KR102622976B1 - 오염도를 최소화할 수 있는 고청정 생물안전작업대 - Google Patents

오염도를 최소화할 수 있는 고청정 생물안전작업대 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오염도를 최소화할 수 있는 고청정 생물안전작업대에 관한 것으로서, 특히 실험 대상물에 대한 실험공간이 내부에 형성되고 전면에 도어가 개폐가능하게 설치되는 작업챔버와; 상기 실험공간 내부의 공기를 흡입한 후 다시 실험공간 내부로 공급하여 순환기류를 발생시키는 송풍기가 내부에 구비된 송풍챔버와; 상기 송풍기에 의해 발생된 순환기류가 상기 실험공간으로 공급될 때 순환기류를 필터링하는 필터와; 다수의 타공홀이 형성되고, 상기 작업챔버와 송풍챔버를 구획하면서 상기 필터를 아래에서 지지하는 격벽과; 상기 격벽의 하측에 설치되어 상기 필터와 격벽의 타공홀을 통과한 순환기류가 실험공간으로 수직 낙하되도록 유도하는 직진유도부재;를 포함하여 구성되어, 순환기류가 직진 상태로 실험공간 내에 하향 공급되도록 함으로써 실험공간 내부의 시료 간에 교차 오염이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

오염도를 최소화할 수 있는 고청정 생물안전작업대{High-clean biosafety workbench that can minimize pollution}
본 발명은 무균상태로 유지되는 실험공간 내부의 공기를 흡입한 후 토출하여 순환기류를 발생시키는 송풍기를 포함하는 생물안전작업대에 관한 것으로서, 특히 공기가 직진 상태로 실험공간 내부에 하향 공급되어 실험공간 내부의 시료간에 교차 오염이 발생되는 것을 방지할 수 있는 오염도를 최소화할 수 있는 고청정 생물안전작업대에 관한 것이다.
생물안전작업대(Biological Safety Cabinet)는 바이오, 의약 등의 연구 분야에 사용되는 기초 실험장비로서, 미생물 또는 바이러스 등의 시료로부터 연구원을 보호하면서 시료를 외부 오염 공기로부터 보호하기 위하여 사용되고 있다.
이러한 생물안전작업대는 연구원들이 실험을 할 수 있는 실험공간을 제공하는 작업챔버를 구비하고, 상기 작업챔버의 전면에 상하방향으로 개폐되는 투명한 도어를 구비하며, 상기 작업챔버의 저면에 실험공간 내부의 공기를 흡입하는 흡입그릴을 구비한다.
더불어, 상기 실험공간의 공기를 흡입한 후 토출하여 순환기류를 발생시키는 송풍기가 설치된 송풍챔버를 구비하며, 작업챔버와 송풍챔버의 경계라인상에 설치되어 작업챔버의 실험공간으로 유입되는 공기를 필터링하는 필터를 구비하고 있다.
그런데, 종래의 생물안전작업대에 사용되는 송풍기는 길이가 짧고 넓은 면적을 갖는 토출구에서 공기가 토출됨으로써 균일하지 않은 속도 압력으로 인해 송풍챔버 내에 난류(Tubulent flow)를 발생시킨다. 이러한 난류의 흐름은 실험공간 내부로 다시 유입되면서 불균일하게 흩어져 실험공간 내부에 구비된 다수의 시료를 상호간에 교차 오염시킬 수 있는 문제가 있다.
등록특허 10-2218480
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 필터의 하측에 직진유도부재를 설치하여 실험공간으로 공급되는 순환기류가 직진 상태로 하향 공급되도록 함으로써 실험공간 내부의 시료 간에 교차 오염이 발생되는 것을 방지할 수 있는 고청정 생물안전작업대를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 오염도를 최소화할 수 있는 고청정 생물안전작업대는 실험 대상물에 대한 실험공간이 내부에 형성되고 전면에 도어가 개폐가능하게 설치되는 작업챔버와; 상기 실험공간 내부의 공기를 흡입한 후 다시 실험공간 내부로 공급하여 순환기류를 발생시키는 송풍기가 내부에 구비된 송풍챔버와; 상기 송풍기에 의해 발생된 순환기류가 상기 실험공간으로 공급될 때 순환기류를 필터링하는 필터와; 다수의 타공홀이 형성되고, 상기 작업챔버와 송풍챔버를 구획하면서 상기 필터를 아래에서 지지하는 격벽과; 상기 격벽의 하측에 설치되어 상기 필터와 격벽의 타공홀을 통과한 순환기류가 실험공간으로 수직 낙하되도록 유도하는 직진유도부재;를 포함하여 구성된다.
여기에서, 상기 직진유도부재는 다수의 벽면 측단이 연결되어 허니콤 구조체 형태로 형성된다.
또한, 상기 송풍기의 토출구에는 덕트가 설치되되; 상기 덕트는 송풍기의 토출구에서 멀어질수록 점점 직경이 작아지는 노즐(Nozzle)과, 상기 노즐의 직경이 가장 작은 부분에 연결되고 노즐에서 멀어질수록 직경이 점점 커지는 디퓨저(Diffuser)가 연결된 구조로 형성된다.
여기에서, 상기 송풍챔버에는 상기 송풍기와 덕트 및 필터에 자외선을 조사하는 UV램프가 설치된다.
그리고, 상기 작업챔버의 바닥에는 상기 도어의 개폐를 감지하는 도어감지센서가 설치되어, 상기 도어가 폐쇄되어 상기 실험공간이 밀폐되었을 때 상기 UV램프가 작동된다.
또한, 상기 작업챔버의 입구부분에는 실험공간에서 누출되는 세균 또는 바이러스를 감지하는 위험물질 감지센서가 설치되고, 상기 작업챔버 또는 송풍챔버에는 상기 위험물질 감지센서가 세균 또는 바이러스를 감지했을 때 시각적 신호 또는 청각적 신호를 출력하는 알람이 구비된다.
여기에서, 상기 위험물질 감지센서는 정전기 센서 또는 광학 센서이다.
그리고, 상기 실험공간의 입구부분에는 암레스트가 설치되고, 상기 위험물질 감지센서는 상기 암레스트의 저면에 설치된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 오염도를 최소화할 수 있는 고청정 생물안전작업대는 직진유도부재를 통과하면서 순환기류가 실험공간 내에 하향 직진하게 되어 실험공간 내부에 배치된 시료 간에 교차 오염이 발생되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 송풍기에서 토출되는 공기가 노즐과 디퓨저가 연결된 형태의 덕트를 통해 외부로 토출되므로, 토출되는 공기는 정압으로 토출되어 균일한 속도 압력을 갖는 흐름을 갖게 되고 이로 인하여 난류의 발생이 억제되어 시료의 오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 유속의 증가로 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, UV램프에서 조사되는 자외선에 의해 송풍기, 덕트, 필터 및 송풍챔버의 내벽면 등에 부착된 세균이나 바이러스 등을 제거할 수 있는 이점이 있다.
또한, 도어감지센서가 도어의 밀폐를 감지하면 연구원(실험자)이 별도의 동작을 하지 않아도 자동으로 UV램프가 점등되므로 편의성이 높은 이점이 있다.
또한, 실험공간에서 누출되는 세균 또는 바이러스를 위험물질 감지센서가 감지하면 알람이 시각적 신호와 청각적 신호로 출력하여 실험을 하고 있는 연구원들에게 이를 알려주어 신속한 후속조치를 취할 수 있도록 도움을 주는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 오염도를 최소화할 수 있는 고청정 생물안전작업대를 보인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 생물안전작업대의 내부 모습을 일 방향에서 본 도.
도 3은 도 2에 도시된 생물안전작업대의 필터와 격벽 및 직진유도부재를 보인 도.
도 4는 도 1에 도시된 생물안전작업대의 내부 모습을 다른 방향에서 본 도.
이하, 본 발명에 의한 오염도를 최소화할 수 있는 고청정 생물안전작업대의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 오염도를 최소화할 수 있는 고청정 생물안전작업대를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 생물안전작업대의 내부 모습을 일 방향에서 본 도이며, 도 3은 도 2에 도시된 생물안전작업대의 필터와 격벽 및 직진유도부재를 보인 도이다.
그리고, 도 4는 도 1에 도시된 생물안전작업대의 내부 모습을 다른 방향에서 본 도이다.
본 발명에 의한 오염도를 최소화할 수 있는 고청정 생물안전작업대는 실험공간(10a) 내부에 있는 시료(실험 대상물)의 교차 오염을 방지하기 위한 것으로서, 작업챔버(10)와, 상기 작업챔버(10)의 상부에 구비되는 송풍챔버(20)와, 상기 작업챔버(10)에서 송풍챔버(20)로 유동하는 순환기류를 필터링하는 필터(30)와, 상기 필터(30)의 하측에 설치되는 격벽(40)과, 상기 격벽(40)의 하측에 설치되는 직진유도부재(50)를 포함하여 구성된다.
상기 작업챔버(10)는 시료에 대한 실험공간(10a)을 내부에 형성하는 것으로서, 전방에 개폐가능하게 설치된 도어(11)에 의해 실험공간(10a)이 개폐된다. 이러한 작업챔버(10)는 내부 바닥면에 흡입그릴(16)이 구비되어 실험공간(10a) 내의 공기를 흡입함과 아울러 외부의 공기를 흡입하여 실험공간(10a) 내부의 기류가 외부로 빠져나가지 못하도록 한다.
상기 실험공간(10a)은 작업챔버(10) 내에 구비되어 작업챔버(10)의 앞에 앉아 있는 연구원이 손을 넣어 실험대상물에 대한 각종 실험을 수행하는 공간이다.
상기 도어(11)는 작업챔버(10)의 전방에서 상하방향으로 슬라이딩하여 작업챔버(10) 내의 실험공간(10a)을 개폐한다.
위와 같이 구성되는 작업챔버(10)의 입구부분에는 위험물질 감지센서(14)가 설치된다. 좀 더 정확히 하면 작업챔버(10)에 구비되는 실험공간(10a) 입구부분에는 실험자의 팔을 지지하는 암레스트(13)가 설치되고, 이 암레스트(13)의 저면에는 위험물질 감지센서(14)가 설치된다.
상기 위험물질 감지센서(14)는 실험공간(10a)에서 누출되는 세균 또는 바이러스를 감지하는 것으로서, 정전기 센서 또는 광학 센서로 구성된다. 이러한 위험물질 감지센서(14)에 의해서 위험물질이 실험공간(10a) 밖으로 누출되는 것을 감지하면 이러한 사실을 실험자에게 안내해야만 한다.
이를 위하여 본원발명에서는 작업챔버(10) 또는 송풍챔버(20)에 위험물질 감지센서(14)가 세균 또는 바이러스를 감지했을 때 시각적 신호 또는 청각적 신호를 출력하는 알람(15)을 설치한다.
따라서, 위험물질 감지센서(14)가 세균 또는 바이러스와 같은 위험물질을 감지한 경우 램프와 부저로 이루어진 알람(15)에서 경고 신호를 외부로 표시하므로, 램프가 점멸하거나 부저에서 강한 소리가 발생되어 실험자는 위험한 상황임을 신속하게 인지할 수 있다.
상기 송풍챔버(20)는 작업챔버(10)의 실험공간(10a) 내부의 공기를 흡입한 후 다시 실험공간(10a) 내부로 공급하여 순환기류를 발생시키며, 오염된 공기를 외부로 배출시키는 기능을 한다.
이러한 송풍챔버(20)는 순환기류를 발생시키는 송풍기(21)가 내부에 설치되어 있으며, 상면에 공기 배출을 위한 배기구(22)가 구비되어 있다.
상기 송풍기(21)는 내부에 송풍팬(미도시)과 이 송풍팬을 회전시키는 모터(미도시)가 구비되어 있어서, 송풍팬이 회전하면 실험공간(10a)의 공기가 흡입된 후 토출구를 통하여 송풍챔버(20) 내부공간으로 토출된다.
이때, 송풍기(21)의 토출구에는 덕트(23)가 필터(30)와 평행하게 설치된다.
상기 덕트(23)는 노즐(Nozzle,23a)과, 상기 노즐(23a)에 일체로 연결된 디퓨저(Diffuser,23b)로 구성된다.
상기 노즐(23a)은 송풍기(21)의 토출구에서 멀어질수록 점점 직경이 작아지고, 상기 디퓨저(23b)는 노즐(23a)의 직경이 가장 작은 부분에 일체로 연결되고 노즐(23a)에서 멀어질수록 직경이 점점 커진다.
이러한 덕트(23)에 의해서 송풍기(21)의 토출구에서 토출되는 공기는 필터(30)의 위쪽 공간에서 난류가 발생되는 것이 많이 억제되고 균일한 흐름을 갖게 된다.
상기 필터(30)는 송풍기(21)에 의해 발생된 순환기류가 실험공간(10a)으로 공급될 때 순환기류를 필터링한다.
즉, 필터(30)는 작업챔버(10)와 송풍챔버(20)의 경계라인에 설치되어 실험공간(10a)으로 공기를 공급할 때 공기를 필터링한다. 송풍기(21)의 작동에 의해 실험공간(10a) 내부의 공기와 외부의 공기를 흡입한 후 흡입공기 중 30% 정도의 공기가 배기구(22)를 통해 실험실 외부로 배출되고 70% 정도의 공기가 실험공간(10a) 내부로 다시 공급되는데, 이 70%의 공기를 필터(30)로 정화한 후 실험공간(10a)으로 공급한다.
한편, 송풍챔버(20)의 내부에는 UV램프(24)가 설치될 수 있다. 이러한 UV램프(24)는 송풍챔버(20)의 내부벽면, 송풍기(21), 덕트(23) 및 필터(30) 등에 자외선을 조사하여 이들에 부착되어 있는 바이러스 등을 제거한다.
좀 더 살펴보면, UV램프(24)에 의한 세균이나 바이러스 제거작업이 실험 중에 수행되면 시료에 영향을 줄 수 있으므로, 생물안전작업대에서의 실험이 종료된 후에 UV램프(24)를 점등하여 세균이나 바이러스를 제거하는 것이 바람직하다.
따라서, 작업챔버(10)의 바닥에 도어(11)의 개폐를 감지하는 도어감지센서(12)를 설치하여 도어(11)가 폐쇄됨으로써 실험공간(10a)이 밀폐되면 이때부터 일정시간동안 UV램프(24)가 자동 점등되어 자외선을 조사한다.
부연하면, 실험이 종료된 후 도어(11)가 하측으로 내려와서 실험공간(10a)이 밀폐되었음을 도어감지센서(12)가 감지하면, UV램프(24)가 점등하여 자외선을 송풍챔버(20)의 내벽면, 송풍기(21), 덕트(23) 및 필터(30)에 조사한다. 이러한 자외선 조사에 의해 대장균과 황색포도상구균, 표피포도상구균 등과 같은 유해 세균과 바이러스가 살균된다.
더불어, UV램프(24)의 점등시간과 소등시간은 실험자가 설정할 수 있기 때문에 실험자는 사용 환경 등에 맞추어 살균시간을 임의로 선택할 수 있다.
상기 격벽(40)은 작업챔버(10)와 송풍챔버(20)를 구획하는 것으로서, 필터(30)의 하부에 설치되어 필터(30)를 아래에서 지지한다.
이러한 격벽(40)에는 상하방향으로 관통된 다수의 타공홀(40a)이 형성된다. 따라서 필터(30)를 통과한 순환기류는 타공홀(40a)을 통해 직진유도부재(50)로 안내된다.
상기 직진유도부재(50)는 격벽(40)의 하측에 설치되어 필터(30)와 격벽(40)의 타공홀(40a)을 통과한 순환기류가 실험공간(10a)으로 수직 낙하되도록 유도한다.
이러한 직진유도부재(50)는 다수의 벽면 측단이 연결되어 허니콤 구조체 형태로 형성된 것으로서, 타공홀(40a)과 연통되는 상하방향의 공기유로(50a)가 형성된다. 따라서 타공홀(40a)을 통하여 공기유로(50a)로 안내된 순환기류는 일정길이의 공기유로(50a)를 통과하면서 직진성이 향상되어 실험공간(10a) 상측에서 시료를 향해 수직으로 낙하한다.
10: 작업챔버 11: 도어
12: 도어감지센서 13: 암레스트
14: 위험물질 감지센서 15: 알람
20: 송풍챔버 21: 송풍기
22: 배기구 23: 덕트
23a: 노즐 23b: 디퓨저
24: UV램프 30: 필터
40: 격벽 40a: 타공홀
50: 직진유도부재 50a: 공기유로

Claims (8)

  1. 실험 대상물에 대한 실험공간(10a)이 내부에 형성되고 전면에 도어(11)가 개폐가능하게 설치되는 작업챔버(10)와; 상기 실험공간(10a) 내부의 공기를 흡입한 후 다시 실험공간(10a) 내부로 공급하여 순환기류를 발생시키는 송풍기(21)가 내부에 구비된 송풍챔버(20)와; 상기 송풍기(21)에 의해 발생된 순환기류가 상기 실험공간(10a)으로 공급될 때 순환기류를 필터링하는 필터(30)와; 다수의 타공홀(40a)이 형성되고, 상기 작업챔버(10)와 송풍챔버(20)를 구획하면서 상기 필터(30)를 아래에서 지지하는 격벽(40)과; 상기 격벽(40)의 하측에 설치되어 상기 필터(30)와 격벽(40)의 타공홀(40a)을 통과한 순환기류가 실험공간(10a)으로 수직 낙하되도록 유도하는 직진유도부재(50);를 포함하여 구성되며,
    상기 송풍기(21)의 토출구에는 덕트(23)가 설치되되,
    상기 덕트(23)는 송풍기(21)의 토출구에서 멀어질수록 점점 직경이 작아지는 노즐(Nozzle,23a)과, 상기 노즐(23a)의 직경이 가장 작은 부분에 연결되고 노즐(23a)에서 멀어질수록 직경이 점점 커지는 디퓨저(Diffuser,23b)가 연결된 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 오염도를 최소화할 수 있는 고청정 생물안전작업대.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 직진유도부재(50)는 다수의 벽면 측단이 연결되어 허니콤 구조체 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 오염도를 최소화할 수 있는 고청정 생물안전작업대.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 송풍챔버(20)에는 상기 송풍기(21)와 덕트(23) 및 필터(30)에 자외선을 조사하는 UV램프(24)가 설치되는 것을 특징으로 하는 오염도를 최소화할 수 있는 고청정 생물안전작업대.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 작업챔버(10)의 바닥에는 상기 도어(11)의 개폐를 감지하는 도어감지센서(12)가 설치되어, 상기 도어(11)가 폐쇄되어 상기 실험공간(10a)이 밀폐되었을 때 상기 UV램프(24)가 작동되는 것을 특징으로 하는 오염도를 최소화할 수 있는 고청정 생물안전작업대.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 작업챔버(10)의 입구부분에는 실험공간(10a)에서 누출되는 세균 또는 바이러스를 감지하는 위험물질 감지센서(14)가 설치되고,
    상기 작업챔버(10) 또는 송풍챔버(20)에는 상기 위험물질 감지센서(14)가 세균 또는 바이러스를 감지했을 때 시각적 신호 또는 청각적 신호를 출력하는 알람(15)이 구비된 것을 특징으로 하는 오염도를 최소화할 수 있는 고청정 생물안전작업대.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 위험물질 감지센서(14)는 정전기 센서 또는 광학 센서인 것을 특징으로 하는 오염도를 최소화할 수 있는 고청정 생물안전작업대.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 실험공간(10a)의 입구부분에는 암레스트(13)가 설치되고, 상기 위험물질 감지센서(14)는 상기 암레스트(13)의 저면에 설치되는 것을 특징으로 하는 오염도를 최소화할 수 있는 고청정 생물안전작업대.
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