JP5139311B2 - 複数のクリーンルームの運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、共用の筐体構造物の中の区画内における複数のクリーンルームの運転に関し、特に、ルーム内の汚染を最小限にし、ルーム間の相互汚染を最小限にする方法に関する。

特に生命科学の実験室で、大きな共用の筐体構造物、又はルーム内に複数の別個のクリーンルームを設置することが良く知られている。このようなクリーンルームは、ビニールシートといった柔軟なシート材で覆われた独立した骨格を有する比較的堅い筐体又は移動式の構造体であり、個々の筐体が１又はそれ以上のブロワ−フィルタユニット（以下、ブロワ）を有しおり、高性能の微粒子エアフィルタ（ＨＥＰＡフィルタ）を通してルームに空気流を連続的に与える。ビニールで覆ったクリーンルームの配置の既知の一例が、例えば、本出願人による米国特許番号第４，８０４，３９２号に開示されており、その全体的な開示が参照することにより本書に盛り込まれている。このようなクリーンルームで使用するブロワは、一般に、主にルームの柔軟な壁の下端の下方から空気が流出しつつ、動作時に少なくとも１分に約１回ルームに空気を十分に補充するための性能を有している。

また、わずかな負圧、又は減圧下でクリーンルームを運転させることが知られており、このようなケースでは、ブロワは一般に再びＨＥＰＡフィルタを通してルーム内から空気を引き、共用の筐体内の空気にフィルタ処理した空気を排出することで、主にルームの壁又はその上部の入口に収容されているフィルタを通してルームの空気が入れ替わる。

上記のような本出願人の先行特許に記載されたクリーンルームといった複数の移動式クリーンルームを使用する実験室の運用では、個々のクリーンルームの区画が一般に、筐体構造物の中に並列の関係で前後又は左右に配置されており、列の間に進入用通路が設けられ、ブロワが、進入用通路の反対側である個々のルームの向こう側の側面に配置され、各列の隣接するルーム間にそれらの間にブロワを取り付けるのに十分な間隔を開けており、修理を行うためのブロワへの進入路を形成し、当該列が間隔を空けて進入用通路を形成している。列の間の進入用通路に面している個々のルームの側壁に、例えば、エアロック式に閉鎖する進入用カーテン又は壁によって、個々のクリーンルームへの進入路を設けている。また、個々のクリーンルームの上部にブロワを設置することが知られている。

クリーンルームのブロワの作動により、予めフィルタ処理されてルームから流出する空気が、筐体構造物の周囲からの空気とともにブロワの中に引き戻されることが見出されている。連続的な作動により、予めフィルタ処理されたブロワを囲む空気の割合が増加して、最大約９０％又はそれ以上の予めフィルタ処理された空気から成る清浄なエアバブルを事実上生成できるため、フィルタ処理した部分の空気がクリーンルームに入るのをこれに応じて増加させ、フィルタの性能を上げる。

本発明は、個々のクリーンエアルームに取り付けられたブロワの位置を変え、個々のブロワユニットによって形成されるクリーンエアバブルが区画にわたって互いに重なるように、相互の関連で区画にクリーンエアルームを配置することによって、共用構内にクリーンエアルームの区画を採用する設備において、このような清浄なエアバブルの概念を巧みに利用する。このため、実質的に、区画全体を網羅して、隣接するクリーンルーム間及びこれらの周囲及び人間及び器具が通るエリアに高レベルの清浄度を生成する大きなクリーンエアバブルを形成することで、汚染物質がクリーンルームに進入する可能性を最小限にする。各クリーンルームに少なくとも２つ、好適には３つのブロワを使用し、各ブロワユニットによって形成されるクリーンエアバブルが隣接するブロワユニットによって形成されるバブルと区画にわたって重なるように、ブロワ及びクリーンルームを区画に配置することによって、これを実行してもよい。必要に応じて、クリーンルームへの進入用開口部のエリア、又は人間の作業により最も頻繁に行き来するエリアに、高濃度の予めフィルタ処理された空気を提供するようブロワを配置できる。クリーンルームの大きさ及びブロワの容量は、使用するブロワの数及び区画内のブロワ及びクリーンルームの配置にある程度影響を与えるであろう。

また、個々のクリーンルームの中からの空気の一部がルームの上壁の開口部を通って流出できることによって、クリーンルームを囲むクリーンエアバブルの有効高さを増加させ、少なくとも筐体構造物でのバブルの効果を促進できることが分かっている。また、限られた空気が進入エリア周辺の上部から流出できることによって、予めフィルタ処理された空気のパーセンテージを、エアロック式の進入エリアといった所定のエリアの中で増やすことができる。上部から流出する空気の量を、ルームの上壁に１又はそれ以上の閉鎖可能又は部分的に閉鎖可能な開口部を設けることによって、容易に制御してもよい。

本発明の他の特徴及び利点が、図面とともに以下の詳細な説明から明らかとなろう。

ここで、詳細に図面を参照すると、図１は、２列に並設された移動式クリーンエアルーム１０であって、各クリーンルームが当該２列の間の進入用通路１３の反対側の端壁に設置された全体として同一の２つのブロワユニット１２を具えたクリーンルームのグループ−このケースでは６、の従来の配置を示す。このような構成で使用される従来技術のクリーンエアルームは、一つのブロワユニットのみ、又はグループの各クリーンルームで３つ程度のブロワを使用するものと指摘されている。クリーンエアルーム１０は、本出願人による上記の米国特許番号第４，８０４，３９２号で開示されたタイプでよく、各ルーム１０が、上壁１４、端壁１６及び側壁１８を形成するビニールのシート材で覆われた開放型の独立した管状の骨格から成る。通路２２に面した側壁又は端壁の進入用開口部（図示せず）が、図２によく示すようなエアロック式入口２０によって囲まれている。

エアロック式入口２０が２列の間の通路２２に設置され平行な２列に間隔を空けたクリーンルーム１０の直列配列により、オートクレーブ容器等の容易な結合が可能となり、各ルームに容易且つ便利に近づくことができる。ブロワ１２の作動によって形成されるクリーンエアバブル２６が、各ブロワを囲む拡大する同心円によって図式的に図示されている。図１から明らかなように、２列のクリーンルーム間の開放された通路２２のブロワ１２によって形成されるクリーンエアバブルの効果は、このようなエリアからの汚染物質が、通路を通ってルームの中に移動する人間及び器具によって、クリーンルームの中に容易に運び込まれるのを最小限にする。

クリーンルーム１０の清浄度に関するクリーンエアバブル２６の効果を最大限にするための本発明に係る方法が、図３に示されている。このような構成によれば、それぞれの細長い矩形のクリーンルームに、３つのブロワ１２が設けられており、各端壁のブロワ１２が、全体的にルーム１０の正反対に対向する隅部にあり、３つ目のブロワ１２がルーム１０の一方の側壁１８にエアロック２０に近接して設けられている。このような構成により、修理及びメンテナンスのために各ブロワ１２に容易に近づくことができ、これに加えて、２列の対向する平行なクリーンルーム間の通路２２を塞がない。

同心円状又は円弧状の拡大するパターンによって図式的に示すように、各ブロワを囲むクリーンエアバブル２６が、クリーンルーム全体を完全に網羅する重なり配置を形成する。このようなバブルの配置は、筐体構造物の天井の高さに応じて、全体としてドーム状に上方に向けて拡大するが、当該重なり配置が垂直方向及び水平方向の双方にクリーンルーム区画を網羅するように、このドームは略半球状である。

上述のように、ドーム状の各クリーンエアバブル２６は、ブロワがそれに関連するクリーンルームの近くの周囲から空気を吸い込んで、そのクリーンルームの内部に適切なフィルタを通して空気を送り出すことによって形成される。フィルタ処理した空気は、主に柔軟な端壁及び側壁の下端の下からクリーンルームを抜け出るが、予めフィルタ処理したこのような空気は、クリーンルーム周辺の周囲空気を希釈して入れ替え易く、ブロワの入口の中に吸い込まれる空気は、少なくとも約７５％から９０％以上の予めフィルタ処理して再循環する空気から成る。各ブロワに入る再循環する空気のパーセンテージは、筐体建造物の換気装置及び別のブロワに対するブロワの位置にある程度影響されるが、重なるクリーンエアバブルを形成するパターンでブロワを配置することが、各ブロワによって循環する予めフィルタ処理された空気の割合が増加するだけでなく、複合効果によりクリーンルームの集まり全体を覆う高純度の空気を生成することが見出されている。これは、人間及び器具が区画のクリーンルーム間及びクリーンルームに出入りするよう移動することによる相互汚染の可能性を大いに減らす。さらに、相互汚染に対するこのような防御を、クリーンルームの平行な列の間及びクリーンルームのエアロックの近辺のエリアにより大きなバブルの重なりを形成するようブロワを配置することによって促進できる。

また、ある程度ドーム状のエアバブル２６の高さは、筐体構造物の幾何学的形状によって影響を受ける可能性があり、この形状はクリーンルーム１０の集まりを取り囲む筐体の中の空気の流れに影響を及ぼす可能性がある。また、クリーンルームの中からのフィルタ処理した空気の一部が、図５の弓状線２８によって示すように、クリーンルームの上部から上方に抜けることができるため、このような影響をある程度制御及び／又は操作することができることが分かっている。上壁１４に少なくとも１の出口３０を設けることによって、これを実行してもよい。各出口３０は、好適には、ポーラスなカバー部材３２によって覆われており、あるいはカバー部材がそれに形成された開口部３４を有している。カバー３２は、好適には、例えば開口部３０を取り囲むＶｅｌｃｒｏ（登録商標）ストリップ３４といった適切な手段によって、上壁１４に解放可能に取り付けられる。また、出口３０を、同じように上壁３０に解放可能に保持されたビニールシートといったシート材のカバー（図示せず）によって、部分的（又は全体的）に閉じてもよい。様々な大きさの開口部３６を具えたカバー部材３２を選んで上部から多少空気が流出し得るようにしてもよい。

ブロワ１２によって各クリーンルームの中に送り出される空気の約１０％から約３０％に、好適には約２０％に、開口部３０を通って流出し得る空気の量を規制することが、クリーンルームの集まりを網羅する清浄なエアバブルのドームの水平方向の広がりに影響を及ぼさないことが分かっている。それに加えて、クリーンルームの上部から上方にＨＥＰＡでフィルタ処理された空気を排出することで、周囲のバブルを増やす。エアロックドアの近くの上壁、又は汚染物質に直面する可能性のある他のエリアの近くに出口３０を設置することによって、このエリアにもたらされたフィルタ処理した空気が汚染物質のクリーンルームへの進入に対してさらなる保護を与える。クリーンルームの中及びその周辺の通行量が、エアバブル２６の清浄度に影響を及ぼすため、上部出口３０から排出してエアロックドア２０の付近の所望の清浄度を維持すべき空気の量に影響を及ぼす。

区画の各クリーンルームに関するブロワの数は、個々のルームの大きさ及び各ルームに空気を補充する望ましい頻度にある程度依存する。また、各クリーンルームに関するブロワの数が増えることによって作動に要するエネルギが実質的に増加しないように、ブロワの大きさ及び容量を、その数を増やすとともに減らしてもよい。

本発明に係る好適な実施例を開示及び説明したが、本発明はそれに限定されず、当業者にとって明らかと思われ本発明の精神及び範囲に含まれる全ての実施例を含むことを意図することに留意されたい。

図１は、共用建物の中のクリーンルームのグループに関する従来の移動式クリーンルーム及びブロワ配置であって、ブロワが、クリーンルームの後ろの進入用通路とは反対側の壁に配置された平面図である。 図２は、建物の区画で使用するための３つのブロワを具えた本発明に係る移動式クリーンエアルームの斜視図である。 図３は、３つのブロワを具え、ブロワによって発生した重なっているクリーンエアバブルを示すクリーンルームの平面図である。 図４は、建物の区画に配置された本発明に係る６つの移動式クリーンエアルーム及びブロワを示す図１と同様な平面図である。 図５は、１つのクリーンルームの斜視図であり、空気が上壁の出口から抜け出る様子を示す。 図６は、図５に示すクリーンルームの上壁の斜視図である。 図７は、図６のライン７−７に沿った断片的な拡大した部分図である。

Claims (17)

1. 筐体建造物の共用領域の中の区画の複数のクリーンルームを運転するための方法であって、前記各クリーンルームが、柔軟且つ実質的に空気不浸透性のシート材により上壁及び側壁が覆われた全体として矩形状の開放型フレームを有する移動式筐体と、前記クリーンルームの外側に取り付けられ前記ルームの中にフィルタ処理した空気を供給するための空気供給ブロワ手段と、側壁を介して前記クリーンルームへの進入路を与える入口手段と、から成り、
   前記方法が、平行な２列に間隔を空けたクリーンルームから成りこれらクリーンルーム間の進入用通路及び前記進入用通路に開口する各列の前記クリーンルームへの入口を具えた区画に前記クリーンルームを配置するステップと、
   前記各クリーンルームにフィルタ処理した清浄な空気を供給して空気が前記クリーンルームの前記側壁の下から抜けることができるようにするために各クリーンルームに作動可能に取り付けられた複数のブロワを設置するステップと、
   前記ブロワを連続的に作動させて、フィルタで処理された後、前記クリーンルームに送られ、前記クリーンルームから抜け出た、再循環するフィルタ処理した空気を少なくとも７５％以上含む空気の塊から成るクリーンエアバブルを形成するステップと、
   各ブロワによって形成された前記クリーンエアバブルが少なくとも２の他のブロワによって形成された前記クリーンエアバブルと重なり合うことで、クリーンルームの区画全体が前記ブロワによって形成された前記重なり合うバブルの中に包含されるようなパターンに、前記クリーンルーム及び前記ブロワを配置するステップと、
   を具えることを特徴とする方法。
2. 各クリーンルームに取り付けられる少なくとも３のブロワを用意するステップを具えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 各クリーンルームに取り付けられた１のブロワが前記２列のクリーンルーム間の通路に設置されていることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 各クリーンルームに取り付けられた１のブロワが前記２列のクリーンルーム間の通路に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. さらに、前記上壁の開口部から上方に向けて前記クリーンルームから空気の一部を排出するステップを具えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. さらに、前記上壁の開口部から上方に向けて前記クリーンルームから空気の一部を排出するステップを具えることを特徴とする請求項３に記載の方法。
7. 前記各クリーンルームが、その入口手段にエアロックを有しており、各クリーンルームに取り付けられた１のブロワが前記エアロックの近くに設置されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記各クリーンルームが、その入口手段にエアロックを有しており、各クリーンルームに取り付けられた１のブロワが前記エアロックの近くに設置されており、各クリーンルームの空気の一部が前記上壁の開口部を介して上方に向けて排出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記上壁の開口部が前記エアロックの近くに設置されていることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記各クリーンルームがその入口手段にエアロックを有しており、各クリーンルームに取り付けられた１のブロワが前記エアロックの近くに設置されていることを特徴とする請求項２に記載の方法。
11. 前記各クリーンルームがその入口手段にエアロックを有しており、各クリーンルームに取り付けられた１のブロワが前記エアロックの近くに設置されていることを特徴とする請求項８に記載の方法。
12. 前記各クリーンルームがその入口手段にエアロックを有しており、各クリーンルームに取り付けられた１のブロワが前記エアロックの近くに設置されていることを特徴とする請求項９に記載の方法。
13. 前記ブロワのうちの２つが、前記クリーンルームの列の長手方向に対して略垂直な壁であって、１つが各クリーンルームの正反対に対向する隅部に、隣接するよう取り付けられていることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
14. 前記ブロワのうちの２つが、クリーンルームの前記列の長手方向に対して略垂直な壁であって、１つが各クリーンルームの正反対に対向する隅部に、隣接するよう取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の方法。
15. 前記ブロワが、前記クリーンルーム列間の前記通路の領域に前記クリーンエアバブルのより大きな重なりを形成するよう設置されていることによって、前記クリーンルーム間の相互汚染の可能性を減らすことを特徴とする請求項１に記載の方法。
16. 前記ブロワが、前記クリーンルーム列間の前記通路の領域に前記クリーンエアバブルのより大きな重なりを形成するよう設置されていることによって、前記クリーンルーム間の相互汚染の可能性を減らし、各クリーンルームの空気の一部がその上壁の開口部を通って上方に向けて排出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
17. 前記ブロワが、前記クリーンルーム列間の前記通路の領域に前記クリーンエアバブルのより大きな重なりを形成するよう設置されていることによって、前記クリーンルーム間の相互汚染の可能性を減らし、前記上壁の前記開口部を通って排出される空気の一部が、前記ブロワによって前記クリーンルームの中に送り出される空気の１０から３０パーセントの間であることを特徴とする請求項１に記載の方法。

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