WO2022264388A1 - 安全キャビネット - Google Patents

安全キャビネット Download PDF

Info

Publication number
WO2022264388A1
WO2022264388A1 PCT/JP2021/023124 JP2021023124W WO2022264388A1 WO 2022264388 A1 WO2022264388 A1 WO 2022264388A1 JP 2021023124 W JP2021023124 W JP 2021023124W WO 2022264388 A1 WO2022264388 A1 WO 2022264388A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
safety cabinet
work chamber
partition plate
airflow
work
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2021/023124
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健 金子
健史 松村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd filed Critical Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority to PCT/JP2021/023124 priority Critical patent/WO2022264388A1/ja
Priority to JP2021567046A priority patent/JP7196339B1/ja
Priority to KR1020237017253A priority patent/KR20230088829A/ko
Priority to CN202180003367.7A priority patent/CN115884827A/zh
Priority to US17/620,785 priority patent/US12130047B2/en
Priority to TW110141819A priority patent/TWI800086B/zh
Publication of WO2022264388A1 publication Critical patent/WO2022264388A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/16—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by purification, e.g. by filtering; by sterilisation; by ozonisation
    • F24F3/163—Clean air work stations, i.e. selected areas within a space which filtered air is passed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L1/00—Enclosures; Chambers
    • B01L1/04—Dust-free rooms or enclosures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L1/00—Enclosures; Chambers
    • B01L1/02—Air-pressure chambers; Air-locks therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/108—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering using dry filter elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0631—Purification arrangements, e.g. solid phase extraction [SPE]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0684—Venting, avoiding backpressure, avoid gas bubbles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/14—Process control and prevention of errors
    • B01L2200/141—Preventing contamination, tampering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0681—Filter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0848—Specific forms of parts of containers
    • B01L2300/0858—Side walls

Definitions

  • the present invention relates to a safety cabinet used for regenerative medicine, industrial use, development of pharmaceuticals, research on pathogens, etc.
  • a safety cabinet is used when handling pathogens, etc. in the manipulation and observation of cells, research on pathogens such as viruses, and development of pharmaceuticals such as vaccine development.
  • Patent Document 1 As an example of a safety cabinet, in Patent Document 1, a HEPA filter for blowing air is provided in the upper part of the work room, and a front shutter that can be opened and closed is provided in the front part of the work room. A grill is provided. Then, air is uniformly supplied into the work chamber from the HEPA filter for blowing, and air is drawn in from the front and rear grills of the work table that form the bottom of the work chamber, so that the air uniformly descends from top to bottom. and a safety cabinet for cleaning the workroom.
  • Patent Document 1 In the safety cabinet disclosed in Patent Document 1, a worker sits in front of the safety cabinet and works by inserting his arm into the work room from the work opening below the front shutter. Installation and handling of devices such as cell manufacturing machines and transport machines in a safety cabinet is not considered. In other words, no consideration is given to the downflow wind velocity in the entire working room when the device is installed in the working room.
  • An object of the present invention is to provide a safety cabinet that prevents contamination of cells, pathogens, etc. when a device such as a cell manufacturing machine such as a bio 3D printer or a transport machine is installed in the safety cabinet. and
  • Another object is to provide a safety cabinet that can prevent cells, pathogens, etc. from leaking from inside the working room to the worker side.
  • a work chamber that maintains a negative pressure state formed inside the front shutter, a lower surface side of the work chamber, and the work chamber. and a circulation channel formed from the side surface of the work chamber and the back side of the work chamber and the outer portion of the safety cabinet, wherein a device is mounted in the work chamber, wherein It has a partition plate so that the lower part of it has a wide horizontal cross-sectional area.
  • safety cabinet Another example of the "safety cabinet” of the present invention is a safety cabinet having a front opening and a front shutter in the working room and supplying clean air from above into the working room.
  • an exhaust slit is provided along the periphery of the device on the surface of the workbench on which the device connected to the exhaust circulation flow path under the workbench is installed.
  • partition plates on the left and right sides and the rear surface of the upper side of the work chamber, it is possible to maintain a high wind speed that can guarantee a laminar flow in the work chamber, for example, a downflow air current equivalent to 0.45 m/s.
  • FIG. 1 is a front view of the safety cabinet of Example 1.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the safety cabinet of Example 1.
  • FIG. 11 is a perspective view of the safety cabinet of Example 2;
  • 4 is a cross-sectional view of the safety cabinet of Example 2.
  • FIG. It is a front view of a safety cabinet.
  • Fig. 3 is a cross-sectional view of the safety cabinet;
  • FIG. 3A shows a schematic front view of the safety cabinet
  • FIG. 3B shows a schematic cross-sectional view of the safety cabinet as seen from the left side of the A-A' cross section in FIG. 3A.
  • Safety cabinets include various cabinets for regenerative medicine and industrial use. In the following explanation, a specific explanation will be given as a safety cabinet used for drug development and pathogen research.
  • a working room 102 whose front surface is composed of a front shutter 103 is arranged inside the safety cabinet 100.
  • the work chamber 102 maintains a negative pressure state formed inside the front shutter.
  • a work opening 104 is formed below the front shutter 103 , and an operator inserts his or her arm into the work chamber 102 through the work opening 104 and performs work while looking inside the work chamber 102 through the front shutter 103 .
  • the lower surface of the work chamber 102 consists of the work table 101, and the front slit 104a is arranged on the front shutter 103 side of the work table 101.
  • the safety cabinet fan 106 When the safety cabinet fan 106 operates, it pressurizes the pressure chamber 109 .
  • a blowing HEPA filter 111 is connected to the pressure chamber 109. Dust in the pressure chamber 109 is filtered by the blowing HEPA filter 111, and the cleaned air is blown out. It is supplied as a blown airflow 113 into the room 102 .
  • An exhaust HEPA filter 110 is also connected above the pressure chamber 109 . Air pressurized in pressure chamber 109 is filtered by exhaust HEPA filter 110 , passes through safety cabinet exhaust 108 , and exits safety cabinet 100 as exhaust air 114 .
  • the incoming airflow 112 is sucked together with part of the blowing airflow 113 through a rear slit 105a formed on the opposite side of the front shutter 103 of the work chamber 102, passes through the circulation flow path 105, and is sucked into the safety cabinet fan 106.
  • the circulation channel 105 is formed from the bottom side of the working chamber 102, the side side of the working chamber, the rear side of the working chamber and the outer part of the safety cabinet.
  • the inflow airflow 112 sucked from the work opening 104 is channeled through the flow path composed of the lower part of the workbench 101 (the lower surface of the work chamber 102), the side and rear surfaces of the work chamber 102, and the main body of the safety cabinet 100. Circulate. Incoming airflow 112 through circulation channel 105 is drawn into safety cabinet fan 106 and exits safety cabinet 100 as exhaust air 114 .
  • dust and aerosol containing pathogens and the like are handled in the working chamber 102, dust and aerosol containing pathogens and the like are also present in the circulation flow path 105 and the pressure chamber 109.
  • the dust and aerosol are removed by a blow-out HEPA filter 111 when air is supplied to the work chamber 102 and by an exhaust HEPA filter 110 when air is exhausted from the safety cabinet 100 .
  • the worker sits in front of the safety cabinet 100, inserts his arm into the work chamber 102 through the work opening 104, and works while looking inside the work chamber 102 through the front shutter 103.
  • the down flow wind speed in the work room is set to a constant value, for example, 0.45 m. /s ⁇ 20% (0.36 to 0.54 m/s).
  • the conventional safety cabinet fan 106 alone is insufficient in capacity to satisfy this demand. Therefore, an additional exhaust blower or a large-capacity circulation blower is required, which is a factor in increasing the size of the safety cabinet.
  • a large-sized safety cabinet may not be able to be installed in an existing installation space or transported to the installation space.
  • a high-velocity downflow airflow that can guarantee a laminar flow in the work room. can hold
  • the safety cabinet of this embodiment it is possible to prevent leakage from the working room to the worker side.
  • FIGS. 1A and 1B show a structural example of a safety cabinet 100 corresponding to the class II cabinet for biohazard countermeasures according to the first embodiment.
  • FIG. 1A is a front view thereof.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the A-A' section of the safety cabinet 100 shown in FIG. 1A viewed from the left.
  • the safety cabinet according to this embodiment has a front opening and a front shutter in the working room, supplies clean air to the working room from above, provides partition plates on the left and right sides and the back of the upper part of the working room, and further A partition is provided on the upper front side of the work chamber.
  • FIG. 1A shows the safety cabinet 100 of Example 1 of the present invention.
  • illumination suitable for work is maintained by illumination lamps.
  • a germicidal lamp is installed on the upper back of the working room 102 . This germicidal lamp is used to supplement the sterilization of the work chamber 102 before and after work together with decontamination by wiping with 70% alcohol or the like.
  • the safety cabinet 100 of Example 1 has side partitions 130 and rear partitions 131 on the left and right sides of the upper side of the work chamber.
  • the side partition plate 130 and the rear partition plate 131 are attached in such a manner as to suppress the opening of the blow current plate 107 and restrict the blow portion of the blow air current 113 .
  • the wind velocity of the blowing airflow 113 can be increased to 0.45 m/s ⁇ 20% (0.36 to 0.54 m/s).
  • the side partition plate 130 and the rear partition plate 131 are inclined outward from about 150 mm below the blow current plate 107 . This inclination is such that the side surfaces of the safety cabinet 100 in the work chamber abut against the side partition plate 130 and the rear partition plate 131 at an angle 120, which is about 30 to 45 degrees.
  • the inclination of the side partition plate 130 and the rear partition plate 131 minimizes the blowing-up of the blowing air current 113 and suppresses the stagnation of the blowing air current 113.
  • the side partition plate 130 and the rear partition plate 131 are of a vertical sliding type so that the upper space of the work chamber 102 can be adjusted, and the shape is adapted to the device to be installed. may be made possible.
  • the side partition plate 130 and the rear partition plate 131 are configured to slide up and down by about 100 mm to 200 mm. Although it depends on the machines installed in the work chamber 102, it is desirable to have a configuration that allows a vertical stroke of 50 mm to 300 mm in consideration of coping with more machines. By sliding the side partition plate 130 and the rear partition plate 131 up and down, it is possible to maintain the downflow wind speed while maintaining the laminar flow to the parts and work areas where cleanliness is required in the apparatus, thereby ensuring cleanliness. become able to.
  • the side partition plate 130 and the rear partition plate 131 are inclined and slid up and down
  • a mechanism for adjusting the inclination of the side partition plate 130 and the rear partition plate 131 may be provided.
  • the side partition plate 130 and the rear partition plate 131 have been described as basically linear partition plates, they may be configured with curved lines convex to the working chamber 102 .
  • the partition plates such as the side partition plate 130 and the rear partition plate 131 make the area near the upper portion of the work chamber 102 (air flow straightening plate 107) the smallest, and the side partition plate 130 and the rear partition plate 131 gradually widens to the point where it abuts on the side surface of the work chamber 102 .
  • the airflow partition plate 132 on the upper front side of the work chamber, it is possible to secure clean air with a high wind speed in the device installation section where laminar flow and high cleanliness are required.
  • the airflow partition plate 132 is installed at a predetermined distance from the front shutter 103 in the depth direction of the work chamber 102, for example, 30 mm to 100 mm.
  • the airflow partition plate 132 is in contact with the blow current plate 107, faces downward in the work chamber 102, and has a length of 300 mm downward from the blow current plate 107, and controls the air flow from the blow current plate 107.
  • a blowing air stream 113 and a front shutter back side air stream 133 - ⁇
  • the front shutter 103 is attached so that the lower end of the front shutter 103 is positioned 200 mm above the workbench 101 .
  • the lower end of the airflow partition plate 132 is positioned 250 mm above the lower end of the front shutter 103 .
  • the vertical length of the airflow partition plate (Distance C) is 200 mm, 250 mm, and 300 mm, respectively.
  • the airflow partition plate 132 prevents the rear surface of the front shutter 103 from increasing the airflow 133 on the side of the front shutter 103 facing the work chamber 102, and maintains the wind speed (0.30 to 0.40m/s) equivalent to that of the conventional safety cabinet. do.
  • an air barrier can be maintained by the stable inflow airflow 112, and airflow balance performance, which is a stable airflow containment performance comparable to that of a safety cabinet, can be maintained.
  • If the wind speed of the front shutter rear surface airflow 133 is too strong, the downflow airflow with a high wind speed directly hits the operator's arm, making it impossible to suppress contamination.
  • the wind speed of the front shutter rear surface airflow 133 can be set to 0.30 to 0.40m/s, and contamination can be effectively suppressed.
  • the inflow air current 112 having a high wind speed of about 0.60 m/s
  • the downflow air current having a high wind speed of 0.45 m/s in the work chamber 102, which is partitioned by the side partition plate 130 and the rear partition plate 131
  • the inflow airflow 112 and the blowing airflow 113 hit the work room 102 side of the airflow partition plate 132, resulting in the Coander effect.
  • the air barrier effect of the air flow on the back side of the air flow partition plate 132 with increased air velocity can be promoted, and contamination due to the operation of the conveying section of the apparatus and manual work by a person can be suppressed.
  • FIG. 2A is a perspective view of the safety cabinet of Example 2.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view of the A-A' section of the safety cabinet 100 shown in FIG. 2A viewed from above.
  • the workbench 101 of the safety cabinet of the second embodiment is provided with a plurality of workbench exhaust slits 135 passing through the exhaust circulation flow path 134 (see FIG. 1B) according to the outer periphery of the device to be installed.
  • a plurality of workbench exhaust slits 135 are provided on the left and right sides and the rear surface of the upper side of the work chamber of the safety cabinet 100, and near the work opening 104, that is, in the peripheral portion of the device installed on the workbench 101 (periphery of the workbench 101). be provided.
  • Safety cabinet 101 Workbench 102 Work chamber 103 Front shutter 104 Work opening 105 Circulation channel 106 Safety cabinet fan 107 Blow rectifying plate 108 Air outlet 109 Pressure chamber 110 HEPA filter for exhaust 111 HEPA filter for blow 112 Inflow air flow 113 Blow Airflow 114 Exhaust air 130 Side partition plate 131 Rear partition plate 132 Airflow partition plate 133 Front shutter backside airflow 134 Exhaust circulation flow path 135 Workbench exhaust slit

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)
  • Ventilation (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

高い風速を保持した層流を維持でき、装置が稼働したり、人が装置を操作したりすることによるコンタミネーションを極力抑制することができる。　作業室内の前面の開口部と前面シャッターを有し、前記作業室内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、作業室内上側の左右側面と背面に仕切り板を設け、さらに作業室内前方上側に仕切りを備える。

Description

安全キャビネット
　本発明は、再生医療用や工業用や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。
　細胞の操作・観察や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、作業室内の上部に吹き出し用ＨＥＰＡフィルタを設けるとともに、作業室内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が設けられる。そして、吹き出し用ＨＥＰＡフィルタから一様に作業室内に空気を供給し、作業室内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、作業室内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、細胞の操作・観察や病原体等を作業室内で取り扱うことによる汚染を防止し、かつ、病原体等が作業室内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室内作業室内に腕を挿入して作業を行うが、バイオ３Ｄプリンタなどの細胞製造用機械や搬送用機械などの装置を安全キャビネット内に設置して取り扱うことは考慮されていない。つまり、作業室内に装置を設置した場合の作業室内全体のダウンフロー風速について考慮されていない。
　本発明は、安全キャビネット内でバイオ３Ｄプリンタなどの細胞製造用機械や搬送用機械などの装置を設置した場合に、細胞や病原体等が汚染されることを防止する安全キャビネットを提供することを目的とする。
　また、細胞や病原体等が作業室内作業室内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、前面シャッターの内側に形成された負圧状態を保持する作業室内と、前記作業室内の下面側、前記作業室内の側面側および前記作業室内の背面側と安全キャビネットの外側部分とから形成される循環流路とを備え、前記作業室内に装置を搭載する安全キャビネットにおいて、前記作業室内の上部よりも前記作業室内の下部が広い水平断面積となるように、仕切り板を有するものである。
　また、本発明の「安全キャビネット」の他の一例を挙げるならば、作業室内作業室内の前面の開口部と前面シャッターを有し、前記作業室内作業室内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、装置を設置する作業台において、作業台下の排気循環流路につながる装置を設置する作業台の面の装置外周に沿って、排気用スリットを備えるものである。
　本発明によれば、作業室内上側の左右側面と背面に仕切り板を設けることにより、作業室内の層流を保証できる高風速、例えば０．４５ｍ／ｓ相当のダウンフロー気流を保持できる。
　また、作業室内前方上側に仕切りを備えることにより、作業室内の層流を保証できる高風速、例えば０．４５ｍ／ｓ相当のダウンフロー気流を保持できる。
　また、装置の稼働による発塵を外部に漏らすことなく清浄度を確保でき、かつ、作業室内内から作業者側に漏洩することを防止する安全キャビネットを提供できる。
　さらに、前面シャッター作業室側内面の清浄空気と、作業室内前方上側の仕切りの内面の清浄空気の２層の清浄空気により、強力なエアバリアを形成することができ、装置の稼働や人の作業によるコンタミネーションを抑制できる。
　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正面図である。 実施例１の安全キャビネットの断面図である。 実施例２の安全キャビネットの斜視図である。 実施例２の安全キャビネットの断面図である。 安全キャビネットの正面図である。 安全キャビネットの断面図である。
　本発明の実施例を説明する前に、安全キャビネットの気流の流れを説明する。
　図３Ａに、安全キャビネットの概略正面図を示し、図３Ｂに、図３ＡのＡ－Ａ’断面を左方より見た安全キャビネットの概略断面図を示す。
　安全キャビネットは、再生医療用や工業用等の各種キャビネットを含む。以下の説明では、医薬品の開発や病原体等の研究に用いる安全キャビネットとして、具体的に説明する。
　安全キャビネット１００の内部に、前面を前面シャッター１０３で構成した作業室内１０２を配置している。作業室内１０２は、前面シャッターの内側に形成された負圧状態を保持する。前面シャッター１０３の下方に作業開口部１０４を形成し、作業者は、作業開口部１０４から作業室内１０２に腕を挿入し、前面シャッター１０３を通して作業室内１０２内を見ながら作業を行う。
　作業室内１０２の下面は作業台１０１からなり、作業台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。安全キャビネットファン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、作業室内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、上方に排気用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（排気空気１１４）と等しい量の空気（流入気流１１２）が前面シャッター１０３の下方の作業開口部１０４から、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、作業室内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１０１の下方を通る。流入気流１１２は、作業室内１０２の前面シャッター１０３の反対面に形成した後部スリット１０５ａから、吹き出し気流１１３の一部とともに吸込まれ、循環流路１０５を通り、安全キャビネットファン１０６に吸込まれる。循環流路１０５は、作業室内１０２の下面側、作業室内の側面側および作業室内の背面側と安全キャビネットの外側部分とから形成される。つまり、作業開口部１０４から吸い込まれた流入気流１１２を、作業台１０１下部（作業室内１０２の下面）、作業室内１０２の側面および背面と安全キャビネット１００の本体部分とから構成される流路により、循環する。循環流路１０５を通る流入気流１１２は、安全キャビネットファン１０６に吸い込まれ、排気空気１１４として安全キャビネット１００から排出される。
　作業室内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、循環流路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。この塵埃、エアロゾルは、作業室内１０２に空気を供給する際には吹き出し用HEPAフィルタ１１１により、安全キャビネット１００から空気を排気する際には、排気用HEPAフィルタ１１０により、それぞれ除去される。
　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から作業室内１０２に腕を挿入し、前面シャッター１０３を通して作業室内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、日本産業規格JIS K 3800-2009では、気流バランスの確認のための吹出し風速試験は、キャビネット内の撤去できる部品を撤去した後、規定の点において風速試験を実施する、とある。
　安全キャビネットなどの開放系システムでは、安全キャビネットの作業室内においてバイオ３Ｄプリンタなどの細胞製造用機械や搬送用機械などが設置されても、作業室内内ダウンフロー風速を一定値、例えば、０．４５ｍ／ｓ±２０％（０．３６～０．５４ｍ／ｓ）とすることが要求される。
　この要求を満足させることは、従来の安全キャビネットファン１０６だけでは、能力的に不足する。そのため、排気用送風機の追加、または、大容量の循環用送風機が必要となり、安全キャビネットを大型化させる要因となる。大型化した安全キャビネットは、既存の設置スペースに設置や設置スペースへの搬入が不可能となる場合がある。
　また、消費電力や騒音を増大させてしまうので、好ましくない。消費電力の増大は、脱酸素時代の要求にも合致するものではない。
　本実施例の安全キャビネットによれば、安全キャビネット内でバイオ３Ｄプリンタなどの細胞製造用機械や搬送用機械などの装置を設置した場合において、作業室内の層流を保証できる高風速のダウンフロー気流を保持できる。
　また、本実施例の安全キャビネットによれば、作業室内１０２内に設置される装置の設置個所の周辺部の清浄度を確保できる。
　また、本実施例の安全キャビネットによれば、作業室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。
　以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。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１Ａ、図１Ｂは、実施例１に係るバイオハザード対策用クラスIIキャビネットに相当する安全キャビネット１００の構造例を示したものである。図１Ａは、その正面図である。図１Ｂは、図１Ａに示した安全キャビネット１００のＡ－Ａ’断面を左方より見た断面図である。
　本実施例による安全キャビネットは、作業室内の前面の開口部と前面シャッターを有し、作業室内作業室内に上方から清浄空気を供給し、作業室内上側の左右側面と背面に仕切り板を設け、さらに作業室内前方上側に仕切りを備えるものである。
　図１Ａに、本発明の実施例１の安全キャビネット１００を示す。作業室内１０２内は、照明灯により作業に適した照度が維持されている。また、作業室内１０２の背面上部には、殺菌灯が装備されるのが一般的である。この殺菌灯は、作業前後の作業室内１０２の殺菌を、７０％アルコール等での清拭による除染と合わせて補助的に使用される。
　安全キャビネット１００の性能として、作業者が内部で取り扱っている細菌・ウイルスに感染しないことが極めて重要であるところ、この機能は、前面シャッター１０３により作業室内１０２と安全キャビネット１００外との空気を隔離することによって得られる。
　実施例１の安全キャビネット１００は、作業室内上側の左右に側面仕切り板１３０と背面仕切り板１３１を備えている。
　側面仕切り板１３０と背面仕切り板１３１は、吹き出し用整流板１０７の開口を抑制する形で付いており、吹き出し気流１１３の吹き出し部を制限する。それにより、従来の安全キャビネットファン１０６のままで、大幅な構造の変更無しで、吹き出し気流１１３の風速は早くなり、層流の目安となる風速０．４５ｍ／ｓ±２０％（０．３６～０．５４ｍ／ｓ）を保持できるようになる。
　側面仕切り板１３０と背面仕切り板１３１は、吹き出し用整流板１０７の１５０ｍｍ程度下方から外側へ傾斜している。この傾斜は、安全キャビネット１００の作業室内の側面と側面仕切り板１３０と背面仕切り板１３１と角度１２０で当接する傾斜であり、３０度～４５度程度である。側面仕切り板１３０と背面仕切り板１３１の傾斜により、吹き出し気流１１３の巻き上げを最小とし、吹き出し気流１１３の淀みを抑えている。作業台１０１近辺では、側面仕切り板１３０も背面仕切り板１３１も無い構造とし、装置の設置スペースと作業スペースを確保している。
　作業台１０１に設置する装置は、様々な形状が考えられるので、側面仕切り板１３０と背面仕切り板１３１は上下スライド式として作業室内１０２の上部空間を調整できるようにし、設置する装置に合わせた形状にできるようにしてもよい。
　その場合、側面仕切り板１３０と背面仕切り板１３１は、１００ｍｍ～２００ｍｍ程度上下にスライドする構成とする。作業室内１０２に設置される機械によるが、より多く機械に対応することを考慮すると、５０ｍｍ～３００ｍｍだけ上下ストロークできる構成とすることが望ましい。側面仕切り板１３０と背面仕切り板１３１が上下にスライドすることにより、装置で清浄度が必要な部分や作業域まで層流を保持したままのダウンフロー風速を維持できるようになり、清浄度を確保できるようになる。
　側面仕切り板１３０と背面仕切り板１３１を傾斜させ、上下にスライドする構成を説明したが、側面仕切り板１３０と背面仕切り板１３１の傾斜を調整する機構を設けても良い。また、側面仕切り板１３０と背面仕切り板１３１は、基本的に直線の仕切り版として説明したが、作業室内１０２に凸の曲線で構成しても良い。
　即ち、作業室内１０２の水平断面積に着目すると、側面仕切り板１３０と背面仕切り板１３１等の仕切り版により、作業室内１０２の上部（吹き出し用整流板１０７）付近が最も小さくなり、側面仕切り板１３０と背面仕切り板１３１が作業室内１０２の側面に当接する箇所まで、徐々に広くなるように構成する。
　また、作業室内前方上側の気流仕切り板１３２を設けることで、層流と高清浄度が必要な装置設置部に高風速な清浄空気を確保できる。
　実施例１の安全キャビネット１００において、気流仕切り板１３２は、前面シャッター１０３から作業室内１０２の奥行方向へ所定距離、例えば、３０ｍｍ～１００ｍｍのところに設置される。気流仕切り板１３２は、吹き出し用整流板１０７に当接し、作業室内１０２の下方に向かい、吹き出し用整流板１０７から下方向に長さ３００ｍｍの仕切り板であり、吹き出し用整流板１０７からの気流を、吹き出し気流１１３と前面シャッター裏面気流１３３とに仕切る。前面シャッター１０３の下端が作業台１０１から上方に２００ｍｍに位置するように前面シャッターを取り付ける。気流仕切り板１３２の下端は、前面シャッター１０３の下端より２５０ｍｍ上方に位置する。本実施例の安全キャビネットでは、作業台１０１から前面シャッター１０３の下端まで(距離Ａ)、前面シャッター１０３の下端から気流仕切り板１３２の下端まで（距離Ｂ）、気流仕切り板の縦方向の長さ（距離Ｃ）は、それぞれ２００ｍｍ、２５０ｍｍ、３００ｍｍである。距離Ａ、距離Ｂ、距離Ｃは、４：５：６の比率で構成すると、風速の高まった気流仕切り板１３２の裏面気流のエアバリア効果を助長し、装置の搬送部の稼働や人の手作業によるコンタミネーションを抑制することができる。距離Ａ、Ｂ、Ｃの比率は、作業室内１０２に設置される機械の大きさにより、±１０～２０％の範囲で調整することができる。
　また、気流仕切り板１３２により、前面シャッター１０３の作業室内１０２側の面の前面シャッター裏面気流１３３を上げることなく、従来の安全キャビネット相当の風速（０.３０～０．４０ｍ／ｓ）のままとする。これにより、安定した流入気流１１２によるエアバリアを維持でき、安全キャビネット並みの安定した気流封じ込め性能である気流バランス性能を維持することができる。前面シャッター裏面気流１３３の風速が強すぎると、作業者の腕に風速の強いダウンフロー気流が直接当たることにより、コンタミネーションを抑制することができない。気流仕切り板１３２を設けることにより、前面シャッター裏面気流１３３の風速を０.３０～０．４０ｍ／ｓにすることができ、効果的にコンタミネーションの抑制をすることができる。
　また、０．６０ｍ／ｓ程度の高風速な流入気流１１２と側面仕切り板１３０と背面仕切り板１３１で仕切られたことによる、作業室内１０２の風速０．４５ｍ／ｓの高いダウンフロー気流により、その間の前面シャッター裏面気流１３３を風速０．３０～０．４０ｍ／ｓという周囲より低い風速に抑えることで、流入気流１１２と吹き出し気流１１３が気流仕切り板１３２の作業室内１０２側に当たることにより、コアンダー効果で風速の高まった気流仕切り板１３２の裏面気流のエアバリア効果を助長し、装置の搬送部の稼働や人の手作業によるコンタミネーションを抑制することができる。
　図２Ａ、図２Ｂに、実施例２の安全キャビネットを示す。図２Ａは実施例２の安全キャビネットの斜視図である。図２Ｂは、図２Ａに示した安全キャビネット１００のＡ－Ａ’断面を上方より見た断面図である。
　実施例２の安全キャビネットの作業台１０１には、設置する装置の外周に合わせて排気循環流路１３４(図１Ｂ参照)に貫通する作業台排気スリット１３５が複数設けてある。
　作業台排気スリット１３５は、安全キャビネット１００の作業室内上側の左右側面と背面、作業開口部１０４の近く、即ち、作業台１０１に設置される装置の周辺部（作業台１０１の周辺部）に複数設けられる。
　作業台排気スリット１３５により、装置の搬送部が稼働したり、人が装置を操作したりすることにより発生した塵埃が、作業室内１０２に淀むことなく、排気循環流路１３４に排気され、排気用ＨＥＰＡフィルタ１１０（図３Ｂ参照）または吹き出し用ＨＥＰＡフィルタ１１１(図３Ｂ参照)により清浄化される。
１００　安全キャビネット
１０１　作業台
１０２　作業室内
１０３　前面シャッター
１０４　作業開口部
１０５　循環流路
１０６　安全キャビネットファン
１０７　吹き出し用整流板
１０８　排気口
１０９　圧力チャンバ
１１０　排気用ＨＥＰＡフィルタ
１１１　吹き出し用ＨＥＰＡフィルタ
１１２　流入気流
１１３　吹き出し気流
１１４　排気空気
１３０　側面仕切り板
１３１　背面仕切り板
１３２　気流仕切り板
１３３　前面シャッター裏面気流
１３４　排気循環流路
１３５　作業台排気スリット

Claims (8)

  1. 　前面シャッターの内側に形成された作業室内と、
    　前記作業室内の下面側、前記作業室内の側面側および前記作業室内の背面側と安全キャビネットの外側部分とから形成される循環流路とを備え、前記作業室内に装置を搭載する安全キャビネットにおいて、
    　前記作業室内の上部よりも前記作業室内の下部が広い水平断面積となるように、仕切り板を有する
    ことを特徴とする安全キャビネット。
  2. 　請求項１に記載の安全キャビネットにおいて、
    　前記作業室に整流化した吹き出し気流を供給する吹き出し用整流板を有し、
    　前記仕切り板は、
    　前記吹き出し用整流板から下方へ所定距離から前記作業室内の側面へ傾斜する側面仕切り板と、
    　記吹き出し用整流板から下方へ所定距離から前記作業室内の背面へ傾斜する背面仕切り板と、を有する
    ことを特徴とする安全キャビネット。
  3. 　請求項２に記載の安全キャビネットにおいて、
    　前記前面シャッターから所定距離において、前記吹き出し用整流板から前記作業室内の下方に向かう気流仕切り板を有する
    ことを特徴とする安全キャビネット。
  4. 　請求項３に記載の安全キャビネットにおいて、
    　前記側面仕切り板及び前記背面仕切り板は、前記作業室内において上下にスライドするよう構成した
    こと特徴とする安全キャビネット。
  5. 　請求項３に記載の安全キャビネットにおいて、
    　前記側面仕切り板は、前記作業室内の側面と３０度乃至４５度の角度で当接するよう傾斜し、
    　前記背面仕切り板は、前記作業室内の側面と３０度乃至４５度の角度で当接するよう傾斜している
    こと特徴とする安全キャビネット。
  6. 　請求項３に記載の安全キャビネットにおいて、
    　前記気流仕切り板の下端は、前記前面シャッターの下端より上方である
    ことを特徴とする安全キャビネット。
  7. 　請求項６に記載の安全キャビネットにおいて、
    　前記気流仕切り板は、前記気流仕切り板と前記前面シャッターとの間の前面シャッター裏面気流を、前記作業室内の装置設置領域の気流より、風速をおさえるものである
    ことを特徴とする安全キャビネット。
  8. 　請求項２に記載の安全キャビネットにおいて、
    　前記作業室内の下面を構成し、前記装置を設置する作業台において、装置周囲に沿って排気用スリットを設けた
    ことを特徴とする安全キャビネット。
PCT/JP2021/023124 2021-06-17 2021-06-17 安全キャビネット Ceased WO2022264388A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/023124 WO2022264388A1 (ja) 2021-06-17 2021-06-17 安全キャビネット
JP2021567046A JP7196339B1 (ja) 2021-06-17 2021-06-17 安全キャビネット
KR1020237017253A KR20230088829A (ko) 2021-06-17 2021-06-17 안전 캐비닛
CN202180003367.7A CN115884827A (zh) 2021-06-17 2021-06-17 安全柜
US17/620,785 US12130047B2 (en) 2021-06-17 2021-06-17 Safety cabinet
TW110141819A TWI800086B (zh) 2021-06-17 2021-11-10 安全櫃

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/023124 WO2022264388A1 (ja) 2021-06-17 2021-06-17 安全キャビネット

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022264388A1 true WO2022264388A1 (ja) 2022-12-22

Family

ID=84526969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/023124 Ceased WO2022264388A1 (ja) 2021-06-17 2021-06-17 安全キャビネット

Country Status (6)

Country Link
US (1) US12130047B2 (ja)
JP (1) JP7196339B1 (ja)
KR (1) KR20230088829A (ja)
CN (1) CN115884827A (ja)
TW (1) TWI800086B (ja)
WO (1) WO2022264388A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04105884A (ja) * 1990-08-23 1992-04-07 Hitachi Ltd 清浄作業台
JP2004031928A (ja) * 2002-05-07 2004-01-29 Seiko Epson Corp 清浄作業台
JP2005156082A (ja) * 2003-11-28 2005-06-16 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 安全キャビネット
WO2015046413A1 (ja) * 2013-09-30 2015-04-02 パナソニックヘルスケアホールディングス株式会社 作業用チャンバー

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3000292A (en) * 1958-01-23 1961-09-19 Norbute Corp Fume hood
US3811250A (en) * 1971-12-15 1974-05-21 Becton Dickinson Co Contamination control apparatus
US3895570A (en) * 1973-09-27 1975-07-22 Baker Company Inc Air-insulated work station
US4215627A (en) * 1978-12-29 1980-08-05 Garriss John E Energy conserving laboratory hood system
US4637301A (en) * 1984-02-06 1987-01-20 Environmental Air Control, Inc. Contamination control work station
JP3369661B2 (ja) * 1993-09-09 2003-01-20 三洋電機株式会社 安全キャビネットの吸込装置
KR20010113901A (ko) * 1999-04-28 2001-12-28 스트라토테크 코포레이션 조정 가능한 청정 공기 유동 환경
US8915984B2 (en) * 2010-06-18 2014-12-23 Airex Co., Ltd Isolator device
JP5416666B2 (ja) * 2010-07-20 2014-02-12 株式会社日立産機システム 安全キャビネット
US9731335B2 (en) * 2011-10-05 2017-08-15 Lawrence Robert Meisenzahl Vortex baffle for a ventilated enclosure
JP6486725B2 (ja) * 2015-03-10 2019-03-20 株式会社日立産機システム クリーンエア装置
JP6771026B2 (ja) * 2016-04-27 2020-10-21 シャープ株式会社 イオン発生装置、イオン発生装置を備えた空気調和機
WO2018047409A1 (ja) * 2016-09-09 2018-03-15 株式会社日立産機システム 粒子計数器組み込み型隔離装置
US10384243B2 (en) * 2017-03-15 2019-08-20 L.B.T. (Nantong) Laboratory Systems Engineering Co., Ltd. Air replenishing fume hood
JP6711802B2 (ja) 2017-10-13 2020-06-17 株式会社日立産機システム 安全キャビネットおよびその排気ダクト接続の検査方法
JP7182523B2 (ja) * 2019-07-10 2022-12-02 株式会社日立産機システム 安全キャビネット

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04105884A (ja) * 1990-08-23 1992-04-07 Hitachi Ltd 清浄作業台
JP2004031928A (ja) * 2002-05-07 2004-01-29 Seiko Epson Corp 清浄作業台
JP2005156082A (ja) * 2003-11-28 2005-06-16 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 安全キャビネット
WO2015046413A1 (ja) * 2013-09-30 2015-04-02 パナソニックヘルスケアホールディングス株式会社 作業用チャンバー

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2022264388A1 (ja) 2022-12-22
US20240027079A1 (en) 2024-01-25
US12130047B2 (en) 2024-10-29
JP7196339B1 (ja) 2022-12-26
TW202300222A (zh) 2023-01-01
KR20230088829A (ko) 2023-06-20
TWI800086B (zh) 2023-04-21
CN115884827A (zh) 2023-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6228040B2 (ja) 排気の循環利用型安全キャビネット及び排気の循環利用型安全キャビネットを備えるクリーンルームの空気循環システム
WO2021005869A1 (ja) 安全キャビネット
JP6650048B2 (ja) 安全キャビネット及びクリーンエア装置
WO2022003791A1 (ja) 安全キャビネット
JP7196339B1 (ja) 安全キャビネット
JP4255689B2 (ja) 安全キャビネット
WO2017203755A1 (ja) 安全キャビネットおよびアイソレータ
JPH01288342A (ja) 清浄キャビネット
JP4374294B2 (ja) 安全キャビネット
JP7249437B1 (ja) 安全キャビネット
KR20220043005A (ko) 안전 캐비닛
JP4513275B2 (ja) 清浄作業台
KR102834901B1 (ko) 안전 작업 장치
JP3510617B2 (ja) 内部陰圧式清浄作業台
CN215429114U (zh) 一种负压生物安全柜
JP4377469B2 (ja) エアーカーテン付き低露点作業装置及びエアーカーテン付き低露点作業設備
JP7569760B2 (ja) 安全キャビネット
JP2020015063A (ja) レーザ加工機
JP2005156082A (ja) 安全キャビネット
JP2021116944A (ja) クリーンベンチ装置
JP7428670B2 (ja) 安全キャビネット
JP2025018374A (ja) 安全キャビネット
JP3369661B2 (ja) 安全キャビネットの吸込装置
JP2025018375A (ja) 安全キャビネット
JP2002079118A (ja) 安全キャビネット及び安全キャビネット用アームサポート台

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021567046

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 17620785

Country of ref document: US

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21946063

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20237017253

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21946063

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1