JP4558175B2 - 高度安全施設とその制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高度安全施設とその制御方法に関し、特に、各室間の室圧差を制御せずに各室からの排気量を制御することで、汚染度の低い部分から汚染度の高い部分へと各室間の空気の流れを一方向に維持する高度安全施設とその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
病原体に対する免疫研究、バイオテクノロジーによる制約技術や放射性同位元素による素材の改良技術等、最新技術の開発研究・生産工程向けの高度安全施設では、施設内の汚染空気が外部に漏洩するのを防止するために施設内の室圧を陰圧に保つと共に、施設内の各室間における空気の相互汚染問題を避けるために室圧制御を行っている。
【０００３】
例えば、高度安全施設の１つであるバイオハザード対策施設（以下、ＢＨ施設と称する）では、施設内の作業室と作業室の内部に在って汚染物質を発生する動物実験を実施する実験用キャビネット及び作業室と扉で接続する前室において、各室間の空気の流れを汚染度の低い部分から汚染度の高い部分へと一方向にするように室圧制御が行われている。
【０００４】
図５に示すように、従来のＢＨ施設２０は作業室２１と前室２２から構成されており、その間はドア２３によって接続されている。又、作業室２１には、汚染物質を発生する動物実験を実施するために開度調整の可能な扉を備えた実験用キャビネット２４等が配置されており、扉の開度を小さくした実験用キャビネット２４での飼育と扉の開度を大きくした実験作業を実施できるように構成されている。
【０００５】
ＢＨ施設２０には、給気ファン２５と排気ファン２６とによって外気の供給と室内からの排気が行われている。給気ファン２５と前室、作業室のとの間には、それぞれに、定風量装置２７Ａ、２７Ｂと高性能フィルタ２８とが配置されており、各室と排気ファン２６との間には、高性能フィルタ２８と変風量装置２９Ａ、２９Ｂがそれぞれに配置されている。
【０００６】
又、実験用キャビネット２４と排気ファン２６との間にはモータダンパーＭＤが接続されており、飼育と実験作業時に応じて実験用キャビネット２４の排気風量を２段階に変更できるように速度を切り替え可能にしている。尚、実験用キャビネット２４と排気ファン２６との間にも、汚染空気が外部に排出されないように、高性能フィルタ２８が配置されている。
【０００７】
作業室２１と前室２２とは、それぞれの定風量装置２７Ａ、２７Ｂとによって給気風量を一定に保つと共に、作業室２１と前室２２との間に配置された差圧計３１からの差圧信号によって制御装置３２が作動し、作業室２１が前室２２に対して常に陰圧を保つように、変風量装置２９Ａ、２９Ｂの流量を互いに調整している。これによって、作業室２１と前室２２との間には、例えば３０（Ｐａ）の差圧が常に保持されるように制御されており、前室２２から作業室２１に流れる一方向の気流を形成している。
【０００８】
実験用キャビネット２４は、実験作業時には扉３０の開度が大きいので、動物が発する汚染物質が外部に漏れないようにその排気風量を大にしているが、実験終了後には扉の開度を小さくして飼育状態に戻すために、その排気風量を大から小に変更することになる。この過程では、実験用キャビネット２４からの排気風量の減少に追随して作業室２１の室圧が上昇する。
【０００９】
そこで、センサー３１からの差圧信号による、制御装置３２からの指令が変風量装置２９Ａと２９Ｂを作動させ、フィードバック制御によって変風量装置２９Ｂの流量を増大させるように制御して、作業室２１の上昇した室圧を下げて、空気の流れの方向を前室２２から作業室２１及び作業室２１から実験用キャビネット２４に向かうように調整している。
【００１０】
しかして、上記制御の第１ステップである、実験用キャビネットの排気風量を大から小に変更するためのモータダンパーＭＤの操作は短時間で完了するが、上記制御の第２ステップに相当する、変風量装置２９Ｂの流量を必要風量に増大させるための調整は、第１ステップの操作よりも多くの時間を要する。
即ち、第２ステップの制御は、作業室２１の室圧上昇の信号を差圧計３１から制御装置３２が受けることで、変風量装置２９Ａと２９Ｂとを制御するものであるが、センサー３１の感応速度に比べて変風量装置２９Ａ、２９Ｂの応答速度が鈍く、室圧の制御をフィードバック制御で行うと、実験用キャビネットの排気風量を大から小に操作する第１ステップの制御よりも多くの時間を要するからである。
【００１１】
このために、変風量装置２９Ａと２９Ｂとのフィードバック制御によって、室圧が実験終了前の規定の状態に回復する時間内には、作業室２１の室圧が前室２２の室圧よりも高くなる状況が起こることで、作業室２１から前室２２に逆流を生じるという問題が発生する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題に鑑みて検討されたものであり、前室、作業室及び実験用キャビネット間の室圧差を制御せずに、各室からの排気風量を直接的に制御することによって、各室間の空気の流れを汚染物質の方向に維持できるように構成した高度安全施設とその制御方法を提供している。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による高度安全施設は、前室と、前室と扉で接続する作業室及び作業室の内部に在って作業室と開度調整可能な扉で連通し汚染物質を内在している実験用キャビネットから構成され、前室と作業室に接続する固定式給気装置と前室に接続する定風量装置及び作業室と実験用キャビネットに接続する可変風量型定風量装置を装備して、作業室に対する前室からの空気の流れを常に一方向に維持させるために、作業室と実験用キャビネットとの合計排気風量を、前室の定風量の排気風量よりも大きい一定値に維持しながら、作業室と実験用キャビネットとの排気風量の比率を実験用キャビネットの扉の開度に連動させて制御することを特徴にしており、前室、作業室及び実験用キャビネット間の室圧差を制御することなく、各室からの排気風量のみを直接制御することで汚染度の低い部分から汚染度の高い部分へと各室間の空気の流れを常に一方向に維持している。
【００１４】
又、本発明による高度安全施設は、上記の高度安全施設において、給気装置を固定式ダンパーにすることを特徴としており、上記機能に加えて、給気装置のコストを削減している。
【００１５】
本発明による高度安全施設の制御方法は、上記高度安全施設を制御する方法であって、前室と作業室に接続する固定式給気装置の開度を所定値に固定して給気し、前室の排気風量を定風量に制御すると共に、作業室と実験用キャビネットとの排気風量を可変にして、作業室に対する前室からの空気の流れを常に一方向に維持させるために、作業室と実験用キャビネットとの合計排気風量を、前室の定風量の排気風量よりも大きい一定値に維持しながら、作業室と実験用キャビネットとの排気風量の比率を実験用キャビネットの扉の開度に連動させて制御することを特徴としており、各室からの排気風量を直接的に制御することで、実験用キャビネットの扉の開度の如何や作業室と前室間の扉の開閉に拘わらず、汚染度の低い部分から汚染度の高い部分へと各室間の空気の流れを一方向に維持している。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明による高度安全施設は、前室と、前室と扉で接続する作業室及び作業室の内部に在って作業室と開度調整可能な扉で連通し汚染物質を内在している実験用キャビネットから構成され、前室と作業室に接続する固定式給気装置と前室に接続する定風量装置及び作業室と実験用キャビネットに接続する可変風量型定風量装置を装備して、作業室に対する前室からの空気の流れを常に一方向に維持させるために、作業室と実験用キャビネットとの合計排気風量を、前室の定風量の排気風量よりも大きい一定値に維持しながら、作業室と実験用キャビネットとの排気風量の比率を実験用キャビネットの扉の開度に連動させて制御し、扉の開度に拘わらず各室間の空気の流れを汚染度の低い部分から高い部分への一方向に維持している。
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明するが、理解を容易にするために、従来と同様の装置等については同符号を付している。
【００１８】
図１は、本発明による高度安全施設とその制御方法を適用した一実施形態であるＢＨ施設の概要図である。
【００１９】
ＢＨ施設１は、従来例と同様に作業室２１と前室２２及びその間のドア２３から構成されており、作業室２１に汚染物質を発生する動物実験を実施するために、開度調整が可能な扉６を備えた実験用キャビネット２４を配置することも同様である。
【００２０】
本発明を適用したＢＨ施設１では、ＢＨ施設１に給気ファン２５と排気ファン２６とが配置されて、外気の供給と室内からの排気を行っているが、給気ファン２５と各室間には、従来のＢＨ施設２０と異なって固定式ダンパー２、２’と高性能フィルタ２８を配置しており、固定式ダンパー２、２’の風量制御を廃止することで、従来のように定風量装置２７Ａ、Ｂと変風量装置２９Ａ、Ｂもしくは変風量装置２９Ａ、Ｂ間の相互干渉で発生する外乱等を回避して、制御系統の簡素化を図ると共にＢＨ施設の設備コストを低減している。
【００２１】
又、前室２２と排気ファン２６との間には、定風量装置３と高性能フィルタ２８が配置されて、作業室２１と実験用キャビネット２４とに接続されている排気ファン２６との間には、可変風量型定風量装置４、５と高性能フィルタ２８とが配置されており、それぞれに稼働することで汚染空気が外部に排出されないように運転制御されている。
【００２２】
作業室２１と前室２２とは、それぞれの固定式ダンパー２、２’の開度を所定値に設定すると共に、作業室２１に対する前室２２からの空気の流れを常に一方向に維持させるために、作業室２１と実験用キャビネット２４からの合計された総排気風量を一定値に保持しながら、作業室２１に接続の可変風量型定風量装置４と実験用キャビネット２４に接続の可変風量型定風量装置５との流量比率を変更できるように制御装置７によって制御されている。
【００２３】
即ち、実験作業時に、動物が発する汚染物質が外部に漏れないようにその排気風量を大にしている実験用キャビネット２４が、実験中に扉６の開度を変えたり、実験終了後に扉６の開度を小さくして飼育状態に戻すことで、実験用キャビネット２４の排気風量が変動したり大から小に変更する場合でも、前室２２及び作業室２１の固定式ダンパー２、２’の開度や前室２２に接続する定風量装置３の排気風量の設定は制御することなくそのままにして、作業室２１からの合計された総排気風量を一定値に保持しながら、作業室２１と実験用キャビネット２４からの各排気風量の比率を変えることで対応している。
【００２４】
そして、実験用キャビネット２４の排気風量の切り替えと作業室２１の排気風量の切り替えとは、給気側の固定式ダンパー２と前室の定風量装置３を所定値に設定したままで同時に制御していることで、従来例で発生していた実験用キャビネット２４からの排気風量の減少に追随する作業室２１の室圧上昇を回避することになって、作業室２１と前室２２との各室圧は変化しないことから両室間には一定の室圧差が維持され、結果的に、前室２２から作業室２１への空気流の方向は一定方向に維持される。
【００２５】
又、上記制御によると、実験用キャビネット２４の扉６の開度調整が行われている間に、前室２２と作業室２１とを接続しているドア２３を開閉しても、前室２２の給、排気風量の設定と作業室２１の給、排気風量の設定とはその設定比率において変化のないことから、後述するようにドア２３の開放によって前室２２と作業室２１との室圧が同じになっても、空気流としては前室２２から作業室２１へと流れ方向が維持されている。
【００２６】
以上のように、本発明による高度安全施設は、実験用キャビネットの排気風量を含めた作業室からの合計された総排気風量を一定値に制御するように、各室の給排気風量を予め設定することで、各室間の室圧差はこれを考慮する必要がないことを特徴にしているので、従来における室圧差制御方式のように、実験用キャビネットの排気風量を大から小に変更するモータダンパーＭＤの操作時間内に、作業室における変風量装置の風量増大が追随できないために発生する作業室の室圧が前室に対して陽圧になることで、作業室から前室の間に生ずる逆流現象や風量装置間の相互干渉等による外乱現象を阻止している。
【００２７】
次に、本発明による高度安全施設の制御方法について説明する。
本発明による制御方法では、上述のＢＨ施設１において、前室と作業室に接続する固定式給気装置の開度を所定値に固定して給気し、前室の排気風量も定風量に制御している。
【００２８】
一方、作業室と実験用キャビネットとの排気風量は可変にしてあり、作業室に対する前室からの空気の流れを常に一方向に維持させるために、作業室と実験用キャビネットとの合計される総排気風量を、前室の定風量の排気風量よりも大きい一定値に維持しながら、作業室と実験用キャビネットとの排気風量の比率を実験用キャビネットの扉の開度に連動させて制御しており、各室からの排気風量を直接的に制御することで、実験用キャビネットの扉の開度の如何や作業室と前室間の扉の開閉に拘わらず、汚染度の低い部分から汚染度の高い部分へと各室間の空気の流れを一方向に維持している。
【００２９】
以下に、本制御方法の作動状態を実施の形態に基づいて説明する。
本発明による制御方法を適用しているたＢＨ施設１は、上述のように作業室２１と前室２２及びその間を連絡するドア２３から構成され、作業室２１内に開度調整が可能な扉６を備えた実験用キャビネット２４を配備しており、汚染物質を発生する動物の実験作業時には、実験用キャビネット２４の扉６の開度が大になるが、実験用キャビネット２４では扉６の開度に対応する制御装置７が、可変風量型定風量装置５を機能させて排気風量を大にすると共に、実験終了後には、小さくなる扉６の開度に対応させて可変風量型定風量装置５を機能させて排気風量を大から小に変更している。
【００３０】
又、実験作業時、実験終了時のいずれの場合にも、ドア２３を通して前室２２から作業室２１に向かう空気の流れは一方向に維持されなければならないが、本発明による制御方法では、実験用キャビネット２４の扉６の開度に対応する制御装置７が、可変風量型定風量装置５と共に可変風量型定風量装置４をも流量を変化させており、いずれの場合においても、作業室２１からの排気風量と実験用キャビネット２４からの排気風量とを合計した総排気風量を一定値に設定していることで、実験用キャビネット２４の開度変更にも拘わらず、作業室２１と前室２２との差圧が一定に保たれることから、気流の一方向性が維持されることになる。
【００３１】
しかして、ドア２３を開放した際にも、定風量装置３による前室２２からの排気風量が一定であることと、上述したように作業室２１からの総排気風量が一定であることとから、固定式ダンパー２’から作業室２１への給気風量が減少する分だけ、固定式ダンパー２から前室２２への給気風量が増加し、その増加分がドア２３を通じて前室２２から作業室２１に流れ込むことになり、これによって、ドア２３が開放してもドア２３を通じての一方向の風量が増加して、作業室から前室への汚染空気の飛散が防止され、高度安全施設としての安全性が維持されている。
【００３２】
次に、上記の制御方法によって、ＢＨ施設１における所望の作動状況が確実に遂行されることを確認する。
【００３３】
図２は、実験用キャビネット２４の扉６の開度を最大にする実験作業時における各部位と、前室２２に結合した定風量装置３、作業室２１と実験用キャビネット２４とに結合した可変風量型定風量装置４、５の機器の圧力と流量の値を表示している。
【００３４】
図２（ａ）は、実験作業時における各部位と機器の圧力と流量の値であり、前室２２に結合されている定風量装置３、作業室２１に結合されている可変風量型定風量装置４及び実験用キャビネット２４に結合されている可変風量型定風量装置５の流量をそれぞれに設定した場合の圧力と流量の値である。
【００３５】
本実施の形態における実験作業時では、定風量装置３の設定流量は、２３０ｍ3／ｈに設定されるのに対して、可変風量型定風量装置４と可変風量型定風量装置５の設定流量は、１７０ｍ3／ｈと６２０ｍ3／ｈであって、合計した設定流量は７９０ｍ3／ｈに制御されている。
【００３６】
そして、これらの流量を維持するための前室２２に結合されている固定式ダンパー２の流量と作業室２１に結合されている固定式ダンパー２’の流量とは、２３３ｍ3／ｈと７８７ｍ3／ｈに設定されていることから、結果としてドアからの流れは、３ｍ3／ｈになると共に、作業室２１と前室２２との各流量は、７９０ｍ3／ｈと２３３ｍ3／ｈであり、給気ファンの各数値は２８７Ｐａと１０２０ｍ3／ｈ、排気ファンの各数値は−２８５Ｐａと１０２０ｍ3／ｈと、給・排気量がバランスしている。
【００３７】
当然のことながら、この場合における作業室２１の圧力は、−５２Ｐａであり、前室２２の圧力は、−２２Ｐａになっており、作業室２１と前室２２との間の空気の流れは前室２２から作業室２１への一方向に維持されている。
【００３８】
尚、図２（ｂ）には、実験用キャビネット２４の扉６の開度を大にした場合における、上記の固定式ダンパーの各流量、各可変風量型定風量装置の設定流量及び前室２２から作業室２１へのドアからの流れ関連を示しており、同時に、作業室２１と前室２２との室圧状態を表示している。
【００３９】
図３は、実験用キャビネット２４の扉６の開度を小さくした実験終了時における各部位と、実験用キャビネット２４に結合した定風量装置３、作業室２１と実験用キャビネット２４とに結合した可変風量型定風量装置４、５の機器の圧力と流量の値を表示している。
【００４０】
図３（ａ）は、実験終了時における同様の各部位と機器の圧力と流量の値である。
【００４１】
実験終了時には、実験用キャビネット２４を飼育状態に戻すことで、汚染物質が作業室２１内に漏れる可能性が減少することから、実験用キャビネット２４に結合されている可変風量型定風量装置５の排気流量を、扉６に連動している制御装置７によって大から小に変更させるように制御しているが、この場合でも、作業室２１からの排気風量と実験用キャビネット２４からの排気風量とは、その組み合わせを変更するのみで、両排気風量を合計した値は一定値を維持するように設定してある。
【００４２】
即ち、定風量装置３の設定流量は、２３０ｍ3／ｈで実験時の値と同様であるが、可変風量型定風量装置４と可変風量型定風量装置５の流量は、４３０ｍ3／ｈと３６０ｍ3／ｈと、その設定流量を変えて互いの風量は逆転状態に制御しているものの、両排気風量を合計した総排気流量は７９０ｍ3／ｈと実験時と同様のままである。
【００４３】
そして、前室２２に結合されている固定式ダンパー２の流量は、２３３ｍ3／ｈ、作業室２１に結合されている固定式ダンパー２’の流量は７８７ｍ3／ｈと実験時と同様値に維持されており、ドアからの流れも３ｍ3／ｈになっている。
【００４４】
又、給気ファンの各数値も２８７Ｐａと１０２０ｍ3／ｈ、排気ファンの各数値は−２８５Ｐａと１０２０ｍ3／ｈと、実験作業時と同じ値である。
【００４５】
従って、この場合における作業室２１と前室２２の圧力も、−５２Ｐａ、−２２Ｐａになって、作業室２１と前室２２との間の空気の流れは一定方向に維持されたままである。
【００４６】
図３（ｂ）は、図２（ｂ）と同様に、上記の固定式ダンパーの各流量、各可変風量型定風量装置の設定流量及び前室２２から作業室２１へのドアからの流れ関連を示しており、同時に、作業室２１と前室２２との室圧状態を表示している。
【００４７】
図４は、扉６の開度を大きくした実験用キャビネット２４での実験作業時において、作業室２１と前室２２との間にあるドア２３を開放した場合における各部位と、実験用キャビネット２４に結合した定風量装置３、作業室２１と実験用キャビネット２４とに結合した可変風量型定風量装置４、５の機器の圧力と流量の値を表示している。
【００４８】
図４（ａ）は、実験作業時において作業室２１と前室２２との間にあるドア２３を開放した場合の各部位と機器の圧力と流量の値である。
【００４９】
実験作業時においてドア２３を開放した場合の各部位と機器の圧力と流量の値は、図示のように、定風量装置３の設定流量は、２３０ｍ3／ｈであって、可変風量型定風量装置４の設定流量１７０ｍ3／ｈと可変風量型定風量装置５の設定流量６２０ｍ3／ｈとを合計した総流量は、図２（ａ）で示した実験作業時における合計の総流量と同じ７９０ｍ3／ｈであるが、作業室２１と前室２２との圧力は、ドア２３の開放によっても同じ値の３３２Ｐａである。
【００５０】
一方、前室２２に結合されている固定式ダンパー２の流量が２３３ｍ3／ｈから増大して２４４ｍ3／ｈであるのに対して、定風量装置３の設定流量は、２３０ｍ3／ｈであることから、前室２２には、１４（＝２４４−２３０）ｍ3／ｈの空気が残留することになる。
【００５１】
他方では、作業室２１における固定式ダンパー２’の流量は７８８ｍ3／ｈから減少して７７６ｍ3／ｈであるのに対して、可変風量型定風量装置４、５の合計した総流量は、７９０ｍ3／ｈであることから、作業室２１では、−１４（＝７７６−７９０）ｍ3／ｈとなって、１４ｍ3／ｈの空気が不足することになる。
【００５２】
このために、作業室２１と前室２２との間では、両室の圧力差が零状態になるように開放されたドアを通って空気の流動が発生し、前室２２から作業室２１へへの流量は１４ｍ3／ｈと、閉鎖されたドアの隙間を通っての流量３ｍ3／ｈから増大する状態を形成している。
【００５３】
尚、図４（ｂ）には、上記の固定式ダンパーの各流量、各可変風量型定風量装置の設定流量及び前室２２から作業室２１へのドアからの流れ関連を示しており、同時に、作業室２１と前室２２との室圧状態を表示している。
【００５４】
そして、この状態を維持するための給気ファンの各数値は、２８７Ｐａと１０２０ｍ3／ｈであり、排気ファンの各数値は、−２８５Ｐａと１０２０ｍ3／ｈであって、実験作業時と同値のままである。
【００５５】
従って、作業室２１の実験用キャビネット２４で実験作業を続けながら、作業室２１と前室２２との間にあるドア２３を開放した場合にも、従来施設のように、作業室と前室との間に室圧差を形成する必要性から各室と結合した変風量装置を制御することで室圧の調整をしなくても、作業室２１の可変風量型定風量装置４と実験用キャビネット２４の可変風量型定風量装置５とを直接制御するのみで、作業室２１と前室２２間の空気の流れを一方向に維持することができる。
【００５６】
上記説明で明らかなように、本発明による制御方法は、前室２２に結合されている定風量装置３を一定風量に設定した状態で固定し、作業室２１の可変風量型定風量装置４と実験用キャビネット２４の可変風量型定風量装置５との合計した総風量を、前室２２の定風量の排気風量よりも大きい一定値に維持しながら、両可変風量型定風量装置の風量の組み合わせを２段階もしくは無段階に設定して置き、実験用キャビネット２４の実験終了時と実験時もしくは実験時の扉の開度に連動させてこれを切替制御するものであるが、これによって、実験用キャビネットでの実験終了時と実験時のいずれかにおいて作業室と前室との間のドアを開閉したとしても、各室間の空気の流れを常に汚染度の低い部分から汚染度の高い部分へと一方向に維持できる。
【００５７】
以上のように、本発明による高度安全施設と制御方法は、前室と、前室と扉で接続する作業室及び作業室の内部に在って作業室と開度調整可能な扉で連通し汚染物質を内在している実験用キャビネットから構成され、前室と作業室に接続する固定式給気装置と前室に接続する定風量装置及び作業室と実験用キャビネットに接続する可変風量型定風量装置を装備して、作業室に対する前室からの空気の流れを常に一方向に維持させるために、作業室と実験用キャビネットとの合計排気風量を、前室の定風量の排気風量よりも大きい一定値に維持しながら、作業室と実験用キャビネットとの排気風量の比率を実験用キャビネットの扉の開度に連動させて制御し、扉の開度に拘わらず各室間の空気の流れを汚染度の低い部分から高い部分へ一方向に維持しており、従来のように作業室における変風量装置の風量増大が実験用キャビネットの扉の作動に追随できないことで、作業室の室圧が前室に対して陽圧をなることから、作業室から前室に逆流を生ずる現象や風量装置間の相互干渉による外乱等の現象を阻止している。
【００５８】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による高度安全施設とその制御方法は、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、高度安全施設の内部設備と用途、実験用キャビネットでの実験内容等、発明の趣旨に反しない範囲において、各種の変更が可能であることは当然である。
【００５９】
【発明の効果】
本発明による高度安全施設は、前室と、前室と扉で接続する作業室及び作業室の内部に在って作業室と開度調整可能な扉で連通し汚染物質を内在している実験用キャビネットから構成され、前室と作業室に接続する固定式給気装置と前室に接続する定風量装置及び作業室と実験用キャビネットに接続する可変風量型定風量装置を装備して、作業室に対する前室からの空気の流れを常に一方向に維持させるために、作業室と実験用キャビネットとの合計排気風量を、前室の定風量の排気風量よりも大きい一定値に維持しながら、作業室と実験用キャビネットとの排気風量の比率を実験用キャビネットの扉の開度に連動させて制御することを特徴にしており、前室、作業室及び実験用キャビネット間の室圧差を制御することなく、各室からの排気風量のみを直接制御することで汚染度の低い部分から汚染度の高い部分へと各室間の空気の流れを常に一方向に維持できる効果を奏している。
【００６０】
又、本発明による高度安全施設は、上記高度安全施設において、給気装置を固定式ダンパーにすることを特徴としており、上記効果に加えて、給気装置のコストを削減できる効果を奏している。
【００６１】
本発明による高度安全施設の制御方法は、上記高度安全施設を制御する方法であって、前室と作業室に接続する固定式給気装置の開度を所定値に固定して給気し、前室の排気風量を定風量に制御すると共に、作業室と実験用キャビネットとの排気風量を可変にして、作業室に対する前室からの空気の流れを常に一方向に維持させるために、作業室と実験用キャビネットとの合計排気風量を、前室の定風量の排気風量よりも大きい一定値に維持しながら、作業室と実験用キャビネットとの排気風量の比率を実験用キャビネットの扉の開度に連動させて制御することを特徴としており、各室からの排気風量を直接的に制御することで、実験用キャビネットの扉の開度や作業室と前室間の扉を開閉しても汚染度の低い部分から汚染度の高い部分へと各室間の空気の流れを一方向に維持できる効果を奏している。
【図面の簡単な説明】
【 図１】本発明による高度安全施設の概要図
【 図２】本発明における実験時の流量設定と空気流の状態図
【 図３】本発明における飼育時の流量設定と空気流の状態図
【 図４】本発明において実験時にドアを開放した際の空気流の状態図
【 図５】従来の高度安全施設の概要図
【符号の説明】
１ ＢＨ施設、 ２、２’ 固定式ダンパー、 ３ 定風量装置、
４、５ 可変風量型定風量装置、 ６ 扉、 ７ 制御装置、
２０ ＢＨ施設、 ２１ 作業室、 ２２ 前室、 ２３ ドア、
２４ 実験用キャビネット、 ２５ 給気ファン、 ２６ 排気ファン、
２７Ａ、２７Ｂ 定風量装置、 ２８ 高性能フィルタ、
２９Ａ、２９Ｂ 変風量装置、 ３０ 扉、 ３１ 差圧計、
３２ 制御装置、
【発明の属する技術分野】
本発明は、高度安全施設とその制御方法に関し、特に、各室間の室圧差を制御せずに各室からの排気量を制御することで、汚染度の低い部分から汚染度の高い部分へと各室間の空気の流れを一方向に維持する高度安全施設とその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
病原体に対する免疫研究、バイオテクノロジーによる制約技術や放射性同位元素による素材の改良技術等、最新技術の開発研究・生産工程向けの高度安全施設では、施設内の汚染空気が外部に漏洩するのを防止するために施設内の室圧を陰圧に保つと共に、施設内の各室間における空気の相互汚染問題を避けるために室圧制御を行っている。
【０００３】
例えば、高度安全施設の１つであるバイオハザード対策施設（以下、ＢＨ施設と称する）では、施設内の作業室と作業室の内部に在って汚染物質を発生する動物実験を実施する実験用キャビネット及び作業室と扉で接続する前室において、各室間の空気の流れを汚染度の低い部分から汚染度の高い部分へと一方向にするように室圧制御が行われている。
【０００４】
図５に示すように、従来のＢＨ施設２０は作業室２１と前室２２から構成されており、その間はドア２３によって接続されている。又、作業室２１には、汚染物質を発生する動物実験を実施するために開度調整の可能な扉を備えた実験用キャビネット２４等が配置されており、扉の開度を小さくした実験用キャビネット２４での飼育と扉の開度を大きくした実験作業を実施できるように構成されている。
【０００５】
ＢＨ施設２０には、給気ファン２５と排気ファン２６とによって外気の供給と室内からの排気が行われている。給気ファン２５と前室、作業室のとの間には、それぞれに、定風量装置２７Ａ、２７Ｂと高性能フィルタ２８とが配置されており、各室と排気ファン２６との間には、高性能フィルタ２８と変風量装置２９Ａ、２９Ｂがそれぞれに配置されている。
【０００６】
又、実験用キャビネット２４と排気ファン２６との間にはモータダンパーＭＤが接続されており、飼育と実験作業時に応じて実験用キャビネット２４の排気風量を２段階に変更できるように速度を切り替え可能にしている。尚、実験用キャビネット２４と排気ファン２６との間にも、汚染空気が外部に排出されないように、高性能フィルタ２８が配置されている。
【０００７】
作業室２１と前室２２とは、それぞれの定風量装置２７Ａ、２７Ｂとによって給気風量を一定に保つと共に、作業室２１と前室２２との間に配置された差圧計３１からの差圧信号によって制御装置３２が作動し、作業室２１が前室２２に対して常に陰圧を保つように、変風量装置２９Ａ、２９Ｂの流量を互いに調整している。これによって、作業室２１と前室２２との間には、例えば３０（Ｐａ）の差圧が常に保持されるように制御されており、前室２２から作業室２１に流れる一方向の気流を形成している。
【０００８】
実験用キャビネット２４は、実験作業時には扉３０の開度が大きいので、動物が発する汚染物質が外部に漏れないようにその排気風量を大にしているが、実験終了後には扉の開度を小さくして飼育状態に戻すために、その排気風量を大から小に変更することになる。この過程では、実験用キャビネット２４からの排気風量の減少に追随して作業室２１の室圧が上昇する。
【０００９】
そこで、センサー３１からの差圧信号による、制御装置３２からの指令が変風量装置２９Ａと２９Ｂを作動させ、フィードバック制御によって変風量装置２９Ｂの流量を増大させるように制御して、作業室２１の上昇した室圧を下げて、空気の流れの方向を前室２２から作業室２１及び作業室２１から実験用キャビネット２４に向かうように調整している。
【００１０】
しかして、上記制御の第１ステップである、実験用キャビネットの排気風量を大から小に変更するためのモータダンパーＭＤの操作は短時間で完了するが、上記制御の第２ステップに相当する、変風量装置２９Ｂの流量を必要風量に増大させるための調整は、第１ステップの操作よりも多くの時間を要する。
即ち、第２ステップの制御は、作業室２１の室圧上昇の信号を差圧計３１から制御装置３２が受けることで、変風量装置２９Ａと２９Ｂとを制御するものであるが、センサー３１の感応速度に比べて変風量装置２９Ａ、２９Ｂの応答速度が鈍く、室圧の制御をフィードバック制御で行うと、実験用キャビネットの排気風量を大から小に操作する第１ステップの制御よりも多くの時間を要するからである。
【００１１】
このために、変風量装置２９Ａと２９Ｂとのフィードバック制御によって、室圧が実験終了前の規定の状態に回復する時間内には、作業室２１の室圧が前室２２の室圧よりも高くなる状況が起こることで、作業室２１から前室２２に逆流を生じるという問題が発生する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題に鑑みて検討されたものであり、前室、作業室及び実験用キャビネット間の室圧差を制御せずに、各室からの排気風量を直接的に制御することによって、各室間の空気の流れを汚染物質の方向に維持できるように構成した高度安全施設とその制御方法を提供している。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による高度安全施設は、前室と、前室と扉で接続する作業室及び作業室の内部に在って作業室と開度調整可能な扉で連通し汚染物質を内在している実験用キャビネットから構成され、前室と作業室に接続する固定式給気装置と前室に接続する定風量装置及び作業室と実験用キャビネットに接続する可変風量型定風量装置を装備して、作業室に対する前室からの空気の流れを常に一方向に維持させるために、作業室と実験用キャビネットとの合計排気風量を、前室の定風量の排気風量よりも大きい一定値に維持しながら、作業室と実験用キャビネットとの排気風量の比率を実験用キャビネットの扉の開度に連動させて制御することを特徴にしており、前室、作業室及び実験用キャビネット間の室圧差を制御することなく、各室からの排気風量のみを直接制御することで汚染度の低い部分から汚染度の高い部分へと各室間の空気の流れを常に一方向に維持している。
【００１４】
又、本発明による高度安全施設は、上記の高度安全施設において、給気装置を固定式ダンパーにすることを特徴としており、上記機能に加えて、給気装置のコストを削減している。
【００１５】
本発明による高度安全施設の制御方法は、上記高度安全施設を制御する方法であって、前室と作業室に接続する固定式給気装置の開度を所定値に固定して給気し、前室の排気風量を定風量に制御すると共に、作業室と実験用キャビネットとの排気風量を可変にして、作業室に対する前室からの空気の流れを常に一方向に維持させるために、作業室と実験用キャビネットとの合計排気風量を、前室の定風量の排気風量よりも大きい一定値に維持しながら、作業室と実験用キャビネットとの排気風量の比率を実験用キャビネットの扉の開度に連動させて制御することを特徴としており、各室からの排気風量を直接的に制御することで、実験用キャビネットの扉の開度の如何や作業室と前室間の扉の開閉に拘わらず、汚染度の低い部分から汚染度の高い部分へと各室間の空気の流れを一方向に維持している。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明による高度安全施設は、前室と、前室と扉で接続する作業室及び作業室の内部に在って作業室と開度調整可能な扉で連通し汚染物質を内在している実験用キャビネットから構成され、前室と作業室に接続する固定式給気装置と前室に接続する定風量装置及び作業室と実験用キャビネットに接続する可変風量型定風量装置を装備して、作業室に対する前室からの空気の流れを常に一方向に維持させるために、作業室と実験用キャビネットとの合計排気風量を、前室の定風量の排気風量よりも大きい一定値に維持しながら、作業室と実験用キャビネットとの排気風量の比率を実験用キャビネットの扉の開度に連動させて制御し、扉の開度に拘わらず各室間の空気の流れを汚染度の低い部分から高い部分への一方向に維持している。
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明するが、理解を容易にするために、従来と同様の装置等については同符号を付している。
【００１８】
図１は、本発明による高度安全施設とその制御方法を適用した一実施形態であるＢＨ施設の概要図である。
【００１９】
ＢＨ施設１は、従来例と同様に作業室２１と前室２２及びその間のドア２３から構成されており、作業室２１に汚染物質を発生する動物実験を実施するために、開度調整が可能な扉６を備えた実験用キャビネット２４を配置することも同様である。
【００２０】
本発明を適用したＢＨ施設１では、ＢＨ施設１に給気ファン２５と排気ファン２６とが配置されて、外気の供給と室内からの排気を行っているが、給気ファン２５と各室間には、従来のＢＨ施設２０と異なって固定式ダンパー２、２’と高性能フィルタ２８を配置しており、固定式ダンパー２、２’の風量制御を廃止することで、従来のように定風量装置２７Ａ、Ｂと変風量装置２９Ａ、Ｂもしくは変風量装置２９Ａ、Ｂ間の相互干渉で発生する外乱等を回避して、制御系統の簡素化を図ると共にＢＨ施設の設備コストを低減している。
【００２１】
又、前室２２と排気ファン２６との間には、定風量装置３と高性能フィルタ２８が配置されて、作業室２１と実験用キャビネット２４とに接続されている排気ファン２６との間には、可変風量型定風量装置４、５と高性能フィルタ２８とが配置されており、それぞれに稼働することで汚染空気が外部に排出されないように運転制御されている。
【００２２】
作業室２１と前室２２とは、それぞれの固定式ダンパー２、２’の開度を所定値に設定すると共に、作業室２１に対する前室２２からの空気の流れを常に一方向に維持させるために、作業室２１と実験用キャビネット２４からの合計された総排気風量を一定値に保持しながら、作業室２１に接続の可変風量型定風量装置４と実験用キャビネット２４に接続の可変風量型定風量装置５との流量比率を変更できるように制御装置７によって制御されている。
【００２３】
即ち、実験作業時に、動物が発する汚染物質が外部に漏れないようにその排気風量を大にしている実験用キャビネット２４が、実験中に扉６の開度を変えたり、実験終了後に扉６の開度を小さくして飼育状態に戻すことで、実験用キャビネット２４の排気風量が変動したり大から小に変更する場合でも、前室２２及び作業室２１の固定式ダンパー２、２’の開度や前室２２に接続する定風量装置３の排気風量の設定は制御することなくそのままにして、作業室２１からの合計された総排気風量を一定値に保持しながら、作業室２１と実験用キャビネット２４からの各排気風量の比率を変えることで対応している。
【００２４】
そして、実験用キャビネット２４の排気風量の切り替えと作業室２１の排気風量の切り替えとは、給気側の固定式ダンパー２と前室の定風量装置３を所定値に設定したままで同時に制御していることで、従来例で発生していた実験用キャビネット２４からの排気風量の減少に追随する作業室２１の室圧上昇を回避することになって、作業室２１と前室２２との各室圧は変化しないことから両室間には一定の室圧差が維持され、結果的に、前室２２から作業室２１への空気流の方向は一定方向に維持される。
【００２５】
又、上記制御によると、実験用キャビネット２４の扉６の開度調整が行われている間に、前室２２と作業室２１とを接続しているドア２３を開閉しても、前室２２の給、排気風量の設定と作業室２１の給、排気風量の設定とはその設定比率において変化のないことから、後述するようにドア２３の開放によって前室２２と作業室２１との室圧が同じになっても、空気流としては前室２２から作業室２１へと流れ方向が維持されている。
【００２６】
以上のように、本発明による高度安全施設は、実験用キャビネットの排気風量を含めた作業室からの合計された総排気風量を一定値に制御するように、各室の給排気風量を予め設定することで、各室間の室圧差はこれを考慮する必要がないことを特徴にしているので、従来における室圧差制御方式のように、実験用キャビネットの排気風量を大から小に変更するモータダンパーＭＤの操作時間内に、作業室における変風量装置の風量増大が追随できないために発生する作業室の室圧が前室に対して陽圧になることで、作業室から前室の間に生ずる逆流現象や風量装置間の相互干渉等による外乱現象を阻止している。
【００２７】
次に、本発明による高度安全施設の制御方法について説明する。
本発明による制御方法では、上述のＢＨ施設１において、前室と作業室に接続する固定式給気装置の開度を所定値に固定して給気し、前室の排気風量も定風量に制御している。
【００２８】
一方、作業室と実験用キャビネットとの排気風量は可変にしてあり、作業室に対する前室からの空気の流れを常に一方向に維持させるために、作業室と実験用キャビネットとの合計される総排気風量を、前室の定風量の排気風量よりも大きい一定値に維持しながら、作業室と実験用キャビネットとの排気風量の比率を実験用キャビネットの扉の開度に連動させて制御しており、各室からの排気風量を直接的に制御することで、実験用キャビネットの扉の開度の如何や作業室と前室間の扉の開閉に拘わらず、汚染度の低い部分から汚染度の高い部分へと各室間の空気の流れを一方向に維持している。
【００２９】
以下に、本制御方法の作動状態を実施の形態に基づいて説明する。
本発明による制御方法を適用しているたＢＨ施設１は、上述のように作業室２１と前室２２及びその間を連絡するドア２３から構成され、作業室２１内に開度調整が可能な扉６を備えた実験用キャビネット２４を配備しており、汚染物質を発生する動物の実験作業時には、実験用キャビネット２４の扉６の開度が大になるが、実験用キャビネット２４では扉６の開度に対応する制御装置７が、可変風量型定風量装置５を機能させて排気風量を大にすると共に、実験終了後には、小さくなる扉６の開度に対応させて可変風量型定風量装置５を機能させて排気風量を大から小に変更している。
【００３０】
又、実験作業時、実験終了時のいずれの場合にも、ドア２３を通して前室２２から作業室２１に向かう空気の流れは一方向に維持されなければならないが、本発明による制御方法では、実験用キャビネット２４の扉６の開度に対応する制御装置７が、可変風量型定風量装置５と共に可変風量型定風量装置４をも流量を変化させており、いずれの場合においても、作業室２１からの排気風量と実験用キャビネット２４からの排気風量とを合計した総排気風量を一定値に設定していることで、実験用キャビネット２４の開度変更にも拘わらず、作業室２１と前室２２との差圧が一定に保たれることから、気流の一方向性が維持されることになる。
【００３１】
しかして、ドア２３を開放した際にも、定風量装置３による前室２２からの排気風量が一定であることと、上述したように作業室２１からの総排気風量が一定であることとから、固定式ダンパー２’から作業室２１への給気風量が減少する分だけ、固定式ダンパー２から前室２２への給気風量が増加し、その増加分がドア２３を通じて前室２２から作業室２１に流れ込むことになり、これによって、ドア２３が開放してもドア２３を通じての一方向の風量が増加して、作業室から前室への汚染空気の飛散が防止され、高度安全施設としての安全性が維持されている。
【００３２】
次に、上記の制御方法によって、ＢＨ施設１における所望の作動状況が確実に遂行されることを確認する。
【００３３】
図２は、実験用キャビネット２４の扉６の開度を最大にする実験作業時における各部位と、前室２２に結合した定風量装置３、作業室２１と実験用キャビネット２４とに結合した可変風量型定風量装置４、５の機器の圧力と流量の値を表示している。
【００３４】
図２（ａ）は、実験作業時における各部位と機器の圧力と流量の値であり、前室２２に結合されている定風量装置３、作業室２１に結合されている可変風量型定風量装置４及び実験用キャビネット２４に結合されている可変風量型定風量装置５の流量をそれぞれに設定した場合の圧力と流量の値である。
【００３５】
本実施の形態における実験作業時では、定風量装置３の設定流量は、２３０ｍ3／ｈに設定されるのに対して、可変風量型定風量装置４と可変風量型定風量装置５の設定流量は、１７０ｍ3／ｈと６２０ｍ3／ｈであって、合計した設定流量は７９０ｍ3／ｈに制御されている。
【００３６】
そして、これらの流量を維持するための前室２２に結合されている固定式ダンパー２の流量と作業室２１に結合されている固定式ダンパー２’の流量とは、２３３ｍ3／ｈと７８７ｍ3／ｈに設定されていることから、結果としてドアからの流れは、３ｍ3／ｈになると共に、作業室２１と前室２２との各流量は、７９０ｍ3／ｈと２３３ｍ3／ｈであり、給気ファンの各数値は２８７Ｐａと１０２０ｍ3／ｈ、排気ファンの各数値は−２８５Ｐａと１０２０ｍ3／ｈと、給・排気量がバランスしている。
【００３７】
当然のことながら、この場合における作業室２１の圧力は、−５２Ｐａであり、前室２２の圧力は、−２２Ｐａになっており、作業室２１と前室２２との間の空気の流れは前室２２から作業室２１への一方向に維持されている。
【００３８】
尚、図２（ｂ）には、実験用キャビネット２４の扉６の開度を大にした場合における、上記の固定式ダンパーの各流量、各可変風量型定風量装置の設定流量及び前室２２から作業室２１へのドアからの流れ関連を示しており、同時に、作業室２１と前室２２との室圧状態を表示している。
【００３９】
図３は、実験用キャビネット２４の扉６の開度を小さくした実験終了時における各部位と、実験用キャビネット２４に結合した定風量装置３、作業室２１と実験用キャビネット２４とに結合した可変風量型定風量装置４、５の機器の圧力と流量の値を表示している。
【００４０】
図３（ａ）は、実験終了時における同様の各部位と機器の圧力と流量の値である。
【００４１】
実験終了時には、実験用キャビネット２４を飼育状態に戻すことで、汚染物質が作業室２１内に漏れる可能性が減少することから、実験用キャビネット２４に結合されている可変風量型定風量装置５の排気流量を、扉６に連動している制御装置７によって大から小に変更させるように制御しているが、この場合でも、作業室２１からの排気風量と実験用キャビネット２４からの排気風量とは、その組み合わせを変更するのみで、両排気風量を合計した値は一定値を維持するように設定してある。
【００４２】
即ち、定風量装置３の設定流量は、２３０ｍ3／ｈで実験時の値と同様であるが、可変風量型定風量装置４と可変風量型定風量装置５の流量は、４３０ｍ3／ｈと３６０ｍ3／ｈと、その設定流量を変えて互いの風量は逆転状態に制御しているものの、両排気風量を合計した総排気流量は７９０ｍ3／ｈと実験時と同様のままである。
【００４３】
そして、前室２２に結合されている固定式ダンパー２の流量は、２３３ｍ3／ｈ、作業室２１に結合されている固定式ダンパー２’の流量は７８７ｍ3／ｈと実験時と同様値に維持されており、ドアからの流れも３ｍ3／ｈになっている。
【００４４】
又、給気ファンの各数値も２８７Ｐａと１０２０ｍ3／ｈ、排気ファンの各数値は−２８５Ｐａと１０２０ｍ3／ｈと、実験作業時と同じ値である。
【００４５】
従って、この場合における作業室２１と前室２２の圧力も、−５２Ｐａ、−２２Ｐａになって、作業室２１と前室２２との間の空気の流れは一定方向に維持されたままである。
【００４６】
図３（ｂ）は、図２（ｂ）と同様に、上記の固定式ダンパーの各流量、各可変風量型定風量装置の設定流量及び前室２２から作業室２１へのドアからの流れ関連を示しており、同時に、作業室２１と前室２２との室圧状態を表示している。
【００４７】
図４は、扉６の開度を大きくした実験用キャビネット２４での実験作業時において、作業室２１と前室２２との間にあるドア２３を開放した場合における各部位と、実験用キャビネット２４に結合した定風量装置３、作業室２１と実験用キャビネット２４とに結合した可変風量型定風量装置４、５の機器の圧力と流量の値を表示している。
【００４８】
図４（ａ）は、実験作業時において作業室２１と前室２２との間にあるドア２３を開放した場合の各部位と機器の圧力と流量の値である。
【００４９】
実験作業時においてドア２３を開放した場合の各部位と機器の圧力と流量の値は、図示のように、定風量装置３の設定流量は、２３０ｍ3／ｈであって、可変風量型定風量装置４の設定流量１７０ｍ3／ｈと可変風量型定風量装置５の設定流量６２０ｍ3／ｈとを合計した総流量は、図２（ａ）で示した実験作業時における合計の総流量と同じ７９０ｍ3／ｈであるが、作業室２１と前室２２との圧力は、ドア２３の開放によっても同じ値の３３２Ｐａである。
【００５０】
一方、前室２２に結合されている固定式ダンパー２の流量が２３３ｍ3／ｈから増大して２４４ｍ3／ｈであるのに対して、定風量装置３の設定流量は、２３０ｍ3／ｈであることから、前室２２には、１４（＝２４４−２３０）ｍ3／ｈの空気が残留することになる。
【００５１】
他方では、作業室２１における固定式ダンパー２’の流量は７８８ｍ3／ｈから減少して７７６ｍ3／ｈであるのに対して、可変風量型定風量装置４、５の合計した総流量は、７９０ｍ3／ｈであることから、作業室２１では、−１４（＝７７６−７９０）ｍ3／ｈとなって、１４ｍ3／ｈの空気が不足することになる。
【００５２】
このために、作業室２１と前室２２との間では、両室の圧力差が零状態になるように開放されたドアを通って空気の流動が発生し、前室２２から作業室２１へへの流量は１４ｍ3／ｈと、閉鎖されたドアの隙間を通っての流量３ｍ3／ｈから増大する状態を形成している。
【００５３】
尚、図４（ｂ）には、上記の固定式ダンパーの各流量、各可変風量型定風量装置の設定流量及び前室２２から作業室２１へのドアからの流れ関連を示しており、同時に、作業室２１と前室２２との室圧状態を表示している。
【００５４】
そして、この状態を維持するための給気ファンの各数値は、２８７Ｐａと１０２０ｍ3／ｈであり、排気ファンの各数値は、−２８５Ｐａと１０２０ｍ3／ｈであって、実験作業時と同値のままである。
【００５５】
従って、作業室２１の実験用キャビネット２４で実験作業を続けながら、作業室２１と前室２２との間にあるドア２３を開放した場合にも、従来施設のように、作業室と前室との間に室圧差を形成する必要性から各室と結合した変風量装置を制御することで室圧の調整をしなくても、作業室２１の可変風量型定風量装置４と実験用キャビネット２４の可変風量型定風量装置５とを直接制御するのみで、作業室２１と前室２２間の空気の流れを一方向に維持することができる。
【００５６】
上記説明で明らかなように、本発明による制御方法は、前室２２に結合されている定風量装置３を一定風量に設定した状態で固定し、作業室２１の可変風量型定風量装置４と実験用キャビネット２４の可変風量型定風量装置５との合計した総風量を、前室２２の定風量の排気風量よりも大きい一定値に維持しながら、両可変風量型定風量装置の風量の組み合わせを２段階もしくは無段階に設定して置き、実験用キャビネット２４の実験終了時と実験時もしくは実験時の扉の開度に連動させてこれを切替制御するものであるが、これによって、実験用キャビネットでの実験終了時と実験時のいずれかにおいて作業室と前室との間のドアを開閉したとしても、各室間の空気の流れを常に汚染度の低い部分から汚染度の高い部分へと一方向に維持できる。
【００５７】
以上のように、本発明による高度安全施設と制御方法は、前室と、前室と扉で接続する作業室及び作業室の内部に在って作業室と開度調整可能な扉で連通し汚染物質を内在している実験用キャビネットから構成され、前室と作業室に接続する固定式給気装置と前室に接続する定風量装置及び作業室と実験用キャビネットに接続する可変風量型定風量装置を装備して、作業室に対する前室からの空気の流れを常に一方向に維持させるために、作業室と実験用キャビネットとの合計排気風量を、前室の定風量の排気風量よりも大きい一定値に維持しながら、作業室と実験用キャビネットとの排気風量の比率を実験用キャビネットの扉の開度に連動させて制御し、扉の開度に拘わらず各室間の空気の流れを汚染度の低い部分から高い部分へ一方向に維持しており、従来のように作業室における変風量装置の風量増大が実験用キャビネットの扉の作動に追随できないことで、作業室の室圧が前室に対して陽圧をなることから、作業室から前室に逆流を生ずる現象や風量装置間の相互干渉による外乱等の現象を阻止している。
【００５８】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による高度安全施設とその制御方法は、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、高度安全施設の内部設備と用途、実験用キャビネットでの実験内容等、発明の趣旨に反しない範囲において、各種の変更が可能であることは当然である。
【００５９】
【発明の効果】
本発明による高度安全施設は、前室と、前室と扉で接続する作業室及び作業室の内部に在って作業室と開度調整可能な扉で連通し汚染物質を内在している実験用キャビネットから構成され、前室と作業室に接続する固定式給気装置と前室に接続する定風量装置及び作業室と実験用キャビネットに接続する可変風量型定風量装置を装備して、作業室に対する前室からの空気の流れを常に一方向に維持させるために、作業室と実験用キャビネットとの合計排気風量を、前室の定風量の排気風量よりも大きい一定値に維持しながら、作業室と実験用キャビネットとの排気風量の比率を実験用キャビネットの扉の開度に連動させて制御することを特徴にしており、前室、作業室及び実験用キャビネット間の室圧差を制御することなく、各室からの排気風量のみを直接制御することで汚染度の低い部分から汚染度の高い部分へと各室間の空気の流れを常に一方向に維持できる効果を奏している。
【００６０】
又、本発明による高度安全施設は、上記高度安全施設において、給気装置を固定式ダンパーにすることを特徴としており、上記効果に加えて、給気装置のコストを削減できる効果を奏している。
【００６１】
本発明による高度安全施設の制御方法は、上記高度安全施設を制御する方法であって、前室と作業室に接続する固定式給気装置の開度を所定値に固定して給気し、前室の排気風量を定風量に制御すると共に、作業室と実験用キャビネットとの排気風量を可変にして、作業室に対する前室からの空気の流れを常に一方向に維持させるために、作業室と実験用キャビネットとの合計排気風量を、前室の定風量の排気風量よりも大きい一定値に維持しながら、作業室と実験用キャビネットとの排気風量の比率を実験用キャビネットの扉の開度に連動させて制御することを特徴としており、各室からの排気風量を直接的に制御することで、実験用キャビネットの扉の開度や作業室と前室間の扉を開閉しても汚染度の低い部分から汚染度の高い部分へと各室間の空気の流れを一方向に維持できる効果を奏している。
【図面の簡単な説明】
【 図１】本発明による高度安全施設の概要図
【 図２】本発明における実験時の流量設定と空気流の状態図
【 図３】本発明における飼育時の流量設定と空気流の状態図
【 図４】本発明において実験時にドアを開放した際の空気流の状態図
【 図５】従来の高度安全施設の概要図
【符号の説明】
１ ＢＨ施設、 ２、２’ 固定式ダンパー、 ３ 定風量装置、
４、５ 可変風量型定風量装置、 ６ 扉、 ７ 制御装置、
２０ ＢＨ施設、 ２１ 作業室、 ２２ 前室、 ２３ ドア、
２４ 実験用キャビネット、 ２５ 給気ファン、 ２６ 排気ファン、
２７Ａ、２７Ｂ 定風量装置、 ２８ 高性能フィルタ、
２９Ａ、２９Ｂ 変風量装置、 ３０ 扉、 ３１ 差圧計、
３２ 制御装置、
Claims (3)
- 前室、該前室と扉で接続する作業室及び作業室の内部に在って作業室と開度調整可能な扉で連通し汚染物質を内在している実験用キャビネットから構成される高度安全施設であって、前室と作業室に接続する固定式給気装置、前室に接続する定風量装置、作業室と実験用キャビネットに接続する可変風量型定風量装置から成り、作業室に対する前室からの空気の流れを常に一方向に維持させるために、作業室と実験用キャビネットとの合計排気風量を、前室の定風量の排気風量よりも大きい一定値に維持しながら、作業室と実験用キャビネットとの排気風量の比率を実験用キャビネットの扉の開度に連動させて制御することを特徴とする高度安全施設。
- 給気装置が、固定式ダンパーであることを特徴とする請求項１に記載の高度安全施設。
- 請求項１又は２に記載される高度安全施設の制御方法であって、前室と作業室に接続する固定式給気装置の開度を所定値に固定して給気し、前室の排気風量を定風量に制御すると共に、作業室と実験用キャビネットとの排気風量を可変にして、作業室に対する前室からの空気の流れを常に一方向に維持させるために、作業室と実験用キャビネットとの合計排気風量を、前室の定風量の排気風量よりも大きい一定値に維持しながら、作業室と実験用キャビネットとの排気風量の比率を実験用キャビネットの扉の開度に連動させて制御することを特徴とする高度安全施設の制御方法。
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