KR20140114119A

KR20140114119A - 실험실 장비용 유해가스 정화장치

Info

Publication number: KR20140114119A
Application number: KR1020130028503A
Authority: KR
Inventors: 장효철
Original assignee: 삼인싸이언스(주)
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2014-09-26

Abstract

본 발명은 실험실에 설치되어 각종 시약용기를 보관하게 되는 시약장이나 실험 중 위험물질의 비산을 방지하는 흄후드(Fume hood) 등의 장비에서 발생되는 악취와 유해가스를 흡입하여 정화할 때 적어도 1회 이상의 세정처리와 흡착 및 분해과정을 전부 또는 선택적으로 거친 후 실외로 배출되게 한 실험실 장비용 유해가스 정화장치에 관한 것으로,
즉, 케이스의 내부 상측으로부터 유해물질을 강제로 흡입하는 팬을 구비한 원통형의 흡입모듈과 유해물질 속의 분진이나 가스 등을 세정수를 분사시켜 수막에 의해 씻어내는 분사노즐을 갖춘 세정모듈과 기류의 접촉범위를 확대되게 하는 유도모듈과 유해물질을 흡착하는 제1필터가 구비된 제1여과모듈과 유해물질을 분해하는 이온클러스터모듈과 제2필터를 갖춘 제2여과모듈이 각각 하부를 향하여 설치되고, 상기 제2여과모듈의 하부에는 상부의 흡입모듈로부터 각 모듈을 통과한 유해물질이 함유된 공기를 일측 관로를 통해 유입되었다가 타측 관로를 통해 상향으로 전환하여 흐르도록 하는 "U"자 형의 연결관이 설치되며, 상기 타측 관로의 상부에는 배기모듈이 상단에 위치하도록 상기 세정모듈, 유도모듈, 제1여과모듈과, 이온클러스터모듈 및 제2여과모듈에 각각 대칭을 이루도록 다수의 모듈이 반복적으로 적층 설치된 것이다.

Description

실험실 장비용 유해가스 정화장치{Purifier of harmful gases for a laboratory equipment}

본 발명은 실험실 장비용 유해가스 정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실험실에 설치되어 각종 시약용기를 보관하게 되는 시약장이나 실험 중 위험물질의 비산을 방지하는 흄후드(Fume hood) 등의 장비에서 발생되는 악취와 유해가스를 흡입하여 정화할 때 적어도 1회 이상의 세정처리와 흡착 및 분해과정을 전부 또는 선택적으로 거친 후 실외로 배출되게 함에 따라, 다양한 종류의 유해물질을 정화하여 실험실의 공기를 청정상태로 유지함과 아울러 인체에 유해한 위험물질로부터 작업자의 안전을 확보할 수 있게 한 실험실 장비용 유해가스 정화장치에 관한 것이다.

일반적으로, 실험실에는 각종 시약용기를 격리되게 보관하기 위한 시약장과 실험과정에서 위험물질의 비산이나 누출로부터 작업자의 안전을 보장하는 챔버를 갖춘 흄후드(Fume Hoods) 등의 장비가 설치되어 있으며, 이러한 장비에서 발생되는 유독가스로부터 작업자를 보호하면서 쾌적한 환경을 유지하도록 실험실의 공기를 강제로 정화하기 위한 공기조화기가 설치되어 있다.

특히, 시약장의 경우에는 내부에 보관된 시약용기로부터 방출되는 시약냄새가 잔류되면서 심한 악취를 유발하게 되었으므로 유해가스를 정화하기 위한 전용의 배기장치를 거쳐 실외로 악취를 배출시키게 되었고, 위험물질을 시험하는 챔버에는 실외로 공기를 배출하는 흄후드가 설치되어 시험과정에서 발생된 유해물질이나 가스가 실내로 비산되지 않도록 배기시킴에 따라, 실험실의 공기 오염을 방지하면서 작업자의 안전을 도모하게 된 것이다.

실험실 또는 실험장비에서 발생되는 유해가스를 정화 및 중화하기 위해 제안된 바 있는 종래기술의 일 예로서 선등록특허 제10-0941666호에 의하면, 상부에 구비된 흡기구로부터 하부의 배기구의 사이에 프리필터, 제1 필터, 중화 펠릿 베드 및 제2 필터를 설치하고 상기 중화 펠릿 베드와 제2 필터 사이, 또는 상기 제1 필터와 중화 펠릿 베드 사이에 위치되게 블로우어(blower)가 내장된 독립적인 형태의 이동형 또는 스탠드형의 실내용 유해 가스 정화 및 중화 장치가 공개되어 있다.

그러나 상기 종래의 기술은 흡기구를 통하여 정화장치의 상부로부터 유입되는 유해가스가 다수의 필터를 순차적으로 거치면서 정화 및 중화되어 기체 하부의 배기구를 통해 배출시켜 실내의 공기를 순환되게 하였으나, 공기와 가스 속의 분진을 물의 분사와 수막에 의해 씻어내는 스크러버(scrubber) 기능이 결여되어 있으므로, 필터에서 제거가 불가능한 성분의 유해물질이 다시 실내로 혼입될 수밖에 없는 문제점이 있었다.

또한, 카트리지 형태로 각기 구성되는 프리필터, 제1 필터, 중화 펠릿 베드 및 제2 필터 등이 사각형태로 되어 있으므로, 블로우어에 의한 송풍력이 원형 관로를 통해 가해질 때, 도 6에서와 같이, 공기압이 집중되는 부위를 중심으로 포집이 이루어지면서 압력이 편중되어 공기의 흐름이 원활하지 않게 됨으로써 유해물질의 포집효율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 유해가스 정화장치의 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 그 목적은 시약장이나 흄후드 또는 유해가스가 발생되는 장비로부터 포집되는 유해가스 및 물질의 종류에 따라 적어도 1회 이상의 세정처리와 흡착 및 분해과정을 전부 또는 선택적으로 거치면서 정화할 수 있는 실험실 장비용 유해가스 정화장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 유해가스를 세정하는 스크러버와 유해가스를 흡착하는 필터 및 유해가스를 분해하는 이온클러스터를 각각 원통체의 모듈로 구성하여 선택적으로 적층되게 장착한 후 "u" 형 관로의 양측에 복수로 배치되는 필터스테이션으로 구성되어 유해물질의 포집 및 제거할 수 있는 실험실 장비용 유해가스 정화장치를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 케이스의 내부 상측으로부터 유해물질을 강제로 흡입하는 팬을 구비한 원통형의 흡입모듈과 유해물질 속의 분진이나 가스 등을 세정수를 분사시켜 수막에 의해 씻어내는 분사노즐을 갖춘 세정모듈과 기류의 접촉범위를 확대되게 하는 유도모듈과 유해물질을 흡착하는 제1필터가 구비된 제1여과모듈과 유해물질을 분해하는 이온클러스터모듈과 제2필터를 갖춘 제2여과모듈이 각각 하부를 향하여 설치되고, 상기 제2여과모듈의 하부에는 상부의 흡입모듈로부터 각 모듈을 통과한 유해물질이 함유된 공기를 일측 관로를 통해 유입되었다가 타측 관로를 통해 상향으로 전환하여 흐르도록 하는 "U"자 형의 연결관이 설치되며, 상기 타측 관로의 상부에는 배기모듈이 상단에 위치하도록 상기 세정모듈, 유도모듈, 제1여과모듈과, 이온클러스터모듈 및 제2여과모듈에 각각 대칭을 이루도록 다수의 모듈이 반복적으로 적층 설치됨으로써, 정화대상이 되는 유해물질의 종류에 따라 상기 각 모듈을 가감 및 선택적으로 결합하여 정화를 하게 된 것이다.

이와 같은 본 발명의 실험실 장비용 유해가스 정화장치는 시약장이나 흄후드 또는 유해가스가 발생되는 장비로부터 발생되는 유해물질을 1회 이상의 세정처리와 흡착 및 분해과정을 전부 또는 선택적으로 거치면서 정화하게 됨으로써 작업환경에 따라 다양한 종류의 유해물질을 일관된 장치에서 효율적으로 정화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 유해가스를 세정하는 스크러버와 유해가스를 흡착하는 필터 및 유해가스를 분해하는 이온클러스터를 각각 원통체의 모듈로 구성하여 "u" 형 관로의 양측에 복수로 배치되게 설치함으로써, 장비를 컴팩트화 하여 보수유지를 용이하게 함과 아울러 유해물질의 포집효율을 향상시킬 수 있는 장점도 있다..

도 1은 본 발명의 실시예의 실험실 장비용 유해가스 정화장치의 외관을 나타낸 사시도,
도 2a 및 2b는 본 발명의 실험실 장비용 유해가스 정화장치의 내부를 보인 사시도와 그 단면구성도,
도 3은 상기 유해가스 정화장치의 일측에 구비된 각각의 유니트를 발췌하여 나타낸 분리사시도,
도 4 및 도 5는 상기 각 유니트의 일부를 확대한 단면도와 그 평면구성도,
도 6은 종래의 사각형으로 된 필터에 유해물질이 포집된 예를 나타낸 평면도,
도 7a ? 7b는 본 발명의 유해가스 정화장치에 대한 각각의 실시예를 나타낸 단면구성도,
도 8a 내지 8d는 본 발명의 유해물질 정화장치를 구성하는 필터스테이션의 스크러버(scrubber) 기능을 이용하여 염화수소 제거효율에 대한 시험성적서.

이하, 본 발명의 실험실 장비용 유해가스 정화장치를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실험실 장비용 유해가스 정화장치의 외관을 나타낸 사시도이고, 도 2a 및 2b는 상기 유해가스 정화장치의 내부를 보인 사시도와 그 단면구성도이며, 도 3은 상기 유해가스 정화장치의 일측에 구비된 각각의 유니트를 발췌하여 나타낸 분리사시도로서, 본 발명은 실험실에 설치된 각종 장비로부터 발생되는 유해가스 및 물질을 케비닛 형태로 된 케이스(10)의 내부로 강제 흡입하여 적어도 1회 이상의 세정처리와 흡착 및 분해 과정을 전부 또는 선택적으로 거친 후 정화된 공기를 배출하게 된 것이다.

상기 케이스(10)의 내부에는 상부로부터 각종 장비에 관(도시하지 않음)으로 연결되어 유해물질을 강제로 흡입하는 팬(21)을 구비한 원통형의 흡입모듈(20)과, 유해물질 속의 분진과 가스를 물의 분사와 수막에 의해 씻어내는 분사노즐(31)을 갖춘 세정모듈(30)과, 기류의 접촉범위를 확장하면서 공간을 확보되게 주름관으로 된 유도모듈(40)과, 유해물질을 흡착하는 제1필터(51)가 타공판(52)에 지지된 제1여과모듈(50)과, 유해물질을 분해하는 이온클러스터모듈(60)과, 제2필터(71)를 갖춘 제2여과모듈(70)이 각각 하부를 향하여 설치되어 있다.

상기 제2여과모듈(70)의 하부에는 상부의 흡입모듈(20)로부터 여러 과정을 통과한 유해물질을 포함한 공기가 일측 관로(81)를 통해 유입되었다가 타측 관로(81')를 통해 상향으로 전환하여 흐르도록 하는 "U"자 형의 연결관(80)이 설치되며, 상기 타측 관로(81')의 상부에는 상기 흡입모듈(20)과 대응하여 설치되는 배기모듈(90)이 상단에 위치하게 상기 세정모듈(30), 유도모듈(40), 제1여과모듈(50)과, 이온클러스터모듈(60) 및 제2여과모듈(70)에 각각 대칭을 이루도록 다수의 모듈이 반복적으로 적층 설치되어 있다.

이때, 상기 연결관(80)의 양측 관로(81)(81')에 각각 설치되어 있는 제1여과모듈(50)과 이온클러스터모듈(60) 및 제2여과모듈(70)은 필요시에 선택적으로 설치위치를 자유로이 바꾸거나 분리 가능한 구조로 되고, 특히 상부에 각각 위치한 세정모듈(30)의 분사노즐(31)을 통해 물이 분사될 경우에는 상기 제1여과모듈(50)과 이온클러스터모듈(60) 및 제2여과모듈(70)이 위치하는 공간에 속이 빈 원통체의 관(pall ring)으로 대체하여 제1, 2여과모?(50)(70)과 이온클러스터모듈(60)이 물에 젖지 않도록 한다.

도 4 및 도 5는 상기 제1여과모듈(50)의 일부를 확대한 단면도와 그 평면구성도로서, 상기 제1여과모듈(50)을 포함하여 그 상부에 위치하는 흡입모듈(20)과 세정모듈(30)은 물론 하부에 위치하는 이온클러스터모듈(60)과 제2여과모듈(70) 등은 원형의 단면을 갖는 원통체로 구성되어 공기의 유로를 형성하게 됨으로써, 팬(21)의 구동에 의해 강제로 흡입되는 유해물질이 포집될 때 원형으로 된 횡단면의 전부분에서 균일하게 분산된 상태로 포집되는 것이다.

상기 제1여과모듈(50)과 이온클러스터모듈(60) 및 제2여과모듈(70)의 내부벽은, 도 4의 부분확대도에서와 같이, 굴곡으로 형성하여 공기와의 접촉면적을 확대되게 하여 유해물질의 포집 및 정화효율을 높일 수 있도록 하였다.

또한 상기 연결관(80)의 양측 관로(81)(81')에 각각 대칭되게 수직으로 적층 설치되어 있는 세정모듈(30), 제1여과모듈(50), 이온클러스터모듈(60) 및 제2여과모듈(70)은 상호 맞물림이 가능하도록 상부에 요입턱(J)이 구비되고, 그 요입턱의 내주면에는 기밀을 유지하는 실링재(S)가 구비되며, 수직으로 적층된 상기 각 모듈의 연결부는 상호 기밀을 유지하도록 체결고리에 의해 결속되게 하는 것이 바람직하다.

상기 연결관(80)의 하부에는 세정수가 저장되는 탱크(100)가 설치되어 이에 급수펌프(101)를 매개로 각 세정모듈(30)에 구비된 분사노즐(31)에 세정수를 동시에 또는 개별적으로 공급하는 라인(102)이 연결되고, 상기 연결관(80)의 바닥에는 분사노즐(31)을 통해 분사된 오염수가 하부 측에 위치한 유도모듈(40)을 경유하여 낙하될 때 탱크(100)에 유입되게 하는 배수구(82)가 구비되어 있다.

따라서, 상기와 같은 본 발명은 시험실 또는 시험장비에서 발생되는 가스나 악취 및 이물질 등의 유해물질이 케이스(10)의 상부 일측에 구비된 팬(21)에 의해 흡입모듈(20)의 내부로 강제로 흡입되어 그 하부에 위치한 세정모듈(30), 유도모듈(40), 제1여과모듈(50), 이온클러스터모듈(60) 및 제2여과모듈(70)을 순차적으로 통과하면서 하부를 향하여 흐르다가 "U"자 형의 연결관(80)을 경유하면서 상향으로 방향을 전환하여 타측 관로(81')의 상부에 설치된 제2여과모듈(70), 이온클러스터모듈(60), 제1여과모듈(50), 유도모듈(40) 및 세정모듈(30)을 순차적으로 통과한 후 배기모듈(90)을 통해 배출하게 됨으로써, 상기 양측에 설치된 제1여과모듈(50)과 이온클러스터모듈(60) 및 제2여과모듈(70)에 의해 유해물질 중의 악취와 가스 등이 반복적으로 흡착 및 분해하게 된다.

즉, 상기 세정모듈(30)을 통과한 공기는 유도모듈(40)을 거쳐 되면서 제1필터(51)가 구비된 제1여과모듈(50)을 거쳐 1차적인 정화가 이루어지고, 이어서 이온클러스터모듈(60)과 제2필터(71)를 갖춘 제2여과모듈(70)을 거쳐 2차, 3차의 정화가 이루어지며, 이어서 제2여과모듈(70)을 통과한 유해물질을 포함한 공기는 "U"자 형의 연결관(80)을 경유하면서 방향을 전환하여 타측 관로(81')의 상부에 설치된 제2여과모듈(70), 이온클러스터모듈(60) 및 제1여과모듈(50)을 재차 통과하면서 배기모듈(90)을 통해 정화된 공기를 외부로 배출시키게 되는 것이다.

상기 정화과정에서 세정모듈(30)에 구비된 분사노즐(31)을 통해 물을 분사하여 수막에 의해 유해물질을 제거하는 이른바, 스크러버(scrubber) 작업을 할 경우에는 그 작업 전에, 도 7a의 일 실시예에서와 같이, 물이 분사되는 양측의 세정모듈(30)의 하부에 위치하는 제1여과모듈(50)과 이온클러스터모듈(60) 및 제2여과모듈(70)을 분리하여 속이 빈 원통체의 관(pall ring)으로 교체하게 됨으로써, 습기에 취약한 제1, 2여과모?(50)(70)과 이온클러스터모듈(60)가 물에 젖지 않도록 보호하게 된다.

또한, 도 7b의 다른 실시예에서와 같이, 일측의 세정모듈(30)에서 스크러버 작업이 이루어질 때에는 상기와 같이 해당위치의 하부에 속이 빈 원통체의 관으로 교체되게 하되 세정이 이루어지지 않는 위치에는 제1여과모듈(50)과 이온클러스터모듈(60) 및 제2여과모듈(70)을 적층되게 함은 물론 또 다른 제1여과모듈(50)을 더 적층되게 함으로써, 유해물질 중의 분진을 씻어내는 기능과 병행하여 악취와 가스를 흡착 및 분해하는 기능을 동시에 수행하게 되는 것이다.

한편, 상기 세정모듈(30)에 구비된 분사노즐(31)로부터 분사되는 세정수는 하부에 위치하는 유도모듈(40), 제1여과모듈(50), 이온클러스터모듈(60) 및 제2여과모듈(70)을 경유하여 "U"자 형의 연결관(80)의 바닥으로 집류된 상태에서 그 하부에 구비된 배수구(82)를 통해 탱크(100)로 유입되며, 탱크에 유입된 세정수는 급수펌프(101)의 구동으로 라인(102)으로 연결된 분사노즐(31)로 재공급하는 리싸이클링을 하게 된다.

위에서는 흡입모듈(20)을 통해 강제로 흡입되는 유해물질이 세정모듈(30)로부터 그 하부 측에 위치한 유도모듈(40), 제1여과모듈(50)과, 이온클러스터모듈(60) 및 제2여과모듈(70)을 순차적으로 통과하는 것을 설명하였으나, 유해물질의 특성에 맞도록 하나 이상의 모듈을 선택하여 설치하여 정화하는 것도 가능하다.

도 8a 내지 8d는 본 발명의 유해물질 정화장치를 구성하는 필터스테이션의 스크러버(scrubber) 기능을 이용하여 염화수소 제거효율에 대한 시험성적서에 관한 것으로, 상기 도 7a의 실시예에서와 같이 양측의 세정모듈(30)을 각각 가동한 결과, 30분 동안 가동하였을 때 염화수소 제거 효율이 96.75(%)이고, 60분 동안 가동하였을 때 염화수소 제거 효율이 94.66(%)로서, 단시간에 유해물질이 현저히 제거됨을 확인할 수 있었다.

10 : 케이스 20 : 흡입모듈
30 : 세정모듈 31 : 분사노즐
40 : 유도모듈 50 : 제1여과모듈
51 : 제1필터 52 : 타공판
60 : 이온클러스터모듈 70 : 제2여과모듈
71 : 제2필터 80 : 연결관
81, 81' : 관로 90 : 배기모듈
100 : 탱크 101 : 급수펌프
102 : 라인
J : 요입턱
S : 실링재

Claims

케이스(10)의 내부 상측으로부터 유해물질을 강제로 흡입하는 팬(21)을 구비한 원통형의 흡입모듈(20)과 유해물질 속의 분진이나 가스를 세정수의 분사와 수막에 의해 씻어내는 분사노즐(31)을 갖춘 세정모듈(30)과 기류의 접촉범위를 확대되게 하는 유도모듈(40)과 유해물질을 흡착하는 제1필터(51)가 타공판(52)에 지지된 제1여과모듈(50)과 유해물질을 분해하는 이온클러스터모듈(60)과 제2필터(71)를 갖춘 제2여과모듈(70)이 각각 하부를 향하여 설치되고, 상기 제2여과모듈(70)의 하부에는 상부의 흡입모듈(20)로부터 각 모듈을 통과한 유해물질이 함유된 공기를 일측 관로(81)를 통해 유입되었다가 타측 관로(81')를 통해 상향으로 전환하여 흐르도록 하는 "U"자 형의 연결관(80)이 설치되며, 상기 타측 관로(81')의 상부에는 배기모듈(90)이 상단에 위치하도록 상기 세정모듈(30), 유도모듈(40), 제1여과모듈(50)과, 이온클러스터모듈(60) 및 제2여과모듈(70)에 각각 대칭을 이루도록 다수의 모듈이 반복적으로 적층 설치된 구성을 특징으로 하는 실험실 장비용 유해가스 정화장치.
제 1항에 있어서, 상기 연결관(80)의 하부에 세정수가 저장되는 탱크(100)가 설치되어 이에 급수펌프(101)를 매개로 세정모듈(30)에 구비된 분사노즐(31)에 세정수를 공급하는 라인(102)이 연결되고, 상기 연결관(80)의 바닥에 분수노즐(31)을 통해 분사된 오염수가 하부에 위치한 탱크(100)에 유입되게 배수구(82)가 구비된 구성을 특징으로 하는 실험실 장비용 유해가스 정화장치.
제 1항에 있어서, 상기 연결관(80)의 양측 관로(81)(81')에 각각 대칭되게 수직으로 적층 설치되어 있는 다수의 모듈은 상호 맞물림이 가능하도록 상부에 요입턱(J)이 구비되고, 그 요입턱의 내주면에는 기밀을 유지하는 실링재(S)가 구비된 구성을 실험실 장비용 유해가스 정화장치.
제 1항에 있어서, 상기 유도모듈(40)의 내주면에 분사노즐(31)로부터 물이 분사될 때 공기 중의 유해물질이 접촉되는 면을 확대되게 하는 주름관이 형성되고, 각 모듈의 측면에 적층된 각 모듈을 결속되게 하는 체결고리가 형성된 구성을 특징으로 하는 실험실 장비용 유해가스 정화장치.