KR102237642B1 - 교육용 기체 발생 실험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교육용 기체 발생 실험장치에 관한 것으로, 그 목적은 화학적 반응에 의해 기체가 생성되어지는 현상을 직접적으로 관찰하여, 화학반응에 대한 원리를 이해하고 이를 통해 교육효과를 극대화할 수 있는 교육용 기체 발생 실험장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 상측에 제1,2홀더를 구비하는 본체부; 본체부의 제1,2홀더에 패킹재를 매개로하여 밀폐되어지도록 수직 탈장착되는 제1,2반응부; 제1,2반응부의 상측에 결합되어지는 제1,2포집기구; 제1,2반응부내의 반응공간내에 위치하도록 제1,2홀더 상에 공급되어지는 고형반응물; 제1,2홀더에 구비된 주입유로를 통해 고형반응물이 위치한 반응공간내로 공급되어지는 액상반응물;을 포함하여,
반응공간내로 공급되어지는 액상반응물과 반응공간내에 배치된 고형반응물의 반응에 의해 반응공간내에 동일 또는 서로 다른 기체가 생성되어지고, 생성된 기체는 제1,2포집기구에 의해 정량적 포집이 이루어지도록 되어 있다.

Description

교육용 기체 발생 실험장치{Gas generator for educational of experimenatal}

본 발명은 교육용 기체 발생 실험장치에 관한 것으로, 화학적 반응에 의해 동일 또는 서로 다른 기체를 발생시켜 포집할 수 있고, 발생된 기체의 시각적 관찰 및 포집을 용이하게 할 수 있는 교육용 기체 발생 실험장치에 관한 것이다.

일반적으로 화학적 반응에 의한 기체발생 및 기체포집 실험은 초등학생 또는 중학생의 과학실험에서 각종 시료의 화학반응을 통해, 특정 기체(예를 들어 산소나 이산화탄소 혹은 수소등)의 성질을 확인하는 실험으로 이루어지고 있으며, 이와 같은 실험은 집기병과 수조, 깔때기, 유리관, 비커, 삼각 플라스크 등에 의해 이루어지고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 실험에는 기체의 포집장치로 단순히 집기병이 사용되어지고 있어, 발생 및 저장되어진 기체의 양을 정확하게 측정할 수 없을 뿐 아니라 기체의 저장유무조차 시각적으로 확인할 수 없는 문제점이 있었다. 특히 집기병내에 수용된 기체의 배출을 제어할 수 있는 별도의 수단이 구비되지 못하고 있어, 반복 실험시에는 집기병내에 기체를 다시 저장시켜야 하므로, 실험과정에서 불필요한 시간낭비와 번거로움이 발생되는 문제점이 있었다.

특히, 종래의 실험은 액체와 액체의 반응에 의해 기체가 생성되어지는 실험으로 이루어져 있어, 기체의 생성량을 일정하게 제어하기 곤란하였으며, 다수번 반복실험시 매번 생성되어지는 기체의 생성량에 차이가 발생되어, 다른 실험기구와의 연계가 이루어질 수 없는 등 여러가지 문제점이 있었다.

등록실용신안공보 등록번호 20-0363350(2004.09.20) 등록특허공보 등록번호 10-0692383(2007.03.02)

본 발명의 목적은 화학적 반응에 의해 기체가 생성되어지는 현상을 직접적으로 관찰하여, 화학반응에 대한 원리를 이해하고 이를 통해 교육효과를 극대화할 수 있는 교육용 기체 발생 실험장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 간단한 방법에 의해 반복적으로 기체를 생성 및 포집할 수 있는 교육용 기체 발생 실험장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상측에 제1,2홀더를 구비하는 본체부; 본체부의 제1,2홀더에 패킹재를 매개로하여 밀폐되어지도록 수직 탈장착되는 제1,2반응부; 제1,2반응부의 상측에 결합되어지는 제1,2포집기구; 제1,2반응부내의 반응공간내에 위치하도록 제1,2홀더 상에 공급되어지는 고형반응물; 제1,2홀더에 구비된 주입유로를 통해 고형반응물이 위치한 반응공간내로 공급되어지는 액상반응물;을 포함하여,

반응공간내로 공급되어지는 액상반응물과 반응공간내에 배치된 고형반응물의 반응에 의해 반응공간내에 동일 또는 서로 다른 기체가 생성되어지고, 생성된 기체는 제1,2포집기구에 의해 정량적 포집이 이루어지도록 되어 있다.

본 발명은 반응물간의 화학적 반응에 의한 기체의 생성과정이 시각적으로 관찰되어질 수 있어, 반응물질간의 화학적 변화에 대한 원리 및 관련 학습에 대한 이해를 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 실험을 통해 교육생의 참여를 확대할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 구조가 간단하면서도 안정성을 구비하도록 되어 있어, 실험과정에 대한 안정성이 높을 뿐 아니라, 교사 및 학생들이 손쉽게 실험할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 발생된 기체의 정확한 체적량을 시각적으로 확인할 수 있어, 다른 실험기구와의 연계성 즉, 다른 실험기구에 사용되어지는 기체를 필요한 양만큼 포집하여 제공할 수 있어, 사용의 편의성이 증대되어지는 효과가 있다.

본 발명은 기체반응부를 정제부에 연결할 경우, 수상치환법을 통해 더욱 순수한 기체를 포집할 수 있어, 고순도의 기체에 대한 포집효율을 증진시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 액체물질과 고체형태 물질의 반응에 의해 기체가 발생되어지도록 되어 있어, 장기간 다수번 반복하여도 기체의 발생이 일정하게 유지될 뿐 아니라, 발생된 외부유출이 방지되는 효과가 있다.

본 발명은 서로 다른 2 가지 기체를 동시에 발생시키고 이를 정량적으로 포집할 수 있어, 기체포집을 위한 실험시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있을 뿐 아니라, 기체연소에 의한 불꽃실험, 기체반응실험, 로켓발사실험 등등 다른 실험과 연계하여 기체연소 및 화학반응에 의한 기체특성을 좀더 명확하게 이해할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 간단한 구조의 소형으로 이루어져 있어, 공간적 활용성을 증대시킬 수 있으며, 이를 통해 학교내 실험실에서도 손쉽게 과학적인 실험을 진행할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 고체형태의 반응물질이 수용되어지는 반응공간부가 관찰용기에 의해 손쉽게 밀폐되어지도록 되어 있어, 정확하고 신속한 실험이 이루어질 수 있는 등 많은 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 분해구성을 보인 예시도
도 3 은 본 발명의 구성을 보인 또다른 예시도
도 4 는 본 발명에 따른 홀더의 상세구조를 보인 예시도
도 5 는 본 발명에 따른 반응관의 구성을 보인 예시도

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 분해구성을 보인 예시도를, 도 3 은 본 발명의 구성을 보인 또다른 예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 홀더의 상세구조를 보인 예시도를, 도 5 는 본 발명에 따른 반응관의 구성을 보인 예시도를 도시한 것으로,

본 발명은 상측에 제1,2홀더(31,32)를 구비하는 본체부(30)와, 본체부의 제1,2홀더(31,32)에 패킹재(91,92)를 매개로하여 밀폐되어지도록 수직 탈장착되는 제1,2반응부(10,20)와, 제1,2반응부(10,20)의 상측에 결합되어지는 제1,2포집기구(40,50)와, 제1,2반응부내의 반응공간(12,22)내에 위치하도록 제1,2홀더(31,32) 상에 공급되어지는 고형반응물(60)과, 제1,2홀더에 구비된 주입유로(34,35)를 통해 고형반응물이 위치한 반응공간(12,22)내로 공급되어지는 액상반응물(70)을 포함하여,

반응공간(12,22)내로 공급되어지는 액상반응물(70)과 반응공간(12,22)내에 위치한 고형반응물(60)의 반응에 의해 반응공간(12,22)내에 기체가 생성되어지고, 생성된 기체는 제1,2포집기구(40,50)에 의해 정량적 포집이 이루어지도록 되어 있다.

또한, 본 발명은 본체부(30)에 제3홀더(33)가 더 돌출형성되어 있으며, 상기 제3홀더(33)에는 또다른 패킹재(93)를 매개로하여 정제부(80)가 결합된다.

상기 본체부(30)는, 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 본체(30a)와, 상기 본체(30a)의 상측에 위치하도록 본체에서 소정높이로 돌출형성된 제1,2홀더(31,32)와, 제1,2홀더(31,32)의 측면(31a,32a)에서 상단면(31b,32b)을 관통하여 구비된 주입유로(34,35)를 포함한다.

상기 제1,2홀더(31,32)는 제1,2반응부(10,20)가 각각 결합되어지는 것으로, 동일한 크기를 구비하거나, 서로 다른 크기를 구비하도록 형성되어질 수 있다.

상기 주입유로(34,35)는, 액상반응물(70)을 반응공간(12,22)내로 이송공급시키기 위한 것으로, 도 2 및 도 4 의 (a) 에 도시된 바와 같이, 액상반응물(70)이 저장된 액상저장부(71)와 연결되어지는 외측 주입유로(34a,35a)와, 상기 외측 주입유로(34a,35a)와 연통되어지도록 제1,2홀더(31,32)내에 형성된 내측 주입유로(34b,35b)를 포함한다. 즉, 상기 외측 주입유로(34a,35a)는 제1,2홀더의 측면(31a,32a)에 위치하도록 설치되고, 내측 주입유로(34b,35b)는 제1,2홀더의 상단면(31b,32b)에 연결되어지도록 형성되어 있다. 즉, 상기 내측 주입유로(34b,35b)는 제1,2반응부의 반응공간(12,22)에 연통되어지도록 제1,2홀더내에 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 주입유로(34,35)는, 외측 주입유로(34a,35a)가 개폐밸브(72)를 매개로하여 액상반응물(70)이 저장된 액상저장부(71)와 연결설치되며, 상기 액상저장부(71)는 일예로 스크류 주사기가 사용되어질 수 있다. 또한, 상기 외측 주입유로(34a,35a)는, 별도의 공급호스(73)을 통해 액상저장부(71)와 연결될 수 있다.

또한, 상기 본체부(30)는 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 패킹재(93)를 매개로하여 정제부(80)가 설치되는 제3홀더(33)를 더 구비할 수 있으며, 상기 제3홀더(33)는 제1,2반응부(10,20)의 배출구(14,24)와 기체공급호스(37)에 의해 연결되어지는 기체이송유로(36)를 포함한다.

상기 기체이송유로(36)는, 도 4 의 (b)에 도시된 바와 같이, 기체공급호스(37)에 연결되어지는 외측 기체유로(36a)와, 상기 외측 기체유로(36a)와 연통되어지도록 제3홀더(33)내에 형성된 내측 기체유로(36b)를 포함한다. 이때, 상기 내측 기체유로(36b)는 제3홀더의 상단면(33b)에 연결되어지도록 형성되어 있다. 즉, 상기 내측 기체유로(36b)는 정제부(80)의 내부로 기체가 공급되어지도록 형성되어 있다.

상기 패킹재(91,92,93)는 제1,2반응부(10,20)와 제1,2홀더(31,32), 정제부(80)와 제3홀더(33)가 기밀/수밀을 유지하며 결합되어지도록 하는 것으로, 이중 패킹구조 즉, 내벽(94)과 외벽(95)가 소정거리 이격되어 이중밀폐가 이루어지도록 되어 있다.

또한, 상기 본체부(30)는 일측에 고형반응물 저장부(39)가 더 구비되도록 되어 있다.

상기 고형반응물 저장부(39)는 촉매작용을 하는 고형반응물(60)을 저장하기 위한 것으로, 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 내부에 고형반응물(60)이 저장될 수 있는 수용공간(39a)을 구비하는 박스형태로 이루어져 있으며, 커버(39b)에 의해 수용공간(39a)이 개폐되어지도록 구성되어 있다. 이와 같은 고형반응물 저장부(39)는 제1,2,3홀더와 소정거리 이격되어지도록 형성되어 있으며, 제1,2반응부에 사용되어지는 고형반응물이 분리저장될 수 있도록 2∼3개가 형성되어 있다.

또한, 상기 고형반응물 저장부(39) 역시 수용공간(39a)내에 저장된 고형반응물의 수량에 대한 확인이 용이하게 이루어지도록 투명재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제1,2반응부(10,20)는 외부에서 내부의 반응공간(12,22)에 대한 시각적 관찰이 이루어질 수 있도록, 투명 유리 또는 투명 합성수지재질로 이루어져 있으며, 도 1 내지 도 5 에 도시된 바와 같이, 상측에 개폐밸브(15,25)가 설치되는 배출구(14,24)를 구비하고, 하측이 본체의 제1,2홀더(31,32)에 끼움결합되며, 내부에 하향개방되어진 내부공간(11,21)이 형성되어 있다.

상기 내부공간(11,21)은 제1,2홀더(31,32) 및 패킹재(91,92)에 결합되어지는 결합공간(13,23)과, 액상반응물과 고형반응물의 반응이 일어나는 반응공간(12,22)으로 이루어져 있다.

상기 반응공간(12,22)은 제1,2홀더(31,32)에 제1,2반응부(10,20)가 밀착결합될 시, 제1,2홀더 상단면(31b,32b)에서 제,2반응부 배출구(14,24)까지의 내부공간을 의미하고, 상기 결합공간(13,23)은 제1,2홀더(31,32)에 접촉결합되어지는 내부공간을 의미하는 것으로, 상기 결합공간(13,23)과 반응공간(12,22)는 본 발명의 설명을 돕기 위한 것일 뿐, 실질적으로 내부공간(11,21)이 반응공간과 결합공간으로 구분되어 형성되는 것은 아니다.

또한, 상기 제1,2반응부(10,20)는 하측에, 주입유로(34,35) 즉, 외측 주입유로(34a,35a)가 삽입되어지는 유로삽입홀(16,26)이 내부공간(11,21)과 연통되어지도록 일측에 관통형성되어 있다.

또한, 제1,2반응부(10,20)의 외면에는 측정눈금(17,27)이 더 표기될 수 있으며, 이와 같이 측정눈금(17,27)이 표기되어 있을 경우, 반응공간(12,22)내로 공급되어지는 액상반응물의 양과, 기체 생성에 따른 액상반응물의 용량변화 등을 정량적으로 확인할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 유로삽입홀(16,26)에는 도 5 의 (b) 에 도시된 바와 같이, 내측방향으로 접촉돌기(16a,26a)가 더 돌출형성되어 있으며, 유로삽입홀(16,26)이 결합되어지는 외측 주입유로의 외면 양측에는 유로삽입홀의 접촉돌기(16a,26a)에 대응(일 예로 맞물림)되어지는 결합홈(34c,35c)이 더 돌출형성될 수 있다.

즉, 제1,2홀더(31,32)에 대하여 제1,2반응부(10,20)가 수직결합되어질 경우, 제1,2반응부의 유로삽입홀(16,26)에 형성된 접촉돌기(16a,26a)와, 외측 주입유로의 외면 양측에 형성된 결합홈(34c,35c)의 결합에 의해 제1,2홀더(31,32)와 제1,2반응부(10,20)가 더욱 견고하게 결합되어진다.

이와 같은 접촉돌기에 의한 맞물림결합은 반응공간내 기체발생에 따른 압력상승에 의해 제1,2홀더로부터 제1,2반응부의 흔들림 또는 비틀림 또는 일부분 들뜸 현상이 방지되어지게 된다.

상기와 같이 구성된 제1,2반응부(10,20)는 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 고정볼트(95)에 의해 제1,2홀더(31,32)에 일체로 고정설치되어진다. 즉, 제1,2홀더(31,32)에 결합되어지는 제1,2반응부(10,20)의 하측에는 볼트홀(18,28)이 관통형성되어 있으며, 상기 제1,2홀더의 일측에는 볼트홀(18,28)과 연통되어지는 홀더볼트홀(31c,33c)이 형성되어 있어, 제1,2반응부의 볼트홀(18,28)과, 제1,2홀더의 홀더볼트홀(31c,33c)에 고정볼트(95)가 각각 체결됨으로써, 제1,2홀더(31,32)와 제1,2반응부(10,20)가 일체로 고정설치되어지게 된다.

상기 제1,2포집기구(40,50)는, 도 1 에 도시된 바와 같이, 제1,2반응부의 배출구(14,24)에 개폐밸브(15,25)를 매개로 기밀이 유지되도록 유입/토출구(41,51)가 연결되고, 유입/토출구(41,51)를 통해 기체가 공급되어 포집저장되는 저장공간(42,52)이 내부에 형성된 포집본체(43,53)와, 상기 포집본체(43,53)의 저장공간(42,52)내에 기밀이 유지되도록 삽입설치되어 가압에 의해 저장공간(42,52)내 저장된 포집기체를 유입/토출구(41,51)를 통해 외부로 이송시키는 가압부(44,54)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1,2포집기구의 포집본체(43,53)는 유리 또는 플라스틱 등의 투명재질로 이루어져 있으며, 외부면에 측정눈금(45,55)이 표기되어 있다

또한, 상기 제1,2포집기구(40,50)는 유입/토출구(41,51)가 제1,2반응부(10,20)에 직접적으로 연결되어지거나, 포집용 연결호스(도시없음)에 의해 연결되어질 수 있으며, 바람직하게는 제1,2반응부에 개폐밸브(15,25)를 매개로하여 제1,2반응부 상측에 일직선으로 결합되어지도록 직접 연결설치된다.

상기와 같이 구성된 제1,2포집기구(40,50)는 일 예로 실험용 스크류 주사기 및 스크류주사기를 연결하기 위한 연결관(luer connector)이 사용되어질 수 있으며, 제1,2반응부와 일직선상에 위치하도록 수직결합된다.

상기 고형반응물(60)은 제1,2반응부의 반응공간(12,22)내로 공급되어지는 액상반응물(70)과 화학적 반응에 의해 기체를 발생시키는 것으로, 제1,2홀더의 상단면에 안착이 용이하게 이루어지도록 고형화되어 있다.

상기 액상반응물(70)은 제1,2반응부의 반응공간(12,22)내에 위치하는 고형반응물(60)과 화학적 반응에 의해 기체를 발생시키는 것으로, 발생되어지는 기체의 양에 대한 조절이 용이하도록 액상으로 이루어져 있다.

상기 고형반응물(60)과 액상반응물(70)은 그 종류가 특별히 한정되어지는 것은 아니나, 수소기체를 포집하고자 할 경우, 고형반응물(60)로 마그네슘, 아연, 알루미늄, 구리, 철 또는 이들의 합금 등이 사용되어질 수 있고, 액상반응물(70)로 염산, 황산, 질산 등의 산이 사용되어질 수 있다.

또한, 산소기체를 포집하고자 할 경우, 고형반응물(60)로 이산화망간 고형체가 사용되어지고, 액상반응물(70)로 과산화수소가 사용되어질 수 있다. 이때, 상기 이산화망간은 통상적으로 분말형태로 이루어져 있어, 반응공간내에 일정량을 안착시킬 수 없을 뿐 아니라, 액상반응물과의 반응시 단시간내에 산소기체가 폭발적으로 발생되어지므로, 산소기체의 발생량에 대한 조절이 어려운 문제점이 발생되고 있다. 이에 본 발명에서는 분말형태의 이산화망간이 아니라, 고형의 이산화망간 고형체가 사용되어진다.

상기 이산화망간 고형체는 소정의 체적을 구비하면서도 액상반응물(과산화수소)와의 반응에 의해 산소가 일정하게 발생되어지도록 한 것으로, 이산화망간 100 중량부에 대하여, 석고분말 40∼100 중량부가 혼합되어 혼합물이 형성되고, 상기 혼합물에 물 20∼40 중량부가 혼합되어 소정체적을 구비하도록 성형된 후, 실온(5∼35℃)에서 10시간 이상 바람직하게는, 24시간 이상 건조시킨 것이 사용되어진다.

상기 석고분말은 이산화망간에 대한 결합제 기능을 구비할 뿐 아니라, 수화반응에 의해 미세다공체인 에트린자이트(etringite)를 생성하여, 이산화망간 고형체가 일정한 강도를 유지하면서도 혼합된 이산화망간이 지속적으로 촉매작용되어지도록 하는 기능을 구비한다.

상기 석고분말은 40 중량부 미만으로 첨가될 경우, 강도저하로 인해 고형화가 어렵고, 반응실험 중 부서지는 현상이 발생되며, 100 중량부를 초과하여 첨가될 경우, 이산화망간의 함유량이 저하되어 산소기체의 발생량이 저하되게 되므로, 적정범위내에서 첨가되는 것이 바람직하다.

이와 같이 형성된 이산화망간 고형체는 사용이 간편할 뿐 아니라, 액상반응물과 접촉되어지는 이산화망간의 양이 제한되어 있어 장시간동안 산소 발생량을 안정적으로 확보할 수 있을 뿐 아니라, 다수번 반복적인 재사용이 가능하다.

또한, 이산화탄소를 포집하고자 할 경우, 액상반응물(70)로 염산이 사용되어지고, 고형반응물(60)로 대리석이 사용되어질 수 있다.

상기 정제부(80)는 제1,2반응부(10,20)내에 생성된 기체 중, 공기보다 가벼운 기체를 정제하여 포집하기 위한 것으로, 도 1 내지 도 5 에 도시된 바와 같이, 투명 유리 또는 투명 합성수지재질로 이루어져 있으며, 상측에 제3포집기구(88)가 연결설치되는 기체배출구(84)가 형성되어지고, 하측이 본체의 제3홀더(33)에 패킹재(93)를 매개로 하여 기밀이 유지되어지도록 끼움결합되며, 내부에 하향개방되어진 내부공간(81)이 형성되어 있다.

상기 내부공간(81)은 제3홀더(33) 및 패킹재(93)에 결합되어지는 결합공간(83)과, 기체의 정제를 위한 물이 저장되고 기체가 포집되는 포집공간(82)으로 이루어져 있다. 상기 결합공간(83)과 포집공간(82)은 정제부(80)가 제3홀더(33)에 수직결합되어질 때 이해를 돕기 위한 것으로, 실질적으로 정제부의 내부공간(81)이 결합공간(83)과 포집공간(82)으로 구분되어 형성되어지는 것은 아니다.

또한, 상기 정제부(80)는 하측에 기체이송유로(36) 즉, 외측 기체유로(36a)가 삽입되어지는 유로삽입홀(86)이 내부공간(81)과 연통되어지도록 일측에 관통형성되어 있다.

상기 제3포집기구(88)는 정제부내에 포집된 순수기체를 포집/이동시키기 위한 것으로, 스크류 주사기 등이 사용되어질 수 있으며, 상기 스크류 주사기는 개폐밸브(87)을 매개로 하여 기체배출구(84)에 연결설치된다.

상기와 같이 구성된 정제부(80)는 본체의 제3홀더(33)에 밀폐되어지도록 설치된 후 기체주입유로(85) 또는 기체배출구(84)를 통해 정제부의 포집공간(82)내로 물이 주입충전되고, 기체공급호스(37)에 의해 제1반응부(10) 또는 제2반응부(20)내에 생성된 기체가 포집공간(82)내로 공급되어지게 되므로, 포집공간내에는 정제된 기체가 포집되어지게 된다.

또한, 본 발명에 설치된 개폐밸브는 기밀 및 수밀이 유지되어지는 3방밸브 또는 2방밸브로 이루어진 것이 바람직하며, 이와 같은 개폐밸브는 공지의 것이 사용되어지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 교육용 기체 발생 실험장치는 공기보다 가벼운 수소, 산소, 이산화탄소의 포집 및 정제에 효율적으로 적용되어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되어지는 것은 아니며, 다양한 기체의 생성 및 포집에 활용되어질 수 있다.

수소 및 산소기체 포집

본체의 제1홀더 상단면에 마그네슘 조각을, 제2홀더 상단면에 이산화망간 고형체를 각각 올려놓고, 본체의 제1,2홀더에 제1,2반응부를 각각 결합하여 반응공간을 밀폐시킨 후, 제1반응부의 반응공간내로 주입유로를 통해 묽은염산 주입공급하고, 제2반응부의 반응공간내로 주입유로를 통해 과산화수소를 주입공급하게 되면, 제1반응부의 반응공간내에서는 묽은 염산과 마그네슘의 반응에 의해 수소기체가 발생되어지고, 제2반응부의 반응공간내에서는 이산화망간 고형체와 과산화수소의 반응에 의해 산소기체가 발생되어지게 된다.

이와 같이 제1반응부내에 생성저장된 수소기체와 제2반응부내에 생성저장된 산소기체는 제1반응부에 결합된 제1포집기구, 제2반응부에 결합된 제2포집기구에 의해 포집되어진 후, 수소 또는 산소기체를 필요로하는 실험에 사용되어질 수 있다. 이때, 상기 수소 또는 산소기체는 공기보다 가벼우므로, 제1,2포집구는 유입/토출구를 폐쇄시키지 않고도 수소 또는 산소기체의 이송이 가능하게 된다.

상기 묽은 염산 및 과산화수소는 수소 및 산소 기체발생에 사용되어지는 공지의 것이 사용되므로,이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

(10) : 제1반응부 (11) : 내부공간
(12) : 반응공간 (13) : 결합공간
(14) : 배출구 (15) : 개폐밸브
(16) : 유로삽입홀 (16a) : 접촉돌기
(17) : 측정눈금 (18) : 볼트홀
(20) : 제2반응부 (21) : 내부공간
(22) : 반응공간 (23) : 결합공간
(24) : 배출구 (25) : 개폐밸브
(26) : 유로삽입홀 (26a) : 접촉돌기
(27) : 측정눈금 (28) : 볼트홀
(30) : 본체부 (30a) : 본체
(31) : 제1홀더 (31a) : 측면
(31b) : 상단면 (31c) : 홀더볼트홀
(32) : 제2홀더 (32a) : 측면
(32b) : 상단면 (32c) : 홀더볼트홀
(33) : 제3홀더 (33a) : 측면
(33b) : 상단면 (34) : 주입유로(1홀더)
(34a) : 외측 주입유로 (34b) : 내측 주입유로
(34c) : 결합홈 (35) : 주입유로(2홀더)
(35a) : 외측 주입유로 (35b) : 내측 주입유로
(35c) : 결합홈 (36) : 기체이송유로
(36a) : 외측 기체유로 (36b) : 내측 기체유로
(37) : 기체공급호스
(39) : 고형반응물 저장부 (40) : 제1포집기구
(41) : 유입/토출구 (42) : 저장공간
(43) : 포집본체 (44) : 가압부
(45) : 측정눈금
(50) : 제2포집기구 (51) : 유입/토출구
(52) : 저장공간 (53) : 포집본체
(54) : 가압부 (55) : 측정눈금
(60) : 고형반응물
(70) : 액상반응물 (71) : 액상저장부
(72) : 개폐밸브 (73) : 공급호스
(80) : 정제부 (81) : 내부공간
(82) : 포집공간 (83) : 결합공간
(84) : 기체배출구 (85) : 기체주입유로
(86) : 유로삽입홀 (87) : 개폐밸브 및 연결관
(88) : 제3포집기구 (91,92,93): 패킹재
(94) : 내벽 (95) : 외벽
(100) : 교육용 기체 발생 실험장치

Claims (8)

1. 상측에 제1,2홀더를 구비하는 본체부;
   본체부의 제1,2홀더에 패킹재를 매개로하여 밀폐되어지도록 수직 탈장착되는 제1,2반응부;
   제1,2반응부의 상측에 결합되어지는 제1,2포집기구;
   제1,2반응부내의 반응공간내에 위치하도록 제1,2홀더 상에 공급되어지는 고형반응물;
   제1,2홀더에 구비된 주입유로를 통해 고형반응물이 위치한 반응공간내로 공급되어지는 액상반응물;을 포함하되,
   상기 제1,2반응부는 투명 유리 또는 투명 합성수지재질로 이루어지고, 상측에 개폐밸브가 설치되는 배출구가 구비되며,, 하측이 본체의 제1,2홀더에 끼움결합되고, 내부에 하향개방되어진 내부공간이 형성되며, 주입유로가 삽입되어지는 유로삽입홀이 내부공간과 연통되어지도록 관통형성되어,
   반응공간내로 공급되어지는 액상반응물과 반응공간내에 배치된 고형반응물의 반응에 의해 반응공간내에 동일 또는 서로 다른 기체가 생성되어지고, 생성된 기체는 제1,2포집기구에 의해 정량적 포집이 이루어지는 것을 특징으로 하는 교육용 기체 발생 실험장치.
   
2. 청구항 1 에 있어서;
   본체부, 본체와, 본체의 상측에 위치하도록 본체에서 소정높이로 돌출형성된 제1,2홀더와, 제1,2홀더의 측면에서 상단면을 관통하여 구비된 주입유로를 포함하고,
   상기 주입유로는, 액상반응물이 저장된 액상저장부와 연결되어지는 외측 주입유로와, 상기 외측 주입유로와 연통되어지도록 제1,2홀더내에 형성된 내측 주입유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 교육용 기체 발생 실험장치.
   
3. 삭제
4. 청구항 1 에 있어서;
   유로삽입홀에는, 내측방향으로 접촉돌기가 더 돌출형성되어 있으며, 유로삽입홀이 결합되어지는 주입유로의 외측 주입유로 외면 양측에는 유로삽입홀의 접촉돌기에 대응되는 또다른 접촉돌기가 더 돌출형성된 것을 특징으로 하는 교육용 기체 발생 실험장치.
   
5. 청구항 1 에 있어서;
   고형반응물은 마그네슘 또는 마그네슘 합금, 아연 또는 아연합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 구리 또는 구리합금, 철 또는 철 합금, 이산화망간 고형체, 대리석으로 이루어진 군에서 선택된 하나이고,
   액상반응물은 고형반응물과의 반응에 의해 기체가 발생되어지도록 염산, 황산, 질산, 과산화수소 중 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 교육용 기체 발생 실험장치.
   
6. 청구항 5 에 있어서;
   이산화망간 고형체는, 이산화망간 100 중량부에 대하여, 석고분말 40∼100 중량부가 혼합되어 혼합물이 형성되고, 상기 혼합물에 물 20∼40 중량부가 혼합되어 소정체적을 구비하도록 성형된 후, 실온에서 10시간 이상 건조된 것을 특징으로 하는 교육용 기체 발생 실험장치.
   
7. 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서;
   본체부는 본체의 상측에 제3홀더가 더 돌출형성되어 있으며, 상기 제3홀더에는 또다른 패킹재를 매개로하여 정제부가 결합되되,
   상기 제3홀더는, 제1,2반응부의 배출구와 기체공급호스에 의해 연결되어지는 기체이송유로를 포함하고,
   상기 기체이송유로는, 기체공급호스에 연결되어지는 외측 기체유로와, 상기 외측 기체유로와 연통되어지도록 제3홀더내에 형성된 내측 기체유로를 포함하며,
   상기 정제부는, 투명 유리 또는 투명 합성수지재질로 이루어지고, 상측에 제3포집기구가 연결설치되는 기체배출구가 구비되며, 하측이 본체의 제3홀더에 패킹재를 매개로 하여 기밀이 유지되어지도록 끼움결합되고, 내부에 하향개방되어진 내부공간이 형성된 것을 특징으로 하는 교육용 기체 발생 실험장치.
   
8. 청구항 1 에 있어서;
   본체부는 일측에 고형반응물 저장부 더 구비되되,
   상기 고형반응물 저장부는, 내부에 고형반응물이 저장될 수 있는 수용공간을 구비하는 박스형태로 이루어져 있으며, 커버에 의해 수용공간이 개폐되어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 교육용 기체 발생 실험장치.

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