによって形成されている（全て図示せず）。ＲＡＭは、可変データを書き換え自在に記録し、ワークエリア等として用いられる。制御回路６１としてこのようなマイクロコンピュータ構成のものが用いられる場合、上記各部は、Ｉ／Ｏ（図示せず）等を介して制御回路６１に信号送受信可能に接続されている。あるいは、別の一例として、制御回路６１は、シーケンスが固定記録された集積回路によって構成されていても良い。いずれにしても制御回路６１は、乾球温度センサＳ１、水温センサＳ２、湿球温度センサＳ３、および圧力センサＳ４からの出力を取り込み、各部を予め決められた手順通りに制御処理できる構成を有している。
【００４２】
制御回路６１に接続されて制御される各部については、図４に明記されているので、重複記載を避けるために逐次の列挙を避ける。
【００４３】
図５は、オゾンガス滅菌装置１１の制御回路６１が実行する処理の流れを示すフローチャートである。滅菌対象物を滅菌するには、図５に示すフローチャートに示す処理を実行するに先立ち、事前準備として人間による手作業を必要とする。
【００４４】
人間による手作業として、まず、滅菌室３３内に滅菌対象物を収納して扉３２を閉める。これに前後し、給水タンク１３４に水（純水）を補給する。この際、表示器４２の表示を参照し、滅菌対象物の種類に応じて、陰圧滅菌処理をするか常圧滅菌処理をするかを選択する。例えば、白衣、マスク、寝具のような繊維類、並びに、手術用具、実験器具等の真空にしても損傷するおそれが無い物品を滅菌しようとする場合には、繊維内部や器具の隙間の奥まで効率的にオゾンガスを浸透させるために、陰圧滅菌処理を選択する。これに対して、内部に密閉した空洞を持つ精密機械、例えはパソコン等を滅菌しようとする場合には、陰圧にすると損傷するおそれがあるので、常圧滅菌処理を選択する。陰圧滅菌処理をするか常圧滅菌処理をするかの選択は、タッチパネル４３でのタッチ指定によって行なう（選択手段）。陰圧滅菌処理をする場合には、さらに、後述する真空引きエアレーション（ステップＳ４１参照）の回数も入力する。その後、制御回路６１は、図５に示すように、陰圧滅菌処理と常圧滅菌処理とのいずれが選択されたのかを判定する（ステップＳ１１）。
【００４５】
制御回路６１は、陰圧滅菌処理の選択を判定した場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、加湿槽１３２および湿球槽１５３に対する給水処理を実行する（ステップＳ３１）。後述する図６中の「給水」を参照されたい。制御回路６１は、昇湿機構１３１の電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２、湿度計測部１５１の電磁弁Ｖ５１、そして、陰圧生成部１１１の電磁弁Ｖ１１を開き、排気ポンプ１１２を駆動する。これにより、滅菌室３３内の気体が外部に排気され、給水タンク１３４に溜められた水（純水）が配管Ｐ３１，Ｐ５１内に吸引されて加湿槽１３２と湿球槽１５３とに供給される。前述したように、湿球槽１５３には満杯の水、加湿槽１３２には所望量の水を給水することができる。
【００４６】
ついで、制御回路６１は、調温制御を実行する（ステップＳ３２）。後述する図６中の「調温」を参照されたい。制御回路６１は、加熱部１２１の調温ヒータ１２２を駆動制御して滅菌室３３内の室温を調整し、昇湿機構１３１の調湿ヒータ１３３を駆動制御して加湿槽１３２に給水された水の水温を調整する。この際、室温および水温とも、２０℃〜５０℃の範囲で一定温度および一定湿度となるように調整する。但し、前述したように、滅菌室３３内に求める相対湿度の値に応じて、室温よりも水温の方を少し高く調整する。
【００４７】
ついで、制御回路６１は、調湿制御を実行する（ステップＳ３３）。後述する図６中の「調湿」を参照されたい。制御回路６１は、電磁弁Ｖ１ｂ，Ｖ１１，Ｖ１２のみを開き、それ以外の電磁弁を閉じる。そして、ＰＳＡ式酸素発生装置１０２を動作させ、加湿槽１３２内に溜められた水にバブラ１３５を介して酸素を吹き込む。これにより、滅菌室３３内の相対湿度を、例えば８０〜９９％ＲＨ程度に上昇させることができる。
【００４８】
ついで、制御回路６１は、滅菌室３３内の圧力制御を実行する（ステップＳ３４）。後述する図６中の「陰圧化」を参照されたい。制御回路６１は、電磁弁Ｖ１１を開き、その他の全ての電磁弁を閉じて、陰圧生成部１１１の排気ポンプ１１２を駆動する。これにより、滅菌室３３内の気体が配管Ｐ１１を通って外部に排気され、滅菌室３３内は陰圧化される。この際、制御回路６１は、滅菌室３３内が−９０ｋＰａ〜−２０ｋＰａ程度の高真空となるまで排気ポンプ１１２を駆動し、目標値（以下、「制御目標値（ｋＰａ）」と呼ぶ）になったらその駆動を停止する。
【００４９】
もっとも、滅菌室３３は、その内部圧力が低下することによって湿度が少し下がる。そこで、後続するオゾンガス導入（ステップＳ３５）に先立ち、滅菌室３３内を加湿する。そのために、制御回路６１は、電磁弁Ｖ１ｂを開き、それ以外の電磁弁を閉じた状態で、ＰＳＡ式酸素発生装置１０２を動作させる。すると、ガス導入位置が水中に規定されるので、バブラ１３５を介して加湿槽１３２に酸素が吹き込まれ、水分を含んだ酸素が滅菌室３３内に供給される。これにより、内部圧力の低下に伴い下がった滅菌室３３内の湿度が再び上昇する。ところが、このような滅菌室３３内への酸素供給によって、滅菌室３３内の真空度が再び下がる。そこで、制御回路６１は、排気ポンプ１１２を断続駆動すると共にこれにタイミングを合わせて電磁弁Ｖ１１を断続的に開閉するか、あるいは、排気ポンプ１１２を連続駆動して電磁弁Ｖ１１を断続的に開閉するかする。このような昇湿動作と降圧動作とを繰り返すことで、滅菌室３３内の真空度と相対湿度とを所望範囲に収めることができる。以上の動作については、図６中の「真空下調湿」を参照されたい。
【００５０】
ついで、制御回路６１は、オゾンガスの導入処理を実行する（ステップＳ３５）。後述する図６中の「オゾン連続発生」を参照されたい。この際、制御回路６１は、電磁弁Ｖ１ａ，Ｖ１ｂを開き、ＰＳＡ式酸素発生装置１０２によって発生させた酸素を配管Ｐ１（Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ）を介して滅菌室３３に導く。この過程で、オゾン発生装置１０３を動作させることによって、滅菌室３３に導くガスをオゾンガスとする。この際、制御回路６１は、電磁弁Ｖ１（Ｖ１ａまたはＶ１ｂのいずれか一方）を開く。つまり、滅菌室３３内の湿度が目標湿度より高いときは電磁弁Ｖ１ａを開き、低いときは電磁弁Ｖ１ｂを開く。これにより、滅菌室３３内の湿度が目標湿度より高いときは、気中に開口する配管Ｐ１ａから滅菌室３３内に乾燥ガス供給がなされ、目標湿度より低いときは、水中に開口する配管Ｐ１ｂのバブラ１３５から滅菌室３３内に湿潤ガス供給がなされる。
【００５１】
ここで、オゾンガスの導入処理に際して重要なことは、オゾン濃度、およびオゾン濃度（ｐｐｍ）×時間（ｍｉｎ）によって算出されるＣＴ値である。制御回路６１は、オゾン濃度計１６２の出力を取り込んでＣＴ値（オゾン濃度（ｐｐｍ）×時間（ｍｉｎ））を算出し、このＣＴ値が滅菌に必要な値となるように、オゾンガス導入部１０１を駆動制御する。この際、ＣＴ値の算出には、オゾン濃度一定となっている時間におけるオゾン濃度の値を用いるが、オゾン濃度の上昇中または下降中であっても、台形公式等の数値積分を使用してＣＴを算出することができる。
【００５２】
その後、制御回路６１は、滅菌室３３内の環境制御を実行しながら、予め設定したＣＴ値に達するまで、滅菌室３３に対してオゾンガスを供給する（ステップＳ３６、ステップＳ３７のＮＯ）。
【００５３】
図６は、陰圧滅菌処理に際しての滅菌室３３内の圧力とオゾン濃度との関係を経時的に示すタイミングチャートである。上記ステップＳ３４の処理によって、滅菌室３３内の圧力が０（ｋＰａ）から下がり始め、制御目標値（ｋＰａ）に達している。前述したように、制御回路６１は、滅菌室３３内の圧力が制御目標値（ｋＰａ）になったら、排気ポンプ１１２の駆動を停止する。もしも、この瞬間の状態が維持されているのならば、滅菌室３３内の圧力は制御目標値（ｋＰａ）を維持するはずである。これに対して、制御回路６１は、滅菌室３３内の圧力が制御目標値（ｋＰａ）となったら、ステップＳ３５のオゾンガス導入処理を実行する。この際、制御回路６１は、オゾン濃度計１６２の出力を取り込んでＣＴ値（オゾン濃度（ｐｐｍ）×時間（ｍｉｎ））を算出し、オゾン濃度とともにこのＣＴ値を監視する。そして、ＣＴ値が目標値に達したならば、オゾンガス排出の工程（ステップＳ３８）に進む。一方、ＣＴ値が目標値に達する前にオゾン濃度が目標値に達した場合には、オゾン発生装置１０３の駆動を断続駆動に切り替える。このタイミングが、図５のフローチャート中のステップＳ３５からステップＳ３６への遷移である。図６に示すように、オゾン発生装置１０３が断続駆動されると、オゾン濃度は一定値を保つ。というよりも、制御回路６１は、オゾン濃度が目標値に達した後、そのオゾン濃度を維持するようにオゾン発生装置１０３を断続駆動するわけである。なお、オゾン発生装置１０３の駆動を断続駆動に切り替えている期間は、滅菌室３３内の真空度が所定の値（以下、「制御下限値（ｋＰａ）」）に達するまでであり、その後はオゾン発生装置１０３の駆動を断続駆動から連続駆動に再度切り替える。滅菌室３３内の真空度が制御下限値（ｋＰａ）に達した後は、再び排気ポンプ１１２を駆動して真空引きを行なうので、滅菌室３３内のオゾン濃度が急激に低下するからである。これについて後述する。
【００５４】
ここで、このようなオゾンガスの導入に際して、滅菌室３３内の圧力について着目する。図６に示すように、制御目標値（ｋＰａ）になって排気ポンプ１１２の駆動を停止した直後から、滅菌室３３内の圧力は０（ｋＰａ）に向けてリニアに変動する。これは、滅菌室３３内の圧力が最初に制御目標値（ｋＰａ）に達した後は、オゾン発生装置１０３によるオゾンの発生の有無にかかわらず、ＰＳＡ式酸素発生装置１０２によって発生する酸素が定常的に滅菌室３３内に供給され続けるからである。
【００５５】
制御回路６１は、圧力センサＳ４の出力を取り込んで滅菌室３３内の圧力を監視している。制御回路６１は、滅菌室３３内の圧力が制御圧力の下限値である制御下限値（ｋＰａ）まで達したならば、図５のフローチャート中のステップＳ３６の環境制御の一つとして、再び陰圧化処理を実行する。つまり、陰圧生成部１１１の排気ポンプ１１２を駆動する。これにより、滅菌室３３内は再び、目標値である制御目標値（ｋＰａ）まで高真空化する。滅菌室３３内の圧力が制御目標値（ｋＰａ）に達したらならば、再び、排気ポンプ１１２の駆動を停止する。
【００５６】
この際、滅菌室３３では、排気ポンプ１１２を駆動しての真空引きによって、オゾンガスも外部に放出される。このため、オゾンガスの濃度低下が発生する。そこで、制御回路６１は、再びオゾン発生装置１０３を連続運転し、オゾン濃度を目標値に復活させる。その後は、オゾン発生装置１０３を断続運転に切り替え、オゾン濃度を目標値に維持する。なお、陰圧化をより短時間で行うために、別の実施の形態として、排気ポンプ１１２の駆動中はオゾン供給を停止するようにしてもよい。このようにするには、排気ポンプ１１２の駆動中、オゾン発生装置１０３を停止するとともに、電磁弁Ｖ１ａ及びＶ１ｂを閉じる。
【００５７】
こうして、制御回路６１は、滅菌室３３にオゾンガスを導入してから目標のＣＴ値に達するまで（図５のフローチャート中のステップＳ３５〜ステップＳ３７のＹＥＳ）、滅菌室３３内の圧力調整とオゾン濃度調整とを繰り返し実行する。ここに、圧力調節手段および濃度調節手段の機能が実行される。
【００５８】
ついで、図５のフローチャート中のステップＳ３６の環境制御として、本実施の形態では、滅菌室３３内の相対湿度調整も実行する。本実施の形態では、滅菌対象物に滅菌処理を施している間（図５のフローチャート中のステップＳ３５〜ステップＳ３７のＮＯ）、相対湿度の値（％ＲＨ）も微妙に変動する。そこで、制御回路６１は、切替機構１４１を駆動制御し、オゾンガス導入部１０１から滅菌室３３内へのオゾンガスまたは酸素の供給を、乾燥ガス供給か湿潤ガス供給かに択一的に切り替える。つまり、制御回路６１は、湿度計測部１５１によって滅菌室３３内の相対湿度の値を知ることができる。そこで、滅菌室３３内の相対湿度が目標湿度に達したならば、電磁弁Ｖ１ａを開いて電磁弁Ｖ１ｂを閉じ、湿潤ガス供給から乾燥ガス供給に切り替える。これにより、相対湿度を低下させることができる。これに対して、滅菌室３３内の相対湿度が目標湿度を下回った場合、電磁弁Ｖ１ａを閉じて電磁弁Ｖ１ｂを開け、乾燥ガス供給から湿潤ガス供給に切り替える。これにより、相対湿度を上昇させることができる。ここに、湿度調節手段の機能が実行される。
【００５９】
さらに、本実施の形態では、滅菌処理に際して、ファン１７２を駆動し続ける。これにより、滅菌室３３内における温度、相対湿度、オゾン濃度の均一化を図ることができる。
【００６０】
図５のフローチャートの説明に戻る。制御回路６１は、目標のＣＴ値に達した後（ステップＳ３７のＹＥＳ）、滅菌室３３内からオゾンガスを排出する（ステップＳ３８）。つまり、電磁弁Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２を開いて他の全ての電磁弁を閉じ、排気ポンプ１１２を駆動する。これにより、ＨＥＰＡフィルタ１０４で清浄化された空気を滅菌室３３に取り込みつつ、滅菌室３３内のオゾンガスをオゾン分解ユニット１１４で酸素に分解して外部に放出することができる。
【００６１】
ついで、制御回路６１は、排水処理を実行する（ステップＳ３９）。これを実行するには、まず、電磁弁Ｖ２，Ｖ１３，Ｖ３２を開いて他のすべての電磁弁を閉じ、排気ポンプ１１２を駆動する。すると、ドレンタンク１１３内が陰圧になり、加湿槽１３２に溜めた水（純水）が配管Ｐ３１，Ｐ１３を通ってドレンタンク１１３に引き込まれる。次に、電磁弁Ｖ２，Ｖ１３，Ｖ５１を開いて他のすべての電磁弁を閉じ、排気ポンプ１１２を駆動する。すると、ドレンタンク１１３内が陰圧になり、湿球槽１５３に溜めた水（純水）が配管Ｐ５１，Ｐ１３を通ってドレンタンク１１３に引き込まれる。次に、電磁弁Ｖ２，Ｖ１３，Ｖ３１を開いて他のすべての電磁弁を閉じ、排気ポンプ１１２を駆動する。すると、ドレンタンク１１３内が陰圧になり、給水タンク１３４に溜めた水（純水）が配管Ｐ１３を通ってドレンタンク１１３に引き込まれる。ドレンタンク１１３内に引き込んだ水（純水）は、電磁弁Ｖ２，Ｖ１１，Ｖ１４を開くことによって排水管Ｐ１４から外部に排水することができる。
【００６２】
ついで、制御回路６１は、乾燥処理を実行する（ステップＳ４０）。つまり、加熱部１２１の調温ヒータ１２２を駆動し、滅菌室３３内を加温する。これにより、滅菌室３３内の水分量（絶対湿度）は変わらなくても、相対湿度が下がるため、結露を防止することができる。
【００６３】
ついで、制御回路６１は、予め設定した回数がアップするまで（ステップＳ４２のＮＯ）、真空引きエアレーション（オゾン除去処理）を実行する（ステップＳ４１）。つまり、電磁弁Ｖ１１を開いて他の全ての電磁弁を閉じ、この状態で排気ポンプ１１２を駆動する。排気ポンプ１１２の駆動は、滅菌室３３内が制御目標値（ｋＰａ）である高真空状態になるまで続行する。これにより、滅菌室３３内の雰囲気ガスが外部に放出される。そして、制御回路６１は、滅菌室３３内が制御目標値（ｋＰａ）である高真空状態になったならば、電磁弁Ｖ２を開く。すると、ＨＥＰＡフィルタ１０４を通過した清浄な空気が滅菌室３３に流れ込む。これにより、滅菌室３３内にまだある滅菌対象物に浸透していたオゾンガスを滅菌対象物から吸引し、これをオゾン分解ユニット１１４で分解して放出することができる。このような真空引きエアレーションは、予め設定した回数がアップするまで実行される（ステップＳ４２のＹＥＳ）。なお、ステップＳ４１の真空引きエアレーションに際しては、滅菌室３３内を制御目標値（ｋＰａ）よりもさらに高真空にするようにしてもよい。
【００６４】
ついで、制御回路６１は、予め設定した時間だけ常圧エアレーション（オゾン除去処理）を実行する（ステップＳ４３）。つまり、電磁弁Ｖ２およびＶ１１を開いて他のすべての電磁弁を閉じ、この状態で排気ポンプ１１２を駆動する。これにより、滅菌室３３内に残ったオゾンガスが排出され、ＨＥＰＡフィルタ１０４を通過した清浄な空気が滅菌室３３に流れ込む。制御回路６１は、常圧エアレーションを予め設定した時間がタイムアップするまで実行したならば、陰圧滅菌処理を終了する。
【００６５】
一方、制御回路６１は、常圧滅菌処理の選択を判定した場合（ステップＳ１１のＮＯ）、加湿槽１３２および湿球槽１５３に対する給水処理を実行する（ステップＳ５１）。後述する図７中の「給水」を参照されたい。制御回路６１は、昇湿機構１３１の電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２、湿度計測部１５１のＶ５１、そして、陰圧生成部１１１の電磁弁Ｖ１１を開き、排気ポンプ１１２を駆動する。これにより、滅菌室３３内の気体が外部に排気され、給水タンク１３４に溜められた水（純水）が配管Ｐ３１，Ｐ５１内に吸引されて加湿槽１３２と湿球槽１５３とに供給される。前述したように、湿球槽１５３には満杯の水、加湿槽１３２には所望量の水を給水することができる。
【００６６】
ついで、制御回路６１は、調温制御を実行する（ステップＳ５２）。後述する図７中の「調温」を参照されたい。制御回路６１は、加熱部１２１の調温ヒータ１２２を駆動制御して滅菌室３３内の室温を調整し、昇湿機構１３１の調湿ヒータ１３３を駆動制御して加湿槽１３２に給水された水の水温を調整する。この際、室温および水温とも、２０℃〜５０℃の範囲で一定温度となるように調整する（温度調節手段）。但し、前述したように、滅菌室３３内に求める相対湿度の値に応じて、室温よりも水温の方を少し高く調整する。これにより、次段階の調湿制御（ステップＳ５３）を実行することで、滅菌室３３内の相対湿度を、例えば８０〜９９％ＲＨ程度に上昇させることができる。
【００６７】
ついで、制御回路６１は、加湿処理を実行する（ステップＳ５３）。後述する図７中の「調湿」を参照されたい。制御回路６１は、電磁弁Ｖ１ｂ、Ｖ１１，Ｖ１２を開き、ＰＳＡ式酸素発生装置１０２によって発生させた酸素を、配管Ｐ１ｂを介して滅菌室３３内に導く。こうして、加湿槽１３２を通過する間に水分を取り込んだ湿潤酸素ガスが滅菌室３３内に供給され、これによって、滅菌室３３内の湿度が上昇する。制御回路６１は、目標湿度に達したならば、次の処理に進む。
【００６８】
ついで、制御回路６１は、オゾンガスの導入処理を実行する（ステップＳ５４）。後述する図７中の「オゾン連続発生」を参照されたい。制御回路６１は、電磁弁Ｖ1（Ｖ１ａまたはＶ１ｂ），Ｖ１１，Ｖ１２を開き、ＰＳＡ式酸素発生装置１０２によって発生させた酸素を、配管Ｐ１（Ｐ１ａまたはＰ１ｂ）を介して滅菌室３３に導く。この過程で、オゾン発生装置１０３を動作させることによって、滅菌室３３に導くガスをオゾンガスとする。この際、制御回路６１は、滅菌室３３内の相対湿度に応じて、電磁弁Ｖ１ａと電磁弁Ｖ１ｂとのいずれか一方を開く。つまり、滅菌室３３内の湿度が目標湿度より高いときは電磁弁Ｖ１ａを開き、低いときは電磁弁Ｖ１ｂを開く。これにより、滅菌室３３内の湿度が目標湿度より高いときは、気中に開口する配管Ｐ１ａから滅菌室３３内に乾燥ガス供給がなされ、目標湿度より低いときは、水中に開口する配管Ｐ１ｂのバブラ１３５から滅菌室３３内に湿潤ガス供給がなされる。
【００６９】
ここで、オゾンガスの導入処理に際して重要なことは、オゾン濃度、およびオゾン濃度（ｐｐｍ）×時間（ｍｉｎ）によって算出されるＣＴ値である。制御回路６１は、オゾン濃度計１６２の出力を取り込んでＣＴ値（オゾン濃度（ｐｐｍ）×時間（ｍｉｎ））を算出し、このＣＴ値が滅菌に必要な値に達するまで、オゾンガス導入部１０１を駆動制御する。この際、ＣＴ値の算出には、オゾン濃度一定となっている時間におけるオゾン濃度の値を用いるが、オゾン濃度の上昇中または下降中であっても、台形公式等の数値積分を使用してＣＴを算出することができる。
【００７０】
その後、制御回路６１は、滅菌室３３内の環境制御を実行しながら、予め設定されたＣＴ値に達するまで、滅菌室３３に対してオゾンガスを供給する（ステップＳ５５、ステップＳ５６のＮＯ）。
【００７１】
図７は、常圧滅菌処理に際しての滅菌室３３内の圧力とオゾン濃度との関係を経時的に示すタイミングチャートである。常圧滅菌処理に際しては、滅菌室３３内の圧力は０（ｋＰａ）に維持され続ける。制御回路６１は、オゾンガス導入工程（ステップＳ５４）に入ると、ＰＳＡ式酸素発生装置１０２およびオゾン発生装置１０３を駆動する。これにより、滅菌室３３内のオゾン濃度が上昇し始める。この際、制御回路６１は、オゾン濃度計１６２の出力を取り込んでＣＴ値（オゾン濃度（ｐｐｍ）×時間（ｍｉｎ））を算出し、オゾン濃度とＣＴ値とを監視する。そして、オゾン濃度が目標値に達したならば、オゾン発生装置１０３の駆動を断続駆動に切り替える。このタイミングが、図５のフローチャート中のステップＳ５４からステップＳ５５への遷移である。図７に示すように、オゾン発生装置１０３が断続駆動されると、オゾン濃度は一定値を保つ。というよりも、制御回路６１は、オゾン濃度が目標値に達した後、そのオゾン濃度を維持するようにオゾン発生装置１０３を断続駆動するわけである。なお、オゾン発生装置１０３は、ＣＴ値が目標に達するまで、断続駆動に切り替えられている。
【００７２】
ついで、図５のフローチャート中のステップＳ５５の環境制御として、本実施の形態では、滅菌室３３内の相対湿度調整も実行する。本実施の形態では、滅菌対象物に滅菌処理を施している間（図５のフローチャート中のステップＳ５４〜ステップＳ５６のＮＯ）、相対湿度の値（％ＲＨ）も微妙に変動する。そこで、制御回路６１は、切替機構１４１を駆動制御し、オゾンガス導入部１０１から滅菌室３３内へのオゾンガスまたは酸素の供給を、乾燥ガス供給か湿潤ガス供給かに択一的に切り替える。つまり、制御回路６１は、湿度計測部１５１によって滅菌室３３内の相対湿度の値を知ることができる。そこで、滅菌室３３内の相対湿度が目標湿度に達したならば、電磁弁Ｖ１ａを開いて電磁弁Ｖ１ｂを閉じ、湿潤ガス供給から乾燥ガス供給に切り替える。これにより、相対湿度を低下させることができる。これに対して、滅菌室３３内の相対湿度が目標湿度を下回った場合、電磁弁Ｖ１ａを閉じて電磁弁Ｖ１ｂを開け、乾燥ガス供給から湿潤ガス供給に切り替える。これにより、相対湿度を上昇させることができる。ここに、湿度調節手段の機能が実行される。
【００７３】
さらに、本実施の形態では、滅菌処理に際して、循環ファン１７１を駆動し続ける。これにより、滅菌室３３内における温度、相対湿度、オゾン濃度の均一化を図ることができる。
【００７４】
図５のフローチャートの説明に戻る。制御回路６１は、目標のＣＴ値に達した後（ステップＳ５６のＹＥＳ）、滅菌室３３内からオゾンガスを排出する（ステップＳ５７）。つまり、電磁弁Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２を開いて他の全ての電磁弁を閉じ、排気ポンプ１１２を駆動する。これにより、ＨＥＰＡフィルタ１０４で清浄化された空気を滅菌室３３に取り込みつつ、滅菌室３３内のオゾンガスをオゾン分解ユニット１１４で酸素に分解して外部に放出することができる。
【００７５】
ついで、制御回路６１は、排水処理を実行する（ステップＳ５８）。これを実行するには、まず、電磁弁Ｖ２，Ｖ１３，Ｖ３２を開いて他のすべての電磁弁を閉じ、排気ポンプ１１２を駆動する。すると、ドレンタンク１１３内が陰圧になり、加湿槽１３２に溜めた水（純水）が配管Ｐ３１，Ｐ１３を通ってドレンタンク１１３に引き込まれる。次に、電磁弁Ｖ２，Ｖ１３，Ｖ５１を開いて他のすべての電磁弁を閉じ、排気ポンプ１１２を駆動する。すると、ドレンタンク１１３内が陰圧になり、湿球槽１５３に溜めた水（純水）が配管Ｐ５１，Ｐ１３を通ってドレンタンク１１３に引き込まれる。次に、電磁弁Ｖ２，Ｖ１３，Ｖ３１を開いて他のすべての電磁弁を閉じ、排気ポンプ１１２を駆動する。すると、ドレンタンク１１３内が陰圧になり、給水タンク１３４に溜めた水（純水）が配管Ｐ１３を通ってドレンタンク１１３に引き込まれる。ドレンタンク１１３内に引き込んだ水（純水）は、電磁弁Ｖ２，Ｖ１１，Ｖ１４を開くことによって、排水管Ｐ１４から外部に排水することができる。
【００７６】
ついで、制御回路６１は、乾燥処理を実行する（ステップＳ５９）。つまり、加熱部１２１の調温ヒータ１２２を駆動し、滅菌室３３内を加温する。これにより、滅菌室３３内の水分量（絶対湿度）は変わらなくても、相対湿度が下がるため、結露を防止することができる。
【００７７】
ついで、制御回路６１は、常圧エアレーション（オゾン除去処理）を実行する（ステップＳ６０）。つまり、電磁弁Ｖ２，Ｖ１１を開いて他の全ての電磁弁を閉じ、この状態で排気ポンプ１１２を駆動する。これにより、ＨＥＰＡフィルタ１０４を通過した清浄な空気を滅菌室３３に取り込みつつ、滅菌室３３内のオゾンガスをオゾン分解ユニット１１４で分解して外部に放出することができる。その後、常圧滅菌処理を終了する。
【００７８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、陰圧滅菌処理と常圧滅菌処理とのうちから滅菌対象物に適合する滅菌処理を容易に選択することができる（図５のフローチャート中のステップＳ１１）。そして、常圧滅菌処理では十分な滅菌効果を期待できない滅菌対象物であっても、陰圧滅菌処理を選択した場合には、滅菌対象物の内部までオゾンガスを浸透させることができるので、高い滅菌効果を得ることができる。また、制御回路６１が、湿度調節手段、圧力調節手段、濃度調節手段、温度調節手段の機能を実行するので、選択したいずれの滅菌処理に際しても、オゾンガスが効率よく反応できる環境条件を整えて効果的な滅菌処理を行なうことができる。
【００７９】
また、本実施の形態によれば、水の移動を排気ポンプ１１２と電磁弁Ｖのみによって行なっている。これにより、次に示す利点がある。
【００８０】
（１）水ポンプが不要である。
このため、装置の構造が簡単になる。
また、水ポンプを用いた場合には不可避である運転終了後における水ポンプ内の水の残留がなく、水ポンプの残水を排出するが如き機構が不要である。呼び水も不要である。
【００８１】
（２）重力で水を移動する構造ではない。
これにより、各種水槽（ドレンタンク１１３、給水タンク１３４、加湿槽１３２、湿球槽１５３）の配置の自由度が高まる。
例えば、給水タンク１３４を装置の下部に配置し、ドレンタンク１１３を装置の上部に配置することができる。給水タンク１３４を下部に配置すると、装置に水を入れるに際して高い位置まで水を持ち上げる必要がないので、作業が楽にできる。また、ドレンタンク１１３を上部に配置すると、通常のシンク（流し台）にそのまま排水できるので、特別な排水工事なしで据付をすることができる。
もっとも、別の実施の形態として、給水タンク１３４を上部に、ドレンタンク１１３を下部に配置し、重力を併用して水を流すようにしてもよい。
【００８２】
また、本実施の形態によれば、滅菌庫３１の温度制御を調温ヒータ１２２のみによって行なっている。これに対して、実施に際しては、冷凍機を設け、調温ヒータ１２２と冷凍機とを併用して、より精密に温度を制御するようにしてもよい。
【００８３】
さらに、本実施の形態によれば、加湿槽１３２内の水温制御を調湿ヒータ１３３のみによって行なっている。これに対して、実施に際しては、加湿槽１３２内の水温が上がり過ぎた場合に、加湿槽１３２内の水を一部ドレンタンク１１３に排出し、給水タンク１３４から再び補充することにより水温を下げるように各部を制御するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
３１ 滅菌庫
３３ 滅菌室
１０１ オゾンガス導入部
１０２ ＰＳＡ式酸素発生装置
１０３ オゾン発生装置
１１１ 陰圧生成部
１３１ 昇湿機構
１３２ 加湿槽
１４１ 切替機構
１５２ 湿度計
１５３ 湿球槽
１６２ オゾン濃度計
Ｓ１ 乾球温度センサ（温度計）
Ｓ４ 圧力センサ（圧力計）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾンガスを滅菌対象物に浸透させて滅菌するようにしたオゾンガス滅菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療、介護、製薬等の機関では、手術用具、白衣、マスク、寝具類、実験器具、精密機械等、様々な対象物について滅菌処理が必要である。滅菌処理としては、高温加熱滅菌処理が従来から広く普及している。ところが、耐熱性に乏しい滅菌対象物には高温加熱滅菌処理をすることができない。そこで、高温加熱滅菌処理をすることができない滅菌対象物を滅菌する方法として、従来、エチレンオキサイドを用いた低温滅菌の方法が知られている。
【０００３】
これに対して、上記エチレンオキサイドには急性毒性、慢性毒性のほか、発がん性もあるので、安全性の面で問題がある。しかも、残留ガスの脱気に長時間を要するために処理に１０時間以上もの時間がかかるという弱点も有し、効率性の面でも問題を抱えている。そこで、この出願の発明者は、かねてより、安全性が高く、しかも効率良く滅菌処理をすることができる低温滅菌の手法として、オゾンガスを用いた滅菌の実現に向けて研究開発を重ねている（非特許文献１参照）。オゾンガスを用いた滅菌の方法は、安全性が高く、しかも効率よく滅菌を行なうことができるという利点を有している。
【０００４】
このようなオゾンガスを用いた滅菌については、従来から広く研究開発が進められている。とりわけ、特許文献１および２に記載されている陰圧下でのオゾンガス滅菌は、上記例示の白衣、マスク、寝具類等のようなガスが浸透しにくい滅菌対象物に対しても、高い滅菌効果を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−１１５５４０号公報
【特許文献２】特開２００７−５０６４８４公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】オゾン殺菌装置の開発，石川島播磨技報 Vol.43 No.4（2003-7）， 釜瀬 幸広 他４名
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明が解決しようとする課題の一つは、滅菌対象物に適合したオゾン滅菌方法の選択性の問題である。つまり、上記例示の滅菌対象物でいうと、白衣、マスク、寝具などの繊維類、並びに、手術用具、実験器具等の真空にしても損傷するおそれが無い物品は、繊維内部や器具の隙間の奥まで効率的にオゾンガスを浸透させるために、陰圧下でのオゾンガス滅菌が適している。その反面、内部に密閉した空洞を持つ精密機械、例えはパソコン等のような滅菌対象物は、陰圧にすると損傷するおそれがあるので、常圧下でのオゾンガス滅菌が適する。
【０００８】
このようなことから、この出願の発明者は、陰圧滅菌処理と常圧滅菌処理とを適宜択一的に選択できるオゾンガス滅菌装置の研究開発に着手した。ところが、この際に問題となるのが、陰圧滅菌処理の実行時と常圧滅菌処理の実行時とで、滅菌処理中に求められる環境条件に変動をきたしてしまうということである。つまり、オゾンガスを用いた滅菌処理に際しては、オゾンが効率よく反応する環境条件を整えてやらなければならない。例えば、特許文献１および２には、相対湿度９０％以上という条件が例示されている。このような相対湿度の高さが滅菌効果を高めることについては、この出願の発明者も、非特許文献１で報告済みである。また、特許文献２は、良好な結果が得られるオゾン濃度について、１〜５ｍｇ／ｌ（相対湿度９０％）という値を開示している。さらに、特許文献３は、理想的な温度条件および真空圧力条件についても言及している。このように、オゾンガスを用いた滅菌処理に際しては、オゾンが効率よく反応する環境条件を整えてやることが極めて重要である。
【０００９】
これに対して、オゾンが効率よく反応する環境条件は、常圧滅菌処理に際しては比較的容易に維持されるのに対して、陰圧滅菌処理に際しては容易に変動してしまう。このため、オゾンガス滅菌装置の製品化に際しては、オゾンが効率よく反応できるように環境条件を制御するための仕組み作りが重要となる。
【００１０】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、陰圧滅菌処理と常圧滅菌処理とを適宜択一的に選択できるようにし、選択されたいずれの滅菌処理に際しても、オゾンが効率よく反応できる環境条件を整えることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、滅菌対象物を気密に収納する滅菌室を内部に形成する滅菌庫と、前記滅菌室内にオゾンガスを導入するオゾンガス導入部と、前記滅菌室内の気体を排気して前記滅菌室内を陰圧にする陰圧生成部と、前記オゾンガス導入部によって前記滅菌室内にオゾンガスを導入して滅菌対象物を滅菌するに際して、前記陰圧生成部によって前記滅菌室を陰圧にする陰圧滅菌処理と前記滅菌室を陰圧にしない常圧滅菌処理とを択一的に選択可能とする選択手段と、を備えるオゾンガス滅菌装置によって、上記陰圧滅菌処理と常圧滅菌処理とを適宜択一的に選択できるようにするという課題を解決するようにした。
【００１２】
本発明は、また、上記オゾンガス滅菌装置において、前記滅菌室内に配置した加湿槽と、前記オゾンガス導入部が有するオゾンガスの導入位置を、前記加湿槽に溜めた水の外部に定める乾燥ガス供給と内部に定める湿潤ガス供給とに択一的に切り替える切替機構と、前記切替機構によって前記湿潤ガス供給に切り替えると共に、前記加湿槽に溜めた水を加熱制御して室温よりも水温を所定温度だけ高くすることで、前記滅菌室内の相対湿度を上昇させる昇湿機構と、前記滅菌室内の相対湿度を計測する湿度計と、前記湿度計によって計測される前記滅菌室内の相対湿度が所定湿度範囲となるように前記乾燥ガス供給と前記湿潤ガス供給とを切り替え制御する湿度調節手段と、を備えることによって（第二の構成）、上記オゾンが効率よく反応できる環境条件に整えられるようにするという課題を解決するようにした。
【００１３】
この場合、一例として、前記湿度計は、前記滅菌室内の圧力を計測する機能と、前記滅菌室内に配置した湿球槽に溜めた水に浸したウィックに覆われた湿球の温度と水に浸さない乾球の温度とを計測する機能と、を有し、前記湿球の温度と前記乾球の温度と前記圧力計が計測する前記滅菌室内の圧力とに基づいて前記滅菌室内の相対湿度を算出する。相対湿度の算出は、一例として、「ＪＩＳ Ｚ８８０６：２００１ 湿度−測定方法」内の通風乾湿計の項に記載された方法により実施することができる。そして、本例では、前記滅菌室内のオゾン濃度を計測するオゾン濃度計と、前記陰圧滅菌処理に際して、前記計測される前記滅菌室内の圧力が所定陰圧範囲となるように前記陰圧生成部を断続制御する圧力調節手段と、前記陰圧滅菌処理に際して、前記オゾン濃度計によって計測される前記滅菌室内のオゾン濃度が所定濃度範囲となるように前記オゾン発生装置を断続制御する濃度調節手段と、を備えるようにしてもよい。
【００１４】
本発明は、また、上記第二の構成を有するオゾンガス滅菌装置において、前記滅菌室内の圧力を計測する圧力計と、前記滅菌室内のオゾン濃度を計測するオゾン濃度計と、前記陰圧滅菌処理に際して、前記圧力計によって計測される前記滅菌室内の圧力が所定陰圧範囲となるように前記陰圧生成部を断続制御する圧力調節手段と、前記陰圧滅菌処理に際して、前記オゾン濃度計によって計測される前記滅菌室内のオゾン濃度が所定濃度範囲となるように前記オゾン発生装置を断続制御する濃度調節手段と、を備えることによって、上記オゾンが効率よく反応できる環境条件に整えられるようにするという課題を解決するようにした。
【００１５】
本発明は、また、上記オゾンガス滅菌装置において、前記滅菌室内の温度を計測する温度計と、前記温度計によって計測される前記滅菌室内の室温が所定温度範囲となるように前記滅菌室内を加熱制御する温度調節手段と、を備えることによって、上記オゾンが効率よく反応できる環境条件に整えられるようにするという課題を解決するようにした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、選択手段を設けたので、陰圧滅菌処理と常圧滅菌処理とのうちから滅菌対象物に適合する滅菌処理を容易に選択することができ、また、湿度調節手段、圧力調節手段、濃度調節手段、温度調節手段等を設けたので、選択したいずれの滅菌処理に際しても、オゾンが効率よく反応できる環境条件が整えられて効果的な滅菌処理を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の一形態であるオゾンガス滅菌装置の外観を示す正面図。
【図２】実施の一形態であるオゾンガス滅菌装置の各部を示す模式図。
【図３】滅菌室内の温度と加湿槽内の水温との温度差と、滅菌室内の湿度との関係を示すグラフ。
【図４】実施の一形態であるオゾンガス滅菌装置の電気的接続を示すブロック図。
【図５】実施の一形態であるオゾンガス滅菌装置の制御回路が実行する処理の流れを示すフローチャート。
【図６】陰圧滅菌処理に際しての滅菌室内の圧力とオゾン濃度との関係を経時的に示すタイミングチャート。
【図７】常圧滅菌処理に際しての滅菌室内の圧力とオゾン濃度との関係を経時的に示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の一形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、オゾンガス滅菌装置１１の外観を示す正面図である。オゾンガス滅菌装置１１は、ハウジング２１の上部に滅菌対象物（図示せず）を収納して滅菌処理をするための滅菌庫３１を内蔵し、上部左側にユーザインターフェース４１を配置し、下部に機械室５１を内蔵している。
【００２０】
滅菌庫３１は、扉３２によって開閉自在であり、扉３２を開けた内部に滅菌室３３（図２参照）を形成している。滅菌室３３には、扉３２を開けることで、滅菌対象物の出し入れが可能である。実施に際しては、ハウジング２１の裏面側にも扉（図示せず）を設け、表裏両側から使用できるようにしても良い。扉３２は、ヒンジ３４によって回転自在に支持され、ハンドル３５を持って開閉することができる。扉３２は、ハンドル３５のロック片３５ａをロックするロック機構３６によってロック可能である。ハンドル３５を回転させてそのロック片３５ａをロックすると、扉３２が完全に閉じられた状態でロックされ、滅菌室３３が気密に保たれる。
【００２１】
ユーザインターフェース４１は、表示器４２を有している。表示器４２にはタッチパネル４３が積層され、タッチパネル４３のタッチ指定によって各種の指示を後述する制御回路６１（図４参照）に伝えることができる。ユーザインターフェース４１には、その他に、記録計４４、電源スイッチ４５、および非常停止スイッチ４６が設けられている。
【００２２】
図２は、オゾンガス滅菌装置１１の各部を示す模式図である。オゾンガス滅菌装置１１は、オゾンガス導入部１０１、陰圧生成部１１１、加熱部１２１、昇湿機構１３１、切替機構１４１、湿度計測部１５１、オゾン濃度計測部１６１、および循環ファン１７１を有している。以下、それぞれについて説明する。
【００２３】
まず、オゾンガス導入部１０１は、滅菌室３３内にオゾンガスを導入する。このようなオゾンガス導入部１０１は、ＰＳＡ式酸素発生装置１０２およびオゾン発生装置１０３を備えている。ＰＳＡ式酸素発生装置１０２で生成された酸素は、配管Ｐ１を介してオゾン発生装置１０３に至り、オゾン発生装置１０３からさらに滅菌室３３に導かれる。配管Ｐ１は、オゾン発生装置１０３と滅菌室３３との間の位置で二股に分かれ、配管Ｐ１ａ，Ｐ１ｂに分岐している。配管Ｐ１ａは電磁弁Ｖ１ａによって開閉され、配管Ｐ１ｂは電磁弁Ｖ１ｂによって開閉される。そして、一方の配管Ｐ１ａは滅菌室３３内の気中を導入位置とし、もう一方の配管Ｐ１ｂは滅菌室３３内の水中を導入位置としている。これについては、後述する切替機構１４１の説明箇所で詳しく述べる。
【００２４】
オゾンガス導入部１０１が有しているもう一つの重要な構成要素は、ＨＥＰＡフィルタ１０４である。ＨＥＰＡフィルタ１０４は、配管Ｐ２を介して滅菌室３３の内部に連絡している。配管Ｐ２は、電磁弁Ｖ２によって開閉される。電磁弁Ｖ２が開くと、滅菌室３３の内部は配管Ｐ２およびＨＥＰＡフィルタ１０４を介して外部に連絡する。
【００２５】
陰圧生成部１１１は、滅菌室３３内の気体を排気して滅菌室３３内を陰圧にする。陰圧生成部１１１の主要部は、排気ポンプ１１２である。排気ポンプ１１２は、配管Ｐ１１を介して滅菌室３３の内部に連絡しており、その動作によって滅菌室３３内の気体を外部に排気する。そこで、滅菌室３３内が気密である状態で排気ポンプ１１２を駆動すると、滅菌室３３内が陰圧となる。
【００２６】
陰圧生成部１１１は、滅菌室３３から排気ポンプ１１２に向けて、配管Ｐ１１上に、電磁弁Ｖ１１、ドレンタンク１１３、およびオゾン分解ユニット１１４を配置している。電磁弁Ｖ１１は、配管Ｐ１１それ自体を開閉する。ドレンタンク１１３は、滅菌室３３に溜められる水（後述する）を引き込み、排水するために用いられる。オゾン分解ユニット１１４は、排気ポンプ１１２が滅菌室３３内の気体を真空引きするに際して、オゾンガス導入部１０１によって滅菌室３３内に導入されたオゾンガスを分解して外部に放出するためのものである。そして、オゾン分解ユニット１１４と排気ポンプ１１２との間で配管Ｐ１１から分岐管Ｐ１２が分岐し、この分岐管Ｐ１２には電磁弁Ｖ１２が配置されている。電磁弁Ｖ１２は、分岐管Ｐ１２を開閉する。
【００２７】
ここで、本実施の形態のオゾンガス滅菌装置１１は、後述する給水用の給水タンク１３４を備えている。陰圧生成部１１１は、給水タンク１３４とドレンタンク１１３とを配管Ｐ１３で連絡している。配管Ｐ１３は、電磁弁Ｖ１３によって開閉される。ドレンタンク１１３には、内部に溜めた水を排水するための排水管Ｐ１４が取り付けられている。この排水管Ｐ１４は、排水弁として機能する電磁弁Ｖ１４によって開閉される。
【００２８】
加熱部１２１は、通電によって発熱する調温ヒータ１２２を備えており、滅菌室３３の内部空間を暖めて室温を上昇させる。滅菌処理に際しては、滅菌室３３内の室温を２０℃〜５０℃の範囲に調温する。このような温度制御は、調温ヒータ１２２を駆動制御する制御回路６１によって実現される。制御回路６１は、滅菌室３３内の室温を計測する温度センサとしての乾球温度センサＳ１の出力に基づいて室温を認識し、その室温が２０℃〜５０℃の範囲で所望の値となるよう、調温ヒータ１２２を駆動制御する。
【００２９】
昇湿機構１３１は、滅菌室３３内の相対湿度を上昇させるための機構である。相対湿度を上昇させるために、昇湿機構１３１は、室温と水温との温度差を利用している。室温と水温とに温度差を生じさせるために、昇湿機構１３１は、滅菌室３３の内部に加湿槽１３２を配置し、この加湿槽１３２の内部に調湿ヒータ１３３を設置している。加湿槽１３２には、二つの電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２によって開閉自在の配管Ｐ３１を介して、前述した給水タンク１３４から給水が可能である。つまり、電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２を開いた状態で滅菌室３３内を陰圧にすると、給水タンク１３４に溜められた水が加湿槽１３２に吸引され、加湿槽１３２に対する給水が行われる。この状態で調湿ヒータ１３３を動作させると、加湿槽１３２内に給水された水を加熱することができる。滅菌処理に際しては、加湿槽１３２内の水温を２０℃〜５０℃の範囲に調温する。このような温度制御は、調湿ヒータ１３３を駆動制御する制御回路６１によって実現される。制御回路６１は、加湿槽１３２内に配置された水温センサＳ２の出力に基づいて水温を認識し、その水温が２０℃〜５０℃の範囲で所望の値となるよう、調湿ヒータ１３３を駆動制御する。
【００３０】
図３は、滅菌室３３内の温度と加湿槽１３２内の水温との温度差と、滅菌室３３内の湿度との関係を示すグラフである。実験の結果、加湿槽１３２内の水温を滅菌室３３内の室温よりも所定温度だけ高くすると、結露しない範囲でもっとも高い湿度に設定できることが分かった。このような水温と室温との温度差と、滅菌室３３内の湿度との関係は、図３のグラフに示す通りであり、温度差が所定温度以上になると結露が発生する。
【００３１】
そこで、本実施の形態では、制御回路６１によって、加湿槽１３２内の水温を滅菌室３３内の室温よりも少し高く設定する。この場合の温度差は、求める相対湿度の値に応じて決定する。例えば、相対湿度９０％ＲＨを得たい場合であれば、室温よりも図３のグラフに示す所定温度高くなるように水温を制御すれば良いし、相対湿度９９％ＲＨを得たい場合であれば、室温よりも図３のグラフに示す所定温度高くなるように水温を制御すれば良い。
【００３２】
図２に示すように、切替機構１４１は、オゾンガス導入部１０１による滅菌室３３内へのオゾンガスの導入位置を、気中と水中とのいずれか一方または両方に切り替えるための機構である。つまり、前述したように、オゾンガス導入部１０１は、配管Ｐ１を二股に分岐させ、一方を配管Ｐ１ａ、もう一方を配管Ｐ１ｂとしている。そこで、切替機構１４１は、一方の配管Ｐ１ａの終端部を滅菌室３３内の気中に開口させ、もう一方の配管Ｐ１ｂの終端部を滅菌室３３内に配置した加湿槽１３２内に開口させている。こうすることで、制御回路６１により、一方の配管Ｐ１ａを開閉する電磁弁Ｖ１ａともう一方の配管Ｐ１ｂを開閉する電磁弁Ｖ１ｂとを開閉制御することで、滅菌室３３内へのオゾンガスの導入位置を気中と水中とのいずれか一方または両方に切り替えることができる。つまり、電磁弁Ｖ１ａおよび電磁弁Ｖ１ｂの両方を開ければ、配管Ｐ１ａが開かれて気中にオゾンガスが導入されると共に、配管Ｐ１ｂも開かれて水中にもオゾンガスが導入される。また、電磁弁Ｖ１ａを開けて電磁弁Ｖ１ｂを閉じれば、配管Ｐ１ａのみが開かれて気中にオゾンガスが導入される。これにより、滅菌室３３内には乾燥ガス供給がなされる。反対に、電磁弁Ｖ１ａを閉じて電磁弁Ｖ１ｂを開ければ、配管Ｐ１ｂのみが開かれて水中にオゾンガスが導入される。これにより、滅菌室３３内に湿潤ガス供給がなされる。
【００３３】
切替機構１４１は、配管Ｐ１ｂの終端部にバブラ１３５を取り付けている。これにより、配管Ｐ１ｂから加湿槽１３２内の水中にオゾンガスが吐出されるに際して、オゾンガスを含むバブルが発生する。オゾンガスを含むバブルは、加湿槽１３２に溜められた水に対して、オゾンガスの接触面積を増加させる。
【００３４】
ここで、本実施の形態においては、滅菌室３３内の湿度を上昇させるために、昇湿機構１３１と切替機構１４１とを利用している。つまり、滅菌室３３内の湿度は、加湿槽１３２内に溜めて加熱された水に、ＰＳＡ式酸素発生装置１０２からの酸素またはオゾン発生装置１０３によって生成されたオゾンガスを導入して得た湿潤ガスを供給することによって上昇する。そこで、昇湿機構１３１によって加湿槽１３２内に水を給水してこれを加熱した上で、切替機構１４１によって酸素またはオゾンガスの導入位置を水中にのみ規定することで、滅菌室３３内の湿度を上昇させることができる。
【００３５】
湿度計測部１５１は、滅菌室３３内の相対湿度を計測する湿度計１５２を備えている。この湿度計１５２は、滅菌室３３内に配置した湿球温度と乾球温度と滅菌室３３内の圧力とを計測し、これらの計測値に基づく制御回路６１の演算処理によって相対湿度を算出する。このような湿度計１５２を実現するために、湿度計測部１５１は、滅菌室３３の内部に湿球槽１５３を配置し、この湿球槽１５３の内部に溜めた水（純水）に浸した木綿製のウィックＷＫに覆わせて湿球温度センサＳ３を配置し、滅菌室３３内に圧力計としての圧力センサＳ４を配置している。湿球槽１５３は、電磁弁Ｖ５１によって開閉自在の配管Ｐ５１を介して給水タンク１３４に連絡しており、給水タンク１３４から給水を受ける。湿球槽１５３に給水するには、電磁弁Ｖ５１を開いた状態で滅菌室３３内を陰圧にする。すると、給水タンク１３４に溜められた水が湿球槽１５３に吸引され、湿球槽１５３が水で満たされる。これにより、ウィックＷＫが湿球槽１５３内の水に浸けられた状態となり、ウィックＷＫに覆われた湿球温度センサＳ３に水分が回り込む。これにより、湿度計１５２は、湿球温度を湿球温度センサＳ３によって計測し、乾球温度を乾球温度センサＳ１によって計測し、滅菌室３３内の圧力を圧力センサＳ４によって計測することが可能となる。そこで、湿度計測部１５１は、制御回路６１の演算処理機能を利用し、それらの計測値に基づいて滅菌室３３内の相対湿度を算出することができる。相対湿度の算出は、一例として、「ＪＩＳ Ｚ８８０６：２００１ 湿度−測定方法」内の通風乾湿計の項に記載された方法により実施することができる。
【００３６】
湿度計測部１５１が測定する滅菌室３３内の相対湿度は、滅菌室３３内の上昇した湿度を所望の範囲に維持することに役立てられる。つまり、滅菌室３３内の上昇した湿度を所望の湿度環境に維持するには、相対湿度の測定値を参照しながら、切替機構１４１を用いて、酸素またはオゾンガスの導入位置を水中と気中とに択一的に切り替えればよい。より詳細には、滅菌室３３内の湿度が所望範囲よりも高くなった場合には、酸素またはオゾンガスの導入位置を気中に切り替えて乾燥ガスを導入する。これにより、滅菌室３３内の湿度を下げることができる。反対に、滅菌室３３内の湿度が所望範囲よりも低くなった場合には、酸素またはオゾンガスの導入位置を水中に切り替えて湿潤ガスを導入する。これにより、滅菌室３３内の湿度を上昇させることができる。
【００３７】
ここで、本実施の形態では、昇湿機構１３１の加湿槽１３２に対する給水動作と湿度計測部１５１の湿球槽１５３に対する給水動作とに関連性を持たせている。つまり、加湿槽１３２を湿球槽１５３よりも大容量に形成して両者を隣り合わせて配置し、湿球槽１５３から溢れ出した水を加湿槽１３２に給水できるようにしている。そこで、加湿槽１３２内の水位を例えばフロートスイッチ（図示せず）によって監視し、フロートスイッチがオンになったら給水タンク１３４からの給水動作を停止する。こうすることで、湿球槽１５３には満杯の水、加湿槽１３２には所望量の水を給水することができる。
【００３８】
なお、圧力センサＳ４の計測出力は、滅菌室３３内の湿度計測にのみ利用されるわけではなく、滅菌室３３内の真空圧力調節のためにも用いられる。これについては、後述する。
【００３９】
オゾン濃度計測部１６１は、オゾン濃度を計測可能なオゾン濃度計１６２を備え、滅菌室３３内のオゾン濃度をオゾン濃度計１６２によって計測できるようにしている。オゾン濃度計１６２は、滅菌室３３の外部に配置されている。そこで、オゾン濃度計測部１６１は、滅菌室３３から出て滅菌室３３に戻る循環配管Ｐ６１中にオゾン濃度計１６２と循環ポンプ１６３とを配置している。滅菌室３３内の気体は循環ポンプ１６３に引き込まれて循環配管Ｐ６１内を循環し、オゾン濃度計１６２によるオゾン濃度計測に供せられる。
【００４０】
循環ファン１７１は、制御回路６１によって駆動制御されるモータ（図示せず）の回転軸にファン１７２を取り付けた構造のもので、ファン１７２を回転させることによって滅菌室３３内の気体を攪拌する。
【００４１】
図４は、オゾンガス滅菌装置１１の電気的接続を示すブロック図である。オゾンガス滅菌装置１１が有する各部を制御するのは、制御回路６１である。制御回路６１は、一例として、各種演算処理を実行して各部を集中的に制御するＣＰＵに、制御プログラム等が書き込まれたＲＯＭ、それにＲＡＭが接続されたマイクロコンピュータによって形成されている（全て図示せず）。ＲＡＭは、可変データを書き換え自在に記録し、ワークエリア等として用いられる。制御回路６１としてこのようなマイクロコンピュータ構成のものが用いられる場合、上記各部は、Ｉ／Ｏ（図示せず）等を介して制御回路６１に信号送受信可能に接続されている。あるいは、別の一例として、制御回路６１は、シーケンスが固定記録された集積回路によって構成されていても良い。いずれにしても制御回路６１は、乾球温度センサＳ１、水温センサＳ２、湿球温度センサＳ３、および圧力センサＳ４からの出力を取り込み、各部を予め決められた手順通りに制御処理できる構成を有している。
【００４２】
制御回路６１に接続されて制御される各部については、図４に明記されているので、重複記載を避けるために逐次の列挙を避ける。
【００４３】
図５は、オゾンガス滅菌装置１１の制御回路６１が実行する処理の流れを示すフローチャートである。滅菌対象物を滅菌するには、図５に示すフローチャートに示す処理を実行するに先立ち、事前準備として人間による手作業を必要とする。
【００４４】
人間による手作業として、まず、滅菌室３３内に滅菌対象物を収納して扉３２を閉める。これに前後し、給水タンク１３４に水（純水）を補給する。この際、表示器４２の表示を参照し、滅菌対象物の種類に応じて、陰圧滅菌処理をするか常圧滅菌処理をするかを選択する。例えば、白衣、マスク、寝具のような繊維類、並びに、手術用具、実験器具等の真空にしても損傷するおそれが無い物品を滅菌しようとする場合には、繊維内部や器具の隙間の奥まで効率的にオゾンガスを浸透させるために、陰圧滅菌処理を選択する。これに対して、内部に密閉した空洞を持つ精密機械、例えはパソコン等を滅菌しようとする場合には、陰圧にすると損傷するおそれがあるので、常圧滅菌処理を選択する。陰圧滅菌処理をするか常圧滅菌処理をするかの選択は、タッチパネル４３でのタッチ指定によって行なう（選択手段）。陰圧滅菌処理をする場合には、さらに、後述する真空引きエアレーション（ステップＳ４１参照）の回数も入力する。その後、制御回路６１は、図５に示すように、陰圧滅菌処理と常圧滅菌処理とのいずれが選択されたのかを判定する（ステップＳ１１）。
【００４５】
制御回路６１は、陰圧滅菌処理の選択を判定した場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、加湿槽１３２および湿球槽１５３に対する給水処理を実行する（ステップＳ３１）。後述する図６中の「給水」を参照されたい。制御回路６１は、昇湿機構１３１の電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２、湿度計測部１５１の電磁弁Ｖ５１、そして、陰圧生成部１１１の電磁弁Ｖ１１を開き、排気ポンプ１１２を駆動する。これにより、滅菌室３３内の気体が外部に排気され、給水タンク１３４に溜められた水（純水）が配管Ｐ３１，Ｐ５１内に吸引されて加湿槽１３２と湿球槽１５３とに供給される。前述したように、湿球槽１５３には満杯の水、加湿槽１３２には所望量の水を給水することができる。
【００４６】
ついで、制御回路６１は、調温制御を実行する（ステップＳ３２）。後述する図６中の「調温」を参照されたい。制御回路６１は、加熱部１２１の調温ヒータ１２２を駆動制御して滅菌室３３内の室温を調整し、昇湿機構１３１の調湿ヒータ１３３を駆動制御して加湿槽１３２に給水された水の水温を調整する。この際、室温および水温とも、２０℃〜５０℃の範囲で一定温度および一定湿度となるように調整する。但し、前述したように、滅菌室３３内に求める相対湿度の値に応じて、室温よりも水温の方を少し高く調整する。
【００４７】
ついで、制御回路６１は、調湿制御を実行する（ステップＳ３３）。後述する図６中の「調湿」を参照されたい。制御回路６１は、電磁弁Ｖ１ｂ，Ｖ１１，Ｖ１２のみを開き、それ以外の電磁弁を閉じる。そして、ＰＳＡ式酸素発生装置１０２を動作させ、加湿槽１３２内に溜められた水にバブラ１３５を介して酸素を吹き込む。これにより、滅菌室３３内の相対湿度を、例えば８０〜９９％ＲＨ程度に上昇させることができる。
【００４８】
ついで、制御回路６１は、滅菌室３３内の圧力制御を実行する（ステップＳ３４）。後述する図６中の「陰圧化」を参照されたい。制御回路６１は、電磁弁Ｖ１１を開き、その他の全ての電磁弁を閉じて、陰圧生成部１１１の排気ポンプ１１２を駆動する。これにより、滅菌室３３内の気体が配管Ｐ１１を通って外部に排気され、滅菌室３３内は陰圧化される。この際、制御回路６１は、滅菌室３３内が−９０ｋＰａ〜−２０ｋＰａ程度の高真空となるまで排気ポンプ１１２を駆動し、目標値（以下、「制御目標値（ｋＰａ）」と呼ぶ）になったらその駆動を停止する。
【００４９】
もっとも、滅菌室３３は、その内部圧力が低下することによって湿度が少し下がる。そこで、後続するオゾンガス導入（ステップＳ３５）に先立ち、滅菌室３３内を加湿する。そのために、制御回路６１は、電磁弁Ｖ１ｂを開き、それ以外の電磁弁を閉じた状態で、ＰＳＡ式酸素発生装置１０２を動作させる。すると、ガス導入位置が水中に規定されるので、バブラ１３５を介して加湿槽１３２に酸素が吹き込まれ、水分を含んだ酸素が滅菌室３３内に供給される。これにより、内部圧力の低下に伴い下がった滅菌室３３内の湿度が再び上昇する。ところが、このような滅菌室３３内への酸素供給によって、滅菌室３３内の真空度が再び下がる。そこで、制御回路６１は、排気ポンプ１１２を断続駆動すると共にこれにタイミングを合わせて電磁弁Ｖ１１を断続的に開閉するか、あるいは、排気ポンプ１１２を連続駆動して電磁弁Ｖ１１を断続的に開閉するかする。このような昇湿動作と降圧動作とを繰り返すことで、滅菌室３３内の真空度と相対湿度とを所望範囲に収めることができる。以上の動作については、図６中の「真空下調湿」を参照されたい。
【００５０】
ついで、制御回路６１は、オゾンガスの導入処理を実行する（ステップＳ３５）。後述する図６中の「オゾン連続発生」を参照されたい。この際、制御回路６１は、電磁弁Ｖ１ａ，Ｖ１ｂを開き、ＰＳＡ式酸素発生装置１０２によって発生させた酸素を配管Ｐ１（Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ）を介して滅菌室３３に導く。この過程で、オゾン発生装置１０３を動作させることによって、滅菌室３３に導くガスをオゾンガスとする。この際、制御回路６１は、電磁弁Ｖ１（Ｖ１ａまたはＶ１ｂのいずれか一方）を開く。つまり、滅菌室３３内の湿度が目標湿度より高いときは電磁弁Ｖ１ａを開き、低いときは電磁弁Ｖ１ｂを開く。これにより、滅菌室３３内の湿度が目標湿度より高いときは、気中に開口する配管Ｐ１ａから滅菌室３３内に乾燥ガス供給がなされ、目標湿度より低いときは、水中に開口する配管Ｐ１ｂのバブラ１３５から滅菌室３３内に湿潤ガス供給がなされる。
【００５１】
ここで、オゾンガスの導入処理に際して重要なことは、オゾン濃度、およびオゾン濃度（ｐｐｍ）×時間（ｍｉｎ）によって算出されるＣＴ値である。制御回路６１は、オゾン濃度計１６２の出力を取り込んでＣＴ値（オゾン濃度（ｐｐｍ）×時間（ｍｉｎ））を算出し、このＣＴ値が滅菌に必要な値となるように、オゾンガス導入部１０１を駆動制御する。この際、ＣＴ値の算出には、オゾン濃度一定となっている時間におけるオゾン濃度の値を用いるが、オゾン濃度の上昇中または下降中であっても、台形公式等の数値積分を使用してＣＴを算出することができる。
【００５２】
その後、制御回路６１は、滅菌室３３内の環境制御を実行しながら、予め設定したＣＴ値に達するまで、滅菌室３３に対してオゾンガスを供給する（ステップＳ３６、ステップＳ３７のＮＯ）。
【００５３】
図６は、陰圧滅菌処理に際しての滅菌室３３内の圧力とオゾン濃度との関係を経時的に示すタイミングチャートである。上記ステップＳ３４の処理によって、滅菌室３３内の圧力が０（ｋＰａ）から下がり始め、制御目標値（ｋＰａ）に達している。前述したように、制御回路６１は、滅菌室３３内の圧力が制御目標値（ｋＰａ）になったら、排気ポンプ１１２の駆動を停止する。もしも、この瞬間の状態が維持されているのならば、滅菌室３３内の圧力は制御目標値（ｋＰａ）を維持するはずである。これに対して、制御回路６１は、滅菌室３３内の圧力が制御目標値（ｋＰａ）となったら、ステップＳ３５のオゾンガス導入処理を実行する。この際、制御回路６１は、オゾン濃度計１６２の出力を取り込んでＣＴ値（オゾン濃度（ｐｐｍ）×時間（ｍｉｎ））を算出し、オゾン濃度とともにこのＣＴ値を監視する。そして、ＣＴ値が目標値に達したならば、オゾンガス排出の工程（ステップＳ３８）に進む。一方、ＣＴ値が目標値に達する前にオゾン濃度が目標値に達した場合には、オゾン発生装置１０３の駆動を断続駆動に切り替える。このタイミングが、図５のフローチャート中のステップＳ３５からステップＳ３６への遷移である。図６に示すように、オゾン発生装置１０３が断続駆動されると、オゾン濃度は一定値を保つ。というよりも、制御回路６１は、オゾン濃度が目標値に達した後、そのオゾン濃度を維持するようにオゾン発生装置１０３を断続駆動するわけである。なお、オゾン発生装置１０３の駆動を断続駆動に切り替えている期間は、滅菌室３３内の真空度が所定の値（以下、「制御下限値（ｋＰａ）」）に達するまでであり、その後はオゾン発生装置１０３の駆動を断続駆動から連続駆動に再度切り替える。滅菌室３３内の真空度が制御下限値（ｋＰａ）に達した後は、再び排気ポンプ１１２を駆動して真空引きを行なうので、滅菌室３３内のオゾン濃度が急激に低下するからである。これについて後述する。
【００５４】
ここで、このようなオゾンガスの導入に際して、滅菌室３３内の圧力について着目する。図６に示すように、制御目標値（ｋＰａ）になって排気ポンプ１１２の駆動を停止した直後から、滅菌室３３内の圧力は０（ｋＰａ）に向けてリニアに変動する。これは、滅菌室３３内の圧力が最初に制御目標値（ｋＰａ）に達した後は、オゾン発生装置１０３によるオゾンの発生の有無にかかわらず、ＰＳＡ式酸素発生装置１０２によって発生する酸素が定常的に滅菌室３３内に供給され続けるからである。
【００５５】
制御回路６１は、圧力センサＳ４の出力を取り込んで滅菌室３３内の圧力を監視している。制御回路６１は、滅菌室３３内の圧力が制御圧力の下限値である制御下限値（ｋＰａ）まで達したならば、図５のフローチャート中のステップＳ３６の環境制御の一つとして、再び陰圧化処理を実行する。つまり、陰圧生成部１１１の排気ポンプ１１２を駆動する。これにより、滅菌室３３内は再び、目標値である制御目標値（ｋＰａ）まで高真空化する。滅菌室３３内の圧力が制御目標値（ｋＰａ）に達したらならば、再び、排気ポンプ１１２の駆動を停止する。
【００５６】
この際、滅菌室３３では、排気ポンプ１１２を駆動しての真空引きによって、オゾンガスも外部に放出される。このため、オゾンガスの濃度低下が発生する。そこで、制御回路６１は、再びオゾン発生装置１０３を連続運転し、オゾン濃度を目標値に復活させる。その後は、オゾン発生装置１０３を断続運転に切り替え、オゾン濃度を目標値に維持する。なお、陰圧化をより短時間で行うために、別の実施の形態として、排気ポンプ１１２の駆動中はオゾン供給を停止するようにしてもよい。このようにするには、排気ポンプ１１２の駆動中、オゾン発生装置１０３を停止するとともに、電磁弁Ｖ１ａ及びＶ１ｂを閉じる。
【００５７】
こうして、制御回路６１は、滅菌室３３にオゾンガスを導入してから目標のＣＴ値に達するまで（図５のフローチャート中のステップＳ３５〜ステップＳ３７のＹＥＳ）、滅菌室３３内の圧力調整とオゾン濃度調整とを繰り返し実行する。ここに、圧力調節手段および濃度調節手段の機能が実行される。
【００５８】
ついで、図５のフローチャート中のステップＳ３６の環境制御として、本実施の形態では、滅菌室３３内の相対湿度調整も実行する。本実施の形態では、滅菌対象物に滅菌処理を施している間（図５のフローチャート中のステップＳ３５〜ステップＳ３７のＮＯ）、相対湿度の値（％ＲＨ）も微妙に変動する。そこで、制御回路６１は、切替機構１４１を駆動制御し、オゾンガス導入部１０１から滅菌室３３内へのオゾンガスまたは酸素の供給を、乾燥ガス供給か湿潤ガス供給かに択一的に切り替える。つまり、制御回路６１は、湿度計測部１５１によって滅菌室３３内の相対湿度の値を知ることができる。そこで、滅菌室３３内の相対湿度が目標湿度に達したならば、電磁弁Ｖ１ａを開いて電磁弁Ｖ１ｂを閉じ、湿潤ガス供給から乾燥ガス供給に切り替える。これにより、相対湿度を低下させることができる。これに対して、滅菌室３３内の相対湿度が目標湿度を下回った場合、電磁弁Ｖ１ａを閉じて電磁弁Ｖ１ｂを開け、乾燥ガス供給から湿潤ガス供給に切り替える。これにより、相対湿度を上昇させることができる。ここに、湿度調節手段の機能が実行される。
【００５９】
さらに、本実施の形態では、滅菌処理に際して、ファン１７２を駆動し続ける。これにより、滅菌室３３内における温度、相対湿度、オゾン濃度の均一化を図ることができる。
【００６０】
図５のフローチャートの説明に戻る。制御回路６１は、目標のＣＴ値に達した後（ステップＳ３７のＹＥＳ）、滅菌室３３内からオゾンガスを排出する（ステップＳ３８）。つまり、電磁弁Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２を開いて他の全ての電磁弁を閉じ、排気ポンプ１１２を駆動する。これにより、ＨＥＰＡフィルタ１０４で清浄化された空気を滅菌室３３に取り込みつつ、滅菌室３３内のオゾンガスをオゾン分解ユニット１１４で酸素に分解して外部に放出することができる。
【００６１】
ついで、制御回路６１は、排水処理を実行する（ステップＳ３９）。これを実行するには、まず、電磁弁Ｖ２，Ｖ１３，Ｖ３２を開いて他のすべての電磁弁を閉じ、排気ポンプ１１２を駆動する。すると、ドレンタンク１１３内が陰圧になり、加湿槽１３２に溜めた水（純水）が配管Ｐ３１，Ｐ１３を通ってドレンタンク１１３に引き込まれる。次に、電磁弁Ｖ２，Ｖ１３，Ｖ５１を開いて他のすべての電磁弁を閉じ、排気ポンプ１１２を駆動する。すると、ドレンタンク１１３内が陰圧になり、湿球槽１５３に溜めた水（純水）が配管Ｐ５１，Ｐ１３を通ってドレンタンク１１３に引き込まれる。次に、電磁弁Ｖ２，Ｖ１３，Ｖ３１を開いて他のすべての電磁弁を閉じ、排気ポンプ１１２を駆動する。すると、ドレンタンク１１３内が陰圧になり、給水タンク１３４に溜めた水（純水）が配管Ｐ１３を通ってドレンタンク１１３に引き込まれる。ドレンタンク１１３内に引き込んだ水（純水）は、電磁弁Ｖ２，Ｖ１１，Ｖ１４を開くことによって排水管Ｐ１４から外部に排水することができる。
【００６２】
ついで、制御回路６１は、乾燥処理を実行する（ステップＳ４０）。つまり、加熱部１２１の調温ヒータ１２２を駆動し、滅菌室３３内を加温する。これにより、滅菌室３３内の水分量（絶対湿度）は変わらなくても、相対湿度が下がるため、結露を防止することができる。
【００６３】
ついで、制御回路６１は、予め設定した回数がアップするまで（ステップＳ４２のＮＯ）、真空引きエアレーション（オゾン除去処理）を実行する（ステップＳ４１）。つまり、電磁弁Ｖ１１を開いて他の全ての電磁弁を閉じ、この状態で排気ポンプ１１２を駆動する。排気ポンプ１１２の駆動は、滅菌室３３内が制御目標値（ｋＰａ）である高真空状態になるまで続行する。これにより、滅菌室３３内の雰囲気ガスが外部に放出される。そして、制御回路６１は、滅菌室３３内が制御目標値（ｋＰａ）である高真空状態になったならば、電磁弁Ｖ２を開く。すると、ＨＥＰＡフィルタ１０４を通過した清浄な空気が滅菌室３３に流れ込む。これにより、滅菌室３３内にまだある滅菌対象物に浸透していたオゾンガスを滅菌対象物から吸引し、これをオゾン分解ユニット１１４で分解して放出することができる。このような真空引きエアレーションは、予め設定した回数がアップするまで実行される（ステップＳ４２のＹＥＳ）。なお、ステップＳ４１の真空引きエアレーションに際しては、滅菌室３３内を制御目標値（ｋＰａ）よりもさらに高真空にするようにしてもよい。
【００６４】
ついで、制御回路６１は、予め設定した時間だけ常圧エアレーション（オゾン除去処理）を実行する（ステップＳ４３）。つまり、電磁弁Ｖ２およびＶ１１を開いて他のすべての電磁弁を閉じ、この状態で排気ポンプ１１２を駆動する。これにより、滅菌室３３内に残ったオゾンガスが排出され、ＨＥＰＡフィルタ１０４を通過した清浄な空気が滅菌室３３に流れ込む。制御回路６１は、常圧エアレーションを予め設定した時間がタイムアップするまで実行したならば、陰圧滅菌処理を終了する。
【００６５】
一方、制御回路６１は、常圧滅菌処理の選択を判定した場合（ステップＳ１１のＮＯ）、加湿槽１３２および湿球槽１５３に対する給水処理を実行する（ステップＳ５１）。後述する図７中の「給水」を参照されたい。制御回路６１は、昇湿機構１３１の電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２、湿度計測部１５１のＶ５１、そして、陰圧生成部１１１の電磁弁Ｖ１１を開き、排気ポンプ１１２を駆動する。これにより、滅菌室３３内の気体が外部に排気され、給水タンク１３４に溜められた水（純水）が配管Ｐ３１，Ｐ５１内に吸引されて加湿槽１３２と湿球槽１５３とに供給される。前述したように、湿球槽１５３には満杯の水、加湿槽１３２には所望量の水を給水することができる。
【００６６】
ついで、制御回路６１は、調温制御を実行する（ステップＳ５２）。後述する図７中の「調温」を参照されたい。制御回路６１は、加熱部１２１の調温ヒータ１２２を駆動制御して滅菌室３３内の室温を調整し、昇湿機構１３１の調湿ヒータ１３３を駆動制御して加湿槽１３２に給水された水の水温を調整する。この際、室温および水温とも、２０℃〜５０℃の範囲で一定温度となるように調整する（温度調節手段）。但し、前述したように、滅菌室３３内に求める相対湿度の値に応じて、室温よりも水温の方を少し高く調整する。これにより、次段階の調湿制御（ステップＳ５３）を実行することで、滅菌室３３内の相対湿度を、例えば８０〜９９％ＲＨ程度に上昇させることができる。
【００６７】
ついで、制御回路６１は、加湿処理を実行する（ステップＳ５３）。後述する図７中の「調湿」を参照されたい。制御回路６１は、電磁弁Ｖ１ｂ、Ｖ１１，Ｖ１２を開き、ＰＳＡ式酸素発生装置１０２によって発生させた酸素を、配管Ｐ１ｂを介して滅菌室３３内に導く。こうして、加湿槽１３２を通過する間に水分を取り込んだ湿潤酸素ガスが滅菌室３３内に供給され、これによって、滅菌室３３内の湿度が上昇する。制御回路６１は、目標湿度に達したならば、次の処理に進む。
【００６８】
ついで、制御回路６１は、オゾンガスの導入処理を実行する（ステップＳ５４）。後述する図７中の「オゾン連続発生」を参照されたい。制御回路６１は、電磁弁Ｖ1（Ｖ１ａまたはＶ１ｂ），Ｖ１１，Ｖ１２を開き、ＰＳＡ式酸素発生装置１０２によって発生させた酸素を、配管Ｐ１（Ｐ１ａまたはＰ１ｂ）を介して滅菌室３３に導く。この過程で、オゾン発生装置１０３を動作させることによって、滅菌室３３に導くガスをオゾンガスとする。この際、制御回路６１は、滅菌室３３内の相対湿度に応じて、電磁弁Ｖ１ａと電磁弁Ｖ１ｂとのいずれか一方を開く。つまり、滅菌室３３内の湿度が目標湿度より高いときは電磁弁Ｖ１ａを開き、低いときは電磁弁Ｖ１ｂを開く。これにより、滅菌室３３内の湿度が目標湿度より高いときは、気中に開口する配管Ｐ１ａから滅菌室３３内に乾燥ガス供給がなされ、目標湿度より低いときは、水中に開口する配管Ｐ１ｂのバブラ１３５から滅菌室３３内に湿潤ガス供給がなされる。
【００６９】
ここで、オゾンガスの導入処理に際して重要なことは、オゾン濃度、およびオゾン濃度（ｐｐｍ）×時間（ｍｉｎ）によって算出されるＣＴ値である。制御回路６１は、オゾン濃度計１６２の出力を取り込んでＣＴ値（オゾン濃度（ｐｐｍ）×時間（ｍｉｎ））を算出し、このＣＴ値が滅菌に必要な値に達するまで、オゾンガス導入部１０１を駆動制御する。この際、ＣＴ値の算出には、オゾン濃度一定となっている時間におけるオゾン濃度の値を用いるが、オゾン濃度の上昇中または下降中であっても、台形公式等の数値積分を使用してＣＴを算出することができる。
【００７０】
その後、制御回路６１は、滅菌室３３内の環境制御を実行しながら、予め設定されたＣＴ値に達するまで、滅菌室３３に対してオゾンガスを供給する（ステップＳ５５、ステップＳ５６のＮＯ）。
【００７１】
図７は、常圧滅菌処理に際しての滅菌室３３内の圧力とオゾン濃度との関係を経時的に示すタイミングチャートである。常圧滅菌処理に際しては、滅菌室３３内の圧力は０（ｋＰａ）に維持され続ける。制御回路６１は、オゾンガス導入工程（ステップＳ５４）に入ると、ＰＳＡ式酸素発生装置１０２およびオゾン発生装置１０３を駆動する。これにより、滅菌室３３内のオゾン濃度が上昇し始める。この際、制御回路６１は、オゾン濃度計１６２の出力を取り込んでＣＴ値（オゾン濃度（ｐｐｍ）×時間（ｍｉｎ））を算出し、オゾン濃度とＣＴ値とを監視する。そして、オゾン濃度が目標値に達したならば、オゾン発生装置１０３の駆動を断続駆動に切り替える。このタイミングが、図５のフローチャート中のステップＳ５４からステップＳ５５への遷移である。図７に示すように、オゾン発生装置１０３が断続駆動されると、オゾン濃度は一定値を保つ。というよりも、制御回路６１は、オゾン濃度が目標値に達した後、そのオゾン濃度を維持するようにオゾン発生装置１０３を断続駆動するわけである。なお、オゾン発生装置１０３は、ＣＴ値が目標に達するまで、断続駆動に切り替えられている。
【００７２】
ついで、図５のフローチャート中のステップＳ５５の環境制御として、本実施の形態では、滅菌室３３内の相対湿度調整も実行する。本実施の形態では、滅菌対象物に滅菌処理を施している間（図５のフローチャート中のステップＳ５４〜ステップＳ５６のＮＯ）、相対湿度の値（％ＲＨ）も微妙に変動する。そこで、制御回路６１は、切替機構１４１を駆動制御し、オゾンガス導入部１０１から滅菌室３３内へのオゾンガスまたは酸素の供給を、乾燥ガス供給か湿潤ガス供給かに択一的に切り替える。つまり、制御回路６１は、湿度計測部１５１によって滅菌室３３内の相対湿度の値を知ることができる。そこで、滅菌室３３内の相対湿度が目標湿度に達したならば、電磁弁Ｖ１ａを開いて電磁弁Ｖ１ｂを閉じ、湿潤ガス供給から乾燥ガス供給に切り替える。これにより、相対湿度を低下させることができる。これに対して、滅菌室３３内の相対湿度が目標湿度を下回った場合、電磁弁Ｖ１ａを閉じて電磁弁Ｖ１ｂを開け、乾燥ガス供給から湿潤ガス供給に切り替える。これにより、相対湿度を上昇させることができる。ここに、湿度調節手段の機能が実行される。
【００７３】
さらに、本実施の形態では、滅菌処理に際して、循環ファン１７１を駆動し続ける。これにより、滅菌室３３内における温度、相対湿度、オゾン濃度の均一化を図ることができる。
【００７４】
図５のフローチャートの説明に戻る。制御回路６１は、目標のＣＴ値に達した後（ステップＳ５６のＹＥＳ）、滅菌室３３内からオゾンガスを排出する（ステップＳ５７）。つまり、電磁弁Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２を開いて他の全ての電磁弁を閉じ、排気ポンプ１１２を駆動する。これにより、ＨＥＰＡフィルタ１０４で清浄化された空気を滅菌室３３に取り込みつつ、滅菌室３３内のオゾンガスをオゾン分解ユニット１１４で酸素に分解して外部に放出することができる。
【００７５】
ついで、制御回路６１は、排水処理を実行する（ステップＳ５８）。これを実行するには、まず、電磁弁Ｖ２，Ｖ１３，Ｖ３２を開いて他のすべての電磁弁を閉じ、排気ポンプ１１２を駆動する。すると、ドレンタンク１１３内が陰圧になり、加湿槽１３２に溜めた水（純水）が配管Ｐ３１，Ｐ１３を通ってドレンタンク１１３に引き込まれる。次に、電磁弁Ｖ２，Ｖ１３，Ｖ５１を開いて他のすべての電磁弁を閉じ、排気ポンプ１１２を駆動する。すると、ドレンタンク１１３内が陰圧になり、湿球槽１５３に溜めた水（純水）が配管Ｐ５１，Ｐ１３を通ってドレンタンク１１３に引き込まれる。次に、電磁弁Ｖ２，Ｖ１３，Ｖ３１を開いて他のすべての電磁弁を閉じ、排気ポンプ１１２を駆動する。すると、ドレンタンク１１３内が陰圧になり、給水タンク１３４に溜めた水（純水）が配管Ｐ１３を通ってドレンタンク１１３に引き込まれる。ドレンタンク１１３内に引き込んだ水（純水）は、電磁弁Ｖ２，Ｖ１１，Ｖ１４を開くことによって、排水管Ｐ１４から外部に排水することができる。
【００７６】
ついで、制御回路６１は、乾燥処理を実行する（ステップＳ５９）。つまり、加熱部１２１の調温ヒータ１２２を駆動し、滅菌室３３内を加温する。これにより、滅菌室３３内の水分量（絶対湿度）は変わらなくても、相対湿度が下がるため、結露を防止することができる。
【００７７】
ついで、制御回路６１は、常圧エアレーション（オゾン除去処理）を実行する（ステップＳ６０）。つまり、電磁弁Ｖ２，Ｖ１１を開いて他の全ての電磁弁を閉じ、この状態で排気ポンプ１１２を駆動する。これにより、ＨＥＰＡフィルタ１０４を通過した清浄な空気を滅菌室３３に取り込みつつ、滅菌室３３内のオゾンガスをオゾン分解ユニット１１４で分解して外部に放出することができる。その後、常圧滅菌処理を終了する。
【００７８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、陰圧滅菌処理と常圧滅菌処理とのうちから滅菌対象物に適合する滅菌処理を容易に選択することができる（図５のフローチャート中のステップＳ１１）。そして、常圧滅菌処理では十分な滅菌効果を期待できない滅菌対象物であっても、陰圧滅菌処理を選択した場合には、滅菌対象物の内部までオゾンガスを浸透させることができるので、高い滅菌効果を得ることができる。また、制御回路６１が、湿度調節手段、圧力調節手段、濃度調節手段、温度調節手段の機能を実行するので、選択したいずれの滅菌処理に際しても、オゾンガスが効率よく反応できる環境条件を整えて効果的な滅菌処理を行なうことができる。
【００７９】
また、本実施の形態によれば、水の移動を排気ポンプ１１２と電磁弁Ｖのみによって行なっている。これにより、次に示す利点がある。
【００８０】
（１）水ポンプが不要である。
このため、装置の構造が簡単になる。
また、水ポンプを用いた場合には不可避である運転終了後における水ポンプ内の水の残留がなく、水ポンプの残水を排出するが如き機構が不要である。呼び水も不要である。
【００８１】
（２）重力で水を移動する構造ではない。
これにより、各種水槽（ドレンタンク１１３、給水タンク１３４、加湿槽１３２、湿球槽１５３）の配置の自由度が高まる。
例えば、給水タンク１３４を装置の下部に配置し、ドレンタンク１１３を装置の上部に配置することができる。給水タンク１３４を下部に配置すると、装置に水を入れるに際して高い位置まで水を持ち上げる必要がないので、作業が楽にできる。また、ドレンタンク１１３を上部に配置すると、通常のシンク（流し台）にそのまま排水できるので、特別な排水工事なしで据付をすることができる。
もっとも、別の実施の形態として、給水タンク１３４を上部に、ドレンタンク１１３を下部に配置し、重力を併用して水を流すようにしてもよい。
【００８２】
また、本実施の形態によれば、滅菌庫３１の温度制御を調温ヒータ１２２のみによって行なっている。これに対して、実施に際しては、冷凍機を設け、調温ヒータ１２２と冷凍機とを併用して、より精密に温度を制御するようにしてもよい。
【００８３】
さらに、本実施の形態によれば、加湿槽１３２内の水温制御を調湿ヒータ１３３のみによって行なっている。これに対して、実施に際しては、加湿槽１３２内の水温が上がり過ぎた場合に、加湿槽１３２内の水を一部ドレンタンク１１３に排出し、給水タンク１３４から再び補充することにより水温を下げるように各部を制御するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
３１ 滅菌庫
３３ 滅菌室
１０１ オゾンガス導入部
１０２ ＰＳＡ式酸素発生装置
１０３ オゾン発生装置
１１１ 陰圧生成部
１３１ 昇湿機構
１３２ 加湿槽
１４１ 切替機構
１５２ 湿度計
１５３ 湿球槽
１６２ オゾン濃度計
Ｓ１ 乾球温度センサ（温度計）
Ｓ４ 圧力センサ（圧力計）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
滅菌対象物を気密に収納する滅菌室を内部に形成する滅菌庫と、
前記滅菌室内にオゾンガスを導入するオゾンガス導入部と、
前記滅菌室内の気体を排気して前記滅菌室内を陰圧にする陰圧生成部と、
前記オゾンガス導入部によって前記滅菌室内にオゾンガスを導入して滅菌対象物を滅菌するに際して、前記陰圧生成部によって前記滅菌室を陰圧にする陰圧滅菌処理と前記滅菌室を陰圧にしない常圧滅菌処理とを択一的に選択可能とする選択手段と、
を備える、ことを特徴とするオゾンガス滅菌装置。
【請求項２】
前記滅菌室内に配置した加湿槽と、
前記オゾンガス導入部が有するオゾンガスの導入位置を、前記加湿槽に溜めた水の外部に定める乾燥ガス供給と内部に定める湿潤ガス供給とに択一的に切り替える切替機構と、
前記切替機構によって前記湿潤ガス供給に切り替えると共に、前記加湿槽に溜めた水を加熱制御して室温よりも水温を所定温度だけ高くすることで、前記滅菌室内の相対湿度を上昇させる昇湿機構と、
前記滅菌室内の相対湿度を計測する湿度計と、
前記湿度計によって計測される前記滅菌室内の相対湿度が所定湿度範囲となるように前記乾燥ガス供給と前記湿潤ガス供給とを切り替え制御する湿度調節手段と、
を備える、ことを特徴とする請求項１に記載のオゾンガス滅菌装置。
【請求項３】
前記湿度計は、
前記滅菌室内の圧力を計測する機能と、
前記滅菌室内に配置した湿球槽に溜めた水に浸したウィックに覆われた湿球の温度と水に浸さない乾球の温度とを計測する機能と、
を有し、前記湿球の温度と前記乾球の温度と前記圧力計が計測する前記滅菌室内の圧力とに基づいて前記滅菌室内の相対湿度を算出する、
ことを特徴とする請求項２に記載のオゾンガス滅菌装置。
【請求項４】
前記滅菌室内のオゾン濃度を計測するオゾン濃度計と、
前記陰圧滅菌処理に際して、前記計測される前記滅菌室内の圧力が所定陰圧範囲となるように前記陰圧生成部を断続制御する圧力調節手段と、
前記陰圧滅菌処理に際して、前記オゾン濃度計によって計測される前記滅菌室内のオゾン濃度が所定濃度範囲となるように前記オゾン発生装置を断続制御する濃度調節手段と、
を備える、ことを特徴とする請求項３に記載のオゾンガス滅菌装置。
【請求項５】
前記滅菌室内の圧力を計測する圧力計と、
前記滅菌室内のオゾン濃度を計測するオゾン濃度計と、
前記陰圧滅菌処理に際して、前記圧力計によって計測される前記滅菌室内の圧力が所定陰圧範囲となるように前記陰圧生成部を断続制御する圧力調節手段と、
前記陰圧滅菌処理に際して、前記オゾン濃度計によって計測される前記滅菌室内のオゾン濃度が所定濃度範囲となるように前記オゾン発生装置を断続制御する濃度調節手段と、
を備える、ことを特徴とする請求項２に記載のオゾンガス滅菌装置。
【請求項６】
前記滅菌室内の温度を計測する温度計と、
前記温度計によって計測される前記滅菌室内の室温が所定温度範囲となるように前記滅菌室内を加熱制御する温度調節手段と、
を備える、ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか一に記載のオゾンガス滅菌装置。
【請求項７】
前記陰圧滅菌処理の後処理として、前記滅菌室内の水を排水して前記滅菌室内を加熱する乾燥処理を実行する、
ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか一に記載のオゾンガス滅菌装置。
【請求項８】
前記陰圧滅菌処理の後処理として、前記乾燥処理の後、前記陰圧生成部によって前記滅菌室内を所定の真空度まで陰圧にした後に常圧に戻すオゾン除去処理を実行する、
ことを特徴とする請求項７に記載のオゾンガス滅菌装置。
【請求項１】
滅菌対象物を気密に収納する滅菌室を内部に形成する滅菌庫と、
前記滅菌室内にオゾンガスを導入するオゾンガス導入部と、
前記滅菌室内の気体を排気して前記滅菌室内を陰圧にする陰圧生成部と、
前記オゾンガス導入部によって前記滅菌室内にオゾンガスを導入して滅菌対象物を滅菌するに際して、前記陰圧生成部によって前記滅菌室を陰圧にする陰圧滅菌処理と前記滅菌室を陰圧にしない常圧滅菌処理とを択一的に選択可能とする選択手段と、
を備える、ことを特徴とするオゾンガス滅菌装置。
【請求項２】
前記滅菌室内に配置した加湿槽と、
前記オゾンガス導入部が有するオゾンガスの導入位置を、前記加湿槽に溜めた水の外部に定める乾燥ガス供給と内部に定める湿潤ガス供給とに択一的に切り替える切替機構と、
前記切替機構によって前記湿潤ガス供給に切り替えると共に、前記加湿槽に溜めた水を加熱制御して室温よりも水温を所定温度だけ高くすることで、前記滅菌室内の相対湿度を上昇させる昇湿機構と、
前記滅菌室内の相対湿度を計測する湿度計と、
前記湿度計によって計測される前記滅菌室内の相対湿度が所定湿度範囲となるように前記乾燥ガス供給と前記湿潤ガス供給とを切り替え制御する湿度調節手段と、
を備える、ことを特徴とする請求項１に記載のオゾンガス滅菌装置。
【請求項３】
前記湿度計は、
前記滅菌室内の圧力を計測する機能と、
前記滅菌室内に配置した湿球槽に溜めた水に浸したウィックに覆われた湿球の温度と水に浸さない乾球の温度とを計測する機能と、
を有し、前記湿球の温度と前記乾球の温度と前記圧力計が計測する前記滅菌室内の圧力とに基づいて前記滅菌室内の相対湿度を算出する、
ことを特徴とする請求項２に記載のオゾンガス滅菌装置。
【請求項４】
前記滅菌室内のオゾン濃度を計測するオゾン濃度計と、
前記陰圧滅菌処理に際して、前記計測される前記滅菌室内の圧力が所定陰圧範囲となるように前記陰圧生成部を断続制御する圧力調節手段と、
前記陰圧滅菌処理に際して、前記オゾン濃度計によって計測される前記滅菌室内のオゾン濃度が所定濃度範囲となるように前記オゾン発生装置を断続制御する濃度調節手段と、
を備える、ことを特徴とする請求項３に記載のオゾンガス滅菌装置。
【請求項５】
前記滅菌室内の圧力を計測する圧力計と、
前記滅菌室内のオゾン濃度を計測するオゾン濃度計と、
前記陰圧滅菌処理に際して、前記圧力計によって計測される前記滅菌室内の圧力が所定陰圧範囲となるように前記陰圧生成部を断続制御する圧力調節手段と、
前記陰圧滅菌処理に際して、前記オゾン濃度計によって計測される前記滅菌室内のオゾン濃度が所定濃度範囲となるように前記オゾン発生装置を断続制御する濃度調節手段と、
を備える、ことを特徴とする請求項２に記載のオゾンガス滅菌装置。
【請求項６】
前記滅菌室内の温度を計測する温度計と、
前記温度計によって計測される前記滅菌室内の室温が所定温度範囲となるように前記滅菌室内を加熱制御する温度調節手段と、
を備える、ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか一に記載のオゾンガス滅菌装置。
【請求項７】
前記陰圧滅菌処理の後処理として、前記滅菌室内の水を排水して前記滅菌室内を加熱する乾燥処理を実行する、
ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか一に記載のオゾンガス滅菌装置。
【請求項８】
前記陰圧滅菌処理の後処理として、前記乾燥処理の後、前記陰圧生成部によって前記滅菌室内を所定の真空度まで陰圧にした後に常圧に戻すオゾン除去処理を実行する、
ことを特徴とする請求項７に記載のオゾンガス滅菌装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−４０１４３（Ｐ２０１２−４０１４３Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８３３０３（Ｐ２０１０−１８３３０３）
【出願日】平成２２年８月１８日（２０１０．８．１８）
【出願人】（０００１９８３３０）株式会社ＩＨＩシバウラ (74)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１８日（２０１０．８．１８）
【出願人】（０００１９８３３０）株式会社ＩＨＩシバウラ (74)
【Ｆターム（参考）】
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