专利名称：气帘式生物柜的利记博彩app
技术领域：
本实用新型有关于一种气帘式生物柜，利用在气门开口处形成一道气帘，可有效达到柜内与柜外气流隔绝，并获得柜内无回流的情形，且该柜内气流也不会逸散，进而可加强防护柜内污染物的泄漏。
背景技术：
生物安全柜(Biological Safety Cabinet，BSC)研发设计的主轴为了在进行细胞培养时，保持细胞株的无菌化过程，并避免操作人员与细胞株作交互污染。在许多微生物试验或使用微生物为媒介的制程都隐含着生物性危害的风险，进而影响到操作人员的健康与安全，因此生物安全柜的发展除了保护细胞株无菌化之外，更需要确保操作者在使用生物安全柜时免受柜内反应物感染的危害。微生物实验室要求污染物必须隔绝于生物安全柜内，然而许多研究报告都详细记载过生物安全柜操作人员死于细菌感染的事件，而且这种类似事件一直持续被报导出来， 显示习用的生物安全柜有很多弱点。主要原因因习用的生物安全柜本身的设计对抵抗周遭环境变异的能力不足，例如突然的室内压力变化、进出口开关产生的压力变化、安全柜的柜门开口前人员快速移动等等，都易使生物安全柜的防护失效。在实际操作造成有害物逸散的状况，常见的问题大约可以分为两种(1)设计未达到最适当状况如抽气量不足、抽气槽缝位置不适当、补气抽气配置不当、视窗开口 (front opening)风速分布不均勻及开口边缘设计不当等。(2)未在最适当状况下操作如有害物释放量过大、内部有害物朝开口方向高速释放、过大的内部朝外操作动作、拉门开启面积过大及抽气量未随操作状况调整等。依据美国生物安全柜标准NSF/ANSI 49，生物安全柜依适用的生物危害层级可分为三级。其中第二级的生物安全柜又可分为Al、A2、Bi、B2四种型式。许多研究报告都发现第二级生物安全柜的排除污染物能力不足以抵抗突然的室内压力变化，故生物安全柜排除污染物的能力有待加强。第二级B型生物安全柜依排气比例可分为Bl及B2两种型式，其中Bl型生物安全柜的排气气流有30%循环气流经高效率过滤器(High Efficiency Particulate Arresting(HEPA) filter)再循环至工作台面，而70%则由出风高效率过滤器排出；B2型的生物安全柜则为100%全排气且无循环气流。在气体排出室外前，所有气体需通过排气高效率过滤器，且两种安全柜的排气都需连结至建筑物的排气系统。第二级B2型生物安全柜顶端于柜顶装置一含有高过滤效果的高效率过滤器，由一吹气机通过高效率过滤器补气进入柜内，再于于柜内前后(或其他位置)各开一槽，以抽风机大量抽气(至少应达到0. 57m3/s)，造成柜内形成负压而将污染物抽离柜体，而柜顶补气不足的部份会由柜门(sash)开口自然补气进入柜内，但柜内污染物极易因此一柜门开口处受到外部干扰气流及/或柜门开关动作的影响而泄漏。因此，传统的生物安全柜对抗侧流干扰以及柜门开关动作的能力颇为不足。[0008]本实用新型利用气体动学的原理，使用下节所述的方法，克服如上所述习用的第二级B2型生物安全柜的弱点。
发明内容生物安全柜设置的最终标的在于避免柜内的有害物逸散至外界及柜内的气流互相交流。为达以上的目的，本实用新型「气帘式生物柜」至少包括有一柜体、一气门、一送风机、一吸气槽、一抽气机及一高效率过滤器(High Efficiency Particulate Air (HEPA) Filter) 0该柜体内设有排除有害气体的容置空间，而该柜体的一侧及上方形成开放空间； 该气门活动结合于该柜体一侧，以供控制气门开度，该气门上设有一横流扇装置；该送风机连接于一设置在该柜体顶端的进气口，用以提供干净空气；该吸气槽设于该柜体前端下缘处，且设有一吸气槽缝，且该吸气槽缝对应该气门的吹气罩设置；该抽气机配设于该吸气槽的出口端，以供排除有害气体；该高效率过滤器设置于该柜体上方，由该送风机通过以提供补气。一种气帘式生物柜，包括有一柜体，该柜体的柜内设有排除有害气体的容置空间，而该柜体的一侧及上方形成开放空间；一个具有夹层的气门，该气门活动结合于该柜体一侧，以供控制气门开度，该气门上设有一吹气罩；一高效率过滤器，该高效率过滤器设置于该柜体上方，用以提供补气；一送风机，该送风机连接于一设置在该高效率过滤器顶端的进气口，用以提供干净空气；一吸气槽，该吸气槽设于该柜体前端下缘处，且设有一吸气槽缝，该吸气槽缝对应该气门的吹气罩设置；以及一抽气机，该抽气机配设于该吸气槽的出口端，以供排除有害气体。该气门为单节、两节或多节式。该送风机以直接横置于气门上方入口处或其他方式供应，并以一变频器或其他方式控制来调整吹出风量或吹出口风速。该气门设有把手。抽气以一抽气机配合管线达成，吸气风量或吸入口风速以使用一变频器或其他方式改变。该高效率过滤器以该送风机通过后以提供平均补气速度。由此，利用在气门开口处形成一道气帘，可有效达到柜内与柜外气流隔绝，使安全柜内污染性气胶不仅不会散逸而造成对操作人员的健康危害，并且可使柜外的污染性气胶在生物安全柜操作时不会进入柜内而对产品造成污染。
图1为本实用新型的立体示意图；图2为本实用新型的平面示意图；图3为本实用新型的侧面示意图；图4为本实用新型的设备与仪器配置示意图；图5为本实用新型的参数示意图；图6为本实用新型的不同吹吸配比下笔直模态示意图；[0024]图7为本实用新型的不同吹吸配比下轻微内凹模态示意图；图8为本实用新型的不同吹吸配比下严重内凹模态示意图；图9A 9C为本实用新型的不同吹吸配比下摇摆模态随时间演化示意图。附图标记说明气帘式生物柜1 ；柜体11 ；进气口 111 ；气门12 ；把手121 ；整流段123 ；开口区124 ； 送风机13 ；吸气槽14 ；吸气槽缝141 ；抽气机15 ；高效率过滤器16 ；变频器17a、17b ；文氏管 18 ；压力转换计19 ；横流扇20 ；横流扇控制器2 ；笔直模态71 ；轻微内凹模态72 ；严重内凹模态73;摇摆模态74。
具体实施方式
请参阅图1-5所示，分别为本实用新型的立体示意图、本实用新型的平面示意图、 本实用新型的侧面示意图、本实用新型的设备与仪器配置示意图及本实用新型的参数示意图。如图所示本实用新型至少由一柜体11、一气门12、一送风机13、一吸气槽14、一抽气机 15、一横流扇 20 及一高效率过滤器(High Efficiency Particulate Air (HEPA)Filter) 16 所构成。由此，可有效达到柜内与柜外气流隔绝，并获得柜内无回流的情形，且该柜内气流也不会逸散，进而可加强防护柜内污染物的泄漏。该柜体11的柜内设有排除有害气体的容置空间，而该柜体11的一侧及上方形成开放空间。该气门12活动结合于该柜体11 一侧，该气门12设有把手121，以供移动该气门 12，进而成为控制气门开度。而任意的气门开口高度为H，并定义生物安全柜的原点座标 (χ，ζ)在生物安全柜中间对称面上，且该气门12上设有一横流扇20，为一两节式的拉门机构，可依照柜门开度的变化延长吹气口的位置。在该气门12吹出气体的供应方面，主要是由气罩上装置一排横流扇(cross-flow fans) 20，提供稳定的吹气气流，以横流扇控制器2 控制横流扇20，使气流经该气门12上端至整流段(honeycombs) 123后，再经稳定区消散部分紊流能量而到达该气门12的开口区，吹出平均速度Vb。下吹气流方面的提供，主要以一变频器17a(inverter)控制该送风机13，并经由绕性管子连接一设置在该高效率过滤器16顶端的进气口 111，用以提供干净空气。该吸气槽14设于该柜体11前端下缘处，且设有一吸气槽缝141，该吸气槽缝141 对应该气门12。该抽气机15配设于该吸气槽14的出口端，以供排除有害气体，而该抽气机15以一变频器17b改变并控制抽气机15转速，进而与吸气截面平均速度Vs。另，该抽气机15与吸气槽14的出口端之间设有一文氏管(venturi flow meter) 18,以供量测吸气速度Vs，而该文氏管18配合设置一压力转换计19(pressure transducer)，俾利量得压差。该高效率过滤器16设置于该柜体11上方，以提供补气，而该高效率过滤器16以该送风机13通过后以提供平均补气速度Vc。由上述的结构构成一种气帘式生物柜1。本实用新型的特点在于由该气门12活动结合于该柜体11 一侧，且该气门12上设有一横流扇20，而以变频器17a控制送风机13，并经由绕性管子连接进气口 111，进气口 111设置在高效率过滤器16顶端，气流通过高效率过滤器16提供补气。气门12上设有一横流扇20，为一两节式的拉门机构，可依照柜门开度的变化延长吹气口的位置。在该气门12吹出气体的供应方面，主要是由气罩上装置一排横流扇(cross flow fans) 20，提供稳定的吹气气流，以横流扇控制器2控制横流扇20，使气流经该气门12上端至整流段(honeycombs) 123后，再经稳定区消散部分紊流能量而到达该气门12的开口区124，吹出平均速度Vb ；并同时由该吸气槽14设于该柜体11前端下缘处， 且设有一吸气槽缝141，而该吸气槽缝141对应该气门12，进而形成一吹吸式(push-pull) 的空气帘幕(air-isolator)(即气帘)。由流场可视化诊测生物安全柜流场，来分辨在不同吹吸速度下的气帘流场模态，进而有效控制生物安全柜流场，以达到可加强防护柜内污染物的泄漏，并且改变抽气的位置，以便靠近柜内污染源做有效的局部抽气动作；另外，可由该柜体11上方所设置的高效率过滤器16提供适当干净气流，以符合抽气与补气的物理机制；由此，以供气帘式生物柜1得以兼具抽气及补气机制，而就污染源附近做即时有效的局部抽气动作，达到节省能源及有效排除有害气体，且形成气帘有效阻隔污染物的外泄，达到节省能源及有效排除及阻隔有害气体，使得本实用新型具有快速排除、阻隔有害气体及节省能源等效果，增加其实用性、便利性及安全性。当本实用新型于运作时，该柜体11内部的流场说明如下(a)轻微内凹模态(slightly concave curtain) 72，当吹气速度、补气速度即吸气速度调配到适当的比例时，气门12吹出的气帘会呈现往柜内轻微内凹的趋势，当气流流至接近吸气端时，会受到前下吸的吸力拉住，而不会继续凹向柜内或流至柜外；(b)笔直模态(straight curtain) 71,当吸气速度Vs相对上述情况小很多时，由于吸气力道不足时， 所以气门12吹出的气帘流场没有内凹的形态而呈现比较笔直的状态，但不会在柜内产生回流；(c)严重内凹模态(serverely concave curtain) 73，当吸气速度Vs加大，使气帘气流往柜内移动，并且呈现严重内凹现象，使柜内产生明显回流；(d)摇摆模态(oscillating curtain)74，当柜内与柜外产生明显的回流，并且随时间的不同还会呈现左右摆动的现象。请进一步参阅图6 9C所示，分别为本实用新型的不同吹吸配比下笔直模态示意图、本实用新型的不同吹吸配比下轻微内凹模态示意图、本实用新型的不同吹吸配比下严重内凹模态示意图及本实用新型的不同吹吸配比下摇摆模态随时间演化示意图。如图所示在流场模态的判别上，以流场可视化诊测将观察到的流场型态与相配合的吹吸速度做纪录，并以此做为模态分区的依据。在吹吸式气帘模态分区应用于生物安全柜上，主要区分成四种模态，分别为笔直模态(straight curtain) 71、轻微内凹模态(slightly concave curtain) 72、严重内凹模态(severely concave curtain) 73、摇摆模态(oscillating curtain) 74。定义此四种模态的条件除了不同的吹吸速度及补气速度造成不同的气帘流场型态之外，还定义生物安全柜顶部为高效率过滤器制造下吹气流、吸气位置为前下吸、由气门12制造一喷气气流，来做为定义这些不同流场模态的附带条件。综合以上四种气帘的流场模态而言，生物安全柜在吹吸速度的操作上，建议使用在该轻微内凹模态72的区域。然而气帘式生物柜1吹吸速度的改变，气帘及柜内都会形成许多不同的流场型态。这些不同型态的流场容易令人产生混淆且难以掌握重点，所以必须由多次的实验及参数调整，整理出一套有系统的流场模态，才能厘清在各种吹吸速度及气门开度下的气帘流场型态，并定出适用的特性区域及范围。[0043]申请人在实验室中使用本技术构建出一个全尺寸的气帘式生物柜，并以美国 NSF/ANSI 49的枯草杆菌孢子测试法进行(1)操作人员保护的测试(柜内有害物有否泄漏至外侧)、(幻柜内物品保护的测试(柜外的物质有否泄漏至柜内)、C3)柜内物品交互感染保护的测试(柜内相邻摆放的培养皿中的物质有无交互感染)，结果效果极为优越。另外以 EN-14175(用以检测化学排烟柜Chemical Fume Hood泄漏的严格规范)中用以检测「受柜门外干扰气流影响」的方法检验本实用新型(以一片直立的大平板在柜门开口面外，以Im/ s的速度连续来回扫六次，测量柜内物质散逸至柜外的量)，结果显示本实用新型可以做到几乎不受柜门外干扰气流的影响。另外也测试过以真人站(或坐)于柜门开口面之前，双手伸入柜内进行操作的动作以及双手抽出伸入的动作的泄漏情形，结果显示本实用新型可以做到几乎不受上述操作员动作的影响。综上所述，本实用新型为一种气帘式生物柜，可有效改善习用的种种缺点，利用在气门开口处形成一道气帘，可有效达到柜内与柜外气流隔绝，使安全柜内污染性气胶不仅不会散逸而造成对操作人员的健康危害，并且可使柜外的污染性气胶在生物安全柜操作时不会进入柜内而对产品造成污染。以上对本实用新型的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围的内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种气帘式生物柜，其特征在于，包括有一柜体，该柜体的柜内设有排除有害气体的容置空间，而该柜体的一侧及上方形成开放空间；一个具有夹层的气门，该气门活动结合于该柜体一侧，以供控制气门开度，该气门上设有一吹气罩；一高效率过滤器，该高效率过滤器设置于该柜体上方，用以提供补气；一送风机，该送风机连接于一设置在该高效率过滤器顶端的进气口，用以提供干净空气；一吸气槽，该吸气槽设于该柜体前端下缘处，且设有一吸气槽缝，该吸气槽缝对应该气门的吹气罩设置；以及一抽气机，该抽气机配设于该吸气槽的出口端，以供排除有害气体。
2.依据权利要求1所述的气帘式生物柜，其特征在于，该气门为单节、两节或多节式。
3.依据权利要求1所述的气帘式生物柜，其特征在于，该送风机以直接横置于气门上方入口处供应，并以一变频器控制来调整吹出风量或吹出口风速。
4.依据权利要求1所述的气帘式生物柜，其特征在于，该气门设有把手。
5.依据权利要求1所述的气帘式生物柜，其特征在于，抽气以一抽气机配合管线达成， 吸气风量或吸入口风速以使用一变频器改变。
专利摘要一种气帘式生物柜，在气门设计为可以提供一道下吹气流的吹气罩，并于门槛背后设一道下吸式的吸气槽缝，当下吸式的吸气槽缝配合吹气罩的下吹气流时，可使气门开口处形成一道空气帘幕，能有效达到柜内与柜外气流隔绝，可加强传统生物安全柜抗外气干扰的能力，进而使生物安全柜内污染性物质不仅不会散逸而造成对操作人员的健康危害，并且可使柜外的污染性物质在生物安全柜操作时不会进入柜内而对产品造成污染。由于这道空气帘幕(即气帘)使用推挽式方法而形成，因此可由流场可视化诊测生物安全柜的流场型态，以分辨在不同吹吸速度下的气帘流场模态，进而有效控制生物安全柜的流场以避免柜内产生紊流，而达到加强防护柜内污染物不泄漏至外界的能力。
文档编号B01L1/00GK202136987SQ20102069439
公开日2012年2月8日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者黄荣芳 申请人:黄荣芳