JP2013215105A - 動物飼育用安全キャビネット - Google Patents

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Abstract

【課題】風量制御装置を用いずに、動物を飼育する作業空間に吸い込まれる空気の流路を切り替えることが可能な、動物飼育用安全キャビネットを提供する。
【解決手段】送風手段により第一の空気清浄手段を通して、作業空間から装置外へ空気を排出する動物飼育用安全キャビネットにおいて、作業空間に対する空気の流れを、作業空間に給気を供給する第二の空気清浄手段と、給餌のための開口部を形成する開閉可能な小窓を並列に配置し、前記小窓が閉じているときは、第二の空気清浄手段から空気を吸い込み、小窓が開いているときは、この小窓の開口部より空気を吸い込むようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、感染症の研究、医薬品の開発のために装置内で特定の病原体を感染させた感染動物を飼育する動物飼育用安全キャビネットに関する。
動物飼育用安全キャビネットは、装置の作業空間内で病原体に感染した動物を飼育するため、飼育動物に給餌する際、動物を飼育している作業空間の前面に形成した前面シャッターを開け、その開口部より給餌などを行う。前面シャッター部に形成した開口部から空気を動物飼育用安全キャビネット内に吸い込むことにより、開口部にエアバリアを発生させ、作業空間内の感染物質が動物飼育用安全キャビネット外へ漏れ出ることを防止している。この開口部に発生させるエアバリアは、平均風速０．５ｍ／ｓ以上を維持し、作業空間と動物飼育用安全キャビネット外の環境を隔離している。前面シャッター部の開口部から吸い込んだ空気は、動物飼育用安全キャビネット内を通り、動物飼育用安全キャビネット内に配置した排気用HEPAフィルタにより、塵埃と作業空間内の感染物質を除去し、空気のみ動物飼育用安全キャビネット外に排出する。この排気される空気は、動物飼育用安全キャビネットの排気口に接続したダクトを通し、動物飼育用安全キャビネットを設置した部屋の外に排気される。
従来技術による動物飼育用安全キャビネットを、特許第4502222号に示す。作業空間内に動物飼育用のケージを配置し、前面シャッター下部に形成される作業開口部より、飼育動物に給餌などを施している。作業開口部に形成される吸い込み気流エアバリアにより、動物に感染している感染物質が、動物飼育用安全キャビネットから漏れ出ないように工夫している。
特許第４５０２２２２号
前記従来技術の動物飼育用安全キャビネットは、特許第4502222号に示すように、作業空間内に動物飼育用ケージを配置している。気流の構成は、前面シャッター下部に形成した作業開口部から吸い込まれた空気が作業空間内に入り、作業空間の下面に形成した前面吸い込み口より吸い込まれ、作業空間の背面を通り、送風機に吸い込まれる。送風機に吸い込まれた空気の一部は、作業空間上部に設置されたHEPAフィルタにより塵埃及び感染物質を除去され、清浄空気のみ作業空間に供給される。他の空気の一部は、排気用HEPAフィルタにより塵埃及び感染物質を除去され、清浄空気として安全キャビネット外に放出される。作業開口部から吸い込まれる風量と、動物飼育用安全キャビネットから排気される風量は同一の量である。
このように、作業開口部から吸い込まれる空気により、作業空間と動物飼育用安全キャビネット外の空間を隔離するエアバリアを形成する。この隔離性能は、日本工業規格JIS K3800に記載する気流バランス性能「作業者の安全性」試験性能が必要である。この「作業者の安全性」試験性能を維持するには、作業開口部から流入する空気の平均流入風速は、０．５ｍ／ｓ以上を確保する必要がある。作業空間の幅方向に形成した前面シャッターの下方に、作業開口部が形成さるため、作業開口部から流入する風量は、作業空間の幅寸法×作業開口高さ×０．５ｍ／ｓ以上の風量となる。一般に作業開口高さは、給餌作業が可能で、かつ、エアバリアによる隔離性能を確保することが可能な寸法２００ｍｍから２５０ｍｍ程度が多い。作業開口寸法２００ｍｍ、作業空間の幅寸法が１ｍの場合、１ｍ×０．２ｍ×０．５ｍ／ｓ×６０秒＝６ｍ３／ｍｉｎ以上の風量が必要となる。作業開口部から流入する風量は、作業空間の幅寸法が大きくなるに比例して、風量も大きくなる。作業開口部から流入する風量は、動物飼育用安全キャビネットから排気される風量に等しく、動物飼育用安全キャビネットの排気を、動物飼育用安全キャビネットを設置した部屋ではなく、ダクトを接続して屋外に排気した場合、排気量が室内空調の負荷となる。
しかし、給餌を行わない飼育時は、作業開口部を開ける必要がないため、前面シャッターを閉めて、動物の飼育を行う。前面シャッターを閉めるという事は、作業開口部から流入する風量が小さくなるため、動物飼育用安全キャビネットの排気風量も小さくすることが出来る。
このように、従来技術の動物飼育用安全キャビネットでは、給餌作業時と飼育時で、安動物飼育用安全キャビネットの排気風量を制御する必要がある。
また、従来技術の動物飼育用安全キャビネットは、給餌作業時の排気風量が大きいため、空調負荷が大きくなる傾向にある。
以上の従来技術の課題に基づいて、本発明の目的は、感染動物を飼育した場合の、作業空間と安全キャビネット外の隔離性能を維持する風量を最小限にするとともに、給餌作業時と飼育時の風量変更の制御を必要としない、動物飼育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。
本発明の動物飼育用安全キャビネットは、送風手段により第一の空気清浄手段を通して、作業空間から装置外へ空気を排出する排気系と、前記作業空間前面に形成する前面扉を有する動物飼育用安全キャビネットにおいて、第二の空気清浄手段を通じて前記作業空間に空気を供給する給気系と、前記作業空間に形成する開閉可能な小窓を有し、前記送風手段は、第一と第二の空気清浄手段に直列に空気の流れを形成し、前記小窓が閉じているときは、第二の空気清浄手段から空気を吸い込み、前記小窓が開いているときは、この小窓の開口部より空気を吸い込むようしたものである。
また、本発明の動物飼育用安全キャビネットは、前記送風手段により第一と第二の空気清浄手段を、直列に空気の流れを形成したものである。
また、本発明の動物飼育用安全キャビネットは、前記小窓を形成する作業空間の壁面または前面扉を二重に形成し、前記二重の壁面の作業空間側に前記小窓の開口面積より大きな開口部を形成したものである。
また、本発明の動物飼育用安全キャビネットは、前記第二の空気清浄手段に第二の送風手段により空気を供給するものである。
また、本発明の動物飼育用安全キャビネットは、前記小窓を開けることにより、当該小窓開口部に発生する小窓開口部吸い込み気流の平気流入風速０．５ｍ／ｓ以上を確保するものである。
本発明の動物飼育用安全キャビネットは、小窓を閉めた通常の飼育状態では、作業空間のマイナス圧により第二の空気清浄手段から動物飼育用安全キャビネット外の空気が吸い込まれる。一方、小窓を開けて給餌作業を行う状態では、第二の空気清浄手段の圧力損失よりも、小窓開口部の圧力損失のほうが低いため、空気は第二の空気清浄手段ではなく、小窓開口部から吸い込まれ、小窓開口部吸い込み気流が発生する。この現象は、圧力損失の差だけで発生するため、送風機の風量制御は必要としないため、少ない風量で作業空間３内の感染物質が小窓開口部から漏れ出ることを防止するとともに、送風機の風量は一定のままで、作業空間に空気が吸い込まれる場所を変えるだけであるので、排気ダクトを含めた排気系のシステム全体を比較的安価に構成することが可能となる。また、感染動物の飼育において、給餌のため開口部が必要な給餌作業時も、開口部が不要な飼育時も、同一の排気風量にて感染防止のための作業空間内と外の隔離性能を維持することができる。
本発明の第１実施の形態を示す動物飼育用安全キャビネットの断面図構造図である。 本発明の第１実施の形態を示す動物飼育用安全キャビネットの断面構造図及び外観図である。 本発明の第１実施の形態を示す動物飼育用安全キャビネットの小窓を開閉した状態の断面構造図である。 本発明の第２実施の形態を示す動物飼育用安全キャビネットの断面構造図及び外観図である。 本発明の第２実施の形態を示す動物飼育用安全キャビネットの小窓を開閉した状態の断面構造図である。 本発明の第３実施の形態を示す動物飼育用安全キャビネットの断面構造図及び外観図である。
以下、本発明の実施の形態を図１〜図６により説明する。
図１は、本発明の実施例１の形態を示す動物飼育用安全キャビネットの断面図構造図である。
図２は、本発明の実施例１の形態を示す動物飼育用安全キャビネットの断面構造図及び外観図である。
飼育用安全キャビネット１の気流の構成は、第二の空気清浄手段１２ｂから吸い込まれた吸い込み空気１３は、動物飼育用安全キャビネット１外の塵埃を除去され、整流板１６を通り、作業台内吹き出し空気１５となり、作業空間３に供給される。この作業空間３内で感染動物２０を飼育する。作業空間３内に流れ込んだ気流（吹き出し空気１５）は、前面吸い込み口１７と背面吸い込み口１８に別れて吸い込まれ、背面流路１９を通り、第一の空気清浄手段１２ａで塵埃と感染物質１０を除去され、送風機５ａに吸い込まれ、排気空気９として動物飼育用安全キャビネット１から排気される。ここで、第一の空気清浄手段１２ａは、感染物質１０などの微細な物質を除去するためHEPAフィルタなどが用いられる。第二の空気清浄手段１２ｂは、飼育動物２０が存在する空間３へ供給される空気のため、飼育する動物の用途により、粗塵のみを除去する不織布フィルタを使用する場合と、微細な塵埃を除去するHEPAフィルタを使用する場合に分かれる。
実施例１の形態（図１乃至３）では、送風機５ａにより第二の空気清浄手段１２ｂから第一の空気清浄手段１２ａまでの空気の流れを構成しているため、空気は全て吸い込む形となり、作業空間３内はマイナス圧になる。作業空間３がマイナス圧のため作業空間３内の感染物質１０は動物飼育用安全キャビネット１の外に漏れ出ることは無い。
本実施例１の装置の構成は、作業空間３下面の作業台２に動物ケージ２３を配置し、動物ケージ２３内で飼育動物２０を飼育する。作業台２の下方にはドレン２６が有り、ドレン２６上にトレイ２５を配置し、トレイ２５上に汚物シート２４を配置する。これにより、飼育動物２０が排泄した汚物２１は、汚物シート２４上に落下し、汚物シート２４を回収することで、ドレン２６内部の清掃が可能となる。汚物シート２４を回収する方法は、トレイ回収カバー２７を開き、トレイ２５を引き出し、トレイ２５と一緒に汚物シート２４を回収するため、汚物２１を回収する際に、汚物２１に直接触れることは無い。
トレイ２５回収時は、トレイ回収カバー２７を開けた開口部に、ビニルバッグ（図示せず）を仕込むことにより、ビニルバッグの上から汚物２１が乗っているトレイ２５を包み込んで回収することが可能となる。いわゆるバッグイン・バッグアウト方式の回収である。
汚物シート２４を用いない場合は、ドレン２６に給水可能なよう給水口（図示せず）を設け、液体を流すことにより汚物をドレン２６に設けた排水口（図示せず）に流し、回収する。このように液体で流し取ることにより、汚物２１に直接触れることなく、汚物を回収することができる。
作業空間３の正面には、前面扉４を形成している。前面扉４は蝶番２８ａにより本体ケース１ａに取り付いているため、開閉が可能である。前面扉４を開閉することにより、動物ケージ２３を作業空間３から出し入れする。一旦、飼育用に動物飼育用安全キャビネット１内に飼育動物２０を入れた場合、飼育動物２０を動物飼育用安全キャビネット１から出し入れする頻度は、給餌作業を行う頻度より非常に少ない頻度である。
そこで、前面扉４の一部に開口部を形成し、その開口部に小窓６を形成している。小窓６は、蝶番２８ｂにより前面扉４に取り付け、開閉を可能にしている。動物飼育用安全キャビネット１を複数台並べて動物飼育する場合、動物にアクセスする箇所が正面に限られる。このため、作業空間３正面に配置した前面扉４に小窓６を配置した方が、動物飼育用安全キャビネット１の配置としては効率的になる。しかし、小窓６の内側が作業空間３に近接しているのであれば、小窓６は、例えば、正面の前面扉４上ではない動物飼育用安全キャビネット１の側面に形成してもよい。
動物飼育用安全キャビネット１において、HEPAフィルタなどの第一の空気清浄手段１２ａを交換する場合、カバー３３を空けて第一の空気清浄手段１２ａを交換する必要がある。この交換作業は、第一の空気清浄手段１２ａが目詰まりし、空気が流れにくくなった場合と、破損等により塵埃を除去することが出来なくなった場合であるので、非常に稀なケースである。
図３は、本発明の実施例１の形態を示す動物飼育用安全キャビネット１の小窓６を開閉した状態の断面構造図である。
つまり、図３（ａ）は小窓６を閉めた状態、図３（ｂ）は小窓６を開けて、飼育動物２０に水や餌を与える場合を示す。
このような実施例１の動物飼育用安全キャビネット１において、小窓６を閉めた通常の飼育状態図３（ａ）では、作業空間３のマイナス圧により第二の空気清浄手段１２ｂから動物飼育用安全キャビネット１外の空気を吸い込む。また、小窓６を開けて給餌作業を行う状態図３（ｂ）では、第二の空気清浄手段１２ｂの圧力損失よりも、小窓開口部７の圧力損失の方が低いため、小窓６が開けられた場合に、外の空気は、第二の空気清浄手段１２ｂから吸い込まれるのではなく、小窓開口部７から吸い込まれる。このとき、前述の作業台内吹き出し空気１５流はなくなり、小窓開口部吸い込み気流１４が発生する。この現象は、両者の圧力損失の差だけで発生するため、送風機５ａの風量制御は必要としない。
このように、小窓６を開けることにより、小窓開口部７に小窓開口部吸い込み気流１４が発生する。この際、エアバリア確保のため、小窓開口部吸い込み気流１４の平気流入風速０．５ｍ／ｓ以上を確保し、小窓開口部７を０．２ｍ×０．３ｍとした場合、０．２ｍ×０．３ｍ×０．５ｍ／ｓ×６０秒＝１．８ｍ３／ｍｉｎ以上の風量が必要となる。この値は、従来例の６ｍ３／ｍｉｎの１／３以下の風量である。このように少ない風量で作業空間３内の感染物質１０が小窓開口部７から漏れ出ることを防止するとともに、送風機５ａの風量は一定のままで、作業空間３に空気が吸い込まれる場所を変えるだけであるので、排気ダクトを含めた排気系のシステム全体を比較的安価に構成することが可能となる。
このように本実施例１においては、簡単な構成により、平均流入風速０．５ｍ／ｓ以上を確保することにより、日本工業規格JIS K3800に記載する気流バランス性能「作業者の安全性」試験性能を確保し、感染物質１０が動物飼育用安全キャビネット１から漏れ出ないことが可能となる。
さらに、給餌作業時だけではなく、トレイ回収カバー２７を開けたときの、汚物２１から発生する感染物質１０のエアロゾルや、感染物質１０を含む乾燥汚物２１が、動物飼育用安全キャビネット１から漏れ出ることの防止を考慮する場合は、トレイ回収カバー２７を開けた部分の開口面積を考慮し、小窓開口部７とトレイ回収カバー２７を開けた部分の面積の大きい開口部で、平均流入風速０．５ｍ／ｓ以上を確保できる排気風量にて運転することにより、小窓６を開けた場合は、小窓開口部７にエアバリアが発生し、トレイ回収カバー２７を開けた場合は、トレイ回収カバー２７を開けた部分にエアバリアが発生し、感染物質１０の動物飼育用安全キャビネット１からの漏洩を防止することが可能となる。
図４は、本発明の実施例２の形態を示す動物飼育用安全キャビネットの断面構造図及び外観図である。
実施例２の動物飼育用安全キャビネット１では、前面扉を二重扉２９としている。二重扉２９は、内窓３０ａと外窓３０ｂで形成し、内窓３０ａと外窓３０ｂの間に二重扉内空間３２を形成している。内窓３０ａには内窓開口部３１を形成し、二重扉内空間３２を作業空間３に繋げている。
図５は、本発明の第２実施の形態を示す動物飼育用安全キャビネットの小窓を開閉した状態の断面構造図である。
図５（ａ）は小窓６を閉めた状態、図５（ｂ）は小窓６を開けて、飼育動物２０に水や餌を与える場合を示す。
図３同様、小窓６を閉めた通常の飼育状態図５（ａ）では、作業空間３のマイナス圧により第二の空気清浄手段１２ｂから動物飼育用安全キャビネット１外の空気を吸い込む。小窓６を開けた給餌作業を行う状態図５（ｂ）では、第二の空気清浄手段１２ｂの圧力損失より、小窓開口部７の圧力損失のほうが低いため、空気は第二の空気清浄手段１２ｂではなく、小窓開口部７から空気が吸い込まれる。このとき、作業台内吹き出し空気１５の気流はなくなり、小窓開口部吸い込み気流１４が発生する。この現象は、第二の空気清浄手段１２ｂと小窓開口部７との圧力損失の差だけで発生する現象にであるので、送風機５ａの制御は必要しない。
図３と異なることは、二重扉２９には二重扉内空間３２が有り、内窓３０ａには、小窓開口部７と内窓開口部３１を形成している点である。飼育動物２０に対しては、小窓開口部７を通して、水及び餌を供給する。
実施例２の動物飼育用安全キャビネット１では、小窓開口部７より内窓開口部３１の開口面積を大きく形成する。これにより二重扉内空間３２内の空気は、小窓開口部７から外に出るより、ドレン２６内に内窓開口部３１から出やすくなる。この構成により、小窓開口部吸い込み気流１４は、直接、小窓開口部7から作業空間３に入り込む前に、二重扉内空間３２を通り、内窓開口部３１から飼育動物２０の下方のドレン２６、背面流路１９、第一の空気清浄手段１２ａを通り、送風機５ａから動物飼育用安全キャビネット１外へ排出される。
この気流構成により、動物飼育用安全キャビネット１外の塵埃を含んだ空気が、直接、小窓開口部７から作業空間３内に入り込む可能性が少なくなるため、飼育動物２０に対して、動物飼育用安全キャビネット１外の周囲環境の塵埃を考慮する必要がある場合に有効である。
図６は、本発明の実施例３の形態を示す動物飼育用安全キャビネットの断面構造図及び外観図である。
実施例１、２の形態では、送風機５ａを第一の空気清浄手段１２ａ側のみに配置していたが、実施例３の形態では、第二の空気清浄手段１２ｂ側にも第二の送風機５ｂを配置している。
これは、第二の空気清浄手段１２ｂの圧力損失が大きい場合や、送風機５ａの１台では第一の空気清浄手段１２ａと第二の空気清浄手段１２ｂの２重に構成する空気清浄手段の圧力損失を補えない場合に有効である。但し、第二の送風機５ｂを運転しても作業空間３内の圧力はマイナス圧で運転する必要がある。
以上の各実施の形態により感染動物の飼育において、給餌のため開口部が必要な給餌作業時も、開口部が不要な飼育時も、同一の排気風量にて感染防止のための作業空間内外の隔離性能を維持ことが可能となる。
１ 動物飼育用安全キャビネット
１ａ 本体ケース
２ 作業台
３ 作業空間
４ 前面扉
５ａ 送風機
５ｂ 第二の送風機
６ 小窓
７ 小窓開口部
８ 排気口
９ 排気空気
１０ 感染物質
１１ 流入気流
１２ａ 第一の空気清浄手段
１２ｂ 第二の空気清浄手段
１３ 吸い込み空気
１４ 小窓開口部吸い込み気流
１５ 作業室内吹き出し空気
１６ 整流板
１７ 前面吸い込み口
１８ 背面吸い込み口
１９ 背面流路
２０ 飼育動物
２１ 汚物
２２ 作業者
２３ 動物ケージ
２４ 汚物シート
２５ トレイ
２６ ドレン
２７ トレイ回収カバー
２８ａ 蝶番ａ
２８ｂ 蝶番ｂ
２９ 二重扉
３０ａ 内窓
３０ｂ 外窓
３１ 内窓開口部
３２ 二重扉内空間
３３ カバー
３４ 吸い込み口

Claims (5)

  1. 送風手段により第一の空気清浄手段を通して、作業空間から装置外へ空気を排出する排気系と、前記作業空間前面に形成する前面扉を有する動物飼育用安全キャビネットにおいて、第二の空気清浄手段を通じて前記作業空間に空気を供給する給気系と、前記前面扉を含む作業空間の１壁面に形成する開閉可能な小窓を有し、
    前記送風手段は、第一と第二の空気清浄手段に直列に空気の流れを形成し、前記小窓が閉じているときは、第二の空気清浄手段から空気を吸い込み、小窓が開いているときは、この小窓の開口部より空気を吸い込むことを特徴とする、動物飼育用安全キャビネット。
  2. 前記送風手段により第一と第二の空気清浄手段を、直列に空気の流れを形成することを特徴とする請求項１の記載の動物飼育用安全キャビネット。
  3. 前記小窓を形成する作業空間の壁面または前面扉を二重に形成し、前記二重の壁面の作業空間側に、小窓の開口面積より大きな開口部を有することを特徴とする請求項１または２記載の動物飼育用安全キャビネット。
  4. 前記第二の空気清浄手段に第二の送風手段により空気を供給することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の動物飼育用安全キャビネット。
  5. 前記小窓を開けることにより、当該小窓開口部に発生する小窓開口部吸い込み気流の平気流入風速０．５ｍ／ｓ以上を確保することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の動物飼育用安全キャビネット。
JP2012085972A 2012-04-05 2012-04-05 動物飼育用安全キャビネット Active JP5860334B2 (ja)

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