專利名稱：：具有用臭氧分解nox的廢氣清潔系統(tǒng)的滅菌器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于醫(yī)療器械例如醫(yī)用的剪刀和導(dǎo)管以及其他滅菌可靠性要求提高的待滅菌物品的滅菌裝置、引入滅菌裝置的排氣系統(tǒng)和通過使用滅菌裝置實施的滅菌方法。
背景技術(shù)：
：按照慣例，已經(jīng)廣泛地使用用于殺滅例如存在于待滅菌物品上的細菌和病毒的氣體滅菌裝置，其中，將待滅菌物品例如醫(yī)療器械在殺菌劑氣體例如氮氧化物(下文也簡稱作“NOx”)、臭氧和H2A的氣氛中容納一段時期。然而，由于許多滅菌方法在市區(qū)在例如醫(yī)院和實驗室實施，因此用過的殺菌劑氣體需要在進行中性化處理后釋放至大氣中。例如，在使用通過殺菌劑氣體生成組合物(composition)例如碳類二醇二氮烯鐺化合物產(chǎn)生的一氧化氮(下文也簡稱作“NO”)或NO和二氧化氮(下文也簡稱作“N02”)的混合物的滅菌裝置中，已采用處理方法，通過該處理方法，使用用于將NO轉(zhuǎn)化成NO2的氧化劑和用于收集NO2的吸收劑去除殺菌劑氣體。通過使用該方法，報道稱可以將NO、NO2和NOx的濃度降低至LTWA水平(日本未經(jīng)審查的專利公開第521118Λ007號)。另外可選地，在使用環(huán)氧乙烷的滅菌裝置中，通過下述方法純化廢氣在填充有吸收劑例如活性炭、水和稀硝酸或熱催化劑的氣體處理池中使廢氣循環(huán)多次，以吸收環(huán)氧乙烷氣體(日本未經(jīng)審查的專利公開第312709/2000號)。另一方面，作為去除柴油機的廢氣中的NOx的方法，已采用所謂的SCR方法，其中在發(fā)動機的廢氣通道中提供SCR催化劑，在SCR催化劑的上游側(cè)設(shè)置用于供應(yīng)還原劑例如氨的還原劑進料裝置，以便通過SCR催化劑的催化作用使用從還原劑進料裝置供應(yīng)的氨來還原廢氣中的Ν0χ(日本未經(jīng)審查的專利公開第303^6/^2000號)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)明了已在另一專利申請中提交的高濃度NO2發(fā)生方法，并且已研發(fā)出通過使用經(jīng)上述方法獲得的高濃度NO2氣體而可靠性大大增強的滅菌裝置。然而，由于從滅菌裝置中排出的廢氣含有高濃度NO2氣體，通過任何常規(guī)的NOx處理方法和裝置均無法使所述廢氣在預(yù)定時間內(nèi)變得無害至安全級別。結(jié)果，存在如下問題使用高濃度NO2氣體的滅菌裝置在諸如醫(yī)療點不能實際應(yīng)用。鑒于上述情形，在設(shè)置臭氧發(fā)生器、利用通過臭氧或NO2的五氧化二氮(N2O5)或硝酸的轉(zhuǎn)化反應(yīng)的廢氣處理裝置和用于排出廢氣的排氣裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明意在提供排氣系統(tǒng)，其可以有效并可靠地純化濃度超出正常水平的高濃度NO2廢氣。本發(fā)明的排氣系統(tǒng)是通過使用高濃度NO2氣體將對待滅菌物品進行滅菌用過的廢氣排出的排氣系統(tǒng)，其包括臭氧發(fā)生器(ozonegenerator)、用于吸附臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧和廢氣中的NO2并通過臭氧和NO2的反應(yīng)加速五氧化二氮或硝酸的產(chǎn)生以保留生成物(resultant)的氣體處理裝置、以及用于排出廢氣的排氣裝置。4換句話說，本發(fā)明是通過使用高濃度NO2氣體將對待滅菌物品進行滅菌用過的廢氣排出的排氣系統(tǒng)，其包括臭氧發(fā)生器；用于吸附臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧和廢氣中的no2、并通過臭氧和NO2的反應(yīng)加速五氧化二氮或硝酸的產(chǎn)生以保留生成物的氣體處理裝置；以及用于排出廢氣的排氣裝置。優(yōu)選地，臭氧發(fā)生器包括臭氧化發(fā)生器(ozonizer)和用于儲存臭氧化發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧的臭氧室。優(yōu)選地，在氣體處理裝置的上游側(cè)還設(shè)置有用于調(diào)節(jié)廢氣中的NO2與臭氧的混合比的緩沖部。優(yōu)選地，氣體處理裝置使用吸附催化劑。優(yōu)選地，排氣裝置多次排出滅菌用過的廢氣。本發(fā)明是包括下述構(gòu)造的滅菌裝置。所述滅菌裝置包括(a)通過循環(huán)路徑配置的NO2氣體供應(yīng)系統(tǒng)，其中連接有用于儲存高濃度NO2氣體的腔室、等離子體發(fā)生器和循環(huán)裝置，(b)經(jīng)由第一開/關(guān)裝置與腔室連接的滅菌室，和(c)經(jīng)由第二開/關(guān)裝置與滅菌室連接的排氣系統(tǒng)。優(yōu)選地，腔室經(jīng)由第三開/關(guān)裝置與排氣系統(tǒng)連接。優(yōu)選地，滅菌室設(shè)置有用于將滅菌室中的高濃度N02氣體經(jīng)由NO2傳感器返回至滅菌室的測量路徑。優(yōu)選地，多個滅菌室與單個排氣系統(tǒng)連接。此外，本發(fā)明是使用滅菌裝置的滅菌方法，其中在排出對待滅菌物品進行滅菌用過的高濃度NO2氣體的排出步驟中，將高濃度NO2氣體以預(yù)定的NO2氣體含量部分排出至排氣系統(tǒng)。使用滅菌裝置的滅菌方法，其中在對待滅菌物品進行滅菌的滅菌步驟之后排出用過的高濃度NO2氣體的氣體排出步驟中，重復(fù)下述操作當(dāng)?shù)谝婚_/關(guān)裝置關(guān)閉、且第二開/關(guān)裝置打開時，通過排氣系統(tǒng)的排氣裝置將滅菌室中的高濃度N02氣體排出至廢氣處理裝置，以在滅菌室中獲得負壓，隨后，通過打開第一開/關(guān)裝置和關(guān)閉第二開/關(guān)裝置，通過負壓將殘留在室中的高濃度NO2氣體抽吸至滅菌室內(nèi)。另外，本發(fā)明是使用滅菌裝置的滅菌方法，其包括以下步驟(d)將待滅菌物品放置在滅菌室中(放置步驟)，(e)對滅菌室的內(nèi)部進行抽真空(抽真空步驟)，(f)對滅菌室的內(nèi)部進行增濕(增濕步驟)，(g)打開第一開/關(guān)裝置，以將通過NO2氣體系統(tǒng)產(chǎn)生并儲存在腔室中的NO2氣體供應(yīng)至滅菌室(供應(yīng)步)，(h)將干燥的氣體混合物充入腔室中(充氣步驟)，和(i)通過驅(qū)動NO2氣體供應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生NO2氣體(循環(huán)步驟)，其中步驟(g)至(i)重復(fù)多次。優(yōu)選地，在步驟(h)充氣步驟之前，進行以下步驟關(guān)閉第一開/關(guān)裝置并打開第三開/關(guān)裝置步驟，以將腔室和排氣系統(tǒng)直接連接，以用排氣系統(tǒng)將殘留在腔室中的NO2氣體排出，并對腔室進行抽真空(排氣步驟)。圖1是示例說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的排氣系統(tǒng)的構(gòu)造的解釋性視圖。圖2是示例說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的排氣系統(tǒng)的構(gòu)造中的等離子體發(fā)生部的解釋性視圖。圖3是示例說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的排氣系統(tǒng)的構(gòu)造中的等離子體發(fā)生器的解釋性視圖。圖4是示例說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的排氣系統(tǒng)的解釋性視圖。具體實施例方式下文通過參照附圖描述本發(fā)明的實施方式。排氣系統(tǒng)是如下系統(tǒng)通過該系統(tǒng)將用高濃度NO2氣體對待滅菌物品進行滅菌用過的廢氣排出。在本實施方式中，將該系統(tǒng)用于能在醫(yī)療器械和其它待滅菌物品上有效地實施滅菌操作的滅菌裝置。下文首先描述所述滅菌裝置的實施方式。在本實施方式的滅菌裝置中，示例說明滅菌裝置，將該裝置配置成包括用于產(chǎn)生高濃度NO2氣體的NO2氣體供應(yīng)系統(tǒng)、用于將容納的待滅菌物品用高濃度NO2氣體滅菌的滅菌室、和用于使廢氣即滅菌用過的高濃度NO2氣體無害的排氣系統(tǒng)。如圖1所示，NO2氣體供應(yīng)系統(tǒng)包括將腔室1、等離子體發(fā)生器2和循環(huán)裝置3連接的循環(huán)路徑4。更具體地，循環(huán)路徑4配置成包括腔室1、在所述路徑的下游側(cè)經(jīng)導(dǎo)管與腔室1連接的流阻部(flowresistiveportion)5、在所述路徑的下游側(cè)經(jīng)導(dǎo)管與流阻部5連接的等離子體發(fā)生器2和在所述路徑的下游側(cè)經(jīng)導(dǎo)管與等離子體發(fā)生器2連接的循環(huán)裝置3。循環(huán)裝置3在所述路徑的下游側(cè)進一步經(jīng)導(dǎo)管與腔室1連接，使得由腔室1、流阻部5、等離子體發(fā)生器2和循環(huán)裝置3形成環(huán)狀循環(huán)路徑4。通過運行循環(huán)裝置3，使包括氮氣和氧氣的氣體混合物在循環(huán)路徑4中循環(huán)，以產(chǎn)生N02。在本說明書中，從外部供應(yīng)至高濃度NO2發(fā)生系統(tǒng)的作為成分的包括氮氣和氧氣的氣體稱作氣體混合物，通過經(jīng)由等離子體發(fā)生器2循環(huán)至少一次產(chǎn)生的包括NOx的氣體稱作NOx氣體混合物，并且通過重復(fù)上述循環(huán)實現(xiàn)所需的NO2濃度水平的氣體稱作高濃度NO2氣體。腔室1是用于容納要產(chǎn)生的高濃度NO2氣體的密封隔間。在本實施方式中，腔室1為矩形盒狀，然而，它可以為球形或圓柱形。由于本實施方式的腔室1形成循環(huán)路徑4，因此形成有流出口、流入口和用于帶出(takeout)高濃度NO2的可開關(guān)的氣體供應(yīng)口。在本實施方式中，流阻部5由孔板(orifice)fe形成?？装錰e設(shè)置在腔室1下游側(cè)的管道中，并形成孔板流量計。因此，在本實施方式中，有利之處在于可以測量從腔室1循環(huán)出去的氣體的流量。除了孔板如之外，流阻部5還可以設(shè)置成將腔室1下游側(cè)的管道的一部分設(shè)為窄管，以增加該部分的流阻率。如圖2和3所示，等離子體發(fā)生器2是能夠在常溫常壓下通過使用微波產(chǎn)生等離子體的單元，并且通常配置成包括用于產(chǎn)生具有預(yù)定波長微波的微波發(fā)生裝置2a、與微波發(fā)生裝置加連接以傳送微波的波導(dǎo)2b、和與波導(dǎo)2b整體設(shè)置的等離子體發(fā)生部2c。微波發(fā)生裝置加產(chǎn)生例如2.45GHz的微波，并將微波傳送至波導(dǎo)2b內(nèi)。因此，微波發(fā)生裝置加包括例如用于產(chǎn)生微波的磁控管的微波發(fā)生源、用于將在微波發(fā)生源處產(chǎn)生的微波的功率調(diào)節(jié)至預(yù)定功率強度的放大器、和用于將微波發(fā)射至波導(dǎo)2b內(nèi)的微波傳送天線。作為用于等離子體發(fā)生器2的微波發(fā)生裝置加，例如能夠輸出IW至3W微波能量的連續(xù)可變型(continuousvariabletype)裝置是適用的。波導(dǎo)2b由非磁性金屬(例如鋁)制成，例如，為具有矩形橫截面的管狀，并將微波發(fā)生裝置加產(chǎn)生的微波傳送至等離子體發(fā)生部2c。本實施方式的波導(dǎo)2b通過方形管狀組件進行設(shè)置，使用由金屬平板制成的頂板和底板以及兩個側(cè)板。除該板狀組件之外，波導(dǎo)也可以通過例如板部件的擠壓或彎曲處理而形成。而且，除具有矩形橫截面的波導(dǎo)2b之外，也可以使用具有卵形(oval)橫截面的波導(dǎo)2b。此外，不僅僅是非磁性金屬，波導(dǎo)也可以由各種具有波導(dǎo)特性的元件設(shè)置而成。在本實施方式中，波導(dǎo)2b是接地的。等離子體發(fā)生部2c與波導(dǎo)2b整體配置，并包括穿過波導(dǎo)2b插入的棒狀傳導(dǎo)軸2d以及管狀傳導(dǎo)管2e。傳導(dǎo)軸2d進一步設(shè)置有插入到波導(dǎo)2b中以接收微波的天線部2f、和在本實施方式中經(jīng)電絕緣體穿過波導(dǎo)2b插入的從波導(dǎo)2b向外突出的中央電極2g。本實施方式的傳導(dǎo)軸2d具有圓形橫截面，然而，可以采用具有橢圓形、卵形或長卵形橫截面的傳導(dǎo)軸。本實施方式的傳導(dǎo)軸2d使用鈦形成，然而，也可以使用能夠傳送微波的材料例如鈦合金、銅、鉬、金和銀。在傳導(dǎo)軸2d(中央電極2g)的端部(tip)形成有由陶瓷制成的屏蔽膜2h，以防止電弧放電并保護電極。在本實施方式中，傳導(dǎo)管加具有大體的圓柱形，其內(nèi)徑形成為要大于傳導(dǎo)軸2d的外徑。傳導(dǎo)管設(shè)置成覆蓋從波導(dǎo)2b向外突出的中央電極2g，且中央電極在中心處，并且在中央電極2g和傳導(dǎo)管加之間形成有環(huán)形空間2i。傳導(dǎo)管加的底端(baseend)是導(dǎo)電性的，且相對于波導(dǎo)2b固定，傳導(dǎo)管2e由此經(jīng)波導(dǎo)2b接地。除了圓形橫截面之外，傳導(dǎo)管2e還可以具有例如矩形橫截面或卵形橫截面。然而，形成其端部形成為其長度在與中央電極2g的端部基本上相同的位置終止。應(yīng)注意的是本實施方式的傳導(dǎo)管加使用不銹鋼制成，然而，它可以由例如鋁制成。在本實施方式的傳導(dǎo)管加中，在朝向其底端的位置設(shè)置有通風(fēng)口。通過將從流阻部5延伸的管道2j與通風(fēng)口連接，配置從流阻部5連接至等離子體發(fā)生器2的循環(huán)路徑4。在循環(huán)路徑4中流動的氣體混合物經(jīng)過環(huán)形空間2i內(nèi)部向中央電極2g的端部移動。此外，在傳導(dǎo)管加的外邊緣(outsideedge)，插入有陶瓷屏蔽管業(yè)，以防止相對于中央電極2g的電弧放電。屏蔽管業(yè)的外邊緣與進一步導(dǎo)向路徑下游的管道2j連接，從而形成循環(huán)路徑4。在由此配置的等離子體發(fā)生部2c中，微波發(fā)生裝置2a(磁控管)產(chǎn)生的2.45GHz的微波(功率可調(diào))從設(shè)置在波導(dǎo)2b—端的微波發(fā)生裝置加的微波被傳送天線發(fā)射至等離子體發(fā)生部2c。發(fā)射的微波在波導(dǎo)2b中傳送，并由等離子體發(fā)生部2c中的傳導(dǎo)軸2d的天線部2f接收。由此由天線部2f接收的微波在傳導(dǎo)軸2d的表面上傳送，并達到中央電極2g的端部。中央電極2g的端部與波導(dǎo)2b電連接，并設(shè)置在地電位(groundpotential)的傳導(dǎo)管2e的端部附近。通過微波到達中央電極2g的端部，在傳導(dǎo)管2e的端部和中央電極2g的端部之間，尤其是在中央電極2g的端部附近，形成有強電場。應(yīng)注意的是，傳導(dǎo)軸2d形成為在2.45GHz波段具有諧振點，使得在中央電極2g的端部部分有效地形成強電場。通過由此形成的強電場，在經(jīng)循環(huán)路徑4供應(yīng)的氣體混合物中包括的氮氣和氧氣中發(fā)生部分離子化。結(jié)果，組成數(shù)萬攝氏度下的電子、基本常溫下的離子、基本常溫下的中性原子和基本常溫下的中性分子的集合體(aggregate)。廣泛地，該條件是電中性的，換句話說，形成等離子體狀態(tài)，更具體地說，形成低溫等離子體(非平衡等離子體)狀態(tài)。換句話說，在中央電極2g的末端附近的氣體混合物的氮氣和氧氣通過微波形成的強電場被激發(fā)，從而發(fā)生介電擊穿，并從分子狀態(tài)轉(zhuǎn)換為低溫等離子體(非平衡等離子體)狀態(tài)。低溫等離子體狀態(tài)下的氣體具有相對于其他低溫等離子體狀態(tài)或分子狀態(tài)下的氣體的高反應(yīng)性。因此，將主要包括氮氣和氧氣的氣體混合物引入等離子體發(fā)生部2c中時，其部分轉(zhuǎn)化成例如一氧化氧和二氧化氮的氮氧化物或者轉(zhuǎn)化成臭氧。1·Ν2+02—2N02.Ν2+202—2Ν023.302—203應(yīng)注意的是轉(zhuǎn)化比例在式1的情況下最高。根據(jù)式1產(chǎn)生的部分一氧化氮與等離子體發(fā)生部2c中處于低溫等離子體狀態(tài)下的氧結(jié)合，并轉(zhuǎn)化成二氧化氮。4.2N0+02—2N02由此產(chǎn)生的包括NO2的NOx氣體混合物經(jīng)由循環(huán)路徑4循環(huán)，或者保留在腔室1中。此時，根據(jù)式1產(chǎn)生的一氧化氮逐步與NOx氣體混合物中的氧或者與根據(jù)式3產(chǎn)生的臭氧反應(yīng)，并進一步轉(zhuǎn)化成二氧化氮，如式5和6所示。結(jié)果，NO2濃度增加。5.2N0+02—2N026.N0+03—N02+02根據(jù)式3產(chǎn)生的臭氧與NOx氣體混合物中的氮氣反應(yīng)，產(chǎn)生一氧化氮。7.N2+203—2N0+202該一氧化氮也通過式5和6的反應(yīng)轉(zhuǎn)化成二氧化氮。以這種方式，當(dāng)NOx氣體混合物反復(fù)在循環(huán)路徑中循環(huán)時，二氧化氮的濃度逐漸增加，就獲得具有所需NO2濃度水平的高濃度NO2氣體。然而，當(dāng)產(chǎn)生的一氧化氮氧化氮再次通過等離子體發(fā)生器2時，發(fā)生如下現(xiàn)象其中一部分通過離解反應(yīng)再次變成低溫等離子體狀態(tài)，從而變回至氮氣或氧氣。因而，當(dāng)NOx氣體混合物的濃度通過反復(fù)循環(huán)達到一定水平的高濃度NO2氣體時，氮氧化物的產(chǎn)生和氮氧化物的解離落入平衡狀態(tài)，因此在一定的濃度下，加強不會再繼續(xù)。在本實施方式的高濃度NO2氣體發(fā)生系統(tǒng)中，包括單個等離子體發(fā)生器2的循環(huán)路徑4如圖1所示示例說明。然而，可以將兩個或三個或更多個等離子體發(fā)生器2并行連接以形成循環(huán)路徑4。由于在該情況下可以在短時間內(nèi)產(chǎn)生高濃度NO2氣體，這更為優(yōu)選。此外，循環(huán)路徑4可以在等離子體發(fā)生器2中分叉，以便為每個分叉路徑提供等離子體發(fā)生部2c。在本實施方式中，循環(huán)裝置3通過使用壓力裝置6配置。也可以使用風(fēng)扇作為循環(huán)裝置3。作為壓力裝置6，可以優(yōu)選采用空氣泵，也可以使用鼓風(fēng)機或空氣壓縮機。對于空氣泵，可以使用功率約20至100瓦并且由氟橡膠制成的隔膜泵、由陶瓷制成的柱塞泵或風(fēng)箱式泵(bellowspump)。壓力裝置6設(shè)置在用于連接等離子體發(fā)生器2和室1的管道中，并在路徑的下游側(cè)與腔室1連接以施加壓力。如上所述，本實施方式的高濃度NO2氣體發(fā)生系統(tǒng)通過將腔室1、流阻部5、等離子體發(fā)生器2和壓力裝置6經(jīng)管道循環(huán)連接而構(gòu)成循環(huán)路徑4。通過運行壓力裝置6，從入口部7引入的空氣(氣體混合物)經(jīng)過循環(huán)路徑4流動，并產(chǎn)生NOx氣體混合物，該氣體混合物包括由經(jīng)過等離子體發(fā)生器2時置換成低溫等離子體(非平衡等離子體)狀態(tài)的氮和氧的反應(yīng)而產(chǎn)生的一氧化氮和二氧化氮。當(dāng)一氧化氮逐步與NOx氣體混合物中的氧以及與臭8氧反應(yīng)時，其轉(zhuǎn)化成二氧化氮。由此可以通過二氧化氮濃度的逐漸增加來產(chǎn)生高濃度N02氣體。在本實施方式中，在腔室1的下游側(cè)設(shè)置有NO2濃度測量傳感器8。用該傳感器，可以測量NO2的濃度。此外，氣體干燥裝置9，用于調(diào)節(jié)要引入腔室1中的空氣的露點。對于氣體干燥裝置9，例如可以使用依靠裝填在兩個管中的分子篩的自再生系統(tǒng)。另外，腔室1設(shè)置有壓力計la，等離子體發(fā)生器2設(shè)置有壓力表(未顯示)。于是，可以控制腔室1和等離子體發(fā)生器2中的壓力，且可以檢查壓力是否異常。在本實施方式中，滅菌室10構(gòu)成用于醫(yī)療器械的滅菌裝置的主要部分，其包括用于裝卸待滅菌物品的開口、能夠密封開口的屏蔽門、用于引入高濃度NO2氣體的氣體供應(yīng)口和用于在滅菌后排出廢氣的氣體排出口。屏蔽門在外周設(shè)置有密封材料用于獲得密封特性。對于本實施方式的密封材料，從氣密性和耐腐蝕性的觀點來看，使用含氟彈性體。優(yōu)選地，當(dāng)屏蔽門設(shè)置有聯(lián)鎖(interlock)時安全性增加，所述聯(lián)鎖在下述情況下不允許打開門滅菌室10中的NO2氣體濃度等于或高于對人類有害的水平。供應(yīng)管IOa從氣體供應(yīng)口設(shè)置至NO2氣體供應(yīng)系統(tǒng)的腔室1。儲存在腔室1中的高濃度NO2氣體通過供應(yīng)管并從氣體供應(yīng)口供應(yīng)至滅菌室10。另外，供應(yīng)管設(shè)置有使用空氣驅(qū)動閥的第一開/關(guān)裝置10b，并且通過第一開/關(guān)裝置IOb的開/關(guān)控制來控制高濃度NO2氣體到滅菌室10的供應(yīng)。滅菌室10設(shè)置有測量路徑，其通過泵抽吸腔室中的NO2氣體，以用NO2傳感器11測量其濃度并將氣體返回至滅菌室10。在本實施方式的測量路徑中，該路徑在中間分成兩條路徑，以分別設(shè)置用于高濃度測量和低濃度測量的兩個NO2傳感器lla、llb，使得可以高精度地進行濃度測量。如圖1和4所示，排氣系統(tǒng)12在滅菌操作后生成高濃度NO2氣體(廢氣)，并充在滅菌室10中以對于排出無害。排氣系統(tǒng)配置成包括臭氧發(fā)生器13、用于調(diào)節(jié)從臭氧發(fā)生器13供應(yīng)的臭氧和廢氣的混合比的緩沖部14、氣體處理裝置15、臭氧處理裝置16和排氣裝置17。在排氣裝置17的下游和緩沖部的上游，配置成包括除濕部Dl和廢氣流量計(flowmeter)Flο在本實施方式中，除濕部Dl由硅膠組成。硅膠的作用在于防止因流量計內(nèi)部的露滴造成的廢氣流量計的故障，并通過吸附高濃度NO2氣體(廢氣)中包括的濕氣來提高下游氣體處理裝置15的效率。應(yīng)注意的是部分NO2被硅膠吸收。廢氣流量計Fl測量要排出的廢氣的流量。在本實施方式中，臭氧發(fā)生器13包括臭氧化發(fā)生器18、臭氧室19、臭氧排出裝置20和臭氧流量控制器21。臭氧化發(fā)生器18(臭氧發(fā)生器)是用于在電極之間應(yīng)用高電壓的裝置，所述電極設(shè)置有電解質(zhì)以對填充在放電間隙中的空氣和氧氣放電，以將空氣或氧氣轉(zhuǎn)化成臭氧。臭氧發(fā)生器廣泛用作環(huán)境設(shè)備。臭氧室19是體積約40至80L的容器形式的小空間，其與臭氧化發(fā)生器18連接，以暫時儲存臭氧化發(fā)生器18產(chǎn)生的臭氧。通過設(shè)置該臭氧室19，通過與高濃度NO2氣體的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的五氧化二氮或硝化作用所需的臭氧就可以通過低功率的臭氧發(fā)生器13供應(yīng)，使得可以安全地使高濃度NO2氣體無害。通過臭氧排出裝置20和臭氧流量控制器21調(diào)節(jié)來自臭氧室19的臭氧排出體積。9具體地，臭氧流量控制器21是基于廢氣流量計Fl測得的廢氣流量可以控制臭氧流量的調(diào)節(jié)閥。因此，可以調(diào)節(jié)高濃度NO2的流量和臭氧流的混合比，而且可以傳輸相對于廢氣中包括的NO2W充足的臭氧。緩沖部14是具有約IOL體積的容器形式的小空間。取決于壓力填充臭氧用的泵中壓力波動，供應(yīng)的臭氧的量發(fā)生波動，相對于時間軸落入過量側(cè)(excessive)或短缺側(cè)(shortside)。然而，供應(yīng)的波動大的臭氧的量可以通過如下方法加以平均化基于廢氣流量計Fl用臭氧流量控制器21控制來自臭氧室19的臭氧的流量，并將臭氧送至緩沖部14用于混合，以及將氣體混合物保留在緩沖部14中。在本實施方式中，氣體處理裝置15通過在位于緩沖部14下游側(cè)的廢氣路徑上設(shè)置有含有吸附催化劑的處理部而配置。吸附催化劑是用于優(yōu)異地吸附NO2和臭氧、并加速吸附的NO2和臭氧的反應(yīng)以化學(xué)轉(zhuǎn)化成N2O5的催化劑，或者用于通過NO2與殘留蒸汽的反應(yīng)產(chǎn)生HNO3的催化劑。在本實施方式中，使用沸石作為吸附催化劑。在沸石當(dāng)中，由于可以有效地吸附NO2，優(yōu)選使用硅沸石。臭氧處理裝置16位于氣體處理裝置15的下游，并用作分解與NO2的反應(yīng)中的過量臭氧的臭氧分解裝置。以該設(shè)置，可以通過將臭氧濃度控制至預(yù)定水平或更低水平而將其排出。由此配置的氣體處理裝置15吸附其中的NO2和臭氧在緩沖部14中被調(diào)節(jié)至適當(dāng)混合比的氣體混合物，并通過NO2和臭氧將氣體化學(xué)轉(zhuǎn)化成隊05，或者通過NO2和殘留蒸汽的反應(yīng)加速HNO3W產(chǎn)生。由此去除廢氣中的NO2,使廢氣無害。此外，由于NO2通過與臭氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生隊05或HNO3來清除，即使NO2的濃度高，也可以有效地清除N02。在使用高濃度NO2的滅菌裝置中，可以在實際上適當(dāng)?shù)臅r間內(nèi)實施可靠的廢氣處理。另外，在本實施方式中，在臭氧處理裝置16的下游側(cè)設(shè)置有NO2傳感器和臭氧傳感器，以檢查是否已使廢氣無害。在氣體處理裝置15中，由于氣體混合物的NO2和臭氧被化學(xué)轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生隊05或HNO3,緩沖部14中存在的氣體混合物中的NO2*臭氧的適當(dāng)?shù)幕旌媳瓤紤]為21。然而，實際上，由于臭氧很可能在高壓環(huán)境下分解，特別是由于管道和各個容器由金屬制成，那些金屬起到催化劑的作用，進一步加速了分解。由此，使氣體混合物中的NO2和臭氧的混合比成為例如臭氧的比例大于21，且混合比優(yōu)選為21至12。在本實施方式中，該比例為32。由此配置的排氣系統(tǒng)通過其間的排氣管22與滅菌室10的氣體排出口連接。更具體地，從滅菌室10延伸的排氣管22與緩沖部14連接，以便于將從滅菌室10排出的廢氣轉(zhuǎn)移至緩沖部14。另外，排氣管22設(shè)置有使用空氣驅(qū)動閥的第二開/關(guān)裝置23，且通過第二開/關(guān)裝置23的開/關(guān)控制來控制廢氣至緩沖部14的轉(zhuǎn)移。排出裝置17用于抽吸殘留在滅菌室10中的廢氣并將氣體轉(zhuǎn)移至排氣系統(tǒng)，且在通過氣體處理裝置15使氣體無害后，通過使用例如空氣泵和風(fēng)扇賦予廢氣流能量。在本實施方式中，將空氣泵設(shè)置在排出管22中。控制本實施方式的排氣裝置17，使得滅菌室10中的廢氣立刻排出。然而，可以控制該裝置使得將氣體多次排出至緩沖部14。通過該方式，在將廢氣多次供應(yīng)至廢氣處理裝置15的情況下，有利的是可以可靠地使廢氣無害。在本實施方式中，NO2氣體供應(yīng)系統(tǒng)的腔室1與排氣系統(tǒng)通過設(shè)置有第三開/關(guān)裝置M的旁通管25連接。通過打開第三開/關(guān)裝置對，可以通過驅(qū)動排氣系統(tǒng)的排氣裝置17來進行對腔室1內(nèi)部進行抽真空的排氣步驟。此外，通過排氣系統(tǒng)使殘留在腔室1中的NO2氣體無害以安全排出。在本實施方式中，配置滅菌裝置，其中一個滅菌室10與排氣系統(tǒng)經(jīng)排出管22連接。另外可選地，可以設(shè)置多型裝置，其中來自多個滅菌室10的排氣管22與單個排氣系統(tǒng)連接，而且可以控制僅在排出廢氣時需要的排氣系統(tǒng)，使得系統(tǒng)在共享的情況下被驅(qū)動。由于共享的排氣系統(tǒng)可以相對于多個滅菌室10起作用，作為整個滅菌裝置就不存在多余部分，可以使該裝置緊湊。下文描述通過使用滅菌裝置的本發(fā)明的滅菌方法的實施方式。所述滅菌方法包括下述步驟(1)將待滅菌的物品放置在滅菌室10中(放置步驟)，(2)對滅菌室10的內(nèi)部進行抽真空(抽真空步驟)，(3)對滅菌室10的內(nèi)部進行增濕(增濕步驟)，(4)打開第一開/關(guān)裝置10b，以將通過NO2氣體系統(tǒng)產(chǎn)生并儲存在腔室1中的NO2供應(yīng)至滅菌室10(供應(yīng)步驟)，(5)關(guān)閉第一開/關(guān)裝置IOb并打開第三開/關(guān)裝置24，以將腔室1和排氣系統(tǒng)直接連接，以用排氣系統(tǒng)將殘留在腔室1中的NO2氣體排出，并對腔室進行抽真空(排氣步驟)，(6)將干燥的氣體混合物充入腔室1中(充氣步驟)，(7)通過驅(qū)動NO2氣體供應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生NO2氣體(循環(huán)步驟)，(8)通過滅菌室10中充入的高濃度NO2氣體對待滅菌物品進行滅菌(滅菌步驟)，(9)從滅菌室10中排出用過的高濃度NO2氣體(排氣步驟)。在放置步驟中，滅菌室10的屏蔽門為開，待滅菌物品通過將其從開口插入內(nèi)部而放置。為了不防止與高濃度NO2氣體的接觸，待滅菌物品可以根據(jù)其形態(tài)適當(dāng)?shù)胤旁诎仓门_(placementtable)上。在將多個待滅菌物品同時滅菌的情況下，可以以如下方式排列架子他們不相互重疊，且物品置于其上。在抽真空步驟中，通過驅(qū)動排氣裝置的空氣泵排出腔室中的空氣，從而降低滅菌室10內(nèi)部的壓力。經(jīng)過該降壓，將細微的最里部例如待滅菌物品的孔中的空氣排出。當(dāng)在隨后的滅菌步驟中充入高濃度NO2氣體時，NO2氣體由此迅速進入最里的細微部例如待滅菌物品的孔內(nèi)。結(jié)果，滅菌可靠性得以增加。增濕步驟使用設(shè)置在滅菌室10中的增濕裝置沈通過將蒸汽供應(yīng)至滅菌室10中而進行。蒸汽經(jīng)過增濕步驟滲入例如待滅菌物品的孔的最里細微部，在該狀態(tài)下充入高濃度NO2氣體。在待滅菌物品的細微的最里部中達到用于滅菌的適當(dāng)?shù)臐穸群蚇O2濃度，結(jié)果滅菌的可靠性優(yōu)選地增加。充足的濕度和NO2濃度的結(jié)合有利于在微生物的表面上產(chǎn)生硝酸，并增強滅菌效果。除此之外，在本實施方式中還在增濕之后填充高濃度NO2氣體。因此，根據(jù)將高濃度NO2氣體充入滅菌室10中時出現(xiàn)的壓力增加，NO2進入已經(jīng)增濕的待滅菌物品的細微的最里部并迅速轉(zhuǎn)化成硝酸。結(jié)果，有效地實現(xiàn)滅菌效果。在本實施方式中，增濕在減壓下經(jīng)過排空(evacuation)進行。優(yōu)選地，在增濕裝置沈中在相對低的溫度下因此獲得蒸汽的產(chǎn)生，且蒸汽迅速進入待滅菌物品的細微部。在供應(yīng)步驟中，通過首先驅(qū)動NO2氣體系統(tǒng)，儲存在腔室1中的高濃度NO2氣體通過滅菌室10中的負壓而抽吸，所述滅菌室的壓力已經(jīng)通過真空化步驟而降低。高濃度NO2氣體通過具有打開的第一開/關(guān)裝置IOb的供應(yīng)管IOa以被供應(yīng)至滅菌室10。在完成供應(yīng)步驟時，第一開/關(guān)裝置IOb是關(guān)閉的。在排氣步驟中，通過打開第三開/關(guān)裝置M將腔室1和排氣系統(tǒng)經(jīng)由旁路管25連通。通過驅(qū)動排氣系統(tǒng)的排氣裝置17(空氣泵)，抽吸殘留在腔室1中的NO2氣體，并通過用排氣系統(tǒng)使氣體無害而排出。同時，可以用抽吸力對腔室1進行抽真空(排氣步驟)。因此，在本實施方式中，殘留在腔室1中的NO2氣體可以通過使氣體無害而排出，并且可以通過該系統(tǒng)的排氣裝置17的抽吸功能進行腔室1的排氣步(抽真空)。于是，有利的是滅菌裝置有機協(xié)作以作為整體發(fā)揮作用。在充氣步驟中，新的干燥的氣體混合物通過在排氣步驟中已抽真空的腔室1的負壓而抽吸。在循環(huán)步驟中，等離子體發(fā)生器2的微波發(fā)生裝置加和壓力裝置6相對(arestared)。隨即，氣體混合物在循環(huán)路徑4中循環(huán)，氣體混合物的氮氣和氧氣在等離子體發(fā)生器2的等離子體發(fā)生部2c中置換成低溫等離子體狀態(tài)。結(jié)果，產(chǎn)生氮氧化物例如一氧化氮和二氧化氮以及臭氧，以產(chǎn)生NOx氣體混合物。通過進一步使NOx氣體混合物循環(huán)，NO2的濃度如上所述逐步增加，產(chǎn)生濃度5，000至100，OOOppm的高濃度NO2氣體。將循環(huán)步驟中產(chǎn)生的高濃度NO2氣體再次通過進行供應(yīng)步驟而供應(yīng)至滅菌室10。以這種方式，在本實施方式中，通過重復(fù)排氣步驟、充氣步驟、循環(huán)步驟和供應(yīng)步驟，體積要大于腔室1體積的滅菌室10已在抽真空步驟中降低的內(nèi)部壓力增加，且NO2的濃度也逐步增加。通過填充NO2濃度為5，000至100，OOOppm的高濃度NO2氣體，將滅菌室10中的NO2濃度調(diào)節(jié)至9至100mg/L，更優(yōu)選地20至80mg/L，在本實施方式中為20至40mg/L。在NO2濃度低于9mg/L的情況下，不能獲得針對任意微生物需要的充足的滅菌效果。另一方面，在濃度高于100mg/L的情況下，在該濃度以上預(yù)計不會出現(xiàn)縮短滅菌時間的顯著差異，反而，與廢氣處理相關(guān)的問題變得很麻煩。在滅菌步驟中，通過放置步驟負載的待滅菌物品在充有具有預(yù)定NO2濃度的NO2氣體的滅菌室10中保留一段時間。盡管，滅菌的持續(xù)時間取決于例如滅菌室10中的NO2*度和待滅菌物品的類型的因素而不同，但滅菌優(yōu)選地維持10至480分鐘。在持續(xù)時間少于10分鐘的情況下，不會獲得針對任意微生物需要的充足的滅菌效果。另一方面，在持續(xù)時間超過480分鐘的情況下，超過該持續(xù)時間的滅菌效果沒有顯著差異，而且處理時間很可能不必要地延長。在排氣步驟中，第二開/關(guān)裝置23為開，驅(qū)動排氣系統(tǒng)的排氣裝置17。隨即，從滅菌室10中抽吸用過的高濃度NO2氣體(廢氣)，去除NO2,并通過氣體處理裝置15使其無害。在本實施方式中，根據(jù)氣體處理裝置15的處理能力，抽吸殘留在滅菌室10中的廢氣，并將其以預(yù)定的NO2氣體含量部分排出，即約3至10次。于是，有利的是即使對于具有高濃度NO2W廢氣也不需要過分地配置廢氣處理裝置，且可以可靠地使廢氣無害。當(dāng)?shù)谝婚_/關(guān)裝置為關(guān)、且第二開/關(guān)裝置為開時，驅(qū)動排氣裝置17，以將滅菌室中的一定量高濃度NO2氣體排出至廢氣處理裝置15，使得滅菌室10的壓力為負。隨后，通過打開第一開/關(guān)裝置、并關(guān)閉第二開/關(guān)裝置，將殘留在腔室1中的高濃度NO2氣體通過負壓抽吸至滅菌室10。通過重復(fù)所述步驟多次，可以使殘留在滅菌室10和腔室1中的廢氣無害用于排出。于是，有利的是，也將保留在連接腔室1和滅菌室10的路徑(包括第一開/關(guān)裝置IOb)中的NO2氣體排出，并且整個滅菌裝置的排氣可以通過有效地使用排氣裝置17的抽吸能量而實施。下文通過實施例獲得在本發(fā)明的排氣系統(tǒng)中的NO2和臭氧之間的適當(dāng)?shù)幕旌媳?。實施例實施?(制備高濃度NO2氣體)高濃度NO2氣體通過NO2氣體供應(yīng)系統(tǒng)而制備。使用空氣(露點-60°C)作為成分，且在等離子體發(fā)生器中的等離子體放電時間(plasmalightningtime)為25分鐘。產(chǎn)生的高濃度NO2的濃度為47kppm，且該氣體儲存在腔室中。就大氣壓(IOlkPa(絕對壓力))的分壓而言，這時的壓力為_5kPa(相對壓力)。(制備臭氧)通過使用臭氧化發(fā)生器(SGA-01-PSA2,由SumitomoPrecisionProductsCo.，Ltd制造)，使用空氣作為成分制備40kppm的臭氧。將制備的臭氧引入臭氧室，以實施取代直到臭氧的濃度達到40kppm。(排氣步驟)通過打開第三開/關(guān)裝置開始排氣。在高濃度NO2氣體通過顆粒濾器(particlefilter,SFB200,由SMCCorporation制造)和硅膠層(硅膠A型5UP，由iTokaiChemicalIndustryCo.,Ltd.制造)后，將所述氣體通過廢氣流量計(8550，由KojimaInstrumentsInc.制造)調(diào)節(jié)，以便于相對于臭氧的組分比例為21。用臭氧流量控制器(由KojimaInstrumentshe.制造的8500)，將臭氧與上述流量已經(jīng)調(diào)節(jié)過的高濃度NO2氣體混合，使得組分比例為21。高濃度NO2氣體和臭氧的混合在緩沖部(緩沖罐)中進行。將包括五氧化二氮的氣體混合物通過串聯(lián)布置的兩種硝酸吸附催化劑(ADS55，由AdsorptionTechnologyIndustries,Ltd.制造)。隨后，當(dāng)用于儲存高濃度的NO2的腔室中的壓力顯示某些值(-50、-65、-75、-85和_90kPa(相對壓力))時，不時對氣體混合物進行取樣，以測量在通過硝酸吸附催化劑后殘留在廢氣中的NOx的濃度。結(jié)果顯示在表1中。實施例2除了使NO2氣體供應(yīng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的高濃度NO2氣體的濃度為44kppm、且使排氣步驟中的高濃度NO2氣體和臭氧的組分比為52之外，將高濃度NO2氣體以與實施例1相同的方式處理，以測量殘留NOx的濃度。結(jié)果顯示在表1中。實施例3除了使NO2氣體供應(yīng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的高濃度NO2氣體的濃度為50kppm、且使排氣步驟中的高濃度NO2氣體和臭氧的組分比為31之外，將高濃度NO2氣體以與實施例1相同的方式處理，以測量殘留NOx的濃度。結(jié)果顯示在表1中。表權(quán)利要求1.一種用于排出廢氣的排氣系統(tǒng)，所述廢氣是使用高濃度NO2氣體對待滅菌物品進行滅菌用過的廢氣，所述排氣系統(tǒng)包括臭氧發(fā)生器；用于吸附所述臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧和所述廢氣中的NO2、并通過臭氧和NO2的反應(yīng)來加速五氧化二氮或硝酸的產(chǎn)生以保留生成物的氣體處理裝置；和用于排出所述廢氣的排氣裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣系統(tǒng)，其中所述臭氧發(fā)生器包括臭氧化發(fā)生器和用于儲存所述臭氧化發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧的臭氧室。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的排氣系統(tǒng)，其中在所述氣體處理裝置的上游側(cè)還設(shè)置有用于調(diào)節(jié)所述廢氣中NO2和臭氧的混合比的緩沖部。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的排氣系統(tǒng)，其中所述氣體處理裝置使用吸附催化劑。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的排氣系統(tǒng)，其中所述排氣裝置多次排出滅菌用過的所述廢氣。6.一種滅菌裝置，其包括(a)通過循環(huán)路徑配置的NO2氣體供應(yīng)系統(tǒng)，其中連接有用于儲存高濃度NO2氣體的腔室、等離子體發(fā)生器和循環(huán)裝置；(b)經(jīng)由第一開/關(guān)裝置與所述腔室連接的滅菌室；和(c)經(jīng)由第二開/關(guān)裝置與所述滅菌室連接的根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣系統(tǒng)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的滅菌裝置，其中所述腔室經(jīng)第三開/關(guān)裝置與所述排氣系統(tǒng)連接。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的滅菌裝置，其中所述滅菌室設(shè)置有用于將所述滅菌室中的高濃度NO2氣體經(jīng)由NO2傳感器返回至所述滅菌室的測量路徑。9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的滅菌裝置，其中多個滅菌室與單個排氣系統(tǒng)連接。10.一種使用根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項所述的滅菌裝置的滅菌方法，其中在排出對待滅菌物品進行滅菌用過的高濃度NO2氣體的排氣步驟中，將高濃度NO2氣體以預(yù)定的NO2氣體含量部分排出至排氣系統(tǒng)。11.一種使用根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項所述的滅菌裝置的滅菌方法，其中在對待滅菌物品進行滅菌的滅菌步驟之后排出用過的高濃度NO2氣體的氣體排出步驟中，重復(fù)下述步驟當(dāng)?shù)谝婚_/關(guān)裝置為關(guān)、且第二開/關(guān)裝置為開時，通過排氣系統(tǒng)的排出裝置將滅菌室中的高濃度NO2氣體排出至廢氣處理裝置，以在滅菌室中獲得負壓，隨后，通過打開第一開/關(guān)裝置和關(guān)閉第二開/關(guān)裝置，通過負壓將殘留在腔室中的高濃度NO2氣體抽吸至滅菌室內(nèi)。12.一種使用根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項所述的滅菌裝置的滅菌方法，其包括以下步驟(d)將待滅菌物品放置在滅菌室中(放置步驟)；(e)對滅菌室的內(nèi)部進行抽真空(抽真空步驟)；(f)對滅菌室的內(nèi)部進行增濕(增濕步驟)；(g)打開第一開/關(guān)裝置，以將通過NO2氣體系統(tǒng)產(chǎn)生并儲存在腔室中的NO2氣體供應(yīng)至滅菌室(供應(yīng)步驟)(h)將干燥的氣體混合物充入在腔室中(充氣步驟)；和(i)通過驅(qū)動NO2氣體供應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生NO2氣體(循環(huán)步驟)，其中步驟(g)至⑴重復(fù)多次。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的滅菌方法，其中在步驟(h)充氣步驟之前，進行以下步驟關(guān)閉第一開/關(guān)裝置并打開第三開/關(guān)裝置，以將腔室和排氣系統(tǒng)直接連接，以用排氣系統(tǒng)將殘留在腔室中的N02氣體排出，并對腔室進行抽真空(排氣步驟)。全文摘要本發(fā)明提供一種用于將使用高濃度NO2氣體對待滅菌物品進行滅菌用過的廢氣排出的排氣系統(tǒng)，其包括臭氧發(fā)生器、用于吸收通過臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧和NO2以保留生成物的氣體處理裝置以及用于排出廢氣的排氣裝置。該排氣系統(tǒng)可以有效并可靠地將濃度超過正常水平的高濃度NO2廢氣純化。文檔編號B01D53/86GK102341128SQ20108001069公開日2012年2月1日申請日期2010年3月4日優(yōu)先權(quán)日2009年3月4日發(fā)明者奧村成喜,巖崎龍一,廣瀬智之,新井清孝,木村和宏申請人:株式會社賽安