JP7128249B2 - クリーンブース - Google Patents

Description

本発明は、給気用のファンフィルタユニットと排気用のファンフィルタユニットとを備え、陽圧モードと陰圧モードの各使用形態において、最適な位置にファンフィルタユニットを配置したクリーンブースに関する。

様々な分野の技術革新に伴い、各種産業の空気質に対するニーズが多様化し幅広く変化する中、容易に構築が可能なクリーンブースの開発が盛んに行われている。前記クリーンブースは、清浄空気を要する一般産業向けはもとより、ウイルス等の感染拡大等による感染症対策や清浄空間の確保のため、今後社会的なニーズが高まることが予想される。

前記クリーンブースは、支柱や桟などからなる枠部材にパネルを嵌め込んで外界と仕切られた空間を形成するとともに、天井の所定箇所にファン付きフィルタユニットを設け、空間内部に清浄空気を送り込んで空間内部の清浄度を維持する又は空間内部の汚染空気を排出して空間内部から汚染空気が漏出しないようにしたものである。

このようなクリーンブースにも幾多の改良が重ねられ、空気感染隔離室や再生医療・細胞培養室などの様々な分野の産業に対応が可能で、容易に構築できるようにしたものが開発されている。

例えば、下記特許文献１には、陽圧及び陰圧の切り替え使用が可能なクリーンブースとして、互いに対向し直立する両面及び該両面間の頂面を有するハウジングと、該ハウジングの前記両面の一方に形成された空気を吸い込むための吸込開口及び前記両面の他方に形成された空気を吹き出すための吹出開口と、前記ハウジング内で前記両開口を連通する空気通路と、該空気通路に配置され、該空気通路に沿って前記吸込開口から前記吹出開口へ向けての空気流を生成するための送風源及び前記吸込開口からの空気を浄化するためのフィルタとを備える空気ユニット装置と、天井面部及び周壁面部を有し内方にブース室を形成する包囲体であって前記周壁面部は前記ハウジングの両面のいずれか一方の面と共同して前記ブース室の周壁を構成する包囲体と、該包囲体を前記ハウジングの両面のいずれか一方の側で選択的に設置可能に支持するフレーム組立体とを含むクリーンブースが開示されている。

また、下記特許文献２には、ファン付きフィルタユニットをクリーンブースの天井部に縦横２列以上で設けることができるようにしたクリーンブースとして、ファンとフィルタで構成され下面に空気吹出口を有するファン付きフィルタユニットを取付枠に取り付けたクリーンブースであって、前記ファン付きフィルタユニットを、底面中央が開口し周縁に載置片が形成され側壁の上端縁に沿って外方に延設した係止片を備えたバット形受部材を介して取付枠に取り付けるものであって、前記ファン付きフィルタユニットを密封材を介して前記バット形受部材の載置片上に載置すると共に前記バット形受部材の係止片を密封材を介して前記取付枠に取り付けると同時に前記係止片と前記取付枠の間に遮蔽材を狭持させるようにし、前記取付枠を３本以上の長手枠部材とこれら長手枠部材間に橋渡される短手枠部材による格子状取付枠に構成したクリーンブースが開示されている。

更に、下記特許文献３には、陽圧または陰圧に調整する際、その調整の仕方が簡易であり、クリーンブース内外での遮蔽性を高めたクリーンブースとして、ブース本体で区画された内部空間への気体移送および内部空間からの気体移送の少なくとも何れかを行う１または２つ以上の気体移送手段と、ブース本体における壁面の設置面側の底部に設けられ、設置したブース本体の底面における気密性を確保する弾性部材とからなるものが開示されている。

特開２０１０－２５５９０２号公報 特開２００６－２６６６８１号公報 特開２０１１－２３１９８９号公報

しかしながら、上記特許文献１～３に記載されたクリーンブースでは、空気ユニット装置やファンフィルタユニットの配置が固定的であるため、ブース内における汚染源の位置や、陽圧モードと陰圧モードの各使用形態における空気の流れなどが考慮されていない。そのため、汚染空気がブース内に拡散したりブース外に放出したりするおそれがある。

すなわち、陽圧モード運転時には、出入り口から室外の汚染された空気が流入し、ブース内を安定した清浄空気で満たすことができないおそれがあり、陰圧モード運転時には、ブース内の汚染空気が出入り口から外部に漏出し、ブース内に汚染空気を保持できないおそれがある。

そこで本発明の主たる課題は、陽圧モードと陰圧モードの各使用形態において、最適な位置にファンフィルタユニットを配置し、汚染空気の流入又は流出を防止したクリーンブースを提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、少なくとも側壁部及び天井部を有し、前記側壁部の一部に出入り口を備えた包囲体と、前記天井部に取り付けられた給気用のファンフィルタユニット及び排気用のファンフィルタユニットとからなるクリーンブースであって、
前記包囲体で仕切られた空間内部の圧力が陽圧及び陰圧に切り換え可能であって、
陽圧モードでは、前記出入り口に近い側に前記排気用のファンフィルタユニットを配置するとともに、前記出入り口から遠い側に前記給気用のファンフィルタユニットを配置し、
陰圧モードでは、前記出入り口に近い側に前記給気用のファンフィルタユニットを配置するとともに、前記出入り口から遠い側に前記排気用のファンフィルタユニットを配置していることを特徴とするクリーンブースが提供される。

上記請求項１記載の発明では、陽圧モード運転時には、出入り口から室外の汚染された空気がブース内に流入するのを防止し、陰圧モード運転時には、ブース内の汚染空気が出入り口から外部に漏出するのを防止するため、陽圧モードと陰圧モードの各使用形態において、給気用のファンフィルタユニットと排気用のファンフィルタユニットの配置を、各モードで汚染空気の流入又は流出が防止できる最適な位置としている。これによって、汚染空気の流入又は流出を確実に抑えることができる。

また、上記請求項１記載の発明では、陽圧モード及び陰圧モードの各使用形態において、給気用のファンフィルタユニット及び排気用のファンフィルタユニットを配置する位置関係について規定している。具体的には、陽圧モードでは、室内の気圧を室外より高く設定することにより、出入り口から室外の空気が流入するのを防止するという使用状況を考慮して、出入り口から室外の空気が流入した場合を想定して気流シミュレーションを行った結果、出入り口に近い側に排気用のファンフィルタユニットを配置し、出入り口から遠い側に給気用のファンフィルタユニットを配置することにより、ブース内に汚染空気が拡散するのが最小限に抑えられ、ブース内を清浄な空気に保持できるようになる。一方、陰圧モードでは、室内の気圧を室外より低く設定することにより、出入り口からブース内の空気が流出するのを防止するという使用状況を考慮して、出入り口から遠い室内に汚染源が存在する場合を想定して気流シミュレーションを行った結果、出入り口に近い側に給気用のファンフィルタユニットを配置し、出入り口から遠い側に排気用のファンフィルタユニットを配置することにより、ブース内の汚染空気が出入り口からブース外に流出するのが抑えられる。

請求項２に係る本発明として、平面視で、前記天井部が前記出入り口を基準として縦３列×横４行の１２マスに区画され、
陽圧モードでは、前記出入り口に隣接する１行目の３マスのうちいずれかに前記排気用のファンフィルタユニットを配置するとともに、前記出入り口から遠い側の３行目及び４行目の６マスのうちいずれかに前記給気用のファンフィルタユニットを配置し、
陰圧モードでは、前記出入り口に隣接する１行目及び２行目の６マスのうちいずれかに前記給気用のファンフィルタユニットを配置するとともに、前記出入り口から遠い側の２列目を除く３行目及び４行目の５マスのうちいずれかに前記排気用のファンフィルタユニットを配置している請求項１記載のクリーンブースが提供される。

上記請求項２記載の発明では、クリーンブースの平面視で、前記天井部を縦３列×横４行の１２マスに区画し、陽圧モード及び陰圧モードの各使用形態において、給気用のファンフィルタユニット及び排気用のファンフィルタユニットを配置する最適なマスの位置を規定している。

請求項３に係る本発明として、前記給気用のファンフィルタユニット及び排気用のファンフィルタユニットは、それぞれ１又は複数配置されている請求項１、２いずれかに記載のクリーンブースが提供される。

上記請求項３記載の発明では、給気用のファンフィルタユニット及び排気用のファンフィルタユニットを、それぞれ１台又は複数台配置するようにしている。１台とするか、複数台とするかは、気流シミュレーションにより決定することができる。

請求項４に係る本発明として、前記天井部は、天井フレームに、ユニット化された複数の天井パネルが取り付けられることにより構成され、
前記天井パネルが、前記ファンフィルタユニットを設置可能な第１天井パネルと、前記ファンフィルタユニットを設置不能な第２天井パネルとを含む請求項１～３いずれかに記載のクリーンブースが提供される。

上記請求項４記載の発明では、天井フレームに複数の天井パネルユニットを取り付けることにより、前記天井部を構成するとともに、この天井パネルユニットを、前記給気用のファンフィルタユニット又は排気用のファンフィルタユニットが設置可能な第１天井パネルと、前記給気用のファンフィルタユニット又は排気用のファンフィルタユニットが設置不能な第２天井パネルとで構成している。したがって、前記ファンフィルタユニットを設置するマス部分には、前記第１天井パネルを配置し、それ以外のマス部分には前記第２天井パネルを配置することにより、簡単にファンフィルタユニットの配置転換が可能となる。

以上詳説のとおり本発明によれば、陽圧モードと陰圧モードの各使用形態において、最適な位置にファンフィルタユニットを配置することができ、汚染空気の流入又は流出を防止することができるようになる。

本発明に係るクリーンブース１の斜視図である。 パネル１０を取り外した状態のクリーンブース１の斜視図である。 クリーンブース１の平面図である。 クリーンブース１の側面図である。 クリーンブース１の出入り口側の側面図である。 図４のVI-VI線矢視図である。 側壁部３の内面側斜視図である。 天井部４の平面図である。 天井フレーム２０の平面図である。 第１天井パネル３０を示す、(A)は平面図、(B)及び(C)は側面図である。 第２天井パネル３１を示す、(A)は平面図、(B)及び(C)は側面図である。 第３天井パネル３２を示す、(A)は平面図、(B)及び(C)は側面図、(D)は裏面図（ブース室内側からの視図）である。 第４天井パネル３３を示す、(A)は平面図、(B)及び(C)は側面図である。 給気用ファンフィルタユニット６を示す、(A)は側面図、(B)は断面図である。 排気用ファンフィルタユニット７を示す、(A)は側面図、(B)は断面図である。 (A)は陽圧モード、(B)は陰圧モードにおける給気用ファンフィルタユニット６と排気用ファンフィルタユニット７の配置位置を示すクリーンブース１の平面図である。 陽圧モードにおける気流シミュレーションの結果（その１）である。 陽圧モードにおける気流シミュレーションの結果（その２）である。 陽圧モードにおける気流シミュレーションの結果（その３）である。 陽圧モードにおける気流シミュレーションの結果（その４）である。 陰圧モードにおける気流シミュレーションの結果（その１）である。 陰圧モードにおける気流シミュレーションの結果（その２）である。 陰圧モードにおける気流シミュレーションの結果（その３）である。 陰圧モードにおける気流シミュレーションの結果（その４）である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

本発明に係るクリーンブース１は、研究施設や実験施設、医療施設、製造工場等の建物の内部に施設され、安全待機室や感染症病室、薬品調整室、各種の実験や研究、開発、培養室等に利用されるものである。

本クリーンブース１は、図１～図６に示されるように、少なくとも側壁部３及び天井部４を有し、前記側壁部３の一部に出入り口５を備えた包囲体２と、前記天井部４に取り付けられた給気用ファンフィルタユニット６及び排気用ファンフィルタユニット７とで構成されている。更に、本クリーンブース１では、前記包囲体２で仕切られた空間内部（以下、「室内」又は「ブース内」ともいう。）の圧力が、室外の圧力より高く設定された陽圧モードと、室外の圧力より低く設定された陰圧モードとに切り換え可能であって、前記陽圧モードと陰圧モードの各使用形態において、前記給気用ファンフィルタユニット６と排気用ファンフィルタユニット７の配置が異なることを特徴としている。

前記包囲体２は、建物内の床面に立設され、四方の側部を囲む互いに対向する２組の側壁部３、３…と、前記側壁部３、３…で囲まれた空間部の上面を覆う天井部４とによって、内部が中空の略直方体状又は立方体状に構成されている。なお、床面は、建物の床面をそのまま利用してもよいし、前記側壁部３、３…で囲まれた空間部の下面を覆う床部を別途設けてもよい。

前記側壁部３は、所定の間隔で配置されたアルミニウム等の金属や樹脂等からなる複数の支柱８、８…と、隣り合う前記支柱８、８間に上下方向に所定の間隔で架け渡されたアルミニウム等の金属や樹脂等からなる複数の横桟９、９…と、隣り合う前記支柱８、８及び横桟９、９によって区画された枠内に、気密性を保持した状態で嵌め込まれた透明、半透明又は不透明の樹脂などからなるパネル１０、１０…とから構成されている。

前記支柱８の下端には、建物の床面に設置する脚部１１が設けられており、この脚部１１の高さ調整により側壁部３の据え付け高さの調整が可能になっている。本クリーンブース１では、フレーム同士が強固に接続されるため、設置に伴う床へのアンカー打ちは不要である。

図７に示されるように、前記側壁部３の底部と建物の床面との気密性を確保するため、前記側壁部３の下端部に下端気密部材１２が設けられている。前記下端気密部材１２は、ステンレス等の金属等からなる気密材で、側壁部３の下端部に全周に亘って隙間なく配置されている。

図２及び図６に示されるように、前記側壁部３の一部には、ブース内に出入りするための引戸又は開き戸などからなる出入り口５が設けられている。前記出入り口５は、４面の側壁部３、３…のうち、任意の一つの側壁部３に設けられており、その他の側壁部３…には設けられていない。図示例では、前記出入り口５が、側壁部３の幅方向中央部に配置されているが、側壁部３の幅方向端部寄り位置に配置してもよい。

図１及び図２に示されるように、前記出入り口５の外側には、該出入り口５を完全に囲う前室１３が設けられている。前記前室１３は、前記出入り口５が備えられた側壁部３に接続して設けられ、三方を囲う前室用側壁部１４、１４…と、この前室用側壁部１４…及び前記側壁部３で囲われた空間上部を覆う前室用天井部１５とで構成されている。一つの前室用側壁部１４には、前室１３に出入りするための引戸または開き戸などからなる前室用出入り口１６が設けられている。また、図示例のように、前室用天井部１５に、給気用ファンフィルタユニット６及び／又は排気用ファンフィルタユニット７を設けてもよいし、設けなくてもよい。なお、クリーンブース１の出入り口５を開放した際の空気の流入又は流出を抑制するため、図示例のように前記前室１３を設けるのが好ましいが、場合によっては設けなくてもよい。

次いで、前記天井部４について、図８～図１２に基づいて説明する。図８は天井部４の組立て状態を示す平面図であり、図９は天井フレーム２０の平面図、図１０～図１２は各種天井パネル３０～３２を示す図である。前記天井部４は、図９に示される天井フレーム２０に、図１０～図１２に示されるユニット化された各種天井パネル３０～３２が取り付けられることにより構成されている。

前記天井フレーム２０は、図９に示されるように、対向する二対の側壁部３、３…の上端縁部と、これらのうち前記出入り口５が備えられた側壁部３を含む対向する一対の側壁部３、３の上端縁間に懸架され、前記側壁部３、３…で囲われた略正方形状の上部開口を３つの長方形状の開口に仕切る２本の梁部材２１、２１とで構成されている。前記梁部材２１、２１が延びる方向と平行して配置された側壁部３、３の上端縁部及び前記梁部材２１の両側部にはそれぞれ、一辺が上部開口側に向けて突出する断面Ｌ形の天井パネル取付枠２２が固定されている（図７も参照のこと。）。これによって、３つに仕切られた長方形状の各開口の両側に前記天井パネル取付枠２２、２２が突出して設けられ、この天井パネル取付枠２２、２２間に、適宜の前記天井パネル３０～３２が架け渡され、側壁部３…で囲われた空間上部に天井パネルが嵌め込まれるようになっている。前記梁部材２１、２１は、クリーンブース１の出入り口５が備えられた側壁部３と、これと対向する側壁部３との上端縁間に架け渡されるように配置するのが好ましいが、これと直交する対向する側壁部３、３間或いは縦横両方の側壁間に直交するように配置してもよい。

図示例のように出入り口５の外側に前室１３を設ける場合、この前室１３は、前記出入り口５が備えられた側壁部３と平行する方向に長い長方形状の上部開口が形成されるように前室用側壁部１４が配置されている。前記前室１３の上部開口の長辺方向に延びる側壁部３、１４の上端縁部にはそれぞれ、一辺が上部開口側に向けて突出する断面Ｌ形の前室用天井パネル取付枠２３が固定されており、この前室用天井パネル取付枠２３、２３間に、適宜の天井パネル３０～３３が架け渡されるようになっている。

前記天井パネル３０～３３は、図８に示されるように、前記ファンフィルタユニット６、７が設置可能な第１天井パネル３０（図１０）と、前記ファンフィルタユニット６、７が設置不能で、且つ開口が形成不能な第２天井パネル３１（図１１）と、点検口用の開閉扉を備えた第３天井パネル３２（図１２）と、前記前室１３に取り付けられる第４天井パネル３３（図１３）とから構成されている。これらの天井パネル３０～３３が適宜組み合わされて前記天井フレーム２０に設置されている。各天井パネル３０～３３には、該天井パネル３０～３３を手で持って簡単に施工できるように、ブース室外側に向けて突出する把手３７、３７が両側の外枠３４、３４の中央部に必要に応じて取り付けられている。

前記第１天井パネル３０、第２天井パネル３１及び第３天井パネル３２は、図１０～図１２に示されるように、長方形状に枠組みされた外枠３４、３４…の枠内を長手辺方向に２等分する長手辺の中央部に桟部材３５が備えられ、前記桟部材３５によって仕切られた一方の空間部には、透明、半透明又は不透明の樹脂などからなるパネル３６が、気密性が保持された状態で嵌め込まれている。前記桟部材３５で仕切られた片側が後段で説明する気流シミュレーションの１マス分に相当する。したがって、前記天井パネル３０～３２は、気流シミュレーションの２マス分に相当する大きさで形成されている。

前記第１天井パネル３０は、図１０に示されるように、前記桟部材３５によって仕切られた他方の空間部に、対向する外枠３４と桟部材３５との間に懸架された２本のファンフィルタユニット取付枠３８、３８が所定の離隔幅で配置されており、これらファンフィルタユニット取付枠３８、３８間が開口する空間部とされるとともに、平行するファンフィルタユニット取付枠３８と外枠３４との間にそれぞれ、透明、半透明又は不透明の樹脂などからなるパネル３９が、気密性が保持された状態で嵌め込まれている。

前記第２天井パネル３１は、図１１に示されるように、前記桟部材３５によって仕切られた他方の空間部に、前記一方の空間部と同様に、透明、半透明又は不透明の樹脂などからなるパネル３６が、気密性が保持された状態で嵌め込まれている。

前記第３天井パネル３２は、図１２に示されるように、前記桟部材３５によって仕切られた他方の空間部に、開閉可能な点検口用扉４０が設けられている。前記点検口用扉４０は、前記桟部材３５側の辺部が蝶番４１、４１によって回動自在に支持されるとともに、これと対向する辺部に、回動操作によってツメが外枠３４に係脱して、点検口用扉４０の回動不能及び回動可能を切り替える開閉ネジ４２、４２が設けられている。前記点検口用扉４０と外枠３４及び桟部材３５との間には気密部材などを配置してもよいが、これらの間がほぼ隙間なく接することにより点検口用扉４０の閉状態における気密性が確保されているため、通常は気密部材を配置しなくてよい。

前記第４天井パネル３３は、図１３に示されるように、上記第１天井パネル３０、第２天井パネル３１及び第３天井パネル３２と比較して、約半分の大きさを有しており、外枠４３、４３…によって区画された枠内に、透明、半透明又は不透明の樹脂などからなるパネル４４が気密性が保持された状態で嵌め込まれている。この第４天井パネル３３は、主に前記前室１３の天井パネルとして用いられるものであり、前室１３がクリーンブース１の１つの側壁部３の幅より狭い範囲に形成される場合に用いられている。

前記第１天井パネル３０、第２天井パネル３１及び第３天井パネル３２は、長手辺を前記天井パネル取付枠２２が延びる方向に一致する向きで配置する。図８に示される形態例では、前記天井パネル３０～３２は、前記梁部材２１、２１で仕切られた３つの空間部に対し、それぞれ長手方向に２つずつ配置されている。前記天井パネル３０～３２は、長手辺方向に向きを入れ替えて配置することが可能であり、これにより、特に第１天井パネル３０や第３天井パネル３２では、ファンフィルタユニット６、７の位置や点検口の位置を任意に設定することが可能となる。

一方、前記第４天井パネル３３は、短手辺を前記前室用天井パネル取付枠２３が延びる方向に一致する向きで配置する。

前記天井パネル３０～３３は、前記天井パネル取付枠２２、２３の上に載置されるだけで、特に固定されていない。これにより、クリーンブース１の組立及び解体が簡単にできるとともに、天井パネルのレイアウト変更が簡単にできるようになる。一方で、前記天井パネル３０～３３を天井フレーム２０に固定できるようにしてもよい。固定方法は、ボルトなどによるねじ締結方法などを用いることができる。

前記第１天井パネル３０、第２天井パネル３１及び第３天井パネル３２の短手辺の外枠３４の外周部及び前記第４天井パネル３３の長手辺の外枠３４の外周部には、側壁部３、１４又は隣接する天井パネルとの気密性を保持するための気密部材４５が設けられている。すなわち、前記天井パネル３０～３３の外枠のうち、天井パネル取付枠２２、２３に載置されない外枠の外周部に前記気密部材４５が設けられている。天井パネル取付枠２２、２３に天井パネル３０～３３の外枠３４、４３が載置される部分では、天井パネル３０～３３の自重によって外枠３４、４３が天井パネル取付枠２２、２３に密着して、これらの間の気密性が保持されるため、これらの間には気密部材を設けなくてもよいが、天井パネル取付枠２２、２３が設けられない部分や、隣接する天井パネル間では、気密性が保持できないため、前記気密部材４５を設けるのが望ましい。なお、より確実な気密構造とするため、前記天井パネル３０～３３の外枠３４、４３と天井パネル取付枠２２、２３との間に気密部材を配置してもよい。

次に、前記給気用ファンフィルタユニット６としては、フィルタを通過して清浄化された室外の空気を室内に供給する一般的なファン付きフィルタユニットを用いることができ、具体的な構造は、図１４に示されるように、上面に空気取込口６ａ、下面に空気吹出口６ｂがそれぞれ形成されるとともに、その内部にファン６ｃ及びメインフィルタ６ｄが備えられており、前記ファン６ｃの稼働により空気取込口６ａから取り込まれた室外の空気が、前記メインフィルタ６ｄを通過して清浄化された後、前記空気吹出口６ｂからブース内に供給されるようになっている。前記メインフィルタ６ｄとしては、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタなどを用いることができる。また、前記空気取込口６ａには、図示例のように、サランネットフィルタなどからなるプレフィルタ６ｅを設置することができる。

前記排気用ファンフィルタユニット７としては、フィルタを通過して清浄化された室内の空気を室外に排気する一般的なファン付きフィルタユニットを用いることができ、具体的な構造は、図１５に示されるように、下面に空気取込口７ａ、上面に空気吹出口７ｂがそれぞれ形成されるとともに、その内部にファン７ｃ及びメインフィルタ７ｄが備えられており、前記ファン７ｃの稼働により空気取込口７ａから取り込まれ、前記メインフィルタ７ｄを通過して清浄化された室内の空気が、前記空気吹出口７ｂから室外に排気されるようになっている。前記メインフィルタ７ｄとしては、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタなどを用いることができる。また、前記空気吹出口７ｂには、接触防止や落下塵対策のため、図示例のように、不織布などからなるプレフィルタ７ｅやパンチングメタルなど設置することができる。

前記給気用ファンフィルタユニット６及び排気用ファンフィルタユニット７は、前記第１天井パネル３０の外枠３４、桟部材３５及びファンフィルタユニット取付枠３８、３８によって囲まれた枠の上部に、樹脂やゴムなどからなる気密部材（図示せず）を介して載置されている。前記気密部材を介して載置されているため、ネジ止めなどを施さなくても気密性が確保できるとともに、ファンフィルタユニット６、７の位置ズレが生じにくくなっている。また、前記ファンフィルタユニット６、７がネジ止めされないことにより、クリーンブース１の組立及び解体が簡単にできるとともに、天井パネルのレイアウト変更が簡単にできるようになる。

前記給気用ファンフィルタユニット６及び排気用ファンフィルタユニット７は、それぞれ１又は複数配置することができる。すなわち、クリーンブース１に対してそれぞれ１台又は複数台のファンフィルタユニット６、７を配置することができる。

以上の構成からなる本クリーンブース１では、クリーンブース１の室内の圧力が陽圧及び陰圧のどちらにも切り換えることが可能である。陽圧運転時は、＋５Ｐａ以上、陰圧運転時は、ＣＤＣ（米国疾病予防管理センター）ガイドラインによる空気感染隔離室に準拠し、－２．５Ｐａ以下を確保できる。陽圧モードでは、給気用ファンフィルタユニット６によってブース外の空気をブース内に供給し、その風量を調整することでブース内はブース外より圧力が高い陽圧の環境となる。陽圧モードでは、汚染空気の流入を抑制した医師・看護師等の待機場所とすることができるとともに、ブース内に安定した清浄空気を供給することができるため、清浄空気環境を必要とする産業用クリーンブースとしての利用も可能である。ブース内の清浄度は、ブース周囲の環境及び床材等によって異なるが最高でClass５（ＩＳＯ１４６４４－１による１ｍ^２中の０．５μｍ以上の微粒子の個数が３５２０個以下）相当以上を達成することができる。一方、陰圧モードでは、排気用ファンフィルタユニット７によってブース内の空気をブース外に排気し、その風量を調整することでブース内はブース外より圧力が低い陰圧の環境となる。陰圧モードでは、ブース内の汚染空気の外部漏出を防ぐことで、感染症発生時の仮設病室や臨時の空気感染隔離室等に使用することができるとともに、再生医療等の実験や、薬品調整等の用途にも活用できる。

また、本クリーンブース１では、陽圧モードと陰圧モードの各使用形態において、前記給気用ファンフィルタユニット６と排気用ファンフィルタユニット７の配置が異なっている。すなわち、クリーンブース１の平面視において、陽圧モード運転時に給気用ファンフィルタユニット６及び排気用ファンフィルタユニット７をそれぞれ配置する位置と、陰圧モード運転時に給気用ファンフィルタユニット６及び排気用ファンフィルタユニット７をそれぞれ配置する位置が異なっている。

前記陽圧モード運転時には、出入り口５から室外の汚染された空気がブース内に流入するのを防止し、前記陰圧モード運転時には、ブース内の汚染空気が出入り口５から外部に漏出するのを防止するため、本クリーンブース１では、陽圧モードと陰圧モードの各使用形態において、給気用ファンフィルタユニット６と排気用ファンフィルタユニット７をそれぞれ、各モードで汚染空気の流入又は流出が防止できる最適な位置に配置している。このため、陽圧モード及び陰圧モードのいずれの使用形態においても、汚染空気の流入又は流出が防止でき、クリーンブースとしての機能をより確実に高めることが可能となる。

各運転モードにおける給気用ファンフィルタユニット６と排気用ファンフィルタユニット７の相対的な位置関係について、より具体的に説明すると、図１６に示されるように、陽圧モードでは、出入り口５に近い側に排気用ファンフィルタユニット７を配置するとともに、出入り口５から遠い側に給気用ファンフィルタユニット６を配置し、陰圧モードでは、出入り口５に近い側に給気用ファンフィルタユニット６を配置するとともに、出入り口５から遠い側に排気用ファンフィルタユニット７を配置するのがよい。

陽圧モードでは、室内の気圧を室外より高く設定することにより、出入り口５から室外の空気が流入するのを防止するという使用状況を考慮して、出入り口５から室外の空気が流入した場合を想定して気流シミュレーションを行った結果、図１６(A)に示されるように、出入り口５に近い側に排気用ファンフィルタユニット７を配置し、出入り口５から遠い側に給気用ファンフィルタユニット６を配置することにより、出入り口５から流入した汚染空気が室内に拡散するのが最小限に抑えられ、ブース内を清浄な空気に保持できるようになる。

一方、陰圧モードでは、室内の気圧を室外より低く設定することにより、出入り口５からブース内の空気が流出するのを防止するという使用状況を考慮して、出入り口５から遠い室内に汚染源が存在する場合を想定して気流シミュレーションを行った結果、図１６(B)に示されるように、出入り口５に近い側に給気用ファンフィルタユニット６を配置し、出入り口５から遠い側に排気用ファンフィルタユニット７を配置することにより、ブース内の汚染空気が出入り口５からブース外に流出するのが抑えられる。

前述の気流シミュレーションを踏まえてより具体的に説明すると、気流シミュレーションでは、先ずはじめに、図１６に示されるように、前記クリーンブース１の天井部を、平面視で、出入り口５を基準として縦３列×横４行の１２マスに区画する。出入り口５に近い側から横方向に１番～１２番のマス番号を付加した。この１マスは、前記天井パネル３０～３２を桟部材３５で仕切った片側の大きさとほぼ同じ大きさを有している。つまり、前記第１天井パネル３０、第２天井パネル３１及び第３天井パネル３２は、縦方向に２マス分の大きさを有している。

気流シミュレーションでは、陽圧モードにおいて、ブース室内の清浄度維持を最優先とし、室外からの汚染空気の流入を防ぎ、室内で発生した汚染空気は出入り口５方向へ流れる環境を作り出すことを目標とし、陰圧モードにおいて、ブース室内で発生した汚染空気の流出防止を最優先とし、室内の汚染空気が出入り口５方向に流れない環境を作り出すことを目標とする。

クリーンブース１の大きさは、縦３ｍ×横３ｍ×高さ２．４ｍとした。給気用ファンフィルタユニット６の空気吹出口６ｂの大きさは６００ｍｍ×６００ｍｍ、流量は６００ＣＭＨとし、排気用ファンフィルタユニット７の空気取込口７ａの大きさは６００ｍｍ×６００ｍｍ、流量は６００ＣＭＨとした。給気用ファンフィルタユニット６及び排気用ファンフィルタユニット７は、上述の１２マスのうちのいずれかに設置した。

汚染源は、３００ｍｍ×３００ｍｍの大きさで、床上に設置した。陽圧モードでは、出入り口５が汚染源と想定し、マス番号２番の位置に汚染源を配置した。陰圧モードでは、室内の部屋奥（出入り口５から遠い側）に汚染源があるものとし、マス番号１１番及び１２番のいずれかに配置した。

気流シミュレーションの方法は、陽圧モードと陰圧モードにおいて、それぞれ室内の所定位置に汚染源を設置し、給気用ファンフィルタユニット６及び排気用ファンフィルタユニット７を設置する位置を変化させたときの汚染空気の拡散状況を比較した。

その結果、陽圧モードでは、図１６(A)、図１７及び図１８に示されるように、出入り口５に隣接する１行目（マス番号１～３番）の３マスのうちいずれかに排気用ファンフィルタユニット７を配置するとともに、出入り口５から遠い側の３行目及び４行目（マス番号７～１２番）の６マスのうちいずれかに給気用ファンフィルタユニット６を配置することにより、出入り口５から流入した汚染空気が室内の広範囲に拡散せずに排気用ファンフィルタユニット７によって室外に排出されやすくなることが明らかとなった。一方、図１９及び図２０に示されるように、それ以外の位置に給気用ファンフィルタユニット６、排気用ファンフィルタユニット７を配置すると、出入り口５から流入した空気が室内の広範囲に拡散しやすくなる。

次いで、陰圧モードでは、図１６(B)、図２１及び図２２に示されるように、出入り口５に隣接する１行目及び２行目（マス番号１～６番）の６マスのうちいずれかに給気用ファンフィルタユニット６を配置するとともに、出入り口５から遠い側の２列目を除く３行目及び４行目（マス番号７番及び９～１２番）の５マスのうちいずれかに排気用ファンフィルタユニット７を配置することにより、室奥に配置された汚染源から拡散する空気が出入り口５方向に拡散しにくくなり、出入り口５から室外に流出するのが防止できることが明らかとなった。一方、図２３及び図２４に示されるように、それ以外の位置に給気用ファンフィルタユニット６、排気用ファンフィルタユニット７を配置すると、汚染空気が出入り口５に向けて拡散しやすくなる。

１…クリーンブース、２…包囲体、３…側壁部、４…天井部、５…出入り口、６…給気用ファンフィルタユニット、７…排気用ファンフィルタユニット、８…支柱、９…横桟、１０…パネル、１１…脚部、１２…下端気密部材、１３…前室、１４…前室用側壁部、１５…前室用天井部、１６…前室用出入り口、２０…天井フレーム、２１…梁部材、２２…天井パネル取付枠、２３…前室用天井パネル取付枠、３０…第１天井パネル、３１…第２天井パネル、３２…第３天井パネル、３３…第４天井パネル、３４…外枠、３５…桟部材、３６…パネル、３７…把手、３８…ファンフィルタユニット取付枠、３９…パネル、４０…点検口用扉、４１…蝶番、４２…開閉ネジ、４３…外枠、４４…パネル、４５…気密部材

Claims (4)

1. 少なくとも側壁部及び天井部を有し、前記側壁部の一部に出入り口を備えた包囲体と、前記天井部に取り付けられた給気用のファンフィルタユニット及び排気用のファンフィルタユニットとからなるクリーンブースであって、
   前記包囲体で仕切られた空間内部の圧力が陽圧及び陰圧に切り換え可能であって、
   陽圧モードでは、前記出入り口に近い側に前記排気用のファンフィルタユニットを配置するとともに、前記出入り口から遠い側に前記給気用のファンフィルタユニットを配置し、
   陰圧モードでは、前記出入り口に近い側に前記給気用のファンフィルタユニットを配置するとともに、前記出入り口から遠い側に前記排気用のファンフィルタユニットを配置していることを特徴とするクリーンブース。
2. 平面視で、前記天井部が前記出入り口を基準として縦３列×横４行の１２マスに区画され、
   陽圧モードでは、前記出入り口に隣接する１行目の３マスのうちいずれかに前記排気用のファンフィルタユニットを配置するとともに、前記出入り口から遠い側の３行目及び４行目の６マスのうちいずれかに前記給気用のファンフィルタユニットを配置し、
   陰圧モードでは、前記出入り口に隣接する１行目及び２行目の６マスのうちいずれかに前記給気用のファンフィルタユニットを配置するとともに、前記出入り口から遠い側の２列目を除く３行目及び４行目の５マスのうちいずれかに前記排気用のファンフィルタユニットを配置している請求項１記載のクリーンブース。
3. 前記給気用のファンフィルタユニット及び排気用のファンフィルタユニットは、それぞれ１又は複数配置されている請求項１、２いずれかに記載のクリーンブース。
4. 前記天井部は、天井フレームに、ユニット化された複数の天井パネルが取り付けられることにより構成され、
   前記天井パネルが、前記ファンフィルタユニットを設置可能な第１天井パネルと、前記ファンフィルタユニットを設置不能な第２天井パネルとを含む請求項１～３いずれかに記載のクリーンブース。

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