제어속도 (capture velocity)

오염물질이 후드로 흡인되는 조건

= 기류속도(Vc) > 오염물질의 비산속도(Vg)

오염물질이 후드로 흡인되는 속도 = 흡인속도(Vg’) = 기류속도(Vc) - 비산속도(Vg)

(포착속도 상/하한의 결정기준)

(하한) (상한)

유기용제에 대한 제어속도

<후드(유기용제 용)의 형식에 따른 제어속도> 형식 제어속도 (m/sec)

포위식 후드 0.4

외부식 후드

측방 흡인형 0.5

하방 흡인형 0.5

상방 흡인형 1.0

비고 1. 이 표에서 제어속도는 국소배기장치의 모든 후드를 개방한 경우의 제어속도를 말함 2. 이 표에서 제어속도는 후드의 형식에 따라 각각 다음에 정한 위치에서의 속도를 말함 가. 포위식 후드에 있어서는 후드의 개구면에서의 최소 풍속 나. 외부식 후드에 있어서는 해당 후드에 의하여 유기용제의 증기를 흡인하고자 하는 범위 내에서 해당 후드의 개구면에서 가장 멀리 떨어진 작업 위치에서의 풍속

※ 외부식 후드 중에서

상방흡인형만 제어속도를 크게 설정한 이유

1. 발생된 고농도 증기는 비중이 공기보다 높아 윗방향으로 흡인되기 어렵다. 2. 유기용제 업무에는 도장, 접착, 세정 등의 수작업이 많아 작업자가 위에서 내려다보는 자세로 일하는 작업이 많기 때문에 위쪽으로 흡인할 수 있어도 작업자의 호흡영역이 오염될 수 있다. 3. 캐노피형 후드의 개구와 오염원의 공간은 사방이 열려 있어 수평방향의 난기류에 대해 특히 약하다는 것을 고려하였다. ☞ “외부식 상방흡인형 캐노피형 후드는 유기용제 업무에 비적합”

난기류의 크기 <기류 발생 상황에 따른 기류속도>

종류 기류의 값 비고

창을 개방하였을 때의 실내기류 실외풍속(V) X 0.2 사각지대에서는 기류가 없는 부분도 생기지만 창가에서는 실외풍속에 가깝게 되는 경우도 많다.

창을 닫았을 때의 실내기류 0.25 m/s 특히 조용한 때는 0.15 m/s로 생각해도 좋다

작업자, 기계 혹은 물체의 움직임에 의한 기류

0.5 m/s 이송속도가 약 2m/s일 때

난방용 라디에이터, 난로 등으로부터의 대류에 의한 기류

0.15~0.4 m/s 열원의 크기, 온도, 건물의 높이에 따라 다르다.

※ 난기류가 너무 클 때는 국소배기로 제어속도 이상의 흡인기류 달성이 거의 불가능함 ☞ 임의대로 송풍량을 크게 하지 말고 칸막이(baffle), 풍향판, 커튼 등을 이용해서 발생원에 강한 기류가 직접 닿지 않도록 조치를 취한다...

특정화학물질에 대한 제어속도

<특정화학물질 상태별 제어속도> 물질 상태 제어속도 (m/sec)

가스상 0.5

입자상 1.0

비고 1. 이 표에서 제어속도는 국소배기장치의 모든 후드를 개방한 경우의 제어속도를 말함 2. 이 표에서 제어속도는 후드의 형식에 따라 각각 다음에 정한 위치에서의 속도를 말함 가. 포위식 후드 또는 부스식 후드에 있어서는 후드의 개구면에서의 최소 풍속 나. 외부식 후드 또는 리시버식 후드에 있어서는 해당 후드로서 제1류 물질 또는 제2류 물질의 가스, 증기 또는 먼지를 흡인하는 범위내에서 해당 후드의 개구면에서 가장 멀리 떨어진 작업 위치에서의 풍속

분진에 대한 제어속도 <후드(분진용)의 형식에 따른 제어속도

후드의 설치방법 제어속도 (m/sec)

회전체를 지닌 기계전체를 포위하는 방법(그림 3.6(a)) 0.5

회전체의 회전에 의해 발생하는 분진의 비산방향을 후드의 개구면으로 덮는 방법(그림 3.6(b))

5.0

회전체만을 포위하는 방법(그림 3.6(c)) 5.0

비고 1. 이 표에서 제어속도는 국소배기장치의 모든 후드를 개방한 경우의 제어속도를 말함 2. 이 표에서 제어속도는 회전체를 정지한 상태에서 후드 개구면에서의 최소풍속을 말함

후드의 형식 제어속도 (m/sec)

포위식 후드 0.7

외부식 후드

측방 흡인형 1.0

하방 흡인형 1.0

상방 흡인형 1.2

<후드를 설치하는 경우의 제어속도>

0.5m/s

- 연마기 발생, 분진은 상당한 속력으로 스스로 후드 내부로 날아 들어가므로 난기류의 영향을 고려할 필요 없음 - 연마기를 회전시킨 상태로 틈새의 풍속을 측정하는 일은 대단히 위험 ☞ 반드시 정지시켜 측정할 것... - 그림 3.6의 (b), (c)의 경우 5m/s의 의미 ☞ 고속으로 후드 안에 날아 들어온 분진이 튕겨져서 다시 후드 밖으로 튕겨나가는 것을 막는 제어풍속

리시버식 그라인드형 후드의 맹점

- 그림 3.7(c)와 같은 받침대를 안전상 허용되는 범위 내에서 되도록 작게 하고 커버하부의 개구를 크게 함 ☞ 수반기류가 받침대 주위에서 흡인되게 하면 이러한 발진 상태를 최소화시킬 수 있음

포위식 후드의 제어속도는 최소풍속

- 개구면의 면적을 16개 이상으로 분할하여 각 section 중심의 풍속을 미풍속계로 측정

☞ 측정한 값들 중 가장 낮은 풍속을 제어속도와 비교 ☞ 원칙적으로 각 section의 한 변이 0.5m를 넘지 않도록 하며 넘을 경우에는 분할 수를 증가

비산한계점에서 오염을 제어하고자 생각한 경우의 제어속도

주위 난기류의 상태 비산한계점의 제어속도 V’c (m/s)

위험도가 낮을 때 위험도가 높을 때

기동이 없거나 쉽게 방해판을 붙일 수 있는 곳 0.2~0.25 0.25~0.3

중간 정도의 기동이 있는 곳 0.25~0.3 0.3~0.35

기동이 강한 곳 또는 방해판을 붙일 수 없는 곳 0.35~0.4 0.38~0.5

심한 기동이 있는 곳 0.5

매우 심한 기동이 있는 곳 1.0

<난기류 상태에 따른 비산한계점에서의 제어속도

제어속도

측정방법

• 필요 환기량(Q) : 후드로 유입되는 오염물질을 포함한 공기량

• Q= A • V • 바람직한 후드

Q를 가능하면 적게 하고 오염원을 포위함

후드 선정원칙

• 필요 환기량(Q)를 최소화 가급적 공정을 많이 포위 측면부착, 차폐막, 커튼 후드를 배출오염원에 가깝게 설치 오염물질의 절대량을 감소 후드 개구면에서 기류가 균일하게 분포되도록 설계

• 근로자 호흡영역을 보호 • 사용 편리 ; 공정에 지장이 없도록

수동인쇄 공정 후드

문제점

개선 방안

20

기류 600

후드 개구면속도를 균일하게 분포시키는 방법

테이퍼 부착

분리날개 설치 슬롯사용

차폐막 사용

• 필요 환기량은 후드로 들어가는 공기량 • 필요환기량 (Q)= A • V

• 포위식 후드 - 후드 안에 오염원이 있음 ☞ Q = k • A0 • Vc

후드로 들어가는 공기량(Q) 구하기

Q(m3/분) = 60 • k • A(m2) • V(m/초)

공기량(Q)은 면적(A)과 속도(V)의 함수이다

A = 후드의 면적(m2)

V = 제어지점에서 공기가 후드로 유입되는 속도

: 제어속도(m/초)

k = 안전계수 (평균풍속 V0와 최소풍속이 되는 Vc의 비)

포위식 후드의 필요송풍량 절약방법 1. 부스 안을 되도록 깊게 한다. 2. 개구면의 상부를 되도록 막는다. 3. 테이크 오프(take-off)는 되도록 구석에 부착한다. 4. 테이크 오프(take-off)를 경사지게 한다.

가장 이상적이나 많은 면적을 차지하여 비실용적

가장 나쁜 형태

후드근처에서 작업자의 위치와 기류영향

• 외부식 후드 - 후드로부터 일정 거리(X)가 떨어진 곳까지

면적(A)은 (10 X 2 + A)

☞ Q = (10 X 2 + A) • Vc

오염원과 일정 거리가 떨어져 있는(제어거리, X)

외부식 후드로 들어가는 공기량은 어떻게 구할까 ?

Q(m3/분) = 60 • 등속도면의 면적(A, m2) • V(m/초)

등속도면의 면적(A) = 실험에서 구한 식 = 10 X2 + 후드개구면적(A)

외부식 원형이나 정사각형 후드

• 필요 환기량 : Dalla valle(1952)

Q = 60 • Vc(10x2+A)

Q : 필요환기량(m3/분)

V : 제어속도 (m/초)

x : 오염원에서 후드까지의 거리(m)

A : 후드 개구면적 (m2)

공간에 후드가 설치된 경우임

후드가 어디에도 닿아 있지 않은 경우

외부식 후드의 필요송풍량 절약방법 1. 가능한 발생원의 형태와 크기에 맞는 후드를 선택하고 그 후드 개구면을 발생원에 가능한 접근시켜 설치한다. 2. 후드 형식은 원형이든 사각형이든 잘 정돈된 형식으로 선택하고 한 가지로 국한시킬 필요는 없다. 3. 가능하면 발생원의 일부만이라도 후드 개구 안에 들어가도록 설치한다. 4. 후드 크기는 유해물질이 새지 않을 정도의 크기로 가능한 작은 편이 좋다. 5. 작업상 방해가 되지 않는 범위에서 가능한 한 플랜지, 칸막이, 커튼 등을 사용해서 주위에서 유입되는 기류를 적게 한다. 6. 유해물질의 발생 방향이 결정되어 있는 경우에는 개구면이 그 방향을 덮도록, 즉 리시버식 후드를 설치한다.

플랜지가 부착된 외부식 후드로 들어가는 공기량(Q) 구하기

Q(m3/분) = 60 • 0.75 • Vc(10 X2+ A)

후드에 플랜지(flange)가 부착된 경우 왜 필요 공기량이 줄어들까 ?

** 플랜지(flange)란 ?

플랜지 크기 : 후드 개구면적의 제곱근 이상

Burton(1989)이 제시한 플랜지 폭

W = x-1/2d

W : 플랜지 폭

x : 오염원에서 후드까지의 거리

d : 개구면의 직경

플랜지 크기 선정

플랜지(flange, 갓)의 유량 절감 효과

효과적으로 제어하기 위한 송풍량 (a)와 비교하여 절약한 송풍량

(a) 0.8 -

(b) 0.62 22%

(c) 0.59 26%

(d) 0.32 61%

필요 환기량, Q = AV

• Vc = 제어속도(m/초) • A = 면적 (m2)

포위식 후드 : 후드 개구 면적 = A 외부식 후드 : 후드 주변으로 Vc가 달성되는

원 면적 = (10X2 + A) 기타 외부식 후드

슬롯후드 : W/L이 0.2 이하 캐노피 후드

슬롯 후드 • 슬롯 : (후드 개구면 폭 / 길이) ≤ 0.2

• 필요 환기량

- 플랜지가 없을 때 : Q = 60 • 3.7 • L • X • Vc

- 플랜지가 있을 때 : Q = 60 • 2.6 • L • X • Vc

30% 공기량 절약

기타 형태 후드의 필요 환기량 계산 (1)작업대 위에 설치된 후드 (그림A) : Q = 60 • Vc (5x2 + A)

(2) 하방형 후드 (그림B, C)

- 오염원이 개구면에 가까울 때 : Q = 60 • Vc • A

- 오염원이 개구면에서 떨어져 있을 때 : Q = 60 • Vc(10x2 + A)

캐노피 후드

• 가열된 공기를 온도차에 의해 상승

- 고열 작업, 고열가스나 증기 발생공정

• 방해기류 →후드 밖으로 누출

캐노피 후드 필요 환기량 - 사방이 노출된 상태

Q = 60 • 1.4 • P • H • Vc

- 인접한 두 방향이 막힌 경우

Q = 60 • (W + L) • H • Vc

- 세 방향이 막힌 경우

Q = 60 • W • H • Vc(혹은 LHV)

P : 탱크 개구면 둘레(m)

H : 탱크 개구면과 후드사이 거리(m)

W, L : 후드에서 안막힌 부분의 길이(m)

Vc : 제어속도

후드 필요 송풍량 계산 예제 문제 (1)

후드 필요 송풍량 계산 예제 문제 (2)

후드 필요 송풍량 계산 예제 문제 (3)