KR100528705B1 - 크린 흄 후드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 극미량 분석을 위한 시료의 전처리 과정에서 입자상 오염을 방지하기 위한 크린 흄 후드(clean fume hood)에 관한 것으로 좀더 구체적으로는 무기 및 유기 극미량분석에서 시료를 분석의 목적에 맞게 전처리하는 과정에서 고도 청정공간을 유지시키기 위하여 하부 배기 방식으로 상단부에 급기부가 위치하고 작업공간 배면에 배기 유로를 설치하여 분리제거하기 어려운 기체상 성분과 유해가스 등을 효율적으로 배기처리할 수 있도록 한 흄 후드에 관한 것이다.

Description

크린 흄 후드{Clean fume hood}

본 발명은 극미량 분석을 위한 시료의 전처리 과정에서 입자상 오염을 방지하기 위한 크린 흄 후드에 관한 것으로 좀더 구체적으로는 무기 및 유기 극미량분석을 위한 시료를 분석의 목적에 맞게 전처리하는 과정에서 고도 청정공간을 유지시키기 위하여 하향 배기 방식으로 상단부에 급기부가 위치하고 작업공간 배면 또는 하단에 배기 유로를 설치하여 분리제거하기 어려운 기체상 성분과 유해가스 등을 효율적으로 배기 처리할 수 있도록 한 흄 후드에 관한 것이다.

일반적으로 극미량분석에서는 시료 전처리 과정에 무기산류를 사용하여 시료를 용해하거나 분해시키게 되며, 이때 다량의 휘발성분이 발생하게 된다. 따라서 전처리를 완수하려면 발생한 휘발성 기체들을 효과적으로 제거해야만 한다. 또한 전처리 분리를 위한 증발, 추출 등 작업에 있어서도 유기용제 등의 휘발성분을 효과적으로 분리 제거하는 것이 중요하다. 그러나, 대부분의 기존 실험환경조성장비는 청정공간유지와 함께 휘발성분의 배기를 효과적으로 동시에 수행할 수 있는 기능을 갖추고 있지 못하다.

기존의 극미량분석을 위한 흄 후드는 일반적으로 배기를 위해 상향 흡입배기 방식을 채택하고 있다.

그리고, 분석용 청정공간을 제공하는 크린 벤치(clean bench)는 입자필터(particle filtration)를 활용하여 수직기류를 유지하고 있으나 배기에 대한 고려가 되어있지 못하다. 따라서, 이와 같은 장비에서는 일부 휘발성분 중 비중이 높은 기체는 상향 배기에 의해서는 충분히 배기될 수 없어 실험공간 안에 정체되어 응축 등의 문제를 일으키거나, 정체된 휘발성분이 배기상 세정에 의한 환경설비 단위조작에서 설비 하부에 응축되는 문제를 일으키기도 한다.

또한, 중앙 배기설비의 변화에 따라 독성 흄이 실내 및 작업자 방향으로 누출될 수 있는 문제점이 있다. 또한 에어파티클 필터(air particle filtering)의 유속 조절이 힘든 문제점을 지니고 있다.

미국특허 제4023473호, 제4553475호는 전면은 상부에서 공기가 공급되어 작업공간을 통과한 후 작업공간 후면의 통로를 통해서 상부로 배기되는 흄 후드에 관하여 기재하고 있다. 상기 발명은 전면으로 오염된 공기가 밖으로 나오는 것을 방지할 수 있으나, 비중이 공기보다 무거운 기체에 대해서는 여전히 문제점을 가지고 있다.

또한, 미국특허 제6089970호는 흄 후드의 상부와 하부에 각각 블로어 (blower)를 장치하여 급기가 후드 전면의 상, 하부에서 모두 가능하게 하여 후드 전면의 외부공기도 후드 안으로 유도하도록 하여 후드의 내부공기가 외부로 누출되는 것을 방지하였다. 그런, 상기 발명 또한 여전히 후드의 작업공간 후면을 통해 상부로 배기하는 방법을 채택하고 있다.

상기 문제점을 극복하기 위하여 본 발명은 급기부에서 작업면부과 전면부의 모양이 다른 에어파티클 필터를 사용하여 공급되는 공기의 유속 및 유량을 변화시켜 오염된 흄이 후드 외부로 누출되는 것을 방지하는 크린 흄 후드를 제조하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 작업면과 전면의 배기 유로를 별도로 설계하여 전면의 배기를 강화한 흄 후드를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 작업면 아래에 화학물질의 흄(chemical fume)을 포집하기 위한 포집기를 설치하여 배기가 어려운 무거운 흄을 효과적으로 제거하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명자는 후드 상부에 급기부를, 작업공간 배면에 배기 유로를 설치하여 하부배기 방식의 흄 후드를 고안하고 급기부에서 작업면과 전면의 공기 유량과 유속에 차이를 두어 후드 내의 유해한 흄이 후드외부로 누출되는 것을 방지할 수 있는 크린 흄 후드를 제조하였다.

본 발명은 내부에 소정의 작업공간이 형성되고, 작업공간의 전면으로 개방된 부분에는 개폐를 위한 슬라이딩 도어가 설치되며, 작업공간의 상단에 작업공간 내부로 공기가 공급되는 급기부가 설치된 흄 후드에 있어서,

공급되는 공기를 1차로 여과하는 프리필터(pre-filter)와 상기 프리필터에서 공급되는 공기를 재여과하며, 슬라이딩 도어 쪽의 전면부가 공기 공급구가 작업면부의 공기 공급구보다 크기가 큰 에어파티클 필터(air particle filter)를 포함하는 급기부;

작업공간의 배면에 작업면부의 배기 유로와 전면부의 배기 유로가 분리 설치된 배기부;로 구성되는 크린 흄 후드에 관한 것이다.

상기 급기부는 작업면부보다 전면부의 급기구를 크게 함으로써 전면부 공기의 유량을 크게, 유속을 빠르게 하고, 배기 유로를 따로 설치하여 전면부의 배기 속도가 보다 빠르게 하여 후드 외부의 공기가 일부 유입되어 후드내 오염된 공기가 누출되는 것을 방지하도록 제조한다. 그리고, 작업면 기준 급기 및 배기를 정밀하게 조정할 수 있다.

본 발명의 흄 후드는 극미량 분석을 위한 시료 전처리 과정에 사용되는 후드이므로 2단계로 여과하여 고순도의 공기를 공급하고, 에어파티클필터(air particle filter)를 통해 공기의 흐름을 수직으로 제어할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 에어파티클필터의 공기 공급구가 전면부는 규칙적인 직사각형 타공이며, 작업면부는 타원형 또는 원형의 타공인 것을 특징으로 한다.

뿐만 아니라, 본 발명은 상기 전면부 배기를 내부 순화시켜 에어파티클필터 전단에 재공급하는 것을 특징으로 한다. 전면부 배기를 내부 순환시킴으로써 프리필터에서의 급기량을 절반수준으로 줄일 수 있으며, 크린룸(clean room) 등에 설치하면 크린룸 공조 공기수준을 유지하는데 이점이 있다.

또한, 본 발명은 상기 작업면부 배기 유로에 흄을 포집하기 위하여 물 또는 산, 알칼리 용액을 포집액으로 한 포집기를 설치하는 것을 특징으로 하는 흄 후드에 관한 것이다.

상기 포집기는 작업면을 통과한 공기가 포집액 수면에 부딪히면서 에어로졸 (aerosol)이 형성되므로 포집표면적이 증가하여 포집효율을 높일 수 있다. 또한 무거운 흄의 경우 배기 유로하부에 정체되게 되므로 이를 배기하는 데에도 효과적이다.

또한, 본 발명은 상기 포집기는 에어로졸이 배기에 혼입되는 것을 방지하기 위하여 포집기 뒷쪽에 충돌판을 설치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 배기부 말단에 배기 세정기(gas scrubber)를 설치하는 것을 특징으로 한다. 배기세정기는 처리가 힘든 황산이나 과산화수소 등을 장비 내에서 쉽게 처리할 수 있도록 한 것이다.

이하, 도면을 통하여 본 발명을 좀더 상세히 설명한다.

본 발명의 후드는 프리필터(100)와 에어파티클 필터(200)가 설치된 급기부와 실험 및 작업을 수행할 수 있는 작업공간 및 작업공간 배면에 설치된 격벽(300)으로 전면부와 작업면부 유로가 분리된 배기부로 구성되어 있다(도 1). 전면부는 슬라이딩 도어의 바로 앞쪽부근을 일컫는 것이며, 작업면부는 실제로 실험을 수행하는 작업공간의 대부분을 가리키는 것이다.

도 2는 에어파티클 필터(200)의 평면도로써 전면부와 작업면부의 공기 공급구(200-1, 200-2)의 크기와 모양이 다르게 제조되었다. 전면부는 직사각형으로 나란히 배열된 공기 공급구(200-1)를 설치하였으며, 작업면부는 타원형 또는 원모양의 공급구(200-2)를 설치하였다. 이와 같이 크기를 조절하고, 작업면부와 전면부의 배기 유량과 유속을 700~1150㎥/hr, 8~10m/sec로 동일하게 조절한 결과 작업면부 유속은 0.1~0.5m/sec이며, 전면부 유속은 0.3~0.7m/sec로 전면부가 1.6~7배가 빨랐다.

도 3은 본 발명의 흄 후드에서의 공기의 흐름을 화살표로 나타낸 것이다. 전면부가 작업면부보다 배기가 강화되어 외부의 공기가 유입되는 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 간이 흄 트랩(trap)은 작업면부 배기유로에 포집액 공급관(600)과 배수관(700)을 설치하고 유로의 말단부근에 충돌판(800), 즉 방해판을 설치하여 에어로졸이 배기에 혼입되는 것을 막았다(도 4).

또한, 본 발명의 흄 후드는 깨끗한 전면부의 배기를 에어파티클 필터에 재공급하는 내부순환형(도 5)으로도 제조하였다. 전면부 배기를 재공급하면 공기 프리필터를 통해 들어오는 새로운 공기의 공급량을 줄일 수 있으며 크린룸 내에서 공기의 균형을 유지시킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 반도체, 생명공학 및 환경 등 연구분야에서 필요한 무기 및 유기 극미량분석에 이용되며 시료를 분석의 목적에 맞게 전처리 하는 과정에 고도 청정공간을 유지하여 주며, 전처리 과정에서 발생되는 분리제거가 필요한 기체상 성분과 유해가스 등을 효율적으로 배기 처리할 수 있는 후드를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 흄 후드의 대략적인 전면도이다.

도 2는 본 발명의 흄 후드에 사용되는 에어파티클 필터 중 일실시예의 평면도이다.

도 3은 본 발명의 흄 후드에서의 공기의 흐름을 화살표로 나타낸 것이다

도 4는 본 발명의 흄 후드 배기 유로 트랩의 모식도이다.

도 5는 본 발명의 내분순환형 흄 후드의 모식도이다.

* 도면의 기호 설명

10: 펌프 20: 밸브(valve)

100: 프리필터(pre-filter) 200: 에어파티클 필터(air-particle filter)

200-1: 전면부 공기 공급구 200-2 작업면부 공기 공급구

300: 배기 유로 격벽 400: 전면부 배기유로

500: 작업면부 배기유로 600:포집액 공급관

700: 포집액 배수관 800: 충돌판

Claims (6)

1. 내부에 소정의 작업공간이 형성되고, 작업공간의 전면으로 개방된 부분에는 개폐를 위한 슬라이딩 도어가 설치되며, 작업공간의 상단에 작업공간 내부로 공기가 공급되는 급기부가 설치된 흄 후드에 있어서,

   공급되는 공기를 1차로 여과하는 프리필터(pre-filter)와 상기 프리필터에서 공급되는 공기를 재여과하며, 슬라이딩 도어 쪽의 전면부가 공기 공급구가 작업면부의 공기 공급구보다 크기가 큰 에어파티클 필터(air particle filter)를 포함하는 급기부;

   작업공간의 배면에 작업면부의 배기 유로와 전면부의 배기 유로가 분리 설치된 배기부;로 구성되는 크린 흄 후드.
2. 제1항에 있어서, 상기 에어파티클필터의 공기 공급구는 전면부는 규칙적인 직사각형 타공이며, 작업면부는 타원형 또는 원형의 타공인 것을 특징으로 하는 크린 흄 후드.
3. 제1항에 있어서, 상기 전면부 배기를 내부 순화시켜 에어파티클 필터 전단에 재공급하는 것을 특징으로 하는 크린 흄 후드.
4. 제1항에 있어서, 상기 작업면부 배기 유로는 흄을 포집하기 위하여 물 또는 산, 알칼리 용액을 포집액으로 사용하는 포집기를 설치하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 크린 흄 후드.
5. 제4항에 있어서, 상기 포집기는 에어로졸이 배기에 혼입되는 것을 방지하기 위하여 포집기 뒷쪽에 충돌판을 설치하는 것을 특징으로 하는 크린 흄 후드.
6. 제1항 내지 제5항의 어느 한 항에 있어서, 배기부 말단에 배기 세정기(gas scrubber)를 설치하는 것을 특징으로 하는 크린 흄 후드.