KR20170065072A - 질소 건조식 글러브 박스 - Google Patents

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KR20170065072A
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Abstract

건조식 글러브 박스가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 건조식 글러브 박스는, 반응물질이 마련되는 바스켓을 구비하는 화학 반응기에 접근 또는 이격 가능하게 배치되며, 상기 화학 반응기와 연결되는 전면을 제외한 나머지 면이 차폐되는 글러브 박스 캐비닛; 상기 글러브 박스 캐비닛 내에 마련되며, 상기 화학 반응기에서 인출되는 바스켓이 배치되어 건조되는 장소를 형성하는 바스켓 건조부; 및 상기 글러브 박스 캐비닛의 측부에 마련되며, 상기 글러브 박스 캐비닛의 내부와는 차폐된 상태를 유지하되 상기 글러브 박스 캐비닛 내로 작업자의 손이 삽입 가능한 외부 조작용 글러브를 포함한다.

Description

건조식 글러브 박스{Glove box}
본 발명은, 건조식 글러브 박스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 화학 반응기를 사용하기 전에는 반응물질을 미리 건조시켜 보관할 수 있도록 하는 한편 화학 반응기를 통해 화학 반응이 종결된 이후에는 작업자의 안전을 도모하면서도 잔여물 처리를 용이하게 진행할 수 있는 건조식 글러브 박스에 관한 것이다.
특정한 반응물질에 그에 대응되는 반응기체를 투입시켜 화학 반응을 유도하면 원하는 특정 생성물이 얻어진다. 이때 사용될 수 있는 것이 화학 반응기이다.
예컨대, 아래와 같은 [반응식]을 참조하면, 화학 반응기 내에 반응물질인 규화칼슘(CaSi2)에 반응기체인 염소(Cl2)를 넣고 화학 반응시키면 다양한 종류의 염화규소, 예컨대 사염화규소(SiCl4), 육염화이규소(Si2Cl6), 팔염화삼규소(Si3Cl8) 등의 생성물이 얻어질 수 있다. 즉 화학 반응기 내의 온도가 생성물의 끓는점 이상이 되면 생성물이 기화되는데, 기화된 기체가 화학 반응기를 통해 배출될 때 냉각기를 거치게 되면 포집기에 액체로 포집될 수 있다.
[반응식]
CaSi2 + Cl2 → SiCl4(l) + Si2Cl6(l) +Si3Cl8(l) + CaCl2(s)
한편, 전술한 바와 같은 역할을 수행하는 화학 반응기를 사용하기 위해서는 일단, 바스켓 내에 고체상태의 반응물질이 안치된 구조체를 설치하고, 구조체가 갖춰진 바스켓을 반응 하우징 내에 인입시킨 후, 반응기체를 투입시켜 화학 반응을 유도하면 된다.
이때, 바스켓 내에 설치되는 반응물질은 건조된 상태를 유지해야 하기 때문에 화학 반응기를 사용하기 전에는 반응물질을 미리 건조시켜야 보관해야 한다.
뿐만 아니라 화학 반응기를 통해 화학 반응이 종결된 이후에는 바스켓을 꺼내 잔여물 처리를 해야 한다.
그런데, 화학 반응기 내에는 미지의 가스 또는 위험물질이 잔존될 가능성이 높기 때문에 잔여물 처리 시 작업자의 안전문제가 대두될 수 있다는 점을 고려해볼 때, 화학 반응기를 사용하기 전에는 반응물질을 미리 건조시켜 보관할 수 있도록 하는 한편 화학 반응기를 통해 화학 반응이 종결된 이후에는 작업자의 안전을 도모하면서도 잔여물 처리를 용이하게 진행할 수 있도록 하는 방안이 요구된다.
대한민국특허청 출원번호 제10-2001-7016827호
본 발명의 목적은, 화학 반응기를 사용하기 전에는 반응물질을 미리 건조시켜 보관할 수 있도록 하는 한편 화학 반응기를 통해 화학 반응이 종결된 이후에는 작업자의 안전을 도모하면서도 잔여물 처리를 용이하게 진행할 수 있는 건조식 글러브 박스를 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면은, 반응물질이 마련되는 바스켓을 구비하는 화학 반응기에 접근 또는 이격 가능하게 배치되며, 상기 화학 반응기와 연결되는 전면을 제외한 나머지 면이 차폐되는 글러브 박스 캐비닛; 상기 글러브 박스 캐비닛 내에 마련되며, 상기 화학 반응기에서 인출되는 바스켓이 배치되어 건조되는 장소를 형성하는 바스켓 건조부; 및 상기 글러브 박스 캐비닛의 측부에 마련되며, 상기 글러브 박스 캐비닛의 내부와는 차폐된 상태를 유지하되 상기 글러브 박스 캐비닛 내로 작업자의 손이 삽입 가능한 외부 조작용 글러브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조식 글러브 박스를 제공한다.
상기 바스켓 건조부는, 상기 바스켓이 지지되는 바스켓 지지대; 및 상기 바스켓 지지대와 함께 상기 바스켓이 배치되는 공간을 형성하되 후단부가 상기 글러브 박스 캐비닛으로부터 이격배치되는 벽체 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 바스켓 지지대에는 LM 가이드가 결합될 수 있다.
상기 바스켓 건조부는, 상기 바스켓 지지대와 상기 벽체 플레이트에 의해 형성되는 입구를 회동 개폐하는 회동식 윈도우 도어를 더 포함할 수 있다.
상기 바스켓 건조부가 상기 화학 반응기의 바스켓과 동일한 수평높이를 형성하도록 상기 글러브 박스 캐비닛의 높이 방향을 따라 층별로 다수 개 배치될 수 있다.
상기 글러브 박스 캐비닛의 전면 개구부에 마련되며, 상기 화학 반응기에 밀폐되면서 도킹되는 밴드식 밀폐 도킹부를 더 포함할 수 있다.
상기 밴드식 밀폐 도킹부는, 도킹부위를 밀폐하되 가스가 충전되는 가스 충전식 패킹 또는 상기 가스가 충전되지 않는 가스 비충전식 패킹 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 글러브 박스 캐비닛의 일측에 연결되며, 상기 글러브 박스 캐비닛 내로 질소 가스를 투입시키는 질소 가스 투입부; 및 상기 글러브 박스 캐비닛의 타측에 연결되며, 상기 글러브 박스 캐비닛 내의 질소 가스를 배출시키는 질소 가스 배출부를 더 포함할 수 있다.
상기 글러브 박스 캐비닛의 하부에 마련되는 휠 유닛을 더 포함하며, 상기 휠 유닛은, 구름 이동 가능한 휠; 및 상기 휠의 주변에 배치되며, 상기 휠의 이동을 구속시키는 스토퍼를 포함할 수 있다.
상기 글러브 박스 캐비닛의 하부에 마련되는 배전함을 더 포함하며, 상기 배전함에는 히팅모듈이 설치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 화학 반응기를 사용하기 전에는 반응물질을 미리 건조시켜 보관할 수 있도록 하는 한편 화학 반응기를 통해 화학 반응이 종결된 이후에는 작업자의 안전을 도모하면서도 잔여물 처리를 용이하게 진행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건조식 글러브 박스의 정면도이다.
도 2는 내부 구조가 보이도록 도시한 도 1의 측면도이다.
도 3은 바스켓 건조부와 외부 조작용 글러브의 구조를 설명하기 위한 도 2의 요부 확대도이다.
도 4는 밴드식 밀폐 도킹부의 내부 구조도이다.
도 5는 화학 반응기의 사시도이다.
도 6은 도 5의 분해도이다.
도 7은 반응 하우징, 도어 및 바스켓으로 이루어진 단위 세트의 사시도이다.
도 8은 도 7의 부분 분해도이다.
도 9 내지 도 12는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 건조식 글러브 박스의 사용 과정을 단계적으로 도시한 도면들이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건조식 글러브 박스의 정면도이다.
도 14는 밴드식 밀폐 도킹부의 변형예이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
예컨대, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 실시예들의 설명 중 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건조식 글러브 박스의 정면도, 도 2는 내부 구조가 보이도록 도시한 도 1의 측면도, 도 3은 바스켓 건조부와 외부 조작용 글러브의 구조를 설명하기 위한 도 2의 요부 확대도, 도 4는 밴드식 밀폐 도킹부의 내부 구조도, 도 5는 화학 반응기의 사시도, 도 6은 도 5의 분해도, 도 7은 반응 하우징, 도어 및 바스켓으로 이루어진 단위 세트의 사시도, 도 8은 도 7의 부분 분해도, 그리고 도 9 내지 도 12는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 건조식 글러브 박스의 사용 과정을 단계적으로 도시한 도면들이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 건조식 글러브 박스(100)는 도 9 내지 도 12와 같은 방식으로 사용됨으로써, 화학 반응기(20)를 사용하기 전에는 바스켓(60) 내의 반응물질을 미리 건조시켜 보관할 수 있도록 하는 한편 화학 반응기(20)를 통해 화학 반응이 종결된 이후에는 작업자의 안전을 도모하면서도 잔여물 처리를 용이하게 진행할 수 있도록 한 장치로서, 글러브 박스 캐비닛(110), 바스켓 건조부(120), 외부 조작용 글러브(130), 그리고 밴드식 밀폐 도킹부(140)를 포함할 수 있다.
참고로, 본 실시예에 따른 건조식 글러브 박스(100)는 도 5 내지 도 12에 도시된 바와 같은 형태의 화학 반응기(20)에 적용될 수 있다. 물론, 도면과 다른 형태의 화학 반응기(미도시)에 적용될 수도 있으므로 본 발명의 권리범위가 도면의 형상에 제한될 필요는 없다. 다만, 도시된 화학 반응기(20)에 본 실시예에 따른 건조식 글러브 박스(100)가 적용된다면 사용상의 편의성이 향상될 수 있을 것이다.
이하, 본 실시예에 따른 건조식 글러브 박스(100)의 설명에 앞서, 화학 반응기(20)의 구조에 대해 도 5 내지 도 8을 참조하여 간략하게 알아보도록 한다.
앞서 기술한 것처럼 본 실시예에 따른 건조식 글러브 박스(100)가 사용될 화학 반응기(20)는 반응물질로서의 규화칼슘이 내장된 기공 구조체로 반응가스인 염소와 캐리어 가스인 질소를 투입시켜 화학 반응을 유도하는 역할을 한다.
이러한 화학 반응기(20)는 실질적인 화학 반응이 진행되는 장소를 제공하는 반응 하우징(40)과, 반응 하우징(40)의 전면 개구를 개폐하는 도어(50)와, 상하부가 개방되고 내부에 반응물질로서 규화칼슘이 내장된 기공 구조체가 마련되며, 반응 하우징(40) 내에 슬라이딩 이동 가능하게 출입되는 바스켓(60)을 포함한다.
이때, 반응 하우징(40), 도어(50) 및 바스켓(60)은 도 7처럼 하나의 단위 세트(unit set)를 이룰 수 있는데, 이러한 단위 세트는 도 6처럼 반응기 케이스(30) 내에 높이 방향을 따라 형성되는 다수의 선반(31)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 반응기 케이스(30)에는 다리(32)가 마련되어 지면에 지지될 수 있도록 한다.
우선, 반응 하우징(40)은 실질적인 화학 반응이 진행되는 장소를 제공하는 한다. 반응 하우징(40)은 후방에 아크형 공간부(46)가 형성되는 박스(box) 타입의 구조물로 제작될 수 있다. 따라서 바스켓(60)이 반응 하우징(40)으로 슬라이딩 출입될 수 있다.
반응 하우징(40)의 내부 후방에 형성되는 아크형 공간부(46)는 반응 하우징(40) 내에서 화학 반응이 완료된 기체가 유동되는 공간을 이룬다. 반응이 완료된 기체는 아크형 공간부(46)의 후면에 형성되는 통공(46) 등을 통해 시스템으로 배출될 수 있다.
반응 하우징(40)의 내의 아크형 공간부(46)의 경계 영역에는 바스켓(60)의 인입 위치를 제한하는 스토퍼(74)가 마련된다. 즉 바스켓(60)은 스토퍼(74)까지만 반응 하우징(40) 내로 들어갈 수 있다.
반응 하우징(40)을 통해 투입되는 염소 또는 질소가 기공 구조체의 상부 또는 하부에서 기공 구조체 측으로 하향 또는 상향 투입되어 기공 구조체와 화학 반응될 수 있도록 반응 하우징(40)의 측부에는 하부 기체 투입부(41)와 상부 기체 투입부(42)가 마련된다.
하부 기체 투입부(41)는 바스켓(60) 내의 기공 구조체를 기준위치로 하여 기공 구조체보다 아래쪽에 배치되어 기공 구조체의 하부로 상기 염소 또는 상기 질소 기체를 투입시키는 역할을 하고, 상부 기체 투입부(42)는 바스켓(60) 내의 기공 구조체를 기준위치로 하여 기공 구조체보다 위쪽에 배치되어 기공 구조체의 상부로 염소 또는 질소 기체를 투입시키는 역할을 한다.
하부 기체 투입부(41)와 상부 기체 투입부(42)의 주변에는 예비용 기체 투입부(43)가 더 마련될 수도 있다. 이러한 하부 기체 투입부(41)와 상부 기체 투입부(42)의 주변에는 압력게이지 장착구(44,145)가 갖춰진다. 압력게이지 장착구(44,145)는 반응 하우징(40)의 측면에 마련되되 화학 반응 시 반응 하우징(40) 내의 압력을 측정하는 압력게이지(미도시)의 장착을 위한 장소를 이룬다.
반응 하우징(40)의 측부에 하부 기체 투입부(41)와 상부 기체 투입부(42)가 마련되어 기체가 하부와 상부에서 공급되는 형태를 취하고 있기 때문에 기공 구조체를 기준으로 하여 반응 하우징(40)의 하부 쪽 압력과 상부 쪽 압력을 개별적으로 측정할 필요가 있다. 따라서 압력게이지 장착구(44,45)는 바스켓(60) 내의 기공 구조체를 기준위치로 하여 기공 구조체보다 아래쪽에 배치되는 하부 압력게이지 장착구(44)와, 바스켓(60) 내의 기공 구조체를 기준위치로 하여 기공 구조체보다 위쪽에 배치되는 상부 압력게이지 장착구(45)를 포함할 수 있다.
다음으로, 도어(50)는 반응 하우징(40)의 전면 개구를 개폐하는 역할을 한다. 도어(50)는 그 하부의 힌지(H)를 축으로 하여 반응 하우징(40)의 전면 개구를 회동 개폐할 수 있다. 이러한 도어(50)에는 손잡이(51)가 마련된다.
마지막으로, 바스켓(60)은 기공 구조체가 내장된 일종의 그릇으로서, 반응 하우징(40)에 슬라이딩 출입 가능하게 결합된다. 앞서 기술한 것처럼 바스켓(60)은 스토퍼(74)까지만 반응 하우징(40) 내로 들어갈 수 있다.
바스켓(60)은 상하부가 개방된 사각의 박스 형상을 갖는데, 그 내부에 기공 구조체가 배치될 수 있다. 즉 고체의 규화칼슘이 미세망 구조의 기공 구조체 케이스에 담겨 바스켓(60) 내에 배치되는 형태를 취한다.
이때, 바스켓(60) 내의 기공 구조체는 저면으로부터 이격된 위치에 배치된다. 이러한 바스켓(60)의 측벽 하부 영역에는 기공 구조체의 위치보다 낮은 위치에 마련되어 반응가스가 기공 구조체의 하부로 투입되도록 유도하는 반응기체 투입구(60a)가 형성된다.
이러한 구성에 의해, 저면으로부터 이격된 위치에 기공 구조체가 설치된 바스켓(60)을 반응 하우징(40)에 넣고 도어(50)을 닫은 후, 반응 하우징(40) 내로 염소와 질소를 투입시키면 염소와 질소는 예컨대, 하부 기체 투입부(41) 및 반응기체 투입구(60a)를 통해 바스켓(60)의 하부로 들어가 상측의 기공 구조체를 경유하면서, 즉 상향 이동되면서 기공 구조체와 화학 반응을 일으켜 다양한 종류의 염화규소 가스가 생성되도록 하는데, 이를 냉각시켜 포집함으로써 원하는 생성물을 얻을 수 있다. 물론, 상부 기체 투입부(42)를 통해 염소와 질소를 투입시켜 염소와 질소가 기공 구조체를 하향 경유하도록 하면서 화학 반응을 일으킬 수도 있다.
한편, 이와 같은 화학 반응기(20)에 적용될 수 있는 본 실시예에 따른 건조식 글러브 박스(100)에 대해 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
우선, 글러브 박스 캐비닛(110)은 반응물질이 마련되는 바스켓(60)을 구비하는 화학 반응기(20)에 접근 또는 이격 가능하게 배치되며, 화학 반응기(20)와 연결되는 전면을 제외한 나머지 면이 차폐되는 일종의 박스형 하우징이다.
글러브 박스 캐비닛(110)은 전면을 제외한 나머지 면 모두가 차폐되기 때문에 내부의 질소 분위기 하에서 화학 반응 전 반응물질을 건조시키거나 화학 반응 후 잔여물 처리를 진행할 때, 잔여물과 수분에 의해 위험성 물질의 형성을 차단할 수 있다. 따라서 안전한 작업을 보장할 수 있다.
글러브 박스 캐비닛(110)의 내부가 질소 분위기를 형성할 수 있도록 질소 가스 투입부(181)와 질소 가스 배출부(182)가 마련된다.
질소 가스 투입부(181)는 글러브 박스 캐비닛(110)의 일측에 연결되며, 글러브 박스 캐비닛(110) 내로 질소 가스를 투입시키는 역할을 하고, 질소 가스 배출부(182)는 글러브 박스 캐비닛(110)의 타측에 연결되며, 글러브 박스 캐비닛(110) 내의 질소 가스를 배출시키는 역할을 한다. 질소의 투입량과 배출량은 적절하게 컨트롤될 수 있다.
글러브 박스 캐비닛(110)의 하부에는 휠 유닛(160)이 마련된다. 휠 유닛(160)은 구름 이동 가능한 휠(161)과, 휠(161)의 주변에 배치되며, 휠(161)의 이동을 구속시키는 스토퍼(162)를 포함한다.
이처럼 글러브 박스 캐비닛(110)의 하부에 휠 유닛(160)이 마련되기 때문에 도 9에서 도 10처럼 휠(161)을 이용해서 건조식 글러브 박스(100)를 화학 반응기(20) 쪽으로 이동시킨 후, 스토퍼(162)로 고정시킨 후, 반응물질을 미리 건조시키거나 잔여물 처리를 진행할 수 있다.
글러브 박스 캐비닛(110)의 하부에는 배전함(170)이 마련된다. 이러한 배전함(170) 내에는 다양한 장치와 배관 등이 갖춰질 수 있는데, 이에 더해서 배전함(170)에는 히팅모듈(미도시)이 설치될 수 있다. 히팅모듈은 글러브 박스 캐비닛(110)의 내부를 건조시키는 용도로 활용될 수 있다.
다음으로, 바스켓 건조부(120)는 글러브 박스 캐비닛(110) 내에 마련되며, 도 12처럼 화학 반응기(20)에서 인출되는 바스켓(60)이 배치되어 건조되는 장소를 형성한다.
이러한 바스켓 건조부(120)는 글러브 박스 캐비닛(110)의 높이 방향을 따라 층별로 다수 개 배치될 수 있다. 예컨대, 화학 반응기(20)가 8층으로 된 구조를 가질 경우, 이에 대응되게 바스켓 건조부(120) 역시, 글러브 박스 캐비닛(110)의 높이 방향을 따라 8층으로 적용될 수 있을 것인데, 이러한 구조를 가질 경우, 반응물질을 미리 건조시키거나 잔여물 처리를 진행하는데 유리할 수 있다.
바스켓 건조부(120)는 바스켓(60)이 지지되는 바스켓 지지대(121)와, 바스켓 지지대(121)와 함께 바스켓(60)이 배치되는 공간을 형성하되 후단부가 글러브 박스 캐비닛(110)으로부터 이격배치되는 벽체 플레이트(122)를 포함할 수 있다.
바스켓 지지대(121)는 글러브 박스 캐비닛(110)의 내벽면 양측에 한 쌍으로 적용될 수 있는데, 이러한 바스켓 지지대(121)에는 LM 가이드(124)가 결합될 수 있다. 이처럼 바스켓 지지대(121)에 LM 가이드(124)가 결합되면 큰 힘을 들이지 않더라도 화학 반응기(20) 내의 바스켓(60)을 바스켓 지지대(121) 상으로 옮기는 데에 보다 편리할 수 있다.
바스켓 지지대(121)와 벽체 플레이트(122)에 의해 형성되는 입구에는 회동식 윈도우 도어(123)가 마련된다. 회동식 윈도우 도어(123)는 투명 또는 반투명 재질로 제작될 수 있으며, 도 12처럼 화학 반응기(20)에서 바스켓(60)이 인출될 때, 작업자에 의해 강제로 회동 개방될 수 있다.
다음으로, 외부 조작용 글러브(130)는 글러브 박스 캐비닛(110)의 측부에 마련되며, 글러브 박스 캐비닛(110)의 내부와는 차폐된 상태를 유지하되 글러브 박스 캐비닛(110) 내로 작업자의 손이 삽입 가능하도록 한다. 즉 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 외부 조작용 글러브(130)는 투입부(131)와 글러브(132)를 포함할 수 있는데, 글러브(132)는 글러브 박스 캐비닛(110) 내에 배치된다.
따라서 작업자가 투입부(131)로 자신의 손을 넣어 글러브(132)에 끼우면 글러브 박스 캐비닛(110)을 개방하지 않더라도 글러브 박스 캐비닛(110) 내에서의 작업, 즉 바스켓(60)의 위치를 옮기거나 장비를 세척 하는 등의 작업을 외부에서도 오염 없이 용이하게 진행할 수 있다.
마지막으로, 밴드식 밀폐 도킹부(140)는 글러브 박스 캐비닛(110)의 전면 개구부에 마련되며, 화학 반응기(20)에 밀폐되면서 도킹되는 장소를 이룬다.
앞서도 기술한 것처럼 화학 반응 전 반응물질을 건조시키거나 화학 반응 후 잔여물 처리를 진행하는 작업은 글러브 박스 캐비닛(110)가 화학 반응기(20)에 결합되어 도킹된 후, 질소 분위기 하에서 진행되는데, 이때 도킹이 임의로 해제되거나 혹은 밀폐가 해제되어서는 아니 된다. 이를 위해, 밴드식 밀폐 도킹부(140)가 마련된다.
이러한 밴드식 밀폐 도킹부(140)는 도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 도킹 플레이트(141,142)와, 도킹 플레이트(141,142)를 고정시키는 고정부재(143)와, 가스, 예컨대 질소가 충전되는 가스 충전식 패킹(150)과, 가스 충전식 패킹(150)으로 질소를 주입하는 질소 주입부(155)를 포함할 수 있다.
이에, 밴드식 밀폐 도킹부(140)가 화학 반응기(20)에 도킹된 상태에서 질소 주입부(155)로 질소가 주입되면 가스 충전식 패킹(150)이 원래 상태보다 더 팽창되면서 화학 반응기(20)와의 갭(gap)을 완전히 차단시키게 된다. 따라서 글러브 박스 캐비닛(110)와 화학 반응기(20) 간의 밀폐가 해제되지 않는다.
이러한 구성을 갖는 건조식 글러브 박스(100)의 사용방법에 대해 설명한다.
우선, 도 9처럼 건조식 글러브 박스(100)를 화학 반응기(20)의 주변에 배치시킨 상태에서 도 10처럼 휠(161)을 이용해서 건조식 글러브 박스(100)를 화학 반응기(20) 쪽으로 이동시킨 후, 스토퍼(162)로 고정시킨다. 그리고는 밴드식 밀폐 도킹부(140)를 통해 글러브 박스 캐비닛(110)와 화학 반응기(20)를 서로 밀폐시킨다.
도킹이 완료되면 글러브 박스 캐비닛(110) 내로 질소를 투입시켜 글러브 박스 캐비닛(110)의 내부가 질소 분위기가 되도록 한다.
그런 다음, 외부 조작용 글러브(130)의 투입부(131)로 작업자 자신의 손을 넣어 글러브(132)에 끼운 후, 도 11처럼 화학 반응기(20) 측의 도어(50)와 건조식 글러브 박스(100) 측의 회동식 윈도우 도어(123)를 개방하고, 도 12처럼 화학 반응기(20) 측의 바스켓(60)을 바스켓 지지대(121)로 옮긴 후, 바스켓(60) 내의 반응물질을 미리 건조시키거나 잔여물 처리를 진행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 화학 반응기(20)를 사용하기 전에는 바스켓(60) 내의 반응물질을 미리 건조시켜 보관할 수 있도록 하는 한편 화학 반응기(20)를 통해 화학 반응이 종결된 이후에는 작업자의 안전을 도모하면서도 잔여물 처리를 용이하게 진행할 수 있게 된다.
특히, 본 실시예의 건조식 글러브 박스를 사용하면 글러브를 사용하기 때문에 작업자가 굳이 방독면을 착용하지 않아도 된다. 따라서 작업자의 방독면 착용에서 자유로울 수 있으며, 작업환경이 청결해지는 이점이 있다.
또한 화학 반응 전 반응물질을 건조시키거나 화학 반응 후 잔여물 처리를 진행할 때, 질소 분위기 하에서 수행하기 때문에 잔여물과 수분에 의해 위험성 물질의 형성을 차단할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건조식 글러브 박스의 정면도이다.
전술한 실시예의 경우, 배전함이 구비되어 있었으나 본 실시예에 따른 건조식 글러브 박스(200)에는 배전함이 갖춰지지 않는다.
따라서 이러한 경우에는 배전함 내에 마련되던 장치들, 특히 히팅모듈 등이 글러브 박스 캐비닛(110) 내의 다른 위치에 마련될 수 있다.
본 실시예가 적용되더라도 화학 반응기(20, 도 5 참조)를 사용하기 전에는 바스켓(60) 내의 반응물질을 미리 건조시켜 보관할 수 있도록 하는 한편 화학 반응기(20)를 통해 화학 반응이 종결된 이후에는 작업자의 안전을 도모하면서도 잔여물 처리를 용이하게 진행할 수 있다.
도 14는 밴드식 밀폐 도킹부의 변형예이다.
이 도면을 참조하면, 본 실시예의 경우, 밴드식 밀폐 도킹부(340)로서 가스가 충전되지 않는 가스 비충전식 패킹(350)이 적용되고 있는데, 이러한 가스 비충전식 패킹(350)이 적용되더라도 본 발명의 효과를 제공하는 데에는 아무런 문제가 없다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
20 : 화학 반응기 30 : 반응기 케이스
31 : 선반 40 : 반응 하우징
41 : 하부 기체 투입부 42 : 상부 기체 투입부
43 : 예비용 기체 투입부 44 : 하부 압력게이지 장착구
45 : 상부 압력게이지 장착구 46 : 아크형 공간부
50 : 도어 51 : 손잡이
60 : 바스켓 74 : 스토퍼
100 : 건조식 글러브 박스 110 : 글러브 박스 캐비닛
120 : 바스켓 건조부 121 : 바스켓 지지대
122 : 벽체 플레이트 123 : 회동식 윈도우 도어
124 : LM 가이드 130 : 외부 조작용 글러브
140 : 밴드식 밀폐 도킹부 150 : 가스 충전식 패킹
160 : 휠 유닛 161 : 휠
162 : 스토퍼 170 : 배전함
181 : 질소 가스 투입부 182 : 질소 가스 배출부
183 : 압력게이지

Claims (10)

  1. 반응물질이 마련되는 바스켓을 구비하는 화학 반응기에 접근 또는 이격 가능하게 배치되며, 상기 화학 반응기와 연결되는 전면을 제외한 나머지 면이 차폐되는 글러브 박스 캐비닛;
    상기 글러브 박스 캐비닛 내에 마련되며, 상기 화학 반응기에서 인출되는 바스켓이 배치되어 건조되는 장소를 형성하는 바스켓 건조부; 및
    상기 글러브 박스 캐비닛의 측부에 마련되며, 상기 글러브 박스 캐비닛의 내부와는 차폐된 상태를 유지하되 상기 글러브 박스 캐비닛 내로 작업자의 손이 삽입 가능한 외부 조작용 글러브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조식 글러브 박스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바스켓 건조부는,
    상기 바스켓이 지지되는 바스켓 지지대; 및
    상기 바스켓 지지대와 함께 상기 바스켓이 배치되는 공간을 형성하되 후단부가 상기 글러브 박스 캐비닛으로부터 이격배치되는 벽체 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조식 글러브 박스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 바스켓 지지대에는 LM 가이드가 결합되는 것을 특징으로 하는 건조식 글러브 박스.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 바스켓 건조부는,
    상기 바스켓 지지대와 상기 벽체 플레이트에 의해 형성되는 입구를 회동 개폐하는 회동식 윈도우 도어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건조식 글러브 박스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 바스켓 건조부가 상기 화학 반응기의 바스켓과 동일한 수평높이를 형성하도록 상기 글러브 박스 캐비닛의 높이 방향을 따라 층별로 다수 개 배치되는 것을 특징으로 하는 건조식 글러브 박스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 글러브 박스 캐비닛의 전면 개구부에 마련되며, 상기 화학 반응기에 밀폐되면서 도킹되는 밴드식 밀폐 도킹부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건조식 글러브 박스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 밴드식 밀폐 도킹부는,
    도킹부위를 밀폐하되 가스가 충전되는 가스 충전식 패킹 또는 상기 가스가 충전되지 않는 가스 비충전식 패킹 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조식 글러브 박스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 글러브 박스 캐비닛의 일측에 연결되며, 상기 글러브 박스 캐비닛 내로 질소 가스를 투입시키는 질소 가스 투입부; 및
    상기 글러브 박스 캐비닛의 타측에 연결되며, 상기 글러브 박스 캐비닛 내의 질소 가스를 배출시키는 질소 가스 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건조식 글러브 박스.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 글러브 박스 캐비닛의 하부에 마련되는 휠 유닛을 더 포함하며,
    상기 휠 유닛은,
    구름 이동 가능한 휠; 및
    상기 휠의 주변에 배치되며, 상기 휠의 이동을 구속시키는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조식 글러브 박스.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 글러브 박스 캐비닛의 하부에 마련되는 배전함을 더 포함하며,
    상기 배전함에는 히팅모듈이 설치되는 것을 특징으로 하는 건조식 글러브 박스.
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