JP6185280B2

JP6185280B2 - クリーンブースにおけるエアフィルタの自動リーク試験システムを用いたリーク試験方法

Info

Publication number: JP6185280B2
Application number: JP2013097903A
Authority: JP
Inventors: 長谷川　雅一; 雅一長谷川; 真中村; 孝久前野; 康孝伊藤; 寿男笹木; 楽周
Original assignee: Dai Dan Co Ltd
Current assignee: Dai Dan Co Ltd
Priority date: 2013-05-07
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2017-08-23
Anticipated expiration: 2033-05-07
Also published as: JP2014219135A

Description

本発明は、クリーンブース内の生産機器の邪魔にならずに設置でき、スクリーンメッシュの取り外しも不要であり、さらには、足場の設置も不要なクリーンブースにおけるエアフィルタの自動リーク試験システム及びそれを用いたリーク試験方法に関する。

米国食品医薬品局制定による医薬品製造基準(Good Manufacturing Practice:ＧＭＰ)の適用を受ける製造作業所、保管場所、試験・検査作業所等のクリーンルームでは、空調装置の吹出口に塵等の異物を除去し得る防塵フィルタが設けられている。

特に、クリーンルーム内に設けられているクリーンブースは、所定の空気清浄度レベル（例えば、グレードＡで、３５２０個／ｍ³ （０．５μｍ）以下）であることが求められており、特に高性能なＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air ）フィルタが設けられている。

かかるクリーンブースでは、バリデーション（Validation）時にＨＥＰＡフィルタのリーク試験が行われている。前記ＧＭＰに規定するリーク検査法では、検査用センサ（塵捕集プローブ）をフィルタ面から所定の距離（例えば、２．５ｃｍ）を保ち、所定の速度（例えば、５ｃｍ／秒）で、かつセンサの走査軌跡が部分的に重なるようにしてフィルタ全面を走査しなければならない。

これを、図を用いて説明する。図１は一般的なクリーンブースの縦断面を示す模式図であり、（Ａ）図は通常の状態であり、（Ｂ）図は従来の一般的なリーク試験時の状態を示す図である。なお、（Ａ）図におけるスクリーンメッシュは、ＨＥＰＡフィルタを通過して下方に吹き出す空気の流れを均一化するために設けられているものである。

すなわち、（Ｂ）図のリーク試験時においては、作業員が棒の先端等にセンサを取付けて、上記条件を満たしつつＨＥＰＡフィルタの全面のリーク検査を行うため、スクリーンメッシュを取り外し、生産機器の上に足場を設置しなければならない。

このため、ブースが汚損されたりするリスクが生ずるとともに、足場設置等の作業準備の時間、さらには、作業終了後の足場の撤去作業等の時間と費用がかかるという問題がある。また、作業員が手でセンサを走査するため、走査速度を均一とすることが困難で、測定精度や再現性が低下するという問題もあった。

かかる作業員によるセンサ走査や、足場設置／解体作業の問題を解決するものとして、センサ（プローブ）をフィルタと平行な面内でＸＹ軸方向に自動的に移動させる面内移動手段（ＸＹテーブル）と、ＸＹテーブルを上下に昇降させる昇降手段と、センサーの測定値に基づいてフィルタ性能を評価する評価手段を一つの台車の上に搭載したフィルタ性能評価装置が提案されている（下記特許文献１参照）。

特開平１１−２５３７３１号公報

しかしながら、クリーンブース内に台車形式のものを持ち込む場合は、フィルタの場所によっては、生産機器が邪魔になり、台車を移動させることができなかったり、台車を停止させる際にフィルタに対するセンサーの位置合わせを目測で行わなければならない等の問題がある。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、クリーンブース内の生産機器の邪魔にならずに設置でき、スクリーンメッシュの取り外しも不要であり、さらには、足場の設置も不要なクリーンブースにおけるエアフィルタの自動リーク試験システム及びそれを用いたリーク試験方法を提供することを目的とする。

本発明にかかるクリーンブースにおけるエアフィルタの自動リーク試験システムを用いたリーク試験方法は、クリーンブースにおけるエアフィルタの自動リーク試験システムを用いたリーク試験方法であって、上記クリーンブースには、その天井付近に配設された上記エアフィルタと該エアフィルタの下流方向に配設されたスクリーンメッシュとの間の空間に、当該エアフィルタのリークを検知するセンサを備えたリーク試験装置を着脱可能に取り付け可能なガイドレールが設けられ、上記リーク試験装置は、上記ガイドレール上を走行するための手段をその両端部に備えるとともに、上記センサを該ガイドレールと平行な方向及び直交する方向に走査させる駆動手段を備えている上記クリーンブースにおけるエアフィルタの自動リーク試験システムを用い、前記センサを前記ガイドレールと平行な方向または直交する方向のいずれか一方向に走査し、該センサが前記エアフィルタのリークを検知した時の当該センサの第１位置座標と、該センサを、当該第１位置座標から該ガイドレールと平行な方向または直交する方向のいずれか他方向に平行移動させて走査し、該センサが該エアフィルタのリークが検知されなくなったところの直前の当該センサの第２位置座標とに基づいて、該エアフィルタのリーク箇所の位置を特定することを特徴とする。

前記ガイドレールが着脱可能に設置されるガイドレール保持手段が備えられていることを特徴とする。

前記ガイドレールの設置間隔は、前記エアフィルタの幅とほぼ同じであることを特徴とする。

本発明に係るクリーンブースにおけるエアフィルタの自動リーク試験システム及びそれを用いたリーク試験方法にあっては、エアフィルタとスクリーンメッシュの間でリーク試験装置が自走して、センサがエアフィルタ表面の走査を行うため、リーク試験の際にスクリーンメッシュを取り外す必要がなく、また、足場の設置も不要になるという効果がある。また、装置が自動的にセンサを走査するため、走査速度が均一になり、測定精度や再現性が向上する。

一般的なクリーンブースの縦断面を示す模式図である。本発明に係るエアフィルタの自動リーク試験システムの概要を示す全体の斜視図である。リーク試験装置の構成を示す斜視図である。スキャンユニットを含むリーク試験装置の主要部の拡大図である。リーク試験時におけるセンサの実際の動きの一例を示した図である。リーク検知時において、リーク箇所を正確に特定するための方法について説明するための図である。作業員が開閉扉を開けて、リーク検査装置を設置（あるいは撤去）する様子を示した図である。

以下、本発明に係るクリーンブースにおけるエアフィルタの自動リーク試験システム及びそれを用いたリーク試験方法の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図２は、本発明に係るエアフィルタの自動リーク試験システムの概要を示す全体の斜視図である。

図２において、クリーンブース１には、その天井付近に配設されたＨＥＰＡフィルタ２（エアフィルタの実施例）とＨＥＰＡフィルタ２の下流方向に配設されたスクリーンメッシュ３との間の空間に、ＨＥＰＡフィルタ２のリークを検知するセンサを備えたリーク試験装置４がガイドレール５の上に着脱可能に取り付けられている。

また、ＨＥＰＡフィルタ２とスクリーンメッシュ３との間の空間の側壁にはリーク試験装置４を挿入／取り出し可能な挿入口が形成され、開閉扉６が設けられている。

さらに、エアロゾル発生器７がクリーンブース１の外部に設置されており、ここで発生させたエアロゾルをクリーンブース内に送り込み、エアロゾル中の微粒子がＨＥＰＡフィルタ２を通過する量を測定して、リーク度合いを測定する。一般には、エアロゾルとしてはポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）が用いられている。発生させたＰＡＯはＰＡＯ注入口８からクリーンブース１の内部に送り込まれる。ＰＡＯ濃度測定口９において、ＨＥＰＡフィルタの上流側の濃度が測定され、ＰＡＯの発生量が制御される。

ガイドレール５は、ガイドレール保持部１０の上に載置されるようになっており、試験を行うＨＥＰＡフィルタを変更する際に、ガイドレール５を取り外し、他のＨＥＰＡフィルタ２の方のガイドレール保持部１０の上に載せることにより、リーク試験装置４も一緒に移動させることが可能となる。ガイドレール５については、取り外し可能にする必要がない場合には、常設の固定式としてもよい。リーク試験装置４の構成については後述する。

図３は、リーク試験装置４の構成を示す斜視図である。リーク試験装置４は、センサである吸引プローブ４１（以下、単にセンサという。）、センサ４１を図の左右方向（Ｙ方向）に移動させるスキャンユニット４２、スキャンユニット４２全体を図の前後方向（Ｘ方向）に移動させるローラ４３、ケーブルやチューブを保持し、スキャンユニット４２の前後方向への移動に伴って蛇腹のように折れ曲がるコンベア４４、コンベア４４を保持するコンベアホルダー４５、スキャンユニット４２及びローラ４３の動作を制御するコントローラ４６、センサ４１で吸引した微粒子の量を計数するパーティクルカウンタ４７を含んでいる。なお、センサ４１は、平べったいロート状をしている。

なお、図３において、スキャンユニット４２及びローラ４３の駆動は、スキャンユニット４２内に設けられたモータ（図示せず）により行われる。コントローラ４６は有線（ケーブル）でスキャンユニット４２と接続されているが、無線通信で行ってもよいことは言うまでもない。

図４は、スキャンユニット４２を含むリーク試験装置の主要部の拡大図である。リーク試験時において、スキャンユニット４２は、クリーンブース１内に設置されたガイドレール５の上に載置され、コントローラ４６からの指令により、ローラ４３が回転してスキャンユニット４２がＸ方向に移動する。また、センサ４１はスキャンユニット上をＹ方向に移動することもできる。

図５に基づいて、本発明に係るクリーンブースにおけるエアフィルタの自動リーク試験システムの動作の一例について説明する。図５は、リーク試験時におけるセンサ４１の実際の動きの一例を示した図である。

まず始めに、（Ａ）図のように、センサ４１を、ＨＥＰＡフィルタ２の縁に沿って、Ｘ方向→Ｙ方向→Ｘ方向→Ｙ方向とＨＥＰＡフィルタの周上を右回りに一周させる。もちろん、この逆の左回りでもよいことは言うまでもない。こうすることにより、ＨＥＰＡフィルタの接合箇所からの漏れを検知することができる。

次に、（Ｂ）図のように、センサ４１をＸ方向に走査し、ＨＥＰＡフィルタ２の一辺の長さ分だけ走査したら、Ｙ方向にセンサ４１を移動させ、再びＸ方向に走査する。移動する量は、センサ４１の横幅よりも若干短い距離が好ましい。検査箇所の漏れをなくすため、走査する箇所を若干オーバーラップさせるためである。なお、センサ４１を９０度回転させて（Ｃ）図のようにＹ方向に走査してもよい。

ここで注意が必要なのは、センサ４１は平べったいロート状をしているため、例えば、図５（Ｂ）の走査をしている途中で、パーティクルカウンタの値が基準値を超えた場合（すなわちリークが検知された場合）、ＨＥＰＡフィルタのリーク箇所は、Ｘ方向の位置は特定できるが、Ｙ方向の位置は，詳細には特定できないということである。なお、実際の運用では、リークが検知された場合は、検知される直前の位置までセンサ４１を一旦戻して、走査速度を下げて、より精密な測定を行っている。

しかしながら、速度を落として、より精密な測定を行ったとしても、センサ４１の吸入口がある程度の幅を持っている以上は、Ｙ方向の正確な位置を特定することはできない。

図６は、リーク検知時において、リーク箇所を正確に特定するための方法について説明するための図である。図６（ａ）では、まず、通常時（リークが検知されるまでの間）は、図５（Ｂ）のようにセンサ４１を走査し、リークが検知された時のＸ方向の位置（Ｘ座標）を記憶する。

次に、センサ４１を９０度回転させ、図５（Ｃ）のようにセンサ４１を走査し、リークが検知された時のＹ方向の位置（Ｙ座標）を記憶する。その結果、座標（Ｘ，Ｙ）で特定される箇所が、ＨＥＰＡフィルタ２におけるリーク箇所となる。これにより、リーク箇所の補修が容易となる。

図６（ｂ）には、別の方法が示されている。センサ４１を９０度回転することに代えて、センサ４１を横方向にスライドして平行移動させる。センサ４１をスライドさせるやり方としては、ローラ４３でスキャンユニット４２をＸ方向に移動しているときには、スキャンユニット４２によりＹ方向へ平行移動させ、他方、スキャンユニット４２でＹ方向に移動しているときには、ローラ４３によりＸ方向へ平行移動させればよい。また、スキャンユニット４２に対してセンサ４１自体を平行移動してもよい。リークが検知されたＸ方向の位置（Ｘ座標）を基準として、センサ４１を横方向にスライドして平行移動させていき、この移動過程で、リークが検知されなくなったところの直前の位置がＹ方向におけるリークの位置（Ｙ座標）となるので、このようにしてＨＥＰＡフィルタ２のリーク箇所を判定するようにしてもよい。

図７は、作業員が開閉扉６を開けて、リーク検査装置４を設置（あるいは撤去）する様子を示した図である。このように、リーク検査装置を着脱自在な形態にすることにより、１台のリーク検査装置で複数のクリーンブースのリーク試験の実施が可能となり、リーク試験装置の導入コストを大幅に削減することができる。また、クリーンブースの側壁側からリーク試験装置の出し入れが可能なため、リーク試験の実施時にスクリーンメッシュを外す必要がなくなり、作業時間が短縮される。

１クリーンブース
２ＨＥＰＡフィルタ
３スクリーンメッシュ
４リーク試験装置
５ガイドレール
６開閉扉
７エアロゾル発生器
８ＰＡＯ注入口
９ＰＡＯ濃度測定口
１０ガイドレール保持部
４１センサ（吸引プローブ）
４２スキャンユニット
４３ローラ
４４コンベア
４５コンベアホルダー
４６コントローラ
４７パーティクルカウンタ

Claims

クリーンブースにおけるエアフィルタの自動リーク試験システムを用いたリーク試験方法であって、
上記クリーンブースには、その天井付近に配設された上記エアフィルタと該エアフィルタの下流方向に配設されたスクリーンメッシュとの間の空間に、当該エアフィルタのリークを検知するセンサを備えたリーク試験装置を着脱可能に取り付け可能なガイドレールが設けられ、上記リーク試験装置は、上記ガイドレール上を走行するための手段をその両端部に備えるとともに、上記センサを該ガイドレールと平行な方向及び直交する方向に走査させる駆動手段を備えている上記クリーンブースにおけるエアフィルタの自動リーク試験システムを用い、
前記センサを前記ガイドレールと平行な方向または直交する方向のいずれか一方向に走査し、該センサが前記エアフィルタのリークを検知した時の当該センサの第１位置座標と、該センサを、当該第１位置座標から該ガイドレールと平行な方向または直交する方向のいずれか他方向に平行移動させて走査し、該センサが該エアフィルタのリークが検知されなくなったところの直前の当該センサの第２位置座標とに基づいて、該エアフィルタのリーク箇所の位置を特定することを特徴とするクリーンブースにおけるエアフィルタの自動リーク試験システムを用いたリーク試験方法。
前記ガイドレールが着脱可能に設置されるガイドレール保持手段が備えられていることを特徴とする請求項１に記載のクリーンブースにおけるエアフィルタの自動リーク試験システムを用いたリーク試験方法。
前記ガイドレールの設置間隔は、前記エアフィルタの幅とほぼ同じであることを特徴とする請求項１または２に記載のクリーンブースにおけるエアフィルタの自動リーク試験システムを用いたリーク試験方法。