JP7182523B2

JP7182523B2 - 安全キャビネット

Info

Publication number: JP7182523B2
Application number: JP2019128745A
Authority: JP
Inventors: 健史松村; 健金子
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2019-07-10
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2022-12-02
Anticipated expiration: 2039-07-10
Also published as: US11918994B2; US20220234038A1; CN113874112A; WO2021005869A1; JP2021013880A

Description

本発明は、細胞の調製などの再生医療や病原体等の研究に用いる安全キャビネットに関する。

病源体等の研究や、再生医療などで細胞や微生物を取り扱う場合、アイソレータや安全キャビネットが用いられている。

開放系である安全キャビネット（バイオハザード対策用クラスIIキャビネット）では、装置内に形成した作業室の上部吹出し部から、ＨＥＰＡフィルタなどで塵埃、病原体等をろ過した清浄空気を作業室へ供給する。そして、作業室の下面である作業台の前方に形成した作業台前部吸気口から、作業室の前面に形成した作業開口部を通して安全キャビネットを配置した部屋の空気を、作業室の空気と一緒に吸込み、作業開口部に流入気流を発生させる。また、吸込んだ空気を安全キャビネット外に排気する際には、排気用ＨＥＰＡフィルタなどで病原体等を含んだ空気をろ過する。ＨＥＰＡフィルタは、High Efficiency Particulate Air Filterの略である。作業開口部に発生する流入気流により、作業室内で取り扱う病原体等が安全キャビネット外に漏れて、作業者への感染および環境へ広がることを防止している。特許文献１には安全キャビネットの一例が示されている。

特開２００９－１１９３９１号公報

安全キャビネットにおいては、前面扉の下方の作業開口部から手を入れて作業を行うため、作業性は良好であるが、作業方法または機器の扱い方によっては、作業室内に機外の一般空気が混入したり、作業室外に機内で取り扱った試料が漏洩したりする恐れがある。

本発明は、作業開口部のエアバリアを強め、試料の汚染を抑制することを目的とする。

上記課題を解決するための、本発明の「安全キャビネット」の一例を挙げれば、
作業室と、前記作業室の前面の開口部の一部を覆う前面扉と、前記前面扉の下側に、作業者が手を入れて作業を行うことができる作業開口部を有し、前記作業室の下部の作業台の前面側に、作業室内の空気と前記作業開口部を通して外部の空気を吸い込む吸気口を備える安全キャビネットであって、前記前面扉の作業室側であって前記作業室の前部上方に、空気流を引き込む整流板を備え、前記作業室の前部上方に複数の線状光源を備え、複数の線状光源の内の前記作業開口部に近い側の線状光源は、前記作業開口部から遠い側の線状光源に比べて、前記前面扉に近づくように配置したものである。

本発明によれば、作業開口部のエアバリアを強めることにより、試料の汚染（コンタミ）を抑制することができる安全キャビネットを提供することができる。

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

実施例１の安全キャビネットを示す外観正面図である。実施例１の安全キャビネットを示す側面断面図である。図２の安全キャビネットの動作時の空気の流れを示す図である。実施例１の安全キャビネットの一部を示す拡大図である。実施例２の安全キャビネットの一部を示す拡大図である。実施例３の安全キャビネットの一部を示す拡大図である。実施例４の安全キャビネットの一部を示す拡大図である。実施例５の安全キャビネットの正面図である。実施例５の安全キャビネットの側面断面図である。

図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。なお、実施の形態を説明するための各図において、同一の構成要素にはなるべく同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。

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側面断面図を示す。

安全キャビネット１００の筐体１の中央域に開口が設けられ、その奥に作業室４が設けられている。作業室４の前面側には、開口の上部を塞ぐように前面扉２が設けられ、その下側には作業開口部３が設けられ、作業者は作業開口部３から作業室４に手を入れて、作業を行う。前面扉２は、ガラス等の透明な材料で形成されており、作業者は前面扉２を通して作業を目視することができる。

作業室４の底面には略平坦な作業台５が設けられ、作業者は作業台上で作業を行う。作業台５の前方側であって、作業開口部３の近くには、下方に通じる前部吸気口７が設けられている。前部吸気口７は、例えば作業開口部３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。作業室４の背面側には、前部吸気口７から筐体の上部に通じる背面流路８が設けられている。

作業室４の上側には循環用ＦＦＵ(ファンフィルタユニット)９が設けられている。循環用ＦＦＵ９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、例えば循環用ＨＥＰＡフィルタ９Ａで構成されており、微粒子を除去した清浄な空気を、パンチング板１１を通して作業室４に吹き出す。筐体１の上部には、排気用ＦＦＵ(ファンフィルタユニット)１０が設けられており、空気の一部をフィルタ、例えば排気用ＨＥＰＡフィルタ１０Ａ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。作業台５の前面側の前部吸気口７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８、筐体の上部を通って、循環用ＦＦＵ９から作業室４へ送風される。作業室４には、循環用ＦＦＵ９の循環用ＨＥＰＡフィルタ９Ａ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、作業室４は清浄な状態に維持される。このとき、符号９２で示す作業室４への空気の流れのみでは、作業室内の空気が外部へ漏出する恐れがある。そのため、排気用ＦＦＵ１０を設け、排気用ＨＥＰＡフィルタ１０Ａを通して空気の一部を外部へ放出する。これにより、作業室内の圧力が低下し、外部から前面扉２の下方の作業開口部３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がそのまま作業室へ流入すると作業室の清浄度が低下してしまう。しかし、循環用ＦＦＵ９から作業室へ吹き出す空気の流れ９２の風量と、排気用ＦＦＵ１０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、作業開口部３から流入する空気９４の全てと、作業室へ送られた空気９２の大半を前部吸気口７から吸い込むことで、作業室４へ吹き出す空気の流れ９２により、作業開口部３からの空気９４の作業室４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室４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。

安全キャビネットを用いる作業では、作業者が作業開口部３を通して作業室４に手を入れて作業を行うため、作業者が清浄無菌環境である作業室の汚染源となる恐れがある。そのため、作業開口部付近のエアバリアを強化することが必要である。また、作業者が作業室内の作業の状況を確認するために、作業室の照明が必要である。

図４に、本発明の実施例１の安全キャビネットの一例を示し、図４（ａ）は作業室の前部付近の断面図、図４（ｂ）はその斜視図である。
図において、前面扉２の裏側の作業室内に、前面扉２と所定の間隔を保って、前面扉２と平行に上下方向に、整流板２０が設けられている。整流板２０は一枚の板からなり、作業室４の前部上方に、作業室の左右の側壁を結ぶように設けられている。整流板の両側であって、作業室の両側壁には、線状光源を取り付ける照明取付座２３が取り付けられている。そして、照明取付座２３には、直管形ＬＥＤ照明灯などの線状光源２２が取り付けられている。すなわち、作業室４の前部上方には、左右の両側壁に渡って線状光源２２が取り付けられている。

作業室４には、循環用ＦＦＵ９により上部から空気が送風されるが、整流板２０があると、整流板２０の方に空気流が引き込まれ、流速が大きくなる（コアンダ効果）。そのため、前面扉２の裏側のエアバリアが強化され、作業開口部３から作業室４への外気の流入を阻止することができ、作業室内の試料の汚染を防止することができる。

また、作業室内の前部上方に線状光源２２を取り付けることにより、作業室内が前方より照明され、作業者が作業室内の作業の状況を明りょうに確認することができる。線状光源２２としては、直管形蛍光灯でもよいが、ＬＥＤ光源は指向性を有しているので、ＬＥＤ照明灯を用いれば、図４（ａ）に矢印で示すように、必要な場所、例えば作業台の中央部を明るく照明することができる。また、整流板２０と照明取付座２３とは、別体でもよいが、一体化することにより、取り付けが容易になる。

本実施例によれば、前面扉の作業室側であって、作業室の前部上方に整流板を設けたので、前面扉の裏側のエアバリアが強化され、作業開口部から作業室への外気の流入を阻止することができ、作業室内の試料の汚染を防止することができる。また、作業室内の前部上方に線状光源を取り付けることにより、作業室内が前方より照明され、作業者が作業室内の作業の状況を明りょうに確認することができる。

図５に、本発明の実施例２の安全キャビネットの一例を示し、図５（ａ）は作業室の前部付近の断面図、図５（ｂ）はその斜視図である。
整流板２０と線状光源２２を設けることは実施例１と同様であるが、本実施例は複数の線状光源２２を設けるものである。図において、照明取付座２３には２つの線状光源２２が取り付けられている。そして、作業開口部３から遠い上方の線状光源２２は前面扉２から離れているが、作業開口部３に近い下方の線状光源２２は前面扉２に近づけて配置されている。すなわち、図５（ａ）に示すように、２つの線状光源２２を結ぶ線分は、前面扉２に対してθだけ傾けて配置されている。

２つの線状光源２２には上部から空気が送風されるが、整流板と同様に、線状光源２２
の壁面にも空気流が引き込まれ、流速が大きくなる。そして、図の傾斜した矢印で示すような、作業開口部３に向かう水平成分を有する空気流を生じる。

なお、図では２つの線状光源２２を設けたが、３つ以上設けてもよい。また、図では、２つの線状光源の指向性を同じ方向としたが、１個所に集束するようにしてもよいし、或いは拡げるようにしてもよい。

本実施例によれば、実施例１の効果に加えて、複数の線状光源の内の下方側（作業開口部に近い側）の線状光源が前面扉に近づくように配置したので、さらに作業開口部３から作業室４への外気の流入を阻止することができ、試料の汚染を防止することができる。

図６に、本発明の実施例３の安全キャビネットの一例を示し、図６（ａ）は作業室の前部付近の断面図、図６（ｂ）はその斜視図である。
整流板２０と複数の線状光源２２を設けることは実施例２と同様であるが、本実施例は整流板２０を補強するものである。図において、整流板２０の上部および下部は略直角に折り曲げてＬ字状の折り曲げ部が形成されている。実施例１，２では、整流板２０は平板で構成されており、曲がり易かったが、整流板２０の上下にＬ字状の略直角な曲げ部２４を設けることにより、整流板の補強を行うことができる。なお、曲げ部２４の長さは、複数の線状光源２２により生じる矢印の空気流を妨げないように、線状光源２２を越えない長さとする。

本実施例によれば、実施例１の効果に加えて、整流板の上下にＬ字状の略直角な曲げ部を設けたので、整流板の曲げを押え、強度を高めることができる。

図７に、本発明の実施例４の安全キャビネットの一例を示し、図７（ａ）は作業室の前部付近の断面図、図７（ｂ）はその拡大図である。
整流板２０に曲げ部２４を設けることは実施例３と同様であるが、本実施例は整流板の曲げ部２４による空気の流れを良好にするものである。図７（ｂ）において、整流板２０の下部のＬ字状の曲げ部２４にスリット２５が形成されている。図に示すように、整流板２０の曲げ部２４の空気はスリット２５を通って下方に抜けることができ、作業開口部３に向かう水平成分を有する空気流を生じる。なお、図に示すように、整流板２０の曲げ部２４付近にもスリットを設けてもよい。

本実施例によれば、実施例１の効果に加えて、整流板の下部のＬ字状の曲げ部にスリットを設けたので、整流板の曲げを押え、強度を高めるとともに、作業開口部から作業室への外気の流入をより阻止することができ、試料の汚染を防止することができる。

図８Ａに、本発明の実施例５の安全キャビネットの正面図を示し、図８Ｂに安全キャビネットの右側面から見た断面図を示す。

作業者の頭部や衣服などが汚れている場合には、塵埃が作業室に流入し、内部の試料を汚染する恐れがある。本実施例は、作業者が予め自身の服装などを確認できるようにするものである。

図に示すように、作業者の目前に設置する化粧カバー３０を鏡面仕上げのステンレス製とする。これにより、発塵リスクの高い顔周囲や衣服などの確認を作業前に行うことができる。また、鏡面反射により装置の圧迫感を低減できる。

また、安全キャビネットと室内天井面の隙間を埋めるための幕板３５を鏡面仕上げのステンレス製にすることでも、装置の圧迫感を低減することできる。

１筐体
２前面扉
３作業開口部
４作業室
５作業台
７吸気口
８背面流路
９循環用ファン
９Ａ循環ＨＥＰＡフィルタ
１０排気用ファン
１０Ａ排気ＨＥＰＡフィルタ
１１パンチング板
２０整流板
２２線状光源
２３照明取付座
２４曲げ部
２５スリット
３０化粧カバー
３５幕板
１００安全キャビネット

Claims

作業室と、前記作業室の前面の開口部の一部を覆う前面扉と、前記前面扉の下側に、作業者が手を入れて作業を行うことができる作業開口部を有し、前記作業室の下部の作業台の前面側に、作業室内の空気と前記作業開口部を通して外部の空気を吸い込む吸気口を備える安全キャビネットであって、
前記前面扉の作業室側であって前記作業室の前部上方に、空気流を引き込む整流板を備え、
前記作業室の前部上方に複数の線状光源を備え、
複数の線状光源の内の前記作業開口部に近い側の線状光源は、前記作業開口部から遠い側の線状光源に比べて、前記前面扉に近づくように配置した安全キャビネット。
請求項１に記載の安全キャビネットにおいて、
前記線状光源は、照明取付座により、前記作業室の側壁に取り付けられている安全キャビネット。
作業室と、前記作業室の前面の開口部の一部を覆う前面扉と、前記前面扉の下側に、作業者が手を入れて作業を行うことができる作業開口部を有し、前記作業室の下部の作業台の前面側に、作業室内の空気と前記作業開口部を通して外部の空気を吸い込む吸気口を備える安全キャビネットであって、
前記前面扉の作業室側であって前記作業室の前部上方に、空気流を引き込む整流板を備え、
前記作業室の前部上方に線状光源を備え、
前記線状光源は、照明取付座により、前記作業室の側壁に取り付けられ、
前記照明取付座と前記整流板とが一体化されている安全キャビネット。
請求項１または３に記載の安全キャビネットにおいて、
前記線状光源は、直管形ＬＥＤ照明灯である安全キャビネット。
請求項１または３に記載の安全キャビネットにおいて、
前記整流板は、上部または下部の少なくとも一方にＬ字状に折り曲げた曲げ部を備える安全キャビネット。
請求項５に記載の安全キャビネットにおいて、
前記整流板の下部の曲げ部に、空気が通り抜けるスリットを備える安全キャビネット。
作業室と、前記作業室の前面の開口部の一部を覆う前面扉と、前記前面扉の下側に、作業者が手を入れて作業を行うことができる作業開口部を有し、前記作業室の下部の作業台の前面側に、作業室内の空気と前記作業開口部を通して外部の空気を吸い込む吸気口を備える安全キャビネットであって、
前記前面扉の作業室側であって前記作業室の前部上方に、空気流を引き込む整流板を備え、
作業者の目前に設置された化粧カバーを鏡面仕上げのステンレス製とした安全キャビネット。