JP4516519B2 - 安全キャビネット - Google Patents

Description

本発明は、安全キャビネットに関し、特に医療、製薬などウイルスを取り扱う産業分野において、微生物・病原体などの取り扱いにより発生する災害を防止する安全キャビネットに関する。

従来、ウイルスを取り扱い、ワクチンを開発・製造する場合、作業空間に外気塵埃が混入することを防止するとともに、取り扱うウイルスに作業者が感染しないよう、バイオハザード対策用安全キャビネット、グローブボックス、アイソレータ等、人・環境と生物材料・病原体を物理的に隔離する装置が用いられる。これらの装置は、取り使うウイルスを変更する場合、今まで取り扱っていたウイルスが次に取り扱うウイルスに影響しないよう、一旦装置内を除染（ガス滅菌）する必要がある。除染を行うためには、装置の作業空間を完全に密閉し、除染用ガスを充填させる必要がある。したがって、これらの作業工程には、前面に開口部を有するバイオハザード対策用クラスＩＩキャビネットではなく、除染時、特殊な工具を用い装置を密閉する必要が無く、既に作業空間は密閉系であるグローブボックスや密閉型のアイソレータ等を用いる場合がある（特許文献１、２）。
特許第３６８３７４４号公報 特開２０００−３４３４７９号公報

前記従来技術のアイソレータは、作業空間を密閉するケースで覆われている。作業空間の無菌状態が必要な場合には、密閉したケースの一部を開放し、そこから作業空間に清浄空気を供給する。作業者は密閉されたケースの前面に設けられたネオプレンゴム・天然ゴム等で形成したグローブに手を挿入し、グローブ越しに作業空間内部に配置した実験器具を操作する。

前記従来技術によるアイソレータでは、厚さ０．４〜０．６ｍｍ程度で形成されたゴム製グローブを介して実験作業を行うため、物を取り使うとき、指先に感覚が伝わりにくいという欠点がある。近年の医療実験機器は電子化が進み、電子機器の細かなスイッチ操作もグローブを介して行わなければならないため、作業し辛いという欠点があった。

本発明の目的は、グローブボックスのように厚手のグロープを用いなくとも作業空間と外部を物理的に隔離するとともに、除染時、容易に作業空間を密閉することを可能とする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。安全キャビネットの作業空間を形成する面の一つ以上を二重に形成し、その二重に形成した壁面内の圧力は、作業空間より低く、かつ、アイソレータ周囲の圧力より低く形成する。その二重に形成した壁面に、作業空間に手を挿入することが可能なよう、貫通する開口部を設けたものである。また、貫通穴には、貫通穴を覆うサイズの密閉用カバーを設けたものである。

すなわち、本発明は、作業空間を囲い、かつ、該作業空間を覗く窓を設けたケースを有する安全キャビネットにおいて、前記作業空間を囲む壁面の前面部を二重にして形成した中間層を有し、該中間層の壁面に、キャビネット外部から前記作業空間までを貫通して作業者の手や物品の挿入を可能とする開口部を設け、前記中間層の空気は、キャビネット横に連通した中間層排気ダクトより中間層排気用ＨＥＰＡフィルタを介して中間層排気ファンによって排気され、前記作業空間の空気は、排気用ＨＥＰＡフィルタを囲うダクトと排気用ファンにより外部へ排気され、前記中間層内の圧力は、前記作業空間内より低く、かつ、キャビネット外部より低くし、前記作業空間壁面の開口部の入口にグローブ用引掛け金具を設けた安全キャビネットである。

本発明によれば、厚手のグローブを用いない操作性のよい安全キャビネットを得ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明の安全キャビネットの実施例について、図１〜図５により説明する。なお、実施例では安全キャビネットを説明するが、グローブボックス、アイソレータなどでも同様である。

実施例１を説明する。図１ａ、ｂは、本発明の第１の実施の形態である安全キャビネットの一部断面構造図及び側面断面図である。作業空間３は、安全キャビネット１の本体ケース１ａに囲われている。本体ケース１ａの正面には、作業者が作業空間３内を覗き込むことが可能なよう覗き窓２４が形成されている。作業空間３の一面には、給気用ＨＥＰＡフィルタ５が連接され、給気用ＨＥＰＡフィルタ５を囲うダクト２８と送風機６により、外気の塵埃を除去して無菌の状態の空気を作業空間３内に供給する。また、作業空間３の他の同一あるいは他の一面には、排気用ＨＥＰＡフィルタ４を連接し、排気用ＨＥＰＡフィルタ４を囲うダクト２８と送風機６により、作業空間３内の空気を外部へ放出する。このとき、作業空間３内の細菌・ウイルス１０は排気用ＨＥＰＡフィルタ４に捕集され、清浄空気が作業空間３外へ放出される。

作業空間３内には作業台や遠心分離機などの実験用装置２が配置されており、作業者は、安全キャビネット１正面に設けた開口部７より作業空間３内に手を挿入し、実験作業を行う。

開口部７が設けられた作業空間壁面８の壁の作業空間３側に正面中間層９ａを設け、その更に作業空間３側に作業空間壁面８を形成している。この構成により、正面中間層９ａは、二重に形成した作業空間壁面８に囲われることとなる。二重の作業空間壁面８の外側と作業空間３側に中間層９ａを貫通する形で貫通穴７ａを形成しており、作業時に作業者の腕を挿入できるよう構成している。

正面中間層９ａは、作業空間３側面に形成した側面中間層９ｂを介してダクト２８に繋がっている。ダクト２８内に設けた排気用ＨＥＰＡフィルタ４により、正面中間層９ａの内部の空気は、細菌・ウイルス１０が除去され、安全キャビネット１外へ放出される。

正面中間層９ａの内部の空気は、排気用ＨＥＰＡフィルタ４を通して外気に放出されているため、安全キャビネット１内の圧力は、安全キャビネット１の外よりも低くなっている。そして、正面中間層９ａ内部の圧力を作業空間３よりも低くすることにより、外気１２の圧力Ｃ、作業空間８の圧力Ｂ、正面中間層９ａの圧力Ａの順序で低くなる。

図１ｃは、本発明の第１実施の形態である安全キャビネットの正面中間層構造図である。作業者は、安全キャビネット１の正面から貫通穴７ａに腕を挿入し、作業空間３内で作業を行う。このとき使用する手袋１９は、グローブボックスに取り付いた厚手のグローブではなく、バイオハザード実験等における手術に用いる薄手のグローブ１９を使用する。このときの安全キャビネットの気流は、装置外部からの気流が貫通穴７ａを通り正面中間層９ａに入り、そして、作業空間３内の空気が作業空間３側の貫通穴７ａを通り、正面中間層９ａに入ることとなる。この構成により、両方の貫通穴７ａにはエアバリア２５がそれぞれ形成され、作業空間３内に正面中間層９ａからの空気が入り難くし、そして、装置外部に正面中間層９ａからの空気が出難くなり、作業空間３内と装置外とを隔離することとなる。

以上の構成により、指先の感覚が伝わる薄手の手袋１９の使用により作業空間３内の装置２を操作することが可能になるとともに、エアバリア２５により、作業空間３内と外を隔離することが可能となる。

図２は、本発明の第１実施の形態である安全キャビネットの密閉構造図である。給気用ＨＥＰＡフィルタ５の風上側に気密バルブ１７を設けている。また。排気用ＨＥＰＡフィルタ４の風下側にも気密バルブ１７を設けている。安全キャビネット１の内部を除染（ガス滅菌）するには、この二つの気密バルブ１７を閉じることにより、空気の供給側と排出側を密閉する。そして、作業のために手を挿入する開口部７には、開口部用カバー１８を取り付ける。開口部７は手を挿入するだけなので、大きさはφ１６０〜２００ｍｍ程度である。この開口部７に開口部用カバー１８を取り付けることにより、安全キャビネット１内の密閉が可能となる。開口部用カバー１８の取り付け方法は、除染時に安全キャビネット１内部の圧力がそれほど上昇しないため、除染時に開口部用カバー１８をテープで固定する程度でもかまわない。テープで固定する方法が面倒な場合は、専用のネジを取り付け、開口部用カバー１８を脱着可能に形成する。前面横方向に高さ２００ｍｍ程度の開口部を持つクラスIIキャビネットでは、容易に装置内を密閉することは難しいため、除染時、装置全体をビニルで覆うなどの処置を施す場合があるが、本実施例では、局所の開口部のみを塞げば安全キャビネット内を密閉できるため、除染作業が容易である。

実施例２を説明する。図３は、本発明の第２の実施の形態である安全キャビネットを使用したシステム構造図である。正面に開口部７を持つ安全キャビネット１の一つに壁面に開口部を設ける。また、隣接する安全キャビネット１６の密閉された作業空間の一部に連結口部を設け、安全キャビネット１の連結口部と隣接安全キャビネット１６の連結口部を連結部２６で連結し、安全キャビネット１と隣接安全キャビネット１６の作業空間３を共有するよう装置を構成したものである。

安全キャビネット１は、開口部７のエアバリアで隔離性能を維持し、手の作業性を重視しているが、作業空間３内に納入した手袋１９を装置外に出した場合、他の物に触れる前に、滅菌消毒する必要がある。これは、手袋に付着した細菌・ウイルス１０により接触感染が起こることを防止するためである。隣接安全キャビネット１６の場合は、グローブ１１が隣接安全キャビネット１６に取り付いており、内部は密閉されているため、内部の細菌・ウイルス１０が外に出る可能性は無い。この構成により、作業工程での感染の度合いと、実験の操作性による、２台の装置を適したところで使うことが可能となる。作業空間３は、内部で繋がっているため、実験材料の受け渡しが可能となっている。

実施例３を説明する。図４ａ、ｂは、本発明の第３の実施の形態である安全キャビネットの一部断面構造図及び側面断面図である。正面中間層９ａは、作業空間３側面に形成した中間層排気ダクト１３に繋がっている。中間層排気ダクト１３内には、排気用ＨＥＰＡフィルタ１５を配置し、細菌・ウイルス１０を除去した後、装置外に中間層の空気をすることとなる。

この構成では、排気用の送風機６とは別に、中間層排気ファン１４を設けている。このことにより、作業空間３の圧力Ｂは、送風機６で制御し、中間層の圧力Ａは、中間層排気ダクト１４で制御することができる。これにより中間層の圧力Ａを他の圧力とは関係なく、低くすることが可能となるため、エアバリア２５を強化することが可能となる。

図４の構成で、中間層排気ファン１４の出力の強弱とフットスイッチ（図示せず）を連動させることにより、開口部７に腕を出し入れし、エアバリア２５が崩れる可能性があるとき、フットスイッチにより中間層排気ファン１４の出力をアップしエアバリア２５強化する制御も可能となる。

実施例４を説明する。図５ａは、本発明の第４の実施の形態である安全キャブネットの壁面中間層貫通穴、腕挿入状態詳細図である。開口部７の手挿入部分付近に手袋引掛け金具２０を構成している。

図５ｂは、本発明の第４実施の形態である安全キャビネットの壁面中間層貫通穴、腕引き出し状態詳細図である。手袋１９を作業空間３に納入した場合、手袋１９の表面には、細菌・ウイルス１０が付着する可能性がある。手を引き出す際にそのまま引き出したのでは、手袋１９表面の細菌・ウイルス１０が再飛散する可能性がでる。そこで本実施例では、他を挿入する際に手袋１９の端を引掛け金具２０に掛けることにより、手を出すときには、手袋１９が裏返しとなり使用済みの手袋１９を細菌・ウイルス１０を密閉したまま排気することが可能となる。

本実施例で説明したように、本発明は、厚手のグローブを用いなくとも作業空間と外部を隔離し、感染を防止するとともに、実験操作性と除染（ガス滅菌）時の密閉作業性の良い、バイオハザード対策用アイソレータ等の安全キャビネットを得ることができる。

第１の実施の形態である安全キャビネットの一部断面構造図。 第１の実施の形態である安全キャビネットの側面断面図。 第１の実施の形態である安全キャビネットの正面中間層構造図。 第１の実施の形態である安全キャビネットの密閉構造図。 第２の実施の形態である安全キャビネットのシステム構造図。 第３の実施の形態である安全キャビネットの一部断面構造図。 第３の実施の形態である安全キャビネットの側面断面図。 第４の実施の形態である安全キャビネットの壁面中間層貫通穴、腕挿入状態詳細図。 第４の実施の形態である安全キャビネットの壁面中間層貫通穴、腕引き出し状態詳細図。

符号の説明

１…安全キャビネット
１ａ…本体ケース
２…作業台（装置）
３…作業空間
４…排気用ＨＥＰＡフィルタ
５…給気用ＨＥＰＡフィルタ
６…送風機
７…開口部
７ａ…貫通穴
８…作業空間壁面
９ａ…正面中間層
９ｂ…側面中間層
１０…細菌・ウイルス
１１…グローブ
１２…外気
１３…中間層排気ダクト
１４…中間層排気ファン
１５…中間層排気用ＨＥＰＡフィルタ
１６…グローブボックス
１７…気密バルブ
１８…開口部用カバー
１９…手袋
２０…手袋引っ掛け金具
２１…フットスイッチ
２２…気流
２３…外気塵埃
２４…覗き窓
２５…エアバリア
２６…連結部
２７…腕
２８…ダクト

Claims (1)

1. 作業空間を囲い、かつ、該作業空間を覗く窓を設けたケースを有する安全キャビネットにおいて、
   前記作業空間を囲む壁面の前面部を二重にして形成した中間層を有し、該中間層の壁面に、キャビネット外部から前記作業空間までを貫通して作業者の手や物品の挿入を可能とする開口部を設け、
   前記中間層の空気は、キャビネット横に連通した中間層排気ダクトより中間層排気用ＨＥＰＡフィルタを介して中間層排気ファンによって排気され、
   前記作業空間の空気は、排気用ＨＥＰＡフィルタを囲うダクトと排気用ファンにより外部へ排気され、
   前記中間層内の圧力は、前記作業空間内より低く、かつ、キャビネット外部より低くし、前記開口部には、除染時に該開口部の貫通穴を覆う密閉用カバーを脱着可能に設け、前記作業空間壁面の開口部の入口にグローブ用引掛け金具を設けたことを特徴とする安全キャビネット。

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