JP2019190724A

JP2019190724A - 安全キャビネット

Info

Publication number: JP2019190724A
Application number: JP2018083428A
Authority: JP
Inventors: 金子　健; Takeshi Kaneko; 健金子; 隆浩鹿島; Takahiro Kashima
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2018-04-24
Filing date: 2018-04-24
Publication date: 2019-10-31
Anticipated expiration: 2038-04-24
Also published as: WO2019207877A1; CN111936236A; JP6875320B2; US20210001324A1

Abstract

【課題】作業者が、作業しやすい高さに調節できる安全キャビネットを提供することにある。【解決手段】安全キャビネットは、作業を行う作業ステージと、作業者が作業をする作業空間と、前記作業空間の前面に配置した前面板と、前記作業空間と接続する作業開口と、前記作業開口から空気を吸い込み、前記作業空間の空気を、空気清浄手段を介して安全キャビネット外へ排気する排気手段と、前記作業者の作業ができる高さを調節する高さ調節手段とを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、微生物・病原体などを取り扱うために、安全な作業環境を実現する設備である安全キャビネットに関する。

従来、微生物・病原体などを取り扱う場合、内部清浄度を維持し、取り扱う微生物・病原体を人・環境から物理的に隔離して、安全に作業を行う安全キャビネットが用いられている。
安全キャビネットとしては特許文献１、２のような技術が知られている。

特許文献１は、開放式ダクト接続により室外に排気する安全キャビネットにおいて、室外排気ダクト系統に不具合が発生し、開放式ダクトの開口部から少量の揮発性有害物質を含む安全キャビネットの排気空気が実験室に漏れ出る可能性が生じた際に、警報を発生する安全キャビネットについて、開示している。

特許文献２は、作業者が安全キャビネットを使用して標準作業手順書や試料データを確認しながら作業を行うに際して、安全キャビネットに設けたモニター画面等の表示装置を、蛍光灯の光による乱反射や殺菌灯照射による劣化の影響を受けず、かつ気流経路の抵抗にならない位置に配置し、また除染作業からも保護し、併せて、表示に係わる部分に汚れが付着することを防止する技術を開示している。

特開２０１７−７８５２７号公報特開２０１６−１６５２４９号公報

安全キャビネットの開口部は、エアバリアを維持するため、作業者が手を入れられる程度の近辺の限られた大きさしかない。しかし、安全キャビネット内に設置する装置によっては、正面から作業するもの、上面から作業するもの等、種々の装置があり、定まった開口位置では、作業性に支障をきたす場合があった。

特許文献１および特許文献２には、作業者が、作業しやすい高さに、開口部の高さを調節することについては、なんら開示されていない。

本発明の目的は、作業者が、作業しやすい高さに調節できる安全キャビネットを提供することにある。

本発明の好ましい一例は、作業を行う作業ステージと、作業者が作業をする作業空間と、前記作業空間の前面に配置した前面板と、前記作業空間と接続する作業開口と、前記作業開口から空気を吸い込み、前記作業空間の空気を、空気清浄手段を介して安全キャビネット外へ排気する排気手段と、前記作業者の作業ができる高さを調節する高さ調節手段とを有する安全キャビネットである。

本発明により、作業者が、作業しやすい高さに調節できる安全キャビネットを得ることができる。

実施例１における安全キャビネットの概略正面図を示す図ある。図１のＡ−Ａ’断面を右方より見た安全キャビネットの概略側面図である。空気の流れを矢印で示した安全キャビネットの概略側面図である。実施例１を説明するための安全キャビネットの概略側面図である。上側の前面板を移動する時の収納領域を、筐体の上側に設けた場合の安全キャビネットの概略側面図である。前面板を、３つに分割した場合の安全キャビネットの概略側面図である。前面板を、３つに分割した場合の前面板の移動機構を説明する図である。前面板の移動機構の例を示す安全キャビネットの概略側面図である。実施例２を説明するための安全キャビネットの概略側面図を示す。実施例２の変形例を説明するための安全キャビネットの概略側面図を示す。実施例３を説明するための安全キャビネットの概略側面図を示す。実施例４を説明するための安全キャビネットの概略側面図を示す。

以下、実施例を、図１〜図１２を用いて説明する。

図１に、安全キャビネットの概略正面図を示す。また、図２に、図１のＡ−Ａ’断面を右方より見た安全キャビネットの概略側面図を示す。

安全キャビネット１００の筐体１０１の中央域に開口が設けられ、その奥に作業空間１０４が設けられている。作業空間１０４の前面側には、開口の上部を塞ぐように前面板１０２が設けられ、その下側には作業開口１０３が設けられ、作業者は作業開口１０３から作業空間１０４に手を入れて、作業を行う。前面板１０２は、ガラス等の透明な材料で形成されており、作業者は前面板を通して作業を目視することができる。

作業空間１０４の底面には略平坦な作業ステージ１０５が設けられ、作業者は作業ステージ上で作業を行う。作業ステージ１０５の前方側であって、作業開口１０３の近くには、下方に通じる吸気口１０７が設けられている。吸気口１０７は、例えば作業開口１０３に沿って筐体１０１の左右方向に延びるスリットで形成されている。作業空間１０４の背面側には、吸気口１０７から筐体１０１の上部に通じる背面流路１０８が設けられている。

作業空間１０４の上側には吹き出し側ＦＦＵ(ファンフィルタユニット)１０９が設けられている。吹き出し側ＦＦＵ１０９は、モータで駆動されて回転する、送風手段であるファンと、微粒子を除去するフィルタ、例えば、空気清浄手段であるＨＥＰＡフィルタ１０９Aで構成されている。吹き出し側ＦＦＵ１０９により、微粒子を除去した清浄な空気を、作業空間１０４に吹き出す。筐体１０１の上部には、排気側ＦＦＵ(ファンフィルタユニット)１１０が設けられており、空気の一部をフィルタ、例えば、ＨＥＰＡフィルタ１１０Aを通して、微粒子を除去して装置の外部へ排出する。

図３に、安全キャビネット動作時の空気の流れを矢印で示す。作業ステージ１０５の前面側の吸気口１０７から吸引された空気９０は、符号９１で示すように筐体１０１の下部、背面流路１０８、筐体１０１の上部を通って、吹き出し側ＦＦＵ１０９から作業空間１０４へ送風される。作業空間１０４には、吹き出し側ＦＦＵ１０９のＨＥＰＡフィルタ１０９Aで微粒子が除去された清浄な空気が送風されることにより、作業空間１０４は清浄な状態に維持される。

このとき、符号９２で示す作業空間１０４への空気の流れのみでは、作業空間内の空気が外部へ漏出する恐れがある。そのため、排気側ＦＦＵ１１０を設け、ＨＥＰＡフィルタ１１０Aを通して空気の一部を外部へ放出する。これにより、作業空間１０４内の圧力が低下し、外部から前面板１０２の下方の作業開口１０３を通して内部へ導入されようとする空気の流れ９４を生じる。この空気の流れ９４がそのまま作業空間１０４へ流入すると、作業空間の清浄度が低下してしまう。

しかし、吹き出し側ＦＦＵ１０９から作業空間１０４へ吹き出す空気の流れ９２の風量と、排気側ＦＦＵ１１０から外部へ排出する空気の流れ９３の風量を適切に制御することにより、作業開口１０３から流入する空気９４の全てと、作業空間１０４へ送られた空気９２の大半を吸気口１０７から吸い込むことで、作業空間１０４へ吹き出す空気の流れ９２により、作業開口１０３からの空気９４の作業空間１０４への流入を阻止する大気の壁(エアバリア)が形成される。

これにより、外部からの空気が作業空間１０４を汚染することがなく、かつ、内部の清浄化前の空気が外部へ漏出することがないという均衡状態を実現することができる。また、これにより、作業者が作業開口１０３を通して作業空間１０４に手を入れて作業を行っても、清浄度の維持と汚染防止を実現することができる。

図４は、実施例１を説明するための安全キャビネット１００の概略側面図である。実施例１では、前面板１０２が上下に分割した構成である。作業者が作業できる高さを調節する高さ調節手段として、前面板１０２を上下に移動可能な移動機構を有する。前面板１０２は、完全に分離の場合もあり、１枚の前面板に、矩形の開口部を設けて、開口部を開閉する移動機構を有するようにしてもよい。筐体１０１側には、移動時の収納領域をあらかじめ設けている。図４では、下側の前面板１０２を収納する収納領域を、筐体１０１の下方に設けている。

図５は、上側の前面板１０２を移動する時の収納領域を、筐体の上側に設けた場合の安全キャビネット１００の概略側面図である。前面板１０２を複数に分割し、特に、３分割以上となっていてもよい。

図６は、前面板１０２を、３つに分割した場合の安全キャビネット１００の概略側面図を示す。

図７は、前面板１０２を、３つに分割した場合の前面板１０２の移動機構の例を説明する図である。符号７１に示す状態は、前面板１０２を閉鎖した場合の図を示す。符号７２に示す状態は、作業開口１０３を下に設定した場合の図を示す。符号７３に示す状態は、作業開口１０３を上に設定した第１の例を示す。符号７４に示す状態は、作業開口１０３を上に設定した第２の例を示す。

エアバリアを維持するために、作業開口１０３の高さは、２００mm程度に制限される。実施例１によれば、作業性を高めるには、作業開口１０３の高さは維持しながら、作業開口１０３の前面板１０２における位置を、高くすることで、作業空間における作業を容易に実施することができる。

図８は、前面板の移動機構の別の例を示す安全キャビネット１００の概略側面図である。上側の前面板１０２を上に動かして筐体１０１の収納領域に収納し、作業開口１０３を形成する。下の前面板１０２は、筐体１０１との接続部分を中心に回転でき、下の前面板１０２は、回転させて上側や、下側に位置を調節して、作業開口１０３を形成する。上側の前面板１０２を回転するようにし、下側の前面板１０２を、筐体１０１に収納するようにしてもよい。また、上下の前面板１０２の両方を、回転させて、作業開口１０３を形成するようにしてもよい。

前面板１０２を回転させるようにすることで、筐体１０１に収納領域を設ける必要がないので安全キャビネット１００の構成の自由度を高められる。

図９は、実施例２を説明するための安全キャビネットの概略側面図を示す。
実施例２は、作業開口１０３の位置に基づいて、排気側ＦＦＵ１１０の運転を変更する実施例である。実施例２では、作業開口１０３の下部が作業ステージ１０５より上側となった場合は、排気側ＦＦＵ１１０の運転を強化する実施例である。例えば、扉位置センサ（図示せず）を、上側の前面板１０２を移動する時の収納領域に設ける。作業開口１０３を上側に設けるため、前面板１０２を、筐体１０１の上側に収納したことを、扉位置センサは、検知する。

図９に示すように、作業開口１０３の位置が、上側に設定した場合では、吸気口１０７と作業開口１０３との距離が、作業開口１０３を下側にしたときに比べて、長くなるため、外部空気が作業空間１０４に流入しやすくなる。

そこで、扉位置センサにより、作業開口１０３を上側に設けたことを検知すると、排気側ＦＦＵ１１０の回転を高速にするといった運転の強化をするように、排気側ＦＦＵ１１０制御部（図示せず）が、排気側ＦＦＵ１１０の制御をし、外部への排出空気量を増加し、リターン側の空気の流れ（図３の空気の流れ９０、９１、９２に相当）を生じるように負圧を強化する。そうすると、吸気口１０７からの大気導入量が増え、吹き出し側ＦＦＵ１０９からのダウンフロー（図３の空気の流れ９２）の前面板１０２側が強化されるため、エアバリアの機能が強化され、外部エアーの作業空間１０４への侵入を抑止することができる。

ダウンフロー強化に際しては、排気側ＦＦＵ１１０の運転を強化する以外に、図１０に示すように、扉位置センサにより、作業開口１０３を上側に設けたことを検知すると、リターン側の空気の流れに沿って、空気吹きつけ部２０を設け、高圧空気２１を吹き付けてもよい。

これにより、リターン側の空気の流れが増速し、結果的に、吸気口１０７直下の負圧が増大し、吸い込み量が増大する。また、排気側ＦＦＵ１１０のファンの回転数を増やすといった、リターン側の空気の流れを強化する運転と組み合わせてもよい。高圧空気２１は、高圧タンクなどにあらかじめ大量に蓄積しておいてもよい。

図１１は、実施例３を説明するための安全キャビネット１００の概略側面図を示す。実施例３では、作業者の作業ができる高さを調節する高さ調節手段として、筐体１０１内の作業ステージ３０の全部または一部を、下降または上昇させるステージ高さ調節機構を備える（図示省略）。

ステージ高さ調節機構は、例えば、ボタンあるいはタッチパネルの操作で、ステージ３０の高さを調節することができる。高さの調節は、油圧等の動力で実現できる、機械式でもよい。本実施例によれば、前面板１０２を移動して形成した作業開口１０３との相対位置を上下方向に調節することができる。

図１２は、実施例４を説明するための安全キャビネット１００の概略側面図を示す。実施例４では、作業者の作業ができる高さを調節する高さ調節手段として、安全キャビネットを支持する支持部である足４０の長さを伸縮する、支持部長さ伸縮機構を備える。支持部長さ伸縮機構は、ボタンあるいはタッチパネルの操作で、足４０の長さを伸縮させ、安全キャビネット１００全体の高さを変えることができる。伸縮は油圧等で容易に実現できる、機械式でもよい。

この結果、作業者に対する作業開口１０３の位置を上下に調節できる。本実施例によれば、前面板やステージの変更をすることなく、作業性を高めることができる。さらに、実施例３に示す作業ステージ３０の高さ調節と組み見合わせると、より作業性が向上する。また、前面板１０２の移動による開口部の位置の移動と組み合わせて用いてもよい。

２０空気吹きつけ部、３０作業ステージ、４０足、１００安全キャビネット、１０１筐体、１０２前面板、１０３作業開口、１０４作業空間、１０５作業ステージ、１０７吸気口、１０８背面流路、１０９吹き出し側ＦＦＵ、１０９Ａ吹き出し側ＨＥＰＡフィルタ、１１０排気側ＦＦＵ、１１０Ａ排気側ＨＥＰＡフィルタ

Claims

作業を行う作業ステージと、
作業者が作業をする作業空間と、
前記作業空間の前面に配置した前面板と、
前記作業空間と接続する作業開口と、
前記作業開口から空気を吸い込み、前記作業空間の空気を、空気清浄手段を介して安全キャビネット外へ排気する排気手段と、
前記作業者の作業ができる高さを調節する高さ調節手段とを有することを特徴とする安全キャビネット。
請求項１に記載の安全キャビネットにおいて、
前記高さ調節手段は、前記前面板を移動できる前面板移動機構であることを特徴とする安全キャビネット。
請求項２に記載の安全キャビネットにおいて、
前記前面板は、複数に分かれていることを特徴とする安全キャビネット。
請求項２に記載の安全キャビネットにおいて、
前記前面板を収納する収納領域を有することを特徴とする安全キャビネット。
請求項２に記載の安全キャビネットにおいて、
前記前面板移動機構は、前記前面板を回転できる機構であることを特徴とする安全キャビネット。
請求項１に記載の安全キャビネットにおいて、前記排気手段の制御部を有し、前記制御部は、前記作業開口の位置に基づいて、前記排気手段の運転を変更することを特徴とする安全キャビネット。
請求項１に記載の安全キャビネットにおいて、
空気吹きつけ部を有し、
前記作業開口の位置に基づいて、前記空気吹きつけ部から空気を吹き付けることを特徴とする安全キャビネット。
請求項１に記載の安全キャビネットにおいて、
前記高さ調節手段は、前記作業ステージの高さを調節する作業ステージ高さ調節機構であることを特徴とする安全キャビネット。
請求項１に記載の安全キャビネットにおいて、
前記高さ調節手段は、支持部の長さを伸縮する支持部長さ伸縮機構であることを特徴とする安全キャビネット。
請求項１に記載の安全キャビネットにおいて、
前記高さ調節手段は、前記前面板を移動できる前面板移動機構、前記作業ステージの高さを調節する作業ステージ高さ調節機構、足の長さを伸縮する支持部長さ伸縮機構のうち、複数の機構を組み合わせたことを特徴とする安全キャビネット。
請求項６に記載の安全キャビネットにおいて、前記制御部は、前記作業開口の位置が高いときには、前記排気手段の運転を強化することを特徴とする安全キャビネット。