(57)【要約】【課題】室内清浄度を維持し、十分な圧力制御を行いながら、給気及び排気風量を削減できる動物飼育室の制御装置及びその方法を提供する。【解決手段】本発明の動物飼育室の制御装置は、動物飼育ラック４０を設置した室内に温湿度制御された外気を導入する給気手段２０と、前記動物飼育ラック４０および前記室内の空気を室外に排気する排気手段３０と、前記室内の空気の一部を吸気して浄化し、前記室内に排気して空気循環させる空気清浄化ユニット５０と、前記室内の圧力を検知する圧力センサ６０と、接続し、前記圧力センサ６０の測定値に基づいて、前記給気手段２０の給気量と前記排気手段３０の排気量を制御して前記室内の圧力を予め定めた設定値に維持することを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動物飼育ラックを設置した室内に温湿度制御された外気を導入する給気手段と、
前記動物飼育ラックおよび前記室内の空気を室外に排気する排気手段と、
前記室内の空気の一部を吸気して浄化し、前記室内に排気して空気循環させる空気清浄化ユニットと、
前記室内の圧力を検知する圧力センサと、
接続し、
前記圧力センサの測定値に基づいて、前記給気手段の給気量と前記排気手段の排気量を制御して前記室内の圧力を予め定めた設定値に維持することを特徴とする動物飼育室の制御装置。
【請求項２】
動物飼育ラックを設置した室内に温湿度制御された外気を導入する給気手段と、
前記動物飼育ラックおよび前記室内の空気を室外に排気する排気手段と、
前記室内の空気の一部を吸気して浄化し、前記室内に排気して空気循環させる空気清浄化ユニットと、
前記室内の浮遊パーティクル数を検知するパーティクルカウンタと、
接続し、
前記浮遊パーティクル数の測定値と予め定めた前記室内の浮遊パーティクル数の設定値の差に基づいて、前記給気手段の給気量と前記排気手段の排気量を制御することを特徴とする動物飼育室の制御装置。
【請求項３】
動物飼育ラックを設置した室内に温湿度制御された外気を給気手段により導入し、排気手段により前記動物飼育ラックおよび前記室内の空気を室外に排気し、空気清浄化ユニットにより前記室内の空気の一部を吸気して浄化し、前記室内に排気して空気循環させた動物飼育室内の圧力を検知し、
検知した圧力の測定値に基づいて、前記給気手段の給気量と前記排気手段の排気量を制御して前記室内の圧力を予め定めた設定値に維持することを特徴とする動物飼育室の制御方法。
【請求項４】
動物飼育ラックを設置した室内に温湿度制御された外気を給気手段により導入し、排気手段により前記動物飼育ラックおよび前記室内の空気を室外に排気し、空気清浄化ユニットにより前記室内の空気の一部を吸気して浄化し、前記室内に排気して空気循環させた動物飼育室内の浮遊パーティクル数を検知し、
前記浮遊パーティクル数の測定値と予め定めた前記室内の浮遊パーティクル数の設定値の差に基づいて、前記給気手段の給気量と前記排気手段の排気量を制御することを特徴とする動物飼育室の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動物飼育室の制御装置及びその方法に係り、特に空調設備により飼育環境を清浄に維持する動物飼育室の制御装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
動物を飼育・実験する動物飼育室がある。動物飼育室の室内には、動物が収容されている小型容器のケージが複数個設置されている。そのケージ内には、飼育される動物のほか、飼育のための餌や水や床敷きが設置されている。また室内にはケージのほか、ケージの清掃や、動物を治療等する場合の作業台が設置されている。さらに動物飼育室は、室内環境を清浄に保つため温湿度制御された外気の供給手段および排気手段を備えている。このような動物飼育室は、動物から発生する汚染物が外部に流出することがないように飼育環境を高い清浄度に維持する必要がある。
【０００３】
このような動物飼育室の飼育環境を清浄に維持する技術として特許文献１〜３が開示されている。
特許文献１には、動物飼育室の動物飼育ラックに脱臭装置を取り付けて、室内の排気風量と外気風量を少なくする空調システムが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、複数の動物飼育室と支援室間の差圧を予め設定した設定圧力に保持して、動物飼育室と支援室間の空気の流れを一方向に維持し、給・排気ファンの回転数を制御する高度安全施設が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、作業台に空気の循環機能を付加して、ケージの清掃等の各種作業に伴って発生する塵埃が周囲に飛散することを防止する作業台が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１８０１８３号公報
【特許文献２】特開２００３−２３８９２号公報
【特許文献３】特開２０００−２５３７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の動物飼育室では、脱臭装置を配備した飼育装置以外の場所での作業の場合、汚染物などが室内へ拡散してしまい防止することができないという問題がある。
【０００８】
また特許文献２では可変風量型定風量装置により風量を直接制御し、通常運転での設定圧力に必要な風量を予め設定し、その風量になるように制御している。したがって室内での室圧変動に応じて制御するのは困難である。
【０００９】
特許文献３の方法では作業スペースの塵埃拡散防止の観点からは効果が期待できるが、作業台のメンテナンス性（滅菌、清掃）については構造が複雑であり考慮されていない。
【００１０】
また特許文献１，２のいずれも動物飼育室の給気量および排気量について言及はされておらず、稼働費の削減については考慮されていない。
そこで、本発明は、上記課題を解決し、室内清浄度を維持して、給気及び排気風量を削減できる動物飼育室の制御装置及びその方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の動物飼育室の制御装置は、動物飼育ラックを設置した室内に温湿度制御された外気を導入する給気手段と、前記動物飼育ラックおよび前記室内の空気を室外に排気する排気手段と、前記室内の空気の一部を吸気して浄化し、前記室内に排気して空気循環させる空気清浄化ユニットと、前記室内の圧力を検知する圧力センサと、接続し、前記圧力センサの測定値に基づいて、前記給気手段の給気量と前記排気手段の排気量を制御して前記室内の圧力を予め定めた設定値に維持することを特徴としている。
【００１２】
また動物飼育ラックを設置した室内に温湿度制御された外気を導入する給気手段と、前記動物飼育ラックおよび前記室内の空気を室外に排気する排気手段と、前記室内の空気の一部を吸気して浄化し、前記室内に排気して空気循環させる空気清浄化ユニットと、前記室内の浮遊パーティクル数を検知するパーティクルカウンタと、接続し、前記浮遊パーティクル数の測定値と予め定めた前記室内の浮遊パーティクル数の設定値の差に基づいて、前記給気手段の給気量と前記排気手段の排気量を制御することを特徴としている。
【００１３】
本発明の動物飼育室の制御方法は、動物飼育ラックを設置した室内に温湿度制御された外気を給気手段により導入し、排気手段により前記動物飼育ラックおよび前記室内の空気を室外に排気し、空気清浄化ユニットにより前記室内の空気の一部を吸気して浄化し、前記室内に排気して空気循環させた動物飼育室内の圧力を検知し、検知した圧力の測定値に基づいて、前記給気手段の給気量と前記排気手段の排気量を制御して前記室内の圧力を予め定めた設定値に維持することを特徴としている。
【００１４】
また動物飼育ラックを設置した室内に温湿度制御された外気を給気手段により導入し、排気手段により前記動物飼育ラックおよび前記室内の空気を室外に排気し、空気清浄化ユニットにより前記室内の空気の一部を吸気して浄化し、前記室内に排気して空気循環させた動物飼育室内の浮遊パーティクル数を検知し、前記浮遊パーティクル数の測定値と予め定めた前記室内の浮遊パーティクル数の設定値の差に基づいて、前記給気手段の給気量と前記排気手段の排気量を制御することを特徴としている。
【００１５】
このような構成によれば、空気清浄化ユニットの循環機能により動物飼育ラック以外の室内空気のクリーン化を図ることができる。また室内空気を給・排気し循環させているため、室内清浄度維持分として給気手段により供給される外気導入空気を大幅に減らして、室内全体の外気処理に要する空調エネルギーを大幅に削減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
上記構成よる本発明の動物飼育室の制御装置及びその方法によれば、動物飼育室のクリーン化を維持し、室内の設定圧力を維持しつつ、動物飼育室に導入する外気の空調エネルギーを大幅に減らすことができる動物飼育室の制御装置及びその方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の動物飼育室の制御装置の構成概略を示す図である。
【図２】空気清浄化ユニットの斜視図である。
【図３】空気清浄化ユニットの説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の動物飼育室の制御装置及びその方法の実施形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１に本発明の動物飼育室の制御装置の構成概略を示す図である。本発明に関連する動物飼育室１０は、給気手段２０と、排気手段３０と、動物飼育ラック４０と、空気清浄化ユニット５０、圧力センサ６０と、制御装置となる制御手段７０とを主な構成要件としている。
【００１９】
給気手段２０は、外調機２２と、給気ダクト２４と、給気風量調整手段２６と、吹出口２８からなり、外気を室内に導入している。
【００２０】
外調機２２は、加熱コイル、冷却コイル、加湿器等から構成されており、外気を予め定めた温度、湿度に調整している。また外気を取り込みフィルタ処理等により外気を浄化して温湿度調整してもよい。
給気ダクト２４は、外調機２２と室内の吹出口２８を接続するダクトである。
【００２１】
給気風量調整手段２６は、給気ダクト２４のダクト途中に取り付け、後述する制御手段７０と電気的に接続している。給気風量調整手段２６は一例として電磁開閉弁等を用いることができる。給気風量調整手段２６は、制御手段７０の制御信号に基づいて、室内に導入する外気の風量を調整することができる。
【００２２】
排気手段３０は、排気ダクト３２と、排気ファン３４と、排気風量調整手段３６と、排気口３８と、動物飼育ラック排気口３９と、定風量制御手段４３とからなり、室内の空気を外部へ排出している。
【００２３】
排気ダクト３２は、その一端を室内の排気口３８および動物飼育ラック排気口３９に接続し、他端を外部の排気ファン３４に接続したダクトである。
排気ファン３４は、排気ダクト３２の他端に取り付け、排気ダクト３２を介して室内の空気を吸引して外部へ排気している。
【００２４】
排気風量調整手段３６は、排気ダクト３２のダクト途中に取り付け、後述する制御手段７０と電気的に接続している。排気風量調整手段３６は、給気風量調整手段２６と同様に一例として電磁開閉弁を用いることができる。排気風量調整手段３６は、制御手段７０の制御信号に基づいて、室内から排気する空気の風量を調整することができる。
【００２５】
動物飼育ラック４０は、実験動物を保管、飼育するためのケージ４２が複数個設置され、それぞれのケージ４２に個別に給排気が行われる。図１では動物飼育ラック４０の排気は、動物飼育ラック排気口３９を通じて、動物飼育室１０の室内の排気口３８と同じ排気ダクト３２に接続されている。また排気ダクト３２は、動物飼育ラック排気口３９よりも後段のダクト上に、定風量制御手段４３を設けている。定風量制御手段４３は、動物の飼育に影響を及ぼさない程度の予め定めた排気量で動物飼育ラック４０からの排気量を調整するものである。定風量制御手段４３は、一例として電磁開閉弁を用い、動物飼育ラック４０に接続する排気ダクト内の静圧をセンシングして開度を制御して排気量を一定量に調整することができる。このほか、動物飼育ラック４０の排気量を一定量に調整するためには、室内と動物飼育ラック４０をそれぞれ独立の排気ダクト（２系統）で排気する構成としても良い。この場合、動物飼育ラック４０からの排気ダクトには定風量制御手段４３として新たに排気ファンを設けて、定格で稼動させることにより動物の飼育に影響を及ぼさない程度の予め定めた排気量で排気することができる。
【００２６】
一方、動物飼育ラック４０への給気方法としては、図１のように動物飼育室１０の室内の空気を給気する構成としてもよいし、給気ダクト２４から直に温湿度制御された空気を給気する構成としてもよい。
【００２７】
空気清浄化ユニット５０は、動物、ケージ等を上面に載置可能な作業台である。図２は空気清浄化ユニットの斜視図である。図３は空気清浄化ユニットの説明図である。同図（１）は空気清浄化ユニットの断面図である。同図（２）はプレフィルタの変形例を示している。図示のように、空気清浄化ユニット５０は、作業台の上面に作業面１００と、その下方にチャンバボックス１２０と、側面に開口手段１３０を取り付けている。
【００２８】
作業面１００は、動物、ケージ等を載置する作業スペース１０２の周囲を囲むように（外周に沿って）複数の開口１０４を設けている。開口１０４は作業面１００の上面からの空気を吸引することができる。
【００２９】
チャンバボックス１２０は、作業面１００の裏側（下方）に配置し、作業面１００の開口１０４から導入された空気の流路に、浄化手段となるファンフィルタユニット（以下ＦＦＵという。）１２２と殺菌装置１２６を備えている。
殺菌装置１２６は、一例として紫外線殺菌ランプを用いることができる。殺菌手段１２６は、所定波長の紫外線を照射して殺菌することができる。
【００３０】
ＦＦＵ１２２は、チャンバボックス１２０の下部に取り付けている。ＦＦＵ１２２は、流路の上流側からプレフィルタ１２３と送風機１２４と高性能フィルタ１２５の順に形成している。プレフィルタ１２３はチャンバボックス１２０の底面の中央開口に取り付け、空気中の塵埃を除去している。送風機１２４はプレフィルタ１２３の下方に取り付け、開口１０４から室内空気を吸引することができる。高性能フィルタ１２５は、空気中の細かい塵埃を除去し、清浄度の高い空気が得られる。ＦＦＵ１２２は、送風機１２４の稼動により殺菌装置１２６から殺菌処理された空気が導入され、プレフィルタ１２３及び高性能フィルタ１２５により空気中の塵埃を捕集して、下部の排出口から浄化された空気を室内へ排出している。なお浄化手段は、後述する制御手段７０と電気的に接続している。またプレフィルタ１２３は、図３（２）に示すようにチャンバボックス１２０内の作業面１００の下面側を覆うように取り付けることもできる。
【００３１】
開口手段１３０は、チャンバボックス１２０の側面に取り付けた開口扉である。図２に示すように開口扉の開閉により、チャンバボックス１２０の内部を外部に開放することができる。
【００３２】
圧力センサ６０は、室内の圧力を検出するセンサである。圧力センサ６０は後述する制御手段７０と電気的に接続している。
【００３３】
制御手段７０は、給気風量調整手段２６と排気風量調整手段３６と圧力センサ６０と空気清浄化ユニット５０と電気的に接続している。制御手段７０は、圧力センサ６０の測定値に基づいて、室内の圧力を予め定めた設定値に維持するように給気風量と排気風量の流量を調整している。
【００３４】
また動物飼育室１０には、側壁にリリーフダンパ（ＲＤ）１２を取り付けている。リリーフダンパ１２は、室内の圧力を調整し、隣接する部屋との差圧を維持するようにしている。
【００３５】
次に上記構成による本発明の動物飼育室の制御装置及びその方法の作用について以下説明する。
まず給気手段２０の外調機２２によって外気を予め設定した温室度に調整し、給気ダクト２４を介して温室度調整された外気を動物飼育室１０内に導入する。一方、排気手段３０の排気ファン３４を稼動させて、排気口３８から排気ダクト３２を介して室内の空気を外部に排気する。また前記排気ファン３４の稼動により、動物飼育ラック排気口３９から動物飼育ラック４０内の空気も外部に排気される。このとき動物飼育ラック４０からの排気は、排気ダクト３２上に設けた定風量制御手段４３により動物の飼育に影響を及ぼさない程度の固定の排気風量に制御している。動物飼育室１０は、予め室内の設定圧力Ｐを設定してある。室内を陽圧にコントロールする場合、動物飼育室１０に給気される空気は、動物飼育ラック４０の排気量と室内の空気を排気する排気口３８から排気される排気量を合計した風量に加えて、リリーフダンパ１２から排気される風量を含めた風量を常に給気する必要がある。
【００３６】
ここで一般の実験動物施設は、動物飼育室とその他の部屋（前室、廊下など）の間に気圧差を設けることにより、微生物学的バリアを作り、病原微生物などが汚染区域からバリア区域に侵入することを防ぐようにしている。一例としてバリアシステム内の動物飼育室は、外部、廊下、飼育室の順にそれぞれ１０Ｐａ〜２０Ｐａ以上室圧を高く設定している。本発明では動物飼育室１０内の設定圧力ＰをＰ＞２０Ｐａとしている。制御手段７０は、空気清浄化ユニット５０の運転状況と、圧力センサ６０により室内の圧力とをモニタリングしている。そして圧力センサ６０の測定値に基づいて、電気的に接続する給気風量調整手段２６および排気風量調整手段３６に制御信号を送って給気する外気および排気する空気の風量を制御している。このうち動物飼育ラック４０からの排気量は、動物飼育に影響を及ぼさないため固定の風量であるため、動物飼育室１０の排気口３８からの排気量を制御することになる。そして空気清浄化ユニット５０を運転させて、空気清浄化ユニット５０の吸込風量分を循環風量とすれば、室内の清浄度は維持できるため、清浄度維持のために必要な給気風量分は、削減することができ省エネルギー化を図ることが可能となる。
【００３７】
なお空気清浄化ユニット５０の運転状態ではなく動物飼育室内の清浄度を検出して、給気風量および排気風量を制御するようにしても良い。具体的に清浄度のモニタリングは、動物飼育室１０内にパーティクルカウンタを設置する。ここでパーティクルカウンタの設置箇所は、飼育室内の壁、排気口３８、空気清浄化ユニット５０上などに取り付けることができる。そして室内空間の浮遊パーティクル数を検出し、予め定めた室内の浮遊パーティクル数との差に基づいて、給気風量および排気風量を制御する。また浮遊パーティクル数の検出値に基づいて、空気清浄化ユニット５０の稼動を制御するようにしてもよい。
【００３８】
一方、室内に配置した空気浄化ユニット５０は、作業面１００の作業スペース１０２で動物の治療等を行う際に、作業面１００の開口１０４から室内の空気を吸引している。開口面から導入された空気は、チャンバボックス１２０の流路に配置されたＦＦＵ１２２の高性能フィルタ処理により空気中の塵埃が除去される。フィルタ処理後の空気はＦＦＵ１２２の排出口から室内に排出される。空気浄化ユニット５０は、室内の空気を給・排気し循環させているため、室内の圧力に影響を与えることがない。
【００３９】
この空気清浄化ユニット５０は、チャンバボックス１２０内が作業スペース１０２で床敷き交換等の作業が終了した後で清掃等が容易に行えるよう開口手段１３０が取り付けられている。なお、開口手段１３０は、チャンバボックス１２０の側部にスライド機構を設けて、作業面１００の下方に取り付けたチャンバボックス１２０を手前にスライドさせて引き出すように構成してもよい。チャンバボックス１２０内部は突起物やダクトなどがないようなシンプルな構造にしている。内部コーナー部をＲ処理して清掃し易い構造にしても良い。計測スイッチ１２７を側面に設置し、殺菌装置用のタイマー機能を付加しても良い。また作業面１００の外周には落下防止柵１２８を設けている。
【００４０】
本ユニットは、作業時には、床敷き交換作業などから発生する微生物、塵埃などの拡散を防止する局所排気装置として機能し、室内で作業していないときには空気清浄化ユニット５０として稼動させても良い。
【００４１】
チャンバボックス１２０の殺菌装置１２６は、作業が終了して、チャンバボックス１２０内の清掃（アルコール清拭など）後に稼動させ、内部の微生物汚染を防止している。
【００４２】
このような本発明の動物飼育室の制御装置及びその方法によれば、室内清浄度維持分として給気手段により供給される外気導入空気を大幅に減らして、外気処理に要する空調エネルギーを大幅に削減することが可能となる。また清浄化ユニットの運転は、内部空気を循環するだけであり、室内の圧力が変化することがない。
【符号の説明】
【００４３】
１０………動物飼育室、１２………リリーフダンパ（ＲＤ）、２０………給気手段、２２………外調機、２４………給気ダクト、２６………給気風量調整手段、２８………吹出口、３０………排気手段、３２………排気ダクト、３４………排気ファン、３６………排気風量調整手段、３８………排気口、３９………動物飼育ラック排気口、４０………動物飼育ラック、４２………ケージ、４３………定風量制御手段、５０………空気清浄化ユニット、６０………圧力センサ、７０………制御手段、１００………作業面、１０２………作業スペース、１０４………開口、１２０………チャンバボックス、１２２………ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）、１２３………プレフィルタ、１２４………送風機、１２５………高性能フィルタ、１２６………殺菌装置、１２７………計測スイッチ、１２８………落下防止柵、１３０………開口手段。
【図１】
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【図３】
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【図２】
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