排ガス浄化装置
【課題】滅菌装置等から導出された排ガス中の窒素酸化物を簡単な構成で効果的に除去することができる排ガス浄化装置を提供する。
【解決手段】高濃度の窒素酸化物を含むガスを使用して所定の処理を行う処理装置１の排ガスを浄化する排ガス浄化装置５０であって、還元ガスを供給する還元ガス供給部５３と、当該還元ガス供給部５３から供給された還元ガスをプラズマ化するとともに、前記処理装置１から導出された排ガス中の窒素酸化物と反応させることにより窒素酸化物を還元して無害化するプラズマ反応部（プラズマノズル３１）とを備える。
【解決手段】高濃度の窒素酸化物を含むガスを使用して所定の処理を行う処理装置１の排ガスを浄化する排ガス浄化装置５０であって、還元ガスを供給する還元ガス供給部５３と、当該還元ガス供給部５３から供給された還元ガスをプラズマ化するとともに、前記処理装置１から導出された排ガス中の窒素酸化物と反応させることにより窒素酸化物を還元して無害化するプラズマ反応部（プラズマノズル３１）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高濃度の窒素酸化物を含むガスを使用して所定の処理を行う処理装置の排ガスを浄化する排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示されているように、プラズマ発生器により生成したプラズマ状の希ガス等からなる殺菌因子を、密閉チャンバ内に配置された医療用器具や食品包装材等の被処理物に接触させることにより、被処理物を高度に滅菌するように構成された滅菌装置において、前記密閉チャンバからの排ガス中に残存する殺菌因子による環境への影響を低減するための排ガス浄化装置を設けることが行われている。
【０００３】
また、特許文献２に示すように、燃焼炉から排出される燃焼ガスから窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する脱硝システムおいて、脱硝性能を備えた触媒に還元剤としてアンモニア（ＮＨ３）を注入し、アンモニアと前記燃焼ガス中の窒素酸化物とを反応させる選択接触還元法（所謂ＳＣＲ法）により、大気中に排出される窒素酸化物量を極力低減することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３１０６６９５号公報
【特許文献２】特開２０００−７０６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された滅菌装置用の殺菌因子として二酸化窒素ガスを使用する場合、二酸化窒素を排ガス浄化装置に導入すると共に、排ガス浄化装置にオゾン（Ｏ３）を供給し、これらを反応させることにより生成された硝酸（ＨＮＯ３）を吸着フィルタで吸着する構成を採用すれば、滅菌装置から排出される排ガス中の窒素酸化物濃度を効果的に低下することが可能である。しかし、前記の構成を備えた排ガス浄化装置では、オゾンを供給するための高価なオゾン発生手段（オゾナイザ）が必要であり、製造コストが高くなることが避けられない。
【０００６】
一方、特許文献２に開示されたＳＣＲ法により排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去するように構成した場合には、前記オゾナイザを使用したものに比べて装置の製造コストを安価に抑えることが可能である。しかし、前記ＳＣＲ法は、排ガス中における窒素酸化物の濃度が例えば数百ｐｐｍ程度である場合に、充分なＮＯｘ除去効果が得られるものである。これに対して滅菌装置からは、極めて高濃度、例えば数万ｐｐｍ程度の窒素酸化物を含む排ガスが排出されるため、高濃度の窒素酸化物をＳＣＲ法により充分に除去することは困難であった。
【０００７】
本発明は、前記の点に鑑み、高濃度の窒素酸化物を含むガスを使用する処理装置から導出された排ガス中の窒素酸化物を簡単な構成で効果的に除去することができる排ガス浄化装置を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成する本発明の一つの局面に係る排ガス浄化装置は、高濃度の窒素酸化物を含むガスを使用して所定の処理を行う処理装置の排ガスを浄化するものであって、還元ガスを供給する還元ガス供給部と、当該還元ガス供給部から供給された還元ガスをプラズマ化するとともに、前記処理装置から導出された排ガス中の窒素酸化物と反応させることにより窒素酸化物を還元して無害化するプラズマ反応部とを備えることを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
この構成によれば、排ガス浄化装置の製造コストが高くなることを防止しつつ、処理装置から極めて高濃度の窒素酸化物を含む排ガスが排出された場合においても、この排出ガス中の窒素酸化物を効率よく還元して無害化した状態で排出することが可能となる。
【００１０】
前記構成において、プラズマ反応部は、還元ガス供給部から供給された水素ガスからなる還元ガスをプラズマ化するとともに、排ガス中の窒素酸化物とを反応させることにより窒素酸化物を還元し、当該還元反応により生成されたアンモニアを吸着するアンモニアフィルタを備える構成とすることができる（請求項２）。
【００１１】
この構成によれば、排ガス中の窒素酸化物を効果的に還元して無害化できると共に、この還元反応により生成されたアンモニアが外部に排出されるのを確実に防止することが可能となる。
【００１２】
前記構成において、前記処理装置は、被処理物に二酸化窒素を反応させて該被処理物の滅菌を行う処理部と、空気が導入される密閉空間を有する貯留部と、当該貯留部内の空気をプラズマ化して窒素酸化物を生成するプラズマ発生部と備え、当該プラズマ発生部を排ガス浄化用のプラズマ反応部として利用する構成とすることが望ましい（請求項３）。
【００１３】
この構成によれば、滅菌用の窒素酸化物を生成するためのプラズマ発生部に、排ガス浄化装置用のプラズマ反応部としての機能を兼ね備えさせることができるため、装置の構造を効果的に簡略化して小型化できるという利点がある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、処理装置から極めて高濃度の窒素酸化物を含む排ガスが排出された場合においても、排ガス中の窒素酸化物を効果的に除去して無害化できると共に、オゾナイザを使用するものに比べて製造コストが高価になるのを防止できる排ガス浄化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置を備えた処理装置の一例を示すブロック図である。
【図２】マイクロ波供給装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】導波管に取り付けられた状態のプラズマノズルを示す断面図である。
【図４】ＮＯ２変換部の詳細構成を示すブロック図である。
【図５】排ガス浄化装置の構成を示す詳細説明図である。
【図６】処理装置の電気的な制御系を示すブロック図である。
【図７】処理装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】ポンプの制御状態を示す表形式の図である。
【図９】電磁弁の制御状態を示す表形式の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置５０を備えた処理装置１の一例を示している。この処理装置１は、例えばメス、鉗子、カテーテル等の医療用器具や、包装シート、トレイ、ボトル等の食品包装材を被処理物とし、これらに滅菌ガスを作用させて滅菌処理を施すための装置である。本実施形態では、滅菌ガスとして二酸化窒素（ＮＯ２）を用いる例を示す。
【００１７】
処理装置１は、メインチャンバ（処理部）１１、サブチャンバ（貯留部）１２、吸気系統２０、循環系統３０及び連係系統４０と、本発明に係る排ガス浄化装置５０とを有している。これら系統２０〜４０及び排ガス浄化装置５０の適所には、第１〜第８電磁弁Ｖ１〜Ｖ８と、第１ポンプＰ１〜第４ポンプＰ４とが配置されている。
【００１８】
メインチャンバ１１は、被処理物が収容される密閉空間を提供するチャンバであり、例えばステンレス鋼等で構成され、高度の真空引きに対応できる耐圧構造を備えた大容量のチャンバである。図示は省略しているが、メインチャンバ１１には被処理物を搬入出するためのドアが備えられ、その内部には、被処理物を積載するための処理トレイが備えられている。
【００１９】
メインチャンバ１１には、滅菌ガスの濃度を計測する第１濃度センサ１１１と、チャンバ内の圧力を検出する第１圧力センサ１１２とが備えられている。第１濃度センサ１１１は、滅菌ガスとしての二酸化窒素（ＮＯ２）の濃度を計測するもので、滅菌処理後にメインチャンバ１１内のガスを排気するに当たり、この第１濃度センサ１１１の計測値が参照される。第１圧力センサ１１２は、メインチャンバ１１内の減圧状態を計測するセンサである。この他、温度センサ、湿度センサ、或いはオゾンセンサ等の各種物理量センサを備えた構成としてもよい。
【００２０】
サブチャンバ１２は、滅菌ガスを生成するためのチャンバであり、例えばステンレス鋼等で構成され、メインチャンバ１１と同様に、高度の真空引きに対応できる耐圧構造を備えた比較的小容量のチャンバである。後述するように、サブチャンバ１２内において常圧下で所定濃度のＮＯ２ガスが生成され、減圧下にあるメインチャンバ１１内に当該ＮＯ２ガスが導入される。
【００２１】
サブチャンバ１２内にも、ＮＯ２濃度を計測する第２濃度センサ１２１と、チャンバ内の圧力を検出する第２圧力センサ１２２とが備えられている。第２濃度センサ１２１の計測値は、例えばＮＯ２ガスをメインチャンバ１１へ導入する前に、サブチャンバ１２内で所定濃度のＮＯ２ガスが生成されているか否かを確認するために参照される。
【００２２】
吸気系統２０は、サブチャンバ１２、若しくはサブチャンバ１２及びメインチャンバ１１の双方に乾燥した外気（空気）を導入させるための配管系統である。吸気系統２０は、第１ポンプＰ１、エアドライヤ２１、湿度センサ２２、第１電磁弁Ｖ１、第１常圧配管２０１及び第１真空配管２０２を含む。第１常圧配管２０１は、第１ポンプＰ１と第１電磁弁Ｖ１との間を接続する配管であり、その経路中にエアドライヤ２１及び湿度センサ２２が配置されている。第１真空配管２０２は、第１電磁弁Ｖ１とサブチャンバ１２との間を接続している。
【００２３】
第１ポンプＰ１は、減圧状態にあるサブチャンバ１２、若しくはサブチャンバ１２及びメインチャンバ１１の双方を常圧に戻すときに動作されるポンプである。第１ポンプＰ１は、外気を吸入し、第１常圧配管２０１及び第１真空配管２０２を介してサブチャンバ１２内に外気を送り込む。エアドライヤ２１は、外気に含まれる水分を除去するもので、例えば電熱ヒータを備えた乾燥装置が適用される。このエアドライヤ２１を通過した空気は、ほぼ湿度がゼロとなる。湿度センサ２２は、第１常圧配管２０１内を流通する空気の湿度を検出する。この湿度センサ２２は、専らエアドライヤ２１の故障検知のために用いられる。
【００２４】
第１電磁弁Ｖ１は、第１ポンプＰ１の稼働時に連動して「開」とされるバルブである。すなわち、第１電磁弁Ｖ１は、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２を含む系統を、外気圧と遮断する必要があるときに「閉」とされ、これを常圧に復帰させるときに「開」とされる。このため、第１電磁弁Ｖ１よりも吸気方向下流側は、真空引きに耐性を有する第１真空配管２０２が用いられている。
【００２５】
循環系統３０は、主に吸気系統２０によりサブチャンバ１２に導入された乾燥空気をプラズマで電離して、滅菌ガスとしてのＮＯ２ガスを生成する際に稼働される系統である。循環系統３０は、第２電磁弁Ｖ２、第３電磁弁Ｖ３、プラズマノズル３１、ガス流量計３２、第２ポンプＰ２、ＮＯ２変換部３３、第２真空配管３０１、第３真空配管３０２、及び第２常圧配管３０３を含む。
【００２６】
第２真空配管３０１の一端側はサブチャンバ１２内に連通し、他端側は第２電磁弁Ｖ２を介して第２常圧配管３０３の一端側に接続されている。第３真空配管３０２の一端側はサブチャンバ１２内に連通し、他端側は第３電磁弁Ｖ３を介して第２常圧配管３０３の他端側に接続されている。これにより、サブチャンバ１２と連通する、第２真空配管３０１の一端側を起点として第３真空配管３０２の一端側に戻るループ管路が形成されている。本実施形態では、第２真空配管３０１側が、当該ループ管路内を流れる空気流の上流側となる。第２常圧配管３０３に対して、上流側から順にプラズマノズル３１、ガス流量計３２、第２ポンプＰ２及びＮＯ２変換部３３が配置されている。
【００２７】
第２電磁弁Ｖ２及び第３電磁弁Ｖ３は、サブチャンバ１２が減圧状態にあるときに「閉」とされ、後述する常圧状態でのＮＯ２ガスの生成時に「開」とされる弁である。このため、第２電磁弁Ｖ２及び第３電磁弁Ｖ３とサブチャンバ１２とを接続する配管として、第２真空配管３０１及び第３真空配管３０２が適用されている。
【００２８】
プラズマノズル３１は、プラズマ（電離気体）を発生させるための電界集中部を提供する。第２常圧配管３０３を流通する空気（窒素及び酸素を含むガス）は、プラズマノズル３１の前記電界集中部を通過することで電離され、二酸化窒素（ＮＯ２）ガスや一酸化窒素（ＮＯ）ガスを含む窒素酸化物（ＮＯｘ）ガスに変換される。このようなプラズマを発生させるために、本実施形態では、マイクロ波エネルギーが用いられている。当該マイクロ波エネルギーは、マイクロ波供給装置６０からプラズマノズル３１に与えられる。
【００２９】
図２は、マイクロ波供給装置６０の構成を概略的に示すブロック図である。マイクロ波供給装置６０は、マイクロ波エネルギーを発生すると共に、これをプラズマノズル３１に供給するための装置であって、マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置６１と、前記マイクロ波を伝搬させる導波管６２とを含む。この導波管６２には、プラズマノズル３１が取り付けられている。また、マイクロ波発生装置６１と導波管６２との間には、アイソレータ６３、カプラ６４及びチューナ６５が備えられている。
【００３０】
マイクロ波発生装置６１は、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマグネトロン等のマイクロ波発生源と、このマイクロ波発生源にて発生したマイクロ波の強度を所定の出力強度に調整するアンプとを含む。本実施形態では、例えば１Ｗ〜３ｋＷのマイクロ波エネルギーを出力できる連続可変型のマイクロ波発生装置６１が好適に用いられる。
【００３１】
導波管６２は、アルミニウム等の非磁性金属からなり、断面矩形の長尺管状を呈し、マイクロ波発生装置６１により発生されたマイクロ波を、その長手方向に伝搬させる。導波管６２の遠端側には、スライディングショート６２１がフランジ部６２２を介して取り付けられている。スライディングショート６２１は、マイクロ波の反射位置を変化させて定在波パターンを調整するための部材である。
【００３２】
アイソレータ６３は、導波管６２からの反射マイクロ波のマイクロ波発生装置６１への入射を抑止する機器であり、サーキュレータ６３１とダミーロード６３２とを含む。サーキュレータ６３１は、マイクロ波発生装置６１で発生されたマイクロ波を導波管６２に向かわせる一方で、反射マイクロ波をダミーロード６３２に向かわせる。ダミーロード６３２は、反射マイクロ波を吸収して熱に変換する。カプラ６４は、マイクロ波エネルギーの強度を計測する。チューナ６５は、導波管６２に突出可能なスタブを含み、反射マイクロ波が最小となるような調整、つまりプラズマノズル３１でのマイクロ波エネルギーの消費が最大となる調整を行うための機器である。カプラ６４は、この調整の際に利用される。
【００３３】
図３は、導波管６２に取り付けられた状態のプラズマノズル３１を示す断面図である。プラズマノズル３１は、中心導体３１１、外部導体３１２、スペーサ３１３及び保護管３１４を備えている。中心導体３１１は、良導電性の金属から構成された棒状部材からなり、その上端部３１１Ｂ側の部分が導波管６２の内部に所定長さだけ突出している。この突出した上端部３１１Ｂは、導波管６２内を伝搬するマイクロ波を受信するアンテナ部として機能する。
【００３４】
外部導体３１２は、良導電性の金属から構成され、中心導体３１１を収納する筒状空間３１２Ｈ（プラズマ発生空間）を有する筒状体である。中心導体３１１は、この筒状空間３１２Ｈの中心軸上に配置されている。外部導体３１２は、導波管６２の下面板に一体的に取り付けられた円筒型の金属フランジ板６２３に嵌め込まれ、ネジ６２４で締め付けられることにより、導波管６２に固定されている。導波管６２がアース電位とされる結果、外部導体３１２もアース電位とされる。
【００３５】
また、外部導体３１２は、その外周壁から筒状空間３１２Ｈに貫通するガス供給孔３１２Ｎを有する。このガス供給孔３１２Ｎには、第２常圧配管３０３の上流側が接続されている。他方、筒状空間３１２Ｈの下端部には、絶縁性の配管３１５が接続されている。なお、この配管３１５は、第２常圧配管３０３の一部を構成する。これにより、第２常圧配管３０３内を流通する気体は、筒状空間３１２Ｈ内を経由することになる。
【００３６】
スペーサ３１３は、中心導体３１１を保持すると共に、導波管６２内の空間と筒状空間３１２Ｈとの間をシールする。スペーサ３１３としては、例えばポリテトラフルオロエチレン等の耐熱性樹脂材料やセラミック等からなる絶縁性部材を用いることができる。外部導体３１２の筒状空間３１２Ｈの上端部分には段差部が設けられ、当該段差部でスペーサ３１３が支持されている。スペーサ３１３で保持された中心導体３１１は、外部導体３１２とは絶縁された状態となる。保護管３１４は、所定長さの石英ガラスパイプ等からなり、外部導体３１２の下端縁３１２Ｔにおける異常放電（アーキング）を防止するために、筒状空間３１２Ｈの下端部分に嵌め込まれている。
【００３７】
前記のように構成されたプラズマノズル３１によれば、中心導体３１１が導波管６２を伝搬するマイクロ波を受信すると、アース電位の外部導体３１２との間に電位差が生じる。特に、中心導体３１１の下端部３１１Ｔと外部導体３１２の下端縁３１２Ｔとの近傍に電界集中部が形成されるようになる。かかる状態で、ガス供給孔３１２Ｎから酸素分子と窒素分子とを含むガス（空気）が筒状空間３１２Ｈへ供給されると、ガスが励起されて中心導体３１１の下端部３１１Ｔ付近においてプラズマ（電離気体）が発生する。当該プラズマは、ＮＯｘとフリーラジカルを含んでいる。また、このプラズマは、電子温度が数万度であるものの、ガス温度は外界温度に近い反応性プラズマ（中性分子が示すガス温度に比較して、電子が示す電子温度が極めて高い状態のプラズマ）であって、常圧下で発生するプラズマである。
【００３８】
図１に戻って、ガス流量計３２は、第２常圧配管３０３内を流通する気体の流量を計測する。第２ポンプＰ２は、ＮＯ２ガスの生成時に、サブチャンバ１２と循環系統３０のループ管路とで構成される一つの空間内において、ガスを循環させるためのポンプである。プラズマノズル３１が動作している状態で第２ポンプＰ２が稼働されると、プラズマを発生させる筒状空間３１２Ｈを繰り返しガスが通過し、徐々にＮＯ２濃度が上昇してゆくことになる。第２ポンプＰ２は、ＮＯｘ等に耐性を持つ耐薬品性のポンプが用いられる。
【００３９】
ＮＯ２変換部３３は、プラズマノズル３１からなるプラズマ発生部を通過し、様々な物質を含んだ状態のガスから、ＮＯ２を抽出する機能を有する。図４は、ＮＯ２変換部３３の詳細構成を示すブロック図である。ＮＯ２変換部３３は、プラズマノズル３１から送り出されるガス中から硝酸（ＨＮＯ３）を吸着するフィルタ３３１と、フィルタ３３１を通過したガス中のＮＯｘを一酸化窒素（ＮＯ）に変換する第１変換部３３２と、続いてそのＮＯをＮＯ２に変換する第２変換部３３３とを備えている。
【００４０】
プラズマノズル３１において空気が電離されると、ＮＯ（一酸化窒素）、Ｏ３（オゾン）が生成される。これらは次式に反応により段階的に酸化され、最終的にはエアドライヤ２１で除去しきれずに僅かに残存する水分との反応により一部がＨＮＯ３（硝酸）に転換する。
【００４１】
ＮＯ＋Ｏ３→ＮＯ２＋Ｏ２
２ＮＯ２＋Ｏ３→Ｎ２Ｏ５＋Ｏ２
Ｎ２Ｏ５＋Ｈ２Ｏ→２ＨＮＯ３
フィルタ３３１は、前記の反応で生成されるＨＮＯ３を吸着する機能を有している。このフィルタ３３１としては、例えばセラミック製のハニカム構造を備えた基材に、硝酸吸着性のコーティング層を施したフィルタを用いることができる。硝酸吸着性のコーティング層としては、例えばゼオライト、アルミナ、シリカゲル等の珪素吸着剤を用いることができる。
【００４２】
第１変換部３３２は、フィルタ３３１を通過したガスに含まれる、ＮＯ２以外のＮＯｘをＮＯに変換する。第１変換部３３２としては、例えばセラミック製のハニカム構造を備えた基材に、白金やパラジウム等を含有するコーティング層が形成された触媒と、当該触媒の温度を調整するヒータとを備えた触媒装置を用いることができる。
【００４３】
第２変換部３３３は、第１変換部３３２を通過したガス中に含まれるＮＯをＮＯ２に変換する。第２変換部３３３としては、同様に、セラミック製のハニカム構造を備えた基材に、白金やパラジウム等を含有するコーティング層が形成された触媒と、当該触媒の温度（第１変換部３３２の触媒とは異なる温度）を調整するヒータとを備えた触媒装置を用いることができる。
【００４４】
次に、連係系統４０は、メインチャンバ１１とサブチャンバ１２との間を連通させるための系統である。連係系統４０は、第４電磁弁Ｖ４、第５電磁弁Ｖ５、第３ポンプＰ３、第４真空配管４０１及び第５真空配管４０２を含む。
【００４５】
第４真空配管４０１の一端（上流端）はサブチャンバ１２に接続され、他端（下流端）はメインチャンバ１１に接続されている。この第４真空配管４０１の上流側に第３ポンプＰ３が配置され、下流側に第４電磁弁Ｖ４が配置されている。第３ポンプＰ３は、耐薬品性のポンプであって、サブチャンバ１２を真空引きする際、サブチャンバ１２からＮＯ２ガスをメインチャンバ１１に導入（循環）して滅菌処理を行う際、及びメインチャンバ１１内を排出して無害化処理する際にそれぞれ動作する。第４電磁弁Ｖ４は、この第３ポンプＰ３が動作する際に「開」とされる弁である。
【００４６】
第５真空配管４０２の一端側（上流端）はメインチャンバ１１に接続され、他端側（下流端）はサブチャンバ１２に接続されている。第５電磁弁Ｖ５は、第５真空配管４０２に取り付けられている。この第５電磁弁Ｖ５は、滅菌処理を行う際、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２を常圧に復帰させる際に「開」とされる弁である。
【００４７】
処理装置１は、滅菌処理に用いたＮＯ２ガスを無害化した後に外部に排出する排ガス浄化装置５０を備えている。排ガス浄化装置５０は、図５に示すように、メインチャンバ１１に接続された第１、第２排出管５１、５２と、第１排出管５１に設けられた第６電磁弁Ｖ６及び第４ポンプＰ４と、水素ガス（Ｈ２）等を含有する還元ガスを前記プラズマノズル３１のプラズマ発生空間に供給する還元ガス供給部５３と、第２排出管５２に設けられた天然ゼオライト等からなるアンモニアフィルタ５４及び第７、第８電磁弁Ｖ７、Ｖ８とを有している。
【００４８】
第１排出管５１に配設された第６電磁弁Ｖ６は、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の減圧時に「開」とされる弁である。第１排出管５１は、第６電磁弁Ｖ６の設置部よりも上流側部分が真空配管とされると共に、その下流側部分が常圧配管とされている。第１排出管５１の下流端には、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２を真空引きすると共に排気時に排ガスを外気に放出する真空ポンプからなる第４ポンプＰ４が配設されている。
【００４９】
第２排出管５２は、第７電磁弁Ｖ７の設置部よりも上流側に位置する真空配管５２１と、第７電磁弁Ｖ７の下流側に位置すると共に下流端が前記プラズマ発生空間の下流部に連通する排ガス供給管５２２と、プラズマノズル３１の下流部に設けられた方向制御弁５２３と、この方向制御弁５２３に接続された処理ガス導出管５２４とからなっている。この処理ガス導出管５２４には、アンモニアフィルタ５４及び第８電磁弁Ｖ８が配設されている。
【００５０】
処理ガス導出管５２４は、その下流端が前記第４ポンプＰの上流側部において第１排出管５１に接続されている。プラズマノズル３１から導出された処理ガスは、方向制御弁５２３を介して処理ガス導出管５２４側に導出されることにより、この処理ガス導出管５２４を介して第１排出管５１に導出され、第４ポンプＰ４を介して外部に排出される。
【００５１】
還元ガス供給部５３は、水素ガス（Ｈ２）またはその他の還元性を有するガス、例えば炭化水素ガス（ＨＣ）等を含有する還元ガスを収容する還元ガスタンク５３１と、還元ガスタンク５３１内の還元ガスをプラズマノズル３１のプラズマ発生空間に供給する還元ガス供給管５３２と、還元ガス供給管５３２に設けられた開閉弁５３３とを有している。
【００５２】
本実施形態では、約４％の水素ガス（Ｈ２）と約９６％の窒素ガス（Ｎ２）との混合ガスからなる還元ガスが圧縮状態で還元ガスタンク５３１内に収容されている。そして、開閉弁５３３が「開」とされることにより、還元ガスタンク５３１内の還元ガスがその圧力に応じ、還元ガス供給管５３２を通ってプラズマノズル３１のプラズマ発生空間に供給され、上記還元ガスがプラズマ化されるようになっている。なお、水素ガスの濃度を前記の値（約４％）に設定しているのは、防爆のためである。
【００５３】
メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２から導出された排ガスの無害化処理時には、第１排出管５１の第６電磁弁Ｖ６が「閉」とされるとともに、第２排出管５２の第７、第８電磁弁Ｖ７、Ｖ８が「開」とされ、かつ方向制御弁５２３によりプラズマノズル３１からの処理ガスの導出方向が処理ガス導出管５２４側に切り換えられる。この状態で、第４ポンプＰ４が作動状態となることにより、前記排ガスが第２排出管５２を介してプラズマノズル３１のプラズマ発生空間の下流部に供給される。
【００５４】
また、還元ガス供給部５３の開閉弁５３３が「開」とされることにより、還元ガス供給管５３２を介して供給されたＨ２等からなる還元ガスが、前記プラズマノズル３１のプラズマ発生空間でプラズマ化されるとともに、その下流部において前記排ガス中のＮＯ２等からなる窒素酸化物と上記プラズマ化された還元ガスとが反応することにより、ＮＨ３とＨ２Ｏとが生成される。
【００５５】
２ＮＯ２＋７Ｈ２→２ＮＨ３＋４Ｈ２Ｏ
このようにして窒素酸化物（ＮＯｘ）が還元されることにより浄化された排ガスは、当該排ガス中のアンモニア（ＮＨ３）成分がアンモニアフィルタ５４により除去された後、処理ガス導出管５２４から第１排出管５１に導出され、この第１排出管５１を介して外部に排出される。なお、前記還元反応に応じて生成された水（Ｈ２Ｏ）を吸収するシリカゲル等の乾燥剤を処理ガス導出管５２４に設けた構造としてもよい。
【００５６】
続いて、処理装置１の電気的な制御構成を図６に基づいて説明する。処理装置１には、当該処理装置１の動作を電気的に制御するための制御装置７０（図１では図示せず）が設けられている。制御装置７０は、図６に示すように、全体制御部７１、ポンプ制御部７２、電磁弁制御部７３、プラズマ制御部７４、ロック制御部７５、ドライヤ制御部７６及び排ガス浄化制御部７７を備えている。
【００５７】
全体制御部７１は、処理装置１の全体的な動作モードを管理し、各個別の制御部７２〜７７に対して動作モードの変更及び維持を通知する制御信号を与える。第１及び第２濃度センサ１１１、１２１が計測するメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内のＮＯ２濃度のデータ、第１及び第２圧力センサ１１２、１２２が計測するメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内の圧力データは、全体制御部７１に入力される。全体制御部７１は、これら濃度データ及び圧力データ、図略のタイマー装置から与えられるタイムデータ等に基づいて、処理装置１の動作モードを管理する。
【００５８】
ポンプ制御部７２は、第１〜第４ポンプＰ１〜Ｐ４に対し、各動作モードに応じてポンプ動作の実行及びその停止を個別に制御する制御信号を与える。電磁弁制御部７３は、第１〜第８電磁弁Ｖ１〜Ｖ８に対し、動作モードに応じて個別に「開」又は「閉」とする制御信号を与える。
【００５９】
プラズマ制御部７４は、マイクロ波供給装置６０に、その起動又は停止を制御する制御信号を与える。すなわちプラズマ制御部７４は、プラズマノズル３１においてプラズマを発生させる期間を制御する。
【００６０】
ロック制御部７５は、チャンバロック装置１３の動作を制御する。チャンバロック装置１３は、メインチャンバ１１が備える被処理物の搬入出用の開閉ドアをインターロックする装置である（図１では図示省略）。メインチャンバ１１の前記ドアは、被処理物に対する一連の滅菌処理工程中は、安全確保のためチャンバロック装置１３でロックされる。
【００６１】
ドライヤ制御部７６は、エアドライヤ２１のＯＮ−ＯＦＦ動作を制御する。湿度センサ２２により計測された湿度データが、ドライヤ制御部７６に出力される。ドライヤ制御部７６は、前記湿度データが、エアドライヤ２１が動作障害を起こしていることを示す異常値であるときに、異常信号を全体制御部７１に出力し、ユーザにその異常を報知させる。
【００６２】
排ガス浄化制御部７７は、メインチャンバ１１から導出された排ガス中のＮＯｘを除去して無害化する処理時に、還元ガス供給部５３の開閉弁５３３を「開」として還元ガスタンク５３１内の還元ガスをプラズマノズル３１の設置部に供給する制御を実行するものである。
【００６３】
図７は、制御装置７０により制御される処理装置１の動作を示すタイミングチャートである。また、図８は、第１〜第４ポンプＰ１〜Ｐ４の制御状態を示す表形式の図、図９は、第１〜第８電磁弁Ｖ１〜Ｖ８の制御状態を示す表形式の図である。図８において○印はポンプが動作し、×印はポンプが停止している状態をそれぞれ示し、図９において○印は電磁弁が「開」とされ、×印は「閉」とされている状態をそれぞれ表している。なお、図７の横欄の一つの「工程の内容」欄と、図８及び図９の最左縦欄の「工程」欄とがリンクしている。
【００６４】
時刻Ｔ１は、ユーザにより処理装置１のスタートボタンが押下され、一連の滅菌処理工程が開始される時刻である。滅菌処理工程は、図７に示されているように、被処理物を乾燥させる第１乾燥工程、滅菌ガスとしてのＮＯ２ガスを生成する滅菌準備工程、被処理物をＮＯ２ガスと接触させて被処理物を滅菌する滅菌工程、滅菌処理後に残留したＮＯ２ガスを浄化して排出する排ガス無害化工程、及び被処理物を再度乾燥させる第２乾燥工程とを含む。なお、時刻Ｔ１の前に、医療用器具等の被処理物がメインチャンバ１１内に収容されていることが前提となる。
【００６５】
第１乾燥工程は、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内を高度に真空引きする排気工程と、一定時間だけ状態を維持する保持工程と、サブチャンバ１２内にＮＯ２ガスの生成原料となる乾燥空気を導入する吸気工程とからなる。
【００６６】
制御装置７０の全体制御部７１は、時刻Ｔ１に、まずメインチャンバ１１の開閉ドアのロック指示をロック制御部７５に与える。これを受けてロック制御部７５は、チャンバロック装置１３を駆動し、メインチャンバ１１の開閉ドアをインターロックする。併せて、前記排気工程の実行のため、動作モードを「排気モード」に設定し、各個別の制御部７２〜７７にそのモード設定信号を通知する。
【００６７】
排気モードが設定されると、ポンプ制御部７２は、第３、第４ポンプＰ３、Ｐ４を動作させ、電磁弁制御部７３は、第４、第６電磁弁Ｖ４、Ｖ６を「開」とする。これら電磁弁のみが「開」とされることにより、サブチャンバ１２から、第４真空配管４０１、メインチャンバ１１及び第１排出管５１を経て第４ポンプＰ４に至る排気路が形成される。そして、第３、第４ポンプＰ３、Ｐ４が駆動されることにより、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内は真空引きされる。
【００６８】
全体制御部７１は、第１、第２圧力センサ１１２、１２２から圧力データを所定のサンプリング周期毎に受け取り、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻Ｔ２で所定の真空度（図７では１Ｔｏｒｒを例示）に達したと判定すると、全体制御部７１は、前記保持工程の実行のため、動作モードを「保持モード」に設定する。
【００６９】
保持モードは、第１〜第４ポンプＰ１〜Ｐ４の全てが停止され、第１〜第８電磁弁Ｖ１〜Ｖ８の全てが「閉」とされるモードである。なお、図８及び図９では、この保持モードに対応する保持工程の状態の記載は省いている。従って、保持モードが設定されると、ポンプ制御部７２は、第３、第４ポンプＰ３、Ｐ４を停止させ、電磁弁制御部７３は、第４、第６、第７、第８電磁弁Ｖ４、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８を「閉」とする。全体制御部７１は、時刻Ｔ２からタイマー装置に計時を開始させ、所定時間が経過する時刻Ｔ３まで保持モードを維持する。この保持工程が一定時間継続されることで、メインチャンバ１１の内部並びにそこに収容されている被処理物、及びサブチャンバ１２の内部が乾燥状態とされる。また、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内の真空状態が安定する。
【００７０】
時刻Ｔ３になると、全体制御部７１は、前記吸気工程の実行のため動作モードを「吸気モード」に設定する。吸気工程は、減圧下にあるサブチャンバ１２内に乾燥空気を導入することを目的とするので、ポンプ制御部７２が第１ポンプＰ１のみを動作させ、電磁弁制御部７３が第１電磁弁Ｖ１のみを「開」とする。また、ドライヤ制御部７６は、エアドライヤ２１を稼働させる。かかる状態とされることで、第１ポンプＰ１により外部から吸引された空気が、エアドライヤ２１で高度に乾燥されながら、第１常圧配管２０１と第１真空配管２０２とを通して、サブチャンバ１２内に導入される。なお、メインチャンバ１１内は、この吸気工程の間（及び次の滅菌準備工程の間）も乾燥工程が継続される。
【００７１】
吸気モードの間、全体制御部７１は、第２圧力センサ１２２から圧力データをサンプリング周期毎に受け取りサブチャンバ１２の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻Ｔ４で常圧（７６０Ｔｏｒｒ）に達したと判定すると、全体制御部７１は吸気モードを終了する。また、ドライヤ制御部７６は、エアドライヤ２１を停止させる。
【００７２】
続いて、滅菌準備工程が実行される。この工程は、サブチャンバ１２内を所定濃度の滅菌ガスで充満させるために、プラズマで空気を電離してＮＯ２ガスを生成するプラズマ工程からなる。
【００７３】
時刻Ｔ４に全体制御部７１は、前記プラズマ工程の実行のため動作モードを「プラズマモード」に設定する。プラズマモードが設定されると、ポンプ制御部７２は、第２ポンプＰ２のみを動作させ、電磁弁制御部７３は、第２、第３電磁弁Ｖ２、Ｖ３を「開」とする。これにより、サブチャンバ１２、第２真空配管３０１、第２常圧配管３０３及び第３真空配管３０２で構成される一つの密閉空間が形成され、当該密閉空間内を空気（ＮＯ２ガス）が循環することが可能状態となる。
【００７４】
また、時刻Ｔ４で、プラズマ制御部７４はマイクロ波供給装置６０を動作させる。これによりマイクロ波供給装置６０はプラズマノズル３１にマイクロ波エネルギーを供給し、プラズマノズル３１でプラズマが発生する。このとき、第２ポンプＰ２の動作に伴って筒状空間３１２Ｈが大気圧よりも減圧された状態となるので、プラズマの点灯性が良好となり、またその点灯状態が良好に維持される。プラズマノズル３１を経由して循環する空気は電離され、さらにＮＯ２変換部３３を通過することでＮＯ２ガスに変換される。この状態が継続されることで、サブチャンバ１２内の空気は、徐々にＮＯ２ガスに変換されてゆく。
【００７５】
プラズマモードの間、全体制御部７１は、第２濃度センサ１２１からＮＯ２濃度のデータをサンプリング周期毎に受け取り、サブチャンバ１２のＮＯ２濃度を監視する。濃度データに基づき、時刻Ｔ５でＮＯ２濃度が所定値に達したと判定すると、全体制御部７１は、プラズマモードを終了する。これに伴い、プラズマ制御部７４は、マイクロ波供給装置６０の動作を停止させる。
【００７６】
次に、滅菌工程が実行される。滅菌工程は、常圧下でサブチャンバ１２内に充満しているＮＯ２ガスを、被処理物を収容し高真空下にあるメインチャンバ１１内に、両チャンバ１１、１２の圧力差を利用して一気に導入すると共に、ＮＯ２ガスを充分な滅菌に適した一定時間だけ被処理物に接触させる工程である。
【００７７】
時刻Ｔ５で全体制御部７１は、前記滅菌工程の実行のため動作モードを「循環モード」に設定する。循環モードが設定されると、ポンプ制御部７２は、第３ポンプＰ３のみを動作させ、電磁弁制御部７３は、第４、第５電磁弁Ｖ４、Ｖ５を「開」とする。これにより、メインチャンバ１１とサブチャンバ１２とは、第４真空配管４０１及び第５真空配管４０２とで繋がれた、一つの密閉空間となる。
【００７８】
この結果、減圧下のメインチャンバ１１内には急激にＮＯ２ガスが入り込み、メインチャンバ１１内の被処理物が良好にＮＯ２ガスに曝される。例えば被処理物がカテーテルのような細長いチューブであっても、そのチューブ内の微小空間にまでＮＯ２ガスが行き渡り、被処理物の良好な殺菌が行われることになる。
【００７９】
ＮＯ２ガスのメインチャンバ１１への導入が進むに連れ、メインチャンバ１１とサブチャンバ１２との圧力差は減少してゆく。そして、ある時刻Ｔ５１で、両チャンバ１１、１２の圧力は平衡することになる。時刻Ｔ５１以降は、専ら第３ポンプＰ３の動作によって、サブチャンバ１２のＮＯ２ガスがメインチャンバ１１に送られる。全体制御部７１は、時刻Ｔ５からタイマー装置に計時を開始させ、所定時間が経過する時刻Ｔ６まで循環モードを維持する。
【００８０】
このような滅菌工程により、被処理物は滅菌された状態となるが、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内にはＮＯ２ガスや、滅菌反応により生成された物質が残存している。これらを浄化するため、排ガス無害化工程が実行される。この工程は、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内を常圧に復帰させる復帰工程と、残留ＮＯ２ガス等を浄化する浄化工程とからなる。
【００８１】
時刻Ｔ６になると、全体制御部７１は、前記復帰工程の実行のため動作モードを「復帰モード」に設定する。復帰モードが設定されると、ポンプ制御部７２は、第１ポンプＰ１を新たに動作させ、第３ポンプＰ３の運転を継続させる。電磁弁制御部７３は、第１、第４電磁弁Ｖ１、Ｖ４を「開」とする。この結果、減圧状態にあるメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内に、第１常圧配管２０１、第１真空配管２０２及び第４真空配管４０１を介して外気が導入される。
【００８２】
復帰モードの間、全体制御部７１は、第１、第２圧力センサ１１２、１２２から圧力データをサンプリング周期毎に受け取りメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻Ｔ７で両チャンバ内が常圧に達したと判定すると、全体制御部７１は、復帰モードを終了する。
【００８３】
時刻Ｔ７で全体制御部７１は、浄化工程の実行のために動作モードを「浄化モード」に設定する。浄化モードが設定されると、ポンプ制御部７２は、第３、第４ポンプＰ３、Ｐ４を動作状態とし、電磁弁制御部７３は、第１、第４、第７、第８電磁弁Ｖ１、Ｖ４、Ｖ７、Ｖ８を「開」とするとともに、第２、第３、第５、第６電磁弁Ｖ２、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ６を「閉」とする。
【００８４】
浄化工程で、第３、第４ポンプＰ３、Ｐ４が駆動されることにより、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内の残留ＮＯ２ガス等は、第２排出管５１を通ってプラズマノズル３１の還元反応部に供給される。また、排ガス浄化制御部７７は、還元ガス供給部５３の開閉弁５３３を「開」とし、プラズマ制御部７４は、マイクロ波供給装置６０を動作させる。これにより、還元ガスタンク５３１内からプラズマノズル３１の設置部に供給される還元ガスを利用して、前記排ガス中のＮＯ２等からなる窒素酸化物を還元することにより無害化する処理が実行される。
【００８５】
以上のような浄化モードの処理が実行されることにより、排ガス中のＮＯｘが還元されて除去されるとともに、排ガス中に残存するＮＨ３がアンモニアフィルタ５４により吸着されて除去された後、第８電磁弁Ｖ８及び第４ポンプＰ４を経て大気中に放出される。
【００８６】
前記浄化モードの終了後に、滅菌処理後の被処理物を乾燥させると共に、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内を排出し、且つ残留物を除去するための排気工程、保持工程及び復帰工程からなる第２乾燥工程の処理が実行される。
【００８７】
すなわち、時刻Ｔ８で電磁弁制御部７３は、第７、第８電磁弁Ｖ７、Ｖ８を「閉」とし、第６電磁弁Ｖ６を「開」とする。これにより、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内の気体が真空引きされ、浄化後の清浄な気体が排出管５１から外部に排出される。なお、この「排気モード」の際、第２、第３電磁弁Ｖ２、Ｖ３を「閉」とすることで、真空に対する耐性が比較的弱いプラズマノズル３１を保護することができる。
【００８８】
全体制御部７１は、第１、第２圧力センサ１１２、１２２から圧力データをサンプリング周期毎に受け取り、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻Ｔ９で所定の真空度に達したと判定すると、全体制御部７１は、前記保持工程の実行のため、動作モードを「保持モード」に設定する。これにより、第１〜第４ポンプＰ１〜Ｐ４の全てが停止され、第１〜第８電磁弁Ｖ１〜Ｖ８の全てが「閉」とされる。
【００８９】
全体制御部７１は、時刻Ｔ９からタイマー装置に計時を開始させ、所定時間が経過する時刻Ｔ１０まで保持モードを維持する。この保持工程が一定時間継続されることで、被処理物が乾燥状態とされ、またメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の内部が清浄化される。
【００９０】
時刻Ｔ１０になると、全体制御部７１は、動作モードを「復帰モード」に設定する。復帰モードが設定されると、ポンプ制御部７２は、第１、第３ポンプＰ１、Ｐ３を動作させ、電磁弁制御部７３は、第１、第４、第５電磁弁Ｖ１、Ｖ４、Ｖ５を「開」とする。この結果、減圧状態にあるメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内に外気が導入される。
【００９１】
復帰モードの間、全体制御部７１は、第１、第２圧力センサ１１２、１２２から圧力データをサンプリング周期毎に受け取りメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻Ｔ１１で両チャンバ内が常圧に達したと判定すると、全体制御部７１は、復帰モードを終了する。さらに、ロック制御部７５を介してチャンバロック装置１３を駆動し、メインチャンバ１１の開閉ドアのインターロックを解除する。このインターロックの解除によって、ユーザは被処理物をメインチャンバ１１から取り出せるようになる。
【００９２】
以上説明した処理装置１によれば、高濃度の窒素酸化物（ＮＯｘ）を含むガスを使用してメインチャンバ１１内の被処理物を滅菌することができる。そして、処理装置１のメインチャンバ１１からの排ガスを浄化する排ガス浄化装置５０に、還元ガスを供給する還元ガス供給部５３と、当該還元ガス供給部５３から供給された還元ガスをプラズマ化するとともに、前記処理装置１から導出された排ガス中の窒素酸化物と反応させることにより窒素酸化物を還元して無害化するプラズマ反応部とを設けたため、処理装置１から極めて高濃度の窒素酸化物を含む排ガスが排出された場合においても排ガス中の窒素酸化物を、簡単な構成で効果的に除去して無害化することが可能となる。
【００９３】
すなわち、本実施形態では、処理装置１のメインチャンバ１１から導出された排ガスと、還元ガス供給部５３の還元ガスタンク５３１から供給された水素ガス（Ｈ２）を含有する還元ガスとを、循環系統３０に設けられたプラズマノズル３１等からなるプラズマ反応部に供給し、水素ガス（Ｈ２）をプラズマ化するとともに、排ガス中のＮＯ２等からなる窒素酸化物（ＮＯｘ）と反応させるように構成したため、高価なオゾナイザ等を使用することなく、排ガス中のＮＯ２等からなる窒素酸化物を効果的に還元することができる。したがって、排ガス浄化装置５０の製造コストが高くなることを防止しつつ、処理装置１から極めて高濃度の窒素酸化物を含む排ガスが排出された場合においても、この排出ガス中の窒素酸化物を効率よく還元して無害化した状態で外部に排出できるという利点がある。
【００９４】
また、本実施形態に示すように、還元ガス供給部５３から供給された水素ガス（Ｈ２）からなる還元ガスを、プラズマ化するとともに、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）と反応させることにより、排ガス中のＮＯ２等を還元するように構成された排ガス浄化装置において、当該還元反応により生成されたアンモニア（ＮＨ３）を吸着するアンモニアフィルタ５４を備えた構成した場合には、排ガス中のＮＯ２等を効果的に還元して無害化できると共に、この還元反応により生成されたアンモニアが外部に排出されるのを確実に防止できるという利点がある。
【００９５】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば下記（１）〜（６）の変形実施形態を取ることができる。
【００９６】
（１）前記実施形態では、本発明に係る排ガス浄化装置５０が、滅菌処理を施すための処理装置１に適用される例を示した。これら以外に、基板等の表面清浄、改質、エッチング、薄膜形成及び除去等の用途にも本発明を適用可能である。
【００９７】
（２）前記実施形態では、メインチャンバ１１内を減圧した状態で滅菌処理を行う例を示したが、常圧で滅菌処理を行うようにしてもよい。
【００９８】
（３）上記実施形態では、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の２つのチャンバを用いる例を示した。サブチャンバ１２を省略し、ＮＯ２ガスが封入されたボンベ等から、メインチャンバ１１にＮＯ２ガスを供給するようにしても良い。
【００９９】
（４）前記実施形態では、メインチャンバ１１とサブチャンバ１２とが１：１で設けられる例を示した。これに代えて、１つのサブチャンバ１２から複数のメインチャンバ１１に滅菌ガスを供給可能な構成としてもよい。逆に、１つのメインチャンバ１１に複数のサブチャンバ１２から滅菌ガスを供給する構成としてもよい。この場合、異種の滅菌ガスを各サブチャンバ１２からメインチャンバ１１に供給するように構成することもできる。
【０１００】
（５）前記実施形態では、処理装置１のメインチャンバ１１から排ガス中の窒素酸化物をプラズマ反応部（プラズマノズル３１）で還元することにより、排気ガスを浄化処理した後、第４ポンプＰ４を介して直ちに排出するように構成した例について説明した。これに代えて、上記プラズマ反応部で浄化処理された排ガスをプラズマ反応部の上流部に還流する還流管を設け、例えばプラズマ反応部の下流部に設けられた濃度センサの出力信号等に応じて排ガス中のＮＯｘ濃度が所定値以下に低下したことが確認されるまで、前記プラズマ反応部による還元浄化処理を繰り返すようにしてもよい。
【０１０１】
（６）還元ガス供給部５３の還元ガスタンク５３１から供給された水素ガス（Ｈ２）を含有する還元ガスを、循環系統３０に設けられたプラズマノズル３１等からなるプラズマ反応部でプラズマ化した後、処理装置１のメインチャンバ１１から導出された排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）と反応させるように構成した前記実施形態に代え、循環系統３０用とは別体のプラズマノズル等を備えたプラズマ反応部を排ガス浄化装置５０の専用品として設けた構造としてもよい。しかし、前記実施形態に示すように、プラズマノズル３１に、滅菌用の窒素酸化物を生成する循環系統３０用のプラズマ発生部としての機能と、排ガス浄化装置５０用のプラズマ反応部としての機能とを兼ね備えた構成した場合には、装置の構造を効果的に簡略化して小型化できる等の利点がある。
【符号の説明】
【０１０２】
１ 処理装置
１１ 第１チャンバ（処理部）
１２ 第２チャンバ（貯留部）
３１ プラズマノズル（プラズマ反応部）
５０ 排気浄化装置
５３ 還元ガス供給部
５４ アンモニアフィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高濃度の窒素酸化物を含むガスを使用して所定の処理を行う処理装置の排ガスを浄化する排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示されているように、プラズマ発生器により生成したプラズマ状の希ガス等からなる殺菌因子を、密閉チャンバ内に配置された医療用器具や食品包装材等の被処理物に接触させることにより、被処理物を高度に滅菌するように構成された滅菌装置において、前記密閉チャンバからの排ガス中に残存する殺菌因子による環境への影響を低減するための排ガス浄化装置を設けることが行われている。
【０００３】
また、特許文献２に示すように、燃焼炉から排出される燃焼ガスから窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する脱硝システムおいて、脱硝性能を備えた触媒に還元剤としてアンモニア（ＮＨ３）を注入し、アンモニアと前記燃焼ガス中の窒素酸化物とを反応させる選択接触還元法（所謂ＳＣＲ法）により、大気中に排出される窒素酸化物量を極力低減することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３１０６６９５号公報
【特許文献２】特開２０００−７０６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された滅菌装置用の殺菌因子として二酸化窒素ガスを使用する場合、二酸化窒素を排ガス浄化装置に導入すると共に、排ガス浄化装置にオゾン（Ｏ３）を供給し、これらを反応させることにより生成された硝酸（ＨＮＯ３）を吸着フィルタで吸着する構成を採用すれば、滅菌装置から排出される排ガス中の窒素酸化物濃度を効果的に低下することが可能である。しかし、前記の構成を備えた排ガス浄化装置では、オゾンを供給するための高価なオゾン発生手段（オゾナイザ）が必要であり、製造コストが高くなることが避けられない。
【０００６】
一方、特許文献２に開示されたＳＣＲ法により排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去するように構成した場合には、前記オゾナイザを使用したものに比べて装置の製造コストを安価に抑えることが可能である。しかし、前記ＳＣＲ法は、排ガス中における窒素酸化物の濃度が例えば数百ｐｐｍ程度である場合に、充分なＮＯｘ除去効果が得られるものである。これに対して滅菌装置からは、極めて高濃度、例えば数万ｐｐｍ程度の窒素酸化物を含む排ガスが排出されるため、高濃度の窒素酸化物をＳＣＲ法により充分に除去することは困難であった。
【０００７】
本発明は、前記の点に鑑み、高濃度の窒素酸化物を含むガスを使用する処理装置から導出された排ガス中の窒素酸化物を簡単な構成で効果的に除去することができる排ガス浄化装置を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成する本発明の一つの局面に係る排ガス浄化装置は、高濃度の窒素酸化物を含むガスを使用して所定の処理を行う処理装置の排ガスを浄化するものであって、還元ガスを供給する還元ガス供給部と、当該還元ガス供給部から供給された還元ガスをプラズマ化するとともに、前記処理装置から導出された排ガス中の窒素酸化物と反応させることにより窒素酸化物を還元して無害化するプラズマ反応部とを備えることを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
この構成によれば、排ガス浄化装置の製造コストが高くなることを防止しつつ、処理装置から極めて高濃度の窒素酸化物を含む排ガスが排出された場合においても、この排出ガス中の窒素酸化物を効率よく還元して無害化した状態で排出することが可能となる。
【００１０】
前記構成において、プラズマ反応部は、還元ガス供給部から供給された水素ガスからなる還元ガスをプラズマ化するとともに、排ガス中の窒素酸化物とを反応させることにより窒素酸化物を還元し、当該還元反応により生成されたアンモニアを吸着するアンモニアフィルタを備える構成とすることができる（請求項２）。
【００１１】
この構成によれば、排ガス中の窒素酸化物を効果的に還元して無害化できると共に、この還元反応により生成されたアンモニアが外部に排出されるのを確実に防止することが可能となる。
【００１２】
前記構成において、前記処理装置は、被処理物に二酸化窒素を反応させて該被処理物の滅菌を行う処理部と、空気が導入される密閉空間を有する貯留部と、当該貯留部内の空気をプラズマ化して窒素酸化物を生成するプラズマ発生部と備え、当該プラズマ発生部を排ガス浄化用のプラズマ反応部として利用する構成とすることが望ましい（請求項３）。
【００１３】
この構成によれば、滅菌用の窒素酸化物を生成するためのプラズマ発生部に、排ガス浄化装置用のプラズマ反応部としての機能を兼ね備えさせることができるため、装置の構造を効果的に簡略化して小型化できるという利点がある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、処理装置から極めて高濃度の窒素酸化物を含む排ガスが排出された場合においても、排ガス中の窒素酸化物を効果的に除去して無害化できると共に、オゾナイザを使用するものに比べて製造コストが高価になるのを防止できる排ガス浄化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置を備えた処理装置の一例を示すブロック図である。
【図２】マイクロ波供給装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】導波管に取り付けられた状態のプラズマノズルを示す断面図である。
【図４】ＮＯ２変換部の詳細構成を示すブロック図である。
【図５】排ガス浄化装置の構成を示す詳細説明図である。
【図６】処理装置の電気的な制御系を示すブロック図である。
【図７】処理装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】ポンプの制御状態を示す表形式の図である。
【図９】電磁弁の制御状態を示す表形式の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置５０を備えた処理装置１の一例を示している。この処理装置１は、例えばメス、鉗子、カテーテル等の医療用器具や、包装シート、トレイ、ボトル等の食品包装材を被処理物とし、これらに滅菌ガスを作用させて滅菌処理を施すための装置である。本実施形態では、滅菌ガスとして二酸化窒素（ＮＯ２）を用いる例を示す。
【００１７】
処理装置１は、メインチャンバ（処理部）１１、サブチャンバ（貯留部）１２、吸気系統２０、循環系統３０及び連係系統４０と、本発明に係る排ガス浄化装置５０とを有している。これら系統２０〜４０及び排ガス浄化装置５０の適所には、第１〜第８電磁弁Ｖ１〜Ｖ８と、第１ポンプＰ１〜第４ポンプＰ４とが配置されている。
【００１８】
メインチャンバ１１は、被処理物が収容される密閉空間を提供するチャンバであり、例えばステンレス鋼等で構成され、高度の真空引きに対応できる耐圧構造を備えた大容量のチャンバである。図示は省略しているが、メインチャンバ１１には被処理物を搬入出するためのドアが備えられ、その内部には、被処理物を積載するための処理トレイが備えられている。
【００１９】
メインチャンバ１１には、滅菌ガスの濃度を計測する第１濃度センサ１１１と、チャンバ内の圧力を検出する第１圧力センサ１１２とが備えられている。第１濃度センサ１１１は、滅菌ガスとしての二酸化窒素（ＮＯ２）の濃度を計測するもので、滅菌処理後にメインチャンバ１１内のガスを排気するに当たり、この第１濃度センサ１１１の計測値が参照される。第１圧力センサ１１２は、メインチャンバ１１内の減圧状態を計測するセンサである。この他、温度センサ、湿度センサ、或いはオゾンセンサ等の各種物理量センサを備えた構成としてもよい。
【００２０】
サブチャンバ１２は、滅菌ガスを生成するためのチャンバであり、例えばステンレス鋼等で構成され、メインチャンバ１１と同様に、高度の真空引きに対応できる耐圧構造を備えた比較的小容量のチャンバである。後述するように、サブチャンバ１２内において常圧下で所定濃度のＮＯ２ガスが生成され、減圧下にあるメインチャンバ１１内に当該ＮＯ２ガスが導入される。
【００２１】
サブチャンバ１２内にも、ＮＯ２濃度を計測する第２濃度センサ１２１と、チャンバ内の圧力を検出する第２圧力センサ１２２とが備えられている。第２濃度センサ１２１の計測値は、例えばＮＯ２ガスをメインチャンバ１１へ導入する前に、サブチャンバ１２内で所定濃度のＮＯ２ガスが生成されているか否かを確認するために参照される。
【００２２】
吸気系統２０は、サブチャンバ１２、若しくはサブチャンバ１２及びメインチャンバ１１の双方に乾燥した外気（空気）を導入させるための配管系統である。吸気系統２０は、第１ポンプＰ１、エアドライヤ２１、湿度センサ２２、第１電磁弁Ｖ１、第１常圧配管２０１及び第１真空配管２０２を含む。第１常圧配管２０１は、第１ポンプＰ１と第１電磁弁Ｖ１との間を接続する配管であり、その経路中にエアドライヤ２１及び湿度センサ２２が配置されている。第１真空配管２０２は、第１電磁弁Ｖ１とサブチャンバ１２との間を接続している。
【００２３】
第１ポンプＰ１は、減圧状態にあるサブチャンバ１２、若しくはサブチャンバ１２及びメインチャンバ１１の双方を常圧に戻すときに動作されるポンプである。第１ポンプＰ１は、外気を吸入し、第１常圧配管２０１及び第１真空配管２０２を介してサブチャンバ１２内に外気を送り込む。エアドライヤ２１は、外気に含まれる水分を除去するもので、例えば電熱ヒータを備えた乾燥装置が適用される。このエアドライヤ２１を通過した空気は、ほぼ湿度がゼロとなる。湿度センサ２２は、第１常圧配管２０１内を流通する空気の湿度を検出する。この湿度センサ２２は、専らエアドライヤ２１の故障検知のために用いられる。
【００２４】
第１電磁弁Ｖ１は、第１ポンプＰ１の稼働時に連動して「開」とされるバルブである。すなわち、第１電磁弁Ｖ１は、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２を含む系統を、外気圧と遮断する必要があるときに「閉」とされ、これを常圧に復帰させるときに「開」とされる。このため、第１電磁弁Ｖ１よりも吸気方向下流側は、真空引きに耐性を有する第１真空配管２０２が用いられている。
【００２５】
循環系統３０は、主に吸気系統２０によりサブチャンバ１２に導入された乾燥空気をプラズマで電離して、滅菌ガスとしてのＮＯ２ガスを生成する際に稼働される系統である。循環系統３０は、第２電磁弁Ｖ２、第３電磁弁Ｖ３、プラズマノズル３１、ガス流量計３２、第２ポンプＰ２、ＮＯ２変換部３３、第２真空配管３０１、第３真空配管３０２、及び第２常圧配管３０３を含む。
【００２６】
第２真空配管３０１の一端側はサブチャンバ１２内に連通し、他端側は第２電磁弁Ｖ２を介して第２常圧配管３０３の一端側に接続されている。第３真空配管３０２の一端側はサブチャンバ１２内に連通し、他端側は第３電磁弁Ｖ３を介して第２常圧配管３０３の他端側に接続されている。これにより、サブチャンバ１２と連通する、第２真空配管３０１の一端側を起点として第３真空配管３０２の一端側に戻るループ管路が形成されている。本実施形態では、第２真空配管３０１側が、当該ループ管路内を流れる空気流の上流側となる。第２常圧配管３０３に対して、上流側から順にプラズマノズル３１、ガス流量計３２、第２ポンプＰ２及びＮＯ２変換部３３が配置されている。
【００２７】
第２電磁弁Ｖ２及び第３電磁弁Ｖ３は、サブチャンバ１２が減圧状態にあるときに「閉」とされ、後述する常圧状態でのＮＯ２ガスの生成時に「開」とされる弁である。このため、第２電磁弁Ｖ２及び第３電磁弁Ｖ３とサブチャンバ１２とを接続する配管として、第２真空配管３０１及び第３真空配管３０２が適用されている。
【００２８】
プラズマノズル３１は、プラズマ（電離気体）を発生させるための電界集中部を提供する。第２常圧配管３０３を流通する空気（窒素及び酸素を含むガス）は、プラズマノズル３１の前記電界集中部を通過することで電離され、二酸化窒素（ＮＯ２）ガスや一酸化窒素（ＮＯ）ガスを含む窒素酸化物（ＮＯｘ）ガスに変換される。このようなプラズマを発生させるために、本実施形態では、マイクロ波エネルギーが用いられている。当該マイクロ波エネルギーは、マイクロ波供給装置６０からプラズマノズル３１に与えられる。
【００２９】
図２は、マイクロ波供給装置６０の構成を概略的に示すブロック図である。マイクロ波供給装置６０は、マイクロ波エネルギーを発生すると共に、これをプラズマノズル３１に供給するための装置であって、マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置６１と、前記マイクロ波を伝搬させる導波管６２とを含む。この導波管６２には、プラズマノズル３１が取り付けられている。また、マイクロ波発生装置６１と導波管６２との間には、アイソレータ６３、カプラ６４及びチューナ６５が備えられている。
【００３０】
マイクロ波発生装置６１は、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマグネトロン等のマイクロ波発生源と、このマイクロ波発生源にて発生したマイクロ波の強度を所定の出力強度に調整するアンプとを含む。本実施形態では、例えば１Ｗ〜３ｋＷのマイクロ波エネルギーを出力できる連続可変型のマイクロ波発生装置６１が好適に用いられる。
【００３１】
導波管６２は、アルミニウム等の非磁性金属からなり、断面矩形の長尺管状を呈し、マイクロ波発生装置６１により発生されたマイクロ波を、その長手方向に伝搬させる。導波管６２の遠端側には、スライディングショート６２１がフランジ部６２２を介して取り付けられている。スライディングショート６２１は、マイクロ波の反射位置を変化させて定在波パターンを調整するための部材である。
【００３２】
アイソレータ６３は、導波管６２からの反射マイクロ波のマイクロ波発生装置６１への入射を抑止する機器であり、サーキュレータ６３１とダミーロード６３２とを含む。サーキュレータ６３１は、マイクロ波発生装置６１で発生されたマイクロ波を導波管６２に向かわせる一方で、反射マイクロ波をダミーロード６３２に向かわせる。ダミーロード６３２は、反射マイクロ波を吸収して熱に変換する。カプラ６４は、マイクロ波エネルギーの強度を計測する。チューナ６５は、導波管６２に突出可能なスタブを含み、反射マイクロ波が最小となるような調整、つまりプラズマノズル３１でのマイクロ波エネルギーの消費が最大となる調整を行うための機器である。カプラ６４は、この調整の際に利用される。
【００３３】
図３は、導波管６２に取り付けられた状態のプラズマノズル３１を示す断面図である。プラズマノズル３１は、中心導体３１１、外部導体３１２、スペーサ３１３及び保護管３１４を備えている。中心導体３１１は、良導電性の金属から構成された棒状部材からなり、その上端部３１１Ｂ側の部分が導波管６２の内部に所定長さだけ突出している。この突出した上端部３１１Ｂは、導波管６２内を伝搬するマイクロ波を受信するアンテナ部として機能する。
【００３４】
外部導体３１２は、良導電性の金属から構成され、中心導体３１１を収納する筒状空間３１２Ｈ（プラズマ発生空間）を有する筒状体である。中心導体３１１は、この筒状空間３１２Ｈの中心軸上に配置されている。外部導体３１２は、導波管６２の下面板に一体的に取り付けられた円筒型の金属フランジ板６２３に嵌め込まれ、ネジ６２４で締め付けられることにより、導波管６２に固定されている。導波管６２がアース電位とされる結果、外部導体３１２もアース電位とされる。
【００３５】
また、外部導体３１２は、その外周壁から筒状空間３１２Ｈに貫通するガス供給孔３１２Ｎを有する。このガス供給孔３１２Ｎには、第２常圧配管３０３の上流側が接続されている。他方、筒状空間３１２Ｈの下端部には、絶縁性の配管３１５が接続されている。なお、この配管３１５は、第２常圧配管３０３の一部を構成する。これにより、第２常圧配管３０３内を流通する気体は、筒状空間３１２Ｈ内を経由することになる。
【００３６】
スペーサ３１３は、中心導体３１１を保持すると共に、導波管６２内の空間と筒状空間３１２Ｈとの間をシールする。スペーサ３１３としては、例えばポリテトラフルオロエチレン等の耐熱性樹脂材料やセラミック等からなる絶縁性部材を用いることができる。外部導体３１２の筒状空間３１２Ｈの上端部分には段差部が設けられ、当該段差部でスペーサ３１３が支持されている。スペーサ３１３で保持された中心導体３１１は、外部導体３１２とは絶縁された状態となる。保護管３１４は、所定長さの石英ガラスパイプ等からなり、外部導体３１２の下端縁３１２Ｔにおける異常放電（アーキング）を防止するために、筒状空間３１２Ｈの下端部分に嵌め込まれている。
【００３７】
前記のように構成されたプラズマノズル３１によれば、中心導体３１１が導波管６２を伝搬するマイクロ波を受信すると、アース電位の外部導体３１２との間に電位差が生じる。特に、中心導体３１１の下端部３１１Ｔと外部導体３１２の下端縁３１２Ｔとの近傍に電界集中部が形成されるようになる。かかる状態で、ガス供給孔３１２Ｎから酸素分子と窒素分子とを含むガス（空気）が筒状空間３１２Ｈへ供給されると、ガスが励起されて中心導体３１１の下端部３１１Ｔ付近においてプラズマ（電離気体）が発生する。当該プラズマは、ＮＯｘとフリーラジカルを含んでいる。また、このプラズマは、電子温度が数万度であるものの、ガス温度は外界温度に近い反応性プラズマ（中性分子が示すガス温度に比較して、電子が示す電子温度が極めて高い状態のプラズマ）であって、常圧下で発生するプラズマである。
【００３８】
図１に戻って、ガス流量計３２は、第２常圧配管３０３内を流通する気体の流量を計測する。第２ポンプＰ２は、ＮＯ２ガスの生成時に、サブチャンバ１２と循環系統３０のループ管路とで構成される一つの空間内において、ガスを循環させるためのポンプである。プラズマノズル３１が動作している状態で第２ポンプＰ２が稼働されると、プラズマを発生させる筒状空間３１２Ｈを繰り返しガスが通過し、徐々にＮＯ２濃度が上昇してゆくことになる。第２ポンプＰ２は、ＮＯｘ等に耐性を持つ耐薬品性のポンプが用いられる。
【００３９】
ＮＯ２変換部３３は、プラズマノズル３１からなるプラズマ発生部を通過し、様々な物質を含んだ状態のガスから、ＮＯ２を抽出する機能を有する。図４は、ＮＯ２変換部３３の詳細構成を示すブロック図である。ＮＯ２変換部３３は、プラズマノズル３１から送り出されるガス中から硝酸（ＨＮＯ３）を吸着するフィルタ３３１と、フィルタ３３１を通過したガス中のＮＯｘを一酸化窒素（ＮＯ）に変換する第１変換部３３２と、続いてそのＮＯをＮＯ２に変換する第２変換部３３３とを備えている。
【００４０】
プラズマノズル３１において空気が電離されると、ＮＯ（一酸化窒素）、Ｏ３（オゾン）が生成される。これらは次式に反応により段階的に酸化され、最終的にはエアドライヤ２１で除去しきれずに僅かに残存する水分との反応により一部がＨＮＯ３（硝酸）に転換する。
【００４１】
ＮＯ＋Ｏ３→ＮＯ２＋Ｏ２
２ＮＯ２＋Ｏ３→Ｎ２Ｏ５＋Ｏ２
Ｎ２Ｏ５＋Ｈ２Ｏ→２ＨＮＯ３
フィルタ３３１は、前記の反応で生成されるＨＮＯ３を吸着する機能を有している。このフィルタ３３１としては、例えばセラミック製のハニカム構造を備えた基材に、硝酸吸着性のコーティング層を施したフィルタを用いることができる。硝酸吸着性のコーティング層としては、例えばゼオライト、アルミナ、シリカゲル等の珪素吸着剤を用いることができる。
【００４２】
第１変換部３３２は、フィルタ３３１を通過したガスに含まれる、ＮＯ２以外のＮＯｘをＮＯに変換する。第１変換部３３２としては、例えばセラミック製のハニカム構造を備えた基材に、白金やパラジウム等を含有するコーティング層が形成された触媒と、当該触媒の温度を調整するヒータとを備えた触媒装置を用いることができる。
【００４３】
第２変換部３３３は、第１変換部３３２を通過したガス中に含まれるＮＯをＮＯ２に変換する。第２変換部３３３としては、同様に、セラミック製のハニカム構造を備えた基材に、白金やパラジウム等を含有するコーティング層が形成された触媒と、当該触媒の温度（第１変換部３３２の触媒とは異なる温度）を調整するヒータとを備えた触媒装置を用いることができる。
【００４４】
次に、連係系統４０は、メインチャンバ１１とサブチャンバ１２との間を連通させるための系統である。連係系統４０は、第４電磁弁Ｖ４、第５電磁弁Ｖ５、第３ポンプＰ３、第４真空配管４０１及び第５真空配管４０２を含む。
【００４５】
第４真空配管４０１の一端（上流端）はサブチャンバ１２に接続され、他端（下流端）はメインチャンバ１１に接続されている。この第４真空配管４０１の上流側に第３ポンプＰ３が配置され、下流側に第４電磁弁Ｖ４が配置されている。第３ポンプＰ３は、耐薬品性のポンプであって、サブチャンバ１２を真空引きする際、サブチャンバ１２からＮＯ２ガスをメインチャンバ１１に導入（循環）して滅菌処理を行う際、及びメインチャンバ１１内を排出して無害化処理する際にそれぞれ動作する。第４電磁弁Ｖ４は、この第３ポンプＰ３が動作する際に「開」とされる弁である。
【００４６】
第５真空配管４０２の一端側（上流端）はメインチャンバ１１に接続され、他端側（下流端）はサブチャンバ１２に接続されている。第５電磁弁Ｖ５は、第５真空配管４０２に取り付けられている。この第５電磁弁Ｖ５は、滅菌処理を行う際、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２を常圧に復帰させる際に「開」とされる弁である。
【００４７】
処理装置１は、滅菌処理に用いたＮＯ２ガスを無害化した後に外部に排出する排ガス浄化装置５０を備えている。排ガス浄化装置５０は、図５に示すように、メインチャンバ１１に接続された第１、第２排出管５１、５２と、第１排出管５１に設けられた第６電磁弁Ｖ６及び第４ポンプＰ４と、水素ガス（Ｈ２）等を含有する還元ガスを前記プラズマノズル３１のプラズマ発生空間に供給する還元ガス供給部５３と、第２排出管５２に設けられた天然ゼオライト等からなるアンモニアフィルタ５４及び第７、第８電磁弁Ｖ７、Ｖ８とを有している。
【００４８】
第１排出管５１に配設された第６電磁弁Ｖ６は、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の減圧時に「開」とされる弁である。第１排出管５１は、第６電磁弁Ｖ６の設置部よりも上流側部分が真空配管とされると共に、その下流側部分が常圧配管とされている。第１排出管５１の下流端には、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２を真空引きすると共に排気時に排ガスを外気に放出する真空ポンプからなる第４ポンプＰ４が配設されている。
【００４９】
第２排出管５２は、第７電磁弁Ｖ７の設置部よりも上流側に位置する真空配管５２１と、第７電磁弁Ｖ７の下流側に位置すると共に下流端が前記プラズマ発生空間の下流部に連通する排ガス供給管５２２と、プラズマノズル３１の下流部に設けられた方向制御弁５２３と、この方向制御弁５２３に接続された処理ガス導出管５２４とからなっている。この処理ガス導出管５２４には、アンモニアフィルタ５４及び第８電磁弁Ｖ８が配設されている。
【００５０】
処理ガス導出管５２４は、その下流端が前記第４ポンプＰの上流側部において第１排出管５１に接続されている。プラズマノズル３１から導出された処理ガスは、方向制御弁５２３を介して処理ガス導出管５２４側に導出されることにより、この処理ガス導出管５２４を介して第１排出管５１に導出され、第４ポンプＰ４を介して外部に排出される。
【００５１】
還元ガス供給部５３は、水素ガス（Ｈ２）またはその他の還元性を有するガス、例えば炭化水素ガス（ＨＣ）等を含有する還元ガスを収容する還元ガスタンク５３１と、還元ガスタンク５３１内の還元ガスをプラズマノズル３１のプラズマ発生空間に供給する還元ガス供給管５３２と、還元ガス供給管５３２に設けられた開閉弁５３３とを有している。
【００５２】
本実施形態では、約４％の水素ガス（Ｈ２）と約９６％の窒素ガス（Ｎ２）との混合ガスからなる還元ガスが圧縮状態で還元ガスタンク５３１内に収容されている。そして、開閉弁５３３が「開」とされることにより、還元ガスタンク５３１内の還元ガスがその圧力に応じ、還元ガス供給管５３２を通ってプラズマノズル３１のプラズマ発生空間に供給され、上記還元ガスがプラズマ化されるようになっている。なお、水素ガスの濃度を前記の値（約４％）に設定しているのは、防爆のためである。
【００５３】
メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２から導出された排ガスの無害化処理時には、第１排出管５１の第６電磁弁Ｖ６が「閉」とされるとともに、第２排出管５２の第７、第８電磁弁Ｖ７、Ｖ８が「開」とされ、かつ方向制御弁５２３によりプラズマノズル３１からの処理ガスの導出方向が処理ガス導出管５２４側に切り換えられる。この状態で、第４ポンプＰ４が作動状態となることにより、前記排ガスが第２排出管５２を介してプラズマノズル３１のプラズマ発生空間の下流部に供給される。
【００５４】
また、還元ガス供給部５３の開閉弁５３３が「開」とされることにより、還元ガス供給管５３２を介して供給されたＨ２等からなる還元ガスが、前記プラズマノズル３１のプラズマ発生空間でプラズマ化されるとともに、その下流部において前記排ガス中のＮＯ２等からなる窒素酸化物と上記プラズマ化された還元ガスとが反応することにより、ＮＨ３とＨ２Ｏとが生成される。
【００５５】
２ＮＯ２＋７Ｈ２→２ＮＨ３＋４Ｈ２Ｏ
このようにして窒素酸化物（ＮＯｘ）が還元されることにより浄化された排ガスは、当該排ガス中のアンモニア（ＮＨ３）成分がアンモニアフィルタ５４により除去された後、処理ガス導出管５２４から第１排出管５１に導出され、この第１排出管５１を介して外部に排出される。なお、前記還元反応に応じて生成された水（Ｈ２Ｏ）を吸収するシリカゲル等の乾燥剤を処理ガス導出管５２４に設けた構造としてもよい。
【００５６】
続いて、処理装置１の電気的な制御構成を図６に基づいて説明する。処理装置１には、当該処理装置１の動作を電気的に制御するための制御装置７０（図１では図示せず）が設けられている。制御装置７０は、図６に示すように、全体制御部７１、ポンプ制御部７２、電磁弁制御部７３、プラズマ制御部７４、ロック制御部７５、ドライヤ制御部７６及び排ガス浄化制御部７７を備えている。
【００５７】
全体制御部７１は、処理装置１の全体的な動作モードを管理し、各個別の制御部７２〜７７に対して動作モードの変更及び維持を通知する制御信号を与える。第１及び第２濃度センサ１１１、１２１が計測するメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内のＮＯ２濃度のデータ、第１及び第２圧力センサ１１２、１２２が計測するメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内の圧力データは、全体制御部７１に入力される。全体制御部７１は、これら濃度データ及び圧力データ、図略のタイマー装置から与えられるタイムデータ等に基づいて、処理装置１の動作モードを管理する。
【００５８】
ポンプ制御部７２は、第１〜第４ポンプＰ１〜Ｐ４に対し、各動作モードに応じてポンプ動作の実行及びその停止を個別に制御する制御信号を与える。電磁弁制御部７３は、第１〜第８電磁弁Ｖ１〜Ｖ８に対し、動作モードに応じて個別に「開」又は「閉」とする制御信号を与える。
【００５９】
プラズマ制御部７４は、マイクロ波供給装置６０に、その起動又は停止を制御する制御信号を与える。すなわちプラズマ制御部７４は、プラズマノズル３１においてプラズマを発生させる期間を制御する。
【００６０】
ロック制御部７５は、チャンバロック装置１３の動作を制御する。チャンバロック装置１３は、メインチャンバ１１が備える被処理物の搬入出用の開閉ドアをインターロックする装置である（図１では図示省略）。メインチャンバ１１の前記ドアは、被処理物に対する一連の滅菌処理工程中は、安全確保のためチャンバロック装置１３でロックされる。
【００６１】
ドライヤ制御部７６は、エアドライヤ２１のＯＮ−ＯＦＦ動作を制御する。湿度センサ２２により計測された湿度データが、ドライヤ制御部７６に出力される。ドライヤ制御部７６は、前記湿度データが、エアドライヤ２１が動作障害を起こしていることを示す異常値であるときに、異常信号を全体制御部７１に出力し、ユーザにその異常を報知させる。
【００６２】
排ガス浄化制御部７７は、メインチャンバ１１から導出された排ガス中のＮＯｘを除去して無害化する処理時に、還元ガス供給部５３の開閉弁５３３を「開」として還元ガスタンク５３１内の還元ガスをプラズマノズル３１の設置部に供給する制御を実行するものである。
【００６３】
図７は、制御装置７０により制御される処理装置１の動作を示すタイミングチャートである。また、図８は、第１〜第４ポンプＰ１〜Ｐ４の制御状態を示す表形式の図、図９は、第１〜第８電磁弁Ｖ１〜Ｖ８の制御状態を示す表形式の図である。図８において○印はポンプが動作し、×印はポンプが停止している状態をそれぞれ示し、図９において○印は電磁弁が「開」とされ、×印は「閉」とされている状態をそれぞれ表している。なお、図７の横欄の一つの「工程の内容」欄と、図８及び図９の最左縦欄の「工程」欄とがリンクしている。
【００６４】
時刻Ｔ１は、ユーザにより処理装置１のスタートボタンが押下され、一連の滅菌処理工程が開始される時刻である。滅菌処理工程は、図７に示されているように、被処理物を乾燥させる第１乾燥工程、滅菌ガスとしてのＮＯ２ガスを生成する滅菌準備工程、被処理物をＮＯ２ガスと接触させて被処理物を滅菌する滅菌工程、滅菌処理後に残留したＮＯ２ガスを浄化して排出する排ガス無害化工程、及び被処理物を再度乾燥させる第２乾燥工程とを含む。なお、時刻Ｔ１の前に、医療用器具等の被処理物がメインチャンバ１１内に収容されていることが前提となる。
【００６５】
第１乾燥工程は、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内を高度に真空引きする排気工程と、一定時間だけ状態を維持する保持工程と、サブチャンバ１２内にＮＯ２ガスの生成原料となる乾燥空気を導入する吸気工程とからなる。
【００６６】
制御装置７０の全体制御部７１は、時刻Ｔ１に、まずメインチャンバ１１の開閉ドアのロック指示をロック制御部７５に与える。これを受けてロック制御部７５は、チャンバロック装置１３を駆動し、メインチャンバ１１の開閉ドアをインターロックする。併せて、前記排気工程の実行のため、動作モードを「排気モード」に設定し、各個別の制御部７２〜７７にそのモード設定信号を通知する。
【００６７】
排気モードが設定されると、ポンプ制御部７２は、第３、第４ポンプＰ３、Ｐ４を動作させ、電磁弁制御部７３は、第４、第６電磁弁Ｖ４、Ｖ６を「開」とする。これら電磁弁のみが「開」とされることにより、サブチャンバ１２から、第４真空配管４０１、メインチャンバ１１及び第１排出管５１を経て第４ポンプＰ４に至る排気路が形成される。そして、第３、第４ポンプＰ３、Ｐ４が駆動されることにより、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内は真空引きされる。
【００６８】
全体制御部７１は、第１、第２圧力センサ１１２、１２２から圧力データを所定のサンプリング周期毎に受け取り、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻Ｔ２で所定の真空度（図７では１Ｔｏｒｒを例示）に達したと判定すると、全体制御部７１は、前記保持工程の実行のため、動作モードを「保持モード」に設定する。
【００６９】
保持モードは、第１〜第４ポンプＰ１〜Ｐ４の全てが停止され、第１〜第８電磁弁Ｖ１〜Ｖ８の全てが「閉」とされるモードである。なお、図８及び図９では、この保持モードに対応する保持工程の状態の記載は省いている。従って、保持モードが設定されると、ポンプ制御部７２は、第３、第４ポンプＰ３、Ｐ４を停止させ、電磁弁制御部７３は、第４、第６、第７、第８電磁弁Ｖ４、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８を「閉」とする。全体制御部７１は、時刻Ｔ２からタイマー装置に計時を開始させ、所定時間が経過する時刻Ｔ３まで保持モードを維持する。この保持工程が一定時間継続されることで、メインチャンバ１１の内部並びにそこに収容されている被処理物、及びサブチャンバ１２の内部が乾燥状態とされる。また、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内の真空状態が安定する。
【００７０】
時刻Ｔ３になると、全体制御部７１は、前記吸気工程の実行のため動作モードを「吸気モード」に設定する。吸気工程は、減圧下にあるサブチャンバ１２内に乾燥空気を導入することを目的とするので、ポンプ制御部７２が第１ポンプＰ１のみを動作させ、電磁弁制御部７３が第１電磁弁Ｖ１のみを「開」とする。また、ドライヤ制御部７６は、エアドライヤ２１を稼働させる。かかる状態とされることで、第１ポンプＰ１により外部から吸引された空気が、エアドライヤ２１で高度に乾燥されながら、第１常圧配管２０１と第１真空配管２０２とを通して、サブチャンバ１２内に導入される。なお、メインチャンバ１１内は、この吸気工程の間（及び次の滅菌準備工程の間）も乾燥工程が継続される。
【００７１】
吸気モードの間、全体制御部７１は、第２圧力センサ１２２から圧力データをサンプリング周期毎に受け取りサブチャンバ１２の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻Ｔ４で常圧（７６０Ｔｏｒｒ）に達したと判定すると、全体制御部７１は吸気モードを終了する。また、ドライヤ制御部７６は、エアドライヤ２１を停止させる。
【００７２】
続いて、滅菌準備工程が実行される。この工程は、サブチャンバ１２内を所定濃度の滅菌ガスで充満させるために、プラズマで空気を電離してＮＯ２ガスを生成するプラズマ工程からなる。
【００７３】
時刻Ｔ４に全体制御部７１は、前記プラズマ工程の実行のため動作モードを「プラズマモード」に設定する。プラズマモードが設定されると、ポンプ制御部７２は、第２ポンプＰ２のみを動作させ、電磁弁制御部７３は、第２、第３電磁弁Ｖ２、Ｖ３を「開」とする。これにより、サブチャンバ１２、第２真空配管３０１、第２常圧配管３０３及び第３真空配管３０２で構成される一つの密閉空間が形成され、当該密閉空間内を空気（ＮＯ２ガス）が循環することが可能状態となる。
【００７４】
また、時刻Ｔ４で、プラズマ制御部７４はマイクロ波供給装置６０を動作させる。これによりマイクロ波供給装置６０はプラズマノズル３１にマイクロ波エネルギーを供給し、プラズマノズル３１でプラズマが発生する。このとき、第２ポンプＰ２の動作に伴って筒状空間３１２Ｈが大気圧よりも減圧された状態となるので、プラズマの点灯性が良好となり、またその点灯状態が良好に維持される。プラズマノズル３１を経由して循環する空気は電離され、さらにＮＯ２変換部３３を通過することでＮＯ２ガスに変換される。この状態が継続されることで、サブチャンバ１２内の空気は、徐々にＮＯ２ガスに変換されてゆく。
【００７５】
プラズマモードの間、全体制御部７１は、第２濃度センサ１２１からＮＯ２濃度のデータをサンプリング周期毎に受け取り、サブチャンバ１２のＮＯ２濃度を監視する。濃度データに基づき、時刻Ｔ５でＮＯ２濃度が所定値に達したと判定すると、全体制御部７１は、プラズマモードを終了する。これに伴い、プラズマ制御部７４は、マイクロ波供給装置６０の動作を停止させる。
【００７６】
次に、滅菌工程が実行される。滅菌工程は、常圧下でサブチャンバ１２内に充満しているＮＯ２ガスを、被処理物を収容し高真空下にあるメインチャンバ１１内に、両チャンバ１１、１２の圧力差を利用して一気に導入すると共に、ＮＯ２ガスを充分な滅菌に適した一定時間だけ被処理物に接触させる工程である。
【００７７】
時刻Ｔ５で全体制御部７１は、前記滅菌工程の実行のため動作モードを「循環モード」に設定する。循環モードが設定されると、ポンプ制御部７２は、第３ポンプＰ３のみを動作させ、電磁弁制御部７３は、第４、第５電磁弁Ｖ４、Ｖ５を「開」とする。これにより、メインチャンバ１１とサブチャンバ１２とは、第４真空配管４０１及び第５真空配管４０２とで繋がれた、一つの密閉空間となる。
【００７８】
この結果、減圧下のメインチャンバ１１内には急激にＮＯ２ガスが入り込み、メインチャンバ１１内の被処理物が良好にＮＯ２ガスに曝される。例えば被処理物がカテーテルのような細長いチューブであっても、そのチューブ内の微小空間にまでＮＯ２ガスが行き渡り、被処理物の良好な殺菌が行われることになる。
【００７９】
ＮＯ２ガスのメインチャンバ１１への導入が進むに連れ、メインチャンバ１１とサブチャンバ１２との圧力差は減少してゆく。そして、ある時刻Ｔ５１で、両チャンバ１１、１２の圧力は平衡することになる。時刻Ｔ５１以降は、専ら第３ポンプＰ３の動作によって、サブチャンバ１２のＮＯ２ガスがメインチャンバ１１に送られる。全体制御部７１は、時刻Ｔ５からタイマー装置に計時を開始させ、所定時間が経過する時刻Ｔ６まで循環モードを維持する。
【００８０】
このような滅菌工程により、被処理物は滅菌された状態となるが、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内にはＮＯ２ガスや、滅菌反応により生成された物質が残存している。これらを浄化するため、排ガス無害化工程が実行される。この工程は、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内を常圧に復帰させる復帰工程と、残留ＮＯ２ガス等を浄化する浄化工程とからなる。
【００８１】
時刻Ｔ６になると、全体制御部７１は、前記復帰工程の実行のため動作モードを「復帰モード」に設定する。復帰モードが設定されると、ポンプ制御部７２は、第１ポンプＰ１を新たに動作させ、第３ポンプＰ３の運転を継続させる。電磁弁制御部７３は、第１、第４電磁弁Ｖ１、Ｖ４を「開」とする。この結果、減圧状態にあるメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内に、第１常圧配管２０１、第１真空配管２０２及び第４真空配管４０１を介して外気が導入される。
【００８２】
復帰モードの間、全体制御部７１は、第１、第２圧力センサ１１２、１２２から圧力データをサンプリング周期毎に受け取りメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻Ｔ７で両チャンバ内が常圧に達したと判定すると、全体制御部７１は、復帰モードを終了する。
【００８３】
時刻Ｔ７で全体制御部７１は、浄化工程の実行のために動作モードを「浄化モード」に設定する。浄化モードが設定されると、ポンプ制御部７２は、第３、第４ポンプＰ３、Ｐ４を動作状態とし、電磁弁制御部７３は、第１、第４、第７、第８電磁弁Ｖ１、Ｖ４、Ｖ７、Ｖ８を「開」とするとともに、第２、第３、第５、第６電磁弁Ｖ２、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ６を「閉」とする。
【００８４】
浄化工程で、第３、第４ポンプＰ３、Ｐ４が駆動されることにより、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内の残留ＮＯ２ガス等は、第２排出管５１を通ってプラズマノズル３１の還元反応部に供給される。また、排ガス浄化制御部７７は、還元ガス供給部５３の開閉弁５３３を「開」とし、プラズマ制御部７４は、マイクロ波供給装置６０を動作させる。これにより、還元ガスタンク５３１内からプラズマノズル３１の設置部に供給される還元ガスを利用して、前記排ガス中のＮＯ２等からなる窒素酸化物を還元することにより無害化する処理が実行される。
【００８５】
以上のような浄化モードの処理が実行されることにより、排ガス中のＮＯｘが還元されて除去されるとともに、排ガス中に残存するＮＨ３がアンモニアフィルタ５４により吸着されて除去された後、第８電磁弁Ｖ８及び第４ポンプＰ４を経て大気中に放出される。
【００８６】
前記浄化モードの終了後に、滅菌処理後の被処理物を乾燥させると共に、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内を排出し、且つ残留物を除去するための排気工程、保持工程及び復帰工程からなる第２乾燥工程の処理が実行される。
【００８７】
すなわち、時刻Ｔ８で電磁弁制御部７３は、第７、第８電磁弁Ｖ７、Ｖ８を「閉」とし、第６電磁弁Ｖ６を「開」とする。これにより、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内の気体が真空引きされ、浄化後の清浄な気体が排出管５１から外部に排出される。なお、この「排気モード」の際、第２、第３電磁弁Ｖ２、Ｖ３を「閉」とすることで、真空に対する耐性が比較的弱いプラズマノズル３１を保護することができる。
【００８８】
全体制御部７１は、第１、第２圧力センサ１１２、１２２から圧力データをサンプリング周期毎に受け取り、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻Ｔ９で所定の真空度に達したと判定すると、全体制御部７１は、前記保持工程の実行のため、動作モードを「保持モード」に設定する。これにより、第１〜第４ポンプＰ１〜Ｐ４の全てが停止され、第１〜第８電磁弁Ｖ１〜Ｖ８の全てが「閉」とされる。
【００８９】
全体制御部７１は、時刻Ｔ９からタイマー装置に計時を開始させ、所定時間が経過する時刻Ｔ１０まで保持モードを維持する。この保持工程が一定時間継続されることで、被処理物が乾燥状態とされ、またメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の内部が清浄化される。
【００９０】
時刻Ｔ１０になると、全体制御部７１は、動作モードを「復帰モード」に設定する。復帰モードが設定されると、ポンプ制御部７２は、第１、第３ポンプＰ１、Ｐ３を動作させ、電磁弁制御部７３は、第１、第４、第５電磁弁Ｖ１、Ｖ４、Ｖ５を「開」とする。この結果、減圧状態にあるメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内に外気が導入される。
【００９１】
復帰モードの間、全体制御部７１は、第１、第２圧力センサ１１２、１２２から圧力データをサンプリング周期毎に受け取りメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻Ｔ１１で両チャンバ内が常圧に達したと判定すると、全体制御部７１は、復帰モードを終了する。さらに、ロック制御部７５を介してチャンバロック装置１３を駆動し、メインチャンバ１１の開閉ドアのインターロックを解除する。このインターロックの解除によって、ユーザは被処理物をメインチャンバ１１から取り出せるようになる。
【００９２】
以上説明した処理装置１によれば、高濃度の窒素酸化物（ＮＯｘ）を含むガスを使用してメインチャンバ１１内の被処理物を滅菌することができる。そして、処理装置１のメインチャンバ１１からの排ガスを浄化する排ガス浄化装置５０に、還元ガスを供給する還元ガス供給部５３と、当該還元ガス供給部５３から供給された還元ガスをプラズマ化するとともに、前記処理装置１から導出された排ガス中の窒素酸化物と反応させることにより窒素酸化物を還元して無害化するプラズマ反応部とを設けたため、処理装置１から極めて高濃度の窒素酸化物を含む排ガスが排出された場合においても排ガス中の窒素酸化物を、簡単な構成で効果的に除去して無害化することが可能となる。
【００９３】
すなわち、本実施形態では、処理装置１のメインチャンバ１１から導出された排ガスと、還元ガス供給部５３の還元ガスタンク５３１から供給された水素ガス（Ｈ２）を含有する還元ガスとを、循環系統３０に設けられたプラズマノズル３１等からなるプラズマ反応部に供給し、水素ガス（Ｈ２）をプラズマ化するとともに、排ガス中のＮＯ２等からなる窒素酸化物（ＮＯｘ）と反応させるように構成したため、高価なオゾナイザ等を使用することなく、排ガス中のＮＯ２等からなる窒素酸化物を効果的に還元することができる。したがって、排ガス浄化装置５０の製造コストが高くなることを防止しつつ、処理装置１から極めて高濃度の窒素酸化物を含む排ガスが排出された場合においても、この排出ガス中の窒素酸化物を効率よく還元して無害化した状態で外部に排出できるという利点がある。
【００９４】
また、本実施形態に示すように、還元ガス供給部５３から供給された水素ガス（Ｈ２）からなる還元ガスを、プラズマ化するとともに、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）と反応させることにより、排ガス中のＮＯ２等を還元するように構成された排ガス浄化装置において、当該還元反応により生成されたアンモニア（ＮＨ３）を吸着するアンモニアフィルタ５４を備えた構成した場合には、排ガス中のＮＯ２等を効果的に還元して無害化できると共に、この還元反応により生成されたアンモニアが外部に排出されるのを確実に防止できるという利点がある。
【００９５】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば下記（１）〜（６）の変形実施形態を取ることができる。
【００９６】
（１）前記実施形態では、本発明に係る排ガス浄化装置５０が、滅菌処理を施すための処理装置１に適用される例を示した。これら以外に、基板等の表面清浄、改質、エッチング、薄膜形成及び除去等の用途にも本発明を適用可能である。
【００９７】
（２）前記実施形態では、メインチャンバ１１内を減圧した状態で滅菌処理を行う例を示したが、常圧で滅菌処理を行うようにしてもよい。
【００９８】
（３）上記実施形態では、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の２つのチャンバを用いる例を示した。サブチャンバ１２を省略し、ＮＯ２ガスが封入されたボンベ等から、メインチャンバ１１にＮＯ２ガスを供給するようにしても良い。
【００９９】
（４）前記実施形態では、メインチャンバ１１とサブチャンバ１２とが１：１で設けられる例を示した。これに代えて、１つのサブチャンバ１２から複数のメインチャンバ１１に滅菌ガスを供給可能な構成としてもよい。逆に、１つのメインチャンバ１１に複数のサブチャンバ１２から滅菌ガスを供給する構成としてもよい。この場合、異種の滅菌ガスを各サブチャンバ１２からメインチャンバ１１に供給するように構成することもできる。
【０１００】
（５）前記実施形態では、処理装置１のメインチャンバ１１から排ガス中の窒素酸化物をプラズマ反応部（プラズマノズル３１）で還元することにより、排気ガスを浄化処理した後、第４ポンプＰ４を介して直ちに排出するように構成した例について説明した。これに代えて、上記プラズマ反応部で浄化処理された排ガスをプラズマ反応部の上流部に還流する還流管を設け、例えばプラズマ反応部の下流部に設けられた濃度センサの出力信号等に応じて排ガス中のＮＯｘ濃度が所定値以下に低下したことが確認されるまで、前記プラズマ反応部による還元浄化処理を繰り返すようにしてもよい。
【０１０１】
（６）還元ガス供給部５３の還元ガスタンク５３１から供給された水素ガス（Ｈ２）を含有する還元ガスを、循環系統３０に設けられたプラズマノズル３１等からなるプラズマ反応部でプラズマ化した後、処理装置１のメインチャンバ１１から導出された排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）と反応させるように構成した前記実施形態に代え、循環系統３０用とは別体のプラズマノズル等を備えたプラズマ反応部を排ガス浄化装置５０の専用品として設けた構造としてもよい。しかし、前記実施形態に示すように、プラズマノズル３１に、滅菌用の窒素酸化物を生成する循環系統３０用のプラズマ発生部としての機能と、排ガス浄化装置５０用のプラズマ反応部としての機能とを兼ね備えた構成した場合には、装置の構造を効果的に簡略化して小型化できる等の利点がある。
【符号の説明】
【０１０２】
１ 処理装置
１１ 第１チャンバ（処理部）
１２ 第２チャンバ（貯留部）
３１ プラズマノズル（プラズマ反応部）
５０ 排気浄化装置
５３ 還元ガス供給部
５４ アンモニアフィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素酸化物を含むガスを使用して所定の処理を行う処理装置の排ガスを浄化する排ガス浄化装置であって、
還元ガスを供給する還元ガス供給部と、
当該還元ガス供給部から供給された還元ガスをプラズマ化するとともに、前記処理装置から導出された排ガス中の窒素酸化物と反応させることにより窒素酸化物を還元して無害化するプラズマ反応部とを備えることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
プラズマ反応部は、還元ガス供給部から供給された水素ガスからなる還元ガスをプラズマ化するとともに、排ガス中の窒素酸化物と反応させることにより窒素酸化物を還元し、
当該還元反応により生成されたアンモニアを吸着するアンモニアフィルタを備えることを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記処理装置は、被処理物に二酸化窒素を反応させて該被処理物の滅菌を行う処理部と、空気が導入される密閉空間を有する貯留部と、当該貯留部内の空気をプラズマ化して窒素酸化物を生成するプラズマ発生部と備え、
当該プラズマ発生部を排ガス浄化用のプラズマ反応部として利用することを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項１】
窒素酸化物を含むガスを使用して所定の処理を行う処理装置の排ガスを浄化する排ガス浄化装置であって、
還元ガスを供給する還元ガス供給部と、
当該還元ガス供給部から供給された還元ガスをプラズマ化するとともに、前記処理装置から導出された排ガス中の窒素酸化物と反応させることにより窒素酸化物を還元して無害化するプラズマ反応部とを備えることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
プラズマ反応部は、還元ガス供給部から供給された水素ガスからなる還元ガスをプラズマ化するとともに、排ガス中の窒素酸化物と反応させることにより窒素酸化物を還元し、
当該還元反応により生成されたアンモニアを吸着するアンモニアフィルタを備えることを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記処理装置は、被処理物に二酸化窒素を反応させて該被処理物の滅菌を行う処理部と、空気が導入される密閉空間を有する貯留部と、当該貯留部内の空気をプラズマ化して窒素酸化物を生成するプラズマ発生部と備え、
当該プラズマ発生部を排ガス浄化用のプラズマ反応部として利用することを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−５０８１９（Ｐ２０１１−５０８１９Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２００４５７（Ｐ２００９−２００４５７）
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（３１００１７５５２）株式会社サイアン (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（３１００１７５５２）株式会社サイアン (17)
【Ｆターム（参考）】
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