JP6875318B2 - 安全キャビネット - Google Patents

Description

本発明は、エアバリアによって外部からの汚染リスクを排除する安全キャビネットに関する。

従来、医療、製薬などの産業分野において、バイオハザード対策として、安全キャビネットが用いられている。安全キャビネットは、エアバリアを設け、一部に開口部を有する仕切られた空間内で作業をすることで、外部の雑菌から試料を保護することのできる隔離性能を有している。

本技術分野の背景技術として、特許文献１および特許文献２がある。特許文献１には、安全キャビネットの排気口と接続する連結部と、前記連結部と異なる、空気が流入する開口部と、排気ダクトを有する開放式ダクトを備える安全キャビネットであって、開放式ダクトを配置する空間の圧力と、開放式ダクト内の圧力の差を検出する差圧センサと、前記差圧センサの値の絶対値が、所定の閾値以下となったときに検出信号を出力する検出手段を備えることを特徴とする安全キャビネットが開示されている。また、特許文献２には、安全キャビネットの作業空間の背面壁または側面壁の一部および当該背面壁または側面壁から循環流路を隔てた安全キャビネットの本体後面壁または本体側面壁の一部それぞれに、作業者が双方の壁を見通すための透視窓を設け、透視窓の外側部分に表示装置を設置し、作業者は、安全キャビネットの前面開口部から腕を挿入し、前面シャッターから作業空間内を見ながら作業を行なう点が開示されている。

特開２０１７−０７８５２７号公報 特開２０１６−１６５２４９号公報

特許文献１および特許文献２に示すような、内部清浄度を維持し安全に作業を行うための安全キャビネットにおいては、清浄度の管理は、初期の送風の強さ等の運転パラメータのみであり、使用中の実際の清浄度の管理については考慮されていなかった。

本発明は、上記課題に鑑み、使用中の清浄度の管理が可能な安全キャビネットを提供することを目的とする。

本発明は、上記背景技術及び課題に鑑み、その一例を挙げるならば、作業ステージを有する作業空間と、作業空間の前面に形成される前面板と、前面板の下部に設けられた作業開口と、作業ステージの前方側であって作業開口の近傍に設けられた下方に通じる吸気口と、吸気口から吸引された空気が作業空間の下部、背面、上部を通る空気循環路が設けられた安全キャビネットであって、パーティクルカウンタと、作業空間にパーティクルカウンタに空気を取り入れる作業空間エアー取り入れ口と、作業空間エアー取り入れ口からパーティクルカウンタに空気を導入する導入配管を有する構成とした。

本発明によれば、使用中の清浄度の管理が可能な安全キャビネットを提供できる。

従来の安全キャビネットの概略正面図である。 図１のＡ−Ａ’断面を右方より見た安全キャビネットの概略側面断面図である。 図２における安全キャビネット動作時の空気の流れを示す図である。 実施例１における安全キャビネットの概略正面図である。 実施例１における安全キャビネットの概略側面断面図である。 実施例２における安全キャビネットの概略正面図である。 実施例３における安全キャビネットの概略正面図である。 実施例４における安全キャビネットの概略側面断面図である。 実施例４における安全キャビネットの清浄度向上運転モードの空気の流れを示す図である。

以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。

まず、はじめに、本実施例の前提となる、従来の安全キャビネットについて説明する。

図１に、安全キャビネットの概略正面図を示す。また、図２に、図１のＡ−Ａ’断面を右方より見た安全キャビネットの概略側面断面図を示す。

安全キャビネット１００の筐体１０１の中央域に開口が設けられ、その奥に作業空間１０４が設けられている。作業空間１０４の前面側には、開口の上部を塞ぐように前面板１０２が設けられ、その下側には作業開口１０３が設けられ、作業者は作業開口１０３から作業空間１０４に手を入れて、作業を行う。前面板１０２は、ガラス等の透明な材料で形成されており、作業者は前面板を通して作業を目視することができる。

作業空間１０４の底面には略平坦な作業ステージ１０５が設けられ、作業者は作業ステージ上で作業を行う。作業ステージ１０５の前方側であって、作業開口１０３の近くには、下方に通じる吸気口１０７が設けられている。吸気口１０７は、例えば作業開口１０３に沿って筐体の左右方向に延びるスリットで形成されている。作業空間１０４の背面側には、吸気口１０７から筐体の上部に通じる背面流路１０８が設けられている。

作業空間１０４の上側には吹き出し側ＦＦＵ(ファンフィルタユニット)１０９が設けられている。吹き出し側ＦＦＵ１０９はモータで回転するファンと、微粒子を除去するフィルタ、例えばＨＥＰＡフィルタ１０９Ａで構成されており、微粒子を除去した清浄な空気を作業空間１０４に吹き出す。筐体１０１の上部には、排気側ＦＦＵ(ファンフィルタユニット)１１０が設けられており、空気の一部をフィルタ、例えばＨＥＰＡフィルタ１１０Ａを通して、微粒子を除去して装置の外部へ排出する。

図３に、安全キャビネット動作時の空気の流れを矢印で示す。作業ステージ１０５の前面側の吸気口１０７から吸引された空気９０は、符号９１で示すように筐体の下部、背面流路１０８、筐体の上部を通って、吹き出し側ＦＦＵ１０９から作業空間１０４へ送風される。作業空間１０４には、吹き出し側ＦＦＵ１０９のＨＥＰＡフィルタ１０９Ａで微粒子が除去された清浄な空気が送風されることにより、作業空間１０４は清浄な状態に維持される。このとき、符号９２で示す作業空間１０４への空気の流れのみでは、作業空間内の空気が外部へ漏出する恐れがある。そのため、排出側ＦＦＵ１１０を設け、ＨＥＰＡフィルタ１１０Ａを通して空気の一部を外部へ放出する。これにより、作業空間内の圧力が低下し、外部から前面板１０２の下方の作業開口１０３を通して内部へ導入されようとする空気の流れ９４を生じる。この空気の流れ９４がそのまま作業空間へ流入すると作業空間の清浄度が低下してしまう。しかし、吹き出し側ＦＦＵ１０９から作業空間へ吹き出す空気の流れ９２の風量と、排出側ＦＦＵ１１０から外部へ排出する空気の流れ９３の風量を適切に制御することにより、作業開口１０３から流入する空気９４の全てと、作業空間へ送られた空気９２の大半を吸気口１０７から吸い込むことで、作業空間１０４へ吹き出す空気の流れ９２により、作業開口１０３からの空気９４の作業空間１０４への流入を阻止する大気の壁(エアバリア)が形成される。これにより、外部からの空気が作業空間１０４を汚染することがなく、かつ、内部の清浄化前の空気が外部へ漏出することがないという均衡状態を実現することができる。

これにより、作業者が作業開口１０３を通して作業空間１０４に手を入れて作業を行っても、清浄度の維持と汚染防止を実現することができる。

ここで、清浄度の管理は、初期の送風の強さ等の運転パラメータのみであり、使用中の実際の清浄度の管理については考慮されていなかった。

そこで、この課題を解決するために、本実施例では、塵・ホコリ・異物・ダスト等の粒子数をモニタするパーティクルモニタを安全キャビネットに設ける構成とした。以下、その詳細について説明する。

図４は本実施例における安全キャビネットの概略正面図である。また、図５は本実施例における安全キャビネットの概略側面断面図である。図４、図５において、図１、図２と同じ機能の構成要件は同じ符号を付し、その説明は省略する。図４において、図１と異なる点は、作業空間エアー取り入れ口２１を作業空間１０４内に設けた点である。また、図５において、図２と異なる点は、パーティクルカウンタ２０、作業空間エアー取り入れ口２１、導入配管２２を設けた点である。

図４、図５において、パーティクルカウンタ２０は、空気中にある塵・ホコリ・異物・ダスト等をカウントする計測器であり、その測定原理としては、大きく分けて光散乱方式と光遮蔽方式があり、粒子の大きさに比例した電気信号を捉える事で、微粒子数を計測する。作業空間１０４内に設けた作業空間エアー取り入れ口２１からの空気は、導入配管２２経由で、作業空間１０４の外部に設けたパーティクルカウンタ２０に接続される。パーティクルカウンタは、一定時間空気を吸引し、その微粒子数を測定する。

パーティクルカウンタ２０で計測した微粒子数は、図示しない制御装置で設定閾値と比較され、設定閾値を超えたらアラームや、対応を図示しないディスプレイに表示する。設定閾値としては、空気清浄度クラスとしてＩＳＯで規定されている個々の清浄度クラスの微粒子数を設定すればよい。

以上のように、本実施例によれば、使用中の清浄度の管理が可能な安全キャビネットを提供できる。

図６は本実施例における安全キャビネットの概略正面図である。図６において、図４、図５と同じ機能の構成要件は同じ符号を付し、その説明は省略する。図６において、図４、図５と異なる点は、作業空間エアー取り入れ口２１を複数設け、パーティクルカウンタ２０をそれぞれに対応し複数設けた点である。

すなわち、図６に示すように、複数の作業空間エアー取り入れ口２１からの空気は、それぞれ導入配管２２を経由して、それぞれのパーティクルカウンタ２０に接続される。それぞれのパーティクルカウンタは、一定時間空気を吸引し、それぞれの作業空間エアー取り入れ口２１からの空気の微粒子数を測定する。

本実施例によれば、複数個所の空気の微粒子数を測定できるので、より高精度な清浄度の管理が可能な安全キャビネットを提供できる。

図７は本実施例における安全キャビネットの概略正面図である。図７において、図６と同じ機能の構成要件は同じ符号を付し、その説明は省略する。図７において、図６と異なる点は、分岐切り替えユニット２３を設け、複数のエアー取り入れ口に接続される複数の導入配管２２からの空気を分岐切り替えて、1つのパーティクルカウンタ２０に接続する点である。

すなわち、分岐切り替えユニット２３で、時分割で切り替えることで、1つのパーティクルカウンタ２０で選択的に一か所の空気を測定することができる。

本実施例によれば、1つのパーティクルカウンタで複数個所の空気の微粒子数を測定できるので、安価な構成で、より高精度な清浄度の管理が可能な安全キャビネットを提供できる。

図８は本実施例における安全キャビネットの概略側面断面図である。図８において、図５と同じ機能の構成要件は同じ符号を付し、その説明は省略する。図８において、図５と異なる点は、作業開口１０３の近くの下方に通じる吸気口１０７の直下あるいはその周辺に吸気口エアー取り入れ口２５を設けた点である。

すなわち、図８において、作業空間１０４内に設けた作業空間エアー取り入れ口２１からの空気と、作業開口１０３の近くの下方に通じる吸気口１０７の近傍に設けた吸気口エアー取り入れ口２５からの空気の微粒子数を測定する。ここで、実施例２、３のように、作業空間エアー取り入れ口２１、及び、吸気口エアー取り入れ口２５からの空気に対し、パーティクルカウンタをそれぞれに対応し複数設けるか、時分割で選択的に分岐切り替えて1つのパーティクルカウンタとしてもよく、その構成は図８では省略している。よって、作業空間１０４内と外部大気の清浄度をモニタ出来るので、例えば、吸気口エアー取り入れ口２５からの空気の微粒子数が急増すると、外部の汚染が増加していることがわかる。

パーティクルカウンタ２０で計測した微微粒子数は、図示しない制御装置で設定閾値と比較される。設定閾値は、例えば作業空間エアー取り入れ口２１側は清浄度クラス５、吸気口エアー取り入れ口２５側は清浄度クラス７とし、いずれかでも設定閾値を超えたらアラームや、対応を図示しないディスプレイに表示する。

例えば、作業空間エアー取り入れ口２１側の清浄度が清浄度クラス５以下でも、吸気口エアー取り入れ口２５側の清浄度が清浄度クラス７以上の際は、外部環境悪化のため、より清浄度確保が必要となる。この場合、清浄度向上運転モードとして、より外部から作業空間１０４内への空気の侵入を阻止する。

図９は本実施例における安全キャビネットの清浄度向上運転モードの空気の流れを示す図である。図９において、図３と同じ機能の構成要件は同じ符号を付し、その説明は省略する。図９において、清浄度向上運転モードでは、排気側ＦＦＵ１１０の稼働を強化し、外部への排出エアーを増加する。これにより、吸気口１０７からの吸い込み空気９０の量が増大し、作業開口１０３から流入する空気９４も増加するが、それ以上に作業空間へ送られる空気９２のうち、前面板１０２に近い側の流速が増大する。この結果、エアバリアの能力が強化され、作業空間１０４内への外部大気の侵入をより強く抑止することができるようになる。

以上実施例について説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

２０：パーティクルカウンタ、２１：作業空間エアー取り入れ口、２２：導入配管、２３：分岐切り替えユニット、２５：吸気口エアー取り入れ口、１００：安全キャビネット、１０１：筐体、１０２：前面板、１０３：作業開口、１０４：作業空間、１０５、１０５Ｔ：作業ステージ、１０７：吸気口、１０８：背面流路、１０９：吹き出し側ＦＦＵ（ファンフィルタユニット）、１０９Ａ：吹き出し側ＨＥＰＡフィルタ、１１０：排出側ＦＦＵ（ファンフィルタユニット）、１１０Ａ：排出側ＨＥＰＡフィルタ

Claims (7)

1. 作業ステージを有する作業空間と、該作業空間の前面に形成される前面板と、該前面板の下部に設けられた作業開口と、前記作業ステージの前方側であって前記作業開口の近傍に設けられた下方に通じる吸気口と、該吸気口から吸引された空気が前記作業空間の下部、背面、上部を通る空気循環路が設けられた安全キャビネットであって、
   パーティクルカウンタと、
   前記作業空間に前記パーティクルカウンタに空気を取り入れる作業空間エアー取り入れ口と、
   該作業空間エアー取り入れ口から前記パーティクルカウンタに空気を導入する導入配管と、
   前記吸気口の近傍に前記パーティクルカウンタに空気を取り入れる吸気口エアー取り入れ口と、
   該吸気口エアー取り入れ口から前記パーティクルカウンタに空気を導入する導入配管と、
   前記作業空間の上側に、前記空気循環路の空気を該作業空間に吹き出す吹き出し側ＦＦＵと、前記空気循環路の空気を外部に排出する排気側ＦＦＵと、
   制御装置を有し、
   該制御装置は、前記作業空間エアー取り入れ口からの空気の前記パーティクルカウンタで計測した第１の微粒子数と第１の設定閾値を比較し、前記吸気口エアー取り入れ口からの空気の前記パーティクルカウンタで計測した第２の微粒子数と第２の設定閾値を比較し、前記第１の微粒子数が前記第１の設定閾値以下で、前記第２の微粒子数が前記第２の設定閾値以上のとき、前記排気側ＦＦＵの稼働を強化することを特徴とする安全キャビネット。
2. 請求項１に記載の安全キャビネットであって、
   前記作業空間エアー取り入れ口を複数有し、該複数の作業空間エアー取り入れ口それぞれに対して導入配管とパーティクルカウンタを複数有することを特徴とする安全キャビネット。
3. 請求項１に記載の安全キャビネットであって、
   前記作業空間エアー取り入れ口を複数有し、
   該複数の作業空間エアー取り入れ口それぞれに対して複数の導入配管を有し、
   前記複数の導入配管からの空気を分岐切り替えて前記パーティクルカウンタに接続する分岐切り替えユニットを有することを特徴とする安全キャビネット。
4. 請求項１に記載の安全キャビネットであって、
   前記制御装置は、前記パーティクルカウンタで計測した微粒子数と設定閾値を比較し、該設定閾値を超えたらアラームを発することを特徴とする安全キャビネット。
5. 請求項１に記載の安全キャビネットであって、
   ディスプレイを有し、
   前記制御装置は、前記パーティクルカウンタで計測した微粒子数と設定閾値を比較し、該設定閾値を超えたら対応をディスプレイに表示することを特徴とする安全キャビネット。
6. 請求項１に記載の安全キャビネットであって、
   前記吸気口エアー取り入れ口からの空気を取り込む第２のパーティクルカウンタを有することを特徴とする安全キャビネット。
7. 請求項１に記載の安全キャビネットであって、
   前記作業空間エアー取り入れ口からの空気と前記吸気口エアー取り入れ口からの空気を分岐切り替えて前記パーティクルカウンタに取り込む分岐切り替えユニットを有することを特徴とする安全キャビネット。

Images