JP7428670B2

JP7428670B2 - 安全キャビネット

Info

Publication number: JP7428670B2
Application number: JP2021007952A
Authority: JP
Inventors: 健金子; 健史松村
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2021-01-21
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2024-02-06
Anticipated expiration: 2041-01-21
Also published as: JP2022112225A

Description

本発明は、医薬品の開発や病原体等の研究などに使用する安全キャビネットに関する。

ウイルス等の病原体の研究やワクチン開発等の医薬品の開発などで病原体等を取り扱う場合には、安全キャビネットが使用される。

安全キャビネットの一例として、特許文献１には、作業空間の上部に吹き出し用ＨＥＰＡフィルタを設けるとともに、作業空間の前部に開閉可能な前面シャッターを設け、下方後方に後部グリルを、下方前方に前面グリルを設け、吹き出し用ＨＥＰＡフィルタから一様に作業空間に空気を供給し、作業空間の底面を形成する作業台の前面グリルと後部グリルから空気を吸い込むことにより、一様に空気が上から下に下降し、作業空間を清浄にする安全キャビネット、が開示されている。

特開２０１９－７４２３７号公報

安全キャビネットを用いれば、作業空間内で病原体等を取り扱うことで、病原体等が汚染されることを防止し、かつ、病原体等が作業空間内から作業者側に漏洩することを防止することができる。

特許文献１に開示された安全キャビネットでは、作業者は安全キャビネットの正面に座り、前面シャッターの下方の作業開口部から作業空間に腕を挿入して作業を行うが、作業者が腕を出し入れする作業を行うことは考慮されていない。

本発明は、安全キャビネットにおいて、作業者が腕を出し入れする作業を行なう際のコンタミネーション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」の一例を挙げるならば、
作業空間の前面に前面シャッターと前面開口部を有し、前記作業空間に上方から清浄空気を供給する安全キャビネットであって、
前記前面開口部の下側であって、作業台の前部に空気を吸い込む前側スリットを備え、前記前側スリットから前記作業空間の後側の背面流路に至る、作業台下の下部流路を備え、前記下部流路は、前記作業台と作業台の下方のドレンパンとで構成され、前記ドレンパンの一部に、流路の断面積を拡大する補助ダクトを備えるものである。

本発明によれば、下部流路の一部に補助ダクトを設けることにより、作業者の腕部近辺の流入風速を周囲より高くし、負圧を保持することで、腕の出し入れをする作業において、作業室内の空気が機外へ漏れ出ることを抑制し、コンタミネーションを抑制することができる。

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の使用例を示す正面図である。実施例１の安全キャビネットの右側面断面図である。実施例１の安全キャビネットの作業台部の平面断面図である。実施例１の安全キャビネットの作業台下部の断面斜視図である。実施例１の安全キャビネットの使用例を示す図である。実施例２の安全キャビネットの右側面断面図である。実施例２の安全キャビネットの作業台部の平面断面図である。実施例３の安全キャビネットの右側面断面図である。実施例３の安全キャビネットの作業台部の平面断面図である。一般的な安全キャビネットを示す図である。

本発明の実施例を説明する前に、一般的な安全キャビネットを説明する。図１０（ａ）に、安全キャビネットの概略正面図を示し、図１０（ｂ）に、図１０（ａ）のＡ－Ａ’断面を左方より見た安全キャビネットの概略側面図を示す。

安全キャビネット１００の内部に、前面を前面シャッター１０３で構成した作業空間１０２を配置している。作業空間１０２の下面は作業台面１０１からなり、作業台面１０１の前面シャッター１０３側に前面スリット１０４ａを配置している。前面シャッター１０３の下方には、作業開口部１０４を形成している。安全キャビネットのファン１０６を運転した場合、圧力チャンバ１０９を加圧する。圧力チャンバ１０９には、吹き出し用HEPAフィルタ１１１が接続され、圧力チャンバ１０９内の塵埃を吹き出し用HEPAフィルタ１１１でろ過し、清浄化した空気を吹き出し、吹き出し用整流板１０７で整流化した後、作業空間１０２内に吹き出し気流１１３として供給する。

圧力チャンバ１０９には、排気用HEPAフィルタ１１０も接続されている。圧力チャンバ１０９で加圧された空気は、排気用HEPAフィルタ１１０でろ過され、安全キャビネット排気口１０８を通り、排気空気１１４として安全キャビネット１００から排気される。安全キャビネット１００から排気される空気と等しい量の空気が、安全キャビネット１００内に入る。その空気は、前面シャッター１０３の下方の作業開口部１０４に発生する流入気流１１２である。流入気流１１２は、作業空間１０２の吹き出し気流１１３の一部とともに、前面スリット１０４ａに吸込まれる。この空気は、作業台面１０１の下方の下部流路１１５を通り、作業空間１０２の後部下側に形成した後部スリット１０５ａから吸い込まれた吹き出し気流１１３の一部と合流し、背面流路１０５を通り、安全キャビネットのファン１０６に吸込まれる。

作業空間１０２内では病原体等を含む塵埃、エアロゾルを取り扱っているため、背面流路１０５、圧力チャンバ１０９内にも、病原体等を含む塵埃、エアロゾルが存在する。作業空間１０２に空気を供給する際と、安全キャビネット１００から空気を排気する際には、この塵埃、エアロゾルは、吹き出し用HEPAフィルタ１１１、排気用HEPAフィルタ１１０で除去されている。

作業者は安全キャビネット１００の正面に座り、作業開口部１０４から作業空間１０２に腕を挿入し、前面シャッター１０３を通して作業空間１０２内を見ながら作業を行う。

このような安全キャビネットにおいて、作業者は、通常は、安全キャビネット内で行う実験や検査に扱う試料や器材を作業前にあらかじめ作業台内に配置して、作業するが、作業中においても腕を出し入れする場合があり、また、作業により発生した廃棄物を安全キャビネットの外に設けられた廃棄箱に廃棄する場合がある。

本発明では、前記作業において、作業開口部１０４から腕を出し入れする場合の、コンタミネーションを抑制できる安全キャビネットを提供する。

また、作業空間内の清浄空気が前後に分かれる気流分岐点付近の作業台上に、作業空間から下部流路に通じる淀み解消用スリットを横一列に設け、気流の淀みを抑制しコンタミネーションを抑制できる安全キャビネットを提供する。

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし主旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。
なお、実施例を説明するための各図において、同一の構成要素には同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。

図１～４に、本発明の実施例１の安全キャビネットを示す。実施例１の安全キャビネットは、２人の作業者が同時に作業できる２人用の安全キャビネットであり、例えば作業窓の横幅が１９００ｍｍである。

図１は、作業窓の横幅１９００ｍｍにおいて、作業者が左側に座り、作業空間１２に腕を入れて作業をしている例の正面図である。図２は、安全キャビネットの右側面断面図である。図３は、安全キャビネットの作業台部の平面断面図である。図４は、作業台下部のドレンパンの斜視図である。

安全キャビネット筐体１０の略中央部には、作業者が作業を行う作業空間１２が設けられている。作業空間１２の前側には開閉する前面シャッター２０が設けられており、前面シャッター２０の下側には、作業者が腕を入れる前面開口部３０が設けられている。作業空間１２の上側にはファン１５およびＨＥＰＡフィルタ１６を備え、作業空間１２に清浄な整流された空気を供給する。作業空間１２の下部には作業台１３を備え、作業台１３の前面開口部３０側に前側スリット１４が設けられている。作業台１３とその下方のドレンパン３１との間に、前側スリット１４から作業空間１２の後部の背面流路３３に至る下部流路１７を備えている。作業空間１２の背面下側には背面流路３３に続く背面スリット１８が設けられている。背面流路３３の上部は圧力チャンバに接続され、圧力チャンバの空気の一部は、ファン１５に供給され、他の一部は排気用ＨＥＰＡフィルタ１９を通して外部へ排出される。

本実施例の特徴である補助ダクト３２を、図に示している。図２や図４に示すように、補助ダクト３２は、下部流路１７の断面積を広げるものであり、作業者の腕の下方に配置されている。図４において、ドレンパン３１と補助ダクト３２は、一体で組み立てられた部品であり、継ぎ目はコーキング処理を行ない空気が機外へ漏れ出ないようにしている。例えば、１枚の平板をプレスして補助ダクトを一体に備えるドレンパンとしてもよい。

図２に、空気の流れを矢印で示す。作業空間１２を通った空気の一部と前面開口部３０から流入する空気は、前側スリット１４から下部流路１７に吸い込まれ、下部流路１７および補助ダクト３２を通って背面流路３３へ流れる。そして、下部流路１７からの空気と、背面スリット１８からの空気は背面流路３３から圧力チャンバに流れ、一部はファン１５およびＨＥＰＡフィルタ１６を通して作業空間へ供給されるとともに、他の一部は排出用ＨＥＰＡフィルタ１９を通して外部へ排出される。

図５に、実施例１の安全キャビネットの使用例である、作業者の腕の付近の図を示す。作業者５０が、前面開口部３０から腕を出し入れすると、気流が乱れ、コンタミネーションが発生する要因となる。そこで、作業者５０の腕に近い部分の風速を上げ、腕に対し斜め方向の気流によるエアバリアを設けるため、補助ダクト３２をドレンパン３１の一部分に設ける。補助ダクト３２は、作業者の腕の下方に設け、作業者の腕より外側には設けていない。作業者の腕の下方に補助ダクト３２を設け、流路の断面積を広げることにより、補助ダクト３２内は気流が通りやすくなり、風速が高まる。また、腕が抵抗になっている前面開口部３０では、前側スリット１４から斜め方向の気流で補助ダクト３２へ引き込まれるため、腕の出し入れによる気流の乱れを抑制できる。図４においては、補助ダクト３２を作業者の両腕と作業者の前面に亘って設けたが、補助ダクト３２の位置は、作業者５０の腕がくると想定される局所的な部分にのみ限定してもよい。

本実施例によれば、作業者の腕の位置の下方であって、前面開口部の下部から作業空間の後側の背面流路に至る、作業台下の下部流路の一部に流路の断面積を拡大する補助ダクトを設けることにより、作業者の腕部近辺の流入風速を周囲より高くし、負圧を保持することで、腕の出し入れをする作業において、作業室内の空気が機外へ漏れ出ることを抑制し、コンタミネーションを抑制することができる。

図６および図７に、本発明の実施例２の安全キャビネットを示す。本実施例は、作業空間の下部に設けた作業台に淀み解消用スリット３４を設けたものである。図６、図７は、ＨＥＰＡフィルタ１６を通った清浄空気の一部が、作業空間１２を通過した後、気流分岐点３５の下方の作業台１３に設けた淀み解消用スリット３４を通過し、ドレンパン３１へ排出されることを示している。淀み解消用スリット３４は、作業空間１２から下部流路１７へ通じ、作業空間の前後の略中央部に横一列に設けられている。

気流分岐点３５は、作業台１３上の作業空間１２の気流が一番淀みやすい部分であり、淀み解消用スリット３４を横一列に設け、作業空間１２の清浄空気を直接淀み解消用スリット３４からドレンパン３１へ排出することにより、気流の淀みを解消できる。また、作業台１３の下部のドレンパン３１の気流の淀みも解消でき、気流抵抗を抑制できる。また、淀み解消用スリット３４により作業台１３の前側と後側とを分離できるので、作業台１３における器材の配置を考慮する際、淀み解消用スリット３４より後方に感染症を考慮しなければならない試料や廃棄物を配置すれば、汚染物質を含んだ気流は、作業台１３の後方にのみ排出されるので、作業台１３の前方の清浄度を維持できるとともに、作業者５０の腕に汚染物質が付着する可能性がなくなる。

図８および図９に、本発明の実施例３の安全キャビネットを示す。図８は、本実施例の安全キャビネットの右側面断面図であり、図９は、本実施例の安全キャビネットの作業台部の平面断面図である。本実施例は、実施例１の安全キャビネットにおいて、作業者の腕部近辺の流入風速を更に高くし、作業者５０の腕部のエアバリアを高めるものである。

図に示すように、安全キャビネットの背面流路３３に、補助ダクト３２に近い横幅の排気用補助ダクト３６を設ける。排気用補助ダクト３６は、安全キャビネットの横幅方向において、補助ダクト３２に対応する位置に設けられている。排気用補助ダクト３６は、背面流路３３の断面積を拡大するものである。

排気用補助ダクト３６により、下部流路１７からの空気は排気用補助ダクト３６を流れ、背面側の空気抵抗が減る。そのため、補助ダクト３２を通過するする気流が早くなり、補助ダクト３２以外を通過する気流との変異が大きくなり、圧力差が生じる。それにより、作業者５０の腕部への気流は、更に斜め方向から前側スリット１４へ引き込まれるため、腕の移動による気流の乱れを抑制し、コンタミネーションを抑制することができる。

なお、上記各実施例では２人用の安全キャビネットに適用した例を説明したが、本発明は１人用の安全キャビネットに用いることもできる。

１０安全キャビネット筐体
１２作業空間
１３作業台
１４前側スリット
１５ファン
１７下部流路
１８背面スリット
１９排気用ＨＥＰＡフィルタ
２０前面シャッター
３０前面開口部
３１ドレンパン
３２補助ダクト
３３背面流路
３４淀み解消用スリット
３５気流分岐点
３６排気用補助ダクト
５０作業者
１００安全キャビネット

Claims

作業空間の前面に前面シャッターと前面開口部を有し、前記作業空間に上方から清浄空気を供給する安全キャビネットであって、
前記前面開口部の下側であって、作業台の前部に空気を吸い込む前側スリットを備え、
前記前側スリットから前記作業空間の後側の背面流路に至る、作業台下の下部流路を備え、
前記下部流路は、前記作業台と作業台の下方のドレンパンとで構成され、
前記ドレンパンの一部に、流路の断面積を拡大する補助ダクトを備える安全キャビネット。
請求項１に記載の安全キャビネットにおいて、
前記補助ダクトは、作業者の腕の位置の下方に設けられている安全キャビネット。
請求項１に記載の安全キャビネットにおいて、
前記補助ダクトは、作業者の両腕の位置と作業者の前面に亘って設けられている安全キャビネット。
請求項１に記載の安全キャビネットにおいて、
前記補助ダクトは、前記ドレンパンと一体に形成されている安全キャビネット。
請求項１に記載の安全キャビネットにおいて、
前記作業空間の上方から供給される清浄空気が作業台近辺で前後に分かれる気流分岐点付近の作業台上に、作業空間から下部流路へ通じる淀み解消用スリット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、
前記淀み解消用スリットは、作業空間の前後の略中央部に横一列に設け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、
前記背面流路は、前記作業空間の後側の壁と背面流路の後側の壁とで構成され、
前記背面流路の後側の壁の一部に、流路の断面積を拡大する排気用補助ダクトを備える安全キャビネット。
請求項７に記載の安全キャビネットにおいて、
前記排気用補助ダクトは、安全キャビネットの横幅方向において、前記補助ダクトに対応する位置に設けられている安全キャビネット。