JPH0833223B2 - 作業場を制御された温度での清浄環境を維持する方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は汚染室から接近可能である作業場を制御され
た温度での清浄環境に維持する方法及び装置に係る。

作業場を清浄環境に維持する問題は、例えば、農業食
料産業で生じる。

パッケージング製品（例えば：瓶詰、調理済食品のビ
ニールでのパッキング、…）に対して、非常に清浄な環
境で作業することが必要である：規則で決められた粒子
及び微生物汚染の最大許容濃度を越えてはならない。

更に、微生物の増殖を避ける為、作業は通常冷い環境
にて行なわれる。

従って、作業場は下記から隔離されるべきである： −粒子、微生物及びガス汚染、 −熱伝達、 一方、作業者は自由にアクセスできる。

以前は、作業者はいわゆる「クリーンルーム（ホワイ
トルーム）」で作業をしていた。これらの室の全ての空
気は汚染の濃度を許容閾値以下にするよう処理される。
かかる室の空気の温度も制御される。所望の通気装置は
重要であり、特にコスト高である。作業条件、特に温度
状態は作業者にも不快である。

かかる欠点を防ぐ為、出願人は作業場を作業者がいる
室の空気から隔離することを見つけた：その室の空気は
「クリーンルーム」処理をもはや必要としない。

すでに核分野では、空気のカーテンを用いて室の汚染
を制限することが知られている（第2,530,163号で公告
されたフランス国特許出願第82/12382号）。

この技術によれば、汚染された領域は下記の２つの空
気ジェットを生成する２つの空気噴射ノズルを室の開口
に位置させることにより外部（クリーン領域）から隔離
される： −汚染された領域側に位置する第１のジェット；この
ジェットはその範囲が開口の寸法の１つに少なくとも等
しい潜在的流れ領域（内部コーン）からなり；ジェット
は開口をカバーするよう他の寸法の全てに対しても拡散
し；最大の幅の噴射ノズルを意味する；（この第１のジ
ェットは均束バリヤを構成する）； −平行で、第１のジェットと同じ方向を有し、第１の
ジェットと接触するその内面で誘導される空気流量率は
該第１のジェットの流量率に等しいように清浄領域側
（外部）に位置する第２のジェット（この第２のジェッ
トは第１を安定化する）。

本明細書において： −遅いジェットは第１のジェットを示し； −速いジェットは第２のジェットを示し； −内部コーンは潜在的流れ領域を示し； −幅はカーテンの流れ方向に平行である（開口又はジ
ェットの）寸法を示し； −長さはカーテンの流れ方向に垂直である（開口又は
ジェットの）寸法を示す。

この技術は、室を汚染から隔離し、熱伝導を防ぐこと
を可能にするが、かかる室の内部に位置する作業場に作
業者がアクセスできるように適合されなければならな
い。

このため、本発明は、空気のカーテンが（例えば作業
者がその外部に位置するように）障害である妨害される
が、作業場（内部）を清浄環境に維持する（第2,530,16
3号で発行される）フランス特許出願第82/12382号の目
的を改良する方法及び装置を提供する。

本発明は、人が働く大気には制限されない；作業がロ
ボット、遠隔ハンドリング等でなされうるのでいかなる
気体環境にも適用されうる。

より正確にするため、本発明は作業場を制御された温
度で清浄な環境に維持する方法に関し、該作業場は少な
くとも１つの開口を介して汚染された領域から接近可能
であり、その方法では、気体のカーテンは遅いジェット
と速いジェットの形で該開口のレベルで発生され、遅い
ジェットは開口の幅に少なくとも等しい範囲の内部コー
ンを有し、速いジェットは遅いジェットの噴射流量に等
しい遅いジェットを接触するその内面で誘導される流量
を有し、２つのジェットは開口の全長をカバーし、その
方法は下記の様にすることを特徴とする： −速いジェットは（清浄領域での）作業場側の開口の
レベルに位置し、 −該ジェットは、速いジェットの少なくとも外面が該
開口になるように開口に略平行に向き、 −清浄気体の流れは、汚染の入口に対向し、作業場を
均一に洗浄するような方法で向けられる制御された温度
下で作業場にて発生される。該流れの流量は速いジェッ
トの外面に供給する流量に少なくとも等しい。

−必要なら、１つ又はそれ以上のジェット及び流れと
して吸込まれる気体は、該開口のレベルで及び、噴射領
域に面する関係で吸込まれる。

作業場は、１つ又はそれ以上の壁及び該汚染された領
域の各開口のレベルで気体のカーテンにより汚染された
領域から一般的に隔離される。内部に作業場が位置す
る、画成された容積は容積を清浄に保たれるよう構成す
る。

実際、壁を設けたエンクロージャは一般的に作業場回
りに位置し；該エンクロージャは作業者が少なくとも１
つの開口を介して作業者にとどくことを可能にするよう
外部と連通する。

エンクロージャは、以下の図に示す（平行六面体ベル
形、…）如く種々の形状を有する。清浄が保たれる容積
（エンクロージャの環境）は下記の手段により、外部
（汚染された領域）から隔離され、清浄及び制御された
温度に保たれる： −（第2,530,163号で公告された）フランス国特許出
願第82/12382号による気体のカーテン：速いジェットは
清浄領域側の開口のレベルに位置し、遅いジェットは汚
染された領域側にある、 −全容積を均一に洗浄するような方法で保護され及び
送られる容積に流れる清浄気体の流れ。

カーテンを形成するため、気体は開口のどの側からも
噴入されうる。望ましくは、気体は頂部から下方に噴入
される。

ジェットは、（遅いジェットと接触しない）速いジェ
ットの少なくとも外面が開口の面に到るように送られ
る。

事実、速いジェットの外面は、これが作業場と該ジェ
ット間のそれを通って空間汚染が入る保護されていない
空間を清浄するよう開口からずっと離れている必要はな
い。

該外面は有利に該開口の限界まで到りうる。かかる場
合において、気体カーテンは障害には出会わず、完全に
該開口を妨害する。

該外面は容積又はエンクロージャ内部を清浄に保たれ
るようにしうる。かかる場合において、速いジェット及
びおそらく遅いジェットもその噴射領域に面する面に出
会う。該面は作業場でありうる。それはエンクロージャ
の床でもある。次に吸収手段は、該ジェットが攪乱され
ないよう該面のレベルに設けられるべきである。

気体のカーテンが縦に区切られる時、ジェットの流れ
路に垂直である開口の２つの壁はその効果的範囲のレベ
ル（即ち、その端部のレベル）でカーテンの厚さに少な
くとも等しい距離に亘って開口の面を越えて延在する。

気体のカーテンが、例えば円形のように連続形状を有
する時、それは明らかに区切られる必要はない。

遅いジェットの速度は障害の存在による乱れを制限す
るよう選択される。それは一般的に0.4乃至0.6m/秒、よ
り広くは0.6m/秒以下である。

清浄気体の流れの流量率は速いジェットの外面により
導かれる流量に少なくとも等しい。

供給される時のその方向は、汚染物が保護されるべき
容積に入り、拡散されるのを防ぎ、作業場の掃引を確実
にするような方向である。

本発明の望ましい実施例によれば、清浄気体の流れは
開口の面に垂直に向き；従って、作業場がエンクロージ
ャ内部に位置する時、該流れは気体のカーテンにより保
護される開口に面するエンクロージャの壁から供給され
る。該流れは汚染領域（外部）に向って清浄に保たれる
よう領域から向けられる。

層流は保護さるべき容積内で生成され、その流れは汚
染物の非拡散を確実にする。

他の実施例によれば、清浄気体の流れは気体のカーテ
ンと同じ方向及びそれと略平行に送られる。

清浄気体の流れの温度はその要求の関数として生産業
者により選択される。

清浄気体の流れは、気体のカーテンと共に、保護さる
べき体積を熱変化及び汚染に対して（エンクロージャ内
で）隔離するのに貢献する。

保護さるべき容積の熱制御及び作業場の清浄が確実と
なる。

気体のカーテンを横断する障害がないと、遅いジェッ
トの内部コーンは速度ベクトルが平行及び等しいので汚
染に対するバリヤを構成する。しかし、ジェットがその
長さを制限する壁により攪乱されることにより汚染され
た気体のわずかな逆拡散を生じる。

気体のカーテンを横断する（例えば作業者のグローブ
を付けた腕のような）清浄障害があると、バリヤとして
作用する内部コーンが影響される。

障害は汚染の逆拡散の局部的汚染要因源を構成する。

この拡散の主部分は下記によりピックアップされる： −汚染の大部分を直ちに除去する速いジェット； −乱流拡散により速いジェットの外面から脱出し、エ
ンクロージャに届く汚染物を掃除する清浄気体の流れ。

上記の該流れを供給する選択された方向はこの結果に
なることを可能にする。

濃度勾配を防ぐ必要な温度になるよう制御される、
（エンクロージャ内又は保護さるべき容積内）気体の流
れの存在は又熱勾配に対向する。

特に速いジェットの外面が、汚染された領域の通気を
制御するよう、作業場の限界に到る時、開口を越えるジ
ェットからの気体の吸込が設けられることが望ましい。

本発明の更なる目的は、上記方法を実施する装置であ
る。

上記装置は下記からなる： −その内部に作業場が位置するエンクロージャ；該作
業場は外部から該エンクロージャの少なくとも１つの開
口を介して接近可能である； −ジェットの形で気体を噴射する該開口の一方に、横
に並んで位置する２つのノズル；ノズルの長さは開口の
長さに等しく、各ノズルの穴の寸法は得られるべきジェ
ットの速度及び範囲の関数として決めれら、ノズルの方
向決めは、速いジェットの少なくとも外面が該開口の限
界に到るように決められる； −清浄気体の流れを噴射する少なくとも１つの手段；
該手段は、気体が（保護されるべき）エンクロージャの
容積内で及び清浄気体の流れが該開口の面に略垂直又は
平行な方向になるように均一に分配されるよう選択及び
配置される； −気体を該ノズル及び清浄気体の流れを噴射する該手
段に供給するパイプ装置及び手段； −任意に、ジェットの形で吸込まれた気体及び該エン
クロージャ内の流れを吸込む吸込装置。

作業場は一般的に該エンクロージャの床を構成する。

第１の変形例によると、該エンクロージャは平行六面
体である。気体のカーテンの長さを制限し、ジェットの
乱れを防ぐ少なくとも２つの横壁からなる。該ジェット
の流路に垂直である該横壁はその効果的範囲のレベルで
ジェットの厚さに少なくとも等しい距離に亘って開口を
越えて拡張される。

該平行六面体エンクロージャが開口に対向する横壁か
らなる場合、清浄気体の流れを噴射する手段は、穿穴さ
れ（それにより拡散壁として作用し）、（例えば該気体
がわずかな過剰圧で届く壁の全面を被うタンクから）該
清浄気体を供給される該壁で有利に構成される。この場
合、ノズルから送られる清浄気体の流れは略ジェットに
垂直な方向になる。

本発明のこの実施例を図１に示す。

他の実施例によれば、特に該エンクロージャが開口に
面する横壁がない場合、一事実上該エンクロージャが互
いに面する２つの横壁及び互いに面する２つの開口を有
する場合、清浄気体の流れを噴射する手段はノズルが固
定される壁で構成され、該壁は穿孔され、拡散壁として
作用する為気体を供給される。この場合、清浄気体の流
れはノズルから生じるジェットに実質的に平行である。
本実施例は図３に示す。

本発明の装置の他の変形例によると、該エンクロージ
ャは横壁ばかりか、その全体外周に亘る開口を構成しな
い。それは例えばベル形状である。

この場合、清浄気体の流れを噴射する手段は、気体を
天井の壁に沿ってエンクロージャ内に分配するよう（ベ
ルの）天井の上部に位置する複数のノズルで有利に構成
され、方位付けされる。

この場合、ノズルから生じるジェットに略平行である
清浄気体の流れ（ベルの壁に沿って流れる該流れ）及び
ノズルから生じるジェットに実質的に垂直になる清浄気
体の流れ（即ち、エンクロージャへの噴射から生じる流
れ）がある。

本発明の装置のこの変形例は図2A及び2Bに示される。

ジェット及び気体の流れの方向に用いられる用語「手
段」及び「垂直」が極めておよそであることを理解すべ
きである。

ノズルは、ノズルの全部分に亘る流れの等しい分布を
可能にする装置を設けられる分配タンクと協働する。

有利に、ノズルは、速いジェットの外面が開口の限界
に達するように方位付けされる。

かかる場合、気体はエンクロージャから外向きに向け
られ、そこに吸込装置を設ける必要はない。それに拘ら
ず、この場合、気体を吸込む吸込穴は、エンクロージャ
の外部で、汚染領域内に、該領域の通気を制御する為、
設けられると有利である。

速いジェットの外面がエンクロージャ内に達する時、
１つ又はそれ以上のジェット及び流れの形で吸込まれ
る、該エンクロージャ内の気体を吸込む吸込装置を設け
る必要がある。

本発明は下記の図で示される： 図１乃至３は本発明の３つの実施例を示す。

−図1:低移動性製品をパッキングする作業場； −図2A及び2B:液体食料、移動する瓶を瓶詰する作業
場； −図3:清浄瓶用コンベヤライン。

図１によると、作業場１は水平作業面であり、その回
りに天井２及び３つの横壁（単に２つだけが参照符号３
及び４で示される）、開口５に面する壁４、作業場のレ
ベルで気体のカーテンの厚さに少なくとも等しい距離に
亘ってノズル７及び８を越えて拡張される壁３を有する
平行六面体エンクロージャが築かれる。該壁は図１では
透明である。

該エンクロージャは支持体６により地面に支えられ
る。

開口の天井側に、図示されないパイプ装置で送られる
気体（この場合、空気）を噴射する２つのノズル７及び
８が設けられる。ノズル７は遅いジェットを、ノズル８
は速いジェットを拡散する。

流量率及び速度（孔の大きさ）は、外部にいわゆる遅
いジェット及びエンクロージャ側にいわゆる速いジェッ
トを得るよう調整される。

ノズル７及び８は、必要があれば、ジェットがそれと
接触しないで、又（外部汚染が作業面下からエンクロー
ジャに届くのを防ぐ為）それから非常に遠くにあること
なく作業面１の限界に有利に届くよう、傾斜されうる。

拡散壁で清浄気体の流れを生成する為、開口５に対向
する壁４は望ましくは均一に分布される穿孔を有するそ
の全体面上に設けられる。該壁の後ろに、例えば、壁の
全面を被い、気体が導かれ、その気体がその後、穿孔を
通って壁を横断し、エンクロージャ内に広がるタンク９
のような壁面に亘って気体の均一分配を可能にする手段
が設けられる。

気体10を吸込む吸込孔は空気の制御された流れを生成
する（汚染された領域内の）支持体６の底に設けられ
る。

本発明による手段を設けられたかかるエンクロージャ
は作業者により運ばれ、又はコンベヤで遅い速度で移送
されるパックさるべき製品を処理するよう特に適合され
る。

図2A及び2Bは、この特別な場合、中心軸の回りに回動
するテーブルである水平面で構成される作業場11を示
す。このタイプの作業場は、瓶が自動的にテーブル上に
運ばれ、１つの場で充填され、該テーブルから他の場に
向かう瓶詰工場で見うけられる。

ベル形エンクロージャ12はテーブル11上に置かれ、支
柱13で支持れる。該エンクロージャは取付けられ又、随
意に下げられ、と有利である。

２つの隣るノズル14及び15は、エンクロージャの開口
の面のレベルで（この場合、空気である気体のカーテン
を生成するため）、その全周に亘って取付けられる。流
れ速度及び率は該カーテンを形成するよう制御され、い
わゆる遅いジェットはノズル14で、いわゆる速いジェッ
トはノズル15で供給される。

天井（又はベル12）の上部で、回動するテーブルの中
心に向かって広がる気体掃引流れ18と同様ベルの壁に従
い、エンクロージャ内に分布され、速いジェットにより
再び吸込まれる清浄気体17の流れを生成する複数のノズ
ル16が設けられる。従って、その曲線は実質的に垂直に
気体のカーテンに達するような曲線である。

吸込孔19はノズル14,15の下の地面に置かれる。

図３は外部から保護されるコンベヤライン20を示し、
清浄が保たれるべきボトルはそのラインで運ばれる。

エンクロージャは床20、コンベヤ（作業場）−及び天
井21からなり、この場合、気体が供給されるタンクによ
り構成され、噴射ノズルを含む。エンクロージャの横壁
は、コンベヤの端部に延びており、図示されない。

対称的なタンク22から、対称的な速いジェットはコン
ベヤラインの少なくとも全長に亘って及び少なくともそ
の全開口幅に亘って送られる。タンク及びコンベヤ間の
距離はエンクロージャの開口を構成する。

（ボトル側の）速いジェットの外面は作業場を構成す
るコンベヤライン20の限界及び出来る限りボトルに達す
る。

対称的なタンク23から、遅いジェットはコンベアライ
ンの少なくとも全長に亘って、及び少なくともその全幅
に亘って送られ、ジェットの各１つの内部コーンは、そ
の範囲が開口の幅に等しくなるように制御される。

清浄気体の遅い速度の流れは中央タンク24から送られ
る。それは、エンクロージャの全容積を被い、気体の２
つのカーテンに平行に送られる。

上記の図は、いかなる方法でも本発明を制御せず、そ
の適用の分野は農業食料産業に限定されない。

例として、図１に示すようなエンクロージャ内に位置
する作業場は下記の様に隔離される： 開口の長さ ＝1.20m 開口の幅 ＝0.80m エンクロージャの深さ＝0.70m 下記の寸法が与えられる。

遅いジェット孔＝6mm 速いジェット孔＝200mm （これらの両孔は垂直に対して外に向かって12°で傾斜
される） 速いジェット流量 ＝100m3/時間 遅いジェット流量 ＝440m3/時間 遅いジェット内部コーン速度＝0.4m/秒 速いジェット速度 ＝4m/秒 清浄気体の流れの流量 ＝470m3/時間 清浄気体の流れの速度 ＝0.15m/秒 エンクロージャの温度 ＝＋３℃

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作業場（１）を制御された温度での清浄環
   境に維持する方法であって、該作業場（１）は汚染され
   た領域から少なくとも１つの開口（５）を通って接近可
   能であり、気体のカーテンが遅いジェット及び速いジェ
   ットの形で該開口（５）のレベルで発生され、遅いジェ
   ットは開口（５）の幅に等しい範囲の内部コーンを有
   し、速いジェットは遅いジェットの噴射流量に等しい遅
   いジェットを接触するその内面により導かれる流量を有
   し、２つのジェットは開口（５）の全長を覆う方法であ
   って、 −速いジェットは作業場側（１）の開口（５）のレベル
   に位置し、 −該ジェットは、速いジェットの少なくとも外面が該開
   口（５）に到るように開口（５）に略平行に向けられ、 −清浄気体の流れは、制御された温度下の作業場（１）
   で発生され、汚染物の入口に対向し、該作業場（１）に
   亘って均一に掃引するように向けられ、該流れの流量は
   速いジェットの外面を供給する流量に少なくとも等し
   く、 −必要なら、１つ又はそれ以上のジェット及び流れとし
   て吸込まれる気体は、該開口のレベルで、及び噴射領域
   に面する関係で吸込まれることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】遅いジェットの速度は0.4乃至0.6m/秒間に
   あることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】清浄気体の流れは開口（５）の面に垂直な
   方向に、清浄が保たれるべき容積から汚染された領域に
   向かって送られることを特徴とする請求項１又は２記載
   の方法。
4. 【請求項４】清浄気体の流れは、開口（５）の面に実質
   的に平行な方向及びジェットと同じ方向に送られること
   を特徴とする請求項１又は２記載の方法。
5. 【請求項５】その内部に作業場（１）が位置し、該作業
   場（１）は外部から少なくとも１つの開口（５）を通っ
   て接近可能であるエンクロージャと； −ジェットの形の気体を噴射する該開口（５）の一側で
   横に並んで位置する２つのノズル（7,8）と；ノズル
   （7,8）の長さは開口（５）の長さに等しい、各ノズル
   （7,8）の孔の寸法は速度及びジェットの範囲の関数と
   して決められ、該ノズル（7,8）は気体をそれらに供給
   する手段を設けられ、 ノズル（7,8）は、速いジェットの少なくとも外面が該
   開口（５）の限界に達するよう方位付けれ、それは清浄
   気体の流れを噴射する少なくとも１つの手段（９）から
   なり、該手段（９）は、気体が該エンクロージャ内で及
   び清浄気体の流れが開口（５）の面に垂直又は平行な方
   向に略なるように均一に分配されるよう、選択され配置
   され、任意的に１つ又はそれ以上のジェット及び該エン
   クロージャ内の流れの形で吸込まれる気体を吸込む吸込
   装置からなることを特徴とする請求項１乃至４のうちい
   ずれか一項記載による方法を実施する装置。
6. 【請求項６】作業場（１）は該エンクロージャの床を構
   成することを特徴とする請求項５記載の装置。
7. 【請求項７】該エンクロージャは、ジェットの流路に垂
   直であり、その有効範囲のレベルで該ジェットの厚さに
   少なくとも等しい距離に亘って該開口（５）を越えて延
   在する少なくとも２つの横壁からなることを特徴とする
   請求項５又は６のうちいずれか一項記載の装置。
8. 【請求項８】該エンクロージャは該開口（５）に面する
   後壁（４）からなり、該穿孔された後ろ壁（４）は清浄
   気体の流れに対する拡散壁であることを特徴とする請求
   項７記載の装置。
9. 【請求項９】ノズルが固定される壁（21）は清浄気体の
   流れに対する穿孔された拡散壁であることを特徴とする
   請求項７記載の装置。
10. 【請求項１０】該レベル形エンクロージャ（12）は該レ
    ベルの壁に沿って清浄気体をその容積を通って噴射する
    ノズル（16）をその上部に有することを特徴とする請求
    項５又は６のうちいずれか一項記載の装置。
11. 【請求項１１】速いジェットの外面が開口（５）まで達
    し、汚染された領域内に位置し気体を吸込む吸込開口か
    らなることを特徴とする請求項５乃至10のうちいずれか
    一項記載装置。