KR100903975B1 - 열교환기를 구비한 실험대 환기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기를 구비한 실험대 환기장치에 관한 것으로, 본 발명의 실험대 환기장치는 화학물질이 취급되는 다수의 실험대(10)와; 상기 실험대(10)의 상부에 설치되는 포집장치(20)와; 상기 포집장치(20)와 연통되어 배기량을 조절하는 조절댐퍼(25)와; 상기 조절댐퍼(25)와 연결되어 공기를 외부로 배출하는 배기관(30)과; 실외공기를 실내로 공급하는 급기관(40) 및; 상기 배기관(30)을 통해 배출되는 배기와 상기 급기관(40)을 통해 공급되는 급기를 서로 열교환시키는 열교환기(50)로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 구조에 의해 화학물질이 실내로 확산되기 이전에 포집함으로써 실내를 환기하는 횟수를 줄일 수 있고, 환기장치에 이동형 덕트를 구비하여 사용자가 원하는 임의의 부위를 국부적으로 환기시킬 수 있으며, 아울러 환기장치에 부착되는 열교환기의 재질 및 구조를 개선하여 화학물질로부터 야기될 수 있는 문제점을 해결하고 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

열교환기, 실험대, 실험실, 환기, 배기

Description

열교환기를 구비한 실험대 환기장치{VENTILATION SYSTEM FOR EXPERIMENT STANDS WITH HEAT EXCHANGER}

본 발명은 열교환기를 구비한 실험대 환기장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실험대에 환기장치를 구비하여 화학물질이 실내로 확산되기 이전에 실험대로부터 바로 유해물질을 포집함으로써 환기 횟수를 줄일 수 있고, 아울러 환기장치에 이동형 덕트를 구비하여 사용자가 원하는 임의의 지역을 집중적으로 환기시킬 수 있으며, 환기장치에 부착되는 열교환기의 재질 및 구조를 개선하여 화학물질로부터 야기될 수 있는 문제점을 해결하고 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 실험대 환기장치에 관한 것이다.

화학물질을 취급하는 실험실에는 실험과정 중에 각종 유해물질이 발생하기도 하는데, 이러한 유해물질을 실험자가 흡입하게 되면 치명적일 수 있다.

이러한 이유로 각종 화학물질을 취급하는 실험실에는 일반적인 주거지역이나 사무실보다 훨씬 강도 높은 환기가 요구되며, 이에 따라 실험실에는 일반적으로 시 간당 10회 이상의 환기를 행하고 있다(주택법에 따르면 100세대 이상의 공동주택의 경우 시간당 0.7회의 환기가 요구된다).

그러나 상기한 바와 같이 실험실에 대해 일반 사무실이나 주거지역보다 훨씬 많은 횟수의 환기를 행함으로써 에너지 소비가 클 뿐만 아니라, 그럼에도 불구하고 여전히 유해물질을 효과적으로 배출하지 못하고 있는데, 이는 화학물질을 취급하는 지역이 실험실 일부로 한정되어 있으므로 이들 지역을 집중적으로 환기시켜야 함에도 일률적으로 실험실 전체를 환기시키는 데에 따른 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 실험실에 설치되는 실험대의 상부를 각각 배기덕트에 연결하여 실험대로부터 나오는 유해물질을 바로 배출시키는 방법이 행해지고 있으나, 실험대 상부가 금속재의 배기덕트에 연결되어 있어 실험대로터 발생된 유해물질이 배기덕트를 부식시킬 우려가 있고, 배기덕트가 실험위치보다 훨씬 높은 위치에 위치하고 있어 유해가스를 효과적으로 흡입하지 못한다.

또한 실험대로부터 다소 이격된 지역에서 화학물질을 취급하는 경우에는 유해가스를 효과적으로 포집할 수 없다는 문제점이 있다.

한편 환기장치에는 일반적으로 실내공기 중에 포함된 에너지를 활용하기 위하여 외부로 배출되는 배기를 이용하여 실내로 유입되는 급기를 1차적으로 냉각 또는 가열할 수 있도록 열교환기가 설치되어 있다. 그러나 이러한 환기장치에 사용되는 종래의 열교환기는 주로 알루미늄 등의 금속이나 종이로 제작되고 있는데, 금속의 경우 가격이 고가일 뿐 아니라 화학물질에 쉽게 부식될 우려가 있고, 종이로 제작된 열교환기는 화학물질이 투과하는 문제점이 있어 그 사용이 제한된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 실험실 환기장치가 가지는 여러 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 각종 화학물질이 사용되는 실험대 위에 포집장치를 설치하여 이에 의하여 화학물질이 실내로 확산되기 이전에 효과적으로 포집하여 배출할 수 있는 환기장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명은 이동형 덕트를 구비하여 사용자가 원하는 임의의 영역을 환기시킬 수 있는 환기장치를 제공하는 데에 또 다른 목적이 있다.

본 발명은 환기장치에 부착되는 열교환기의 재질과 구조를 개선함으로써 화학물질로부터 야기될 수 있는 문제점을 해결하고 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 환기장치를 제공하는 데에 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실험대 환기장치는 화학물질이 취급되는 실험대; 상기 실험대의 상부에 설치되어, 실험대에서 취급되는 화학물질에서 발생하는 유해가스를 포집하는 포집장치; 상기 포집장치와 연통되어, 배기량을 조절하는 조절댐퍼; 상기 조절댐퍼와 연결되어 포집장치를 통해 포집된 유해가스를 실험실의 외부로 배출하는 배기관; 실외공기를 실험실의 내부로 공급하는 급기관; 상기 배기관을 통해 배출되는 배기와 급기관을 통해 공급되는 급기를 서로 열교환시키는 열교환기로 구성된 것에 의해 달성된다.

또한 본 발명의 실험대 환기장치는 배기관에 이동형 덕트가 연결될 수 있으며, 열교환기를 구성하는 전열판에 와류와 난류를 촉진하는 돌기가 형성된 플라스틱 열교환기를 사용하여 실시될 수 있다.

본 발명은 각종 화학물질이 안치되거나 사용되는 실험대 상부에 포집장치를 구비하여 화학물질이 실내로 확산되기 이전에 화학물질을 효과적으로 포집하여 실외로 배출시킴으로써 실내공기의 환기 횟수를 획기적으로 줄일 수 있어 궁극적으로 환기에 따른 냉난방 에너지의 손실을 크게 줄일 수 있다.

이와 더불어 본 발명은 이동형 덕트에 의해 실험대로부터 다소 이격된 위치에서 화학물질을 사용할 경우에도 화학물질을 효과적으로 포집할 수 있다.

또한, 본 발명은 그 전열면에 돌기 등이 형성된 플라스틱 열교환기를 사용함으로써 열교환기의 제조비용을 절약하고, 아울러 화학물질의 부식에 강하며, 열교환 효율이 향상시킬 수 있어 경제적인 환기장치를 제공하는 데에 기여한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실험대 환기장치를 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 실험대 환기장치를 개략적으로 도시한 계통도로서, 본 발명의 실험대 환기장치는 화학물질이 취급되는 실험대(10); 실험대(10)의 상부에 설치되어, 실험대(10)에서 취급되는 화학물질에서 발생하는 유해가스를 포집하는 포집장치(20); 포집장치(20)와 연통되어, 배기량을 조절하는 조절댐퍼(25); 조절댐퍼(25)와 연결되어 포집장치(20)를 통해 포집된 유해가스를 실험실의 외부로 배출하는 배기관(30); 실외공기를 실험실의 내부로 공급하는 급기관(40); 배기관(30)을 통해 배출되는 배기와 급기관(40)을 통해 공급되는 급기를 서로 열교환시키는 열교환기(50)를 포함하여 구성된다.

또한 본 발명에 따른 실험대 환기장치에는 이동형 덕트(60)가 더 구비될 수 있다.

실험대(10)는 다수 개 구비되어 화학물질이 취급되는 장소로서, 직렬 또는 병렬로 밀착되어 배치되거나 일정 간격을 두고 배치되어도 무관하다.

실험대의 위에는 실험시 발생하는 유해가스 등을 포집하여 배출할 수 있는 포집장치가 설치되는데, 본 발명에서는 2가지 형태의 포집장치를 제안한다.

한 가지 형태의 포집장치(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 각각의 실험대(10) 위에 적정 높이로 설치되는 하우징(21)을 구비하고, 상기 하우징(21)의 저면에는 실내공기를 포집하는 포집공(21A)이 다수 형성된 구조로서 하우징(21)에는 배기관(30)을 연결하기 위한 배기호스(25A)와 연결된다.
즉, 포집장치(20)는 실험대(10)의 상부로 돌출되는 지지관(22A); 지지관(22A)의 상단에 부착되어, 실험대(10)에서 취급되는 화학물질에서 발생하는 유해가스를 포집하는 좌우 길이를 갖는 포집노즐(22)로 이루어진다. 이와 같이 포집장치(20)는 하우징(21)이 지지대(23A,23B)에 의해 실험대(10)의 상부에 배치되는 것으로 한정하여 실험대(10)에서 취급되는 각종 화학물질에서 발생되는 유해가스 등이 실험실 전체로 확산되기 전에 신속하게 포집하여 외부로 배출시킬 수 있다는 장점이 있습니다.

또 다른 형태의 포집장치(20)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 각각의 실험대(10) 위로 돌출되는 지지관(22A)을 구비하고, 상기 지지관(22A) 상단에는 좌우 길이를 갖는 포집노즐(22)이 부착되는 구조로서 지지관(22A)의 하단에는 배기관(30)과 연결되는 배기호스(25A)가 연결된다.

이때 상기 포집노즐(22)은 지지관(22A)을 중심으로 전후방향과 상하방향으로 회전되는 구조로서 사용자가 포집노즐(22)의 방향을 임의로 조절하여 사용할 수 있다.

포집장치(20)로부터 포집된 공기는 포집장치(20)에 연결된 배기호스(25A)를 통해 배기관(30)과 연결되어 외부로 배출되는데, 이 배기호스(25A)와 배기관(30)은 유연성을 가지는 합성수지재의 관으로 이루어져 이에 의하여 화학물질에 의한 관의 부식과 손상을 방지하고 아울러 유연한 재질로 함으로써 설치 유연성을 확보할 수 있다.

그리고 각각의 포집장치(20)에 연결되는 배기관(30) 각각에는 조절댐퍼(25)가 설치되는데, 이들 조절댐퍼(25)에 의해 각각의 실험대로부터 실외로 배출되는 공기의 양과 세기를 조절할 수 있다. 즉 실험시 과다한 유해가스가 배출되는 실험대에 장착된 조절댐퍼의 개폐정도는 크게 하고, 적은 양의 유해가스가 배출되는 실험대에 장착된 조절댐퍼는 그 개폐정도를 작게 함으로써 실험대로부터 실외로 배출되는 공기의 양과 세기가 조절되는 것이다.

또한 본 발명에는 실외공기를 실험실의 내부로 공급하기 위하여 급기관(40)이 구비되는데, 상기 급기관(40)에는 급기관(40)에 의해 취출된 실외공기를 실험실의 내부에 분산시켜 공급할 수 있도록 하는 급기구(42)가 다수 설치된다. 이때 급기관(40)에는 실외 공기에 포함된 먼지 등을 제거하고 세균 등을 살균할 수 있도록 먼지제거용 필터 또는 항균 필터 등을 구비할 수 있다.

그리고 배기관(30)과 급기관(40)의 단면은 원형 또는 사각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 이들 배기관(30)과 급기관(40)에는 공기의 배출과 공급이 원활하도록 각각 배기팬(31)과 급기팬(41)을 더 설치할 수 있는데, 그 하나의 예로서 포집장치(20) 내의 공기를 더욱 효과적으로 흡입할 수 있도록 포집장치(20)와 근접된 위치에 배기팬(31)을 추가로 설치할 수도 있다.

이에 더하여 본 발명의 실험대 환기장치에는 외부로 배출되는 냉기 또는 열기를 갖는 배기를 이용하여 건물 내부로 유입되는 급기를 냉각 또는 가열시키기 위해 배기와 급기를 서로 열교환시킬 수 있는 열교환기(50)가 설치된다.

본 발명의 열교환기(50)는 도 5와 도6에 도시된 바와 같이 그 가장자리에 대응되는 결합돌기(51)와 결합홈(52)이 형성되어 이들 결합돌기(51)와 결합홈(52)에 의해 상하 교대로 적층되어 결합되는 제1전열판(50A)과 제2전열판(50B)으로 구성되는데, 이와 같이 열교환기가 제1전열판(50A)과 제2전열판(50B)을 상하 교대로 적층되어 구성됨에 따라 공기 입출구(53)가 좌우 양측으로 엇갈리게 형성되며, 이 좌우 양측에 형성된 입출구(53)에는 각각 배기관(30)과 급기관(40)이 연결된다.

상기와 같은 열교환기의 구조에 의해 도 6와 도7에 도시된 바와 같이 배기관(30)을 통해 배출되는 배기와 급기관(40)을 통해 공급되는 급기가 제1전열판(50A)과 제2전열판(50B) 사이에 형성된 공간을 따라 교차되어 흐르게 되고 이에 의해 급기와 배기 사이에 열교환이 이루어진다.

본 발명의 열교환기(50)를 이루는 제1전열판(50A)과 제2전열판(50B)의 재질은 알루미늄이나 종이 재질이 아닌 플라스틱으로 하는 것이 바람직한데, 이는 알루미늄의 경우 가격이 고가이고 제작에 어려움이 있을 뿐 아니라 화학물질에 부식되는 문제점이 있고, 종이의 경우에는 화학물질을 그대로 통과시키는 문제점이 있으 므로 본 발명에서는 가격이 저렴하고, 제작이 용이하며, 아울러 화학물질의 부식에 강한 장점을 활용할 수 있다는 점을 감안한데 따른 것이다.

그리고 열교환기의 열교환 효율을 향상시키기 위하여 제1전열판(50A)과 제2전열판(50B)의 상면에는 도 7에 도시된 바와 같이 제1전열판(50A)과 제2전열판(50B) 사이의 간격과 동일한 높이로 돌출되는 메인돌기(54)와, 상기 메인돌기(54) 보다 작은 높이로 돌출되는 서브돌기(55) 및 상기 입출구(53)로 유입 또는 유출되는 공기를 유도하기 위한 유도돌기(56)가 구비된다. 상기 메인돌기(54)의 형성으로 인하여 급기와 배기 사이의 열교환 효율이 증대된다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 실험대 환기장치에는 배기관(30)에 연결되는 이동형 덕트(60)를 더 구비할 수 있는데, 이 이동형 덕트(60)는 배기관(30)에 설치되는 연결구(61)와, 상기 연결구(61)와 연통하며 방향 및 길이의 조절이 가능한 플렉시블 암(62) 및 상기 플렉시블 암(62)의 끝단에 구비되어 하측으로 만곡지게 확개되는 반원형의 갓(63)으로 구성된다.

상기와 같은 구조의 이동형 덕트(60)를 구비함으로써 배기관(30)에 근접한 위치에 상기 이동형 덕트(60)를 끌어당겨 국부적으로 환기시킬 수 있게 된다.

그리고 이동형 덕트(60)에는 흡기팬(미도시)이 추가로 포함될 수 있으며, 이때 흡기팬은 개별적으로 작동시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명에 따른 실험대 환기장치를 도시한 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 실험대 환기장치의 포집장치 중 턱트를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 실험대 환기장치의 포집장치 중 포집노즐을 도시한 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 실험대 환기장치의 포집장치 중 포집노즐의 사용 예를 보인 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 열교환기의 전열판을 도시한 평면도,

도 6은 도 3의 A-A 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 열교환기의 사용상태를 도시한 사시도,

도 8은 본 발명에 따른 이동형 덕트를 도시한 사시도이다.

[도면의 주요부위에 대한 부호의 설명]

10: 실험대 20: 포집장치

21: 덕트 21A: 배기홀

22: 포집노즐 22A: 지지관

25: 조절댐퍼 25A: 배기호스

30: 배기관 31: 배기팬

40: 급기관 41: 급기팬

42: 급기구 50: 열교환기

50A: 제1전열판 50B: 제2전열판

51: 결합돌기 52: 결합홀

53: 입출구 54: 메인돌기

55: 서브돌기 56: 유도돌기

60: 이동형 덕트 61: 연결구

62: 플렉시블 암 63: 갓

Claims (8)

1. 화학물질을 다루는 실험실을 환기하는 장치에 있어서,

   화학물질이 취급되는 실험대(10);

   상기 실험대(10)의 상부에 설치되어, 실험대(10)에서 취급되는 화학물질에서 발생하는 유해가스를 포집하는 포집장치(20);

   상기 포집장치(20)와 연통되어, 배기량을 조절하는 조절댐퍼(25);

   상기 조절댐퍼(25)와 연결되어 포집장치(20)를 통해 포집된 유해가스를 실험실의 외부로 배출하는 배기관(30);

   실외공기를 실험실의 내부로 공급하는 급기관(40);

   상기 배기관(30)을 통해 배출되는 배기와 급기관(40)을 통해 공급되는 급기를 서로 열교환시키는 열교환기(50)를 포함하며,

   상기 포집장치(20)는,

   상기 실험대(10)의 상부에 대응 설치되는 한 쌍의 지지대(23A,23B); 상기 한 쌍의 지지대(23A,23B)의 상부에 양단이 지지되어 실험대(10)와 이격 배치되며, 저면에는 실험대(10)에서 취급되는 화학물질에서 발생하는 유해가스를 포집하기 위한 포집공(21A)이 다수 형성되어 있는 하우징(21); 일단은 상기 하우징(21)과 연결되고, 타단은 실험대(10)를 관통하여 상기 조절댐퍼(25)와 연결되는 배기호스(25A)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기를 구비한 실험대 환기장치.
2. 삭제
3. 화학물질을 다루는 실험실을 환기하는 장치에 있어서,

   화학물질이 취급되는 실험대(10);

   상기 실험대(10)의 상부에 설치되어, 실험대(10)에서 취급되는 화학물질에서 발생하는 유해가스를 포집하는 포집장치(20);

   상기 포집장치(20)와 연통되어, 배기량을 조절하는 조절댐퍼(25);

   상기 조절댐퍼(25)와 연결되어 포집장치(20)를 통해 포집된 유해가스를 실험실의 외부로 배출하는 배기관(30);

   실외공기를 실험실의 내부로 공급하는 급기관(40);

   상기 배기관(30)을 통해 배출되는 배기와 급기관(40)을 통해 공급되는 급기를 서로 열교환시키는 열교환기(50)를 포함하며,

   상기 포집장치(20)는,

   상기 실험대(10)의 상부로 돌출되는 지지관(22A); 상기 지지관(22A)의 상단에 부착되어, 실험대(10)에서 취급되는 화학물질에서 발생하는 유해가스를 포집하는 좌우 길이를 갖는 포집노즐(22)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기를 구비한 실험대 환기장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 포집노즐(22)은 상기 지지관(22A)을 중심으로 전후방향과 상하방향으로 회전되는 구조인 것을 특징으로 하는 열교환기를 구비한 실험대 환기장치.
5. 청구항 1, 청구항 3 및 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 배기관(30)에 연통되는 이동형 덕트(60)를 더 구비하되,

   상기 이동형 덕트(60)는,

   배기관(30)에 설치되는 연결구(61); 연결구(61)와 연통되며, 방향 및 길이의 조절이 가능한 플렉시블 암(62); 상기 플렉시블 암(62)의 끝단에 구비되며, 하측으로 만곡지게 확개되는 반원형의 갓(63)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기를 구비한 실험대 환기장치.
6. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 열교환기(50)의 재질은 플라스틱인 것을 특징으로 하는 열교환기를 구비한 실험대 환기장치.
7. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 열교환기(50)는,

   상면과 저면의 외측에 결합돌기(51)와 결합홈(52)이 형성되는 제1전열판(50A) 및 제2전열판(50B)이 구비되고, 상기 제1·2전열판(50A,50B)은 상하 교대로 적층되어 좌우 양측으로 공기 입출구(53)가 엇갈리게 형성됨으로써 배기와 급기가 제1·2전열판(50A,50B) 사이의 공간을 교대로 흐르면서 열교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기를 구비한 실험대 환기장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제1·2전열판(50A,50B)의 상면에는 제1·2전열판(50A,50B) 사이의 간격과 동일한 높이로 돌출되는 메인돌기(54), 상기 메인돌기(54)보다 낮은 높이로 돌출되는 서브돌기(55) 및 상기 입출구(53)로 유입 또는 유출되는 공기를 유도하기 위한 유도돌기(56)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기를 구비한 실험대 환기장치.

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