KR100709495B1 - 공기중 입자로부터 작업자 및/또는 제품을 보호하는 방법 및 장치 - Google Patents

공기중 입자로부터 작업자 및/또는 제품을 보호하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 둘 이상의 공간 영역(1, 2)을 분리하고 당해 공간 영역 사이의 공기중 입자의 전달을 감소시켜 작업자 및/또는 제품(26)을 공기중 입자로부터 보호하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 작업자는 제1 공간 영역(1) 내에 적어도 부분적으로 위치하고 제품(26)은 제2 공간 영역(2) 내에 위치하며, 청정 공기의 하나 이상의 평면 제트(13)를 사용하여 두 영역을 분리한다. 본 발명은, 청정 공기의 하나 이상의 저난류 배기 공기 스트림(14)이 하나 이상의 평면상 공기 제트(13)에 인접한 적어도 제2 공간 영역(2)에서 발생되고 하나 이상의 평면상 공기 제트(13)와 실질적으로 동일한 방향으로 향함을 특징으로 한다.
공기중 입자, 보호방법, 저난류 배기 공기 스트림, 평면상 공기 제트, 층류 발생기, 보호 스크린, 청정 공기

Description

공기중 입자로부터 작업자 및/또는 제품을 보호하는 방법 및 장치{Method and device for protecting persons and/or products from air-borne particles}
본 발명은, 청정 공기의 하나 이상의 평면상 공기 제트를 사용하여 둘 이상의 공간 영역을 분리하고 당해 공간 영역 사이의 공기중 입자의 전달을 감소시켜 제1 공간 영역 내에 적어도 부분적으로 위치하는 작업자 및/또는 제2 공간 영역 내에 위치하는 제품을 공기중 입자로부터 보호하는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 당해 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
본원에서 제품은 임의의 방법으로 처리, 충전, 시험 또는 개질되는 모든 품목, 출발 제품, 중간 제품 및 최종 제품을 의미한다.
다수의 산업 분야, 예를 들면, 약제 및 전자부품 제조 분야에서는 제품이 공기중 외부 입자로부터 보호되거나 작업 공정에 관련된 작업자가 공기중 입자로부터 보호되어야 한다. 또한, 일반적으로 제품 및 작업자 둘 다에 대한 보호 기능이 제공되어야 한다.
층류 원리(laminar flow principle)에 따라 작동하는 이러한 장치(크기 및 디자인에 따라 안전 작업대라 지칭하기도 함)는 당해 분야에 공지되어 있으며, 이들 장치는 작업자 또는 제품을 보호하기 위해 제품 공간에 단지 제한적으로 접근 가능하다. 이 원리는, 예를 들면, DIN 12980에 따르는 헤라세이프(HERAsafeR) 세포증식억제성 안전 작업대 및 헤라오이스 인스트루멘츠 게엠베하(Heraeus Instrumnents GmbH)(하나우 소재)의 라민에어(LaminAirR)에서 사용되고 있다. 여과된 공기는 작업대 상부 표면에 수직 저난류 배기 스트림의 형태로 전달되고 작업대 후면 벽 전방의 기부에서 및 작업대 전면 경계 후방의 전면에서 흡인된다. 전면은 수직 방향으로 배기 가능한 보호 스크린을 갖는다. 보호 스크린이 완전히 또는 부분적으로 상승되는 경우, 작업대의 접근 포트를 통해 외부 공기는 작업대 속으로 유입되고, 이 공기는 마찬가지로 기부에서 흡인 장치를 통해 흡인된다. 이들 장치의 단점은 제품 공간 속으로의 접근범위가 좁아 작업자의 자유로운 작업 활동을 상당히 제한한다는 것이다. 작업 상태에서 이들 장치에 의해 허용되는 것보다 더 큰 자유로운 동작을 필요로 하는 조치는 보호 스크린이 정확한 작업 위치보다 위쪽으로 올라가거나 완전히 제거되지 않는 경우(그 결과 작업자 또는 제품에 대한 보호가 더 이상 충분한 정도로 보장되지 않는다)에 이러한 장치로 수행할 수 없다.
작업자들로부터 제품을 공간적으로 분리하지 않는 층류 원리에 따라 작동하는 장치도 공지되어 있다. 이 원리는, 예를 들면, 익스트랙트 테크놀로지 리미티드(Extract Technology Limited)(영국 허더스필드 소재)의 디스펜싱 부스(Dispensing Booths)에 사용된다. 청정 공기는, 예를 들면, 수직 저난류 배기 스트림의 형태로 부스 상부에 전달되고 기부 영역에서 흡인된다. 이들 장치의 단점은, 제품으로부터의 작업자의 보호가 보장되는 경우, 제품이 작업자의 머리 위치보다 상당히 낮은 위치에서만 처리될 수 있다는 것이다. 추가의 단점은 이들 장치에서 제품이 작업자에 의해 발생되는 외부 입자로부터 적절히 보호되지 않는다는 것이다.
또한, 작업자는 보호되지 않고서 제품만 보호되는 층류 원리에 따라 작동하는 장치가 공지되어 있다. 이 원리는, 예를 들면, 밥콕-BSH(Babcock-BSH)(독일 배드 헤르스펠트 소재)에서 시판중인 수평 층류 작업대에 사용된다. 청정 공기가 제품 공간 뒤쪽에서 수평 방향으로 작업자 방향으로 전달된다. 이 장치의 단점은 작업자는 전혀 보호되지 않는다는 것이다.
작업자만을 보호하는 지지 제트(support jet) 원리에 따라 작동하는 장치도 공지되어 있다. 이 원리는, 예를 들면, GWE(후드 소재)에서 시판중인 비보젝트(WIBOjektR) 작업대에 사용된다. 작업자는 작업대의 전면 영역 내의 이젝터 레일을 통해 전달되고 작업자의 머리 위치와 제품 공간 사이에 에어 커튼을 생성시키는 지지 제트를 통해 이들의 손을 통과시킨다. 추가의 지지 제트의 방향을 또한 천정으로부터 작업대의 후면 영역으로 향하게 할 수 있다. 이 원리로, 흡인 장치가 작업대의 후면 영역에 위치한다. 지지 제트의 공기 용량은 전형적으로 1 내지 10ℓ/s·부스 폭 m이다. 이 장치의 단점은 제품의 보호효과가 부족하다는 것이다.
종래 기술의 배경에 대하여, 본 발명의 목적은, 작업자의 자유로운 동작을 상당히 제한하는 단점을 갖지 않는, 공기중 입자로부터 작업자 및 제품을 보호하는 다른 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 당해 목적은, 하나 이상의 제2 공간 영역에서 하나 이상의 저난류 배기 스트림이 하나 이상의 공기 제트에 인접한 청정 공기를 사용하여 발생되는(여기서, 하나 이상의 배기 스트림은 하나 이상의 공기 제트와 실질적으로 동일한 방향으로 향한다), 도입부에 상술한 유형의 방법에 의해 달성된다.
따라서, 본 발명은 청정 공기의 하나 이상의 평면상 공기 제트를 사용하여 둘 이상의 공간 영역을 분리하고 당해 공간 영역 사이의 공기중 입자의 전달을 감소시켜, 제1 공간 영역 내에 적어도 부분적으로 위치하는 작업자 및/또는 제2 공간 영역 내에 위치하는 제품을 공기중 입자로부터 보호하는 방법으로서, 하나 이상의 공기 제트와 실질적으로 동일한 방향으로 향하는 하나 이상의 저난류 배기 스트림이, 적어도 제2 공간 영역에서 하나 이상의 공기 제트에 인접한 청정 공기를 사용하여 발생되는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서 "저난류 배기 스트림"은 가능한 한 균일한 속도와 대략 평행한 유동선(층류)으로 소정 영역의 전체 단면에 걸쳐서 한 방향의 공기 스트림이 유동하는 스트림을 의미한다. 이 정의는 본원에 참고로 일부 인용된 문헌에 기재되어 있다[참조: the guidelines of the Verein deutscher Ingenieure(VDI) No. 2083 (1976년 12월)].
추가로, 본 발명은, 하나 이상의 평면상 공기 제트(목적하는 용도에서 하나 이상의 공간이 평면상 공기 제트 또는 각각의 평면상 공기 제트에 의해 적어도 하나 이상의 제1 공간 영역 및 제2 공간 영역으로 분할되고, 제품이 제2 공간 영역에서 배치될 수 있다)를 발생시키는 하나 이상의 제1 수단을 갖고 제2 공간 영역 내에서 저난류 배기 스트림을 발생시키는 제2 수단을 갖는, 당해 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 청구의 범위 제19항, 제22항 및 제23항에 따르는 장치를 제공한다. 특정 양태 또는 설계가 각각의 종속항에 기재되어 있다. 또한, 독립항의 특징과 함께 종속항에 기재된 하나 이상의 특징은 본 발명이 기본으로 하는 목적에 대한 발명의 해결책을 제시할 수 있으며, 또한 당해 특징들은 목적하는 방법으로 조합될 수 있다.
본 발명에 따르는 방법의 제1 특정 양태에서, 배기 스트림은 적어도 부분적으로 하나 이상의 공기 제트로부터 최대 0 내지 50cm의 거리를 두고 향한다. 공기 속도가 0.1 내지 1.5m/s, 바람직하게는 0.2 내지 0.6m/s, 특히 바람직하게는 0.3 내지 0.45m/s인 배기 스트림이 발생되는 것이 유리하고, 또한 공기 배출 속도가 2 내지 30m/s, 바람직하게는 3 내지 10m/s, 특히 바람직하게는 5 내지 8m/s인 하나 이상의 공기 제트가 발생되는 것이 유리하다. 추가의 특정 양태에서, 공기 제트 또는 배기 스트림은 유동 방향에 대해 직교하는 공기 제트의 폭 1m당 10ℓ/s 이상, 바람직하게는 10 내지 300ℓ/s, 특히 바람직하게는 20 내지 100/s, 매우 특히 바람직하게는 40 내지 80ℓ/s의 공기 배출 용량으로 발생된다. 적어도 제2 공간 영역은 공기 스트림이 횡단하지 않는 구역을 갖는다. 추가의 특정 양태에서, 적어도 하나 이상의 공기 제트와 하나 이상의 배기 스트림의 전체 공기량은 하나 이상의 공간 영역에서 흡인된다. 또한, 공기 제트 또는 각각의 공기 제트는 유동 방향에 대해 배기 스트림의 측면 방향으로 -45 내지 45°, 바람직하게는 -30 내지 30°, 특히 바람직하게는 -15 내지 15°, 매우 특히 바람직하게는 -5 내지 5° 범위의 소정의 각도, 선택 가능한 각도 또는 조정 가능한 각도로 방향결정되는 것이 유리하다.
당해 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따르는 장치의 바람직한 형태는 또한 이에 따라서 구성될 수 있다.
본 발명에 따르는 장치의 바람직한 형태에서, 당해 장치는 이들이 함께 적어도 공기 제트와 배기 스트림의 전체 공기량을 흡인할 수 있도록 하는 치수를 갖는 하나 이상의 흡인 배열을 갖는다. 바람직하게는 흡인 장치 또는 각각의 흡인 장치는 공기 제트 또는 배기 스트림을 발생시키는 제1 수단과 반대 방향으로 배치되어 있다.
또한, 본 발명은 장치에 접근하기 위한 높이 H[m]를 갖는 부분적으로 개방된 전면, 2개의 측벽, 후면 벽, 측벽에 배치되어 있는 하나 이상의 여과 공기 취입 수단 및 하나 이상의 흡인 장치(여기서, 취입 수단은, 한편(4,5)으로는 공기 배출 용량이 총 10ℓ/s·높이(H)[m] 이상인 평면상 공기 제트(13)가 전면에 인접한 한쪽 측벽의 영역으로부터 다른 쪽 측벽까지 유도되어 장치의 내부 공간(2)을 주위 영역(1)으로부터 분리시키고, 다른 편(3)으로는 전면으로부터 반대 방향을 향하는 공기 제트(13)의 측면에서 청정한 저난류 배기 스트림(14)이 한쪽 벽에서 반대측 측벽까지 유도되도록 설계되고 배치되며, 흡인 장치(6)는 전면에 인접한 장치 영역에서 적어도 부분적으로 배치되고, 이들 장치가 함께 적어도 공기 제트(13)와 배기 스트림(14)의 전체 공기량을 흡인하도록 하는 치수를 갖는다)를 갖는, 공기중 입자로부터 작업자 및/또는 제품을 보호하는 장치를 포함한다.
측면 흡인이 장치의 접근 단면의 전체 높이(H)(단위: m)의 상부를 연장하는 것이 유리하다.
공기 제트가 유동 방향에 대해 배기 스트림의 전면을 향해 -45 내지 45°, 바람직하게는 -30 내지 30°, 특히 바람직하게는 -15 내지 15°, 매우 특히 바람직하게는 -5 내지 5° 범위의 소정의 각도, 선택 가능한 각도 또는 조정 가능한 각도로 방향결정되는 것이 유리하다.
추가의 배열에서, 지지 제트의 높은 공기 용량은 바람직하게는 2개의 평행한 이젝터 레일마다 다수의 이젝터 레일(ejector rail)을 한쪽이 다른쪽 위로 되도록 조합시킴으로써 수득한다. 사용된 이젝터는 당해 분야의 숙련가들에게 공지된 모든 이젝터 시스템, 예를 들면, 오리피스 또는 슬릿 노즐(slit nozzle)을 포함할 수 있다.
추가의 특정 배열에서, 흡인은 장치의 전면 경계(전면)의 측벽에 2개의 평행한 오리피스 열(흡인 레일)을 사용하여 달성된다.
추가의 특정 배열에서, 공기 제트는 이젝터 레일과 흡인 레일 사이의 접속면 또는 수평선에 대해 -30 내지 30°, 바람직하게는 -20 내지 20°, 특히 바람직하게는 -10 내지 10°, 매우 특히 바람직하게는 -5 내지 5° 범위의 소정의 각도, 선택 가능한 각도 또는 조정 가능한 각도로 경사되어 있다.
추가의 특정 배열에서, 공기 속도가 0.1 내지 1.5m/s, 바람직하게는 0.2 내지 0.6m/s, 특히 바람직하게는 0.3 내지 0.45m/s인 공기 제트 또는 저난류 배기 스트림이 발생될 수 있다.
추가의 특정 배열에서, 이젝터는 2 내지 30m/s, 바람직하게는 3 내지 10m/s, 특히 바람직하게는 5 내지 8m/s의 공기 배출 속도에 적합하다.
추가의 특정 배열에서, 이젝터 레일은, 접근을 위해 제공된 전면 부분의 높이 1m당 10 내지 300ℓ/s, 바람직하게는 20 내지 100ℓ/s, 특히 바람직하게는 40 내지 80ℓ/s의 공기 배출 용량을 함께 발생시킬 수 있도록 설계된다.
특히 본 발명에 따르는 장치는 다른 형태로부터의 하나 이상의 특징과 결합될 수도 있다.
또한, 본 발명은 장치에 접근하기 위한 폭이 B[m]인 부분적으로 개방된 전면, 상부, 기부, 후면 벽, 상부에 배치되어 있는 하나 이상의 여과 공기 취입 수단 및 하나 이상의 흡인 장치(여기서, 취입 수단은, 한편으로는 공기 배출 용량이 총 10ℓ/s·폭(B)[m] 이상인 평면상 공기 제트가 전면에 인접한 상부 영역으로부터 하부 방향으로 유도되어 장치의 내부 공간을 주위 영역으로부터 분리시키고, 다른 편으로는 전면으로부터 반대 방향으로 면하는 공기 제트쪽에서 청정한 저난류 배기 스트림을 하부 방향으로 유도할 수 있도록 설계되고 배치되며, 흡인 장치는 전면에 인접한 장치 영역에서 적어도 부분적으로 배치되고, 함께 적어도 공기 제트와 배기 스트림의 전체 공기량을 흡인하도록 하는 치수를 갖는다)를 갖는, 공기중 입자로부터 작업자 및/또는 제품을 보호하는 장치를 포함한다.
기부에서의 흡인이 장치의 접근 단면의 전체 폭(B)(단위: m)의 상부를 연장하는 것이 유리하다.
마찬가지로, 공기 제트 및 배기 스트림의 방향이 기부로부터 중력과 반대로 상부 방향으로 유도할 수 있다. 청구의 범위 제23항에 상응하는 장치도 본 발명에 포함된다.
저난류 배기 스트림의 방향이 수직선에 대해 -20 내지 20°, 바람직하게는 -10 내지 10°, 특히 바람직하게는 -5 내지 5° 경사진 각도로 유도되는 것이 유리하다.
추가의 형태에서, 지지 제트의 높은 공기 용량은 바람직하게는 2개의 평행한 이젝터 레일마다 다수의 이젝터 레일을 한쪽이 다른쪽 뒤로 되도록 조합시킴으로써 수득한다. 사용된 이젝터는 당해 분야의 숙련가들에게 공지된 모든 이젝터 시스템, 예를 들면, 오리피스 또는 슬릿 노즐을 포함할 수 있다.
추가의 특정 배열에서, 흡인은 장치의 전면 경계(전면)에서 기부 영역 내의 2개의 평행한 오리피스 열(흡인 레일)을 사용하여 달성된다.
공기 제트를 이젝터 레일과 흡인 레일 사이의 접속면 또는 수직면에 대해 -30 내지 30°, 바람직하게는 -20 내지 20°, 특히 바람직하게는 -10 내지 10°, 매우 특히 바람직하게는 -5 내지 5° 범위의 소정의 각도, 선택 가능한 각도 또는 조정 가능한 각도로 경사시키는 것이 유리하다.
추가의 특정 배열에서, 공기 속도가 0.1 내지 1.5m/s, 바람직하게는 0.2 내지 0.6m/s, 특히 바람직하게는 0.3 내지 0.45m/s인 저난류 배기 스트림이 발생될 수 있다.
추가의 특정 형태에서, 이젝터는 2 내지 30m/s, 바람직하게는 3 내지 10m/s, 특히 바람직하게는 5 내지 8m/s의 공기 배출 속도에 적합하다.
추가의 특정 배열에서, 이젝터 레일은, 접근을 위해 제공된 전면 부분의 폭 1m당 10 내지 300ℓ/s, 바람직하게는 20 내지 100ℓ/s, 특히 바람직하게는 40 내지 80ℓ/s의 공기 배출 용량을 함께 발생시킬 수 있도록 설계되며, 이와 함께 이러한 제한치의 다른 조합으로부터의 범위가 또한 본원에서 의도된다.
또한, 본 발명에 따르는 장치는 다른 형태로부터의 하나 이상의 특징과 임의의 바람직한 방법으로 결합될 수 있다.
본 발명은, 배기 스트림이 평면상 공기 제트를 안정화시켜 이들 둘의 조합의 보호 작용이 예상보다 상당히 더 양호하다는 놀라운 효과를 근거로 한다.
특히 놀랍게도, 예를 들면, 흡인이 전면에 인접한 장치 영역으로 대부분 제한되는 경우, 제품 공간에 제한된 접근만이 허용된 수평 층류 작업 영역의 전면 경계 스크린은, 공기 용량이 높은 폭넓은 지지 제트로 대체될 수 있고, 이 경우, 경계 스크린이 제거됨에도 불구하고, 제품 보호 및 작업자 보호가 둘 다 높은 수준으로 보장된다.
본 발명에 따르는 장치의 이점은 작업자에게 가능한 한 최대의 자유로운 동작을 허용하면서 공기중 입자로부터 작업자 및 제품 보호가 보장된다는 사실에서 나타난다.
본 발명에 따르는 장치는 다수의 실시예를 근거로 하고 또한 도 1 내지 5를 참고로 하여 보다 상세히 설명된다. 이는 본 발명의 범위를 결코 제한하고자 하는 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 장치의 단면도를 사용하여 본 발명에 따르는 방법을 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 2에 따르는 장치 및 방법을 나타낸 것이다.
도 3은 비교예 1에 따르는 장치 및 방법을 나타낸 것이다.
도 4a는 제1 특정 양태의 방법 및 장치의 평면도를 나타낸 것이다.
도 4b는 선 A-B를 따르는 도 4a의 장치의 단면도를 나타낸 것이다.
도 4c는 선 C-D를 따르는 도 4a의 장치의 단면도를 나타낸 것이다.
도 5는 제2 특정 양태의 방법 및 장치의 측면도를 나타낸 것이다.
실시예 1
보호된 제품 영역(2)(제2 공간 영역에 상응)과 주위의 작업자 영역(1)(제1 공간 영역에 상응)을 갖는 라민에어 작업대(LaminAir)R(유형 HL 2472)에, 저난류 배기 스트림(14)을 발생시키는 제2 수단, 즉 작업대 폭 및 전면 스크린(25)에 8mm 깊이의 공간을 제외하고는 작업대 벽에 대해 밀봉시킨 2층 층류 발생기(3)를 장착시킨다. 도시된 작업대의 스크린(25)을 층류 발생기의 하부 엣지까지 상승시킨다. 상승시킨 작업대 스크린의 외부로부터 직접, 층류 발생기의 하부 엣지 높이에 평면상 공기 제트(13)를 발생시키는 제1 수단(4, 5), 즉 작업대 폭의 이젝터 레일(4) 및 하부 방향의 공기 배출구를 갖는 공간(5)이 배치되어 있다. 이젝터(4)에는 유효 단면 0.9mm를 갖는 슬릿 노즐과 오리피스가 함께 장착되어 있다. 층류 발생기(3)와 상승된 스크린 사이에 형성된 공간(5)은 하부 방향으로 향하는 공기 배출구를 갖는 8mm 폭의 이젝터(5)로서 작용한다.
작업대의 기부는 개방된 스크린 상의 흡인 개구부(6)를 제외하고는 밀봉되어 있다. 실시예 1에서 층류 발생기(3)는 약 0.45m/s의 공기 배출 속도로 작동한다.
실시예 1에서 이젝터(4)는 5m/s의 공기 배출 속도로 작동한다. 실시예 1에서 이젝터(5)는 7m/s의 공기 배출 속도로 작동한다. 2개의 이젝터(4, 5)에 의해 발생된 평면상 공기 제트(13)는 결과적으로 공기 제트(13)의 폭 1m당 46ℓ/s의 공기 배출 용량을 갖는다. 작업대에서의 공기 분배상태는 도 1의 단면도에 개략적으로 나타나 있다. 층류 발생기(3) 하부 방향의 화살표(14)들은 균일한 속도 및 평행한 유동선을 갖는 저난류 배기 스트림을 나타낸다.
이하에서, 보호 계수(protection factor)는 측정치에 의해 결정된다. 보호 계수는 불결한 면에 분진원이 제공되는 경우 "불결한 면"의 분진량과 "청결한 면"의 분진량의 비로서 정의된다. 따라서, 당해 장치는 보다 양호한 보호 작용 및 보다 높은 보호 계수를 제공한다.
작업자 보호의 경우, 작업대 개구부의 5cm 전면측의 작업대 중심(작업자 영역(1))은 청결한 면으로서 간주하고, 흡인 배열 후방의 작업대 내부(제품 영역(2))는 불결한 면으로서 간주한다. 제품 보호를 평가하기 위해, 불결한 면과 청결한 면을 상응하게 전환시킨다.
작업자 보호에 대한 보호 계수는, 작업대가 정지 상태인 경우, 즉 작업자가 개입하지 않은 경우, 400,000이다. 작업 동작을 시뮬레이팅(simulationg)한 경우, 즉 부스 안에 양손을 넣었다 빼거나 양팔의 동작을 실시한 경우, 작업자 보호에 대한 값은 750이다.
작업대가 정지 상태인 경우, 즉 작업자가 개입하지 않은 경우, 제품 보호에 대한 보호 계수는 160 ×106이다. 작업 동작을 시뮬레이팅한 경우, 즉 부스 안에 양손을 넣었다 빼거나 양팔의 동작을 실시한 경우, 제품 보호에 대한 값은 6,000이다.
실시예 2
실시예 1과 같이 작업대를 구성하고 작동시킨다. 그러나, 실시예 1과는 대조적으로, 층류 발생기(3)와 상승된 스크린 사이의 공간을 밀봉하여 발생기(5)로부터 공기가 누출되지 않도록 한다. 이젝터(4)를 실시예 1에서와 같이 5m/s의 공기 배출 속도로 작동시킨다. 결과적으로, 평면상 공기 제트는 공기 제트의 폭 1m당 6.3ℓ/s의 공기 배출 속도를 갖는다. 작업대에서의 공기 분배상태는 도 2의 단면도에 개략적으로 나타나 있다.
작업대가 정지 상태인 경우, 즉 작업자가 개입하지 않은 경우, 실시예 2에서 작업자 보호에 대한 보호 계수는 300이다. 작업 동작을 시뮬레이팅한 경우, 즉 부스 안에 양손을 넣었다 빼거나 양팔의 동작을 실시한 경우, 작업자 보호에 대한 값은 30이다.
작업대가 정지 상태인 경우, 즉 작업자가 개입하지 않은 경우, 제품 보호에 대한 보호 계수는 50 ×106이다. 작업 동작을 시뮬레이팅한 경우, 즉 부스 안에 양손을 넣었다 빼거나 양팔의 동작을 실시한 경우, 제품 보호에 대한 값은 40이다.
비교예 1
실시예 1과 같이 작업대를 구성하고 작동시킨다. 그러나, 실시예 1과는 대조적으로, 층류 발생기(3)와 상승된 스크린 사이의 공간을 밀봉하여 발생기(5)로부터 공기가 누출되지 않도록 한다. 또한, 이젝터(4)를 이로부터 공기가 누출되지 않도록 작동시키지 않는다. 작업대에서의 공기 분배상태는 도 3의 단면도에 개략적으로 나타나 있다.
작업대가 정지 상태인 경우, 즉 작업자가 개입하지 않은 경우, 비교예 1에서 작업자 보호에 대한 보호 계수는 20이다. 작업 동작을 시뮬레이팅한 경우, 즉 부스 안에 양손을 넣었다 빼거나 양팔의 동작을 실시한 경우, 작업자 보호에 대한 값은 10이다.
작업대가 정지 상태인 경우, 즉 작업자가 개입하지 않은 경우, 비교예 1에서 제품 보호에 대한 보호 계수는 6,000이다. 작업 동작을 시뮬레이팅한 경우, 즉 부스 안에 양손을 넣었다 빼거나 양팔의 동작을 실시한 경우, 제품 보호에 대한 값은 30이다.
실시예 3
도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 제품 보호 및 작업자 보호 둘 다를 위한 장치는 공기 전달 부재(19) 및 공기 흡인 부재(20)로 구성된다. 두 가지 부재는 통합된 공기 청정 기능을 갖는 별도의 청정 공기 공급 시스템과 배출 시스템(도시되어 있지 않음)을 갖는 룸(도시되어 있지 않음) 안에 위치한다. 도 4c에 도시한 바와 같이, 분진 발생 제품이 개방상태로 처리될 수 있는 개방되고 동시에 보호되는 제품 영역(2)은 당해 장치의 공기 전달 부재(19) 및 공기 흡인 부재(20) 사이에 위치한다. 보호된 작업자 영역(1)은 보호된 제품 영역을 둘러싼 전체 공간 영역에 위치한다.
공기 전달 부재(19)는, 기본적으로, 전달 시스템으로부터 청정 공기가 공급되는 공기 유입관(7), 분배기(8), 하부 방향으로 경사진 공기 전달 세그먼트(22) 및 직립 세그먼트(9)로 구성된다. 공기 전달 세그먼트(22)는 분배기를 통해 전달된 공기를 한편으로는 직각 층류 발생기(10)를 통해, 및 다른 한편으로는 층류 발생기(10)를 포위하는 4개의 발생기 레일(11)을 통해 흡인 부재(20) 방향으로 운반한다. 실시예 3에서, 층류 발생기(10)를 통해 전달된 공기의 속도는 0.45m/s이다. 실시예 3에서, 이젝터 레일로부터의 공기 배출 속도는 5m/s이다. 공기 전달 부재(19)에서 나타난 공기 분배상태는 도 4a 및 도 4c에 개략적으로 도시되어 있다.
공기 흡인 부재(20)는 2개의 흡인 레일(12)을 가지며, 공기 전달 부재에 의해 전달되는 공기량의 1.4배의 공기를 이들을 통해 흡인 여과하고 추출 시스템으로 운반한다.
실시예 4
제품 보호 및 작업자 보호 둘 다를 위한 가동 장치가 도 5에 도시되어 있다. 당해 장치는 양쪽 측면 및 또한 상부 전면 영역에서 개방된 보호된 제품 영역(2)을 갖는다. 보호된 작업자 영역(1)은 장치를 포위하는 영역을 포함한다. 측면 개구부를 사용하여 제품 영역에 제품 용기를 공급할 수 있는 반면, 전면 개구부는 제품(26)의 보호된 처리를 위한 자유로운 접근을 제공한다.
장치의 전면 천정 영역에 2개의 평행한 이젝터 레일이 위치하며, 평면상 공기 제트(13)가 장치의 수직 전면에 대하여 약 10°의 각도로 하부 방향으로 전달될 수 있다. 천정 영역 내의 이들 후방에는 하부 방향으로 저난류 배기 스트림(14)을 형성할 수 있는 층류 발생기가 존재한다. 전달된 공기는 한편으로는 장치의 전면 영역에서, 상부에 흡인 개구부가 제공된 배출 공기 채널(18)을 통해 흡입되고, 또 한편으로는 장치의 기부에서 제품 영역의 하부 후면 영역에서 흡인되어 팬(15)을 통해 여과기(16)로 공급된다. 여과기로부터 유동되는 청정 공기의 일부는 층류 발생기 및 이젝터 레일에 대한 흡입 공기(21)로서 작용하고, 일부는 배출 공기(17)로서 배기된다.

Claims (26)

  1. 청정 공기의 둘 이상의 평면상 공기 제트(air jet)(13)를 사용하여 둘 이상의 공간 영역(1, 2)을 분리하고 당해 공간 영역(1, 2) 사이의 공기중 입자(airborne particle)의 전달을 감소시켜, 제1 공간 영역(1) 내에 적어도 부분적으로 위치하는 작업자 및/또는 제2 공간 영역(2) 내에 위치하는 제품(26)을 공기중 입자로부터 보호하는 방법으로서,
    둘 이상의 평면상 공기 제트(13)와 동일한 방향으로 향하는 하나 이상의 저난류 배기 스트림(14)이, 적어도 제2 공간 영역(2)에서 둘 이상의 평면상 공기 제트(13)에 인접한 청정 공기를 사용하여 발생되고,
    분리를 위해 공기 배출 속도가 2 내지 30m/s인 둘 이상의 평면상 공기 제트가 발생되며,
    둘 이상의 고속 공기 제트가 동일한 공기 배출 속도를 가짐을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 배기 스트림(14)이 적어도 부분적으로 둘 이상의 평면상 공기 제트(13)로부터 최대 0 내지 50cm의 거리를 두고 향하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 하나 이상의 배기 스트림(14)이 0.1 내지 1.5m/s의 공기 속도로 발생되는 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 평면상 공기 제트(13) 또는 배기 스트림(14)이 유동 방향에 대해 가로 방향인 평면상 공기 제트(13)의 폭 1m당 10ℓ/s 이상의 공기 배출 용량으로 발생되는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 적어도 제2 공간 영역(2)이, 공기 스트림이 횡단하지 않는 구역을 갖는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 둘 이상의 평면상 공기 제트(13)와 하나 이상의 배기 스트림(14)의 적어도 전체 공기량이 하나 이상의 공간 영역(1, 2)에서 흡인되는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 평면상 공기 제트(13)가 유동 방향에 대해 배기 스트림(14)의 측면쪽으로 -45 내지 45° 범위의 각도로 배향되어 있는 방법.
  9. 공기 배출 속도가 2 내지 30m/s인 둘 이상의 평면상 공기 제트(13)(여기서, 목적하는 용도에서 하나 이상의 공간은 평면상 공기 제트(13)에 의해 적어도 제1 공간 영역(1)과 제2 공간 영역(2)으로 분할되고, 제품(26)은 제2 공간 영역(2)에 배치될 수 있다)를 발생시키는 둘 이상의 제1 수단(4, 5)을 갖고, 제2 공간 영역(2) 내에서 저난류 배기 스트림(14)을 발생시키는 제2 수단(3)을 가지며, 둘 이상의 고속 공기 제트가 동일한 공기 배출 속도를 가짐을 특징으로 하는, 제1항에 따르는 방법을 수행하기 위한 장치.
  10. 제9항에 있어서, 하나 이상의 흡인 배열(6, 15)이 함께 평면상 공기 제트(13)와 배기 스트림(14)의 전체 공기량을 적어도 흡인할 수 있도록 하는 치수를 갖는 장치.
  11. 제10항에 있어서, 흡인 배열 또는 각각의 흡인 배열(6, 15)이 평면상 공기 제트(13) 또는 배기 스트림(14)을 발생시키는 제1 수단(4, 5)과 반대 방향으로 배치되어 있는 장치.
  12. 제9항에 있어서, 제2 수단(3)이, 배기 스트림(14)이 적어도 부분적으로 둘 이상의 평면상 공기 제트(13)로부터 최대 0 내지 50cm의 거리를 두고 향할 수 있도록 배치 및 설계되어 있는 장치.
  13. 제9항에 있어서, 제2 수단(3)이, 공기 속도가 0.1 내지 1.5m/s인 배기 스트림(14)이 발생될 수 있도록 설계되어 있는 장치.
  14. 제9항에 있어서, 제1 수단(4, 5)이, 공기 배출 속도가 3 내지 10m/s인 평면상 공기 제트(13)가 발생될 수 있도록 설계되어 있는 장치.
  15. 제9항에 있어서, 평면상 공기 제트(13)를 발생시키는 수단(4, 5)이, 공기 배출 용량이 평면상 공기 제트의 폭 1m당 10ℓ/s 이상인 평면상 공기 제트가 발생될 수 있도록 하는 치수를 갖는 장치.
  16. 제9항에 있어서, 평면상 공기 제트(13)를 발생시키는 수단(4, 5)이, 평면상 공기 제트(13)가 유동 방향에 대해 배기 스트림(14)의 측면 방향으로 -45 내지 45° 범위의 각도로 배향될 수 있도록 배치 및 배향되어 있는 장치.
  17. 제9항에 있어서, 평면상 공기 제트(13)를 발생시키는 수단(4, 5)이 이젝터 레일(ejector rail)로서 설계되어 있는 장치.
  18. 제17항에 있어서, 둘 이상의 이젝터 레일이 평행하게 배치되어 있는 장치.
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