JP7201230B2 - 除染装置及びこれを配置したパスボックス - Google Patents

Description

本発明は、アイソレーターやこれに付随したパスボックス内の物品を効率よく除染する除染装置に関するものであり、特にミスト制御機構を備えた除染装置に関するものである。また、本発明は、ミスト制御機構を備えた除染装置を内部に配置したパスボックスに関するものである。

医薬品或いは食品などを製造する製造現場、或いは、手術室などの医療現場においては、室内の無菌状態を維持することが重要である。特に医薬品製造の作業室である無菌室の除染においては、ＧＭＰ（Ｇｏｏｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｐｒａｃｔｉｃｅ）に即した高度な除染バリデーションを完了させる必要がある。

このような無菌環境での小規模な作業においては、作業室として小型のチャンバーを採用し、作業者はこのチャンバーの外部からグローブやハーフスーツを介して作業することのできるアイソレーターが使用される。このアイソレーターのチャンバーには、外部環境から汚染物質が混入しないように無菌状態を維持する吸排気装置が設けられている。また、無菌状態のアイソレーターの内部に外部環境から必要な器具や物品を搬入する際にも、無菌状態の維持が図られている。

例えば、アイソレーターの内部に物品を搬入する際には、パスボックスと呼ばれる小型の搬入用予備室が設けられている。物品をアイソレーターの内部に搬入しようとする作業者は、まず物品をパスボックス内に搬入する。このとき、アイソレーターとパスボックスとの間の搬入扉は封鎖されている。次に、パスボックスと外部環境との間の搬入扉を封鎖して、パスボックス内部と共に物品を除染する。パスボックスでの除染が完了し除染用ガスなどを排除してから、アイソレーターとパスボックスとの間の搬入扉を開放して物品をアイソレーターの内部に搬入する。

近年、アイソレーターやパスボックスなどの作業室（以下、除染対象室という）及び搬入しようとする物品の除染には、過酸化水素（ガス又はミスト）が広く採用されている。この過酸化水素は、強力な滅菌効果を有し、安価で入手しやすく、且つ、最終的には酸素と水に分解する環境に優しい除染ガスとして有効である。

この過酸化水素による除染効果は、除染対象部位の表面に凝縮する過酸化水素水の凝縮膜によるものであることが下記特許文献１に記載されている。従って、除染対象室の除染効果のかんぺき完璧を図るには、過酸化水素の供給量を多くして発生する過酸化水素水の凝縮膜を厚く或いは高濃度にすればよい。

特公昭６１－４５４３号公報

ところで、除染対象室に過剰量の過酸化水素を供給すると過度な凝縮が起こり、除染対象室の壁面などが発生した高濃度の過酸化水素水の凝縮膜により腐食されるという不具合が生じる。また、過酸化水素による除染の後には、除染対象室の内部に残留した過酸化水素や凝縮膜を清浄空気で除去するエアレーションを行う。しかし、過剰量の過酸化水素を供給した場合には、除染対象室の壁面などに発生した高濃度の過酸化水素水の凝縮膜を除去するエアレーションに多くに時間を要するという問題があった。また、アイソレーターに搬入しようとする物品の形状が複雑であると、エアレーションに更に多くの時間を要するという問題があった。

また、パスボックスを介してアイソレーター内に物品を搬入しようとする際には、パスボックス内の物品の除染が主な操作である。パスボックスの内壁面は、物品搬入前には既に除染された状態にある。従って、搬入された物品の表面に集中して過酸化水素などの除染剤を投入することが好ましく、パスボックスの内壁面に過剰の除染剤が凝縮することを回避することにより除染効率が向上する。

そこで、本発明は、上記の諸問題に対処して、ミスト制御機構を採用することにより、搬入しようとする物品の表面に除染用ミストを集中させ、適正量の除染剤の供給で除染効果の完璧を図ると共に、エアレーションなどの作業時間を短縮して除染作業の効率化を図ることのできる除染装置及びこれを配置したパスボックスを提供することを目的とする。

上記課題の解決にあたり、本発明者らは、鋭意研究の結果、ミスト制御機構に超音波振動を採用し、除染対象室に供給した過酸化水素水のミストを微細化すると共に除染対象室内の物品の表面に過酸化水素ミストを集中させることにより適正な凝縮膜の生成を図ることができるものと考え本発明の完成に至った。

即ち、本発明に係る除染装置は、請求項１の記載によれば、
作業室（１０，１１０）の内部に収容された物品（５０、１５０）を除染する除染装置（２０、１２０）であって、
ミスト供給手段（３０、１３０）とミスト制御機構（４０、１４０）とを備え、
前記ミスト供給手段は、除染用薬液を除染用ミストに変換して前記物品を収容した前記作業室の内部に供給し、
前記ミスト制御機構は、前記作業室の内部壁面近傍に配置した震動盤（４１、４２、４３、４４、１４１、１４２）を具備し、当該震動盤を超音波振動させて盤面（４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ、１４１ａ、１４２ａ）から垂直方向に超音波による音響流（４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ、１４１ｂ、１４２ｂ）を発生させ、
前記作業室内に供給された前記除染用ミストに音響放射圧による押圧を作用させることにより、当該除染用ミストを前記物品の外表面に集中して作用させることを特徴とする。

また、本発明は、請求項２の記載によれば、請求項１に記載の除染装置であって、
前記ミスト制御機構は、複数の震動盤を具備し、
前記複数の震動盤は、前記物品を間に介すると共に互いにその盤面を対向させて配置することにより、前記音響放射圧による押圧が主として各震動盤から前記物品の方向に集中して、
前記除染用ミストは、前記物品の外表面に集中して作用するように制御されることを特徴とする。

また、本発明は、請求項３の記載によれば、請求項１に記載の除染装置であって、
前記ミスト制御機構は、複数の震動盤を具備し、
前記複数の震動盤は、前記物品を間に介すると共に互いにその盤面を対向させることなく配置することにより、前記音響放射圧による押圧が主として各震動盤から前記物品の側面に沿うように通過して、
前記除染用ミストは、前記作業室の内部を旋回するように移動して前記物品の外表面に集中して作用するように制御されることを特徴とする。

また、本発明は、請求項４の記載によれば、請求項１～３のいずれか１つに記載の除染装置であって、
前記震動盤は、基盤と複数の送波器とを具備し、
前記基盤の平面上に前記複数の送波器の送波方向を統一して配置すると共にこれらの送波器を同位相で作動させることにより、
前記複数の送波器の正面方向の超音波を互いに強め合うと共に、当該複数の送波器の横方向の超音波を互いに打ち消し合うようにして、前記震動盤の盤面から垂直方向に指向性の強い超音波による音響流を発生させることを特徴とする。

また、本発明は、請求項５の記載によれば、請求項１～４のいずれか１つに記載の除染装置であって、
前記作業室内に供給された前記除染用ミストは、前記震動盤から発生する超音波振動により更に微細化することを特徴とする。

また、本発明は、請求項６の記載によれば、請求項１～５のいずれか１つに記載の除染装置であって、
前記震動盤から発生する超音波の周波数と出力を可変とする、及び／又は、超音波を断続的に送波する制御手段を具備し、前記物品の外表面に集中して作用するように制御される前記除染用ミストの位置又は移動速度を制御することを特徴とする。

また、本発明に係るパスボックスは、請求項７の記載によれば、
請求項１～６のいずれか１つに記載の除染装置を内部に配置している。

上記構成によれば、本発明に係る除染装置は、ミスト供給手段とミスト制御機構とを備えている。ミスト供給手段は、除染用薬液を除染用ミストに変換して物品を収容した作業室の内部に供給する。ミスト制御機構は、作業室の内部壁面近傍に配置した震動盤を具備し、当該震動盤を超音波振動させて盤面から垂直方向に超音波による音響流を発生させる。このことにより、作業室内に供給された除染用ミストに音響放射圧による押圧を作用させ、当該除染用ミストを物品の外表面に集中して作用させることができる。

このように、ミスト制御機構を採用することにより、搬入しようとする物品の表面に除染用ミストを集中させ、適正量の除染剤の供給で除染効果の完璧を図ると共に、エアレーションなどの作業時間を短縮して除染作業の効率化を図ることのできる除染装置を提供することができる。

また、上記構成によれば、ミスト制御機構は、複数の震動盤を具備してもよい。この複数の震動盤は、物品を間に介すると共に互いにその盤面を対向させて配置することにより、音響放射圧による押圧が主として各震動盤から物品の方向に集中する。このことにより、除染用ミストは、物品の外表面に集中して作用するように制御される。よって、上記作用効果をより具体的に発揮することができる。

また、上記構成によれば、ミスト制御機構は、複数の震動盤を具備してもよい。この複数の震動盤は、物品を間に介すると共に互いにその盤面を対向させることなく配置することにより、音響放射圧による押圧が主として各震動盤から物品の側面に沿うように通過する。このことにより、除染用ミストは、作業室の内部を旋回するように移動して物品の外表面に集中して作用する。よって、上記作用効果をより具体的に発揮することができる。

また、上記構成によれば、震動盤は、基盤と複数の送波器とを具備し、基盤の平面上に複数の送波器の送波方向を統一して配置すると共にこれらの送波器を同位相で作動させる。その結果、複数の送波器の正面方向の超音波を互いに強め合うと共に、当該複数の送波器の横方向の超音波を互いに打ち消し合うようになる。このことにより、震動盤の盤面から垂直方向に指向性の強い超音波による音響流を発生させることができる。よって、上記作用効果をより具体的に発揮することができる。

また、上記構成によれば、作業室内に供給された除染用ミストは、震動盤から発生する超音波振動により更に微細化される。このことにより、上記作用効果をより具体的に発揮することができる。

また、上記構成によれば、震動盤から発生する超音波の周波数と出力を可変とする制御手段を具備してもよい。また、超音波を断続的に送波する制御手段を具備してもよい。このことにより、物品の外表面に集中して作用するように制御される除染用ミストの位置又は移動速度を制御することができる。よって、上記作用効果をより具体的に発揮することができる。

また、上記構成によれば、本発明に係るパスボックスは、請求項１～７のいずれか１つに記載の除染装置を内部に配置している。

このように、ミスト制御機構を備えた除染装置を配置することにより、搬入しようとする物品の表面に除染用ミストを集中させ、適正量の除染剤の供給で除染効果の完璧を図ると共に、エアレーションなどの作業時間を短縮して除染作業の効率化を図ることのできるパスボックスを提供することができる。

第１実施形態に係る除染装置を配置したパスボックスの内部の概要を示す（Ａ）正面断面図、（Ｂ）平面断面図である。 図１の除染装置が具備する震動盤においてスピーカー基盤に複数の超音波スピーカーを配置した状態を示す概要斜視図である。 実施例で使用した医薬用輸液バッグの概要を示す正面図である。 実施例に使用したパスボックスの内部の概要を示す（Ａ）正面断面図、（Ｂ）平面断面図である。 第２実施形態に係る除染装置を配置したパスボックスの内部の概要を示す（Ａ）正面断面図、（Ｂ）平面断面図である。

本発明において「ミスト」とは、広義に解釈するものであって、微細化して空気中に浮遊する除染剤の液滴の状態、除染剤のガスと液滴が混在した状態、除染剤がガスと液滴との間で凝縮と蒸発との相変化を繰り返している状態などを含むものとする。また、粒径に関しても、場合によって細かく区分されるミスト・フォグ・液滴などを含んで広義に解釈する。

よって、本発明に係るミストにおいては、場合によってミスト（１０μｍ以下と定義される場合もある）或いはフォグ（５μｍ以下と定義される場合もある）と呼ばれるもの、及び、それ以上の粒径を有するものも含むものとする。なお、本発明においては、超音波振動の作用により、ミスト・フォグ・液滴などの３μｍ～１０μｍ或いはそれ以上の液滴であっても、３μｍ以下の超微細粒子に均一化されて高度な除染効果を発揮するものと考えられる（後述する）。

以下、本発明に係る除染装置及びこれを配置したパスボックスを各実施形態により詳細に説明する。なお、本発明は、下記の各実施形態にのみ限定されるものではない。

《第１実施形態》
本第１実施形態においては、パスボックスに除染装置を配置して説明する。図１は、本第１実施形態に係る除染装置を配置したパスボックスの内部の概要を示す（Ａ）正面断面図、（Ｂ）平面断面図である。

図１において、パスボックス１０は、ステンレス製の筐体であって、アイソレーター（図示せず）の壁面に開閉扉（内部扉）を介して連接し、他の壁面に外部環境への開閉扉（外部扉）を有している。なお、パスボックス１０とアイソレーターとの連接状態及び開閉扉の構造は特に限定するものではなく、従来のパスボックスの構造と同様である。また、アイソレーターに対するパスボックスの位置は、側壁面に限るものではなく上壁面又は底壁面に連接するようにしてもよい。また、パスボックス内部には、除染及びエアレーションのための給排気装置を有するようにしてもよい。なお、図１においては、内部扉、外部扉及び給排気装置等を図示していない。

図１においては、パスボックス１０の内部中央に外部環境からアイソレーターの内部に搬入する物品５０が搬入されている。本第１実施形態においては、この物品５０が除染対象であり、パスボックス内で除染装置２０により除染された後にアイソレーターの内部に搬入される。図１（Ａ）において、物品５０は、その底面が除染されやすいように架台５１で支持されている。なお、架台５１は必ずしも必要ではなく、物品５０の底面形状により、或いは、超音波振動により物品５０を共振させることで底面に除染ミストを侵入させるようにしてもよい。

図１においては、パスボックス１０は、その内部に除染装置２０を配置している。除染装置２０は、ミスト供給装置３０とミスト制御装置４０と超音波制御装置（図示せず）とから構成されている。本第１実施形態においては、ミスト供給装置３０として二流体スプレーノズル３０を使用し、パスボックス１０の底壁面１１に設置されている（図１（Ａ）参照）。また、本第１実施形態においては、除染剤として過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２水溶液）を使用した。

二流体スプレーノズル３０は、コンプレッサー（図示せず）からの圧縮空気により過酸化水素水をミスト化して過酸化水素水ミスト３１とし、パスボックス１０の内部に供給する。なお、本発明においては、ミスト供給装置に関しては二流体スプレーノズルに限るものではなく、ミスト発生機構及び出力等について特に限定するものではない。

ここで、ミスト制御装置４０について説明する。本第１実施形態においては、ミスト制御装置４０は、４台の震動盤４１、４２、４３、４４を具備している。４台の震動盤４１、４２、４３、４４は、パスボックス１０の４面の側壁の内部に側壁面を背にして震動面４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａをパスボックス１０の内部に水平方向に向けて配置されている。これら４台の震動盤４１、４２、４３、４４は、２台ずつ互いに盤面（震動面）を対向（盤面同士が互いに正面に向き合うこと）させて配置されている。具体的には、震動盤４１と震動盤４３、震動盤４２と震動盤４３とが、それぞれ震動面を対向させて配置されている（図１（Ｂ）参照）。これらの震動面を対向させて配置する理由、及び、過酸化水素水ミスト３１の挙動については後述する。

ここで、震動盤４１（４２、４３、４４も同じ）について説明する。図２は、図１の除染装置が具備する震動盤においてスピーカー基盤に複数の超音波スピーカーを配置した状態を示す概要斜視図である。図２において、震動盤４１は、基盤と複数の送波器とを具備している。本第１実施形態においては、基盤としてスピーカー基盤４５を使用し、送波器として超音波スピーカー４６を使用した。本第１実施形態においては、スピーカー基盤４５の平面４５ａ上に２５個の超音波スピーカー４６をそれらの震動面４６ａの送波方向（図示正面左方向）を統一して配置されている。なお、超音波スピーカーの個数は、特に限定するものではない。

本第１実施形態においては、超音波スピーカー４６として超指向性の超音波スピーカーを使用した。具体的には、周波数４０ＫＨｚ付近の超音波を送波する周波数変調方式の超音波スピーカー（ＤＣ１２Ｖ、５０ｍＡ）を使用した。なお、超音波スピーカーの種類、大きさと構造、出力等に関しては、特に限定するものではない。また、本発明においては、ミスト制御装置が具備する震動盤に関しては超音波スピーカーに限るものではなく、超音波の発生機構、周波数域及び出力等について特に限定するものではない。

本第１実施形態において、複数（２５個）の超音波スピーカー４６の震動面４６ａの送波方向を統一すると共にこれらの送波器を同位相で作動させることにより、各超音波スピーカー４６の正面方向の超音波が互いに強め合うと共に、各超音波スピーカー４６の横方向の超音波が互いに打ち消し合うようになる。その結果、スピーカー基盤４５に配置された超音波スピーカー４６が超音波振動すると、各震動面４６ａから垂直方向に空気中を進行する指向性の強い音響流が発生する。なお、超音波制御装置（図示せず）により超音波スピーカー４６の周波数と出力を制御することにより、効率的な除染操作が可能となる。

次に、上記構成に係る除染装置２０を配置したパスボックス１０の内部における過酸化水素水ミスト３１の挙動について説明する。なお、図１においては、パスボックス１０の内部の４面の側壁に配置した震動盤４１、４２、４３、４４は、その震動面４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ（超音波スピーカー４６の震動面４６ａの方向と同じ）をパスボックス１０の中央部に向けている。

この状態で各震動盤の超音波スピーカー４６が超音波振動すると、４つの震動面４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａからそれぞれ垂直方向に進行する指向性の強い音響流４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂが発生する。これらの音響流４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂは、二流体スプレーノズル３０から放出された過酸化水素水ミスト３１を取り込んで、それぞれ音響放射圧による押圧を作用させ、パスボックス１０の中央部に移動させる。この際に過酸化水素水ミスト３１は、音響流４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂによる超音波振動の作用により微細化された微細ミスト３１ａとなる。

図１において、２台の震動盤４１、４３は、物品５０を間に挟むようにして互いの震動面４１ａ、４３ａを対向させた状態に配置されている。一方、他の２台の震動盤４２、４４は、物品５０を間に挟むようにして互いの震動面４２ａ、４４ａを対向させると共に、震動盤４１、４３の震動面４１ａ、４３ａと略直角をなす状態に配置されている。

この状態において、パスボックス１０の中央部に搬入された物品５０は、４台の震動盤４１、４２、４３、４４の各震動面４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａによって４方を囲まれた状態にある。本発明者らは、この状態において音響流４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂによる超音波振動の作用により微細化された微細ミスト３１ａが、４方からパスボックス１０の中央部に位置する物品５０の外表面に集中して作用することを見出した（図１参照）。この理由については定かではないが、各震動盤から発生する音響波が物品に到達した時に一部しか反射せず、主に物品表面に吸収又は散乱することにより、音響放射圧の押圧作用が物品の方向に集中するためと考えられる。

このとき、微細ミスト３１ａは、超音波振動の作用で微細化され粒径が小さく表面積が大きくなることから、ミストの蒸発効率が高く蒸発と凝縮とを繰り返しているものと考えられる。また、微細ミスト３１ａは、高度に微細化されたミストであり物品５０の外表面に集中すると共に、均一且つ薄層の凝縮膜を物品５０の外表面に形成する。従って、パスボックス１０の内壁面に無駄な凝縮を起こすことがない。

このように、過酸化水素の微細ミスト３１ａは、超音波振動の作用を常に受けながら蒸発と凝縮と微細化を繰り返しながら物品５０の周囲に集中する。また、物品５０の外表面においても、超音波振動の作用を常に受け均一且つ薄層の凝縮膜の再蒸発と凝縮とが繰り返される。これらのことにより、物品５０の周囲には過酸化水素の３μｍ以下の超微細粒子と過酸化水素ガスとが相変化しながら共存して高度な除染環境を発現するものと考えられる。

また、物品５０の外表面に均一且つ薄層で形成された凝縮膜が再蒸発と凝縮とを繰り返すことにより、除染ミスト中の除染剤濃度を上げることが可能で、少量の除染剤で効率の良い除染を可能にする。また、少量の除染剤で効率よく除染できるので、除染後のエアレーションの効率も向上し除染操作の短時間化も可能である。更に、副次的効果であるが、音響流４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂによる超音波振動及び音響放射圧によって、物品５０の外表面やアイソレーター１０の内壁面への付着物の除去効果も得られる。

次に、実施例により本第１実施形態に係る除染装置２０を配置したパスボックス１０の除染作用を具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例にのみ限定されるものではない。

本実施例においは、パスボックス内で医薬用輸液バッグの外表面を除染して、アイソレーター内に搬入する除染操作について実施した。図３は、本実施例で使用した医薬用輸液バッグの概要を示す正面図である。図３において、医薬用輸液バッグ６０は、ポリエチレン素材の縦２０ｃｍ、横２４ｃｍ、厚さ０．２ｃｍのパウチであって、本実施例においては、内部に薬液に替えて蒸留水６１と空気６２を封入して実施した。なお、医薬用輸液バッグ６０の中央下方の表面には、熱電対６３を設置した。

医薬用輸液バッグ６０の外表面の除染効果は、酵素インジケーター：ＥＩ（Ｅｎｚｙｍｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）で確認した。ＥＩは、試験後に残存酵素活性を蛍光測定し除染効果を確認するものであり、従来のＢＩ（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）に比べ、培養操作が不要で短時間で効果を確認することができる。近年、ＢＩとの比較同等性が確認され、普及が進んでいる。除染後のＥＩの蛍光強度から菌数の対数減少によるＬＲＤ値（Ｌｏｇ Ｓｐｏｒｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）を計算し、パスボックス内部の充分な除染効果として認められる４～６ＬＲＤ又はそれ以上を合格と判断した。なお、医薬用輸液バッグ６０の外表面の４か所にＥＩ－１～ＥＩ－４を配置した（図３参照）。

本実施例においては、図１のパスボックスに比べ医薬用輸液バッグ６０に対応させた小型のパスボックスを使用した。図４は、本実施例に使用したパスボックスの内部の概要を示す（Ａ）正面断面図、（Ｂ）平面断面図である。パスボックス１０として、容積０．０１２ｍ^３（縦３０ｃｍ、横３５ｃｍ、奥行１２ｃｍ、内壁面はステンレス板）を使用し、４台の震動盤４１、４２、４３、４４を配置した。なお、過酸化水素水（３５W／V％）をミスト化するミスト供給装置としては、二流体スプレーノズルに替えて超音波加湿器７０（ネブライザー）を使用した。なお、その他の構成は、本実施形態１と同様であった。

パスボックス１１０への過酸化水素水の投入量は、１．８ｇ（投入速度０．６ｇ／分で３分除染）、及び、５．５ｇ（５．５ｇ／分で１分除染）の２水準とした。また、除染後のエアレーション条件は、空気投入量５０Ｌ／３分とし各震動盤を作動して行った。過酸化水素水の各投入量に対して、パスボックス内に配置した４台の震動盤を作動させた場合を実施例とし、４台の震動盤を作動させない場合を比較例として試験した。なお、医薬用輸液バッグ６０の温度は、常温でスタートした。除染操作後の実施例及び比較例のＥＩ－１～ＥＩ－４のＬＲＤ値を表１に示す。

表１から分かるように、過酸化水素水の投入量が少量（１．８ｇ）の場合には、４台の震動盤の作動によりパスボックス内のＬＲＤ値は、いずれの位置においても十分な除染効果を確認し、均一に除染されていることが分かる。これに対して比較例のＬＲＤ値は、４ＬＲＤに達しない除染不十分領域が医薬用輸液バッグの上部に認められた。一方、過酸化水素水の投入量が多量（５．５ｇ）の場合には、４台の震動盤の作動・停止に拘らず、いずれの場合にも十分な除染効果を確認した。これらのことから、本実施形態１に係る除染装置を使用することにより、少量の過酸化水素水の供給でも十分な除染効果が得られることが分かった。

よって、本第１実施形態によれば、ミスト制御機構を採用することにより、搬入しようとする物品の表面に除染用ミストを集中させ、適正量の除染剤の供給で除染効果の完璧を図ると共に、エアレーションなどの作業時間を短縮して除染作業の効率化を図ることのできる除染装置及びこれを配置したパスボックスを提供することができる。

《第２実施形態》
上記第１実施形態が互いに対向する４台の震動盤を具備した除染装置に関するものであることに対して、本第２実施形態においては、互いに対向しない２台の震動盤を具備した除染装置をパスボックスに配置して説明する。図５は、本第２実施形態に係る除染装置を配置したパスボックスの内部の概要を示す（Ａ）正面断面図、（Ｂ）平面断面図である。

図５において、パスボックス１１０は、ステンレス製の筐体であって、アイソレーター（図示せず）の壁面に開閉扉（内部扉）を介して連接し、他の壁面に外部環境への開閉扉（外部扉）を有している。なお、パスボックス１１０とアイソレーターとの連接状態及び開閉扉の構造は特に限定するものではなく、従来のパスボックスの構造と同様である。また、アイソレーターに対するパスボックスの位置は、側壁面に限るものではなく上壁面又は底壁面に連接するようにしてもよい。また、パスボックス内部には、除染及びエアレーションのための給排気装置を有するようにしてもよい。なお、図５においては、内部扉、外部扉及び給排気装置等を図示していない。

図５においては、パスボックス１１０の内部中央に外部環境からアイソレーターの内部に搬入する物品１５０が搬入されている。本第２実施形態においては、この物品１５０が除染対象であり、パスボックス内で除染装置１２０により除染された後にアイソレーターの内部に搬入される。図５（Ａ）において、物品１５０は、その底面が除染されやすいように架台１５１で支持されている。

図５においては、パスボックス１１０は、その内部に除染装置１２０を配置している。除染装置１２０は、ミスト供給装置１３０とミスト制御装置１４０と超音波制御装置（図示せず）とから構成されている。本第２実施形態においては、ミスト供給装置１３０として二流体スプレーノズル１３０を使用し、パスボックス１１０の底壁面１１１に設置されている（図５（Ａ）参照）。また、本第２実施形態においては、除染剤として過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２水溶液）を使用した。

二流体スプレーノズル１３０は、コンプレッサー（図示せず）からの圧縮空気により過酸化水素水をミスト化して過酸化水素水ミスト１３１とし、パスボックス１１０の内部に供給する。なお、本発明においては、ミスト供給装置に関しては二流体スプレーノズルに限るものではなく、ミスト発生機構及び出力等について特に限定するものではない。

ここで、ミスト制御装置１４０について説明する。本第２実施形態においては、ミスト制御装置１４０は、２台の震動盤１４１、１４２を具備している。２台の震動盤１４１、１４２は、パスボックス１１０の内部の図５（Ｂ）右壁面下部及び左壁面上部の２か所に側壁面を背にして震動面１４１ａ、１４２ａをパスボックス１１０の内部に水平方向に向けて配置されている。これら２台の震動盤１４１、１４２は、互いに盤面（震動面）を対向させることなく配置されている。２台の震動盤１４１、１４２を対向させずに配置する理由、及び、過酸化水素水ミスト１３１の挙動については後述する。

ここで、震動盤１４１、１４２について説明する。これらの震動盤１４１、１４２は、上記第１実施形態の震動盤４１、４２、４３、４４と同様の構造をしたものを使用した（図２参照）。また、これらの震動盤１４１、１４２の周波数及び出力も上記第１実施形態の震動盤と同様のものを使用した。

次に、上記構成に係る除染装置１２０を配置したパスボックス１１０の内部における過酸化水素水ミスト１３１の挙動について説明する。なお、図５（Ｂ）においては、パスボックス１１０の内部の図示右下に配置した震動盤１４１は、その震動面１４１ａを図示左方向に向けている。

この状態で超音波スピーカー４６が超音波振動すると、震動面１４１ａから垂直方向（図５（Ｂ）左方向）に進行する指向性の強い音響流１４１ｂが二流体スプレーノズル１３０から放出された過酸化水素水ミスト１３１を取り込んで、音響放射圧による押圧を作用させ、音響流１４１ｂの進行方向（図５（Ｂ）左方向）に移動させる。この際に過酸化水素水ミスト１３１は、音響流１４１ｂによる超音波振動の作用により微細化された微細ミスト１３１ａとなりパスボックス１１０の内部を旋回するように循環する。

一方、パスボックス１１０の内部の図５（Ｂ）左上に配置した震動盤１４２は、その震動面１４２ａを図示右方向に向けている。この状態で、超音波スピーカー４６が超音波振動すると、震動面１４２ａから垂直方向（図５（Ｂ）右方向）に進行する指向性の強い音響流１４２ｂが音響流１４１ｂによる超音波振動の作用により微細化され送られてきた微細ミスト１３１ａに音響放射圧による押圧を作用させ、音響流１４２ｂの進行方向（図５（Ｂ）右方向）に移動させる。この際に微細ミスト１３１ａは、音響流１４２ｂによる超音波振動の作用により更に安定した微細ミストとなりパスボックス１１０の内部を旋回するように循環する。

このように、パスボックス１１０の内部では、音響流１４１ｂ及び音響流１４２ｂにより微細安定化された微細ミスト１３１ａが、図５（Ｂ）の曲がった矢印方法（図示右回り）に旋回するように循環する。このとき、本発明者らは、この状態において音響流１４１ｂ、１４２ｂによる超音波振動の作用により微細化された微細ミスト１３１ａが、パスボックス１０の中央部に位置する物品５０の外表面付近に集中して旋回するように循環することを見出した（図５（Ｂ）参照）。この理由については定かではないが、各震動盤から発生する音響波が物品に到達した時に音響放射圧による押圧が主として各震動盤から物品の側面に沿うように回折するためと考えられる。

また、微細ミスト１３１ａは、微細化されて粒径が小さく表面積が大きいことから、ミストの蒸発効率が高く物品１５０の外表面の均一加湿及び均一除染を可能にする。また、微細ミスト１３１ａが物品１５０の外表面に集中するので、パスボックス１１０の内壁面に無駄な凝縮を起こすことがない。

このことにより、除染ミストの濃度を上げることが可能で少量の除染剤で効率の良い除染を可能にする。また、少量の除染剤で効率よく除染できるので、除染後のエアレーションの効率も向上し除染操作の短時間化も可能である。更に、副次的効果であるが、音響流１４１ｂ、１４２ｂによる音響放射圧によって、パスボックス１１０の内壁面への付着物の除去効果も得られる。

よって、本第２実施形態によれば、ミスト制御機構を採用することにより、搬入しようとする物品の表面に除染用ミストを集中させ、適正量の除染剤の供給で除染効果の完璧を図ると共に、エアレーションなどの作業時間を短縮して除染作業の効率化を図ることのできる除染装置及びこれを配置したパスボックスを提供することができる。

なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態に限らず、次のような種々の変形例が挙げられる。
（１）上記各実施形態においては、除染対象である作業室としてパスボックスを例にして説明した。しかし、これに限るものではなく、アイソレーター、ＬＡＢＳなどの内部で局所的な除染を行うようにしてもよい。また、除染装置のミスト供給装置やミスト制御装置（震動盤）は、作業室内に固定してもよく、或いは、除染の際にのみ投入するようにしてもよい。
（２）上記各実施形態においては、ミスト供給装置として二流体スプレーノズルを使用した。しかし、これに限るものではなく、実施例で使用した超音波加湿器（ネブライザー）や一流体スプレーノズルなどを使用するようにしてもよい。また、複数種類のミスト供給装置を組み合わせて使用するようにしてもよい。
（３）上記各実施形態においては、ミスト制御装置の震動盤としてスピーカー基盤に複数の超音波スピーカーを配置したものを使用した。しかし、これに限るものではなく、震動盤として一定面積を有するステンレス板にランジュバン型震動子を固定した震動盤やその他の超音波振動する盤面を有するものであればどのような震動盤を使用するようにしてもよい。
（４）上記各実施形態においては、ミスト循環分散装置の震動盤としてスピーカー基盤に複数の超音波スピーカーを配置したものを使用し、超音波スピーカーの送波方向を統一して配置すると共にこれらの超音波スピーカーを同位相で作動させるようにした。しかし、これに限るものではなく、複数の超音波スピーカーを異なる位相で作動させるようにしてもよい。
（５）上記各実施形態においては、除染剤として過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２水溶液）を使用した。しかし、これに限るものではなく、除染剤として使用される液体状の除染剤であればどのようなものを使用するようにしてもよい。
（６）上記第１実施形態においては、４面の側壁に４台の震動盤を配置した。しかし、これに限るものではなく、上壁面や底壁面を加えた６面のうち２～６面に震動盤を配置するようにしてもよい。
（７）上記第１実施形態においては、２台の震動盤を互いに対向する位置に配置した。しかし、これに限るものではなく、１台の震動盤に対して超音波の反射盤を互いに対向する位置に配置するようにしてもよい。
（８）上記第２実施形態においては、２面の側壁に２台の震動盤を互いに対向しない位置に配置して、除染剤ミストが水平方向に循環するものについて説明した。しかし、これに限るものではなく、上壁と底壁に２台の震動盤を互いに対向しない位置に配置して、除染剤ミストが垂直方向に循環するようにしてもよい。
（９）上記第２実施形態においては、２面の側壁に２台の震動盤を互いに対向しない位置に配置して、除染剤ミストが水平方向に循環するものについて説明した。しかし、これに限るものではなく、４面の側壁に４台の震動盤を互いに対向しない位置に配置して、除染剤ミストが水平方向に循環するようにしてもよい。

１０、１１０…パスボックス、１１、１１１…底壁面、
２０、１２０…除染装置、
３０、１３０…ミスト供給手段（二流体スプレーノズル）、
３１、１３１…過酸化水素水ミスト、３１ａ、１３１ａ…微細ミスト、
４０、１４０…ミスト制御機構、
４１、４２、４３、４４、１４１、１４２…震動盤、
４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ、１４１ａ、１４２ａ…震動面、
４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ、１４１ｂ、１４２ｂ…音響流、
４５…スピーカー基盤、４５ａ…スピーカー基盤の平面、
４６…超音波スピーカー、４６ａ…超音波スピーカーの震動面、
５０、１５０…物品、５１、１５１…架台、
６０…医薬用輸液バッグ、６１…蒸留水、６２…空気、６３…熱電対、
７０…超音波加湿器（ネブライザー）、
ＥＩ－１～ＥＩ－４…酵素インジケーター（Ｅｎｚｙｍｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）。

Claims (7)

1. 作業室の内部に収容された物品を除染する除染装置であって、
   ミスト供給手段とミスト制御機構とを備え、
   前記ミスト供給手段は、除染用薬液を除染用ミストに変換して前記物品を収容した前記作業室の内部に供給し、
   前記ミスト制御機構は、前記作業室の内部壁面近傍に配置した震動盤を具備し、当該震動盤を超音波振動させて盤面から垂直方向に超音波による音響流を発生させ、
   前記作業室内に供給された前記除染用ミストに音響放射圧による押圧を作用させることにより、当該除染用ミストを前記物品の外表面に集中して作用させることを特徴とする除染装置。
2. 前記ミスト制御機構は、複数の震動盤を具備し、
   前記複数の震動盤は、前記物品を間に介すると共に互いにその盤面を対向させて配置することにより、前記音響放射圧による押圧が主として各震動盤から前記物品の方向に集中して、
   前記除染用ミストは、前記物品の外表面に集中して作用するように制御されることを特徴とする請求項１に記載の除染装置。
3. 前記ミスト制御機構は、複数の震動盤を具備し、
   前記複数の震動盤は、前記物品を間に介すると共に互いにその盤面を対向させることなく配置することにより、前記音響放射圧による押圧が主として各震動盤から前記物品の側面に沿うように通過して、
   前記除染用ミストは、前記作業室の内部を旋回するように移動して前記物品の外表面に集中して作用するように制御されることを特徴とする請求項１に記載の除染装置。
4. 前記震動盤は、基盤と複数の送波器とを具備し、
   前記基盤の平面上に前記複数の送波器の送波方向を統一して配置すると共にこれらの送波器を同位相で作動させることにより、
   前記複数の送波器の正面方向の超音波を互いに強め合うと共に、当該複数の送波器の横方向の超音波を互いに打ち消し合うようにして、前記震動盤の盤面から垂直方向に指向性の強い超音波による音響流を発生させることを特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載の除染装置。
5. 前記作業室内に供給された前記除染用ミストは、前記震動盤から発生する超音波振動により更に微細化することを特徴とする請求項１～４のいずれか１つに記載の除染装置。
6. 前記震動盤から発生する超音波の周波数と出力を可変とする、及び／又は、超音波を断続的に送波する制御手段を具備し、前記物品の外表面に集中して作用するように制御される前記除染用ミストの位置又は移動速度を制御することを特徴とする請求項１～５のいずれか１つに記載の除染装置。
7. 請求項１～６のいずれか１つに記載の除染装置を内部に配置したパスボックス。

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