JP3647184B2 - 高性能フィルタ付排気フィルタユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉塵のほか、微生物なども完全にシャットアウトすることのできる高性能のフィルタを有する排気フィルタユニットに関し、ホルマリン燻蒸によるフィルタの消毒を、装置内部で行うことができるため、フィルタの交換・廃棄の作業を簡単に行うことのできる高性能フィルタ付排気フィルタユニット（以下、単に排気ユニットという）に関する。この排気ユニットは、主に、微生物の物理的封じ込め用の２次バリヤーとして、実験室、病院、動物飼育室など、あらゆるバイオハザード施設に使用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、排気ユニット内の使用済みフイルタの滅菌作業を行う場合、フィルタを取り外し、ホルマリン燻蒸などの滅菌処理後廃棄処理するのが通常である。
また、排気ユニットの取り付けられている実験室などは、室内全体をホルマリン燻蒸することがあり、密封可能な構造となっているばあいが多い。そこで、実験室の排気ユニットに連通するダクトを閉じるための気密ダンパとして用いられるバタフライ弁などの操作ハンドルは、廊下や隣室など、密封されていない実験室外の天井裏などに設けられている。したがって、実験室内を滅菌処理するばあい、一旦、室外へ出てダクトを閉じる作業をし、実験室外へホルマリンガスが漏れるのを防いでいた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、滅菌する前の使用済みのフィルタを取り外す作業は、フィルタ内の微細物などが排気ユニット外に飛散するおそれがあるという問題がある。
また、室内を滅菌処理するばあい、ダクト開閉作業の度に室外へ出なければならず面倒であるという問題がある。また、室外のダクトに設けられるバタフライ弁などは高価であるという問題もある。
【０００４】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ダクトの開閉作業が室内側からできるとともに、フィルタを取り外す前にフィルタの滅菌処理が行えるので、その後の交換・廃棄作業が簡単である排気ユニットを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、（ａ）外部に通じるダクトに連通する連絡口と、室内に向けて開放された開口部と、前記連絡口と開口部の間に設けられる取付口とを有するハウジングと、
（ｂ）前記ハウジング内の取付口を覆うように、前記室内側から着脱自在に取り付けられるフィルタと、
（ｃ）前記フィルタに対して前記室内側から接離可能なように前記ハウジングに設けられ、滅菌用ガスの注入用孔および排出用孔を有し、ハウジング内を密封しうる滅菌用蓋板と、
（ｄ）該滅菌用蓋板の接離動作を行うために前記室内側から操作しうる第１操作手段と、
（ｅ）前記ハウジングの連絡口に設けられ、当該連絡口を気密に閉じることのできる開閉自在の密封ダンパと、
（ｆ）該密封ダンパの開閉動作を行うために室内側から操作しうる第２操作手段を備えてなることを特徴とする。
滅菌用蓋板と密封ダンパによってハウジング内は密封され、ハウジング内でホルマリン燻蒸などの滅菌処理をすることができる。
滅菌用蓋板の開閉操作と前記密封ダンパの開閉操作が共に室内側からできるので、滅菌処理の作業が容易である。
また、密封ダンパの開閉操作が室内側からできるため、室内のホルマリン燻蒸も容易である。
さらに、フィルタの着脱操作も室内側から簡単にできるため、フィルタの交換・廃棄の作業が簡単である。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて、前記滅菌用蓋板は、前記ハウジング内に支持されているフィルタの外周を押圧してフィルタをシールするものであり、かつ、フィルタに対して平行に移動可能で、シールしていないときには排気が前記滅菌用蓋板の横を通ってフィルタに至るよう構成されてなるものである。
フィルタを封鎖することが最も効率のよい密封の方法であり、ハウジングの室内側に開放されている開口部を覆うよりも、滅菌用蓋板を小さく、コンパクトにすることができる。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明に加えて、前記取付口が前記開口部に対して平行であり、前記連絡口が前記開口部に対して垂直に形成されてなるものである。
すなわち、開口部から連絡口までハウジング内の通路がＬ字形に形成されることになり、天井裏、壁と壁の間など狭い場所に容易に設置することができる。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の発明に加えて、前記第２操作手段は、前記ハウジングの開口部内に設けられた操作ハンドルであり、当該操作ハンドルから延設されたロッドの回転面を垂直に変換する変換手段を介して密封ダンパの開閉駆動軸に連結されてなるものである。
開口部から連絡口までハウジング内の通路がＬ字形であり、開口部の隅の真上に密封ダンパが位置するよう構成できる。そこで、回転を変換するギアボックスなどの簡単な手段で、開口部の隅に設けられた操作ハンドルから密封ダンパの開閉を操作しうるように構成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の排気ユニットの一実施例の密封状態を示す一部切欠斜視説明図であり、図２および図３は、図１の排気ユニットのハウジング内の構造説明図、図４は、室内側からみた開口部の構成説明図、図５は、滅菌用蓋板の第１操作手段の動作説明図、図６および図７は、密封ダンパの構造及び動作の説明図である。
【００１０】
図１において、本発明の排気ユニット１は、ハウジング２と、ハウジング２からダクト６へ通じる連絡口７に設けられる密封ダンパ３と、室内側への開口部８に設けられる滅菌用蓋板４を備えており、フィルタ５が支持されているハウジング２の内部は、密封ダンパ３と滅菌用蓋板４を閉じることによって密封することができる。また、本発明の排気ユニット１は天井１０の他、壁などにも取り付けることができる。本実施例では、天井１０に取り付けた場合を例に挙げて図示しているので、説明において簡単のためにフィルタ５に直交する向きを上下としている。
【００１１】
ハウジング２は、防錆、低コストなどの観点からステンレス製の薄板から形成されることが好ましい。しかしながら、本発明では、ホルマリンなどの滅菌用薬剤に対する耐久性と密閉が可能な材料であれば、ステンレスに限定されるものではなく、金属一般を用いることができる。
【００１２】
ハウジング２は、上ケース１１と、下ケース１２と連結ダクト１３からなる。上ケース１１は、一側面１１ａと下面１１ｂが開口する直方体形状であり、一側面１１ａの開口は、連結ダクト１３が形成する連絡口７に連通し、下面１１ｂの開口９は、下ケース１２の上面１２ａに形成された開口９と同形同大であり、また合わさるように上ケース１１と下ケース１２は連結されている。この開口９は、後述するようにフィルタユニット１８（図２参照）を取り付けることにより塞がれる。つまり、下ケース１２の開口９の周りには、フィルタユニット１８を取り付けるための吊り金具１９が取り付けられている。したがって、以後、他の開口との区別を明確にするために、開口９は取付口９と呼ぶ。
【００１３】
ハウジング２の上ケース１２に連結された連結ダクト１３は、連絡口７を形成する四角い筒状の側筒部１３ａと、側筒部１３ａの端部から垂直に外方に向けて延設されるフランジ板１３ｂとから構成されている。フランジ板１３ｂは、図７に示されるように、中央に四角孔状の開口５７が形成された平板であり、開口５７の周囲は、側筒部１３ａの端部に溶着等の方法により固着される。また、側筒部１３ａと上ケース１２とは、図２に示されるように、リベット３８のほか、ボルトナットなど締結手段により、シール状態となるように連結される。ダクト６とフランジ板１３ｂも同様にシール状態となるように連結される。連結ダクト１３の内側には、密封ダンパ３が設けられる。
【００１４】
下ケース１２は、図１に示されるように、直方体形状を呈しており、下面が開放されて開口部８を形成している。また、下面の外縁から外方に向けてフランジ１２ｂが延設されており、フランジ１２ｂの端部１２ｃは、上方に折り曲げられている。一方、天井１０には長方形状の取付け孔が設けられており、この取付け孔にフランジ１２ｂを嵌め込んでハウジング２は天井１０に固定される。また、フランジ１２ｂの端部１２ｃは、天井１０の取付け孔の外周に設けられた溝１０ａに嵌入されてシールの役目を果たし、フランジ１２ｂから天井裏へ排気が漏れることのないようになっている。このようにして、開口部８は、天井１０と同じ面内にあり、室内に向けて開口する。
【００１５】
下ケース１２の上面１２ａは、上ケース１１の下面１１ｂ側の開口と同形同大の取付口９を有する。また、上面１２ａは、連結ダクト１３が取り付けられている側が上ケース１１よりも外方にせり出している。このせり出している側の上面１２ａは、開口部８に位置する操作ハンドル４８に連通するロッド４７を貫通させる。
【００１６】
下ケース１２内には、フィルタ５と滅菌用蓋板４が設けられる。図２に示されるように、フィルタ５は、ガラス繊維などからなる不織布を折り畳んで排気方向（図２における上下方向）に厚みを持たせた四角板状のものであり、四辺に固着された枠１４と、枠１４の上下に固着された弾性体１５、１６と、枠１４の外側に向けて突出するように延設されたブラケット１７とでフィルタユニット１８を構成している。
【００１７】
フィルタユニット１８は、ハウジング２に対して着脱自在であり、その操作は室内側から開口部８内に手を延ばして容易にすることができる。すなわち、ハウジング２の下ケース１２の上面１２ａの開口端１２ｄは、下方に折り曲げられており、開口端１２ｄの近辺で上面１２ａの下側にはコの字形状の吊り金具１９が取り付けられている。フィルタユニット１８は吊り金具１９にボルトナット２０によって着脱自在に取り付けられる。また、フィルタユニット１８の弾性体１５は溝を有しており、溝を下ケース１２の開口端１２ｄに嵌入させてシール状態にハウジング２に固定される。なお、フィルタユニット１８の弾性体１６は、滅菌用蓋板４とフィルタユニット１８との間をシール状態にするものである。弾性体１５、１６は、合成ゴム、天然ゴム、弾性を有する合成樹脂などから形成される。
【００１８】
図３に示されるように、下ケース１２の上面１２ａの下側で、フィルタユニット１８の外側には、コの字形状の蓋用吊り金具２１と、蓋締結用吊り金具２２が設けられている。蓋用吊り金具２１の下方にはロッド２３が垂下されており、その下端にロッド２３の径よりも大きい径の頭部を有するボルト２４が螺着され、滅菌用蓋板４の外周のフランジ４ａに設けられた孔４ｂにロッド２３は貫入される。孔４ｂの内径は、ボルト２４の頭部の外径を超えない範囲で、ロッド２３の径よりも大きく、滅菌用蓋板４は吊り下げられている状態で、フィルタユニット１８に対して離接自在である。通常の状態では、図３の矢印に示されるように、排気は、滅菌用蓋板４の横の開口部８の隙間を通ってダクト６に至る。
【００１９】
蓋締結用吊り金具２２は、上下方向の長さが吊り金具１９および蓋用吊り金具２１よりも長くされており、滅菌用蓋板４をフィルタユニット１８の弾性体１６に圧着する（２点鎖線２５参照）ときに、滅菌用蓋板４のフランジ４ａに設けられた第１操作手段３１（図２参照）を係止させるためのものである。なお、下ケース１２のフランジ１２ｂの内側に取り付けられた差圧計２７は、フィルタ５の上流側と下流側の差圧を測定するものである。
【００２０】
滅菌用蓋板４は、図２に示されるように、四角平板４ｄと、四角平板４ｄの四辺に垂直に設けられた枠板４ｃと、枠板４ｃの下端から外周に向けて延設されるフランジ４ａと、フランジ４ａに取り付けられる第１操作手段３１からなる。材質は、ハウジング２と同じステンレス製が好ましいが、ハウジング２と同様に本発明はこれに限定されるものではない。四角平板４ｄは、図４に示されるように、その中央よりに、２つの孔６１、６２を有しており、それぞれ、ホルマリンなどの滅菌処理用気体の注入用孔６１、および排出用孔６２となっている。枠板４ｃの上端は、滅菌用蓋板４をロッド２３（図３参照）に沿って上方に移動させると、２点鎖線２５に示されるように、弾性体１６の下面に当接する。また、枠板４ｃを当接させたあと、さらに第１操作手段３１によって押圧させると、枠板４ｃの上端は弾性体１６内にめり込み、シールを完全なものにすることができる。
【００２１】
第１操作手段３１は、図２に示されるように、操作レバー３２、係止片３３、回転軸３４およびスプリング３５を有している。
【００２２】
回転軸３４はフランジ４ａに設けられた孔４ｅを貫通し、回転可能である。回転軸３４の上端には、スプリング３５を介して係止片３３が固着されている。係止片３３は、平板状のものであり、その先端３３ａは、蓋締結用吊り金具２２の下部２２ｂの上面に水平に形成された係止面２２ａに当接するものであり、下面側は平坦になっている。
【００２３】
また、回転軸３４の下端側は、フランジ４ａの下方に突出しており、ピン３６が、回転軸３４に対して垂直な方向（回転軸３４の径方向）に突設されている。ピン３６には、操作レバー３２が回転自在に支持されている。操作レバー３２のピン３６を中心とする外周面３２ａは楕円形状であり、操作レバー３２の延びている方向（図２における水平方向）が短径Ｌ２であり、これに垂直な方向が長径Ｌ１となっている。
【００２４】
操作レバー３２は、通常時には、スプリング３５の付勢力によって水平を保たれるよう構成されている。操作レバー３２を立てる（垂直にする）と、短径Ｌ２側が回転軸３４の軸方向を向き、スプリング３５の付勢力によって長径Ｌ１と短径Ｌ２の長さの差の分だけ回転軸３４は上方に浮き上がり、フランジ４ａと係止片３３との間の距離が長くなる。また、係止片３３を蓋締結用吊り金具２２の下端面２２ａに係止させたあとで、操作レバー３２をもとの水平に戻すと、スプリング３５の付勢力に抗して回転軸３４は下方に引き下げられ、フランジ４ａと係止片３３との間の距離が短くなる。したがって、係止片３３の先端３３ａを力点にして、長径と短径の差Ｌ１─Ｌ２の分だけ、さらに、滅菌用蓋板４は、弾性体１６に押しつけられ、圧着状態を強固なものにすることができる。
【００２５】
次に、図５に基づいて滅菌用蓋板４を閉じる時の動作を説明する。
まず、操作レバー３２をピン３６を中心として矢印▲１▼方向に９０度回転させて垂直にし、さらに、回転軸３４を中心に矢印▲２▼方向に約９０度回転させる（図４の（ａ）参照）。こうすると、図４の（ｂ）に示されるように、係止片３３が蓋締結用吊り金具２２に干渉されることなく、滅菌用蓋板４を上方（矢印▲３▼方向）に持ち上げることができる。次に、操作レバー３２を回転軸３４を中心に矢印▲４▼方向に回転させると、図４の（ｃ）に示されるように、係止片３３を蓋締結用吊り金具２２に係止させることができる。この状態で今度は垂直状態にある操作レバー３２を倒して水平にする（矢印▲５▼参照）と、前述したように、操作レバー３２の長径Ｌ２側の外周面３２ａ（図２参照）によって滅菌用蓋板４はさらに、上方（矢印▲６▼方向）に押し上げられる。こうして、フイルターユニット１８に対し、滅菌用蓋板４は完全にシールされて締結される。
【００２６】
次に、図６および図７に基づいて、密封ダンパ３の構成を説明する。密封ダンパ３は、図６に示されるように、変換手段としてのギアボックス４１と、ギアボックス４１の出力軸４１ａに連結される開閉駆動軸４３と、一対のアーム４４およびブラケット４５と、扉板４６と、第２操作手段としてのロッド４７および操作ハンドル４８からなる。また、前述したように、ハウジング２の形状は、開口部８に対して連絡口７が垂直であり、内部の通路がＬ字形となっている。したがって、密封ダンパ３の開閉駆動軸４３の端部から真下にロッド４７を延設すると、開口部８の隅に至るように構成することができる。
【００２７】
ギアボックス４１は、入力軸４１ｂと出力軸４１ａを有し、ロッド４７の水平面内での回転を垂直面内での回転に変換して、開閉駆動軸４３に伝える。入力軸４１ｂに固着されるロッド４７の他端には操作ハンドル４８が設けられる。また、出力軸４１ａに固着される開閉駆動軸４３は、連結ダクト１３の側筒部１３ａに軸受４９、５０を介して回転自在に固定されている。開閉駆動軸４３の中央部には、筒状部材５１が固着されている。
【００２８】
一対のアーム４４は、筒状部材５１と一体に成形されており、筒状部材５１の端部から扉板４６と平行に内側に向かって延設されている。一対のアーム４４は、平らな棒状のものであり、扉板４６の中央にあたる部分に円柱状の軸５２が、さらに下方の端部４４ａ部分に、平らな棒状のバー５３が、それぞれ、一対のアーム４４の間に橋渡されている。ブラケット４５は、扉板４６が取り付けられる取付部４５ａと、取付部４５ａと垂直でアーム４４に接する本体部４５ｂとからなる。本体部４５ｂは軸５２が貫通し、軸５２を中心に揺動する。また、本体部４５ｂには、ブラケット４５の揺動を規制するためのストッパー４５ｃが設けられている。このストッパー４５ｃは、長辺がアーム４４の下面に沿って延設された長四角状の突起である。また、バー５３の中央には、扉板４６とのあいだの距離をかえうるように構成された伸縮自在の軸５４が、その回りにスプリング５５を嵌められた状態で取り付けられている。扉板４６は、図７の２点鎖線に示されるように、ストッパー４５ｃによって規制されるまで、僅かに揺動しうる構成であり、扉板４６の取付時のズレなどを吸収し、スプリング５５で押圧付勢してシールを完全なものにすることができる。
【００２９】
図７に示されるように、扉板４６の裏面側の四辺近辺には、パッキン部材５６が設けられている。このパッキン部材５６は、合成ゴム、天然ゴム、弾性を有する樹脂などからなる。また扉板４６のズレを完全に吸収しつつ押圧されるように、収縮距離の大きな中空部材であることが好ましい。しかしながら、扉板４６で開口５７を完全に密封できるものであれば、中空にかぎることはない。なお、開口５７は、連結ダクト１３のフランジ１３ｂの内側に形成されており、連結ダクト１３の側筒部１３ａによって形成される連絡口７に連通する。扉板４６は開口５７を閉じ、連結口１３ａを密封する。
【００３０】
ロッド４７が貫通する下ケース１２の貫通部５８は、筒状の厚肉部材となっており、内部にシール部材としてＯリング５９、６０が支持されている。これにより、貫通部５８から排気が漏れないように、ロッド４７は回転自在に支持されている。
【００３１】
次に、フィルタ５を滅菌処理する場合の動作を図１に基づいて説明する。なお図１は、滅菌処理が行われている最中のハウジング２内が密封されている状態を示している。
【００３２】
図１において、先ず、操作ハンドル４８を、ハンドルが回転しなくなるまで回転させる。すると、密封ダンパ３の扉板４６が閉じる。次に、操作レバー３２を操作して係止片３３を移動させてから、滅菌用蓋板４を上昇させ、再び操作レバー３２を操作して係止片３３を蓋締結用吊り金具２２に係止させ、さらに、滅菌用蓋板４を締結する。このように、ハウジング２内が密封されたら、滅菌用蓋板４の注入用孔６１と排出用孔６２にそれぞれ、気体状のホルマリンを導き、引き出すためのチューブ６３、６４を連結する。ホルマリンは、図１の矢印のようにハウジング２内を循環し、フィルタを滅菌する。
【００３３】
ホルマリン燻蒸による滅菌処理が終わったら、ハウジング２内のホルマリンをチューブ６３、６４より抜き、前述の動作の逆に滅菌用蓋板４を下げ、密封ダンパ３を開く。滅菌用蓋板４は、図３に示されるボルト２４を外すことによって取り外すことができる。そののち、フィルタユニット１８は、図２に示されるボルトナット２０を外すことによってハウジング２より取り外すことができる。この作業は、すでにフィルタ５が滅菌されているため、生きた微生物などが作業者の手に付いたり、ハウジング２の外に飛び散ることがなく、安全であり、注意を要さないため簡単に行うことができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の排気ユニットは、ハウジング内を密封するための密封ダンパと滅菌用蓋板とが、ともにハウジングに取り付けられており、かつ、これらを開閉するための操作ハンドルおよび操作レバーが、ともに室内側に設けられている。したがって、滅菌処理の際のハウジングを密封する作業が、非常に簡単にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排気ユニットの一実施例の密封状態を示す切欠斜視説明図である。
【図２】図１の排気ユニットのハウジング内の構造説明図であり、とくに、フィルタの構成と取付け状態を説明している。
【図３】図１の排気ユニットのハウジング内の構造説明図であり、とくに、滅菌用蓋板の構成と取付け状態を説明している。
【図４】図１の排気ユニットの室内側からみた平面図である。
【図５】滅菌用蓋板の第１操作手段の動作説明図である。
【図６】図１の排気ユニットの密封ダンパの正面図である。
【図７】図６の密封ダンパの側面図である。
【符号の説明】
１ 排気ユニット
２ ハウジング
３ 密封ダンパ
４ 滅菌用蓋板
５ フィルタ
６ ダクト
７ 連絡口
８ 開口部
３２ 操作レバー（第１操作手段）
４１ 変換手段（ギアボックス）
４３ 開閉駆動軸
４８ 操作ハンドル（第２操作手段）
６１ 注入用孔
６２ 排出用孔

Claims (4)

1. （ａ）外部に通じるダクトに連通する連絡口と、室内に向けて開放された開口部と、前記連絡口と開口部の間に設けられる取付口とを有するハウジングと、
   （ｂ）前記ハウジング内の取付口を覆うように、前記室内側から着脱自在に取り付けられるフィルタと、
   （ｃ）前記フィルタに対して前記室内側から接離可能なように前記ハウジングに設けられ、滅菌用ガスの注入用孔および排出用孔を有し、ハウジング内を密封しうる滅菌用蓋板と、
   （ｄ）該滅菌用蓋板の接離動作を行うために前記室内側から操作しうる第１操作手段と、
   （ｅ）前記ハウジングの連絡口に設けられ、当該連絡口を気密に閉じることのできる開閉自在の密封ダンパと、
   （ｆ）該密封ダンパの開閉動作を行うために室内側から操作しうる第２操作手段を備えてなることを特徴とする高性能フィルタ付排気フィルタユニット。
2. 前記滅菌用蓋板は、前記ハウジング内に支持されているフィルタの外周を押圧してフィルタをシールするものであり、かつ、フィルタに対して平行に移動可能で、シールしていないときには排気が前記滅菌用蓋板の横を通ってフィルタに至るよう構成されてなる請求項１記載の高性能フィルタ付排気フィルタユニット。
3. 前記取付口が前記開口部に対して平行であり、前記連絡口が前記開口部に対して垂直に形成されてなる請求項１または２記載の高性能フィルタ付排気フィルタユニット。
4. 前記第２操作手段は、前記ハウジングの開口部内に設けられた操作ハンドルであり、当該操作ハンドルから延設されたロッドの回転面を垂直に変換する変換手段を介して密封ダンパの開閉駆動軸に連結されてなる請求項３記載の高性能フィルタ付排気フィルタユニット。

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