JP2636855B2 - 移動設置可能な多目的実験室 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は、多目的移動実験室に関するものである。
さらに詳しくは、クリーンルーム，バイオクリーンルー
ムなどとして有用な、移動設置が可能な多目的移動実験
室の構造に関するものである。

（背景技術） 電子工学，半導体技術あるいはバイオテクノロジーの
進展にともなって清浄空間を有し、外部に有毒物や病原
生物などを排出することのない実験室への需要が高まっ
ている。

たとえばP2,P3などの各レベルの生物封じ込め環境を
有するバイオクリーンルームが、大学，研究所，病院あ
るいは工場等に設置され、病原生物や遺伝子組換体など
の外部への散逸を防止することが行われてきている。

しかし、これらの従来の実験室、特にクリーンルーム
やバイオクリーンルームなどの気密性の高い実験室はそ
の設置に多大の費用がかかり、しかも特定の建造物とし
て固定設置され、多くの場合、その使用目的も単一のも
のに限られているのが現状である。設置場所の周囲の環
境条件や、あるいは実験フィールドの条件が変化したと
しても、固定設置型であるため、移動することは容易で
はなく、また、実験室の構造の変更も容易ではない。実
験室内部の実験装置以上に、クリーンルームやバイオク
リーンルームを形成する空調系，給排水系の変更は困難
である。

野外での湖沼、あるいは土壌中の微生物の探索や、気
象観測実験などを目的として、自動車に簡単な実験室空
間を形成することがこれまでにも行われてきてはいる
が、空調系、給排水系を高レベルに保つことができ、ク
リーンルーム、あるいはP2,P3などの高度レベルの気密
性と安全性を確保することのできる実験室は知られてい
ない。

このため、移動設置が可能であって、しかも中規模の
実験空間を形成し、空調，給排水系のレベルが高く、安
全性に優れた、低コストな実験室の実現が強く望まれて
いた。

（発明の目的） この発明は、以上の通りの従来の実験室の欠点を改善
し、多目的使用と移動が可能なパッケージ型の気密性，
安全性に優れた実験室を提供することを目的としてい
る。

（発明の開示） この目的を実現するために、この発明は、気密性実験
室ユニットと入室部ユニットを有する箱体構造と、該箱
体構造の上部に設置する空調・排気ユニットと、気密性
実験室ユニット内に備える排水処理設備ユニットからな
る移動設置可能なパッケージ型実験室であって、１）吸
気系、排気系および排水処理系をトータルに制御する電
気信号制御系を持ち、２）床、壁、天井が中空二重構造
であり、３）空調、排気系の滅菌フィルターを備え、さ
らに、４）排水系の滅菌装置を備え、電気信号制御によ
って実験室ユニットの気密性と排水処理レベルを多段階
に選択可能とし、入室部ユニットの入口近傍に、実験室
ユニットの気密性と排水処理のレベルの選択スイッチを
設け、該スイッチにより作動する制御電気信号によっ
て、空調・排気系、排水系のレベルを選択し、かつ該レ
ベルの状況を示す表示装置を入口近傍に設けてなること
を特徴とする移動設置可能な多目的実験室を提供する。

そしてまた、上記の移動設置可能な多目的実験室にお
いて、免震装置を備え たことを特徴とする移動設置可
能な多目的実験室をも提供する。

添付した図面に沿って、この発明の実験室について詳
しく説明する。

この発明の多目的移動設置可能な実験室は、トレーラ
ーによる移動、鉄道などによってコンテナ搬送可能な規
模と重量の範囲にあり、その全体形状は、たとえば第１
図の例によって示すことができる。

この第１図に示したように、多目的移動設置可能な実
験室は、気密性実験室ユニット（１）と入室部ユニット
（２）を有する箱体構造（３）と、この箱体構造の上部
に設置する空調・排気設備ユニット（４）と、気密性実
験室ユニット（１）内に備える排水処理設備ユニット
（５）とからなっている。

箱体構造（３）および空調・排気設備ユニット（４）
とは分離・組立自在であって、実験室の設置場所への搬
送後に、その場で組立てることができる。

また、この移動設置可能な実験室には、土台部分に免
震装置を設けることができる。

第２図には、この発明の多目的移動設置可能な実験室
の概念を断面図として示している。

微少精密計測，超微量分析、あるいは危険度の高い試
料，試薬などを扱う場合のために、土台部分には防震，
免震装置（６）を備えるようにしている。

また、この第２図により空調・排気系について説明す
ると、たとえば、空冷パッケージエアコン（７）によっ
て外部の空気を気密性の実験室ユニット（１）および入
室部ユニット（２）に送る。この時、フィルター（８）
によって空気の清浄化処理を行う。気密性実験室ユニッ
ト（１）およびキャビネット（９）などからの排気は、
フィルター（10）を通して行い、病原生物などの外部環
境への漏れを防ぐ。また、入室部ユニット（２）からの
排気も、フィルター（11）を通じて行う。

気密性実験室ユニット（１）と入室部ユニット（２）
とは、電磁作動扉（12）によって遮断されており、エア
カーテンなどによって、入室部ユニット内は、気流条件
が制御されている。

実験室は、多目的知利用を可能とするために、実験室
ユニット（１）の気密性、空調・排気系、排水系のレベ
ルを電気信号によってコントロールする。この信号によ
って各レベルが、たとえばバイオクリーンルームにおい
ては生物封じ込めのP1,P2,P3,P4の各レベルの選択が行
われるようにする。

たとえば、第３図に示したように、吸気系のフィルタ
ーA₁,A₂,A₃、排気系のフィルターB₁,B₂,B₃、さらには排
水処理系C₁,C₂の各処理レベルを、発信ユニットRaより
の信号により作動するコントローラa₁,b₁,c₁に伝達し、
所要のレベルの選択を行う。同時に、モニターa₂,b₂,c₂
によってセンシングしてその結果をモニタリングユニッ
トRbに伝え、RaとRbの各ユニットにより、指示信号とモ
ニタリングとの結果とを対比する。この対比についてチ
ェックユニットRcが評定する。

所要のレベルに維持されているかどうか、あるいは、
制御が変更されたかどうかは、表示装置Ｄによって、実
験室ユニット内および室外、特に入口近傍に表示する。
高度危険レベルにある実験室は、利用できる人間が限定
されることから、入口近傍には、資格者であるかどうか
を確認するためのIDカードなどのチェック装置を設ける
こともできる。

実験室の入口近傍を示した第４図にみることができる
ように、入室部ユニット（２）の入口には、電磁作動な
どにより開閉する扉（13）が設けられ、この扉（13）の
上部には、実験室の使用条件レベルを表示する表示装置
（14）が設けられている。また扉近傍には、実験室内を
映すテレビカメラなどの表示装置（15）、室温、圧力、
湿度、清浄度などを示す環境表示装置（16）、さらに資
格者チェックのためのIDカード照会装置（17）などを設
けることができる。入室にあたって、使用条件レベルを
設定する選択スイッチ（18）を設けることにより、実験
室レベルを所要のものとすることができる。

この発明においては、第５図に示したように、多目的
移動設置可能な実験室を形成する床（19）、壁（20）お
よび天井（21）を、内部を中空にした二重構造（22）と
して実験室を気密に構成し、この二重構造の内部の気圧
を外部の気圧より高く、または低くして実験室を構成す
ることができる。

このように実験室ユニットおよび入室部ユニットを形
成する床、壁および天井を、内部を中空にした二重構造
としてクリーンルームを気密に構成し、この二重構造の
内部の気圧をコントロールすることから、たとえば、外
部の気圧より高くする場合には、万一実験室の床（1
9）、壁（20）および天井（21）に穴または隙間等があ
いても、二重構造（22）の内部（23）の気圧が高いた
め、二重構造（22）の内部（23）の空気が実験室内また
は外部に流出することはあっても、実験室内または外部
の空気が二重構造（22）の内部（23）に侵入することは
全くないから、いずれにしても実験室の内部と外部を完
全に遮断することができる。従って外部の塵埃がクリー
ンルームなどの実験室内に侵入することはないし、また
実験室内の有害な物質や菌等が外部に漏出するおそれも
なくなる。

また壁（20）および天井（21）を形成する外側板（2
4）と内側板（25）を、必要に応じて透明アクリル樹脂
板等の透明板とすれば、実験室（１）の内部を外部から
照明や観察ができるため便利である。

また二重構造（22）の内部（23）の気圧は、大気圧±
15mm〜30mmH₂O程度であればよい。さらにこの内部（2
3）内に空気の代りに滅菌ガスを供給すればバイオハザ
ードの防止上、安全性が一層向上する。

またバイオハザード防止機能が向上するため、従来の
ようにグローブボックスを実験室（１）内に設置する必
要がなくなり、スーツラボが可能となるから、作業が容
易になる上に、費用も低減する。

またこの発明によれば、クリーンルーム内を大気圧と
することができるから、クリーンルームに対する入出に
際してのドアの開閉が容易になると共に、排水のバック
アップ現象も生じないため、作業性が著しく向上する。

さらにこの発明によれば、従来のようにクリーンルー
ムの周囲に回り廊下等の余分のスペースを設けてセミホ
ットエリアとする必要がないから、クリーンルームの設
置面積を著しく低減することができるので、その分費用
も大巾に軽減できるという効果が得られる。

また、この発明の実験室では、空調・排気系の外部と
の連通路に設けるフィルターに加熱手段を設けて滅菌フ
ィルターを構成することができる。

実験室をバイオクリーンルームとして用いる場合、バ
イオテクノロジーにおいて対象とする細菌、ウイルス等
は、例えば150℃〜180℃に加熱すれば、ごく短時間で死
滅することが知られている。したがってフィルターに加
熱手段を設けることによって、そのフィルターを通過す
る細菌、ウイルスを加熱すれば、100％確実に細菌、ウ
イルスを死滅させることができるから、生物学的に100
％清潔な封じ込めが可能であり、また生物学的に100％
清潔な空間を得ることができる。

さらにこのフィルターは、フィルターに捕集された細
菌、ウイルスを、そのフィルターの加熱手段によってす
べて死滅させることができるから、フィルターを交換す
る場合に、作業員およびその環境が汚染されるおそれも
なくなる。

第６図および第７図は、フィルターの材に加熱手段
を設けた例を示している。フィルターに高周波による加
熱手段を設けてもよい。

シート状のフィルター（26）に、電熱線を屈曲させて
添設し、この電熱線に通電することにより、フィルター
（26）を加熱するようにしたものである。なお電熱線と
しては、例えばニクロム線を使用するか、あるいはフィ
ルター（26）に抵抗線をプリント印刷してもよい。セパ
レーター（27）には加熱手段は設けない。

電熱線に通電すればフィルター（26）が加熱されるか
ら、矢印Ａのように、フィルター内に流入した空気が、
フィルター（26）を通過する時に、その空気中の細菌お
よびウイルスが捕集されると共に、そのフィルター（2
6）に付着した細菌およびウイルスは加熱されて死滅す
る。

また第８図〜第９図は、フィルター（26）のセパレー
ター（27）に加熱手段を設けたものである。

セパレーター（27）を電気抵抗による発熱体（例えば
ニクロム板）とし、それぞれ通電できるようにしたもの
である。

この場合も、セパレーター（27）に通電すれば、セパ
レーター（27）が発熱すると共に、近接するフィルター
（26）も加熱されるから、矢印Ａのように流入した空気
中の細菌およびウイルスを死滅させることができる。

あるいはまた、フィルターの空気流入部に加熱手段を
設けてもよい。

この発明の実験室には排水滅菌装置を用いることがで
きる。この装置は、自動滅菌処理を可能としたオートク
レーブと、該オートクレーブの加圧および加熱制御系
と、排水の該オートクレーブへの流入およびその排出の
制御系と、排水、排気および給気のフィルター系とから
なることを特徴としている。

第10図は、この発明の排水滅菌装置の一例を示した系
統図である。この第10図に示した例によると、排水は、
手洗器（28）から直接に自動滅菌処理を可能としたオー
トクレーブ（29）に導かれる。経路の途中には切り換え
バルブ（30）を設けている。このバルブ（30）によりオ
ートクレーブ（29）への排水の流入量を制御する。オー
トクレーブ（29）が滅菌処理中の場合には、手洗器への
給水を自動的に停止することや、一時的に排水を溜めて
おくようにすることもできる。

オートクレーブ（29）には、圧力計および加圧調節装
置（31）、安全弁（32）、ヒーター（33）、温度センサ
ー（34）を設けている。

また、オートクレーブには、エアフィルター（35）お
よび逆止弁（36）を通じて給気している。オートクレー
ブ（29）からの排水は、バルブ（37）、ドレーンフィル
ター（38）を通じて排水する。

給気系と排水系とを連結して、水位計（39）および蒸
気フィルター（40）が設けられている。

配管の適宜な位置に温度計、バイオモニタリング系、
および流量調節弁等を設けることができる。

オートクレーブ（29）としては、たとえば、約50程
度の大きさとし、最高使用圧力２〜3kg/cm²G、温度110
〜200℃程度において使用することができるようにして
もよい。その操作としては、たとえば、手洗水を流入す
る時は、切り換えバルブ（30）を切り換えし、水位計で
適量を測定しながら、流入量を調節する。満水の場合に
は信号（ブザー）により知らせるか、あるいは手洗いの
給水を自動停止するようにしてもよい。自動滅菌後は、
排水が自動的に行われるようにすることができる。

フィルター（35）（38）（40）には、たとえば、P3級
の、0.22μ、99.97％レベルのフィルターを用いること
ができる。

その他の設備としては、たとえば、次のようなものを
設けることができる。

（１）滅菌タイマー（約60分程度） （２）水位警報装置 （３）空焚警報装置 （４）フィルター交換時配管系消毒用システム （５）漏電ブレーカー 電源としては、上記の例の場合には、AC100V、１φ、
6KW程度とすることができる。

第11図は、この発明のオートクレーブを、手洗器の直
下部に設けた場合の組み立て例を示している。手洗器
（28）の下部にオートクレーブ（29）を設け、その周囲
に、上記した通りの諸設備、装置を配置している。極め
てコンパクトな構成になっている。給水電磁弁（41）お
よび排水電磁弁（42）等によって、滅菌装置は自動コン
トロールされている。

もちろん、この発明の排水滅菌装置は、以上の例に限
定されるものではない。オートクレーブの容量、制御
系、配管システム、安全システム等について適宜に変更
することが可能であり、またオートクレーブの設置位置
についても所望のものとすることが可能である。

この発明により、以上の通りのコンパクトな装置、シ
ステムとして病原性微生物あるいはRIによる汚染等の危
険を効果的に防止することができる。また、低コストで
高効率な排水滅菌装置が実現される。

また、この発明の多目的移動設置可能な実験室には、
設置時の安定性が必要となる。特に精密測定、微量分
析、危険度の高い試料、試薬を扱う実験室の場合には、
実験室の構造的安定性が欠かせない。このため、この発
明では、免震装置を提供することもできる。

たとえば、この発明に用いることのできる免震装置に
は、ペンドラムの支点部に防振ゴムを用い、該防振ゴム
の弾性変形によりペンドラムを揺動させる免震装置が考
えられる。

この免震装置にこの発明のパッケージ型の移動設置可
能な実験室を吊り支持したことを特徴としている。

第12図は、この発明の免震装置の一例を示した断面図
である。この第12図に示したように、地盤側に設置した
上架台（43）と、建物を支持する下架台（44）とからな
る組立構造において、上架台（43）の上部の支点部に設
けた穴部（45）と、下架台（44）に設けた穴部（46）と
を貫通させたペンドラム（47）を設ける。

このペンドラム（47）は、上架台（43）の支点部で防
振ゴム（48）によって支持し、下架台（44）の支持部で
も防振ゴム（49）によって支持する。ペンドラム（47）
の上下の末端は、ボルトナット構造（50），（51）によ
って固定する。

この免震装置にパッケージ型実験室を支持した場合の
例を示したものが、第13図の立面図、第14図の断面図お
よび第15図の平面図である。

この例においては、第13図に示したように、パッケー
ジ型ルーム（52）は、免震装置の下架台（44）によって
底面（53）を部分的に支持されている。下架台（44）
は、第13図のＡ−Ａ′断面を示した第14図にみることが
できるように、長尺体によって構成する。この長尺体の
下架台（44）については、その中間部で、減衰装置（5
4）を設けてもよい。

上架台（43）および下架台（44）を骨格とするこの例
の免震装置については、第15図に示したように、支柱お
よ支持長尺体（55）によってさらに支持してもよい。

もちろん、この発明は以上の例に限定されるものでは
ない。様々な態様の吊り式免震装置がこの発明において
具体化できることはいうまでもない。

この発明の免震装置を用い、簡易移動設置が可能なパ
ッケージ型実験室を支持することができ、バイオクリー
ンルームなどの実験室として使用することができる。

たとえば以上の諸設備、構造を組合せることのできる
この発明の移動設置可能な実験室は、その搬送も容易で
あり、箱体構造の適宜な場合に、ワイヤロープによるフ
ックの係合部や、あるいは大型トレーラーなどの搬送の
ための固定部、係合部を設けることができる。

また、上部の空調・排気設備ユニットと実験室ユニッ
トとの連絡のためのアンカー装置を適宜な場所に設ける
ことができる。

移動設置可能で多目的に利用することのできるパッケ
ージ型の実験室が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の多目的移動設置可能な実験室の全
体概要を示した一部切欠斜視図である。 第２図は、その概要を示した断面図である。 第３図は、電気信号による制御系を示したシステム図
で、また第４図は、入室部ユニットの入口近傍を示した
正面図である。 第５図は、壁面、天井、床面の構造を示した断面図であ
る。 第６図および第７図は、この発明の実験室に用いる滅菌
フィルターの例を示した斜視図および断面図である。第
８図および第９図は、他の例を示した斜視図および断面
図である。 第10図および第11図は、各々、オートクレーブ自動滅菌
装置を示した配置図である。 第12図，第13図，第14図および第15図は免震装置の例を
示した部分断面図、正面図、側面図および平面図であ
る。 １……気密性実験室ユニット、 ２……入室部ユニット、３……箱体構造、 ４……空調・排気設備ユニット、 ５……排気処理設備ユニット、６……免震装置、 ７……空冷パッケージエアコン、８……フィルター、 ９……キャビネット、10,11……フィルター、 12,13……電磁作動扉、14,15……表示装置、 16……環境表示装置、17……IDカード照会装置、 18……選択スイッチ、19……床、20……壁、 21……天井、22……中空二重構造、23……内部、 24……外側板、25……内側板、26……フィルター、 27……セパレーター、28……手洗器、 29……オートクレーブ、30……切り換えバルブ、 31……圧力計および加圧調節装置、32……安全弁、 33……ヒーター、34……温度センサー、 35……エアフィルター、36……逆止弁、 37……バルブ、38……ドレーンフィルター、 39……水位計、40……蒸気フィルター、 41……給水電磁弁、42……排水電磁弁、 43……上架台、44……下架台、45,46……穴部、 47……ペンドラム、48,49……防振ゴム、 50,51……ボルトナット構造、 52……パッケージ型ルーム、53……底面、 54……減衰装置、55……支持長尺体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−22396（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−91332（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−38529（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】気密性実験室ユニットと入室部ユニットを
   有する箱体構造と、該箱体構造の上部に設置する空調・
   排気ユニットと、気密性実験室ユニット内に備える排水
   処理設備ユニットからなる移動設置可能なパッケージ型
   実験室であって、１）吸気系、排気系および排水処理系
   をトータルに制御する電気信号制御系を持ち、２）床、
   壁、天井が中空二重構造であり、３）空調、排気系の滅
   菌フィルターを備え、さらに、４）排水系の滅菌装置を
   備え、電気信号制御によって実験室ユニットの気密性と
   排水処理レベルを多段階に選択可能とし、入室部ユニッ
   トの入口近傍に、実験室ユニットの気密性と排水処理の
   レベルの選択スイッチを設け、該スイッチにより作動す
   る制御電気信号によって、空調・排気系、排水系のレベ
   ルを選択し、かつ該レベルの状況を示す表示装置を入口
   近傍に設けてなることを特徴とする移動設置可能な多目
   的実験室。
2. 【請求項２】移動設置可能な多目的実験室において、免
   震装置を備えたことを特徴とする移動設置可能な多目的
   実験室。