NO174838B - Fremgangsmåte og apparat for tilveiebringelse av stort sett konstant luftström gjennom döråpningen til et avtrekk - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og et apparat for tilveiebringelse av stort sett konstant luftstrøm gjennom døråpningen til et avtrekk for laboratorie-anvendelser og liknende, uavhengig av størrelsen på avtrekk-døråpningen.

Håndtering av helseskadelige stoffer, såsom væsker og gasser, i forskjellige laboratoriemiljøer, for forsknings- og utdannelsesformål og liknende, finner ofte sted i avtrekk, og riktig ventilasjon av avtrekket vil da være av største betyd-ning. Følgelig foreligger det spesielle forskrifter for luft-strømmen gjennom slike avtrekk.

Ifølge teknikkens stilling opp til idag, reguleres avluftstrømmen fra et avtrekk i to trinn, dvs maksimal avluft-strøm når avtrekksdøren er åpen, og minimal strøm med døren så godt som lukket. Avtrekket er ofte laget slik at døren ikke kan lukkes fullstendig, for derved å sikre grunn-ventilasjon av avtrekket.

Denne kjente teknikk har to vesentlige ulemper. I en installasjon der det er flere avtrekk, må av- og tilførsels-luftsystemene være dimensjonert for den maksimale luftstrøm fra alle avtrekkene. Dette innebærer generelt en sterk over-dimensjoner ing av systemene. I praksis har en funnet at ved installasjoner med et stort antall avtrekk, vil den samlete total-luftstrøm fra avtrekkene nå høyst ca 50 % - 60 % av den teoretisk maksimale strøm, tilsvarende summen av alle maksi-malstrømmene fra alle avtrekkene. En annen ulempe med apparatet ifølge teknikkens stilling skyldes at avluftstrømmen fra avtrekket reguleres til sin maksimalverdi såsnart døren til avtrekket åpnes noe. Dette gir opphav til en luftstrømnings-hastighet gjennom avtrekket som er for stor når døren bare er blitt åpnet litt. Dette kan forårsake dannelse av turbulens, som suger ut gasser og andre stoffer fra avtrekket, hvilket kan være farlig, f.eks. kan personer som befinner seg foran avtrekket inhalere slike gasser. Dette er illustrert i figur 1, som skjematisk viser et avtrekk 2 med et utløp 4 for avluft. I figuren er luftstrømmen som beveger seg mot døråpnin-gen og gjennom avtrekket vist med piler, og dersom luftstrøm-ningshastigheten er for stor, vil det opptre turbulens av den type som er vist ved 6. Denne turbulens kan suge ut helsefar-lige stoffer fra avtrekket og disse kan inhaleres av personen 8 som står foran avtrekksdøren.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å råde bot på disse mangler ved kjent teknikk, og å tilveiebringe en fremgangsmåte og avstedkomme et apparat for frembringelse av en ønsket, stort sett konstant luftstrømningshastighet gjennom døren til et avtrekk, uavhengig av størrelsen av avtrekkdørens åpning, samtidig som det ovenfor omtalte behov for overdimen-sjonering av tilførsels- og avluftsystemene elimineres, med tilsvarende kostnadsbesparelse.

Dette formål oppnås ved en fremgangsmåte og et apparat av den innledningsvis angitte art, og med de karakteristiske trekk som er angitt i krav 1 og 3.

I henhold til en foretrukket videreutvikling av oppfinnelsen, blir den totale avluftmengde fra én eller flere avtrekk i et rom målt, og mengden av tilførselsluft til rommet blir regulert i avhengighet av denne mengde. På denne måte kan det enkelt opprettes et overtrykk eller undertrykk i rommet, hvilket ofte er ønskelig. I risiko-laboratorier, f.eks. AIDS-laboratorier, er det ønskelig å ha et undertrykk for å minske faren for at skadelige stoffer eller organismer skal forlate laboratorierommet. På den annen side vil det i renrom-laboratorier være ønskelig med et overtrykk for å unngå at forurensninger skal migrere inn i et slikt laboratorium.

En ytterligere fordel med denne utføringsform av oppfinnelsen, er at apparatet lett kan utvides med flere avtrekk opp til grensen for tilførsels- og avluftsystemenes kapasiteter, uten at det er nødvendig med noen spesiell innstilling av apparatet, ettersom det finnes lokal regulering for hver romenhet.

En annen fordel med oppfinnelsen er at den lett kan anvendes ved etthvert eksisterende avtrekk.

Ifølge enda en annen fordelaktig utføringsform av apparatet ifølge oppfinnelsen, omfatter måleinnretningen for dør-åpningen en IR-sender og -mottaker, såvel som en reflektor, idet senderen og mottakeren er fast anordnet i forhold til avtrekket, med reflektoren festet til dettes dør, eller vice versa. Reflektoren blir så tilpasset for reflektering av lys som sendes fra senderen til mottakeren, idet intensiteten åv det reflekterte lys avtar med økende avstand mellom sender og mottaker, på den ene side, og reflektoren, på den annen side, idet det også er anordnet en fotocelle for å avgi et elektrisk utgangssignal som varierer i avhengighet av intensiteten til det mottatte lys. På denne måte oppnås på enkel og pålitelig måte et styresignal som varierer kontinuerlig med størrelsen av døråpningen.

Ettersom reflektorens refleksjonsevne er følsom for tilsmussing av dens refleksjonsflate, dvs at intensiteten av det reflekterte lys avtar etterhvert som reflektoren blir tilsmus-set, sørger enda en ytterligere utføringsform av oppfinnelsen for at reflektoren beveges inn i et beskyttelsesrør når døren beveges.

Regulering av avluftmengden fra minimum til maksimum når døren heves bør finne sted innen 3-5 sekunder, og for å oppnå en tilstrekkelig hurtig omstilling av regulatorene når dør-åpningen endres, sørger enda en annen fordelaktig utførings-form av apparatet ifølge oppfinnelsen for at regulatoren er pneumatisk styrt, og en elektropneumatisk omformer er innrettet til å omdanne utgangssignalet fra måleinnretningen for døråpningen til et pneumatisk signal for styring av regulatoren.

Ifølge en ytterligere fordelaktig utføringsform av apparatet ifølge oppfinnelsen, kan passende alarmer være innrettet til å utløses, f.eks. dersom størrelsen av lufttilførselen til et avtrekk av én eller annen grunn er feilaktig, eller dersom avluft-vifteenhetens kapasitet overskrides som følge av at for mange avtrekk samtidig bringes i drift, eller dersom en avtrekkdør etterlates åpen etter arbeidsdagens slutt.

En utføringsform av apparatet ifølge oppfinnelsen, valgt som et eksempel, skal nå beskrives nærmere og med henvisning til figur 2-5. Figur 1 viser en turbulensdannelse som kan opptre i avtrekk når luftstrømningshastigheten gjennom avtrekket er for høy, figur 2 viser et avtrekk utstyrt med en måleinnretning for avføling av døråpningen slik at det frembringes et tilsvarende styresignal, figur 3 viser tydeligere utførel-sen av måleinnretningen, figur 4 viser en utføringsform med reflektoren anordnet i et beskyttelsesrør, og figur 5 er en generell tegning av et apparat ifølge oppfinnelsen installert i en enhet på fire rom.

I figur 2 er det vist et avtrekk 10 med hev- og senkbar frontvindu eller -dør 12, og fra avtrekkets 10 øvre del er der en avluftkanal 14 forsynt med et spjeld.

Nær avtrekkets 10 arbeidsflate 16 er det en fotocelle 18 med en IR-sender og -mottaker fast montert.

En reflektor 2 0 er anordnet ved nedre kant av døren 12, idet fotocellen 18 og reflektoren 20 er slik innrettet at lys fra senderen 22 reflekteres mot fotocellens 18 mottaker 24, se f igur 3.

Intensiteten av det mottatte IR-signal avtar etterhvert som avstanden mellom fotocellen 18 og reflektoren 20 øker, idet fotocellen sender et utgangssignal som er proporsjonalt med intensiteten av det mottatte IR-lys. På denne måte oppnås et elektrisk utgangssignal fra fotocellen 18, som er propor-sjonal med avstanden mellom fotocellen og reflektoren, dvs proporsjonalt med åpningen av døren 12. Den således frem-brakte måleinnretning kan passende være utført slik at fotocellen 18 avføler et elektrisk utgangssignal som varierer kontinuerlig fra 0 til 10 V når åpningen av døren 12 varierer fra 400 - 0 mm.

I praksis er avtrekkdøren ofte ikke fullstendig lukket, og der er en minimal åpning, f.eks. 5 cm, som sikrer grunn-ventilasjon. Ved en slik utføringsform kan døråpningen vari-ere fra 50 - 450 mm, og konstant luftstrømningshastighet gjennom døråpningen sikres ved apparatet i samsvar med oppfinnelsen.

Reflektoren 2 0 utsettes for tilsmussing, slik at dens refleksjonsevne og følgelig det reflekterte signal avtar. For at apparatet skal funksjonere korrekt, må det derfor sikres at reflektoren 2 0 holdes ren til enhver tid. Av denne grunn er reflektoren hensiktsmessig anordnet i et beskyttelsesrør 26, parallelt med dørens 12 sidekant, idet en langsgående slisse 28 er utformet i dens side som vender mot døren 12, idet en holderarm 30 for reflektoren 20 er anordnet i slissen for bevegelse langs denne, se figur 4. Utgangssignalet fra fotocellen 18 omformes i en elektropneumatisk omformer 32 til et pneumatisk signal for styring av en avluft-regulator 34 på avtrekkets 10 avluftkanal 14, se figur 2. Pneumatisk styring av regulatoren 34 er nødvendig for å oppnå tilstrekkelig hurtig innstilling av avluftstrømmen når døren 12 trekkes opp eller ned. Innstillingssiden fra maksium til minimum luft-strøm, eller vice versa, bør være ca 3 - 5 sekunder. Strøm-ningsvariatorer kan anvendes som regulatorer, og de selges av søkeren med betegnelsen EM (JP) (BC). Spjeldbladet 36 er hensiktsmessig fremstilt av et syrefast materiale.

I figur 5 er det vist et apparat i samsvar med oppfinnelsen montert i en enhet av fire rom, som hvert inneholder fire avtrekk 10. En avluftregulator 34 er anordnet i avluftkanalen 14 fra hvert av avtrekkene 10. Avluften avtrekkes fra hvert rom via en felles samlekanal 38 i hvilken en volummåler 40 er anordnet. Denne måler omfatter hensiktsmessig en såkalt volum-måleflens. Samlekanalene 38 går over i en felles hoved-samlekanal 42 utstyrt med en avluft-vifteenhet 44.

For tilførsel av luft er der en lufttilførsel-vifteenhet 46 som er anordnet for mating av en lufttilførsel-samlekanal 48, felles for hele enheten, hvorfra tilluftkanaler 50 fører til hvert av rommene. I hver av disse kanaler 50 er der en volummåler 52 og en regulator 54. Volummålerne 52 er hensiktsmessig volum-måleflenser av samme type som i avluft-samlekanalene og regulatorene 54 er av samme type som regulatorene i avtrekkets 10 avluftkanaler 14. Tilførsel av luft til hvert av rommene finner passende sted med bruk av en tilluft-innretning 56 som er anordnet i taket i det respektive rom, og slik tilpasset at en trekkfri tilførsel av luft med en variabel strømning opnås innen det ønskete arbeidsvolum. Det er fordelaktig at lufttilførselen finner sted skrått ovenfra, ettersom den kroppslige utstrekning av personer som arbeider ved uttrekkene er mindre ovenfra enn sett fra en side, slik at faren for turbulens i den tilførte luft blir mindre.

Som vist med brutte linjer i figur 5, styres volummåleren 52 og regulatoren 54 i kanalen 50 til hvert rom fra volummåleren 40 i den tilhørende samlekanal 38. Ved å styre lufttil-førselen slik at den reagerer på avluftstrømmen på denne måte, opprettholdes til enhver tid ønsket luftstrømningshastighet gjennom avtrekket 10. Lufthastigheter i størrelsesorden 0,4 - 0,7 m/s er passende i døråpningen. Ved denne regulering av tilluftmengden i avhengighet av avluftstrømmen, blir det lett-vint tilveiebrakt et overtrykk eller undertrykk i de enkelte rom, hvilket som ovenfor omtalt er ønskelig ved mange anvendelser. I avluft-hovedsamelekanalen 42 er der en trykkgiver 58 for styring av den tilhørende vifte 44, og i tilluft-samlekanalen 48 er der en trykkgiver 60 for styring av viften 46 slik at trykket i kanalene 42 og 48 holdes konstant ved en ønsket verdi.

Ettersom der er individuell regulering av hvert rom, kan ytterligere avtrekk tilføyes uten at det er nødvendig med noen ombygging av apparatet.

Apparatet i samsvar med oppfinnelsen er dessuten hensiktsmessig utført slik at avluftregulatoren åpner maksimalt dersom styresignalet svikter. Det beskrevne utføringseksempel er reguleringsmessig slik utført at økende avluftstrøm inn-stilles for avtakende styretrykksignal.

I den hensikt å tilveiebringe nødventilasjon ved behov, kan fotocellen også frakoples ved hjelp av en bryter samtidig som avluftstrømmen øker til sin maksimalverdi.

Viftene 44 på avluftsiden er hensiktsmessig overflate-behandlet for å motstå korroderende gasser. Viftebladene kan derfor være epoksyanodisert.

Apparatet ifølge opfinnelsen kan med fordel være utstyrt med forskjellige alarmer, såsom en alarm som utløses ved detektering av for liten luftmengde i avtrekket, eller når vifteenhetens kapasitet overskrides, dvs for mange avtrekk åpne på samme tid, eller når avtrekkdørene er blitt etterlatt åpne etter at arbeidet er avsluttet for dagen. Alarmen kan være både visuell og akustisk. Når en alarm er blitt erkjent, kan den akustiske alarm frakoples, selv om den visuelle alarm-indikasjon fortsatt lyser inntil feilen er utbedret, idet denne indikasjon da kan utslettes ved en ytterligere alarm-erkjennelse.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for tilveiebringelse av stort sett konstant luftstrømningshastighet gjennom døråpningen til et avtrekk for laboratorieanvendelser og liknende, uavhengig av størrelsen på avtrekkdørens åpning (12), hvor størrelsen av avtrekk-døråp-ningen avføles, og avluftstrømmen fra avtrekket (10) styres i avhengighet av den avfølte døråpning, karakterisert ved at den totale avluftmengde fra én eller flere avtrekk (10) i et rom måles og mengden av luft som er tilført rommet måles og styres i avhengighet av den målte avluftmengde.

2. Apparat for tilveiebringelse av stort sett konstant luft-strømningshastighet gjennom døråpningen (12) til et avtrekk (10) for laboratorieanvendelser og liknende, uavhengig av størrelsen av avtrekksdørens åpning, hvor en måleinnretning (18, 20, 22, 24) er anordnet for avgivelse av et signal som varierer kontinueerlig med størrelsen av døråpningen, karakterisert ved at en regulator (34) er anordnet i avluftkanalen fra avtrekket (10), hvilken regulator (34) styres ved hjelp av nevnte signal som varierer kontinuerlig med størrelsen av døråpningen, og ved at en volummåleinnretning (40) er anordnet for måling av den totale avluftmengde fra ett eller flere avtrekk i et rom, hvilken måleinnretning styrer en tilsvarende volummåleinnretning (52) og en regulator (54) i tilluftkanalen for regulering av tilluftstrømmen til rommet i avhengighet av den målte totale avluftstrøm.

3. Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at volummåleinnretningen (40) for avluften er innrettet til å styre volummåleinnretningen (52) og regulatoren (54) i til-luf tkanalen, slik at det skapes et undertrykk eller overtrykk i rommet.

4. Apparat ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at måleinnretningen for døråpningen (14) omfatter en IR-sender (22) og en IR-mottaker (24), og en reflektor (20), idet senderen og mottakeren er fast montert til avtrekket (10), og reflektoren er fast montert til døren, eller vice versa, idet reflektoren er innrettet til å reflektere lys som sendes fra senderen til mottakeren, idet intensiteten av det reflekterte lys avtar med økende avstand mellom senderen og mottakeren, på den ene side, og reflektoren på den annen side, og ved at en fotocelle (18) er anordnet for å generere et elektrisk utgangssignal som varierer i avhengighet av intensiteten av det mottatte lys.

5. Apparat ifølge krav 4, hvor reflektoren (20) er festet til døren (12) slik at den følger dørens bevegelse, karakterisert ved at reflektoren (20) er innrettet til å beveges i et beskyttelsesrør (26) når døren beveger seg.

6. Apparat ifølge et av kravene 2-5, karakterisert ved at regulatorene (34) er pneumatisk styrt, og at en elektropneumatisk omformer (32) er innrettet til å omdanne utgangssignaler fra måleinnretningen til et pneumatisk signal for styring av den tilhørende avluft-regulator.

7. Apparat ifølge et av kravene 2-6, karakterisert ved at hoved-samlekanalen for avluft (42) og samlekanal for tilluft (48) er utstyrt med trykkgivere (58, 60) innrettet til å styre sine respektive tilhørende vifter (46, 44) for å opprettholde det korrekte, konstante trykk i kanalene.

8. Apparat ifølge et av kravene 2-7, karakterisert ved at det er anordnet en alarm som er innrettet til å igangsettes i tilfelle av ukorrekt størrelse på lufttilførselen til et avtrekk (10), dersom avluft-vifteenhetens kapasitet skulle overskrides som følge av : = etterlates apen etter avsetning av arbeidsdagen.