JP2005218925A - バイオハザード対策用キャビネット及びキャビネットフィルター交換時期検知方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】キャビネット運転時の、屋外への排気型（タイプＢ）における外乱条件即ち、ビル風，季節風等の屋外の強風，ヘパフィルターの目詰り、及び作業者による前面流入気流の妨害などに対し、排気風量を応答性良く常時一定に制御させ得るようにし、キャビネットの排気量を一定とすることで設置室の陰圧度に変動を与えないようにする。また、使用するヘパフィルターの交換時期を期限検知する。
【解決手段】作業空間及び作業空間開口部から侵入した空気を陰圧流通路を経てファンにより陽圧チャンバーに送り、陽圧チャンバーから給気フィルターを介して作業室に清浄空気を送り込む給気路と、陽圧チャンバーから排気フィルターを介し排気筒に清浄空気を送り込む排気路とを構成し、排気路と給気路とのそれぞれのヘパフィルターの下流側に排気風量検知部材，給気風量検知部材とを設け、該各風量検知部材の検知データに基づいてファンモーターの回転出力を制御する。
【選択図】図１
【解決手段】作業空間及び作業空間開口部から侵入した空気を陰圧流通路を経てファンにより陽圧チャンバーに送り、陽圧チャンバーから給気フィルターを介して作業室に清浄空気を送り込む給気路と、陽圧チャンバーから排気フィルターを介し排気筒に清浄空気を送り込む排気路とを構成し、排気路と給気路とのそれぞれのヘパフィルターの下流側に排気風量検知部材，給気風量検知部材とを設け、該各風量検知部材の検知データに基づいてファンモーターの回転出力を制御する。
【選択図】図１
Description
本発明は、清浄環境下で有害物取扱い、薬剤の調合等を行う際に、外部に汚染空気を漏洩せず病原体等を作業空間内に封じ込め処理を行う為のバイオハザード対策用キャビネット及び該キャビネットのフィルター交換時期を検知する方法に関する。
バイオハザード対策用キャビネット１０１を使用する高度安全実験室１０２はサポート室１０３内に設けられ、サポート室１０３からエアーロックルームを構成する入口１０４及び薬液シャワー室を構成する出口１０５によって出入可能とされている。高度安全実験室１０２には、サポート室１０３外からの給気をサポート室１０３と共に受けて、ヘパフィルター１０６を介した清浄空気が供給されると共に、サポート室１０３からもヘパフィルター１０７等を経て清浄空気が送り込まれている。
また、高度安全実験室１０２からは、排気筒１０８，１０９によってサポート室１０３外に排気が排出されている。排気筒１０８，１０９には、ヘパフィルター１１０，高圧減菌タンク１１１等が設けられている。
バイオハザード対策用キャビネット１０１は前面開口部１１２の内部が作業空間１１３となっており、バイオハザード対策用キャビネット１０１内部のファンにより吸引され前面開口部１１２よりバイオハザード対策用キャビネット１０１内部に入った気流は菌等を捕らえるヘパフィルターを経て排気筒１１４を経て排気筒１０８に接続され排出されるが、この排気は排気筒１０８に接続した際に高度安全実験室１０２の陰圧制御用として利用している。
このようなシステムではバイオハザード対策用キャビネット１０１の排気量変動は高度安全実験室１０２の陰圧度に変動を与えることになり、実験室の安全性確保に問題となる。よって、従来はサポート室側で吸排気量を制御しているが制御の遅れや精度に問題があった。
また、作業空間内の風速がフィルターの性能劣化などにより使用時間を経て変化するのを防ぐために、作業空間上部の多孔板よりなるエア吹出口カバーに多孔の調整板を添えて両者の位置関係をずらすことで通過空気を制御する手段が知られて（特許文献１）いるが、作業空間の給気量は制御出来るが、排気及び給気フィルターへの送風動圧を制御し風量バランスを可変とすることは出来なかった。
特開２００１−１２９４１４号公報
上記の点に鑑みて、バイオハザード対策用キャビネット運転時の、屋外への排気型（タイプＢ）における外乱条件即ち、ビル風，季節風等の屋外の強風，ヘパフィルターの目詰り、及び作業者による前面流入気流の妨害などに対し、排気風量を応答性良く常時一定に制御させ得るようにし、バイオハザード対策用キャビネットの排気量を一定とすることで設置室の陰圧度に変動を与えないようにするものである。
また、同装置において、使用するヘパフィルターの交換時期を期限検知することが出来るようにした。
また、同装置において、使用するヘパフィルターの交換時期を期限検知することが出来るようにした。
本発明請求項１に記載の発明は、前面開口部を有する作業空間、前記作業空間からの空気をファンに流通させる陰圧通路、ファンの吹出口に設けられた陽圧チャンバー、陽圧チャンバー内にあり、前記作業空間との間に位置する給気フィルター、陽圧チャンバー内にありチャンバー外への排気筒との間に位置する排気フィルターよりなり、作業空間及び作業空間開口部から侵入した空気を陰圧流通路を経てファンにより陽圧チャンバーに送り、陽圧チャンバーから給気フィルターを介して作業室に清浄空気を送り込む給気路と、陽圧チャンバーから排気フィルターを介し排気筒に清浄空気を送り込む排気路とを構成し、排気路と給気路とのそれぞれのヘパフィルターの下流側に排気風量検知部材，給気風量検知部材とを設け、該各風量検知部材の検知データに基づいてファンモーターの回転出力を制御する手段を設けている。
本発明請求項２に記載の発明は、ファン吹出口に、給気及び排気フィルターへの送風動圧を制御し、両フィルターへの風量バランスを可変とするバッフル板を設けている。
本発明請求項３に記載の発明は、直流ブラシレスモーターをファン回転用モーターとしている。
本発明請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、給気風速及び前面開口流入風速をパネルに表示している。
本発明請求項５に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前面開口部を有する作業空間、前記作業空間からの空気をファンに流通させる陰圧通路、ファンの吹出口に設けられた陽圧チャンバー、陽圧チャンバー内にあり、前記作業空間との間に位置する給気フィルター、陽圧チャンバー内にありチャンバー外への排気筒との間に位置する排気フィルターよりなり、作業空間及び作業空間開口部から侵入した空気を陰圧流通路を経てファンにより陽圧チャンバーに送り、陽圧チャンバーから給気フィルターを介して作業室に清浄空気を送り込む給気路と、陽圧チャンバーから排気フィルターを介し排気筒に清浄空気を送り込む排気路とを構成し、排気路と給気路とのそれぞれのヘパフィルターの下流側に排気風量検知部材，給気風量検知部材とを設け、該排気風量検知部材の検知データに基づいてファンモーターの出力制御する際に、フィルターの目詰まりによる風量補償運転で９０％以上の出力が所定期間以上持続し、かつ、それがフィルター使用開始時より所定期間経過している場合に、フィルター交換をすべき時期と判断している。
本発明請求項２に記載の発明は、ファン吹出口に、給気及び排気フィルターへの送風動圧を制御し、両フィルターへの風量バランスを可変とするバッフル板を設けている。
本発明請求項３に記載の発明は、直流ブラシレスモーターをファン回転用モーターとしている。
本発明請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、給気風速及び前面開口流入風速をパネルに表示している。
本発明請求項５に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前面開口部を有する作業空間、前記作業空間からの空気をファンに流通させる陰圧通路、ファンの吹出口に設けられた陽圧チャンバー、陽圧チャンバー内にあり、前記作業空間との間に位置する給気フィルター、陽圧チャンバー内にありチャンバー外への排気筒との間に位置する排気フィルターよりなり、作業空間及び作業空間開口部から侵入した空気を陰圧流通路を経てファンにより陽圧チャンバーに送り、陽圧チャンバーから給気フィルターを介して作業室に清浄空気を送り込む給気路と、陽圧チャンバーから排気フィルターを介し排気筒に清浄空気を送り込む排気路とを構成し、排気路と給気路とのそれぞれのヘパフィルターの下流側に排気風量検知部材，給気風量検知部材とを設け、該排気風量検知部材の検知データに基づいてファンモーターの出力制御する際に、フィルターの目詰まりによる風量補償運転で９０％以上の出力が所定期間以上持続し、かつ、それがフィルター使用開始時より所定期間経過している場合に、フィルター交換をすべき時期と判断している。
本発明キャビネットは次の効果を有する。
１．バイオハザード対策用キャビネット運転時、排気風量を一定に保っているために、装置前面の開口部における流入風速が安定し、信頼性の高い封じ込め性能を発揮する。
２．バイオハザード対策用キャビネットを設置する高度安全実験室の陰圧制御用として作用させているバイオハザード対策用キャビネットの排気が、バイオハザード対策用キャビネット運転時、排気風量を一定に保っているために高度安全実験室の陰圧度の安定化が得られ、高度安全実験室が設けられているサポート室の給排気システムの作動を安定化する。
３．ファン回転用モーターを直流ブラシレスモーターとしたため微差圧計からの信号に応答性良く回転を制御し、風量を一定に保つことが出来る。低消費電力、低発熱でもある。４．前面流入風速及び給気速度をパネルに表示することにより作業者への安全運転情報提供可能である。
５．排気風量検知部材の検知データに基づいて、モーター出力の９０％以上の開口部出力が所定期間続き、かつ、それがフィルター使用開始時より所定期間が経過している場合に、フィルター交換時期であることを表示するのでフィルターの使用可能期間を明確に知ることが出来、フィルターの長期使用を可能とする。
１．バイオハザード対策用キャビネット運転時、排気風量を一定に保っているために、装置前面の開口部における流入風速が安定し、信頼性の高い封じ込め性能を発揮する。
２．バイオハザード対策用キャビネットを設置する高度安全実験室の陰圧制御用として作用させているバイオハザード対策用キャビネットの排気が、バイオハザード対策用キャビネット運転時、排気風量を一定に保っているために高度安全実験室の陰圧度の安定化が得られ、高度安全実験室が設けられているサポート室の給排気システムの作動を安定化する。
３．ファン回転用モーターを直流ブラシレスモーターとしたため微差圧計からの信号に応答性良く回転を制御し、風量を一定に保つことが出来る。低消費電力、低発熱でもある。４．前面流入風速及び給気速度をパネルに表示することにより作業者への安全運転情報提供可能である。
５．排気風量検知部材の検知データに基づいて、モーター出力の９０％以上の開口部出力が所定期間続き、かつ、それがフィルター使用開始時より所定期間が経過している場合に、フィルター交換時期であることを表示するのでフィルターの使用可能期間を明確に知ることが出来、フィルターの長期使用を可能とする。
本発明バイオハザード対策用キャビネット１の断面を図１に示す。
キャビネット１は、前面に扉２を有し、左右側壁３，後壁４，天井部材５で作業台６上を囲い作業空間７を構成している。作業台６の下部及び後壁４の背部には陰圧の、下部流通路８，背部流通路９を構成している。背部流通路９の上部には直流ブラシレスモーターにより回転するファン１０を設け、その吹出側を陽圧チャンバー１１としている。また、ファン１０の吹出口には取り付け位置及び向きを可変としたバッフル板１２を設け後述する給気及び排気フィルター１３，１４への送風動作を制御し風量バランスの初期設定を可変としている。なお、このファンのモーターは、大容量の直流ブラシレスモーターを小容量から制御性良く運転し、フィルター圧力損失は初期の２倍になっても一定の送風量を保つことができフィルターの長寿命化が図れるものである。陽圧チャンバー１１にはヘパフィルターよりなる排気フィルター１４と同じく給気フィルター１３とを設け、それぞれは排気路１４ａ，給気路１３ａを横切っている。排気フィルター１４の下流側にはフィルターより開口が狭く薄い差圧監視チャンバー１６を設け、その内外に設けたセンサー１７，１８により差圧監視チャンバー開口部の上下流の微差圧を知り該部における排気風量を検知する排気流量検知部材１９を設けている。１６ａは差圧監視チャンバー１６からの排気を送り出す排気筒である。
キャビネット１は、前面に扉２を有し、左右側壁３，後壁４，天井部材５で作業台６上を囲い作業空間７を構成している。作業台６の下部及び後壁４の背部には陰圧の、下部流通路８，背部流通路９を構成している。背部流通路９の上部には直流ブラシレスモーターにより回転するファン１０を設け、その吹出側を陽圧チャンバー１１としている。また、ファン１０の吹出口には取り付け位置及び向きを可変としたバッフル板１２を設け後述する給気及び排気フィルター１３，１４への送風動作を制御し風量バランスの初期設定を可変としている。なお、このファンのモーターは、大容量の直流ブラシレスモーターを小容量から制御性良く運転し、フィルター圧力損失は初期の２倍になっても一定の送風量を保つことができフィルターの長寿命化が図れるものである。陽圧チャンバー１１にはヘパフィルターよりなる排気フィルター１４と同じく給気フィルター１３とを設け、それぞれは排気路１４ａ，給気路１３ａを横切っている。排気フィルター１４の下流側にはフィルターより開口が狭く薄い差圧監視チャンバー１６を設け、その内外に設けたセンサー１７，１８により差圧監視チャンバー開口部の上下流の微差圧を知り該部における排気風量を検知する排気流量検知部材１９を設けている。１６ａは差圧監視チャンバー１６からの排気を送り出す排気筒である。
給気フィルター１３の下流側には、天井部材５としてパンチング板５ａ及びサランネット５ｂが設けられている。サランネットは整流性が良く庫内の殺菌灯により劣化しないネットとして選択され、その保護にステンレスパンチ板５ａを設置し、サランネットとステンレスパンチ板５ａの上流側と下流側との間に微差圧を生じさせている。天井部材５の上流側と下流側にはセンサー２０，２１を設け、該センサー２０，２１により前記した天井部材５の上下流の微差圧を知り、該部における給気風量を検知する給気風量検知部材２２を設けている。前記給気風量検知部材１９、同２２を設けるのは、排気フィルター１４と給気フィルター１３が共通の陽圧チャンバー１１に設置されているため、ファン５が一定風量を送風していても、排気側と給気側との配分が不明なため、排気量と給気量双方を監視する必要があるからである。
以上のように構成されたバイオハザード対策用キャビネット１はファン１０の回転により流通路８，９内の空気が陽圧チャンバー１１内に圧送され、排気フィルター１４、給気フィルター１３に分かれて通過して、給気フィルター１３を通過した空気は天井部材５のサランネット５ｂ及び給気パンチング板５ａを通過して作業空間３内に垂直方向に流下する。そして、一部に、奥壁４の下部の吸込口４ａから、また一部は前面扉２の開口面から吸い込んだ気流と共に作業台６前の吸込孔６ａから陰圧となっている流通路８，９に吸引され循環流となる。
上記の過程におけるファンモーターの回転制御について図１，図３に基づいて次に説明する。ファン１０の回転により陽圧チャンバー１１内の圧空は、陽圧チャンバー１１から排気フィルター１４及び給気フィルター１３に分かれて流出するが、その際排気微差圧検知（排気風量検知部材１９）と給気微差圧検知（給気風量検知部材２２）による排気及び給気の２つの風量の信号は調節計５１を介してモーターの制御部５２にフィードバックし、排気微差圧検知が一定となるようにファンモーターの回転を制御する。この際、必要に応じファン１０の吹出口に設けてあるバッフル板１２の位置及び方向を適宜に調節し、両フィルタの流量を変更することが出来る。
上記のように本発明キャビネットでは、陽圧チャンバー１１から排出される排気は常に一定の風量のもとで排出されているので、この流れをバイオハザードキャビネット１が設置されている高度安全実験室１０２からの排気筒１０８に接続しておき、バイオハザードキャビネット１の排気により高度安全実験室１０２の換気を吸引すれば常に一定の状態でそれをコントロール出来ることになる。
一方シーケンサー５３へ送られた信号から排気風量もしくは換算した前面流入風速を液晶タッチパネル５４に表示し、作業者に安全な運転状態であることを知らせる。給気風量の信号は、調節計５１からシーケンサー５３に送られ給気風量もしくは給気風速として液晶パネル５４に表示し作業者に安全な運転状態であることを知らせる。
シーケンサーでは排気風量と給気風量の双方が適正な範囲内で運転されているのかを常時判断し、異常時は警報を行い推定原因とその対処法をパネルに表示する。表示の一例を揚げると表１の通りである。
上記バイオハザード対策用キャビネットは使用により、フィルターの目詰りが発生する。フィルターの目詰りは、運転時間と使用場所の清浄度により程度が異なりフィルターの寿命も変化する。給気ヘパフィルターも排気ヘパフィルターも同程度に目詰りが進行するので交換は両者同時となる。
フィルターは使用により徐々に目詰りが生ずるものであり、その目詰りに応じてファン回転の出力値を上昇すれば所定の風量は得られる。従って、運転初期には出力６０％程度とする。使用中は排気風量検知部材１９により流量は測定されており、調節計に入力した計測値をモーター制御基板にフィードバックすることでモーターの出力値を徐々に上昇させて、９０％に達した時点で寿命と判断してフィルターは交換される。
フィルターの目詰りは、長期的に徐々に進行するのであって、突発的な異常や圧力変化に対処するための出力上昇（９０％以上の）とは異なる。よって、使用開始の日時を液晶パネルからシーケンサーに入力しておき、例えば使用開始から半年以上経過し、かつ、９０％以上の出力が１週間以上持続したときに寿命とするようにすれば良い。
上記のファン回転の出力と、経時変化とを勘案してヘパフィルターの目詰りによる寿命を判断することが出来るので、液晶パネルに例えば「今後１カ月以内にＨＥＰＡを交換願います」というようなメッセージを出すようにすれば良い。
５ 天井部材
７ 作業空間
８，９ 陰圧流通路
１０ ファン
１１ 陽圧チャンバー
１２ バッフル板
１３ 給気フィルター
１３ａ 給気路
１４ 排気フィルター
１４ａ 排気路
１６ チャンバー
１６ａ 排気筒
１７，１８，２０，２１ センサー
１９ 排気風量検知部材
２２ 給気風量検知部材
５１ 調節計
５２ モーターの制御部
５３ シーケンサー
５４ 液晶タッチパネル
７ 作業空間
８，９ 陰圧流通路
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１３ 給気フィルター
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１４ 排気フィルター
１４ａ 排気路
１６ チャンバー
１６ａ 排気筒
１７，１８，２０，２１ センサー
１９ 排気風量検知部材
２２ 給気風量検知部材
５１ 調節計
５２ モーターの制御部
５３ シーケンサー
５４ 液晶タッチパネル
Claims (5)
- 前面開口部を有する作業空間、前記作業空間からの空気をファンに流通させる陰圧通路、ファンの吹出口に設けられた陽圧チャンバー、陽圧チャンバー内にあり、前記作業空間との間に位置する給気フィルター、陽圧チャンバー内にありチャンバー外への排気筒との間に位置する排気フィルターよりなり、作業空間及び作業空間開口部から侵入した空気を陰圧流通路を経てファンにより陽圧チャンバーに送り、陽圧チャンバーから給気フィルターを介して作業室に清浄空気を送り込む給気路と、陽圧チャンバーから排気フィルターを介し排気筒に清浄空気を送り込む排気路とを構成し、排気路と給気路とのそれぞれのヘパフィルターの下流側に排気風量検知部材，給気風量検知部材とを設け、該各風量検知部材の検知データに基づいてファンモーターの回転出力を制御する手段を設けたことを特徴とするバイオハザード対策用キャビネット。
- ファン吹出口に、給気及び排気フィルターへの送風動圧を制御し、両フィルターへの風量バランスを可変とするバッフル板を設けてなる請求項１記載のバイオハザード対策用キャビネット。
- ファン回転モーターを直流ブラシレスモーターとしたことを特徴とする請求項１記載のバイオハザード対策用キャビネット。
- 給気風速及び前面開口流入風速をパネルに表示したことを特徴とする請求項１記載のバイオハザード対策用キャビネット。
- 前面開口部を有する作業空間、前記作業空間からの空気をファンに流通させる陰圧通路、ファンの吹出口に設けられた陽圧チャンバー、陽圧チャンバー内にあり、前記作業空間との間に位置する給気フィルター、陽圧チャンバー内にありチャンバー外への排気筒との間に位置する排気フィルターよりなり、作業空間及び作業空間開口部から侵入した空気を陰圧流通路を経てファンにより陽圧チャンバーに送り、陽圧チャンバーから給気フィルターを介して作業室に清浄空気を送り込む給気路と、陽圧チャンバーから排気フィルターを介し排気筒に清浄空気を送り込む排気路とを構成し、排気路と給気路とのそれぞれのヘパフィルターの下流側に排気風量検知部材，給気風量検知部材とを設け、該排気風量検知部材の検知データに基づいてファンモーターの出力制御する際に、フィルターの目詰まりによる風量補償運転で９０％以上の出力が所定期間以上持続し、かつ、それがフィルター使用開始時より所定期間経過している場合に、フィルター交換をすべき時期と判断するバイオハザード対策用キャビネットフィルター交換時期検知方法。
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