KR101741627B1 - 실험실 흄후드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실험실의 전처리과정에서 발생하는 유해물질이 외부(실험실)로 유출되는 것을 방지하는 실험실 흄후드에 관한 것이다.
본 발명은 실험실 흄후드를 구성함에 있어서, 전면으로 개폐 가능한 도어(11)가 구비되는 본체의 양쪽 측면(13a,13b)과 배면(14) 가장자리에 공기유로(131,141)가 형성되고 전면(15) 바닥에는 바닥면(12)으로부터 소정의 간격으로 이격되는 가이드(16)는 "ㄱ" 모양으로 절곡되어 그 선단부에 45°기울기를 갖는 폭이 작은 가이드날개(160)가 연설되는 공기유로(161)를 형성하고 상면에는 후드(20)측으로 와류를 유도하는 공기차단판(17)이 설치되는 챔버(10), 상기 챔버(10) 상부측에 배치되어 챔버(10)에서 발생하는 유해물질을 배출시키는 후드(21)가 장착된 배기부(20), 상기 챔버(10)의 하부측에 배치되는 블로우어(31)가 구비된 공기공급부(30), 상기 챔버(10)의 배면부에 설치되어 배기부(20)와 공기공급부(30)에 연결되는 배기유로(40,50), 상기 배기유로(40,50) 사이에 습식스크러버로 제거되지 않은 유기 유해가스제거를 위한 유기가스제거필터(61)와 미세먼지 제거를 위한 헤파필터(63)가 취부되는 공기정화실(60)을 더 포함하는 실험실 흄후드를 특징으로 한다.

Description

실험실 흄후드{fume Hood for a laboratory}

본 발명은 위험물질 등을 취급하는 실험실 등의 전처리과정에서 발생하는 유해물질을 외부로 배출하지 않고 자체 정화시킬 수 있도록 개선된 실험실 흄후드를 제공함에 있는 것이다.

일반적으로, 유해화학물질을 취급하는 장소나 화학적인 실험을 수행하는 여러 연구기관의 실험실에는 각종 시약용기를 격리 보관하기 위한 시약장을 구비하고 있다.

또한, 전처리 실험과정에서 발생하는 유해가스 즉, 영향권역내의 유해물질 발생원에 의해 실험실 공기가 오염되는 것을 방지하여 쾌적한 실험실 작업환경을 유지하기 위한 흄후드(Fume Hoods)가 반드시 필요하다.

상기 흄후드는 미생물 실험실을 제외하고 유기, 무기전처리를 실시하는 실험실에서 발생되는 인체에 유해한 흄이 다량 발생한다.

따라서 흄후드는 오염물질 및 각종 유기용제와 분진류, 산 및 알칼리류, 생물학적 위험물질(이하, 유해물질 등이라 함)을 취급하는 연구원들의 안전을 보장하기 위한 중요한 장비이다.

일반적으로 흄후드는 내부에 작업공간이 형성되는 작업 플레이트가 구비되어 전면에 설치된 도어를 적절히 개방시킨후 작업 플레이트에 놓여진 실험기구를 이용하여 실험하도록 되고, 흄후드의 상측에는 배기덕트가 설치되어 내부의 작업공간 및 실험실 내부에서 발생하는 유해물질을 흄후드를 통해 흄 등의 유해물질을 흡입한 다음 배기덕트(duct)와 공기정화장치(air cleaner)를 통해 처리하도록 되어 있다.

하지만 대다수의 실험실에서는 그대로 바깥으로 배출함에 따라 실외가 심각하게 오염됨은 물론 실외 배기기 근처에서 생활하는 사람들의 안전을 위협하고 있는 실정이다.

또한, 종래에는 연구원이 도어를 일부 개방한 상태에서 팔만 집어넣어 유해물질을 취급하게 되는데, 이 경우 도어 뒷편으로 경계층 분리 현상에 의해 와류가 발생되어 유해물질 발생원이 와류 구간에 위치하거나 작업자가 와류 구간에서 유해물질을 취급할 경우, 유해물질이 와류 구간에 갇히게 되어 원활하게 배기되지 못하는 문제점이 있다.

그리고 와류에 의해 흄후드 내부 농도가 크게 상승하면 와류 구간에 갇혀 있던 유해물질이 순간적으로 후드 외부로 유츌되는 문제점이 있었다.

한편, 작업을 끝마친 후 작업자가 손을 빼는 과정에서도 작업자의 손과 함께 와류 구간에 갇혀 있던 유해물질이 외부로 유출되는 문제점이 있었다.

그리고 전처리 실험실은 항온, 항습을 유지해야 하지만 흄후드로 빠져나가는 공기의 양이 많을수록 항온, 항습을 위한 에너지 손실이 클 뿐만 아니라 항온, 항습 조건을 유지하는데 어려움을 안고 있는 것이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 실험실 흄후드를 통해 기존 흄후드에서 발생하는 와류에 의해 유해물질이 실험실로 유출되는 것을 차단할 수 있도록 개선하여 보다 안정적으로 사용될 수 있는 실험실 흄후드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 실험실의 전처리과정에서 발생하는 유해물질을 외부로 배출하지 않고 내부순환방식을 통해 자체 정화시킬 수 있는 환경친화적인 실험실 흄후드를 제공함에 또 다른 목적이 있는 것이다.

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상기 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 과제의 해결 수단은, 전면으로 개폐 가능한 도어가 구비되는 본체의 양쪽 측면과 배면 가장자리 및 전면 바닥에 공기유로가 형성되는 챔버와, 상기 챔버의 상부측에 배치되어 유해물질을 배출시키도록 후드(Hood)가 장착된 배기부, 상기 챔버의 하부측에 배치되어 공기를 공급하는 블로우어(blower)가 구비된 공기공급부가 구비되는 실험실 흄후드에 있어서, 상기 본체의 바닥면에 형성되는 공기유로는 가이드의 선단부에 "ㄱ" 모양으로 절곡되어 그 선단부가 45°기울기를 이루도록 폭이 작은 가이드날개가 연장 설치되고, 상기 챔버의 상면에 후드측으로 공기 흐름을 유도하는 공기차단판이 설치되고, 상기 챔버의 배면부에는 배기부와 공기공급부에 접속되는 배기유로를 설치하여 상기 배기유로 사이에 습식스크러버로 제거되지 않은 유기 유해가스제거를 위한 유기가스제거필터와 미세먼지 제거를 위한 헤파필터가 취부되는 공기정화실을 더 포함하는 실험실 흄후드를 제공한다.

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이와 같이 본 발명의 실험실 흄후드는 기존 흄후드에서 발생하는 와류를 해소하여 외부로 확산되는 것을 차단하고, 습식스크러버 정화장치(무기산 one-pass 효율 99%이상, 유기유해가스 one-pass 효율 95%)를 장착하여 내부 순환방식을 유도함에 실험실의 작업환경이 크게 개선되는 효과가 있는 것이다.

또한, 본 발명의 실험실 흄후드는 내부 순환방식을 유도함에 따라 공기가 외부 유출됨이 없게 되어 실험실의 항온, 항습 유지에 만전을 기할 수 있어 에너지 및 경제적 비용이 절감되는 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 실험실 흄후드의 구체적인 실시 예에 따른 예시도,
도 2는 본 발명의 실험실 흄후드의 전체 구성을 설명하기 위한 참고도,
도 3은 본 발명의 실험실 흄후드의 챔버측 참고사시도,
도 4는 도 3의 'A"부 상세도,
도 5는 본 발명의 실험실 흄후드의 챔버측 단면도,
도 6는 도 5의 'B"부 상세도,
도 7은 본 발명의 실험실 흄후드의 챔버측 공기 흐름을 설명하기 위한 참고도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실험실 흄후드의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

하기의 설명에서는 본 발명을 이해하는 데 필요한 부분만이 설명되며, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석하지 않으며, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 나타내는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실험실 흄후드의 구체적인 실시 예에 따른 예시도이고, 도 2는 본 발명의 실험실 흄후드의 전체 구성을 설명하기 위한 참고도이며, 도 3은 본 발명의 실험실 흄후드의 챔버측 참고사시도이고, 도 4는 도 3의 'A"부 상세도이고, 도 5는 본 발명의 실험실 흄후드의 챔버측 단면도이고, 도 6는 도 5의 'B"부 상세도를 도시하고 있는 것이다.

본 발명의 실험실 흄후드는, 전면으로 개폐 가능한 도어(11)가 구비되는 본체의 내측에 공기유로(131,141,161)와 후드(20)측으로 공기 흐름을 유도하는 공기차단판(17)이 설치되는 챔버(10), 상기 챔버(10)에서 발생하는 유해물질을 배출시키도록 후드(21,Hood)가 장착된 배기부(20), 상기 챔버(10)에 공기를 공급하도록 블로우어(31,blower)가 구비된 공기공급부(30), 상기 배기부(20)와 공기공급부(30) 일측면으로 접속되어 공기를 순환시키는 배기유로(40,50)와, 상기 배기유로(40,50) 사이에 설치되는 공기정화실(60)을 포함한다.

상기 챔버(10)는 본체의 내측 바닥면(12)으로 강제 송풍되는 공기를 토출시키도록 양쪽 측면(13a,13b)과 배면(14) 가장자리에 폭이 작고 길이가 긴 양쪽 판재의 작은 틈새 사이로 공기를 토출시키는 공기유로(131,141)가 형성된다.

도 4와 도 6에 나타낸 바와 같이 챔버(10)의 전면(15) 바닥에는 "ㄱ" 모양으로 절곡되어 바닥면(12)으로부터 소정의 간격으로 이격되도록 폭이 작고 길이가 긴 가이드(16)를 설치하고, 상기 가이드(16)의 선단부에는 45°기울기를 이루도록 소정의 길이로 연장되는 가이드날개(160)를 연장되게 형성하여 바닥면(12)과 가이드(16)에 연장되는 가이드날개(160) 사이에 형성되는 비좁은 틈새 사이로 공기가 토출되는 공기유로(161)가 설치된다.

상기 공기유로(161)는 하부측 공기공급부(30)로 부터 강제 송풍되는 정화된 공기가 바닥면(12)을 통해 그 상부측으로 챔버(10)로 직접 토출되지 않고 바닥면(12)에 부딪힌 후 가이드(16)와 그 선단으로 연장되는 가이드날개(160)에 의해 비좁게 형성된 좁은 틈새를 따라 챔버(10)로 유출되도록 유도함에 따라 공기는 45° 기울기를 갖는 가이드날개(160)에 의해 강한 압력을 동반하며 후드의 바깥쪽 공기 일부를 흡입하면서 점진적으로 상승하며 상부측 후드를 통해 배출시킬 수 있는 것이다.

이처럼 송풍되는 공기를 직접 토출시키지 아니하고 점진적으로 좁아지는 형태를 이루는 공기유로(161)를 따라 토출시킴에 따라 공기유로(161)를 통해 토출되는 공기압은 크게 상승하여 강한 압력을 동반하면서 토출되어질 수 있게 된다.

또한, 상면에는 후드(20)측으로 와류를 유도하는 공기차단판(17)을 설치하여 양쪽 측면(13a,13b)과 배면(14)의 공기유로(131,141)를 통해 토출되는 정화된 공기는 전처리시 발생하는 흄과 함께 기압이 낮은 쪽으로 이동한 후 상부측으로 상승하며 와류를 형성하며 전면부로 확산하려 할 때 공기차단판(17)에 부딪혀 다시 후드쪽으로 공기의 흐름을 유도할 수 있는 것이다.

상기 배기부(20)는 챔버(10) 상부측에 설치되어 챔버(10)에서 발생하는 유해물질을 후드(21,Hood)를 통해 모두 집진 배출시키도록 되어 있다.

상기 공기공급부(30)는 챔버(10)의 하부측에 배치되어 챔버(10)로 공기를 공급하도록 블로우어(31,blower)가 장착된다.

상기 배기부(20)와 공기공급부(30) 일측에는 공기를 순환시키도록 배기유로(40,50)가 연결되고, 상기 배기유로(40,50)에는 습식스크러버로 제거되지 않은 유기 유해가스제거를 위한 활성탄 및 제올라이트 등과 같은 유기가스제거필터(61)와 미세먼지 제거를 위한 헤파필터(63)가 취부되는 공기정화실(60)이 연결된다.

상기 유기가스제거필터(61)는 상기 케이스의 상부 중앙을 기준으로 일측에 장착되고 산과 유기가스가 유입되면서 포집 및 정화가 이루어지는 유입부, 상기 케이스의 상부 중앙을 기준으로 반대 측에 장착되고 산과 유기가스가 제거된 가스를 포집 및 정화하여 외부로 배출하는 배출부, 상기 유입부와 배출부의 하부에 간격을 두고 배치되고 산과 유기가스를 포집한 입자를 용해부로 전달시키는 하부 경사판, 상기 하부 경사판의 하부에 장착되고 산과 유기가스가 포집된 입자를 용해시키는 용해부, 상기 케이스의 일측에 장착되고 상기 유입부와 배출부 및 용해부에 냉각수를 공급하는 냉각부를 포함한다.

산과 유기가스가 포집된 입자를 용해시키는 용해부의 용해물질은 수산화칼슘 또는 수산화나트륨 또는 수산화칼슘 및 수산화나트륨을 혼합하여 형성될 수 있다.

도 7은 본 발명의 실험실 흄후드의 공기 흐름을 설명하기 위한 참고도로서, 본 발명의 내부순환형 흄후드는 연구원이 도어를 개방한 상태에서 팔을 집어넣어 시약병(400)에 담겨진 유해물질을 취급함에 따라 발생되는 유해물질은 챔버(10)의 하부측에 위치한 공기공급부(30)의 블로우어(31)에 의해 강제 송풍되는 정화된 공기는 각각의 공기유로(131,141,161)를 통해 챔버(10)의 내측으로 토출되어 상부측에 설치된 후드(20)측으로 이동할 때 양쪽 측면(13a,13b)과 배면(14)의 공기유로(131,141)로 토출되는 공기는 그 벽면을 따라 상부측으로 이동하며 후드(20)로 배출되게 되지만 전면에 가이드(16)와 가이드날개(160) 사이의 공기유로(161)로 토출되는 공기는 큰 압력을 동반하면서 바닥면을 따라 배면쪽으로 서서히 상승하며 후드로 이동하게 된다.

이때 후드로 배출되지 않고 와류를 일으키게 되는 공기는 공기차단판(17)에 부딪혀 다시 후드(21)를 통해 배기부(20)쪽으로 이동 배출되게 된다.

이처럼 배기부(20)와 연결된 배기유로(40)의 배관(42)을 경유하여 공기정화실(60)로 유입되는 오염된 공기는 유기가스제거필터(61)는 유입부로 유입되는 산과 유기가스는 물 분사구를 통해 분사되는 물 또는 액체에 의하여, 가스 입자와 액체 방울과의 충돌, 확산에 의한 미소입자의 접촉, 습도 증가에 의한 입자의 부착 응집, 액막에 의한 포집입자의 재비산 방지, 응축에 의한 입자 지름의 증대를 통해 입자를 용이하게 포집할 수 있게 된다. 용해부로 이동한 산과 유기가스의 포집된 입자는 용해부의 수산화칼슘 또는 수산화나트륨 또는 수산화칼슘 및 수산나트륨을 혼합하여 형성되는 용해물질을 통해 용해를 통해 염기성으로 변하게 된다.

상기 공기정화실(60)의 유기가스제거필터(61)와 헤파필터(63)에 의해 정화된 공기는 배기유로(50)의 배관(52)을 통해 블로우어(31)가 구비된 공기공급부(30)로 유입된 후 다시 챔버(10)의 하측으로 강제 순환되는 일련의 과정을 반복하면서 유해물질을 정화하게 된다.

이와 같이 본원발명은 산과 유기가스를 액체 또는 물과 냉각부의 냉각을 통해 가스의 응축효율을 증대시키면서도 제거효율을 확대시킬수 있는 것이다.

따라서 본 발명에 따른 실험실 흄후드는 기존 흄후드에서 발생하는 와류를 해소하여 실험실로 확산 유출되는 것을 근본적으로 차단할 수 있게 되어 실험실의 작업환경이 개선되는 이점이 있는 것이다.

또한, 본 발명은 내부 순환방식을 유도함에 따라 공기가 실험실 흄후드를 통해 공기가 외부 유출됨이 없어 실험실의 항온, 항습 유지와 더불어 에너지를 절감할 수 있어 경제적이다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10: 챔버 11: 도어
12: 바닥면 13a,13b: 측면
14: 배면 15: 전면
16: 가이드 17: 공기차단판
20: 배기부 21: 후드
30: 공기공급부 31: 블로우어
40,50: 배기유로 60: 공기정화실
61: 유기가스제거필터 63: 헤파필터
131,141,161: 공기유로 160: 가이드날개
400: 시약병

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 전면으로 개폐 가능한 도어(11)가 구비되는 본체의 양쪽 측면(13a,13b)과 배면(14) 가장자리에 공기유로(131,141)가 형성되고 전면(15) 바닥에는 바닥면(12)으로부터 소정의 간격으로 이격되는 가이드(16)는 "ㄱ" 모양으로 절곡되어 그 선단부에 45°기울기를 갖는 폭이 작은 가이드날개(160)가 연설되는 공기유로(161)를 형성하고 상면에는 후드(20)측으로 와류를 유도하는 공기차단판(17)이 설치되는 챔버(10), 상기 챔버(10) 상부측에 배치되어 챔버(10)에서 발생하는 유해물질을 배출시키는 후드(21)가 장착된 배기부(20), 상기 챔버(10)의 하부측에 배치되는 블로우어(31)가 구비된 공기공급부(30), 상기 챔버(10)의 배면부에 설치되어 배기부(20)와 공기공급부(30)에 연결되는 배기유로(40,50), 상기 배기유로(40,50) 사이에 습식스크러버로 제거되지 않은 유기 유해가스제거를 위한 유기가스제거필터(61)와 미세먼지 제거를 위한 헤파필터(63)가 취부되는 공기정화실(60)을 더 포함하는 실험실 흄후드.

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