滅菌システム
【課題】クリーンルームの滅菌処理を行う際の二酸化窒素ガスの無駄を無くす。
【解決手段】ガス供給系統３０で生成したＮＯ２ガスをクリーンルームＲ１〜Ｒｎに充填し、滅菌処理を行う滅菌システム１において、それらの間に蓄積タンク１０および電磁弁ＲＶ１１〜ＲＶｎ１；ＲＶ１２〜ＲＶｎ２を介在する。そして、ＮＯ２ガスを効率良く生成できる第１の濃度まで蓄積タンク１０にＮＯ２ガスを溜めながらガス供給系統３０に生成させ続け、一旦生成を停止した後、クリーンルームＲ１〜Ｒｎへの供給に伴うガスの使用によって、濃度が前記第１の濃度より低く設定される第２の濃度より低下すると、生成を再開、すなわちいわゆる追い炊き機能を実現する。したがって、初期には高効率にＮＯ２ガスを生成することができ、またクリーンルームＲ１〜Ｒｎに出入りすることもできる。さらに、最終的に蓄積タンク１０に残るＮＯ２ガスの量を少なくすることができる。
【解決手段】ガス供給系統３０で生成したＮＯ２ガスをクリーンルームＲ１〜Ｒｎに充填し、滅菌処理を行う滅菌システム１において、それらの間に蓄積タンク１０および電磁弁ＲＶ１１〜ＲＶｎ１；ＲＶ１２〜ＲＶｎ２を介在する。そして、ＮＯ２ガスを効率良く生成できる第１の濃度まで蓄積タンク１０にＮＯ２ガスを溜めながらガス供給系統３０に生成させ続け、一旦生成を停止した後、クリーンルームＲ１〜Ｒｎへの供給に伴うガスの使用によって、濃度が前記第１の濃度より低く設定される第２の濃度より低下すると、生成を再開、すなわちいわゆる追い炊き機能を実現する。したがって、初期には高効率にＮＯ２ガスを生成することができ、またクリーンルームＲ１〜Ｒｎに出入りすることもできる。さらに、最終的に蓄積タンク１０に残るＮＯ２ガスの量を少なくすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーンルームやアイソレータなどの滅菌処理を行うべき滅菌対象空間に、滅菌の手段として、二酸化窒素ガスを充填し、滅菌処理を行うシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療用器具や食品包装材などの被処理物を処理室に収容し、高度に滅菌する滅菌装置において、たとえば特許文献１には、前記被処理物の処理に窒素酸化物（ＮＯｘ）ガスを用いることが示されている。詳しくは、特許文献１では、窒素ガスと酸素ガスとの混合気体をプラズマ発生室に導入し、その混合気体をプラズマ化して前記窒素酸化物ガスを生成し、その窒素酸化物ガスを食品に付着した大腸菌の殺菌用に用いている。
【０００３】
しかしながら、前記窒素酸化物ガスによる滅菌効率は良いとは言えず、滅菌効率改善の要請があった。そこで本件出願人は、鋭意研究を重ねた結果、細菌類の滅菌に寄与するのは、前記窒素酸化物（ＮＯｘ）のうち、実質的に二酸化窒素（ＮＯ２）であることを見出し、特許文献２において、純度の高い二酸化窒素ガスを生成することができる方法、および該方法によって生成された二酸化窒素ガスを貯留する装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１６２２７６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０２４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
その特許文献２によれば、二酸化窒素（ＮＯ２）を用いることで、高い滅菌効果を得ている。しかしながら、滅菌処理の対象としていたのは、前記のように医療用器具や食品包装材などで、被処理物を処理室に収容し、該処理室を略真空状態とした後、数万ｐｐｍにも及ぶ高濃度の二酸化窒素（ＮＯ２）ガスを充填することで、短時間に、しかも管の内部などの細部まで滅菌処理を行えるようになっている。
【０００６】
一方、滅菌処理の用途として、そのような高度な滅菌処理だけに限らず、前記クリーンルームやアイソレータなどの、広くて、人が居るような環境を滅菌対象空間として、安全上、低い濃度で、長時間掛かっても滅菌したいという要望もある。
【０００７】
本発明の目的は、比較的広い滅菌対象空間を、比較的低濃度の二酸化窒素ガスで、効率良く滅菌処理することができる滅菌システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の滅菌システムは、滅菌処理を行うべき滅菌対象空間と、前記滅菌処理に使用する二酸化窒素ガスを生成するガス供給源と、前記ガス供給源と滅菌対象空間との間に介在され、前記ガス供給源で生成された二酸化窒素ガスを貯留する蓄積タンクと、前記蓄積タンクと滅菌対象空間との間に介在される弁装置と、前記蓄積タンク側の二酸化窒素ガス濃度を検出する第１のセンサと、前記第１のセンサの検出結果に応答し、前記弁装置を閉じた状態で前記ガス供給源に二酸化窒素ガスの生成を開始させた後、前記ガス供給源における二酸化窒素ガスの生成と分解とがバランスする濃度よりも低い予め定める第１の濃度になると、前記二酸化窒素ガスの生成を停止させるとともに、前記弁装置を開放させ、以降は、前記第１の濃度より低い予め定める第２の濃度に対して、濃度が低下すると前記二酸化窒素ガスの生成を再開させ、上昇すると生成を停止させる制御装置とを含むことを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、滅菌処理を行うべき滅菌対象空間に、ガス供給源で生成された二酸化窒素（ＮＯ２）ガスを充填し、滅菌処理を行う滅菌システムにおいて、クリーンルームやアイソレータなどの比較的広い滅菌対象空間に対して、前記ガス供給源との間に蓄積タンクおよび弁装置を介在し、制御装置は、第１のセンサで検出される二酸化窒素ガスの濃度が予め定める第１の濃度になるまで前記弁装置を閉じて、ガス供給源に二酸化窒素ガスを生成させ続ける。前記第１の濃度は、前記ガス供給源における二酸化窒素ガスの生成と分解とがバランスする濃度よりも低い所定の濃度、たとえば４００００ｐｐｍに設定されている。その後、前記第１の濃度に達すると、制御装置は、前記ガス供給源に二酸化窒素ガスの生成を停止させるとともに、前記弁装置を開き、蓄積タンクに貯留された二酸化窒素ガスを滅菌対象空間に供給する。さらにその後、前記第１の濃度より低く設定される所定の第２の濃度に対して、濃度が低下すると、前記制御装置は前記ガス供給源に二酸化窒素ガスの生成を再開させ、上昇すると生成を停止させる。前記第２の濃度は、滅菌対象空間に対する蓄積タンクの大きさの比と、前記滅菌対象空間に要求される二酸化窒素ガスの濃度とによって決定され、たとえば３５００〜４０００ｐｐｍである。
【００１０】
したがって、滅菌処理の初期には、ガス供給源に高効率に二酸化窒素ガスを生成させることができるとともに、蓄積タンクに二酸化窒素ガスが充分に蓄積されるまでの間は、滅菌対象空間を使用（人が出入りする等）することもでき、実際の滅菌処理時間を短縮することができる。一方、滅菌処理の中間期から後期は、ガス供給源に必要最小限の二酸化窒素ガスを生成させ、最終的に蓄積タンクから滅菌対象空間に供給されず、滅菌処理終了後に廃棄されてしまう二酸化窒素ガスの量を少なくすることができ、二酸化窒素ガスの生成の無駄を無くすことができるとともに、二酸化窒素ガスの廃棄に掛かる無害化処理の負担も軽減することができる。こうして、比較的広い滅菌対象空間を、比較的低濃度の二酸化窒素ガスで、効率良く滅菌処理することができる。
【００１１】
また、本発明の滅菌システムでは、前記第２の濃度は、前記濃度の低下時に二酸化窒素ガスの生成を再開させる第２−１の濃度と、前記上昇時に二酸化窒素ガスの生成を停止させ、かつ前記第２−１の濃度より高い第２−２の濃度とが設定されていることを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、滅菌対象空間の二酸化窒素ガスの濃度が下がったら生成を再開し、上がったら生成を停止するための閾値である前記第２の濃度を、所定の間隔を開けた２つの値に設定し、前記制御装置は、濃度低下時には第２−１の濃度を、濃度上昇時には前記第２−１の濃度より高い第２−２の濃度を使用する。
【００１３】
したがって、閾値に、いわゆるヒステリシスを持たせ、制御を安定させることができる。
【００１４】
さらにまた、本発明の滅菌システムでは、前記ガス供給源は、前記蓄積タンク内のガスを原料ガスとして、前記二酸化窒素ガスを生成することを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、二酸化窒素ガスの濃度が低下したら、いわゆる追い炊き機能を実現し、前記蓄積タンクから、それに連なる滅菌対象空間を含む気密空間内のガス圧を一定に保つことができる。
【００１６】
また、本発明の滅菌システムでは、前記ガス供給源は、前記蓄積タンク内の空気を原料ガスとして、前記空気を該ガス供給源内に循環させつつ、プラズマによって前記二酸化窒素ガスを生成することを特徴とする。
【００１７】
上記の構成によれば、滅菌用の二酸化窒素ガスを生成するガス供給源として、空気を原料ガスとして、プラズマによって生成する装置を用い、前記蓄積タンク内の空気を該ガス供給源内を循環させて、その濃度を高めてゆく場合、該蓄積タンク内の二酸化窒素ガスが無くなるまで滅菌対象空間へ供給してしまうと、すなわち前記ガス供給源での二酸化窒素ガス濃度が低下すると、該ガス供給源における二酸化窒素ガスの生成効率が低下する。
【００１８】
したがって、前記ガス供給源で生成された二酸化窒素ガスを、蓄積タンクによって前記第１の濃度に達するまで蓄積してゆくことは効果的である。
【００１９】
さらにまた、本発明の滅菌システムでは、前記滅菌対象空間側の二酸化窒素ガス濃度を検出する第２のセンサを備え、前記制御装置は、前記第２のセンサの検出結果に応答し、前記弁装置を開閉制御することを特徴とする。
【００２０】
上記の構成によれば、滅菌対象空間側の二酸化窒素ガス濃度を、一定濃度、たとえば２００ｐｐｍに保つことができる。
【００２１】
また、本発明の滅菌システムでは、前記滅菌対象空間は複数設けられており、前記制御装置は、前記弁装置を制御して、それら複数の滅菌対象空間を択一的に前記蓄積タンクへ連通し、二酸化窒素ガスを充填させることを特徴とする。
【００２２】
上記の構成によれば、複数の滅菌対象空間に、少しずつ均等に二酸化窒素ガスを充填してゆくことになり、前記蓄積タンクの二酸化窒素ガス濃度が急激に低下することを防止することができる。また、クリーンルームなどの複数の滅菌対象空間の二酸化窒素ガス濃度を、第２のセンサでそれぞれ検出することで、前記滅菌対象空間の大きさ（容量）が不揃いな場合にも、一定の濃度に保つことができる。
【００２３】
さらにまた、本発明の滅菌システムでは、前記第１および第２のセンサは、青色光の前記二酸化窒素ガスの透過光量から前記濃度を検出することを特徴とする。
【００２４】
上記の構成によれば、前記二酸化窒素ガスが茶褐色であることを利用して、前記第１および第２のセンサは、前記二酸化窒素ガスの通過空間に青色発光ダイオードなどから青色光を照射し、その透過光量（ガスによる吸収量）を光検出素子で検出することで、前記濃度を検出する。
【００２５】
したがって、非接触で、すなわち二酸化窒素ガスに何ら変性を生じさせることなく、リアルタイムに（高い応答性で）、二酸化窒素ガスの濃度を測定することができ、前記追い炊きの制御などに効果的である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の滅菌システムは、以上のように、滅菌処理を行うべき滅菌対象空間に、ガス供給源で生成された二酸化窒素（ＮＯ２）ガスを充填し、滅菌処理を行う滅菌システムにおいて、クリーンルームやアイソレータなどの比較的広い滅菌対象空間に対して、前記ガス供給源との間に蓄積タンクおよび弁装置を介在し、前記二酸化窒素ガスを効率良く生成できる第１の濃度まで蓄積タンクに二酸化窒素ガスを生成させ続け、一旦生成を停止した後、ガスの使用によって前記第１の濃度より低く設定される所定の第２の濃度より低下すると生成を再開する。
【００２７】
それゆえ、滅菌処理の初期には、ガス供給源に高効率に二酸化窒素ガスを生成させることができるとともに、蓄積タンクに二酸化窒素ガスが充分に蓄積される第１の濃度までの間は、滅菌対象空間を使用（人が出入りする等）することもでき、実際の滅菌処理時間を短縮することができる。一方、滅菌処理の中間期から後期は、ガス供給源に必要最小限の二酸化窒素ガスを生成させ、最終的に蓄積タンクから滅菌対象空間に供給されず、滅菌処理終了後に廃棄されてしまう二酸化窒素ガスの量を少なくすることができ、二酸化窒素ガスの生成の無駄を無くすことができるとともに、二酸化窒素ガスの廃棄に掛かる無害化処理の負担も軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の一形態に係る滅菌システムのブロック図である。
【図２】図１で示す滅菌システムにおける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】プラズマ発生ノズルの縦断面図である。
【図４】前記プラズマ発生ノズルの斜視図である。
【図５】図１で示す滅菌システムのＮＯ２回収系統におけるＮＯ２液化部およびＮＯ２気化部の一構成例を模式的に示す図である。
【図６】図１で示す滅菌システムにおけるＮＯ２濃度センサの一構成例を模式的に示す図である。
【図７】前記ＮＯ２濃度センサのレンジ切換えおよびセンサ切換え動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】前記滅菌システムの電気的な制御構成を示すブロック図である。
【図９】前記滅菌システムの全体的な制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図９における滅菌処理でのＮＯ２ガスの流れを模式的に示す図である。
【図１１】図９における滅菌処理動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１１における滅菌処理内で行われるＮＯ２ガスの追い炊き動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、本発明の実施の一形態に係る滅菌システム１のブロック図である。この滅菌システム１は、滅菌処理を行うべき処理室として、薬品製造などに使用されるクリーンルームＲ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎ（総称するときは、以下参照符号Ｒで示す）を備え、週末などの該クリーンルームＲの不使用な時間帯に、該クリーンルームＲ内に、プラズマによって生成された二酸化窒素（ＮＯ２）ガスを作用させて滅菌処理を施すものである。この滅菌システム１は、大略的に、前記クリーンルームＲと、蓄積タンク１０と、吸気系統２０と、ガス供給系統３０と、連係系統４０と、排気系統５０と、ＮＯ２回収系統６０とを備えて構成される。
【００３０】
本実施形態では、空気を原料ガスとして、その空気を前記プラズマ処理することで生成された二酸化窒素（ＮＯ２）ガスを滅菌剤として用いる例を示す。したがって、本実施の形態の滅菌システム１では、原料ガスの取り扱いが容易であり、コストダウンを図ることができるとともに、人体に有害な二酸化窒素ガスを、必要な場所で、必要な量だけ作成することができる。なお、処理室としては、通常はガラス張りで側面にゴム手袋を備え、外部から人手で内部の検査器具などを扱えるようにしたアイソレータ等であってもよい。
【００３１】
クリーンルームＲは、滅菌時には、適宜目張りなどが施されて、高い気密性を確保することができる内部空間を有し、その内部空間には、人が入って作業することができるようになっている。各クリーンルームＲ１〜Ｒｎには、滅菌中に不所望な人の立ち入りを防止する錠機構Ｌ１〜Ｌｎや、図示は省略しているが、滅菌中の注意を表す警告装置が適宜備えられている。本実施の形態では、クリーンルームは参照符号Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎの複数設けられているが、１つであってもよく、また各部屋の大きさも任意である。
【００３２】
蓄積タンク１０は、ガス供給系統３０と協働して、ガス供給系統３０において常圧下で生成された前記ＮＯ２ガスを、その濃度を上げつつ蓄積するものであり、前記ガス供給系統３０と前記ＮＯ２ガスの循環経路を形成する。この蓄積タンク１０は、たとえばステンレス鋼などで構成され、前記クリーンルームＲの容積に比べて、小容量のタンクである。
【００３３】
吸気系統２０は、吸気部を構成し、前記蓄積タンク１０およびクリーンルームＲの少なくとも一方に乾燥した外気（空気）を導入させるための配管系統である。吸気系統２０は、ポンプＰ２１、エアドライヤ２１、湿度センサ２２、電磁弁Ｖ２１，Ｖ２２、配管２０１，２０２，２０３を含む。配管２０１は、ポンプＰ２１と、電磁弁Ｖ２１および電磁弁Ｖ２２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および湿度センサ２２が配置されている。配管２０２は、電磁弁Ｖ２１と蓄積タンク１０との間を接続している。配管２０３は、電磁弁Ｖ２２とクリーンルームＲとの間を接続している。
【００３４】
ポンプＰ２１は、蓄積タンク１０およびクリーンルームＲの少なくとも一方に外気を導入するときに動作されるポンプであり、外気を吸入し、配管２０１から、配管２０２を介して蓄積タンク１０へ、配管２０３を介してクリーンルームＲへ、それぞれ外気を送り込む。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、たと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、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。電磁弁Ｖ２１および電磁弁Ｖ２２は、ポンプＰ２１の稼働時に、択一的に「開」とされるバルブである。すなわち、電磁弁Ｖ２１および電磁弁Ｖ２２は、それぞれ、蓄積タンク１０およびクリーンルームＲを含む系統を、外気と、遮断する必要があるときに「閉」とされ、連通させるときに「開」とされる。
【００３５】
ガス供給系統３０は、吸気系統２０により蓄積タンク１０に導入された乾燥空気や、クリーンルームＲから帰ってきたＮＯ２濃度が低いガスをプラズマで電離して、ＮＯ２ガスを生成したり、濃度を高めたりする際に稼働される系統である。ガス供給系統３０は、電磁弁Ｖ３１，電磁弁Ｖ３２、プラズマ発生ノズル３１、ガス流量計３２、ポンプＰ３１、濃度センサＳ１、配管３０１，３０２，３０３を含む。
【００３６】
配管３０１の一端側は蓄積タンク１０内に連通し、他端側は電磁弁Ｖ３１を介して配管３０３の一端側に接続されている。配管３０２の一端側は蓄積タンク１０内に連通し、他端側は電磁弁Ｖ３２を介して配管３０３の他端側に接続されている。これにより、蓄積タンク１０と連通する、配管３０１の一端側を起点として配管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、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り、その配管３０１には、蓄積タンク１０内の二酸化窒素ガスの濃度を計測する第１の濃度センサである濃度センサＳ１が設けられている。配管３０１に連なる配管３０３に対して、上流側から順に、プラズマ発生ノズル３１、ガス流量計３２およびポンプＰ３１が配置され、配管３０２に連なる。電磁弁Ｖ３１および電磁弁Ｖ３２は、後述する常圧状態でのＮＯ２ガス生成時および無害化処理時に「開」とされ、それ以外のときに「閉」とされる弁である。
【００３７】
プラズマ発生ノズル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。配管３０３を流通する原料ガスとしての空気（窒素および酸素を含むガス）は、該プラズマ発生ノズル３１の前記電界集中部を通過することで電離され、ＮＯ２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７０から該プラズマ発生ノズル３１に与えられる。
【００３８】
図２は、マイクロ波供給装置７０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７０は、マイクロ波エネルギーを発生すると共に、これをプラズマ発生ノズル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７１と、前記マイクロ波を伝搬させる導波管７２とを含む。この導波管７２に、プラズマ発生ノズル３１が取り付けられている。また、マイクロ波発生装置７１と導波管７２との間には、アイソレータ７３およびカプラ７４が備えられている。
【００３９】
マイクロ波発生装置７１は、たとえば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され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、たとえば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７１が好適に用いられる。
【００４０】
導波管７２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７１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。アイソレータ７３は、入出力のアイソレーションを行い、導波管７２からの反射マイクロ波のマイクロ波発生装置７１への入射を抑止する機器であり、サーキュレータ７３１とダミーロード７３２とを含む。サーキュレータ７３１は、磁力によって、マイクロ波発生装置７１で発生されたマイクロ波を導波管７２に向かわせる一方で、反射マイクロ波をダミーロード７３２に向かわせる。ダミーロード７３２は、反射マイクロ波を吸収して熱に変換する。カプラ７４は、マイクロ波エネルギーの強度を計測する。
【００４１】
なお、本実施の形態のマイクロ波供給装置７０は、前記のマイクロ波の周波数に対して、マイクロ波発生装置７１からプラズマ発生ノズル３１までの距離等が適宜チューニングされて、前記プラズマ発生ノズル３１でのマイクロ波の受信感度が最大となり、マイクロ波発生装置７１側に反射するマイクロ波が最小となるように調整されている。しかしながら、部品のばらつき等に対するチューニングや、一層高精度なチューニングのために、前記プラズマ発生ノズル３１に対して、上流側のチューナと、下流側のスライディングショートとの少なくとも一方が設けられてもよい。
【００４２】
前記チューナは、導波管７２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、つまりプラズマ発生ノズル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り、前記カプラ７４は、その調整の際に利用することができる。また、前記スライディングショートは、導波管７２の遠端部を閉塞し、導波管７２の管軸方向、すなわちマイクロ波の伝搬方向に移動することで、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。
【００４３】
図３はプラズマ発生ノズル３１の縦断面図であり、図４は斜視図である。先ず、このプラズマ発生ノズル３１は、上述のように導波管７２に取付けられ、マイクロ波発生装置７１から送信されたマイクロ波を受信する。そして、導波管７２の管軸方向とは直交方向に並んで、すなわち前記マイクロ波発生装置７１から等距離で、２本の内側電極３５が配置され、ガス生成能力が強化されている。したがって、図３において、マイクロ波の伝搬方向は紙面に垂直（厚み）方向である。そして、外側電極３６は、後述するようにして前記２本の内側電極３５を保持しており、ビス８１によって導波管７２に取付けられる。導波管７２がアース電位とされる結果、外側電極３６もアース電位とされる。
【００４４】
導波管７２は、前述のように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に形成されている。そして、導波管７２の遊端部はビス７５で固着された端板７６で閉塞されている。端板７６は、マイクロ波の漏洩を防ぎ、プラズマ発生ノズル３１側への不要マイクロ波の反射を防止するために、マイクロ波を吸収する磁性金属からなる。しかしながら、前述のようにプラズマ発生ノズル３１の位置が適切にチューニングされており、該端板７６で吸収するマイクロ波は微小で、吸収による不所望な温度上昇を招くようなことはない。導波管７２において、プラズマ発生ノズル３１より上流側には、図示していないが、前述のように、カプラ７４が設けられている。
【００４５】
導波管７２の基端部には、鍔状の継ぎ手部材７７が取付けられる。この継ぎ手部材７７は、管軸方向の断面がＬ字状に形成され、そのＬ字の一方の辺７７ａがビス７８によって導波管７２に固着され、他方の辺７７ｂが六角穴付きボルト７９によって、前記サーキュレータ７３１に固着される。こうして、前記マイクロ波発生装置７１から送信されたマイクロ波がプラズマ発生ノズル３１に伝播されるようになっている。
【００４６】
図３および図４の例では、前記鍔状の継ぎ手部材７７は、加工性を向上するために、半割れ状に形成され、半割れの２つがビス８０によって接合されて構成されている。しかしながら、このような継ぎ手部材７７の構造を始め、導波管７２に対するサーキュレータ７３１および端板７６の取付け構造については、適宜選択されればよい。
【００４７】
外側電極３６の外形は円筒状に形成され、その一直径線上に形成された２つの収納孔３６１内に、該収納孔３６１と同心状に、前記内側電極３５がそれぞれ収納される。内側電極３５は、保持部材３７によって保持され、前記収納孔３６１の内周面から着脱自在とされている。収納孔３６１には、管継手３６３を介して前記第２電磁弁Ｖ２からの配管３０３に連通されるガス供給孔３６２が形成されている。
【００４８】
上記のように構成されたプラズマ発生ノズル３１によれば、内側電極３５が導波管７２を伝搬するマイクロ波を受信すると、アース電位の外側電極３６との間に電位差が生じる。特に、内側電極３５の下端部３５２と外側電極３６の下端縁３６８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、前記ガス供給孔３６２から酸素分子と窒素分子とを含むガス（空気）が供給されると、ガスが励起されて内側電極３５の下端部３５２付近においてプラズマ（電離気体）が発生し、ノズル３６４から吐出される。前記プラズマは、ＮＯ２とフリーラジカルとを含んでいる。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。
【００４９】
前記外側電極３６の基端側には、図示しない冷却水管を保持する冷却孔３６６が形成されている。その冷却水管には、管継手３６７を介して、前記ダミーロード７３２と並列または直列に、冷却水が供給される。
【００５０】
また、外側電極３６の先端側には、図４で示すように、六角穴付きボルト３８１によって、センサユニット３８が取付けられる。センサユニット３８も、外形は大略円筒状に形成されており、前記収納孔３６１に対応した２つのガス孔３８２を一直径線上に有するとともに、そのガス孔３８２の配置される直径線とは直交する直径線上に、図示しないセンサ孔を有する。２つのセンサ孔からは、対応するガス孔３８２に連通する検知孔が形成されており、その検知孔を通して、センサ孔に配置された光センサが、プラズマの点滅を検知することができる。図３および図４では、センサ孔に配置された光センサを封止するブロック３８３が現れている。
【００５１】
前記外側電極３６の収納孔３６１から、センサユニット３８のガス孔３８２にかけては、それらの内周面を保護する保護管３８４が設けられている。その保護管３８４は、プラズマ光に対して透光性を有する筒状の誘電体からなり、石英ガラス、テフロン（登録商標）等のパイプを用いることができる。この保護管３８４を設けることで、内側電極３５の先端と外側電極３６との間で、不所望なアーク放電（異常放電）の発生を防止することができるとともに、前記収納孔３６１からガス孔３８２の内周面をプラズマから保護（腐蝕の防止）しつつ、前記センサ孔側へのガスの漏洩を防止することができる。
【００５２】
前記保護管３８４は、前記内側電極３５の先端部からガス孔３８２の全長にかけて形成され、前記外側電極３６とセンサユニット３８との境界では、拡径されたフランジ３８４１が形成されている。このフランジ３８４１が、外側電極３６側の段差３６５およびセンサユニット３８側の段差３８５によって挟み込まれることで、保護管３８４は、その軸方向へのずれが防止、すなわち前記外側電極３６の収納孔３６１側へ不所望に入り込まないようになっている。
【００５３】
前記外側電極３６の導波管６２側の対向面において、収納孔３６１の周囲には環状の突条３８６が形成されており、その突条３８６の外周部に嵌め込まれたＯリング３８７が前記外側電極３６と導波管６２との間に挟み込まれることによって、外側電極３６と導波管６２との連結面からのガスの漏洩が防止されている。同様に、センサユニット３８のガス孔３８２の周囲には環状の凹溝３８８が形成されており、その凹溝３８８に嵌り込むＯリング３８９が前記外側電極３６とセンサユニット３８との間に挟み込まれることによって、外側電極３６とセンサユニット３８との連結面からのガスの漏洩が防止されている。
【００５４】
前記センサユニット３８の先端側には、集束器３９が取付けられる。この集束器３９は、円形ホーン形状に形成され、前記２本の保護管３８４から吐出されたガスを集束して、細い管径のガス管３９１へ供給する。ガス管３９１は、前記ガス流量計３２への配管３０３に連通される。
【００５５】
このため、集束器３９は、大径のセンサユニット３８側の外周フランジ３９２部分が、六角穴付きボルト３９３によって、センサユニット３８に取付けられる。集束器３９のセンサユニット３８側の端部において、内部開口３９４の周囲には、凹溝３９５が形成されている。その凹溝３９５に嵌り込んだＯリング３９６が、前記センサユニット３８と集束器３９との間に挟み込まれることによって、センサユニット３８と集束器３９との連結面からのガスの漏洩が防止されている。
【００５６】
一方、集束器３９のガス管３９１側の端部には、拡径されたフランジ３９７が形成されている。このフランジ３９７は、パッキンなどのシール部材を適宜介して、ガス管３９１側の対応するフランジ３９８と接合された後、それらのフランジ３９７，３９８の外周部が、図示しない締結部材によって連結される。
【００５７】
内側電極３５は、良導電性の金属の棒状部材からなり、図３で示すように、その上端部３５１の側が導波管７２の内部に所定長さだけ突出している。上述のように、この突出した上端部３５１は、導波管７２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し、下端部３５２が前記外側電極３６との間でグロー放電を行う。
【００５８】
そして、前記内側電極３５の上端部３５１側が、上述のように保持部材３７によって保持される。保持部材３７は、絶縁性を有し、低誘電率な材料である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。保持部材３７は、前記内側電極３５の上端部３５１を保持する保持部３７１と、円筒状に形成され、導波管７２を越えて延びる把持部３７２とが一体成型されて構成される。
【００５９】
前記外側電極３６の収納孔３６１において、導波管７２側には段差部３６９が設けられ、該段差部３６９で保持部３７１が支持されることで、内側電極３５は外側電極３６とは絶縁された状態で、着脱自在に支持される。こうして、上述のように外側電極３６の収納孔３６１と同心状に配置される内側電極３５を有し、両電極３５，３６間に高周波の電界を印加することでグロー放電を生じさせてプラズマを発生させ、両電極３５，３６間に供給された原料ガスを前記プラズマによって処理して放出するプラズマ発生ノズル３１において、損耗する内側電極３５を交換可能に形成することができる。
【００６０】
一方、導波管７２において、外側電極３６が取付けられる壁７２１とは反対側の壁７２２には、前記保持部材３７に保持された内側電極３５が遊挿可能な点検口７２３が形成されている。前記点検口７２３には、ビス７２４によって口金７２５が固定されており、その口金７２５にビス７２６によってキャップ部材７２７が取付けられることで、前記点検口７２３が閉塞されるとともに、保持部材３７の把持部３７２の端部３７２１が押圧固定される。
【００６１】
そして、作業者が前記把持部３７２を把持し、保持部材３７および内側電極３５を前記口金７２５および点検口７２３を遊挿させ、前記保持部３７１を収納孔３６１の段差部３６９に嵌め込んだ後、前記把持部３７２の端部３７２１をキャップ部材７２７で抑えつつ、ビス７２６を口金７２５に螺着することで、前記保持部材３７の保持部３７１が段差部３６９に押え込まれてゆく。こうして、内側電極３５は常に所定の位置にセットされることになり、放電を安定させることができる。
【００６２】
ここで、前記把持部３７２が耐熱性樹脂材料からなる場合、該把持部３７２を少し長い目に形成しておくことで、余剰分は前記筒形状の該把持部３７２の撓みによって吸収され、前記保持部材３７から内側電極３５を均一に押圧することができる。これによって、該把持部３７２の長さを厳密に管理することなく、前記のように常に内側電極３５を所定の位置にセットすることができる。
【００６３】
これに対して、内側電極３５の取り外し時は、作業者は、前記把持部３７２の端部３７２１に形成された孔３７２２に、図示しない針状のフックなどを引っ掛け、引き抜くことで、前記保持部３７１が段差部３６９の内周面に強固に密着していても、前記内側電極３５および保持部材３７を取り外すことができる。
【００６４】
このように構成することで、前記点検口７２３を開けると前記保持部材３７に保持された内側電極３５が交換可能になり、外側電極３６を導波管７２から取外したりするような必要はなく、極めて容易に交換を行うことができる。また、作業者は、前記保持部材３７の把持部３７２を把持して、内側電極３５に手や工具で触れることなく、該内側電極３５を交換することができ、該内側電極３５への傷付きを防止することができるとともに、専用工具を用いることなく交換を行うことができる。
【００６５】
ところで、前記内側電極３５において、アンテナとして機能する上端部３５１が把持部３７２内に完全に埋込まれていると、アクシデントによって導波管７２内でプラズマ点灯が生じると、その点灯が生じるアンテナ先端部付近の把持部３７２の材料が溶解してしまう。そこで本実施の形態では、前記アンテナとして機能する上端部３５１の一部分を前記把持部３７２外に露出させている（剥き出しとなっている）。これによって、プラズマ点灯はその露出させた部分で生じさせ、前記把持部３７２の溶解を未然に防止することができる。
【００６６】
さらにまた、前記キャップ部材７２７には、図３で示すように、前記把持部３７２の前記筒形状によって形成される内部空間３７２３を外部へ開放する通気孔７２７１が形成されている。これによって、マイクロ波の受信およびそれによるプラズマの点灯によって内側電極３５が高温になっても、前記通気孔７２７１が高温で膨張した空気の排出孔となり、前記筒形状の把持部３７２内の圧力が異常に上昇することを防止することができ、該把持部３７２の変形を防止することができるとともに、内側電極３５がセンサユニット３８側に抜け落ち（飛び出し）てしまうことも防止できる。
【００６７】
図１に戻って、ガス流量計３２は、配管３０３内を流通する気体の流量を計測する。ポンプＰ３１は、ＮＯ２ガス生成時および排出時に、蓄積タンク１０とガス供給系統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。プラズマ発生ノズル３１が動作している状態で該ポンプＰ３１が稼働されると、蓄積タンク１０から吸い出されたガスがプラズマ発生ノズル３１を通過して前記蓄積タンク１０に戻されることを繰り返し、こうして蓄積タンク１０に蓄積されているガスにおけるＮＯ２の濃度が徐々に上昇してゆくことになる。ポンプＰ３１には、ＮＯｘ等に耐性を持つ耐薬品性のポンプが用いられる。
【００６８】
連係系統４０は、クリーンルームＲと蓄積タンク１０との間を連通させるための系統である。連係系統４０は、電磁弁Ｖ４１、ポンプＰ４１，Ｐ４２、濃度センサＳ２、配管４０１，４０２を含む。
【００６９】
配管４０１の一端（上流端）は蓄積タンク１０に接続され、他端（下流端）はクリーンルームＲに接続されている。この配管４０１の上流側にポンプＰ４１が配置されている。配管４０２の一端側（上流端）はクリーンルームＲに接続され、他端側（下流端）は蓄積タンク１０に接続されている。この配管４０２の下流側にポンプＰ４２が配置されている。ポンプＰ４１，Ｐ４２は、前記ポンプＰ３１と同様の耐薬品性のポンプであって、蓄積タンク１０からＮＯ２ガスをクリーンルームＲに循環して滅菌処理を行う際に動作する。
【００７０】
その配管４０２には、クリーンルームＲ内のＮＯ２ガスの濃度を計測し、第２の濃度センサである濃度センサＳ２が設けられている。電磁弁Ｖ４１は、配管４０２に取り付けられ、滅菌処理を行う際に「開」とされ、後述するように、排気系統５０によるＮＯ２ガスの無害化処理時、およびＮＯ２回収系統６０によるＮＯ２ガスの回収時に「閉」とされる弁装置である。
【００７１】
排気系統５０は、前記のように滅菌処理に用いたＮＯ２ガスを密閉空間内で無害化すると共に、無害化処理後のＮ２ガスを外部に排気するための系統である。排気系統５０は、ＨＮＯ３変換部５１、フィルタ５２、ポンプＰ５１、配管５０１，５０２，５０３を含む。
【００７２】
配管５０１の一端側（上流端）は、前記濃度センサＳ２の下流側でクリーンルームＲに接続され、他端側（下流端）は電磁弁Ｖ５１を介して配管５０３の一端側（上流端）に接続されている。また、配管５０２の一端側（上流端）は、蓄積タンク１０に接続され、他端側（下流端）は電磁弁Ｖ５２を介して配管５０３の一端側（上流端）に接続されている。こうして集められる排気処理すべきＮＯ２ガスは、ポンプＰ５１の吸引によって、ＨＮＯ３変換部５１およびフィルタ５２を通過して無害化され、外部に排出される。
【００７３】
ＨＮＯ３変換部５１は、滅菌処理後のガスに含まれるＮＯ２をＨＮＯ３に変換する。この変換を行うために、ＨＮＯ３変換部５１には、オゾン（Ｏ３）を発生するオゾン発生器と、水（Ｈ２Ｏ）を供給するための水分導入器とを備えている。こうして該ＨＮＯ３変換部５１を通過するＮＯ２ガスにＯ３およびＨ２Ｏが加えられることで、前記ガスはＨＮＯ３を含むガスに化学的に変換される。
【００７４】
フィルタ５２は、ガス中のＨＮＯ３を吸着するフィルタである。このフィルタ５２としては、たと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。
【００７５】
図１に戻って、回収装置であるＮＯ２回収系統６０は、脱湿部６１、Ｈ２Ｏ液化部６２、ＮＯ２回収部６３、ＮＯ２液化部６４、ＮＯ２気化部６５、電磁弁Ｖ６１，Ｖ６２，Ｖ６３，Ｖ６４，Ｖ６５，Ｖ６６、配管６０１〜６１３を含む。このＮＯ２回収系統６０は、滅菌処理に使用されたＮＯ２ガスの少なくとも一部を回収し、保存しておくとともに、以降の滅菌処理時に、必要に応じて前記クリーンルームＲへ供給することで、前記ＮＯ２ガスの再利用を図るものである。また、このＮＯ２回収系統６０では、事前に、ガス供給系統３０で生成されたＮＯ２ガスを回収し、保存しておき、滅菌処理時にそれを使用することで、短時間で起動（滅菌処理を開始）できるようにもなっている。一方、前記排気系統５０は、滅菌処理に使用されたＮＯ２ガスを無害化して外部へ放出するものである。そして、使用済みのＮＯ２ガスを、このＮＯ２回収系統６０で再利用するか、前記排気系統５０で排気（廃棄）するかは、次回の滅菌処理までの期間や、ＮＯ２ガスを再利用した回数などによって、適宜選択される。
【００７６】
配管６０１はクリーンルームＲからのＮＯ２ガスを回収し、配管６０２は蓄積タンク１０からのＮＯ２ガスを回収し、配管６０４は蓄積していたＮＯ２ガスを蓄積タンク１０へ戻すためのものである。このため、前記配管６０１の一端は前記配管４０２における濃度センサＳ２と電磁弁Ｖ４１との間に接続され、他端は電磁弁Ｖ６１に接続される。また、前記配管６０２の一端は前記蓄積タンク１０に接続され、他端は電磁弁Ｖ６２に接続される。さらにまた、前記配管６０４の一端は前記蓄積タンク１０に接続され、他端は、電磁弁Ｖ６４に接続される。
【００７７】
そして、このＮＯ２回収系統６０では、電磁弁Ｖ６１，Ｖ６２に共通に接続される配管６０３で取り込まれたＮＯ２ガスが、回収処理される。配管６０３には、適宜サージタンクなどが設けられてもよい。回収処理にあたって、回収されたガスから、先ず脱湿部６１およびＨ２Ｏ液化部６２によって、水分が除去される。前記クリーンルームＲおよび蓄積タンク１０からの回収ガスは、ＮＯ２＋Ｈ２Ｏ＋空気の混合ガスとなっており、該脱湿部６１は、以下のようにして、その内のＨ２Ｏを分離濃縮する。
【００７８】
前記脱湿部６１は、吸着剤の圧力制御による分離濃縮技術により水蒸気を回収するもので、前記吸着剤に、前記圧力制御のためのポンプや電磁弁などを備えて構成される。この図１の例の脱湿部６１は、ＰＳＡ方式で水分を分離濃縮するものであり、ポンプ、吸着剤、真空ポンプおよび電磁弁などを備えて構成される。そして、この脱湿部６１では、前記吸着剤は水分に適応しており、回収されたガスが、第１の所定期間、ポンプで吸引されることで、水分が吸着剤に吸着される。続いて、第２の所定期間、前記吸着剤から真空ポンプで吸引（剥離）されることで、水分が濃縮され、配管６０５からＨ２Ｏ液化部６２に送られる。
【００７９】
Ｈ２Ｏ液化部６２では、脱湿部６１から送られてきた水蒸気の内、水分を、チラーによる冷却によって液化させ、残りの気体成分は配管６０６から前記脱湿部６１の入り口に戻される。液化した水分は、ドレインライン６１４から排出される。しかしながら、実際には、脱湿部６１から送られて来る水蒸気には、数十ｐｐｍ程度のＮＯ２が含まれており、その水蒸気がＮＯ２の排出基準を満たす場合は前記のように排出し、満たさない場合は、前記Ｈ２Ｏ液化部６２から、廃液として回収される。また、前記排出基準を満たす場合は、このＨ２Ｏ液化部６２が設けられず、脱湿部６１からの水蒸気が、後述するＮＯ２回収部６３の排気管６１５からの排気とともに、そのまま排出されるようにしてもよい。
【００８０】
前記クリーンルームＲや蓄積タンク１０から回収され、脱湿部６１で脱湿されたガスは、ＮＯ２＋空気の混合ガスであり、配管６０７からＮＯ２回収部６３に導入される。このＮＯ２回収部６３は、前記脱湿部６１と同様に、吸着剤の圧力制御による分離濃縮技術によりＮＯ２を回収するものである。この図１の例のＮＯ２回収部６３は、ＰＳＡ方式でＮＯ２を分離濃縮し、ポンプ、吸着剤、真空ポンプおよび電磁弁などを備えて構成される。そして、このＮＯ２回収部６３では、前記吸着剤はＮＯ２に適応しており、導入されたガスが、第１の所定期間、ポンプで吸引されることで、ＮＯ２が吸着剤に吸着される。続いて、第２の所定期間、前記吸着剤から真空ポンプで吸引（剥離）されることで、ＮＯ２が濃縮され、配管６０８からＮＯ２液化部６４に送られる。
【００８１】
図５は、ＮＯ２液化部６４およびＮＯ２気化部６５の一構成例を模式的に示す図である。ＮＯ２液化部６４では、ＮＯ２回収部６３から送られてきたガスは、前記配管６０８からタンク６４１に導入される。導入されたガスの内、ＮＯ２が、チラー６４２による冷却によって液化されてタンク６４１に貯留され、残りの気体（空気）成分は、配管６０９から前記ＮＯ２回収部６３の入り口に戻される。
【００８２】
タンク６４１の底部には、配管６１０が接続されており、底部から取込まれた液体のＮＯ２は、その配管６１０を介してＮＯ２気化部６５のタンク６５１に供給される。前記配管６１０には、液体のＮＯ２を、タンク６４１からタンク６５１に落とし込むか否かを制御する電磁弁Ｖ６５が設けられている。ＮＯ２気化部６５では、前記タンク６５１の底部にはヒーター６５２が設けられており、このヒーター６５２で加熱されることで、前記ＮＯ２は気化する。気化したＮＯ２は、配管６１１から電磁弁Ｖ６６および前記配管６０４を通して蓄積タンク１０に供給され、滅菌処理への利用が可能になる。
【００８３】
一方、ＮＯ２回収部６３の出口から排出されるガスは、入口から吸入されるガスの１／２０程度のＮＯ２濃度となっている。そこで、前記出口には２本の配管６１２，６１３が接続されている。配管６１３は、電磁弁Ｖ６３を介して前記排気管６１５に接続され、配管６１４は、電磁弁Ｖ６４を介して前記排気管６０４に接続される。前記ＮＯ２回収部６３の出口におけるＮＯ２濃度が、大気へ排気できる濃度であれば、電磁弁Ｖ６３が「開」とされて、排気が排気管６１５からそのまま排出され、排気できない濃度であれば、電磁弁Ｖ６４が「開」とされて、排気が排気管６０４から蓄積タンク１０へ戻される。また、外部排気で、蓄積タンク１０やクリーンルームＲ側が著しく減圧する場合にも、蓄積タンク１０へ排気が戻される。前記大気へ排気できる濃度は、自治体の条例、法規等で定められており、クリーンルームＲ等の大規模設備の場合は、概ね１００ｐｐｍである。
【００８４】
このようなＮＯ２回収系統６０を設けることで、一旦滅菌処理を行うと、以降の滅菌処理時、すなわち初回を除く処理時において、タンク６５１に保存されているＮＯ２ガスを再利用することで、或いは初回等の使用であっても事前にＮＯ２ガスを生成しておくことで、ガス供給系統３０から供給するＮＯ２ガスの量を削減することができるとともに、処理後に排気系統５０から外部へ排出すべきＮＯ２ガスの量も削減することができる。
【００８５】
これによって、前記ガス供給系統３０および排気系統５０の能力（容量）を小さく、したがってコストを削減することができるとともに、ガス充填や排ガスの処理を短時間で行うことができる。特に、前記ガス供給系統３０は、プラズマ処理によってＮＯ２ガスを生成するので、ボンベなどから直接ＮＯ２ガスを供給する場合に比べて、クリーンルームＲのガス濃度が必要な濃度に達するまで時間が掛かるので、該ＮＯ２回収系統３０を用いることは好適である。また、事前に、前記ガス供給系統３０によってＮＯ２ガスを生成して、該ＮＯ２回収系統６０に回収し、保存しておき、滅菌処理時にそれを使用することで、短時間で起動（滅菌処理を開始）を行うことができる。
【００８６】
また、そのようなＮＯ２ガスの保存に、ＮＯ２液化部６４でＮＯ２ガスを液化して小容量で保存しておくことで、ＮＯ２の再利用に掛かるコストやスペースを削減することができる。特に、処理室が前記クリーンルームＲの場合のように、たとえば週末などの長周期毎にしか滅菌処理が行われない場合に好適である。すなわち、このような液化および気化の処理が必要になるものの、その処理を長い周期で行う場合には、処理回数は少なく、前記のコストやスペースの削減効果の方が大きくなる。
【００８７】
さらにまた、回収されたＮＯ２ガスをＮＯ２液化部６４でそのまま冷却するのではなく、ＮＯ２液化部６４の手前に、回収されたＮＯ２ガスをＰＳＡ方式で予め濃縮し、前記ＮＯ２液化部６４へ与えるＮＯ２回収部６３を設けることで、ＮＯ２液化部６４は、ＮＯ２ガスをより高い温度で液化することができ、前記チラー６４２などで、簡単かつ効率良く、液化することができる。
【００８８】
また、ＮＯ２液化部６４でＮＯ２ガスを冷却する際に、水分が含まれていると、水分まで液化してしまうので、冷却の前の前記ＮＯ２回収部６３の前段に、水分を濃縮する脱湿部６１をさらに設けることで、水分を回収（除去）することができる。また、前記脱湿部６１が前記のＰＳＡ方式で水分を濃縮することで、効率良く水分を回収（除去）することができる。
【００８９】
さらにまた、ガス供給源であるプラズマ発生ノズル３１から、直接処理室であるクリーンルームＲにＮＯ２ガスを充填し、自然拡散させるようにしてもよいけれど、本実施の形態では、前記プラズマ発生ノズル３１とクリーンルームＲとの間に、ＮＯ２ガスを貯留する蓄積タンク１０を介在するとともに、そのプラズマ発生ノズル３１と蓄積タンク１０との間に、配管３０１〜３０３およびポンプＰ３１などからなる循環経路を設けている。そして、前記循環経路が前記蓄積タンク１０内の空気を前記プラズマ発生ノズル３１内に循環させ、前記プラズマ反応を生じさせて前記ＮＯ２ガスに変換させることで、前記蓄積タンク１０内でのＮＯ２ガスの濃度を高めてゆくようにしている。これによって、蓄積タンク１０内のＮＯ２ガスの濃度を均一に高めてゆくことができる。
【００９０】
一方、その後に、蓄積タンク１０から濃度の高いＮＯ２ガスをクリーンルームＲへ充填することで、長い時間を要するＮＯ２ガスを生成する期間にも、クリーンルームＲを使用することができる。これによって、滅菌のスループットを向上することができる（滅菌のために使用できない期間を短縮できる。）。また、このようにクリーンルームＲとは別に蓄積タンク１０を設けることで、様々なシチュエーションに対応することができ、或いは想定外のシチュエーションに対応することができる。
【００９１】
図６は、前記濃度センサＳ１，Ｓ２の一構成例を模式的に示す図である。ガスセンサ装置であるこの濃度センサＳ１，Ｓ２は、相互に並列に配置された第１の流路Ｈ０および複数の第２の流路Ｈ１〜Ｈ４と、前記の流路Ｈ０；Ｈ１〜Ｈ４にそれぞれ設けられる高濃度ガスセンサＳＰおよび低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４と、前記第１の流路Ｈ０において、前記高濃度ガスセンサＳＰの上流側に設けられる電磁弁ＶＳ０と、前記第２の流路Ｈ１〜Ｈ４において、前記低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の上流側に設けられる電磁弁ＶＳ１〜ＶＳ４と、下流側に設けられる絞りＢ１〜Ｂ４と、制御装置Ｃとを備えて構成される。
【００９２】
制御装置Ｃは、弁制御回路Ｃ１と、光センサ回路Ｃ２と、半導体センサ回路Ｃ３とを備えて構成される。光センサ回路Ｃ２は、光センサからなる高濃度ガスセンサＳＰの検出動作を制御し、検出結果を出力する。半導体センサ回路Ｃ３は、金属酸化物半導体からなる低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の検出動作を制御し、検出結果を出力する。弁制御回路Ｃ１は、光センサからなる高濃度ガスセンサＳＰの後述するリフレッシュ時に電磁弁ＶＳ０を「閉」状態とし、通常は「開」状態とする。また、弁制御回路Ｃ１は、電磁弁ＶＳ１〜ＶＳ４の総てを「閉」または択一的に「開」状態とする。
【００９３】
すなわち、この濃度センサＳ１，Ｓ２は、測定対象ガスであるＮＯ２ガスの濃度を測定するために、該ＮＯ２ガスの流路として、相互に並列に配置された第１の流路Ｈ０および第２の流路Ｈ１〜Ｈ４を備える。そして、相対的に、高濃度域を測定するのに好適な光センサからなる高濃度ガスセンサＳＰが前記第１の流路Ｈ０に設けられ、低濃度域、たとえば１ｐｐｍでのガスの有無を測定するのに好適な金属酸化物半導体からなる低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４が第２の流路Ｈ１〜Ｈ４に設けられている。たとえば、前記高濃度ガスセンサＳＰのダイナミックレンジは、蓄積タンク１０内のＮＯ２ガスの濃度を測定する濃度センサＳ１では、１０００００ｐｐｍまでの範囲であり、クリーンルームＲ内のＮＯ２ガスの濃度を測定する濃度センサＳ２では、１０００ｐｐｍまでの範囲である。
【００９４】
制御装置Ｃの弁制御回路Ｃ１は、それらのガスセンサＳＰ；ＳＳ１〜ＳＳ４を使い分けることで、測定レンジの切換えを行う。これによって、この濃度センサＳ１，Ｓ２は、高濃度域から低濃度域までの広いレンジにおいて、特に低濃度域でのＮＯ２ガスの有無判定を、高速および高精度に行うことができるようになっている。
【００９５】
そのレンジ切換えのために、前記低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の上流側に電磁弁ＶＳ１〜ＶＳ４が設けられており、高濃度ガスセンサＳＰでの測定は常時可能にするとともに、これらの電磁弁ＶＳ１〜ＶＳ４の遮蔽によって、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４には、非測定時にＮＯ２ガスが流れないようになっている。
【００９６】
ここで、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の感ガス素子は、前述のように、金属酸化物半導体からなり、検知すべきガスの濃度が高くなる程、高い導電度を示す。そして、半導体センサ回路Ｃ３は、前記弁制御回路Ｃ１からの電磁弁ＶＳ１〜ＶＳ４の開閉出力に応答して、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４を択一的に使用して、前記の導電度の変化をガス濃度に対応した入力信号（たとえば電圧）に変換して取込み、前記１ｐｐｍ以上であるか否かを判定して、その判定結果を出力する。本実施の形態では、半導体センサ回路Ｃ３は、前記１ｐｐｍ以上であるか否かの判定結果を出力するけれども、前記１ｐｐｍ以下をダイナミックレンジとして、ＮＯ２ガスの濃度に対応した出力を導出するようにしてもよい。具体的には、ＮＯ２ガスの濃度に対応した電圧出力や、ＮＯ２ガスの濃度に対応したデジタル信号出力である。
【００９７】
そして、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４は、半導体センサであるために、高濃度のＮＯ２ガスに曝されると、センサ特性がシフトしてしまい、正しい測定が行えなくなる。そのため、該低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４に流れるＮＯ２ガスの濃度は、前記１ｐｐｍの判定レベル程度以下の濃度とする必要がある。
【００９８】
一方、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４は、ＮＯ２ガスの流量が多くなっても、故障・誤判定の可能性がある。そこで、前記第２の流路Ｈ１〜Ｈ４において、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の下流側には、ＮＯ２ガスの圧力および流量が適正になるように調整する絞りＢ１〜Ｂ４が設けられている。そして、濃度センサＳ１はポンプＰ３１の前段に、濃度センサＳ２はポンプＰ４２，Ｐ５１，Ｐ６１の前段に、それぞれ配置されており、通常時は開放されている第１の流路Ｈ０にＮＯ２ガスが流れている間（ポンプが動作している間）は、該濃度センサＳ１，Ｓ２の出口側は若干負圧になり、ＮＯ２ガスが、絞りＢ１〜Ｂ４を超えて、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４側に逆流することはない。滅菌終了後は、第２の流路Ｈ１〜Ｈ４にはＮＯ２ガスは無く、逆流しても問題はない。
【００９９】
そして、弁制御回路Ｃ１は、光センサ回路Ｃ２からの出力に応答して、高濃度ガスセンサＳＰでの測定結果が前記１ｐｐｍ以下、すなわち高濃度ガスセンサＳＰのダイナミックレンジからすると、ほぼ測定可能な最小値レベルとなると、後述するように電磁弁ＶＳ１〜ＶＳ４を択一的に「開」として、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４にＮＯ２ガスを供給するとともに、半導体センサ回路Ｃ３に動作許可の信号を与え、濃度判定を可能にする。
【０１００】
したがって、弁制御回路Ｃ１は、半導体センサからなり、低濃度におけるガスの有無を判定するために高感度な低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４を、非測定時にむやみにＮＯ２ガスに曝露することなく、また測定時においてもＮＯ２ガスの濃度が判定レンジ域に入ってから曝露するので、該低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の劣化や破損を防止し、高濃度域から低濃度域までの広いレンジにおいて、安定して使用することができる。特に、前記測定対象ガスが人体に有害なＮＯ２ガスである場合に、濃度センサＳ２によって、低濃度域の判定、すなわち様々な広さを有するクリーンルームＲそれぞれへの立ち入り可否の判断を、高速および高精度に行うことができる。
【０１０１】
なお、第２の流路Ｈ１〜Ｈ４の管径は第１の流路Ｈ０より小さく、さらに絞りＢ１〜Ｂ４を設けているので、該第２の流路Ｈ１〜Ｈ４の流路抵抗は第１の流路Ｈ０の流路抵抗よりも大きくなる。そのため、測定に充分なＮＯ２ガスが流れない場合には、第１の流路Ｈ０に、その流路抵抗を増す絞りなどを介在するようにしてもよい。また、上述の実施の形態では、高濃度ガスセンサＳＰには、通常、ＮＯ２ガスが流れるようにしているけれども、前記電磁弁ＶＳ０を、非測定時には「閉」とするようにしてもよい。
【０１０２】
前記電磁弁ＶＳ０を非測定時に「閉」にする場合には、第２の流路Ｈ１〜Ｈ４の管径を充分太くする必要がある。これは、管径が細いままであると、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の位置で負圧になって誤判定を生じる可能性があり、また、前述のような該低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の損傷を招く可能性があるためである。或いは、前記電磁弁ＶＳ０を非測定時に「閉」にする場合に、第２の流路Ｈ１〜Ｈ４の管径を太くするのではなく、ＮＯ２ガスの主流を流すバイパス配管を設けるようにしてもよい。それらの場合に、管内での流れを均一にするような構成を設けることが好ましい。
【０１０３】
また、この濃度センサＳ１，Ｓ２では、前記低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４のために、第２の流路Ｈ１〜Ｈ４は、相互に並列に複数（図１０の例では４つ）に分岐されている。そして、その第２の流路Ｈ１〜Ｈ４には、前記低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４がそれぞれ設けられるとともに、電磁弁ＶＳ１〜ＶＳ４が設けられている。前記半導体センサ回路Ｃ３は、検出出力が異常値となる毎に、弁制御回路Ｃ１に選択信号を出力し、該弁制御回路Ｃ１に、その異常となった低濃度ガスセンサの使用を禁止させる。
【０１０４】
すなわち、弁制御回路Ｃ１は、前述のように、光センサ回路Ｃ２からの出力に応答し、高濃度ガスセンサＳＰの測定結果で、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の判定レンジまで充分に濃度が下がった状態で、該低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４での判定を可能にするが、その際、前記半導体センサ回路Ｃ３からの選択出力に応答することで、異常となった低濃度ガスセンサは使用しないようにする。たとえば、半導体センサ回路Ｃ３は、低濃度ガスセンサを、ＳＳ１→ＳＳ２→ＳＳ３→ＳＳ４の順で使用するように設定されている場合、ＳＳ１が異常値を示すと、弁制御回路Ｃ１にＳＳ２に切換えて使用させ、ＳＳ２が異常値を示すと、次の順位のＳＳ３に切換えて使用させる。
【０１０５】
ここで、前述のように、弁制御回路Ｃ１は、光センサ回路Ｃ２からの出力に応答して、高濃度ガスセンサＳＰの測定結果で充分に濃度が下がった状態で、電磁弁ＶＳ１〜ＶＳ４を開けて低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４での判定を可能にすることで、該低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の劣化や破損を防止している。ところが、判定対象であるクリーンルームＲにおいて、たとえば物陰に、或いはポンプ内や配管などに、残存していた高濃度のガスが突発的に流れてくるなどして、使用中の低濃度ガスセンサが不所望に破損してしまう可能性もある。後述するように、たとえばクリーンルームＲの滅菌時のＮＯ２ガスの濃度は２００ｐｐｍ、蓄積タンク１０でのＮＯ２ガスの濃度は、前述のように最大４００００ｐｐｍと、いずれも低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の判定レベルである１ｐｐｍより非常に高い。
【０１０６】
したがって、そのような不所望なセンサ故障を、半導体センサ回路Ｃ３は検出出力の異常から検知し、代替えの新たな低濃度ガスセンサに切換えて測定を行うことで、前記不所望なセンサ故障に対しても、代替えの低濃度ガスセンサが残っている限り、判定を継続することができる。特に、前記判定対象ガスが人体に有害なＮＯ２ガスである場合に、安全性を確実に確保することができ、すなわち濃度センサＳ２によって、クリーンルームＲへの立ち入り可否の判断を確実に行うことができ、好適である。
【０１０７】
図７は、そのような濃度センサＳ１，Ｓ２の弁制御回路Ｃ１によるレンジ切換えおよびセンサ切換え動作を説明するためのフローチャートである。測定動作を開始するとステップＱ１に移り、使用すべき低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の順位を表す変数ｊ（＝１，２，３，４）が設定される。この変数ｊは、該滅菌システム１の初回使用時は初期値の１となる。
【０１０８】
ステップＱ２では、弁制御回路Ｃ１は、光センサ回路Ｃ２に、光センサである高濃度ガスセンサＳＰを使用させて、ＮＯ２ガスの濃度測定を行わせる。ステップＱ３では、弁制御回路Ｃ１は、ステップＱ２での光センサ回路Ｃ２の測定結果から、ＮＯ２ガスの濃度が所定の濃度である前記１ｐｐｍ以上であるか否かを判断し、濃度が高い場合はステップＱ１５に移る。ステップＱ１５では、弁制御回路Ｃ１は、終了判定を行い、測定終了の場合は処理を終了し、測定を継続する場合は前記ステップＱ２に戻って、引き続き光センサ回路Ｃ２に高濃度ガスセンサＳＰによる濃度測定を行わせる。前記ステップＱ３において、弁制御回路Ｃ１は、濃度が低い場合はステップＱ４に移る。
【０１０９】
ステップＱ４では、弁制御回路Ｃ１は、先ずｊ番目の低濃度ガスセンサＳＳｊに対応した電磁弁ＶＳｊを「開」とする。続いてステップＱ５では、弁制御回路Ｃ１は、半導体センサ回路Ｃ３に、前記ｊ番目の低濃度ガスセンサＳＳｊを使用させて、ＮＯ２ガスの濃度判定を行わせる。ステップＱ６では、弁制御回路Ｃ１は、ステップＱ５での半導体センサ回路Ｃ３の判定結果から、ＮＯ２ガスの濃度が前記１ｐｐｍ以上であるか否かを判断し、濃度が高い場合は、ステップＱ７で電磁弁ＶＳｊを「閉」とした後、前記ステップＱ２に戻って光センサ回路Ｃ２に高濃度ガスセンサＳＰによる濃度測定を行わせ、濃度が低い場合にはステップＱ８に移る。
【０１１０】
ステップＱ８では、弁制御回路Ｃ１は、半導体センサ回路Ｃ３に、判定に使用した低濃度ガスセンサＳＳｊの検出出力が正常範囲であるか否かを判断させ、正常範囲である場合はステップＱ１６に移る。ステップＱ１６では、弁制御回路Ｃ１は、終了判定を行い、測定終了の場合は処理を終了し、測定を継続する場合は前記ステップＱ５に戻って、引き続き半導体センサ回路Ｃ３に低濃度ガスセンサＳＳｊによる濃度判定を行わせる。前記ステップＱ８において、弁制御回路Ｃ１は、判定に使用した低濃度ガスセンサＳＳｊが異常である場合はステップＱ９に移る。なお、金属酸化物半導体からなる前記低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の異常時の出力信号レベルによっては、前記ステップＱ８による異常判定を、ステップＱ６の濃度判定の前に行う必要がある。
【０１１１】
ステップＱ９では、弁制御回路Ｃ１は、前記電磁弁ＶＳｊを「閉」とする。ステップＱ１０では、弁制御回路Ｃ１は、変数ｊに１を加算して更新する。ステップＱ１１では、弁制御回路Ｃ１は、前記ステップＱ１０で更新された変数ｊが４を超えるか否かを判断し、超えている場合、すなわち総ての低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４を使用してしまい、代替えの低濃度ガスセンサが残っていない場合にはステップＱ１２でセンサ故障を報知して処理を終了する。これに対して、前記ステップＱ１１で変数ｊが４以下、すなわち代替えの低濃度ガスセンサが残っている場合には前記ステップＱ４に戻って、その低濃度ガスセンサＳＳｊに対応した電磁弁ＶＳｊを「開」にして、低濃度ガスセンサＳＳｊでの判定を継続する。このようにして、低濃度ガスセンサＳＳｊのセンサ故障に対応することができる。
【０１１２】
そして、前回使用時に、低濃度ガスセンサＳＳｊが故障しなければ、今回の使用時にも前回の使用時にステップＱ１で設定された変数ｊの順位のセンサがステップＱ１で再度選択されて引き続き使用され、故障した場合には、ステップＱ１０で設定された変数ｊの順位のセンサがステップＱ１で選択されることになる。
【０１１３】
一方、前述のように高濃度ガスセンサＳＰのダイナミックレンジは、蓄積タンク１０用の濃度センサＳ１と、クリーンルームＲ用の濃度センサＳ２とで相互に異なるけれども、測定原理は同じである。すなわち、前記ＮＯ２ガスが茶褐色であることを利用して、光センサ回路Ｃ２は、青色発光ダイオードＳＬを駆動して、前記ＮＯ２ガスの通過空間に青色光を照射させ、光検出素子ＳＲによる透過光量（ＮＯ２ガスによる吸収量）の検出結果から、前記濃度を検出する。このため、前記第１の流路Ｈ０において、少なくとも前記青色発光ダイオードＳＬと光検出素子ＳＲとが相互に対向する部分は、ガラス管などの前記青色光を透過させることができる材料からなる。
【０１１４】
したがって、光検出素子ＳＲおよび光センサ回路Ｃ２は、非接触で、すなわちＮＯ２ガスに何ら変性を生じさせることなく、リアルタイムに（高い応答性で）、ＮＯ２ガスの濃度を測定することができる。また、前記光検出素子ＳＲおよび光センサ回路Ｃ２による測定結果は、ガス流量に依存せず正確である。すなわち、前記茶褐色の濃さは、流量の大小によっては変化せず、ガス密度（圧力）および濃度によって変化し、ここで本実施の形態では、ガス密度（クリーンルームＲの圧力）は殆ど変化しないので、結果的にガス濃度のみによって変化することになる。
【０１１５】
一方、前述のように、１または複数のクリーンルームＲは、それぞれ任意の広さに形成され、部屋内に収納される機器の占有スペース等の影響で、ＮＯ２ガスを充填すべき容積も任意である。各クリーンルームＲには、空気より重いＮＯ２ガスや清浄空気の導入用に上部にガス導入孔が、下部にはガス排出孔が設けられている。
【０１１６】
各クリーンルームＲ１〜Ｒｎのガス導入孔は、電磁弁ＲＶ１１〜ＲＶｎ１１を介して、配管１０１に接続されている。配管１０１は、前記連携系統４０の配管４０１および吸気系統２０の配管２０３に接続される。また、各クリーンルームＲ１〜Ｒｎのガス排出孔は、電磁弁ＲＶ１２〜ＲＶｎ１２を介して、配管１０２に接続されている。配管１０２は、前記連携系統４０の配管４０２に接続される。
【０１１７】
したがって、対を成す電磁弁ＲＶ１１〜ＲＶｎ１１；ＲＶ１２〜ＲＶｎ１２が、「開」となった部屋には、前記連携系統４０のポンプＰ４１からＮＯ２ガスが供給され、または吸気系統２０のポンプＰ２１から清浄空気が供給され、或いは使用済みのＮＯ２ガスが排気系統５０のポンプＰ５１またはＮＯ２回収系統６０のポンプＰ６１に吸い出される。
【０１１８】
続いて、滅菌システム１の電気的な制御構成を図８に基づいて説明する。図１では図示を省略しているが、滅菌システム１は、当該滅菌システム１の動作を電気的に制御するための制御装置９０を備えている。制御装置９０は、情報処理等を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）を備え、該滅菌システム１の動作制御を行うべくプログラミングされたソフトウェアが実行されることで、図８に示す機能部を具備するように動作する。制御装置９０は、機能的に、全体制御部９１、吸気制御部９２、供給制御部９３、連係制御部９４、排気制御部９５、回収制御部９６およびロック制御部９７を備えている。
【０１１９】
なお、前記濃度センサＳ１，Ｓ２における制御装置Ｃの構成を、この制御装置９０内に設けるようにしてもよい。その場合、前記ステップＱ８での低濃度ガスセンサＳＳｊの異常の判定を、所定時間ガスが流れた後に再度行うようにすることが好ましい。すなわち、制御装置は、前記ポンプＰ３１やＰ４２を駆動することで、該低濃度ガスセンサＳＳｊに、前記所定時間ＮＯ２ガスを流し、その後に再度異常判定を行うことで、ガス濃度が高いために低濃度ガスセンサＳＳｊが異常値を示したのか、低濃度ガスセンサ自体が故障したため異常値を示したのかを、確認することができる。そして、制御装置は、センサ故障であれば前記ステップＱ９→Ｑ１０→Ｑ１１→Ｑ５のセンサ切換えを行い、ガス濃度が高かった場合には切換えを行わないようにすることで、切換えたセンサがさらに故障してしまうような不具合を未然に防止することができる。
【０１２０】
全体制御部９１は、滅菌装置１の全体的な動作モードを管理し、各個別の制御部９２〜９７に対して動作モードの変更および維持を通知する制御信号を与える。濃度センサＳ１，Ｓ２が計測する蓄積タンク１０およびクリーンルームＲ内のＮＯ２の濃度データ、圧力センサＰ０；Ｐ１〜Ｐｎが計測する蓄積タンク１０および各クリーンルームＲ内の圧力データ、温度センサＴ０；Ｔ１〜Ｔｎが計測する蓄積タンク１０および各クリーンルームＲ内の温度データは、全体制御部９１に入力される。全体制御部９１は、これらの濃度データ、圧力データ、温度データ、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、滅菌システム１の動作モードを管理し、各制御部９２〜９６に、モード設定を行うとともに、必要なデータを転送する。
【０１２１】
吸気制御部９２は、前記蓄積タンク１０やクリーンルームＲへ新鮮外気を導入する際に、前記ポンプＰ２１を駆動するとともに、電磁弁Ｖ２１，Ｖ２２を制御して、前記蓄積タンク１０またはクリーンルームＲへ新鮮外気を供給する。その際、湿度センサ２２の検出結果に応答してエアドライヤ２１を駆動するとともに、エアドライヤ２１の異常を監視する。
【０１２２】
供給制御部９３は、前記ガス供給系統３０と、蓄積タンク１０との間でガスを循環させつつＮＯ２の濃度を高めさせてゆくように、前記ガス供給系統３０を制御するものであり、濃度センサＳ１で測定された前記蓄積タンク１０内のＮＯ２ガスの濃度に応答して、電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２を一対で開閉制御するとともに、マイクロ波供給装置７０およびポンプＰ３１に起動または停止を制御する制御信号を与える。また、供給制御部９３は、ポンプＰ３１の回転中は、その回転数を、流量計３２の計測結果に応じて制御する。こうして、供給制御部９３は、ＮＯ２ガスの生成期間は、プラズマ発生ノズル３１において安定したプラズマを発生させ、前記ＮＯ２ガスを生成させる。この供給制御部９３による濃度センサＳ１の測定結果に応答したＮＯ２ガスの生成の制御については、後に詳述する。
【０１２３】
なお、後述の排気系統５０またはＮＯ２回収系統６０によるＮＯ２ガスの抜き取り時に、供給制御部９３は、電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２の両方を「開」とするとともに、ポンプＰ３１を駆動して、配管３０３内からＮＯ２ガスを完全に除去するようにしてもよく、或いは上流側の電磁弁Ｖ３１または下流側の電磁弁Ｖ３２の一方のみを「開」として、前記抜き取りによる負圧を利用して、或る程度のＮＯ２ガスを除去できるようにしてもよい。
【０１２４】
連係制御部９４は、連係系統４０の電磁弁ＲＶ１１〜ＲＶｎ１；ＲＶ１２〜ＲＶｎ２を対で制御するとともに、ポンプＰ４１，Ｐ４２および電磁弁Ｖ４１を制御して、蓄積タンク１０内に蓄積されているＮＯ２ガスを、各クリーンルームＲへ、択一的に、順次切り換えて供給してゆく。また、連係制御部９４は、蓄積タンク１０へのリターン配管４０２における電磁弁Ｖ４１を「閉」とすることで、排気系統５０またはＮＯ２回収系統６０による各クリーンルームＲからのＮＯ２ガスの抜き取りを可能にする。
【０１２５】
このような各クリーンルームＲに対するＮＯ２ガスの流入および流出時に、前記一対の電磁弁ＲＶ１１〜ＲＶｎ１；ＲＶ１２〜ＲＶｎ２で選択されているクリーンルームＲ内のＮＯ２ガスの濃度は、濃度センサＳ２によって共通に測定され、前記連係制御部９４、排気制御部９５、回収制御部９６およびロック制御部９７に与えられる。こうして、各クリーンルームＲに、共通の濃度センサＳ２を使用することで、センサばらつきの影響を無くすことができるようになっている。
【０１２６】
排気制御部９５は、排気系統５０の電磁弁Ｖ５１，Ｖ５２を制御するとともに、ポンプＰ５１を制御して、蓄積タンク１０および各クリーンルームＲからのＮＯ２ガスを抜き取らせ、無害化して外部へ放出させる。無害化処理時は、排気制御部９５は、前述のように、ポンプＰ５１を駆動し、かつ電磁弁Ｖ５１，Ｖ５２を択一的に「開」として、クリーンルームＲまたは蓄積タンク１０からＮＯ２ガスを抜き取り、Ｎ２ガスに無害化させる。排気制御部９５は、クリーンルームＲからのＮＯ２ガスの排気時に、或る程度排気が進んだ段階で、吸気系統２０のポンプＰ２１を駆動するとともに、電磁弁Ｖ２２を「開」として、各クリーンルームＲへ新鮮外気を供給するようにしてもよい。同様に、排気制御部９５は、蓄積タンク１０からのＮＯ２ガスの排気時には、吸気系統２０のポンプＰ２１を駆動するとともに、電磁弁Ｖ２１を「開」として、蓄積タンク１０へ新鮮外気を供給するようにしてもよい。
【０１２７】
回収制御部９６は、前述のように、ＮＯ２回収系統６０の電磁弁Ｖ６１またはＶ６２の一方、電磁弁Ｖ６５、および電磁弁Ｖ６３またはＶ６４の一方を「開」とするとともに、ＰＳＡ方式の脱湿部６１およびＮＯ２回収部６３のポンプやＨ２Ｏ液化部６２およびＮＯ２液化部６４のチラーを駆動して、蓄積タンク１０および各クリーンルームＲからのＮＯ２ガスを抜き取らせ、タンク６５１に蓄積させる。また、回収制御部９６は、電磁弁Ｖ６６を「開」とするとともに、ヒーター６５２を駆動して、タンク６５１に蓄積されていたＮＯ２ガスを蓄積タンク１０へ供給し、再利用可能とする。
【０１２８】
ロック制御部９７は、各クリーンルームＲ１〜Ｒｎの錠装置Ｌ１〜Ｌｎの動作を制御する。錠装置Ｌ１〜Ｌｎは、各クリーンルームＲ１〜Ｒｎの図示しない出入口のドアをロックする装置である。前記ドアは、一連の滅菌処理工程中は、安全確保のために、この錠装置Ｌ１〜Ｌｎでロックされ、不所望な人員の立ち入りが阻止される。
【０１２９】
図９は、前記全体制御部９１による制御部９２〜９７を使用しての全体的な制御動作を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１では、各クリーンルームＲ１〜Ｒｎに繋がる空調ダクトを閉じたり、該クリーンルームＲから人員が退避して、錠装置Ｌ１〜Ｌｎを施錠するなどの前準備が行われ、全体制御部９１は、ロック制御部９７から錠装置Ｌ１〜Ｌｎの施錠を確認して、インターロックを解除し、滅菌処理動作を実行可能とする。
【０１３０】
ステップＳ２では、全体制御部９１は、供給制御部９３に対して、電磁弁Ｖ３２を「開」とさせ、かつ電磁弁Ｖ３１を「閉」とさせるとともに、ポンプＰ３１を駆動させる。同様に、全体制御部９１は、電磁弁ＲＶ１２〜ＲＶｎ２を「閉」とするとともに、連係制御部９４に対して、ポンプＰ４２を駆動させ、かつ電磁弁Ｖ４１を「開」とさせる。これによって、濃度センサＳ１，Ｓ２の流路Ｈ０；Ｈ１〜Ｈ４が真空に近くなり、該流路Ｈ０；Ｈ１〜Ｈ４の内壁に付着していたＮＯ２ガスを蒸散させ、濃度センサＳ１，Ｓ２をリフレッシュすることができる。この際に、前記低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の破損を招く場合には、前記低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の上流側の電磁弁ＶＳ１〜ＶＳ４を「閉」とするとともに、下流側にも電磁弁を設けてそれを「閉」とするか、前記絞りＢ１〜Ｂ４を全閉として、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４を真空状態から切り離すようにすればよい。
【０１３１】
こうして総ての準備が整うと、ステップＳ３で、全体制御部９１は、吸気制御部２０および排気制御部５０を使用して、蓄積タンク１０内に乾燥外気を導入する。具体的には、全体制御部９１は、吸気制御部２０に対して、電磁弁Ｖ２１を「開」とさせ、かつポンプＰ２１およびエアドライヤ２１を駆動させて外気を導入するとともに、蓄積タンク１０より下流側のポンプを駆動させて、該蓄積タンク１０に貯まっていたガス（前回使用後に無害化したガスまたは空気）を排出させる。前記排出は、たとえば、全体制御部９１が、排気制御部５０に対して、電磁弁Ｖ５２を「開」とさせるとともに、ポンプＰ５１を駆動させ、或いは連係制御部９４に対して、比較的広いクリーンルーム（Ｒｘとすると）の導入側の電磁弁（ＲＶｘ１）を「開」とさせるとともに、ポンプＰ４１を駆動させることで行うことができる。このとき、全体制御部９１は、湿度センサ２２の測定結果を監視し、乾燥不良の場合は、エアドライヤ２１の異常を報知する。外気導入が終了すると、全体制御部９１は、吸気制御部２０に対して、電磁弁Ｖ２１を「閉」とさせ、かつポンプＰ２１およびエアドライヤ２１を停止させるとともに、前記排気制御部５０や連係制御部９４に対して、排出側の弁を「閉」とさせるとともに、ポンプを停止させる。
【０１３２】
続いてステップＳ４で、全体制御部９１は、滅菌処理の初期に使用するガスを生成する。すなわち、全体制御部９１は、供給制御部９３に対して、電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２を「開」とさせるとともに、ポンプＰ３１を駆動させて、ガス供給系統３０と蓄積タンク１０との間でガスの循環経路を形成させる。併せて、このとき全体制御部９１は、供給制御部９３に対して、マイクロ波供給装置７０を駆動させる。一方、全体制御部９１は、連係制御部９４に電磁弁Ｖ４１を「閉」とさせるとともに、同様に、回収制御部９６に電磁弁Ｖ６２を「閉」とさせる。これによって、図１０（ａ）で示すように、蓄積タンク１０内のガスがガス供給系統３０内を循環し、ＮＯ２ガスの濃度が高められてゆく。
【０１３３】
ステップＳ５では、全体制御部９１は、濃度センサＳ１の測定結果を監視し、所定の滅菌処理開始の第１の濃度である前記４００００ｐｐｍに達したか否かを判断し、達していないときには前記ステップＳ３に戻ってＮＯ２ガスの濃度を高め、達している時には供給制御部９３に対して、マイクロ波供給装置７０およびポンプＰ３１を一旦停止させる。前記第１の濃度は、プラズマ発生ノズル３１において、プラズマによって生成されるＮＯ２ガスの量が、自然に崩壊（分離）するＮＯ２ガスの量より所定の割合だけ多くなる濃度に設定される。すなわち、前記第１の濃度は、プラズマ発生ノズル３１において、或る程度の効率でＮＯ２ガスを生成できる濃度に設定される。
【０１３４】
この初期ガスの生成にあたって、前述のようにタンク６５１に回収されたＮＯ２が残っている場合は、それを使用してもよく、その場合、全体制御部９１は、乾燥外気を導入した後、マイクロ波供給装置７０を駆動してプラズマ点灯させる前に、回収制御部９６を介して、電磁弁Ｖ６６を「開」とさせるとともに、ヒーター６５２を駆動させて、液体として貯留されているＮＯ２を気化させて取り込む。その取り込み時には、全体制御部９１は、供給制御部９３に対して、電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２を「開」とさせるとともに、ポンプＰ３１を駆動させてガスの流入を促進するようにしてもよい。或いは、ステップＳ３での蓄積タンク１０への乾燥外気の導入時と同様に、全体制御部９１は、排気制御部９５に、電磁弁Ｖ５２を「開」とさせるとともに、ポンプＰ５１を駆動させ、または連係制御部９４に、比較的広いクリーンルームＲｘの電磁弁ＲＶｘ１を「開」とさせるとともに、ポンプＰ４１を駆動させるなどして、予め蓄積タンク１０内を負圧に引いていてもよい。こうして第１の濃度のＮＯ２ガスが蓄積タンク１０に貯まった状態を、図１０（ｂ）で示す。
【０１３５】
続いて、ステップＳ６で、全体制御部９１は、後に詳述するようにして、各クリーンルームＲの滅菌処理を行い、ステップＳ７で所定時間が経過して終了と判定されるまで滅菌処理を継続する。滅菌処理が終了すると、ステップＳ８で、全体制御部９１は、滅菌処理に使用したＮＯ２ガスを回収するか否かを判断し、回収する場合にはステップＳ９に移って回収制御部９６に回収動作を行わせ、回収しない場合にはステップＳ１１に移って排気制御部９５に無害化処理を行わせる。
【０１３６】
なお、使用済みのＮＯ２ガスを、ＮＯ２回収系統６０で再利用するか、排気系統５０で排気（廃棄）するかは、前述のように次回の滅菌処理までの期間や、ＮＯ２ガスを再利用した回数などによって、適宜選択されればよい。或いは、比較的ＮＯ２ガスの濃度が高い蓄積タンク１０内のガスのみを回収し、クリーンルームＲ内のガスは排出したり、蓄積タンク１０およびクリーンルームＲ共に、回収初期の濃度が高い間のみ回収し、濃度が薄くなると排出する等、濃度に応じて排気（廃棄）するか否かを判断するようにしてもよい。
【０１３７】
前記回収動作では、前述のように、全体制御部９１は、回収制御部９６に、前述のように、ＮＯ２回収系統６０の電磁弁Ｖ６１またはＶ６２の一方と、電磁弁Ｖ６５と、電磁弁Ｖ６３またはＶ６４の一方とを「開」とさせるとともに、脱湿部６１およびＮＯ２回収部６３のポンプやＨ２Ｏ液化部６２およびＮＯ２液化部６４のチラーを駆動して、蓄積タンク１０および各クリーンルームＲからのＮＯ２ガスを順次抜き取らせ、タンク６５１に蓄積させる。
【０１３８】
蓄積タンク１０からの抜き取り時に、全体制御部９１は、供給制御部９３に、電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２を「開」とさせて、ガス供給系統３０側の配管３０１〜３０３やプラズマ発生ノズル３１内などに残留しているＮＯ２ガスを引き抜くようにしてもよい。一方、クリーンルームＲからの抜き取り時には、全体制御部９１は、連係制御部９４に、電磁弁Ｖ４１および導入側の電磁弁ＲＶ１１〜ＲＶｎ１の総てを「閉」とさせるとともに、排出側の電磁弁ＲＶ１２〜ＲＶｎ２を択一的に「開」とさせる。
【０１３９】
或る程度抜き取りが進行すると、全体制御部９１は、供給制御部９２にポンプＰ２１を駆動させるとともに、電磁弁Ｖ２１またはＶ２２を「開」とさせ、さらに連係制御部９４に導入側の電磁弁ＲＶ１１〜ＲＶｎ１を択一的に「開」とさせ、新鮮外気を導入しながらＮＯ２ガスの抜き取りを行う。
【０１４０】
前記無害化動作では、全体制御部９１は、排気制御部９５に、前述のように、排気系統５０の電磁弁Ｖ５１またはＶ５２の一方を「開」とさせるとともに、ポンプＰ５１を駆動させて、蓄積タンク１０および各クリーンルームＲからのＮＯ２ガスを抜き取らせ、排出させてゆく。この場合のクリーンルームＲ、ガス供給系統３０および吸気系統２０の制御は、上述の回収動作と同様である。
【０１４１】
全体制御部９１は、前記ステップＳ９およびステップＳ１１でのＮＯ２ガスの抜き取り状況を、それぞれステップＳ１０およびステップＳ１２において監視し、抜き取りが完了していない場合には前記ステップＳ９およびステップＳ１１にそれぞれ戻り、完了している場合にはステップＳ１３に移る。前記ＮＯ２ガスの抜き取り状況は、蓄積タンク１０については濃度センサＳ１で、各クリーンルームＲについては濃度センサＳ２で、それぞれ検出することができる。全体制御部９１は、濃度センサＳ１，Ｓ２における低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の測定結果に対する半導体センサ回路Ｃ３での判定結果が、前記１ｐｐｍ以下となると、前記抜き取り完了と判断する。
【０１４２】
ステップＳ１３では、全体制御部９１は、ロック制御部９７に錠装置Ｌ１〜Ｌｎを解錠させたり、警告灯を消灯させクリーンルームＲへの立ち入りが可能であることを報知させるなどして、処理を終了する。
【０１４３】
図１１は、前記ステップＳ６における滅菌処理動作を詳しく説明するためのフローチャートである。滅菌処理の際、各クリーンルームＲを、順に、滅菌処理を行うべき規定の第３の濃度、たとえば前記２００ｐｐｍとなるまでＮＯ２ガスを充填してゆくようにしてもよい。しかしながら、本実施の形態では、ＮＯ２ガスを、各クリーンルームＲに、順に少しずつ充填してゆくようにしており、しかも部屋の大きさや内容物の量、すなわち実際にＮＯ２ガスを充填すべき容積に対応して、充填時間を定めることで、全室の濃度をほぼ同じレベルで高めてゆくようになっている。このため、各クリーンルームＲｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対して、基本の充填時間Ｔｉが、前記容積に対応して予め設定されているものとする。たとえば、図１の例では、比較的狭いクリーンルームＲ１，Ｒｎには１分、比較的広いクリーンルームＲ２には２分が定められている。
【０１４４】
ステップＸ１で、全体制御部９１は、連係制御部９４に、ポンプＰ４１，Ｐ４２を駆動させるとともに、電磁弁Ｖ４１を「開」とさせ、蓄積タンク１０に連係系統４０を連係させる。ステップＸ２では、全体制御部９１は、クリーンルームＲの部屋番号を表す変数である前記ｉを１に初期セットする。ステップＸ３では、全体制御部９１は、部屋番号ｉに対応した前記充填時間Ｔｉを設定する。
【０１４５】
こうして滅菌処理の準備が整うと、ステップＸ４で、全体制御部９１は、タイマーＣＮＴ１をリセットしてスタートさせる。ステップＸ５では、全体制御部９１は、連係制御部９４に、前記部屋番号ｉのクリーンルームＲｉの電磁弁ＲＶｉ１，ＲＶｉ２を「開」とさせ、ＮＯ２ガスの充填を開始する。
【０１４６】
ステップＸ６では、全体制御部９１は、濃度センサＳ２によって前記クリーンルームＲｉのＮＯ２ガス濃度を測定する。ステップＸ７では、全体制御部９１は、その測定した濃度が前記第３の濃度以上であるか否かを判断し、第３の濃度に達していないときには、ステップＸ８で、タイマーＣＮＴ１の計測時間が前記充填時間Ｔｉに達したか否かを判断し、達していない場合には前記ステップＸ６に戻って、同じ部屋にＮＯ２ガスを充填し続ける。
【０１４７】
これに対して、前記ステップＸ７でＮＯ２ガス濃度が第３の濃度以上である場合、全体制御部９１は、ステップＸ９で、そのクリーンルームＲｉのガス濃度が第３の濃度に達したことを表すフラグＦＲｉを１にセットする。一方、前記ステップＸ８で規定の充填時間Ｔｉに達したとき、すなわち今回の充填時間Ｔｉで規定の第３のガス濃度に到達できなかった場合は、全体制御部９１は、ステップＸ１０で、前記フラグＦＲｉを０にリセットする。前記ステップＸ９，Ｘ１０からはステップＸ１１に移り、全体制御部９１は、連係制御部９４に、部屋番号ｉのクリーンルームＲｉの電磁弁ＲＶｉ１，ＲＶｉ２を「閉」とさせ、ＮＯ２ガスの充填を終了する。
【０１４８】
続いてステップＸ１２では、全体制御部９１は、前記変数ｉに１を加算して、次の部屋番号に更新し、ステップＸ１３では、その変数ｉが最大の部屋番号ｎを超えたか否かを判断し、超えていないときには前記ステップＸ３に戻って次のクリーンルームＲｉ＋１へのＮＯ２ガスの充填が行われることになる。前記ステップＸ１３で総てのクリーンルームＲ１〜ＲｎへのＮＯ２ガスの充填が一巡したことが判定されると、全体制御部９１は、ステップＸ１４で、フラグＦＲ１〜ＦＲｎから、総てのクリーンルームＲ１〜Ｒｎのガス濃度が前記第３の濃度以上となっているか否かを判断し、第３の濃度に達していない部屋が残されている場合には前記ステップＸ２に戻って、もう一巡、ガスの充填を行う。そのとき、先に第３の濃度以上となっている部屋については、濃度確認を行わないようにしてもよく、或いは同じステップを繰り返し、再確認を行うようにしてもよい。
【０１４９】
前記ステップＸ１４で、総てのクリーンルームＲ１〜Ｒｎのガス濃度が前記第３の濃度以上となっている場合は、ステップＸ１５に移り、全体制御部９１は、そのような状態となった最初のタイミングであるか否かを判定する。最初のタイミングである場合は、ステップＸ１６で、全体制御部９１は、滅菌処理の継続時間を表すタイマーＣＮＴ２をリセットしてスタートさせ、ステップＸ１７に移る。前記ステップＸ１６で最初のタイミングでない場合は、全体制御部９１は、直接ステップＸ１７に移る。
【０１５０】
ステップＸ１７では、全体制御部９１は、タイマーＣＮＴ２の計測時間が規定の滅菌処理時間Ｔ０、たとえば１０時間に達したか否かを判断し、達していない場合にはステップＸ１８で、所定時間、たとえば５分待機して、前記ステップＸ２に戻る。これに対して、前記ステップＸ１７で規定の滅菌処理時間Ｔ０を経過している場合には、ステップＸ１９で、全体制御部９１は、連係制御部９４に、ポンプＰ４１，Ｐ４２を停止させるとともに、電磁弁Ｖ４１を「閉」とさせ、蓄積タンク１０から連係系統４０を切り離し、処理を終了する。
【０１５１】
ここで、前記ステップＳ６の滅菌処理が開始された当初は、ＮＯ２ガスは、図１０（ｃ）で示すように、蓄積タンク１０から連係系統４０を介してクリーンルームＲまでの範囲で流れる。このようなＮＯ２ガスの消費によって、蓄積タンク１０内の濃度が既定の第２（第２−１）の濃度以下となると、全体制御部９１は、図１４（ｄ）で示すように、ガス供給部３０を動作させて、再びＮＯ２ガスの生成、すなわち追い炊き動作を行わせる。
【０１５２】
前記第２（第２−１）の濃度は、滅菌対象空間であるクリーンルームＲに対する蓄積タンク１０の大きさの比と、前記クリーンルームＲに要求されるＮＯ２ガスの濃度とによって決定され、たとえば蓄積タンク１０の容量が４０００Ｌで、要求されるガス濃度（第３の濃度）が前記２００ｐｐｍの場合、３０００〜４０００ｐｐｍであり、以下３０００ｐｐｍとする。また、本実施の形態では、前記第２（第２−１）の濃度に対してヒステリシスを持たせるために、追い炊き動作を停止する規定の第４（第２−２）の濃度として、４０００ｐｐｍが設定されている。
【０１５３】
図１２は、そのような追い炊き動作の一例を示すフローチャートである。この追い炊き動作は、図９におけるステップＳ６の滅菌処理内で行われ、全体制御部９１は、図１１で示すメインの滅菌処理を行いながら、所定周期、たとえば１分毎の割り込みで、この図１２で示す処理を行う。
【０１５４】
ステップＷ１では、全体制御部９１は、濃度センサＳ１によって、蓄積タンク１０内のＮＯ２ガスの濃度を測定する。その測定の際、ＮＯ２ガスの生成が停止していると、前記濃度センサＳ１へのガス流も停止しているので、全体制御部９１は、供給制御部９３に、プラズマ点灯はさせなくても、図１４（ｄ）で示すように、電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２を「開」とさせるとともに、ポンプＰ３１を駆動させて、配管３０３に蓄積タンク１０内のガスを循環させるようにしてもよい。
【０１５５】
ステップＷ２では、全体制御部９１は、前記ステップＷ１で測定された濃度が前記第４（第２−２）の濃度以上であるか否かを判断し、第４（第２−２）の濃度以上である場合にはステップＷ３に移って、さらにＮＯ２ガスの生成中であるか否かを判断し、生成中である場合にはステップＷ４で生成を停止して、メイン処理に復帰する。
【０１５６】
一方、前記ステップＷ２において、前記ステップＷ１で測定された濃度が前記第４（第２−２）の濃度未満である場合、ステップＷ５に移り、全体制御部９１は、さらに第２（第２−１）の濃度以下であるか否かを判断し、そうでないときにはそのままメイン処理に復帰する。すなわち、ステップＷ２からＷ５において、全体制御部９１は、蓄積タンク１０内のＮＯ２ガスの濃度が、滅菌処理中において維持すべき３０００ｐｐｍ〜４０００ｐｐｍの目標濃度の範囲内であるときに、ＮＯ２ガスの生成中であれば生成を継続し、生成していないのであれば生成を行わず、そのままの状態を維持する。
【０１５７】
また、ステップＷ５において、前記第２（第２−１）の濃度以下である場合には、ステップＷ６に移って、全体制御部９１は、さらにＮＯ２ガスの生成中であるか否かを判断し、生成していなければ、ステップＷ７で生成を開始させて、メイン処理に復帰する。前記ステップＷ３においてＮＯ２ガスの生成中でないとき、ステップＷ６においてＮＯ２ガスの生成中であるときは、全体制御部９１は、メイン処理に復帰して、そのままの状態を維持する。
【０１５８】
このようにして、全体制御部９１は、滅菌処理の初期には、ステップＳ４，Ｓ５で、ガス供給系統３０に高効率にＮＯ２ガスを生成させることができる。一方、滅菌処理の中間期から後期は、全体制御部９１は、ガス供給系統３０に、図１２で示す追い炊き動作を行わせ、必要最小限のＮＯ２ガスを生成させる。これによって、全体制御部９１は、最終的に蓄積タンク１０からクリーンルームＲに供給されず、使用されないＮＯ２ガスの量を少なくすることができ、ＮＯ２ガスの生成の無駄を無くすことができるとともに、ＮＯ２ガスを廃棄する場合には、排気系統５０に掛かる無害化処理の負担も軽減することができる。こうして、全体制御部９１は、比較的広いクリーンルームＲを、比較的低濃度のＮＯ２ガスで、効率良く滅菌処理することができる。
【０１５９】
また、本実施の形態の滅菌システム１では、ガス供給系統３０から直接クリーンルームＲにＮＯ２ガスを供給するのではなく、それらの間に蓄積タンク１０を設け、全体制御部９１は、滅菌処理の初期に、ステップＳ４，Ｓ５で、ガス供給系統３０に、蓄積タンク１０との間で、高濃度のＮＯ２ガスを生成させておくことで、前記ステップＳ２〜Ｓ５を、ステップＳ１と並列に行うようにもすることができる。その場合、蓄積タンク１０にＮＯ２ガスが充分に蓄積されるまでの間は、クリーンルームＲが使用（人が出入りする等）可能になり、実際の滅菌処理時間を短縮することができる。
【０１６０】
さらにまた、本実施の形態の滅菌システム１では、前記ガス供給系統３０は、前記蓄積タンク１０内のガスを原料ガスとして、前記ＮＯ２ガスを生成するので、該ＮＯ２ガスの濃度が低下したら、いわゆる追い炊き機能を実現し、前記蓄積タンク１０から、それに連なるクリーンルームＲを含む気密空間内のガス圧を一定に保つことができる。
【０１６１】
また、本実施の形態の滅菌システム１では、全体制御部９１は、連係系統４０を制御して、複数の各クリーンルームＲｉを択一的に、そのクリーンルームＲｉに定められた充填時間Ｔｉずつ、順に蓄積タンク１０へ連通し、ＮＯ２ガスを充填させるので、各クリーンルームＲｉのガス濃度を均等に高めてゆくことができる。また、各クリーンルームＲのＮＯ２ガス濃度を、共通の濃度センサＳ２でそれぞれ検出することで、前記各クリーンルームＲの大きさ（容量）が不揃いな場合にも、一定の濃度に保つことができる。
【０１６２】
さらにまた、本実施の形態の滅菌システム１では、濃度センサＳ１，Ｓ２に、光センサからなる高濃度ガスセンサＳＰを備えていることで、ＮＯ２に非接触で、すなわち該ＮＯ２ガスに何ら変性を生じさせることなく、リアルタイムに（高い応答性で）、ＮＯ２ガスの濃度を測定することができ、前記追い炊きの制御などに効果的である。
【０１６３】
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），（２）の変形実施形態を取ることができる。
【０１６４】
（１）上記実施形態では、マイクロ波供給装置７０およびプラズマノズル３１を用いて、空気をプラズマ化することで滅菌ガスを生成する例を示した。これに代えて、２つの電極３５，３６間にアーク放電を生じさせることでプラズマを発生させる方法を採用してもよい。
【０１６５】
（２）上記実施形態では、クリーンルームＲ内を常圧で滅菌処理を行う例を示したが、減圧した状態で滅菌処理を行うようにしてもよい。
【０１６６】
（３）クリーンルームＲを減圧して滅菌処理を行う場合は、常圧に復帰させるために外気の導入が必要になるが、上述のようにクリーンルームＲ内をほぼ常圧で滅菌処理を行う場合、特に湿度が問題にならなければ、系統内に存在する空気を使用して、ＮＯ２ガスを生成するようにしてもよい。すなわち、前記吸気系統２０を設けなくてもよい。また、吸気系統２０を設ける場合も、湿度が問題にならなければ、ポンプＰ２１や電磁弁Ｖ２１，Ｖ２２だけを設け、エアドライヤ２１や湿度センサ２２を省略するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１６７】
１ 滅菌システム
１０ 蓄積タンク
２０ 吸気系統
３０ ガス供給系統
３１ プラズマ発生ノズル
３３ ＮＯ２変換部
３５ 内側電極
３６ 外側電極
３７ 保持部材
３８ センサユニット
３９ 集束器
４０ 連係系統
５０ 排気系統
５１ ＨＮＯ３変換部
５２ フィルタ
６０ ＮＯ２回収系統
６１ 脱湿器
６２ Ｈ２Ｏ液化部
６３ ＮＯ２回収部
６４ ＮＯ２液化部
６４１ タンク
６４２ チラー
６５ ＮＯ２気化部
６５１ タンク
６５２ ヒーター
７０ マイクロ波供給装置
７２ 導波管
９０ 制御装置
９１ 全体制御部
９２ 吸気制御部
９３ 供給制御部
９４ 連係制御部
９５ 排気制御部
９６ 回収制御部
９７ ロック制御部
Ｃ 制御装置
Ｃ１ 弁制御回路
Ｃ２ 光センサ回路
Ｃ３ 半導体センサ回路
Ｈ０ 第１の流路
Ｈ１〜Ｈ４ 第２の流路
Ｐ０；Ｐ１〜Ｐｎ 圧力センサ
Ｒ１〜Ｒｎ クリーンルーム
ＲＶ１１〜ＲＶｎ１；ＲＶ１２〜ＲＶｎ２ 電磁弁
Ｓ１，Ｓ２ 濃度センサ
ＳＰ 高濃度ガスセンサ
ＳＳ１〜ＳＳ４ 低濃度ガスセンサ
Ｔ０；Ｔ１〜Ｔｎ 温度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーンルームやアイソレータなどの滅菌処理を行うべき滅菌対象空間に、滅菌の手段として、二酸化窒素ガスを充填し、滅菌処理を行うシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療用器具や食品包装材などの被処理物を処理室に収容し、高度に滅菌する滅菌装置において、たとえば特許文献１には、前記被処理物の処理に窒素酸化物（ＮＯｘ）ガスを用いることが示されている。詳しくは、特許文献１では、窒素ガスと酸素ガスとの混合気体をプラズマ発生室に導入し、その混合気体をプラズマ化して前記窒素酸化物ガスを生成し、その窒素酸化物ガスを食品に付着した大腸菌の殺菌用に用いている。
【０００３】
しかしながら、前記窒素酸化物ガスによる滅菌効率は良いとは言えず、滅菌効率改善の要請があった。そこで本件出願人は、鋭意研究を重ねた結果、細菌類の滅菌に寄与するのは、前記窒素酸化物（ＮＯｘ）のうち、実質的に二酸化窒素（ＮＯ２）であることを見出し、特許文献２において、純度の高い二酸化窒素ガスを生成することができる方法、および該方法によって生成された二酸化窒素ガスを貯留する装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１６２２７６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０２４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
その特許文献２によれば、二酸化窒素（ＮＯ２）を用いることで、高い滅菌効果を得ている。しかしながら、滅菌処理の対象としていたのは、前記のように医療用器具や食品包装材などで、被処理物を処理室に収容し、該処理室を略真空状態とした後、数万ｐｐｍにも及ぶ高濃度の二酸化窒素（ＮＯ２）ガスを充填することで、短時間に、しかも管の内部などの細部まで滅菌処理を行えるようになっている。
【０００６】
一方、滅菌処理の用途として、そのような高度な滅菌処理だけに限らず、前記クリーンルームやアイソレータなどの、広くて、人が居るような環境を滅菌対象空間として、安全上、低い濃度で、長時間掛かっても滅菌したいという要望もある。
【０００７】
本発明の目的は、比較的広い滅菌対象空間を、比較的低濃度の二酸化窒素ガスで、効率良く滅菌処理することができる滅菌システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の滅菌システムは、滅菌処理を行うべき滅菌対象空間と、前記滅菌処理に使用する二酸化窒素ガスを生成するガス供給源と、前記ガス供給源と滅菌対象空間との間に介在され、前記ガス供給源で生成された二酸化窒素ガスを貯留する蓄積タンクと、前記蓄積タンクと滅菌対象空間との間に介在される弁装置と、前記蓄積タンク側の二酸化窒素ガス濃度を検出する第１のセンサと、前記第１のセンサの検出結果に応答し、前記弁装置を閉じた状態で前記ガス供給源に二酸化窒素ガスの生成を開始させた後、前記ガス供給源における二酸化窒素ガスの生成と分解とがバランスする濃度よりも低い予め定める第１の濃度になると、前記二酸化窒素ガスの生成を停止させるとともに、前記弁装置を開放させ、以降は、前記第１の濃度より低い予め定める第２の濃度に対して、濃度が低下すると前記二酸化窒素ガスの生成を再開させ、上昇すると生成を停止させる制御装置とを含むことを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、滅菌処理を行うべき滅菌対象空間に、ガス供給源で生成された二酸化窒素（ＮＯ２）ガスを充填し、滅菌処理を行う滅菌システムにおいて、クリーンルームやアイソレータなどの比較的広い滅菌対象空間に対して、前記ガス供給源との間に蓄積タンクおよび弁装置を介在し、制御装置は、第１のセンサで検出される二酸化窒素ガスの濃度が予め定める第１の濃度になるまで前記弁装置を閉じて、ガス供給源に二酸化窒素ガスを生成させ続ける。前記第１の濃度は、前記ガス供給源における二酸化窒素ガスの生成と分解とがバランスする濃度よりも低い所定の濃度、たとえば４００００ｐｐｍに設定されている。その後、前記第１の濃度に達すると、制御装置は、前記ガス供給源に二酸化窒素ガスの生成を停止させるとともに、前記弁装置を開き、蓄積タンクに貯留された二酸化窒素ガスを滅菌対象空間に供給する。さらにその後、前記第１の濃度より低く設定される所定の第２の濃度に対して、濃度が低下すると、前記制御装置は前記ガス供給源に二酸化窒素ガスの生成を再開させ、上昇すると生成を停止させる。前記第２の濃度は、滅菌対象空間に対する蓄積タンクの大きさの比と、前記滅菌対象空間に要求される二酸化窒素ガスの濃度とによって決定され、たとえば３５００〜４０００ｐｐｍである。
【００１０】
したがって、滅菌処理の初期には、ガス供給源に高効率に二酸化窒素ガスを生成させることができるとともに、蓄積タンクに二酸化窒素ガスが充分に蓄積されるまでの間は、滅菌対象空間を使用（人が出入りする等）することもでき、実際の滅菌処理時間を短縮することができる。一方、滅菌処理の中間期から後期は、ガス供給源に必要最小限の二酸化窒素ガスを生成させ、最終的に蓄積タンクから滅菌対象空間に供給されず、滅菌処理終了後に廃棄されてしまう二酸化窒素ガスの量を少なくすることができ、二酸化窒素ガスの生成の無駄を無くすことができるとともに、二酸化窒素ガスの廃棄に掛かる無害化処理の負担も軽減することができる。こうして、比較的広い滅菌対象空間を、比較的低濃度の二酸化窒素ガスで、効率良く滅菌処理することができる。
【００１１】
また、本発明の滅菌システムでは、前記第２の濃度は、前記濃度の低下時に二酸化窒素ガスの生成を再開させる第２−１の濃度と、前記上昇時に二酸化窒素ガスの生成を停止させ、かつ前記第２−１の濃度より高い第２−２の濃度とが設定されていることを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、滅菌対象空間の二酸化窒素ガスの濃度が下がったら生成を再開し、上がったら生成を停止するための閾値である前記第２の濃度を、所定の間隔を開けた２つの値に設定し、前記制御装置は、濃度低下時には第２−１の濃度を、濃度上昇時には前記第２−１の濃度より高い第２−２の濃度を使用する。
【００１３】
したがって、閾値に、いわゆるヒステリシスを持たせ、制御を安定させることができる。
【００１４】
さらにまた、本発明の滅菌システムでは、前記ガス供給源は、前記蓄積タンク内のガスを原料ガスとして、前記二酸化窒素ガスを生成することを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、二酸化窒素ガスの濃度が低下したら、いわゆる追い炊き機能を実現し、前記蓄積タンクから、それに連なる滅菌対象空間を含む気密空間内のガス圧を一定に保つことができる。
【００１６】
また、本発明の滅菌システムでは、前記ガス供給源は、前記蓄積タンク内の空気を原料ガスとして、前記空気を該ガス供給源内に循環させつつ、プラズマによって前記二酸化窒素ガスを生成することを特徴とする。
【００１７】
上記の構成によれば、滅菌用の二酸化窒素ガスを生成するガス供給源として、空気を原料ガスとして、プラズマによって生成する装置を用い、前記蓄積タンク内の空気を該ガス供給源内を循環させて、その濃度を高めてゆく場合、該蓄積タンク内の二酸化窒素ガスが無くなるまで滅菌対象空間へ供給してしまうと、すなわち前記ガス供給源での二酸化窒素ガス濃度が低下すると、該ガス供給源における二酸化窒素ガスの生成効率が低下する。
【００１８】
したがって、前記ガス供給源で生成された二酸化窒素ガスを、蓄積タンクによって前記第１の濃度に達するまで蓄積してゆくことは効果的である。
【００１９】
さらにまた、本発明の滅菌システムでは、前記滅菌対象空間側の二酸化窒素ガス濃度を検出する第２のセンサを備え、前記制御装置は、前記第２のセンサの検出結果に応答し、前記弁装置を開閉制御することを特徴とする。
【００２０】
上記の構成によれば、滅菌対象空間側の二酸化窒素ガス濃度を、一定濃度、たとえば２００ｐｐｍに保つことができる。
【００２１】
また、本発明の滅菌システムでは、前記滅菌対象空間は複数設けられており、前記制御装置は、前記弁装置を制御して、それら複数の滅菌対象空間を択一的に前記蓄積タンクへ連通し、二酸化窒素ガスを充填させることを特徴とする。
【００２２】
上記の構成によれば、複数の滅菌対象空間に、少しずつ均等に二酸化窒素ガスを充填してゆくことになり、前記蓄積タンクの二酸化窒素ガス濃度が急激に低下することを防止することができる。また、クリーンルームなどの複数の滅菌対象空間の二酸化窒素ガス濃度を、第２のセンサでそれぞれ検出することで、前記滅菌対象空間の大きさ（容量）が不揃いな場合にも、一定の濃度に保つことができる。
【００２３】
さらにまた、本発明の滅菌システムでは、前記第１および第２のセンサは、青色光の前記二酸化窒素ガスの透過光量から前記濃度を検出することを特徴とする。
【００２４】
上記の構成によれば、前記二酸化窒素ガスが茶褐色であることを利用して、前記第１および第２のセンサは、前記二酸化窒素ガスの通過空間に青色発光ダイオードなどから青色光を照射し、その透過光量（ガスによる吸収量）を光検出素子で検出することで、前記濃度を検出する。
【００２５】
したがって、非接触で、すなわち二酸化窒素ガスに何ら変性を生じさせることなく、リアルタイムに（高い応答性で）、二酸化窒素ガスの濃度を測定することができ、前記追い炊きの制御などに効果的である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の滅菌システムは、以上のように、滅菌処理を行うべき滅菌対象空間に、ガス供給源で生成された二酸化窒素（ＮＯ２）ガスを充填し、滅菌処理を行う滅菌システムにおいて、クリーンルームやアイソレータなどの比較的広い滅菌対象空間に対して、前記ガス供給源との間に蓄積タンクおよび弁装置を介在し、前記二酸化窒素ガスを効率良く生成できる第１の濃度まで蓄積タンクに二酸化窒素ガスを生成させ続け、一旦生成を停止した後、ガスの使用によって前記第１の濃度より低く設定される所定の第２の濃度より低下すると生成を再開する。
【００２７】
それゆえ、滅菌処理の初期には、ガス供給源に高効率に二酸化窒素ガスを生成させることができるとともに、蓄積タンクに二酸化窒素ガスが充分に蓄積される第１の濃度までの間は、滅菌対象空間を使用（人が出入りする等）することもでき、実際の滅菌処理時間を短縮することができる。一方、滅菌処理の中間期から後期は、ガス供給源に必要最小限の二酸化窒素ガスを生成させ、最終的に蓄積タンクから滅菌対象空間に供給されず、滅菌処理終了後に廃棄されてしまう二酸化窒素ガスの量を少なくすることができ、二酸化窒素ガスの生成の無駄を無くすことができるとともに、二酸化窒素ガスの廃棄に掛かる無害化処理の負担も軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の一形態に係る滅菌システムのブロック図である。
【図２】図１で示す滅菌システムにおける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】プラズマ発生ノズルの縦断面図である。
【図４】前記プラズマ発生ノズルの斜視図である。
【図５】図１で示す滅菌システムのＮＯ２回収系統におけるＮＯ２液化部およびＮＯ２気化部の一構成例を模式的に示す図である。
【図６】図１で示す滅菌システムにおけるＮＯ２濃度センサの一構成例を模式的に示す図である。
【図７】前記ＮＯ２濃度センサのレンジ切換えおよびセンサ切換え動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】前記滅菌システムの電気的な制御構成を示すブロック図である。
【図９】前記滅菌システムの全体的な制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図９における滅菌処理でのＮＯ２ガスの流れを模式的に示す図である。
【図１１】図９における滅菌処理動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１１における滅菌処理内で行われるＮＯ２ガスの追い炊き動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、本発明の実施の一形態に係る滅菌システム１のブロック図である。この滅菌システム１は、滅菌処理を行うべき処理室として、薬品製造などに使用されるクリーンルームＲ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎ（総称するときは、以下参照符号Ｒで示す）を備え、週末などの該クリーンルームＲの不使用な時間帯に、該クリーンルームＲ内に、プラズマによって生成された二酸化窒素（ＮＯ２）ガスを作用させて滅菌処理を施すものである。この滅菌システム１は、大略的に、前記クリーンルームＲと、蓄積タンク１０と、吸気系統２０と、ガス供給系統３０と、連係系統４０と、排気系統５０と、ＮＯ２回収系統６０とを備えて構成される。
【００３０】
本実施形態では、空気を原料ガスとして、その空気を前記プラズマ処理することで生成された二酸化窒素（ＮＯ２）ガスを滅菌剤として用いる例を示す。したがって、本実施の形態の滅菌システム１では、原料ガスの取り扱いが容易であり、コストダウンを図ることができるとともに、人体に有害な二酸化窒素ガスを、必要な場所で、必要な量だけ作成することができる。なお、処理室としては、通常はガラス張りで側面にゴム手袋を備え、外部から人手で内部の検査器具などを扱えるようにしたアイソレータ等であってもよい。
【００３１】
クリーンルームＲは、滅菌時には、適宜目張りなどが施されて、高い気密性を確保することができる内部空間を有し、その内部空間には、人が入って作業することができるようになっている。各クリーンルームＲ１〜Ｒｎには、滅菌中に不所望な人の立ち入りを防止する錠機構Ｌ１〜Ｌｎや、図示は省略しているが、滅菌中の注意を表す警告装置が適宜備えられている。本実施の形態では、クリーンルームは参照符号Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎの複数設けられているが、１つであってもよく、また各部屋の大きさも任意である。
【００３２】
蓄積タンク１０は、ガス供給系統３０と協働して、ガス供給系統３０において常圧下で生成された前記ＮＯ２ガスを、その濃度を上げつつ蓄積するものであり、前記ガス供給系統３０と前記ＮＯ２ガスの循環経路を形成する。この蓄積タンク１０は、たとえばステンレス鋼などで構成され、前記クリーンルームＲの容積に比べて、小容量のタンクである。
【００３３】
吸気系統２０は、吸気部を構成し、前記蓄積タンク１０およびクリーンルームＲの少なくとも一方に乾燥した外気（空気）を導入させるための配管系統である。吸気系統２０は、ポンプＰ２１、エアドライヤ２１、湿度センサ２２、電磁弁Ｖ２１，Ｖ２２、配管２０１，２０２，２０３を含む。配管２０１は、ポンプＰ２１と、電磁弁Ｖ２１および電磁弁Ｖ２２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および湿度センサ２２が配置されている。配管２０２は、電磁弁Ｖ２１と蓄積タンク１０との間を接続している。配管２０３は、電磁弁Ｖ２２とクリーンルームＲとの間を接続している。
【００３４】
ポンプＰ２１は、蓄積タンク１０およびクリーンルームＲの少なくとも一方に外気を導入するときに動作されるポンプであり、外気を吸入し、配管２０１から、配管２０２を介して蓄積タンク１０へ、配管２０３を介してクリーンルームＲへ、それぞれ外気を送り込む。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、たと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、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。電磁弁Ｖ２１および電磁弁Ｖ２２は、ポンプＰ２１の稼働時に、択一的に「開」とされるバルブである。すなわち、電磁弁Ｖ２１および電磁弁Ｖ２２は、それぞれ、蓄積タンク１０およびクリーンルームＲを含む系統を、外気と、遮断する必要があるときに「閉」とされ、連通させるときに「開」とされる。
【００３５】
ガス供給系統３０は、吸気系統２０により蓄積タンク１０に導入された乾燥空気や、クリーンルームＲから帰ってきたＮＯ２濃度が低いガスをプラズマで電離して、ＮＯ２ガスを生成したり、濃度を高めたりする際に稼働される系統である。ガス供給系統３０は、電磁弁Ｖ３１，電磁弁Ｖ３２、プラズマ発生ノズル３１、ガス流量計３２、ポンプＰ３１、濃度センサＳ１、配管３０１，３０２，３０３を含む。
【００３６】
配管３０１の一端側は蓄積タンク１０内に連通し、他端側は電磁弁Ｖ３１を介して配管３０３の一端側に接続されている。配管３０２の一端側は蓄積タンク１０内に連通し、他端側は電磁弁Ｖ３２を介して配管３０３の他端側に接続されている。これにより、蓄積タンク１０と連通する、配管３０１の一端側を起点として配管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、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り、その配管３０１には、蓄積タンク１０内の二酸化窒素ガスの濃度を計測する第１の濃度センサである濃度センサＳ１が設けられている。配管３０１に連なる配管３０３に対して、上流側から順に、プラズマ発生ノズル３１、ガス流量計３２およびポンプＰ３１が配置され、配管３０２に連なる。電磁弁Ｖ３１および電磁弁Ｖ３２は、後述する常圧状態でのＮＯ２ガス生成時および無害化処理時に「開」とされ、それ以外のときに「閉」とされる弁である。
【００３７】
プラズマ発生ノズル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。配管３０３を流通する原料ガスとしての空気（窒素および酸素を含むガス）は、該プラズマ発生ノズル３１の前記電界集中部を通過することで電離され、ＮＯ２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７０から該プラズマ発生ノズル３１に与えられる。
【００３８】
図２は、マイクロ波供給装置７０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７０は、マイクロ波エネルギーを発生すると共に、これをプラズマ発生ノズル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７１と、前記マイクロ波を伝搬させる導波管７２とを含む。この導波管７２に、プラズマ発生ノズル３１が取り付けられている。また、マイクロ波発生装置７１と導波管７２との間には、アイソレータ７３およびカプラ７４が備えられている。
【００３９】
マイクロ波発生装置７１は、たとえば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され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、たとえば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７１が好適に用いられる。
【００４０】
導波管７２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７１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。アイソレータ７３は、入出力のアイソレーションを行い、導波管７２からの反射マイクロ波のマイクロ波発生装置７１への入射を抑止する機器であり、サーキュレータ７３１とダミーロード７３２とを含む。サーキュレータ７３１は、磁力によって、マイクロ波発生装置７１で発生されたマイクロ波を導波管７２に向かわせる一方で、反射マイクロ波をダミーロード７３２に向かわせる。ダミーロード７３２は、反射マイクロ波を吸収して熱に変換する。カプラ７４は、マイクロ波エネルギーの強度を計測する。
【００４１】
なお、本実施の形態のマイクロ波供給装置７０は、前記のマイクロ波の周波数に対して、マイクロ波発生装置７１からプラズマ発生ノズル３１までの距離等が適宜チューニングされて、前記プラズマ発生ノズル３１でのマイクロ波の受信感度が最大となり、マイクロ波発生装置７１側に反射するマイクロ波が最小となるように調整されている。しかしながら、部品のばらつき等に対するチューニングや、一層高精度なチューニングのために、前記プラズマ発生ノズル３１に対して、上流側のチューナと、下流側のスライディングショートとの少なくとも一方が設けられてもよい。
【００４２】
前記チューナは、導波管７２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、つまりプラズマ発生ノズル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り、前記カプラ７４は、その調整の際に利用することができる。また、前記スライディングショートは、導波管７２の遠端部を閉塞し、導波管７２の管軸方向、すなわちマイクロ波の伝搬方向に移動することで、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。
【００４３】
図３はプラズマ発生ノズル３１の縦断面図であり、図４は斜視図である。先ず、このプラズマ発生ノズル３１は、上述のように導波管７２に取付けられ、マイクロ波発生装置７１から送信されたマイクロ波を受信する。そして、導波管７２の管軸方向とは直交方向に並んで、すなわち前記マイクロ波発生装置７１から等距離で、２本の内側電極３５が配置され、ガス生成能力が強化されている。したがって、図３において、マイクロ波の伝搬方向は紙面に垂直（厚み）方向である。そして、外側電極３６は、後述するようにして前記２本の内側電極３５を保持しており、ビス８１によって導波管７２に取付けられる。導波管７２がアース電位とされる結果、外側電極３６もアース電位とされる。
【００４４】
導波管７２は、前述のように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に形成されている。そして、導波管７２の遊端部はビス７５で固着された端板７６で閉塞されている。端板７６は、マイクロ波の漏洩を防ぎ、プラズマ発生ノズル３１側への不要マイクロ波の反射を防止するために、マイクロ波を吸収する磁性金属からなる。しかしながら、前述のようにプラズマ発生ノズル３１の位置が適切にチューニングされており、該端板７６で吸収するマイクロ波は微小で、吸収による不所望な温度上昇を招くようなことはない。導波管７２において、プラズマ発生ノズル３１より上流側には、図示していないが、前述のように、カプラ７４が設けられている。
【００４５】
導波管７２の基端部には、鍔状の継ぎ手部材７７が取付けられる。この継ぎ手部材７７は、管軸方向の断面がＬ字状に形成され、そのＬ字の一方の辺７７ａがビス７８によって導波管７２に固着され、他方の辺７７ｂが六角穴付きボルト７９によって、前記サーキュレータ７３１に固着される。こうして、前記マイクロ波発生装置７１から送信されたマイクロ波がプラズマ発生ノズル３１に伝播されるようになっている。
【００４６】
図３および図４の例では、前記鍔状の継ぎ手部材７７は、加工性を向上するために、半割れ状に形成され、半割れの２つがビス８０によって接合されて構成されている。しかしながら、このような継ぎ手部材７７の構造を始め、導波管７２に対するサーキュレータ７３１および端板７６の取付け構造については、適宜選択されればよい。
【００４７】
外側電極３６の外形は円筒状に形成され、その一直径線上に形成された２つの収納孔３６１内に、該収納孔３６１と同心状に、前記内側電極３５がそれぞれ収納される。内側電極３５は、保持部材３７によって保持され、前記収納孔３６１の内周面から着脱自在とされている。収納孔３６１には、管継手３６３を介して前記第２電磁弁Ｖ２からの配管３０３に連通されるガス供給孔３６２が形成されている。
【００４８】
上記のように構成されたプラズマ発生ノズル３１によれば、内側電極３５が導波管７２を伝搬するマイクロ波を受信すると、アース電位の外側電極３６との間に電位差が生じる。特に、内側電極３５の下端部３５２と外側電極３６の下端縁３６８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、前記ガス供給孔３６２から酸素分子と窒素分子とを含むガス（空気）が供給されると、ガスが励起されて内側電極３５の下端部３５２付近においてプラズマ（電離気体）が発生し、ノズル３６４から吐出される。前記プラズマは、ＮＯ２とフリーラジカルとを含んでいる。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。
【００４９】
前記外側電極３６の基端側には、図示しない冷却水管を保持する冷却孔３６６が形成されている。その冷却水管には、管継手３６７を介して、前記ダミーロード７３２と並列または直列に、冷却水が供給される。
【００５０】
また、外側電極３６の先端側には、図４で示すように、六角穴付きボルト３８１によって、センサユニット３８が取付けられる。センサユニット３８も、外形は大略円筒状に形成されており、前記収納孔３６１に対応した２つのガス孔３８２を一直径線上に有するとともに、そのガス孔３８２の配置される直径線とは直交する直径線上に、図示しないセンサ孔を有する。２つのセンサ孔からは、対応するガス孔３８２に連通する検知孔が形成されており、その検知孔を通して、センサ孔に配置された光センサが、プラズマの点滅を検知することができる。図３および図４では、センサ孔に配置された光センサを封止するブロック３８３が現れている。
【００５１】
前記外側電極３６の収納孔３６１から、センサユニット３８のガス孔３８２にかけては、それらの内周面を保護する保護管３８４が設けられている。その保護管３８４は、プラズマ光に対して透光性を有する筒状の誘電体からなり、石英ガラス、テフロン（登録商標）等のパイプを用いることができる。この保護管３８４を設けることで、内側電極３５の先端と外側電極３６との間で、不所望なアーク放電（異常放電）の発生を防止することができるとともに、前記収納孔３６１からガス孔３８２の内周面をプラズマから保護（腐蝕の防止）しつつ、前記センサ孔側へのガスの漏洩を防止することができる。
【００５２】
前記保護管３８４は、前記内側電極３５の先端部からガス孔３８２の全長にかけて形成され、前記外側電極３６とセンサユニット３８との境界では、拡径されたフランジ３８４１が形成されている。このフランジ３８４１が、外側電極３６側の段差３６５およびセンサユニット３８側の段差３８５によって挟み込まれることで、保護管３８４は、その軸方向へのずれが防止、すなわち前記外側電極３６の収納孔３６１側へ不所望に入り込まないようになっている。
【００５３】
前記外側電極３６の導波管６２側の対向面において、収納孔３６１の周囲には環状の突条３８６が形成されており、その突条３８６の外周部に嵌め込まれたＯリング３８７が前記外側電極３６と導波管６２との間に挟み込まれることによって、外側電極３６と導波管６２との連結面からのガスの漏洩が防止されている。同様に、センサユニット３８のガス孔３８２の周囲には環状の凹溝３８８が形成されており、その凹溝３８８に嵌り込むＯリング３８９が前記外側電極３６とセンサユニット３８との間に挟み込まれることによって、外側電極３６とセンサユニット３８との連結面からのガスの漏洩が防止されている。
【００５４】
前記センサユニット３８の先端側には、集束器３９が取付けられる。この集束器３９は、円形ホーン形状に形成され、前記２本の保護管３８４から吐出されたガスを集束して、細い管径のガス管３９１へ供給する。ガス管３９１は、前記ガス流量計３２への配管３０３に連通される。
【００５５】
このため、集束器３９は、大径のセンサユニット３８側の外周フランジ３９２部分が、六角穴付きボルト３９３によって、センサユニット３８に取付けられる。集束器３９のセンサユニット３８側の端部において、内部開口３９４の周囲には、凹溝３９５が形成されている。その凹溝３９５に嵌り込んだＯリング３９６が、前記センサユニット３８と集束器３９との間に挟み込まれることによって、センサユニット３８と集束器３９との連結面からのガスの漏洩が防止されている。
【００５６】
一方、集束器３９のガス管３９１側の端部には、拡径されたフランジ３９７が形成されている。このフランジ３９７は、パッキンなどのシール部材を適宜介して、ガス管３９１側の対応するフランジ３９８と接合された後、それらのフランジ３９７，３９８の外周部が、図示しない締結部材によって連結される。
【００５７】
内側電極３５は、良導電性の金属の棒状部材からなり、図３で示すように、その上端部３５１の側が導波管７２の内部に所定長さだけ突出している。上述のように、この突出した上端部３５１は、導波管７２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し、下端部３５２が前記外側電極３６との間でグロー放電を行う。
【００５８】
そして、前記内側電極３５の上端部３５１側が、上述のように保持部材３７によって保持される。保持部材３７は、絶縁性を有し、低誘電率な材料である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。保持部材３７は、前記内側電極３５の上端部３５１を保持する保持部３７１と、円筒状に形成され、導波管７２を越えて延びる把持部３７２とが一体成型されて構成される。
【００５９】
前記外側電極３６の収納孔３６１において、導波管７２側には段差部３６９が設けられ、該段差部３６９で保持部３７１が支持されることで、内側電極３５は外側電極３６とは絶縁された状態で、着脱自在に支持される。こうして、上述のように外側電極３６の収納孔３６１と同心状に配置される内側電極３５を有し、両電極３５，３６間に高周波の電界を印加することでグロー放電を生じさせてプラズマを発生させ、両電極３５，３６間に供給された原料ガスを前記プラズマによって処理して放出するプラズマ発生ノズル３１において、損耗する内側電極３５を交換可能に形成することができる。
【００６０】
一方、導波管７２において、外側電極３６が取付けられる壁７２１とは反対側の壁７２２には、前記保持部材３７に保持された内側電極３５が遊挿可能な点検口７２３が形成されている。前記点検口７２３には、ビス７２４によって口金７２５が固定されており、その口金７２５にビス７２６によってキャップ部材７２７が取付けられることで、前記点検口７２３が閉塞されるとともに、保持部材３７の把持部３７２の端部３７２１が押圧固定される。
【００６１】
そして、作業者が前記把持部３７２を把持し、保持部材３７および内側電極３５を前記口金７２５および点検口７２３を遊挿させ、前記保持部３７１を収納孔３６１の段差部３６９に嵌め込んだ後、前記把持部３７２の端部３７２１をキャップ部材７２７で抑えつつ、ビス７２６を口金７２５に螺着することで、前記保持部材３７の保持部３７１が段差部３６９に押え込まれてゆく。こうして、内側電極３５は常に所定の位置にセットされることになり、放電を安定させることができる。
【００６２】
ここで、前記把持部３７２が耐熱性樹脂材料からなる場合、該把持部３７２を少し長い目に形成しておくことで、余剰分は前記筒形状の該把持部３７２の撓みによって吸収され、前記保持部材３７から内側電極３５を均一に押圧することができる。これによって、該把持部３７２の長さを厳密に管理することなく、前記のように常に内側電極３５を所定の位置にセットすることができる。
【００６３】
これに対して、内側電極３５の取り外し時は、作業者は、前記把持部３７２の端部３７２１に形成された孔３７２２に、図示しない針状のフックなどを引っ掛け、引き抜くことで、前記保持部３７１が段差部３６９の内周面に強固に密着していても、前記内側電極３５および保持部材３７を取り外すことができる。
【００６４】
このように構成することで、前記点検口７２３を開けると前記保持部材３７に保持された内側電極３５が交換可能になり、外側電極３６を導波管７２から取外したりするような必要はなく、極めて容易に交換を行うことができる。また、作業者は、前記保持部材３７の把持部３７２を把持して、内側電極３５に手や工具で触れることなく、該内側電極３５を交換することができ、該内側電極３５への傷付きを防止することができるとともに、専用工具を用いることなく交換を行うことができる。
【００６５】
ところで、前記内側電極３５において、アンテナとして機能する上端部３５１が把持部３７２内に完全に埋込まれていると、アクシデントによって導波管７２内でプラズマ点灯が生じると、その点灯が生じるアンテナ先端部付近の把持部３７２の材料が溶解してしまう。そこで本実施の形態では、前記アンテナとして機能する上端部３５１の一部分を前記把持部３７２外に露出させている（剥き出しとなっている）。これによって、プラズマ点灯はその露出させた部分で生じさせ、前記把持部３７２の溶解を未然に防止することができる。
【００６６】
さらにまた、前記キャップ部材７２７には、図３で示すように、前記把持部３７２の前記筒形状によって形成される内部空間３７２３を外部へ開放する通気孔７２７１が形成されている。これによって、マイクロ波の受信およびそれによるプラズマの点灯によって内側電極３５が高温になっても、前記通気孔７２７１が高温で膨張した空気の排出孔となり、前記筒形状の把持部３７２内の圧力が異常に上昇することを防止することができ、該把持部３７２の変形を防止することができるとともに、内側電極３５がセンサユニット３８側に抜け落ち（飛び出し）てしまうことも防止できる。
【００６７】
図１に戻って、ガス流量計３２は、配管３０３内を流通する気体の流量を計測する。ポンプＰ３１は、ＮＯ２ガス生成時および排出時に、蓄積タンク１０とガス供給系統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。プラズマ発生ノズル３１が動作している状態で該ポンプＰ３１が稼働されると、蓄積タンク１０から吸い出されたガスがプラズマ発生ノズル３１を通過して前記蓄積タンク１０に戻されることを繰り返し、こうして蓄積タンク１０に蓄積されているガスにおけるＮＯ２の濃度が徐々に上昇してゆくことになる。ポンプＰ３１には、ＮＯｘ等に耐性を持つ耐薬品性のポンプが用いられる。
【００６８】
連係系統４０は、クリーンルームＲと蓄積タンク１０との間を連通させるための系統である。連係系統４０は、電磁弁Ｖ４１、ポンプＰ４１，Ｐ４２、濃度センサＳ２、配管４０１，４０２を含む。
【００６９】
配管４０１の一端（上流端）は蓄積タンク１０に接続され、他端（下流端）はクリーンルームＲに接続されている。この配管４０１の上流側にポンプＰ４１が配置されている。配管４０２の一端側（上流端）はクリーンルームＲに接続され、他端側（下流端）は蓄積タンク１０に接続されている。この配管４０２の下流側にポンプＰ４２が配置されている。ポンプＰ４１，Ｐ４２は、前記ポンプＰ３１と同様の耐薬品性のポンプであって、蓄積タンク１０からＮＯ２ガスをクリーンルームＲに循環して滅菌処理を行う際に動作する。
【００７０】
その配管４０２には、クリーンルームＲ内のＮＯ２ガスの濃度を計測し、第２の濃度センサである濃度センサＳ２が設けられている。電磁弁Ｖ４１は、配管４０２に取り付けられ、滅菌処理を行う際に「開」とされ、後述するように、排気系統５０によるＮＯ２ガスの無害化処理時、およびＮＯ２回収系統６０によるＮＯ２ガスの回収時に「閉」とされる弁装置である。
【００７１】
排気系統５０は、前記のように滅菌処理に用いたＮＯ２ガスを密閉空間内で無害化すると共に、無害化処理後のＮ２ガスを外部に排気するための系統である。排気系統５０は、ＨＮＯ３変換部５１、フィルタ５２、ポンプＰ５１、配管５０１，５０２，５０３を含む。
【００７２】
配管５０１の一端側（上流端）は、前記濃度センサＳ２の下流側でクリーンルームＲに接続され、他端側（下流端）は電磁弁Ｖ５１を介して配管５０３の一端側（上流端）に接続されている。また、配管５０２の一端側（上流端）は、蓄積タンク１０に接続され、他端側（下流端）は電磁弁Ｖ５２を介して配管５０３の一端側（上流端）に接続されている。こうして集められる排気処理すべきＮＯ２ガスは、ポンプＰ５１の吸引によって、ＨＮＯ３変換部５１およびフィルタ５２を通過して無害化され、外部に排出される。
【００７３】
ＨＮＯ３変換部５１は、滅菌処理後のガスに含まれるＮＯ２をＨＮＯ３に変換する。この変換を行うために、ＨＮＯ３変換部５１には、オゾン（Ｏ３）を発生するオゾン発生器と、水（Ｈ２Ｏ）を供給するための水分導入器とを備えている。こうして該ＨＮＯ３変換部５１を通過するＮＯ２ガスにＯ３およびＨ２Ｏが加えられることで、前記ガスはＨＮＯ３を含むガスに化学的に変換される。
【００７４】
フィルタ５２は、ガス中のＨＮＯ３を吸着するフィルタである。このフィルタ５２としては、たと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。
【００７５】
図１に戻って、回収装置であるＮＯ２回収系統６０は、脱湿部６１、Ｈ２Ｏ液化部６２、ＮＯ２回収部６３、ＮＯ２液化部６４、ＮＯ２気化部６５、電磁弁Ｖ６１，Ｖ６２，Ｖ６３，Ｖ６４，Ｖ６５，Ｖ６６、配管６０１〜６１３を含む。このＮＯ２回収系統６０は、滅菌処理に使用されたＮＯ２ガスの少なくとも一部を回収し、保存しておくとともに、以降の滅菌処理時に、必要に応じて前記クリーンルームＲへ供給することで、前記ＮＯ２ガスの再利用を図るものである。また、このＮＯ２回収系統６０では、事前に、ガス供給系統３０で生成されたＮＯ２ガスを回収し、保存しておき、滅菌処理時にそれを使用することで、短時間で起動（滅菌処理を開始）できるようにもなっている。一方、前記排気系統５０は、滅菌処理に使用されたＮＯ２ガスを無害化して外部へ放出するものである。そして、使用済みのＮＯ２ガスを、このＮＯ２回収系統６０で再利用するか、前記排気系統５０で排気（廃棄）するかは、次回の滅菌処理までの期間や、ＮＯ２ガスを再利用した回数などによって、適宜選択される。
【００７６】
配管６０１はクリーンルームＲからのＮＯ２ガスを回収し、配管６０２は蓄積タンク１０からのＮＯ２ガスを回収し、配管６０４は蓄積していたＮＯ２ガスを蓄積タンク１０へ戻すためのものである。このため、前記配管６０１の一端は前記配管４０２における濃度センサＳ２と電磁弁Ｖ４１との間に接続され、他端は電磁弁Ｖ６１に接続される。また、前記配管６０２の一端は前記蓄積タンク１０に接続され、他端は電磁弁Ｖ６２に接続される。さらにまた、前記配管６０４の一端は前記蓄積タンク１０に接続され、他端は、電磁弁Ｖ６４に接続される。
【００７７】
そして、このＮＯ２回収系統６０では、電磁弁Ｖ６１，Ｖ６２に共通に接続される配管６０３で取り込まれたＮＯ２ガスが、回収処理される。配管６０３には、適宜サージタンクなどが設けられてもよい。回収処理にあたって、回収されたガスから、先ず脱湿部６１およびＨ２Ｏ液化部６２によって、水分が除去される。前記クリーンルームＲおよび蓄積タンク１０からの回収ガスは、ＮＯ２＋Ｈ２Ｏ＋空気の混合ガスとなっており、該脱湿部６１は、以下のようにして、その内のＨ２Ｏを分離濃縮する。
【００７８】
前記脱湿部６１は、吸着剤の圧力制御による分離濃縮技術により水蒸気を回収するもので、前記吸着剤に、前記圧力制御のためのポンプや電磁弁などを備えて構成される。この図１の例の脱湿部６１は、ＰＳＡ方式で水分を分離濃縮するものであり、ポンプ、吸着剤、真空ポンプおよび電磁弁などを備えて構成される。そして、この脱湿部６１では、前記吸着剤は水分に適応しており、回収されたガスが、第１の所定期間、ポンプで吸引されることで、水分が吸着剤に吸着される。続いて、第２の所定期間、前記吸着剤から真空ポンプで吸引（剥離）されることで、水分が濃縮され、配管６０５からＨ２Ｏ液化部６２に送られる。
【００７９】
Ｈ２Ｏ液化部６２では、脱湿部６１から送られてきた水蒸気の内、水分を、チラーによる冷却によって液化させ、残りの気体成分は配管６０６から前記脱湿部６１の入り口に戻される。液化した水分は、ドレインライン６１４から排出される。しかしながら、実際には、脱湿部６１から送られて来る水蒸気には、数十ｐｐｍ程度のＮＯ２が含まれており、その水蒸気がＮＯ２の排出基準を満たす場合は前記のように排出し、満たさない場合は、前記Ｈ２Ｏ液化部６２から、廃液として回収される。また、前記排出基準を満たす場合は、このＨ２Ｏ液化部６２が設けられず、脱湿部６１からの水蒸気が、後述するＮＯ２回収部６３の排気管６１５からの排気とともに、そのまま排出されるようにしてもよい。
【００８０】
前記クリーンルームＲや蓄積タンク１０から回収され、脱湿部６１で脱湿されたガスは、ＮＯ２＋空気の混合ガスであり、配管６０７からＮＯ２回収部６３に導入される。このＮＯ２回収部６３は、前記脱湿部６１と同様に、吸着剤の圧力制御による分離濃縮技術によりＮＯ２を回収するものである。この図１の例のＮＯ２回収部６３は、ＰＳＡ方式でＮＯ２を分離濃縮し、ポンプ、吸着剤、真空ポンプおよび電磁弁などを備えて構成される。そして、このＮＯ２回収部６３では、前記吸着剤はＮＯ２に適応しており、導入されたガスが、第１の所定期間、ポンプで吸引されることで、ＮＯ２が吸着剤に吸着される。続いて、第２の所定期間、前記吸着剤から真空ポンプで吸引（剥離）されることで、ＮＯ２が濃縮され、配管６０８からＮＯ２液化部６４に送られる。
【００８１】
図５は、ＮＯ２液化部６４およびＮＯ２気化部６５の一構成例を模式的に示す図である。ＮＯ２液化部６４では、ＮＯ２回収部６３から送られてきたガスは、前記配管６０８からタンク６４１に導入される。導入されたガスの内、ＮＯ２が、チラー６４２による冷却によって液化されてタンク６４１に貯留され、残りの気体（空気）成分は、配管６０９から前記ＮＯ２回収部６３の入り口に戻される。
【００８２】
タンク６４１の底部には、配管６１０が接続されており、底部から取込まれた液体のＮＯ２は、その配管６１０を介してＮＯ２気化部６５のタンク６５１に供給される。前記配管６１０には、液体のＮＯ２を、タンク６４１からタンク６５１に落とし込むか否かを制御する電磁弁Ｖ６５が設けられている。ＮＯ２気化部６５では、前記タンク６５１の底部にはヒーター６５２が設けられており、このヒーター６５２で加熱されることで、前記ＮＯ２は気化する。気化したＮＯ２は、配管６１１から電磁弁Ｖ６６および前記配管６０４を通して蓄積タンク１０に供給され、滅菌処理への利用が可能になる。
【００８３】
一方、ＮＯ２回収部６３の出口から排出されるガスは、入口から吸入されるガスの１／２０程度のＮＯ２濃度となっている。そこで、前記出口には２本の配管６１２，６１３が接続されている。配管６１３は、電磁弁Ｖ６３を介して前記排気管６１５に接続され、配管６１４は、電磁弁Ｖ６４を介して前記排気管６０４に接続される。前記ＮＯ２回収部６３の出口におけるＮＯ２濃度が、大気へ排気できる濃度であれば、電磁弁Ｖ６３が「開」とされて、排気が排気管６１５からそのまま排出され、排気できない濃度であれば、電磁弁Ｖ６４が「開」とされて、排気が排気管６０４から蓄積タンク１０へ戻される。また、外部排気で、蓄積タンク１０やクリーンルームＲ側が著しく減圧する場合にも、蓄積タンク１０へ排気が戻される。前記大気へ排気できる濃度は、自治体の条例、法規等で定められており、クリーンルームＲ等の大規模設備の場合は、概ね１００ｐｐｍである。
【００８４】
このようなＮＯ２回収系統６０を設けることで、一旦滅菌処理を行うと、以降の滅菌処理時、すなわち初回を除く処理時において、タンク６５１に保存されているＮＯ２ガスを再利用することで、或いは初回等の使用であっても事前にＮＯ２ガスを生成しておくことで、ガス供給系統３０から供給するＮＯ２ガスの量を削減することができるとともに、処理後に排気系統５０から外部へ排出すべきＮＯ２ガスの量も削減することができる。
【００８５】
これによって、前記ガス供給系統３０および排気系統５０の能力（容量）を小さく、したがってコストを削減することができるとともに、ガス充填や排ガスの処理を短時間で行うことができる。特に、前記ガス供給系統３０は、プラズマ処理によってＮＯ２ガスを生成するので、ボンベなどから直接ＮＯ２ガスを供給する場合に比べて、クリーンルームＲのガス濃度が必要な濃度に達するまで時間が掛かるので、該ＮＯ２回収系統３０を用いることは好適である。また、事前に、前記ガス供給系統３０によってＮＯ２ガスを生成して、該ＮＯ２回収系統６０に回収し、保存しておき、滅菌処理時にそれを使用することで、短時間で起動（滅菌処理を開始）を行うことができる。
【００８６】
また、そのようなＮＯ２ガスの保存に、ＮＯ２液化部６４でＮＯ２ガスを液化して小容量で保存しておくことで、ＮＯ２の再利用に掛かるコストやスペースを削減することができる。特に、処理室が前記クリーンルームＲの場合のように、たとえば週末などの長周期毎にしか滅菌処理が行われない場合に好適である。すなわち、このような液化および気化の処理が必要になるものの、その処理を長い周期で行う場合には、処理回数は少なく、前記のコストやスペースの削減効果の方が大きくなる。
【００８７】
さらにまた、回収されたＮＯ２ガスをＮＯ２液化部６４でそのまま冷却するのではなく、ＮＯ２液化部６４の手前に、回収されたＮＯ２ガスをＰＳＡ方式で予め濃縮し、前記ＮＯ２液化部６４へ与えるＮＯ２回収部６３を設けることで、ＮＯ２液化部６４は、ＮＯ２ガスをより高い温度で液化することができ、前記チラー６４２などで、簡単かつ効率良く、液化することができる。
【００８８】
また、ＮＯ２液化部６４でＮＯ２ガスを冷却する際に、水分が含まれていると、水分まで液化してしまうので、冷却の前の前記ＮＯ２回収部６３の前段に、水分を濃縮する脱湿部６１をさらに設けることで、水分を回収（除去）することができる。また、前記脱湿部６１が前記のＰＳＡ方式で水分を濃縮することで、効率良く水分を回収（除去）することができる。
【００８９】
さらにまた、ガス供給源であるプラズマ発生ノズル３１から、直接処理室であるクリーンルームＲにＮＯ２ガスを充填し、自然拡散させるようにしてもよいけれど、本実施の形態では、前記プラズマ発生ノズル３１とクリーンルームＲとの間に、ＮＯ２ガスを貯留する蓄積タンク１０を介在するとともに、そのプラズマ発生ノズル３１と蓄積タンク１０との間に、配管３０１〜３０３およびポンプＰ３１などからなる循環経路を設けている。そして、前記循環経路が前記蓄積タンク１０内の空気を前記プラズマ発生ノズル３１内に循環させ、前記プラズマ反応を生じさせて前記ＮＯ２ガスに変換させることで、前記蓄積タンク１０内でのＮＯ２ガスの濃度を高めてゆくようにしている。これによって、蓄積タンク１０内のＮＯ２ガスの濃度を均一に高めてゆくことができる。
【００９０】
一方、その後に、蓄積タンク１０から濃度の高いＮＯ２ガスをクリーンルームＲへ充填することで、長い時間を要するＮＯ２ガスを生成する期間にも、クリーンルームＲを使用することができる。これによって、滅菌のスループットを向上することができる（滅菌のために使用できない期間を短縮できる。）。また、このようにクリーンルームＲとは別に蓄積タンク１０を設けることで、様々なシチュエーションに対応することができ、或いは想定外のシチュエーションに対応することができる。
【００９１】
図６は、前記濃度センサＳ１，Ｓ２の一構成例を模式的に示す図である。ガスセンサ装置であるこの濃度センサＳ１，Ｓ２は、相互に並列に配置された第１の流路Ｈ０および複数の第２の流路Ｈ１〜Ｈ４と、前記の流路Ｈ０；Ｈ１〜Ｈ４にそれぞれ設けられる高濃度ガスセンサＳＰおよび低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４と、前記第１の流路Ｈ０において、前記高濃度ガスセンサＳＰの上流側に設けられる電磁弁ＶＳ０と、前記第２の流路Ｈ１〜Ｈ４において、前記低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の上流側に設けられる電磁弁ＶＳ１〜ＶＳ４と、下流側に設けられる絞りＢ１〜Ｂ４と、制御装置Ｃとを備えて構成される。
【００９２】
制御装置Ｃは、弁制御回路Ｃ１と、光センサ回路Ｃ２と、半導体センサ回路Ｃ３とを備えて構成される。光センサ回路Ｃ２は、光センサからなる高濃度ガスセンサＳＰの検出動作を制御し、検出結果を出力する。半導体センサ回路Ｃ３は、金属酸化物半導体からなる低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の検出動作を制御し、検出結果を出力する。弁制御回路Ｃ１は、光センサからなる高濃度ガスセンサＳＰの後述するリフレッシュ時に電磁弁ＶＳ０を「閉」状態とし、通常は「開」状態とする。また、弁制御回路Ｃ１は、電磁弁ＶＳ１〜ＶＳ４の総てを「閉」または択一的に「開」状態とする。
【００９３】
すなわち、この濃度センサＳ１，Ｓ２は、測定対象ガスであるＮＯ２ガスの濃度を測定するために、該ＮＯ２ガスの流路として、相互に並列に配置された第１の流路Ｈ０および第２の流路Ｈ１〜Ｈ４を備える。そして、相対的に、高濃度域を測定するのに好適な光センサからなる高濃度ガスセンサＳＰが前記第１の流路Ｈ０に設けられ、低濃度域、たとえば１ｐｐｍでのガスの有無を測定するのに好適な金属酸化物半導体からなる低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４が第２の流路Ｈ１〜Ｈ４に設けられている。たとえば、前記高濃度ガスセンサＳＰのダイナミックレンジは、蓄積タンク１０内のＮＯ２ガスの濃度を測定する濃度センサＳ１では、１０００００ｐｐｍまでの範囲であり、クリーンルームＲ内のＮＯ２ガスの濃度を測定する濃度センサＳ２では、１０００ｐｐｍまでの範囲である。
【００９４】
制御装置Ｃの弁制御回路Ｃ１は、それらのガスセンサＳＰ；ＳＳ１〜ＳＳ４を使い分けることで、測定レンジの切換えを行う。これによって、この濃度センサＳ１，Ｓ２は、高濃度域から低濃度域までの広いレンジにおいて、特に低濃度域でのＮＯ２ガスの有無判定を、高速および高精度に行うことができるようになっている。
【００９５】
そのレンジ切換えのために、前記低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の上流側に電磁弁ＶＳ１〜ＶＳ４が設けられており、高濃度ガスセンサＳＰでの測定は常時可能にするとともに、これらの電磁弁ＶＳ１〜ＶＳ４の遮蔽によって、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４には、非測定時にＮＯ２ガスが流れないようになっている。
【００９６】
ここで、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の感ガス素子は、前述のように、金属酸化物半導体からなり、検知すべきガスの濃度が高くなる程、高い導電度を示す。そして、半導体センサ回路Ｃ３は、前記弁制御回路Ｃ１からの電磁弁ＶＳ１〜ＶＳ４の開閉出力に応答して、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４を択一的に使用して、前記の導電度の変化をガス濃度に対応した入力信号（たとえば電圧）に変換して取込み、前記１ｐｐｍ以上であるか否かを判定して、その判定結果を出力する。本実施の形態では、半導体センサ回路Ｃ３は、前記１ｐｐｍ以上であるか否かの判定結果を出力するけれども、前記１ｐｐｍ以下をダイナミックレンジとして、ＮＯ２ガスの濃度に対応した出力を導出するようにしてもよい。具体的には、ＮＯ２ガスの濃度に対応した電圧出力や、ＮＯ２ガスの濃度に対応したデジタル信号出力である。
【００９７】
そして、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４は、半導体センサであるために、高濃度のＮＯ２ガスに曝されると、センサ特性がシフトしてしまい、正しい測定が行えなくなる。そのため、該低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４に流れるＮＯ２ガスの濃度は、前記１ｐｐｍの判定レベル程度以下の濃度とする必要がある。
【００９８】
一方、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４は、ＮＯ２ガスの流量が多くなっても、故障・誤判定の可能性がある。そこで、前記第２の流路Ｈ１〜Ｈ４において、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の下流側には、ＮＯ２ガスの圧力および流量が適正になるように調整する絞りＢ１〜Ｂ４が設けられている。そして、濃度センサＳ１はポンプＰ３１の前段に、濃度センサＳ２はポンプＰ４２，Ｐ５１，Ｐ６１の前段に、それぞれ配置されており、通常時は開放されている第１の流路Ｈ０にＮＯ２ガスが流れている間（ポンプが動作している間）は、該濃度センサＳ１，Ｓ２の出口側は若干負圧になり、ＮＯ２ガスが、絞りＢ１〜Ｂ４を超えて、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４側に逆流することはない。滅菌終了後は、第２の流路Ｈ１〜Ｈ４にはＮＯ２ガスは無く、逆流しても問題はない。
【００９９】
そして、弁制御回路Ｃ１は、光センサ回路Ｃ２からの出力に応答して、高濃度ガスセンサＳＰでの測定結果が前記１ｐｐｍ以下、すなわち高濃度ガスセンサＳＰのダイナミックレンジからすると、ほぼ測定可能な最小値レベルとなると、後述するように電磁弁ＶＳ１〜ＶＳ４を択一的に「開」として、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４にＮＯ２ガスを供給するとともに、半導体センサ回路Ｃ３に動作許可の信号を与え、濃度判定を可能にする。
【０１００】
したがって、弁制御回路Ｃ１は、半導体センサからなり、低濃度におけるガスの有無を判定するために高感度な低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４を、非測定時にむやみにＮＯ２ガスに曝露することなく、また測定時においてもＮＯ２ガスの濃度が判定レンジ域に入ってから曝露するので、該低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の劣化や破損を防止し、高濃度域から低濃度域までの広いレンジにおいて、安定して使用することができる。特に、前記測定対象ガスが人体に有害なＮＯ２ガスである場合に、濃度センサＳ２によって、低濃度域の判定、すなわち様々な広さを有するクリーンルームＲそれぞれへの立ち入り可否の判断を、高速および高精度に行うことができる。
【０１０１】
なお、第２の流路Ｈ１〜Ｈ４の管径は第１の流路Ｈ０より小さく、さらに絞りＢ１〜Ｂ４を設けているので、該第２の流路Ｈ１〜Ｈ４の流路抵抗は第１の流路Ｈ０の流路抵抗よりも大きくなる。そのため、測定に充分なＮＯ２ガスが流れない場合には、第１の流路Ｈ０に、その流路抵抗を増す絞りなどを介在するようにしてもよい。また、上述の実施の形態では、高濃度ガスセンサＳＰには、通常、ＮＯ２ガスが流れるようにしているけれども、前記電磁弁ＶＳ０を、非測定時には「閉」とするようにしてもよい。
【０１０２】
前記電磁弁ＶＳ０を非測定時に「閉」にする場合には、第２の流路Ｈ１〜Ｈ４の管径を充分太くする必要がある。これは、管径が細いままであると、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の位置で負圧になって誤判定を生じる可能性があり、また、前述のような該低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の損傷を招く可能性があるためである。或いは、前記電磁弁ＶＳ０を非測定時に「閉」にする場合に、第２の流路Ｈ１〜Ｈ４の管径を太くするのではなく、ＮＯ２ガスの主流を流すバイパス配管を設けるようにしてもよい。それらの場合に、管内での流れを均一にするような構成を設けることが好ましい。
【０１０３】
また、この濃度センサＳ１，Ｓ２では、前記低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４のために、第２の流路Ｈ１〜Ｈ４は、相互に並列に複数（図１０の例では４つ）に分岐されている。そして、その第２の流路Ｈ１〜Ｈ４には、前記低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４がそれぞれ設けられるとともに、電磁弁ＶＳ１〜ＶＳ４が設けられている。前記半導体センサ回路Ｃ３は、検出出力が異常値となる毎に、弁制御回路Ｃ１に選択信号を出力し、該弁制御回路Ｃ１に、その異常となった低濃度ガスセンサの使用を禁止させる。
【０１０４】
すなわち、弁制御回路Ｃ１は、前述のように、光センサ回路Ｃ２からの出力に応答し、高濃度ガスセンサＳＰの測定結果で、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の判定レンジまで充分に濃度が下がった状態で、該低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４での判定を可能にするが、その際、前記半導体センサ回路Ｃ３からの選択出力に応答することで、異常となった低濃度ガスセンサは使用しないようにする。たとえば、半導体センサ回路Ｃ３は、低濃度ガスセンサを、ＳＳ１→ＳＳ２→ＳＳ３→ＳＳ４の順で使用するように設定されている場合、ＳＳ１が異常値を示すと、弁制御回路Ｃ１にＳＳ２に切換えて使用させ、ＳＳ２が異常値を示すと、次の順位のＳＳ３に切換えて使用させる。
【０１０５】
ここで、前述のように、弁制御回路Ｃ１は、光センサ回路Ｃ２からの出力に応答して、高濃度ガスセンサＳＰの測定結果で充分に濃度が下がった状態で、電磁弁ＶＳ１〜ＶＳ４を開けて低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４での判定を可能にすることで、該低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の劣化や破損を防止している。ところが、判定対象であるクリーンルームＲにおいて、たとえば物陰に、或いはポンプ内や配管などに、残存していた高濃度のガスが突発的に流れてくるなどして、使用中の低濃度ガスセンサが不所望に破損してしまう可能性もある。後述するように、たとえばクリーンルームＲの滅菌時のＮＯ２ガスの濃度は２００ｐｐｍ、蓄積タンク１０でのＮＯ２ガスの濃度は、前述のように最大４００００ｐｐｍと、いずれも低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の判定レベルである１ｐｐｍより非常に高い。
【０１０６】
したがって、そのような不所望なセンサ故障を、半導体センサ回路Ｃ３は検出出力の異常から検知し、代替えの新たな低濃度ガスセンサに切換えて測定を行うことで、前記不所望なセンサ故障に対しても、代替えの低濃度ガスセンサが残っている限り、判定を継続することができる。特に、前記判定対象ガスが人体に有害なＮＯ２ガスである場合に、安全性を確実に確保することができ、すなわち濃度センサＳ２によって、クリーンルームＲへの立ち入り可否の判断を確実に行うことができ、好適である。
【０１０７】
図７は、そのような濃度センサＳ１，Ｓ２の弁制御回路Ｃ１によるレンジ切換えおよびセンサ切換え動作を説明するためのフローチャートである。測定動作を開始するとステップＱ１に移り、使用すべき低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の順位を表す変数ｊ（＝１，２，３，４）が設定される。この変数ｊは、該滅菌システム１の初回使用時は初期値の１となる。
【０１０８】
ステップＱ２では、弁制御回路Ｃ１は、光センサ回路Ｃ２に、光センサである高濃度ガスセンサＳＰを使用させて、ＮＯ２ガスの濃度測定を行わせる。ステップＱ３では、弁制御回路Ｃ１は、ステップＱ２での光センサ回路Ｃ２の測定結果から、ＮＯ２ガスの濃度が所定の濃度である前記１ｐｐｍ以上であるか否かを判断し、濃度が高い場合はステップＱ１５に移る。ステップＱ１５では、弁制御回路Ｃ１は、終了判定を行い、測定終了の場合は処理を終了し、測定を継続する場合は前記ステップＱ２に戻って、引き続き光センサ回路Ｃ２に高濃度ガスセンサＳＰによる濃度測定を行わせる。前記ステップＱ３において、弁制御回路Ｃ１は、濃度が低い場合はステップＱ４に移る。
【０１０９】
ステップＱ４では、弁制御回路Ｃ１は、先ずｊ番目の低濃度ガスセンサＳＳｊに対応した電磁弁ＶＳｊを「開」とする。続いてステップＱ５では、弁制御回路Ｃ１は、半導体センサ回路Ｃ３に、前記ｊ番目の低濃度ガスセンサＳＳｊを使用させて、ＮＯ２ガスの濃度判定を行わせる。ステップＱ６では、弁制御回路Ｃ１は、ステップＱ５での半導体センサ回路Ｃ３の判定結果から、ＮＯ２ガスの濃度が前記１ｐｐｍ以上であるか否かを判断し、濃度が高い場合は、ステップＱ７で電磁弁ＶＳｊを「閉」とした後、前記ステップＱ２に戻って光センサ回路Ｃ２に高濃度ガスセンサＳＰによる濃度測定を行わせ、濃度が低い場合にはステップＱ８に移る。
【０１１０】
ステップＱ８では、弁制御回路Ｃ１は、半導体センサ回路Ｃ３に、判定に使用した低濃度ガスセンサＳＳｊの検出出力が正常範囲であるか否かを判断させ、正常範囲である場合はステップＱ１６に移る。ステップＱ１６では、弁制御回路Ｃ１は、終了判定を行い、測定終了の場合は処理を終了し、測定を継続する場合は前記ステップＱ５に戻って、引き続き半導体センサ回路Ｃ３に低濃度ガスセンサＳＳｊによる濃度判定を行わせる。前記ステップＱ８において、弁制御回路Ｃ１は、判定に使用した低濃度ガスセンサＳＳｊが異常である場合はステップＱ９に移る。なお、金属酸化物半導体からなる前記低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の異常時の出力信号レベルによっては、前記ステップＱ８による異常判定を、ステップＱ６の濃度判定の前に行う必要がある。
【０１１１】
ステップＱ９では、弁制御回路Ｃ１は、前記電磁弁ＶＳｊを「閉」とする。ステップＱ１０では、弁制御回路Ｃ１は、変数ｊに１を加算して更新する。ステップＱ１１では、弁制御回路Ｃ１は、前記ステップＱ１０で更新された変数ｊが４を超えるか否かを判断し、超えている場合、すなわち総ての低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４を使用してしまい、代替えの低濃度ガスセンサが残っていない場合にはステップＱ１２でセンサ故障を報知して処理を終了する。これに対して、前記ステップＱ１１で変数ｊが４以下、すなわち代替えの低濃度ガスセンサが残っている場合には前記ステップＱ４に戻って、その低濃度ガスセンサＳＳｊに対応した電磁弁ＶＳｊを「開」にして、低濃度ガスセンサＳＳｊでの判定を継続する。このようにして、低濃度ガスセンサＳＳｊのセンサ故障に対応することができる。
【０１１２】
そして、前回使用時に、低濃度ガスセンサＳＳｊが故障しなければ、今回の使用時にも前回の使用時にステップＱ１で設定された変数ｊの順位のセンサがステップＱ１で再度選択されて引き続き使用され、故障した場合には、ステップＱ１０で設定された変数ｊの順位のセンサがステップＱ１で選択されることになる。
【０１１３】
一方、前述のように高濃度ガスセンサＳＰのダイナミックレンジは、蓄積タンク１０用の濃度センサＳ１と、クリーンルームＲ用の濃度センサＳ２とで相互に異なるけれども、測定原理は同じである。すなわち、前記ＮＯ２ガスが茶褐色であることを利用して、光センサ回路Ｃ２は、青色発光ダイオードＳＬを駆動して、前記ＮＯ２ガスの通過空間に青色光を照射させ、光検出素子ＳＲによる透過光量（ＮＯ２ガスによる吸収量）の検出結果から、前記濃度を検出する。このため、前記第１の流路Ｈ０において、少なくとも前記青色発光ダイオードＳＬと光検出素子ＳＲとが相互に対向する部分は、ガラス管などの前記青色光を透過させることができる材料からなる。
【０１１４】
したがって、光検出素子ＳＲおよび光センサ回路Ｃ２は、非接触で、すなわちＮＯ２ガスに何ら変性を生じさせることなく、リアルタイムに（高い応答性で）、ＮＯ２ガスの濃度を測定することができる。また、前記光検出素子ＳＲおよび光センサ回路Ｃ２による測定結果は、ガス流量に依存せず正確である。すなわち、前記茶褐色の濃さは、流量の大小によっては変化せず、ガス密度（圧力）および濃度によって変化し、ここで本実施の形態では、ガス密度（クリーンルームＲの圧力）は殆ど変化しないので、結果的にガス濃度のみによって変化することになる。
【０１１５】
一方、前述のように、１または複数のクリーンルームＲは、それぞれ任意の広さに形成され、部屋内に収納される機器の占有スペース等の影響で、ＮＯ２ガスを充填すべき容積も任意である。各クリーンルームＲには、空気より重いＮＯ２ガスや清浄空気の導入用に上部にガス導入孔が、下部にはガス排出孔が設けられている。
【０１１６】
各クリーンルームＲ１〜Ｒｎのガス導入孔は、電磁弁ＲＶ１１〜ＲＶｎ１１を介して、配管１０１に接続されている。配管１０１は、前記連携系統４０の配管４０１および吸気系統２０の配管２０３に接続される。また、各クリーンルームＲ１〜Ｒｎのガス排出孔は、電磁弁ＲＶ１２〜ＲＶｎ１２を介して、配管１０２に接続されている。配管１０２は、前記連携系統４０の配管４０２に接続される。
【０１１７】
したがって、対を成す電磁弁ＲＶ１１〜ＲＶｎ１１；ＲＶ１２〜ＲＶｎ１２が、「開」となった部屋には、前記連携系統４０のポンプＰ４１からＮＯ２ガスが供給され、または吸気系統２０のポンプＰ２１から清浄空気が供給され、或いは使用済みのＮＯ２ガスが排気系統５０のポンプＰ５１またはＮＯ２回収系統６０のポンプＰ６１に吸い出される。
【０１１８】
続いて、滅菌システム１の電気的な制御構成を図８に基づいて説明する。図１では図示を省略しているが、滅菌システム１は、当該滅菌システム１の動作を電気的に制御するための制御装置９０を備えている。制御装置９０は、情報処理等を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）を備え、該滅菌システム１の動作制御を行うべくプログラミングされたソフトウェアが実行されることで、図８に示す機能部を具備するように動作する。制御装置９０は、機能的に、全体制御部９１、吸気制御部９２、供給制御部９３、連係制御部９４、排気制御部９５、回収制御部９６およびロック制御部９７を備えている。
【０１１９】
なお、前記濃度センサＳ１，Ｓ２における制御装置Ｃの構成を、この制御装置９０内に設けるようにしてもよい。その場合、前記ステップＱ８での低濃度ガスセンサＳＳｊの異常の判定を、所定時間ガスが流れた後に再度行うようにすることが好ましい。すなわち、制御装置は、前記ポンプＰ３１やＰ４２を駆動することで、該低濃度ガスセンサＳＳｊに、前記所定時間ＮＯ２ガスを流し、その後に再度異常判定を行うことで、ガス濃度が高いために低濃度ガスセンサＳＳｊが異常値を示したのか、低濃度ガスセンサ自体が故障したため異常値を示したのかを、確認することができる。そして、制御装置は、センサ故障であれば前記ステップＱ９→Ｑ１０→Ｑ１１→Ｑ５のセンサ切換えを行い、ガス濃度が高かった場合には切換えを行わないようにすることで、切換えたセンサがさらに故障してしまうような不具合を未然に防止することができる。
【０１２０】
全体制御部９１は、滅菌装置１の全体的な動作モードを管理し、各個別の制御部９２〜９７に対して動作モードの変更および維持を通知する制御信号を与える。濃度センサＳ１，Ｓ２が計測する蓄積タンク１０およびクリーンルームＲ内のＮＯ２の濃度データ、圧力センサＰ０；Ｐ１〜Ｐｎが計測する蓄積タンク１０および各クリーンルームＲ内の圧力データ、温度センサＴ０；Ｔ１〜Ｔｎが計測する蓄積タンク１０および各クリーンルームＲ内の温度データは、全体制御部９１に入力される。全体制御部９１は、これらの濃度データ、圧力データ、温度データ、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、滅菌システム１の動作モードを管理し、各制御部９２〜９６に、モード設定を行うとともに、必要なデータを転送する。
【０１２１】
吸気制御部９２は、前記蓄積タンク１０やクリーンルームＲへ新鮮外気を導入する際に、前記ポンプＰ２１を駆動するとともに、電磁弁Ｖ２１，Ｖ２２を制御して、前記蓄積タンク１０またはクリーンルームＲへ新鮮外気を供給する。その際、湿度センサ２２の検出結果に応答してエアドライヤ２１を駆動するとともに、エアドライヤ２１の異常を監視する。
【０１２２】
供給制御部９３は、前記ガス供給系統３０と、蓄積タンク１０との間でガスを循環させつつＮＯ２の濃度を高めさせてゆくように、前記ガス供給系統３０を制御するものであり、濃度センサＳ１で測定された前記蓄積タンク１０内のＮＯ２ガスの濃度に応答して、電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２を一対で開閉制御するとともに、マイクロ波供給装置７０およびポンプＰ３１に起動または停止を制御する制御信号を与える。また、供給制御部９３は、ポンプＰ３１の回転中は、その回転数を、流量計３２の計測結果に応じて制御する。こうして、供給制御部９３は、ＮＯ２ガスの生成期間は、プラズマ発生ノズル３１において安定したプラズマを発生させ、前記ＮＯ２ガスを生成させる。この供給制御部９３による濃度センサＳ１の測定結果に応答したＮＯ２ガスの生成の制御については、後に詳述する。
【０１２３】
なお、後述の排気系統５０またはＮＯ２回収系統６０によるＮＯ２ガスの抜き取り時に、供給制御部９３は、電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２の両方を「開」とするとともに、ポンプＰ３１を駆動して、配管３０３内からＮＯ２ガスを完全に除去するようにしてもよく、或いは上流側の電磁弁Ｖ３１または下流側の電磁弁Ｖ３２の一方のみを「開」として、前記抜き取りによる負圧を利用して、或る程度のＮＯ２ガスを除去できるようにしてもよい。
【０１２４】
連係制御部９４は、連係系統４０の電磁弁ＲＶ１１〜ＲＶｎ１；ＲＶ１２〜ＲＶｎ２を対で制御するとともに、ポンプＰ４１，Ｐ４２および電磁弁Ｖ４１を制御して、蓄積タンク１０内に蓄積されているＮＯ２ガスを、各クリーンルームＲへ、択一的に、順次切り換えて供給してゆく。また、連係制御部９４は、蓄積タンク１０へのリターン配管４０２における電磁弁Ｖ４１を「閉」とすることで、排気系統５０またはＮＯ２回収系統６０による各クリーンルームＲからのＮＯ２ガスの抜き取りを可能にする。
【０１２５】
このような各クリーンルームＲに対するＮＯ２ガスの流入および流出時に、前記一対の電磁弁ＲＶ１１〜ＲＶｎ１；ＲＶ１２〜ＲＶｎ２で選択されているクリーンルームＲ内のＮＯ２ガスの濃度は、濃度センサＳ２によって共通に測定され、前記連係制御部９４、排気制御部９５、回収制御部９６およびロック制御部９７に与えられる。こうして、各クリーンルームＲに、共通の濃度センサＳ２を使用することで、センサばらつきの影響を無くすことができるようになっている。
【０１２６】
排気制御部９５は、排気系統５０の電磁弁Ｖ５１，Ｖ５２を制御するとともに、ポンプＰ５１を制御して、蓄積タンク１０および各クリーンルームＲからのＮＯ２ガスを抜き取らせ、無害化して外部へ放出させる。無害化処理時は、排気制御部９５は、前述のように、ポンプＰ５１を駆動し、かつ電磁弁Ｖ５１，Ｖ５２を択一的に「開」として、クリーンルームＲまたは蓄積タンク１０からＮＯ２ガスを抜き取り、Ｎ２ガスに無害化させる。排気制御部９５は、クリーンルームＲからのＮＯ２ガスの排気時に、或る程度排気が進んだ段階で、吸気系統２０のポンプＰ２１を駆動するとともに、電磁弁Ｖ２２を「開」として、各クリーンルームＲへ新鮮外気を供給するようにしてもよい。同様に、排気制御部９５は、蓄積タンク１０からのＮＯ２ガスの排気時には、吸気系統２０のポンプＰ２１を駆動するとともに、電磁弁Ｖ２１を「開」として、蓄積タンク１０へ新鮮外気を供給するようにしてもよい。
【０１２７】
回収制御部９６は、前述のように、ＮＯ２回収系統６０の電磁弁Ｖ６１またはＶ６２の一方、電磁弁Ｖ６５、および電磁弁Ｖ６３またはＶ６４の一方を「開」とするとともに、ＰＳＡ方式の脱湿部６１およびＮＯ２回収部６３のポンプやＨ２Ｏ液化部６２およびＮＯ２液化部６４のチラーを駆動して、蓄積タンク１０および各クリーンルームＲからのＮＯ２ガスを抜き取らせ、タンク６５１に蓄積させる。また、回収制御部９６は、電磁弁Ｖ６６を「開」とするとともに、ヒーター６５２を駆動して、タンク６５１に蓄積されていたＮＯ２ガスを蓄積タンク１０へ供給し、再利用可能とする。
【０１２８】
ロック制御部９７は、各クリーンルームＲ１〜Ｒｎの錠装置Ｌ１〜Ｌｎの動作を制御する。錠装置Ｌ１〜Ｌｎは、各クリーンルームＲ１〜Ｒｎの図示しない出入口のドアをロックする装置である。前記ドアは、一連の滅菌処理工程中は、安全確保のために、この錠装置Ｌ１〜Ｌｎでロックされ、不所望な人員の立ち入りが阻止される。
【０１２９】
図９は、前記全体制御部９１による制御部９２〜９７を使用しての全体的な制御動作を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１では、各クリーンルームＲ１〜Ｒｎに繋がる空調ダクトを閉じたり、該クリーンルームＲから人員が退避して、錠装置Ｌ１〜Ｌｎを施錠するなどの前準備が行われ、全体制御部９１は、ロック制御部９７から錠装置Ｌ１〜Ｌｎの施錠を確認して、インターロックを解除し、滅菌処理動作を実行可能とする。
【０１３０】
ステップＳ２では、全体制御部９１は、供給制御部９３に対して、電磁弁Ｖ３２を「開」とさせ、かつ電磁弁Ｖ３１を「閉」とさせるとともに、ポンプＰ３１を駆動させる。同様に、全体制御部９１は、電磁弁ＲＶ１２〜ＲＶｎ２を「閉」とするとともに、連係制御部９４に対して、ポンプＰ４２を駆動させ、かつ電磁弁Ｖ４１を「開」とさせる。これによって、濃度センサＳ１，Ｓ２の流路Ｈ０；Ｈ１〜Ｈ４が真空に近くなり、該流路Ｈ０；Ｈ１〜Ｈ４の内壁に付着していたＮＯ２ガスを蒸散させ、濃度センサＳ１，Ｓ２をリフレッシュすることができる。この際に、前記低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の破損を招く場合には、前記低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の上流側の電磁弁ＶＳ１〜ＶＳ４を「閉」とするとともに、下流側にも電磁弁を設けてそれを「閉」とするか、前記絞りＢ１〜Ｂ４を全閉として、低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４を真空状態から切り離すようにすればよい。
【０１３１】
こうして総ての準備が整うと、ステップＳ３で、全体制御部９１は、吸気制御部２０および排気制御部５０を使用して、蓄積タンク１０内に乾燥外気を導入する。具体的には、全体制御部９１は、吸気制御部２０に対して、電磁弁Ｖ２１を「開」とさせ、かつポンプＰ２１およびエアドライヤ２１を駆動させて外気を導入するとともに、蓄積タンク１０より下流側のポンプを駆動させて、該蓄積タンク１０に貯まっていたガス（前回使用後に無害化したガスまたは空気）を排出させる。前記排出は、たとえば、全体制御部９１が、排気制御部５０に対して、電磁弁Ｖ５２を「開」とさせるとともに、ポンプＰ５１を駆動させ、或いは連係制御部９４に対して、比較的広いクリーンルーム（Ｒｘとすると）の導入側の電磁弁（ＲＶｘ１）を「開」とさせるとともに、ポンプＰ４１を駆動させることで行うことができる。このとき、全体制御部９１は、湿度センサ２２の測定結果を監視し、乾燥不良の場合は、エアドライヤ２１の異常を報知する。外気導入が終了すると、全体制御部９１は、吸気制御部２０に対して、電磁弁Ｖ２１を「閉」とさせ、かつポンプＰ２１およびエアドライヤ２１を停止させるとともに、前記排気制御部５０や連係制御部９４に対して、排出側の弁を「閉」とさせるとともに、ポンプを停止させる。
【０１３２】
続いてステップＳ４で、全体制御部９１は、滅菌処理の初期に使用するガスを生成する。すなわち、全体制御部９１は、供給制御部９３に対して、電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２を「開」とさせるとともに、ポンプＰ３１を駆動させて、ガス供給系統３０と蓄積タンク１０との間でガスの循環経路を形成させる。併せて、このとき全体制御部９１は、供給制御部９３に対して、マイクロ波供給装置７０を駆動させる。一方、全体制御部９１は、連係制御部９４に電磁弁Ｖ４１を「閉」とさせるとともに、同様に、回収制御部９６に電磁弁Ｖ６２を「閉」とさせる。これによって、図１０（ａ）で示すように、蓄積タンク１０内のガスがガス供給系統３０内を循環し、ＮＯ２ガスの濃度が高められてゆく。
【０１３３】
ステップＳ５では、全体制御部９１は、濃度センサＳ１の測定結果を監視し、所定の滅菌処理開始の第１の濃度である前記４００００ｐｐｍに達したか否かを判断し、達していないときには前記ステップＳ３に戻ってＮＯ２ガスの濃度を高め、達している時には供給制御部９３に対して、マイクロ波供給装置７０およびポンプＰ３１を一旦停止させる。前記第１の濃度は、プラズマ発生ノズル３１において、プラズマによって生成されるＮＯ２ガスの量が、自然に崩壊（分離）するＮＯ２ガスの量より所定の割合だけ多くなる濃度に設定される。すなわち、前記第１の濃度は、プラズマ発生ノズル３１において、或る程度の効率でＮＯ２ガスを生成できる濃度に設定される。
【０１３４】
この初期ガスの生成にあたって、前述のようにタンク６５１に回収されたＮＯ２が残っている場合は、それを使用してもよく、その場合、全体制御部９１は、乾燥外気を導入した後、マイクロ波供給装置７０を駆動してプラズマ点灯させる前に、回収制御部９６を介して、電磁弁Ｖ６６を「開」とさせるとともに、ヒーター６５２を駆動させて、液体として貯留されているＮＯ２を気化させて取り込む。その取り込み時には、全体制御部９１は、供給制御部９３に対して、電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２を「開」とさせるとともに、ポンプＰ３１を駆動させてガスの流入を促進するようにしてもよい。或いは、ステップＳ３での蓄積タンク１０への乾燥外気の導入時と同様に、全体制御部９１は、排気制御部９５に、電磁弁Ｖ５２を「開」とさせるとともに、ポンプＰ５１を駆動させ、または連係制御部９４に、比較的広いクリーンルームＲｘの電磁弁ＲＶｘ１を「開」とさせるとともに、ポンプＰ４１を駆動させるなどして、予め蓄積タンク１０内を負圧に引いていてもよい。こうして第１の濃度のＮＯ２ガスが蓄積タンク１０に貯まった状態を、図１０（ｂ）で示す。
【０１３５】
続いて、ステップＳ６で、全体制御部９１は、後に詳述するようにして、各クリーンルームＲの滅菌処理を行い、ステップＳ７で所定時間が経過して終了と判定されるまで滅菌処理を継続する。滅菌処理が終了すると、ステップＳ８で、全体制御部９１は、滅菌処理に使用したＮＯ２ガスを回収するか否かを判断し、回収する場合にはステップＳ９に移って回収制御部９６に回収動作を行わせ、回収しない場合にはステップＳ１１に移って排気制御部９５に無害化処理を行わせる。
【０１３６】
なお、使用済みのＮＯ２ガスを、ＮＯ２回収系統６０で再利用するか、排気系統５０で排気（廃棄）するかは、前述のように次回の滅菌処理までの期間や、ＮＯ２ガスを再利用した回数などによって、適宜選択されればよい。或いは、比較的ＮＯ２ガスの濃度が高い蓄積タンク１０内のガスのみを回収し、クリーンルームＲ内のガスは排出したり、蓄積タンク１０およびクリーンルームＲ共に、回収初期の濃度が高い間のみ回収し、濃度が薄くなると排出する等、濃度に応じて排気（廃棄）するか否かを判断するようにしてもよい。
【０１３７】
前記回収動作では、前述のように、全体制御部９１は、回収制御部９６に、前述のように、ＮＯ２回収系統６０の電磁弁Ｖ６１またはＶ６２の一方と、電磁弁Ｖ６５と、電磁弁Ｖ６３またはＶ６４の一方とを「開」とさせるとともに、脱湿部６１およびＮＯ２回収部６３のポンプやＨ２Ｏ液化部６２およびＮＯ２液化部６４のチラーを駆動して、蓄積タンク１０および各クリーンルームＲからのＮＯ２ガスを順次抜き取らせ、タンク６５１に蓄積させる。
【０１３８】
蓄積タンク１０からの抜き取り時に、全体制御部９１は、供給制御部９３に、電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２を「開」とさせて、ガス供給系統３０側の配管３０１〜３０３やプラズマ発生ノズル３１内などに残留しているＮＯ２ガスを引き抜くようにしてもよい。一方、クリーンルームＲからの抜き取り時には、全体制御部９１は、連係制御部９４に、電磁弁Ｖ４１および導入側の電磁弁ＲＶ１１〜ＲＶｎ１の総てを「閉」とさせるとともに、排出側の電磁弁ＲＶ１２〜ＲＶｎ２を択一的に「開」とさせる。
【０１３９】
或る程度抜き取りが進行すると、全体制御部９１は、供給制御部９２にポンプＰ２１を駆動させるとともに、電磁弁Ｖ２１またはＶ２２を「開」とさせ、さらに連係制御部９４に導入側の電磁弁ＲＶ１１〜ＲＶｎ１を択一的に「開」とさせ、新鮮外気を導入しながらＮＯ２ガスの抜き取りを行う。
【０１４０】
前記無害化動作では、全体制御部９１は、排気制御部９５に、前述のように、排気系統５０の電磁弁Ｖ５１またはＶ５２の一方を「開」とさせるとともに、ポンプＰ５１を駆動させて、蓄積タンク１０および各クリーンルームＲからのＮＯ２ガスを抜き取らせ、排出させてゆく。この場合のクリーンルームＲ、ガス供給系統３０および吸気系統２０の制御は、上述の回収動作と同様である。
【０１４１】
全体制御部９１は、前記ステップＳ９およびステップＳ１１でのＮＯ２ガスの抜き取り状況を、それぞれステップＳ１０およびステップＳ１２において監視し、抜き取りが完了していない場合には前記ステップＳ９およびステップＳ１１にそれぞれ戻り、完了している場合にはステップＳ１３に移る。前記ＮＯ２ガスの抜き取り状況は、蓄積タンク１０については濃度センサＳ１で、各クリーンルームＲについては濃度センサＳ２で、それぞれ検出することができる。全体制御部９１は、濃度センサＳ１，Ｓ２における低濃度ガスセンサＳＳ１〜ＳＳ４の測定結果に対する半導体センサ回路Ｃ３での判定結果が、前記１ｐｐｍ以下となると、前記抜き取り完了と判断する。
【０１４２】
ステップＳ１３では、全体制御部９１は、ロック制御部９７に錠装置Ｌ１〜Ｌｎを解錠させたり、警告灯を消灯させクリーンルームＲへの立ち入りが可能であることを報知させるなどして、処理を終了する。
【０１４３】
図１１は、前記ステップＳ６における滅菌処理動作を詳しく説明するためのフローチャートである。滅菌処理の際、各クリーンルームＲを、順に、滅菌処理を行うべき規定の第３の濃度、たとえば前記２００ｐｐｍとなるまでＮＯ２ガスを充填してゆくようにしてもよい。しかしながら、本実施の形態では、ＮＯ２ガスを、各クリーンルームＲに、順に少しずつ充填してゆくようにしており、しかも部屋の大きさや内容物の量、すなわち実際にＮＯ２ガスを充填すべき容積に対応して、充填時間を定めることで、全室の濃度をほぼ同じレベルで高めてゆくようになっている。このため、各クリーンルームＲｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対して、基本の充填時間Ｔｉが、前記容積に対応して予め設定されているものとする。たとえば、図１の例では、比較的狭いクリーンルームＲ１，Ｒｎには１分、比較的広いクリーンルームＲ２には２分が定められている。
【０１４４】
ステップＸ１で、全体制御部９１は、連係制御部９４に、ポンプＰ４１，Ｐ４２を駆動させるとともに、電磁弁Ｖ４１を「開」とさせ、蓄積タンク１０に連係系統４０を連係させる。ステップＸ２では、全体制御部９１は、クリーンルームＲの部屋番号を表す変数である前記ｉを１に初期セットする。ステップＸ３では、全体制御部９１は、部屋番号ｉに対応した前記充填時間Ｔｉを設定する。
【０１４５】
こうして滅菌処理の準備が整うと、ステップＸ４で、全体制御部９１は、タイマーＣＮＴ１をリセットしてスタートさせる。ステップＸ５では、全体制御部９１は、連係制御部９４に、前記部屋番号ｉのクリーンルームＲｉの電磁弁ＲＶｉ１，ＲＶｉ２を「開」とさせ、ＮＯ２ガスの充填を開始する。
【０１４６】
ステップＸ６では、全体制御部９１は、濃度センサＳ２によって前記クリーンルームＲｉのＮＯ２ガス濃度を測定する。ステップＸ７では、全体制御部９１は、その測定した濃度が前記第３の濃度以上であるか否かを判断し、第３の濃度に達していないときには、ステップＸ８で、タイマーＣＮＴ１の計測時間が前記充填時間Ｔｉに達したか否かを判断し、達していない場合には前記ステップＸ６に戻って、同じ部屋にＮＯ２ガスを充填し続ける。
【０１４７】
これに対して、前記ステップＸ７でＮＯ２ガス濃度が第３の濃度以上である場合、全体制御部９１は、ステップＸ９で、そのクリーンルームＲｉのガス濃度が第３の濃度に達したことを表すフラグＦＲｉを１にセットする。一方、前記ステップＸ８で規定の充填時間Ｔｉに達したとき、すなわち今回の充填時間Ｔｉで規定の第３のガス濃度に到達できなかった場合は、全体制御部９１は、ステップＸ１０で、前記フラグＦＲｉを０にリセットする。前記ステップＸ９，Ｘ１０からはステップＸ１１に移り、全体制御部９１は、連係制御部９４に、部屋番号ｉのクリーンルームＲｉの電磁弁ＲＶｉ１，ＲＶｉ２を「閉」とさせ、ＮＯ２ガスの充填を終了する。
【０１４８】
続いてステップＸ１２では、全体制御部９１は、前記変数ｉに１を加算して、次の部屋番号に更新し、ステップＸ１３では、その変数ｉが最大の部屋番号ｎを超えたか否かを判断し、超えていないときには前記ステップＸ３に戻って次のクリーンルームＲｉ＋１へのＮＯ２ガスの充填が行われることになる。前記ステップＸ１３で総てのクリーンルームＲ１〜ＲｎへのＮＯ２ガスの充填が一巡したことが判定されると、全体制御部９１は、ステップＸ１４で、フラグＦＲ１〜ＦＲｎから、総てのクリーンルームＲ１〜Ｒｎのガス濃度が前記第３の濃度以上となっているか否かを判断し、第３の濃度に達していない部屋が残されている場合には前記ステップＸ２に戻って、もう一巡、ガスの充填を行う。そのとき、先に第３の濃度以上となっている部屋については、濃度確認を行わないようにしてもよく、或いは同じステップを繰り返し、再確認を行うようにしてもよい。
【０１４９】
前記ステップＸ１４で、総てのクリーンルームＲ１〜Ｒｎのガス濃度が前記第３の濃度以上となっている場合は、ステップＸ１５に移り、全体制御部９１は、そのような状態となった最初のタイミングであるか否かを判定する。最初のタイミングである場合は、ステップＸ１６で、全体制御部９１は、滅菌処理の継続時間を表すタイマーＣＮＴ２をリセットしてスタートさせ、ステップＸ１７に移る。前記ステップＸ１６で最初のタイミングでない場合は、全体制御部９１は、直接ステップＸ１７に移る。
【０１５０】
ステップＸ１７では、全体制御部９１は、タイマーＣＮＴ２の計測時間が規定の滅菌処理時間Ｔ０、たとえば１０時間に達したか否かを判断し、達していない場合にはステップＸ１８で、所定時間、たとえば５分待機して、前記ステップＸ２に戻る。これに対して、前記ステップＸ１７で規定の滅菌処理時間Ｔ０を経過している場合には、ステップＸ１９で、全体制御部９１は、連係制御部９４に、ポンプＰ４１，Ｐ４２を停止させるとともに、電磁弁Ｖ４１を「閉」とさせ、蓄積タンク１０から連係系統４０を切り離し、処理を終了する。
【０１５１】
ここで、前記ステップＳ６の滅菌処理が開始された当初は、ＮＯ２ガスは、図１０（ｃ）で示すように、蓄積タンク１０から連係系統４０を介してクリーンルームＲまでの範囲で流れる。このようなＮＯ２ガスの消費によって、蓄積タンク１０内の濃度が既定の第２（第２−１）の濃度以下となると、全体制御部９１は、図１４（ｄ）で示すように、ガス供給部３０を動作させて、再びＮＯ２ガスの生成、すなわち追い炊き動作を行わせる。
【０１５２】
前記第２（第２−１）の濃度は、滅菌対象空間であるクリーンルームＲに対する蓄積タンク１０の大きさの比と、前記クリーンルームＲに要求されるＮＯ２ガスの濃度とによって決定され、たとえば蓄積タンク１０の容量が４０００Ｌで、要求されるガス濃度（第３の濃度）が前記２００ｐｐｍの場合、３０００〜４０００ｐｐｍであり、以下３０００ｐｐｍとする。また、本実施の形態では、前記第２（第２−１）の濃度に対してヒステリシスを持たせるために、追い炊き動作を停止する規定の第４（第２−２）の濃度として、４０００ｐｐｍが設定されている。
【０１５３】
図１２は、そのような追い炊き動作の一例を示すフローチャートである。この追い炊き動作は、図９におけるステップＳ６の滅菌処理内で行われ、全体制御部９１は、図１１で示すメインの滅菌処理を行いながら、所定周期、たとえば１分毎の割り込みで、この図１２で示す処理を行う。
【０１５４】
ステップＷ１では、全体制御部９１は、濃度センサＳ１によって、蓄積タンク１０内のＮＯ２ガスの濃度を測定する。その測定の際、ＮＯ２ガスの生成が停止していると、前記濃度センサＳ１へのガス流も停止しているので、全体制御部９１は、供給制御部９３に、プラズマ点灯はさせなくても、図１４（ｄ）で示すように、電磁弁Ｖ３１，Ｖ３２を「開」とさせるとともに、ポンプＰ３１を駆動させて、配管３０３に蓄積タンク１０内のガスを循環させるようにしてもよい。
【０１５５】
ステップＷ２では、全体制御部９１は、前記ステップＷ１で測定された濃度が前記第４（第２−２）の濃度以上であるか否かを判断し、第４（第２−２）の濃度以上である場合にはステップＷ３に移って、さらにＮＯ２ガスの生成中であるか否かを判断し、生成中である場合にはステップＷ４で生成を停止して、メイン処理に復帰する。
【０１５６】
一方、前記ステップＷ２において、前記ステップＷ１で測定された濃度が前記第４（第２−２）の濃度未満である場合、ステップＷ５に移り、全体制御部９１は、さらに第２（第２−１）の濃度以下であるか否かを判断し、そうでないときにはそのままメイン処理に復帰する。すなわち、ステップＷ２からＷ５において、全体制御部９１は、蓄積タンク１０内のＮＯ２ガスの濃度が、滅菌処理中において維持すべき３０００ｐｐｍ〜４０００ｐｐｍの目標濃度の範囲内であるときに、ＮＯ２ガスの生成中であれば生成を継続し、生成していないのであれば生成を行わず、そのままの状態を維持する。
【０１５７】
また、ステップＷ５において、前記第２（第２−１）の濃度以下である場合には、ステップＷ６に移って、全体制御部９１は、さらにＮＯ２ガスの生成中であるか否かを判断し、生成していなければ、ステップＷ７で生成を開始させて、メイン処理に復帰する。前記ステップＷ３においてＮＯ２ガスの生成中でないとき、ステップＷ６においてＮＯ２ガスの生成中であるときは、全体制御部９１は、メイン処理に復帰して、そのままの状態を維持する。
【０１５８】
このようにして、全体制御部９１は、滅菌処理の初期には、ステップＳ４，Ｓ５で、ガス供給系統３０に高効率にＮＯ２ガスを生成させることができる。一方、滅菌処理の中間期から後期は、全体制御部９１は、ガス供給系統３０に、図１２で示す追い炊き動作を行わせ、必要最小限のＮＯ２ガスを生成させる。これによって、全体制御部９１は、最終的に蓄積タンク１０からクリーンルームＲに供給されず、使用されないＮＯ２ガスの量を少なくすることができ、ＮＯ２ガスの生成の無駄を無くすことができるとともに、ＮＯ２ガスを廃棄する場合には、排気系統５０に掛かる無害化処理の負担も軽減することができる。こうして、全体制御部９１は、比較的広いクリーンルームＲを、比較的低濃度のＮＯ２ガスで、効率良く滅菌処理することができる。
【０１５９】
また、本実施の形態の滅菌システム１では、ガス供給系統３０から直接クリーンルームＲにＮＯ２ガスを供給するのではなく、それらの間に蓄積タンク１０を設け、全体制御部９１は、滅菌処理の初期に、ステップＳ４，Ｓ５で、ガス供給系統３０に、蓄積タンク１０との間で、高濃度のＮＯ２ガスを生成させておくことで、前記ステップＳ２〜Ｓ５を、ステップＳ１と並列に行うようにもすることができる。その場合、蓄積タンク１０にＮＯ２ガスが充分に蓄積されるまでの間は、クリーンルームＲが使用（人が出入りする等）可能になり、実際の滅菌処理時間を短縮することができる。
【０１６０】
さらにまた、本実施の形態の滅菌システム１では、前記ガス供給系統３０は、前記蓄積タンク１０内のガスを原料ガスとして、前記ＮＯ２ガスを生成するので、該ＮＯ２ガスの濃度が低下したら、いわゆる追い炊き機能を実現し、前記蓄積タンク１０から、それに連なるクリーンルームＲを含む気密空間内のガス圧を一定に保つことができる。
【０１６１】
また、本実施の形態の滅菌システム１では、全体制御部９１は、連係系統４０を制御して、複数の各クリーンルームＲｉを択一的に、そのクリーンルームＲｉに定められた充填時間Ｔｉずつ、順に蓄積タンク１０へ連通し、ＮＯ２ガスを充填させるので、各クリーンルームＲｉのガス濃度を均等に高めてゆくことができる。また、各クリーンルームＲのＮＯ２ガス濃度を、共通の濃度センサＳ２でそれぞれ検出することで、前記各クリーンルームＲの大きさ（容量）が不揃いな場合にも、一定の濃度に保つことができる。
【０１６２】
さらにまた、本実施の形態の滅菌システム１では、濃度センサＳ１，Ｓ２に、光センサからなる高濃度ガスセンサＳＰを備えていることで、ＮＯ２に非接触で、すなわち該ＮＯ２ガスに何ら変性を生じさせることなく、リアルタイムに（高い応答性で）、ＮＯ２ガスの濃度を測定することができ、前記追い炊きの制御などに効果的である。
【０１６３】
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），（２）の変形実施形態を取ることができる。
【０１６４】
（１）上記実施形態では、マイクロ波供給装置７０およびプラズマノズル３１を用いて、空気をプラズマ化することで滅菌ガスを生成する例を示した。これに代えて、２つの電極３５，３６間にアーク放電を生じさせることでプラズマを発生させる方法を採用してもよい。
【０１６５】
（２）上記実施形態では、クリーンルームＲ内を常圧で滅菌処理を行う例を示したが、減圧した状態で滅菌処理を行うようにしてもよい。
【０１６６】
（３）クリーンルームＲを減圧して滅菌処理を行う場合は、常圧に復帰させるために外気の導入が必要になるが、上述のようにクリーンルームＲ内をほぼ常圧で滅菌処理を行う場合、特に湿度が問題にならなければ、系統内に存在する空気を使用して、ＮＯ２ガスを生成するようにしてもよい。すなわち、前記吸気系統２０を設けなくてもよい。また、吸気系統２０を設ける場合も、湿度が問題にならなければ、ポンプＰ２１や電磁弁Ｖ２１，Ｖ２２だけを設け、エアドライヤ２１や湿度センサ２２を省略するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１６７】
１ 滅菌システム
１０ 蓄積タンク
２０ 吸気系統
３０ ガス供給系統
３１ プラズマ発生ノズル
３３ ＮＯ２変換部
３５ 内側電極
３６ 外側電極
３７ 保持部材
３８ センサユニット
３９ 集束器
４０ 連係系統
５０ 排気系統
５１ ＨＮＯ３変換部
５２ フィルタ
６０ ＮＯ２回収系統
６１ 脱湿器
６２ Ｈ２Ｏ液化部
６３ ＮＯ２回収部
６４ ＮＯ２液化部
６４１ タンク
６４２ チラー
６５ ＮＯ２気化部
６５１ タンク
６５２ ヒーター
７０ マイクロ波供給装置
７２ 導波管
９０ 制御装置
９１ 全体制御部
９２ 吸気制御部
９３ 供給制御部
９４ 連係制御部
９５ 排気制御部
９６ 回収制御部
９７ ロック制御部
Ｃ 制御装置
Ｃ１ 弁制御回路
Ｃ２ 光センサ回路
Ｃ３ 半導体センサ回路
Ｈ０ 第１の流路
Ｈ１〜Ｈ４ 第２の流路
Ｐ０；Ｐ１〜Ｐｎ 圧力センサ
Ｒ１〜Ｒｎ クリーンルーム
ＲＶ１１〜ＲＶｎ１；ＲＶ１２〜ＲＶｎ２ 電磁弁
Ｓ１，Ｓ２ 濃度センサ
ＳＰ 高濃度ガスセンサ
ＳＳ１〜ＳＳ４ 低濃度ガスセンサ
Ｔ０；Ｔ１〜Ｔｎ 温度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
滅菌処理を行うべき滅菌対象空間と、
前記滅菌処理に使用する二酸化窒素ガスを生成するガス供給源と、
前記ガス供給源と滅菌対象空間との間に介在され、前記ガス供給源で生成された二酸化窒素ガスを貯留する蓄積タンクと、
前記蓄積タンクと滅菌対象空間との間に介在される弁装置と、
前記蓄積タンク側の二酸化窒素ガス濃度を検出する第１のセンサと、
前記第１のセンサの検出結果に応答し、前記弁装置を閉じた状態で前記ガス供給源に二酸化窒素ガスの生成を開始させた後、前記ガス供給源における二酸化窒素ガスの生成と分解とがバランスする濃度よりも低い予め定める第１の濃度になると、前記二酸化窒素ガスの生成を停止させるとともに、前記弁装置を開放させ、以降は、前記第１の濃度より低い予め定める第２の濃度に対して、濃度が低下すると前記二酸化窒素ガスの生成を再開させ、上昇すると生成を停止させる制御装置とを含むことを特徴とする滅菌システム。
【請求項２】
前記第２の濃度は、前記濃度の低下時に二酸化窒素ガスの生成を再開させる第２−１の濃度と、前記上昇時に二酸化窒素ガスの生成を停止させ、かつ前記第２−１の濃度より高い第２−２の濃度とが設定されていることを特徴とする請求項１記載の滅菌システム。
【請求項３】
前記ガス供給源は、前記蓄積タンク内のガスを原料ガスとして、前記二酸化窒素ガスを生成することを特徴とする請求項１または２記載の滅菌システム。
【請求項４】
前記ガス供給源は、前記蓄積タンク内の空気を原料ガスとして、前記空気を該ガス供給源内に循環させつつ、プラズマによって前記二酸化窒素ガスを生成することを特徴とする請求項３記載の滅菌システム。
【請求項５】
前記滅菌対象空間側の二酸化窒素ガス濃度を検出する第２のセンサを備え、
前記制御装置は、前記第２のセンサの検出結果に応答し、前記弁装置を開閉制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の滅菌システム。
【請求項６】
前記滅菌対象空間は複数設けられており、前記制御装置は、前記弁装置を制御して、それら複数の滅菌対象空間を択一的に前記蓄積タンクへ連通し、二酸化窒素ガスを充填させることを特徴とする請求項５記載の滅菌システム。
【請求項７】
前記第１および第２のセンサは、青色光の前記二酸化窒素ガスの透過光量から前記濃度を検出することを特徴とする請求項５または６記載の滅菌システム。
【請求項１】
滅菌処理を行うべき滅菌対象空間と、
前記滅菌処理に使用する二酸化窒素ガスを生成するガス供給源と、
前記ガス供給源と滅菌対象空間との間に介在され、前記ガス供給源で生成された二酸化窒素ガスを貯留する蓄積タンクと、
前記蓄積タンクと滅菌対象空間との間に介在される弁装置と、
前記蓄積タンク側の二酸化窒素ガス濃度を検出する第１のセンサと、
前記第１のセンサの検出結果に応答し、前記弁装置を閉じた状態で前記ガス供給源に二酸化窒素ガスの生成を開始させた後、前記ガス供給源における二酸化窒素ガスの生成と分解とがバランスする濃度よりも低い予め定める第１の濃度になると、前記二酸化窒素ガスの生成を停止させるとともに、前記弁装置を開放させ、以降は、前記第１の濃度より低い予め定める第２の濃度に対して、濃度が低下すると前記二酸化窒素ガスの生成を再開させ、上昇すると生成を停止させる制御装置とを含むことを特徴とする滅菌システム。
【請求項２】
前記第２の濃度は、前記濃度の低下時に二酸化窒素ガスの生成を再開させる第２−１の濃度と、前記上昇時に二酸化窒素ガスの生成を停止させ、かつ前記第２−１の濃度より高い第２−２の濃度とが設定されていることを特徴とする請求項１記載の滅菌システム。
【請求項３】
前記ガス供給源は、前記蓄積タンク内のガスを原料ガスとして、前記二酸化窒素ガスを生成することを特徴とする請求項１または２記載の滅菌システム。
【請求項４】
前記ガス供給源は、前記蓄積タンク内の空気を原料ガスとして、前記空気を該ガス供給源内に循環させつつ、プラズマによって前記二酸化窒素ガスを生成することを特徴とする請求項３記載の滅菌システム。
【請求項５】
前記滅菌対象空間側の二酸化窒素ガス濃度を検出する第２のセンサを備え、
前記制御装置は、前記第２のセンサの検出結果に応答し、前記弁装置を開閉制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の滅菌システム。
【請求項６】
前記滅菌対象空間は複数設けられており、前記制御装置は、前記弁装置を制御して、それら複数の滅菌対象空間を択一的に前記蓄積タンクへ連通し、二酸化窒素ガスを充填させることを特徴とする請求項５記載の滅菌システム。
【請求項７】
前記第１および第２のセンサは、青色光の前記二酸化窒素ガスの透過光量から前記濃度を検出することを特徴とする請求項５または６記載の滅菌システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１２５（Ｐ２０１３−１２５Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３０４６９（Ｐ２０１１−１３０４６９）
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（３１００１７５５２）株式会社サイアン (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（３１００１７５５２）株式会社サイアン (17)
【Ｆターム（参考）】
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