KR20230090361A - 안전 캐비닛 - Google Patents

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다케시 마츠무라
다케시 가네코
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가부시키가이샤 히다치 산키시스템
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Abstract

작업실내의 전방면의 개구부와 전방면 셔터를 갖고, 작업실내에 상방으로부터 청정 공기를 공급하는 안전 캐비닛이며, 작업실내의 측면에 측면 슬릿을 마련하고, 마련한 측면 슬릿으로부터의 공기를 작업실내의 저면을 형성하는 작업대의 전방면 그릴에서 흡입한 공기 유로에 합류시켜, 작업실내에 장치를 설치한 경우에도 기류의 흐트러짐을 방지할 수 있다.

Description

안전 캐비닛
본 발명은, 의약품의 개발이나 병원체의 연구 등에 사용하는 안전 캐비닛에 관한 것이다.
세포의 조작·관찰이나 바이러스 등의 병원체의 연구나 백신 개발 등의 의약품의 개발 등에서 병원체 등을 취급하는 경우에는, 안전 캐비닛이 사용된다.
안전 캐비닛의 일례로서, 특허문헌 1에는, 작업자가 작업을 하는 작업 공간과, 작업 공간의 전방면에 형성하는 전방면 셔터와, 전방면 셔터 하부의 작업 공간에 연접하는 작업 개구부와, 작업 개구부로부터 공기를 흡입하고, 작업 공간의 공기를 공기 청정 수단을 통해 안전 캐비닛 외부에 송풍기에 의해 배기하는 배기 수단을 갖는 안전 캐비닛이며, 전방면 셔터의 하측에 작업 공간의 내측 방향으로 경사진 전방면 셔터 정류판을 형성하고, 작업 공간 내의 좌우의 측벽면을 마련하여, 측벽면과 안전 캐비닛의 측면으로 측면 배기 유로를 형성하고, 좌우의 측벽면에 슬릿을 형성하고, 작업 공간의 공기를 슬릿을 통해 측면 배기 유로에 보내고, 공기 청정 수단을 통해 배기하는 것이, 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2014-073457호 공보
안전 캐비닛을 사용하면, 세포의 조작·관찰이나 병원체 등을 작업실내에서 취급하는 것에 의한 오염을 방지하고, 또한, 병원체 등이 작업 공간 내로부터 작업자측에 누설되는 것을 방지할 수 있다.
특허문헌 1에 개시된 안전 캐비닛에서는, 작업자는 안전 캐비닛의 정면에 앉아, 전방면 셔터의 하방의 작업 개구부로부터 작업 공간에 팔을 삽입하여 작업을 행하지만, 바이오 3D 프린터 등의 세포 제조용 기계나 반송용 기계 등의 장치를 안전 캐비닛 내에 설치하여 작업을 행하는 것은 고려되어 있지 않다. 즉, 작업실내에 장치를 설치한 경우의 작업실내 전체의 다운 플로 풍속에 대하여 고려되어 있지 않다. 또한, 안전 캐비닛 본체의 좌우 한쪽에만 인큐베이터 등의 장치를 접속했을 때의 작업 공간 내의 공기의 흐름은 고려되어 있지 않다.
본 발명은, 안전 캐비닛 내에서 바이오 3D 프린터 등의 세포 제조용 기계나 반송용 기계 등의 장치를 설치한 경우에 세포나 병원체 등이 오염되는 것을 방지하는 안전 캐비닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 안전 캐비닛 본체의 좌우 한쪽에만 인큐베이터 등의 장치를 접속한 경우에 세포나 병원체 등이 오염되는 것을 방지하는 안전 캐비닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 세포나 병원체 등이 작업실내 내로부터 작업자측에 누설되는 것을 방지할 수 있는 안전 캐비닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 「안전 캐비닛」의 일례를 들면, 전방면 셔터의 내측에 형성된 작업실내와, 작업실내의 공기를 흡입하여, 청정화하고, 일부를 작업실내에 공급하고, 일부를 배기하는 안전 캐비닛이며, 작업실내의 저면을 구성하는 작업대와, 작업대와 안전 캐비닛의 일부로 구성되는 하방 유로와, 작업실내의 측면과 안전 캐비닛의 측면의 일부로 구성되는 측면 유로와, 작업실내의 배면과 안전 캐비닛의 배면의 일부로 구성되는 배면 유로를 갖고, 적어도 하방 유로, 측면 유로 및 배면 유로로, 순환 유로를 형성한다. 안전 캐비닛은 또한 작업실내의 측면에 슬릿을 구비하고, 작업실내에서의 기류를 측면 슬릿으로부터 흡입하고, 측면 챔버를 통과시켜서, 하방 유로에 합류시킨다.
본 발명에 따르면, 작업실내의 측면에 측면 슬릿을 마련하고, 작업실내에서의 배기 기류를 작업대의 전방면 그릴에서 흡입한 공기 유로에 합류시킴으로써, 안전 캐비닛 본체의 좌우 어느 것에 장치를 연결한 경우에도, 연결부 주위에 압력차를 마련하지 않고 작업실내에서 청정 공기를 배기할 수 있고, 작업실내에서의 콘타미네이션을 억제할 수 있다.
또한, 작업자에 의한 발진이나 장치의 가동에 의한 발진을 측면 슬릿으로부터 배기 순환 유로에 배기함으로써 작업실내의 청정도를 유지할 수 있다.
상기한 것 이외의 과제, 구성 및 효과는, 이하의 실시 형태의 설명에 의해 밝혀진다.
도 1a는, 안전 캐비닛의 정면도이다.
도 1b는, 안전 캐비닛의 단면 측면도이다.
도 2는, 안전 캐비닛의 단면 사시도이다.
도 3a는, 안전 캐비닛의 정면도이다.
도 3b는, 안전 캐비닛의 단면 측면도이다.
도 4는, 안전 캐비닛의 작업실내의 상세를 도시하는 도면이다.
실시예 1
이하, 본 발명의 실시예를, 도면을 사용하여 설명한다. 또한, 실시예를 설명하기 위한 각 도면에 있어서, 동일한 구성 요소에는 동일한 명칭, 부호를 붙이고, 그 반복의 설명을 생략한다.
실시예의 상세를 설명하기 전에, 안전 캐비닛의 동작을 간단하게 설명한다. 도 1a에, 안전 캐비닛의 개략 정면도를 도시하고, 도 1b에, 도 1a의 A-A' 단면을 좌측 방향에서 본 안전 캐비닛의 개략 측면도를 도시한다.
안전 캐비닛은, 재생 의료용이나 공업용 등의 각종 캐비닛을 포함하는 것이지만, 이하의 설명에서는, 의약품의 개발이나 병원체 등의 연구에 사용하는 안전 캐비닛으로서, 구체적으로 설명한다.
안전 캐비닛(11)을 구성하는 안전 캐비닛 하우징의 내부에는, 작업자가 손을 넣어 작업을 행하는 작업실내(12)가 마련된다. 작업실내(12)의 전방면에는, 상하로 슬라이드하여 개폐하는 전방면 셔터(13)를 구비하고 있다. 전방면 셔터(13)는, 유리나 경질 플라스틱 등의 투명한 재료로 되어 있고, 내부를 볼 수 있다. 안전 캐비닛 팬(14)을 운전한 경우, 압력 챔버(15)를 가압한다. 압력 챔버(15)에는, 분출용 HEPA 필터(16)가 접속되고, 압력 챔버(15) 내의 진애를 분출용 HEPA 필터(16)로 여과하고, 청정화한 공기를 분출하여, 분출용 정류판(17)으로 정류화한 후, 작업실내(12) 내에 분출 기류(18)로서 공급한다. 작업실내(12)의 배면측에는, 작업실내의 공기를 흡입하는 복수의 후방부 슬릿(19)이 마련되어 있다. 전방면 셔터(13)의 하방 작업실내(12)의 저면(작업대면)의 전방면에는 복수의 전방면 슬릿(20)이 마련되어 있다.
압력 챔버(15)에는, 배기용 HEPA 필터(21)도 접속되어 있다. 압력 챔버(15)에서 가압된 공기는, 배기용 HEPA 필터(21)로 여과되고, 안전 캐비닛 배기구(22)를 통과하여, 배기 공기(23)로서 안전 캐비닛(11)에서 배기된다. 안전 캐비닛(11)에서 배기되는 공기와 동등한 양의 공기가, 안전 캐비닛(11) 내에 들어간다. 그 공기는, 전방면 셔터(13)의 하방의 작업 개구부(24)에 발생하는 유입 기류(25)이다.
유입 기류(25)는, 작업실내(12)의 분출 기류(18)의 일부와 함께, 전방면 슬릿(20)에 흡입된다. 이 공기는 작업대(26)과 안전 캐비닛 본체의 일부에 의해 구성되는 하방 유로(36)를 통과한다. 작업실내(12)에 공급된 분출 기류(18)는, 전방면 슬릿(20)에 의해 흡입되어, 상기한 하방 유로(36)에 합류한다. 분출 기류(18)의 일부는, 작업실내(12)의 전방면 셔터(13)의 반대면(대향면)에 형성한 후방부 슬릿(19)으로부터 흡입되어, 배면 유로(27)를 통과하여, 안전 캐비닛 팬(14)에 흡입된다.
하방 유로(36)는, 작업대(26)의 하측과 안전 캐비닛(11)의 본체 일부로 형성된다. 배면 유로(27)는, 작업실내(12)의 배면측과 안전 캐비닛의 외측 부분(배면)의 일부로 형성된다. 기타, 작업실내(12)의 측면과 안전 캐비닛(11)의 본체의 측면의 일부로 측면 유로(30)가 형성된다.
하방 유로(36), 배면 유로(27), 측면 유로(30)를 포함하는 순환 유로를 통과하는 기류의 일부는, 안전 캐비닛 팬(14)에 흡입되어, 배기 공기(23)로서 안전 캐비닛(11)으로부터 배출된다.
연결부(28)는, 안전 캐비닛 본체(11)와 인큐베이터 등의 안전 캐비닛 외의 장치를 연결한다. 연결부(28)는, 안전 캐비닛(11)의 외측으로부터 작업실내(12)에 오염 공기를 넣지 않기 위해서 에어 배리어를 형성한다. 에어 배리어를 형성하기 위하여 연결부(28)의 주위에는 연결부 슬릿(32)(도 2 참조)이 마련된다. 연결부 슬릿(32)은, 연결부(28)의 주위를 둘러싸도록 안전 캐비닛(11)의 측면 내 전체에 측면 유로(30)를 마련한다. 안전 캐비닛(11)의 외측으로부터의 오염 공기나 작업실내(12)의 분출 기류(18)의 일부는 측면 유로(30)를 통과하여, 안전 캐비닛 팬(14)에 흡입된다. 안전 캐비닛의 좌우 어느 한쪽에, 인큐베이터 등을 연결하는 연결부(28)가 마련되면, 작업실내(12)의 분출 기류(18)는 연결부측에 치우칠 우려가 발생한다.
또한, 작업실내(12)에 세포 제조용 기계나 반송용 기계 등의 장치를 설치한 경우에는, 장치의 가동부에서의 발진이 염려되고, 작업실내(12)에 설치된 장치에 의해, 분출 기류(18)가 흐트러진다.
종래의 안전 캐비닛에 있어서는, 안전 캐비닛의 좌우 어느 한쪽에, 인큐베이터 등을 연결하는 연결부(28)가 마련되면, 작업실내(12)의 분출 기류(18)는 연결부측으로 치우칠 우려가 발생한다.
또한, 작업실내(12)에 세포 제조용 기계나 반송용 기계 등의 장치를 설치한 경우, 기류의 치우침이 발생한다.
안전 캐비닛의 좌우 어느 한쪽에 연결부를 설치한 상태에서, 작업실내(12)에 세포 제조용 기계나 반송용 기계 등의 장치를 설치하면, 기류의 치우침은 보다 한층 커진다. 작업실내(12)에 티끌 등이 체류하면, 작업자에게 접촉할 기회를 증가시키는 원인이 된다. 그 때문에, 콘타미네이션이 발생하고, 안전 캐비닛의 성능을 유지할 수 없게 될 우려가 발생한다. 또한, 작업실내(12) 내에 설치된 기계 등의 티끌의 발생원으로부터 전방면 슬릿(20)이나 후방부 슬릿(19)까지 거리가 길어짐으로써, 분출 기류(18)의 치우침은 한층 조장되고, 안전 캐비닛의 성능을 유지할 수 없게 될 우려가 발생한다.
본 실시예에서는, 안전 캐비닛은 전방면 슬릿(20)과 후방부 슬릿(19), 연결부 슬릿(32)에 추가하여, 측면 슬릿(111)을 포함하는 순환 유로를 마련하여 작업실내(12)로부터 분출 기류(18)를 흡입하여, 장치의 가동부에서의 진애를 회수할 수 있다.
즉, 작업실내(12)의 연결부(28)에 대항하는 면에, 측면 슬릿(111)을 마련함으로써, 측면 슬릿(111)에 의해 작업실내(12)로부터 기류를 흡입하고, 작업대(26)의 전방면 슬릿(20)으로부터 흡입한 하방 유로(36)에 합류시킴으로써, 작업실내에서 청정 공기를 배기할 수 있고, 작업실내에서의 콘타미네이션을 억제할 수 있다.
도 2는, 본 실시예의 안전 캐비닛을, 도 1b의 B-B' 단면을 경사 우측에서 본 안전 캐비닛의 개략 사시도를 도시한다.
안전 캐비닛 본체(11)와 인큐베이터 등을 연결하는 경우, 연결부(28)가 필요하게 된다. 도 2에서는, 안전 캐비닛(11)의 우측에 연결부(28)가 마련된 예를 도시하고 있지만, 좌측에 연결부를 마련해도 된다.
연결부(28)에는, 작업실내(12)에 오염 공기가 들어가는 것을 억제하는 에어 배리어를 형성하기 위해서, 연결부(28)의 주위에 연결부 흡기 슬릿(32)이 마련되어 있다. 연결부 흡기 슬릿(32)으로부터 흡입된 분출 기류(18)의 일부는, 측면 유로(30)를 통하여, 안전 캐비닛 팬(14)에 흡입된다. 측면 유로(30)는, 작업실내(12)의 측면(38)과, 안전 캐비닛(11)의 본체 측면(37)의 일부로 구성되고, 부압을 유지하기 위해서, 측면 유로(30)에서 연결부(28)와 접하는 부분에는 기류가 새지 않도록 시일재 등이 설치되어 있다.
하방 유로(36)는, 작업대(26)의 하면과 안전 캐비닛 본체의 일부(31)로 구성되고, 하면 기류(34)를 흘린다.
안전 캐비닛(11)의 좌측, 즉, 연결부(28)와 대향하는 면에는, 측면 챔버(110)가 마련되고, 측면 슬릿(111)으로부터 흡입된 측면 기류(33)를 하방 유로(36)에 합류시킨다. 측면 챔버(110)와 하방 유로(36)는, 동일한 압력이 된다. 측면 챔버(110)는, 연결부(28)와 마찬가지로, 기류가 새지 않도록 시일재가 설치되어 있다. 측면 챔버(110)는, 연결부(28)보다 소형화하는 것이 가능하기 때문에, 측면 챔버(110)측에 필요로 하는 시일재는 연결부(28)에 필요로 하는 시일재보다 소량으로 할 수 있고, 기류가 누출되는 리스크를 저감할 수 있다.
측면 슬릿(111)은, 작업실내(12)에 설치되는 기계 등의 높이보다 낮은 위치, 바람직하게는 작업대(26)의 부근에 마련된다. 측면 슬릿(111)은, 작업실내의 대향면에 설치되는 연결부(28)의 연결부 흡기 슬릿(32)이 흡입하는 공기와 동량의 공기를 흡입하기 위하여 필요한 면적이 되도록, 필요한 수만큼 마련된다. 도 2의 예에서는, 측면 슬릿(111)을 상하 2단 구성으로 함으로써, 연결부 흡기 슬릿(32)으로부터 흡입되는 공기와의 밸런스를 도모하고 있다.
이와 같이, 측면 슬릿(111)을 마련함으로써, 측면 슬릿(111)에 의해 작업실내(12)로부터 기류를 흡입하고, 작업대(26)의 전방면 슬릿(20)으로부터 흡입한 하방 유로(36)에 합류시킴으로써, 연결부(28)에 치우치는 기류를 밸런스 좋게, 작업실내(12)에 유입하고, 작업실내에서 청정 공기를 배기함으로써, 작업실내에서의 콘타미네이션을 억제할 수 있다.
도 3a, 도 3b에, 실시예의 안전 캐비닛의 일례를 도시한다. 도 3a는 안전 캐비닛의 정면에서 본 단면도, 도 3b는, 도 3a의 A-A' 단면을 우측 방향에서 본 안전 캐비닛의 단면도를 도시한다.
도 3a에서는, 측면 챔버(110)의 구성을 도시하고, 도 3b에서는, 측면 슬릿(111)의 구성을 도시함과 함께, 안전 캐비닛(11)의 작업실내(12)나 하방 유로(36), 측면 유로(30), 배면 유로(27) 등의 순환 유로 내의 기류를 도시하고 있다.
작업실내(12)의 측면에 복수의 측면 슬릿(111)을 마련한다. 작업실내(12)에 공급된 분출 기류(18)는, 측면 슬릿(111)에서 흡입되어, 측면 챔버(110)를 통해 작업대(26) 아래의 하방 유로(36)의 하면 기류(34)에 합류하고, 측면 유로(30)를 경유하여, 안전 캐비닛 팬(14)에 흡입된다. 전방면 셔터(13)의 반대면에 형성된 후방부 슬릿(19)에서도, 분출 기류(18)의 일부가 흡입되어, 배면 유로(27)에 합류하고, 안전 캐비닛 팬(14)에 흡입된다.
도 4는, 작업실내의 상세를 도시하는 사시도이다. 작업실내(12)의 측면의 측면 슬릿(111)에 흡입된 분출 기류(18)는 측면 챔버(110)를 통과하여, 작업대(26)의 하방을 통과하는 하방 유로(36)에 합류한다.
작업대(26)의 하방의 하방 유로(36)와 측면 챔버(110) 내는 동일한 압력이 된다. 동일한 압력의 유로를 마련함으로써, 연결부측과 같이 안전 캐비닛측 면내 전체에 측면 유로를 마련하지 않아도 된다. 안전 캐비닛(11)의 좌우 한쪽에서 다른 장치와 연결되는 경우, 연결부 주위와 마찬가지의 흡입 풍속이 되도록 측면 슬릿(111)을 마련함으로써 작업실내(12)에서의 분출 기류(18)의 흐트러짐을 억제할 수 있다.
작업실내(12)에 세포 제조용 기계나 반송용 기계 등의 장치를 설치한 경우에는, 장치의 가동부에서의 발진이 염려된다.
종래의 안전 캐비닛은 전방면 슬릿(20)과 후방부 슬릿(19)을 마련하여 작업실내(12)의 전후에서 분출 기류(18)를 흡입하지만, 연결부(28)에도 연결부 슬릿(32)에 의해, 분출 기류(18)를 흡입하기 때문에, 분출 기류(18)가 작업실내(12)의 좌우로 치우친다. 본 실시예에서는, 작업실내(12)에 있어서, 연결부 슬릿(32)과 대향하는 면에 측면 슬릿(111)을 마련함으로써, 작업실내(12)의 연결부(28)의 대향면에서도 흡입하기 때문에, 작업실내(12)에 있어서 분출 기류의 치우침을 방지 할 수 있다. 또한, 측면 슬릿(111)에 의해, 작업실내(12)에 설치되는 장치의 가까운 개소로부터 진애를 회수할 수 있다.
본 실시예에 의하면 측면으로부터의 흡입 기류를 작업대면 아래의 유로와 합류시킴으로써 작업실내 내의 기류의 혼란을 방지할 수 있고, 콘타미네이션을 억제할 수 있다. 또한, 측면 챔버(110)에 의해, 측면 슬릿(111)으로부터 흡입된 기류를, 하방 유로(36)에 유입하기 때문에, 안전 캐비닛측 면내 전체에 유로를 마련하지 않아도 된다.
또한, 작업실내에 장치를 설치한 경우에는, 발진원으로부터 가까운 개소로부터 진애를 회수할 수 있고, 장치의 반송부의 가동이나 사람의 수작업에 의한 콘타미네이션을 억제할 수 있다.
11: 안전 캐비닛
12: 작업실내
13: 전방면 셔터
14: 안전 캐비닛 팬
15: 압력 챔버
16: 분출용 HEPA 필터
17: 분출용 정류판
18: 분출 기류
19: 후방부 슬릿
20: 전방면 슬릿
21: 배기용 HEPA 필터
22: 배기구
23: 배기 공기
24: 작업 개구부
25: 유입 기류
26: 작업대
27: 배면 유로
28: 연결부
29: 슬릿
30: 측면 유로
32: 연결부 슬릿
33: 측면 기류
34: 하면 기류
36: 하방 유로
37: 본체 측면
38: 작업실내의 측면
110: 측면 챔버
111: 측면 슬릿

Claims (6)

  1. 전방면 셔터의 내측에 형성된 작업실내와, 상기 작업실내의 공기를 흡입하여, 청정화하고, 일부를 작업실내에 공급하고, 일부를 배기하는 안전 캐비닛이며,
    상기 작업실내의 저면을 구성하는 작업대와,
    상기 작업대와 상기 안전 캐비닛의 일부로 구성되는 하방 유로와,
    상기 작업실내의 측면과 상기 안전 캐비닛의 측면의 일부로 구성되는 측면 유로와,
    상기 작업실내의 배면과 상기 안전 캐비닛의 배면의 일부로 구성되는 배면 유로와,
    적어도 상기 하방 유로, 상기 측면 유로 및 상기 배면 유로로 형성되는 순환 유로와,
    상기 작업실내의 측면에 슬릿을 구비하고,
    상기 작업실내에서의 기류를 측면 슬릿으로부터 흡입하고, 측면 챔버를 통과시켜서, 상기 하방 유로에 합류시키는
    것을 특징으로 하는 안전 캐비닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측면 슬릿으로부터 흡입된 기류를, 상기 하방 유로에 흘리는 측면 챔버를 갖고, 상기 측면 챔버와, 상기 하방 유로를 동일 압력으로 하는
    것을 특징으로 하는 안전 캐비닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 작업실내의 좌우 한쪽에, 외부의 장치와 접속하기 위한 연결부와,
    상기 연결부에 에어 배리어를 형성하기 위한 연결부 슬릿을 갖고,
    상기 측면 슬릿과 상기 측면 챔버는, 상기 작업실내의 상기 연결부와 대향하는 면에 마련되고, 상기 작업실내의 기류의 좌우 밸런스를 도모하는
    것을 특징으로 하는 안전 캐비닛.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 측면 슬릿은, 상기 작업실내에 설치되는 장치의 높이보다 낮은 위치에 마련되는
    것을 특징으로 하는 안전 캐비닛.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 연결부 슬릿은, 상기 연결부의 주위에 마련되고, 상기 작업실내의 분출 기류의 일부를 흡입하고,
    상기 측면 슬릿은, 상기 연결부 슬릿과 동량의 분출 기류를 흡입하는 수만큼 마련되어 있는
    것을 특징으로 하는 안전 캐비닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 측면 슬릿은, 상기 작업실내에서, 상하 2단 구성인
    것을 특징으로 하는 안전 캐비닛.
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