JP2003130412A - 安全キャビネット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部への汚染エアロゾルの流出防止による作
業者保護に加えて、外部からの汚染エアロゾルの流入防
止と、給気の清浄化による試料保護を実現しつつ、小型
軽量化、構造の簡素化、製造コストの低減が可能なバイ
オハザード対策及びケミカルハザード対策無菌安全キャ
ビネットを提供する。 【解決手段】 作業台２の上側に形成された作業室３
は、順傾斜した前面開口部にはシャッター３５を設け、
背面に給気フィルター５を設け清浄空気吹出部４２とし
てある。作業台２の前後端縁の吸込口２１、２２を含む
作業台下面から清浄空気吹出部４２に至る空気流路（２
３、４５、４４）を形成すると共に、該空気流路の内部
に送風手段（６）を設け、該送風手段吐出側（４４）の
一部の空気を清浄化して外部に排出する排気口９と排気
フィルター８を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、病原菌及び人、環
境に対し有害な化学物質を取扱う実験、作業に使用する
安全キャビネットに関する。

【０００２】

【従来の技術】安全キャビネットは、キャビネット本体
内部に作業用開口部を除き準密閉状態の作業室を形成す
ると共に、該作業室内で発生する汚染エアロゾルを吸引
し、作業者側に流出させないようにする一方、吸引回収
した汚染空気はＨＥＰＡフィルターで無菌・清浄化して
排気する機能を備えており、取扱える病原体のレベルに
よってクラスＩ、II、IIIに分類されている。

【０００３】クラスＩ型は、図７（ｇ）に示すように排
気型であり、周囲環境への危険な菌の拡散は防止できる
が、作業用開口部から作業台上に外気が流入するため、
作業台上の無菌度は確保できない。クラスIII型は、図
７（ｈ）に示すように完全密閉型であり、最も危険度の
高い菌を取扱えるが、グローブを介して作業を行うので
作業性は良くない。

【０００４】一般に広く用いられているのはクラスII型
である。クラスII型は屋内排気のＡ型と屋外排気のＢ型
とに分類され、Ｂ型は更に気流方式などによりＢ１、Ｂ
２、Ｂ３型に分類されている。図７（ａ）〜（ｆ）及び
図８の表に各々の特徴を示す。図７（ｂ）〜（ｄ）は、
屋内排気の場合はＡ型、屋外排気の場合はＢ型となる。
クラスＩ型と比べクラスII型は高性能である代わりに高
価である。

【０００５】クラスII型の基本性能は以下の３点であ
る。 （１）作業台上のエアロゾルが流出しない。(作業者保
護、図９(ａ)) （２）作業台上に汚染エアロゾルが流入しない。(試料
保護、図９(ｂ)) （３）作業台上で左右の空気が混合しない。(試料相互
汚染防止、図９(ｃ)) 医薬品工業や病院等では、上記項目を全て満足するクラ
スIIＡ型までの機能は不要であるが、上記（１）のみ満
足するクラスＩ型に、空気清浄機能を追加し上記（２）
の試料保護が行える無菌安全キャビネットの要望が多
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
上記の点に鑑みて、外部への汚染エアロゾルの流出防止
による作業者保護に加えて、外部からの汚染エアロゾル
の流入防止と、給気の清浄化による試料保護を実現しつ
つ、小型軽量化、構造の簡素化、製造コストの低減が可
能なバイオハザード対策及びケミカルハザード対策無菌
安全キャビネットを提供することを目的としてなされた
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の安全キャビネットは、作業室の背面を清浄
空気吹出部とすることで小型軽量化、構造の簡素化を図
る一方、作業室前面を順傾斜面とすることで、水平に吹
出された清浄空気が作業台に向けて流下する垂直気流を
形成するようにし、作業台上の無菌性能を確保する構成
とした。即ち、本発明の安全キャビネットは、作業台の
上側に作業室が形成され、該作業室は、前面下部に作業
用小開口部を有し、シャッターにより開閉可能な前面上
部は順傾斜面とする一方、背面に給気フィルターを設け
清浄空気吹出部としてなり、更に、前記作業台の前端縁
及び後端縁に沿って吸込口を設け、該吸込口から吸引回
収した空気を清浄空気吹出部に送給するための空気流路
と送風手段とを備え、且つ、該送風手段吐出側の空気の
一部を清浄化して外部に排出する排気口と排気フィルタ
ーを設けた。

【０００８】そして、上記安全キャビネットにおいて、
作業室前面のシャッターとの接合縁に沿って吸込スリッ
トを設け、該吸込スリットから前記空気流路の送風手段
吸込側に連通する副空気流路を形成した。また、作業室
前面下部に前面パネルを設け、該前面パネルに作業用小
開口部を開口すると共に、該作業用小開口部を開閉可能
なカバーを設けた。更に、作業室背面の清浄空気吹出部
及び給気フィルターの背後を空気流路内部において区画
して陽圧部を形成し、該陽圧部内に送風手段としてター
ボファンを設け、該陽圧部が前記空気流路の陰圧部で囲
まれるように構成した。

【０００９】また、上記安全キャビネットにおいて、送
風手段を作業台の下側に配置し、且つ、該送風手段の吸
込側に給気フィルターを配置すると共に、送風手段吐出
側の空気の一部を外部に直接排出するための排気口を設
けるようにすることもできる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１乃至図３は、本発明安全キャ
ビネットの代表的な実施形態を示すものである。図にお
いて、安全キャビネット１は、作業台２、該作業台２の
上側に形成される作業室３、及び本体ケース４で構成さ
れるキャビネット本体１１を、脚部フレーム１２上に支
持してなる。

【００１１】作業室３は鋼製角パイプで構成された作業
室枠３１の両側面及び天井面を強化ガラス製の側板３
２、３２及び天板３３で遮蔽すると共に、前面下部には
透明な樹脂製（耐ＵＶポリカーボネート）の前面パネル
３４を設ける一方、順傾斜した前面上部には強化ガラス
製のシャッター３５を設け、開閉可能としてある。

【００１２】図示例のシャッター３５は前面上端部で作
業室枠３１にヒンジ等で取り付けられた跳ね上げ式であ
るが、作業室枠３１の傾斜部分に沿って昇降できるスラ
イド式とすることもできる。また、前面パネル３４には
左右２箇所の作業用の小開口部３７、３７を開口すると
共に、各小開口部３７、３７にはスライドカバーを設け
開閉可能としている。

【００１３】そして、作業室枠３１の後部には本体ケー
ス４を設け、作業室３の背面を構成する本体ケース４の
隔壁４１中央にはＨＥＰＡフィルターからなる給気フィ
ルター５を設けている。該給気フィルター５の前面には
多孔板（パンチメタル）からなる気流拡散部材を設け、
清浄空気吹出部４２を構成している。

【００１４】本体ケース４の内部は隔壁４３によって陽
圧部４４と陰圧部４５とに仕切られ、陽圧部４４内には
送風手段としてターボファン６及びファンモータ７が設
けられている。また、陽圧部４４の上部には排気フィル
ター８を設け、排気口９を形成している。尚、１３は照
明灯、１４は殺菌灯、１５は制御部である。

【００１５】作業台２は、前端縁及び後端縁に沿って吸
込口２１、２２を設けると共に、作業台２の下部は空洞
とし陰圧部２３を形成している。該陰圧部２３は前記本
体ケース４の陰圧部４５に連通しており、吸込口２１、
２２から陰圧部２３、４５、陽圧部４４を経て給気フィ
ルター５、清浄空気吹出部４２に至る空気流路を形成し
ている。

【００１６】また、作業室３の前面両側のシャッター３
５及び前面パネル３４と、作業室枠３１との接合縁に沿
って該作業室枠３１を内部に貫通する吸込スリット２
４、２５を設けている。先述の通り作業室枠３１は中空
の角パイプで構成されているが、その内部空洞を作業台
２との接合部分において該作業台２下部の陰圧部２３に
連通することで陰圧部２６とし、吸込スリット２４、２
５から陰圧部２６を経て陰圧部２３に至る副空気流路を
形成している。

【００１７】上記吸込スリット２４は、図４（ａ）に示
すようにシャッター３５に当接する戸当たり部材３９の
外側に設ける場合、図４（ｂ）に示すようにシャッター
３５と作業室枠３１との接合面内に設ける場合がある。
更に、図４（ｃ）に示すように戸当たり部材３９の内側
に設けることもできる。尚、各吸込スリット２４、２５
は長手方向に更に複数に分割されていても良い。

【００１８】以上のように構成された安全キャビネット
１は、ターボファン６により陰圧部２３、４５内の空気
が陽圧部４４に圧送され、給気フィルター５で清浄化さ
れて清浄空気吹出部４２より作業室３内に吹出される
が、給気フィルター５及び清浄空気吹出部４２を作業室
３の背面に設けたことにより、清浄空気は作業室３内に
水平に吹出される。

【００１９】しかし、作業室３前面上部のシャッター３
５は順傾斜面をなしているため、水平に吹出された気流
はシャッター３５により下方向に案内され作業台２上で
は垂直気流を形成する（図５）。これにより、作業室３
の前面上部でも渦を発生することもなく、作業台２上の
無菌性能が確保される。

【００２０】そして、作業台２上に達した空気は、作業
台２前後の吸込口２１、２２から陰圧部２３内に吸引回
収され、陰圧部４５、陽圧部４４、給気フィルター５を
経て清浄化され作業室３内に循環されるが、該空気の一
部は陽圧部４４上方の排気フィルター８で清浄化され排
気口９から外部に排出される。

【００２１】これにより、作業室３内は恒常的に弱陰圧
に保持され、外部に排出される空気量に相当する外部空
気が作業室３前面下部の小開口部３７から流入するが、
この流入空気は作業台２前端の吸込口２１から直接陰圧
部２３内に吸引回収され、流入外気による作業台２上の
汚染を防止する一方、該流入空気流によって作業台２上
で発生した汚染エアロゾルの流出が防止される。

【００２２】前面上部開口部はシャッター３５により極
力密閉構造とするが、また、シャッター３５を完全密閉
構造とする場合、却って装置の利便性が損なわれること
になりかねず、シャッター３５の仕様や前面の開口度に
より完全密閉とは言えない場合もある。実施形態の安全
キャビネット１では前面パネル３４を設け、外気の流入
量を制限する構成であるため、小開口部３７の開度が低
下し作業室３内の陰圧度が高くなれば、シャッター３５
の周囲の隙間から外気が誘引されることも考えられる。

【００２３】しかし、実施形態の安全キャビネット１で
は、シャッター３５の周囲の隙間から誘引される外気
は、シャッター３５と作業室枠３１との接合縁に沿って
設けた吸込スリット２４、２５により吸引回収される。
吸込スリット２４をシャッター３５に当接する戸当たり
部材３９の外側に設けた場合には図４（ａ）に矢印ａ
で、吸込スリット２４をシャッター３５と作業室枠３１
との接合面内に設けた場合には図４（ｂ）に矢印ｂで、
吸込スリット２４を戸当たり部材３９の内側に設けた場
合には図４（ｃ）に矢印ｃで、それぞれ示されるように
吸込スリット２４から作業室枠３１内部の陰圧部２６に
吸引され、微粒子などの作業室３内への侵入を阻止でき
る。パーティクルカウンター走査テストを行った結果、
シャッター３５の周囲の隙間、上端付近における外部か
らの誘引及び内部からの漏洩は全く見られなかった。

【００２４】図６は、本発明の安全キャビネットと、ク
ラスＩ及びクラスIIＡの安全キャビネットの性能を比較
したものである。表に示されるように本発明の安全キャ
ビネットはクラスIIＡ型にほぼ匹敵する性能を備えてい
る。また、クラスＩ、クラスIIＡの安全キャビネットに
比べて排気風量が少なく、循環気率が８７％（スライド
カバー全開の場合）と極めて高いのが特徴である。これ
は前面パネル３４により流入空気量が減少したことによ
るが、排気風量が少ないことは室内排気を行う上で有利
であり、また、排気フィルター８を小型にできるという
利点もある。

【００２５】このため、本発明実施形態の安全キャビネ
ット１では、排気フィルター８を本体ケース４内に埋め
込み、且つ、ターボファン７及び給気フィルター５を作
業室３の背面に配置し、天井部を平坦にした構成によ
り、安全キャビネット１の高さ寸法を小さく抑えてい
る。

【００２６】また、ターボファン７、給気フィルター
５、排気フィルター８を作業室３背面に配置した構成に
より、吸込口２１、２２から陰圧部２３、４５、陽圧部
４４を経て給気フィルター５、清浄空気吹出部４２に至
る空気流路がクラスIIＡに比べ大幅に短縮され、構造の
簡素化と小型軽量化に寄与している。

【００２７】尚、上記実施形態では、送風手段として薄
型のターボファン７を用い、作業室３背面に配置する場
合を示したが、送風手段を作業台の下側に配置すること
もできる。更に、給気フィルターを作業台の下側の送風
手段吸込側に配置して負圧型とすることもでき、その場
合、排気フィルターは省略できる。

【００２８】また、上記実施形態では、前面下部の前面
パネル３４の左右の小開口部３７を他形状（四角形な
ど）としたり、１つに統合することもでき、更に、循環
気率は低下するが、前面パネル３４自体を省略すること
もできる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の安全キャビネットは、以上詳述
した通り、作業台の上側に作業室が形成され、該作業室
は、前面下部に作業用小開口部を有し、シャッターによ
り開閉可能な前面上部は順傾斜面とする一方、背面に給
気フィルターを設け清浄空気吹出部としてなり、更に、
前記作業台の前端縁及び後端縁に沿って吸込口を設け、
該吸込口から吸引回収した空気を清浄空気吹出部に送給
するための空気流路と送風手段とを備え、且つ、該送風
手段吐出側の空気の一部を清浄化して外部に排出する排
気口と排気フィルターを設けたので、外部への汚染エア
ロゾルの流出防止による作業者保護に加えて、外部から
の汚染エアロゾルの流入防止と、給気の清浄化による試
料保護を実現しつつ、小型軽量化、構造の簡素化、製造
コストの低減が可能である。

【００３０】また、上記安全キャビネットにおいて、作
業室前面のシャッターとの接合縁に沿って吸込スリット
を設け、該吸込スリットから前記空気流路の送風手段吸
込側に連通する副空気流路を形成したので、作業空間内
の陰圧度を高めてもシャッター周囲からの外気及び汚染
粒子の侵入を防止できると共に、シャッターの構造も利
便性に優れた簡便なものにできる。そして、作業室前面
下部に前面パネルを設け、該前面パネルに作業用小開口
部を開口すると共に、該作業用小開口部を開閉可能なカ
バーを設けたので、流入風量、排気風量を少なくし循環
気率を高くすることができ、排気フィルターの小型化が
可能となり、装置の全高を低く抑え装置自体の小型化に
寄与でき、且つ、設置空間への気流の影響を小さくでき
る。

【００３１】また、作業室背面の清浄空気吹出部及び給
気フィルターの背後を空気流路内部において区画して陽
圧部を形成し、該陽圧部内に送風手段としてターボファ
ンを設け、該陽圧部が前記空気流路の陰圧部で囲まれる
ように構成したので、吸込口から陰圧部、陽圧部を経て
給気フィルター、清浄空気吹出部に至る空気流路が最短
となり、装置の小型軽量化、構造の簡素化、製造コスト
の低減に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施形態の安全キャビネットを示す縦断
面図である。

【図２】本発明実施形態の安全キャビネットを示す一部
切除した正面図である。

【図３】本発明実施形態の安全キャビネットを示す斜視
図である。

【図４】（ａ）は図２のＸ−Ｘ断面図、（ｂ）（ｃ）は
夫々異なる実施形態のＸ−Ｘ断面図である。

【図５】本発明実施形態の安全キャビネットにおける気
流及び内部空気圧を示す縦断面図である。

【図６】本発明実施形態の安全キャビネットと従来の安
全キャビネットの性能を比較した表である。

【図７】従来の安全キャビネットにおける各クラス毎の
形態を示す縦断面図である。

【図８】従来の安全キャビネットにおける各クラス毎の
特徴を示す表である。

【図９】従来のクラスII型安全キャビネットにおける主
な性能を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 安全キャビネット ２ 作業台 ３ 作業空間 ４ 本体ケース ５ 給気フィルター ６ ターボファン（送風手段） ８ 排気フィルター ９ 排気口 ２１、２２ 吸込口 ２３、４５、 陰圧部（空気流路） ２４、２５ 吸込スリット ２６ 陰圧部（副空気流路） ３１ 作業室枠 ３２ 側板 ３３ 天板 ３４ 前面パネル ３５ シャッター ４１、４３ 隔壁 ４２ 清浄空気吹出部 ４４ 陽圧部

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【手続補正書】

【提出日】平成１４年１月２５日（２００２．１．２
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】図示例のシャッター３５は前面上端部で作
業室枠３１にヒンジ等で取り付けられた跳ね上げ式であ
るが、作業室枠３１の傾斜部分に沿って昇降できるスラ
イド式とすることもできる。また、前面パネル３４には
左右２箇所の作業用の小開口部３７、３７を開口すると
共に、各小開口部３７、３７にはスライドカバー３８、
３８を設け開閉可能としている。尚、スライドカバー３
８は省略しても良い。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】しかし、作業室３前面上部のシャッター３
５は順傾斜面をなしているため、水平に吹出された気流
はシャッター３５により下方向に案内され作業台２上で
は垂直気流を形成する（図５）。これにより、作業室３
の前面上部でも渦を発生することもなく、作業台２上の
無菌性能が確保され、且つ、作業台２上で左右の空気が
混合せず試料相互汚染を防止できる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】

【発明の効果】本発明の安全キャビネットは、以上詳述
した通り、作業台の上側に作業室が形成され、該作業室
は、前面下部に作業用小開口部を有し、シャッターによ
り開閉可能な前面上部は順傾斜面とする一方、背面に給
気フィルターを設け清浄空気吹出部としてなり、更に、
前記作業台の前端縁及び後端縁に沿って吸込口を設け、
該吸込口から吸引回収した空気を清浄空気吹出部に送給
するための空気流路と送風手段とを備え、且つ、該送風
手段吐出側の空気の一部を清浄化して外部に排出する排
気口と排気フィルターを設けたので、外部への汚染エア
ロゾルの流出防止による作業者保護に加えて、外部から
の汚染エアロゾルの流入防止と、給気の清浄化による試
料保護と試料相互汚染防止を実現しつつ、小型軽量化、
構造の簡素化、製造コストの低減が可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽柴 友弘 埼玉県草加市青柳２−10−20 日本エアー テック株式会社内 Ｆターム(参考） 3L058 BD02 BE08 BF03 BG01 BG03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業台の上側に作業室が形成され、該作
   業室は、前面下部に作業用小開口部を有し、シャッター
   により開閉可能な前面上部は順傾斜面とする一方、背面
   に給気フィルターを設け清浄空気吹出部としてなり、更
   に、前記作業台の前端縁及び後端縁に沿って吸込口を設
   け、該吸込口から吸引回収した空気を清浄空気吹出部に
   送給するための空気流路と送風手段とを備え、且つ、該
   送風手段吐出側の空気の一部を清浄化して外部に排出す
   る排気口と排気フィルターを設けたことを特徴とする安
   全キャビネット。
2. 【請求項２】 作業室前面のシャッターとの接合縁に沿
   って吸込スリットを設け、該吸込スリットから前記空気
   流路の送風手段吸込側に連通する副空気流路を形成した
   請求項１記載の安全キャビネット。
3. 【請求項３】 作業室前面下部に前面パネルを設け、該
   前面パネルに作業用小開口部を開口すると共に、該作業
   用小開口部を開閉可能なカバーを設けた請求項１または
   ２記載の安全キャビネット。
4. 【請求項４】 作業室背面の清浄空気吹出部及び給気フ
   ィルターの背後を空気流路内部において区画して陽圧部
   を形成し、該陽圧部内に送風手段としてターボファンを
   設け、該陽圧部が前記空気流路の陰圧部で囲まれるよう
   に構成した請求項１、２または３記載の安全キャビネッ
   ト。
5. 【請求項５】 送風手段を作業台の下側に配置し、且
   つ、該送風手段の吸込側に給気フィルターを配置すると
   共に、送風手段吐出側の空気の一部を外部に直接排出す
   るための排気口を設けた請求項１、２または３記載の安
   全キャビネット。