JP2017205078A - アイソレータシステム - Google Patents

Abstract

【課題】アイソレータ、インキュベータ間で物品を移動する際のインキュベータの温度変化を極力抑えながらも、エアレーション作業時間を短縮する。【解決手段】アイソレータ１２にインキュベータ１４を連結してアイソレータシステム１０を構成する。アイソレータ１２に形成された第１開口部１２Ｈの開閉を第１扉４２で行い、インキュベータ１４に形成された第２開口部１４Ｈの開閉を第２扉４４で行う。第２開口部１４Ｈを相対的に狭く開放する小開放状態と、相対的に広く開放する大開放状態との間で第２扉４４の開閉状態を切換可能とする。アイソレータ１２とインキュベータ１４間で物品を移送する際には、第２扉４４を小開放状態とし、除染作業を行う際には、第２扉４４を大開放状態とする。【選択図】図１

Description

本発明は、インキュベータを備えたアイソレータシステムに関する。

アイソレータにインキュベータを接続し、アイソレータで操作した培養物などの物品を無菌的にインキュベータへ移すことができるアイソレータシステムが知られている。このようなアイソレータシステムにおいてインキュベータを除染する場合、インキュベータをアイソレータに接続し、アイソレータの除染とともにインキュベータも除染する方式を採用することがある。同方式を採用するアイソレータシステムでは、アイソレータとインキュベータを連通した状態で、アイソレータとインキュベータ内に除染ガスを供給し、同状態を所定時間保持した後、除染ガスを排出するため置換用のエアを供給するエアレーションを行う。インキュベータの開口部は温度変化を避けるためになるべく小さく設計され、エアレーションでは、インキュベータ内の雰囲気をこの小さな開口部を介して排出している。そのため同システムでは除染ガス排出の効率が悪くエアレーションに多くの時間を要する。除染ガス排出の効率を上げるために、インキュベータに外気を導入するポンプを取り付ける構成（特許文献１）や、培養用ガスをインキュベータ内で強制循環させるために配置された送風機を運転することで除染ガスの排出効率を上げる構成（特許文献２）も提案されている。

特開２０１５−９７４８０号公報 特許第４７９９２２１号公報

しかし、特許文献１、２の構成では、多少効率は上がるもののインキュベータに専用のポンプや送風機を設けているためインキュベータの大型化やコスト高を招く。

本発明は、アイソレータ、インキュベータ間で物品を移動する際のインキュベータの温度変化を極力抑えながらも、エアレーション作業時間を短縮するすることを課題としている。

本発明のアイソレータシステムは、アイソレータと、アイソレータに接続されるインキュベータと、アイソレータに形成された第１開口部を開閉する第１扉と、インキュベータに形成された第２開口部を開閉する第２扉と、アイソレータに除染ガスを供給する除染ガス供給手段と、アイソレータ内の除染ガスを排出するためのエア給排気手段とを備え、アイソレータとインキュベータとの間で物品を移送可能なアイソレータシステムにおいて、第２扉の開閉状態が、第２開口部を相対的に狭く開放する小開放状態と、相対的に広く開放する大開放状態との間で切換可能であることを特徴としている。

アイソレータとインキュベータ間で物品を移送する際には、第１扉を開放するとともに第２扉を小開放状態とすることができ、アイソレータとインキュベータの除染作業を行う際には、第１扉を開放するとともに第２扉を大開放状態として、除染ガスを排出するためのエア給排気を行うことができる。

第２扉は第３開口部を備えるとともに、第３開口部を開閉する小扉を備え、小開放状態では、第２扉が閉じられるとともに小扉が開放される。

本発明によれば、アイソレータ、インキュベータ間で物品を移動する際のインキュベータの温度変化を極力抑えながらも、エアレーション作業時間を短縮することができる。

本発明の一実施形態であるアイソレータシステムの除染およびエアレーションを行う流体回路の構成を示す図である（アイソレータ運転時）。 第１扉、第２扉、小扉の全てが閉鎖された状態における接続部の側断面図である。 小開放状態における第１扉、第２扉、小扉の状態を示す接続部の側断面図である。 大開放状態における第１扉、第２扉、小扉の状態を示す接続部の側断面図である。 除染作業時における第１実施形態のアイソレータシステムの状態を示す流体回路図である。 エアレーション作業時における第１実施形態のアイソレータシステムの状態を示す流体回路図である。 本発明の第２実施形態のアイソレータシステムの除染およびエアレーションを行う流体回路の構成を示す図である（エアレーション作業時）。 第２扉、小扉の変形例の側断面図である。 第２扉、小扉の別の変形例の側断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態であるアイソレータシステムの除染およびエアレーションを行う流体回路の構成を示す図である。なお、図１では、後述するようにアイソレータ運転時の各弁および各扉の状態が示される。

本実施形態のアイソレータシステム１０は、アイソレータ１２とインキュベータ１４を備え、インキュベータ１４は、接続部１６を介してアイソレータ１２に連結される。また、アイソレータシステム１０は、アイソレータ１２内に除染ガスを供給する除染ガス供給装置（除染ガス供給手段）１８と、アイソレータ１２内へと空気を供給するエア給気装置２０と、アイソレータ１２内からの排気を行うエア排気装置２２とを備える（エア給排気手段）。

除染ガス供給装置１８は、容器Ｖに封入された過酸化水素水をガス発生器２８へと供給するためのポンプ２６を備える。ガス発生器２８は、例えばヒータ（不図示）を用いて供給された過酸化水素水を加熱・気化する。ガス発生器２８で気化された過酸化水素水は、除染ガスとして、第１除染ガス供給管３０を介してアイソレータ１２に設けられる給気室３２に供給可能であるとともに、第２除染ガス供給管３４を介して接続部１６に供給可能である。第１除染ガス供給管３０には開閉バルブ３０Ｖが設けられ、給気室３２への除染ガスの供給は、開閉バルブ３０Ｖにより制御される。また、第２除染ガス供給管３４には、開閉バルブ３４Ｖおよびフィルタ３４Ｆが設けられ、接続部１６への除染ガスの供給は、開閉バルブ３４Ｖにより制御される。開閉バルブ３４Ｖを流通した除染ガスは、フィルタ３４Ｆを介して接続部１６に供給される。

給気室３２には、第１除染ガス供給管３０の他にエア供給装置２０が接続される。エア供給装置２０は、上流側から触媒２０Ｃ、給気ブロア２０Ｂ、開閉バルブ２０Ｖを備え、開閉バルブ２０Ｖを開き給気ブロア２０Ｂを運転することで触媒２０Ｃを介して外気を吸入し、開閉バルブ２０Ｖを介して給気室３２へと供給可能である。給気室３２は、フィルタ３２Ｆを介してアイソレータ１２と連通され、第１除染ガス供給管３０から供給される除染ガス、あるいはエア供給装置２０から供給される空気は、フィルタ３２Ｆを介してアイソレータ１２内へと供給される。

また、アイソレータ１２には排気室３６が設けられ、アイソレータ１２と排気室３６はフィルタ３６Ｆを介して連通される。排気室３６には、エア排気装置２２が接続されるとともに、除染ガス供給装置１８の一部を構成する除染ガス返り管３８が接続される。エア排気装置２２は、上流側から開閉バルブ２２Ｖ、触媒２２Ｃ、排気ブロア２２Ｂを備え、開閉バルブ２２Ｖを開き排気ブロア２２Ｂを運転することで触媒２２Ｃを介してアイソレータ１２からの排気を行う。除染ガス返り管３８は、アイソレータ１２内の除染ガスをガス発生器２８へと還流させるための配管であり、フィルタ３６Ｆを介してアイソレータ１２から排気室３６へと流通された除染ガスを、開閉バルブ３８Ｖを介して循環ブロア３８Ｂによりガス発生器２８へと還流する。

アイソレータ１２には、アイソレータ１２を接続部１６と連通するための第１扉４２が設けられ、インキュベータ１４には小扉４５を備える第２扉４４が設けられる。第１扉４２、第２扉４４、小扉４５には、それぞれロータリアクチュエータ４２Ｒ、４４Ｒ、４５Ｒが設けられ（図２〜４参照）、各扉は自動で開閉可能である。インキュベータ１４は、キャスター付きの台車（不図示）の上に設置され、第２扉４４を第１扉４２に正対させる配置でアイソレータ１２に接続される。インキュベータ１４がアイソレータに接続された状態において、第１扉４２と第２扉４４の周囲は壁面により取り囲まれ、これにより外部雰囲気から隔離された接続部１６が形成される。なお、アイソレータ１２およびインキュベータ１４内には除染ガスの濃度を検出する濃度検出器１２Ｇ、１４Ｇがそれぞれ設けられ、インキュベータ１４内には、更に送風機１４Ｆが設けられる。

図２〜図４は、接続部１６およびアイソレータ１２の第１扉４２と、インキュベータ１４の第２扉４４の構成を示す側断面図である。

図２には、第１扉４２、第２扉４４および第２扉４４に設けられた小扉４５が全て閉じられた状態が示される。図２の状態は、インキュベータ１４をアイソレータ１２に連結し接続部１６を除染するまでの間、あるいはインキュベータ１４をアイソレータから切り離す際に適用される。図３には、第１扉４２が開かれた状態、かつ第２扉４４は閉じられ小扉４５が開かれた状態（小開放状態）が示される。図３の状態は、アイソレータ１２の運転中に、物品をアイソレータ１２とインキュベータ１４の間で移動する際などに適用される。また図４には、第１扉４２が開かれた状態、かつ第２扉４４が開かれた状態（大開放状態）が示される。図４の状態は、アイソレータシステム１０の除染およびエアレーションの際などに適用される。

図２〜図４に示されるように、第１扉４２はアイソレータ１２の側壁面内側に上辺を軸として取り付けられ、開放位置ではアイソレータ１２の内側に跳ね上げられ保持される。第１扉４２により閉塞されるアイソレータ１２の壁面に設けられた第１開口部１２Ｈの周囲には第１開口部１２Ｈの縁を取り囲むようにシール１２Ｓが設けられる。第１扉４２を閉じた閉鎖位置では、第１扉４２がシール１２Ｓに押し当てられ、第１扉４２は第１開口部１２Ｈを気密的に閉塞する。

一方、第２扉４４はインキュベータ１４の側壁面の内側に上辺を軸として取り付けられ、開放位置ではインキュベータ１４の内側に跳ね上げられ保持される（図４参照）。インキュベータ１４の壁面に設けられ、第２扉４４により閉塞される第２開口部１４Ｈの周囲には第２開口部１４Ｈの縁に沿ってシール１４Ｓが設けられる。第２扉４４を閉じた閉鎖位置では、第２扉４４がシール１４Ｓに押し当てられ、第２扉４４は第２開口部１４Ｈの周囲を気密的に閉塞できる。

また、第２扉４４には、その中央下よりに第３開口部４４Ｈが設けられる。第３開口部４４Ｈは、第２扉４４に取り付けられた小扉４５により開閉可能である。小扉４５は第２扉４４の内側壁面に上辺を軸として取り付けられ、開放位置ではインキュベータ１４の内側に跳ね上げられ保持される（図３参照）。第３開口部４４Ｈの周囲には第３開口部４４Ｈの縁に沿ってシール４４Ｓが設けられる。小扉４５を閉じた閉鎖位置では（図２参照）、小扉４５の外側面に設けられた延出部材４５Ｐがシール４４Ｓに押し当てられ、小扉４５は第３開口部４４Ｈの周囲を気密的に閉塞する。

すなわち、図２に示されるように、第２扉４４が閉じられ、かつ小扉４５が閉じられると、インキュベータ１４の第２開口部１４Ｈ全体が気密的に閉塞される。一方、第２扉４４が閉じられ、かつ小扉４５が開かれると（小開放位置）、インキュベータ１４は小開放状態となり、第３開口部４４Ｈを通して接続部１６に連通される。また第２扉４４が開かれると（大開放位置）、インキュベータ１４は大開放状態となり、第２開口部１４Ｈ全体を通して接続部１６に連通される。なお除染時の大開放状態では、図４に示されるように小扉４５は開放される。

アイソレータ１２へのインキュベータ１４の連結は、インキュベータ１４の側壁から第２開口部１４Ｈを取り囲んで外側へ延出するブラケット４６と、アイソレータ１２の側壁から第１開口部１２Ｈを取り囲んで外側へ延出する連結用シリンダ４８とを嵌合することで行われる。連結用シリンダ４８は、例えばブラケット４６の内側に嵌合され、所定の締結部材４８Ｆを用いてブラケット４６に固定される。

また本実施形態のアイソレータ１２は、連結用シリンダ４８の内側に更に第１開口部１２Ｈを取り囲み、アイソレータ１２の側壁から外側へ延出する内側シリンダ５０を備える。内側シリンダ５０の先端には、開口全周に沿ってシール５０Ｓが設けられ、インキュベータ１４連結時、シール５０Ｓがインキュベータ１４の第２開口部１４Ｈの周囲の側壁に圧接される。これにより第１、第２開口部１２Ｈ、１４Ｈを通してアイソレータ１２とインキュベータ１４とを連通するとともに外部雰囲気からは隔離された接続部１６が形成される。

次に図１、図５、図６を参照して、第１実施形態のアイソレータシステム１０の運転時、除染作業時、エアレーション作業時の作動状態、すなわち各開閉バルブ２０Ｖ、２２Ｖ、３０Ｖ、３４Ｖ、３８Ｖの開閉状態、ブロア２０Ｂ、２２Ｂ、３８Ｂ、ポンプ２６、送風機１４Ｆの駆動状態、および第１扉４２、第２扉４４、小扉４５の開閉状態について説明する。なお、図１、図５、図６において各弁、各扉の開閉状態は、白抜きが開状態、黒塗りが閉状態を示す。またブロア２０Ｂ、２２Ｂ、３８Ｂ、ポンプ２６に関しては、白抜きが運転状態、黒塗りが停止状態を示す。

前述したように図１には、アイソレータ１２を使用している運転状態が示される。アイソレータ運転時、除染やエアレーションに用いられる除染ガス供給装置１８の運転は停止される。すなわち、開閉バルブ３０Ｖ、３４Ｖ、３８Ｖは閉じられ、ポンプ２６、循環ブロア３８Ｂの運転は停止される。一方、エア給気装置２０とエア排気装置２２は運転され、開閉バルブ２０Ｖ、２２Ｖが開かれるとともに給気ブロア２０Ｂおよび排気ブロア２２Ｂが運転される。すなわち、アイソレータ１２には、触媒２０Ｃおよびフィルタ３２Ｆを通して空気が供給され、アイソレータ１２内の空気はフィルタ３６Ｆおよび触媒２２Ｃを介して外部へと排出される。このときアイソレータ１２内の圧力は、外気に対して陽圧に保たれる。

インキュベータ１４が連結されたアイソレータ１２の運転では、アイソレータ１２の第１扉４２は開放状態とされる。一方、アイソレータ１２に連結されたインキュベータ１４の第２扉４４は閉鎖状態とされ、第２扉４４に設けられた小扉４５がロータリアクチュエータ４５Ｒを駆動することによって開閉される。すなわち、作業者やロボットによって被培養物が入れられた培養容器などの物品をアイソレータ１２とインキュベータ１４との間で出し入れする場合、小扉４５を開きインキュベータ１４を図３の小開放状態とし、第３開口部４４Ｈを通して物品の出し入れを行う。

図５には、アイソレータシステム１０の除染作業時の作動状態が示される。除染作業時には、エア給気装置２０とエア排気装置２２の運転が停止されるとともに、除染ガス供給装置１８が運転される。すなわち、開閉バルブ２０Ｖ、２２Ｖは閉じられ、給気ブロア２０Ｂおよび排気ブロア２２Ｂの運転は停止されるとともに、開閉バルブ３０Ｖ、３４Ｖ、３８Ｖが開かれ、ポンプ２６および循環ブロア３８Ｂが運転される。

このとき、アイソレータ１２の第１扉４２は開放状態とされるとともに、アイソレータ１２に連結されたインキュベータ１４の第２扉４４も、図４に示されるように大開放状態とされ、アイソレータ１２とインキュベータ１４は、第１、第２開口部１２Ｈ、１４Ｈ全体を通して連通される。また、インキュベータ１４に設けられた送風機１４Ｆが運転される。

すなわち、ポンプ２６により容器Ｖから供給される過酸化水素水はガス発生器２８で気化され、循環ブロア３８Ｂにより第１除染ガス供給管３０を通って給気室３２へと送られ、フィルタ３２Ｆを介してアイソレータ１２内へと送り込まれる。また除染ガスは、第２除染ガス供給管３４のフィルタ３４Ｆを介して接続部１６へと送り込まれる。アイソレータ１２および接続部１６に送り込まれた除染ガスは、循環ブロア３８Ｂにより、除染ガス返り管３８を通してガス発生器２８へと還流される。またアイソレータ１２および接続部１６内の除染ガスは、第１、第２開口部１２Ｈ、１４Ｈを通してインキュベータ１４へも流れ込み、送風機１４Ｆによりアイソレータ１２、インキュベータ１４の間の循環が促進される。

図６には、アイソレータシステム１０のエアレーション作業時の作動状態が示される。エアレーションは除染作業終了後、除染ガスをアイソレータ１２およびインキュベータ１４内から排出するために行われる。本実施形態のエアレーション作業では、エア給気装置２０とエア排気装置２２の運転に加え、除染ガス供給装置１８が部分的に運転される。すなわち、開閉バルブ２０Ｖ、２２Ｖは開かれ、給気ブロア２０Ｂおよび排気ブロア２２Ｂが運転されるとともに、開閉バルブ３０Ｖ、３４Ｖ、３８Ｖが開かれ、循環ブロア３８Ｂが運転される。ただし、ポンプ２６およびガス発生器２８のヒータは停止状態とされる。

またこのとき除染作業時と同様に、アイソレータ１２の第１扉４２は開放状態とされ、アイソレータ１２に連結されたインキュベータ１４の第２扉４４も、図４に示されるように大開放状態とされる。すなわち、アイソレータ１２とインキュベータ１４は、第１、第２開口部１２Ｈ、１４Ｈ全体を通して連通され、インキュベータ１４に設けられた送風機１４Ｆが運転される。

すなわち、エア給気装置２０とエア排気装置２２が運転されることにより、アイソレータ１２には、触媒２０Ｃおよびフィルタ３２Ｆを通して空気が供給され、アイソレータ１２内の空気および除染ガスはフィルタ３６Ｆおよび触媒２２Ｃを介して外部へと排出される。また、フィルタ３６Ｆを通った空気および除染ガスの一部は、循環ブロア３８Ｂにより除染ガス返り管３８を通って循環される。アイソレータ１２および接続部１６内に送り込まれた空気は、第１、第２開口部１２Ｈ、１４Ｈを通してインキュベータ１４へも流れ込み、送風機１４Ｆによりアイソレータ１２、インキュベータ１４間の空気の循環が更に促進される。

以上のように第１実施形態によれば、アイソレータとインキュベータとの間で物品の出し入れをするときには、インキュベータの扉を小開放状態として作業することができるのでインキュベータの温度変化を抑えることができ、かつ除染作業時やエアレーション作業時には、インキュベータの扉を大開放状態として、アイソレータ、インキュベータ間の気体の流通を容易にし、除染作業やエアレーション作業に掛かる時間を短縮できる。

次に図７を参照して本発明の第２実施形態のアイソレータシステムについて説明する。なお図７は、第２実施形態のアイソレータシステムにおける除染およびエアレーションを行う流体回路の構成を示す図である。なお、図７は、エアレーション作業時の各弁および各扉の状態が示される。

第２実施形態のアイソレータシステム６０は、第１実施形態のインキュベータ１４から送風機１４Ｆを取り除き、インキュベータ１４に第３除染ガス供給管５２を着脱可能に接続した構成に対応する。なお、その他の構成は第１実施形態のアイソレータシステム１０と同様であり、以下の説明では、第１実施形態と同様の構成に関しては同一参照符号を用いその説明を省略する。

図７に示されるように、第２実施形態のアイソレータシステム６０では、除染ガス供給装置１８が、第１、第２除染ガス供給管３０、３４と並列する第３除染ガス供給管５２を更に備える。第３除染ガス供給管５２は、上流側から開閉バルブ５２Ｖとフィルタ５２Ｆを備える。エアレーション作業では、第１実施形態の図６と同様に、エア給気装置２０とエア排気装置２２の運転に加え、除染ガス供給装置１８が部分的に運転される。すなわち、開閉バルブ２０Ｖ、２２Ｖは開かれ、給気ブロア２０Ｂおよび排気ブロア２２Ｂが運転されるとともに、開閉バルブ３０Ｖ、３４Ｖ、３８Ｖ、５２Ｖが開かれ、循環ブロア３８Ｂが運転される。ただし、ポンプ２６およびガス発生器２８のヒータは停止状態とされる。

またアイソレータ作業時、アイソレータ１２の第１扉４２は開放状態とされ、アイソレータ１２に連結されたインキュベータ１４の第２扉４４も、図４に示されるように大開放状態とされる。すなわち、アイソレータ１２とインキュベータ１４は、第１、第２開口部１２Ｈ、１４Ｈ全体を通して連通される。また、第２実施形態では、インキュベータ１４内へも第３除染ガス供給管５２を通してエアレーション用の空気が送り込まれエアレーション作業が効率化される。

なお、第２実施形態のアイソレータシステム６０の運転時、除染作業時についても、第１実施形態の送風機１４Ｆの運転／停止に対応して、第３除染ガス供給管５２の開閉バルブ５２Ｖが開／閉される。すなわち、運転時には開閉バルブ５２Ｖが閉じられ、除染作業時には開かれる。除染作業時には、第３除染ガス供給管５２を通してインキュベータ１４内へ直接除染ガスが送り込まれ除染作業が効率化される。

以上のように、第２実施形態のアイソレータシステムにおいても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態の第１、第２扉および小扉は、跳ね上げ式であるが、開き戸式であってもよい。また第２扉はシャッター状の構成でもよく、その場合、シャッターの開き量を調整することにより小開放状態、大開放状態を切り替えてもよい。また、本実施形態において第２扉はインキュベータの内側に向けて開放する構成であったが、図８のように第２扉４４と小扉４５をインキュベータ１４の外側に開放する構成や、図９のように第２扉４４はインキュベータ１４の外側に向けて開放し、小扉４５はインキュベータ１４の内側に向けて開放する構成であってもよい。

１０、６０ アイソレータシステム
１２ アイソレータ
１２Ｈ 第１開口部
１４ インキュベータ
１４Ｈ 第２開口部
１６ 接続部
１８ 除染ガス供給装置
２０ エア給気装置
２２ エア排気装置
４２ 第１扉
４４ 第２扉
４４Ｈ 第３開口部
４５ 小扉

Claims (3)

1. アイソレータと、
   前記アイソレータに接続されるインキュベータと、
   前記アイソレータに形成された第１開口部を開閉する第１扉と、
   前記インキュベータに形成された第２開口部を開閉する第２扉と、
   前記アイソレータに除染ガスを供給する除染ガス供給手段と、
   前記アイソレータ内の除染ガスを排出するためのエア給排気手段とを備え、
   前記アイソレータと前記インキュベータとの間において物品を移送可能なアイソレータシステムにおいて、
   前記第２扉の開閉状態が、前記第２開口部を相対的に狭く開放する小開放状態と、相対的に広く開放する大開放状態との間で切換可能であることを特徴とするアイソレータシステム。
2. 前記アイソレータと前記インキュベータ間で物品を移送する際には、前記第１扉を開放するとともに前記第２扉を小開放状態とすることができ、
   前記アイソレータと前記インキュベータの除染作業を行う際には、前記第１扉を開放するとともに前記第２扉を大開放状態として、除染ガスを排出するためのエア給排気を行うことができる
   ことを特徴とする請求項１に記載のアイソレータシステム。
3. 前記第２扉が第３開口部を備えるとともに、前記第３開口部を開閉する小扉を備え、前記小開放状態では、前記第２扉が閉じられるとともに前記小扉が開放されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアイソレータシステム。

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