KR20220142453A - 보호 엔벨로프를 갖는 장치, 그 용도, 및 룸 영역을 작동하는 방법 - Google Patents

보호 엔벨로프를 갖는 장치, 그 용도, 및 룸 영역을 작동하는 방법 Download PDF

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KR20220142453A
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우도 곰멜
프랭크 버거
다니엘 팔치
미로슬라프 코프콕
마르쿠스 켈러
비올라 호프만
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프라운호퍼 게젤샤프트 쭈르 푀르데룽 데어 안겐반텐 포르슝 에. 베.
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Abstract

보호 엔벨로프를 바로 둘러싸고 있는 환경으로부터 적어도 하나의 룸 영역을 분리할 수 있도록, 적어도 하나의 룸 영역을 에워싸도록 디자인되고 구성된 보호 엔벨로프를 갖는 장치 및 그의 용도가 설명된다. 클린 룸 조건하에서 생산 엔지니어링 유닛을 운용하기 위한 방법, 그리고 격리 대상 사람 및/또는 물체를 수용하기 위한 보호 엔벨로프에 의해 둘러싸여진 바이러스 없고 교차 오염 없는 룸 영역을 생성하고 운용하기 위한 생산 엔지니어링 유닛을 운용하는 방법이 또한 설명된다. 본 발명은 보호 엔벨로프가 스페이서 층에 의해 분리된 제1 층 및 제2 층인 적어도 두개의 층을 갖는데, 적어도 제1 층은 유동 투과성이고, 상기 스페이서 층은 거리를 두고 떨어지게 두개의 층을 유지하며 층의 길이방향 연장부에서 횡단가능한 지지 구조를 가지며, 스페이서 층 또는 룸 영역에 유체적으로 연결되는 적어도 하나의 유동 유닛이 제공된다.

Description

보호 엔벨로프를 갖는 장치, 그 용도, 및 룸 영역을 작동하는 방법
본 발명은 적어도 하나의 룸 영역을 감싸기에 적합하게 디자인된 보호 엔벨로프를 갖는 장치에 관한 것으로, 그 결과 보호 엔벨로프를 직접 둘러싸는 환경으로부터 적어도 하나의 룸 영역(room region)을 분리할 수 있는 보호 엔벨로프, 및 그 용도에 관한 것이다. 클린 룸 조건하에서 생산 엔지니어링 유닛(production engineering unit)을 작동하는 방법 및 격리(quarantine) 대상인 사람 및/또는 물체를 수용하기 위한 보호 엔벨로프에 의해 둘러싸인 바이러스가 없고 교차-오염이 없는 룸 영역이 또한 설명된다.
로봇, 매니퓰레이터, 수동 지지 구조 또는 기타 핸들링 메카니즘의 형태와 같은 생산 엔지니어링 유닛이 클린 룸 조건하에서 사용될 필요가 있지만 그들 자체가 청결에 대한 설비를 충족하지 못하는 상황에서, 이는 불결한 유닛으로부터 클린 룸을 격리하거나 분리하기 위해 문제의 유닛 위에 및/또는 주위에 보호 엔벨로프를 배치함으로써 관리될 수 있다.
산업용 로봇을 위한 이러한 종류의 종-관련(species-related)보호 장치가 DE 20 2007 006 121 U1 에 나타나 있으며, 여기에서 기계적 강도 뿐 아니라 유체 누출기밀성을 위해 이 장치는 적어도 두개의 가요성 보호 엔벨로프 층(flexible protective envelope layers)을 제공하며, 그 중 하나는 가요성 플라스틱 재료로 만들어지고 다른 하나는 금속-함유 층을 갖는다. 가요성 엔벨로프는, 보호 가스가 흐르는 유닛이 위치되는 룸 영역을 둘러싼다.
WO 2017/015207 A1 는, 부착 피팅을 지닌 기밀 방식으로 로봇 아암 위에 설치될 수 있고 로봇 아암을 포함하는 공간 영역을 밀폐하여 에워쌀 수 있는 관형 드레이프(tubular drape)로 표현되는, 로봇에 대한 유사한 보호 조치를 설명한다. 선택적으로, 유체 덕트가 관형 드레이프 내에 또는 상에 포지션되어 관형 드레이프의 공간적 형태를 안정화시키고, 유체 스트림이 통과하여, 냉각 목적도 제공한다.
문헌 US 4 904 514 는, 차폐될 유닛의 구성에 따라 핸들링 유닛에 상호 중첩하는 방식으로 배치된 여러 부품들로 구성될 수 있는 기계적 핸들링 유닛을 위한 보호 커버링을 개시한다. 부분적으로 다수의 층으로 구성된 보호 수단은 유체 및 미립자가 침투할 수 없는 비-텍스타일(non-textile) 재료로 만들어진다.
조금이라도 정의된 경우, 지금까지 알려진 모든 보호 수단을 지배하는 요구 사항은 클린 룸 및 청결 적합성 표준을 보장하기에 불충분하며, 결과적으로 클린 룸에 사용하기에 부적합하거나 적합성이 제한된다.
"클린 룸" 이라는 용어는 환경으로부터 격리되어 있고 룸 내부에서 수행되어야 할 프로세싱 또는 활동(activities)에 따라 공기 중 미립자 농도가 가능한한 낮게 유지되는 룸을 설명한다. 클린 룸은, 몇가지 응용분야를 명명하자면, 반도체 생산, 광학 및 레이저 기술, 생명과학, 의료 연구 뿐 아니라 항공우주공학에서 자주 사용된다.
특히 화학적으로 민감하고 미생물학적으로 민감한 활동을 포함하는 응용분야에서 기술적 표면의 바람직하지 않은 오염을 야기할 수 있는 공기 중 입자 또는 미립자의 농도 측면 이외에도, 화학적 및/또는 미생물학적 오염이 정의된 룸 영역 내부에서 확실하게 방지되도록 적절한 조치를 구현하는 것이 중요하다.
클린 룸은 일반적으로 기술적으로 복잡한 디자인을 사용하여 복합적인 공간으로 다양한 잠금 시스템(lock systems)을 통해 아주 자주 접근(access)할 수 있다. 클린 룸은 특별히 조립된 공기 처리 시스템에 의해 공급되므로, 공기 중의 오염물질이 즉시 제거되도록 보장한다..
클린 룸의 작동을 위해, 등급(classification) 및 품질 테스트를 위해 입자 판독 값을 취하여, 룸의 청결도가 분류될 수 있다. 따라서 독일 산업 표준 DIN EN ISO 14644-1:2016-06 은 ISO 1 에서 ISO 9 까지 아홉가지의 다른 청결 등급으로 구분한다. 공기 m3 당 식품에 대한 중요한 미생물을 다루는 해당 클린 룸 품질 요구사항은 Guideline VDI 2083에 정의되어 있다. 제약 클린 룸 응용분야에 대한 중요한 표준화된 수의 콜로니 형성 유닛 CFU 는 EU-GMP Guideline Annex 1에 따른 분류에 정의되어 있다.
생산 엔지니어링 유닛 또는 구성요소 - 생산 및 자동화 구성요소- 가 상당한 노력 없이 신속하게 클린 룸 영역에서 사용되게끔 설정될 수 있도록 하는 현재 알려진 조치는 만족스럽지 않다.따라서, 현재 클린 룸의 조건하에서 이러한 종류의 작동 유닛에 대한 기술적 솔루션이 없는데, 왜냐하면 알려진 보호 조치는 자체-오염을 확실하게 방지할 수 없고, 또한 안정성, 인열강도(tear strength), 팽창거동, 정전기 방전 능력, 세척성 및 살균성에 관한 불충분한 청결 적합성 표준 및 기계적 특성에만 부합하기 때문이다. .
위에서 설명한 문제 외에도, 전염병 바이러스 발생과 관련된 가장 최근의 사건은, 예방 조치가 필요한 유행병(pandemics)의 경우 감염된 사람을 감염되지 않은 사람으로부터 간으한 신속하게 분리해야함을 보여준다. 바이러스 기반 질병의 확산은 종종 발생 건수가 기하급수적으로 증가하는 것을 특징으로 하기 때문에, 가능한 최단시간 내에 가능한 한 이용가능한 많은 공간적 격리 용량 - 즉, 검역소- 을 만드는 것이 필수적이다. 지리적-공간 차이로 인해, 영구적으로 설치된 검역(소) 영역, 예컨대, 전체 병원 을 예약하는 것은 일반적으로 불가능하다. 지구 상 어딘가에서 발생할 수 있는 질병의 발생 지점에서 즉시 질병의 확산을 방지하기 위한 조치가 취해져야 한다. 결과적으로, 신속하게 건립 및 설치할 수 있으며, 동반된 생물학적 오염의 효과적인 방지를 제공할 수 있는 시스템을 배치할 수 있어야 한다.
지금까지 이문제는, 과거 시스템에서와 같이, 만속스럽게 해결되지 않았다.
-아주 자주 영구적으로 설치된 검역소이다.
-이러한 검역소는 대부분 세계의 합당한 지역에 설립되거나 사용가능하지 않다.
-신속하게 운송하여 설립할 수 있는 검역 시스템이 충분하지 않다.
더욱이 지금까지 병원에서는 충분한 수의 격리실을 제공하지 못했다. 다수의 잠재적으로 감염된 사람들이 개방된 홀에 수용되면, 이전에 건강한 다른 사람들에게 감염이 전염될 가능성을 피할 수 없다.
본 발명의 기본적인 목적은, 독일 산업 표준 DIN EN ISO 14644-1:2016-06에 정의된 바와 같이, 보호 엔벨로프가 청결 요구 사항에 대한 엄격한 표준을 충족하도록, 보호 엔벨로프는 적어도 하나의 롬 영역을 감싸도록 디자인되고 구성되어, 그 결과로 보호 엔벨로프를 직접 둘러싸는 환경으로부터 보호 엔벨로프가 적어도 하나의 룸 영역을 완전히 분리할 수 있는 보호 엔벨로프를 지닌 장치의 개발을 진행하는데 있다. 본 솔루션에 따른 보호 엔벨로프를 지닌 장치는 위에서 설명된 바와 같이 종래 기술과 관련된 단점을 극복하고 어느 장소에서든지 신속한 전개가 가능하도록 디자인 된다. 예를들어, 생산 및 자동화 구성요소를 빠르고 유연하게 클린 룸 내부 서비스에 투입할 수 있어야한다. 그리고 이 장치는 어디에서든 빠르고 유연하게 설치할 수 있도록 디자인되어야 하며, 격리 대상인 사람 및/또는 물체를 안전하게 수용하기에 적합한 바이러스 및 교차-오염이 없는 영역을 설립할 수 있는 기능을 제공해야 한다.
또한, 본 솔루션에 따라 보호 엔벨로프 외부로부터 청결 모니터링의 대상이 되는 받는 룸 영역의 유지관리를 보장하고, 내부에는 앞서 설명한 바와 같은 생산 또는 자동화 구성요소, 즉 유닛이 수용되고 작동되는 방법이 설명된다. 또한 신속하고 저렴하게 설치할 수 있는 룸 영역이 환경으로부터 분리되어 운용될 수 있어서, 격리 대상인 사람 및/또는 물체로부터 환경을 보호할 뿐 아니라 환경의 영향으로부터 격리 대상인 사람 및/또는 물체를 보호할 수 있는 방법을 설명한다.
본 발명에 의해 해결된 문제에 대한 솔루션은 청구항 1항에 설명되어 있다. 청구항 26항 내지 28항의 목적은 장치의 바람직한 용도(uses)에 관한 것이다. 클린 룸 조건하에서 매니퓰레이터 유닛 작동하기 위한 솔루션에 따른 방법이 청구항 29항에 설명된다. 청구항 36항의 목적은 격리 대상인 사람 및/또는 물체를 수용하기 위한 보호 엔벨로프에 의해 둘러싸인 바이러스 및 교차 오염 없는 룸 영역을 운용하는 방법에 있다.
본 솔루션에 따른 장치는, 적어도 하나의 룸 영역을 에워싸도록 디자인되고 구성된 보호 엔벨로프를 지니며, 그 결과로 보호 엔벨로프는, 보호 엔벨로프를 직접 둘러싸는 환경으로부터 룸 영역을 분리할 수 있는 특징을 갖는데, 상기 보호 엔벨로프는 적어도 두개의 층(layer)인 제1 층 제2 층을 가지며, 두개의 층들은 스페이서 층에 의해 분리되며, 적어도 제1 층은 유동(flow)d에 대해 투과성인 재료로 만들어진다. 스페이서 층은 두개의 층을 거리를 두고 떨어지게 유지시키며 층의 길이방향 연장부에서 유동에 의해, 즉 가스 유동(gas flow)에 의해 횡단할 수 있는 (traversable) 지지 구조를 가지며, 바람직하게는 지지 구조는 스페이서 패브릭으로 구성된다. 또한, 스페이서 층 또는 유닛을 포함하는 룸 영역에 유체적으로(fluidicall) 연결되는 유동 유닛(flow unit)이 제공된다.
바람직한 실시예에서, 제1 층 및 제2 층 모두는 텍스타일 재료로 만들어지며, 제1 층은 500 내지 49,000 m3/m2/h 범위의 플로우 레이지(flow rage)에 대한 투과성을 갖는다. 다른 한편으로, 특히 생산 및 자동화 구성요소를 에워싸기 위해, 제2 층은 유동에 대해 불투과성(impermeable)이거나 유동에 대해 거의 완전히 불투과성인데, 즉 0 내지 100 m3/m2/h 범위의 유동 투과성을 갖는다. 보호 엔벨로프가 격리 수단으로 사용되는 경우, 제2 층은 유동에 대해 투과성이며, 그러나 기껏해야 제1 층과 통일한 유동 투과성을 가지며, 바람직하게는 제1 층 보다 작은 유동 투과성을 갖는다.
보호 엔벨로프는, 유동 투과성의 제1 층이 룸 영역에 가장 가깝게 배치되는 방식으로, 룸 영역에 대해 배치된다.
이 문서의 다음 섹션에서는 유닛이 환경에 존재하는 클린 룸 조건하에서 작동될 수 있도록, 보호 엔벨로프에 의해 둘러싸인 룸 영역에 배치되는 유닛, 예컨대 매니퓰레이터와 함께 솔루션에 따른 장치를 먼저 설명한다.
초순수 공기는, 예컨대 보호 엔벨로프와 룸 영역 내부에 배치된 유닛 사이의 룸 영역으로 유동 유닛에 의해 전달되는데, 바람직히게는 유동 유닛은 주변 공기로부터 초순수 공기를 생성하도록 디자인되고 구성된 필터-환기유닛의 형태이다. 대안적으로 초순수 공기 대신 기술 가스(technical gas)를 룸 영역으로 도입하는 것도 가능하다. 이를 위해 유동 유닛은 기술 가스 저장소에 연결된다.
초순수 공기 또는 과산화수소(H2O2)와 같은 기술 가스를 룸 영역으로 공급하는 과정은 결과적으로 룸 영역과 보호 엔벨로프 내부의 스페이서 영역 사이의 차압을 생성하며, 이는 다시 유닛에 가장 가까운 유동 투과성 층 인 제1 층을 통해 룸 영역 밖으로 나가 스페이서 층으로의 물질 유동을 획립한다. 임의의 미립자 및/또는 분자 오염물질을 운반하는 물질 유동은 대응하는 유체 배기부 또는 배출부를 통해 스페이서 층으로부터 배출되며, 또는 이에 상응하게 정화된다. 환경에 가장 까까운, 즉 클린 룸 영역인 보호 엔벨로프의 제2 층은 유동에 대해 불투과성으로 구성되어 있기 때문에, 스페이서 층으로부터 환경으로 어떠한 종류의 오염물질도 통과할 수 없다.
유닛과 보호 엔벨로프 사이의 룸 영역에 초순수 공기 또는 기술 가스의 공급과 조합하여 또는 대안적으로, 추가 유동 유닛이 제1 및 제2 층 사이의 스페이서 층에 유체적으로 연결되어 바람직하게는 흡입 유닛으로 구성되거나 스페이서 층 내부의 룸 영역에 대해 저압을 생성하기 위해 흡입 유닛으로 작동될 수 있어서, 유동 투과성의 제1 층을 통해 룸 영역 밖으로 나가 스페이서 층으로의 물질 유동이 시작되는데 이는 저압에 의해 개시되어 유지된다. 흡입 유닛의 도움으로 스페이서 층을 통해 추출된 물질 유동은 대응하는 유동 유닛과 분리되거나 결합되는 필터 유닛에 의해 정화될 수 있으며, 초순수 공기 형태로 클린 룸 또는 룸 영역을 둘러싸는 환경으로 공급된다. 대안적으로, 추출된 물질 유동은 대응하는 유체 덕트 시스템을 통해 배출될 수 있다.
간단한 실시예에서 본 솔루션에 따른 보호 엔벨로프는, 스페이서 층에 의해 서로 거리를 두고 떨어져서 유지하며 상이한 유동 투과성을 갖는 두개의 텍스타일 층으로 구성되는데, 생산 유닛의 이동성(mobility)을 제한하지 않도록 가요성, 탄성, 오염물질이 없는 텍스타일 재료로 만들어진다. 따라서, 본 솔루션에 따라 경질 텍스타일 재료로 보호 엔벨로프를 구성하는 것도 생각할 수 있다. 따라서, 보호 엔벨로프가 유닛 표면 상을 직접 배치하는 것도 가능하다. 하나의 가능한 실시예에서, 닛에 가장 가까운 보호 엔벨로프의 제1 층이 유닛 자체의 표면인 것도 생각할 수 있다.
추가의 바람직한 실시예에서는 제3 및 제4 층이 제공되는데, 각각의 층은 추가 스페이서 층에 의해 서로 분리되어 있으며, 제3 층 및 이전에 이전에 설명된 제2 층은 이음매에 의해 서로 연결되거나 단일 부품, 즉 단일체로써 제조된다. 각각의 제3 층 및 제2 층은 유동 불투과성 재료로 만들어지는데, 즉 이 목적에 사용되는 층 재료는 단지 0 내지 100 m3/m2/h 의 투과성을 갖는다. 이와 대조적으로, 제4 층은 유동에 대해 투과성으로 디자인되어 500 내지 49,000 m3/m2/h 범위의 유동 투과성을 갖는다. 제1 층 및 제4 층 각각의 유동에 대한 투과성은 반드시 동일할 필요는 없으며, 서로 상이할 수 있다. 위에서 설명한 예시적인 실시예의 스페이서 층과 마찬가지로, 추가 스페이서 층도, 바람직하게는 스페이서 패브릭으로 구성된, 층의 길이방향 연장부에서 가스에 의해 횡단가능한 지지 구조를 갖는다. 유닛에 대한 기능, 배치 및 본 솔루션에 따라 디자인된 보호 엔벨로프의 다양한 운용 모드는 도면을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명된다.
더 발전된 다중 층 조합도 생각할 수 있는데, 그들 사이에 배치된 두개의 스페이서 층을 지닌 제1 내지 제4 층을 포함하는 위에서 설명된 각각의 두개의 층 시스템은 각각의 유동 투과성 층들 중 하나를 통해 결합된다. 이러한 방식으로 다중 층 조합은 층들의 수에 제한없이 확장가능하다.
과압(overpressure) 또는 저압(underpressure)으로 작동가능한 필터-환기유닛(Filter-ventilator units)은, 오염된 유동 물질을 제어가능하게 흡입 또는 수집하거나 그 반대방향으로 초순수 공기를 외측에 각각 위치한 추가 스페이서 층으로 전달함으로써 유닛으로부터 발산되는 오염물질에 의한 침투를 제어가능하게 차폐할 목적으로, 유동을 다중 층 보호 엔벨로프로 지향하고 이를 보호 엔벨로프로부터 배출하거나 생산 엔지니어링 유닛을 포함하는 룸 영역으로 내로 지향하고 또는 룸 영역 밖으로 배출하기 위한 유동 유닛으로 사용하기에 이상적으로 적합하다.
또한, 필터-환기유닛은 상응하는 필터의 선택을 통해 주변 공기(ambient air)를 흡인함으로써 초순수 공기를 생성할 수도 있다.
추가 변형에서, 본 솔루션에 따라 디자인된 보호 엔벨로프는, 본 솔루션에 따라 디자인된 보호 엔벨로프의 내부의 상태 변수(state variables)를 캡쳐할 수 있는 적어도 하나의 센서를 개별 층 상에 또는 내부에 제공한다. 다음의 타입의 센서가 이 목적에 적합하다: 미립자 오염센서(PRC), 분자 또는 화학 오염센서(MOC), 온도 센서(T), 압력 센서(p), 습도 센서(h), 유량 센서, 정전기 센서(ESD), 생물 오염 물질 센서(sensor for biocontaminants).
각각의 층 또는 층 사이에 배치되는 센서들은 전기 에너지 공급 및 그 자체로 알려져 있으며 보호 엔벨로프의 탄성 특성에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않는 강성 또는 탄성적으로 유연한 전기 전도체 구조를 통해 신호의 송신 및 수신을 가능하도록 전기적으로 연결된다.
센서들의 도움으로 캡쳐된 신호들은 바람직하게는 보호 엔벨로프로와 별도로 위치되는 평가 및 제어 유닛으로 전달되어, 여기서 센서 신호들이 적절한 형태로 평가되어 적절한 매개변수에 할당된다. 센서들의 도움으로, 입자 수, 입자 사이즈, 화학적 오염 정도 등과 같은 오염 변수의 감지, 및 유닛을 포함하는 룸 영역 내부 뿐 아니라 각각의 스페이서 층의 내부의 유동 조건과 관련된 매개변수가 결정된다. 또한 센서들은 보호 엔벨로프 내부의 변형뿐만 아니라 재료가 파손될 정도로 심각할 수 있는 과도한 재료 응력을 감지하는 데 사용될 수 있다. 모든 감지가능한 센서 신호들은 보호 엔벨로프와 유체적으로 작동하는 통신에 능동적인 적어도 하나의 유체 유동 기계의 개방-루프 또는 폐쇄-루프 제어를 보장하는데 유리하게 사용된다. 각각의 스페이서 층과 룸 영역 내에서 우세한 압력 및 유동 조건의 개방-루프 및/또는 폐쇄-루프 제어는, 보호 엔벨로프에 의해 제공되는 장벽 효과의 기능- 및 에너지-최적화된 유지관리를 보장하는 것을 이상적으로 주로 맡는 적어도 하나의 유체 유동 기계에 의해 보장된다.
개방-루프 또는 폐쇄-루프 제어 유닛에 의해 생성될 수 있고 적어도 하나의 유동 유닛의 개방- 또는 폐쇄-루프 제어를 위해 그리고 그 작동을 위해 생산 엔지니어링 유닛으로 전송될 수 있는 신호는, 운용상 최적화된 기능 모니터링 및 선택적으로 또한 솔루션에 따라 디자인된 보호 엔벨로프의 기능 제어를 보장하기 위해 상위 AI 프로그램으로 전송되는 것이 바람직하다.
요악하면, 본 솔루션에 따라 디자인된 보호 엔벨로프(protective envelope) 내부에 적어도 하나의 센서를 설치함으로써 다음의 잇점이 실현될 수 있다:
-본 솔루션에 따른 생산 엔지니어링 유닛 및 보호 엔벨로프의 가능한 마모를 평가하고 예측하는 능력.
-본 솔루션에 따른 텍스타일 보호 엔벨로프의 무결성(integrity) 및 기능적 능력을 지속적으로 모니터링 하는 능력.
-솔루션에 따른 보호 엔벨로프와 생산 엔지니어링 유닛 사이의 룸 조건을 지속적으로 모니터링할 뿐 아니라 클린 룸 조건을 모니터링하는 능력.
상기 외에도, 에워싸여진 생상 엔지니어링 유닛의 과열 사고는 룸 영역에 공급되는 초순수 공기 또는 기술 가스의 양을 제어하거나 조정함으로써 방지될 수 있다.
또한 분석 및 예측은 보호 엔벨로프 상에 배치된 센서의 도움으로 일정한 간격으로 수행되는 개별 측정 사이클 과정에서 스케줄링될 수 있으며, 이는 필요한 유지관리 조치, 및 솔루션에 따라 디자인된 보호 엔벨로프 뿐 아니라 생산 엔지니어링 유닛의 노화 거동(ageing behaviour)에 관한 결론에 도달하는데 사용될 수 있다.
본 솔루션에 따른 보호 엔벨로프는 바람직하게는 전적으로 클린 룸(cleanrooms) 용도에 적합한 재료로 만들어지며, 이에의해 어떤 종류의 오염도 보호 엔벨로프로부터 클린 룸 구역으로 도입될 수 없도록 보장한다.
보호 엔벨로프가. 보호 엔벨로프에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 둘러싸여진 비-살균 생산 엔지니어링 유닛의 작동에도 불구하고 보호 엔벨로프 외측의 클린 룸 조건을 유지하고 보장할 수 있는 것과 같은 방식으로, 솔루션에 따라 디자인된 보호 엔벨로프는 주위 영역으로부터 올 수 있는 유해한 영향으로부터 에워싸여진 생산 엔지니어링 유닛에 대한 보호를 제공한다. 이를 위해, 본 솔루션에 따라 디자인된 보호 엔벨로프의 적어도 제1 층 및 제2 층의 유동 투과성은 적절하게 선택되어야 한다.
유리하게는, 그러나 본질적으로는 아니지만, 솔루션에 따라 디자인된 보호 엔벨로프의 유동 투과성은 개별 층 내에서 그의 영역 연장부에 갈쳐 균일하다. 그 목적 및 주어진 경우에서 에워싸여지는 생산 엔지니어링 유닛에 따라, 보호 엔벨로프의 직접 인접한 영역 섹션에서 상이한 유동 투과성을 생성하는 것이 바람직할 수 있다. 예를들어, 생산 엔지니어링 유닛에 가장 가까운 제1 층의 서브영역(subregions)으로 보호 엔벨로프의 인접한 섹션 보다 다 큰 유동 투과성을 갖는 텍스타일 층 영역을 도입하는 것을 생각할 수 있다. 이러한 방식으로, 예를들어 상이한 강도의 유동-관련 냉각효과가 치수화(dimensioned)될 수 있다. 상이한 서브섹션에서 상이한 유동 투과성이 제공될 수 있는 유동 투과성 지지 구조가 도입되는 적어도 하나의 스페이서 층의 조성에 대해서도 동일하게 적용된다.
본 솔루션에 따른 장치는 보호 엔벨로프에 의해 분리되는 룸 영역의 내부 및/또는 외부에 제어된 기술적 클린 룸(technical cleanroom) 조건을 지닌 룸 영역을 생성 및/또는 유지하는데 특히 적합하다.
본 솔루션에 따라 디자인된 보호 엔벨로프는 보호 엔벨로프 외부에 제어된 기술적 클린 룸 조건을 지닌 룸 영역을 유지하는데 특히 적합한데, 다음의 산업에 사용하도록 디자인된 생산 엔지니어링 유닛이 보호 엔벨로프 내부에 위치된다: 항공우주; 광학; 생화학, 생물 정보공학, 생물학, 생물의학, 생물물리학, 생물 및 유전 공학, 영양 과학, 식품 기술, 의학, 의료 공학, 제약 및 약리학을 포함하는 식품 과학; 환경 관리 및 환경 공학; 화학; 자동차; 마이크로시스템 기술; 반도체 기술; 자동화 기술 및 에너지 관리.
솔루션에 따른 보호 엔벨로프는 다음과 같이 클린 룸 조건하에서 생산 엔지니어링 유닛을 운용하는 방법을 보완한다: 보호 엔벨로프는, 클린 룸 조건이 존재하는, 환경으로부터 유닛을 포함하는 룸 영역을 분리하는 방식으로 생산 엔지니어링 유닛 주위에 배치되어야하며, 보호 엔벨로프의 제1 층은 유닛을 직면(facing)하게 배치된다. 이 후 룸 영역의 압력과 비교하여 상대적인 저압이 스페이서 층 내부에 생성되며, 그 결과로 제1 층을 통해 룸 영역 밖으로 나가 스페이서 층으로의 물질 유동이 형성되는데, 이는 저압에 의해 유도된다. 마지막으로, 스페이서 층을 빠져나가는 물질 유동은 배출되어야하며, 바람직하게는 필처-환기유닛의 도움으로 초순수 공기로 전환되어 클린 룸 환경으로 복귀되거나 적절하게 제거되어야 한다.
솔루션에 따른 장치는 또한 바이러스가 없으며 교차 오염(cross-contamination)이 없는 룸 영역을 생성하기 위한 디바이스로 기능하도록 디자인 되었는데, 이는 격리 대상인 사람 및/또는 물체를 안전하게 수용하기에 적합하다.
이러한 목적을 위해, 보호 엔벨로프는 돔 텐트 또는 챔버의 형태로 구성되며, 바닥 구역(floor area)에 직접 인접하고, 바닥 구역과 함께 룸 영역의 범위를 정한다. 보호 엔벨로프는 제1 및 제2 층의 적어도 두개의 층을 가지며, 이들 두개의 층은 스페이서 층에 의해 분리되는데, 여기서 적어도 제1 층은 유동 투과성이며, 스페이서 층은 두개의 층을 거리르 두고 떨어지게 유지시키고 스페이서 층의 길이방향 연장부에서 횡단할 수 있는 지지 구조를 갖는다.
바람직하게는 필터-환기유닛으로 구현된 적어도 하나의 유동 유닛(flow unit)은 스페이서 층(spacer layer)에 유체적으로 연결되며, 바람직하게는 초순수 공기 형태로, 또는 바이러스 및 생물학적 오염이 없는 공기 공급을 갖는 공기 유동을 스페이서 층에 공급한다. 스페이서 층으로 공급되는 바이러스 및 교차 오염 없는 공기 공급은 룸 영역에 가장 가까운 유동 투과성 제1 층을 통해 보호 엔벨로프에 의해 범위가 정해지는 룸 영역으로 통과한다. 주위 대기(surrounding atmosphere)에 가장 가까운 제2 층은 또한 바람직하게는 유동 투과성으로 구성되며, 그 결과로 유동 투과성에 의존하는 유동 성분은 스페이서 층에서 주위 대기로 직접 통과한다.
보호 엔벨로프는 또한 출구 영역을 가지며, 이를 통해 공기 유동이 보호 엔벨로프에 의해 범위가 정해지는 룸 영역 밖으로 제어된 방식으로 흡입되는데, 이는 바람직하게는 필터-환기장치로 구현된 하나 이상의 유동 유닛의 도음을 받는다. 이를 위해, 하나 이상의 유동 유닛의 유동 입구(flow inlet)는 배기 공기가 하나 이상의 룸 영역으로부터 환경으로 제어되지 않고 통과하는 방지하기 위해 출구 영역에 유체적으로 연결된다. 유동 유닛의 도음으로 또는 이들과 함께 룸 공기의 능동적인 흡인에 대한 대안으로, 살균 유닛이 출구 영역(outlet area)에 배치되어 출구 영역을 통해 환경으로 유출되는 룸 공기가 완전히 살균되도록 보장한다.
적어도 하나의 유동 유닛은 또한 스페이서 층 내부에 형성된 층 압력(p2)이 룸 영역 내부에 형성된 룸 내부 압력(p1) 보다 클 뿐만 아니라 환경의 주변 압력(p3) 보다 더 큰 방식으로 작동가능하다. 이는 보호 엔벨로프에 의해 둘러싸인 룸 영역이 살균, 즉 바이러스 및 생물학적 오염물질이 없는 공기로 제어된 방식으로 관류(perfused)되고 플러싱되는 것을 보장하며, 필터-환기유닛으로 구현되는 유동 유닛에 의해 스페이서 층으로 공급되는 바이러스 및 생물학적 오염물질이 없는 공기 공급 이외의 공기 성분은 룸 영역으로 들어가지 않는다.
적어도 하나의 유동 유닛에는 공급 및 배기 공기의 살균을 위한 살균 유닛이 장착된다. 살균 유닛이 사용는 경우, 유동 유닛이 반드시 필터-환기유닛으로 구현될 필요가 없으므로 간단한 환기유닛으로 충분하다. 대안적으로 또는 그들과 조합하여, 살균 유닛은 바이러스 및 생물학적 오염물질이 없는 공기 공급을 생성하기 위해 필터-환기유닛 또는 환기유닛의 유동 출구(flow outlet)와 스페이서 층 사이의 각각의 유동 경로를 따라, 그리고 출구 영역과 필터-환기유닛 또는 환기유닛 또는 추가 필터-환기유닛 또는 추가 환기 유닛의 유동 입구 사이의 유동 경로를 따라 배치될 수 있다. 살균 유닛은 220 nm 및 270 nm 사이의 범위, 바람직하게는 222 nm 및 254 nm 사이의 범위의 파장을 갖는 UV 광을 방출할 수 있는 UVC 광원을 갖는다.
위에서 설명된 장벽 효과 외에, 바이러스 및 교차 오염이 없는 룸 영역을 생성하기 위한 본 솔루션에 따른 장치는 또한 쿨린 룸 효과를 부과할 수 있다. 클린 룸 효과는 보호 엔벨로프의 스페이서 층을 통한 조정가능한 공기 유동 속도(airflow rate)와 내부 제1 층 및 외부 제2 층에 의해 생성된 조정가능한 유동 봉쇄 정도에 따라 감소 또는 증가될 수 있다. 이는 거의 전적으로 장벽 효과에 제한되거나, 내부 영역에 매우 순수한 공급을 보장하는 격리 차폐실을 만드는 것을 가능하게 한다. 이 수준은 무한히 가변적이다.
추가적인 바람직한 실시예에서, 센서는 작동 상태를 결정하고 멸균 검역 시스템의 개방-루프 또는 폐쇄-루프의 제어를 보장하기 위해 보호 엔벨로프 내에 또는 보호 엔벨로프 상에 및/또는 적어도 하나의 유동 유닛 내에 구현된다. 이들 센서는 바람직하게는 생물 오염물질, 바이러스, 입자를 감지할 수 있으며, 또한 예컨대, 압력/온도/습도를 감지할 수 있다.
솔루션에 따라 디자인된 보호 엔벨로프의 추가적인 바람직한 운용 모드(operatint modes)는 도면에 표시된 예시적인 실시예를 참조하여 다음 텍스트에서 설명될 것이다.
본 발명에 따른 장치는 보호 엔벨로프가 환경과 분리될 수 있는 룸 영역을 설립할 수 있어서, 바이러스가 없고 교차-오염이 없는 룸 영역을 구현할 수 있다.
다음 섹션에서, 본 발명은 도면을 참조하고 실시예에 기초하여 일반적인 발명의 사상을 제안하지 않고 예적인 목적에 대해 설명한다. 도면에서:
도 1은 작동원리 및 솔루션에 따라 디자인된 보호 엔벨로프의 개략도이다.
도 2는 4개의 층 및 2개의 스페이서 층(spacer layers)을 갖는 솔루션에 따라 디자인된 보호 엔벨로프를 생성하기 위한 바람직한 실시예의 개략도이다.
도 3은 센서 시스템을 갖는 보로 엔벨로프의 개략도이다.
도 4는 생산 엔지니어링 유닛 작동을 위한 솔루션에 따라 디자인된 보호 엔벨로프를 지닌 시스템 배치(system arrangement)
도 5는 필터 환기유닛을 지닌 검역실 설치(setup).
도 6은 검역 챔버에 대한 솔루션 및 작동 원리의 예시에 따라 디자인된 보호 엔벨로프의 개략도이다.
도 7은 2개의 필터 환기유닛을 지닌 검역실 설치.
도 8은 검역실의 대체 변형.
도 9는 복수의 단일 검역실을 지닌 다중-모듈 조립체.
도 1은 제1 층(1,first layer), 제2 층(2), 및 서로로부터 거리(a)를 두고 제1 층 및 제2 층을 안정적으로 유지시키는 스페이서 층(3)을 지닌 솔루션에 따라 디자인된 보호 엔벨로프(protective envelope) 를 도시한다. 제1 및 제2 층(1,2)은 바람직하게는 제조공정에 의해 층들에게 부여되는 텍스타일 패브릭(textile fabric)을 통해 유동을 허용하는 투과성을 갖는 청결-호환가능한 산업용 텍스타일 재료로 만들어진다. 제1 층(1)은 바람직하게는 500 내지 49,000 m3/m2/h 범위의 유동 투과성(flow permeability)을 갖는 반면, 제2 층(2)은 유동 불투과성으로 디자인되는데, 즉, 0 내지 100 m3/ m2/h 범위의 유동 투과성을 갖는다. 스페이서 층(3,spacer layer)은 바람직하게는 제1 및 제2 층(1,2)을 서로로부터 거리를 유지시키기 위한 기계적 수단으로서 스페이서 패브릭의 형태인 내부 지지 구조(4,supporting structure)를 가지며, 여기서 상기 스페이서 패브릭은 층의 전체 길이방향 연장부(s)에 걸쳐서 실질적으로 제한없이 횡단(가로 지름) 가능하다.
청결-호환가능한(cleanliness-compatible) 텍스타일 재료의 사용에 의한 제2 층의 구성에 대한 대안으로, 얘컨대 플라스틱 필름 형태로 청결-호환가능한 대안적인 재료를 사용하는 것도 생각할 수 있다.
솔루션에 따라 디자인된 보호 엔벨로프(S)는 생산 엔지니어링 유닛(5,production engineering unit)에 가장 가깝게 유동 투과성 제1 층(1)이 배향되고 바람직하게는 공간적으로 고정된 방식으로 연결되며, 그 결과 보호 엔벨로프(S)는, 클린 룸에 해당하는, 보호 엔벨로프(S)를 둘러싸는 환경(7)으로부터 유닛(5)을 포함하는 룸 영역(6)을 분리하는데, 즉 유체 이동 및 오염을 방지하는 방식으로 룸 영역을 밀봉한다. 생산 엔지니어링 유닛(5) 또는 생산 엔지니어링 유닛(5)의 서브섹션에 대한 보호층(S)의 부착은 그 자체로 알려져 있고 본 발명의 목적이 아니며 통상의 기술자에게 알려진 고정 수단을 사용하여 수행된다.
추가적으로, 유동 유닛(8,flow unit)은 바람직하게는 필터 환기유닛 형태로 제공되는데, 이는 유체 덕트(9)를 통해 룸 영역(6)으로 공급되는 주변 공기로부터 초순수 공기(11)를 생성할 수 있다. 초순수 공기(11)를 룸 영역(6)으로의 도입은 스페이서 층(3)의 내부에 대한 압력 차이를 초래하고, 그 결과 물질 유동(10)이 룸 영역(6)으로부터 제1 층(1)을 통해 스페이서 층(3)으로 생성된다.
제1 층(1)을 통과하는 물질 유동(10,substance flow)의 양은 룸 영역(6)과 스페이서 층(3)의 내부 사이의 압력 차이 및 제1 층(1)의 유동 투과성의 선택에 의존한다.
제1 층(1)을 통과하는 물질 유동(10)은 한편으로는 룸 영역(6) 내부의 생산 엔지니어링 유닛의 작동의 인해 입자 등으로 오염된, 공급된 초순수 공기를 포함한다. 미립자 오염물질 이외에, 물질 유동은 또한 화학적, 생물학적 또는 유사한 오염물질에 의해 오염될 수 있으며, 이들은 모두 제1 층(1)을 통과하여 물질 유동(10')의 후속 배출(subsequent discharge) 을 위해 스페이서 층(3) 내부에서 유출된다. 제2 층(2)은 스페이서 층(3) 내부의 유입 물질 유동(10)에 대해 장벽을 제공하기 때문에 클린 룸에 대응하는 환경(7)이 오염되거나 감염되지 않는다. 층의 길이방향 연장부(s)를 따라 흐르는 물질 유동(10')은 도 1에 도시되지 않은 배출 라인을 통해 가압되지않은 방식으로 배출될 수 있다.
추가적인 변형에 있어서, 흡입 유닛 역할을 하고 스페이서 층(3)에 유체적으로 연결되는 유동 유닛(8')이 제공된다. 물질 유동(10')은 흡입 유닛으로서 기능하는 유동 유닛(8')릉 통해 정의가능한 흡입력으로 제어된 방식으로 스페이서 층(3)으로부터 배출된다. 필터 환기유닛으로 구현되는 유동 유닛(8')은 유리하게는 대응하는 여과를 통해 오염된 물질 유동(10')을 초순수 공기(11)로 변환할 수 있는데, 초순수 공기는 배출부(12)를 통해 환경(7)으로 복귀되며, 즉 클린 룸 또는 룸 영역(6)으로 복귀된다.
솔루션에 따라 디자인된 보호 엔벨로프(S)의 보호 기능 이외에도, 보호 엔벨로프(s)는 또한 작동 중에 생산 엔지니어링 유닛(5)으로부터 열을 추출하거나 냉각할 수 있는데, 이는 룸 영역(6)으로 공급된 초순수 공기가 또한 제1 층(1)을 통해 그리고 스페이서 층(3)을 따라 흐름으로서 열을 추출할 수 있기 때문이다.
초순수 공기(11)를 룸 영역(6)으로 공급하는 것에 대한 실제적인 대안은, 여기에 도시되지 않은 해당 기술 가스 저장소에 연결된 경우에 유동 유닛(8)을 통해 기술 가스, 예를 들어 H2O2를 공급하는 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 층 배열의 이중 버전으로 구성된 솔루션에 따라 디자인된 보호 엔벨로프(S)의 진보된 실시예를 도시한다. 따라서, 도 2의 보호 엔벨로프(s)는 제1 층(1), 제2 층(2), 제3 층(13) 및 제4 층(14)를 갖는다. 보다 명확한 설명을 가능하게하기 위해, 제2 층(2)과 제3 층(13)은 서로로부터 떨어져 있는 것으로 표현되었지만, 일반적으로 결합(join)으로 연결되어 단일 층 또는 단일 부품, 즉 단일체 구성(monolithic construction)을 형성한다. 제1 층(1) 및 제4 층(14) 모두는 각각 500 내지 49,000 m3/m2/h 사이의 유동 투과성을 갖는 유동-투과성 텍스타일 클린 룸 재료로 구성된다. 제2 층(2) 및 제3 층(13)은 유동-불투과성 텍스타일 재료로 만들어진다. 스페이서 층(3)과 마찬가지로, 제3 층(13) 및 제4 층(14) 사이에 에워싸인 추가 스페이서 층(15)은 제3 층(13)과 제4 층(14)을 서로로부터 거리를 유지시키기 위한 지지 구조(4)를 포함한다.
도 1의 도시와 유사하게, 보호 엔벨로프(S)는 제1 층(1)이 생산 엔지니어링 유닛(5)에 가장 가깝게 배향되는 반면, 제4 층(14)은 클린 룸에 대응하는 환경(7)에 가장 가깝게 배향된다.
반복을 피하기 위해, 유동 유닛(8')의 도움으로 제어된 저압에서 초순수 공기(11)를 생성하여 룸 영역(6)으로 공급하고 오염된 물질 유동(10')의 추출 및 초순수 공기(11)의 선택적 처리에 관한 유동 유닛(8,8')의 직동 원리에 대한 이전의 언급 사항을 참조한다.
추가 유동 유닛(8")은 제3 층(13) 및 제4 층(14)의해 범위가 정해지는(delimited) 추가 스페이서 층(15)에 유체적으로 연결되며, 저압 소스(underpressure source)로서 작동하며, 흡입에 의해 물질 유동(10")을 추출할 수 있고, 선택적으로 물질 유동을 초순수 공기(11)로 변환한 다음, 이는 배출부(12')를 통해 환경(7)에 공급될수 있다. 공기(L)는 유동 유닛(8")이 저압 소스로서 기능하는 상태에서 제4 층(14)을 통해 환경(7)으로부터 흡입되어 추가 스페이서 층(15)내로 흡입된다. 이러한 방식으로, 클린 룸에 대응하는 환경(7)은 추가적인 정화효과를 겪는다.
도 3은 도 2에 도시된 변형에 따른 보호 엔벨로프(S)를 도시하는데, 적어도 하나의 센서(16)가 보호 엔벨로프(S) 상에 또는 내부에 장착됨으로써 추가된다. 도 3에 도시된 센서(16)의 갯수 및 보호 엔벨로프(S) 상에 또는 내부에 부착을 위한 위치는 바람직한 옵션을 예시하지만, 이는 일반적인 발명 사상을 제한하지 않는다. 개별 층들(1, 2, 3, 13, 14, 15) 상에 또는 내부에 장착된 센서(16)는 요구 사항에 따라 다음의 센서 타입에서 자유롭게 선택할 수 있다: 미립자 오염센서(PRC), 분자 또는 화학 오염센서(MOC), 온도 센서(T), 압력 센서(p), 습도 센서(h), 유량 센서, 정전기 센서(ESD), 생물 오염 물질 센서(sensor for biocontaminants) 등.
보호 엔벨로프(S)에 부착된 센서(16)는, 오염 매개변수 이상을 포착하는데 사용될 수 있으며, 보호 엔벨로프(S)의 상태, 환경(7)의 클린 룸 품질 뿐 아니라 생상 엔지니어링 유닛(5)의 작동 상태를 감지하고 모니터링할 수 있다. 개별 센서(16)에 의해 생성된 센서 신호는 평가 및 제어유닛(17,evaluation and control unit)으로 전달되며, 평가 및 제어유닛은 많은 추가 기능에 사용할 수 있는 적어도 신호(18)를 생성할 수 있다: 첫째로, 신호(18)는 개별 유동 유닛(8,8,'8")의 제어된 작동을 위해 사용된다. 또한 신호(18)는 생산 엔지니어링 유닛(5)을 제어하기 위한 기초로서 취해질 수 있다. 신호(18)는 또한 작동 중인 보호 엔벨로프의 보호 기능 및 신뢰성을 분석 및 예측하기 위해 AI 소프트웨어 등에 의해 사용될 수 있다.
도 4는, 바람직하게는 클린 룸의 형태를 갖는, 환경(7)으로부터 격리하기 위한 생산 엔지니어링 유닛(5) 주위의 보호 엔벨로프(S)의 개략적인 배치를 도시한다. 보호 엔벨로프(S)는 도 3에 도시된 변형과 동일한 방식으로 구성되어 있는 것으로 가정할 수 있다(확대된 삽입 그림). 제1 층(1)은 생산 엔지니어링 유닛(5)에 가장 가깝게 배향되어 있고 룸 영역(6)을 에워싸고 있는 반면, 제4 층(14)은 환경(7), 즉 클린 룸에 가장 가깝게 배향되어 있다. 상기 층들 사이에 위치된 스페이서 층(3 및 15)은 유동-불투과성 층(2,13)에 의해 분리된다.
보호 엔벨로프(S)를 작동하기 위해 3개의 유동 유닛(8,8',8")이 제공된다. 유동 유닛(8)은 초순수 공기(11) 또는 기술 가스, 바람직하게는 H2O2를 룸 영역(6)으로 공급함으로써, 대기압에 상응하는 경향이 있는 환경(7)에서 우세한 압력 조건에 관한 과압(overpressure)을 생성한다. 유동 유닛(8')은 스페이서 층(3)에 유체적으로 연결되고 오염된 물질 유동(10')을 밖으로 흡입한다. 동일한 방식으로, 흡입 유닛으로서 기능하는 유동 유닛(8")은 추가 스페이서 층(15)으로부터 물질 유동(10")을 추출할 수 있다.
도 4에 도시된 보호 엔벨로프 배치(S)는 오염 장벽의 높은 신뢰성을 보장하고 생산 엔지니어링 유닛(5)이 작동하는 동안 환경(7) 내의 클린 룸 조건을 보증한다.
내부에 통합된 센서(16)를 갖는 보호 엔벨로프(S)는, 바람직하게는 유닛(5), 예컨대 로봇, 위에 설치되고, 드레이프(draped) 및/또는 펼쳐져서 유닛(5) 주위에 유동 엔클로저(enclosure)가 생성된다.
솔루션에 따른 장치는 청결 및 위생과 관련하여 다음과 같은 잇점을 제공합니다(시스템 요소에 의한 낮은 수준의 자체 배출, 미립자, 화학 및 미생물학적 오염물질에 대해 모니터링되는 내부 영역): 필터-환기 유닛 형태의 유동 유닛은 ISO 14644-1에 정의된 바와 같이 공기 순도 등급 1에서 9까지의 순수한 공기 품질에서 정의된 체적 유동(volume flow)을 생성한다.
정의된 과압/저압을 보장하기 위한 규정된 유동 관리 시스템의 변형:
-적어도 하나의 층 조합, 즉 스페이서 층이 사이에 위치된 제1 및 제2 층으로 구성된 적어도 하나의 청결-호환가능한 텍스타일 또는 다중 층 커버링에 의한 실현. 충족되어야할 청결 사양에 따라 개별 층의 다양한 투과도(degrees of permeability)가 선택될 수 있음.
-청결 조건이 짧은 시간대(신속한 설립 및 해체)에 제공됨(설치,시운전).
낮은 고유한 강성으로, 모션 시퀀스가 최소한으로 방해를 받는다.
-청결 조건을 생성하기 위한 장치는 가볍다.
-청결 표준에 대해 모니터링되는 영역에서 사용.
-이 장치는 ISO 14644, VDI 2083, cGMP 등급 A ~ D(공기 중 세균 수에 대한 제한을 정의)와 같은 관련 규정 군들(families)에 설명된 청결/위생 요구 사항을 충족한다.
-장치는 구성요소의 기계적 세척 능력을 충족시킨다.
-장치는 기술 가스로 층 별 충전을 허용하므로 환경 뿐 아니라 생산 및 자동화 유닛에 대한 보호를 제공할 수 있다.
-텍스타일 또는 다중 층 커버링 및 자동화 구성요소 사이의 낮은 접찹력.
-유동 투과성은 조정가능하므로, 예를들어 더럽힘 정도에 따라 개별 구역을 정의하고 증가된 체적의 초순수 공기를 개별적으로 공급할 수 있다. 다른 응용분야, 및 예컨대 열 부하를 소산하거나 보호 가스 대기(protective gas atmosphere)를 생성하기 위한, 가스에 동일하게 적용된다.
-측정 프로세스는 작동 이력, 자동화 유닛의 상태 뿐 아니라 시스템 자체의 상태와 관련한 광범위한 분석을 가능하게하여 우수한 신뢰성 및 시스템 안정성을 모두 보장한다.
-제품별 버전(조정가능/컴파일 가능한 투과성을 지닌)의 보호 엔벨로프 재료의 구성: 유체 유동 측면에서 완전히 폐쇄(밀폐)로부터 반-투과를 거쳐 완전히 개방됨.
보호 엔벨로프 재료, 즉 제1 층 내지 제4 층은 또한 다음의 추가 특성을 가질 수 있다:
-우수한 정전기 소산(dissipation) 특성을 지닌 텍스타일/다중 층 커버링의 엔벨로프 재료.
-저미립자 엔벨로프 재료.
-낮은 가스방출 엔벨로프 재료.
-살균 및 멸균 가능한 엔벨로프 재료.
-입자 흡수 또는 여과하는 봉투 재료.
-추가적인 지원 구성 없음.
-추가 호스 없이 생산 플랜트의 완전한 흡인; 반-일체형 흡입.
-반-일체형 흡입= 보호 엔벨로프의 내부 측(플랜트/자동화 구성요소를 향함) 및 보호 엔벨로프의 외부 측은 스페이서 패브릭의 내부로 함께 흡입됨.
-텍스타일/다중 층 커버링(스페이서 재료)은 일체형 흡입 기능을 함.
-저압 흡입을 위한 회전 축의 내부 통기성(air-permeable) 구조.
-꼭 맞는 텍스타일/다중 층 커버링, 초소한의 움직임 제한이 있는 낮은 부피(bulk).
-전기 전도성.
-난연성(fire-retardant).
위에 나열된 재료는 보호 엔벨로프에 사용하기 적합하며 격리 대상 사람 및/또는 물체를 수용하기 위한 바이러스가 없고 교차-오염이 없는 룸 영역을 생성하기 위한 일시적 또는 영구적인 설치(설비)의 신속한 건립을 촉진한다. 도 5는 위에서 본 자동적으로 기능하는 유동-조절 검역 시스템의 단면도를 보여준다. 이 실례는 1 인용 검역 시스템으로 사용되는 텍스타일 다중 층 시스템으로 만든 텐트와 같은 구조를 보여준다.
도시된 예시적인 실시예에서, 룸 영역(6)의 범위를 정하는 보호 엔벨로프(S)는 룸 영역(6)에 가장 가까운 제1 층(1), 제2 층(2), 및 두개의 층(1,2)을 서로로부터 거리를 유지시키는 스페이서 층(3)으로 구성된다. 도 6은 층 구조를 자세히 보여준다. 이전에 설명된 실시예에서와 같이, 제1 및 제2 층(1,2)은 바람직하게는 제조-공정에 의해 도입된 텍스타일 패브릭을 통한 유동 투과성을 지닌 청결-호환가능한 텍스타일 재료로 구성된다. 두개의 층(1,2)은 바람직하게는 500 내지 49,000 m3/m2/h 범위의 유동 투과성(flow permeability)을 갖는다. 두 층은 유동 투과성은 반드시 동일할 필요는 없으며, 오히려 필요에 따라 서로 보완하도록 선택될 수 있다. 룸 영역(6)에 가장 가까운 제1 층(1)은 바람직하게는 낮는 산업용 유동도(technical flow degree)의 투과성을 지닌 산업용 텍스타일로 구성되고, 환경(U)에 가장 가까운 층(2)은 높은 산업용 유동도의 투과성을 지닌 산업용 텍스타일 재료로 구성된다.
제1 층 및 제2 층(1,2)의 기계적인 분리를 위해, 스페이서 층(3)은 바람직하게는 스페이서 패브릭(spacer fabric)형태의 내부 지지 구조(4)를 가지는데, 이는 층의 길이방향 연장부(s)에서 실질적으로 방해받지 않는 유동 투과성을 허용한다.
초순수 공기(11) 또는 적어도 바이러스 없고 생물학적 오염이 없는 멸균 공기 유동(11')이 스페이서 층(3)으로 공급된다. 스페이서 층(3)으로의 연속적인 멸균 공급 유동은 제1 및 제2 층(1,2)의 선택된 유동 투과성의 함수로서 내부 층 압력(p2)의 형성을 야기하고, 그로부터 초래된 연속적으로 유동하는 공기의 스트림 성분은 제1 층(1)을 통과하여 룸 영역(6) 내로, 공기 스트림 성분(19) 참조, 그리고 제2 층(2)을 통해 환경(U)으로, 공기 스트림 성분(20) 참조, 들어간다. 유동은 바람직하게는 층 내부 압력(p2)에 대해, 룸 영역(6)에서 생성된 룸 내부 압력(p1)에 대해, 그리고 일반적으로 간주되는 대기 주위 압력과 동등한 주위 압력(p3)에 대해 전달되는데, 다음의 상관관계가 정확하게 형성된다: p2 > p1 및 p2 > p3, 및 바란직하게는 p1 > p3 이다.
도 5에 따른 실시예에서, 연속적인 유동의 공급은, 가압된 초순수 공기 또는 적어도 멸균되어 바이러스가 없고 생물학적 오염이 없는 공급 공기를 생성하고 멸균(살균) 공급 라인(22)을 통해 스페이서 층(3)으로 이 공급 공기를 전달하도록 조절되는 바람직하게는 필터-환기유닛의 형태의 유동 유닛(21)에 의해 보장된다. 유동 유닛(21)으로부터 발생하는 보호 엔벨로프(S)의 스페이서 층(3)에 대한 가압 하중(pressurisation load) 뿐 아니라 보호 엔벨로프(S) 자체의 구성(make-up)은 텐트형 및/또는 챔버형 검역 보호 장치가 자체-건립(self-erecting)되고 스페이서 층(3)에서 생성된 과압(p2)의 영향 하에서만 자체-지지, 치수적으로 안정한 구조를 형성하도록 선택되는 것이 바람직하다. 물론, 보호 엔벨로프(S)에 대한 공지된 지탱, 지지 및/또는 서스펜션 수단은 또한, 검역 보호 장치의 치수적으로 안정적인 배치 및 전개(deployment)를 보장하기 위해 필요에 따라 사용될 수 있다. 따라서,예를 들어 검역 보호 장치의 정적-기계적 구조 및 강성은 다음과 같은 구조적 변형에 의해 대안적으로 실현될 수 있다.
-텍스타일 보호 엔벨로프 또는 그 일부분(parts)이 고정되는 지탱 및 지지 외부 비계/기둥 조립체 또는 프레임워크,
-둘러싸는 대기의 주위 압력(ambient pressure) 보다 큰 내부 인가된 내부 압력으로부터 강성을 얻는 자체-지지 텍스타일 보호 엔벨로프, 일부분 또는 전체.
-본질적으로 단단하고 따라서 자체-지지되는 자체-지지 텍스타일 다중 층 엔벨로프, 일부분 또는 전체.
환경(U)이 검역 보호 장치에 의해 오염되지 않도록 보장하기 위해, 보호 엔벨로프(S)는 유동 유닛(21)으로 이어지는 배출부(24,discharge)에 유체적으로 연결된 한정된 출구 영역(23,outlet area)을 갖는다. 유동 유닛(21)에서, 룸 영역(6)을 빠져나가는 배기 공기는 살균(멸균)되고, 살균 후에는 예를들어 폐쇄 회로에서 공급 라인(22)으로 복귀되거나 환경(U)으로 배출된다. 현장 조건에 따라, 이러한 방식으로, "폐쇄 루프 공기 흐름" 을 사용하여 환경(U)으로부터 완전히 격리된 상태에서 검역 보호 장치를 작동시키거나 또는 완전한 살균 후에 주변 공기가 사용될 수 있는데, 이 경우 룸 영역(6)이 살균 공기로 균일하게 채워진 후에 오염된 공기는 상응하는 살균 후에 환경(U)으로 배출될 수 있다.
매우 적은 수의 재료 및 구성요소를 수반하기 때문에, 본 솔루션에 따른 보호 장치가 몇 분 안에 설립(set up)될 수 있고 작동될 수 있다.
다중 층 시스템으로 디자인된 보호 엔벨로프를 만드는 데 사용되는 유동-투과성 텍스타일 재료는, 예를 들어 정의된 천공도(degrees of perforation)의 직조된 층, 필름 층 또는 판 재료의 형태로 가요성, 탄성 또는 심지어 단단한 층으로 구성될 수 있는데, 이는 공기가 채워지지 않을 때 많은 수의 보호 장치가 보관되고 비축될 수 있으며 과도한 공간을 차지하지 않는다. 유동-투과성 재료는 바람직하게는 도 1 내지 4의 앞선 실시예에서 사용된 텍스타일 재료에 적용되는 것과 동일한 청결 요건을 충족한다.
설명된 압력 조건, 즉 p1<p3<p2 를 생성하기 위해, 과압 또는 저압으로 작업하여 오염된 공기를 제어된 방식으로 룸 영역(6) 밖으로 추출하고 수집하며, 또는 반대로 외부 영역으로부터 오염물질을 격리하도록 적어도 하나 또는 여러개의 유동 유닛이 사용될 수 있다.
도 7은 실시예의 변형을 보여주는데, 여기서 보호 엔벨로프(S)의 스페이서 층(3)은 필터-환기유닛으로 구현되는 제1 유동 유닛(21)으로부터 살균 공급 라인(22)을 통해 살균 공급 공기로 채워(flooded)진다. 바람직하게는 필터-환기유잇으로 또한 구현되는 제2 유동 유닛(25)은, 보호 엔벨로프(S)의 출구 영역(23)에 유체 밀폐 방식으로 연결되는 배출부(24)를 통해 룸 영역(6)에 연결되며, 여기서 제2 유동 유닛(25)은 오염된 룸 공기를 밖으로 흡입하여 안전하게 처리하는데. 즉 흡입된 오염된 룸 공기는 완전히 살균되어 주위 대기로 배출된다.
주위 대기 또는 룸 영역(6)에서 추출된 오염된 공기로부터 공급 공기를 살균하기 위해, 감마 살균, H2O2 살균, 해파필터 또는 히터를 사용한 열 입력과 같은 알려진 살균 기술 이외에, 약 222 nm 극 UVC(far UVC) 파장 범위의 UVC 조사에 의한 살균이 특히 효과적이다. UVC 조사 유닛의 사용은 솔루션에 따라 검역 시스템의 영역 및 구성요소에 대한 많은 위치에 따라 적용될 수 있는데, 예컨대 다수의 LED 투광등 형태로, 예를 들어 필터-환기유닛 내에 일체형 조사 구성요소로써, 룸 영역 내부의 보호 엔벨로프 상에, 보호 엔벨로프의 위에 또는 내부에 적용될 수 있다. 이러한 종류의 UVC 조사 유닛은 특히 유동 출구 영역(flow outlet area)에 또는 공급 및 배출 라인을 따라 배치될 수 있다.
도 8은 검역(격리)실의 바람직한 예시적인 실시예를 보여주는데, 보호 엔벨로프(S)가 지지되어, 평평하고 실질적으로 기밀(gas-tight)인, 바닥 구역(26)과 함께 보호 엔벨로프(S)가 주변 에지를 형성하고, 격리 대상 사람(27)이 수용되는 내부 룸 영역(6)을 에워싼다. 예컨대, 천 이나 필름의 방식으로 구성된, 보호 구조에 영구적으로 결합된 바닥요소가 있는 검역실도 생각할 수 있다. 살균된 공급 공기(11')는 개략적으로 나타낸 환기 유닛(28)에 의해 환경(U)에 가장 가까운 제2 층(2)을 통해 보호 엔벨로프(S)의 스페이서 층(3)으로 도입된다. UVC 조사 유닛(29)은 공급 공기의 필요한 살균을 보장한다. 과압에 의해 유도된 오염된 룸 공기(30)는 보호 엔벨로프(S)에 제공된 출구 영역(23)을 통과하며, 각각의 배출 영역에는 환경으로의 살균 목적을 위해 추가 UVC 조사 유닛(29')이 장착된다. 따라서, 바람직하지 않은 바이러스 또는 생물학적 오염물질이 환경으로부터 격리된 환자(27)로, 또는 격리된 환자(27)로부터 주위 외부 공기로 이동되지 않도록 가능한 한 보장된다.
내부 검역(격리) 영역을 최적화하기 위해, 예컨개 순수 산소와 같은 기술 가스(31)의 추가가 계량된 양(metered quantities)으로 도입될 수 있다.
도 8에 예시된 검역 시스템은 동일한 구성의 격리 모듈(Q)를 다수 개 결합하여 임의의 크기로 확장, 축소할 수 있는 격리소를 구성하고 배치함으로써 모듈식 구성 유닛으로 사용된다, 도 9 참조. 각각의 개별 격리 모듈(Q)은 오염없는 출입을 위한 전용 액세스 에어 로크(32,access airlock)를 갖는다. 이러한 종류의 격리소는 바이러스가 없고 교차-오염이 없는 구역이 각 환자에게 보장되어야하는 비교적 큰 홀에 설립될 수 있다. 이는 전파 과정을 억제할 뿐만 아니라 새롭게 도입된 생물학적 오염물질에 환자를 지속적으로 노출시키지 않고 회복 과정을 앞당기는데 도움이 된다.
또한 검역소는 관련 기술에서 알려진 문, 창문, 자물쇠, 연결부, 덕트 등과 함께 접근로, 식사를 내보내는 창구, 연결 복도 등이 보완되고 구성될 수 있다.
결과적으로, 솔루션에 따라 설명된 검역 시스템은 다음과 같은 잇점이 있을 수 있다:
-이 시스템은 세계 어느 곳에서나 몇 분 안에 매우 신속하게 건립할 수 있으며 시운전 시 즉시 작동할 준비가 되어 있다.
-교차 오염 및 피해야 할 임의의 잠재적 바이러스 이동으로부터 최대한의 보호를 제공한다.
-이 시스템은 살균 및 세척이 가능하다.
-살균 또는 세척후, 이 시스템은, 예를 들어 기밀/살균 포일 파우치에 용접하여 편리한 살균 패키지로 포장할 수 있어서 포장을 푼 직후에 사용할 수 있으며, 따라서 살균 상태로 오랜기간 보관될 수 있고, 운송시 살균 상태로 유지하지 쉽다.
-이 시스템은 매우 저렴하게 미리 제작될 수 있다.
-매우 작은 패키지 치수(dimensions))(접을 수 있는)는 더 큰 저장(보관) 공간을 따로 둘 필요가 없고, 저장은 매우 작은 룸을 차지할 수 있음을 의미한다.
-운용 및 서비스 직원과 의사를 최대한 보호한다.
-재감염으로부터 격리 환자를 최대한 보호한다.
-복합 가스, 전원 또는 화학 물질 공급이 없는 청결-호환가능한 검역 시스템의 운용이 저렴하다.
-환자를 돌보는데 필요한 미디어(전원 케이블, 데이터 케이블, 호스 등)는 통합된 폐쇄가능한 개구부를 통해 매우 빠르고 간단하게 도입될 수 있다.
-바이러스나 생물학적 오염물질에 오염된 물질의 복잡한 처리가 불필요하고, 저렴하며, 필요에 따라 간단하게 처리할 수 있다.
-재사용이 가능하다.
-조달 비용이 낮다.
-운용 비용(단지 환기 유닛용 전기 및 UVC 살균등의 작동을 위한 전기)을 무시할 수 있다.
-운용상 확실하게 적용할 수 있다.
본 솔루션에 따른 보호 장치의 바람직한 사용 영역은 다음과 같이 요약된다:
다음의 적용분야에서 필요로 하는 청결-호환가능한/위생(바이러스/박테리아 및 다른 미생물이 없는) 제어 구역: 항공우주, 광학, 생명과학(생화학, 생물정보학, 생물학, 생물의학, 생물 물리학, 생명 및 유전 공학, 백신 개발, 의학(병원, 가설 병원, 병상, 중환자실, 수술실, 의사들의 수술, 보건실의 병동, 공항, 기차역 및 회의장, 현장 연구), 의료공학, 제약 및 약리학, 환경 관리 및 환경 공학), 화학.
1. 제1 층(First layer)
2, 제2 층
3. 스페이서 층(Spacer layer)
4. 지지 구조/스페이서 패브릭(Supporting structure/Spacer fabric)
5. 생산 엔지어닝 유닛(Production engineering unit)
6. 룸 영역(Room region)
7. 환경, 클린 룸(Environment, cleanroom)
8.8'.8". 유동 유닛(Flow unit)
9. 유체 덕트(Fluid duct)
10,10',10". 물질 유동(substance flow)
11.초순수 공기
11'. 바이러스 없고 생물학적 오염이 없는 공기 유동
12,12'. 배출부(Discharge)
13 .제3 층
14. 제4 층
15. 추가 스페이서 층
16. 센서
17. 평가/제어 유닛(Evaluation/Control unit)
18. 신호
19. 제1 층을 통해 룸 영역으로 유동하는 공기 스트림 성분
20. 제2 층을 통해 환경으로 유동하는 공기 스트림 성분
21. 유동 유닛, 바람직하게는 필터-환기유닛
22. 살균 공급라인(Sterile feed line)
23. 출구 영역(Outlet area)
24, 배출부(Discharge)
25. 제2 유동 유닛, 필터-환기 유닛으로 디자인됨.
26. 바닥 구역(Floor area)
27. 격리 대상 사람
28. 환기 유닛(Ventilator Unit)
29,29'. UVC 조사 유닛(UVC irradiation unit)
30. 오염된 룸 공기(Contaminated room air)
31. 기술 가스 공급(Feed for tech. gases)
32. 엑세스 에어 로크(Access airlock)
S. 보호 엔벨로프(Protective envelope)
L. 공기
U. 환경
Q. 격리 모듈(Quarantine module)

Claims (39)

  1. 적어도 하나의 룸 영역을 에워싸도록 디자인되고 구성된 보호 엔벨로프를 지닌 장치에 있어서, - 그 결과로 보호 엔벨로프는, 보호 엔벨로프를 직접 둘러싸는 환경으로부터 적어도 하나의 룸 영역을 분리할 수 있음-
    보호 엔벨로프는 적어도 제1 및 제2 층의 두개의 층(two layers)를 가지며, 두개의 층은 스페이서 층에 의해 분리되며, 적어도 제1 층은 유동 투과성이며, 스페이서 층은 두개의 층을 거리를 두고 떨어지게 유지시키며 스페이서 층의 길이방향 연장부에서 유동(flow)에 의해 횡단할 수 있는 지지 구조를 가지며, 스페이서 층 또는 룸 영역에 유체적(fluidically)으로 연결되는 적어도 하나의 유동 유닛이 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 제1 층은 텍스타일 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    적어도 제1 층은 500 내지 49,000 m³/m²/h 범위의 유동 투과성(flow permeability)을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한항에 있어서,
    제2 층은 0 내지 100 m³/m²/h 범위의 유동 투과성을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한항에 있어서,
    제1 층은 룸 영역에 가장 가깝게 배향되도록 장착되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한항에 있어서,
    지지 구조는 스페이서 패브릭으로 구현되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한항에 있어서,
    제3 층 및 제4 층이 제공되며, 제3 층 및 제4 층은 추가 스페이서 층에 의해 분리되고, 제3 층은 조인트에 의해 또는 단일 부품(single part)으로서 제2 층에 연결되며, 제4 층은 유동 투과성이며, 추가 스페이서 층은 제3 층 및 제4 층을 일정 거리 떨어지게 유지시키고 스페이서 층의 길이방향 연장부에서 유동에 의해 횡단할 수 있는 지지 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    적어도 하나의 유동 유닛이 제공되며, 유동 유닛은 추가 스페이서 층에 유체적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    적어도 하나의 유동 유닛이 제공되며, 유동 유닛은 룸 영역에 유체적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한항에 있어서,
    제4 층 및 제1 층은 동일한 재료 특성을 갖는 동일한 재료로 만들어지며, 제3 층 및 제2 층은 동일한 재료 특성을 갖는 동일한 재료로 만들어지고, 스페이서 층 및 추가 스페이서 층 각각은 동일한 재료 특성을 갖는 동일한 재료로 만들어지는 지지 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한항에 있어서,
    적어도 하나의 유동 유닛은 저압 및/또는 과압의 소스로서 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    과압 소스로서 작동 가능한 적어도 하나의 유동 유닛은 가스 저장소에 연결되는 유동 입구(flow inlet)를 가지며, 주변 공기를 흡입하기 위해 주위 대기에 대한 개구부를 가지며, 또는 보호 엔벨로프에 의해 범위가 정해지는 룸 영역에 유체적으로 연결되고, 룸 영역 및/또는 적어도 하나의 스페이서 층에 유체적으로 연결되는 유동 출구에 대한 설비(provision)를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    유동 유닛은 DIN EN ISO 14644-1:2016-06에 따라 주변 공기로부터 초순수 공기를 생성하기 위한 필터-환기유닛으로 구현되며, 유동 출구와 룸 영역 또는 스페이서 층 사이의 유체 연결은 DIN EN ISO 14644-14:2017-01 에 따라 클린 룸-호환가능한 재료로부터 중공 덕트로써 생성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한항에 있어서,
    적어도 제1 층 및 제2 층은 DIN EN ISO 14644-1:2016-06에 따라 ISO 등급 1-9의 클린 룸을 직접 에워싸기에 적합한 적어도 하나의 클린 룸-호환가능한 재료로 독점적으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한항에 있어서,
    다음과 같은 종류의 적어도 하나의 센서가 - 미립자 오염센서(PRC), 분자 또는 화학 오염센서(MOC), 온도 센서(T), 압력 센서(p), 습도 센서(h), 유량 센서, 정전기 센서(ESD), 생물 오염 물질 센서(sensor for biocontaminants) 등- 적어도도 제1 층, 제2 층 및/또는 스페이서 층에 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    적어도 하나의 센서는, 평가 및 제어 또는 조정 유닛에 연결되며, 상위 소프트웨어 및/또는 적어도 하나의 유동 유닛 및/또는 상기 유닛으로 전달될 수 있는 적어도 하나의 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한항에 있어서,
    적어도 제1 층 및 제2 층의 영역 및 스페이서 층의 영역은 가요성 및/또는 탄성 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한항에 있어서,
    적어도 제1 층은, 제1 층을 통한 유동 투과성이 서로 상이한 적어도 2개의 표면 영역(surface areas)을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한항에 있어서,
    적어도 하나의 스페이서 층은, 층의 길이방향 연장부에서 유동 투과성이 서로 상이한 적어도 2개의 층 영역을 갖는 것을 특지으로 하는 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한항에 있어서,
    제1 층은 생산 엔지니어링 유닛의 표면의 일부이거나, 룸에 배치된 생산 엔지니어링 유닛을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    생산 엔지니어링 유닛은 기계, 매니퓰레이터, 수동 지지 구조 또는 핸들링 유닛 인 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제1항 내지 제19항 중 어느 한항에 있어서,
    보로 엔벨로프는 텐트 또는 챔버 방식으로 룸 영역을 둘러싸며, 바닥 구역에 직접 인접하고, 유동 유닛으로부터의 유동 출구는 스페이서 층에 유체적으로 연결되며, 보호 엔벨로프는 유동 유닛 또는 추가 유동 유닛의 유동 입구에 유체적으로 연결되거나, 살균 유닛이 부착되는 출구 영역을 가지며, 적어도 하나의 유동 유닛은 스페이서 층 내부에 형성된 내부 층 압력(p2)이 룸 영역 내부에 형성된 내부 룸 압력(p1) 및 주위 환경에서 우세한 주변 압력(p3) 둘 다 보다 큰 방식으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    살균 유닛은 적어도 하나의 유동 유닛 내부 및/또는 유동 유닛의 유동 출구 와 스페이서 층 사이의 유동 경로를 따라 배치될 뿐만 아니라, 출구 영역과 유동 유닛 또는 추가 유동 유닛의 유동 입구 사이의 유동 경로를 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    살균 유닛에는 바이러스가 없으며 생물학적 오염이 없는 공기를 생성하기 위해 UVC 광원이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 보호 엔벨로프에 의해 분리된 룸 영역의 내부 및 외부 청결과 관련하여 제어가능한 룸 영역을 생성 및/또는 유지하기 위한 제1항 내지 제24항 중 어느 한항에 따른 장치의 용도.
  26. 격리 대상 사람 및/또는 물체를 수용하기 위한 바이러스가 없고 교차-오염이 없는 룸 영역을 생성하기 위한 일시적 또는 영구적인 설비로써 제22항 내지 제24항중 어느 한항에 따른 장치의 용도.
  27. 보호 엔벨로프의 외부 청결과 관련하여 제어가능한 룸 영역을 유지하기 위해, 생산 엔지니어링 유닛이 다음의 영역 -항공우주; 광학; 생화학, 생물 정보공학, 생물학, 생물의학, 생물물리학, 생물 및 유전공학, 영양 과학, 식품 기술, 의약, 의학 공학, 제약 및 약리학을 포함하는 식품 과학; 환경 관리 및 환경 공학; 화학; 자동차; 마이크로 시스템 기술; 반도체 기술; 자동화 기술 및 에너지 관리- 에서 사용되도록 디자인된 보호 엔벨로프 내부에 위치하는, 제1항 내지 제21항 중 어느 한항에 따른 용도.
  28. 제1항 내지 21항 중 어느 한항에 따른 장치로 클린 룸 조건하에서 생산 엔지니어링 유닛을 운용하는 방법으로서,
    -보호 엔벨로프가, 클린 룸 조건이 우세한, 환경으로부터 유닛을 포함하는 룸 영역을 분리하고 보호 엔벨로프의 제1 층이 유닛에 가장 가깝게 있는 방식으로 유닛 주위에 보호 엔벨로프를 배치;
    -룸 영역 내부의 우세한 압력과 비교하여 스페이서 층 내부의 상대적인 저압을 생성; -결과로서 물질 유동이 룸 영역 밖으로 나가 제1 층을 통해 스페이서 층 내로 저압에 의해 유도됨-, 및
    -스페이서 층을 빠져나가는 물질 유동을 배출, 하는 단계의 조합을 특징으로 하는 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    물질 유동의 배출은 제어된 조건하에서 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제28항 또는 제29항에 있어서,
    배출된 물질 유동은 정화되어 환경으로 공급되거나 초순수 공기의 형태로 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제28항 내지 제30항 중 어느 한항에 있어서,
    스페이서 층에서의 저압 생성 및 물질 유동의 배출은 제어가능하게 작동하는 유동 유닛의 도움으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제7항 내지 제21항 중 어느 한항에 따른 장치로 클린 룸 조건하에서 생산 엔지니어링 유닛을 운용하기 위한, 제28항 내지 제31항 중 어느 한항에 따른 방법에 있어서,
    보호 엔벨로프는, 제1 층이 유닛을 포함하는 룸 영역에 직접적으로 직면하고, 룸 영역에 초순수 공기 및/또는 기술 가스가 제어된 방식으로 공급되며, 룸 영역에 비해 상대적인 저압이 스페이서 층 내부에 형성되는 방식으로 유닛 주위에 배치됨으로써, 제1 층을 통해 룸 영역 밖으로 나가 스페이서 층으로 물질 유동이 형성되며, 그리고 스페이서 층으로 진입하는 물질 유동이 배출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    보호 엔벨로프를 직접 둘러싸는 환경과 비교해 상대적인 저압이 추가 스페이서 층 내부에 형성됨으로써, 제 4층을 통해 환경에서 추가 스페이서 층으로 물질 유동이 형성되며, 그리고 스페이서 층으로 진입하는 물질 유동이 배출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제32항 또는 제33항에 있어서,
    룸 영역으로 초순수 공기 및/또는 기술 가스의 공급, 및 스페이서 층 및/또는 추가 스페이서으로부터의 물질 유동의 배출은 서로 제어된 방식으로 조화되는(harmonised) 유동 유닛에 의해 각각 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제22항 내지 제24항 중 어느 한항에 따른 장치로 격리 대상 사람 및/또는 물체를 수용하기 위한 보호 엔벨로프에 의해 둘러싸인 바이러스가 없고 교차-오염이 없는 룸 영역을 운용하는 방법에 있어서,
    -보호 엔벨로프 및 바닥 구역이 룸 영역을 완전히 에워싸고, 보호 엔벨로프의 제1 층이 유닛에 가장 가깝게 있는 방식으로 바닥 구역 상에 보호 엔벨로프를 배치;
    -룸 영역 내부에 형성된 압력(p1)과 비교해 스페이서 층 내부의 상대적인 과압(p2)을 생성; -결과로서 공기 유동이 제1 층을 통해 스페이서 층에서 룸 영역 내로 과압에 의해 유도됨-, 및
    -보호 엔벨로프의 출구 영역을 통해 룸 영역을 빠져나가는 공기 유동을 배출, 하는 단계의 조합을 특징으로 하는 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    적어도 과압 소스로써 작동하는 유동 유닛의 도움으로, 과압(p2)은 룸 내부의 압력(p1) 보다 크도록, 그리고 보호 엔벨로프를 둘러싸는 환경에서 우세한 주변 압력(p3)보다 크도록 과압(p2)이 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 제35항 또는 제36항에 있어서,
    스페이서 층으로 공급되는 공기 유동 및 출구 영역을 통해 룸 영역에서 빠져나가는 공기 유동은 살균되는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제35항 내지 제37항 중 어느 한항에 있어서,
    룸 내부에 형성된 압력(p1)과 비교해 스페이서 층 내부의 상대적인 과압(p2)은, 과압에 의해 유도된, 스페이서 층에서 제1 층을 통해 룸 영역으로 공기 유동이나가고, 과압에 의해 유도된, 스페이서 층에서 제2 층을 통해 외부 대기로 공기 유동이 나가는 형태가 되는 방식으로 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 제28항 내지 제38항 중 어느 한항에 있어서,
    적어도 하나의 유동 유닛의 제어된 작동은 보호 엔벨로프에 배치된 다음의 타입 중 적어도 하나의 센서로부터 발생하는 센서 신호에 기반한다:
    미립자 오염 센서(PAC), 분자 또는 화학적 오염 센서(MOC) ), 온도 센서(T), 압력 센서(p), 습도 센서(h), 유량 센서, 정전기 센서(ESD), 생물 오염물질 센서에서 발생하는 센서 신호에 기반하는 것을 특징으로 하는 방법.

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