JPWO2019244745A1 - フィルタ交換方法、フィルタ装置、自動ウェットダウンシステム - Google Patents

Abstract

フィルタ装置（１００）は、ハウジング（１０）と、このハウジング（１０）に収容されたフィルタ（１）と、粉塵を含む流体をハウジング内（１０）へ導入する導入部（１４）と、フィルタ（１）で濾過された流体を排出する排出部（１５）とを備えている。フィルタ（１）の交換方法は、フィルタ装置（１００）の運転を停止した状態で、ハウジング（１０）内に液体（Ｗ）を注入して、フィルタ（１）の粉塵付着面の全域を液体（Ｗ）に浸漬させる工程と、ハウジング（１０）内に注入された液体（Ｗ）を排水する工程と、液体（Ｗ）を排水した後、ハウジング（１０）の一部を取り外して、湿潤したフィルタ（１）を開放空間に露出させる工程と、開放空間に露出したフィルタ（１）を新しいフィルタに交換する工程とを含む。

Description

本発明は、流体中の粉塵などを捕集するフィルタ装置において、使用済のフィルタを新しいフィルタに交換する方法に関する。

たとえば、医薬品工場の製造現場においては、医薬原料や農薬原料である高薬理活性物質を取り扱う際に発生する粉塵を捕集するために、集塵装置が用いられている。この集塵装置で粉塵の大部分は捕集されるものの、粉塵を１００％完全に捕集することは現実には困難であり、粉塵のごく一部は捕集されないまま集塵装置から排出される。しかるに、高薬理活性物質は少量でも人体に悪影響を及ぼすことから、集塵装置から排出された微量の粉塵を再捕集して、衛生・安全面で万全を期す必要がある。そこで、この粉塵の再捕集手段として、ＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）やＵＬＰＡフィルタ（Ultra Low Penetration Air Filter）などの高性能フィルタを内蔵したフィルタ装置が集塵装置の後段に設けられる。フィルタ装置は、ダクトにより集塵装置と接続される。

フィルタ装置は一般に、ハウジングと、このハウジングに収容されたフィルタと、濾過対象の流体をハウジング内へ導入する導入部と、フィルタで濾過された流体を排出する排出部とを備えている。集塵装置から排出された流体は、ダクトを通って導入部からフィルタ装置の内部へ導入され、フィルタで流体中の残留粉塵が再捕集される。粉塵が除去された流体は、清浄流体となって排出部から排出される。

フィルタは、粉塵の捕集を繰り返すに従って目詰まりを生じるため、一定期間使用した時点で交換が必要となる。フィルタの交換にあたっては、使用済のフィルタに付着した粉塵の飛散によって作業者がばく露することがないように、細心の注意を払う必要がある。ばく露の防止を考慮したフィルタ交換方法として従来から行われている方法の１つに、バグイン・バグアウトと呼ばれる方法がある。その概略手順は、以下のとおりである。

まず、フィルタ装置の扉を開けて、前回交換時にフィルタの取出し口に取り付けてあるビニール袋を利用し、使用済のフィルタを、袋越しに取り出してビニール袋に回収する。そして、袋を２箇所で緊縛し、その中間部を切断することで、使用済のフィルタは一方のビニール袋に密閉され、取出し口は他方のビニール袋で密閉される。続いて、新しいフィルタを収容したビニール袋をフィルタの取出し口に取り付け、密閉用に残されたビニール袋を回収し、新しいフィルタを袋越しに装置内部へ挿入する。回収したビニール袋は、次のフィルタ交換時まで袋内にあってもよいし、袋から取り出して処分してもよい。最後に、フィルタ装置の扉を閉じてフィルタの交換作業が終了する。このような方法によれば、ビニール袋を介してフィルタの交換が行われるため、使用済のフィルタが開放空間に露出されることがなく、粉塵の飛散によるばく露を防止することができる。

しかしながら、上述したバグイン・バグアウト方式では、フィルタ交換にあたって、ビニール袋越しにフィルタを取り出したり挿入したりしなければならないため、作業性がきわめて悪く、交換に時間もかかる。また、作業ミスにより使用済のフィルタが露出した場合、作業者がばく露を受けるおそれがある。さらに、消耗品であるビニール袋を必要とするため、ランニングコストが発生するとともに、袋の保管スペースも必要となる。

一方、使用済のフィルタに付着した粉塵の飛散を防止するために、フィルタの交換時に、フィルタに対して液を放水することにより、フィルタを湿潤させる方法がある。この方法は、ウェットダウンと呼ばれている。たとえば、下記の特許文献１〜４には、給水管からフィルタ装置の内部へ洗浄水を放水して、フィルタの下面（気流の上流側の面）を洗浄した後、フィルタを取り出して新しいフィルタに交換する方法が開示されている。このようにウェットダウン処理を行ってから、使用済のフィルタを取り出すようにすれば、フィルタが湿潤状態にあるため、フィルタに付着した粉塵の飛散を抑制して、ばく露を防止することができる。

ところで、従来から医薬品工場などでは、発塵箇所である製造現場に集塵装置が設置されることは稀である。それは、作業場が狭くなることに加えて、フィルタ交換時などに、高薬理活性物質の粉塵が製造ラインへ混入する恐れがあるからである。また、今までの集塵装置は、大型で固定式のものがほとんどであることから、必然的に、発塵箇所と集塵装置の設置場所との距離が長くなる。このため、天井裏や天井に配設した長いダクトを通して、発塵箇所と集塵装置とを接続する必要がある。しかるに、このダクトの中には高薬理活性物質の粉塵が残留しており、これが何らかの原因で工場の屋内や屋外へ飛散する恐れがある。

この問題を解決する一つの手段は、集塵装置を移動式にして、発塵箇所まで手で搬送できるようにすることである。そうすれば、発塵箇所と集塵装置とを接続する長いダクトは不要となり、ダクトの内側に残留した高薬理活性物質の飛散を抑えて、ばく露のリスクを低減することができる。短いダクトは、装置ごと工場内の洗浄場所へ搬送し、そこで取り外して洗浄することもできるし、廃棄することも可能である。

また一方で、高薬理活性物質を扱う工場では、ＨＥＰＡフィルタなどの高性能フィルタの利用が必須である。このフィルタは、ケースに内蔵されて集塵装置と別に設置される場合もあるが、集塵装置に内蔵されてその一部となっている場合もある。特に、従来の集塵装置では、フィルタとしてバグフィルタが用いられる場合が多く、バグフィルタはＨＥＰＡフィルタなどに比べて通過風速が小さいことから、大風量を確保しつつ装置の小型化を図ることは困難である。したがって、集塵装置は必然的に大型で固定式のものとなり、高性能フィルタはそのような集塵装置に内蔵されることが多い。このため、従来は、フィルタ自体を単体でユニット化（モジュール化）し、かつ移動式にする必要性が乏しく、そのようにした場合でも、装置を極限まで小型化するという考慮は払われていなかった。

特開２０１０−５１８５２号公報 特開２００９−５０８３１号公報 特開２０１３−２９２２号公報 特開２０１５−１２１５６１号公報

特許文献１〜４の方法によれば、バグイン・バグアウト方式のようにビニール袋を用いてフィルタを交換する必要がなく、作業性は向上する。しかしながら、フィルタが収容されている装置内部に、ホースなどの給水管から洗浄水を放水しても、フィルタの粉塵付着面の全ての領域に洗浄水が万遍なく行き渡る保証はなく、フィルタを全域にわたって均一に湿潤させることは事実上不可能である。これは、フィルタの湿潤状態を目視で正確に把握することが困難なことにも一因がある。このため、フィルタの湿潤されていない箇所に残留している粉塵が、フィルタの取り出し時に再飛散して、ばく露をひき起こすおそれがある。また、放水のためのスペースが必要となるため、装置の小型化には限界がある。

本発明は、上記問題点を解決するものであって、作業性に優れ、しかもフィルタに付着した粉塵の再飛散のおそれがないフィルタ交換方法を提供することを課題としている。本発明の他の課題は、究極の小型化を図りながら、フィルタの粉塵付着面を均一に湿潤させることが容易なフィルタ装置を提供することにある。

本発明者らは、フィルタ装置を前述した集塵装置のように移動式にすることを元々の出発点として、どのようにすれば装置を極限まで小型化できるかを追求した。そして、装置内部の容積とフィルタの占める容積との差をできるだけ小さくすること、ウェットダウンに必要な水が少なくて済むこと、装置の耐圧（水密性)をある程度簡素化できること、などの点から種々検討を重ねた。その結果、従来のウェットダウンのように、放水によってフィルタを湿潤させるのではなく、フィルタ自体を水没状態にして湿潤させるという新しい着想に到達し、本発明を完成させるに至った。

ウェットダウンそのものは、すでに業界に浸透している手法であるが、従来のウェットダウンでは、スプレーボールなどでフィルタや機内の汚染面を濡らす機構を採用したものが多い。しかるに、複雑な機内構造の中でフィルタや汚染面を全域にわたって均一に湿潤させることは、目視による確認も十分にできないことから困難である。本発明は、この問題を解決し、バグイン・バグアウトを必要としないフィルタ交換を提案するものである。

本発明に係るフィルタ交換方法は、ハウジングと、このハウジングに収容されたフィルタと、粉塵を含む流体をハウジング内へ導入する導入部と、フィルタで濾過された流体を排出する排出部とを備えたフィルタ装置におけるフィルタ交換方法であって、以下の工程を含む。
（１）フィルタ装置の運転を停止した状態で、ハウジング内に液体を注入して、フィルタの粉塵付着面の全域を液体に浸漬させる工程。
（２）ハウジング内に注入された液体を排水する工程。
（３）液体を排水した後、ハウジングの一部を取り外して、湿潤したフィルタを開放空間に露出させる工程。
（４）開放空間に露出したフィルタを新しいフィルタに交換する工程。

また、本発明に係るフィルタ装置は、ハウジングと、このハウジングに収容されたフィルタと、粉塵を含む流体をハウジング内へ導入する導入部と、フィルタで濾過された流体を排出する排出部と、ハウジング内に液体を注入する注入手段と、注入された液体を排水する排水手段とを備えている。ハウジングは、その一部が取り外し可能で、当該一部を取り外した際にフィルタが開放空間に露出するような構造を有している。注入手段は、フィルタの粉塵付着面の全域が浸漬するように液体を注入する。

本発明は、フィルタを水没状態で湿潤（ウェット）させた後に、空間に開放（オープン）し、その後フィルタの交換（チェンジ）を行うことが特徴であり、このような手法を本明細書では、「ウェット・オープン・チェンジ」（ＷＯＣ）と呼ぶこととする。

本発明のフィルタ交換方法によれば、フィルタ装置のハウジング内に液体を注入し、フィルタを水没状態にしてウェットダウン処理を行うので、フィルタの粉塵付着面を全域にわたって均一に湿潤させることができる。このため、フィルタ交換時に、使用済フィルタに付着した粉塵が再飛散するのを防止することができる。また、ウェットダウン処理後は、ハウジングの一部を取り外して、湿潤したフィルタを開放空間に露出させ、この状態でフィルタを交換するので、交換作業が非常にやり易くなるとともに、新しいフィルタが正常にセットされたかどうかの確認も容易となる。しかも、このようにフィルタを露出させても、フィルタの粉塵付着面が均一に湿潤しているため、ばく露のおそれがない。

本発明のフィルタ装置によれば、フィルタの粉塵付着面の全域が浸漬するように液体を注入し、フィルタを水没状態にして湿潤させるので、粉塵付着面を容易に均一な湿潤状態とすることができる。また、液体はフィルタが水没状態となる量だけ注入すればよいので、ウェットダウンに必要な液体の量が少なくて済み、加えて、従来のような放水のためのスペースが不要となる。これにより、ハウジングの内部容積とフィルタの占める容積との差を可及的に小さくすることが可能となり、装置を極限まで小型化することができる。

図１は、本発明のフィルタ装置の一例を示す外観図である。 図２は、フィルタ装置の使用例を示す正面図である。 図３は、フィルタ装置の要部の構造を示す断面図である。 図４は、本発明のフィルタ交換方法の手順を説明する図である（液体注入）。 図５は、同手順を説明する図である（液体充満）。 図６は、同手順を説明する図である（液体排出）。 図７は、同手順を説明する図である（フィルタ湿潤）。 図８は、同手順を説明する図である（ハウジング取り外し）。 図９は、同手順を説明する図である（フィルタ露出）。 図１０は、同手順を説明する図である（フィルタ交換）。 図１１は、同手順をフローチャートで示した図である。 図１２は、液体充満の他の例を示す図である。 図１３は、フィルタ湿潤の他の例を示す図である。 図１４は、本発明のフィルタ装置の他の例を示す断面図である。 図１５は、本発明のフィルタ装置の他の例を示す断面図である。 図１６は、液体充満の他の例を示す図である。 図１７は、フィルタ湿潤の他の例を示す図である。 図１８は、本発明のフィルタ装置の他の例を示す断面図である。 図１９は、本発明のウェットダウンシステムの例を示す図である。 図２０は、フィルタ交換手順の他の例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態につき図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一の符号を付してある。

＜実施形態１＞
本発明のフィルタ装置の一例を、図１に示す。図１は、装置全体の外観図である。フィルタ装置１００は、後述するフィルタが収容されたハウジング１０と、このハウジング１０を支持する支持台５０とを備えている。

ハウジング１０は、本例では上ハウジング１１と、中間ハウジング１２と、下ハウジング１３とから構成されている。上ハウジング１１と中間ハウジング１２とは、キャッチクリップのような連結具１６により着脱自在に連結されている。下ハウジング１３と中間ハウジング１２も、キャッチクリップのような連結具１７により着脱自在に連結されている。連結具１６、１７の連結を解除することにより、ハウジング１０を３つのハウジング１１〜１３に分割することができる。ハウジング１１〜１３の各接合部には、図示しない環状のシール材が介在しており、ハウジング１１〜１３が連結具１６、１７で連結された状態で、各接合部が封止されている。連結具１６、１７としてキャッチクリップを用いると、たとえばヘルール継手を用いる場合に比べて、安価かつ小型に構成でき、また、操作が容易なため頻繁な分解作業にも適している。

中間ハウジング１２には、フィルタで濾過された流体を排出する排出部１５が設けられている。排出部１５は、ハウジング１０の内部空間と連通する排出口１５ａを有している。この排出口１５ａには、後述するダクトが接続される。

下ハウジング１３には、濾過対象の流体をハウジング１０内へ導入する導入部１４が設けられている。導入部１４から導入された粉塵を含む流体は、ハウジング１０に収容されているフィルタで濾過され、排出部１５の排出口１５ａから排出される（詳細は後述）。本例では、後述のようにＨＥＰＡフィルタを用いるので、取り扱う流体は気体（空気）であるが、フィルタによっては気体に限らず、液体や蒸気であってもよいことはいうまでもない。

支持台５０は、本例ではテーブル５１、フレーム５２、脚部５３、およびキャスター５４から構成されている。テーブル５１の中央部には、図示しない円形の開口が設けられており、この開口の周縁に、下ハウジング１３の下端部が支持されている。また、この開口を貫通して、導入部１４がテーブル５１の下方に突出している。テーブル５１は、ハウジング１０を固定するための固定具１８を備えている。

フレーム５２と脚部５３は、それぞれ金属製のパイプからなる。フレーム５２は、ねじ等でテーブル５１に固定されている。脚部５３は、溶接等によりフレーム５２に接合されている。脚部５３の下端には、キャスター５４が取り付けられている。このキャスター５４により、支持台５０はハウジング１０を搭載した状態で移動可能となっている。キャスター５４は、省略することも可能である。

図２は、上述したフィルタ装置１００の使用例を示している。フィルタ装置１００は、集塵装置２００と送風装置３００との間に設置されている。集塵装置２００とフィルタ装置１００とは、ダクト６０により接続され、送風装置３００とフィルタ装置１００とは、ダクト７０により接続されている。これらの各部によって、空気浄化システムが構成される。

集塵装置２００は、図示しない集塵用のフィルタが収容されたハウジング２０１と、このハウジング２０１が搭載された支持台２０２とを備えている。ハウジング２０１の上部には、粉塵を含む気流（含塵気流）を吸い込む吸込部２０３が設けられている。この吸込部２０３には、図示しない吸引ダクトが接続される。ハウジング２０１の側部には、フィルタで除塵された気流を排出する排出部２０４が設けられている。この排出部２０４には、ダクト６０の一端が接続されている。ダクト６０の他端は、フィルタ装置１００の導入部１４に接続されている。

送風装置３００は、送風ユニット３０１と、制御ユニット３０２とを備えている。送風ユニット３０１には、図示しない送風機（ファン）と、この送風機を回転させるモータなどが収容されている。制御ユニット３０２には、モータを制御する制御機器や電子回路などが収容されている。送風ユニット３０１の側部には、フィルタ装置１００で濾過された清浄気流を導入する導入部３０３が設けられている。この導入部３０３には、ダクト７０の一端が接続されている。ダクト７０の他端は、フィルタ装置１００の排出部１５に接続されている。送風ユニット３０１の上部には、清浄気流を排出する排出部３０４が設けられている。

図２の空気浄化システムは、たとえば、高薬理活性物質を取り扱う医薬品工場の作業現場に設置される。作業中に発生する高薬理活性物質の粉塵を含む空気は、吸引ダクトを通って集塵装置２００の吸込部２０３から内部に取り込まれ、フィルタで除塵される。粉塵の大部分が除去された空気は、排出部２０４から排出され、ダクト６０を通って、フィルタ装置１００の導入部１４からハウジング１０の内部に導入される。そして、ハウジング１０内のフィルタで濾過された清浄空気は、排出部１５から排出され、ダクト７０を通って、送風装置３００の導入部３０３から送風ユニット３０１の内部に導入される。導入された清浄空気は、送風機の回転により、排出部３０４から排出される。

図３は、フィルタ装置１００の要部の構造を示している。ここでは、図１における各部の構造を簡略化して描いてあり、また、図１の支持台５０の図示は省略してある（図４以降についても同様）。

図３において、フィルタ装置１００のハウジング１０の内部には、フィルタ１が収容されている。本例では、フィルタ１は前述したＨＥＰＡフィルタである。フィルタ１は、中空円筒状のフィルタ本体１ａと、フィルタ本体１ａの上端部に設けられた上フランジ１ｂと、フィルタ本体１ａの下端部に設けられた下フランジ１ｃとを備えている。上フランジ１ｂは、円盤状に形成されていて、フィルタ本体１ａの上側の開口を塞いでいる。下フランジ１ｃは、リング状に形成されていて、中央部にフィルタ本体１ａの内部と連通する開口１ｄを有している。下フランジ１ｃと下ハウジング１３の底部との間には、弾性を有するシール材５が設けられている。フィルタ１の内部の空間は、濾過対象の気流が流れる一次側空間Ｐであり、フィルタ１の外部の空間は、フィルタ本体１ａで濾過された気流が流れる二次側空間Ｓである。

フィルタ１は、押え板２とボルト３により、ハウジング１０に固定される。詳しくは、円盤状の押え板２をフィルタ１の上フランジ１ｂの上に置き、押え板２を貫通するボルト３の先端部を、下ハウジング１３の内壁に設けられた取付部４に螺合する。そして、ボルト３を廻しながら、フィルタ１を押え板２と下ハウジング１３の底部との間に締め付けてゆく。このとき、ボルト３の締付力によりシール材５が弾性変形し、導入部１４から一次側空間Ｐへ至る流路と、二次側空間Ｓとの間がシールされる。押え板２には、着脱に便利なように把持部２ａが設けられている。ボルト３には、操作に便利なようにノブ３ａが設けられている。

導入部１４には、接続管２４とバルブ２５が接続されている。接続管２４の一端は、バルブ２５に接続されており、接続管２４の他端は、図２に示したダクト６０に接続されている。バルブ２５は、接続管２４と導入部１４との間に設けられており、導入部１４の流路を遮断または解放する。導入部１４は、本発明における「第１排水管」の例であり、バルブ２５は、本発明における「第２バルブ」の例である。また、導入部１４およびバルブ２５は、本発明における「排水手段」の例である。なお、バルブ２５を設ける箇所は、図３の例に限らず、たとえば接続管２４とダクト６０との接続部付近であってもよい。

導入部１４には、さらに注水管２０が接続されている。注水管２０は、導入部１４に形成された注水口１４ａに接続されており、導入部１４の流路と連通している。また、下ハウジング１３には、排水管２２が接続されている。排水管２２は、下ハウジング１３に形成された排水口１３ａに接続されており、ハウジング１０の内部（二次側空間Ｓ）と連通している。注水管２０には、バルブ２１が設けられており、排水管２２には、バルブ２３が設けられている。バルブ２１は、注水管２０の流路を遮断または解放し、バルブ２３は、排水管２２の流路を遮断または解放する。注水管２０およびバルブ２１は、本発明における「注入手段」の例である。また、バルブ２１は、本発明における「第１バルブ」の例である。排水管２２およびバルブ２３は、本発明における「排水手段」の例である。また、排水管２２は、本発明における「第２排水管」の例であり、バルブ２３は、本発明における「第３バルブ」の例である。

図３における矢印は、フィルタ装置１００の通常運転時における気流の流れを示している。通常運転時は、バルブ２５が導入部１４の流路を解放しているので、集塵装置２００（図２）で除塵された気流は、ダクト６０から接続管２４、バルブ２５、および導入部１４を通って、フィルタ１の一次側空間Ｐへ流入する。一次側空間Ｐへ流入した気流は、フィルタ本体１ａを通過して二次側空間Ｓへ流出する。この過程で、気流中に残留している粉塵がフィルタ本体１ａで捕集される。捕集された粉塵は、フィルタ本体１ａの内面に付着する。このため、二次側空間Ｓへ流出した気流は、粉塵を含まない清浄気流となる。この清浄気流は、排出部１５の排出口１５ａから排出され、前述したように、ダクト７０（図２）を通って、送風装置３００へ送られる。

次に、上述したフィルタ装置１００において、フィルタ１を交換する場合の手順（ウェット・オープン・チェンジ）を、図４〜図１１を参照しながら説明する。

フィルタ１を交換するにあたっては、最初に、フィルタ装置１００の運転を停止する。詳しくは、導入部１４に接続されているバルブ２５を閉じ、また、排出部１５に接続されている図示しないバルブも閉じる。この状態で、図４に示すように、バルブ２１を開いて注水管２０から液体Ｗを注入する。注入する液体Ｗは水であってもよいし、水以外の液体であってもよい。注入された液体Ｗは、導入部１４とフィルタ１の内部（一次側空間Ｐ）に浸入し、注入にしたがって液体Ｗの液位が上昇してゆく。

注入された液体Ｗの量が一定量になると、図５に示すように、フィルタ１の内部空間である一次側空間Ｐが液体Ｗで満たされる。このとき、フィルタ本体１ａの内面（すなわち粉塵付着面）の全域が液体Ｗに浸漬した状態（水没状態）となっている。

図５のように、フィルタ１の一次側空間Ｐに液体Ｗが充満したことが確認されると、バルブ２１を閉じて、注水管２０からの液体Ｗの注入を停止する。液体Ｗの充満を確認する方法としては、たとえば、注水管２０の途中に、液体Ｗが流れている間だけ回転する目視可能な回転部材（たとえば羽根車やプロペラなど）を設ける。フィルタ１内に液体Ｗが充満すると、回転部材の回転が停止するので、これによって液体Ｗが充満したと判断することができる。あるいは、フィルタ１の内部空間（一次側空間Ｐ）の容積に相当する量の液体をタンクに貯溜しておき、タンクから液体の全量を注水管２０を介して注入してもよい。この場合は、タンクが空になった時点で、フィルタ１内に液体が充満したと判断することができる。また、他の方法として、フィルタ１の表面から液体Ｗが染み出すことを目視で確認して、フィルタ１内に液体Ｗが充満したと判断してもよい。ＨＥＰＡフィルタは、適度な撥水性があり、フィルタ内が満水になるまでは液体Ｗの染み出しが発生しないが、満水した以降に液圧がかかると、液体Ｗがフィルタ素材を透過して染み出す性質がある。

液体Ｗの注入停止後、図３のバルブ２５を開いて、図６に示すように、ハウジング１０内の液体Ｗを導入部１４を通して排水する。あるいは、注水管２０の接続箇所を導入部１４のボトム位置に変更することにより、注水管２０を利用して液体Ｗを排水してもよい。この場合、注水管２０は、注入手段と排水手段とを兼用する。液体Ｗが排水された後、フィルタ本体１ａの粉塵が付着した内面は、図７に示すように、湿潤状態ｍとなる。なお、導入部１４から流出する液体Ｗには、微量ながら粉塵が混入しているため、導入部１４に別の排水管を接続して、液体Ｗを封じ込めた状態でタンクなどへ回収するのが望ましい。

また、液体Ｗの注入停止後は、図３のバルブ２３も開いて、フィルタ１から漏出して下ハウジング１３の底部に溜まった液体Ｗ（図示省略）を、排水管２２を通して排水する。この場合も、液体Ｗを封じ込めた状態でタンクなどへ回収するのが望ましい。

次に、図８に示すように、ハウジング１０の一部である上ハウジング１１と中間ハウジング１２とを、下ハウジング１３から取り外す。このとき、中間ハウジング１２と下ハウジング１３との連結具１７による連結は解除され、上ハウジング１１と中間ハウジング１２とは連結具１６で連結された状態にある。ハウジング１１、１２を取り外した後、ボルト３を緩めて、押え板２とボルト３を取り外す。これにより、フィルタ１の下ハウジング１３に対する固定が解除される。そして、図９に示すように、内面が湿潤したフィルタ１が、開放空間Ｚに露出した状態となる。

この状態で、図１０に示すように、新旧フィルタの交換を行う。詳しくは、使用済のフィルタ１を下ハウジング１３から取り出し、新しいフィルタ１’を下ハウジング１３にセットする。使用済のフィルタ１を取り出す場合、粉塵が付着しているフィルタ１の内面は湿潤しているので、粉塵が飛散するおそれはない。

その後、図８と逆の手順で、押え板２およびボルト３を用いて、新しいフィルタ１’をシール材５を介して下ハウジング１３に固定し、取り外した上ハウジング１１および中間ハウジング１２を下ハウジング１３に取り付けることで、フィルタの交換作業が終了する。

図１１は、以上述べたフィルタ交換の作業手順をフローチャートで示した図である。ステップＳ１では、フィルタ装置１００の運転を停止する。ステップＳ２では、バルブ２１を開いて、注水管２０からハウジング１０の内部へ液体Ｗを注入する。ステップＳ３では、フィルタ１の一次側空間Ｐに液体Ｗが充満したかどうかを確認する。液体Ｗの充満が確認されると、ステップＳ４でバルブ２１を閉じて液体Ｗの注入を停止する。ステップＳ５では、バルブ２５とバルブ２３を開いて、ハウジング１０内の液体Ｗを排水する。ステップＳ６では、ハウジング１０の一部（上ハウジング１１と中間ハウジング１２）を取り外す。ステップＳ７では、押え板２とボルト３を取り外して、フィルタ１の固定を解除する。ステップＳ８では、使用済のフィルタ１を取り出し、新しいフィルタ１’をセットする。ステップＳ９では、取り外したハウジング１１、１２を元の状態に取り付けて、作業を終了する。

図１１のステップＳ１〜Ｓ４は、フィルタ装置１００の運転を停止した状態で、ハウジング１０内に液体Ｗを注入して、フィルタ１の内面（粉塵付着面）の全域を液体Ｗに浸漬させる工程である。ステップＳ５は、ハウジング内１０に注入された液体Ｗを排水する工程である。ステップＳ６は、液体Ｗを排水した後、ハウジング１０の一部を取り外して、湿潤したフィルタ１を開放空間Ｚに露出させる工程である。ステップＳ７〜Ｓ９は、開放空間Ｚに露出したフィルタ１を新しいフィルタ１’に交換する工程である。

以上説明したウェット・オープン・チェンジの手順によれば、フィルタ装置１００の運転を停止した状態で、注水管２０からハウジング１０内に液体Ｗを注入し、フィルタ１の内面の全域を液体Ｗに浸漬させて水没状態にした後、液体Ｗを排水することで、ウェットダウン処理を行っている。このため、フィルタ１の粉塵付着面を全域にわたって均一に湿潤させることができ、フィルタ交換時に、使用済のフィルタ１に付着した粉塵が再飛散するのを防止することができる。

また、ハウジング１０の一部を取り外して、湿潤したフィルタ１を開放空間Ｚに露出させ、この状態でフィルタ１を交換するので、広いスペースにおいて交換作業が非常にやり易くなる。しかも、このようにフィルタ１を露出させても、フィルタ１の粉塵付着面（内面）が均一に湿潤しているため、ばく露のおそれがない。また、フィルタ１の湿潤していない外面は、粉塵付着面ではなく、微量の粉塵付着があるとしても、高性能フィルタの場合は、付着物質の濃度が許容限界値以下に抑えられるため、ばく露のおそれはない。したがって、バグイン・バグアウトを併用せずに、フィルタ１の交換作業を行うことが可能となる。さらに、新しいフィルタ１’とシール材５の双方のシール面が合致するように、フィルタ１’が正常にセットされたかどうかの確認も、開放空間Ｚにおいて容易に行うことができるので、シールの信頼性が向上する。

また、従来のバグイン・バグアウト方式のような袋越しの手作業ではなく、直接の手作業によってフィルタ１を交換できるため、作業が容易で、袋の隙間から高薬理活性物質などの粉塵が漏洩してばく露するリスクを回避することができる。さらに、交換作業にビニール袋を用いないので、ランニングコストが発生せず、袋の保管スペースも不要になるという利点がある。

また、図３のような構造を有するフィルタ装置１００においては、フィルタ１の粉塵付着面が水没状態となる量だけ液体Ｗを注入すればよいので、ウェットダウンに必要な液体Ｗの量が少なくて済む。また、フィルタ１を水没状態にしてウェットダウンを行うので、放水のためのスペースが不要となり、スプレーノズルなどの部品や、内部に溜まった大量の水を排出するドレンアウト機構なども不要となる。そして、これらが相俟って、ハウジング１０の内部容積とフィルタ１の占める容積との差（≒二次側空間Ｓの容積）を可及的に小さくすることが可能となり、その結果としてフィルタ装置１００を極限まで小型化することができる。

また、図３においては、注水管２０がフィルタ１の内部空間（一次側空間Ｐ）と連通するように設けられており、フィルタ１とハウジング１０との間は、シール材５で封止されている。このため、注水管２０から液体Ｗを注入して、図７のように、フィルタ１の内面（粉塵付着面）だけを選択的に湿潤状態ｍにすることができる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。

＜実施形態２＞
図５においては、フィルタ１の一次側空間Ｐに液体Ｗが充満した時点で、液体Ｗの注入を停止したが、フィルタ本体１ａが透水性を有する場合は、図１２に示すように、液体Ｗを一次側空間Ｐだけでなく、フィルタ本体１ａを透過させて二次側空間Ｓにも充満させてもよい。この場合、フィルタ１の外面とハウジング１０の内面との間の空間に充満した液体Ｗに、フィルタ１の外面が浸漬した状態となる。なお、図１２では、押え板２やボルト３の図示を省略してある（後述の図１６も同様）。このように、一次側空間Ｐと二次側空間Ｓの双方に液体Ｗを充満させると、図１３に示すように、フィルタ本体１ａの内面と外面の両方が湿潤状態ｍとなるため、粉塵の飛散をより確実に抑制することができる。

＜実施形態３＞
図３においては、導入部１４に注水口１４ａを設けて、注水管２０を導入部１４に接続したが、図１４に示すように、中間ハウジング１２に注水口１２ａを設けて、注水管２０を中間ハウジング１２に接続してもよい。また、上ハウジング１１や下ハウジング１３に注水口を設けてもよい。さらに、図３の注水管２０と図１４の注水管２０の両方を設けてもよい。

＜実施形態４＞
図３においては、ハウジング１０内に導入された気流が、フィルタ１の内側から外側へ流れる構造のフィルタ装置１００を示したが、図１５に示すように、気流がフィルタ１の外側から内側へ流れる構造のフィルタ装置１０１にも、本発明は適用できる。この場合、フィルタ１の外面が粉塵付着面となる。図１５では、図３の排出部１５と排出口１５ａが、導入部１５’と導入口１５ａ’に置き換わっており、図３の導入部１４が排出部１４’に置き換わっている。排出部１４’は、本発明における「排水手段」および「第１排水管」の例である。また、図１５では、図３の一次側空間Ｐが二次側空間Ｓに置き換わっており、図３の二次側空間Ｓが一次側空間Ｐに置き換わっている。その他の構成については、図３と同様である。

＜実施形態５＞
図１５のような、気流がフィルタ１の外側から内側へ流れるフィルタ装置１０１の場合、図１４のように注水管２０をハウジング１０に接続した構造を採用し、図１６に示すように、注水管２０から注入した液体Ｗにフィルタ１の外面（粉塵付着面）が浸漬するようにしてもよい。これにより、図１７に示すように、フィルタ１の外面が湿潤状態ｍとなり、フィルタ交換時の粉塵の飛散が抑制される。図１６では、フィルタ１の外面とハウジング１０の内面との間の空間に液体Ｗを充満させているが、フィルタ１の内部（二次側空間Ｓ）にも液体Ｗを充満させてもよい。この場合は、図１３と同様に、フィルタ１の外面と内面の両方が湿潤状態となる。

＜実施形態６＞
図１２や図１６において、ハウジング１０の天井まで液体Ｗを充満させてもよい。この場合、液体Ｗが充満したことを目視で確認可能とするため、図１に示すように、上ハウジング１１の上面に設けられた吐出口１１ａに、シリンジフィルタ（通称：コマフィルタ）１１ｂが装着されている。ハウジング１０内が満水になると、シリンジフィルタ１１ｂから液体Ｗが漏れ出るので、これによって満水を確認することができる。あるいは、上ハウジング１１を中間ハウジング１２から取り外し、ハウジング１０内の液位を直接目視することで、満水を確認してもよい。

＜実施形態７＞
前記の実施形態１では、フィルタ１としてＨＥＰＡフィルタを用いたが、ＨＥＰＡフィルタに代えて、前述したＵＬＰＡフィルタを用いることもできる。また、本発明で用いるフィルタは、ＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタなどの高性能フィルタに限らず、通常のバグフィルタであってもよい。さらに、本発明で用いるフィルタは、これらに限らず、図１８に示すような、多数の粒状濾材３１が充填された構造を有するフィルタ３０であってもよい。

図１８において、フィルタ３０は、円筒形の内筒３２および外筒３３を有しており、内筒３２と外筒３３との間の空間に、粒状濾材３１が充填されている。内筒３２と外筒３３は、流体が通過可能な金属または樹脂の網から形成されている。粒状濾材３１は、たとえば球状、円柱状、角柱状、平板状、またはランダム形状のガラスや樹脂などからなる。粒状濾材３１を、ガス吸着性を有する素材で形成してもよい。ハウジング１０内に導入された気流がフィルタ３０を通過する際に、気流に含まれている粉塵が粒状濾材３１に捕集されて、気流が濾過される。なお、図１８のフィルタ装置１０２についても、前述したフィルタ装置１００、１０１における各実施形態を採用することができる。

＜実施形態８＞
前記の実施形態１では、フィルタ１を湿潤させるウェットダウン処理において、液体Ｗが充満したことを作業者が確認し、手動でバルブ２１を閉じて液体Ｗの注入を停止したり、手動でバルブ２３、２５を開いて液体Ｗの排水を行ったりしたが、これらを自動化することも可能である。この場合の自動ウェットダウンシステムの例を図１９に示す。

図１９（ａ）では、フィルタ装置１００と、給水装置４１と、制御装置４２とが設けられており、これらによって自動ウェットダウンシステム４０１が構成されている。フィルタ装置１００は、図１５のフィルタ装置１０１や、図１８のフィルタ装置１０２であってもよい。給水装置４１は、フィルタ装置１００のハウジング１０内に、注水管２０を介して液体Ｗ（ここでは水）を供給する。制御装置４２は、給水装置４１の給水動作と、フィルタ装置１００の排水動作を制御する。給水装置４１は、本発明における「液体供給装置」の例である。

制御装置４２は、タイマー４２ａを内蔵しており、タイマー４２ａの計時時間に基づいて、あらかじめ決められた一定量の液体Ｗがハウジング１０内に供給されたことを検知する。詳しくは、制御装置４２は、給水装置４１と、フィルタ装置１００のバルブ２１を開閉するアクチュエータ（図示省略）とに対して給水指令を与え、バルブ２１が開いて給水が開始された時点から、タイマー４２ａで計時を開始する。そして、計時時間が所定時間に達すると、制御装置４２は、一定量の液体Ｗがハウジング１０内に供給されたと判断し、バルブ２１を閉じるとともに、バルブ２３、２５を開閉するアクチュエータ（図示省略）に対して排水指令を与える。この排水指令に基づいて、フィルタ装置１００では、バルブ２３、２５が開いて、ハウジング１０内の液体Ｗが自動的に排水される。なお、バルブ２１を閉じて給水を停止した時点から、フィルタ１を十分湿潤させるのに必要な時間が経過するのを待って、排水を行ってもよい。

図１９（ｂ）の自動ウェットダウンシステム４０２では、図１９（ａ）のタイマー４２ａに代えて、給水装置４１からフィルタ装置１００へ至る流路の途中に、流量計４３が設けられている。制御装置４２は、この流量計４３が計測した液体Ｗの流量を監視し、流量が所定量に達すると、あらかじめ決められた一定量の液体Ｗがハウジング１０内に供給されたと判断する。その後、制御装置４２は、図１９（ａ）の場合と同様の制御を行う。

図１９（ｃ）の自動ウェットダウンシステム４０３では、図１９（ａ）のタイマー４２ａに代えて、フィルタ装置１００に水位センサ４４が付設されている。制御装置４２は、この水位センサ４４が検知した液体Ｗの水位を監視し、水位が所定値に達すると、あらかじめ決められた一定量の液体Ｗがハウジング１０内に供給されたと判断する。その後、制御装置４２は、図１９（ａ）の場合と同様の制御を行う。

図１９（ａ）〜（ｃ）の各実施形態によれば、フィルタ装置１００におけるフィルタ交換時のウェットダウン処理が自動化されるため、フィルタ１を最適の湿潤状態にすることができ、また、フィルタ１の交換作業の時間を短縮することができる。

＜実施形態９＞
前記の実施形態１では、液体Ｗを注入してフィルタ１を湿潤状態にした後、フィルタ１を開放空間Ｚに露出させてフィルタ交換を行ったが（ＷＯＣ：ウェット・オープン・チェンジ）、先にフィルタ１を開放空間Ｚに露出させた後に、液体Ｗを注入してフィルタ１を湿潤状態にしてもよい（ＯＷＣ：オープン・ウェット・チェンジ）。この場合、フィルタ１の内面が粉塵付着面で、外面はクリーンな面であることが条件となるが、ＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタなどの高性能フィルタは、この条件を満たす。図２０は、オープン・ウェット・チェンジの手順を示している。

図２０において、ステップＳ１１〜Ｓ１２は、フィルタ装置１００の運転を停止した状態で、ハウジング１０の一部を取り外して、フィルタ１を開放空間Ｚに露出させる工程である。ステップＳ１３〜Ｓ１５は、フィルタ１内に液体Ｗを注入して、フィルタ１の内面（粉塵付着面）全域を液体Ｗに浸漬させる工程である。ステップＳ１６は、フィルタ１内に注入された液体Ｗを排水する工程である。ステップＳ１７〜Ｓ１９は、液体Ｗにより湿潤したフィルタ１を新しいフィルタ１’に交換する工程である。

オープン・ウェット・チェンジの利点としては、フィルタ１の内部のみに液体Ｗを注入するので、液体使用量が最小限で済み、また、開放空間Ｚで液体注入を行うので、フィルタ１内の満水を目視で確認しやすいことなどが挙げられる。

＜その他の実施形態＞
本発明では、以上述べた実施形態以外にも、以下のような種々の実施形態を採用することができる。

前記の実施形態１では、フィルタ１が中空の円筒状に形成されている例を挙げたが、フィルタ１の形状はこれのみに限定されない。たとえば、中空の角筒状のフィルタや、中空でない矩形のフィルタなどであってもよい。

前記の実施形態１では、図２に示したように、フィルタ装置１００を集塵装置２００および送風装置３００と組み合わせて使用する例を挙げたが、フィルタ装置１００はそれ単体で使用することも可能である（フィルタ装置１０１、１０２も同様）。

前記の実施形態１では、ハウジング１０が、上ハウジング１１と、中間ハウジング１２と、下ハウジング１３に３分割されているが、ハウジング１０を、たとえば２分割や４分割などの構成としてもよい。

前記の実施形態１では、ハウジング１１〜１３の連結具１６、１７としてキャッチクリップを例に挙げたが、キャッチクリップに代えてヘルール継手などを用いることも可能である。

前記の実施形態１では、フィルタ装置１００が支持台５０を備えている例を挙げたが、支持台５０は省略することも可能である（フィルタ装置１０１、１０２も同様）。

本発明は、高薬理活性物質を取り扱う医薬品工場のほか、高薬理活性物質を取り扱う農薬工場や、その他の化学物質を取り扱う工場など、ばく露対策が必要な場所において利用することができる。

１ フィルタ
１’ 新しいフィルタ
１０ ハウジング
１１ 上ハウジング
１２ 中間ハウジング
１３ 下ハウジング
１４ 導入部（排水手段、第１排水管）
１４’排出部（排水手段、第１排水管）
１５ 排出部
１５’導入部
２０ 注水管（注入手段）
２１ バルブ（注入手段、第１バルブ）
２２ 排水管（排水手段、第２排水管）
２３ バルブ（排水手段、第３バルブ）
２５ バルブ（排水手段、第２バルブ）
４１ 給水装置（液体供給装置）
４２ 制御装置
１００、１０１、１０２ フィルタ装置
４０１、４０２、４０３ 自動ウェットダウンシステム
Ｐ 一次側空間
Ｓ 二次側空間
Ｗ 液体
Ｚ 開放空間

Claims (16)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに収容されたフィルタと、
   粉塵を含む流体を前記ハウジング内へ導入する導入部と、
   前記フィルタで濾過された流体を排出する排出部と、を備えたフィルタ装置におけるフィルタ交換方法であって、
   前記フィルタ装置の運転を停止した状態で、前記ハウジング内に液体を注入して、前記フィルタの粉塵付着面の全域を前記液体に浸漬させる工程と、
   前記ハウジング内に注入された前記液体を排水する工程と、
   前記液体を排水した後、前記ハウジングの一部を取り外して、湿潤した前記フィルタを開放空間に露出させる工程と、
   前記開放空間に露出した前記フィルタを新しいフィルタに交換する工程と、
   を含むことを特徴とするフィルタ交換方法。
2. 前記フィルタは、中空の筒状に形成されており、
   前記フィルタの内面または外面またはその両方の全域が前記液体に浸漬するように、前記液体を前記ハウジング内に注入する、請求項１に記載のフィルタ交換方法。
3. 前記ハウジング内に注入した液体を、前記フィルタの内面の全域が前記液体に浸漬するように、前記フィルタの内部空間に充満させる、請求項２に記載のフィルタ交換方法。
4. 前記ハウジング内に注入した液体を、前記フィルタの外面の全域が前記液体に浸漬するように、前記フィルタの外面と前記ハウジングの内面との間の空間に充満させる、請求項２に記載のフィルタ交換方法。
5. 前記ハウジング内に注入した液体を、前記フィルタの内面と外面の両方の全域が前記液体に浸漬するように、前記フィルタの内部空間、および前記フィルタの外面と前記ハウジングの内面との間の空間にそれぞれ充満させる、請求項２に記載のフィルタ交換方法。
6. 前記液体を、前記導入部または前記排出部を通して前記ハウジング内に注入し、前記導入部または前記排出部を通して排水する、請求項１ないし５のいずれかに記載のフィルタ交換方法。
7. あらかじめ決められた一定量の前記液体を前記ハウジング内に注入する、請求項１ないし６のいずれかに記載のフィルタ交換方法。
8. 前記一定量の液体が前記ハウジング内に注入されると、前記液体を自動的に排水する、請求項７に記載のフィルタ交換方法。
9. ハウジングと、
   前記ハウジングに収容されたフィルタと、
   粉塵を含む流体を前記ハウジング内へ導入する導入部と、
   前記フィルタで濾過された流体を排出する排出部と、を備えたフィルタ装置におけるフィルタ交換方法であって、
   前記フィルタ装置の運転を停止した状態で、前記ハウジングの一部を取り外して、前記フィルタを開放空間に露出させる工程と、
   前記フィルタ内に液体を注入して、前記フィルタの内面の全域を前記液体に浸漬させる工程と、
   前記フィルタ内に注入された前記液体を排水する工程と、
   前記液体により湿潤した前記フィルタを新しいフィルタに交換する工程と、
   を含むことを特徴とするフィルタ交換方法。
10. ハウジングと、
    前記ハウジングに収容されたフィルタと、
    粉塵を含む流体を前記ハウジング内へ導入する導入部と、
    前記フィルタで濾過された流体を排出する排出部と、
    前記ハウジング内に液体を注入する注入手段と、
    前記注入された液体を排水する排水手段と、を備え、
    前記ハウジングは、その一部が取り外し可能で、当該一部を取り外した際に前記フィルタが開放空間に露出するような構造を有しており、
    前記注入手段は、前記フィルタの粉塵付着面の全域が浸漬するように前記液体を注入する、ことを特徴とするフィルタ装置。
11. 前記フィルタは、中空の筒状に形成されており、
    前記注入手段は、前記フィルタの内面または外面またはその両方の全域が前記液体に浸漬するように、前記液体を前記ハウジング内に注入する、請求項１０に記載のフィルタ装置。
12. 前記注入手段は、前記液体を、前記導入部または前記排出部を通して前記ハウジング内に注入し、
    前記排水手段は、前記液体を、前記導入部または前記排出部を通して排水する、請求項１０または１１に記載のフィルタ装置。
13. 前記注入手段は、
    前記導入部または前記排出部と連通するように設けられた注水管と、
    前記注水管の流路を遮断または解放する第１バルブとを含む、請求項１２に記載のフィルタ装置。
14. 前記排水手段は、
    前記導入部または前記排出部から構成される第１排水管と、
    前記第１排水管の流路を遮断または解放する第２バルブとを含む、請求項１２または１３に記載のフィルタ装置。
15. 前記排水手段は、
    前記ハウジングの内部と連通するように設けられた第２排水管と、
    前記第２排水管の流路を遮断または解放する第３バルブとをさらに含む、請求項１４に記載のフィルタ装置。
16. 請求項１０ないし１５のいずれかに記載のフィルタ装置と、
    前記フィルタ装置の前記ハウジング内に、前記注入手段を介して前記液体を供給する液体供給装置と、
    前記フィルタ装置の排水動作を制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記液体供給装置から前記ハウジング内にあらかじめ決められた一定量の液体が供給されたことを検知すると、前記排水手段により前記ハウジング内の液体を自動的に排水する、ことを特徴とする自動ウェットダウンシステム。

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