JP2005156082A - 安全キャビネット - Google Patents

Abstract

【課題】
ＪＩＳ Ｋ３８００：２０００に規定した試料の相互汚染防止機能を強化し、感染を防止した安全キャビネットに関し、作業空間内の気流を制御し、中央で分析している微生物病原体が、側方に漂う雑菌に汚染されない、安全キャビネットを提供する。
【解決手段】
安全キャビネット内作業空間の両側方の風速分布に特徴を持たせ、作業空間側方に気流が、中央に寄って来ないように作業空間吹き出し気流を構成したものである。
【選択図】 図２

Description

本発明は、医療、製薬など遺伝子操作の産業分野において、微生物・病原体などの取り扱いにより発生する災害を防止する清浄作業台、いわゆるバイオハザード対策用安全キャビネットに関する。

従来、バイオハザード対策の人・環境と生物材料・病原体を物理的に隔離する一次バリアとしてＪＩＳ Ｋ３８００に適合或いは準拠するバイオハザード対策用クラスIIキャビネットが用いられている。バイオハザード対策用クラスIIキャビネットの基本機能として、試料の相互汚染防止機能があり、作業空間内で側方の細菌・ウイルスと中央の細菌・ウイルスが相互の混ざり合わないという機能が有る。従来技術による安全キャビネットを特許文献１（特開平４−１０５８８４号公報）に示す。従来技術では、作業空間上部の第一の空気清浄手段清浄から吹き出す空気の、作業空間側に設けられた、空気整流板の両側方向に別の整流板を設け、試料の相互汚染防止機能を向上するものである。また、従来技術では、前記両側方向の別の整流板の取り付け角度を変化し、風速分布を調整可能としていた。このことにより使用者での試料の相互汚染防止機能の調整可能としている。

特開平４−１０５８８４号公報

前記従来技術の安全キャビネットの吹き出し整流板調整方法を図５に示す。作業空間３上部の吹き出し口整流板２０が形成されている。吹き出し口整流板２０の更に上方の両側方には、抵抗板２１が形成されている。また、抵抗板２１の取り付け角度は、調整が可能なよう構成し、このことにより吹き出し口整流板２０の流路抵抗の調整を可能としている。

前記従来技術による安全キャビネットでは、抵抗板２１により試料の相互汚染防止機能（特許文献１では、クロス汚染と表現）を満足する気流を形成しているが、抵抗板２１の大きさや抵抗体２１の穴の開効率などが不明確であった。また抵抗板２１の取り付け角度により吹き出し口整流板２０との組み合わせにより開口率を調整し、試料の相互汚染防止機能のための気流を調整することを可能としていが、これは安全キャビネットの供給側ではなく、使用者側での調整であり、また調整の度合い等も不明確であった。

また前記従来技術を実施せず、試料の相互汚染防止性能を満足するには作業空間３内に吹き出す気流１２を強く、また前面開口部１０、背面空気吸込み口１７の吸込み気流を強くすることにより、細菌・ウイルスが拡散する前に作業空間３から排除する方法がある。しかしこの流速に頼った方法では、試験中に試料が乾くなどの不都合が生じる可能性がある。

本発明の目的は、試料の相互汚染防止性能を満足し、作業空間内での感染・コンタミを最小限にしたバイオハザード対策用安全キャビネットを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は以下のように装置を構成したものである。

第一の空気清浄手段により作業空間内に清浄空気を供給する圧力チャンバの前面開口部と背面空気吸い込み口に直交する方向の両側面に整流板を構成する。このことにより作業空間に吹き出す風速の風速分布を両端の風速を平均風速より遅く構成したものである。

本発明の実施により、作業空間内での試料の相互汚染を防止したバイオハザード対策用安全キャビネットを提供する。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図３により説明する。
（実施例１）
図１は、本発明の第１、２、３実施の形態を示す安全キャビネットを示す構造図である。

作業者は、安全キャビネット１の前面開口部１０から腕を挿入し、前面シャッタ９から作業空間３を覗き込み、作業空間３内で細菌・ウイルス１５を取り扱った作業を行う。

前面開口部１０から吸い込まれた空気１３は、作業台２下部、作業空間３背面の循環流路７を通り、送風機６に吸い込まれる。この汚染された空気が通り送風機６の吸込み側の領域を負圧汚染プレナム１４と言う。送風機６に吸い込まれた空気は、圧力チャンバ１８で加圧され、一部は給気用ＨＥＰＡフィルタ５により濾過され、清浄空気として作業空間３内に、他の一部は排気用ＨＥＰＡフィルタ４により濾過され、清浄空気として装置外に排出される。作業空間３内に供給される吹き出し気流１２は、作業空間３内を清浄化し、一部は前面吸込みスリット１６から、他の一部は背面空気吸込み口１７から吸い込まれ、循環流路７を通り、送風機６に吸い込まれる。作業空間３内から空気が排出される際、前面吸込みスリット１６と背面空気吸込み口１７の間には、必ず気流振り分け点２３が発生する。

安全キャビネットの性能として、作業者が内部で取り扱っている細菌・ウイスル１５に感染しないこと、作業空間内部で取り扱っている細菌・ウイルス１５が装置外の雑菌の汚染されないこと、また、作業空間内部で取り扱っている細菌・ウイスル１５が作業空間３内で他の細菌・ウイルス１５に汚染されないことの３つのがある。

作業者が内部の細菌・ウイスル１５に感染しないことと、作業空間３内の細菌・ウイスル１５が外部の雑菌に汚染されないことは、流入気流１３が重要である。作業空間内３で細菌・ウイルス１５が他の雑菌に汚染されない試料の相互汚染防止機能は、気流振り分け点２３付近の気流を以下に素早く排除し、また作業空間中央に気流が寄ってこないことが重要である。この３つに性能を細菌試験性能と言う。

第１実施の形態は、作業空間中央に気流が寄ってこないため、作業空間３中央の風速より作業空間３両側方の風速がやや遅い風速分布を構成している。

前記作業台中央部に寄って来ない気流の詳細について説明する。

図１（Ｃ）ＡＡ断面は、作用台上１００ｍｍにおける水平面方向の風速分布をベクトルで表したものである。矢印の長さは速度の大きさを、矢印の方向は、気流の向きを表している。図に示すように、作業台内の気流は、前面の吸込みスリット１６、背面の背面空気吸込み口１７に吸込まれ、前後に気流が分かれるだけではなく、左右方向に気流が広がり、両端の細菌・ウイルスが中央に寄って来ないことが分かる。

図２は、本発明の第１、２、３実施の形態を示す安全キャビネットを示す断面構造図である。

第１実施の形態では、前面吸込みスリット１６と背面空気吸込み口１７に直交する作業空間３横方向の吹き出し風速分布は、中央より両側方を遅くしている。その風速分布の程度は、作業空間３側面から１００〜１５０ｍｍに代表される風速測定点の風速が、横方向の平均風速に対し、１０％以上、２０％以下の範囲で低くしている。このことにより、作業空間３下方では、中央の気流が側方向に押し出され、作業空間３側方の気流は更に側方に流れることとなる。

ＪＩＳ Ｋ３８００：２０００バイオハザード対策用クラスIIキャビネットの規格では、作業空間３内の風速分布は、横方向の平均風速に対し、各点の風速分布は±２０％と規定している。風速分布±２０％という数値は、製造後や納入後の現場において、細菌試験性能を満足する気流になっているかを、風速で確認するため、測定誤差、測定位置のずれなどの影響が少なくなるよう、分布まで規定している。
（実施例２）
第２実施の形態では、作業空間３側面から１００〜１５０ｍｍの範囲に代表される測定点の風速を、作業空間３横方向の平均風速に対し２０％以上低くしている。作業空間３両側方向の風速を遅くすることにより作業空間３下方では、中央の気流が側方向に押し出され、作業空間３側方の気流は、更に側方に流れることとなる。ＪＩＳ・Ｋ・３８００：２０００クラスIIキャビネットの風速分布の規定から外れるが、２０％から外れるのは、作業空間３両側方２箇所の風速測定点のみにつき、製造後、及び、現場に於ける風速管理に、測定誤差による影響は少ない。
（実施例３）
図２に、本発明の第１、２実施の形態の作業空間３内風速分布実現するための手段についても記載している。この作業空間３内の風速分布を実現する手段が、第３実施の形態である。
圧力チャンバ１８内の両側面に、圧力チャンバ内整流板１９を設けている。圧力チャンバ１８の大きさは、給気用ＨＡＰＡフィルタ５、作業空間３の大きさと、ほぼ等しい大きさとなっている。これは、作業空間３全体に清浄気流を供給するためには、作業空間３と同等の大きさの給気用ＨＡＰＡフィルタ５が必要となり。 また、給気用ＨＡＰＡフィルタ５の吹き出し面全面から空気を吹き出すには、給気用ＨＥＰＡフィルタ５全面に圧力を掛ける必要があるからである。

第３実施の形態に記載した、圧力チャンバ内整流板１９の大きさは、側面から１００〜２００ｍｍとなっている。この圧力チャンバ内整流板１９のサイズを、側面から１００〜２００ｍｍにすることにより、作業空間３内両側方１００〜１５０ｍｍの範囲の、風速を低くすることが可能となる。圧力チャンバ内整流板１９の大きさ１００〜２００ｍｍが、風速を低くする範囲１００〜１５０ｍｍより大きいのは、送風機６からの吹き出し気流が、圧力チャンバ内整流板１９の下側（給気用ＨＥＰＡフィルタ側）の流れこむためである。
（実施例４）
図３は、本発明の第４実施の形態を示す安全キャビネットを示す構造図である。

作業空間３両側面の作業台底面２ａ上面０〜１５０ｍｍの範囲に、負圧汚染プレナム１４に連接する側面吸込口２２を形成している。

この側面吸込み口により作業空間３内の下部の気流は、中央から両側方向に流れ、試料の相互汚染防止機能が強化される。
(実施例５)
図４は、本発明の実施の形態を示す安全キャビネットを示す断面構造図である。

循環用ＨＥＰＡフィルタ５を中央部の５a、両側面から１００〜１５０ｍｍの範囲の５bに分割する。循環用ＨＥＰＡフィルタ５aと５bでは、同一通過面風速当りの圧力損失に差を持たせる。両側面のＨＥＰＡフィルタ５bは、中央のＨＥＰＡフィルタ５aに対し、圧力損失を高くする。このことにより、両側面から１００〜１５０ｍｍの範囲の作業空間内へ吹き出す風速を中央より低くすることが可能となる。

ＨＥＰＡフィルタ圧力損失に差を持たせる手段としては、ＨＥＰＡフィルタの流れ方向に厚さを変えたり、フィルタ濾材の折りピッチを変えたり、フィルタを構成する濾材の材質そのものを変更するなどの手段がある。

本発明は、病原菌検体を１日に何検体も分析を行う医療分野において、試料の相互汚染防止機能を重視したバイオハザード対策用安全キャビネットを提供する。

本発明の第１、２、３実施の形態を示す安全キャビネットを示す構造図である。 本発明の第１、２、３実施の形態を示す安全キャビネットを示す断面構造図である。 本発明の第４実施の形態を示す安全キャビネットを示す構造図である。 本発明の第５実施の形態を示す安全キャビネットを示す構造図である。 従来技術によるの安全キャビネットを示す断面構造図である。

符号の説明

１…安全キャビネット、１ａ…本体ケース、２…作業台、
２ａ …作業空間底面、３…作業空間、
４…排気用ＨＥＰＡフィルタ、５…給気用ＨＥＰＡフィルタ、
６…送風機、７…循環流路、８…作業空間側壁面、
９…前面シャッタ、１０…前面開口部、
１１…エアカーテン、１２…吹き出し気流、１３…流入気流、
１４…負圧汚染プレナム、１５…細菌・ウイルス、
１６…前面吸込みスリット、１７…背面空気吸込み口、
１８…圧力チャンバ、１９…圧力チャンバ内整流板
２０…吹き出し口整流板、２１…抵抗板、２２…側面吸込み口、
２３…気流振り分け点

Claims (6)

1. 送風手段により第一の空気清浄手段を通して作業空間に清浄空気を供給する給気系と、前記作業空間に連結する循環流路から排気手段により第二の空気清浄手段を介して装置外へ空気を排出する排気系と、前期送風手段と、前期第一の空気清浄手段に連接する圧力チャンバと、前記作業空間前面に形成する前面シャッタと、前記前面シャッタ下部の作業空間に連接する前面開口部と、前記開口部下側の前記作業空間底面の前面に形成した空気吸い込み口と、前期空気吸い込み口と相反する作業空間壁面に形成した空気吸い込み口と、作業空間底面の板と、前期作業空間下部の循環流路と、前期作業空間底面に開口部を有する安全キャビネットにおいて、
   前記作業空間底面の前面に形成した空気吸い込み口と、前記作業空間壁面に形成された吸い込み口に吸い込まれる気流振り分け点付近の風速分布は、作業空間両側面から１００〜１５０ｍｍの風速が、振り分け点付近の平均風速より１０％以上、２０％以下の範囲で低いことを特徴する安全キャビネット。
2. 請求項１の安全キャビネットにおいて、作業空間底面の前面に形成した空気吸込み口と、前記作業空間壁面に形成された吸い込み口に吸い込まれる気流振り分け点付近の風速分布は、作業空間両側面から１００〜１５０ｍｍの風速が振り分け点付近の平均風速より２０％以上低いことを特徴する、安全キャビネット。
3. 請求項１の安全キャビネットにおいて、作業空間前面と作業空間背面に挟まれた断面に直行する方向の風速分布は、作業空間両側面から１００〜１５０ｍｍの風速が、前期直行する方向の平均風速より１０％以上、低いことを特徴とする安全キャビネット。
4. 請求項３の安全キャビネットにおいて、作業空間両側面から１００〜１５０ｍｍの風速が前期直行する方向の平均風速より２０％以上低いことを特徴とする安全キャビネット。
5. 請求項１の安全キャビネットにおいて、第一の空気清浄手段に連接する圧力チャンバ内の前期作業空間両側面の対応する両方向に、圧力チャンバ側面から１００〜２００ｍｍの範囲で、空気整流板を有することを特徴とする、安全キャビネット。
6. 請求項１の安全キャビネットにおいて、作業空間両側面の作業空間底面から上方、０〜１５０ｍｍの範囲に空気吸込み口を有することを特徴とする安全キャビネット。
   

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