WO2024023880A1 - 安全キャビネット及びそれに用いる光触媒フィルタ・ユニット - Google Patents
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Classifications
-
- 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
Definitions
- the present invention relates to a safety cabinet and a photocatalyst filter unit used in the medical, regenerative medicine, pharmaceutical, and other industrial fields, and more particularly, the present invention relates to a safety cabinet and a photocatalyst filter unit used in the medical, regenerative medicine, pharmaceutical, and other industrial fields.
- the present invention relates to a safety cabinet that can reliably prevent the worker from being exposed to the anticancer agent by being diffused into the installation room by an external exhaust airflow, and a photocatalytic filter unit suitably used in the safety cabinet.
- Safety cabinets are equipment that prevents biohazards and creates a safe working environment, and are installed in universities, research institutes, and medical institutions' examination rooms and laboratories that handle biohazards such as pathogens and genetically modified organisms.
- Safety cabinets usually have a sealed (semi-sealed) work space inside them, except for the work opening, but it is necessary to ensure that contaminated aerosols generated within the work space leak outside the safety cabinet. In order to prevent this, the working space is maintained at negative pressure, and the contaminated air containing the contaminated aerosol is purified with a HEPA filter (High Efficiency Particulate Air Filter) or ULPA filter (Ultra Low Penetration Air Filter) before it is safe. It is designed to be discharged outside the cabinet.
- HEPA filter High Efficiency Particulate Air Filter
- ULPA filter Ultra Low Penetration Air Filter
- Safety cabinets with the above structure are classified into Class I, Class II, and Class III depending on the substances and organisms used, and the structure differs depending on each class.
- “Class I” safety cabinets have HEPA or ULPA filters only on their exhaust ports
- “Class II” safety cabinets have HEPA filters on their air intakes as well as their exhaust ports. filter or ULPA filter.
- the air flow purified by the HEPA filter or ULPA filter of the air supply port is configured to form an air curtain (air barrier) in the working opening, and the working opening is connected to the working space. This prevents contamination of samples handled in the workspace due to external unpurified airflow introduced into the workspace.
- Class II safety cabinets are classified by structure and airflow method, and the exhaust air (external exhaust airflow) purified by the HEPA filter or ULPA filter at the exhaust port is transferred to the room where the safety cabinet is installed (hereinafter referred to as “external exhaust airflow”).
- exhaust air exhaust air
- A1 type discharged into the interior of the installation room (also referred to as the installation room) and circulated within the installation room (partially circulated and partly exhausted), and the HEPA filter at the exhaust port.
- a full exhaust type where the exhaust air (external exhaust airflow) purified by a ULPA filter is discharged to the outside of the building through an exhaust duct installed in the building where the safety cabinet is located, without circulating within the installation room.
- Type B2 The difference between the "A1 type” and the “A2 type” is the inflow wind speed into the work space.
- the inflow wind speed of the "A1 type” is 0.4 m/s or more, and that of the "A2 type” is 0.5 m/s or more. It is.
- the difference between the "A1 type", “A2 type” and “B1 type” is the circulating air rate (the rate at which purified airflow purified by the HEPA filter or ULPA filter at the air supply port circulates inside the safety cabinet).
- the circulating air rate of "A1 type” and “A2 type” is about 70%, and the circulating air rate of "B1 type” is about 50%.
- the "B1 type” and “B2 type” are common in that they both use a closed exhaust duct for outdoor exhaust.
- a "Class III" safety cabinet has a structure (glove box) in which the work space is completely isolated from the worker and the outside environment by a partition wall, and the worker uses the gloves attached to the glove box to Got to work.
- Air supply to the work space (supply of the purified airflow) is performed through an air supply duct connected to the outside of the building, and exhaust from the work space is also performed through an exhaust duct connected to the outside of the building. It will be done.
- Patent Document 1 An example of the above-mentioned "Class II" "A2 type” safety cabinet is disclosed in Patent Document 1 (Patent No. 6228040).
- the safety cabinet of Patent Document 1 includes a safety cabinet body and an exhaust gas recirculation unit disposed on the safety cabinet body.
- the safety cabinet main body supplies clean air to an internal work space via an air supply HEPA filter, circulates the air in the work space inside the safety cabinet main body, and removes a portion of the circulating air.
- the working space is maintained at a negative pressure by discharging the air to the outside of the safety cabinet body through an exhaust HEPA filter, and external air is taken in from the opening of the front shutter and used as barrier air (air barrier). .
- the exhaust gas recirculation unit takes in air discharged from the safety cabinet main body via the HEPA filter through an exhaust intake port provided at the rear of the lower surface, and directs the taken air to an exhaust blower provided at the front of the lower surface.
- the air is blown out from the outlet downward along the shutter. In this way, the air descending along the shutter is sucked into the working space maintained at negative pressure through the opening at the lower end of the shutter, thereby preventing the air in the working space from leaking out through the opening. All or a part of the barrier air is recycled (see claim 1, paragraphs 0009 to 0017, and FIGS. 1 to 9).
- the flow is made uniform and becomes a downward laminar flow with a suppressed wind speed and is blown out from above to below along the shutter on the front of the cabinet body, so turbulence does not occur in the clean room. Moreover, it is said that there is an effect that the air that has come into contact with the sample in the work space can be prevented from leaking out of the safety cabinet from the front part of the work space (see paragraph 0007).
- anticancer drugs are drugs created for the purpose of acting on the cell proliferation process of cancer cells, inhibiting their proliferation, and promoting their death.
- Non-Patent Document 1 Seminar Report on Anticancer Drug Exposure Countermeasures, held on August 25, 2018
- the following matters (a) to (g) have been clarified regarding anticancer drugs. That is, (a) Many anticancer drugs have cytotoxicity, and include ⁇ mutagenicity: chromosomal abnormality,'' ⁇ carcinogenicity: the property of promoting cancer development or the process of carcinogenesis,'' and ⁇ teratogenicity: during pregnancy.
- Anticancer drugs may enter the body unintentionally through inhalation: breathing contaminated air, skin contact: touching contaminated surfaces, hand-to-mouth contact, needle stick accidents, etc. There is a risk of entering (c) the external surface of the anticancer drug vial is contaminated; (d) Many anticancer drugs are shaken (shaken) in a container in order to mix them with the solution during preparation, but during this process, aerosols are inevitably generated within the vial of the anticancer drug; , there is a risk that anticancer drugs may vaporize and leak out of the vial through needle puncture.
- HEPA filters normally built into safety cabinets are unable to remove vaporized anti-cancer drugs;
- Non-Patent Document 2 paper by Rowe et al. "Formation of nitrate ions and ammonium ions in titanium dioxide-mediated photocatalytic decomposition of organic compounds containing nitrogen atoms"
- titanium dioxide TiO Test results have reported that anticancer drugs were decomposed into inorganic substances by the photocatalytic activity of 2 ).
- the paper investigated the photocatalytic oxidation of titanium dioxide thin films irradiated with ultraviolet light for a series of relevant primary, secondary, and tertiary amines and other nitrogen- and sulfur-containing organic compounds. .
- the compounds tested in this report were n-pentylamine, piperidine, pyridine, phenylalanine, desipramine, thioridazine, penicillamine, isosorbide dinitrate, 4-nitrocatechol, 2,4-dinitrophenol, cyclophosphamide, 5-
- the 15 types were fluorouracil, atrazine, ethylenediaminetetraacetic acid, and tetrabutylammonium phosphate.
- a titanium dioxide thin film coated on spiral borosilicate glass was irradiated with ultraviolet light to activate the photocatalytic action of titanium dioxide, and the oxidation status of the compound due to the photocatalytic action was observed.
- Non-Patent Document 2 The 15 compounds targeted in the report by Non-Patent Document 2 include cyclophosphamide and 5-fluorouracil, which are used as anticancer drugs. Therefore, this report reveals the possibility of converting anticancer drugs into harmless inorganic substances by utilizing the photocatalytic action of titanium dioxide, or in other words, the possibility of making anticancer drugs harmless. .
- Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-262903
- Patent Document 2 discloses that a photocatalytic substance (e.g., titanium dioxide) (fine particles) is bonded to a binder (e.g., a silicon compound, a silicone resin) on the surface of a metal base material used in air purifiers, air conditioners, etc.
- the photocatalyst carrier is fixed with an adhesive substance such as fluororesin), and the metal base material is formed into a nonwoven fabric having a three-dimensional structure with high air permeability by depositing metal fibers (for example, aluminum fibers). It is formed from a structure.
- This photocatalyst carrier has sufficient voids for air circulation to increase the contact efficiency between the photocatalyst material and malodorous substances and harmful substances, thereby making it possible to oxidize and decompose the malodorous substances and harmful substances, and furthermore By washing with hot water, regeneration after deterioration can be performed easily and efficiently (see claim 1, paragraphs 0002 to 0004, 0012 to 0018, and FIGS. 1 and 2).
- Patent Document 3 discloses an example in which titanium dioxide particles having photocatalytic activity and containing 50 ppm or more of OH groups (more than before) are used as photocatalyst particles. These photocatalyst particles can form a thicker photocatalyst layer on the surface of a base material (for example, ceramics with fine irregularities on the surface) without peeling off, without using an inorganic binder. It is said that the photocatalytic effect can be sufficiently exhibited without the surface of the photocatalyst particles being coated with a binder (see claim 1, paragraphs 0004 to 0010, 0018, FIGS. 1 and 2).
- Patent No. 6228040 Japanese Patent Application Publication No. 2000-262903 Japanese Patent Application Publication No. 2005-254128
- ⁇ a photocatalytic filter and a light source (a light source that emits activation light) for expressing the photocatalytic activity of the photocatalytic filter are combined, for example, the exhaust gas of a safety cabinet.
- the anti-cancer drug used in the working space of the safety cabinet is configured to pass through the photocatalyst filter by the air flow inside the safety cabinet, and the anti-cancer drug in the form of an aerosol or gas is removed.
- the idea is that the chemical is decomposed and rendered harmless by the photocatalytic filter and then discharged to the outside of the safety cabinet.
- the anticancer drug discharged from the exhaust port will diffuse into the room where the safety cabinet is installed (installation room), and the workers working in the safety cabinet will be This prevents the situation where the patient is exposed to the anti-cancer drug, thus meeting the above-mentioned requests from universities, research institutes, and medical institutions dealing with biohazards. That is, it is possible to provide an indoor circulation type "class IIA1 type, A2 type, or B1 type" safety cabinet that can process anticancer drugs.
- safety cabinets of "class IIA type 1, A2 type, or B1 type” must: - A part of the airflow discharged from the work space is sent to the "air supply port” where an air filter is installed, and after being purified by the air filter, it is circulated inside the safety cabinet, ⁇ The remainder of the airflow exhausted from the work space is sent to the "exhaust port” where an air filter is installed, and after being purified by the air filter, it is sent to the inside of the room where the safety cabinet is installed (installation room).
- the present invention has been made to realize the above-mentioned idea after considering the above-mentioned conventional technology and circumstances.
- a safety cabinet that can reliably prevent the worker from being exposed to the anti-cancer drug due to the anti-cancer drug being diffused into the installation room by the external exhaust airflow discharged from the exhaust port;
- An object of the present invention is to provide a photocatalytic filter unit for use in the present invention.
- Another object of the present invention is to improve the airflow design of "conventional safety cabinets" which do not have the function of decomposing and rendering harmless anti-cancer drugs contained in the external exhaust airflow discharged from the exhaust port, without making almost any changes.
- An object of the present invention is to provide a safety cabinet that can be operated as a safety cabinet having the function of decomposing and rendering the anticancer drug harmless, and a photocatalytic filter unit used therein.
- Still another object of the present invention is to remove the anticancer agent from the "conventional safety cabinet" which does not have the function of decomposing and rendering harmless the anticancer agent contained in the external exhaust airflow discharged from the exhaust port.
- this safety cabinet has the ability to decompose and render the anticancer drugs harmless without changing the airflow design of the conventional safety cabinet.
- the purpose of the present invention is to provide a safety cabinet that can be operated as a safety cabinet, and a photocatalyst filter unit used therein.
- a safety cabinet is provided.
- This safety cabinet is a front opening that functions as a working opening and an air supply port for unpurified airflow (X); a working space that communicates with the front opening; an internal flow path that communicates with the working space; a main body having an exhaust port communicating with the internal flow path; a first blower installed inside the main body; an air supply air filter installed inside the main body that supplies purified airflow (Y) to the work space; An unpurified airflow (X) supplied to the work space through the front opening installed inside the main body, and a purified airflow (Y) supplied to the work space by the air supply air filter.
- an exhaust air filter that cleans the air after moving it from the work space to the internal flow path and discharges it from the exhaust port as a first external exhaust airflow (Z1);
- the anticancer agent contained in the first external exhaust airflow (Z1), which is installed in the external flow path through which the first external exhaust airflow (Z1) flows, is decomposed by photocatalytic action, and then the second external exhaust airflow (Z1) is disassembled by photocatalytic action.
- the first external exhaust airflow (Z1) is passed through a desired filter while satisfying a predetermined wind speed condition (for example, 0.53 m/s or more) regarding the wind speed of the unpurified airflow (X) formed in the external flow path.
- the photocatalytic filter has an appropriate range of wind speed at the time of inflow into the filter in which an anticancer drug decomposition effect of a desired level or higher is obtained for each anticancer drug
- the first external exhaust airflow (Z1) has an appropriate range of wind speed at the time of inflow to the filter to obtain an anticancer drug decomposition effect of a desired level or higher.
- the wind speed at the time of inflow to the filter is set to fall within the above-mentioned appropriate range,
- the inflow side cross-sectional area of the plenum is set to be equal to or larger than the opening area of the exhaust port,
- the outflow side cross-sectional area of the plenum is determined according to the air volume of the second external exhaust airflow (Z2) so that the first external exhaust airflow (Z1) flows into the photocatalyst filter at the desired filter inflow wind speed. It is characterized by being set.
- the unpurified airflow (X) supplied to the work space via the front opening and the air supply filter The purified airflow (Y) supplied to the work space by means of the cleaning airflow (Y) is purified by the exhaust air filter after moving from the workspace to the internal flow path, and is then purified by the exhaust air filter as the first external exhaust airflow (Z1). expelled from the mouth. Therefore, the fine particles present in the work space are removed by the exhaust air filter and are not included in the first external exhaust airflow (Z1) discharged from the exhaust port.
- the anti-cancer agent (usually in the form of an aerosol or gas) that was present in the work space is not removed by the exhaust air filter, the anti-cancer agent is removed inside the safety cabinet. If the removal process is not performed, it will be exhausted to the outside of the safety cabinet by the first external exhaust airflow (Z1).
- the photocatalytic action of the photocatalytic filter installed in the external flow path through which the first external exhaust airflow (Z1) flows is controlled by the photocatalytic action of the photocatalytic filter installed in the external flow path.
- the anticancer agent contained in the first external exhaust airflow (Z1) flowing through the external flow path can be decomposed and rendered harmless. That is, by passing the first external exhaust airflow (Z1) through the photocatalytic filter having an activated photocatalytic action before being discharged to the outside of the safety cabinet, the first external exhaust airflow (Z1) is Anticancer drugs can be removed.
- the first external exhaust airflow (Z1) from which the anti-cancer drug has been removed is discharged to the outside of the safety cabinet as the second external exhaust airflow (Z2). This means that there is no risk that the anti-cancer agent that was present in the work space will be diffused into the room where the safety cabinet is installed.
- the photocatalytic filter and the light source that decompose and detoxify the anticancer agent contained in the first external exhaust airflow (Z1) are installed in the external flow path;
- the external flow path is a flow path through which the first external exhaust airflow (Z1) discharged from the exhaust port flows.
- the plenum is formed in the external flow path, and while satisfying the predetermined wind speed condition (for example, 0.53 m/s or more) regarding the wind speed of the unpurified airflow (X),
- the exhaust airflow (Z1) is configured to flow into the photocatalyst filter at the desired filter inflow wind speed, but the desired filter inflow wind speed depends on the appropriateness of the photocatalyst filter for each anticancer drug. It is set to fit within the range. This is to ensure that the photocatalytic filter provides anticancer agent decomposition action at a desired level or higher for each anticancer agent.
- the inflow side cross-sectional area of the plenum is set to be equal to or larger than the opening area of the exhaust port. This is to ensure that the air volume and flow velocity of the first external exhaust airflow (Z1) discharged from the exhaust port are not limited by the inflow side cross-sectional area of the plenum.
- the unpurified airflow (X), the purified airflow (Y), and the first external exhaust airflow (Z1) in the main body which were performed assuming that the photocatalytic filter and the light source were not installed in the external flow path. There is almost no need to change the airflow design.
- the outflow side cross-sectional area of the plenum is set such that the air volume of the second external exhaust airflow (Z2) is such that the first external exhaust airflow (Z1) flows into the photocatalyst filter at the desired filter inflow wind speed. are set accordingly.
- the air volume of the second external exhaust air flow (Z2) is regulated by the air volume of the unpurified air flow (X), and the wind speed of the unpurified air flow (X) is This is also because the predetermined wind speed condition (for example, 0.53 m/s or more) must be satisfied.
- the air volume of the second external exhaust airflow (Z2) that flows out of the photocatalyst filter (that is, passes through the photocatalyst filter) and is discharged to the outside of the safety cabinet is first regulated. Therefore, in order to match the specified air volume, the wind speed of the first external exhaust airflow (Z1) when entering the filter must be specified within the appropriate range of the photocatalyst filter, and as a result, The outflow side cross-sectional area of the plenum is naturally determined.
- the photocatalytic filter for decomposing and rendering harmless the anticancer agent contained in the first external exhaust airflow (Z1) discharged from the exhaust port It is possible to use the airflow design performed without installing the light source in the external flow path with almost no changes.
- the airflow design made without installing the photocatalyst filter and the light source in the external flow path is used with almost no changes. Therefore, even if the photocatalyst filter and the light source are additionally installed in the external flow path through which the first external exhaust airflow (Z1) flows, there is almost no need to change the airflow design.
- the above-mentioned anti-cancer is more By additionally installing a photocatalytic filter and a light source to decompose and render the anti-cancer agent harmless, the ability to decompose and render the anti-cancer agent harmless can be achieved without changing the airflow design of the conventional safety cabinet. This has the effect that it can be operated as a safety cabinet.
- an opening area changing means for changing the opening area of the exhaust port is provided,
- the opening area of the exhaust port can be changed as necessary using the opening area changing means.
- the opening area of the exhaust port is easily changed by the opening area changing means in accordance with changes in the air volume and wind speed of the first external exhaust airflow (Z1) caused by the addition of the photocatalyst filter unit and the light source. Since the opening area changing means is not provided, it is easier to adjust the inflow velocity of the first external exhaust airflow (Z1) to the filter so that it falls within the appropriate range. There is an advantage.
- the opening area changing means is a cover or a lid that can adjust the degree of opening of the exhaust port.
- the opening area changing means can be realized by a simple method.
- the first external exhaust airflow (Z1) is set to fall within the appropriate range of the photocatalyst filter when it enters the filter.
- This example has the advantage that calculation of the outflow side cross-sectional area Ab of the plenum is very easy.
- the light source is disposed between the photocatalyst filter and the exhaust air filter
- Air-permeable activation light blocking means for preventing the activation light emitted from the light source from irradiating the exhaust air filter is disposed between the light source and the exhaust air filter.
- the activation light blocking means prevents the activation light emitted from the light source from irradiating the exhaust air filter, thereby suppressing the risk of the exhaust air filter being deteriorated by the activation light. Moreover, since the activation light blocking means has air permeability, the effect of the activation light blocking means on the first external exhaust airflow (Z1) can be suppressed. There is.
- a photocatalytic filter having the same photocatalytic effect as the photocatalytic filter is used as the activation light blocking means.
- the activation light blocking means can be realized by a simple method, and the photocatalytic filter used as the activation light blocking means also has the same anticancer drug decomposition effect as the photocatalytic filter. Therefore, there is an advantage that the anticancer drug decomposition performance is significantly improved compared to the case where the activation light blocking means is not used.
- the light source includes a plurality of linear discharge tubes (for example, , black light).
- a band-shaped light shielding member extending along the corresponding discharge tube is disposed near each of the plurality of discharge tubes,
- the plurality of light blocking members function as the activation light blocking means, Air permeability of the activation light blocking means is achieved by gaps between the plurality of light blocking members.
- This example has the advantage that the activation light blocking means can be realized by a simple method, and the cost is lower than when using a photocatalyst filter as the activation light blocking means.
- the light source is composed of a plurality of strip-shaped LED devices arranged at intervals along the inflow surface of the photocatalyst filter. Ru.
- the activation light emitted from each of the plurality of LED devices is limited to the direction toward the photocatalyst filter and is not emitted toward the exhaust air filter, so the activation light is blocked.
- the same effect as when the activation light blocking means is installed can be obtained without installing the activation light blocking means.
- the light source is composed of a plurality of strip-shaped LED devices arranged at intervals along the inflow surface of the photocatalyst filter. and An opaque member (for example, a substrate) included in each of the plurality of LED devices functions as the activation light blocking means, Air permeability of the activation light blocking means is achieved by the spacing between the plurality of LED devices.
- the opaque member (for example, the substrate) included in each of the plurality of LED devices itself functions as the activation light blocking means, so the activation light blocking means is separately prepared.
- the activation light blocking means is separately prepared.
- the internal flow path is After a predetermined portion (for example, 70%) of the unpurified airflow (X) and the purified airflow (Y) discharged from the internal space and moving through the internal flow path is purified by the air supply air filter. , is again supplied to the work space as the purified airflow (Y), and The remaining part (for example, 30%) of the unpurified airflow (X) and the purified airflow (Y) moving through the internal flow path is configured to be discharged from the exhaust port as the first external exhaust airflow (Z1). has been This allows the safety cabinet to function as an indoor circulation type safety cabinet.
- This example has the advantage that the safety cabinet according to the first aspect of the present invention can be operated as an indoor circulation type safety cabinet.
- the external flow path is a duct connected at one end to the exhaust port and at the other end connected to the outside of the building. is formed inside,
- the photocatalytic filter and the light source are arranged inside the duct, and the plenum is formed inside the duct,
- the internal flow path is arranged such that all of the unpurified airflow (X) and the purified airflow (Y) discharged from the internal space and moving through the internal flow path are transferred to the exhaust gas as the first external exhaust airflow (Z1).
- the first external exhaust airflow (Z1) is configured to flow into the photocatalytic filter through the plenum with the aid of a second blower installed inside the duct, This allows the safety cabinet to function as a fully exhaust type safety cabinet.
- This example has the advantage that the safety cabinet according to the first aspect of the present invention can be operated as a fully exhaust type safety cabinet.
- a safety cabinet for use in a safety cabinet that makes it possible to add this function to a "conventional safety cabinet” that does not have the function of decomposing and rendering anticancer drugs harmless.
- a photocatalytic filter unit is provided.
- This photocatalytic filter unit is A photocatalytic filter unit used by being attached to the main body of a safety cabinet so as to cover its exhaust port, It has an inflow side opening at one end for receiving the first external exhaust airflow (Z1) discharged from the exhaust port of the safety cabinet, and the anticancer drug contained in the first external exhaust airflow (Z1) is a casing having an outflow side opening at the other end for discharging it to the outside of the photocatalyst filter unit as a second external exhaust airflow (Z2) after being decomposed by photocatalytic action; a photocatalytic filter installed inside the housing; a light source that emits activation light for activating the photocatalytic action of the photocatalytic filter, which is installed near the photocatalytic filter inside the housing; A predetermined wind speed condition (for example, 0.53 m/ a plenum for causing the first external exhaust airflow (Z1) to flow into the photocatalyst filter at a desired filter inflow wind speed while satisfying (s or more),
- the wind speed at the time of inflow to the filter is set to fall within the above-mentioned appropriate range,
- the inflow side cross-sectional area of the plenum is set to be equal to or larger than the opening area of the exhaust port,
- the outflow side cross-sectional area of the plenum is determined according to the air volume of the second external exhaust airflow (Z2) so that the first external exhaust airflow (Z1) flows into the photocatalyst filter at the desired filter inflow wind speed. It is characterized by being set.
- the photocatalytic filter and the light source are provided inside the casing, which has the inflow side opening at one end and the outflow side opening at the other end. Therefore, when the photocatalyst filter unit is attached to the main body so that the inflow side opening covers the exhaust port of the safety cabinet, the first external exhaust airflow (Z1 ) enters the interior of the housing through the inflow side opening and flows through the flow path. Therefore, by activating the photocatalytic action of the photocatalytic filter installed inside the housing by the activation light from the light source also installed inside the housing, the The anticancer agent contained in the external exhaust airflow (Z1) can be decomposed and rendered harmless.
- the anticancer agent can be removed from the external exhaust airflow (Z1) before being discharged to the outside of the photocatalytic filter unit.
- the external exhaust airflow (Z1) from which the anticancer agent has been removed in this way is discharged to the outside of the photocatalyst filter unit as the second external exhaust airflow (Z2). This means that there is no possibility that the anti-cancer agent present inside the safety cabinet will be diffused into the installation room of the safety cabinet.
- the anticancer agent being processed by the worker in the work space of the safety cabinet is diffused into the installation chamber by the first external exhaust airflow (Z1) discharged from the exhaust port; This provides the effect of reliably preventing workers from being exposed to the anticancer drug.
- the photocatalytic filter and the light source that decompose and detoxify the anticancer agent contained in the first external exhaust airflow (Z1) are installed in the flow path inside the casing,
- the flow path in which these are installed is a flow path through which the first external exhaust airflow (Z1) discharged from the exhaust port flows.
- the plenum is formed in the external flow path, and while satisfying the predetermined wind speed condition (for example, 0.53 m/s or more) regarding the wind speed of the unpurified airflow (X) of the safety cabinet,
- the first external exhaust airflow (Z1) is configured to flow into the photocatalyst filter at the desired filter inflow wind speed, and the desired filter inflow wind speed is different from the photocatalyst filter for each anticancer drug. It is set so that it falls within the above-mentioned appropriate range. This is to ensure that the photocatalytic filter provides anticancer agent decomposition action at a desired level or higher for each anticancer agent.
- the inflow side cross-sectional area of the plenum is set to be equal to or larger than the opening area of the exhaust port. This is to ensure that the air volume and flow velocity of the first external exhaust airflow (Z1) discharged from the exhaust port are not limited by the inflow side cross-sectional area of the plenum.
- the airflow design regarding the unpurified airflow (X) in the main body of the safety cabinet and the first external exhaust airflow (Z1) was performed assuming that the photocatalyst filter and the light source were not installed in the flow path. , almost no changes are required.
- the outflow side cross-sectional area of the plenum is set such that the air volume of the second external exhaust airflow (Z2) is such that the first external exhaust airflow (Z1) flows into the photocatalyst filter at the desired filter inflow wind speed. are set accordingly.
- the air volume of the second external exhaust air flow (Z2) is regulated by the air volume of the unpurified air flow (X), and the wind speed of the unpurified air flow (X) is This is also because the predetermined wind speed condition (for example, 0.53 m/s or more) must be satisfied.
- the air volume of the second external exhaust airflow (Z2) flowing out from the photocatalyst filter (that is, passing through the photocatalyst filter) and then being discharged to the outside of the photocatalyst filter unit is determined in advance. Therefore, in order to match the specified air volume, the wind speed of the first external exhaust airflow (Z1) when entering the filter must be specified within the appropriate range of the photocatalyst filter. , the outflow side cross-sectional area of the plenum is naturally determined.
- the photocatalytic filter is configured to decompose and detoxify the anticancer agent contained in the first external exhaust airflow (Z1) discharged from the exhaust port. It is possible to use the airflow design, which was performed without installing the light source in the flow path, with almost no changes.
- the airflow design which was made without installing the photocatalytic filter and the light source in the flow path, can be used with almost no changes. Therefore, even if the photocatalytic filter unit and the light source are additionally installed in the flow path through which the first external exhaust airflow flows, there is almost no need to change the airflow design. It is.
- the photocatalytic filter is different from the "conventional safety cabinet" which does not have the function of decomposing and rendering harmless the anticancer agent contained in the first external exhaust airflow (Z1) discharged from the exhaust port.
- the anti-cancer agent can be used without changing the airflow design of the conventional safety cabinet. The effect is that it can be operated as a safety cabinet that has the function of decomposing and rendering chemicals harmless.
- the opening area of the exhaust port is changeable,
- the inflow side opening of the housing is set to a size that can receive all of the first external exhaust airflow (Z1) discharged from the exhaust port even if the opening area of the exhaust port is changed. Ru.
- the inflow side opening of the casing allows the external first exhaust airflow to be discharged from the exhaust port even if the opening area of the exhaust port is changed (between its maximum and minimum values). (Z1), so by appropriately changing the opening area of the exhaust port, the first external exhaust airflow caused by the addition of the photocatalytic filter unit and the light source can be reduced. It is possible to alleviate changes in the air volume and wind speed (Z1). Therefore, the advantage is that the work of adjusting the inflow wind velocity of the first external exhaust airflow (Z1) to the filter so that it falls within the appropriate range is easier than when the opening area of the exhaust port cannot be changed. There is.
- the opening area of the exhaust port is set to its maximum value. Even when set to the minimum value, all of the external first exhaust airflow (Z1) discharged from the exhaust port is configured to be received by the inflow side opening of the casing.
- the opening area of the exhaust port can be expanded or reduced to that limit, so that the filter of the first external exhaust airflow (Z1)
- the first external exhaust airflow (Z1) is set to fall within the appropriate range of the photocatalyst filter.
- This example has the advantage that it is very easy to calculate the outflow side cross-sectional area Ab of the plenum.
- the light source is disposed between the photocatalyst filter and the exhaust air filter
- Air-permeable activation light blocking means for preventing the activation light emitted from the light source from irradiating the exhaust air filter is disposed between the light source and the exhaust air filter.
- the activation light blocking means prevents the activation light emitted from the light source from irradiating the exhaust air filter, thereby suppressing the risk of the exhaust air filter being deteriorated by the activation light. Moreover, since the activation light blocking means has air permeability, the effect of the activation light blocking means on the first external exhaust airflow (Z1) can be suppressed. There is.
- a photocatalytic filter having the same photocatalytic effect as the photocatalytic filter is used as the activation light blocking means.
- the activation light blocking means can be realized by a simple method, and the photocatalytic filter used as the activation light blocking means also has the same anticancer drug decomposition effect as the photocatalytic filter. Therefore, there is an advantage that the anticancer drug decomposition performance is significantly improved compared to the case where the activation light blocking means is not used.
- the light source is a plurality of linear discharge tubes arranged at intervals along the inflow surface of the photocatalytic filter. (e.g. black light), A band-shaped light shielding member extending along the corresponding discharge tube is disposed near each of the plurality of discharge tubes, The plurality of light blocking members function as the activation light blocking means, Air permeability of the activation light blocking means is achieved by gaps between the plurality of light blocking members.
- This example has the advantage that the activation light blocking means can be realized by a simple method, and the cost is lower than when using a photocatalyst filter as the activation light blocking means.
- the light source is formed from a plurality of strip-shaped LED devices arranged at intervals along the inflow surface of the photocatalyst filter. configured.
- the activation light emitted from each of the plurality of LED devices is limited to the direction toward the photocatalyst filter and is not emitted toward the exhaust air filter, so the activation light is blocked.
- the same effect as when the activation light blocking means is installed can be obtained without installing the activation light blocking means.
- the light source is formed from a plurality of strip-shaped LED devices arranged at intervals along the inflow surface of the photocatalytic filter. It is configured, An opaque member (for example, a substrate) included in each of the plurality of LED devices functions as the activation light blocking means, Air permeability of the activation light blocking means is achieved by the spacing between the plurality of LED devices.
- the opaque member (for example, the substrate) included in each of the plurality of LED devices itself functions as the activation light blocking means, so the activation light blocking means is separately prepared.
- the activation light blocking means is separately prepared.
- the photocatalyst filter is detachably attached to the housing by a pair of filter holding members,
- the pair of filter holding members are configured to function as a guide for the photocatalytic filter when the photocatalytic filter is attached to or removed from the housing.
- This example has the advantage that it is easy to attach and detach the photocatalyst filter to the housing.
- the anticancer agent being treated in the work space by the worker is caused by the external exhaust airflow discharged from the exhaust port; It is possible to reliably prevent a situation where the worker is exposed to the anti-cancer agent due to the anti-cancer agent being diffused into the installation room. It is now possible to operate the conventional safety cabinet, which does not have the function of decomposing and rendering anticancer drugs harmless, as a safety cabinet that has the function of decomposing and rendering the anticancer drugs harmless, with almost no changes to the airflow design.
- the anti-cancer agent can be used in a “conventional safety cabinet” that does not have the function of decomposing and rendering harmless the anti-cancer agent contained in the external exhaust airflow discharged from the exhaust port.
- this safety cabinet has the ability to decompose and render the anticancer drugs harmless without changing the airflow design of the conventional safety cabinet. The effect is that it can be operated as
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional explanatory diagram showing the overall configuration of a safety cabinet according to a first embodiment of the present invention.
- 1 is a schematic front explanatory view showing the overall configuration of a safety cabinet according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a conceptual diagram showing a photocatalyst filter unit used in the safety cabinet according to the first embodiment of the present invention, as viewed diagonally from the upper right front.
- FIG. 2 is a front explanatory view of the photocatalyst filter unit used in the safety cabinet according to the first embodiment of the present invention, with the front and rear walls of the casing of the unit removed.
- FIG. 4 is a front explanatory view of the photocatalyst filter unit used in the safety cabinet according to the first embodiment of the present invention, with the photocatalyst filter removed from FIG. 4.
- FIG. It is a conceptual diagram of the photocatalyst filter used for the photocatalyst filter unit of the safety cabinet based on 1st Embodiment of this invention. It is a graph conceptually showing the relationship between pressure loss and air volume at the exhaust port of the safety cabinet according to the first embodiment of the present invention, and the static pressure characteristics of the blower of the safety cabinet.
- 1 is a graph showing changes in anticancer drug decomposition rate with respect to operating time obtained in an effect confirmation test of the safety cabinet according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is an explanatory front view of a photocatalyst filter unit used in a safety cabinet according to a second embodiment of the present invention, with the front and rear walls of the casing of the unit removed.
- FIG. 7 is an explanatory front view of a photocatalyst filter unit used in a safety cabinet according to a third embodiment of the present invention, with the front and rear walls of the casing of the unit removed.
- FIG. 7 is an explanatory front view of a photocatalyst filter unit used in a safety cabinet according to a fourth embodiment of the present invention, with the front wall and rear wall of the casing of the unit removed. It is a schematic sectional explanatory view showing the whole structure of a safety cabinet concerning a 5th embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a conceptual diagram showing a method for testing the air cleaning performance of the safety cabinet according to the first embodiment of the present invention. It is a graph showing the test results of the air cleaning performance of the safety cabinet according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a conceptual diagram showing another configuration of the photocatalyst filter unit (using two photocatalyst filters) used in the safety cabinet according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a conceptual diagram showing another configuration of the photocatalyst filter unit (using two photocatalyst filters) used in the safety cabinet according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a conceptual diagram showing another configuration of the photocatalyst filter unit (using four photocatalyst filters) used in the safety cabinet according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a conceptual diagram showing another configuration of the photocatalyst filter unit (using two photocatalyst filters) used in the safety cabinet according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a conceptual diagram showing another configuration of the photocatalyst filter unit (using four photocatalyst filters) used in the safety cabinet according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a conceptual diagram showing another configuration of the photocatalyst filter unit (using two photocatalyst filters) used in the safety cabinet according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a conceptual diagram showing another configuration of the photocatalyst filter unit (using four photocatalyst filters) used in the safety cabinet according to the first embodiment of the present invention.
- FIGS. 1 and 2 The overall configuration of a safety cabinet 1 according to a first embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1 and 2, and the configuration of a photocatalyst filter unit 50 incorporated in the safety cabinet 1 is shown in FIGS. 3 to 5.
- the safety cabinet 1 is configured as an indoor circulation type "Class IIA 2" safety cabinet, and is installed in an installation room (not shown) (for example, a laboratory in a university, research institute, medical institution, etc.). It is installed inside a laboratory (or an examination room).
- the safety cabinet 1 includes a main body 10 and a photocatalyst filter unit 50 fixed to the outside of the upper surface of the main body 10.
- the main body 10 is supported by a base 11 fixed to the lower part thereof. As shown in FIGS. 1 and 2, the main body 10 has a front wall 16 that is inclined forward from the upper edge to the lower edge at a predetermined angle, and is arranged to face the front wall 16 at a predetermined interval. , a rear wall 15 extending in the vertical direction, a bottom wall 12 connected to the lower edge of the front wall 16 and the lower edge of the rear wall 15 and extending in the horizontal direction, and the upper edge of the front wall 16 and the rear wall 15.
- the main body 10 has a hollow box-like overall shape with only the front surface inclined.
- a substantially rectangular front opening 16a that functions as a working opening is formed in the front wall 16.
- the front opening 16a also functions as an air supply port for the unpurified airflow X.
- the front opening 16a can be opened and closed by moving a transparent shutter 18 slidably attached to the outer surface of the front wall 16 up and down along the outer surface.
- a workbench 17 extending horizontally is installed near the bottom wall 12.
- the front edge of the workbench 17 is connected to the front wall 16 at a position close to the lower edge of the front opening 16a.
- the rear edge of the workbench 17 is connected to the lower edge of a back plate 17c that extends vertically inward from the front wall 16 at a predetermined interval.
- the left edge of the workbench 17 is connected to the lower edge of a left side plate 17e that extends vertically inward from the left side wall 13a at a predetermined distance.
- the right edge of the workbench 17 is connected to the lower edge of a right side plate 17f that extends vertically inward from the right side wall 13b at a predetermined interval.
- upper plates 17d are arranged that extend horizontally at predetermined intervals.
- the front edge of the top plate 17d is connected to the front wall 16, the rear edge of the top plate 17d is connected to the top edge of the back plate 17c, the left edge of the top plate 17d is connected to the top edge of the left side plate 17e, The right edge of the top plate 17d is connected to the upper edge of the right side plate 17e.
- the workbench 17, the back plate 17c, the left side plate 17e, the right side plate 17f, the top plate 17d, and the portion of the front wall 16 of the main body 10 that faces the back plate 17c form (define) a work space 20. ing.
- the worker inserts his/her arm into the work space 20 through the front opening 16a, places instruments, samples, etc. on the work table 17 located at the lower part of the inside of the work space 20, and performs various tasks. It can be carried out.
- the work space 20 that communicates with the front opening 16a is formed inside the main body 10, so that the partition walls that define the work space 20, that is, the work table 17, the back plate 17c, and the left side plate
- An internal flow path 30 is formed between the inner wall surface of the main body 10 and the right side plate 17e, the right side plate 17f, and the top plate 17d.
- the internal flow path 30 includes a lower flow path 31 formed between the workbench 17 and the bottom wall 12, and a back side flow path 32 formed between the back plate 17c and the rear wall 15. and an upper channel 33 formed between the upper surface plate 17d and the upper wall 14.
- the workbench 17 has a plurality of front suction ports 17a formed near the front wall 16 and a plurality of rear suction ports 17b formed at a position away from the front wall 16 and closer to the rear wall 15. They are formed in parallel at intervals. Therefore, the work space 20 communicates with the lower flow path 31 via the plurality of front suction ports 17a and the plurality of rear suction ports 17b. Therefore, the gas (usually air) inside the work space 20 enters the lower flow path 31 located directly below the work space 20 via the front suction port 17a and the rear suction port 17b, and flows backward through the lower flow path 31. It moves toward the rear side flow path 32 located at the rear of the work space 20. Then, it ascends through the back side flow path 32 and reaches the upper flow path 33 located directly above the work space 20 .
- the gas usually air
- An exhaust port 19 is formed in the upper wall 14 of the main body 10 for discharging a portion (30% in this case) of the gas present in the upper flow path 33 to the outside of the main body 10.
- the exhaust port 19 is provided with a slidable cover (lid) 19a that covers the exhaust port 19.
- the exhaust port 19 can be opened and closed accordingly, and the exhaust amount can also be adjusted by changing the degree of opening of the cover 19a (opening area of the exhaust port 19).
- the exhaust port 19 having the cover 19a has the function of discharging part of the gas present in the upper flow path 33 to the outside of the main body 10, and also serves as an air supply amount adjustment port (exhaust volume) to the photocatalytic filter unit 50. It also functions as an adjustment port.
- the upper wall 14 is further provided with an exhaust HEPA filter unit 42 that houses an exhaust HEPA filter 42a therein.
- the exhaust HEPA filter 42a is attached to the exhaust HEPA filter unit 42 so that it can be replaced when necessary.
- the exhaust HEPA filter 42a is installed at a position overlapping the exhaust port 19 (see FIGS. 1 and 2), and has the function of cleaning a portion (30% in this case) of the gas present in the upper flow path 33. have
- the gas purified by the exhaust HEPA filter 42a is discharged to the outside of the main body 10 through the exhaust port 19, and is sent into the photocatalyst filter unit 50 installed in the exhaust port 19.
- the gas discharged from the exhaust port 19 to the outside of the main body 10 may contain an anticancer agent in an aerosol or gas state, but as will be described later, it is decomposed and rendered harmless by the photocatalytic filter unit 50. After that, the anticancer agent is discharged from the unit 50 into the installation room, so there is no risk that workers working in the safety cabinet 1 will be exposed to the anticancer agent.
- An air supply port (not shown) and an air supply HEPA filter unit 41 containing an air supply HEPA filter 41a are installed on the top plate 17d, which is one partition wall that defines the work space 20.
- the unit 41 is located below the exhaust HEPA filter unit 42.
- the air supply HEPA filter 41a is attached to the air supply HEPA filter unit 41 so as to be replaceable when necessary.
- the air supply HEPA filter 41a has a function of introducing from the air supply port the gas that is not exhausted from the exhaust port 19 (70% in this case) out of the gas present in the upper flow path 33 and purifying it. The gas thus purified is supplied directly to the working space 20 directly below.
- a blower 40 is installed on the upper wall 14 of the main body 10.
- the blower 40 is provided to generate a desired airflow in the work space 20 and the internal flow path 30 (lower flow path 31, back side flow path 32, and upper flow path 33) inside the main body 10. Due to the wind power output by the blower 40, gas circulates inside the main body 10 through the work space 20 and the internal flow path 30 (lower flow path 31, back side flow path 32, and upper flow path 33). ing. This point will be discussed later.
- blower 40 is fixed to the upper wall 14 of the main body 10 here, the present invention is not limited thereto. For example, it may be placed directly below or at the rear of the work room 30. In short, as long as a desired airflow can be generated to circulate through the work space 20 and the internal flow path 30 of the main body 10, it can be installed at any position. Further, here, one blower 40 is installed, but it goes without saying that two or three or more blowers may be installed as necessary.
- the airflow circulating inside the main body 10 through the work space 20 and the internal flow path 30 (i.e., the lower flow path 31, the back side flow path 32, and the upper flow path 33) is in accordance with the regulations of JIS K 3800.
- the settings are as follows. That is, the work space 20 is supplied with an unpurified airflow X from the outside through the front opening 16a, and a purified airflow Y from the upper flow path 33 through the air supply HEPA filter 41a.
- the unpurified airflow X also functions as an air curtain (air barrier) to prevent contamination of samples handled in the work space 20.
- a predetermined proportion (30% in this case) of the airflow W that has reached the upper flow path 33 is purified by the exhaust HEPA filter 42a, and then becomes the first external exhaust airflow Z1 and is discharged from the exhaust port 19 to the outside of the main body 10. and reaches the inside of the photocatalyst filter unit 50.
- the anti-cancer agent contained in the first external exhaust air stream Z1 is transferred to the outside of the photocatalytic filter unit 50, that is, the safe It is discharged into the installation room of the cabinet 1.
- the remainder (70% in this case) of the airflow W that has reached the upper flow path 33 is purified by the air supply HEPA filter 41a, and is again supplied to the work space 20 as a purified airflow Y.
- These airflows X, Y, W, Z1 and Z2 have a similar circulating operation throughout the operation of the safety cabinet 1.
- the front opening 16a is, for example, a rectangle with a width (horizontal) of 0.9 m and a height (vertical) of 0.25 m.
- the wind speed of the unpurified airflow (equal to the air volume of the first external exhaust airflow Z1) is, for example, 445 m 3 /h.
- the air volume of the unpurified air flow X (and the first external exhaust air flow Z1) supplied from the front opening 16a and the air volume of the purified air flow Y supplied to the work space 20 via the air supply HEPA filter 41a are as follows.
- the ratio is set to 3:7. In other words, the air volume of the unpurified air flow It has become.
- the air volume of the unpurified air flow X and the first external exhaust air flow Z1 is set larger than the air volume of the purified air flow Y.
- the opening area of the exhaust port 19, which functions as an air volume adjustment port, is generally set to be smaller than at least the opening area of the front opening 16a. Therefore, the exhaust port 19 is made into a rectangular shape having a width (horizontal) of 0.2 m and a depth (vertical) of 0.25 m, for example, so as to be sufficiently smaller than the front opening 16a (0.9 m x 0.25 m).
- the wind speed of the first external exhaust airflow Z1 discharged from the exhaust port 19 and supplied into the photocatalyst filter unit 50 is, for example, 2.4 m/s.
- the photocatalyst filter unit 50 is located on the outside of the main body 10 at a position overlapping with the exhaust port 19 (including the cover 19a) formed in the upper wall 14 of the main body 10. is set up. That is, the photocatalyst filter unit 50 has a structure that is attached externally to the main body 10.
- the photocatalyst filter unit 50 includes a hollow rectangular parallelepiped casing 51, a rectangular flat photocatalyst filter 52 installed inside the casing 51, and a photocatalyst contained in the photocatalyst filter 52. It is equipped with four linear black lights 53 that function as activation light sources, and a plenum 57 for causing the first external exhaust airflow Z1 to flow into the photocatalyst filter 52 at a desired filter inflow wind speed.
- the housing 51 has a square cylindrical shape surrounded by a front wall 51a, a left side wall 51b, a right side wall 51c, and a rear wall 51d.
- the inflow side end (lower end in FIGS. 3 and 4) of the casing 51 is open and forms a rectangular inflow side opening 51e.
- the outflow side end (upper end in FIGS. 3 and 4) of the casing 51 is similarly open, forming a rectangular outflow side opening 51f.
- the inflow side opening 51e is fixed at a position overlapping the exhaust port 19 (including the cover 19a) of the main body 10 so as to surround the entire exhaust port 19 including the cover 19a.
- a photocatalyst filter 52 is installed near the outflow side opening 51f using a pair of filter holding members 54.
- the photocatalyst filter 52 is formed as a rectangular flat plate as a whole, and has a rectangular planar inflow surface 52a into which the external exhaust air flow Z1 flows into one surface (lower surface in FIG. A rectangular planar outflow surface 52b from which the external exhaust airflow Z2 flows out is formed on the upper surface in FIG. 6, respectively.
- the left end 52c and right end 52d of the photocatalyst filter 52 are inserted into the corresponding grooves 54d of the pair of filter holding members 54, and fixed in the vicinity of the outflow side opening 51f inside the casing 51. (See Figures 3 and 4).
- the photocatalytic filter 52 has both air permeability and photocatalytic action. In other words, it has a filter function of capturing and removing fine particles in the first external exhaust airflow Z1, and a function of decomposing an anticancer agent using a photocatalyst (for example, titanium dioxide) immobilized on the photocatalyst filter 52.
- a photocatalyst for example, titanium dioxide
- the photocatalytic filter 52 for example, a metal honeycomb filter, a nonwoven fabric filter, or a porous ceramic filter on which photocatalytically active titanium dioxide (or other photocatalytically active substance) is immobilized is preferably used.
- the present invention is not limited thereto. In short, any structure can be used as long as it has both the filter function of capturing and removing fine particles and the function of decomposing anticancer drugs using a photocatalyst.
- each of the pair of filter holding members 54 is a linear rail-shaped member having a groove 54d inside which can engage the left end 52c or right end 52d of the photocatalyst filter 52.
- the cross-sectional shape is approximately U-shaped.
- Each of the pair of filter holding members 54 is fixed to the outflow side end portions (upper end portions in FIGS. 3 to 5) of the left side wall 51b and right side wall 51c of the housing 51, respectively.
- the pair of filter holding members 54 extend along the left side wall 51b and the right side wall 51c, respectively, and extend in parallel to each other within the same plane.
- the photocatalytic filter 52 By inserting and pushing the left and right ends 52c and 52d of the photocatalytic filter 52 into the corresponding grooves 54d of the filter holding member 54, the photocatalytic filter 52 is attached to the housing 51 in the state shown in FIGS. 3 and 4. can be engaged and mounted. Conversely, the photocatalyst filter 52 attached to the housing 51 in the state shown in FIGS. 3 and 4 is moved forward or backward in FIGS. 3 and 4 along the grooves 54d of the pair of filter holding members 54. By pulling it out, the photocatalyst filter 52 can be easily removed from the housing 51.
- each of the pair of filter holding members 54 also functions as a "guide" when attaching and detaching the photocatalyst filter 52 to and from the housing 51. Therefore, there is an advantage that the photocatalyst filter 52 can be easily installed and removed.
- a lid (not shown) to each end of the pair of filter holding members 54. Then, when attaching the photocatalytic filter 52 to the housing 51, the lids (not shown) attached to the ends of the pair of filter holding members 54 are removed, and the left and right ends 52c of the photocatalytic filter 52 and 52d into the corresponding grooves 54d of the filter holding member 54 and pushing them all the way in is sufficient. Since the photocatalytic filter 52 can be correctly attached to the housing 51 by itself, the removed lid can then be reattached to the corresponding end of the filter holding member 54.
- the person in charge of maintenance work for the photocatalyst filter unit 50 only needs to attach and detach the lids (not shown) provided at each end of the pair of filter holding members 54 and insert and remove the photocatalyst filter 52.
- the photocatalyst filter 2 can be replaced, which is very convenient.
- the photocatalyst filter 52 has hydrophilicity and a self-cleaning function, so it is often possible to wash it with water to remove dirt. Therefore, when maintaining the photocatalytic filter 52, the operator of the safety cabinet 11 can perform the maintenance at any time and time without calling a maintenance company or performing complicated work such as the conventional sterilization gas filling method.
- the photocatalyst filter 2 can be washed and kept clean. Therefore, there is almost no possibility that the photocatalytic filter 52 cannot be operated due to maintenance work, and it is possible to make maximum use of the anticancer agent decomposition effect of the photocatalytic filter 52.
- a predetermined gap 55 (the width of which is The dimensional relationship is set so that G) occurs, and by inserting the operator's finger into the gap 55, the photocatalyst filter 52 can be easily inserted and removed.
- the inflow side (lower side in FIG. 4) side wall 54a that supports the photocatalytic filter 52 of each filter holding member 54 is the same as the outflow side (upper side in FIG. 4) side wall that supports the photocatalytic filter 52 of the filter holding member 54. 54b, but the width Wb is such that even if the photocatalytic filter 52 is placed on one side of the filter holding member 54, the photocatalytic filter 52 can be held sufficiently. It is said to have a length that can be supported.
- the photocatalyst filter 52 can be removed from the filter holding member 54 when the operator inserts and removes the photocatalyst filter 52.
- the risk of falling off and causing the photocatalyst filter 52 to fall can be suppressed.
- a wire mesh (not shown) with almost no air resistance is placed on the inflow side of the photocatalyst filter 52 (directly below it in FIGS. 3 and 4). It may also be configured such that the wire mesh is installed in such a manner that the entire surface of the wire mesh catches the fallen photocatalyst filter 52.
- the black light 53 is a linear fluorescent lamp type, and a photocatalytic filter is installed near the photocatalytic filter 52 attached to the outflow side opening 51f inside the housing 51 in the state shown in FIGS. 3 and 4. It is installed inside the casing 51 at a predetermined distance from the inflow surface 52a (lower surface in FIGS. 3 and 4) of the housing 52 on the side of the exhaust port 19 (inflow side opening 51e).
- the plurality of linear black lights 53 extend parallel to the pair of filter holding members 54 in a plane parallel to the photocatalyst filter 52, and are arranged at predetermined intervals in a direction orthogonal to the pair of filter holding members 54. They are arranged at equal intervals.
- the light source used here may be any light source as long as it has the ability to activate the photocatalytic action of the photocatalytic filter 52, and there are no restrictions on its shape, number, wavelength of the emitted activation light, etc.
- the plenum 57 is for causing the first external exhaust airflow Z1 moving inside the casing 51 to flow into the photocatalyst filter 52 at a desired filter inflow wind speed.
- the plenum 57 refers to the portion from the inflow side opening 51e of the housing 51 to the inflow surface 52a (the plane near the exhaust port 19) of the photocatalyst filter 52.
- the wind speed and wind pressure of the first external exhaust airflow Z1 that has reached the inflow side opening 51e of the housing 51 through the exhaust port 19 of the main body 10 is adjusted (optimized) by the plenum 57, and
- the wind velocity of the first external exhaust airflow Z1 when flowing into the filter is set to a desired value, that is, a value at which the photocatalytic filter 52 exhibits an anticancer drug decomposition effect of a desired level or higher (maximum possible). be done.
- This value is selected from the appropriate range (described later) of the wind speed at the time of filter inflow that the photocatalyst filter 52 has.
- the plenum 57 is controlled by various conditions related to the plenum 57, such as an inlet cross-sectional area Aa at the inlet end of the plenum 57, an outlet cross-sectional area Ab at the outlet end, and a first external discharge moving inside the plenum 57.
- the wind speed when the airflow Z1 flows into the plenum 57 (plenum inflow wind speed), the wind speed when it flows into the photocatalyst filter 52 (filter inflow wind speed), etc. need to be set to appropriate values.
- the conditions necessary for this are as follows.
- the wind speed of the first external exhaust airflow Z1 when it enters the plenum is the air volume of the first external exhaust airflow Z1 when it is discharged from the exhaust port 19 and reaches the inflow side end of the plenum 57, and It is determined by the inflow side cross-sectional area Aa of the end.
- the pressure loss caused by the addition of the photocatalytic filter 52 is suppressed, and the airflow design of the "previous safety cabinet", which does not have the function of decomposing and rendering anticancer drugs harmless, is prevented from changing significantly due to the addition of the photocatalytic filter 52.
- the air volume when the second external exhaust air flow Z2 is discharged from the outflow surface 52b of the photocatalyst filter 52 is determined by the air volume of the unpurified air flow X supplied from the front opening 16a to the work space 20.
- the wind speed of the airflow X has a wind speed condition (for example, 0.53 m/s or more) that must be satisfied according to JIS K 3800. Therefore, the airflow design of the "previous safety cabinet", which does not have the function of suppressing the pressure loss caused by the addition of the photocatalytic filter 52 and decomposing and rendering anticancer drugs harmless, changes significantly due to the addition of the photocatalytic filter 52.
- the first external exhaust air flow Z1 is made to flow into the photocatalyst filter 52 at the desired filter inflow wind speed
- the outflow side cross-sectional area Ab of the plenum 57 may be set according to the air volume of the second external exhaust air flow Z2.'' This is the third condition.
- the amount of the anticancer drug decomposed per unit volume that is, the amount (ratio) of the anticancer drug decomposed by the photocatalyst from the unit volume of the anticancer drug
- the contact time between the photocatalyst fixed to the photocatalyst filter 52 and the anti-cancer agent increases (longer). It is possible to increase the amount of decomposition per unit volume of the drug.
- the wind speed of the first external exhaust air flow Z1 when it enters the filter is too fast (too large)
- the decomposition process of the anticancer agent by the photocatalytic filter 52 cannot catch up, and the second external exhaust airflow Z1 is discharged from the photocatalytic filter unit 50.
- the anticancer agent may remain in the exhaust air flow Z2, and as a result, the anticancer agent may be diffused into the installation room of the safety cabinet 1.
- the wind speed of the first external exhaust airflow Z1 when it enters the filter is too slow (too small)
- the first external exhaust airflow Z1 will stay inside the casing 51 or the plenum 57 in which the photocatalyst filter 52 is housed.
- the state of airflow within the main body 10 of the safety cabinet 1 may deviate from the designed state, and the original air circulation function may be impaired.
- the filtering area substantially This can be avoided by enlarging the area of the inflow surface 52a that performs the filtering operation.
- the size of the plenum 57 (and eventually the photocatalytic filter unit 50) becomes too large, making it difficult to mount it in the safety cabinet 1.
- Increasing the filtering area also has the problem that the cost associated with the photocatalyst filter 52 becomes excessive. Therefore, the minimum value of the wind speed of the first external exhaust airflow Z1 when it enters the filter is also limited, as is the maximum value thereof.
- the wind speed of the first external discharge airflow Z1 containing anticancer drugs when entering the filter was between 0.3 m/s and 2.0 m/s.
- a range of 0.5 m/s to 1.5 m/s has been found to be more preferred.
- the wind speed of the first external exhaust air flow Z1 when entering the filter is in the latter range (0.5 m/s to 1.5 m/s) than in the former range (0.3 m/s to 2.0 m/s). If the plenum 57 is located inside, a higher anticancer drug decomposition effect can be obtained, and the size of the plenum 57 can also be prevented from becoming too large.
- the latter range the highest level of anticancer drug decomposition action can be obtained, so in the photocatalytic filter 52 used in the experiment, the latter range is determined by the size of the plenum and the strength of the anticancer drug decomposition action.
- This can be interpreted as the optimal range that can achieve a balance between
- the former range can also be interpreted as a suitable range that can balance the size of the plenum and the strength of the anticancer drug degrading action. Therefore, both of these two ranges can be said to be "appropriate ranges of the wind speed when entering the filter" for the photocatalyst filter 52 used in the experiment.
- the second external exhaust airflow Z2 discharged from the photocatalyst filter unit 50 will be The anti-cancer agent is removed while preventing the anti-cancer agent from remaining or the first external exhaust airflow Z1 remaining inside the casing 51 or the plenum 57 in which the photocatalytic filter 52 is housed. It becomes possible to maximize the amount of decomposition per unit volume.
- the photocatalytic filter 52 to always exhibit an anticancer drug decomposition effect at a desired level or higher by setting the wind speed of the first external exhaust airflow Z1 when it flows into the filter to the above-mentioned "appropriate range of wind speed when it flows into the filter".
- the anticancer agent contained in the second external exhaust airflow Z2 discharged from the photocatalyst filter unit 50 can be removed in a short time (for example, 10 minutes) after the safety cabinet 1 starts operating. This means that everything can be removed (set to zero).
- the wind speed of the first external exhaust airflow Z1 when it enters the plenum does not fall within the above-described appropriate range of the wind speed of the first external exhaust airflow Z1 when it enters the filter.
- the first external exhaust airflow Z1 discharged from the exhaust port 19 of the main body 10 is passed through the photocatalyst filter 52. In other words, this is because the influence of pressure loss due to the addition of the photocatalyst filter 52 is not taken into account. Therefore, it is necessary to use some method to keep the wind speed of the first external exhaust air flow Z1 when it enters the plenum within the above-mentioned appropriate range.
- a method for keeping the wind speed of the first external exhaust airflow Z1 when it enters the filter within the above-mentioned appropriate range is to change the wind speed itself when the external exhaust airflow Z1 enters the plenum so that it falls within the above-mentioned appropriate range. is possible.
- the existing settings for the various devices built into the main body 10 were determined after detailed consideration so that the desired air purification performance could be achieved inside the main body 10. If the wind speed of the exhaust airflow Z1 when entering the plenum is changed, it becomes necessary to adjust and reset all the other existing settings that are required accordingly. This is a much more difficult task than one might imagine.
- the output air volume of the blower 40 is changed or the opening amount (opening area) of the exhaust port 65 is changed in order to change the wind speed when the first external exhaust air flow Z1 enters the plenum, the overall Since the set value of the supply/exhaust amount, the set value of the inflow speed of the unpurified airflow I will have to. In the worst case, there is a possibility that the desired air purifying performance may not be achieved inside the main body 10.
- the method of changing the wind speed of the first external exhaust airflow Z1 when it enters the plenum in order to keep the wind speed of the first external exhaust airflow Z1 when it enters the filter within the above-mentioned appropriate range is not realistic and cannot be adopted. Without changing the wind speed of the first external exhaust airflow Z1 when it enters the plenum, it is necessary to use some method to ensure that the wind speed when it enters the filter falls within the above-mentioned appropriate range.
- the present inventors proposed a method for achieving this by changing the wind speed of the first external exhaust airflow Z1 when it enters the plenum in the process of reaching the inflow surface 52a of the photocatalytic filter 52, and finally When the air flows into the inflow surface 52a of the filter, the wind speed at the time of inflow into the filter is made to fall within the above-mentioned appropriate range.'' The above-mentioned plenum 57 is provided to realize this idea.
- the wind speed V as the moving speed of air is calculated using the following formula (1) using the air volume Q as the amount of air passing (moving) per unit time and the area A through which the air passes. is expressed in
- the opening of the front opening 16a is Area A is 0.225 m2 .
- the air volume Q of the unpurified airflow X introduced through the front opening 16a is 445 m 3 /h from the above equation (1).
- the air volume of the first external exhaust airflow Z1 sent from the exhaust port 19 to the photocatalyst filter unit 50 is equal to that of the unpurified airflow X.
- the air volume is 445 m 3 /h.
- the pressure loss P due to the installation of the photocatalyst filter unit 50 is determined from the Darcy-Weisbach formula by using the following equation: resistance coefficient Cp, cross-sectional area A, filter thickness L, air density ⁇ (approximately 1.2 kg) /m 3 ) and wind speed V, it is given by the following equation (2).
- FIG. 7 is a concept in which graphs K1, K2, and K3 showing the relationship between pressure loss P and air volume Q based on the above formula (4) are superimposed on graph M of the static pressure characteristics (P-Q curve) of the blower. It is a diagram.
- Graph M in FIG. 7 shows the static pressure characteristics (P-Q curve) of the blower 40 built into the main body 10 of the safety cabinet 1.
- the air volume Q when the pressure loss P is 0 is the maximum air volume
- the air volume Q is the maximum air volume when the pressure loss P is 0.
- the pressure loss P at 0 is the maximum static pressure. From graph M, it can be seen that as pressure loss P increases from 0, air volume Q decreases.
- the static pressure characteristic represented by the graph M is a characteristic unique to the blower 40, and actually draws various curves, but only one example is shown in FIG.
- Graphs K1, K2, and K3 in FIG. 7 all indicate that the pressure loss P is a function proportional to the square of the air volume Q, as can be seen from the above equation (4).
- Graph K1 shows a case where the photocatalyst filter unit 50 is not installed (that is, a case where the photocatalyst filter unit 50 is removed from the safety cabinet 1 according to the first embodiment) (hereinafter, this configuration is also referred to as a conventional example). It shows the pressure loss P of .
- the air volume Qp1 at the intersection point (point p1 in the figure) of the graph K1 showing the pressure loss P of the conventional example and the graph M showing how much air volume Q can be produced when the pressure loss P is given is the air volume Qp1 of the conventional example. It shows the air supply and exhaust air volume (the air volume of the unpurified air flow X supplied from the outside and the air volume of the first external exhaust air flow Z1 discharged to the outside).
- Graph K2 in FIG. 7 shows that when air exhausted from the exhaust port 19 is filtered by the photocatalyst filter 52, the photocatalyst filter 52 is simply fitted into the exhaust port 19, and the photocatalyst filter 52 is additionally installed in the safety cabinet 1.
- the pressure loss P in the case (hereinafter, this configuration is also referred to as Comparative Example 1) is shown.
- Comparative Example 1 since the plenum 57 does not exist, the first external exhaust airflow Z1 exhausted from the exhaust port 19 at the above-mentioned wind speed of 2.4 m/s, for example, directly flows into the inflow surface 52a of the photocatalyst filter 52. Inflow.
- the pressure loss P depends on the opening area Ac of the exhaust port 19, and is larger than the conventional example by at least the pressure loss caused by the photocatalyst filter 52.
- FIG. 7 it can be seen that the air volume Qp2 at the intersection (p2 in the figure) of the graph K2 showing the pressure loss P of Comparative Example 1 and the graph M is smaller than the air volume Qp1 of the conventional example described above. In this way, by simply additionally installing the photocatalytic filter 52 by fitting it into the exhaust port 19, the air volume Q is reduced. From the above formula (1), in Comparative Example 1, This means that the wind speed V of the inflowing unpurified airflow X becomes smaller. In this way, the wind speed V of the unpurified airflow X decreases, and if the condition that the wind speed of the unpurified airflow It cannot be used as a cabinet.
- the plenum 57 for sending out the first external exhaust airflow Z1 discharged from the exhaust port 19 toward the photocatalyst filter 52 is provided in the housing 51. It is located inside.
- the outflow side cross-sectional area Ab of the plenum 57, that is, the opening area of the inflow surface 52a of the photocatalyst filter 52 is larger than the opening area Ac of the exhaust port 19.
- the relationship between the pressure loss P and the air volume Q of the safety cabinet 1 according to the first embodiment is expressed as a graph K3 in FIG. 7.
- the pressure loss P is greatly reduced by increasing the outflow side cross-sectional area Ab of the plenum 57, so the graph K3 is closer to the graph K1 of the conventional example than the graph K2 of the comparative example 1. ing.
- the photocatalytic filter - by providing the plenum 57 and enlarging its outflow side cross-sectional area Ab from the opening area Ac of the exhaust port 19, the photocatalytic filter -
- the influence of pressure loss P caused by the installation of the unit 50 can be significantly suppressed, and therefore the decrease in air volume Q (the resulting decrease in the wind speed V of unpurified air flow X), which was a problem in Comparative Example 1, can be suppressed. This can be significantly suppressed.
- the wind speed V of the first external exhaust airflow Z1 flowing into the photocatalyst filter 52 has an appropriate range in which the photocatalyst on the photocatalyst filter 52 easily exhibits anticancer drug decomposition performance.
- the safety cabinet 1 Assuming that the value of the wind speed V at the time of filter inflow of the first external exhaust airflow Z1 flowing into the photocatalyst filter 52 is Vp3, and the value of the outflow side cross-sectional area Ab of the plenum 57 is Ap3, the safety cabinet 1 according to the first embodiment
- the value Qp3 of the supply/exhaust air volume (that is, the air volume of the unpurified air flow X and the air volume of the first external exhaust air flow Z1) Q is given by the following formula (5) from the above formula (1).
- the value Vp3 of the wind speed V when the first external exhaust airflow Z1 enters the filter is set so that the photocatalytic action (anticancer drug decomposition performance) of the photocatalytic filter 52 is maximized. It becomes possible.
- the photocatalyst filter 52 for example, a rectangular plate-like filter having a width (horizontal) of 300 mm, a depth (vertical) of 300 mm, and a thickness of 20 mm can be used.
- the distance Wa between the pair of filter holding members 54 can be, for example, 320 mm, and the width Wb of the lower wall 54a of the filter holding member 54 can be, for example, 25 mm.
- the external exhaust airflow Z1 does not flow into the portion (for example, 10 mm width) of the inflow surface 52a of the photocatalytic filter 52 that faces and contacts the lower wall 54a of the filter holding member 54, so the external exhaust airflow Z1 does not flow into the photocatalytic filter 52.
- Figure 13 shows a performance comparison table.
- the table shows the wind speed V of the unpurified airflow
- the measurement results of the hourly wind speed V and the verification results of air purification performance and anticancer drug decomposition performance are shown in a form that allows comparison between the safety cabinet 1 according to the first embodiment, the conventional example, and the comparative example 1. ing.
- the wind speed V at the time of filter inflow of the first external exhaust air flow Z1 flowing into the photocatalyst filter 52 is in the range of 0.5 to 1.5 m/s (one of the two appropriate ranges mentioned above). If it is within 1), the anticancer drug decomposition performance of the photocatalyst filter 52 (upper photocatalyst) can be maximized, and it is indicated by " ⁇ ", and if the same air velocity V is too slow or too fast. If the photocatalytic filter 52 has some effect but cannot maximize its ability to decompose anticancer drugs, it is indicated by " ⁇ ", and if it does not have the ability to decompose anticancer drugs in the first place, it is indicated by "x”. ”.
- the wind speed V was measured using an anemometer manufactured by Nippon Kanomax Co., Ltd.
- the safety cabinet used in the measurements was the same in the first embodiment, the conventional example, and the comparative example 1, except for the modified examples.
- the air volume Q was calculated from the opening area A of the front opening 16a listed in the table of FIG. 13 and the measurement result of the wind speed V of the unpurified airflow X from the front opening 16a. Similarly, it was calculated from the outflow side cross-sectional area Ab of the plenum 57 listed in the table of FIG. 13 and the measurement result of the wind speed V when the first external exhaust airflow Z1 enters the filter.
- the conventional example does not have the photocatalytic filter unit 50 (conventional safety cabinet configuration), it does not have anticancer drug decomposition performance, but the wind speed V of the unpurified airflow X from the front opening 16a is The speed was 0.55 m/s, and the air purification function was guaranteed. Therefore, the air purification function is rated " ⁇ ".
- Comparative Example 1 in order to pass the first external exhaust airflow Z1 from the exhaust port 19 through the photocatalyst filter 52 without leaking, the photocatalyst filter 52 is installed so as to be fitted into the exhaust port 19 as it is, and a black light 53 is installed on the upstream side of the photocatalyst filter 52.
- the opening area Ac of the exhaust port 19 was small, 0.9 m x 0.25 m, and the pressure loss was large, so the air volume Q of the first external exhaust airflow Z1 discharged from the exhaust port 19 was reduced.
- the wind speed of the unpurified airflow X from the front opening 16a was 0.51 m/s, and the air cleaning function specified by JIS K 3800 could not be guaranteed. Therefore, the air cleaning performance is rated "x".
- Comparative Example 2 is an example in which only the output of the blower 40 is increased using the configuration of Comparative Example 1. Since the top priority is to enable operation as a safety cabinet, the output of the blower 40 is increased to increase the wind speed V of the unpurified airflow X from the front opening 16a, which was insufficient in Comparative Example 1, and The wind speed of the unpurified airflow X from section 16a was increased to 0.55 m/s.
- the wind speed of the first external exhaust air flow Z1 when it enters the filter increases more than the desired value, so the vaporized anticancer agent passes through the photocatalytic filter 52 at high speed, and the anticancer agent There is a high possibility that the anticancer agent will leak out from the photocatalyst filter 52 without being sufficiently decomposed. Therefore, the anticancer drug decomposition performance is rated as " ⁇ ".
- a photocatalytic filter unit 50 having a plenum 57 is provided at a position overlapping with the exhaust port 19 of the main body 10.
- the air volume Q of the unpurified air flow X from the front opening 16a (this is equal to the air volume Q of the first external exhaust air flow Z1 flowing into the plenum 57) is 445 m 3 /h, compared to 455 m 3 /h of the conventional example. Since it is slightly smaller than , there is a slight pressure loss. However, the wind speed V of the unpurified airflow X from the front opening 16a was 0.54 m/s, and it was confirmed that "0.53 m/s or more" specified by JIS K 3800 could be secured.
- the pressure loss caused by the photocatalyst filter 52 can be significantly suppressed by providing the plenum 57 and making its outflow side cross-sectional area Ab larger than the opening area Ac of the exhaust port 19. This is also because the filtering area (substantially the area where the filtering operation is performed) of the inflow surface 52a of the photocatalyst filter 52 into which the first external exhaust airflow Z1 flows has been significantly expanded. Therefore, the air purification function is rated " ⁇ ".
- the first external exhaust airflow flowing into the photocatalyst filter 52 can be made independent of the shape and size of the exhaust port 19. It is possible to control the wind speed when flowing into the filter of Z1. Therefore, the outflow side cross-sectional area Ab of the plenum 57 is set to the supply/exhaust air volume of the safety cabinet 1 (the air volume of the unpurified air flow X from the front opening 16a and the air volume of the first external exhaust air flow Z1 flowing into the plenum 57). By adjusting accordingly, the value of the wind speed V of the first external exhaust air flow Z1 when it enters the filter can be easily set to an appropriate range where the photocatalytic decomposition performance of the photocatalytic filter 52 can be maximized.
- the air volume Q of the unpurified airflow X from the front opening 16a is higher than that of the first embodiment (445 m 3 /h).
- An example in which the speed was increased to a large 600 m 3 /h is also shown.
- the opening area of the front opening 16a is set to 0.5 m x 0.5 m. 3 m, which is larger than the case of the first embodiment (0.3 m x 0.28 m).
- the pressure loss P caused by the photocatalytic filter 52 is suppressed by changing the outflow side cross-sectional area Ab of the plenum 57 according to the air volume Q of the unpurified airflow X. Is possible. Therefore, in this modification, as in the first embodiment, while complying with the requirement according to JIS K 3800 that the wind speed V of the unpurified airflow X is "0.53 m/s or more", the first external exhaust airflow Z1 is It is possible to optimize the wind speed V at the time of inflow to the filter (for example, set it to 1.11 m/s).
- the safety cabinet 1 according to the first embodiment of the present invention having the above-described configuration was actually manufactured.
- the front opening 16a was rectangular with a width of 0.9 m and a height of 0.25 m.
- the wind speed and volume of the unpurified airflow X supplied from the front opening 16a were set to 0.54 m/s and 445 m 3 /h, respectively.
- the volume of the unpurified airflow X supplied from the front opening 16a and the volume of purified airflow Y supplied to the work space 20 via the air supply HEPA filter 41a were set to be 3:7.
- the exhaust port 19 had a rectangular shape with a width of 0.2 m and a depth of 0.25 m, and the wind speed of the external exhaust airflow Z1 discharged from the exhaust port 19 was set to 2.4 m/s.
- the housing 51 of the photocatalyst filter unit 50 was made of a stainless steel plate with a thickness of 1.0 mm.
- the width Wf of the photocatalytic filter 52 is 300 mm
- the full width Wa of the filter holding member 54 is 320 mm
- the width Wb of the lower wall 54a of the pair of filter holding members 54 is 25 mm
- the filter corresponds to the left side surface 52c and right side surface 52d of the photocatalytic filter 52.
- the width G of the gap between the holding member 54 and the bottom surface of the groove 54d was set to 10 mm.
- As the photocatalytic filter 52 a photocatalytic ceramic foam manufactured by Renatec Co., Ltd.
- the anti-cancer drug used was cyclophosphamide, which has particularly strong concerns about occupational exposure of workers to anti-cancer drugs.
- the safety cabinet 1 according to the first embodiment of the present invention produced as described above is installed in a closed chamber (see FIG. 14), and on the workbench 17, cyclophosphamide, an anticancer drug, is placed.
- the petri dish into which the acetone solution was dropped was allowed to stand still. Then, the acetone solution on the petri dish was completely vaporized, and the sealed chamber was filled with cyclophosphamide (the operating time of safety cabinet 1 up to this point was 0 hours, so the anticancer drug partition rate was 0). %), the safety cabinet 1 was operated.
- the effectiveness of the safety cabinet 1 was confirmed by measuring and comparing the cyclophosphamide concentration before the safety cabinet 1 was put into operation and the same concentration after the safety cabinet 1 was put into operation. This is because there is no means for stably and constantly supplying cyclophosphamide gas as an anticancer agent.
- the recovered acetone solution containing cyclophosphamide was dissolved in diethyl ether with the addition of an internal standard substance, and derivatized with trifluoroacetic anhydride. This was dried under nitrogen gas and then dissolved in toluene to obtain a sample. Quantitative analysis of cyclophosphamide was performed on the sample using a gas chromatograph mass spectrometer under the following analysis conditions.
- Endoxan for injection manufactured by Shionogi & Co., Ltd. was used as cyclophosphamide.
- a gas chromatograph mass spectrometer (7890A) manufactured by Agilent Technologies Co., Ltd. and a column (DB-5) manufactured by the same company (length 30 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 0.25 ⁇ m) were used.
- Helium gas (wind speed 24 mL/min) was used as the carrier gas.
- the oven temperature was heated from 70°C to 250°C with a temperature gradient of "15°C/min", held for 3 minutes, and then heated to 300°C with a temperature gradient of "30°C/min".
- FIG. 8 shows the results of calculating the "decomposition rate" from the results of measuring the residual concentration in the closed chamber over time for the safety cabinet 1, which is the rate of change when the measured value before operation is set as 100%.
- FIG. 8 shows the test results for the safety cabinet 1 according to the first embodiment as well as the test results for the safety cabinets of Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
- the photocatalyst filter 52 is connected to the exhaust port of the safety cabinet.
- the black light 53 is installed upstream of the black light 53. It can be seen that in the safety cabinet of Comparative Example 1, the cyclophosphamide decomposition rate did not reach 100% even after 120 minutes had passed after the safety cabinet 1 was in operation.
- the shape and size of the front opening 16a are the same as those of the first embodiment, but the wind speed of the unpurified airflow X supplied from the front opening 16a is 0.51 m/min. s, which is slightly smaller than the first embodiment (0.54 m/s). Further, the air volume of the unpurified airflow X from the front opening 16a is 413 m 3 /h, which is also slightly smaller than that of the first embodiment (445 m 3 /h).
- the photocatalyst filter 52 is installed in such a way that it is inserted into the exhaust port 19 as it is, so that the 1 external exhaust airflow Z1 immediately flows into the photocatalyst filter 52 as it is.
- the air volume Q of the first external exhaust airflow Z1 flowing into the photocatalyst filter 52 is 413 m 3 /h, which is slightly smaller than the first embodiment (445 m 3 /h), but the air volume Q of the first external exhaust airflow Z1 is 413 m 3 /h.
- the wind speed when flowing into the filter was 2.29 m/s, which is considerably higher than that of the first embodiment (1.45 m/s). Therefore, it is presumed that the excessive wind speed of the first external exhaust airflow Z1 when entering the filter is the cause of vaporized cyclophosphamide slipping through the photocatalyst filter 52 and leaking out of the safety cabinet.
- the safety cabinet of Comparative Example 2 has the same configuration as the safety cabinet of Comparative Example 1, and in order to increase the wind speed of the unpurified airflow X supplied from the front opening 16a, which was insufficient in Comparative Example 1, the output of the blower 40 was increased. By increasing the speed, the wind speed of the unpurified airflow X is increased to 0.55 m/s. It can be seen that in the safety cabinet of Comparative Example 2, the cyclophosphamide decomposition rate did not reach 100% even after 120 minutes had passed after operation.
- the shape and size of the front opening 16a are the same as those of the first embodiment, but the wind speed of the unpurified airflow X supplied from the front opening 16a is 0.55 m/min. s, which is almost the same as the first embodiment (0.54 m/s). Further, the air volume of the unpurified airflow X from the front opening 16a is 445 m 3 /h, which is the same as in the first embodiment.
- the photocatalyst filter 52 is installed in the form of being inserted into the exhaust port 19 of the safety cabinet 1, so the opening of the exhaust port 19 (width: 0.3 m) , a rectangle with a depth of 0.28 m) directly flows into the photocatalyst filter 52 as it is. Therefore, the air volume Q of the first external exhaust air flow Z1 flowing into the photocatalyst filter 52 is 445 m 3 /h, which is the same as in the first embodiment, but the wind speed of the first external exhaust air flow Z1 when it enters the filter is 2.5 m 3 /h. 47 m/s, which is much larger than the first embodiment (1.45 m/s).
- the constant removal (decomposition) performance of volatile organic compounds of the safety cabinet 1 according to the first embodiment was confirmed by confirming the decomposition performance of acetaldehyde (gas) using the following test procedure. This was because in the above-mentioned anticancer drug decomposition performance test, it was impossible to continuously supply a constant amount of gaseous anticancer drugs, so it was unavoidable to use the anticancer drugs in the chamber. This test was conducted to supplement the fact that the test was conducted using a fixed amount.
- the acetaldehyde concentration in the chamber is set to 5 ppm.
- Acetaldehyde (gas) was supplied to the chamber, and it was confirmed that the acetaldehyde concentration in the chamber was 5 ppm.
- acetaldehyde gas having a concentration of 5 ppm was generated using a gas mixer equipped with a compressor and a clean air inflow mechanism, and the gas was caused to flow into the work space 20 through the front opening 16a at an air flow rate of 1 L/min.
- the safety cabinet 1 has a high air purification performance. It has been found that all of the anticancer agent contained in the first externally discharged airflow Z1 that is constantly discharged from the exhaust port 19 can be decomposed without impairing the performance.
- the photocatalyst filter 52 becomes dirty over time due to decomposition products of anticancer drugs, dust that has passed through the exhaust HEPA filter 55, and the like. If dirt adheres to the titanium dioxide surface, the photocatalytic activity will be impaired, so the photocatalytic filter 2 needs to be kept in a clean state at all times by being replaced or washed as appropriate. If the maintenance procedure is complicated, there is a risk that the maintenance will not be performed sufficiently and the anticancer drug decomposition function of the photocatalyst will not be fully demonstrated. Therefore, during maintenance, it is preferable to use a photocatalytic filter made of porous ceramic as a base material, which can be washed by the operator himself, is lightweight, has high rigidity, and is easy to handle.
- a photocatalytic ceramic foam manufactured by Renatec Co., Ltd. with a porosity of 80 to 90%, a width of 0.3 m, a depth of 0.3 m, and a thickness of 0.02 m can be suitably used.
- the safety cabinet 1 has a front opening 16a that functions as a work opening and an air supply port for unpurified airflow X inside the main body 10. , a working space 20 communicating with the front opening 16a, an internal passage 30 communicating with the working space 20, and an exhaust port 19 communicating with the internal passage 30.
- a blower 40 Inside the main body 10, there is further provided a blower 40, an air supply HEPA filter 41a for supplying purified airflow Y to the work space 20, and a filter for cleaning the unpurified airflow X and purified airflow Y discharged from the workspace 20.
- an exhaust HEPA filter 42a that is discharged from the exhaust port 19 as the first external exhaust airflow Z1.
- the configuration is similar to that of the "conventional safety cabinet," but in the safety cabinet 1 according to the first embodiment, the photocatalytic filter unit 50 is placed on the upper wall of the main body 10 on the outside of the main body 10 described above. It is installed at a position overlapping with an exhaust port 19 (including cover 19a) formed in 14. That is, the photocatalyst filter unit 50 has a structure that is attached externally to the main body 10.
- a photocatalytic filter 52 is disposed to be decomposed and discharged to the outside of the safety cabinet 1 as a second external exhaust airflow Z2.
- a black light 53 that emits light is installed.
- a plenum 57 is formed in the external flow path through which the first external exhaust airflow Z1 flows, that is, in the internal space of the casing 51, and a plenum 57 is formed in which the anticancer drug decomposing action is at a desired level or higher for each anticancer drug.
- the first external exhaust airflow is generated at a desired filter inflow wind speed selected to fall within the appropriate range (for example, 0.5 m/s to 1.5 m/s) of the filter inflow wind speed of the photocatalyst filter 52 obtained.
- Z1 is made to flow into the photocatalyst filter 52.
- the inflow side cross-sectional area Aa of the plenum 57 is set to be the same as or larger than the opening area Ac of the exhaust port 19, and the outflow side cross-sectional area Ab of the plenum 57 is set to be larger than the opening area Ac of the exhaust port 19. is set according to the air volume of the second external exhaust air flow Z so that it flows into the photocatalyst filter 52 at a filter inflow wind speed selected to fall within the above-mentioned appropriate range.
- the unpurified airflow X supplied to the work space 20 through the front opening 16a and the HEPA filter 41a for air supply are used to carry out work.
- the purified airflow Y supplied to the space 20 moves from the work space 20 to the internal flow path 30, is purified by the exhaust HEPA filter 42a, and is discharged from the exhaust port 19 as the first external exhaust airflow Z1. Therefore, the fine particles present in the work space 20 are removed by the exhaust HEPA filter 42a and are not included in the first external exhaust airflow Z1 exhausted from the exhaust port 19.
- the anticancer agent (usually in an aerosol or gas state) that was present in the work space 20 is not removed by the exhaust HEPA filter 42a, the anticancer agent is removed inside the safety cabinet 1. If no treatment is performed to remove the air, it will be exhausted to the outside of the safety cabinet 1 by the first external exhaust air flow Z1.
- the photocatalytic action of the photocatalytic filter 52 installed in the external flow path (that is, the internal space of the casing 51) through which the first external exhaust airflow Z1 flows is By activating it with ultraviolet light from a black light 53 installed in the path, the anticancer agent contained in the first external exhaust air flow Z1 flowing through the external flow path can be decomposed and rendered harmless. That is, by passing the first external exhaust airflow Z1 through a photocatalytic filter 52 having an activated photocatalytic action before being discharged to the outside of the safety cabinet 1, the anticancer drug is removed from the first external exhaust airflow Z1. It can be removed.
- the first external exhaust airflow Z1 from which the anti-cancer agent has been removed is discharged to the outside of the safety cabinet 1 as a second external exhaust airflow Z2. This means that there is no risk that the anticancer agent present in the work space 20 will be diffused into the installation room of the safety cabinet 1.
- a photocatalytic filter 52 and a black light 53 that decompose and render harmless the anticancer agent contained in the first external exhaust airflow Z1 are installed in the external flow path (that is, the internal space of the casing 51).
- the external flow path in which these are installed is a flow path through which the first external exhaust airflow Z1 discharged from the exhaust port 19 flows.
- a plenum 57 is formed in the external flow path, and the first external exhaust airflow Z1 is allowed to flow while satisfying the predetermined wind speed condition (for example, 0.53 m/s or more) regarding the wind speed of the unpurified airflow X.
- the inflow side cross-sectional area Aa of the plenum 57 is set to be equal to or larger than the opening area Ac of the exhaust port 19. This is to prevent the air volume and flow velocity of the first external exhaust airflow Z1 discharged from the exhaust port 19 from being limited by the inflow side cross-sectional area Aa of the plenum 57.
- the outflow side cross-sectional area Ab of the plenum 57 is set according to the air volume of the second external exhaust airflow Z2 so that the first external exhaust airflow Z1 flows into the photocatalyst filter 52 at the desired filter inflow wind speed.
- the air volume of the second external exhaust air flow Z2 is defined by the air volume of the unpurified air flow X according to JIS K 3800, and the predetermined wind speed condition regarding the wind speed of the unpurified air flow X (for example, 0. 53 m/s or more) must be satisfied.
- the air volume of the second external exhaust airflow Z2 that flows out from the photocatalyst filter 52 (that is, passes through the photocatalyst filter 52) and is then discharged to the outside of the safety cabinet 1 is determined first.
- the wind speed of the first external exhaust air flow Z1 when entering the filter must be specified within the appropriate range of the photocatalyst filter 52, and as a result, the outflow side of the plenum 57
- the cross-sectional area Ab will naturally be determined.
- the safety cabinet 1 includes a photocatalytic filter 52 and a black light 53 for decomposing and detoxifying the anticancer agent contained in the first external exhaust airflow Z1 discharged from the exhaust port 19. , it is possible to use the airflow design made without installing it in the external flow path with almost no changes.
- the airflow design which was made without installing the photocatalyst filter 52 and the black light 53 in the external flow path, is used with almost no changes. Therefore, even if a photocatalyst filter 52 and a black light 53 are additionally installed in the external flow path through which the first external exhaust airflow Z1 flows, there is almost no need to change the airflow design.
- the anti-cancer agent is removed from the "previous safety cabinet" which does not have the function of decomposing and rendering harmless the anti-cancer agent contained in the first external exhaust airflow Z1 discharged from the exhaust port 19.
- a photocatalytic filter 52 and a black light 53 for decomposition and detoxification, the ability to decompose and detoxify the anti-cancer drug can be achieved without changing the airflow design of the conventional safety cabinet. This has the effect that it can be operated as a safety cabinet.
- the configuration of the safety cabinet 1 according to the second embodiment of the present invention includes the configuration shown in FIG. 9 in place of the photocatalytic filter unit 50 according to the first embodiment, which has the configuration shown in FIGS. 3 and 4.
- the configuration is the same as that of the safety cabinet 1 according to the first embodiment, except that the photocatalyst filter unit 50A according to the second embodiment is incorporated. Therefore, below, the differences between the photocatalyst filter unit 50A according to the second embodiment and the photocatalyst filter unit 50 according to the first embodiment will be explained in detail, and the same points between the two will be explained as follows.
- the same reference numerals as those of the safety cabinet 1 according to the first embodiment are given and omitted.
- the configuration of the photocatalyst filter unit 50A of the second embodiment is that the photocatalyst filter unit 50 according to the first embodiment (see FIGS. 3 and 4) has a flat photocatalyst filter.
- the photocatalyst filter 52A is all the same in shape, size, material, and function as the photocatalyst filter unit 50 according to the first embodiment, including the fixed photocatalyst.
- the present invention is not limited to this type of photocatalytic filter.
- the hollow rectangular parallelepiped-shaped housing 51A replaces the hollow rectangular parallelepiped-shaped housing 51 of the photocatalytic filter unit 50 according to the first embodiment.
- the shape is slightly extended toward the opposite side (downward in FIG. 9). Therefore, the total height of the casing 51A of the photocatalyst filter 52A, that is, the distance between the rectangular outflow side opening 51Ae and the rectangular inflow side opening 51Af, is larger than that of the casing 51 according to the first embodiment. ing.
- the housing 51A has a square cylindrical shape surrounded by a front wall 51a, a left side wall 51Ab, a right side wall 51Ac, and a rear wall 51d, and is similar to the housing 51 according to the first embodiment.
- the outflow side opening 51Ae is positioned so as to overlap the exhaust port 19 (including the cover 19a) so as to encompass the entire exhaust port 19 (including the cover 19a). This is also similar to the housing 51 according to the first embodiment.
- a photocatalyst filter 52 is installed in the inflow side opening 51Af using the pair of filter holding members 54 used in the first embodiment.
- a photocatalytic filter 52A having the same shape, size, material, and function as the photocatalytic filter 52 according to the first embodiment is produced. is set up.
- the photocatalyst filter 52A is disposed below the black light 53, parallel to the photocatalyst filter 52, and at a position substantially symmetrical to the photocatalyst filter 52 with respect to the black light 53.
- the inflow surface 52Aa of the photocatalyst filter 52A is located on the side of the inflow side opening 51Af (lower in FIG. 9), and the outflow surface 52Ab thereof is located at the outflow side opening 51Af. It is located on the side of 51Ae (upper in FIG. 9). Furthermore, a gap 55A exists between the left side surface 52Ac of the photocatalyst filter 52A and the inner surface of the corresponding groove 54Ad of the filter holding member 54A, and a gap 55A exists between the left side surface 52Ac of the photocatalyst filter 52A and the inner surface of the corresponding groove 54Ad of the filter holding member 54A. A gap 55A also exists between the groove 54Ad and the inner surface thereof. This is also the same as the case of the photocatalyst filter 52.
- the photocatalyst filter 52A is a light blocking member (activation light blocking member) in order to prevent ultraviolet light emitted from the black light 53 from irradiating the exhaust HEPA filter 42a installed at the exhaust port 19 of the safety cabinet 1. It was placed as follows. Since the photocatalyst filter 52A as a light shielding member is installed in the flow path of the first external exhaust airflow Z1 sent from the exhaust port 19 toward the photocatalyst filter 52, it has sufficient ventilation to not obstruct the flow of the airflow Z1. Although necessary, since the photocatalyst filter 52A is the same in shape, size, material, and function as the photocatalyst filter 52 according to the first embodiment, problems related to air permeability do not occur.
- ultraviolet light emitted from the black light 53 (activation light of the photocatalyst filter 52 ) is irradiated not only to the photocatalyst filter 52 but also to the exhaust HEPA filter 42a inside the safety cabinet 1 through the exhaust port 19.
- the exhaust HEPA filter 42a is generally formed from a glass fiber filter paper that has excellent resistance to a wide range of chemicals and heat, but the glass fibers forming the filter paper cannot be irradiated with the ultraviolet light (activation light) for a long time.
- Non-Patent Document 3 It is known that this causes a decrease in strength (see Non-Patent Document 3). For example, pinholes may occur at locations where the strength of the exhaust HEPA filter 42a is reduced. As a result, the collection performance of the exhaust HEPA filter 42a deteriorates earlier than in the "conventional safety cabinet", and the time to replace the exhaust HEPA filter 42a becomes earlier than in the "conventional safety cabinet". There's a lot of fear.
- the ultraviolet light has an adverse effect on the human body, such as causing skin aging. Therefore, when the black light 53 built in the photocatalyst filter unit 50 is arranged at a position where it can be seen through the exhaust port 19 as in the safety cabinet 1 according to the first embodiment, the safety cabinet 1 according to the first embodiment There is also a risk that a person in charge of maintenance work on the safety cabinet 1 according to this embodiment may be inadvertently irradiated with the ultraviolet light and suffer an adverse effect on the human body.
- the photocatalyst filter 52A as a light shielding member is added inside the casing 51A of the photocatalyst filter unit 50A.
- the ultraviolet light is blocked by the photocatalyst filter 52A, and the ultraviolet light is no longer irradiated toward the exhaust port 19 of the main body 10. In other words, the ultraviolet light no longer leaks from the photocatalyst filter unit 50A.
- the pressure loss caused by the photocatalytic filter 52A causes the first external discharge
- the wind speed of the air flow Z1 when it enters the filter is lower than that of the photocatalyst filter unit 50 according to the first embodiment in which the photocatalyst filter 52A is not present.
- the outflow side cross-sectional area Ab of the plenum 57 of the photocatalyst filter unit 50A (this is equal to the opening area of the inflow surface 52a of the photocatalyst filter 52) is It is more expanded than in the case of form.
- the width of the outflow side cross-sectional area Ab of the plenum 57 of the photocatalyst filter unit 50A is set to 0.52 m, which is wider than that of the first embodiment (0.3 m), and the depth thereof is set to the same as that of the first embodiment.
- the distance is set to 0.3 m, which is larger than the case of the embodiment (0.28 m).
- the wind speed of the unpurified airflow X flowing into the work space 20 through the front opening 16a is 0.54 m/s, and it can be seen that the same wind speed as in the first embodiment is maintained.
- the table in FIG. 13 shows the effects of the safety cabinet 1 according to the second embodiment, including the wind speed V of the unpurified airflow X from the front opening 16a of the safety cabinet 1 and the first external discharge to the photocatalyst filter 52 Shown are the measurement results of the wind speed Vp3 of the air flow Z1 when it enters the filter, the values of each cross-sectional area A, and the air purification performance of the safety cabinet and anticancer drug decomposition performance by the photocatalyst.
- the meanings of " ⁇ ", " ⁇ ", and "x" in the air purification performance and anticancer drug decomposition performance are the same as those used for the safety cabinet 1 according to the first embodiment.
- the air volume Q of the first external exhaust airflow Z1 discharged from the photocatalyst filter unit 50A is 435 m 3 /h, This is slightly smaller than the embodiment (445 m 3 /h).
- the wind speed V of the unpurified airflow X from the front opening 16a is maintained at 0.54 m/s, which is the same as in the first embodiment, and does not meet the requirement of "0.53 m/s or more" according to JIS K 3800. I am able to meet the requirements. This is because the downstream cross-sectional area Ab of the plenum 57 is larger (0.52 m x 0.3 m) than that of the first embodiment (0.3 m x 0.28 m).
- the pressure loss caused by adding the photocatalyst filter unit 50A to the main body 1 becomes larger than that in the first embodiment by the amount of the added photocatalyst filter 52A, and as a result, the pressure loss of the first external exhaust airflow Z1 increases.
- the air volume was slightly reduced compared to the first embodiment. For this reason, the volume of the unpurified airflow X that matches the volume of the first external exhaust airflow Z1 has also decreased, so that the wind speed of the unpurified airflow X flowing into the work space 20 through the front opening 16a will decrease as it is. , will decrease.
- the opening area of the front opening 16a has been expanded to be larger (0.52 m x 0.3 m) than in the first embodiment (0.3 m x 0.28 m)
- the wind speed of the unpurified airflow X has decreased. was relaxed, and the same speed of 0.54 m/s as in the first embodiment could be maintained.
- the pressure loss increased in accordance with the amount of the photocatalyst filter 52A added to the photocatalyst filter unit 50 of the first embodiment is reduced through the front opening 16a. This is alleviated by increasing the aperture area. Therefore, the air cleaning performance obtained with the safety cabinet 1 according to the second embodiment is similar to that of the safety cabinet 1 according to the first embodiment. Therefore, in the table of FIG. 13, the air cleaning performance of the second embodiment is indicated as " ⁇ ".
- the anticancer drug decomposition performance obtained by the safety cabinet 1 of the second embodiment is also marked as " ⁇ ". This is due to the following reasons. That is, in the second embodiment, the wind speed of the first external exhaust air flow Z1 when entering the filter is 0.77 m/s, which is lower than that in the first embodiment (1.45 m/s). On the other hand, the outflow side cross-sectional area Ab of the plenum 57 of the photocatalyst filter unit 50A is (0.52 m x 0.3 m), which is larger than that of the first embodiment (0.3 m x 0.28 m). There is.
- the deterioration of the anticancer agent decomposition performance of the photocatalytic filter 52 which is assumed to be due to the decrease in the wind speed when the first external exhaust airflow Z1 enters the filter, is caused by This is because it is compensated by the expansion of the opening area).
- the wind speed of the first externally discharged air flow Z1 of 0.77 m/s when entering the filter falls within the above-mentioned appropriate range in which an anticancer agent decomposition effect of a desired level or higher can be obtained.
- the safety cabinet 1 according to the second embodiment of the present invention replaces the photocatalyst filter unit 50 of the safety cabinet 1 according to the first embodiment with the photocatalyst filter unit 50A having the above-described configuration. Since it corresponds to the safety cabinet 1 according to the first embodiment, (a) The anti-cancer drug being processed by the worker in the work space 20 is diffused into the installation chamber by the first external exhaust airflow Z1 discharged from the exhaust port 19, and the anti-cancer drug is being processed by the worker in the work space 20. It is possible to reliably prevent situations such as exposure to radiation.
- the configuration of the safety cabinet 1 according to the third embodiment of the present invention includes the configuration shown in FIG. 10 in place of the photocatalytic filter unit 50 according to the first embodiment, which has the configuration shown in FIGS. 3 and 4.
- the configuration is the same as that of the safety cabinet 1 according to the first embodiment, except that the photocatalyst filter unit 50B according to the third embodiment is incorporated. Therefore, in the following, the differences between the photocatalyst filter unit 50B according to the third embodiment and the photocatalyst filter unit 50 according to the first embodiment will be explained in detail, and the same points between the two will be explained in detail.
- the same reference numerals as those of the safety cabinet 1 according to the first embodiment are given and omitted.
- the photocatalytic filter unit 50B according to the third embodiment has a V-shaped cross section in addition to the photocatalytic filter unit 50 according to the first embodiment (see FIGS. 3 and 4). This corresponds to the addition of a plurality of light shielding members (activation light shielding members) 59 extending in a band shape and having air permeability.
- These light shielding members 59 are provided to prevent ultraviolet light emitted from the black light 53 from irradiating the exhaust HEPA filter 42a installed at the exhaust port 19 of the safety cabinet 1 according to the third embodiment. Each of them is arranged directly below and along the corresponding black light 53. Each light shielding member 56 and the corresponding black light 53 are not in contact with each other, and a small gap is provided between them.
- each light shielding member 59 Since the cross section of each light shielding member 59 is V-shaped, resistance to the first external outflow airflow Z1 flowing inside the casing 51, in other words, inside the plenum 57 (inside the photocatalyst filter unit 50B) In other words, it is possible to ensure the light-shielding property against the ultraviolet light while suppressing the increase in the pressure loss caused by the air flow (in other words, while ensuring the ease of flow (air permeability) of the first external outflow air flow Z1.
- these light shielding members 59 do not have to have a V-shaped cross section as long as they can ensure air permeability to the first external outflow air flow Z1.
- the light shielding member 59 for example, a "triangular blade louver" with an aperture ratio of 50% can be used.
- the light-shielding member 56 may have any composition or material as long as it has breathability (ease of flow of the first external outflow air flow Z1) and light-shielding properties; therefore, any other composition may be used. can do.
- the light shielding member 59 has a function of reflecting ultraviolet light emitted from the black light 53.
- the ultraviolet light emitted from the black light 53 toward the exhaust port 19 (downward in FIG. 10) of the main body 10 is reflected by the light shielding member 59 and irradiated onto the photocatalyst filter 52, so that the light shielding member 59
- the total amount of ultraviolet light irradiated to the photocatalyst filter 52 increases compared to the case where the photocatalyst filter 52 does not have the function. Therefore, there is an advantage that the ability of the photocatalyst on the photocatalyst filter 52 to decompose the anticancer drug increases by an amount corresponding to the ultraviolet light reflected by the light shielding member 59.
- the photocatalyst filter unit 50B according to the third embodiment of the present invention has a plurality of light shielding members ( Since the activation light blocking member) 59 is added, the ultraviolet light is blocked by the light blocking member 59, and the ultraviolet light is no longer irradiated toward the exhaust port 19 of the main body 10. In other words, the ultraviolet light no longer leaks from the photocatalyst filter unit 50B.
- the exhaust HEPA filter 42a deteriorates early due to the ultraviolet light, and its replacement time becomes earlier than in the "conventional safety cabinet.” The advantage is that there is no fear.
- the ultraviolet light is no longer irradiated (no longer leaked) through the exhaust port 19 toward the exhaust HEPA filter 42a, the person in charge of maintenance work on the safety cabinet 1 according to the third embodiment.
- the ultraviolet light is no longer irradiated (no longer leaked) through the exhaust port 19 toward the exhaust HEPA filter 42a, the person in charge of maintenance work on the safety cabinet 1 according to the third embodiment.
- the photocatalyst filter unit 50A of the safety cabinet 1 according to the second embodiment is replaced with the photocatalyst filter unit 50B having the above-described configuration. It is clear that the same effects (a) to (e) as the safety cabinet 1 according to the second embodiment can be obtained.
- the configuration of the safety cabinet 1 according to the fourth embodiment of the present invention includes the configuration shown in FIG. 11 in place of the photocatalytic filter unit 50 according to the first embodiment, which has the configuration shown in FIGS. 3 and 4.
- the configuration is the same as that of the safety cabinet 1 according to the first embodiment, except that the photocatalyst filter unit 50C according to the fourth embodiment is incorporated. Therefore, in the following, the differences between the photocatalyst filter unit 50C according to the fourth embodiment and the photocatalyst filter unit 50 according to the first embodiment will be explained in detail, and the same points between the two will be explained as follows.
- the same reference numerals as those of the safety cabinet 1 according to the first embodiment are given and omitted.
- the configuration of the photocatalyst filter unit 50C according to the fourth embodiment is different from that of the photocatalyst filter unit 50 according to the first embodiment (see FIGS. 3 and 4).
- This corresponds to a device in which a plurality of LED devices 58 that emit the same ultraviolet light as the black light 53 are installed instead of the black light 53 shown in FIG.
- the hollow rectangular parallelepiped-shaped housing 51C of the photocatalyst filter unit 50C according to the fourth embodiment extends upward from the lower end of the hollow rectangular parallelepiped-shaped housing 51 of the photocatalyst filter unit 50 according to the first embodiment. It has a slightly shortened shape, and therefore, the total height of the housing 51C, that is, the distance between the rectangular lower opening 51Ce and the rectangular upper opening 51Cf, is smaller than that of the housing 51.
- the housing 51C according to the fourth embodiment has a square cylindrical shape surrounded by a front wall 51a, a left side wall 51Cb, a right side wall 51Cc, and a rear wall 51d, and is different from the housing 51 according to the first embodiment. The same is true.
- the lower opening 51Ce is positioned to overlap with the exhaust port 19 (including the cover 19a) so as to encompass the entire exhaust port 19 (including the cover 19a). This is also similar to the case 51.
- Each LED device 58 has a plurality of light emitting diode (LED) elements 58a arranged in a predetermined pattern on a strip-shaped substrate 58b in a straight line or in a matrix, and has an elongated strip shape as a whole. It is mounted so as to span between the left side wall 51Cb and the right side wall 51Cc of the housing 51C.
- a plurality of LED devices 53A are arranged in parallel at predetermined intervals in the front-rear direction with respect to the plane of the paper.
- the layout of these LED devices 58 is similar to the black light 53 of the photocatalyst filter unit 50 according to the first embodiment.
- a predetermined gap is provided between adjacent LED devices 58, thereby reducing the pressure loss occurring inside the photocatalyst filter unit 50C in the same way as in the case of the photocatalyst filter unit 50 according to the first embodiment. It is kept to a certain extent. Therefore, the same anticancer agent decomposition performance as the photocatalyst filter unit 50 according to the first embodiment can be obtained in the photocatalyst filter unit 50C as well.
- the LED device 58 emits ultraviolet light only from the light emitting surface of the substrate 58b, that is, the surface on which the LED elements 58a are arranged. Therefore, by installing the light emitting surface inside the casing 51C with the light emitting surface facing the photocatalyst filter 52, it is possible to block the ultraviolet light directed toward the exhaust HEPA filter 42a while ensuring ventilation. That is, it is possible to prevent the ultraviolet light from irradiating the exhaust HEPA filter 42a installed at the exhaust port 19 of the main body 10.
- the photocatalyst filter 52A as a light shielding member of the photocatalyst filter unit 50A according to the second embodiment and the light shielding member 59 of the photocatalyst filter unit 50B according to the third embodiment are unnecessary. .
- each LED device 58 since the substrate 58b does not have a V-shaped cross section like the light shielding member 59 in the third embodiment, the pressure loss in the photocatalyst filter unit 50C is lower than in the third embodiment. Although it is expected that the plenum 57 will increase slightly, this increase can be easily compensated for by making the outflow side cross-sectional area Ab of the plenum 57 a little wider than in the third embodiment.
- the photocatalyst filter unit 50 of the safety cabinet 1 according to the first embodiment is replaced with the photocatalyst filter unit 50C having the above-described configuration. It is clear that the same effects (a) to (c) as the safety cabinet 1 according to the first embodiment can be obtained.
- a photocatalyst filter unit 50C in which an LED device 58 is installed instead of the black light 53 is installed, so the safety cabinet 1 according to the first embodiment. It is clear that in addition to the same effects (a) to (c), the same effects (d) and (e) as in the safety cabinet 1 according to the second embodiment can also be obtained. Furthermore, the effect that (f) it is not necessary to separately install a light shielding member (activation light shielding member) can also be obtained.
- the safety cabinet 1D according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. It is configured as an exhaust type "Class IIB2 type". Therefore, in the following, the differences between the safety cabinet 1D according to the fifth embodiment and the safety cabinet 1 according to the first embodiment described above will be explained in detail.
- the same reference numerals as those of the safety cabinet 1 according to this embodiment are given and omitted.
- the back side flow passage 32 located at the rear of the work space 20 of the main body 10D is blocked from the upper flow passage 33.
- the exhaust port 19 (including the cover 19a) is arranged not at the upper wall 14 of the main body 10 but at the exhaust side end (the upper end in FIG. 12) of the back side flow path 32 that is blocked from the upper flow path 33. has been done.
- the exhaust HEPA filter 42a is installed slightly inside the exhaust side end of the back side flow path 32 and adjacent to the exhaust port 19 (including the cover 19a).
- the inflow side end of the duct 45 is connected to the upper end (exhaust side end) of the back side flow path 32, and the outflow side end of the duct 45 is connected to the outside (outdoor) of the building where the installation room of the safety cabinet 1D is located. )It is connected to the.
- the duct 45 also functions as a housing for the photocatalyst filter unit 50D.
- a photocatalyst filter 52 is installed near the outflow end of the duct 45, a plurality of black lights 53 are placed inside the photocatalyst filter 52 (upstream side), and a plurality of black lights 53 are installed inside the black light 53 (upstream side).
- a dedicated exhaust fan 44 is installed.
- a plenum 57D is formed in a region between the inlet end of the duct 45 and the inlet surface 52a of the photocatalyst filter 52.
- the photocatalytic filter unit 50D includes a duct 45 functioning as a housing, a photocatalytic filter 52 provided inside the duct 45, a plurality of black lights 53, an exhaust fan 44, and a plenum 57D.
- the configuration of the unit 50D is the same as that of the photocatalytic filter according to the first embodiment, except that a duct 45 is used as the casing and an exhaust-only blower 44 is added. It is the same as unit 50.
- the cross-sectional area of the inflow side end of the duct 45 as the casing of the photocatalyst filter unit 50D is the photocatalyst according to the first embodiment.
- the cross-sectional area of the outflow side end of the duct 45 corresponds to the photocatalyst according to the first embodiment. It corresponds to the outflow side cross-sectional area Ab of the plenum 57 of the filter unit 50.
- An air supply port (not shown) is formed in the upper wall 14 of the main body 10D, and the upper flow path 33 communicates with the outside of the main body 10D (inside the installation chamber) via the air supply port. ing. While the safety cabinet 1D is in operation, unpurified airflow U is supplied from the outside of the main body 10D to the upper channel 33 through the air supply port.
- the blower 40 is fixed not to the upper wall 14 of the main body 10D but to the upper surface plate 17d that constitutes a part of the partition wall of the work space 20.
- the plenum 57D inside the photocatalyst filter unit 50D allows the first external exhaust airflow Z1 to be filtered through a desired filter while satisfying a predetermined wind speed condition (for example, 0.53 m/s or more) regarding the wind speed of the unpurified airflow It is made to flow into the photocatalyst filter 52 at the wind speed at the time of inflow.
- a predetermined wind speed condition for example, 0.53 m/s or more
- the inflow side cross-sectional area Aaa of the plenum 57D is set to be the same as or larger than the opening area Ac of the exhaust port 19
- the outflow side cross-sectional area Abb of the plenum 57D is set to be larger than the opening area Ac of the exhaust port 19. is set according to the air volume of the second external exhaust air flow Z2 so that the air flows into the photocatalyst filter 52 at the desired filter inflow wind speed. This is the same as the photocatalyst filter unit 50 according to the first embodiment.
- the unpurified airflow U flows from the outside of the main body 10D into the upper flow path 33 through the air supply port (not shown) in the upper wall 14 of the main body 10D. is supplied to Since the upper flow path 33 is cut off from the back side flow path 32, the unpurified airflow U does not flow into the back side flow path 32.
- the unpurified airflow U is purified by the air supply HEPA filter 42a and then supplied to the work space 20 as a purified airflow Y.
- the unpurified airflow X is supplied to the work space 20 through the front opening 16a, and the unpurified airflow X functions as an air curtain (air barrier), similar to the safety cabinet 1 according to the first embodiment. It is.
- the airflow W is purified by the exhaust HEPA filter 42a, it is discharged from the exhaust port 19 as the first external exhaust airflow Z1.
- the first external exhaust airflow Z1 thus discharged enters the plenum 57D inside the duct 45 from its inflow side end (lower left end in FIG. 12). After that, it moves inside the duct 45 (plenum 57D) toward the photocatalyst filter 52 installed at the outflow end of the duct 45 (plenum 57D).
- the exhaust-only blower 44 is provided to efficiently send the first external exhaust airflow Z1 that has moved through the duct 45 (plenum 57D) to the photocatalyst filter 52.
- the duct 45 By installing the duct 45, in other words, by moving the first external exhaust airflow Z1 to the photocatalyst filter 52 via the duct 45, a pressure loss occurs. Therefore, an attempt is made to compensate for this pressure loss by using the wind force outputted by the exhaust-only blower 44.
- the air volume of the unpurified airflow X supplied to the work space 20 through the front opening 16a and the unpurified airflow U introduced into the upper flow path 33 from the outside of the main body 10D are cleaned by the air supply HEPA filter 41a, and the work is performed.
- the air volume of the purified air flow Y supplied to the space 20 is set to be 3:7 by adjusting the output balance using the exhaust fan 44. This is similar to the case of the safety cabinet 1 according to the first embodiment described above.
- the front opening 16a has a width of 0.9 m and a height of 0.25 m, and the work space 20 is
- the wind speed and air volume of the unpurified air flow X supplied to the are 0.55 m/s and 445 m 3 /h, respectively. is 1480 m 3 /h.
- the air velocity of the first exhaust air flow Z1 flowing into the photocatalyst filter 52 at the time of filter inflow is set such that the photocatalyst filter 52 has a high level of anticancer drug decomposition performance by its photocatalyst.
- the outflow side cross-sectional area Abb of the plenum 57D was (700 mm x 600 mm).
- the photocatalyst filter unit 50D having the above-described configuration is installed in the main body 10D having the above-described configuration, and the safety cabinet 1D according to the first embodiment described above is
- the inflow side cross-sectional area Aaa of the plenum 57D is set to be the same as or larger than the opening area Ac of the exhaust port 19, and the outflow side cross-sectional area Abb of the plenum 57D is set to the first It is set according to the air volume of the second external exhaust airflow Z2 so that the external exhaust airflow Z1 flows into the photocatalyst filter 52 at the desired filter inflow wind speed.
- the photocatalyst filter unit 50D used in the safety cabinet 1D according to the fifth embodiment may be replaced with the photocatalyst filter unit 50A or 50B incorporated in the safety cabinet 1 according to the second or third embodiment. It is also clear that the same effects (a) to (e) as in the safety cabinet 1 according to the second or third embodiment can be obtained.
- FIGS. 16 to 22 are conceptual diagrams showing other configuration examples of the photocatalyst filter unit 50.
- the shape of the plenum 57 (casing 51) constituting the photocatalyst filter unit 50, the number and layout of the photocatalyst filter 52 and light sources (black light 53, LED device 58, etc.) can vary. Changes are possible.
- each photocatalyst filter 52 is arranged in an inverted V shape at an angle of approximately 90°.
- Each photocatalyst filter 52 forms an approximately 45° angle with respect to the right side wall 51b and left side wall 51c of the housing 51.
- a total of seven black lights 53 are arranged along each photocatalyst filter 52 in a similar inverted V shape.
- FIG. 17 is similar to the configuration of FIG. 16, in the photocatalyst filter unit 50 in the first embodiment described above, the same rectangular This is a configuration in which two flat photocatalyst filters 52 are arranged, and the difference from the configuration in FIG. are different. A total of four black lights 53 are arranged linearly between both photocatalyst filters 52 along them.
- FIG. 18 in the photocatalytic filter unit 50 according to the first embodiment described above, four identical rectangular flat photocatalytic filters 52 are arranged on the outflow side opening 51f inside the square cylindrical casing 51. These are arranged parallel to the right side wall 51b and the left side wall 51c of the housing 51. Two of the photocatalyst filters 52 are arranged near the left side wall 51c with their opposite ends connected to each other, and the other two photocatalyst filters 52 are also connected to each other at their opposite ends. It is arranged near the right side wall 51b. A total of eight black lights 53 are arranged in a straight line along the two photocatalytic filters 52 arranged near the left wall 51c and the two photocatalytic filters 52 arranged near the right wall 51b. It is located.
- FIG. 19 uses a tapered rectangular cylindrical casing 51 in the photocatalytic filter unit 50 of the first embodiment described above, and an identical rectangular casing 51 is provided in the vicinity of the outflow side opening 51f inside the casing 51.
- Two flat photocatalyst filters 52 are arranged.
- the opening area of the outflow side opening 51f is larger than that of the inflow side opening 51e.
- the two photocatalyst filters 52 are arranged parallel to the outflow side opening 51f of the housing 51, with their opposing ends connected to each other, and in this respect, as shown in FIGS. 16 and 17. It is different from the configuration.
- a total of eight black lights 53 are arranged in a straight line along both photocatalyst filters 52.
- the airflow passing through the inside of the casing 51 is as shown by the arrow in the figure, and the first external exhaust airflow Z1 is inside the plenum 57 and flows in front of the casing 51. While gradually expanding according to the inclinations of the wall 51a, right side wall 51b, left side wall 51c, and rear wall 51d, it branches into two directions and passes through each photocatalyst filter 52, forming a second external exhaust airflow Z2 at the outflow side opening. It is discharged from 51f.
- FIG. 20 uses a tapered rectangular cylindrical casing 51 in the photocatalyst filter unit 50 in the first embodiment described above, and an identical rectangular casing 51 is provided on the outflow side opening 51f inside the casing 51.
- Four flat photocatalyst filters 52 are arranged.
- the opening area of the outflow side opening 51f is larger than that of the inflow side opening 51e, as in the configuration of FIG. 19.
- Two of the photocatalytic filters 52 are arranged in an inverted V-shape at an angle of approximately 60° and are placed closer to the left side wall 51c, and a total of seven black lights 53 are connected to the two photocatalytic filters 52. They are arranged in a similar inverted V shape.
- the other two photocatalyst filters 52 are arranged adjacent to the central one of the two photocatalyst filters 52 at an angle of about 60° in an inverted V shape, and are arranged closer to the right side wall 51b. , a total of seven black lights 53 are arranged along the two photocatalyst filters 52 in a similar inverted V shape.
- the state of the airflow passing through the inside of the housing 51 is as shown by the arrow in the figure, and the first external exhaust airflow Z1 is inside the plenum 57 and flows in front of the housing 51. While gradually expanding according to the inclinations of the wall 51a, right side wall 51b, left side wall 51c, and rear wall 51d, it branches into four directions and passes through each photocatalyst filter 52, forming a second external exhaust airflow Z2 at the outflow side opening. It is discharged from 51f.
- FIG. 21 The configuration of FIG. 21 is similar to that in the photocatalyst filter unit 50 according to the first embodiment described above, in which the inflow side opening 51e and the outflow side opening 51f inside the square cylindrical housing 51 are the same.
- a photocatalytic filter 52 in the form of a rectangular flat plate is arranged at an angle of approximately 30 degrees with respect to the right side wall 51b and the left side wall 51c of the housing 51. This point differs from the configurations in FIGS. 16 and 17.
- a total of four black lights 53 are arranged in a straight line along the photocatalyst filter 52 arranged on the side of the inflow side opening 51e.
- the other four black lights 53 are arranged in a straight line along the photocatalyst filter 52 arranged on the side of the outflow side opening 51f.
- the end of the photocatalytic filter 52 on the inflow side opening 51e side is located close to the outflow side opening 51f, and the outflow side opening of the photocatalyst filter 52 is located close to the inflow side opening 51e.
- 51f side end a part of the first external exhaust airflow Z1 passes through the gap and flows to the outflow side opening 51f without passing through both photocatalyst filters 52. There is a risk of moving to.
- the gap is then closed by a suitable closing member.
- the front wall 51a and the right side wall 51b of the casing 51 are located at a place where the end of the photocatalyst filter 52 on the side of the outflow side opening 51e located near the outflow side opening 51f intersects with the outflow side opening 51f.
- the through hole between the rear wall 51d and the rear wall 51d is closed by a suitable closing member.
- the front wall 51a of the housing 51 and the left side wall 51c are located at a location where the end of the photocatalyst filter 52 near the inflow side opening 51e intersects with the inflow side opening 51e.
- the through hole between the rear wall 51d and the rear wall 51d is also closed by a suitable closing member. This is to prevent a portion of the first external exhaust airflow Z1 from passing through each of the through holes and moving to the outflow side opening 51f without passing through both photocatalyst filters 52.
- the configuration of FIG. 22 uses two sets of layouts of the two photocatalyst filters 52 and eight black lights 53 used in the configuration of FIG. It corresponds to the one placed. That is, in the configuration of FIG. 22, in the photocatalyst filter unit 50 according to the first embodiment described above, the two filters used in the configuration of FIG. A photocatalyst filter 52 and a total of eight black lights 53 are arranged in a position close to the right side wall 51b inside the housing 51, and the layout used in the configuration of FIG. They are arranged so that they are symmetrical with respect to each other. Therefore, in the configuration of FIG. 22, a total of four photocatalyst filters 52 and a total of 16 black lights 53 are used.
- the shape of the casing 51 provided in the photocatalyst filter unit 50 in the first embodiment described above can be changed, and the number and/or layout of the photocatalyst filters 52 installed inside the casing 51 can be changed.
- the shape of the plenum 57 it is possible to expand the adjustable range of the outflow side cross-sectional area Ab of the plenum 57 without changing the inflow side cross-sectional area Aa of the plenum 57. Therefore, the outflow side cross-sectional area Ab of the plenum 57 is adjusted according to the air volume of the second external exhaust airflow Z2 so that the first external exhaust airflow Z1 flows into the one or more photocatalyst filters 52 at the desired filter inflow wind speed.
- the strategies for adjusting and setting are very wide. This also applies to the second to fifth embodiments described above.
- the pair of filter holding members 54 are fixed to the upper edges of the left side wall 51b and right side wall 51c of the housing 51, but it goes without saying that the present invention is not limited to this.
- This configuration is adopted in order to enable the lids, which are removably attached to the ends of the pair of filter holding members 54, to be attached and detached without processing the casing 51. Therefore, when the lid is not used, the pair of filter holding members 54 should be fixed at a position slightly lower than the upper edges of the left side wall 51b and right side wall 51c of the housing 51, unless the function of the plenum 57 is lost.
- the outflow surface 52b of the photocatalyst filter 52 is lower than the upper edge of the casing 51 (the upper edge of the front wall 51a, the left side wall 51b, the right side wall 51c, and the rear wall 51d), and a pair of filters are placed inside the casing 51.
- Both the holding member 54 and the photocatalyst filter 52 may be accommodated (built-in).
- the outflow surface 52b of the photocatalyst filter 52 is higher than the upper edge of the housing 51 (the upper edge of the front wall 51a, left side wall 51b, right side wall 51c, and rear wall 51d). It may be made to be lower (recessed), or may be made to be at the same level as the upper edge of the housing 51.
- the inflow side cross-sectional area Aa of the plenum 57 is made almost the same as the opening area of the lower opening 51e of the casing 51 in order to have a simple configuration. This is because the opening area of the lower opening 51e of the housing 51 is sufficiently larger than the opening area Ac of the exhaust port 65.
- This shape of the casing 51 corresponds to the casing of an existing photocatalyst filter unit that is not optimized for use in a safety cabinet and is extended in the airflow direction (direction perpendicular to the photocatalyst filter 52).
- the present invention is not limited thereto.
- the shape of the lower opening 51e of the casing 51 is the same as that of the exhaust port 19, and the casing 51 is locked to the upper wall 14 of the main body 10 such that the lower opening 51e engages with the exhaust port 19.
- the lower opening 51e and the exhaust port 19 may be configured to be interconnected. This configuration has the advantage that it is possible to suppress pressure loss and turbulence caused by the sudden widening of the airflow path from the exhaust port 19.
- the power source that supplies power to the black light 53 and the LED device 58 as a light source that emits activation light is the worker's black light 53.
- the same power source as the fluorescent lamp for illumination installed in the main body 10.
- the configuration is not limited to this, and, for example, a configuration may be adopted in which an air volume sensor is provided and the black light 53 or the LED device 58 is turned on when the air volume is detected inside the main body 10.
- a locking mechanism prevents lids (not shown) respectively latched to the ends of the pair of filter holding members 54 from being opened while the black light 53 and the LED device 58 are on. It's okay. This prevents a situation in which a worker pulls out the photocatalyst filter 52 while the black light 53 or LED device 58 is on, and the worker is exposed to ultraviolet light emitted from the black light 53 or LED device 58. This has the advantage of being able to reliably prevent this.
- the type of anticancer drug to be treated (drug) by the safety cabinet and photocatalyst filter unit according to the present invention is not particularly limited.
- the present invention can be widely applied to safety cabinets in which anticancer drugs are used as one of the processing targets (drugs), and can be applied to various fields such as medical care, regenerative medicine, and pharmaceuticals where this type of safety cabinet is used. It can be used in the industrial field.
Landscapes
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Abstract
作業空間中の抗がん剤が外部排出気流により設置室に拡散せしめられて、作業者が前記抗がん剤に被曝する事態を確実に防止できる安全キャビネットを提供する。 筐体51の内部に、光触媒フィルタ52及びブラックライト53と共に、未浄化気流Xの風速に関する所定の風速条件を満足させながら、第1外部排出気流Z1を所望のフィルタ流入時風速で光触媒フィルタ52に流入させるプレナム57を設ける。前記所望のフィルタ流入時風速は、光触媒フィルタ57が持つ所望レベル以上の抗がん剤分解作用が得られる適正範囲から選定される。プレナム57の流入側断面積Aaは、排気口19の開口面積Acと同じかそれより大きく設定され、プレナム57の流出側断面積Abは、第1外部排出気流Z1が前記所望のフィルタ流入時風速で光触媒フィルタ57に流入するように、第2外部排出気流Z2の風量に応じて設定される。
Description
本発明は、医療、再生医療、製薬等の産業分野において使用される安全キャビネット及び光触媒フィルタ・ユニットに関し、さらに言えば、作業者が作業空間で処理中の抗がん剤が、排気口から排出される外部排出気流により設置室に拡散せしめられて、前記作業者が前記抗がん剤に被曝するのを確実に防止できる安全キャビネットと、当該安全キャビネットに好適に用いられる光触媒フィルタ・ユニットに関する。
安全キャビネットは、バイオハザードを防止して安全な作業環境を実現する設備であり、病原体や遺伝子組み換え生物などのバイオハザードを取り扱う大学や研究所、医療機関の検査室や実験室等に、設置が義務付けられている。安全キャビネットは、通常、作業用開口部を除いて密閉された(準密閉状態の)作業空間を内部に備えているが、前記作業空間内で発生する汚染エアロゾルの安全キャビネット外への漏洩を確実に防止するため、前記作業空間内を陰圧に保持すると共に、前記汚染エアロゾルを含む汚染空気をHEPAフィルタ(High Efficiency Particulate Air Filter)又はULPAフィルタ(Ultra Low Penetration Air Filter)で清浄化してから安全キャビネット外に排出するようになっている。
以上のような構造を持つ安全キャビネットは、使用する物質や生物によってクラスI、クラスII、クラスIIIに分類されており、各クラスに応じて構造が異なっている。「クラスI」の安全キャビネットは、その排気口にのみHEPAフィルタ又はULPAフィルタを備えているのに対し、「クラスII」の安全キャビネットは、その排気口だけでなく、その給気口にもHEPAフィルタ又はULPAフィルタを備えている。しかも、前記給気口のHEPAフィルタ又はULPAフィルタによって清浄化された気流により、作業用開口部にエアカーテン(エアバリア)が形成されるように構成されており、前記作業用開口部から前記作業空間に取り込まれる外部の未浄化気流に起因して、前記作業空間で扱われる試料にコンタミネーションが生じることがないようにしている。
「クラスII」の安全キャビネットは、構造や気流方式によって分類されており、前記排気口のHEPAフィルタ又はULPAフィルタによって清浄化された排気(外部排出気流)が、安全キャビネットが設置された室(以下、設置室ともいう)の内部に排出されて当該設置室内で循環する室内循環型(一部循環一部排気)の「A1型」「A2型」「B1型」と、前記排気口のHEPAフィルタ又はULPAフィルタによって清浄化された排気(外部排出気流)が、設置室内で循環することなく、安全キャビネットが所在する建屋に設置された排気ダクトを通じて当該建屋の外部に排出される全排気型の「B2型」とがある。「A1型」と「A2型」の差異は、前記作業空間への流入風速にあり、「A1型」の流入風速は0.4m/s以上、「A2型」のそれは0.5m/s以上である。「A1型」「A2型」と「B1型」との差異は、循環気率(給気口のHEPAフィルタ又はULPAフィルタによって清浄化された浄化気流が安全キャビネットの内部を循環する比率)にあり、「A1型」「A2型」の循環気率は約70%、「B1型」の循環気率は約50%である。「B1型」「B2型」は、いずれも密閉式の排気ダクトによる室外排気である点で、共通している。
「クラスIII」の安全キャビネットは、前記作業空間が隔壁によって作業者及び外部環境から完全に隔離される構成(グローブボックス)を有しており、作業者は前記グローブボックスに付属する手袋を使って作業するようになっている。前記作業空間への給気(前記浄化気流の供給)は、建屋の外部に繋がった給気ダクトを介して行われ、前記作業空間からの排気も、建屋の外部に繋がった排気ダクトを介して行われる。
上述した「クラスII」の「A2型」の安全キャビネットの一例が、特許文献1(特許第6228040号公報)に開示されている。特許文献1の安全キャビネットは、安全キャビネット本体と、前記安全キャビネット本体上に配置された排気還流ユニットとを備えている。前記安全キャビネット本体は、給気用HEPAフィルタを介して内部の作業空間に清浄空気を供給し、前記作業空間内の空気を前記安全キャビネット本体の内部で循環させ、循環している空気の一部を排気用HEPAフィルタを介して前記安全キャビネット本体の外部に排出することにより、前記作業空間を陰圧に維持し、前面のシャッタの開口部から外部導入空気を取り入れてバリア空気(エアバリア)とする。また、前記排気還流ユニットは、前記安全キャビネット本体から前記HEPAフィルタを介して排出された空気を、下面後部に設けた排気取り込み口から取り込み、その取り込まれた空気を下面前部に設けた排気吹出口から前記シャッタに沿って下方に吹き出す。こうして前記シャッタに沿って下降する空気は、前記シャッタ下端の開口部から、陰圧に維持された前記作業空間に吸引されることによって、前記作業空間の空気が前記開口部から漏出するのを防止する前記バリア空気の全部又は一部として循環利用されるようになっている(請求項1、段落0009~0017、図1~図9参照)。
以上の構成を持つ特許文献1の安全キャビネットでは、(a)安全キャビネットの空気排出路から排気される空気を、流れを均一に整えると共に風速が抑えられた整流として前記安全キャビネット本体の上方から安全キャビネット本体の前面に下方に向けて均一に吹き出すことができるので、安全キャビネット本体の空気排出路から排出される空気を清浄空気として再度作業空間の前面開口部から作業空間内に取り込むことができ、その清浄空気の量に応じて、バイオセーフテイ施設であるクリーンルームに取り込む清浄度維持清浄空気の量を減らすことができる、(b)排気用HEPAフィルタで除害された空気が排気還流ユニットを通り流れが均一に整えられると共に、風速が抑えられた下向きの層流となって前記キャビネット本体の前面のシャッタに沿って上方から下方に向けて吹き出されるので、クリーンルーム内に乱流が生じることが無く、また作業空間内の試料に接触した空気が、前記作業空間の前面部から安全キャビネット外に漏出するのを防止することができる、という効果がある、とされている(段落0007参照)。
ところで、バイオハザードを取り扱う大学や研究所、医療機関の検査室、実験室等に設置されている安全キャビネットで、医療分野でがん治療に多用されている「抗がん剤」を取り扱う場合には、従来、抗がん剤が健康人にとっては健康被害を起こす危険薬剤であることを考慮して、抗がん剤を密閉状態で扱うことが可能な「クラスIII」の安全キャビネット、又は、全排気型の「クラスIIB2型」の安全キャビネットの設置が推奨されている。しかし、実際には、「クラスIII」と「クラスIIB2型」のいずれの安全キャビネットでも、安全キャビネットを設置予定の建屋によっては、建屋外へ通じるダクトの設置が困難である等の理由によって、設置ができない場合がある。そして、その場合には、代替設備として、室内循環型の「クラスIIA1型、A2型又はB1型」の安全キャビネットを設置せざるを得ない。このような現状に鑑み、抗がん剤の処理が可能な室内循環型の「クラスIIA1型、A2型又はB1型」の安全キャビネットの実現に対する要請が、バイオハザードを取り扱う大学や研究所、医療機関から強く出されている。
周知のとおり、「抗がん剤」は、がん細胞の細胞増殖過程に働いて,がん細胞の増殖を妨げ,がん細胞の死滅を促す目的で作られた薬剤である。非特許文献1(抗がん剤暴露対策セミナーレポート、2018年8月25日開催)によれば、抗がん剤について、以下の事項(a)~(g)が明らかになっている。すなわち、
(a)抗がん剤の多くは細胞毒性を有し、「変異原性:染色体異常」、「発がん性:がんの発生もしくは発がん過程を促進する性質」、「催奇形性:妊娠中の女性を介して、胎児形態形成障害を引き起こす性質」がある、
(b)「吸入:汚染空気の呼吸」、「皮膚への接触:汚染した表面に触れる」、「手から口への接触」、「針刺し事故など」から、意図しない抗がん剤が体内に入る恐れがある、
(c)抗がん剤のバイアルの外面は汚染されている、
(d)多くの抗がん剤は、調製時に溶液と混合させるために容器内で振とう(振盪)されるが、その際には抗がん剤のバイアル内にエアロゾルが必ず発生し、また、抗がん剤が気化する可能性もあって、それらが針穿刺によってバイアル外に漏出するリスクがある、
(e)安全キャビネットに通常組み込まれているHEPAフィルタでは、気化した抗がん剤をほとんど取り除けない、
(f)室内循環型の安全キャビネット(「クラスIIA1型、A2型又はB1型」)で抗がん剤を処理する場合、当該安全キャビネットが設置された室(設置室)の内部には、当該安全キャビネットの作業台で処理中の抗がん剤がエアロゾル又は気体の状態で拡散し、当該安全キャビネットで作業している作業者が処理中の抗がん剤に被曝する恐れがある、
(g)完全密閉型の「クラスIII」の安全キャビネットであっても、作業空間には多くの気化した抗がん剤が充満しており、その中に点滴バッグを入れると、その外面が抗がん剤で汚染されてしまうため、オゾン水で当該点滴バッグの外面を洗浄する装置が付加された「クラスIII」の安全キャビネットが既に存在している。
(a)抗がん剤の多くは細胞毒性を有し、「変異原性:染色体異常」、「発がん性:がんの発生もしくは発がん過程を促進する性質」、「催奇形性:妊娠中の女性を介して、胎児形態形成障害を引き起こす性質」がある、
(b)「吸入:汚染空気の呼吸」、「皮膚への接触:汚染した表面に触れる」、「手から口への接触」、「針刺し事故など」から、意図しない抗がん剤が体内に入る恐れがある、
(c)抗がん剤のバイアルの外面は汚染されている、
(d)多くの抗がん剤は、調製時に溶液と混合させるために容器内で振とう(振盪)されるが、その際には抗がん剤のバイアル内にエアロゾルが必ず発生し、また、抗がん剤が気化する可能性もあって、それらが針穿刺によってバイアル外に漏出するリスクがある、
(e)安全キャビネットに通常組み込まれているHEPAフィルタでは、気化した抗がん剤をほとんど取り除けない、
(f)室内循環型の安全キャビネット(「クラスIIA1型、A2型又はB1型」)で抗がん剤を処理する場合、当該安全キャビネットが設置された室(設置室)の内部には、当該安全キャビネットの作業台で処理中の抗がん剤がエアロゾル又は気体の状態で拡散し、当該安全キャビネットで作業している作業者が処理中の抗がん剤に被曝する恐れがある、
(g)完全密閉型の「クラスIII」の安全キャビネットであっても、作業空間には多くの気化した抗がん剤が充満しており、その中に点滴バッグを入れると、その外面が抗がん剤で汚染されてしまうため、オゾン水で当該点滴バッグの外面を洗浄する装置が付加された「クラスIII」の安全キャビネットが既に存在している。
また、抗がん剤の処理に関し、非特許文献2(ロウらによる論文「窒素原子を含む有機化合物の二酸化チタン媒介光触媒分解における硝酸イオンとアンモニウムイオンの形成」)によれば、二酸化チタン(TiO2)の光触媒活性により抗がん剤が無機物に分解された、との試験結果が報告されている。同報告では、関連する一連の第一級、第二級、第三級アミン、及び、その他の窒素及び硫黄含有の有機化合物に関し、紫外光を照射した二酸化チタン薄膜の光触媒による酸化が研究された。同報告で試験対象とした化合物は、n-ペンチルアミン、ピペリジン、ピリジン、フェニルアラニン、デシプラミン、チオリダジン、ペニシラミン、二硝酸イソソルビド、4-ニトロカテコール、2,4-ジニトロフェノール、シクロホスファミド、5-フルオロウラシル、アトラジン、エチレンジアミン四酢酸、リン酸テトラブチルアンモニウムの15種であった。渦巻き状のホウケイ酸ガラス(borosilicate glass)上にコーティングされた二酸化チタン薄膜に紫外光を照射して、二酸化チタンの光触媒作用を活性化し、当該光触媒作用による上記化合物の酸化状況が観察された。その結果、上記化合物のいずれについても、アンモニウムイオンと硝酸イオンの両方が生成され、それら二つのイオンの相対濃度は、上記化合物中の窒素の性質だけでなく、溶質への紫外光照射時間と溶質の濃度の影響を受けることが判明した、と報告されている。
非特許文献2による報告で対象とされた15種の化合物には、抗がん剤に用いられるシクロホスファミド(cyclophosphamide)や5-フロロウラシル(5-fluorouracil)が含まれている。そこで、同報告からは、二酸化チタンの光触媒作用を利用することで、抗がん剤を無害な無機物に変換できる可能性、換言すれば、抗がん剤を無害化できる可能性が見えてくる。
しかし、二酸化チタンの光触媒活性による酸化作用を利用するには,二酸化チタンに対する活性化光としての紫外光の照射が必須である。このため、安全キャビネットに設置されるエアフィルタ(例えば、HEPAフィルタやULPAフィルタ)に二酸化チタンの膜を形成した後、紫外光を照射しても、それに起因する問題が前記エアフィルタに生じないことが必要である。しかし、この点に関し、前記エアフィルタには懸念がある。その理由は、安全キャビネットに設置されるエアフィルタは、一般に、幅広い薬品耐性や耐熱性に優れるガラス繊維製の濾紙から形成されるが、ガラス繊維は紫外光の長時間照射によって強度低下を起こし、エアフィルタにピンホールが生じる等して、当該エアフィルタの劣化を招くことが知られているからである(例えば非特許文献3参照)。
そこで、ガラス繊維に代えて金属繊維を用い、安全キャビネットに設置されるエアフィルタを金属繊維で製作することで、紫外光の長時間照射によって強度低下を防止することが考えられる。そのような考えに基づくエアフィルタ用光触媒担持体の一例が、特許文献2(特開2000-262903号公報)に開示されている。
特許文献2に開示されているのは、空気清浄機、エアコン等に用いられる、金属製基材の表面に光触媒物質(例え二酸化チタン)(の微粒子)が結着剤(例えば珪素化合物、シリコン樹脂、フッ素樹脂等の接着性物質)によって固定された光触媒担持体であり、前記金属製基材を、金属繊維(例えばアルミニウム繊維)を堆積させて通気性に富んだ立体構造を有する不織布状の繊維構造体により形成したものである。この光触媒担持体は、空気を流通させる充分な空隙を設けて、光触媒物質と悪臭物質や有害物質との接触効率を高めることで、悪臭物質や有害物質を酸化分解して除去できるようにし、さらに、温水で洗浄処理することで、劣化後の再生を簡単に且つ効率よく行えるようにしたものである(請求項1、段落0002~0004、0012~0018、図1及び図2参照)。
さらに、特許文献3には、OH基を(従来より多い)50ppm以上含有する光触媒活性を有する二酸化チタン粒子を、光触媒粒子として用いる例が開示されている。この光触媒粒子は、無機バインダを使用せずに、基材(例えば表面に微細な凹凸を有するセラミックス)の表面に、従来よりも厚い光触媒層を剥落することなく形成することができ、また、無機バインダにより光触媒粒子の表面が被覆されることもなく、光触媒効果を十分に発揮することができる、とされている(請求項1、段落0004~0010、0018、図1及び図2参照)。
株式会社JMS 抗がん剤暴露対策セミナーレポート 第22回日本看護管理学会学術集会、2018年8月25日開催、インターネット(URL: https://medical.jms.cc/diagnosis/ns/seminar5.html)
Gary K.-C. Low, Stephen R. McEvoy, and Ralph W. Matthews; Environment, Science & Technology; Vol.25、460-467、1991
山口明伸ら著、紫外線による各種繊維の劣化現象の評価方法に関する基礎研究、1996年、インターネット(URL:http://data.jci-net.or.jp/data_pdf/18/018-01-1188.pdf)
以上述べたように、上述した従来技術に係る情報から、「光触媒フィルタと、その光触媒フィルタの光触媒活性を発現するための光源(活性化光を発する光源)とを組み合わせて、例えば安全キャビネットの排気口に設置し、前記安全キャビネットの作業空間で使用された抗がん剤が、前記安全キャビネットの内部の気流によって前記光触媒フィルタを通過するように構成して、エアロゾル又は気体の状態の前記抗がん剤を前記光触媒フィルタで分解・無害化してから前記安全キャビネットの外部に排出する」という発想が得られる。この発想を実現できれば、「前記排気口から排出された前記抗がん剤が、前記安全キャビネットが設置された室(設置室)の内部に拡散して、前記安全キャビネットで作業している作業者が前記抗がん剤に被曝する」という事態が防止され、従って、バイオハザードを取り扱う大学や研究所、医療機関から出されている上記要請に応えることができる。すなわち、抗がん剤を処理可能な室内循環型の「クラスIIA1型、A2型又はB1型」の安全キャビネットを提供することができるのである。
しかしながら、室内循環型の「クラスII」の安全キャビネットについては、一般財団法人日本規格協会より発行されているJIS K 3800「バイオハザード対策用クラスII安全キャビネット」に記載されているとおり、厳格な基準が定められている。当該基準によれば、「クラスIIA1型、A2型又はB1型」の安全キャビネットでは、
・作業空間から排出された気流の一部は、エアフィルタが設置された「給気口」に送られ、前記エアフィルタによって清浄化されてから、安全キャビネットの内部で循環せしめられ、
・作業空間から排出された気流の残部は、エアフィルタが設置された「排気口」に送られ、前記エアフィルタによって清浄化されてから、当該安全キャビネットが設置された室(設置室)の内部に排出され、
・前記排気口から前記設置室の内部に排出された気流に相当する量の未浄化気流は、当該安全キャビネットの前面開口部から補充されて、当該安全キャビネットの内部を循環する空気の総量が一定値に維持される、
という気流構成になっている。
・作業空間から排出された気流の一部は、エアフィルタが設置された「給気口」に送られ、前記エアフィルタによって清浄化されてから、安全キャビネットの内部で循環せしめられ、
・作業空間から排出された気流の残部は、エアフィルタが設置された「排気口」に送られ、前記エアフィルタによって清浄化されてから、当該安全キャビネットが設置された室(設置室)の内部に排出され、
・前記排気口から前記設置室の内部に排出された気流に相当する量の未浄化気流は、当該安全キャビネットの前面開口部から補充されて、当該安全キャビネットの内部を循環する空気の総量が一定値に維持される、
という気流構成になっている。
上述した気流構成に係る3要件からも分かるように、室内循環型の「クラスII」の安全キャビネットについては、安全キャビネットの内外の気流全てが相互に影響を及ぼし合っており、従って、上記3要件に記述された気流に係る給気及び排気(の風速・風量)のバランスについて、極めて繊細な調整と設定が必要である。
実際、安全キャビネットがその製造会社の工場から出荷される際には、1台毎に、必要な風速・風量を実測しながら、例えば給排気調整板等の補助部材を用いて、当該安全キャビネットに内蔵されている送風機や各エアフィルタの性能のばらつき等を丁寧に調整して、所定の設計値に整合させる、という作業が行われている。これは、「クラスII」の安全キャビネットだけでなく、「クラスI」や「クラスIII」の安全キャビネットでも同様である。
本発明は、上述した従来技術と従来事情を考慮したうえで、上述した発想を実現すべくなされたものであり、その目的とするところは、作業者が作業空間で処理中の抗がん剤が、排気口から排出される外部排出気流により設置室に拡散せしめられて、前記作業者が前記抗がん剤に被曝する、という事態を、確実に防止することができる、安全キャビネットと、それに用いる光触媒フィルタ・ユニットを提供することにある。
本発明の他の目的は、排気口から排出される外部排出気流に含まれる抗がん剤を分解・無害化する機能を持たない「従前の安全キャビネット」の気流設計を、ほとんど変更せずに、前記抗がん剤を分解・無害化する機能を持つ安全キャビネットとして稼働させることが可能な、安全キャビネットと、それに用いる光触媒フィルタ・ユニットを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、排気口から排出される外部排出気流に含まれる抗がん剤を分解・無害化する機能を持たない「従前の安全キャビネット」に対し、前記抗がん剤を分解・無害化するための光触媒フィルタと光源を追加設置することで、「従前の安全キャビネット」の気流設計をほとんど変更せずに、前記抗がん剤を分解・無害化する機能を持つ安全キャビネットとして稼働させることが可能な、安全キャビネットと、それに用いる光触媒フィルタ・ユニットを提供することにある。
ここに明記しない本発明のさらに他の目的は、以下の説明及び添付図面から明らかである。
(1) 本発明の第1の観点によれば、安全キャビネットが提供される。この安全キャビネットは、
作業用開口部及び未浄化気流(X)の給気口として機能する前面開口部と、前記前面開口部と連通せしめられた作業空間と、前記作業空間と連通せしめられた内部流路と、前記内部流路と連通せしめられた排気口とを有する本体と、
前記本体の内部に設置された第1送風機と、
前記本体の内部に設置された、浄化気流(Y)を前記作業空間に供給する給気用エアフィルタと、
前記本体の内部に設置された、前記前面開口部を介して前記作業空間に供給された未浄化気流(X)と、前記給気用エアフィルタによって前記作業空間に供給された浄化気流(Y)とを、前記作業空間から前記内部流路に移動した後に清浄化して、第1外部排出気流(Z1)として前記排気口から排出する排気用エアフィルタと、
前記第1外部排出気流(Z1)が流れる外部流路に設置された、前記第1外部排出気流(Z1)に含まれる抗がん剤を光触媒作用により分解してから、第2外部排出気流(Z2)として当該安全キャビネットの外部に排出する光触媒フィルタと、
前記外部流路に設置された、前記光触媒フィルタの光触媒作用を活性化するための活性化光を放出する光源と、
前記外部流路に形成された、前記未浄化気流(X)の風速に関する所定の風速条件(例えば0.53m/s以上)を満足させながら、前記第1外部排出気流(Z1)を所望のフィルタ流入時風速で前記光触媒フィルタに流入させるためのプレナムとを備え、
前記光触媒フィルタは、抗がん剤毎に所望レベル以上の抗がん剤分解作用が得られるフィルタ流入時風速の適正範囲を有していると共に、前記第1外部排出気流(Z1)の前記所望のフィルタ流入時風速は、前記適正範囲内に収まるように設定されており、
前記プレナムの流入側断面積は、前記排気口の開口面積と同じか、それより大きく設定されており、
前記プレナムの流出側断面積は、前記第1外部排出気流(Z1)が前記所望のフィルタ流入時風速で前記光触媒フィルタに流入するように、前記第2外部排出気流(Z2)の風量に応じて設定されている
ことを特徴とするものである。
作業用開口部及び未浄化気流(X)の給気口として機能する前面開口部と、前記前面開口部と連通せしめられた作業空間と、前記作業空間と連通せしめられた内部流路と、前記内部流路と連通せしめられた排気口とを有する本体と、
前記本体の内部に設置された第1送風機と、
前記本体の内部に設置された、浄化気流(Y)を前記作業空間に供給する給気用エアフィルタと、
前記本体の内部に設置された、前記前面開口部を介して前記作業空間に供給された未浄化気流(X)と、前記給気用エアフィルタによって前記作業空間に供給された浄化気流(Y)とを、前記作業空間から前記内部流路に移動した後に清浄化して、第1外部排出気流(Z1)として前記排気口から排出する排気用エアフィルタと、
前記第1外部排出気流(Z1)が流れる外部流路に設置された、前記第1外部排出気流(Z1)に含まれる抗がん剤を光触媒作用により分解してから、第2外部排出気流(Z2)として当該安全キャビネットの外部に排出する光触媒フィルタと、
前記外部流路に設置された、前記光触媒フィルタの光触媒作用を活性化するための活性化光を放出する光源と、
前記外部流路に形成された、前記未浄化気流(X)の風速に関する所定の風速条件(例えば0.53m/s以上)を満足させながら、前記第1外部排出気流(Z1)を所望のフィルタ流入時風速で前記光触媒フィルタに流入させるためのプレナムとを備え、
前記光触媒フィルタは、抗がん剤毎に所望レベル以上の抗がん剤分解作用が得られるフィルタ流入時風速の適正範囲を有していると共に、前記第1外部排出気流(Z1)の前記所望のフィルタ流入時風速は、前記適正範囲内に収まるように設定されており、
前記プレナムの流入側断面積は、前記排気口の開口面積と同じか、それより大きく設定されており、
前記プレナムの流出側断面積は、前記第1外部排出気流(Z1)が前記所望のフィルタ流入時風速で前記光触媒フィルタに流入するように、前記第2外部排出気流(Z2)の風量に応じて設定されている
ことを特徴とするものである。
本発明の第1の観点による安全キャビネットでは、上述した構成を有しているので、前記前面開口部を介して前記作業空間に供給された未浄化気流(X)と、前記給気用エアフィルタによって前記作業空間に供給された浄化気流(Y)とは、前記作業空間から前記内部流路に移動した後に前記排気用エアフィルタによって清浄化され、前記第1外部排出気流(Z1)として前記排気口から排出される。従って、前記作業空間に存在していた微細な粒子は、前記排気用エアフィルタによって除去され、前記排気口から排出される前記第1外部排出気流(Z1)には含まれない。しかし、前記作業空間に存在していた抗がん剤(通常はエアロゾル又は気体の状態である)は、前記排気用エアフィルタによっては除去されないため、当該安全キャビネットの内部で前記抗がん剤を除去する処理を行わなければ、前記第1外部排出気流(Z1)によって当該安全キャビネットの外部に排出されることになる。
しかし、本発明の第1の観点による安全キャビネットでは、前記第1外部排出気流(Z1)が流れる前記外部流路に設置された前記光触媒フィルタの光触媒作用を、前記外部流路に設置された前記光源からの前記活性化光によって活性化することで、前記外部流路を流れる前記第1外部排出気流(Z1)に含まれる抗がん剤を分解して無害化することができる。つまり、当該安全キャビネットの外部に排出される前に、前記第1外部排出気流(Z1)を活性化された光触媒作用を持つ前記光触媒フィルタに通すことで、前記第1外部排出気流(Z1)から抗がん剤を除去することができるのである。こうして前記抗がん剤が除去された前記第1外部排出気流(Z1)は、前記第2外部排出気流(Z2)として当該安全キャビネットの外部に排出される。これは、前記作業空間に存在していた前記抗がん剤が、当該安全キャビネットの設置室に拡散される恐れがないことを意味する。
よって、(a)作業者が前記作業空間で処理中の抗がん剤が、前記排気口から排出される前記第1外部排出気流(Z1)により前記設置室に拡散せしめられ、前記作業者が前記抗がん剤に被曝する、という事態を、確実に防止することができる、という効果が得られる。
また、前記第1外部排出気流(Z1)に含まれる前記抗がん剤を分解・無害化する前記光触媒フィルタ及び前記光源は、前記外部流路に設置されているが、これらが設置された前記外部流路は、前記排気口から排出された前記第1外部排出気流(Z1)が流れる流路である。そして、前記外部流路には、前記プレナムが形成されていて、前記未浄化気流(X)の風速に関する前記所定の風速条件(例えば0.53m/s以上)を満足させながら、前記第1外部排出気流(Z1)が、前記所望のフィルタ流入時風速で前記光触媒フィルタに流入するようになっているが、前記所望のフィルタ流入時風速は、抗がん剤毎に前記光触媒フィルタが持つ前記適正範囲に収まるように設定されている。これは、前記光触媒フィルタにより、抗がん剤毎に所望レベル以上の抗がん剤分解作用が確実に得られるようにするためである。
しかも、前記プレナムの前記流入側断面積は、前記排気口の開口面積と同じか、それより大きく設定されている。これは、前記排気口から排出された前記第1外部排出気流(Z1)の風量や流速が、前記プレナムの前記流入側断面積によって制限されないようにするためである。これにより、前記外部流路に前記光触媒フィルタと前記光源が設置されないとして行った前記本体内における前記未浄化気流(X)、前記浄化気流(Y)及び前記第1外部排出気流(Z1)に係る気流設計を、ほとんど変更する必要がなくなる。
さらに、前記プレナムの前記流出側断面積は、前記第1外部排出気流(Z1)が前記所望のフィルタ流入時風速で前記光触媒フィルタに流入するように、前記第2外部排出気流(Z2)の風量に応じて設定されている。これは、JIS K 3800により、前記第2外部排出気流(Z2)の風量が前記未浄化気流(X)の風量によって規定されてしまうからであり、また、前記未浄化気流(X)の風速に関する前記所定の風速条件(例えば0.53m/s以上)を必ず満足させなければならないからでもある。このように、前記光触媒フィルタから流出して(つまり前記光触媒フィルタを通過して)から当該安全キャビネットの外部に排出される前記第2外部排出気流(Z2)の風量が、先に規定されてしまうため、その規定された風量に整合するように、前記第1外部排出気流(Z1)の前記フィルタ流入時風速を前記光触媒フィルタが持つ前記適正範囲内で指定せざるを得ず、その結果として、前記プレナムの流出側断面積は自ずと定まることになる。
従って、本発明の第1の観点による安全キャビネットでは、前記排気口から排出される前記第1外部排出気流(Z1)に含まれる抗がん剤を分解・無害化するための前記光触媒フィルタと前記光源を、前記外部流路に設置しない状態で行った気流設計を、ほとんど変更せずに使用することが可能である。
よって、(b)前記排気口から排出される前記第1外部排出気流(Z1)に含まれる抗がん剤を分解・無害化する機能を持たない「従前の安全キャビネット」の気流設計を、ほとんど変更せずに、前記抗がん剤を分解・無害化する機能を持つ安全キャビネットとして稼働させることが可能である、という効果が得られる。
さらに言えば、本発明の第1の観点による安全キャビネットでは、上述したように、前記光触媒フィルタと前記光源を前記外部流路に設置しない状態で行った気流設計を、ほとんど変更せずに使用することが可能であるから、前記第1外部排出気流(Z1)が流れる前記外部流路に前記光触媒フィルタと前記光源を追加設置しても、前記気流設計の変更がほぼ不要である。
よって、(c)前記排気口から排出される前記第1外部排出気流(Z1)に含まれる抗がん剤を分解・無害化する機能を持たない「従前の安全キャビネット」に対し、前記抗がん剤を分解・無害化するための光触媒フィルタと光源を追加設置することで、「従前の安全キャビネット」の気流設計をほとんど変更せずに、前記抗がん剤を分解・無害化する機能を持つ安全キャビネットとして稼働させることが可能である、という効果が得られる。
(2) 本発明の第1の観点による安全キャビネットの好ましい例では、前記排気口の開口面積を変更する開口面積変更手段が設けられており、
前記開口面積変更手段を用いて、必要に応じて前記排気口の開口面積が変更可能とされる。
前記開口面積変更手段を用いて、必要に応じて前記排気口の開口面積が変更可能とされる。
この例では、前記光触媒フィルタ・ユニットと前記光源の追加に起因する前記第1外部排出気流(Z1)の風量や風速の変化に応じて、前記開口面積変更手段によって前記排気口の開口面積を容易に変更できるから、前記第1外部排出気流(Z1)の前記フィルタ流入風速を前記適正範囲内に収まるように調整する作業が、前記開口面積変更手段が設けられていない場合よりも容易になる、という利点がある。
(3) 本発明の第1の観点による安全キャビネットのさらに他の好ましい例では、前記開口面積変更手段が、前記排気口の開口度合いを調整可能とされたカバー又は蓋とされる。
この例では、前記開口面積変更手段を簡易な方法で実現できる、という利点がある。
(4) 本発明の第1の観点による安全キャビネットの他の好ましい例では、前記光触媒フィルタの前記適正範囲内に収まるように設定された、前記第1外部排出気流(Z1)の前記フィルタ流入時風速をV1とし、前記光触媒フィルタ・ユニットから排出される前記第2外部排出気流(Z2)の風量をQ1とすると、前記プレナムの前記流出側断面積Abは、
Ab=Q1/V1
で与えられる。
(4) 本発明の第1の観点による安全キャビネットの他の好ましい例では、前記光触媒フィルタの前記適正範囲内に収まるように設定された、前記第1外部排出気流(Z1)の前記フィルタ流入時風速をV1とし、前記光触媒フィルタ・ユニットから排出される前記第2外部排出気流(Z2)の風量をQ1とすると、前記プレナムの前記流出側断面積Abは、
Ab=Q1/V1
で与えられる。
この例では、前記プレナムの前記流出側断面積Abの算出が非常に容易である、という利点がある。
(5) 本発明の第1の観点による安全キャビネットのさらに他の好ましい例では、前記光源が、前記光触媒フィルタと前記排気用エアフィルタの間に配置されており、
前記光源から放出される前記活性化光が前記排気用エアフィルタに照射されるのを防止する通気性の活性化光遮断手段が、前記光源と前記排気用エアフィルタの間に配置される。
前記光源から放出される前記活性化光が前記排気用エアフィルタに照射されるのを防止する通気性の活性化光遮断手段が、前記光源と前記排気用エアフィルタの間に配置される。
この例では、前記活性化光遮断手段により、前記光源から放出される前記活性化光が前記排気用エアフィルタに照射されなくなるため、前記活性化光によって前記排気用エアフィルタが劣化するリスクを抑制することができ、しかも、前記活性化光遮断手段が通気性を持っているため、前記活性化光遮断手段が前記第1外部排出気流(Z1)に与える影響を抑制することができる、という利点がある。
(6) 本発明の第1の観点による安全キャビネットのさらに他の好ましい例では、前記活性化光遮断手段として、前記光触媒フィルタと同一の光触媒作用を持つ光触媒フィルタが使用される。
この例では、前記活性化光遮断手段を簡易な方法で実現することができ、しかも、前記活性化光遮断手段として使用された前記光触媒フィルタも、前記光触媒フィルタと同一の抗がん剤分解作用を発揮するため、前記活性化光遮断手段を使用しない場合よりも抗がん剤分解性能が大幅に向上する、という利点がある。
(7) 本発明の第1の観点による安全キャビネットのさらに他の好ましい例では、前記光源が、前記光触媒フィルタの流入面に沿って間隔をあけて配置された複数の直線状の放電管(例えば、ブラックライト)から構成されており、
複数の前記放電管の各々の近傍には、対応する前記放電管に沿って延在する帯状の遮光部材が配置されており、
複数の前記遮光部材が、前記活性化光遮断手段として機能し、
前記活性化光遮断手段の通気性が、複数の前記遮光部材の間の隙間によって実現される。
複数の前記放電管の各々の近傍には、対応する前記放電管に沿って延在する帯状の遮光部材が配置されており、
複数の前記遮光部材が、前記活性化光遮断手段として機能し、
前記活性化光遮断手段の通気性が、複数の前記遮光部材の間の隙間によって実現される。
この例では、前記活性化光遮断手段を簡易な方法で実現することができ、しかも、前記活性化光遮断手段として光触媒フィルタを使用する場合よりも低コストですむ、という利点がある。
(8) 本発明の第1の観点による安全キャビネットのさらに他の好ましい例では、前記光源が、前記光触媒フィルタの流入面に沿って間隔をあけて配置された複数の帯状のLED装置から構成される。
この例では、複数の前記LED装置の各々から放出される前記活性化光が、前記光触媒フィルタに向かう方向に限定され、前記排気用エアフィルタに向かう方向には放出されないため、前記活性化光遮断手段を設置することなく、前記活性化光遮断手段を設置した場合と同様の効果が得られる、という利点がある。
(9) 本発明の第1の観点による安全キャビネットのさらに他の好ましい例では、前記光源が、前記光触媒フィルタの流入面に沿って間隔をあけて配置された複数の帯状のLED装置から構成されており、
複数の前記LED装置の各々に含まれている不透明部材(例えば基板)が、前記活性化光遮断手段として機能しており、
前記活性化光遮断手段の通気性が、複数の前記LED装置の間の前記間隔によって実現される。
複数の前記LED装置の各々に含まれている不透明部材(例えば基板)が、前記活性化光遮断手段として機能しており、
前記活性化光遮断手段の通気性が、複数の前記LED装置の間の前記間隔によって実現される。
この例では、複数の前記LED装置の各々に含まれている前記不透明部材(例えば基板)それ自体が、前記活性化光遮断手段として機能しているので、前記活性化光遮断手段を別途用意することが不要である、という利点がある。
(10) 本発明の第1の観点による安全キャビネットのさらに他の好ましい例では、前記内部流路が、
前記内部空間から排出されて前記内部流路を移動する前記未浄化気流(X)及び前記浄化気流(Y)の所定部分(例えば70%)が、前記給気用エアフィルタによって清浄化されてから、再度、前記浄化気流(Y)として前記作業空間に供給され、且つ、
前記内部流路を移動する前記未浄化気流(X)及び前記浄化気流(Y)の残部(例えば30%)が、前記第1外部排出気流(Z1)として前記排出口から排出される
ように形成されており、
それによって、当該安全キャビネットが室内循環型の安全キャビネットとして機能するようにされる。
前記内部空間から排出されて前記内部流路を移動する前記未浄化気流(X)及び前記浄化気流(Y)の所定部分(例えば70%)が、前記給気用エアフィルタによって清浄化されてから、再度、前記浄化気流(Y)として前記作業空間に供給され、且つ、
前記内部流路を移動する前記未浄化気流(X)及び前記浄化気流(Y)の残部(例えば30%)が、前記第1外部排出気流(Z1)として前記排出口から排出される
ように形成されており、
それによって、当該安全キャビネットが室内循環型の安全キャビネットとして機能するようにされる。
この例では、本発明の第1の観点による安全キャビネットを、室内循環型の安全キャビネットとして稼働させることができる、という利点がある。
(11) 本発明の第1の観点による安全キャビネットのさらに他の好ましい例では、前記外部流路が、前記排気口に一端が接続され、且つ、他端が建屋の外部に接続されたダクトの内部に形成されており、
前記光触媒フィルタ及び前記光源が前記ダクトの内部に配置されていると共に、前記プレナムが前記ダクトの内部に形成されており、
前記内部流路が、前記内部空間から排出されて前記内部流路を移動する前記未浄化気流(X)及び前記浄化気流(Y)の全てが、前記第1外部排出気流(Z1)として前記排気口から排出され、さらに、前記ダクトの内部を通って前記建屋の外部に排出されるように構成されており、
前記第1外部排出気流(Z1)が、前記ダクトの内部に設置された第2送風機による補助を受けながら、前記プレナムを通って前記光触媒フィルタに流入せしめられるように構成されており、
それによって、当該安全キャビネットが全排気型の安全キャビネットとして機能するようにされる。
前記光触媒フィルタ及び前記光源が前記ダクトの内部に配置されていると共に、前記プレナムが前記ダクトの内部に形成されており、
前記内部流路が、前記内部空間から排出されて前記内部流路を移動する前記未浄化気流(X)及び前記浄化気流(Y)の全てが、前記第1外部排出気流(Z1)として前記排気口から排出され、さらに、前記ダクトの内部を通って前記建屋の外部に排出されるように構成されており、
前記第1外部排出気流(Z1)が、前記ダクトの内部に設置された第2送風機による補助を受けながら、前記プレナムを通って前記光触媒フィルタに流入せしめられるように構成されており、
それによって、当該安全キャビネットが全排気型の安全キャビネットとして機能するようにされる。
この例では、本発明の第1の観点による安全キャビネットを、全排気型の安全キャビネットとして稼働させることができる、という利点がある。
(12)本発明の第2の観点によれば、抗がん剤を分解・無害化する機能を有しない「従前の安全キャビネット」にその機能を追加することを可能にする、安全キャビネット用の光触媒フィルタ・ユニットが提供される。この光触媒フィルタ・ユニットは、
安全キャビネットの本体にその排気口を覆うように装着して使用される光触媒フィルタ・ユニットであって、
前記安全キャビネットの前記排気口から排出される外部第1排出気流(Z1)を受け入れるための流入側開口部を一端に有し、前記第1外部排出気流(Z1)に含まれる抗がん剤を光触媒作用により分解してから、第2外部排出気流(Z2)として当該光触媒フィルタ・ユニットの外部に排出するための流出側開口部を他端に有する筐体と、
前記筐体の内部に設置された光触媒フィルタと、
前記筐体の内部において前記光触媒フィルタの近傍に設置された、前記光触媒フィルタの光触媒作用を活性化するための活性化光を放出する光源と、
前記筐体の内部において前記第1外部排出気流(Z1)の流路に形成された、前記安全キャビネットの前記本体内における未浄化気流(X)の風速に関する所定の風速条件(例えば0.53m/s以上)を満足させながら、前記第1外部排出気流(Z1)を所望のフィルタ流入時風速で前記光触媒フィルタに流入させるためのプレナムとを備え、
前記光触媒フィルタは、抗がん剤毎に所望レベル以上の抗がん剤分解作用が得られるフィルタ流入時風速の適正範囲を有していると共に、前記第1外部排出気流(Z1)の前記所望のフィルタ流入時風速は、前記適正範囲内に収まるように設定されており、
前記プレナムの流入側断面積は、前記排気口の開口面積と同じか、それより大きく設定されており、
前記プレナムの流出側断面積は、前記第1外部排出気流(Z1)が前記所望のフィルタ流入時風速で前記光触媒フィルタに流入するように、前記第2外部排出気流(Z2)の風量に応じて設定されている
ことを特徴とするものである。
安全キャビネットの本体にその排気口を覆うように装着して使用される光触媒フィルタ・ユニットであって、
前記安全キャビネットの前記排気口から排出される外部第1排出気流(Z1)を受け入れるための流入側開口部を一端に有し、前記第1外部排出気流(Z1)に含まれる抗がん剤を光触媒作用により分解してから、第2外部排出気流(Z2)として当該光触媒フィルタ・ユニットの外部に排出するための流出側開口部を他端に有する筐体と、
前記筐体の内部に設置された光触媒フィルタと、
前記筐体の内部において前記光触媒フィルタの近傍に設置された、前記光触媒フィルタの光触媒作用を活性化するための活性化光を放出する光源と、
前記筐体の内部において前記第1外部排出気流(Z1)の流路に形成された、前記安全キャビネットの前記本体内における未浄化気流(X)の風速に関する所定の風速条件(例えば0.53m/s以上)を満足させながら、前記第1外部排出気流(Z1)を所望のフィルタ流入時風速で前記光触媒フィルタに流入させるためのプレナムとを備え、
前記光触媒フィルタは、抗がん剤毎に所望レベル以上の抗がん剤分解作用が得られるフィルタ流入時風速の適正範囲を有していると共に、前記第1外部排出気流(Z1)の前記所望のフィルタ流入時風速は、前記適正範囲内に収まるように設定されており、
前記プレナムの流入側断面積は、前記排気口の開口面積と同じか、それより大きく設定されており、
前記プレナムの流出側断面積は、前記第1外部排出気流(Z1)が前記所望のフィルタ流入時風速で前記光触媒フィルタに流入するように、前記第2外部排出気流(Z2)の風量に応じて設定されている
ことを特徴とするものである。
本発明の第2の観点による光触媒フィルタ・ユニットでは、一端に前記流入側開口部を有し、他端に前記流出側開口部を有する前記筐体の内部に、前記光触媒フィルタと前記光源が設けられているため、前記流入側開口部が前記安全キャビネットの前記排気口を覆うように、当該光触媒フィルタ・ユニットを前記本体に装着すると、前記排気口から排出された前記第1外部排出気流(Z1)は、前記流入側開口部を介して前記筐体の内部に入り、前記流路を流動するようになる。そこで、前記筐体の内部に設置された前記光触媒フィルタの光触媒作用を、同じく前記筐体の内部に設置された前記光源からの前記活性化光によって活性化することで、前記流路を流れる前記外部排出気流(Z1)に含まれる抗がん剤を分解して無害化することができる。つまり、前記光触媒フィルタ・ユニットの外部に排出される前に、前記外部排出気流(Z1)から抗がん剤を除去することができるのである。こうして前記抗がん剤が除去された前記外部排出気流(Z1)は、前記第2外部排出気流(Z2)として当該光触媒フィルタ・ユニットの外部に排出される。これは、前記安全キャビネットの内部に存在していた前記抗がん剤が、前記安全キャビネットの設置室に拡散される恐れがないことを意味する。
よって、(a)作業者が前記安全キャビネットの作業空間で処理中の抗がん剤が、前記排気口から排出される前記第1外部排出気流(Z1)により前記設置室に拡散せしめられ、前記作業者が前記抗がん剤に被曝する、という事態を、確実に防止することができる、という効果が得られる。
また、前記第1外部排出気流(Z1)に含まれる前記抗がん剤を分解・無害化する前記光触媒フィルタ及び前記光源は、前記筐体の内部にある前記流路に設置されているが、これらが設置された前記流路は、前記排気口から排出された前記第1外部排出気流(Z1)が流れる流路である。そして、前記外部流路には、前記プレナムが形成されていて、前記前記安全キャビネットの未浄化気流(X)の風速に関する前記所定の風速条件(例えば0.53m/s以上)を満足させながら、前記第1外部排出気流(Z1)が、前記所望のフィルタ流入時風速で前記光触媒フィルタに流入するようになっているが、前記所望のフィルタ流入時風速は、抗がん剤毎に前記光触媒フィルタが持つ前記適正範囲に収まるように設定されている。これは、前記光触媒フィルタにより、抗がん剤毎に所望レベル以上の抗がん剤分解作用が確実に得られるようにするためである。
しかも、前記プレナムの前記流入側断面積は、前記排気口の開口面積と同じか、それより大きく設定されている。これは、前記排気口から排出された前記第1外部排出気流(Z1)の風量や流速が、前記プレナムの前記流入側断面積によって制限されないようにするためである。これにより、前記流路に前記光触媒フィルタと前記光源が設置されないとして行った、前記安全キャビネットの前記本体内における前記未浄化気流(X)及び前記第1外部排出気流(Z1)に係る気流設計を、ほとんど変更する必要がなくなる。
さらに、前記プレナムの前記流出側断面積は、前記第1外部排出気流(Z1)が前記所望のフィルタ流入時風速で前記光触媒フィルタに流入するように、前記第2外部排出気流(Z2)の風量に応じて設定されている。これは、JIS K 3800により、前記第2外部排出気流(Z2)の風量が前記未浄化気流(X)の風量によって規定されてしまうからであり、また、前記未浄化気流(X)の風速に関する前記所定の風速条件(例えば0.53m/s以上)を必ず満足させなければならないからでもある。このように、前記光触媒フィルタから流出して(つまり前記光触媒フィルタを通過して)から当該光触媒フィルタ・ユニットの外部に排出される前記第2外部排出気流(Z2)の風量が、先に規定されてしまうため、その規定された風量に整合するように、前記第1外部排出気流(Z1)の前記フィルタ流入時風速を前記光触媒フィルタが持つ前記適正範囲内で指定せざるを得ず、その結果として、前記プレナムの流出側断面積は自ずと定まることになる。
従って、本発明の第2の観点による光触媒フィルタ・ユニットでは、前記排気口から排出される前記第1外部排出気流(Z1)に含まれる抗がん剤を分解・無害化するための前記光触媒フィルタと前記光源を、前記流路に設置しない状態で行った気流設計を、ほとんど変更せずに使用することが可能である。
よって、(b)前記排気口から排出される前記第1外部排出気流(Z1)に含まれる抗がん剤を分解・無害化する機能を持たない「従前の安全キャビネット」の気流設計を、ほとんど変更せずに、前記抗がん剤を分解・無害化する機能を持つ安全キャビネットとして稼働させることが可能である、という効果が得られる。
さらに言えば、本発明の第2の観点による光触媒フィルタ・ユニットでは、上述したように、前記光触媒フィルタと前記光源を前記流路に設置しない状態で行った気流設計を、ほとんど変更せずに使用することが可能であるから、当該光触媒フィルタ・ユニットを用いて、前記第1外部排出気流が流れる前記流路に前記光触媒フィルタと前記光源を追加設置しても、前記気流設計の変更がほぼ不要である。
よって、(c)前記排気口から排出される前記第1外部排出気流(Z1)に含まれる抗がん剤を分解・無害化する機能を持たない「従前の安全キャビネット」に対し、当該光触媒フィルタ・ユニットを用いて、前記抗がん剤を分解・無害化するための光触媒フィルタと光源を追加設置することで、「従前の安全キャビネット」の気流設計をほとんど変更せずに、前記抗がん剤を分解・無害化する機能を持つ安全キャビネットとして稼働させることが可能である、という効果が得られる。
(13)本発明の第2の観点による光触媒フィルタ・ユニットの好ましい例では、前記排気口の開口面積が変更可能とされており、
前記筐体の前記流入側開口部が、前記排気口の開口面積が変更されても、前記排気口から排出される前記外部第1排出気流(Z1)の全てを受け入れ可能な大きさに設定される。
前記筐体の前記流入側開口部が、前記排気口の開口面積が変更されても、前記排気口から排出される前記外部第1排出気流(Z1)の全てを受け入れ可能な大きさに設定される。
この例では、前記筐体の前記流入側開口部が、前記排気口の開口面積が(その最大値と最小値の間で)変更されても、前記排気口から排出される外部第1排出気流(Z1)の全てを受け入れ可能な大きさに設定されているから、前記排気口の開口面積を適宜変更することで、前記光触媒フィルタ・ユニットと前記光源の追加に起因する前記第1外部排出気流(Z1)の風量や風速の変化を緩和することが可能である。このため、前記第1外部排出気流(Z1)の前記フィルタ流入風速を前記適正範囲内に収まるように調整する作業が、前記排気口の開口面積の変更ができない場合よりも容易になる、という利点がある。
(14)本発明の第2の観点による光触媒フィルタ・ユニットのさらに他の好ましい例では、前記排気口の前記開口面積がその最大値に設定された状態でも、前記排気口の前記開口面積がその最小値に設定された状態でも、前記排気口から排出される外部第1排出気流(Z1)の全てが、前記筐体の前記流入側開口部に受け入れられるように構成される。
この例では、当該光触媒フィルタ・ユニットを前記本体に装着した状態で、前記排気口の前記開口面積をその限度まで拡大又は縮小させることができるため、前記第1外部排出気流(Z1)の前記フィルタ流入風速を前記適正範囲内に収まるように調整する作業が、いっそう容易になる、という利点がある。
(15)本発明の第2の観点による光触媒フィルタ・ユニットのさらに他の好ましい例では、前記光触媒フィルタの前記適正範囲内に収まるように設定された、前記第1外部排出気流(Z1)の前記フィルタ流入時風速をV1とし、前記光触媒フィルタ・ユニットから排出される前記第2外部排出気流(Z2)の風量をQ1とすると、前記プレナムの前記流出側断面積Abは、
Ab=Q1/V1
で与えられる。
Ab=Q1/V1
で与えられる。
この例では、前記プレナムの前記流出側断面積Abの算出が非常に容易である、という利点がある。
(16) 本発明の第2の観点による光触媒フィルタ・ユニットのさらに他の好ましい例では、前記光源が、前記光触媒フィルタと前記排気用エアフィルタの間に配置されており、
前記光源から放出される前記活性化光が前記排気用エアフィルタに照射されるのを防止する通気性の活性化光遮断手段が、前記光源と前記排気用エアフィルタの間に配置される。
前記光源から放出される前記活性化光が前記排気用エアフィルタに照射されるのを防止する通気性の活性化光遮断手段が、前記光源と前記排気用エアフィルタの間に配置される。
この例では、前記活性化光遮断手段により、前記光源から放出される前記活性化光が前記排気用エアフィルタに照射されなくなるため、前記活性化光によって前記排気用エアフィルタが劣化するリスクを抑制することができ、しかも、前記活性化光遮断手段が通気性を持っているため、前記活性化光遮断手段が前記第1外部排出気流(Z1)に与える影響を抑制することができる、という利点がある。
(17) 本発明の第2の観点による光触媒フィルタ・ユニットのさらに他の好ましい例では、前記活性化光遮断手段として、前記光触媒フィルタと同一の光触媒作用を持つ光触媒フィルタが使用される。
この例では、前記活性化光遮断手段を簡易な方法で実現することができ、しかも、前記活性化光遮断手段として使用された前記光触媒フィルタも、前記光触媒フィルタと同一の抗がん剤分解作用を発揮するため、前記活性化光遮断手段を使用しない場合よりも抗がん剤分解性能が大幅に向上する、という利点がある。
(18) 本発明の第2の観点による光触媒フィルタ・ユニットのさらに他の好ましい例では、前記光源が、前記光触媒フィルタの流入面に沿って間隔をあけて配置された複数の直線状の放電管(例えば、ブラックライト)から構成されており、
複数の前記放電管の各々の近傍には、対応する前記放電管に沿って延在する帯状の遮光部材が配置されており、
複数の前記遮光部材が、前記活性化光遮断手段として機能し、
前記活性化光遮断手段の通気性が、複数の前記遮光部材の間の隙間によって実現される。
複数の前記放電管の各々の近傍には、対応する前記放電管に沿って延在する帯状の遮光部材が配置されており、
複数の前記遮光部材が、前記活性化光遮断手段として機能し、
前記活性化光遮断手段の通気性が、複数の前記遮光部材の間の隙間によって実現される。
この例では、前記活性化光遮断手段を簡易な方法で実現することができ、しかも、前記活性化光遮断手段として光触媒フィルタを使用する場合よりも低コストですむ、という利点がある。
(19) 本発明の第2の観点による光触媒フィルタ・ユニットのさらに他の好ましい例では、前記光源が、前記光触媒フィルタの流入面に沿って間隔をあけて配置された複数の帯状のLED装置から構成される。
この例では、複数の前記LED装置の各々から放出される前記活性化光が、前記光触媒フィルタに向かう方向に限定され、前記排気用エアフィルタに向かう方向には放出されないため、前記活性化光遮断手段を設置することなく、前記活性化光遮断手段を設置した場合と同様の効果が得られる、という利点がある。
(20) 本発明の第2の観点による光触媒フィルタ・ユニットのさらに他の好ましい例では、前記光源が、前記光触媒フィルタの流入面に沿って間隔をあけて配置された複数の帯状のLED装置から構成されており、
複数の前記LED装置の各々に含まれている不透明部材(例えば基板)が、前記活性化光遮断手段として機能しており、
前記活性化光遮断手段の通気性が、複数の前記LED装置の間の前記間隔によって実現される。
複数の前記LED装置の各々に含まれている不透明部材(例えば基板)が、前記活性化光遮断手段として機能しており、
前記活性化光遮断手段の通気性が、複数の前記LED装置の間の前記間隔によって実現される。
この例では、複数の前記LED装置の各々に含まれている前記不透明部材(例えば基板)それ自体が、前記活性化光遮断手段として機能しているので、前記活性化光遮断手段を別途用意することが不要である、という利点がある。
(21) 本発明の第2の観点による光触媒フィルタ・ユニットのさらに他の好ましい例では、前記光触媒フィルタが、一対のフィルタ保持部材によって着脱可能として前記筐体に装着され、
前記一対のフィルタ保持部材が、前記光触媒フィルタの前記筐体への装着又は前記筐体からの離脱の際に、前記光触媒フィルタのガイドとして機能するように構成される。
前記一対のフィルタ保持部材が、前記光触媒フィルタの前記筐体への装着又は前記筐体からの離脱の際に、前記光触媒フィルタのガイドとして機能するように構成される。
この例では、前記光触媒フィルタの前記筐体への着脱作業が容易になる、という利点がある。
本発明の第1の観点による安全キャビネットと第2の観点による光触媒フィルタ・ユニットでは、(a)作業者が作業空間で処理中の抗がん剤が、排気口から排出される外部排出気流により設置室に拡散せしめられて、前記作業者が前記抗がん剤に被曝する、という事態を、確実に防止することができる、(b)排気口から排出される外部排出気流に含まれる抗がん剤を分解・無害化する機能を持たない「従前の安全キャビネット」の気流設計を、ほとんど変更せずに、前記抗がん剤を分解・無害化する機能を持つ安全キャビネットとして稼働させることが可能である、及び、(c)排気口から排出される外部排出気流に含まれる抗がん剤を分解・無害化する機能を持たない「従前の安全キャビネット」に対し、前記抗がん剤を分解・無害化するための光触媒フィルタと光源を追加設置することで、「従前の安全キャビネット」の気流設計をほとんど変更せずに、前記抗がん剤を分解・無害化する機能を持つ安全キャビネットとして稼働させることが可能である、という効果が得られる。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係る安全キャビネット1の全体構成を図1及び図2に、その安全キャビネット1に組み込まれた光触媒フィルタ・ユニット50の構成を図3~図5に示す。
本発明の第1実施形態に係る安全キャビネット1の全体構成を図1及び図2に、その安全キャビネット1に組み込まれた光触媒フィルタ・ユニット50の構成を図3~図5に示す。
(安全キャビネット1の構成)
本発明の第1実施形態に係る安全キャビネット1は、室内循環型の「クラスIIA2型」の安全キャビネットとして構成されており、図示しない設置室(例えば、大学や研究所、医療機関等の実験室や検査室)の内部に設置されている。安全キャビネット1は、図1及び図2に示すように、本体10と、本体10の上面外側に固定された光触媒フィルタ・ユニット50とを備えている。
本発明の第1実施形態に係る安全キャビネット1は、室内循環型の「クラスIIA2型」の安全キャビネットとして構成されており、図示しない設置室(例えば、大学や研究所、医療機関等の実験室や検査室)の内部に設置されている。安全キャビネット1は、図1及び図2に示すように、本体10と、本体10の上面外側に固定された光触媒フィルタ・ユニット50とを備えている。
(本体10の構成)
本体10は、その下部に固定されたベース11によって支持されている。本体10は、図1及び図2に示すように、所定角度で上端縁から下端縁に向かって前方に傾斜した前壁16と、所定間隔をあけて前壁16に対向するように配置された、垂直方向に延在する後壁15と、前壁16の下端縁と後壁15の下端縁に接続されて水平方向に延在する底壁12と、前壁16の上端縁と後壁15の上端縁に接続されて水平方向に延在する上壁14と、前壁16の左端縁と後壁15の左端縁にそれぞれ接続されて垂直方向に延在する左側壁13aと、前壁16の右端縁と後壁15の右端縁にそれぞれ接続されて垂直方向に延在する右側壁13bとを備えている。従って、本体10は、前面のみが傾斜した中空箱型の全体形状を有している。
本体10は、その下部に固定されたベース11によって支持されている。本体10は、図1及び図2に示すように、所定角度で上端縁から下端縁に向かって前方に傾斜した前壁16と、所定間隔をあけて前壁16に対向するように配置された、垂直方向に延在する後壁15と、前壁16の下端縁と後壁15の下端縁に接続されて水平方向に延在する底壁12と、前壁16の上端縁と後壁15の上端縁に接続されて水平方向に延在する上壁14と、前壁16の左端縁と後壁15の左端縁にそれぞれ接続されて垂直方向に延在する左側壁13aと、前壁16の右端縁と後壁15の右端縁にそれぞれ接続されて垂直方向に延在する右側壁13bとを備えている。従って、本体10は、前面のみが傾斜した中空箱型の全体形状を有している。
前壁16には、作業用開口部として機能する略矩形の前面開口部16aが形成されている。前面開口部16aは、未浄化気流Xの給気口としても機能する。前面開口部16aは、前壁16の外面にスライド可能に装着された透明シャッタ18を前記外面に沿って上下動させることで、開閉可能となっている。
本体10の内部には、底壁12に近い位置に、水平方向に延在する作業台17が設置されている。作業台17の前端縁は、前面開口部16aの下端縁に近い位置において、前壁16に接続されている。作業台17の後端縁は、前壁16から内方に向かって所定の間隔をおいて垂直に延在する背面板17cの下端縁に接続されている。作業台17の左端縁は、左側壁13aから内方に向かって所定の間隔をおいて垂直に延在する左側面板17eの下端縁に接続されている。作業台17の右端縁は、右側壁13bから内方に向かって所定の間隔をおいて垂直に延在する右側面板17fの下端縁に接続されている。作業台17の直上には、所定の間隔をおいて水平に延在する上面板17dが配置されている。上面板17dの前端縁は前壁16に接続され、上面板17dの後端縁は背面板17cの上端縁に接続され、上面板17dの左側端縁は左側面板17eの上端縁に接続され、上面板17dの右側端縁は右側面板17eの上端縁に接続されている。作業台17と、背面板17c、左側面板17e、右側面板17f、及び、上面板17dと、本体10の前壁16の背面板17cに対向する部分とは、作業空間20を形成(画定)している。作業者は、前面開口部16aを介して作業空間20の内部に腕を挿入し、作業空間20の内部の下位にある作業台17上に器具や試料等を載置して、種々の作業を行うことができる。
本体10の内部には、上述したようにして、前面開口部16aと連通する作業空間20が形成されているので、作業空間20を画定する隔壁、すなわち、作業台17、背面板17c、左側面板17e、右側面板17f、及び、上面板17dと、本体10の内壁面との間には、内部流路30が形成されている。内部流路30は、本第1実施形態では、作業台17と底壁12の間に形成された下部流路31と、背面板17cと後壁15の間に形成された背面側流路32と、上面板17dと上壁14の間に形成された上部流路33とから形成されている。
作業台17には、前壁16に近い位置に形成された複数の前方吸込口17aと、前壁16から離れて後壁15に寄った位置に形成された複数の後方吸込口17bとが、間隔をあけて並列して形成されている。このため、作業空間20は、複数の前方吸込口17aと複数の後方吸込口17bを介して、下部流路31と連通している。従って、作業空間20の内部にある気体(通常は空気)は、前方吸込口17aと後方吸込口17bを介して、作業空間20の直下にある下部流路31に入り、下部流路31を後方に向かって移動して、作業空間20の後方にある背面側流路32に到達する。そして、背面側流路32を上昇して、作業空間20の直上にある上部流路33に到達する。
本体10の上壁14には、上部流路33に存在する気体の一部(ここでは30%)を本体10の外部に排出するための排気口19が形成されている。排気口19には、図3に示すように、排気口19を覆うカバー(蓋)19aが、スライド可能として設けてあり、カバー19aを図3の矢印の方向に平行移動させることで、必要に応じて排気口19を開閉できると共に、カバー19aの開口度合い(排気口19の開口面積)を変えることで排気量の調整もできるようになっている。つまり、カバー19aを有する排気口19は、上部流路33に存在する気体の一部を本体10の外部に排出する機能に加えて、光触媒フィルタ・ユニット50への給気量調整口(排気量調整口)としての機能をも有しているのである。
上壁14には、さらに、排気用HEPAフィルタ42aを内部に収容した排気用HEPAフィルタ・ユニット42が設置されている。排気用HEPAフィルタ42aは、必要時に交換可能として、排気用HEPAフィルタ・ユニット42に装着されている。排気用HEPAフィルタ42aは、排気口19と重なる位置に設置されていて(図1及び図2参照)、上部流路33に存在する気体の一部(ここでは30%)を清浄化する機能を有する。こうして排気用HEPAフィルタ42aによって清浄化された気体は、排気口19を介して本体10の外部に排出され、排気口19に設置された光触媒フィルタ・ユニット50の内部に送られる。
排気口19から本体10の外部に排出される気体は、エアロゾル又は気体の状態の抗がん剤を含んでいる可能性があるが、後述するように、光触媒フィルタ・ユニット50によって分解・無害化された後に、同ユニット50から設置室内に排出されるため、安全キャビネット1で作業をする作業者が前記抗がん剤に被曝する恐れはない。
作業空間20を画定する一つの隔壁である上面板17dには、図示しない給気口と、給気用HEPAフィルタ41aを内部に収容した給気用HEPAフィルタ・ユニット41が設置されている。同ユニット41は、排気用HEPAフィルタ・ユニット42の下方に位置している。給気用HEPAフィルタ41aは、必要時に交換可能として、給気用HEPAフィルタ・ユニット41に装着されている。給気用HEPAフィルタ41aは、上部流路33に存在する気体のうちで排気口19から排気されないもの(ここでは70%)を、前記給気口から導入して清浄化する機能を有する。こうして清浄化された気体は、そのまま直下の作業空間20に供給される。
本体10の上壁14には、送風機40が設置されている。送風機40は、本体10の内部の作業空間20と内部流路30(下部流路31、背面側流路32及び上部流路33)に、所望の気流を発生させるために設けられている。送風機40が出力する風力により、作業空間20と内部流路30(下部流路31、背面側流路32及び上部流路33)とを通って、本体10の内部を気体が循環するようになっている。この点については後述する。
送風機40は、ここでは、本体10の上壁14に固定されているが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、作業室30の直下や後方に配置してもよい。要するに、本体10の作業空間20と内部流路30を循環するように所望の気流を発生させることができれば、任意の位置に設置することが可能である。また、ここでは、1個の送風機40が設置されているが、必要に応じて、2個又は3個以上の送風機を設置してもよいことは言うまでもない。
作業空間20と、内部流路30(すなわち、下部流路31、背面側流路32及び上部流路33)とを通って、本体10の内部を循環する気流は、JIS K 3800による規定に沿って、次のように設定されている。すなわち、作業空間20には、前面開口部16aを介して外部から未浄化気流Xが供給されると共に、上部流路33から給気用HEPAフィルタ41aを介して浄化気流Yが供給される。未浄化気流Xは、作業空間20で扱われる試料のコンタミネーションを防止するエアカーテン(エアバリア)としても機能する。作業空間20に供給された未浄化気流Xと浄化気流Yは、一体的な気流W(=X+Y)となって、下部流路31及び背面側流路32を移動し、上部流路33に到達する。上部流路33に到達した気流Wのうちの所定割合(ここでは30%)は、排気用HEPAフィルタ42aで浄化されてから、第1外部排出気流Z1となって排気口19から本体10の外部に排出され、光触媒フィルタ・ユニット50の内部に到達する。そして、光触媒フィルタ・ユニット50の内部において、第1外部排出気流Z1に含まれる抗がん剤が全て除去されてから、第2外部排出気流Z2として、光触媒フィルタ・ユニット50の外部、すなわち、安全キャビネット1の設置室の内部に排出される。上部流路33に到達した気流Wの残り(ここでは70%)は、給気用HEPAフィルタ41aで浄化され、浄化気流Yとして作業空間20に再度供給される。以後、同様である。これらの気流X、Y、W、Z1及びZ2は、安全キャビネット1の稼働中はずっと、同様の循環動作をする。
上述したとおり、作業空間20を出た気流W(=X+Y)のうちの所定割合(ここでは30%)は、常時、第1外部排出気流Z1として排気口19から本体10の外部(つまり光触媒フィルタ・ユニット50の内部)に排出され、さらに、第2外部排出気流Z2として光触媒フィルタ・ユニット50から安全キャビネット1の外部に排出される。このため、それを補充するために、前面開口部16aを介して、外部から未浄化気流Xが作業空間20に供給されるようになっている。従って、第2外部排出気流Z2の風量(単位時間に通過する気体の量)は、未浄化気流Xの風量と同一である。これにより、本体10の内部の各部分における気体の圧力は、常時、ほぼ設定値に保持される。
ここで、上述した構成を持つ第1実施形態に係る安全キャビネット1の本体10に係る具体的寸法の例を挙げると、次のとおりである。
すなわち、前面開口部16aは、例えば、幅(横)0.9m、高さ(縦)0.25mの矩形である。前面開口部16aから作業空間20に供給される未浄化気流Xの風速は、例えば、0.55m/s、前面開口部16aから供給される未浄化気流Xの風量(これは排気口19から排出される第1外部排出気流Z1の風量に等しい)は、例えば、445m3/hである。また、前面開口部16aから供給される未浄化気流X(及び第1外部排出気流Z1)の風量と、給気用HEPAフィルタ41aを介して作業空間20に供給される浄化気流Yの風量は、3対7の割合に設定される。つまり、未浄化気流X及び第1外部排出気流Z1の風量は、気流W(=X+Y)の(3/10)、浄化気流Yの風量は、気流W(=X+Y)の(7/10)となっている。
さらに、上述したように、未浄化気流X及び第1外部排出気流Z1の風量の方が、浄化気流Yの風量よりも大きく設定されるため、排気量調整口(光触媒フィルタ・ユニット50への給気量調整口)としての機能を持つ排気口19の開口面積は、少なくとも前面開口部16aの開口面積よりも小さく設定されるのが一般的である。そこで、排気口19は、前面開口部16a(0.9m×0.25m)より十分小さくなるように、例えば、幅(横)0.2m、奥行き(縦)0.25mの矩形とされる。そして、排気口19から排出されて光触媒フィルタ・ユニット50の内部に供給される第1外部排出気流Z1の風速は、例えば、2.4m/sとされる。
(光触媒フィルタ・ユニット50の構成)
続いて、光触媒フィルタ・ユニット50の構成について説明する。
続いて、光触媒フィルタ・ユニット50の構成について説明する。
光触媒フィルタ・ユニット50は、図1及び図2から容易に理解されるように、本体10の外側において、本体10の上壁14に形成された排気口19(カバー19aを含む)と重なる位置に設置されている。つまり、光触媒フィルタ・ユニット50は、本体10に対して外付けされた構造になっている。
光触媒フィルタ・ユニット50は、図3~図6に示すように、中空直方体状の筐体51と、筐体51の内部に設置された矩形平板状の光触媒フィルタ52と、光触媒フィルタ52が持つ光触媒作用の活性化光源として機能する、4本の直線状のブラックライト53と、第1外部排出気流Z1を所望のフィルタ流入時風速で光触媒フィルタ52に流入させるためのプレナム57とを備えている。
筐体51は、図3に示すように、前壁51a、左側壁51b、右側壁51c及び後壁51dで囲まれた四角筒状である。筐体51の流入側の端部(図3及び図4では下端部)は、開口していて、矩形の流入側開口部51eとなっている。筐体51の流出側の端部(図3及び図4では上端部)も、同様に開口していて、矩形の流出側開口部51fとなっている。流入側開口部51eは、本体10の排気口19(カバー19aを含む)と重なる位置に、カバー19aを含む排気口19の全体を取り囲むように固定されている。このため、排気口19の開口面積がその最大値に設定された状態でも、その最小値に設定された状態でも、排気口19から排出される第1外部第1排出気流Z1の全てが、筐体51の流入側開口部51eに受け入れられ、従って、光触媒フィルタ・ユニット50を本体10に装着した状態で排気口19の開口面積をその限度まで拡大又は縮小させることができ、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速を調整する作業が容易になる。流出側開口部51fの近傍には、一対のフィルタ保持部材54を用いて、光触媒フィルタ52が設置されている。
光触媒フィルタ52は、図6に示すように、全体が矩形平板状として形成されており、一面(図6では下面)に外部排出気流Z1が流入する矩形平面状の流入面52aが、他面(図6では上面)に外部排出気流Z2が流出する矩形平面状の流出面52bが、それぞれ形成されている。光触媒フィルタ52の左端部52cと右端部52dは、一対のフィルタ保持部材54の対応する凹溝54dにそれぞれ挿入されて、筐体51の内部においてその流出側開口部51fの近傍に固定されるようになっている(図3及び図4参照)。
光触媒フィルタ52は、通気性と光触媒作用の両方を併せ持っている。つまり、第1外部排出気流Z1中の微細粒子を捕獲・除去するフィルタ機能と、光触媒フィルタ52に固定化された光触媒(例えば二酸化チタン)による抗がん剤分解機能とを有しているのである。光触媒フィルタ52としては、例えば、金属製ハニカムフィルタや不織布フィルタ、又は、多孔質セラミックフィルタに、光触媒活性のあるニ酸化チタン(あるいは他の光触媒活性のある物質)を固定化させたものを好適に用いることができるが、本発明はこれらに限定されるわけではない。要は、微細粒子を捕獲・除去するフィルタ機能と、光触媒による抗がん剤分解機能の両方を併せ持っているものであれば、任意の構成のものが使用可能である。
一対のフィルタ保持部材54の各々は、図5に示すように、光触媒フィルタ52の左端部52c又は右端部52dを係合可能な凹溝54dを内側に持つ直線状のレール状部材であり、その断面形状は略U字状である。一対のフィルタ保持部材54の各々は、筐体51の左側壁51bと右側壁51cの流出側端部(図3~図5では上端部)にそれぞれ固定されている。一対のフィルタ保持部材54は、それぞれ、左側壁51b及び右側壁51cに沿って延在しており、同一平面内で互いに平行に延在している。光触媒フィルタ52の左右の端部52c及び52dを対応するフィルタ保持部材54の凹溝54dにそれぞれ挿入して押し込むことで、光触媒フィルタ52は、図3及び図4に示すような状態で筐体51に係合されて装着されることができる。逆に、図3及び図4に示すような状態で筐体51に装着された光触媒フィルタ52を、一対のフィルタ保持部材54の凹溝54dに沿って、図3及び図4の前方又は後方に引き出せば、光触媒フィルタ52を筐体51から容易に取り外すことができる。
上述したところから明らかなように、一対のフィルタ保持部材54の各々は、光触媒フィルタ52を筐体51に着脱する際の「ガイド」としても機能するようになっている。このため、光触媒フィルタ52の装着作業と取り外し作業を容易に行える、という利点がある。
また、一対のフィルタ保持部材54の端部に、それぞれ、蓋(図示せず)を着脱可能に装着するのが好ましい。そうすると、光触媒フィルタ52を筐体51に装着する際には、一対のフィルタ保持部材54の端部にそれぞれ装着された蓋(図示せず)を採り外し、光触媒フィルタ52の左右の端部52c及び52dを対応するフィルタ保持部材54の凹溝54dにそれぞれ挿入して、最後まで押し込むだけで足りる。光触媒フィルタ52は、それだけで筐体51に正しく装着されるので、その後、取り外した前記蓋を対応するフィルタ保持部材54の端部に再装着すればよい。従って、光触媒フィルタ・ユニット50のメンテナンス作業を行う担当者は、一対のフィルタ保持部材54の各々の端部に設けられる前記蓋(図示せず)の着脱と、光触媒フィルタ52の挿入・抜出だけで、光触媒フィルタ2の交換が可能であり、非常に便利である。
一般に、光触媒フィルタ52は、親水性とセルフクリーニング機能を有しているので、水洗いをして汚れを落とすことが可能であることが多い。このため、光触媒フィルタ52のメンテナンスにおいては、メンテナンス業者を呼んだり、従来の滅菌ガス充填法などの煩雑な作業を行ったりすることなく、安全キャビネット11の作業者自身が、いつでも、希望する時に、光触媒フィルタ2を洗浄して清潔に保つことができる。よって、光触媒フィルタ52のメンテナンス作業で稼働できない、という事態が生じる恐れがほぼなくなり、光触媒フィルタ52による抗がん剤分解作用を最大限に活用することが可能である。
図4に示すように、光触媒フィルタ52の左端部52cの端面及び右端部52dの端面と、対応するフィルタ保持部材54の凹溝54dの底面との間には、所定の隙間55(その幅はG)が生じるように寸法関係が設定されており、作業者が指を当該隙間55に差し込むことで、光触媒フィルタ52の挿入・抜出がしやすくなっている。また、各々のフィルタ保持部材54の光触媒フィルタ52を支持する流入側(図4では下側)の側壁54aは、フィルタ保持部材54の光触媒フィルタ52を支持する流出側(図4では上側)の側壁54bより、少し長く(広く)形成されているが、その幅Wbは、光触媒フィルタ52がいずれか一方のフィルタ保持部材54の側に片寄せして載置されても、光触媒フィルタ52を十分に支持できる長さとされている。このため、筐体51の内部に流入した外部排出気流Z1を漏れなく光触媒フィルタ52に通すことができるだけでなく、作業者が光触媒フィルタ52を挿抜する際に、光触媒フィルタ52がフィルタ保持部材54から脱落して、光触媒フィルタ52を落下させてしまうリスクを抑制できる、という利点もある。
なお、光触媒フィルタ52の挿抜時の落下リスクを抑えるという観点では、例えば、空気抵抗のほとんどない金網(図示せず)を、光触媒フィルタ52の流入側(図3及び図4ではその直下)に敷くように設置し、当該金網の全面で落下した光触媒フィルタ52を受け止めるような構成としてもよい。
ブラックライト53は、直線状の蛍光灯型であって、図3及び図4に示すような状態で筐体51の内部の流出側開口部51fに装着された光触媒フィルタ52の近傍に、光触媒フィルタ52の流入面52a(図3及び図4では下面)から排気口19(流入側開口部51e)の側で所定の距離をあけて、筐体51の内部に設置されている。複数の直線状のブラックライト53は、光触媒フィルタ52に平行な平面内で、一対のフィルタ保持部材54と平行に延在していると共に、一対のフィルタ保持部材54と直交する方向に所定間隔をおいて等間隔に配置されている。
ブラックライト53は、一般的には発生する光の波長が短いほど、光触媒フィルタ52の光触媒作用の活性化能力が高い。そこで、ここでは、光触媒の活性化能力が高く且つ人体への影響が少ない紫外線A波(UV-A)(波長:320nm~400nm)のブラックライト(蛍光灯型)を使用している。具体的には、例えば、東芝ライテック株式会社製、消費電力8W、ピーク波長352nmのものを使用可能である。しかし、本発明はこれに限定されるわけではない。ここで使用する光源としては、光触媒フィルタ52の光触媒作用の活性化能力があるものであればよく、その形状や数、放射される活性化光の波長等に制限はない。
プレナム57は、筐体51の内部を移動する第1外部排出気流Z1を、所望のフィルタ流入時風速で光触媒フィルタ52に流入させるためのものである。プレナム57は、筐体51の流入側開口部51eから光触媒フィルタ52の流入面52a(排気口19に近い側の平面)までの部分を指している。本体10の排気口19を介して筐体51の流入側開口部51eに到達した第1外部排出気流Z1の風速と風圧は、プレナム57により調整(最適化)され、光触媒フィルタ52の流入面52aに流入する際の第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速が、所望の値、すなわち、光触媒フィルタ52が所望レベル以上(可能な限り最大)の抗がん剤分解作用を発揮する値に設定される。この値は、光触媒フィルタ52が持つフィルタ流入時風速の適正範囲(後述)から選択される。
(プレナム57の詳細)
次に、上述したプレナム57について、より詳細に説明する。
次に、上述したプレナム57について、より詳細に説明する。
プレナム57は、プレナム57に係る種々の条件、例えば、プレナム57の流入側端部における流入側断面積Aaや流出側端部における流出側断面積Ab、プレナム57の内部を移動する第1外部排出気流Z1がプレナム57に流入する時の風速(プレナム流入時風速)や、光触媒フィルタ52に流入する時の風速(フィルタ流入時風速)等が、それぞれ、適切な値に設定される必要がある。そのために必要な条件は、以下のようになる。
(イ)まず、光触媒フィルタ52で所望レベル以上の抗がん剤分解作用を得るためには、同フィルタ52に流入する第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速を、同フィルタ52が持つ適正範囲内に設定する必要がある。このフィルタ流入時風速の適正範囲は、光触媒フィルタ52に固定化されている光触媒の種類や、対象となる抗がん剤の種類によって、大きく変動し、光触媒フィルタ52上の光触媒と対象となる抗がん剤に対して固有のものである。
(ロ)第1外部排出気流Z1が、排気口19を出てプレナム57の流入側端部、つまり筐体51の流入側開口部51eに到達した時の風速(プレナム流入時風速)と、プレナム57を移動して最終的に光触媒フィルタ52の流入面52aに到達した時の風速(フィルタ流入時風速)とは、通常、一致しない。フィルタ流入時風速の適正範囲に合致することもない。
(ハ)第1外部排出気流Z1が光触媒フィルタ52の流入面52aに到達した時のフィルタ流入時風速は、光触媒フィルタ52に固有の前記適正範囲内に収まることが必須である。従って、「第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速は、光触媒フィルタ52に固有の前記適正範囲内から選定された所望のものに設定されなければならない。」これが第1条件である。
(ニ)第1外部排出気流Z1のプレナム流入時風速は、排気口19から排出されてプレナム57の流入側端部に到達した時の第1外部排出気流Z1の風量と、プレナム57の流入側端部の流入側断面積Aaとによって決まる。光触媒フィルタ52の追加に起因する圧力損失を抑制して、抗がん剤を分解・無害化する機能を持たない「従前の安全キャビネット」の気流設計が、光触媒フィルタ52の追加によって大きく変動しないようにするには、「プレナム57の流入側端部における第1外部排出気流Z1の風量は変更せず、第2外部排出気流Z2の風量に応じて、プレナム57の流入側断面積Aaを排気口19の開口面積Acと同じか、排気口19の開口面積Acより大きくすべきである。」これが第2条件である。
(ホ)第2外部排出気流Z2が光触媒フィルタ52の流出面52bから排出される時の風量は、前面開口部16aから作業空間20に供給される未浄化気流Xの風量で決まるが、未浄化気流Xの風速には、JIS K 3800により満たすべき風速条件(例えば0.53m/s以上)がある。従って、光触媒フィルタ52の追加に起因する圧力損失を抑制して、抗がん剤を分解・無害化する機能を持たない「従前の安全キャビネット」の気流設計が、光触媒フィルタ52の追加によって大きく変動しないようにするには、「未浄化気流Xの風速がJIS K 3800による前記風速条件を満たすようにしながら、第1外部排出気流Z1が前記所望のフィルタ流入時風速で光触媒フィルタ52に流入できるように、プレナム57の流出側断面積Abを第2外部排出気流Z2の風量に応じて設定すればよい。」これが第3条件である。
次に、上述した第1~第3の条件が必要になる理由を、
1.第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時の適正風速範囲
2.第1外部排出気流Z1のプレナム流入時風速とフィルタ流入時風速の齟齬の解消
3.第1光触媒フィルタ・ユニット50の設置に起因する圧力損失の抑制
4.第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速の適正範囲内での設定
の順に説明する。
1.第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時の適正風速範囲
2.第1外部排出気流Z1のプレナム流入時風速とフィルタ流入時風速の齟齬の解消
3.第1光触媒フィルタ・ユニット50の設置に起因する圧力損失の抑制
4.第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速の適正範囲内での設定
の順に説明する。
[1.第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時の適正風速範囲]
光触媒フィルタ52は、ブラックライト53が発する紫外光の照射を受けると、光触媒フィルタ52に固定化された光触媒(例えば二酸化チタン(TiO2))の作用が活性化される。その状態で、光触媒フィルタ52に抗がん剤を含む第1外部排出気流Z1を通過させると、前記抗がん剤は光触媒フィルタ52上で前記光触媒に接触し、前記光触媒の作用を受けて無害な無機物に分解される。その時の前記抗がん剤の単位体積当たり分解量、すなわち、単位体積の前記抗がん剤の中から前記光触媒によって分解される量(割合)は、第1外部排出気流Z1の光触媒フィルタ52への流入時風速(フィルタ流入時風速)によって変化する。これは、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速の大小により、前記抗がん剤と前記光触媒の接触時間が変動するからである。
光触媒フィルタ52は、ブラックライト53が発する紫外光の照射を受けると、光触媒フィルタ52に固定化された光触媒(例えば二酸化チタン(TiO2))の作用が活性化される。その状態で、光触媒フィルタ52に抗がん剤を含む第1外部排出気流Z1を通過させると、前記抗がん剤は光触媒フィルタ52上で前記光触媒に接触し、前記光触媒の作用を受けて無害な無機物に分解される。その時の前記抗がん剤の単位体積当たり分解量、すなわち、単位体積の前記抗がん剤の中から前記光触媒によって分解される量(割合)は、第1外部排出気流Z1の光触媒フィルタ52への流入時風速(フィルタ流入時風速)によって変化する。これは、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速の大小により、前記抗がん剤と前記光触媒の接触時間が変動するからである。
例えば、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速が遅い(小さい)ほど、光触媒フィルタ52に固定された前記光触媒と前記抗がん剤との接触時間が増える(長くなる)ため、前記抗がん剤の単位体積あたり分解量を増加させることが可能である。しかし、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速が速すぎる(大きすぎる)と、光触媒フィルタ52による前記抗がん剤の分解処理が追いつかず、光触媒フィルタ・ユニット50から排出される第2外部排出気流Z2に前記抗がん剤が残存してしまい、結果として、安全キャビネット1の設置室内に前記抗がん剤が拡散されてしまう恐れがある。逆に、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速が遅すぎる(小さすぎる)と、光触媒フィルタ52が収容された筐体51又はプレナム57の内部に第1外部排出気流Z1が滞留してしまい、安全キャビネット1の本体10内の気流の状態が設計状態からずれて、本来の空気循環機能が損なわれる恐れがある。
なお、筐体51又はプレナム57の内部に第1外部排出気流Z1が滞留して、空気循環機能が損なわれるという上記の状況は、例えば、光触媒フィルタ52の流入面52aのフィルタリング面積(実質的にフィルタリング動作を行う流入面52aの面積)を拡大することで、回避することは可能である。しかし、そうすると、プレナム57(ひいては光触媒フィルタ・ユニット50)のサイズが過大となって、安全キャビネット1に装着すること自体が困難になるから、光触媒フィルタ52の前記フィルタリング面積の拡大には、実際上の限界がある。前記フィルタリング面積の拡大には、光触媒フィルタ52に関係するコストが過大になるという問題もある。従って、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速の最小値も、その最大値と同様に、限定されることになる。
上述した点を考慮して行った本発明者らの実験によれば、抗がん剤を含む第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速は、0.3m/s~2.0m/sの範囲が好ましく、0.5m/s~1.5m/sの範囲がより好ましいことが判明している。第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速が、前者の範囲(0.3m/s~2.0m/s)内にあるよりも後者の範囲(0.5m/s~1.5m/s)内にある方が、より高い抗がん剤分解作用が得られ、また、プレナム57のサイズが過大になるのも防止することができるのである。後者の範囲であれば、最高レベルの抗がん剤分解作用が得られることから、当該実験に使用された光触媒フィルタ52では、後者の範囲が、プレナムのサイズと抗がん剤分解作用の強度とのバランスを両立できる最適な範囲と解することができる。前者の範囲も、プレナムのサイズと抗がん剤分解作用の強度とのバランスを両立できる好適な範囲と解することが可能である。よって、これら二つの範囲は、いずれも、当該実験に使用された光触媒フィルタ52の「フィルタ流入時風速の適正範囲」と言うことができる。
従って、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速を、上述した「フィルタ流入時風速の適正範囲」に設定することができれば、光触媒フィルタ・ユニット50から排出される第2外部排出気流Z2の中に前記抗がん剤が残存したり、光触媒フィルタ52が収容された筐体51又はプレナム57の内部に第1外部排出気流Z1が滞留したりする事態を防止しながら、前記抗がん剤の単位体積あたり分解量を最大化させることが可能となる。これは、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速を上述した「フィルタ流入時風速の適正範囲」に設定することで、光触媒フィルタ52に所望レベル以上の抗がん剤分解作用を常に発揮させることができること、換言すれば、安全キャビネット1の稼働を開始した後に、短時間(例えば10分)で、光触媒フィルタ・ユニット50から排出される第2外部排出気流Z2に含まれる抗がん剤を全て除去する(ゼロにする)ことができることを意味する。
[2.第1外部排出気流Z1のプレナム流入時風速とフィルタ流入時風速の齟齬の解消]
上述したように、光触媒フィルタ52には、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速に適正な範囲が存在することから、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速がその適正範囲内に設定されることが必要である。
上述したように、光触媒フィルタ52には、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速に適正な範囲が存在することから、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速がその適正範囲内に設定されることが必要である。
しかし、第1外部排出気流Z1のプレナム流入時風速が、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速の上述した適正範囲内に含まれることはない。これは、本体10の内部気流の設計時には、本体10の排気口19から排出された第1外部排出気流Z1が光触媒フィルタ52に通される、という事態を想定していないためである。換言すれば、光触媒フィルタ52の追加に起因する圧力損失の影響が考慮されていないためである。そこで、何らかの手法で、第1外部排出気流Z1のプレナム流入時風速を、上述した適正範囲内に収める必要がある。
第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速を上述した適正範囲内に収めるための方法としては、上述した適正範囲内に収まるように、外部排出気流Z1のプレナム流入時風速それ自体を変更する方法が考えられる。この場合、安全キャビネット1の本体10に組み込まれた各種装置の既存設定、例えば、送風機40が出力する風力の設定、排気口65の開口量(開口面積)といった既存設定を変更することが必要になる。しかし、本体10に組み込まれた各種装置に係る既存設定は、本体10の内部で所望の空気清浄化性能が実現されるように詳細に検討された後に決定されたものであるから、第1外部排出気流Z1のプレナム流入時風速を変更すると、それに伴って必要となる他の前記既存設定を全て調整して再設定することが必要になる。これは想像以上に大変な作業である。
例えば、第1外部排出気流Z1のプレナム流入時風速を変えるために、送風機40の出力風量を変更したり、排気口65の開口量(開口面積)を変更したりすると、安全キャビネット1の全体における給排気量の設定値、前面開口部16aからの未浄化気流Xの流入速度の設定値や、7:3に定められた給排気バランス等が変わるため、それらの値を再調整して改めて設定しなければならなくなる。最悪の場合には、本体10の内部で所望の空気清浄化性能が実現されなくなる恐れもある。
従って、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速を上述した適正範囲内に収めるために、第1外部排出気流Z1のプレナム流入時風速を変更する方法は、現実的ではなく、採用できない。第1外部排出気流Z1のプレナム流入時風速を変更せずに、何らかの手法で、そのフィルタ流入時風速が上述した適正範囲内に収まるようにすることが必要である。そこで、本発明者らは、そのための手法として、「第1外部排出気流Z1のプレナム流入時風速が、光触媒フィルタ52の流入面52aに到達するまでの過程で変化し、最終的に光触媒フィルタ52の流入面52aに流入する際には、そのフィルタ流入時風速が上述した適正範囲内に収まるようにする」という着想を得た。上述したプレナム57は、この着想を実現するために設けたものである。
[3.光触媒フィルタ・ユニット50の設置に起因する圧力損失の抑制]
JIS K 3800「バイオハザード対策用クラスII安全キャビネット」では、前面開口部16aを介して作業空間20に導入される未浄化気流Xの風速は、0.53m/s以上の値に設定すべきことが規定されている。
JIS K 3800「バイオハザード対策用クラスII安全キャビネット」では、前面開口部16aを介して作業空間20に導入される未浄化気流Xの風速は、0.53m/s以上の値に設定すべきことが規定されている。
一般的に、空気の移動速度としての風速Vは、単位時間あたりに通過する(移動する)空気量としての風量Qと、空気が通過する面積Aを用いて、下記の数式(1)のように表される。
Q=A×V (1)
本第1実施形態に係る安全キャビネット1では、上述したように、前面開口部16aが幅(横)0.9m、高さ(縦)0.25mの矩形とした場合、前面開口部16aの開口面積Aは0.225m2である。また、前面開口部16aを介して導入される未浄化気流Xの風速Vが0.55m/s(=1,980m/h)となるように、送風機40の出力強度が設定されている場合、前面開口部16aを介して導入される未浄化気流Xの風量Qは、上記数式(1)より、445m3/hとなる。
本第1実施形態に係る安全キャビネット1では、上述したように、前面開口部16aが幅(横)0.9m、高さ(縦)0.25mの矩形とした場合、前面開口部16aの開口面積Aは0.225m2である。また、前面開口部16aを介して導入される未浄化気流Xの風速Vが0.55m/s(=1,980m/h)となるように、送風機40の出力強度が設定されている場合、前面開口部16aを介して導入される未浄化気流Xの風量Qは、上記数式(1)より、445m3/hとなる。
なお、本第1実施形態に係る安全キャビネット1は室内循環型のクラスIIであるから、排気口19から光触媒フィルタ・ユニット50に送られる第1外部排出気流Z1の風量は、未浄化気流Xの風量と同じ445m3/hである。
ここで、光触媒フィルタ・ユニット50を、安全キャビネット1の排気口19の直上に設置したことにより生じる圧力損失Pについて検討する。
光触媒フィルタ・ユニット50の設置に起因する圧力損失Pは、ダルシ―ワイスバッハの式(Darcy-Weisbach formula)から、抵抗係数Cp、断面積A、フィルタ厚さL、空気密度ρ(約1.2kg/m3)、風速Vを用いて、以下の数式(2)で与えられる。
P=(1/2)Cp×(L/A)×ρ×V2 (2)
また、上記数式(1)と上記数式(2)より、以下の数式(3)が成り立つ。
また、上記数式(1)と上記数式(2)より、以下の数式(3)が成り立つ。
P=(1/2)Cp×(L/A)×ρ×(Q/A)2 (3)
上記数式(3)は、以下の数式(4)のように変形できる。
上記数式(3)は、以下の数式(4)のように変形できる。
P=(1/2)Cp×(L/A3)×ρ×Q2 (4)
上記数式(4)から、圧力損失Pは、風量Qが多いほど、フィルタ厚さLが大きいほど、また、断面積Aが小さいほど、大きくなることが分かる。
上記数式(4)から、圧力損失Pは、風量Qが多いほど、フィルタ厚さLが大きいほど、また、断面積Aが小さいほど、大きくなることが分かる。
図7は、上記数式(4)に基づく圧力損失Pと風量Qの関係を示すグラフK1、K2、K3と、送風機の静圧特性(P-Qカーブ)のグラフMとを重ねて示した概念図である。
図7のグラフMは、安全キャビネット1の本体10に内蔵された送風機40の静圧特性(P-Qカーブ)で、圧力損失Pが0の時の風量Qが最大風量であり、風量Qが0の時の圧力損失Pが最大静圧である。グラフMより、圧力損失Pが0から増加するに伴って風量Qが減っていくことが分かる。グラフMで表した静圧特性は、送風機40に固有の特性であり、実際はさまざまなカーブを描くが、図4ではその一例のみを示している。
図7のグラフK1、K2、K3は、いずれも、上記数式(4)から分かるように、圧力損失Pが風量Qの2乗に比例する関数となっていることを示している。グラフK1は、光触媒フィルタ・ユニット50が設置されていない場合(つまり、本第1実施形態に係る安全キャビネット1から光触媒フィルタ・ユニット50を除去した場合)(以下、この構成を従来例ともいう)の圧力損失Pを示している。従来例の圧力損失Pを示すグラフK1と、圧力損失Pが与えられた時にどの程度の風量Qを出せるかを示すグラフMとの交点(図中の点p1)における風量Qp1が、従来例における給排気風量(外部から供給される未浄化気流Xの風量と、外部に排出される第1外部排出気流Z1の風量)を示している。
図7のグラフK2は、排気口19から排出された空気を光触媒フィルタ52で濾過する際に、光触媒フィルタ52を単純に排気口19に嵌め込む形で、光触媒フィルタ52を安全キャビネット1に追加設置した場合(以下、この構成を比較例1ともいう)の圧力損失Pを示している。比較例1の場合、プレナム57が存在しないので、排気口19から、例えば上述した風速2.4m/sで排気される第1外部排出気流Z1は、そのまま、直ちに光触媒フィルタ52の流入面52aに流入する。そして、圧力損失Pは、排気口19の開口面積Acに依存し、また、従来例より少なくとも、光触媒フィルタ52に起因する圧力損失分だけ大きくなる。図7では、比較例1の圧力損失Pを示すグラフK2とグラフMとの交点(図中p2)の風量Qp2は、上述した従来例の風量Qp1よりも減少していることが分かる。このように、光触媒フィルタ52を単純に排気口19に嵌め込む形で追加設置することで、風量Qが減少するということは、上記数式(1)から、比較例1では、前面開口部16aから流入する未浄化気流Xの風速Vが小さくなることを意味する。こうして未浄化気流Xの風速Vが小さくなり、前面開口部16aからの未浄化気流Xの風速が「0.53m/s以上」という条件を担保できなくなれば、JIS K 3800の規格から外れ、安全キャビネットとして稼働させることができない。
本第1実施形態に係る安全キャビネット1では、比較例1とは異なり、排気口19から排出される第1外部排出気流Z1を光触媒フィルタ52に向けて送り出すためのプレナム57を、筐体51の内部に設けている。そして、プレナム57の流出側断面積Ab、すなわち、光触媒フィルタ52の流入面52aの開口面積を、排気口19の開口面積Acより拡大している。こうすることで、光触媒フィルタ・ユニット50の設置に起因する圧力損失Pの影響を小さくし、また、同ユニット50の設置に起因する第1外部排出気流Z1(ひいては第2外部排出気流Z2)の風量Qの減少を抑制することができるのである。これは図7から明らかである。
すなわち、本第1実施形態に係る安全キャビネット1の圧力損失Pと風量Qの関係は、図7のグラフK3のように表される。上記数式(4)より、圧力損失Pは、プレナム57の流出側断面積Abを増加させることで大きく低下するため、グラフK3は、比較例1のグラフK2よりも、従来例のグラフK1に近づいている。つまり、本第1実施形態の構成では、プレナム57を設けると共にその流出側断面積Abを排気口19の開口面積Acより拡大することで、比較例1(グラフK2)と比較して、光触媒フィルタ・ユニット50の設置に起因する圧力損失Pの影響を大幅に抑制することができ、従って、比較例1で問題になった風量Qの減少(それによる未浄化気流Xの風速Vの低下)を大幅に抑制することができるのである。
[4.第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速の適正範囲内での設定]
上記のようにして、光触媒フィルタ・ユニット50の設置に起因する圧力損失Pの影響を大幅に抑制することで、本第1実施形態に係る安全キャビネット1の給排気風量Qp3(すなわち未浄化気流Xの風量と第1外部排出気流Z1の風量)(図7参照)を確保することができるが、その場合、光触媒フィルタ52に流入する第1外部排出気流Z1の風速Vp3は、以下のようになる。
上記のようにして、光触媒フィルタ・ユニット50の設置に起因する圧力損失Pの影響を大幅に抑制することで、本第1実施形態に係る安全キャビネット1の給排気風量Qp3(すなわち未浄化気流Xの風量と第1外部排出気流Z1の風量)(図7参照)を確保することができるが、その場合、光触媒フィルタ52に流入する第1外部排出気流Z1の風速Vp3は、以下のようになる。
すなわち、光触媒フィルタ52に流入する第1外部排出気流Z1の風速Vには、上述したとおり、光触媒フィルタ52上の光触媒による抗がん剤分解性能を発揮しやすい適正な範囲がある。光触媒フィルタ52に流入する第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速Vの値をVp3とし、プレナム57の流出側断面積Abの値をAp3とすると、本第1実施形態に係る安全キャビネット1の給排気風量(すなわち未浄化気流Xの風量と第1外部排出気流Z1の風量)Qの値Qp3は、上記数式(1)より、下記の数式(5)で与えられる。
Qp3=Ap3×Vp3 (5)
上記数式(5)より、本第1実施形態に係る安全キャビネット1の給排気風量Qの値Qp3に応じて、プレナム57の流出側断面積Abの値Ap3を変更することで、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速Vの値Vp3を所望の値とすることが可能であることが分かる。つまり、光触媒フィルタ・ユニット50の筐体51の内部にプレナム57を設けると共に、その流出側断面積Abの値Ap3を、本第1実施形態に係る安全キャビネット1の給排気風量Qの値Qp3に応じて調整することにより、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速Vの値Vp3を、光触媒フィルタ52が持つ光触媒作用(抗がん剤分解性能)が最大限に発揮されるように設定することが可能になるのである。
上記数式(5)より、本第1実施形態に係る安全キャビネット1の給排気風量Qの値Qp3に応じて、プレナム57の流出側断面積Abの値Ap3を変更することで、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速Vの値Vp3を所望の値とすることが可能であることが分かる。つまり、光触媒フィルタ・ユニット50の筐体51の内部にプレナム57を設けると共に、その流出側断面積Abの値Ap3を、本第1実施形態に係る安全キャビネット1の給排気風量Qの値Qp3に応じて調整することにより、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速Vの値Vp3を、光触媒フィルタ52が持つ光触媒作用(抗がん剤分解性能)が最大限に発揮されるように設定することが可能になるのである。
ここで、上述した構成を持つ本第1実施形態に係る安全キャビネット1の光触媒フィルタ・ユニット50に係る具体的寸法の例を挙げると、次のとおりである。
すなわち、光触媒フィルタ52としては、例えば、幅(横)300mm、奥行き(縦)300mm、厚さ20mmの矩形板状のものが使用可能である。一対のフィルタ保持部材54の間隔(筐体51の左側壁51bと右側壁51cの距離)Waは、例えば320mm、フィルタ保持部材54の下位壁54aの幅Wbは、例えば25mmとすることができる。光触媒フィルタ52の流入面52aの、フィルタ保持部材54の下位壁54aと対向・接触する部分(例えば10mm幅)には、外部排出気流Z1が流入しないので、外部排出気流Z1が流入する光触媒フィルタ52の流入面52aの幅は、例えば、280mm(=300mm-10mm×2)である。従って、プレナム57の流出側断面積Abは、例えば、幅(横)280mm×奥行き(縦)300mmとなる。なお、プレナム57の流出側断面積Abは、光触媒フィルタ52の流入面52aのフィルタリング面積(実質的にフィルタリング動作を行う流入面52aの面積)に等しい。
(性能の比較)
図13に性能比較表を示す。同表は、前面開口部16a(開口面積A)からの未浄化気流Xの風速V、及び、プレナム57の(開口面積Aすなわち流出側断面積Ab)での第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速Vの測定結果と、空気清浄性能及び抗がん剤分解性能の検証結果について、本第1実施形態に係る安全キャビネット1、従来例、及び、比較例1の間で比較できる形で示している。
図13に性能比較表を示す。同表は、前面開口部16a(開口面積A)からの未浄化気流Xの風速V、及び、プレナム57の(開口面積Aすなわち流出側断面積Ab)での第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速Vの測定結果と、空気清浄性能及び抗がん剤分解性能の検証結果について、本第1実施形態に係る安全キャビネット1、従来例、及び、比較例1の間で比較できる形で示している。
図13の表において、空気清浄性能については、前面開口部16aからの未浄化気流Xの風速VがJIS K 3800による「0.53m/s以上」という条件を担保できていれば、安全キャビネットとしての空気清浄性能は担保できる、として「〇」で示し、同風速Vが0.53m/s未満であれば、「×」で示している。
抗がん剤分解性能については、光触媒フィルタ52に流入する第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速Vが0.5~1.5m/sの範囲(上述した2つの適正範囲のうちの1つ)内であれば、光触媒フィルタ52(上の光触媒)が持つ抗がん剤分解性能を最大限発揮できるとして「〇」で示し、同風速Vがそれよりも遅すぎたり速すぎたりすることで、効果は多少あるものの、光触媒フィルタ52の抗がん剤分解性能を最大限発揮できるわけではないときは、「△」で示し、そもそも抗がん剤分解性能を有しない場合は、「×」で示している。
風速Vの測定は、日本カノマックス株式会社製の風速計を用いて行った。測定に用いた安全キャビネットは、変形例を除いて、本第1実施形態、従来例、比較例1ともに同一のものを使用した。風量Qは、図13の表中に記載されている前面開口部16aの開口面積Aと、前面開口部16aからの未浄化気流Xの風速Vの測定結果とから算出した。同様に、図13の表中に記載されているプレナム57の流出側断面積Abと、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速Vの測定結果とから算出した。
従来例は、光触媒フィルタ・ユニット50を持たない構成(従前の安全キャビネットの構成)であるから、抗がん剤分解性能は有しないが、前面開口部16aからの未浄化気流Xの風速Vは0.55m/sであり、空気清浄機能は担保できていた。よって、空気清浄機能は「〇」としている。
比較例1は、排気口19からの第1外部排出気流Z1を漏れなく光触媒フィルタ52に通すために、光触媒フィルタ52を排気口19にそのまま嵌め込む形で設置し、その上流側にブラックライト53を設けた構成である。比較例1は、排気口19の開口面積Acが0.9m×0.25mと小さく、圧力損失が大きくなるため、排気口19から排出される第1外部排出気流Z1の風量Qが低下した。その結果、前面開口部16aからの未浄化気流Xの風速が0.51m/sとなり、JIS K 3800が規定する空気清浄機能を担保できなかった。従って、空気清浄性能は「×」としている。
比較例2は、比較例1の構成で送風機40の出力だけを高めた場合の例である。安全キャビネットとして運用可能とすることが最優先事項であるため、比較例1で不足だった前面開口部16aからの未浄化気流Xの風速Vを上昇させるべく、送風機40の出力を上げ、前面開口部16aからの未浄化気流Xの風速を0.55m/sまで引き上げた。ただし、この構成ではもちろん、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速が所望値よりも上昇してしまうため、気化した抗がん剤が光触媒フィルタ52を高速ですり抜けてしまい、抗がん剤の分解が十分に進まずに、光触媒フィルタ52から外部に抗がん剤が漏れ出てしまう可能性が大である。従って、抗がん剤分解性能は「△」としている。
本第1実施形態に係る安全キャビネット1では、これらとは異なり、プレナム57を有する光触媒フィルタ・ユニット50が本体10の排気口19と重なる位置に設けられている。前面開口部16aからの未浄化気流Xの風量Q(これはプレナム57に流入する第1外部排出気流Z1の風量Qに等しい)は、445m3/hであって、従来例の455m3/hよりも少し小さいことから、圧力損失が少し見られる。しかし、前面開口部16aからの未浄化気流Xの風速Vは、0.54m/sであり、JIS K 3800が規定する「0.53m/s以上」を確保できていることが確認された。これは、プレナム57を設けると共に、その流出側断面積Abを排気口19の開口面積Acより拡大することで、光触媒フィルタ52に起因する圧力損失を大幅に抑制することができたからである。また、これにより、第1外部排出気流Z1が流入する光触媒フィルタ52の流入面52aのフィルタリング面積(実質的にフィルタリング動作を行う面積)が、大幅に拡大されたからである。よって、空気清浄機能は「〇」としている。
また、本第1実施形態に係る安全キャビネット1では、光触媒フィルタ・ユニット50にプレナム57を設けることで、排気口19の形状や大きさに依らず、光触媒フィルタ52に流入する第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速を制御することが可能となっている。このため、プレナム57の流出側断面積Abを、当該安全キャビネット1の給排気風量(前面開口部16aからの未浄化気流Xの風量とプレナム57に流入する第1外部排出気流Z1の風量)に応じて調整することにより、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速Vの値を、光触媒フィルタ52による光触媒分解性能を最大限に発揮できる適正範囲に、容易に設定することができる。
図13の表には、本第1実施形態に係る安全キャビネット1の変形例として、前面開口部16aからの未浄化気流Xの風量Qが本第1実施形態のそれ(445m3/h)よりも大きい600m3/hと増加せしめられた例も、併せて示している。本変形例では、本第1実施形態よりも未浄化気流Xの風量Qが増えているため、未浄化気流Xの風速Vを抑えるべく、前面開口部16aの開口面積を0.5m×0.3mとして、本第1実施形態の場合(0.3m×0.28m)よりも大きくしている。本変形例においても、本第1実施形態と同様に、未浄化気流Xの風量Qに応じてプレナム57の流出側断面積Abを変更することによって、光触媒フィルタ52に起因する圧力損失Pを抑えることが可能である。従って、本変形例においても、本第1実施形態と同様に、未浄化気流Xの風速Vが「0.53m/s以上」というJIS K 3800による要件を順守しながら、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速Vを最適化する(例えば1.11m/sに設定する)ことが可能である。
(抗がん剤分解性能の確認方法)
次に、図13の表に示した抗がん剤の分解性能の確認方法について説明する。
次に、図13の表に示した抗がん剤の分解性能の確認方法について説明する。
図13の表に示した抗がん剤の分解性能は、以下のような方法で確認した。以下の説明では、主として、上述した本発明の第1実施形態に係る安全キャビネット1について述べるが、従来例、比較例1及び2、本第1実施形態の変形例についても、同様にして確認したことは言うまでもない。
まず、上述した構成を持つ本発明の第1実施形態に係る安全キャビネット1を、実際に製作した。その安全キャビネット1では、前面開口部16aは、幅0.9m、高さ0.25mの矩形とした。前面開口部16aから供給される未浄化気流Xの風速と風量は、それぞれ、0.54m/s、445m3/hに設定した。前面開口部16aから供給される未浄化気流Xの風量と、給気用HEPAフィルタ41aを介して作業空間20に供給される浄化気流Yの風量は、3対7となるように設定した。排気口19は、幅0.2m、奥行き0.25mの矩形であり、排気口19から排出される外部排出気流Z1の風速は2.4m/sに設定した。
光触媒フィルタ・ユニット50の筐体51は、厚さ1.0mmのステンレス鋼板で製作した。光触媒フィルタ52の幅Wfは300mm、フィルタ保持部材54の全幅Waを320mm、一対のフィルタ保持部材54の下位壁54aの幅Wbを25mm、光触媒フィルタ52の左側面52c及び右側面52dと対応するフィルタ保持部材54の凹溝54dの底面との間の隙間の幅Gを10mmとした。光触媒フィルタ52としては、株式会社レナテック製の光触媒セラミックフォーム、気孔率は80~90%、幅300mm、奥行き300mm、厚さ20mmのものを使用した。抗がん剤は、作業者の職業的抗がん剤被曝の懸念が特に強いシクロホスファミドを使用した。
以上のようにして制作した本発明の第1実施形態に係る安全キャビネット1を、密閉チャンバー(図14参照)の中に設置し、その作業台17上に、抗がん剤であるシクロホスファミドのアセトン溶液を滴下したシャーレを静置した。そして、シャーレ上のアセトン溶液が完全に気化し、密閉チャンバー内にシクロホスファミドが充満した(ここまでの安全キャビネット1の稼働時間は0時間であり、従って、抗がん剤分割率は0%である)のを確認してから、当該安全キャビネット1を稼働させた。当該安全キャビネット1の効果(シクロホスファミドの分解性能)の確認は、当該安全キャビネット1の稼働前のシクロホスファミド濃度と稼働後の同濃度を測定して比較することにより、行った。これは、抗がん剤としてのシクロホスファミドの気体を安定して定常供給する手段がないためである。
当該安全キャビネット1の稼働中は、前記密閉チャンバー内の空気を公知のエアポンプを用いて毎分1Lの速度で吸引し、アセトン溶液中にバブリングさせることで、同溶液中のシクロホスファミドを回収した。バブリング後の空気は、再び、前記密閉チャンバー内に還流させた。同溶液中のシクロホスファミドの回収は、安全キャビネット1を稼働させる前と、稼働中に行った。稼働中は30分毎に回収を行った。
回収したシクロホスファミドを含むアセトン溶液は、内標準物質を加えてジエチルエーテルに溶解し、トリフルオロ無水酢酸で誘導体化した。これを窒素ガス下で乾固後、トルエンに溶解させてサンプルを得た。当該サンプルにつき、ガスクロマトグラフ質量分析計を用いて、以下の分析条件で、シクロホスファミドの定量解析を行った。
シクロホスファミドとしては、塩野義製薬株式会社製の注射用エンドキサンを使用した。アジレント・テクノロジー株式会社製のガスクロマトグラフ質量分析計(7890A)と、同社製のカラム(DB-5)(長さ30m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)を使用した。キャリアガスとしては、ヘリウムガス(風速24mL/min)を使用した。オーブン温度は、70℃から「15℃/分」の温度勾配で250℃まで加熱し、3分間保持した後、「30℃/分」の温度勾配で300℃まで加熱した。
図8に、当該安全キャビネット1について、密閉チャンバー内残留濃度を経時的に測定した結果から、稼働前の測定値を100%とした時の変化率を「分解率」として算出した結果を示す。
図8の本発明の第1実施形態のグラフから明らかなように、当該安全キャビネット1の稼働後120分で、シクロホスファミド分解率が100%となり、それ以後は、安全キャビネット1の作業台17上に静置されたシャーレ中のシクロホスファミドのアセトン溶液には、シクロホスファミドが存在しないことが判明した。その結果、本発明の第1実施形態に係る安全キャビネット1であれば、光触媒による抗がん剤分解性能が効率よく発揮できることを確認できた。
図8には、第1実施形態に係る安全キャビネット1についての試験結果と共に、比較例1と比較例2の安全キャビネットについての試験結果も併せて記載されている。
比較例1の安全キャビネットは、上述したように、第1実施形態に係る安全キャビネット1の排気口19からの排気を漏れなく光触媒フィルタ52に通すために、光触媒フィルタ52を当該安全キャビネットの排気口にそのまま嵌め込む形で設置し、その上流にブラックライト53を配置した構成である。比較例1の安全キャビネットでは、当該安全キャビネット1の稼働後120分を経過しても、シクロホスファミド分解率が100%とならないことが分かる。従って、気化したシクロホスファミドは、光触媒フィルタ52をすり抜けて当該安全キャビネットの外に漏れ出てしまうと推定され、作業空間20で処理中の抗がん剤が排気口19を介して(エアロゾル又は気体の状態で)設置室内に拡散し、作業者が前記抗がん剤に被曝するのを抑制する、という目的には使用できないことが明らかである。
比較例1の安全キャビネットでは、前面開口部16aの形状と大きさは本第1実施形態の場合と同じであるが、前面開口部16aから供給される未浄化気流Xの風速が0.51m/sであり、本第1実施形態(0.54m/s)より少し小さい。また、前面開口部16aからの未浄化気流Xの風量は413m3/hであり、こちらも本第1実施形態(445m3/h)より少し小さい。比較例1の安全キャビネットは、光触媒フィルタ52を排気口19にそのまま嵌め込む形で設置しているため、排気口19の開口(幅0.3m、奥行き方向0.28mの矩形)を通った第1外部排出気流Z1がそのまま、直ちに光触媒フィルタ52に流入する。このため、光触媒フィルタ52に流入する第1外部排出気流Z1の風量Qは413m3/hで、本第1実施形態(445m3/h)よりやや小さくなっているが、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速が2.29m/sで、本第1実施形態(1.45m/s)よりかなり大きくなっている。よって、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速が過大であることが、気化したシクロホスファミドが光触媒フィルタ52をすり抜けて当該安全キャビネットの外に漏れ出てしまう原因と推定される。
比較例2の安全キャビネットは、比較例1の安全キャビネットと同じ構成で、比較例1で不足だった前面開口部16aから供給される未浄化気流Xの風速を上昇させるために、送風機40の出力を上げることで、未浄化気流Xの風速を0.55m/sまで上げたものである。比較例2の安全キャビネットでは、稼働後120分を経過しても、シクロホスファミド分解率が100%とならないことが分かる。従って、比較例1の安全キャビネットと同様に、気化したシクロホスファミドは、光触媒フィルタ52をすり抜けて外に漏れ出てしまうと推定され、作業空間20で処理中の抗がん剤が排気口19を介して設置室内に拡散し、作業者が前記抗がん剤に被曝するのを防止する、という目的には使用できないことが分かる。
比較例2の安全キャビネットでは、前面開口部16aの形状と大きさは本第1実施形態の場合と同じであるが、前面開口部16aから供給される未浄化気流Xの風速が0.55m/sであり、本第1実施形態(0.54m/s)とほぼ同じである。また、前面開口部16aからの未浄化気流Xの風量は445m3/hであり、本第1実施形態と同じである。比較例2の安全キャビネットは、比較例1の場合と同様に、光触媒フィルタ52を安全キャビネット1の排気口19にそのまま嵌め込む形で設置しているため、排気口19の開口(幅0.3m、奥行き方向0.28mの矩形)を通った第1外部排出気流Z1がそのまま、直ちに光触媒フィルタ52に流入する。このため、光触媒フィルタ52に流入する第1外部排出気流Z1の風量Qは445m3/hで、本第1実施形態と同じであるが、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速が2.47m/sで、本第1実施形態(1.45m/s)よりはるかに大きくなっている。よって、比較例1の場合と同様に、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速が過大であることが、気化したシクロホスファミドが光触媒フィルタ52をすり抜けて安全キャビネットの外に漏れ出てしまう原因と推定される。
(揮発性有機化合物の除去性能の確認方法)
続いて、本発明の第1実施形態に係る安全キャビネット1の定常的な揮発性有機化合物の除去性能の試験結果について説明する。
続いて、本発明の第1実施形態に係る安全キャビネット1の定常的な揮発性有機化合物の除去性能の試験結果について説明する。
本第1実施形態に係る安全キャビネット1の定常的な揮発性有機化合物の除去(分解)性能を、以下の試験要領で、アセトアルデヒド(気体)の分解性能を確認することにより確認した。これは、上述した抗がん剤分解性能の試験では、気体状の抗がん剤を一定量で供給し続けることが不可能だったことから、やむを得ず、前記チャンバー内にある抗がん剤を一定量として試験を行ったため、それを補完するために行った試験である。つまり、上述した抗がん剤分解性能の試験では、前記チャンバー内にある抗がん剤が分解されたことは確認できるが、安全キャビネット1の第1外部排出気流Z1に含まれる抗がん剤が定常的に100%分解できたかどうかは、必ずしも明らかではないからである。
本第1実施形態に係る安全キャビネット1と同等以上の清浄空気を流入可能なチャンバー(図14参照)の内部に、当該安全キャビネット1を配置した後、前記チャンバー内のアセトアルデヒド濃度が5ppmとなるようにアセトアルデヒド(気体)を供給し、前記チャンバー内のアセトアルデヒド濃度が5ppmとなったことを確認した。その後、コンプレッサーと清浄空気流入機構を備えるガス混合器を用いて、濃度5ppmのアセトアルデヒド・ガスを生成し、前面開口部16aを介して風量1L/minで作業空間20に流入させた。この時、前記チャンバー内に供給された気体(アセトアルデヒド・ガス)と同量を排気するようにして、前記チャンバー内のアセトアルデヒド濃度が5ppmに維持されるように設定した。その後、送風機40を動作させ、さらにブラックライト52を動作させて、紫外光A波(UV-A光)を発生させた。そして、送風機40及びブラックライト52の動作開始から10分後に、前記チャンバー内のアセトアルデヒド濃度を測定した。比較のために、ブラックライト53の動作を停止した状態でも、同様の測定を行った。その試験結果を図15に示す。
その結果、ブラックライト53の動作を停止した場合は、前記チャンバー内のアセトアルデヒド濃度は5ppmのままであったが、ブラックライト53の動作を開始した場合は、前記チャンバー内のアセトアルデヒド濃度は10分後に1ppmに減少した(図15のグラフ参照)。これで、本第1実施形態に係る安全キャビネット1は、十分な定常的な揮発性有機化合物の分解性能を有することが判明した。
よって、こうして得られた揮発性有機化合物の除去性能の試験結果と、上述した抗がん剤分解性能の試験結果とを総合すると、本第1実施形態に係る安全キャビネット1では、その空気清浄性能を損なうことなく、排気口19から定常的に排出される第1外部排出気流Z1に含まれる抗がん剤を全て分解できることが判明した。
なお、光触媒フィルタ52は抗がん剤の分解物や、排気用HEPAフィルタ55をすり抜けてきた粉塵等によって経年で汚れてくる。二酸化チタン表面に汚れが付着していると、光触媒活性が損なわれるため、光触媒フィルタ2は適宜交換されるか、洗浄されて常に清浄な状態に保つ必要がある。メンテナンス手順が煩雑であると、メンテナンスが十分に行われず、光触媒の抗がん剤分解機能を十分に発揮できない恐れがある。そのため、メンテナンス時に、作業者自身による水洗いが可能で、軽量かつ高い剛性があって取り扱いが容易な、多孔質セラミックを基材とした光触媒フィルタを用いるのが好ましい。例えば、株式会社レナテック製の光触媒セラミックフォーム、気孔率80~90%、幅0.3m、奥行き0.3m、厚さ0.02mのものが、好適に使用可能である。
(第1実施形態に係る安全キャビネット1の効果)
以上、詳細に説明したように、本発明の第1実施形態に係る安全キャビネット1では、本体10の内部に、作業用開口部及び未浄化気流Xの給気口として機能する前面開口部16aと、前面開口部16aと連通せしめられた作業空間20と、作業空間20と連通せしめられた内部流路30と、内部流路30と連通せしめられた排気口19が設けられている。本体10の内部には、さらに、送風機40と、浄化気流Yを作業空間20に供給する給気用HEPAフィルタ41aと、作業空間20から排出された未浄化気流X及び浄化気流Yを清浄化して、第1外部排出気流Z1として排気口19から排出する排気用HEPAフィルタ42aとが設置されている。
以上、詳細に説明したように、本発明の第1実施形態に係る安全キャビネット1では、本体10の内部に、作業用開口部及び未浄化気流Xの給気口として機能する前面開口部16aと、前面開口部16aと連通せしめられた作業空間20と、作業空間20と連通せしめられた内部流路30と、内部流路30と連通せしめられた排気口19が設けられている。本体10の内部には、さらに、送風機40と、浄化気流Yを作業空間20に供給する給気用HEPAフィルタ41aと、作業空間20から排出された未浄化気流X及び浄化気流Yを清浄化して、第1外部排出気流Z1として排気口19から排出する排気用HEPAフィルタ42aとが設置されている。
ここまでは、「従前の安全キャビネット」と同様の構成であるが、本第1実施形態に係る安全キャビネット1では、上述した本体10の外側において、光触媒フィルタ・ユニット50が、本体10の上壁14に形成された排気口19(カバー19aを含む)と重なる位置に設置されている。つまり、光触媒フィルタ・ユニット50は、本体10に対して外付けされた構造になっている。
こうして外付けされた光触媒フィルタ・ユニット50は、第1外部排出気流Z1が流れる外部流路、つまり、筐体51の内部空間に、第1外部排出気流Z1に含まれる抗がん剤を光触媒作用により分解して、第2外部排出気流Z2として安全キャビネット1の外部に排出する光触媒フィルタ52が設置されており、光触媒フィルタ52の近傍には、光触媒フィルタ52の光触媒作用を活性化するための活性化光を放出するブラックライト53が設置されている。
さらに、第1外部排出気流Z1が流れる外部流路、つまり、筐体51の内部空間には、プレナム57が形成されていて、抗がん剤毎に所望レベル以上の抗がん剤分解作用が得られる、光触媒フィルタ52のフィルタ流入時風速の適正範囲(例えば、0.5m/s~1.5m/s)内に収まるように選定された所望のフィルタ流入時風速で、第1外部排出気流Z1が光触媒フィルタ52に流入するようにしている。そして、そのために、プレナム57の流入側断面積Aaは、排気口19の開口面積Acと同じか、それより大きく設定されており、プレナム57の流出側断面積Abは、第1外部排出気流Z1が、前記適正範囲内に収まるように選定されたフィルタ流入時風速で、光触媒フィルタ52に流入するように、第2外部排出気流Zの風量に応じて設定されている。
本第1実施形態に係る安全キャビネット1は、上述した構成を有しているので、前面開口部16aを介して作業空間20に供給された未浄化気流Xと、給気用HEPAフィルタ41aによって作業空間20に供給された浄化気流Yとは、作業空間20から内部流路30に移動した後に排気用HEPAフィルタ42aによって清浄化され、第1外部排出気流Z1として排気口19から排出される。従って、作業空間20に存在していた微細な粒子は、排気用HEPAフィルタ42aによって除去され、排気口19から排出される第1外部排出気流Z1には含まれない。しかし、作業空間20に存在していた抗がん剤(通常はエアロゾル又は気体の状態である)は、排気用HEPAフィルタ42aによっては除去されないため、当該安全キャビネット1の内部で前記抗がん剤を除去する処理を行わなければ、記第1外部排出気流Z1によって当該安全キャビネット1の外部に排出されることになる。
しかし、本第1実施形態に係る安全キャビネット1では、第1外部排出気流Z1が流れる前記外部流路(つまり筐体51の内部空間)に設置された光触媒フィルタ52の光触媒作用を、前記外部流路に設置されたブラックライト53からの紫外光によって活性化することで、前記外部流路を流れる第1外部排出気流Z1に含まれる抗がん剤を分解して無害化することができる。つまり、当該安全キャビネット1の外部に排出される前に、第1外部排出気流Z1を活性化された光触媒作用を持つ光触媒フィルタ52に通すことで、第1外部排出気流Z1から抗がん剤を除去することができるのである。こうして前記抗がん剤が除去された第1外部排出気流Z1は、第2外部排出気流Z2として当該安全キャビネット1の外部に排出される。これは、作業空間20に存在していた前記抗がん剤が、当該安全キャビネット1の設置室に拡散される恐れがないことを意味する。
よって、(a)作業者が作業空間20で処理中の抗がん剤が、排気口19から排出される第1外部排出気流Z1により前記設置室に拡散せしめられ、前記作業者が前記抗がん剤に被曝する、という事態を、確実に防止することができる、という効果が得られる。
また、第1外部排出気流Z1に含まれる前記抗がん剤を分解・無害化する光触媒フィルタ52及びブラックライト53は、前記外部流路(つまり筐体51の内部空間)に設置されているが、これらが設置された前記外部流路は、排気口19から排出された第1外部排出気流Z1が流れる流路である。そして、前記外部流路には、プレナム57が形成されていて、未浄化気流Xの風速に関する前記所定の風速条件(例えば0.53m/s以上)を満足させながら、第1外部排出気流Z1が、前記所望のフィルタ流入時風速で光触媒フィルタ52に流入するようになっているが、前記所望のフィルタ流入時風速は、抗がん剤毎に光触媒フィルタ52が持つ前記適正範囲に収まるように設定されている。これは、光触媒フィルタ52により、抗がん剤毎に所望レベル以上の抗がん剤分解作用が確実に得られるようにするためである。
しかも、プレナム57の流入側断面積Aaは、排気口19の開口面積Acと同じか、それより大きく設定されている。これは、排気口19から排出された第1外部排出気流Z1の風量や流速が、プレナム57の流入側断面積Aaによって制限されないようにするためである。これにより、前記外部流路に光触媒フィルタ52とブラックライト53が設置されないとして行った本体10内における未浄化気流X、浄化気流Y及び第1外部排出気流Z1に係る気流設計を、ほとんど変更する必要がなくなる。
さらに、プレナム57の流出側断面積Abは、第1外部排出気流Z1が前記所望のフィルタ流入時風速で光触媒フィルタ52に流入するように、第2外部排出気流Z2の風量に応じて設定されている。これは、JIS K 3800により、第2外部排出気流Z2の風量が未浄化気流Xの風量によって規定されてしまうからであり、また、未浄化気流Xの風速に関する前記所定の風速条件(例えば0.53m/s以上)を必ず満足させなければならないからでもある。このように、光触媒フィルタ52から流出して(つまり光触媒フィルタ52を通過して)から当該安全キャビネット1の外部に排出される第2外部排出気流Z2の風量が、先に規定されてしまうため、その規定された風量に整合するように、第1外部排出気流Z1の前記フィルタ流入時風速を光触媒フィルタ52が持つ前記適正範囲内で指定せざるを得ず、その結果として、プレナム57の流出側断面積Abは自ずと定まることになる。
従って、本第1実施形態に係る安全キャビネット1では、排気口19から排出される第1外部排出気流Z1に含まれる抗がん剤を分解・無害化するための光触媒フィルタ52とブラックライト53を、前記外部流路に設置しない状態で行った気流設計を、ほとんど変更せずに使用することが可能である。
よって、(b)排気口19から排出される第1外部排出気流Z1に含まれる抗がん剤を分解・無害化する機能を持たない「従前の安全キャビネット」の気流設計を、ほとんど変更せずに、前記抗がん剤を分解・無害化する機能を持つ安全キャビネットとして稼働させることが可能である、という効果が得られる。
さらに言えば、本第1実施形態に係る安全キャビネット1では、上述したように、光触媒フィルタ52とブラックライト53を前記外部流路に設置しない状態で行った気流設計を、ほとんど変更せずに使用することが可能であるから、第1外部排出気流Z1が流れる前記外部流路に光触媒フィルタ52とブラックライト53を追加設置しても、前記気流設計の変更がほぼ不要である。
よって、(c)排気口19から排出される第1外部排出気流Z1に含まれる抗がん剤を分解・無害化する機能を持たない「従前の安全キャビネット」に対し、前記抗がん剤を分解・無害化するための光触媒フィルタ52とブラックライト53を追加設置することで、「従前の安全キャビネット」の気流設計をほとんど変更せずに、前記抗がん剤を分解・無害化する機能を持つ安全キャビネットとして稼働させることが可能である、という効果が得られる。
(第2実施形態)
次に、図9を参照しながら、上述した本発明の第2実施形態に係る安全キャビネット1について説明する。
次に、図9を参照しながら、上述した本発明の第2実施形態に係る安全キャビネット1について説明する。
本発明の第2実施形態に係る安全キャビネット1の構成は、図3及び図4に示した構成を持つ上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50に代えて、図9に示した構成を持つ第2実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50Aが組み込まれている点を除き、上記第1実施形態に係る安全キャビネット1の構成と同じである。そこで、以下においては、本第2実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50Aと上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50との相違点について詳細に説明し、両者の同じ点についての説明は、上記第1実施形態に係る安全キャビネット1と同じ符号を付して省略する。
図9に示したように、本第2実施形態の光触媒フィルタ・ユニット50Aの構成は、上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50(図3及び図4参照)に、平板状の光触媒フィルタ52Aを追加したものに相当する。光触媒フィルタ52Aは、ここでは、上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50と形状・大きさ・材質・機能が、固定化されている光触媒を含めて、全て同一のものとされている。しかし、本発明はこの種の光触媒フィルタに限定されるわけではない。
中空直方体状の筐体51Aは、光触媒フィルタ52Aを追加設置するスペースを作り出すために、上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50の中空直方体状の筐体51を、同光触媒フィルタ・ユニット50とは反対側(図9では下方)に向かって少し延長した形状となっている。従って、光触媒フィルタ52Aの筐体51Aの全高、つまり、矩形の流出側開口部51Aeと矩形の流入側開口部51Afとの距離が、上記第1実施形態に係る筐体51のそれに比べて大きくなっている。筐体51Aは、前壁51a、左側壁51Ab、右側壁51Ac及び後壁51dで囲まれた四角筒状であり、これは上記第1実施形態に係る筐体51と同様である。流出側開口部51Aeは、排気口19(カバー19aを含む)と重なる位置に排気口19の全体(カバー19aを含む)を包含するように位置決めされている。これも上記第1実施形態に係る筐体51と同様である。
流入側開口部51Afには、上記第1実施形態で使用された一対のフィルタ保持部材54を用いて、光触媒フィルタ52が設置されているが、それに加えて、上記第1実施形態に係る一対のフィルタ保持部材54と同じ構成を持つ一対のフィルタ保持部材54Aを用いて、上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ52と同一の、すなわち、形状・大きさ・材質・機能が同一の光触媒フィルタ52Aが設置されている。光触媒フィルタ52Aは、ブラックライト53の下方に光触媒フィルタ52と平行に、且つ、ブラックライト53に対して光触媒フィルタ52とほぼ対称な位置に配置されている。
上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ52の場合と同様に、光触媒フィルタ52Aの流入面52Aaは、流入側開口部51Afの側(図9では下位)にあり、その流出面52Abは流出側開口部51Aeの側(図9では上位)にある。また、光触媒フィルタ52Aの左側面52Acと対応するフィルタ保持部材54Aの凹溝54Adの内面との間には、隙間55Aが存在し、光触媒フィルタ52Aの右側面52Adと対応するフィルタ保持部材54Aの凹溝54Adの内面との間にも、隙間55Aが存在している。これも、光触媒フィルタ52の場合と同様である。
光触媒フィルタ52Aは、ブラックライト53から放射される紫外光が、安全キャビネット1の排気口19に設置された排気用HEPAフィルタ42aに照射されないようにするために、遮光部材(活性化光遮断部材)として配置されたものである。遮光部材としての光触媒フィルタ52Aは、排気口19から光触媒フィルタ52に向けて送られる第1外部排出気流Z1の流路に設置されているから、その気流Z1の流動を阻害しない程度の通気性が必要であるが、光触媒フィルタ52Aは、上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ52と形状・大きさ・材質・機能が同一であるから、通気性に係る問題は生じない。ただし、第1外部排出気流Z1の光触媒フィルタ52に対するフィルタ流入時風速は、光触媒フィルタ52Aが存在しない上記第1実施形態のものに対して少し変動するから、それに対する対処は必要である。これについては後述する。
上記第1実施形態の安全キャビネット1では、光触媒フィルタ・ユニット50の筐体51の内部では、安全キャビネット1の稼働中は常時、ブラックライト53から放射される紫外光(光触媒フィルタ52の活性化光)が、光触媒フィルタ52だけでなく、安全キャビネット1の内部の排気用HEPAフィルタ42aにも、排気口19を介して照射される。これは、ブラックライト53の特性上、紫外光がその全周にわたって放射状に放出されるからである。排気用HEPAフィルタ42aは、一般に、幅広い薬品耐性や耐熱性に優れるガラス繊維製の濾紙から形成されるが、その濾紙を形成するガラス繊維は、前記紫外光(活性化光)の長時間の照射によって強度低下を引き起こすことが知られている(非特許文献3参照)。例えば、排気用HEPAフィルタ42aの強度が低下した箇所にピンホールが生じてしまうことがある。その結果、排気用HEPAフィルタ42aの捕集性能が、「従前の安全キャビネット」よりも早い時期に低下して、排気用HEPAフィルタ42aの交換時期が「従前の安全キャビネット」よりも早くなってしまう恐れが大きい。
また、前記紫外光は、人体に対しても、肌の老化を招く等の悪影響を与えることも周知である。従って、上記第1実施形態に係る安全キャビネット1のように、光触媒フィルタ・ユニット50に内蔵されたブラックライト53が、排気口19越しに見通せる位置に配置されている場合には、上記第1実施形態に係る安全キャビネット1のメンテナンス作業を行う担当者が、不用意に前記紫外光の照射を受けて人体に悪影響を被る恐れもある。
本第2実施形態に係る安全キャビネット1では、上述したように、光触媒フィルタ・ユニット50Aの筐体51Aの内部に、遮光部材(活性化光遮断部材)としての光触媒フィルタ52Aが追加されているため、前記紫外光は光触媒フィルタ52Aによって遮断され、前記紫外光が本体10の排気口19に向かって照射されることがなくなる。換言すれば、前記紫外光が光触媒フィルタ・ユニット50Aから漏れ出ることがなくなるのである。その結果、前記紫外光に起因して、排気用HEPAフィルタ42aの早期劣化によってその交換時期が「従前の安全キャビネット」よりも早くなる恐れがない、という利点が得られる。さらに、前記紫外光が排気口19を介して、排気用HEPAフィルタ42aに向かって照射されなくなる(漏れ出ることがなくなる)ため、本第2実施形態に係る安全キャビネット1のメンテナンス作業を行う担当者が前記紫外光による悪影響を被る恐れもない、という利点も得られる。
しかしながら、本第2実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50Aでは、遮光部材(活性化光遮断部材)として光触媒フィルタ52Aが追加されているため、光触媒フィルタ52Aに起因する圧力損失によって、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速が、光触媒フィルタ52Aが存在しない上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50のそれよりも低下する。これは、本第2実施形態に係る安全キャビネット1の前面開口部16aを介して作業空間20に流入する未浄化気流Xの風速も、同様に低下することを意味するが、当該風速が低下しすぎて「0.53m/s以上」という要件を満たさなくなれば、JIS K 3800の規格から外れてしまい、安全キャビネットとして稼働できない。従って、第1外部排出気流Z1と未浄化気流Xの風速低下に対し、何らかの対処を行う必要がある。
そこで、本第2実施形態に係る安全キャビネット1では、光触媒フィルタ・ユニット50Aのプレナム57の流出側断面積Ab(これは光触媒フィルタ52の流入面52aの開口面積に等しい)を、上記第1実施形態の場合よりも拡大している。具体的に言えば、光触媒フィルタ・ユニット50Aのプレナム57の流出側断面積Abの幅を、上記第1実施形態の場合(0.3m)よりも広い0.52mとし、その奥行きを上記第1実施形態の場合(0.28m)よりも大きい0.3mとしている。その結果、本第2実施形態に係る安全キャビネット1では、プレナム57の流出側断面積Abが0.52m×0.3m=0.156m2となっており、上記第1実施形態の場合(0.3m×0.28m=0.084m2)よりも拡大されている。これにより、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速の低下が補償される。実際、前面開口部16aを介して作業空間20に流入する未浄化気流Xの風速は、0.54m/sであり、上記第1実施形態の場合と同じ風速が維持されていることが分かる。
図13の表には、本第2実施形態に係る安全キャビネット1の効果として、当該安全キャビネット1の前面開口部16aからの未浄化気流Xの風速Vと、光触媒フィルタ52への第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速Vp3の測定結果、各断面積Aの値、そして、安全キャビネットとしての空気清浄性能と光触媒による抗がん剤分解性能について示している。空気清浄性能及び抗がん剤分解性能の「〇」、「△」、「×」の表示の意味は、上記第1実施形態に係る安全キャビネット1について使用したものと同じである。
図13の表から分かるように、本第2実施形態の安全キャビネット1では、光触媒フィルタ・ユニット50Aから排出される第1外部排出気流Z1の風量Qは、435m3/hであり、上記第1実施形態(445m3/h)よりも少し減少している。これを見ると、触媒フィルタ52Aの追加に起因する圧力損失が少し生じていることが分かる。しかし、前面開口部16aからの未浄化気流Xの風速Vは、上記第1実施形態と同じ0.54m/sに維持されており、JIS K 3800による「0.53m/s以上」という要件を満たすことができている。これは、プレナム57の下流側断面積Abが、上記第1実施形態(0.3m×0.28m)より拡大されて(0.52m×0.3m)となっているからである。
つまり、本体1への光触媒フィルタ・ユニット50Aの追加によって生じる圧力損失が、追加された光触媒フィルタ52Aの分だけ上記第1実施形態の場合よりも多くなり、その結果、第1外部排出気流Z1の風量が上記第1実施形態よりも少し減少した。このため、第1外部排出気流Z1の風量と合致する未浄化気流Xの風量も、同様に減少したため、そのままでは、前面開口部16aを介して作業空間20に流入する未浄化気流Xの風速は、減少することになる。しかし、前面開口部16aの開口面積が、第1実施形態(0.3m×0.28m)よりも大きい(0.52m×0.3m)に拡大されたために、未浄化気流Xの風速の減少が緩和され、第1実施形態と同じ0.54m/sが維持できたわけである。
本第2実施形態の安全キャビネット1では、以上のようにして、上記第1実施形態の光触媒フィルタ・ユニット50に追加された光触媒フィルタ52Aの分に応じて増加した圧力損失が、前面開口部16aの開口面積の拡大によって緩和されている。このため、本第2実施形態に係る安全キャビネット1で得られる空気清浄性能は、上記第1実施形態に係る安全キャビネット1のそれと同様である。よって、図13の表では、本第2実施形態の空気清浄性能は「〇」としてある。
図13の表では、本第2実施形態の安全キャビネット1で得られる抗がん剤分解性能も、「〇」としている。これは、次のような理由による。すなわち、本第2実施形態では、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速が0.77m/sとなっており、上記第1実施形態(1.45m/s)よりも低下している。他方、光触媒フィルタ・ユニット50Aのプレナム57の流出側断面積Abは(0.52m×0.3m)とされており、上記第1実施形態(0.3m×0.28m)よりも拡大されている。このため、第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速の低下により想定される光触媒フィルタ52の抗がん剤分解性能の低下が、プレナム57の流出側断面積Ab(光触媒フィルタ52の流入面52aの開口面積)の拡大により補償されているからである。なお、0.77m/sという第1外部排出気流Z1のフィルタ流入時風速は、所望レベル以上の抗がん剤分解作用が得られる前記適正範囲内に収まっている。
以上述べたように、本発明の第2実施形態に係る安全キャビネット1は、上記第1実施形態に係る安全キャビネット1の光触媒フィルタ・ユニット50を、上述した構成を持つ光触媒フィルタ・ユニット50Aに置き換えたものに相当するから、上記第1実施形態に係る安全キャビネット1と同様に、
(a)作業者が作業空間20で処理中の抗がん剤が、排気口19から排出される第1外部排出気流Z1により前記設置室に拡散せしめられ、前記作業者が前記抗がん剤に被曝する、という事態を、確実に防止することができる、
(b)排気口19から排出される第1外部排出気流Z1に含まれる抗がん剤を分解・無害化する機能を持たない「従前の安全キャビネット」の気流設計を、ほとんど変更せずに、前記抗がん剤を分解・無害化する機能を持つ安全キャビネットとして稼働させることが可能である、及び、
(c)排気口19から排出される第1外部排出気流Z1に含まれる抗がん剤を分解・無害化する機能を持たない「従前の安全キャビネット」に対し、前記抗がん剤を分解・無害化するための光触媒フィルタ52とブラックライト53を追加設置することで、「従前の安全キャビネット」の気流設計をほとんど変更せずに、前記抗がん剤を分解・無害化する機能を持つ安全キャビネットとして稼働させることが可能である、
という効果が得られる。。
(a)作業者が作業空間20で処理中の抗がん剤が、排気口19から排出される第1外部排出気流Z1により前記設置室に拡散せしめられ、前記作業者が前記抗がん剤に被曝する、という事態を、確実に防止することができる、
(b)排気口19から排出される第1外部排出気流Z1に含まれる抗がん剤を分解・無害化する機能を持たない「従前の安全キャビネット」の気流設計を、ほとんど変更せずに、前記抗がん剤を分解・無害化する機能を持つ安全キャビネットとして稼働させることが可能である、及び、
(c)排気口19から排出される第1外部排出気流Z1に含まれる抗がん剤を分解・無害化する機能を持たない「従前の安全キャビネット」に対し、前記抗がん剤を分解・無害化するための光触媒フィルタ52とブラックライト53を追加設置することで、「従前の安全キャビネット」の気流設計をほとんど変更せずに、前記抗がん剤を分解・無害化する機能を持つ安全キャビネットとして稼働させることが可能である、
という効果が得られる。。
さらに、本第2実施形態に係る安全キャビネット1では、上記の効果(a)~(c)に加えて、
(d)排気用HEPAフィルタ42aの早期劣化によってその交換時期が「従前の安全キャビネット」よりも早くなる恐れがない、という効果と、
(e)安全キャビネット1のメンテナンス作業を行う担当者が前記紫外光による悪影響を被る恐れがない、という効果も得られる。
(d)排気用HEPAフィルタ42aの早期劣化によってその交換時期が「従前の安全キャビネット」よりも早くなる恐れがない、という効果と、
(e)安全キャビネット1のメンテナンス作業を行う担当者が前記紫外光による悪影響を被る恐れがない、という効果も得られる。
(第3実施形態)
次に、図10を参照しながら、本発明の第3実施形態に係る安全キャビネット1について説明する。
次に、図10を参照しながら、本発明の第3実施形態に係る安全キャビネット1について説明する。
本発明の第3実施形態に係る安全キャビネット1の構成は、図3及び図4に示した構成を持つ上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50に代えて、図10に示した構成を持つ第3実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50Bが組み込まれている点を除き、上記第1実施形態に係る安全キャビネット1の構成と同じである。そこで、以下においては、第3実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50Bと上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50との相違点について詳細に説明し、両者の同じ点についての説明は、上記第1実施形態に係る安全キャビネット1と同じ符号を付して省略する。
図10に示したように、本第3実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50Bの構成は、上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50(図3及び図4参照)に、断面V字形で帯状に延在する通気性を持つ遮光部材(活性化光遮断部材)59を複数個、追加したものに相当する。
これらの遮光部材59は、ブラックライト53から放出される紫外光が、本第3実施形態に係る安全キャビネット1の排気口19に設置された排気用HEPAフィルタ42aに照射されないようにするために、各々が対応するブラックライト53の直下にそれに沿って配置されたものである。各々の遮光部材56と対応するブラックライト53とは、相互に接触してはおらず、両者の間には小さい隙間が設けられている。
各々の遮光部材59の断面がV字形とされていることで、筐体51の内部、換言すれば、プレナム57の内部を流動する第1外部流出気流Z1に対する抵抗(光触媒フィルタ・ユニット50Bの内部で生じる圧力損失)の増加を抑えながら、換言すれば、第1外部流出気流Z1の流動容易性(通気性)を確保しながら、前記紫外光に対する遮光性を確保することが可能である。しかし、これらの遮光部材59は、第1外部流出気流Z1に対する通気性を確保できるものであれば、断面V字形でなくてもよいことは言うまでもない。
遮光部材59の簡単な例として、例えば、開口率50%の「山型羽根ガラリ」を用いることもできる。しかし、本発明はこれに限定されるわけではない。遮光部材56は、通気性(第1外部流出気流Z1の流動容易性)と遮光性を有する構成であれば、その構成や材質は任意であり、従って、これ以外の任意の構成のものを使用することができる。
遮光部材59は、ブラックライト53から放出される紫外光を反射する機能を持っているのが好ましい。こうすると、ブラックライト53から本体10の排気口19(図10では下方)に向けて放射される紫外光が、遮光部材59により反射されて光触媒フィルタ52に照射されるので、遮光部材59が反射機能を持たない場合よりも、光触媒フィルタ52に照射される紫外光の総量が増加する。このため、光触媒フィルタ52上の光触媒が抗がん剤を分解する能力が、遮光部材59で反射される紫外光に相当する量だけ増大する、という利点がある。
本発明の第3実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50Bは、上記第2実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50Aと同様に、光触媒フィルタ・ユニット50Bの筐体51Bの内部に、複数の遮光部材(活性化光遮断部材)59が追加されているため、前記紫外光は遮光部材59によって遮断され、前記紫外光が本体10の排気口19に向かって照射されることがなくなる。換言すれば、前記紫外光が光触媒フィルタ・ユニット50Bから漏れ出ることがなくなるのである。その結果、上記第2実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50Aと同様に、前記紫外光に起因して、排気用HEPAフィルタ42aの早期劣化によってその交換時期が「従前の安全キャビネット」よりも早くなる恐れがない、という利点が得られる。さらに、前記紫外光が排気口19を介して、排気用HEPAフィルタ42aに向かって照射されなくなる(漏れ出ることがなくなる)ため、本第3実施形態に係る安全キャビネット1のメンテナンス作業を行う担当者が前記紫外光による悪影響を被る恐れもない、という利点も得られる。
以上述べたように、本発明の第3実施形態に係る安全キャビネット1では、上記第2実施形態に係る安全キャビネット1の光触媒フィルタ・ユニット50Aを、上述した構成を持つ光触媒フィルタ・ユニット50Bに置き換えたものに相当するから、上記第2実施形態に係る安全キャビネット1と同じ効果(a)~(e)が得られることが明らかである。
(第4実施形態)
次に、図11を参照しながら、本発明の第4実施形態に係る安全キャビネット1について説明する。
次に、図11を参照しながら、本発明の第4実施形態に係る安全キャビネット1について説明する。
本発明の第4実施形態に係る安全キャビネット1の構成は、図3及び図4に示した構成を持つ上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50に代えて、図11に示した構成を持つ第4実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50Cが組み込まれている点を除き、上記第1実施形態に係る安全キャビネット1の構成と同じである。そこで、以下においては、本第4実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50Cと上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50との相違点について詳細に説明し、両者の同じ点についての説明は、上記第1実施形態に係る安全キャビネット1と同じ符号を付して省略する。
図11に示したように、本第4実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50Cの構成は、上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50(図3及び図4参照)において、複数の直線状のブラックライト53に代えて、ブラックライト53と同じ紫外光を放出する複数のLED装置58を設置したものに相当する。
本第4実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50Cの中空直方体状の筐体51Cは、上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50の中空直方体状の筐体51の下端を、上方に向かって少し短縮した形状となっており、従って、筐体51Cの全高、つまり、矩形の下部開口部51Ceと矩形の上部開口部51Cfとの距離が、筐体51のそれに比べて小さくなっている。本第4実施形態に係る筐体51Cは、前壁51a、左側壁51Cb、右側壁51Cc及び後壁51dで囲まれた四角筒状であり、これは上記第1実施形態に係る筐体51と同様である。下部開口部51Ceは、排気口19(カバー19aを含む)と重なる位置に、排気口19の全体(カバー19aを含む)を包含するように位置決めされている。これも筐体51と同様である。
各々のLED装置58は、帯状の基板58bの上に、所定パターンで、複数の発光ダイオード(LED)素子58aが直線状又はマトリックス状に並列されたもので、全体が細長い帯状とされており、筐体51Cの左側壁51Cbと右側壁51Ccの間に架け渡すように装着されている。図11では、複数のLED装置53Aが、紙面に対して前後方向に、所定の間隔をあけて並列配置されている。これらLED装置58のレイアウトは、上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50のブラックライト53と同様である。隣接するLED装置58の間には、所定の隙間が設けてあり、それによって、光触媒フィルタ・ユニット50Cの内部に生じる圧力損失を、上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50の場合と同程度に抑えている。このため、光触媒フィルタ・ユニット50Cにおいても、上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50の場合と同様の抗がん剤分解性能が得られる。
LED装置58は、ブラックライト53とは異なり、基板58bの発光面、すなわち、LED素子58aが配置された面だけから紫外光が放出される。このため、前記発光面を光触媒フィルタ52に向けて筐体51Cの内部に設置することで、通気性を確保しながら、排気用HEPAフィルタ42aに向かう前記紫外光を遮光することが可能となる。つまり、前記紫外光が、本体10の排気口19に設置された排気用HEPAフィルタ42aに照射されるのを防止することができる。このため、上記第2実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50Aの遮光部材としての光触媒フィルタ52Aや、上記第3実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50Bの遮光部材59が不要になる、という利点がある。
各々のLED装置58は、基板58bが、上記第3実施形態における遮光部材59のようなV字形の断面にされていないため、光触媒フィルタ・ユニット50Cにおける圧力損失が上記第3実施形態の場合よりも少し増加すると予想されるが、プレナム57の流出側断面積Abを上記第3実施形態の場合よりも少し広くすることで、容易にその増加を補償することが可能である。
以上述べたように、本発明の第4実施形態に係る安全キャビネット1では、上記第1実施形態に係る安全キャビネット1の光触媒フィルタ・ユニット50を、上述した構成を持つ光触媒フィルタ・ユニット50Cに置き換えたものに相当するから、上記第1実施形態に係る安全キャビネット1と同じ効果(a)~(c)が得られることが明らかである。
また、本発明の第4実施形態に係る安全キャビネット1では、ブラックライト53に代えてLED装置58を設置した光触媒フィルタ・ユニット50Cを設置しているため、上記第1実施形態に係る安全キャビネット1と同じ効果(a)~(c)に加えて、上記第2実施形態に係る安全キャビネット1と同じ効果(d)及び(e)も得られることが明らかである。しかも、(f)遮光部材(活性化光遮断部材)を別途、設置する必要がない、という効果も得られる。
(第5実施形態)
次に、図12を参照しながら、本発明の第5実施形態に係る安全キャビネット1Dについて説明する。
次に、図12を参照しながら、本発明の第5実施形態に係る安全キャビネット1Dについて説明する。
図12に示した本発明の第5実施形態に係る安全キャビネット1Dは、室内循環型の「クラスIIA2型」として構成された上記第1実施形態の安全キャビネット1と近似した構成を用いて、全排気型の「クラスIIB2型」として構成したものである。そこで、以下においては、本第5実施形態に係る安全キャビネット1Dと上記第1実施形態に係る安全キャビネット1との相違点について詳細に説明し、両者の同じ点についての説明は、上記第1実施形態に係る安全キャビネット1と同じ符号を付して省略する。
本発明の第5実施形態の安全キャビネット1Dでは、図12に示したように、
(i)作業空間20から排出された気流W(=X+Y)が、作業空間20の直下にある下部流路31と、作業空間20の後部にある背面側流路32とを介して、作業空間20の直上にある上部流路33に戻されないようにするために、本体10Dの作業空間20の後部にある背面側流路32が、上部流路33から遮断されている。気流W(=X+Y)は、屋外に向けて送られるようになっている。
(i)作業空間20から排出された気流W(=X+Y)が、作業空間20の直下にある下部流路31と、作業空間20の後部にある背面側流路32とを介して、作業空間20の直上にある上部流路33に戻されないようにするために、本体10Dの作業空間20の後部にある背面側流路32が、上部流路33から遮断されている。気流W(=X+Y)は、屋外に向けて送られるようになっている。
(ii)排気口19(カバー19aを含む)が、本体10の上壁14ではなく、上部流路33から遮断された背面側流路32の排出側端部(図12では上端部)に配置されている。排気用HEPAフィルタ42aは、背面側流路32の排出側端部より少し内側に、排気口19(カバー19aを含む)に隣接して設置されている。
(iii)気流W(=X+Y)を屋外に向けて送るために、背面側流路32の上端部(排出側端部)にダクト45が接続されている。ダクト45の流入側端部は、背面側流路32の上端部(排気側端部)に接続され、ダクト45の流出側端部は、安全キャビネット1Dの設置室が所在する建屋の外部(屋外)に接続されている。
(iv)ダクト45は、光触媒フィルタ・ユニット50Dの筐体としても機能する。ダクト45の流出側端部の近傍には、光触媒フィルタ52が設置され、光触媒フィルタ52の内側(上流側)には、複数のブラックライト53が配置され、ブラックライト53の内側(上流側)には排気専用送風機44が設置されている。ダクト45の流入側端部と光触媒フィルタ52の流入面52aまでの領域には、プレナム57Dが形成されている。従って、本第5実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50Dは、筐体として機能するダクト45と、ダクト45の内部に設けられた光触媒フィルタ52、複数のブラックライト53、排気専用送風機44及びプレナム57Dとを備えており、同ユニット50Dの構成は、筐体としてダクト45が使用されている点と、排気専用送風機44が追加されている点とを除き、上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50と同じである。
(v)光触媒フィルタ・ユニット50Dの筐体としてのダクト45の流入側端部の断面積、換言すれば、同ユニット50Dのプレナム57Dの流入側断面積Aaaが、上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50のプレナム57の流入側断面積Aaに対応し、ダクト45の流出側端部の断面積、換言すれば、プレナム57Dの流出側断面積Abbが、上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50のプレナム57の流出側断面積Abに対応する。
(vi)本体10Dの上壁14には、給気口(図示せず)が形成され、上部流路33は、その給気口を介して本体10Dの外部(設置室の内部)と連通している。安全キャビネット1Dの稼働中には、前記給気口を介して、本体10Dの外部から未浄化気流Uが上部流路33に供給される。
(vii)送風機40は、本体10Dの上壁14ではなく、作業空間20の隔壁の一部を構成する上面板17dに固定されている。
(viii)光触媒フィルタ・ユニット50Dの内部のプレナム57Dにより、未浄化気流Xの風速に関する所定の風速条件(例えば0.53m/s以上)を満足させながら、第1外部排出気流Z1を所望のフィルタ流入時風速で光触媒フィルタ52に流入させるようになっている。そのために、プレナム57Dの流入側断面積Aaaが、排気口19の開口面積Acと同じか、それより大きく設定されており、また、プレナム57Dの流出側断面積Abbが、第1外部排出気流Z1が前記所望のフィルタ流入時風速で光触媒フィルタ52に流入するように、第2外部排出気流Z2の風量に応じて設定されている。これは、上記第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50と同じである。
上述したように、本第5実施形態に係る安全キャビネット1Dでは、本体10Dの上壁14の給気口(図示せず)を介して、本体10Dの外部から未浄化気流Uが上部流路33に供給される。上部流路33は背面側流路32とは遮断されているため、未浄化気流Uが背面側流路32に流入することはない。未浄化気流Uは、給気用HEPAフィルタ42aによって清浄化されてから、浄化気流Yとして作業空間20に供給される。作業空間20には、前面開口部16aを介して未浄化気流Xが供給され、その未浄化気流Xがエアカーテン(エアバリア)として機能するのは、上記第1実施形態に係る安全キャビネット1と同様である。
作業空間20に供給された未浄化気流Xと浄化気流Yは、一体的な気流W(=X+Y)となって、下部流路31を介して背面側流路32まで移動し、背面側流路32をさらに上昇してその排出側端部(図12では上端部)に配置された排気用HEPAフィルタ42aに到達する。そして、気流Wは、排気用HEPAフィルタ42aにより清浄化された後、第1外部排出気流Z1として排気口19から排出される。こうして排出された第1外部排出気流Z1は、ダクト45の内部のプレナム57Dにその流入側端部(図12では左下端部)から入る。その後は、ダクト45(プレナム57D)の流出側端部に設置された光触媒フィルタ52に向かって、ダクト45(プレナム57D)の内部を移動する。
排気専用送風機44は、ダクト45(プレナム57D)を移動してきた第1外部排出気流Z1を光触媒フィルタ52まで効率的に送り込むために設けられている。ダクト45を設置したことで、換言すれば、ダクト45を介して第1外部排出気流Z1を光触媒フィルタ52まで移動させることで、圧力損失が生じる。そこで、その圧力損失を、排気専用送風機44が出力する風力によって補償しようとするものである。
前面開口部16aを介して作業空間20に供給される未浄化気流Xの風量と、本体10Dの外部から上部流路33に導入した未浄化気流Uを給気用HEPAフィルタ41aによって清浄化して作業空間20に供給される浄化気流Yの風量とは、排気専用送風機44によって出力バランスを調整することにより、3:7になるように設定されている。これは、上述した第1実施形態に係る安全キャビネット1の場合と同様である。
ここで、上述した構成を持つ本第5実施形態に係る安全キャビネット1Dに係る具体的寸法の例を挙げると、次のようになる。
本第5実施形態に係る安全キャビネット1Dも、光触媒フィルタ・ユニット50Dが設置されていない状態で、前面開口部16aは幅0.9m、高さ0.25mで、前面開口部16aから作業空間20に供給される未浄化気流Xの風速と風量は、それぞれ、0.55m/s、445m3/hであり、排気口19からダクト45(プレナム57D)に排出される第1排出気流Z1の風量は1480m3/hである。
第1排出気流Z1の風量が1480m3/hであるため、光触媒フィルタ52に流入する第1排出気流Z1のフィルタ流入時風速を、光触媒フィルタ52がその光触媒による抗がん剤分解性能を高レベルで発揮する適正範囲(0.5m/s~1.5m/s)内に設定するために、プレナム57Dの流入側断面積Aaaを排気口19の開口面積Acと同じか、それより大きく設定し、プレナム57Dの流出側断面積Abbを(700mm×600mm)とした。光触媒フィルタ52に流入する第1排出気流Z1のフィルタ流入時風速を測定したところ、0.98m/sであった。この値は、第1排出気流Z1のフィルタ流入時風速の前記適正範囲に含まれていることが明らかである。これにより、排気口19から定常的に排出される第1外部排出気流Z1に含まれる抗がん剤をすべて分解・無害化してから、第2外部排出気流Z2として建屋外に排出できることが確認された。また、前面開口部16aから供給される未浄化気流Xの風速と風量は、それぞれ、0.55m/s、444m3/hであった。これにより、安全キャビネットとしての空気清浄性能を保つことができていることも確認された。
以上説明したように、本発明の第5実施形態に係る安全キャビネット1Dでは、上述した構成を持つ本体10Dに,上述した構成を持つ光触媒フィルタ・ユニット50Dを設置して、上述した第1実施形態に係る安全キャビネット1の場合と同様に、プレナム57Dの流入側断面積Aaaを排気口19の開口面積Acと同じか、それより大きく設定し、さらに、プレナム57Dの流出側断面積Abbを第1外部排出気流Z1が前記所望のフィルタ流入時風速で光触媒フィルタ52に流入するように、第2外部排出気流Z2の風量に応じて設定している。
よって、全排気型の「クラスIIB2型」として構成された本発明の第5実施形態に係る安全キャビネット1Dにおいても、室内循環型の「クラスIIA2型」として構成された上記第1実施形態に係る安全キャビネット1と同じ効果(a)~(c)が得られることが明らかである。
また、本第5実施形態に係る安全キャビネット1Dで使用された光触媒フィルタ・ユニット50Dを、上記第2又は第3実施形態に係る安全キャビネット1に組み込まれた光触媒フィルタ・ユニット50A又は50Bと置き換えることで、上記第2又は第3実施形態に係る安全キャビネット1と同じ効果(a)~(e)が得られることも明らかである。
さらに、本第5実施形態に係る安全キャビネット1Dで使用された光触媒フィルタ・ユニット50Dを、上記第4実施形態に係る安全キャビネット1に組み込まれた光触媒フィルタ・ユニット50Cと置き換えることで、上記第4実施形態に係る安全キャビネット1と同じ効果(a)~(f)が得られることも明らかである。
(光触媒フィルタ・ユニットの他の構成例)
図16~図22は、光触媒フィルタ・ユニット50の他の構成例を示す概念図である。これらの図から分かるように、光触媒フィルタ・ユニット50を構成するプレナム57(筐体51)の形状や、光触媒フィルタ52及び光源(ブラックライト53、LED装置58等)の数やレイアウトは、種々、変更が可能である。
図16~図22は、光触媒フィルタ・ユニット50の他の構成例を示す概念図である。これらの図から分かるように、光触媒フィルタ・ユニット50を構成するプレナム57(筐体51)の形状や、光触媒フィルタ52及び光源(ブラックライト53、LED装置58等)の数やレイアウトは、種々、変更が可能である。
図16の構成は、上述した第1実施形態に係る安全キャビネット1で使用された光触媒フィルタ・ユニット50において、四角筒状の筐体51の内部の流出側開口部51fの近傍に、同一の矩形平板状の光触媒フィルタ52を2個、略90°の角度で逆V字状に配置したものである。各々の光触媒フィルタ52は、筐体51の右側壁51b及び左側壁51cに対して略45°をなしている。計7本のブラックライト53は、各々の光触媒フィルタ52に沿って同様の逆V字状に配置されている。
この構成では、筐体51(プレナム57)の内部を通過する気流の様子は、図中の矢印で示したようになり、第1外部排出気流Z1はプレナム57の内部で2方向に分岐して各々の光触媒フィルタ52を通過し、第2外部排出気流Z2として筐体51の流出側開口部51fから排出される。従って、プレナム57の流入側断面積Aaは、上述した第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50のそれと同一であるが、プレナム57の流出側断面積Abは、各々の光触媒フィルタ52の流出側断面積Ab1及びAb2の和となる。つまり、Ab=Ab1+Ab2である。
図17の構成は、図16の構成と同様に、上述した第1実施形態における光触媒フィルタ・ユニット50において、四角筒状の筐体51の内部の流出側開口部51fの側に、同一の矩形平板状の光触媒フィルタ52を2個配置したものであるが、双方の光触媒フィルタ52が筐体51の右側壁51b及び左側壁51cに対して平行に配置されている点が、図16の構成とは異なっている。計4本のブラックライト53は、双方の光触媒フィルタ52の間にそれらに沿って直線状に配置されている。
この構成では、筐体51(プレナム57)の内部を通過する気流の様子は、図中の矢印で示したようになり、第1外部排出気流Z1はプレナム57の内部で2方向に分岐して各々の光触媒フィルタ52を通過し、第2外部排出気流Z2として筐体51の流出側開口部51fから排出される。従って、プレナム57の流入側断面積Aaは、上述した第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50のそれと同一であるが、プレナム57の流出側断面積Abは、図16の構成と同様に、各々の光触媒フィルタ52の流出側断面積Ab1及びAb2の和となる。つまり、Ab=Ab1+Ab2である。
図18の構成は、上述した第1実施形態における光触媒フィルタ・ユニット50において、四角筒状の筐体51の内部の流出側開口部51fの側に、同一の矩形平板状の光触媒フィルタ52を4個、筐体51の右側壁51b及び左側壁51cに対して平行に配置したものである。そのうちの2個の光触媒フィルタ52はそれらの対向端部が相互に連結されて、左側壁51c寄りに配置され、他の2個の光触媒フィルタ52もそれらの対向端部が相互に連結されて、右側壁51b寄りに配置されている。計8本のブラックライト53は、左側壁51c寄りに配置された2個の光触媒フィルタ52と、右側壁51b寄りに配置された2個の光触媒フィルタ52の間において、それらに沿って直線状に配置されている。
この構成では、筐体51(プレナム57)の内部を通過する気流の様子は、図中の矢印で示したようになり、第1外部排出気流Z1はプレナム57の内部で4方向に分岐して各々の光触媒フィルタ52を通過し、第2外部排出気流Z2として流出側開口部51fから排出される。従って、プレナム57の流入側断面積Aaは、上述した第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50のそれと同一であるが、プレナム57の流出側断面積Abは、各々の光触媒フィルタ52の流出側断面積Ab1、Ab2、Ab3及びAb4の和となる。つまり、Ab=Ab1+Ab2+Ab3+Ab4である。
図19の構成は、上述した第1実施形態における光触媒フィルタ・ユニット50において、テーパーの付いた四角筒状の筐体51を使用し、その内部の流出側開口部51fの近傍に、同一の矩形平板状の光触媒フィルタ52を2個配置したものである。この筐体51は、流入側開口部51eよりも流出側開口部51fの方が開口面積が広くなっている。2個の光触媒フィルタ52は、それらの対向端部が相互に連結された状態で、筐体51の流出側開口部51fに対して平行に配置されており、この点で図16及び図17の構成とは異なっている。計8本のブラックライト53は、双方の光触媒フィルタ52に沿って直線状に配置されている。
この構成では、筐体51(プレナム57)の内部を通過する気流の様子は、図中の矢印で示したようになり、第1外部排出気流Z1はプレナム57の内部で、筐体51の前壁51a、右側壁51b、左側壁51c及び後壁51dの傾斜に応じて少しずつ広がりながら、2方向に分岐して各々の光触媒フィルタ52を通過し、第2外部排出気流Z2として流出側開口部51fから排出される。従って、プレナム57の流入側断面積Aaは、上述した第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50のそれと同一であるが、プレナム57の流出側断面積Abは、各々の光触媒フィルタ52の流出側断面積Ab1及びAb2の和となる。つまり、Ab=Ab1+Ab2である。
図20の構成は、上述した第1実施形態における光触媒フィルタ・ユニット50において、テーパーの付いた四角筒状の筐体51を使用し、その内部の流出側開口部51fの側に、同一の矩形平板状の光触媒フィルタ52を4個配置したものである。この筐体51は、図19の構成と同様に、流入側開口部51eよりも流出側開口部51fの方が開口面積が広くなっている。そのうちの2個の光触媒フィルタ52は、略60°の角度で逆V字状に配置されて左側壁51c寄りに配置されており、計7本のブラックライト53は、当該2個の光触媒フィルタ52に沿って同様の逆V字状に配置されている。他の2個の光触媒フィルタ52は、前記2個の光触媒フィルタ52の中央側のものに隣接して、略60°の角度で逆V字状に配置されて右側壁51b寄りに配置されており、計7本のブラックライト53は、当該2個の光触媒フィルタ52に沿って同様の逆V字状に配置されている。
この構成では、筐体51(プレナム57)の内部を通過する気流の様子は、図中の矢印で示したようになり、第1外部排出気流Z1はプレナム57の内部で、筐体51の前壁51a、右側壁51b、左側壁51c及び後壁51dの傾斜に応じて少しずつ広がりながら、4方向に分岐して各々の光触媒フィルタ52を通過し、第2外部排出気流Z2として流出側開口部51fから排出される。従って、プレナム57の流入側断面積Aaは、上述した第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50のそれと同一であるが、プレナム57の流出側断面積Abは、各々の光触媒フィルタ52の流出側断面積Ab1、Ab2、Ab3及びAb4の和となる。つまり、Ab=Ab1+Ab2+Ab3+Ab4である。
図21の構成は、上述した第1実施形態における光触媒フィルタ・ユニット50において、四角筒状の筐体51の内部の流入側開口部51eの側と流出側開口部51fの側に、それぞれ、同一の矩形平板状の光触媒フィルタ52を、筐体51の右側壁51b及び左側壁51cに対して略30°傾斜させて配置したものである。この点が、図16及び図17の構成とは異なっている。計4本のブラックライト53は、流入側開口部51eの側に配置された光触媒フィルタ52に沿って直線状に配置されている。同様に、他の計4本のブラックライト53は、流出側開口部51fの側に配置された光触媒フィルタ52に沿って直線状に配置されている。
図21の構成では、流出側開口部51fに近い位置にある光触媒フィルタ52の流入側開口部51eの側の端部と、流入側開口部51eに近い位置にある光触媒フィルタ52の流出側開口部51fの側の端部との間には、隙間が生じているため、前記隙間を通って第1外部排出気流Z1の一部が、双方の光触媒フィルタ52を通過せずに流出側開口部51fに移動する恐れがある。そこで、前記隙間は、適当な閉鎖部材によって閉鎖されている。
また、流出側開口部51fに近い位置にある光触媒フィルタ52の流出側開口部51eの側の端部が、流出側開口部51fと交差する箇所と、筐体51の前壁51a、右側壁51b及び後壁51dの間にある透孔は、適当な閉鎖部材によって閉鎖されている。さらに、流入側開口部51eに近い位置にある光触媒フィルタ52の流入側開口部51eの側の端部が、流入側開口部51eと交差する箇所と、筐体51の前壁51a、左側壁51c及び後壁51dの間にある透孔も、適当な閉鎖部材によって閉鎖されている。前記透孔の各々を通って第1外部排出気流Z1の一部が、双方の光触媒フィルタ52を通過せずに流出側開口部51fに移動することがないようにするためである。
この構成では、筐体51(プレナム57)の内部を通過する気流の様子は、図中の矢印で示したようになり、第1外部排出気流Z1はプレナム57の内部で2方向に分岐して各々の光触媒フィルタ52を通過し、第2外部排出気流Z2として筐体51の流出側開口部51fから排出される。従って、プレナム57の流入側端部における流入側断面積Aaは、上述した第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50のそれと同一であるが、プレナム57の流出側端部における流出側断面積Abは、図16及び図17の構成と同様に、各々の光触媒フィルタ52の流出側断面積Ab1及びAb2の和となる。つまり、Ab=Ab1+Ab2である。
図22の構成は、図21の構成で用いた2個の光触媒フィルタ52と計8本のブラックライト53のレイアウトを2組用いて、筐体51の中心線に対して線対称となるように配置したものに相当する。すなわち、図22の構成は、上述した第1実施形態における光触媒フィルタ・ユニット50において、四角筒状の筐体51の内部の左側壁51cに近い位置に、図21の構成で用いた2個の光触媒フィルタ52と計8本のブラックライト53のレイアウトを配置し、その筐体51の内部の右側壁51bに近い位置に、図21の構成で用いた前記レイアウトを、筐体51の中心線に対して線対称となるように配置したものである。従って、図22の構成では、光触媒フィルタ52が計4個、ブラックライト53が計16本、使用されている。
この構成では、筐体51(プレナム57)の内部を通過する気流の様子は、図中の矢印で示したようになり、第1外部排出気流Z1はプレナム57の内部で4方向に分岐して各々の光触媒フィルタ52を通過し、第2外部排出気流Z2として筐体51の流出側開口部51fから排出される。従って、プレナム57の流入側断面積Aaは、上述した第1実施形態に係る光触媒フィルタ・ユニット50のそれと同一であるが、プレナム57の流出側端部における流出側断面積Abは、図18及び図20の構成と同様に、各々の光触媒フィルタ52の流出側断面積Ab1、Ab2、Ab3及びAb4の和となる。つまり、Ab=Ab1+Ab2+Ab3+Ab4である。
以上述べたように、上述した第1実施形態における光触媒フィルタ・ユニット50に設けられた筐体51の形状を変更したり、筐体51の内部に設置される光触媒フィルタ52の数及び/又はレイアウトや、プレナム57の形状を変更することで、プレナム57の流入側断面積Aaを変更しなくても、プレナム57の流出側断面積Abの調整可能範囲を拡大することが可能である。従って、プレナム57の流出側断面積Abを、第1外部排出気流Z1が所望のフィルタ流入時風速で1又は複数の光触媒フィルタ52に流入するように、第2外部排出気流Z2の風量に応じて調整・設定するための方策は、非常に広いものである。これは、上述した第2~第5実施形態においても同様である。
(他の実施形態)
上述した第1~第5実施形態では、光触媒フィルタの光触媒性能を発現するための光源について、直線状のブラックライト53(蛍光灯)を使用した例とLED装置を使用した例を示したが、所望の活性化光を放出できるものであれば、これら以外の任意の光源でもよいことは言うまでもない。
上述した第1~第5実施形態では、光触媒フィルタの光触媒性能を発現するための光源について、直線状のブラックライト53(蛍光灯)を使用した例とLED装置を使用した例を示したが、所望の活性化光を放出できるものであれば、これら以外の任意の光源でもよいことは言うまでもない。
また、上述した第1実施形態では、一対のフィルタ保持部材54が筐体51の左側壁51bと右側壁51cの上端縁に固着されているが、本発明はこれに限定されないことは言うまでもない。この構成は、筐体51の加工をせずに、一対のフィルタ保持部材54の端部に着脱可能に装着された蓋の着脱を可能とするために採用されたものである。従って、前記蓋を使用しない場合は、プレナム57による機能が失われない限り、一対のフィルタ保持部材54を、筐体51の左側壁51bと右側壁51cの上端縁より少し下がった位置に固着して、光触媒フィルタ52の流出面52bが筐体51の上端縁(前壁51aと左側壁51bと右側壁51cと後壁51dの上端縁)よりも低くなり、筐体51の内部に一対のフィルタ保持部材54と光触媒フィルタ52の双方が収まる(内蔵される)ようにしてもよい。
また、プレナム57による機能が失われない限り、光触媒フィルタ52の流出面52bは、筐体51の上端縁(前壁51aと左側壁51bと右側壁51cと後壁51dの上端縁)よりも高くなる(突出する)ようにしても、低くなる(窪む)ようにしてもよいし、筐体51の上端縁と同レベルとなるようにしてもよい。
また、上述した第1実施形態では、簡単な構成とするために、プレナム57の流入側断面積Aaを、筐体51の下部開口部51eの開口面積とほぼ同一としている。これは、筐体51の下部開口部51eの開口面積が、排気口65の開口面積Acよりも十分大きいためである。筐体51のこの形状は、安全キャビネット用に最適化されていない既存の光触媒フィルタ・ユニットの筐体を、そのまま気流方向(光触媒フィルタ52に直交する方向)に延長したものに相当する。しかし、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、筐体51の下部開口部51eの形状を排気口19のそれと同じ形状とし、下部開口部51eが排気口19と係合するように筐体51を本体10の上壁14に係止することで、下部開口部51eと排気口19とを相互接続するように構成してもよい。このような構成にすると、排気口19から急に気流経路の幅が広がることに起因する圧力損失や乱流の発生を抑制することが可能である、という利点がある。
また、上述した第1~第5実施形態に係る安全キャビネット1及び1Dにおいて、活性化光を放出する光源としてのブラックライト53やLED装置58に電力を供給する電源は、作業者のブラックライト53やLED装置58のつけ忘れを防止するために、本体10内に設置された照明用蛍光灯のための電源と共通とするのが好ましい。ただし、この構成に限らず、例えば、風量センサを設けて、本体10の内部で風量を検知したらブラックライト53やLED装置58を点灯する構成としてもよい。また、図示しないロック機構により、ブラックライト53やLED装置58が点灯している間は、一対のフィルタ保持部材54の端部にそれぞれ係止された蓋(図示せず)が決して開かないようにしてもよい。こうすれば、ブラックライト53やLED装置58の点灯中に、作業者が光触媒フィルタ52を抜いてしまい、ブラックライト53やLED装置58から照射された紫外光を当該作業者が浴びてしまうという事態を確実に防止できる利点がある。
さらに、本発明に係る安全キャビネット及び光触媒フィルタ・ユニットの処理対象(薬剤)となる抗がん剤の種類も、特に制限されないことは言うまでもない。
本発明は、処理対象(薬剤)の1つとして抗がん剤が使用される安全キャビネットに広く適用が可能であり、この種の安全キャビネットが使用される医療、再生医療、製薬などの種々の産業分野において利用可能である。
1、1D 安全キャビネット
10、10D 本体
11 べース
12 底壁
13a 左側壁
13b 右側壁
14 上壁
15 後壁
16 前壁
16a 前面開口部
17 作業台
17a 前方吸込孔
17b 後方吸込孔
17c 背面板
17d 上面板
17e 左側面板
17f 右側面板
18 透明シャッタ
19 排気口
20 作業空間
30 内部流路
31 内部流路としての下部流路
32 内部流路としての背面側流路
33 内部流路としての上部流路
40 送風機
41 給気用HEPAフィルタ・ユニット
41a 給気用HEPAフィルタ
42 排気用HEPAフィルタ・ユニット
42a 排気用HEPAフィルタ
44 送風機
45 ダクト
50、50A、50B、50C 光触媒フィルタ・ユニット
51、51A、51B、51C 筐体
51a 筐体の前壁
51b、51Ab、51Bb、51Cb 筐体の左側壁
51c、51Ac、51Bc、51Cc 筐体の右側壁
51d 筐体の後壁
51e、51Ae、51Be、51Ce 筐体の流入側開口部
51f、51Af、51Bf、51Cf 筐体の流出側開口部
52 光触媒フィルタ
52A 遮光部材(活性化光遮断部材)としての光触媒フィルタ
52a,52Aa 光触媒フィルタの流入面
52b,52Ab 光触媒フィルタの流出面
52c,52Ac 光触媒フィルタの左端部
52d,52Ad 光触媒フィルタの右端部
53 ブラックライト
54、54A フィルタ保持部材
54a、54Aa フィルタ保持部材の下位壁
54b、54Ab フィルタ保持部材の上位壁
54c、54Ac フィルタ保持部材の側壁
54d、54Ad フィルタ保持部材の凹部
55、55A 隙間
57 排気プレナム
58 LED装置
58a LED素子
58b 基板
59 遮光部材(活性化光遮断部材)
U,X 未浄化気流
Y 浄化気流
Z1 第1外部排出気流
Z2 第2外部排出気流
W 未浄化気流と浄化気流よりなる気流
Aa プレナムの流入側断面積
Ab プレナムの流出側断面積
Ac 排気口の開口面積
Ad ダクトの流出側断面積
10、10D 本体
11 べース
12 底壁
13a 左側壁
13b 右側壁
14 上壁
15 後壁
16 前壁
16a 前面開口部
17 作業台
17a 前方吸込孔
17b 後方吸込孔
17c 背面板
17d 上面板
17e 左側面板
17f 右側面板
18 透明シャッタ
19 排気口
20 作業空間
30 内部流路
31 内部流路としての下部流路
32 内部流路としての背面側流路
33 内部流路としての上部流路
40 送風機
41 給気用HEPAフィルタ・ユニット
41a 給気用HEPAフィルタ
42 排気用HEPAフィルタ・ユニット
42a 排気用HEPAフィルタ
44 送風機
45 ダクト
50、50A、50B、50C 光触媒フィルタ・ユニット
51、51A、51B、51C 筐体
51a 筐体の前壁
51b、51Ab、51Bb、51Cb 筐体の左側壁
51c、51Ac、51Bc、51Cc 筐体の右側壁
51d 筐体の後壁
51e、51Ae、51Be、51Ce 筐体の流入側開口部
51f、51Af、51Bf、51Cf 筐体の流出側開口部
52 光触媒フィルタ
52A 遮光部材(活性化光遮断部材)としての光触媒フィルタ
52a,52Aa 光触媒フィルタの流入面
52b,52Ab 光触媒フィルタの流出面
52c,52Ac 光触媒フィルタの左端部
52d,52Ad 光触媒フィルタの右端部
53 ブラックライト
54、54A フィルタ保持部材
54a、54Aa フィルタ保持部材の下位壁
54b、54Ab フィルタ保持部材の上位壁
54c、54Ac フィルタ保持部材の側壁
54d、54Ad フィルタ保持部材の凹部
55、55A 隙間
57 排気プレナム
58 LED装置
58a LED素子
58b 基板
59 遮光部材(活性化光遮断部材)
U,X 未浄化気流
Y 浄化気流
Z1 第1外部排出気流
Z2 第2外部排出気流
W 未浄化気流と浄化気流よりなる気流
Aa プレナムの流入側断面積
Ab プレナムの流出側断面積
Ac 排気口の開口面積
Ad ダクトの流出側断面積
Claims (21)
- 作業用開口部及び未浄化気流の給気口として機能する前面開口部と、前記前面開口部と連通せしめられた作業空間と、前記作業空間と連通せしめられた内部流路と、前記内部流路と連通せしめられた排気口とを有する本体と、
前記本体の内部に設置された第1送風機と、
前記本体の内部に設置された、浄化気流を前記作業空間に供給する給気用エアフィルタと、
前記本体の内部に設置された、前記前面開口部を介して前記作業空間に供給された未浄化気流と、前記給気用エアフィルタによって前記作業空間に供給された浄化気流とを、前記作業空間から前記内部流路に移動した後に清浄化して、第1外部排出気流として前記排気口から排出する排気用エアフィルタと、
前記第1外部排出気流が流れる外部流路に設置された、前記第1外部排出気流に含まれる抗がん剤を光触媒作用により分解してから、第2外部排出気流として当該安全キャビネットの外部に排出する光触媒フィルタと、
前記外部流路に設置された、前記光触媒フィルタの光触媒作用を活性化するための活性化光を放出する光源と、
前記外部流路に形成された、前記未浄化気流の風速に関する所定の風速条件を満足させながら、前記第1外部排出気流を所望のフィルタ流入時風速で前記光触媒フィルタに流入させるためのプレナムとを備え、
前記光触媒フィルタは、抗がん剤毎に所望レベル以上の抗がん剤分解作用が得られるフィルタ流入時風速の適正範囲を有していると共に、前記第1外部排出気流の前記所望のフィルタ流入時風速は、前記適正範囲内に収まるように設定されており、
前記プレナムの流入側断面積は、前記排気口の開口面積と同じか、それより大きく設定されており、
前記プレナムの流出側断面積は、前記第1外部排出気流が前記所望のフィルタ流入時風速で前記光触媒フィルタに流入するように、前記第2外部排出気流の風量に応じて設定されている
ことを特徴とする安全キャビネット。 - 前記排気口の開口面積を変更する開口面積変更手段が、さらに設けられており、
前記開口面積変更手段を用いて、必要に応じて前記排気口の開口面積が変更可能とされている請求項1に記載の安全キャビネット。 - 前記開口面積変更手段が、前記排気口の開口度合いを調整可能とされたカバー又は蓋とされている請求項2に記載の安全キャビネット。
- 前記光触媒フィルタの前記適正範囲内に収まるように設定された、前記第1外部排出気流の前記フィルタ流入時風速をV1とし、前記光触媒フィルタ・ユニットから排出される前記第2外部排出気流の風量をQ1とすると、前記プレナムの前記流出側断面積Abが、
Ab=Q1/V1
で与えられる請求項1~3のいずれか1項に記載の安全キャビネット。 - 前記光源が、前記光触媒フィルタと前記排気用エアフィルタの間に配置されており、
前記光源から放出される前記活性化光が前記排気用エアフィルタに照射されるのを防止する通気性の活性化光遮断手段が、前記光源と前記排気用エアフィルタの間に配置されている請求項1~3のいずれか1項に記載の安全キャビネット。 - 前記活性化光遮断手段として、前記光触媒フィルタと同一の光触媒作用を持つ光触媒フィルタが使用されている請求項5に記載の安全キャビネット。
- 前記光源が、前記光触媒フィルタの流入面に沿って間隔をあけて配置された複数の直線状の放電管から構成されており、
複数の前記放電管の各々の近傍には、対応する前記放電管に沿って延在する帯状の遮光部材が配置されており、
複数の前記遮光部材が、前記活性化光遮断手段として機能し、
前記活性化光遮断手段の通気性が、複数の前記遮光部材の間の隙間によって実現されている請求項5に記載の安全キャビネット。 - 前記光源が、前記光触媒フィルタの流入面に沿って間隔をあけて配置された複数の帯状のLED装置から構成されている請求項1~3のいずれか1項に記載の安全キャビネット。
- 前記光源が、前記光触媒フィルタの流入面に沿って間隔をあけて配置された複数の帯状のLED装置から構成されており、
複数の前記LED装置の各々に含まれている不透明部材(例えば基板)が、前記活性化光遮断手段として機能しており、
前記活性化光遮断手段の通気性が、複数の前記LED装置の間の前記間隔によって実現されている請求項8に記載の安全キャビネット。 - 前記内部流路が、
前記内部空間から排出されて前記内部流路を移動する前記未浄化気流及び前記浄化気流の所定部分が、前記給気用エアフィルタによって清浄化されてから、再度、前記浄化気流として前記作業空間に供給され、且つ、
前記内部流路を移動する前記未浄化気流及び前記浄化気流の残部が、前記第1外部排出気流として前記排出口から排出される
ように形成されており、
それによって、室内循環型の安全キャビネットとして機能するようになっている請求項1~3のいずれか1項に記載の安全キャビネット。 - 前記外部流路が、前記排気口に一端が接続され、且つ、他端が建屋の外部に接続されたダクトの内部に形成されており、
前記光触媒フィルタ及び前記光源が前記ダクトの内部に配置されていると共に、前記プレナムが前記ダクトの内部に形成されており、
前記内部流路が、前記内部空間から排出されて前記内部流路を移動する前記未浄化気流及び前記浄化気流の全てが、前記第1外部排出気流として前記排気口から排出され、さらに、前記ダクトの内部を通って前記建屋の外部に排出されるように構成されており、
前記第1外部排出気流が、前記ダクトの内部に設置された第2送風機による補助を受けながら、前記プレナムを通って前記光触媒フィルタに流入せしめられるように構成されており、
それによって、当該安全キャビネットが全排気型の安全キャビネットとして機能するようになっている請求項1~3のいずれか1項に記載の安全キャビネット。 - 安全キャビネットの本体にその排気口を覆うように装着して使用される光触媒フィルタ・ユニットであって、
前記安全キャビネットの前記排気口から排出される外部第1排出気流を受け入れるための流入側開口部を一端に有し、前記第1外部排出気流に含まれる抗がん剤を光触媒作用により分解してから、第2外部排出気流として当該光触媒フィルタ・ユニットの外部に排出するための流出側開口部を他端に有する筐体と、
前記筐体の内部に設置された光触媒フィルタと、
前記筐体の内部において前記光触媒フィルタの近傍に設置された、前記光触媒フィルタの光触媒作用を活性化するための活性化光を放出する光源と、
前記筐体の内部において前記第1外部排出気流の流路に形成された、前記安全キャビネットの前記本体内における未浄化気流の風速に関する所定の風速条件を満足させながら、前記第1外部排出気流を所望のフィルタ流入時風速で前記光触媒フィルタに流入させるためのプレナムとを備え、
前記光触媒フィルタは、抗がん剤毎に所望レベル以上の抗がん剤分解作用が得られるフィルタ流入時風速の適正範囲を有していると共に、前記第1外部排出気流の前記所望のフィルタ流入時風速は、前記適正範囲内に収まるように設定されており、
前記プレナムの流入側断面積は、前記排気口の開口面積と同じか、それより大きく設定されており、
前記プレナムの流出側断面積は、前記第1外部排出気流が前記所望のフィルタ流入時風速で前記光触媒フィルタに流入するように、前記第2外部排出気流の風量に応じて設定されている
ことを特徴とする光触媒フィルタ・ユニット。 - 前記排気口の開口面積が変更可能とされており、
前記筐体の前記流入側開口部が、前記排気口の開口面積が変更されても、前記排気口から排出される前記外部第1排出気流の全てを受け入れ可能な大きさに設定されている請求項12に記載の光触媒フィルタ・ユニット。 - 前記排気口の前記開口面積がその最大値に設定された状態でも、前記排気口の前記開口面積がその最小値に設定された状態でも、前記排気口から排出される外部第1排出気流の全てが、前記筐体の前記流入側開口部に受け入れられるように構成されている請求項13に記載の光触媒フィルタ・ユニット。
- 前記光触媒フィルタの前記適正範囲内に収まるように設定された、前記第1外部排出気流の前記フィルタ流入時風速をV1とし、前記光触媒フィルタ・ユニットから排出される前記第2外部排出気流の風量をQ1とすると、前記プレナムの前記流出側断面積Abが、
Ab=Q1/V1
で与えられる請求項12~14のいずれか1項に記載の光触媒フィルタ・ユニット。 - 前記光源が、前記光触媒フィルタと前記排気用エアフィルタの間に配置されており、
前記光源から放出される前記活性化光が前記排気用エアフィルタに照射されるのを防止する通気性の活性化光遮断手段が、前記光源と前記排気用エアフィルタの間に配置されている請求項12~14のいずれか1項に記載の光触媒フィルタ・ユニット。 - 前記活性化光遮断手段として、前記光触媒フィルタと同一の光触媒作用を持つ光触媒フィルタが使用されている請求項16に記載の光触媒フィルタ・ユニット。
- 前記光源が、前記光触媒フィルタの流入面に沿って間隔をあけて配置された複数の直線状の放電管から構成されており、
複数の前記放電管の各々の近傍には、対応する前記放電管に沿って延在する帯状の遮光部材が配置されており、
複数の前記遮光部材が、前記活性化光遮断手段として機能し、
前記活性化光遮断手段の通気性が、複数の前記遮光部材の間の隙間によって実現されている請求項16に記載の光触媒フィルタ・ユニット。 - 前記光源が、前記光触媒フィルタの流入面に沿って間隔をあけて配置された複数の帯状のLED装置から構成されている請求項12~14のいずれか1項に記載の光触媒フィルタ・ユニット。
- 前記光源が、前記光触媒フィルタの流入面に沿って間隔をあけて配置された複数の帯状のLED装置から構成されており、
複数の前記LED装置の各々に含まれている不透明部材が、前記活性化光遮断手段として機能しており、
前記活性化光遮断手段の通気性が、複数の前記LED装置の間の前記間隔によって実現されている請求項19に記載の光触媒フィルタ・ユニット。 - 前記光触媒フィルタが、一対のフィルタ保持部材によって着脱可能として前記筐体に装着されており、
前記一対のフィルタ保持部材が、前記光触媒フィルタの前記筐体への装着又は前記筐体からの離脱の際に、前記光触媒フィルタのガイドとして機能するように構成されている請求項12~14のいずれか1項に記載の光触媒フィルタ・ユニット。
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