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KR100966933B1 - 오존소독방법 및 오존소독장치 - Google Patents

오존소독방법 및 오존소독장치 Download PDF

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KR100966933B1
KR100966933B1 KR1020047006996A KR20047006996A KR100966933B1 KR 100966933 B1 KR100966933 B1 KR 100966933B1 KR 1020047006996 A KR1020047006996 A KR 1020047006996A KR 20047006996 A KR20047006996 A KR 20047006996A KR 100966933 B1 KR100966933 B1 KR 100966933B1
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KR
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ozone
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chamber
vacuum
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티에스오₃인크.
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Abstract

개시된 소독방법은 소독챔버(10)를 제공하는 단계와; 물체를 소독챔버 안으로 위치시키는 단계와; 상기 물체와 소독 대기의 온도를 동일화하는 단계와; 소독챔버를 밀봉하는 단계와; 미리 선택된 진공압력의 진공(40)을 소독챔버에 인가하는 단계와; 수증기(30)를 진공하의 소독챔버에 공급하는 단계와; 오존함유가스(22)를 소독챔버에 공급하는 단계와; 미리 설정된 처리기간동안 소독챔버의 밀봉을 유지하는 단계와; 소독챔버 내의 진공을 해제하는 단계로 구성되며, 상기 진공압력이 소독챔버 내의 물의 끓는 온도를 소독챔버 내의 온도 미만으로 낮추기 위해 사용되는 소독방법이다. 하나 이상의 통풍사이클은 소독챔버로부터 잔존하는 오존과 습기를 제거하기 위한 바람직한 방법에 추가될 수 있다. 오존을 사용한 단 하나의 사이클 소독은 더 효과적이며, ETO를 사용한 경우보다 짧은 소독사이클을 제공하며, 사용자 습관의 변화를 거의 요구하지 않는다. 더욱이, 본 발명에 따른 오존 기반의 공정은 소독파우치와 단단한 용기와 같은 현재 사용되는 포장과 호환된다. 상기 소독공정은 사용자의 잘못된 해석과 조작에 의한 단순하고 치명적인 오류를 피하게 한다. 본 발명의 오존소독방법은 실질적으로 소독된 기구의 에어레이션 또는 냉각을 필요로 하지 않아, 소독사이클 뒤에 즉각 사용될 수 있다. 이것은 병원이 값비싼 의료기구목록의 유지비용을 절감시킨다.

Description

오존소독방법 및 오존소독장치{METHOD AND APPARATUS FOR OZONE STERILIZA TION}
본 발명은 소독장비, 특히 오존소독방법 및 장치에 관한 것이다.
소독이란, 식물의 성장상태나 휴지중인 종자(Spore)상태에서의 여하의 바이러스, 박테리아, 균(Fungus) 또는 다른 미생물 등의 완전한 파괴를 의미한다. 종래의 의약기구의 소독처리공정은 고온(증기나 건조열수단과 같은), 또는 유독성 화합물(산화에틸렌가스, EtO와 같은)을 포함한다. 증기압소독은 시간절약형의 소독법이다. 그것은 빠르고 비용면에서 효율적이다. 그러나, 압력용기는 열에 민감한 기구를 파괴한다. 그러므로, 관절촬영내시경(Arthroscopes)이나 장촬영내시경 (Endoscopes)과 같은 더욱더 많은 열에 민감한 기구들이 사용된 이래로, 다른 소독법이 사용될 필요가 있다. 전통적인 소독기술의 예가 미국 특허번호 4,687,635호, WO99/32162호 및 WO01/58499호에 기술되어 있다.
산화에틸렌 소독법은 열에 민감한 기구를 냉각살균하기 위해 사용된다. 최근까지, 산화에틸렌 소독법은 냉각소독용 기술방법의 단계에 있다. 산화에틸렌은 열 및 수분에 민감한 물체를 소독하고, 매우 잘 침투한다. 그러나, 이것은 국가 건강 및 안정위원회에 의해 발암성이고 신경독성인 것으로 여겨지고 있다. 더하여, 그것은 강한 가연성가스이기 때문에, 보통 안정성을 위해 클로로플로로카본 (CFCs)과 혼합된다. 그러나, 오존층에 대한 CFCs의 악영향 때문에, 그 사용이 1996년 몬트리올프로토콜에 의해 금지되어오고 있다. 더욱이, 산화에틸렌은, 그 분자가 기구표면에 붙기 때문에, 오랜 소독과, 에어레이션(Aeration)기간을 필요로 한다. 전체 소독시간은 피소독체에 따라 14시간 내지 36시간이며, 이러한 형태의 소독은 저장실, 모니터링 시스템 및 통풍장치의 사용을 필요로 한다.
더욱 효율적이고 안전하며, 보다 저렴한 소독제가 요구되어 왔고, 이것은 4번째로 강력한 오존(O3)의 형태에서 발견되었으나, 결과적으로 이것이 가장 바람직한 산화제(3번째로 강한 불화물계 소독제는 소독용으로 안전하게 사용하기 위해서는 너무 불안정하고 독성이 강하다)이다. 오존은 산소로부터, 특히 병원급의 산소로부터 쉽게 발생될 수 있다. 산소는, 보통 벽이나 천정의 산소공급원으로부터, 병원환경에서 쉽게 구할 수 있으며, 이동성이 필요한 경우에는 휴대용 산소의 "J" 실린더로부터 얻을 수 있다.
오존은 종이펄프를 표백하거나, 음료수처리 및 하수나 음식물을 소독하기 위한 산화제로서 산업계에서 널리 사용되고 있다. 오존은 일반적으로 2가지 방법으로, 즉 직접반응 또는 오존의 분해시에 생성되는 수산기의 라디칼종을 통하여, 화합물에 작용을 한다(Encyclopaedia Of Chemical Technology, Vol 17, Ozone page 953 to 964). 물의 정화를 위해 소독가스에서 요구되는 오존의 양(농도)은 낮으며, 일반적으로 36mg/l(리터당 밀리그램) 미만이다. 그러나, 오존가스를 미생물의 효과적인 소독제로 만들기 위해서는 상당히 고농도가 요구되며, 그러한 고농도의 오존가스는 전체 소독사이클 중에서 임계레벨의 습도로 혼합되어야 한다. 오존의 활동은 상대습도의 증가에 따라 빠르게 증가한다. 오존에 대한 종자의 저항은 품종에 따라 다양하지만, 높은 상대습도에서의 그 차이는 상대적으로 작다(Ishizaki et al., 1986. Inactivation of the Silas spores by gaseous ozone, J.Appl. Bacterial, 60:17-72). 오존이 미생물의 보호막을 침투하기 위해서는 높은 상대습도가 요구된다. 물의 존재는 종종 유기체에 대한 오존반응을 가속시킨다(Langlais et al., (EDS), 1991, Ozone in Water Treatment, Application and Engineerign. Louis Publisher: Chelsea, Michigan, 569 pages). 충분한 상대습도는 또한 오존이 통상 사용되는 소독포장에 침투할 수 있도록 요구된다. 그리하여, 소독에 사용되는 이러한 오존가스를 가습시키는 것이 바람직하다.
소독법에 사용되는 가습된 오존함유가스에 가습하는 다양한 방법이 오존소독기 분야에 알려져 있다. WO00/66186호는 오존함유가스를 가습하는 방법 중의 하나를 기술한다.
오존가스와 소독된 물질을 수용하는 밀봉된 플라스틱 가방에 매우 미세한 물안개의 혼합물의 사용은 미국 특허번호 3,719,017호에 설명되어 있다. 개시된 방법은 진공화와 플라스틱 가방에 오존가스와 매우 미세한 물안개와의 혼합물의 충전의 반복을 포함한다. 가방내의 공기가 비워지고, 오존과 물안개의 가압된 혼합물로 대체된다. 가방 안이 극 저압이 될 때, 가압된 혼합물로부터 물입자는 폭발하여, 물안개를 형성한다. 그러나, 이러한 시스템은 요구된 높은 상대습도를 제공하고 유지하기에 충분히 높은 수증기 농도를 발생시킬 수 없다.
보다 최근의 특허는 성공적인 소독에 요구되는 상대습도는 공정 전체를 통하 여 적어도 85%임을 보여준다. 미국 특허번호 5,069,880호는 그러한 높은 상대습도를 발생시킬 수 있는 장치를 개시한다 상기 설명된 장치에서, 오존가스는 가스의 수분 농도를 높이기 위한 일환으로 수조를 통하여 거품이 발생된다. 비록 85% 습도의 오존이 대다수의 미생물을 죽일 수 있을 지라도, 이것은 북아메리카 표준에서 제정된 “최악의 경우의 시나리오”를 충족하지 않는다.
식약청 및 건강 캐나다와 같은 기관에 의해 설정된 북아메리카 표준은 소독업자들에게 최악의 경우의 시나리오 요건을 충족할 것을 요구한다. 85% 습도를 포함하는 소독가스는 목적된 결과를 낳기에는 불충분하다. 부여된 표준에 95%의 최소상대습도가 요구된다.
물은 대기압(1013 mbar)에서 100℃에서 끓는다. 그러므로, 다양한 선행특허 (패디스{Faddis}외, 미국특허번호 5,266,275, 5,334,355 및 5,334,622를 보라)는 물이 오존발생기에서 발생된 오존함유가스 내로 주입되기 위한 증기를 발생하도록 끓는점 이상으로 가열되는 소독시스템을 개시한다. 상기 증기는 120℃까지 가열된다. 그리하여, 소독용으로 사용되는 증기/오존 혼합물은 대략 100℃ 근방의 온도를 가진다. 그러나, 오존의 분해는 20℃ 내지 300℃의 범위에서 온도에 따라 지수적으로 증가하며, 약 120℃ 온도의 수증기의 주입은 조기의 오존분해를 이끈다. 결과적으로, 오존발생기에 의해 발생된 가스 내의 효과적인 오존농도는 감소되고, 그럼으로써 각 소독사이클에 대하여 상당히 증가된 처리시간과 매우 많은 양의 오존가스의 생성을 요구하게 된다. 한편, 소독챔버 내의 온도가 물의 끓는점 이상으로 유지되지 않으면, 응축이 발생할 것이다. 그러나, 피소독체상의 응축층은 오존 소독공정의 효과를 상당히 감소시킬 것이며, 그렇지 않으면, 덮인 영역의 소독을 완전히 차단할 것이다. 이러한 문제는 회피되어야 하지만, 선행기술에서는 인식되지 않았다.
더욱, 상승된 온도와 100℃에 가까운 온도에서 소독을 수행하는 것은 실질적으로 소독된 재료에 대한 냉각주기를 요구할 것이며, 이에 의해 소독을 길고 비효율적인 공정으로 만든다. 그러므로, 적어도 95%이상의 상대습도에서의 보다 효과적이고 효율적인 소독방법과 장치가 오존소독에 요구된다.
본 발명의 목적은, 상대습도 85% 이상에서, 바람직하게는 포화점과 상온에 가까운 온도에서 수증기로 가습된 오존함유가스로 물체를 소독하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 소독이 25℃ 내지 40℃를 가지는 가습된 오존함유가스로 수행되는 오존소독장치 및 오존소독방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 소독사이클이 수행된 후에, 즉각 소독된 물체를 제거하고, 이에 따라 연장된 냉각기간을 피할 수 있도록 소독이 실질적으로 상온과 동일한 온도에서 수행되는 오존소독장치 및 오존소독방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상대습도가 85% 이상, 바람직하게는 거의 100%를 가지는 오존함유소독가스를 사용함에 의해 소독기간이 상당히 단축되는 오존소독장치 및 오존소독방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 소독공정 중에 소독대기로부터 물의 응축이 실질 적으로 방지되는 오존소독장치 및 오존소독방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적들은 소독이 진공에서 수행되는 발명에 따른 방법 및 장치로 달성되며, 여기서 진공압력은 소독챔버에서의 물의 끓는점이 소독챔버 내의 온도이하 또는 대략 상온이 되도록 선택되어, 소독챔버 내의 모든 물이 실질적으로 항상 기상(Vapor phase)으로 유지된다.
본 발명에 따른 방법 및 장치의 바람직한 실시예에서, 진공압력은 챔버내부의 온도 아래로 물의 끓는점을 낮추도록 적용된다. 이러한 진공압력은 바람직하게는 0.1mbar 내지 10mbar 사이이고, 가장 바람직하게는 0.5mbar 내지 2.0mbar 사이이다.
물체의 소독을 위한 본 발명에 따른 바람직한 실시예는 다음의 단계를 포함한다.
- 소독챔버를 준비하는 단계
- 물체를 소독챔버에 위치시키는 단계
- 소독챔버를 밀봉하는 단계
- 물체와 소독챔버 내의 대기의 온도를 동일하게 하는 단계
- 미리 선택된 진공압력을 소독챔버에 적용하는 단계
- 수증기를 진공의 소독챔버에 공급하는 단계
- 오존함유가스를 소독챔버에 공급하는 단계
- 미리 선택된 처리기간 동안 소독챔버를 밀봉인 채로 유지하는 단계 및
- 소독챔버 내의 진공을 해제하는 단계
상기 진공압력은 소독챔버 내의 물의 끓는점을 소독챔버 내의 온도 아래로 낮추기 위해 사용된다.
물체와 소독챔버 온도를 동일하게 하는 것이 단순히 충분히 길게 기다림에 의해 달성될 지라도, 이것은 소독공정의 바람직하지 않은 지연을 낳게되고, 또한 검출하기 어렵다. 그러므로, 바람직하게는 온도 동일화는 진공이 챔버에 인가되고, 이어서 대기 공기 또는 산소를 주입하는 일련의 동일화펄스(Equalization pulses)들을 인가함에 의해 달성된다. 이것은 오존으로 실질적인 소독을 개시하기 전에, 챔버, 물체 및 챔버 내의 공기 모두가 같은 온도, 특히 대기 공기와 같은 온도가 되도록 한다.
바람직하게는, 열은 소독사이클 중에 챔버, 도어, 가습기 및 수증기배관에 인가되어, 미리 선택된 온도, 가장 바람직하게는 대기 공기의 온도로 그것들을 유지한다.
하나 이상의 통풍사이클이 소독챔버로부터 잔존하는 오존과 습기를 제거하기 위한 바람직한 방법에 추가될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 소독장치는 다음을 포함한다.
- 물체를 수용하기 위한 소독챔버,
- 그 일측이 상기 소독챔버에 연결되어, 물체의 온도와 상기 소독챔버 내의 온도가 동일화되도록 상기 소독챔버로 대기 공기의 흡입과 배출을 조절하기 위한 흡입밸브 및 배기밸브,
- 상기 소독챔버와 상기 흡입밸브의 연결 부위에 접속되어, 상기 소독챔버에 오존함유소독가스를 공급하기 위한 오존 발생기,
- 상기 소독챔버에 연결되어, 상기 소독챔버에 수증기를 공급하기 위한 가습 장치, 및
- 상기 배기밸브의 타측과 연결되어, 상기 소독챔버 내의 물의 끓는 온도를 상기 소독챔버 내의 온도 미만으로 낮추기 위해 상기 소독챔버 내에 진공을 인가하기 위한 진공 펌프
소독챔버 내의 온도 아래로 물의 끓는점을 낮추기 위한 충분한 진공의 적용은 가습기 안으로의 물의 기화를 야기한다. 수증기는 이때 포화가 도달될 때까지, 챔버내로 도입된다. 이러한 기화에 필요한 에너지는 물 자체와, 액상(Liquid phase)으로 물과 접촉하는 여하의 구성부품으로부터 얻어진다. 결과는 증기화 속도의 감소와 가능하게는 심지어 약간의 얼음형성에서의 감소를 이끌 수 있는 가습기 내에서의 온도하강이다. 챔버내에서 벽 및/또는 물체 사이의 온도차와 결합된 높은 상대습도는 물의 응축을 이끌 수 있다. 그리하여, 바람직하게는 본 발명에 따른 장치는 더욱 챔버, 챔버의 억세스 도어, 가습기 및 수증기 배관 중 적어도 어느 하나를 가열하는 수단을 포함한다.
본 발명은 이하의 단 하나의 실시예와 첨부된 도면을 참고로 하여 보다 자세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략적인 도시를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 장치에 사용되는 바람직한 오존 발생기 전체의 단면적이다.
도 3은 본 발명에 따른 바람직한 방법의 흐름도이다.
도 4은 도 1의 장치에 사용되는 바람직한 전기시스템 및 제어시스템의 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 장치의 냉각유니트의 개략적인 도시이다.
도 1에 개략적으로 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 오존소독기는 상대적으로 간단한 방식으로 작동한다. 의학적 수준의 산소는 오존 발생기(22)내에서 산소를 오존함유가스로 변환하는 전기장에 놓인다. 이때, 오존함유가스는 의학장치를 소독하는 가습된 소독챔버(10)내로 공급된다. 오존은 이어서 오존촉매(52)를 사용하여 산소로 재 변환된다. 소독사이클의 끝에 남는, 단 하나의 잔존물은 산소와 청정수이다.
하나의 오존살균사이클이 ETO로 살균하는 것 보다 더 짧은 소독사이클을 제공하며, 사용자 습관의 변화를 거의 요구하지 않는다. 더욱이, 본 발명에 따른 오존 기반의 공정은 살균된 파우치와 단단한 용기와 같은 현재의 패키지들과 사용상의 호환성을 가진다.
본 발명의 소독공정은 간단하고, 실질적으로 잘못된 해석과 조작에 의한 인간의 오류를 피하게 한다.
본 발명의 오존살균법은 실질적으로 소독된 기구의 에어레이션(Aeration)이나 냉각을 필요로 하지 않으므로, 소독사이클을 따라 즉시 사용될 수 있다. 이것은 병원이 값비싼 의학장비목록의 유지비용을 절감시킨다. 본 발명의 오존살균법은 몇 가지 장점을 더 제공한다. 본 발명의 오존살균법은 독성폐기물이 존재하지 않으며, 위험한 가스실린더의 조작을 필요로 하지 않으며, 사용자의 건강이나 환경에 위험을 노출시키지 않는다. 스테인레스스틸 기구와 열 민감성 기구는 몇몇 사 용자가 두 개의 분리된 소독기의 사용할 필요가 없도록 동시에 처리될 수 있다.
선행기술 오존소독장치 및 방법은 소독대기가 오존소독공정의 효율을 증가시키기 위한 가습이 존재한다. 그러나, 각각에서 얻어진 상대습도는 오존함유소독가스의 영향을 최대화하기 위해 불충분하다. 더욱, 본원 공정과 장치의 발명자에 의해 80% 넘는, 특히 100%에 가까운 상대습도에서의 소독은 추가적인 피소독체 및/또는 소독대기에 노출된 소독장치의 구성부품에 원하지 않는 응축 관련된 추가적인 해결과제를 발생시킨다는 것이 놀랍게도 발견되었다. 특히, 소독챔버 내의 대기와 피소독체 또는 장치의 대기와 구성부품 사이에서의 심지어 매우 적은 온도차도 챔버내의 상대습도가 포화에 가깝게 될 때 상당한 응축을 유발한다는 것이 발견되었다. 그러나, 오존소독의 최대효율이 바람직하기 때문에, 가능한 한 포화에 가깝게 동작하고, 적어도 오존주입 전에 피소독체 상에 응축을 피하기 위해, 그러한 온도차는 가능한 한 최대한 피해져야 한다. 본 발명에 따른 공정 및 장치는 실제 소독공정 전에 소독챔버 내의 대기에 노출된 모든 물질을 온도를 동일화함에 의해 이러한 문제에 대한 간단하고 효과적인 해결책을 제공한다. 이것은 바람직하게는 챔버를 진공화하고, 중간에 대기온도에서 대기 공기와 산소를 공급함을 반복함에 의해 달성된다. 물론 온도동일화는 방사와 전도를 통하여 저절로 동일하게 될 때까지 단순히 충분히 기다리는 것을 포함하여, 많은 다양한 방법으로 달성될 수 있다.
도 1에 도시된 본 발명에 따른 바람직한 소독장치는 진공을 보유하도록 밀봉된 소독챔버(10)를 포함한다. 이것은 챔버에 억세스하기 위해 선택적으로 개방될 수 있고, 밀폐조건에서 챔버를 밀봉할 수 있는 억세스 도어(12)에 의해 달성된다. 상기 장치는 오존함유가스를 소독챔버에 공급하기 위한 오존발생기(22)와, 수증기를 소독챔버에 공급하기 위한 가습장치(30) 및 진공펌프(40, ISP500-B, 어네스트 이와타{Anest Iwata} 제조)를 더욱 포함한다. 상기 진공펌프(40)는 소독가스의 침투를 증가시키고 소독챔버 내부의 온도 이하의 온도에서 수증기를 발생할 수 있도록 소독챔버에 충분한 진공을 적용하기 위해 사용된다. 바람직한 실시예에서 상기 진공펌프(40)는 충분한 진공을 소독챔버에 공급하여 챔버 내의 물의 끓는점을 챔버 내의 대기의 실제온도 이하로 낮출 수 있다. 바람직한 장치에서, 진공펌프는 0.1mbar의 진공을 발생할 수 있다. 오존발생기(22)에서 발생된 오존은 오존함유가스가 소독챔버(10)를 통과한 도관 뒤에 또는 밸브(29b{선택적인})를 통하여 오존발생기(22)로부터 직접 공급되는 오존촉매(52)에서 파괴된다. 오존촉매(52, DEST 25, TSO3 제조)는 진공펌프(40)뒤에 직렬로 접속되어 오존가스가 대기로 새어 나가는 것을 방지한다. 바람직한 촉매(52)에서의 오존 분해물질은 캘루라이트(Caru lite)이다. 경제적 및 실제적인 이유에서, 이것은 소독챔버(10)로부터 배기된 소독가스에서의 오존의 분해를 위한 촉매로 사용되기에 바람직하다. 상기 촉매는 접촉된 오존을 파괴하여 일정 양의 발열을 수반하며 산소로 재변환한다. 이러한 형태와 제조자의 촉매는 오존발생기 분야의 당업자에게 자명하며, 여기서 더 자세하게 설명할 필요가 없다. 더욱이, 소독가스에 함유된 오존을 파괴하기 위한 다른 수단들은 본 발명의 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들면, 가스는 오존분해가 가속화되는 온도, 예를 들면 300℃까지 미리 선택된 시간동안 가열될 수 있다.
가습장치(30)는 대기에 밀봉되고 도관을 통하여 소독챔버(10)에 접속된 가습 챔버(32, HUM 0.5, TSO3제조)와 증기흡입밸브(34)를 포함한다. 가습챔버(32)는 항상 고수위의 물(도시되지 않음)을 유지할 수 있도록 수위조절기를 구비한다. 물은 직접 음료수나 청정수공급연결수단으로부터 가습챔버(32)에 공급된다. 물은 필터 (33), 압력조절기(35), 오리피스(31) 및 입력밸브(36)를 통하여 가습챔버(32)에 공급된다. 가습챔버(32)에 공급된 수증기는 증기흡입밸브를 통하여 소독챔버(10)에 유입한다. 가습챔버는 또한 바람직하게는 물의 온도를 보다 높은 수증기 기화속도를 얻을 수 있을 정도로 충분히 높게 유지하는 가열장치(도시되지 않음)를 구비한다.
오존발생기(22, OZ, 모델{14a}, TSO3제조)는 당업자에게 자명한 바와 같이, 코로나방출형이며, 오존분해율을 감소시키기 위해 냉각된다. 오존소독공정에서 좋은 살균율을 얻기 위해, 소독챔버에 공급된 오존은 리터당 48 밀리그램 내지 96 밀리그램의 농도, 바람직하게는 리터당 60 밀리그램 내지 85 밀리그램의 농도를 얻기에 충분하여야 한다. 이러한 농도에서, 오존발생은 열의 형태로 상당히 높은 에너지손실을 수반한다. 일반적으로, 공급된 전기에너지의 약 95%가 열로 변화되고, 오직 5%만이 오존을 발생하기 위해 사용된다. 열은 오존의 산소로의 역변환을 가속화하기 때문에, 상기 열은 오존발생기(22)를 냉각함에 의해 가능한 한 빨리 제거되어야 한다. 본 장치에서 오존발생기는 냉각수 재순환으로, 도 5에 도시된 것처럼 간접냉각시스템 또는 냉각을 위한 냉각유니트(도시되지 않음)를 구비한 직접냉각시스템 중의 하나에 의해 3℃ 내지 6℃의 상대적으로 저온으로 유지된다. 냉각시스템은 바람직하게는 3℃ 내지 6℃의 온도로 유지된다. 바람직한 실시예에서, 냉각시스템은 4℃로 유지되어 오존발생기(22)에 의해 발생된 오존함유가스는 20℃ 내지 35℃ 근방의 대기온도에 있다. 그러므로, 가습과 소독을 위해 소독챔버에 유입하는 오존함유가스는 20℃ 내지 35℃의 대기온도로 유지된다. 이것은 오존분해가 최소화됨과 소독공정이 보다 효과적임을 의미한다. 이것은 온도와 압력이 소독사이클을 통하여 낮게 유지되기 때문에, 선행기술의 장치에 있어 상당한 장점을 제공한다.
오존발생유니트(50)는 바람직하게는 의학적수준의 산소가 공급된다. 장치는 일반적으로 병원에서의 벽 산소방출구나, 산소실린더 또는 필요한 질과 양을 공급할 수 있는 다른 공급원에 접속될 수 있다. 발생기(22)로의 산소의 공급은 필터 (23), 압력조절기(24), 플로우미터(25) 및 산소차단밸브(26)를 거쳐 이루어진다. 상기 발생기는 안전압력스위치(27)에 의한 압력에 대하여 산소로부터 보호된다. 발생기(22)에 의해 발생된 오존-산소혼합물은 조절밸브(28)와 혼합물공급솔레노이드밸브(29a)에 의해 소독챔버(10)에 유도된다. 혼합물은 또한 우회솔레노이드밸브 (29b, 선택적인)에 의해 오존촉매(52)에 직접 공급될 수 있다. 125 리터 부피의 소독챔버를 포함하는 바람직한 실시예에서, 압력조절기(24)와 조절밸브(28)는 바람직하게는 입력된 산소를 약 116.5kPa(2.2 psig)와 분당 1.5 리터(Liter/min.)의 속도로 제어한다. 그러나 과잉유속은 오존발생기(22)의 제조자와 모델 및 소독챔버의 크기에 따라 사용될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
본 발명에 따른 장치는 바람직하게는 절대적으로 신선하지 않은 물을 사용하는 폐쇄회로 냉각시스템을 포함한다. 발생기(22)내를 흐르는 냉각액은 오존층에 친화적인 냉매 R134a를 사용하여 냉각된 글리콜-물(Glycol-water) 혼합물이다. 냉각시스템은 3℃ 내지 6℃의, 바람직하게는 4℃의 온도를 유지할 수 있다. 도 5의 개략도에서 나타낸 바와 같이 발생기(22)의 냉각시스템(60)은 응축유니트(61, Copelaweld FTAH-B071, 제조자: 코프랜드{Copeland}), 건조기(62, UK-053S, 제조자: 알코{Alco}), 감시유리(63, 선택적인)(ALM-1TT3, 제조자 : 알코{Alco}), 팽창기(64, Danfoss TUAE, 오리피스 #4, 제조자 : 댄포스{Danfoss}), 증발기(65, Pack less COAX-2151H, 제조자 : 패크리스{Packless}), 고온가스우회관(70, ADRI 1-1/4, 제조자 : 스포랜{Sporlan}), 당업자에게 주지된 순환펌프(66) 및 팽창용기(67, Amtro ST-5, 제조자 : 앰트롤{Amtrol})를 포함한다. 냉각유니트(60)는 열전달회로 (60a)와 냉각회로(60b)로 분할된다. 열전달회로(60a)는 오존발생기(22)와 고전압회로냉각기(61), 팽창기(65)의 냉각제측, 순환펌프(66) 및 팽창용기(67, 선택적인)를 포함한다. 냉각회로(60b)는 응축유니트(61), 건조기(62), 감시유리(63), 팽창기(64), 고온가스우회관(70) 및 증발기(65)의 냉매측을 포함한다. 냉각회로에서 순환하는 냉매는 R134a이고, 열전달회로(60a)에서 흐르는 냉각제는 그리콜/물 혼합물이다.
열전달회로(60a)는 생략될 수 있으며, 발생기(22)는 직접 냉각회로(60b)에 포함될 수 있다. 그러나, 추가적인 냉각제가, 큰 열싱크로 작용하여 발생기(22)의 동작시에, 발생된 에너지피크로드가 발생된 산소/오존가스혼합물의 온도에서의 큰 진동없이 더 쉽게 조작될 수 있기 때문에, 열전달회로에 충전된 중간물 글리콜/물의 사용이 바람직하다. 소독챔버(10)에서의 진공은 진공펌프(40) 및 소독챔버배기 밸브(44)에 의해 생성된다.
밸브(18, 21, 26 및 36)는 모두 같다(모델: 0211-A-06, 0-FF-VA-NM82-120/60-08, 제조자 :버커트{Burkert}). 밸브(29a 및 29b)는 테프론 솔레노이드밸브들(모델: SV-2-1447-C, 제조자 : 파커)이다. 밸브(34)는 바람직하게는 진공밸브 (44, 모델:L9942302, 제조자 : 배리언{Varian})와 같은 모델인 솔레노이드밸브이다.
본 발명의 공정 및 장치에서 사용되는 바람직한 오존발생기는 개략적으로 도 2에 도시되어 있으며, 당업자에게 주지된 코로나방출형의 발생기이다. 발생기는 제 1 전극(72)과 대응하는 수의 반응튜브(76)의 각각의 중심에 위치된 많은 제 2 전극(74)들을 포함한다. 오존발생영역은 각 제 2 전극(74)과 관련된 반응튜브(76) 사이로 정의된다. 전극들은 높은 전압전극들이다. 한쪽 전극은 접지전극일 수 있다. 반응튜브(76)는 각각 튜브의 냉각용 냉각액채널(78)에 의해 둘러싸여 있다. 산소는 산소유입구(80)로 유입되고, 오존이 오존방출구(82)에서 발생기를 빠져나온다. 반응튜브는 바람직하게는 유전물질로, 예를 들면 유리로 제조된다. 발생기는 더욱 산소유입구(80), 오존방출구(82) 뿐만 아니라 냉각액유입구(84) 및 냉각액방출구(86)가 구비된 외부압력용기 또는 수납체(71)를 포함한다.
[작용]
본 발명에 따른 바람직한 소독방법은, 도 3의 흐름도에 의해 도시된 바와 같이 다음의 일반적인 단계를 포함한다. 소독될 의학기구들이 소독포장용기 또는 일반적으로 병원환경에서 사용되는 파우치에 밀봉되고, 소독챔버에 위치된다. 소독 챔버의 문은 폐쇄되고 잠겨, 온도동일화단계가 기동된다. 이러한 단계는 소독챔버를 통하여 대기 온도에서 대기 공기 또는 산소의 반복되는 펄싱(Pulsing)을 포함한다. 이때, 진공이 소독챔버에 인가된다. 수증기가 챔버내용물을 가습하기 위해 소독챔버에 도입된다. 오존과 산소의 혼합물은 챔버에 공급되고, 챔버는 미리 선택된 처리기간동안 밀봉된 채로 유지된다. 진공인가와 오존공급단계는 바람직하게는 적어도 한 번 반복된다. 소독사이클이 완료된 후에, 소독챔버(10)에 모든 잔존하는 오존을 제거하기 위해, 통풍단계가 개시된다. 상기 통풍단계 후에, 도어가 해제되고, 소독된 물체는 챔버로부터 제거된다. 챔버, 수증기배관 및 가습기의 바닥과 도어의 온도는 바람직하게는 소독공정을 통하여 제어된다.
소독사이클이 시작된 후에, 가습챔버(32)는 적절한 수위까지 물로 채워진다. 이것은 일시적으로 물 유입밸브(36)를 개방함에 의해 이루어진다. 밸브(36)는 또는 바람직하게는 물의 수위가 미리 선택된 한계이하로 떨어지면 소독사이클 중에 자동으로 개방된다.
소독기간의 제 1 단계, 온도동일화단계 중에, 공기흡입밸브(18), 산소공급밸브(21 및 26) 및 혼합물 우회밸브(29b)는 폐쇄되고, 증기흡입밸브(34)와 챔버배기밸브(44)는 개방된다. 소독챔버(10)는 약 330mbar의 진공압력까지 진공화된다. 이때, 챔버배기밸브(44)는 폐쇄되고, 흡입밸브(18)가 개방되며, 공기는 대기공기압력이 도달될 때까지 챔버에 도입된다. 이러한 절차는 완전한 온도동일화를 달성하기 위해 10번 반복된다.
이후, 흡입밸브(18)는 폐쇄되고, 챔버배기밸브(44)가 개방되며, 소독챔버 (10) 는 약 1.0mbar의 진공압력까지 진공화된다. 증기흡입밸브(34)는, 소독챔버 내의 절대압력이 60mbar 이하로 떨어질 때, 폐쇄된다. 일단 약 1.0mbar의 압력이 얻어지면, 챔버배기밸브(44)는 폐쇄되고, 증기흡입밸브(34)는 개방되어 가습기챔버 (32)의 압력이 소독챔버 내의 진공압력까지 떨어진다. 이것은 부피에 있어서의 증가로 인해, 가습챔버 내의 물이 결과적인 수증기로 기화하여 자동적으로 소독챔버 (10)로 유입하도록 한다. 바람직하게는, 가습기간 중에, 밸브(34)는 소정주기의 시간동안 개폐를 여러 번 반복하여 챔버 내의 상대습도의 증가속도를 제어한다. 가습챔버를 사용하는 대신, 챔버 내로의 가습은, 또한 물 공급라인에 접속된 하나 이상의 스프레이 노즐들로 달성될 수 있다. 밸브(34)가 개방될 때, 노즐을 통해 흐르는 물의 압력은 진공하에서의 부피로 기화하는 물안개를 형성한다. 가습기간(보통 2분 내지 6분) 끝의 바로 전에, 오존발생기가 동작된다. 오존발생기를 나오는 산소/오존 혼합물의 흐름은 분당 1리터와 분당 3리터 사이로 흐름을 조절하고, 진공을 억제할 수 있는 조절밸브(28)에 의해 항상 제어된다. 선택적인 유형으로, 발생기는 가습기간이 시작과 함께 시동될 수 있다. 이때, 이것은 공급밸브(26)와 혼합물 우회밸브(29b)로 달성된다. 공급밸브(26)는 개방되어 산소가 발생기에 유입하도록 한다. 발생기에 의해 발생된 오존-산소 혼합물은 이때 혼합물 우회밸브 (29b)를 통하여 오존촉매(52)로 직접 유도된다. 30분 내지 90분의 가습기간 후에, 산소-오존 혼합물은 혼합물 공급밸브(29a)를 개방하고, 혼합물 우회밸브(29b)를 폐쇄함에 의해 소독챔버 내로 유입된다. 산소-오존 혼합물은, 챔버내에 리터당 85 밀리그램의 오존 농도가 도달될 때까지, 챔버(10)에 유입된다. 이러한 단계에 요구되는 시간은 혼합물에서의 오존가스의 농도와 유속에 의존하며, 오존농도는 당업계의 공지의 장비로 제어될 수 있다. 일단 원하는 농도가 도달되면, 혼합물 공급밸브(29a)는 폐쇄되어 소독챔버를 밀봉하고 챔버내 가습된 오존/산소 가스혼합물을 진공으로 유지한다.
일단 소독챔버가 소독가스(산소와 오존가스의 혼합물)로 채워지면, 발생기 (22)는 정지하고, 산소공급밸브(26)는 폐쇄되며, 오존은 125 리터(4 큐빅피트 {Cubic feet})의 부피의 소독챔버에서 약 20분 동안 피소독체와 접촉하여 유지된다. 소독기간의 시간은 소독챔버의 부피에 따라 다르다. 이러한 단계에서, 소독챔버는 여전히 약 610mbar의 부분 진공의 영향하에 있다. 선택적인 제 2 단계에서, 산소를 충진가스로 사용하여 압력레벨은 약 900mbar까지 상승한다. 이러한 압력레벨은 약 20 분 동안 유지된다. 소독기간 후에, 진공이 바람직하게는 다시 약 1.0mbar의 압력으로 재인가된다. 일단, 진공이 1.0mbar에 도달하면, 가습단계가 재가동되며, 이어 산소/오존 소독가스혼합물의 주입이 재개시되며, 다음에 소독기간이 이어진다. 약 1.0 mbar의 진공 인가와, 소독가스의 주입과, 가습 및 소독기간의 사이클은 반복될 수 있으며, 여러 번의 반복사이클(미니 사이클{mini cycles})이 기구의 완전 소독을 달성하기 위해 선택된다. 125 리터(4 큐빅피트) 챔버를 포함하는 본 발명에 따른 방법 및 장치의 실험적 설정에 요구되는 반복 사이클의 수는 2이었다. 이러한 설정은 FDA의 안전보증레벨표준(SAL 10-6)에 부합한다.
소독 완료 후에 챔버에 잔존하는 모든 오존과 습기를 제거하기 위해, 통풍단 계가 도입된다. 통풍단계는 가장 마지막 소독기간 후에 시작된다. 챔버배기밸브 (44)는 개방되고, 진공이 약 6.5mbar 미만으로 인가된다. 가습기 내의 잔존 오존을 제거하기 위해 압력이 60mbar에 도달될 때, 증기흡입밸브(34)는 폐쇄된다. 일단, 6.5mbar의 진공압력이 얻어지면, 배기밸브(44)는 폐쇄되고, 산소공급밸브(21)가 개방되며, 산소가 소독챔버(10)로 도입된다. 일단 대기압력이 도달되면, 산소공급밸브(21)는 폐쇄되며, 소독챔버배기밸브(44)는 개방되면, 1.3 mbar의 압력이 도달될 때까지, 진공은 재인가된다. 1.3 mbar 아래에서의 이러한 최종의 통풍사이클은 전체 3개의 통풍사이클에 대하여 한번 반복된다. 최종사이클 후에 일단 대기압이 도달되면, 소독챔버의 도어메카니즘이 동작되어 소독챔버의 내용물로의 억세스가 가능해진다. 통풍단계는 2가지 작용을 가진다. 첫 번째로 억세스 도어를 개방하기 전에 소독챔버 내의 모든 오존 잔존물을 제거하는 것, 두 번째로 진공압력이 인가될 때 기화에 의해 소독된 물체를 건조하는 것이다. 물론, 원하는 오존제거와 건조가 도달될 때까지, 다른 진공압력, 사이클 시간 및 반복의 수가 사용될 수 있다.
소독챔버(10)로부터 제거된 오존함유가스는, 대기로 가스를 배기하기 전에, 소독가스 내의 오존의 완전한 분해를 도모하기 위해 오존촉매(52)를 통과시킨다. 오존촉매(52)는, 발생기(22, 선택적으로 밸브{26과 29b}를 가지고)의 동작기간과 소독챔버(10)의 진공화기간의 오직 소독사이클의 두 기간에서만 사용된다. 발생기 (22)의 시동상태 중에, 혼합물 우회밸브(29b)는 개방되고 오존은 촉매(52)를 가로질러 유도된다. 일단 발생기의 시동상태가 완료되면, 우회밸브(29b)는 폐쇄된다. 소독챔버(10)의 진공화 중에, 소독챔버배기밸브(44)는 개방되며, 오존함유소독폐기가스는 촉매(52)에 유도된다. 일단 소독챔버(10)의 진공화가 완료되면, 배기밸브 (44)는 폐쇄된다. 오존의 순환은 진공펌프(40)에 의해 확보된다. 오존촉매(52)는 진공펌프(40)의 상류 또는 하류측에 위치될 수 있다.
제어시스템
소독장치는 바람직하게는 전기블록도(도 4와 공정 흐름도{도 1})에 나타낸 구성에 의해 제어된다. 제어시스템은 PLC(Programmable Logic Controller) 선반의 주변에 형성된다. 이러한 선반은 전원(107), CPU 유니트(108), 디바이스 망 송수신기(109, Device Net Transceiver), 32 x 24 볼트(Volt) DC 이산입력모듈(110), 16 x 120 VAC 이산출력모듈(111) 및 마직막으로 8 x 120 VAC TRIAC 제어출력모듈 (112)을 포함한다. 모든 상기의 모듈은 데이터와 주소버스를 포함하는 물리적인 선반 상에 배치된다.
디바이스 망은 장비와 제어용 산업에서 널리 사용되는 산업적인 시리얼 통신 프로토콜이다. 이러한 소독장치에서, 디바이스 망 송수신기(109)는 풀 듀플렉스 (Full duplex), CPU(109)와 15비트 A/D 변환기(106) 간의 데이터 및 두 개의 디지털온도인터페이스(120, 121) 간에 통신하기 위해 사용된다.
상기 PLC CPU는 3개의 RS232 포트를 가진다. 하나가 터치스크린 단자(118)에 데이터를 송수신하기 위해 사용되고, 또 다른 하나는 열프린터(119)에 데이터를 전송하기 위해 사용되며, 마지막 하나는 PC(Personal Computer)가 제어프로토콜 프로그램을 로딩하기 위해 PLC CPU(108)과 통신하기 위하여 연결될 수 있는 서비스포 트로 사용된다(제어프로토콜 프로그램은 본 출원서의 범위에 포함되지 않는다).
터치스크린 단자(118)는 열프린터(119) 옆 소독기의 앞에 위치한다. 터치스크린 단자와 열프린터는 사용자 인터페이스 단자를 구성한다.
“열프린터(119), 디바이스 망 링크(109, 106, 120, 121), 챔버압력센서 (104) 및 PLC 이산입력(111)”을 위해 필요한 전력은 DC 전원(103)으로부터 공급된다.
챔버압력센서(104)와 오존 모니터(105)는 표준 0 내지 10 VDC 출력신호를 가진다. 두 개의 신호는 15 비트 A/D 변환기에 전송된다. 그러면, 두 개의 변환된 신호는 CPU에 프로세싱용 디바이스 망 디지털 링크에 의해 전송된다.
소독기의 전원입력(100)은 성(星)상 구조로 중간선을 가진 4선 208 VAC 3상이다. 상기 3상(Phase)전원입력은 필터링되어 전도된 RFI를 방지한다. 그러면, 전원은 전원공급버스(102)에 의해 소독장치의 다양한 전기시스템에 분배된다.
냉각시스템(60)은 오존발생기를 냉각하기 위해 사용된다. 이러한 시스템은 냉각유니트(114)와 냉각제순환펌프(113)를 포함한다. 발생기 내의 냉각제의 온도는 발생기에 위치된 RTD에 의해 검지된다. 온도는 CPU(108)에 디바이스 망 시스템 (109, 120, 121)에 의해 보내진다. 냉각제순환기(113) 및 냉각유니트(114)는 교대로 소프트웨어 프로토콜에 의해 제어된 PLC 출력(111)에 의해 구동된 콘택터 (Contactor)에 의해 제어된다. 냉각시스템제어를 달성하기 위해 필요한 모든 입력과 출력은: 순환기펌프콘택터, 냉각시스템콘택터, 순환기 과부하센서, 냉각시스템 과부하시스템, 센서가 동작하지 않는 냉각제 시스템, 센서가 동작하지 않는 순환펌 프, 냉매저압 및 냉각제 흐름스위치로 전기블록도에 기재되어 있다.
진공제어시스템은 진공펌프(40)와 압력센서(104)를 포함한다. 진공펌프의 개시와 정지동작은 제어프로토콜에 의해 제어된다. 진공시스템에 필요한 모든 입력과 출력이 : 진공펌프콘택터, 센서가 동작하지 않는 진공펌프, 진공펌프 과부하센서, 챔버밸브(44)로의 진공, 공기펄스밸브(18) 및 챔버밸브(21)로의 산소로 다이어그램에 기재되어 있다. 압력센서출력은 15비트 A/D변환기(106)에 의해 변환되어 디바이스 망 디지털링크(109)에 의해 CPU에 전송된다. 압력센서는 또한 CPU(108)에 다음의 조건 : 온도에서의 챔버압력센서와 챔버압력센서 가열기 오작동을 나타내는 두 개의 이산출력을 가진다. 이러한 두 개의 신호는 PLC 입력으로서 전기블록도에 기재된다.
소독챔버도어작동시스템은 제어프로토콜의 부분으로서 액츄에이터의 잠김 또는 해제위치와 도어의 존재여부를 감지할 수 있는 스크루형의 전기구동기와 4개의 지시센서를 포함한다. 도어개방시스템은 또한 경고조건관리프로토콜에 사용되어, 사용자의 안전을 확보한다. 도어작동시스템의 동작에 필요한 모든 입력과 출력은: 잠김도어콘택터, 해제도어콘택터, 도어폐쇄하부센서(S2), 도어폐쇄상부센서(S1), 도어잠김센서(S4) 및 도어해제센서(S3)로서 전기블록도에 기재되어 있다.
오존전원(116)은 전파정류기와, 발진회로 및 고전압트랜스를 포함한다. 트랜스의 출력은 오존발생기(22)에 걸린다. 전원(116)은 고전압트랜스의 비-이상 특성을 사용하는 공진기로서 장착된다. PLC(108)은 오존발생을 제어하고, 오존모니터에 의해 소독을 위해 필요한 농도가 전체 소독사이클을 통하여 유지되고 달성되 는 것을 확보한다. 오존발생시스템에 의해 요구되는 모든 입력과 출력은: 산소공급밸브(26), 챔버밸브(29a)로의 오존, 촉매밸브(29b)로의 오존덤프(Dump), 오존모니터영점조정 및 사이클카운터, 고전압제어기, 고전압 전류제한기, 오존고전압 과부하센서 정류기, 고온센서, 센서가 동작하지 않는 오존 고전압과 오존모니터 오동작 센서로 블록도에 기재되어 있다.
챔버밸브(29b)로의 오존과 촉매밸브(19b)로의 오존덤프(Dump)는 전기솔레노이드 전력댐퍼(117)에 의해 구동된다. 이러한 장치는 밸브의 과열을 방지한다.
산소공급시스템은 350mbar(gauge) 최대 가스압력조절기(24)뿐만 아니라 산소공급밸브(21 및 26)를 포함한다. 이러한 센서와 조절기는 사용자의 보호를 확보하기 위한 경보조건프로토콜의 필수적인 부분이다. 경보조건을 사용하기 위한 입력은: 산소 고압센서 및 산소 저압센서로 전기블록도에 기재되어 있다.
제어시스템은 사용자 인터페이스(118)를 구비한다. 바람직한 실시예에서, 이러한 인터페이스는 터치에 민감한 액정(LCD)화면(118), 성능보고용 프린터(119) 및 사용자가 장치를 사용하기 위해 필요한 정보를 송수신할 수 있는 통신포트(153, 직렬RS-232)를 포함한다. 터치에 민감한 패드, 키보드 등이나 다른 형태의 통신 인터페이스와 같은 다른 형태의 사용자 인터페이스가 사용될 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명할 것이다. 열프린터상태 입력은 전기블록도에서 프린터 오프라인센서 및 프린터 종이없음으로 전기블록도에 나타난다.
본 발명에 따른 시스템은 95%이상의 높은 상대습도를 발생할 수 있다.
가습기간 중에 물의 기화에 필요한 에너지는 많은 공급원으로부터 얻어진다. 그것은 원칙적으로 물과 가습기 유니트의 구조로부터 얻어진다. 이것은 더욱 가습기와 그 내용물의 냉각에 기여한다. 실제적으로, 물은 23.3mbar의 절대압력에서는 20℃에서 끓고, 56.3mbar의 절대압력에서는 35℃에서 끓는다. 소독챔버에서의 진공은 바람직하게는 물의 끓는점이 소독챔버의 온도 미만에서 끓는 압력으로 조절된다. 상기 끓는 온도가 매우 낮아, 가습기 내의 물의 온도가 빠르게 감소할 수 있으며, 주변 구조와 액체로부터 얻을 수 있는 에너지에 따라, 가습챔버 내의 물은 기화하기 전에 얼어버릴 수 있다. 증기화공정은 가습기를 실내공기(Room air) 수분이 응축하는 점까지 냉각시켜, 가습기의 외부표면까지 냉각될 수 있다. 이것은 가습기유니트의 외부와 가습기챔버 내의 물을 상온으로 충분히 유지하기 위해 가습기의 외부표면을 가열함으로써, 또 다른 바람직한 실시예에 의해 회피될 수 있다. 이것은 당업자에게 명백한 가열장치(도시하지 않음)로 달성될 수 있다. 또한, 챔버 내부에 얻어진 높은 상대습도 때문에, 챔버내부표면과 수증기배관 내부에 응축이 생긴다. 물 응축을 감소시키기 위해, 챔버바닥, 도어 및 수증기 배관이 또한 가열된다.
가습기 유니트에서 발생된 수증기가 소독챔버내의 상대습도를 증가시킨다. 가습기간은 포장 파우치와 용기 내에 수용된 의학기구를 둘러싼 가스의 상대습도가 적어도 85%, 바람직하게는 100%에 도달될 때까지 계속된다. 대략 125 리터 부피의 소독챔버에 대하여, 수증기도입은 소독챔버내의 압력을 약 50mbar 까지 증가시킨다. 이러한 값은 온도의존성이 있기 때문에 대략의 값이다.
산소/오존 함유 소독가스는 가습된 소독챔버에 대기에 가까운 온도에서 주입 된다. 상기 오존함유가스는 선행기술과 같이 가열되지 않는다. 125 리터의 챔버를 가지는 본 발명에 따른 소독기의 최적의 동작을 위해, 시스템은 바람직하게는 소독챔버의 각각의 충진시에 적어도 10600 mg의 오존을 포함하도록 약 85 mg/l의 오존을 포함하는 분당 1 리터 내지 분당 3 리터의 오존 유속을 발생시키도록 사용되어야 한다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 소독챔버의 가습은 한 쌍의 분무기에 의해 수행된다. 물은 음료수공급원 또는 청정수공급원에 연결된 물탱크로부터 각각의 분무기에 공급된다. 오존은 오존충전탱크로부터 분무기에 공급된다. 분무기는 오존산화방지물질로 제작되고, 직접 소독챔버에 장착된다. 진공레벨이 소독챔버에 도달되면, 분무기는 물과 오존을 방출한다. 오존은 분무기 내에서 축축해진다. 상기 오존/분무된 물 혼합물은 소독챔버 내에 침투한다. 진공에서 물을 소독챔버내로 주입하는 것은 물의 기화의 중간효과를 가진다. 소독챔버 동작온도는 물이 31.7mbar 내지 73.8mbar의 압력에서 기화하는 온도인 25℃ 내지 40℃이다. 그러므로, 물은 진공펌프에 의해 발생된 진공에 의해 증기가 된다. 결과적인 오존/수증기 혼합물은 피소독체에 침투한다.
특별히 설명된 실시예에서의 수정과 변형은 오직 첨부된 청구항의 범위에 의해 한정되도록 의도된 발명의 범위로부터 이탈함이 없이 수행될 수 있다.

Claims (23)

  1. 소독가스분위기에서 물체를 소독하는 방법으로서 :
    (a) 소독챔버(10)를 준비하는 단계;
    (b) 물체를 소독챔버(10)에 위치시키는 단계;
    (c) 상기 물체와 소독챔버(10) 내의 대기의 온도를 동일화하는 단계;
    (d) 소독챔버(10)를 밀봉하는 단계;
    (e) 소독챔버(10) 내의 물의 끓는점을 소독챔버(10) 내의 온도 미만으로 낮추는 소독압력으로 소독챔버(10) 내의 압력을 조절하기 위해 소독챔버(10)에 진공을 인가하는 단계;
    (f) 소독챔버(10) 내의 대기를 가습하기 위하여 소독챔버(10)에 일정량의 물을 공급하는 단계;
    (g) 소독챔버(10)에 오존함유소독가스를 공급하는 단계;
    (h) 소독챔버(10) 내의 소독압력을 미리 선택된 처리기간동안 유지하는 단계;
    (i) 소독챔버(10) 내의 진공을 해제하는 단계
    로 구성된 것을 특징으로 하는 소독방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 동일화하는 단계는 물체의 온도와, 소독챔버(10) 내의 대기 및 상기 대기와 접촉하는 여하의 구성부품과 재료의 온도를 동일화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소독방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 소독방법은 25℃ 내지 40℃의 소독챔버(10) 내의 온도에서 동작되는 것을 특징으로 하는 소독방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 소독방법은 25℃ 내지 35℃의 온도에서 동작되는 것을 특징으로 하는 소독방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 진공압력은 0.1mbar와 10mbar 사이인 것을 특징으로 하는 소독방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 진공압력은 0.5mbar와 2mbar 사이인 것을 특징으로 하는 소독방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 일정량의 물은 85% 내지 100%의 소독챔버(10) 내의 습도레벨을 달성하도록 선택된 것을 특징으로 하는 소독방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 일정량의 물은 95% 이상의 습도레벨을 달성하도록 선택된 것을 특징으로 하는 소독방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 (c) 내지 (f)의 단계가 1회 또는 복수 회 반복되는 것을 특징으로 하는 소독방법.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서, 오존이 대기로 방출되는 것을 방지하기 위해, 소독챔버(10)로부터 뽑아진 모든 가스들이 오존 촉매(52)를 통과하도록 하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 소독방법.
  12. 물체의 소독을 위한 소독장치로서:
    상기 물체를 수용하기 위한 소독챔버(10)와;
    그 일측이 상기 소독챔버(10)에 연결되어, 물체의 온도와 상기 소독챔버(10) 내의 온도가 동일화되도록 상기 소독챔버(10)로 대기 공기의 흡입과 배출을 조절하기 위한 흡입밸브(18) 및 배기밸브(44)와;
    상기 소독챔버(10)와 상기 흡입밸브(18)의 연결 부위에 접속되어, 상기 소독챔버(10)에 오존함유소독가스를 공급하기 위한 오존 발생기(22)와;
    상기 소독챔버(10)에 연결되어, 상기 소독챔버(10)에 수증기를 공급하기 위한 가습 장치(30) 및;
    상기 배기밸브(44)의 타측과 연결되어, 상기 소독챔버(10) 내의 물의 끓는 온도를 상기 소독챔버(10) 내의 온도 미만으로 낮추기 위해 상기 소독챔버 (10) 내에 진공을 인가하기 위한 진공 펌프(40)로 구성된 것을 특징으로 하는 소독장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 소독챔버(10) 내의 소독압력을 미리 선택된 소독기간동안 유지하는 수단(26)을 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 소독장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 진공 펌프(40)는 상기 소독챔버(10)를 밀봉하는 도어(12)를 더욱 포함하고, 가습 장치(30)는 물 저장용기를 가진 가습기(32)를 더욱 포함하며, 상기 소독장치는 상기 소독챔버(10), 상기 도어(12), 상기 가습기(32) 및 상기 물 저장용기의 온도를 제어하는 수단을 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 소독장치.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 진공 펌프(40)는 진공의 압력을 상기 소독챔버(10) 내의 모든 물이 기상(Vapor phase)으로 있는 소독압력으로 조정하는 수단(44)을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 소독장치.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 소독장치는 상기 소독챔버(10)로부터 뽑아내어진 소독가스에 함유된 오존을 파괴하기 위한 오존 촉매(52)를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 소독장치.
  17. 삭제
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 진공 펌프는 55.3mbar 이하의 진공압력을 발생할 수 있는 것을 특징으로 하는 소독장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 진공펌프(40)는 22.6mbar 이하의 진공압력을 발생하는 것을 특징으로 하는 소독장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 진공펌프(40)는 1.0mbar 미만의 진공압력을 발생하는 것을 특징으로 하는 소독장치.
  21. 제 12 항에 있어서, 상기 소독장치는 상기 소독챔버(10) 내의 오존의 레벨을 모니터링하는 수단(105)을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 소독장치.
  22. 제 12 항에 있어서, 상기 소독장치는 상기 소독챔버(10) 내의 진공압력을 조정하는 수단(44)과 모니터링하는 수단(104)을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 소독장치.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 소독장치는 각각 오존레벨을 모니터링하는 수단(105)과 진공압력을 모니터링하는 수단(104)을 각각 구비하여, 상기 소독챔버(10) 내의 오존농도와 진공압력에 대한 정보에 대응하여 진공을 인가하는 진공 펌프(40)와 수증기를 공급하는 가습 장치(30)를 제어함에 의해 장치의 동작을 제어하는 수단(107, 108, 109, 110, 111, 112)을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 소독장치.
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