KR100859174B1 - 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치 및 일정 면속도 제어방법 - Google Patents

실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치 및 일정 면속도 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치 및 일정 면속도 제어 방법에 관한 것으로, 내부에 실험공간이 형성되어, 슬라이드 도어에 의하여 개방되고, 작업중 작업자에게 노출되는 유해화학물질 또는 오염도가 높은 물질이 배출되는 흄 후드(fum hood)를 포함하는 배기 장치에 있어서, 내부에 정압 센서(125)가 설치된 배기 덕트(130)를 통해 배출되는 유해화학물질 또는 오염도가 높은 물질을 외부로 배기하는 하나 이상의 배기팬(110)과, 전면에 슬라이드 개방되는 슬라이드 도어(124)가 설치되고, 상기 슬라이드 도어(124)의 개폐 여부 또는 정도를 측정하는 위치센서(123)가 설치되며, 내부에 유속을 측정하는 유속 센서(122)가 설치되어 있으며 유량을 조절하는 비례 제어 댐퍼(damper)(121)가 설치된 흄 후드 덕트(fum hood duct)(131)를 통하여 상기 배기 덕트(130)와 연결되어 있는 하나 이상의 흄후드(fum hood)(120)와, 내부에 유속을 측정하는 일반 후드 유속 센서(162)가 설치되어 있으며 유량을 조절하는 일반 후드 비례 제어 댐퍼(damper)(161)가 설치된 일반 후드 덕트(132)를 통하여 상기 배기 덕트(130)와 연결되어 있으며, 작동시 기 설정되어 있는 필요배기량만큼 작동되는 하나 이상의 일반 후드(160)와, 상기 일반 후드(160)와 연결되며, 사용자의 온(on) 또는 오프(off) 조작에 따라 상기 일반 후드(160)를 작동 또는 정지시키며, 상기 일반 후드 유속 센서(162)에서 측정한 유속과 상기 일반 후드 덕트(132)의 단면적을 이용하여 측정한 배출량과 기 설정된 배기량을 비교하여 상기 일반 후드(160)가 기 설정된 배기량 범위 내에서 작동하도록 상기 비례 제어 일반 후드 댐퍼(161)를 제어하며, 상기 일반 후드(160) 작동 여부를 중앙 제어부(150)로 전송하는 일반 후드 제어부(170)와, 상기 유속 센서(122)에서 측정한 유속과 상기 흄 후드 덕트(131)의 단면적을 이용하여 상기 흄 후드 덕트(131) 내에의 현재 배기량을 산출하고, 상기 흄후드(120) 내의 개구 면적 값을 적용하여 평균 포집 속도를 산출하여 상기 산출된 값과 사용자에 의하여 설정된 설정 면속도를 디스플레이하고, 흄후드 내의 개구 면적값과 설정 면속도로부터 필요 배기량을 산출하여 필요 배기량의 범위에서 상기 흄 후드(120)가 작동하도록 상기 비례 제어 댐퍼(121)를 제어하고, 상기 흄후드(120)의 작동 상태를 중앙 제어부(150)로 전송하는 개별 흄후드 제어부(140)와, 상기 개별 흄후드 제어부(140)와 상기 일반 후드 제어부(170)로부터 작동신호를 받아 배기팬(110)의 가동여부를 결정하고, 각 개별후드의 댐퍼가 적정하게 개방되어 각 개별후드가 최대배기량 범위에 도달하였을 때의 정압(static pressure)을 설정 정압으로 하여, 상기 정압 센서(125)에서 측정된 현재의 덕트 정압이 상기 설정 정압 범위에 들도록 상기 배기팬(110)이 가속 또는 감속되도록 제어하는 중앙 제어부(150) 및 상기 중앙 제어부(150)에 연결되며 작동 상태를 표시해 주는 디스플레이(190)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치 및 이를 이용한 일정 면속도 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하는 경우, 흄후드 등과 같이 전면 슬라이드의 개폐가 변화하는 경우 그 개폐 정도에 따라, 또는 후드가 여러 대 연결된 국소 배기장치의 경우 각 개별 후드의 가동 여부에 따라 가변적으로 배기량을 조절하여 일정한 후드의 면속도를 유지함으로써 작업장 환경관리 및 근로자의 안전과 건강보호에 도움을 주고 실내 냉난방 및 배기팬 가동시 낭비되는 에너지를 절감하는 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치 및 일정 면속도 제어방법을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 근로자가 흄 후드 등 국소 배기장치의 포집속도(면속도)를 항시 관찰할 수 있게 면속도 표시장치를 같이 장착하여 작업장 환경관리, 근로자의 안전 및 건강보호에 도모하는 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치 및 일정 면속도 제어방법을 제공할 수 있다.
면속도, 후드. 흄 후드, 배기 장치

Description

실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치 및 일정 면속도 제어방법{Variable Air Ventilation Control System and Methode Using Constant Face-Velocity Control.}
본 발명은 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치 및 일정 면속도 제어방법에 관한 것으로, 내부에 실험공간이 형성되어, 슬라이드 도어에 의하여 개방되고, 작업중 작업자에게 노출되는 유해화학물질 또는 오염도가 높은 물질이 배출되는 흄 후드(fum hood)를 포함하는 배기 장치에 있어서, 내부에 정압 센서(125)가 설치된 배기 덕트(130)를 통해 배출되는 유해화학물질 또는 오염도가 높은 물질을 외부로 배기하는 하나 이상의 배기팬(110)과, 전면에 슬라이드 개방되는 슬라이드 도어(124)가 설치되고, 상기 슬라이드 도어(124)의 개폐 여부 또는 정도를 측정하는 위치센서(123)가 설치되며, 내부에 유속을 측정하는 유속 센서(122)가 설치되어 있으며 유량을 조절하는 비례 제어 댐퍼(damper)(121)가 설치된 흄 후드 덕트(fum hood duct)(131)를 통하여 상기 배기 덕트(130)와 연결되어 있는 하나 이상의 흄후드(fum hood)(120)와, 내부에 유속을 측정하는 일반 후드 유속 센서(162)가 설치되어 있으며 유량을 조절하는 일반 후드 비례 제어 댐퍼(damper)(161)가 설치된 일반 후드 덕트(132)를 통하여 상기 배기 덕트(130)와 연결되어 있으며, 작동시 기 설정되어 있는 필요배기량만큼 작동되는 하나 이상의 일반 후드(160)와, 상기 일반 후드(160)와 연결되며, 사용자의 온(on) 또는 오프(off) 조작에 따라 상기 일반 후드(160)를 작동 또는 정지시키며, 상기 일반 후드 유속 센서(162)에서 측정한 유속과 상기 일반 후드 덕트(132)의 단면적을 이용하여 측정한 배출량과 기 설정된 배기량을 비교하여 상기 일반 후드(160)가 기 설정된 배기량 범위 내에서 작동하도록 상기 비례 제어 일반 후드 댐퍼(161)를 제어하며, 상기 일반 후드(160) 작동 여부를 중앙 제어부(150)로 전송하는 일반 후드 제어부(170)와, 상기 유속 센서(122)에서 측정한 유속과 상기 흄 후드 덕트(131)의 단면적을 이용하여 상기 흄 후드 덕트(131) 내에의 현재 배기량을 산출하고, 상기 흄후드(120) 내의 개구 면적 값을 적용하여 평균 포집 속도를 산출하여 상기 산출된 값과 사용자에 의하여 설정된 설정 면속도를 디스플레이하고, 흄후드 내의 개구 면적값과 설정 면속도로부터 필요 배기량을 산출하여 필요 배기량의 범위에서 상기 흄 후드(120)가 작동하도록 상기 비례 제어 댐퍼(121)를 제어하고, 상기 흄후드(120)의 작동 상태를 중앙 제어부(150)로 전송하는 개별 흄후드 제어부(140)와, 상기 개별 흄후드 제어부(140)와 상기 일반 후드 제어부(170)로부터 작동신호를 받아 배기팬(110)의 가동여부를 결정하고, 각 개별후드의 댐퍼가 적정하게 개방되어 각 개별후드가 최대배기량 범위에 도달하였을 때의 정압(static pressure)을 설정 정압으로 하여, 상기 정압 센서(125)에서 측정된 현재의 덕트 정압이 상기 설정 정압 범위에 들도록 상기 배기팬(110)이 가속 또는 감속되도록 제어하는 중앙 제어부(150) 및 상기 중앙 제어부(150)에 연결되며 작동 상태를 표시해 주는 디스플레이(190)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치 및 이를 이용한 일정 면속도 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 유해화학물질을 취급하는 장소에서 근로자의 유해물질 노출을 저감시키기 위한 방법으로 국소 배기장치를 적용하게 되며, 특히 실험실에서는 부스형 후드 형태인 흄 후드가 가장 일반적으로 많이 사용되고 있다.
그러나, 배기팬의 동력이 고정되어 있으므로 흄후드등과 같이 전면 슬라이드의 개폐로 인하여 개구 면적이 변화하는 경우나 국소 배기장치 라인중 개별 후드의 가동률이 일정치 않은 경우에는 다음과 같은 문제점이 발생하게 된다.
우선 흄후드의 배기량 설계시 전면 슬라이드가 완전 개방된 위치에 있는 것을 기준으로 설계하게 되나, 전면 슬라이드를 완전 개방 위치에서 조금이라도 닫으면 면속도가 상승하게 되고 결과적으로 후드의 배기량이 필요 배기량보다 과도하게 되어 실내 냉난방 및 배기팬 가동에너지의 불필요한 낭비 요인이 되는 문제점이 있었다.
또한, 국소 배기장치 라인의 개별 후드가 전체 가동되는 것을 기준으로 배기 량을 설계한 경우, 일부 개별 후드를 차단하는 만큼 나머지 후드에서의 면속도가 상승하게 되고 결과적으로 후드의 배기량이 필요 배기량보다 과도하게 되어 실내 냉난방 및 배기팬 가동에너지의 불필요한 낭비 요인이 되는 문제점이 있었다.
그리고, 국소 배기장치의 포집 속도를 사용 근로자가 상시 확인하기가 어려웠고, 특히 실험실용 흄후드와 같이 전면 부위가 슬라이드 형태로 되어 있어 그 개폐 정도에 따라 포집 속도(면속도)가 변화하는 경우에는 더욱 그에 대한 확인이 필요하나 현실적으로 그렇지 못한 것이 사실이다.
본 발명은 상기한 기존 발명의 문제점을 해결하기 위하여, 흄후드 등과 같이 전면 슬라이드의 개폐가 변화하는 경우 그 개폐 정도에 따라, 또는 후드가 여러 대 연결된 국소 배기장치의 경우 각 개별 후드의 가동 여부에 따라 배기량을 조절하여 일정한 후드의 면속도를 유지함으로써 작업장 환경관리 및 근로자의 안전과 건강보호에 도움을 주고 실내 냉난방 및 배기팬 가동시 낭비되는 에너지를 절감하는 일정 면속도 제어 장치 및 일정 면속도 제어방법을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
또한, 근로자가 흄후드 등 국소 배기장치의 포집 속도(면속도)를 항시 관찰할 수 있게 면속도 표시장치를 같이 장착하여 작업장 환경관리, 근로자의 안전 및 건강보호에 도모하는 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치 및 일정 면속도 제어방법을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치는 내부에 실험공간이 형성되어, 슬라이드 도어에 의하여 개방되고, 작업중 작업자에게 노출되는 유해화학물질 또는 오염도가 높은 물질이 배출되는 흄 후드(fum hood)를 포함하는 배기 장치에 있어서, 내부에 정압 센서(125)가 설치된 배기 덕트(130)를 통해 배출되는 유해화학물질 또는 오염도가 높은 물질을 외부로 배기하는 하나 이상의 배기팬(110)과, 전면에 슬라이드 개방되는 슬라이드 도어(124)가 설치되고, 상기 슬라이드 도어(124)의 개폐 여부 또는 정도를 측정하는 위치센서(123)가 설치되며, 내부에 유속을 측정하는 유속 센서(122)가 설치되어 있으며 유량을 조절하는 비례 제어 댐퍼(damper)(121)가 설치된 흄 후드 덕트(fum hood duct)(131)를 통하여 상기 배기 덕트(130)와 연결되어 있는 하나 이상의 흄후드(fum hood)(120)와, 내부에 유속을 측정하는 일반 후드 유속 센서(162)가 설치되어 있으며 유량을 조절하는 일반 후드 비례 제어 댐퍼(damper)(161)가 설치된 일반 후드 덕트(132)를 통하여 상기 배기 덕트(130)와 연결되어 있으며, 작동시 기 설정되어 있는 필요배기량만큼 작동되는 하나 이상의 일반 후드(160)와, 상기 일반 후드(160)와 연결되며, 사용자의 온(on) 또는 오프(off) 조작에 따라 상기 일반 후드(160)를 작동 또는 정지시키며, 상기 일반 후드 유속 센서(162)에서 측정한 유속과 상기 일반 후드 덕트(132)의 단면적을 이용하여 측정한 배출량과 기 설정된 배기량을 비교하여 상기 일반 후드(160)가 기 설정된 배기량 범위 내에서 작동하도록 상기 비례 제어 일반 후드 댐퍼(161)를 제어하며, 상기 일반 후드(160) 작동 여부를 중앙 제어부(150)로 전송하는 일반 후드 제어부(170)와, 상기 유속 센서(122)에서 측정한 유속과 상기 흄 후드 덕트(131)의 단면적을 이용하여 상기 흄 후드 덕트(131) 내에의 현재 배기량을 산출하고, 상기 흄후드(120) 내의 개구 면적 값을 적용하여 평균 포집 속도를 산출하여 상기 산출된 값과 사용자에 의하여 설정된 설정 면속도를 디스플레이하고, 흄후드 내의 개구 면적값과 설정 면속도로부터 필요 배기량을 산출하여 필요 배기량의 범위에서 상기 흄 후드(120)가 작동하도록 상기 비례 제어 댐퍼(121)를 제어하고, 상기 흄후드(120)의 작동 상태를 중앙 제어부(150)로 전송하는 개별 흄후드 제어부(140)와, 상기 개별 흄후드 제어부(140)와 상기 일반 후드 제어부(170)로부터 작동신호를 받아 배기팬(110)의 가동여부를 결정하고, 각 개별후드의 댐퍼가 적정하게 개방되어 각 개별후드가 최대배기량 범위에 도달하였을 때의 정압(static pressure)을 설정 정압으로 하여, 상기 정압 센서(125)에서 측정된 현재의 덕트 정압이 상기 설정 정압 범위에 들도록 상기 배기팬(110)이 가속 또는 감속되도록 제어하는 중앙 제어부(150) 및 상기 중앙 제어부(150)에 연결되며 작동 상태를 표시해 주는 디스플레이(190)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실험실 후드의 일정 면속도 제어 방법은 상기 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치(100)를 이용하여 작업중 작업자에게 노출되는 유해화학물질 또는 오염도가 높은 물질을 배출하는 실험실 후드의 일정 면속도 제어 방법에 있어서, (a) 각각의 흄 후드(120)의 면속도를 설정하는 단계(S100)와, (b) 각각의 위치센서(123)를 통해 슬라이드 도어(120)의 개방높이를 측정하는 단계(S101)와, (c) 상기 위치센서(123)를 통해 측정되어 수신된 개방높이 신호를 통해 각각의 개별 흄 후드 제어부(140)에서 상기 각각의 흄 후드(120) 내의 개구 면적값을 적용하여 필요 배기량을 산출하는 단계(S102)와, (d) 각 유속센서(122) 및 각 일반후드 유속센서(162)를 통해 각 흄 후드 덕트(131)와 각 일반 후드 덕트(132) 배기 덕트 내의 풍속을 측정하는 단계(S200)와, (e) 상기 각 유속센서(122) 및 각 일반후드 유속센서(162)를 통해 측정되어 수신되는 풍속신호를 통해 각 개별 후드 제어부(140)와 각 일반 후드 제어부(170)에서 각 흄 후드 덕트(131)와 각 일반 후드 덕트(132) 배기 덕트 내의 현재 배기량을 산출하는 단계(S201)와, (f) 현재배기량이 각 흄 후드(120)와 각 일반 후드(160)의 필요 배기량 범위에 들도록 각 개별 후드 제어부(140)와 각 일반 후드 제어부(170)에서 각 비례제어 댐퍼(121) 및 각 일반후드 비례제어 댐퍼(161)의 개방 정도를 제어하는 단계(S300)와, (g) 각 개별후드가 최대 배기량 범위에 도달하였을 때의 상기 배기 덕트(130) 내의 정압을 설정 정압으로 하는 단계(S301)와, (h) 개별후드의 상기 비례제어 댐퍼의 개방 정도에 따른 전체 배기 덕트(130)의 정압 변동을 정압 센서(125)를 통하여 측정하는 단계(S302)와, (i) 상기 배기 덕트(130)의 설정 정압 범위에 들도록 배기팬(110)의 동작을 가속 또는 감속하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되, 필요시에는 상기의 제어 방식과 무관하게 개별 후드 제어부(140) 및 일반 후드 제어부(170)를 사용자가 직접 조작하여 해당 흄후드(120)의 비례제어 댐퍼(121) 및 일반 후드(160)의 일반 후드 비례제어 댐퍼(161)를 완전 개방하고 배기팬(110)의 회전을 최고치로 상승시켜 해당 흄후드(120) 및 일반 후드(160)를 최대의 면속도로 배기할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하는 경우, 흄 후드 등과 같이 전면 슬라이드의 개폐가 변화하는 경우 그 개폐 정도에 따라, 또는 후드가 여러 대 연결된 국소 배기장치의 경우 각 개별 후드의 가동 여부에 따라 가변적으로 배기량을 조절하여 일정한 후드의 면속도를 유지함으로써 작업장 환경관리 및 근로자의 안전과 건강보호에 도움을 주고 실내 냉난방 및 배기팬 가동시 낭비되는 에너지를 절감하는 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치 및 일정 면속도 제어방법을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 근로자가 흄 후드 등 국소 배기장치의 포집속도(면속도)를 항시 관찰할 수 있게 면속도 표시장치를 같이 장착하여 작업장 환경관리, 근로자의 안전 및 건강보호에 도모하는 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치 및 일정 면속도 제어방법을 제공할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치 및 일정 면속도 제어방법을 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
먼저, 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치에 관하여 설명한다. 본 발명의 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치는 도 1의 개략적인 구성도에 도시한 것과 같이 크게 배기팬(110), 하나 이상의 흄 후드(120), 배기 덕트(130), 개별 흄후드 제어부(140), 중앙 제어부(150), 하나 이상의 일반 후드(160) 및 일반 후드 제어 부(170)를 포함하여 구성된다.
먼저, 배기팬(110)은 후술할 흄후드(120) 및 일반 후드(160)가 흄 후드 덕트(131) 와 일반 후드 덕트(132)를 통하여 각각 연결되어 있으며 내부에 정압(satic pressure)를 측정하는 정압 센서(125)가 설치된 배기 덕트(130)를 통해 배출되는 유해화학물질 또는 오염도가 높은 물질을 외부로 배출한다.
흄후드(120)는, 보통 실험실에는 작업환경을 저해시키고 건강에 해로운 유해 gas, 악취 gas 증기 즉, 유해화학물질 또는 오염도가 높은 물질 등을 발생시키는 약품을 취급하도록 구성되며, 이러한 유해 가스를 안전하게 배출시켜 쾌적한 실험실 작업환경을 유지시키는 필수 설비이다. 본 발명에 따른 흄후드(120)는 실험실에서 일반적으로 널리 사용되는 부스형 형태인 흄후드이지만, 이에 한정되지는 아니하고 다양한 형태로 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 흄후드(120)는, 전면에 슬라이드 개방되는 슬라이드 도어(124)가 설치되어 있고, 내부의 공간에는 유해화학물질 또는 오염도가 높은 물질이 배출되도록 흄 후드 덕트(131)를 통하여 배기 덕트(130)와 연결되어 있다. 또한, 흄후드(120)의 내부에는 슬라이드 도어(124)의 개폐 정도에 따라 변화되는 개구 면적을 측정하는 위치센서(123)가 설치되어 있다. 위치센서(123)는 슬라이드 도어(124)의 개폐 여부 또는 정도에 따라 개방 높이신호를 각 개별 흄후드 제어 부(140)로 송신한다. 이때, 위치센서(123)는 슬라이드 도어(124)의 개방높이 측정을 로터리 센서방식, 포텐셜 센서방식 및 광센서방식 중 어느 하나의 방식을 이용하여 상기 슬라이드 도어의 개방높이를 측정하되, 본 발명에 따른 위치센서(123)는 로터리 센서방식인 것이 가장 바람직하다.
다음으로, 비례 제어 댐퍼에 관하여 설명한다. 상기 비례 제어 댐퍼는 도 1에 도시한 것과 같이, 설치 위치에 따라 상기 흄 후드 덕트(131)에 설치된 비례제어 댐퍼(121)와 상기 일반 후드 덕트(132)에 설치된 비례 제어 일반 후드 댐퍼(161)로 구분되며, 후술할 각각의 후술할 개별 흄후드 제어부(140) 또는 일반 후드 제어부(170)의 제어 신호에 따라 상기 흄 후드 덕트(131) 또는 상기 일반 후드 덕트(132)를 흐르는 유량을 조절하는 기능을 가진다.
다음으로, 유속 센서에 관하여 설명한다. 상기 유속 센서는 도 1에 도시한 것과 같이, 설치 위치에 따라 상기 흄 후드 덕트(131)의 내부에 설치된 유속 센서(122)와 상기 흄 후드 덕트(131)의 내부에 설치된 일반 후드 유속 센서(162)로 구분되며, 각 덕트 내를 흘러 배출되는 유해화학물질 또는 오염도가 높은 물질의 풍속을 각각 측정하여 측정된 풍속신호를 각각의 후술할 개별 흄후드 제어부(140)와 일반 후드 제어부(170)로 전달한다. 이러한 유속 센서를 구성하는 방법으로는 피토관 방식, 벤튜리관 방식 및 오리피스 방식 등 여러 방식이 가능하며, 본 발명에 따른 유속 센서는 피토관 방식으로 측정되는 것이 가장 바람직하다.
다음으로, 개별 흄후드 제어부(140)에 관하여 설명한다. 상기 개별 흄후드 제어부(140)는 상기 유속 센서(122)에서 측정한 유속과 상기 흄 후드 덕트(131)의 단면적을 이용하여 상기 흄 후드 덕트(131) 내에의 현재 배기량을 산출하는 기능을 가진다. 또한, 상기 흄후드(120) 내의 개구 면적 값을 적용하여 평균 포집 속도를 산출하여 상기 산출된 값과 사용자에 의하여 설정된 설정 면속도를 디스플레이하고, 상기 흄 후드(120) 내의 개구 면적값과 설정 면속도로부터 필요 배기량을 산출하여 필요 배기량의 범위에서 상기 흄 후드(120)가 작동하도록 상기 비례 제어 댐퍼(121)를 제어한다. 한편, 상기 개별 흄후드 제어부(140)는 상기 흄후드(120)의 작동 상태를 후술할 중앙 제어부(150)로 전송하는 기능을 가진다.
다음으로, 일반 후드 제어부(170)에 관하여 설명한다. 상기 일반 후드 제어부(170)는 상기 일반 후드(160)와 연결되며, 사용자의 온(on) 또는 오프(off) 조작에 따라 상기 일반 후드(160)를 작동 또는 정지시키며, 상기 일반 후드 유속 센서(122)에서 측정한 유속과 상기 일반 후드 덕트(132)의 단면적을 이용하여 측정한 배출량과 기 설정된 배기량을 비교하여 상기 일반 후드(160)가 기 설정된 배기량 범위 내에서 작동하도록 상기 비례 제어 일반 후드 댐퍼(161)를 제어하며, 상기 일반 후드(160)작동 여부 신호를 중앙 제어부(150)로 전송하는 기능을 가진다.
다음으로, 정압 센서(125)에 관하여 설명한다. 상기 정압 센서(125)는 상기 배기 덕트(130)의 내부에 설치되어 각 덕트 내를 흐르는 공기의 정압을 측정하여 측정된 정압신호를 각각의 후술할 중앙 제어부(150)로 전달한다. 이러한 정압 센 서(125)를 구성하는 방법으로는 덕트면 측정구 부착 방식, 피토관 방식 등 여러 방식이 가능하며, 본 발명에 따른 정압 센서(125)는 덕트면 측정구 부착 방식으로 측정되는 것이 가장 바람직하다.
다음으로, 중앙 제어부(150)에 관하여 설명한다.
상기 중앙 제어부(150)는 각 개별 흄후드(120)와 일반후드(160)가 최대 배기량 범위에 도달하였을 때의 상기 배기 덕트(130) 내의 정압(static pressure)을 설정 정압으로 한다.
일반적으로 일정 회전수에서 배기팬(110)의 성능 곡선은 도 3에 도시한 송풍기의 성능곡선과 같이 표시되며, 배기라인에서의 풍량이 감소되면 풍압(정압)이 상승되는 것으로 나타난다.
각 개별 흄후드(120)와 일반 후드(160)에서 비례제어 댐퍼(121) 및 비례제어 일반 후드 댐퍼(161)가 닫혀 현재 덕트의 정압이 설정 정압 이상으로 증가하면 중앙제어부(150)는 현재 덕트의 정압이 설정 정압 범위에 들도록 상기 배기팬(110)을 감속시키며, 비례제어 댐퍼(121) 및 비례제어 일반 후드 댐퍼(161)가 열려 현재 덕트의 정압이 설정 정압 미만으로 감소하면 중앙제어부(150)는 현재 덕트의 정압이 설정 정압 범위에 들도록 상기 배기팬(110)을 가속시키도록 제어한다.
한편, 상기 중앙 제어부(150)에는 도 1에 도시한 것과 같이, 상기 중앙 제어 부(150)에 연결되며 작동 상태와 설정 값 등을 표시해 주는 디스플레이(190)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 2의 흐름도를 참조로 하여, 본 발명의 실험실 후드의 일정 면속도 제어 방법에 관하여 설명한다.
먼저, 사용자는 사용 목적이나 필요에 따라 각각의 흄 후드(120)의 면속도를 설정하한다(S100).
다음에는, 각각의 위치센서(123)를 통해 슬라이드 도어(120)의 개방높이를 측정한다(S101)
다음으로, 상기 위치센서(123)를 통해 측정되어 수신된 개방높이 신호를 통해 각각의 개별 흄 후드 제어부(140)에서 상기 각각의 흄 후드(120) 내의 개구 면적값을 적용하여 필요 배기량을 산출한다. (S102)
그 후, 각 유속센서(122) 및 각 일반 후드 유속 센서(162)를 통해 각 흄 후드 덕트(131)와 각 일반 후드 덕트(132) 배기 덕트 내의 풍속을 측정한다. (S200)
다음으로, 상기 각 유속센서(122) 및 각 일반 후드 유속 센서(162)를 통해 측정되어 수신되는 풍속신호를 통해 각 개별 후드 제어부(140)와 각 일반 후드 제어부(170)에서 각 흄 후드 덕트(131)와 각 일반 후드 덕트(132) 배기 덕트 내의 현재 배기량을 산출한다. (S201)
디음으로, 현재배기량이 각 흄 후드(120)와 각 일반 후드(160)의 필요 배기량 범위에 들도록 각 개별 후드 제어부(140)와 각 일반 후드 제어부(170)에서 각 비례제어 댐퍼(121) 및 각 비례 제어 일반 후드 댐퍼(161)의 개방 정도를 제어하여 배기량을 조절한다. (S300)
다음으로, 각 개별 후드가 최대 배기량 범위에 도달하였을 때의 상기 배기 덕트(130) 내의 정압을 설정 정압으로 한 후 (S301), 개별 후드의 상기 비례제어 댐퍼의 개방 정도에 따른 전체 배기 덕트(130)의 정압 변동을 정압 센서(125)를 통하여 측정한 후(S302), 상기 배기 덕트(130)의 설정 정압 범위에 들도록 배기팬(110)의 동작을 가속 또는 감속하여 전체 배기량을 조절한다.
한편, 필요시에는 상기의 제어 방식과 무관하게 개별 후드 제어부(140) 및 일반 후드 제어부(170)를 사용자가 직접 조작하여 해당 흄후드(120) 및 일반 후드(160)의 댐퍼(121)를 완전 개방하고 배기팬(110)의 회전을 최고치로 상승시켜 해당 흄후드(120) 및 일반 후드(160)를 최대의 면속도로 배기할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이상에서는 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1: 본 발명의 일 실시 예에 의한 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치의 구성 개략도.
도 2: 본 발명의 일 실시 예에 의한 정압 제어 방식의 일정 면속도 제어 방법의 흐름도.
도 3: 본 발명의 일 실시 예에 의한 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치의 송풍기 성능 곡선
<도면의 주요부에 사용된 기호의 설명>
100: 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치
110: 배기팬 120: 흄후드(fum hood)
121: 댐퍼 122: 유속 센서
123: 위치 센서 124: 슬라이드 도어
125: 정압 센서
130: 배기 덕트 131: 흄 후드 덕트
132: 일반 후드 덕트
140: 개별 흄후드 제어부
150: 중앙 제어부 160: 일반 후드
161: 일반 후드 유속 센서 162: 일반 후드 댐퍼
170: 일반 후드 제어부 180: 급기팬
190: 디스플레이

Claims (2)

  1. 내부에 실험공간이 형성되어, 슬라이드 도어에 의하여 개방되고, 작업중 작업자에게 노출되는 유해화학물질 또는 오염도가 높은 물질이 배출되는 흄 후드(fum hood)를 포함하는 배기 장치에 있어서,
    내부에 정압 센서(125)가 설치된 배기 덕트(130)를 통해 배출되는 유해화학물질 또는 오염도가 높은 물질을 외부로 배기하는 하나 이상의 배기팬(110);
    전면에 슬라이드 개방되는 슬라이드 도어(124)가 설치되고, 상기 슬라이드 도어(124)의 개폐 여부 또는 정도를 측정하는 위치센서(123)가 설치되며, 내부에 유속을 측정하는 유속 센서(122)가 설치되어 있으며 유량을 조절하는 비례 제어 댐퍼(damper)(121)가 설치된 흄 후드 덕트(fum hood duct)(131)를 통하여 상기 배기 덕트(130)와 연결되어 있는 하나 이상의 흄후드(fum hood)(120);
    내부에 유속을 측정하는 일반 후드 유속 센서(162)가 설치되어 있으며 유량을 조절하는 비례 제어 일반 후드 댐퍼(damper)(161)가 설치된 일반 후드 덕트(132)를 통하여 상기 배기 덕트(130)와 연결되어 있으며, 작동시 기 설정되어 있는 필요배기량만큼 작동되는 하나 이상의 일반 후드(160);
    상기 일반 후드(160)와 연결되며, 사용자의 온(on) 또는 오프(off) 조작에 따라 상기 일반 후드(160)를 작동 또는 정지시키며, 상기 일반 후드 유속 센서(162)에서 측정한 유속과 상기 일반 후드 덕트(132)의 단면적을 이용하여 측정한 배출량과 기 설정된 배기량을 비교하여 상기 일반 후드(160)가 기 설정된 배기량 범위 내에서 작동하도록 상기 일반 후드 비례 제어 댐퍼(161)를 제어하며, 상기 일반 후드(160) 작동 여부를 중앙 제어부(150)로 전송하는 일반 후드 제어부(170);
    상기 유속 센서(122)에서 측정한 유속과 상기 흄 후드 덕트(131)의 단면적을 이용하여 상기 흄 후드 덕트(131) 내에의 현재 배기량을 산출하고, 상기 흄후드(120) 내의 개구 면적 값을 적용하여 평균 포집 속도를 산출하여 상기 산출된 값과 사용자에 의하여 설정된 설정 면속도를 디스플레이하고, 흄후드 내의 개구 면적값과 설정 면속도로부터 필요 배기량을 산출하여 필요 배기량의 범위에서 상기 흄 후드(120)가 작동하도록 상기 비례 제어 댐퍼(121)를 제어하고, 상기 흄후드(120)의 작동 상태를 중앙 제어부(150)로 전송하는 개별 흄후드 제어부(140);
    상기 개별 흄후드 제어부(140)와 상기 일반 후드 제어부(170)로부터 작동신호를 받아 배기팬(110)의 가동여부를 결정하고, 각 개별후드의 댐퍼가 적정하게 개방되어 각 개별후드가 최대배기량 범위에 도달하였을 때의 정압(static pressure)을 설정 정압으로 하여, 상기 정압 센서(125)에서 측정된 현재의 덕트 정압이 상기 설정 정압 범위에 들도록 상기 배기팬(110)이 가속 또는 감속되도록 제어하는 중앙 제어부(150); 및
    상기 중앙 제어부(150)에 연결되며 작동 상태를 표시해 주는 디스플레이(190); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치(100).
  2. 청구항 1의 실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치(100)를 이용하여 작업중 작업자에게 노출되는 유해화학물질 또는 오염도가 높은 물질을 배출하는 실험실 후드의 일정 면속도 제어 방법에 있어서,
    (a) 각각의 흄 후드(120)의 면속도를 설정하는 단계(S100)
    (b) 각각의 위치센서(123)를 통해 슬라이드 도어(120)의 개방높이를 측정하는 단계(S101);
    (c) 상기 위치센서(123)를 통해 측정되어 수신된 개방높이 신호를 통해 각각의 개별 흄 후드 제어부(140)에서 상기 각각의 흄 후드(120) 내의 개구 면적값을 적용하여 필요 배기량을 산출하는 단계(S102);
    (d) 각 유속센서(122) 및 각 일반 후드 유속 센서(162)를 통해 각 흄 후드 덕트(131)와 각 일반 후드 덕트(132) 배기 덕트 내의 풍속을 측정하는 단계(S200);
    (e) 상기 각 유속센서(122) 및 각 일반 후드 유속 센서(162)를 통해 측정되어 수신되는 풍속신호를 통해 각 개별 후드 제어부(140)와 각 일반 후드 제어부(170)에서 각 흄 후드 덕트(131)와 각 일반 후드 덕트(132) 배기 덕트 내의 현재 배기량을 산출하는 단계(S201);
    (f) 현재배기량이 각 흄 후드(120)와 각 일반 후드(160)의 필요 배기량 범위에 들도록 각 개별 후드 제어부(140)와 각 일반 후드 제어부(170)에서 각 비례제어 댐퍼(121) 및 각 일반 후드 비례제어 댐퍼(161)의 개방 정도를 제어하는 단계(S300);
    (g) 각 개별후드가 최대 배기량 범위에 도달하였을 때의 상기 배기 덕트(130) 내의 정압을 설정 정압으로 하는 단계(S301)
    (h) 개별후드의 상기 비례제어 댐퍼의 개방 정도에 따른 전체 배기 덕트(130)의 정압 변동을 정압 센서(125)를 통하여 측정하는 단계(S302);
    (i) 상기 배기 덕트(130)의 설정 정압 범위에 들도록 배기팬(110)의 동작을 가속 또는 감속하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되, 필요시에는 상기의 제어 방식과 무관하게 개별 후드 제어부(140) 및 일반 후드 제어부(170)를 사용자가 직접 조작하여 해당 흄후드(120)의 비례제어 댐퍼(121) 및 일반 후드(160)의 일반 후드 비례제어 댐퍼(161)를 완전 개방하고 배기팬(110)의 회전을 최고치로 상승시켜 해당 흄후드(120) 및 일반 후드(160)를 최대의 면속도로 배기할 수 있는 것을 특징으로 하는 실험실 후드의 일정 면속도 제어 방법.
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