WO2012008681A2 - 냉장 시약장 - Google Patents

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Definitions

  • various laboratory reagents necessary for conducting research work in a laboratory or a laboratory of a university or a company can be stored at low temperature in a safe and environmentally friendly manner without fear of air pollution and minimizing reagent quality or titer degradation.
  • It relates to a refrigerated reagent field, and more specifically, in a conventional refrigeration state, the cooler housing is hydrodynamically isolated from the refrigerating chamber and the filter purifying chamber for reagent storage to form a closed circulation structure, while in the case of dehumidification or defrosting, hydrodynamic Partly connected to the open circulation structure, and the contaminated and warmed air inside the reagent storage refrigerating chamber is flowed upward to be sucked into the upper purifying chamber.
  • the side duct of the reagent storage refrigerator compartment (duc It relates to a temperature-controlled refrigerated reagent field for uniformly maintaining the temperature inside the reagent storage refrigerator compartment by discharging the purified and cooled air through t) as a horizontal flow into the reagent storage refrigerator compartment.
  • the conventional reagent field can be roughly classified into a simple storage type of furniture type mainly made of wood, a filter purge discharge type or a simple ventilation type using power, and the latter is an indoor discharge type and an extended duct that is discharged directly to the outside of the reagent level. It can be classified as an outdoor discharge type to discharge to the outdoor using.
  • the filter purge discharge type reagent field widely used in recent years has a reagent storage chamber in which a transparent window is formed on the front surface and a plurality of reagent trays are formed therein, and a ventilator and a cartridge filter are accommodated and formed above the reagent storage chamber. It is a metal cabinet type equipped with a purification chamber, and the air contaminated with harmful gas or odor generated in the filter purification discharge type reagent field is mixed with air introduced from the outside, and then is sucked by an upper ventilator and purified by a cartridge filter. Then discharged to the outside.
  • the conventional filter purifying exhaust type reagent field adopts a circulation structure in which harmful gas or odor-contaminated air is mixed with air introduced from a dusty indoor floor and filtered and then discharged back into the room.
  • the efficiency of the filter is drastically lowered and its life is considerably shortened.
  • the filter purification efficiency is lowered, There is a serious problem that there is a high possibility that the experimenter or researcher will be a major cause of serious pollution of the indoor atmosphere.
  • the reagent fields described above are not temperature controlled refrigerated reagent fields.
  • the storage of reagents that require refrigeration is mainly used for refrigerators or home refrigerators for displaying beverages or liquor products with large front or top windows used in supermarkets, but such refrigerators have a non-circulating airtight structure. It is not suitable for cold storage of reagents, but it is a practical and inevitable choice because it does not have an explosion-proof function or prevents the risk of gas leakage, as well as a structure in which the power supply must be shut off for dehumidification or defrosting.
  • Korean Utility Model Model No. 20-0440284 introduces the external indoor air from the bottom of the reagent chamber and cools the air on the upper surface of the reagent chamber using a cooler at the top.
  • a refrigerated reagent field 1 'as shown in Fig. 6 is disclosed, which is discharged to the outside while filtering through an exhaust port on one side of the upper surface.
  • the above-mentioned conventional refrigerated reagent field 1 ' has a reagent storage refrigerating chamber 2' having an inlet port 2a 'and an exhaust port 2b' respectively below and above, and a plurality of ventilations above it.
  • a cooler housing 4 ' having a hole 4a' and first and second filter portions 3a ', 3b' and a cooler 4b 'are installed in the cooler housing 4'.
  • the blower 4c ' is exposed in the area
  • a first object of the present invention is to provide a refrigerated reagent field having an improved structure capable of minimizing deterioration and lowering of titer of a storage reagent.
  • a third object of the present invention is to provide a refrigerated reagent field having an improved structure that can smoothly and effectively purify the air in the reagent storage chamber by minimizing the refrigeration temperature variation by improving the flow of the internal circulation.
  • a fifth object of the present invention is to improve the structure of the user or the operator when the door is opened, a relatively uniform negative pressure is formed inside the reagent storage refrigerating chamber so that no harmful gas or odor can be introduced into the room from the reagent storage refrigerator compartment. To provide a refrigerated reagent field.
  • a sixth object of the present invention is to provide a refrigerated reagent cabinet having an improved safety that eliminates the risk of explosion or fire caused by flammable or explosive reagents during defrosting of a refrigeration chamber for storing reagents.
  • a seventh object of the present invention is to provide an improved structured refrigerated reagent field with explosion proof function by selecting a partially open circulation structure in some cases.
  • An eighth object of the present invention is to provide a refrigerated reagent field of an improved structure capable of monitoring the internal environment of the reagent field in real time, as well as remote control as well as on-site control.
  • a reagent storage refrigerating chamber having a plurality of reagent storage trays (parallel) and a door provided with a transparent window installed in parallel with each other; ;
  • a housing including a cooling device chamber, a cooling purifying chamber in which a blower, a filter, and an evaporator are installed, and located above the refrigeration chamber for storing reagents;
  • a first side duct separated by side partition walls having a plurality of through holes formed at one side of the refrigerating chamber for reagent storage, and communicating with the cooling purifying chamber;
  • a second side duct separated by a side partition wall having a plurality of through holes formed at the other side of the refrigerating chamber for reagent storage;
  • the upper duct whose one end is in communication with the upper side of the second side duct and the other end is in communication with the filter of the cooling purification chamber described above, is the first cooling side by the blower.
  • Downflow is formed through the duct, and horizontal flow is formed on each tray through the plurality of through holes in the first side partition wall, while downflow is formed through the mesh bottom of the tray, and then reagent storage.
  • the contaminated warming flow in the cold compartment forms an upward flow in the second side duct through the plurality of openings in the second side partition wall, and then in the isolated upper duct above the refrigeration chamber for reagent storage.
  • a refrigerated reagent field which is converted into a purification cooling stream by the filter and the evaporator, is provided.
  • a reagent storage refrigerating chamber having a plurality of reagent storage trays and parallel doors provided in parallel with each other. and;
  • a housing including a cooling device chamber, a cooling purifying chamber in which a blower, a filter, and an evaporator are installed, and located above the refrigeration chamber for storing reagents;
  • a side duct separated by side partition walls having a plurality of through holes formed in one side of the refrigerating chamber for reagent storage, and communicating with the cooling purifying chamber;
  • the upper duct in which one end is in communication with the rear duct in a position spaced from the side duct, and the other end is in communication with the filter of the cooling purification chamber described above, wherein the purification cooling flow by the filter and the evaporator is Thereby forming
  • the contaminated warming flow in the cold compartment forms an upward flow in the rear duct through the plurality of openings in the rear bulkhead described above, and then forms a horizontal flow in the isolated upper duct above the refrigeration chamber for reagent storage, and then the filter described above. And a refrigerated reagent field which is converted into a clarification cooling stream by an evaporator.
  • the filter is composed of first to third filters, and from the side in communication with the upper duct,
  • the first filter is a HEPA (High Efficiency Particulated Arrestor) filter or a ULPA (Ultra Low Penetration Absolute) filter
  • the second filter is a first type pellet comprising basic adsorbent, basic metal oxide and amphoteric metal oxide, basic metal oxide and Type 2 pellets of oxidizing agent and amphoteric metal oxide and type 3 pellets of basic metal oxide and amphoteric metal oxide are 1: 1 to 5: 3 to 10, preferably 1: 2 to 4: 5 by weight ratio.
  • a refrigerated reagent field is provided, which is a randomly mixed bed filter of ⁇ 7
  • the third filter is a carbon filter consisting of activated carbon or activated carbon fiber nonwoven fabric.
  • a refrigerated reagent field in which the evaporator is located downstream of the filter.
  • a plurality of through holes formed in the first and second side partitions or bowel partitions each tray end There is provided a refrigerated reagent field which is formed at a stage and is formed such that the total area of the through holes located at each tray end is gradually increased from the upper side to the lower side.
  • a condenser, an expansion valve, a compressor, and a fan are installed in the cooling device chamber, and a dehumidification or storage temperature is increased.
  • a refrigerated reagent field is provided having an on / off valve in communication with the upper duct for switching to a partially open structure for control or explosion protection.
  • a gas sensor and a temperature sensor for measuring the concentration of harmful gas in the refrigerating chamber for storing reagents in the refrigerated reagent cabinet according to the above-described various embodiments.
  • a sensor unit including a humidity sensor and a wind speed sensor;
  • a data converter converting the detected signal measured by the sensor into a digital signal and outputting the digital signal;
  • a microcontroller that performs control and performs signal processing and control for transmitting corresponding information to a mobile phone or personal computer through a data server in an emergency; Receives and displays data output from the microcontroller, determines whether the on / off valve is opened or closed, controls the operation of the cooling device and the blower, and sends signals input from the Arler, touch pad, or remote personal computer to the microcontroller.
  • a display controller for processing a signal for outputting;
  • the control unit further includes a control panel including a touch panel for displaying a signal output from the display controller.
  • the temperature, humidity, filter efficiency, and wind speed in the reagent storage chamber are displayed in real time, and the refrigerator can be operated and controlled through a touch pad or a remote personal computer.
  • a reagent field is provided.
  • the refrigerated reagent cabinet having the improved structure according to the present invention can control the refrigeration temperature to minimize the deterioration of the quality of the storage reagents and the lowering of the titer, as well as improve the flow of the internal circulation to smoothly and effectively air the reagents.
  • it can minimize the refrigerating temperature variation, and basically adopts a closed circulation structure to prevent the inflow of dust from the outside and extend the life of the filter, as well as saving energy compared to the open structure.
  • a relatively uniform negative pressure is formed inside the refrigerating chamber for reagent storage, and there is little risk of introducing harmful gas or odor into the room from the refrigerating chamber for reagent storage.
  • Explosion-proof, as well as reagent storage Dehumidification of the refrigerating chamber by using heat generated naturally from the condenser and the compressor without using a heater economically eliminates the risk of explosion or fire caused by flammable or explosive reagents, and improves the safety. It can be arbitrarily applied, so it is easy to use, and displays various operating conditions and conditions such as temperature and humidity of the reagent cell, concentration of harmful gases, wind speed, power input state, etc. on the display of the reagent cabinet, and automatically controls the remote control. It displays the information through one manager or handler's personal information, and records all operating conditions if necessary to the remote manager or handler's personal computer, which reduces titer or downgrade by optimizing reagent storage and management. Can be effectively prevented.
  • FIG. 1 is an external front view of a refrigerated reagent field according to the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of the door open state of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a front view of the door open state of FIG. 1.
  • FIG 3 is a front sectional view of a refrigerated reagent field according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a front sectional view of a refrigerated reagent field according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a partially cutaway side cross-sectional view of FIG. 4A.
  • FIG. 5 is a block diagram of a control system applied to the refrigerated reagent field according to the present invention of FIG.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a refrigerated reagent field according to the prior art.
  • blower 42 filter housing
  • vent 59 filter
  • Fig. 1 is an external front view of the refrigerated reagent cabinet 1 of the present invention
  • Fig. 2 is a front view of the door 21 open state of Fig. 1, the overall configuration of which is a refrigeration chamber 2 for storing reagents and a housing 3 above.
  • a window 22 is installed, and a plurality of mounting tables (refer to reference numeral 23 in FIG. 3 to be described later) are installed at predetermined intervals in the refrigerating chamber 2 for storing reagents.
  • a plurality of trays 24 are placed such that they can be pulled forward like a drawer.
  • the bottom of the tray 24 is formed as a mesh bottom 24a so that the cooling flow can form a downflow, and the dehumidifying agent in the outer frame of the door 21 in order to prevent the window 22 from glimmering
  • a heater (not shown) may be provided or a dehumidifying heating wire (not shown) may be attached to the outer front surface of the window 22 and the surface may be covered with a protective film (not shown).
  • reference numeral 9 denotes a control unit (specifically, a status display lamp).
  • FIG. 3 is a front sectional view of the refrigerated reagent compartment 1 according to the first embodiment of the present invention, the overall configuration of which is a reagent storage refrigerator compartment 2 is provided with a plurality of reagent storage trays (24) arranged in parallel to each other And a housing 3 located above the reagent storage refrigerator compartment 2 including the cooling purification chamber 4 and the cooling apparatus chamber 5, and the left and right sides of the reagent storage refrigerator compartment 2, It consists of the 1st and 2nd side ducts 6 and 6a and the upper duct 8 respectively provided in the upper part.
  • a blower 41, filters 42a, 42b, 42c and an evaporator (heat exchanger) 44 are provided in the cooling purification chamber 4 disposed on one side of the housing 3, and in the illustrated example,
  • the first to third filters 42a, 42b and 42c are mounted in the cartridge housing 42 which is in communication with the upper duct 8, in the form of cartridges, and are sequentially stacked up and down, and the evaporator 44 is positioned thereon.
  • the blower 41 is located in the adjacent side, the present invention is not limited to this arrangement type, and any of the above-described arrangements are provided if the evaporator 44 is located downstream of the filters 42a, 42b, 42c.
  • the above-described first to third filters 42a, 42b and 42c may be disposed on the left and right, and then the evaporator 44 and the blower 41 may be arranged.
  • the guide plate 45 may be inclined at the upper edge of the cooling purification chamber 4 outside the blower 41 to smoothly guide the purification cooling flow into the first side duct 6. It may be.
  • the condenser 51, the expansion valve 52, the compressor 53, and the ventilator 56 are disposed in the cooling device chamber 5 disposed on the other side of the housing 3.
  • pipeline 54 fluidly connects the condenser 51 and the evaporator 44
  • pipeline 55 fluidly connects the evaporator 44 and the compressor 53.
  • the refrigerant condensed by the condenser 51 is evaporated in the evaporator 44 while expanding in volume through the expansion valve 52 to extract heat from the surroundings, and then the heated refrigerant is compressed by the compressor 53. It is then liquefied in the condenser 51 again.
  • the cooling purification chamber 4 and the cooling device chamber 5 are partitioned by a heat insulation partition wall 32, and the pipelines 54 and 55 penetrate the heat insulation partition wall 32.
  • the cooling device chamber 5 is provided with a ventilator 56 and a ventilation hole 58a to discharge heat generated from the condenser 51 and the compressor 53 to the outside of the housing 3 through the vent port 58.
  • an opening / closing valve 57 is installed below the ventilator 56 for controlling defrosting or dehumidifying or raising the storage temperature, or converting it into a partially open structure for explosion protection.
  • the fan 56 is configured to communicate with each other so that the heat flow in the cooling device chamber 5 can be introduced into the upper duct 8, and a filter 59 is mounted above the on-off valve 57.
  • the opening / closing valve 57 is located inside the ventilator 56, the position thereof is optional in the present invention.
  • the first side duct 6 is separated by a side partition 61 having a plurality of through-holes 62 formed at one side of the refrigerating chamber 2 for storing a reagent, and an upper portion thereof communicates with the cooling purification chamber 4 described above. do.
  • the second side duct (6a) is separated and formed by the side partition wall (61a) formed with a plurality of through holes (62a) on the other side of the refrigerating chamber (2) for storing the reagent, the upper portion of the upper duct (8) In communication with
  • the width of the first and second side ducts 6 and 6a and the height of the upper duct 8 are not strictly limited, but are each in the range of 3 to 20 cm, preferably 5 to 15 cm, more preferably 5 to 5 cm. It is slim and is about 10 cm, and is generally less than 3 cm, which is not preferable because a flow retardation phenomenon may occur. Conversely, if it exceeds 20 cm, the size of the refrigerating chamber 2 for storing the reagents is larger than that of the refrigerating reagent chamber 1. It is also undesirable because it will significantly lower the reagent capacity.
  • a plurality of through holes 62 and 62a are formed in each tray 24 stage in the first and second side partition walls 61 and 61a, respectively, and are located at each tray 24 stage.
  • the total area of the through holes 62 and 62a is formed to gradually increase from the upper end to the lower end, and the total area of the through holes 62 and 62a between the ends is increased through the same diameter.
  • the diameter of each of the through holes 62 and 62a is 25 mm, and the distance between the horizontally and vertically adjacent through holes 62 and 62 or the through holes 62a and 62a is 60 mm and 40 mm, respectively.
  • the first and second stages at the top, 13 stages at the center, 15 stages at the 3rd and 4th stages at the center, and the 17 stages at the 5th stage at the bottom, as shown in FIG. Incremental e.g., adjacent distances of each of the apertures 62, 62a are the same as described above, but the first and second stages above are 25 mm in diameter through the aperture 62 or 62a).
  • Incremental e.g., adjacent distances of each of the apertures 62, 62a are the same as described above, but the first and second stages above are 25 mm in diameter through the aperture 62 or 62a.
  • the upper duct 8 has one end in communication with the upper side of the second side duct 6a described above, and the other end thereof is the filter 42a, 42b, 42c of the cooling purification chamber 4 described above.
  • a partition wall 81 may be installed at a portion adjacent to the filters 42a, 42b and 42c so that the contaminated warming flow can be smoothly introduced from the upper duct 8 into the filters 42a, 42b and 42c. have.
  • the contaminated warming flow flowing from the upper duct 8 is the filter 42a, 42b, 42c described above and the evaporator.
  • Purification cooling flow (flow A) by 44 forms the downflow (flow B) by the blower 41 through the 1st side duct 6, and of the said 1st side partition 61 Form a horizontal flow (flow C) to each tray 24 stage through a plurality of through holes 62, while downward flow (flow D) through the reticulated bottom 24a of each tray 24.
  • the on-off valve 57 is opened by the control unit (refer to reference numeral 9 in FIG. 1) for dehumidification dehumidification or rising of the storage temperature or explosion proof, it is converted into a partially open structure and is operated by the ventilator 56 described above. Heat flow in the cooling device chamber 5 generated from the condenser 51 and the compressor 53 in the cooling device chamber 5 is introduced into the upper duct 8 via the filter 59 and the opening / closing valve 57. (See dashed arrow H), this structure is to perform dehumidification dehumidification and control to elevated temperature by the hot air in itself without using a heater, thereby safely eliminating the risk of flammable or explosive reagents.
  • the difference in the flow rate of the horizontal flow of each tray located in the lower, middle and upper portions of the inside of the reagent storage refrigerating chamber 2 of the refrigerating reagent cabinet 1 according to the present invention is preferably 0.8 m / sec, preferably Is uniformly maintained at 0.4 m / sec or less, and the flow velocity of the horizontal flow in the reagent compartment refrigerating chamber 2 is maintained uniformly at 0.5 to 1.5 m / sec.
  • the inside of the reagent storage refrigerating chamber 2 is set to a negative pressure state of 0.4 to 0.8 millibars, preferably 0.4 to 0.6 millibars lower than atmospheric pressure by constantly maintaining a uniform flow rate as described above. Opening the air does not flow into the interior of the reagent storage refrigerating compartment (2).
  • the second side duct 6a preferably a rod-shaped blower (not shown) at the lower end thereof.
  • the material of the refrigerated reagent field 1 according to the present invention is usually made of a metal material, the surface is coated with a ceramic or synthetic resin having chemical resistance.
  • the inner peripheral edge of the door 21 and the outer peripheral portion of the main body (not shown) in contact with it is provided with an elastic adhesive material such as an elastomer or an elastic resin magnet body for a complete seal, the refrigeration chamber for reagent storage (2 Window 22 is formed of a transparent material such as glass, acrylic, polycarbonate, etc. to visually check the inside.
  • control unit 9 as described later is installed in the housing 3, and a separate door (not shown) is provided on the front of the housing 3 to replace or clean the filter housing 42. Or it is preferable to make it easy to carry out the inspection and repair of the internal equipment of the cooling and purification chamber (4) and the cooling device chamber (5).
  • the first to third filters 42a, 42b and 42c in the form of cartridges are mounted in the filter housing 42 of the cooling purification chamber 4, and in the present invention, the first to third filters 42a,
  • the arrangement order of 42b and 42c is not restrictive, although the order may be changed arbitrarily, if it mentions in order from the side which communicated with the upper duct 8 as shown
  • the 1st filter 42a will be HEPA (High Efficiency Particulated Arrestor (ULPA) filter or Ultra Low Penetration Absolute (ULPA) filter
  • the second filter 42b is a first type pellet of basic adsorbent, basic metal oxide and amphoteric metal oxide, basic metal oxide and oxidizing agent and amphoteric metal.
  • Type 2 pellets made of oxide and type 3 pellets made of basic metal oxide and amphoteric metal oxide are in a weight ratio of 1: 1-5: 3-10, preferably 1: 2-4: 5-7. random) mixed bed filter, and the third filter 42c is activated carbon or activated carbon It is a carbon filter containing a fiber nonwoven fabric.
  • the first filter 42a is known in the art, but in detail, the HEPA filter is a filter made of micro glass fibers, used for 0.3 ⁇ m particle control, and used in a standard dioctyl-phthalate counting method. Collection efficiency of 99.7% or more, preferably 99.97% or more is used, the initial pressure loss is 24 ⁇ 26mmAq and the boil pressure loss is about 46 ⁇ 55mmAq, while ULPA filter is a filter made of ultramicro glass fiber It is used that can collect 0.1 ⁇ 0.17 ⁇ m particles more than 99.99%, preferably 99.9995% or more, the initial pressure loss is 25 ⁇ 27mmAq and the boil pressure loss is about 50 ⁇ 58mmAq.
  • the first filter 42a may be used by appropriately selecting any one of the HEPA filter and the ULPA filter according to the type of storage reagent, the place of installation, the desired purification degree, and the like. Taking into account the adoption of a HEPA filter may be common.
  • the first type pellet is 50 to 65% by weight of the adsorbent, 15 to 30% by weight of the basic metal oxide, 5 to 15% by weight of the amphoteric metal oxide, and 5 to 15% by weight of the binder.
  • the second type pellet is composed of 25 to 40% by weight of basic metal oxide, 25 to 40% by weight of oxidizing agent, 25 to 40% by weight of amphoteric metal oxide, and 5 to 15% by weight of binder.
  • the type pellet is composed of 50 to 70% by weight of basic metal oxide, 20 to 40% by weight of amphoteric metal oxide and 5 to 15% by weight of binder.
  • the basic metal oxide is Na 2 O, K 2 O, Rb 2 O, Cs 2 O, MgO, CaO, SrO, BaO, CrO, Ti 2 O 3 , Cr 2 O 3 , MnO And, Mn 2 O 3
  • the amphoteric metal oxide is Al 2 O 3 , SnO 2 And, PbO 2
  • the adsorbent is activated carbon
  • the binder is silica sol, sodium carboxy methyl cellulose, or pulp powder.
  • the first, second, and third type pellets described above are randomly received within a range of weight ratios as described above in a cartridge in which a plurality of micropores are perforated to form a fluidized pellet bed as the second filter 42b.
  • the type 1 pellets described above have a pore volume of 1.91-2.17 cc / g, a specific surface area (BET) of 920-970 m 2 / g, and a pressure loss of 8.8-9.3 mmAq / (5 cm high).
  • Type 2 pellets having a pore volume of 1.02-1.18 cc / g, specific surface area (BET) of 766-792 m 2 / g, pressure loss of 7.6-8.4 mmAq / (5 cm high),
  • Type 3 pellets have a pore volume of 1.57 to 1.69 cc / g, specific surface area (BET) of 788 to 823 m 2 / g and pressure drop of 7.7 to 8.2 mmAq / (5 cm high).
  • Pelletization (pelletization) to the first to third type pellets are ball milled to the above-mentioned composition components about 150 ⁇ 1200 mesh, and then manufactured into a desired shape and size using a pelletizer, in the present invention
  • the moisture content of the type 1, type 2, and type 3 pellets described above is up to 5% by weight.
  • the third filter 42c is a carbon filter, which is a nonwoven filter with activated carbon and a basic metal oxide, or an activated carbon fiber nonwoven filter with a basic metal oxide, and a natural or artificial fiber with activated carbon and a basic metal oxide.
  • a carbon filter which is a nonwoven filter with activated carbon and a basic metal oxide, or an activated carbon fiber nonwoven filter with a basic metal oxide, and a natural or artificial fiber with activated carbon and a basic metal oxide.
  • 70 to 85% by weight of activated carbon, 10 to 25% by weight of the basic metal oxide and 3 to 8% by weight of a known binder are homogeneously mixed and fixed to the nonwoven fabric, and activated carbon to which the basic metal oxide is added is fixed.
  • a mixture of 80 to 95 wt% of the basic metal oxide and 5 to 20 wt% of the binder may be homogeneously mixed and fixed.
  • Typical physical properties of commercially available activated carbon fiber nonwovens range from a density of 100 to 300 g / m 3 , a thickness of 1 to 6 mm and a density of 0.04 to 0.1 g / cm 3 .
  • the filter 59 mounted upstream or downstream immediately adjacent to the on-off valve 57 may be a pre-filter, or a pre-filter and a High Efficiency Particulated Arrestor (HEPA) filter, Or pre-filters and ultra low penetration absolute (ULPA) filters.
  • HEPA High Efficiency Particulated Arrestor
  • ULPA ultra low penetration absolute
  • the prefilter is a non-woven filter of polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE), or polypropylene (PP) fibers, or a porous sponge filter, or a non-reusable glass fiber filter as a filter known in the art. It is desirable to have a very large dust collection efficiency of 60 to 85% by weight method and to have an initial pressure loss as small as 5.5 to 8.5 mmAq (H 2 O).
  • the types, thicknesses, and densities of the cartridges accommodating the first to third filters 42a, 42b, 42c and the filter 59 as described above may be determined by the characteristics or properties of the reagents stored in the refrigerating chamber 2 for reagent storage, It is appropriately selected within the range that can maintain the wind speed and sound pressure as described above in consideration of various parameters such as the filter change interval, the size of the refrigerated reagent field, the degree of intended storage stability, the capacity of the blower adopted, the dehumidification condition, and the frequency of use. Can be combined, and the position order of the cartridges can also be properly changed in position as necessary.
  • the refrigerated reagent field according to the present invention can be controlled in the range of 3 to 25 ° C, preferably 3 to 18 ° C, more preferably 3 to 10 ° C.
  • FIG. 4A and 4B are front cross-sectional and partial cutaway side cross-sectional views, respectively, of the refrigerated reagent field 1a according to the second embodiment of the present invention, and the case of the refrigerated reagent field 1 according to the first embodiment shown in FIG.
  • the rear duct 7 is installed in place of the second side duct (reference 6a in FIG. 3), the description of the same part will be omitted.
  • the refrigerated reagent field 1a shown in Figs. 4A and 4B does not have a second side duct 6a of the refrigerated reagent field 1 in Fig. 3, but instead, its role is played by the rear duct 7. Except that, the other configurations are essentially the same.
  • the flow of air circulation flows in the refrigerating chamber 2 and the cooling purification chamber 4 for storing reagents in the refrigerated reagent chamber 1a according to the second embodiment of the present invention will be described.
  • the contaminated warming stream flowing from the upper duct 8 is purged by the filters 42a, 42b and 42c and the evaporator 44 (flow A) through the side duct 6 by the blower 41.
  • a horizontal flow (flow C) is formed at each tray 24 stage through a plurality of through holes 62 of the side partition wall 61, respectively.
  • Downflow (flow D) is formed through the mesh bottom 24a of the tray 24, and the contaminated warming flow in the refrigerating chamber 2 for storing the reagents has a large number of through holes in the rear bulkhead 71 of the rear duct 7. 72) to form an upflow (flow E) in the rear duct (7), and then through a segregated upper duct (8) above the reagent compartment refrigerator compartment (2).
  • an upward flow (flow G) is sucked into the above-described filters 42a, 42b, 42c, and finally, the above-described filters 42a, 42b, 42c and the evaporator 44 are formed. Is converted into a purification cooling stream (flow A) cooled by heat exchange and cooled by the heat exchanger.
  • the basic matters regarding the plurality of through holes 72 of the rear bulkhead 71 of the rear duct 7 are also substantially the same as those of the first and second side bulkheads in FIG. 3 described above, and the refrigerated reagent field 1a. All other matters such as the flow rate and the negative pressure range in the reagent storage refrigerating compartment 2 are substantially the same as those of FIG. 3, and thus description thereof will be omitted.
  • FIG. 5 is a block diagram of the control unit 9 applied to the closed circulation reagent field 1 according to the present invention, and the closed circulation reagent field 1a and 1b according to the present invention shown in FIGS.
  • the above-described modifications may be applied in common.
  • the control unit 9 includes a gas sensor 921, a temperature sensor 922, and a humidity sensor for measuring concentrations of harmful gases in the reagent storage compartments 2 and 1a according to the present invention.
  • 923 and a sensor unit 92 including a wind speed sensor (not shown) and the detection signal measured by the sensor unit 92 is transmitted to each analog-to-digital converter 931, 932, 933 by the data converter 93.
  • the microcontroller 94 After converting the digital signal into a digital signal and outputting the digital signal, the microcontroller 94 operates the cooling device (reference numerals 51, 52, 53, 44) and the blower 41, and the on / off valve 57 based on the digital signal.
  • the controller 95 receives and displays data output from the microcontroller 94 and displays a signal input from a touch pad (or touch screen) 982 or a control signal input from a remote personal computer 200. A signal for output to one microcontroller 94 is processed, and the signal output from the display controller 95 is displayed on the display 98.
  • the temperature and humidity, the harmful gas concentration, the filter efficiency, the wind speed, and the like in the reagent storage refrigerating chamber 2 are displayed in real time through the touch pad 982 or the remote personal computer 200 and the storage unit 98 in real time.
  • the microcontroller 94 is operated according to the input signal therefrom and the automatic control and / or real-time control of various operation states are possible.
  • the mobile phone 100 or the personal computer 200 of the handling manager may perform an alarm function by a text message or an email.

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Abstract

본 발명은 냉장 시약장에 관한 것으로서, 복수개의 시약 보관용 트레이를 갖춘 시약 보관용 냉장실과, 냉각 장치실과 냉각 정화실로 된 상부의 하우징과, 일측에 통공이 형성된 측면 격벽에 의해 형성되는 측부 닥트와, 타측 또는 후부에 통공이 형성된 측면 또는 배면 격벽에 의해 분리 형성되는 제2 측부 닥트 또는 후부 닥트와, 일측 단부가 상기한 제2 측부 닥트 또는 후부 닥트의 상방과 연통되고 타측 단부가 상기한 냉각 정화실과 연통되는 상부 닥트로 구성되는 냉각 시약장이 제공되며, 본 발명에 따른 냉장 시약장은 냉장 온도의 제어가 가능함은 물론, 내부 순환류의 흐름을 개선함으로써 내부의 공기를 정화함과 동시에, 냉장 온도 편차를 최소화할 수가 있고, 기본적으로 밀폐 순환형 구조를 채택함으로써 외부로부터의 먼지 유입이 없어 필터 수명의 연장이 가능함은 물론, 에너지 절약적이며, 문을 개방하더라도 내부에 상대적으로 균일한 음압이 형성되어 냉장실로부터 유해 가스나 악취가 실내로 유입될 염려가 없고, 특히 히터 없이 부분 개방 순환 구조로 전환하는 것에 의해 방폭이나 제상제습을 수행할 수가 있으므로 안전성 및 경제성이 높으며, 자동제어가 가능함은 물론, 시약 보관용 냉장실의 내부 환경을 실시간으로 모니터링 가능함과 아울러, 실시간 현장 제어는 물론 원격 제어가 가능하다.

Description

냉장 시약장
본 발명은 대학이나 기업의 실험실이나 연구실 등에서의 연구 업무 수행에 필요한 다양한 실험용 시약을 인체에 안전하면서도 환경친화적으로 공기오염의 우려 없이 그리고 시약의 품질이나 역가(titer) 저하를 최소화하면서 저온 냉장 보관 가능한 냉장 시약장에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 통상의 냉장 상태에서는 냉각기 하우징이 시약 보관용 냉장실 및 필터 정화실과 유체역학적으로 격리되어 밀폐 순환 구조를 이루는 한편, 제습이나 제상 시에는 히터의 사용 없이 유체역학적으로 부분적으로 연통되어 개방 순환 구조로 됨과 아울러, 시약 보관용 냉장실 내부의 오염되고 가온된 공기를 상향류로 하여 상부의 정화실로 흡입하고 그 내부의 필터에 의한 정화 과정과 냉각기에 의한 냉각 과정을 거친 후 상기한 시약 보관용 냉장실의 측방 닥트(duct)를 통해서 정화되고 냉각된 공기를 하향류로 하여 상기한 시약 보관용 냉장실 내로 수평류로서 배출함으로써 상기한 시약 보관용 냉장실 내부의 온도를 균질하게 유지하는 온도 제어 가능한 냉장 시약장에 관한 것이다.
일반적으로 종래의 시약장은 주로 목재로 제작되는 가구 형태의 단순 보관형과, 동력을 이용한 필터 정화 배출형이나 단순 환기형으로 대별될 수 있으며, 후자는 다시 시약장 외부로 직접 배출시키는 실내 배출형과 연장된 닥트를 이용하여 실외로 배출시키는 실외 배출형으로 분류될 수 있다.
근자에 널리 사용되고 있는 필터 정화 배출형 시약장은 전면에 투명창이 형성되고 내부에 시약 재치용 트레이(tray)가 복수개 층상으로 설치된 시약 보관실과, 환풍기와 카트리지 필터가 수용되며 상기한 시약 보관실의 상방에 형성되는 정화실이 구비된 금속제 캐비닛 형태로서, 상기한 필터 정화 배출형 시약장 내에서 발생되는 유해 기체나 악취로 오염된 공기는 외부로부터 유입된 공기와 혼합된 후 상방의 환풍기에 의해 흡입되고 카트리지 필터에 의해 정화된 다음 외부로 배출된다.
따라서 이러한 종래의 필터 정화 배출형 시약장은 그 내부에서 발생된 유해 기체나 악취로 오염된 공기가 먼지가 많은 실내 바닥부로부터 유입된 공기와 함께 혼합되어 필터 정화된 후 다시 실내로 배출되는 순환 구조를 채택하고 있으므로, 실내의 대기와 분진 등이 시약장 내부로 유입되어 필터를 통과하게 됨에 따라 필터의 효율성이 급격히 저하되고 그 수명도 상당히 단축된다는 문제점이 있으며, 이러한 시약장 구조에 있어서는 필터 정화 효율이 저하될 경우 실험자나 연구자가 거주하는 실내 대기를 오히려 심각하게 오염시키는 주요 원인이 될 염려가 크다는 심각한 문제점이 있다.
또한 필터 정화 배출형이나 단순 환기형 시약장에 있어서 상기한 바와 같은 실내 공기 오염의 문제를 피하기 위하여 시약장에 닥트를 연결하여 실외로 인출하여 배출시키는 구조도 종래 일부 채택되고는 있으나, 이 경우 시약장의 이동에 제약을 받게 되는 불편함이 있음과 아울러, 실내의 공기를 실외로 강제 배출함에 따른 실내의 냉난방 효율을 저하시킴은 물론, 유해 기체 및 악취에 의한 실외의 대기오염을 유발시킨다는 문제점이 있다.
또한 물론 전술한 시약장 들은 온도 제어가 가능한 냉장 시약장이 아니다.
한편, 냉장 보관이 필요한 생화학 관련 시약 등의 경우에는 전술한 바와 같은 일반적인 시약장에 보관 시 품질이나 역가 저하 문제가 심각하게 대두되며, 경우에 따라서는 고가의 시약을 폐기하여야만 하는 경우도 발생하게 된다.
따라서 종래 실험실이나 연구실 등에서는 이러한 냉장 보관이 필요한 시약의 보관은 슈퍼마켓 등에서 사용되는 커다란 전면 또는 상면 윈도우가 설치된 음료 또는 주류 상품 전시용 냉장고 또는 가정용 냉장고를 주로 사용하고 있으나, 이러한 냉장고는 비순환형 밀폐 구조이므로 방폭 기능이나 가스 누설 위험 방지 기능이 없음은 물론, 제습 또는 제상을 위해서는 전원을 차단하여야 하는 구조이므로, 시약의 냉장 보관에는 적절치 아니하나 현실적으로 불가피한 선택이었다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 종래의 방안으로서, 한국등록실용신안 제20-0440284호는 시약장 하부로부터 외부의 실내 공기를 유입하고 상부의 냉각기를 이용하여 시약장 상면의 공기를 냉각시키면서 시약장 상면 일측의 배기구를 통하여 여과하면서 실외로 배출시키는 형태의 도 6에 나타낸 바와 같은 냉장 시약장(1′)을 개시하고 있다.
보다 구체적으로는, 상기한 종래의 냉장 시약장(1′)은 하방 및 상방에 각각 흡기구(2a′) 및 배기구(2b′)를 가지는 시약 보관용 냉장실(2′)과, 그 상방에 다수의 환기 구멍(4a′)을 가지는 냉각기 하우징(4′)으로 구성되고 상기한 냉각기 하우징(4′) 내에 제1 및 제2 필터부(3a′,3b′)와 냉각기(4b′)가 설치되고, 상기한 시약 보관용 냉장실(2′) 상면의 배기구(2b′)에 인접한 영역에 송풍기(4c′)가 노출되어 있는 구조이다.
따라서 배기구(2b′) 내에 위치하는 배기 팬(도면부호 미부여)에 의해 시약 보관용 냉장실(2′) 내의 공기를 흡입하면 그에 따라 시약 보관용 냉장실(2′) 하방으로부터 바닥의 먼지를 포함한 외기가 유입되어 시약 보관용 냉장실(2) 내부의 오염된 공기와 함께 상기한 제1 및 제2 필터부(3a′,3b′)에 의해 정화된 후 외부로 배출되는 구조이므로 상기한 제1 및 제2 필터부(3a′,3b′)의 수명이 짧다는 문제점이 있음과 아울러, 시약 보관용 냉장실(2′) 상면의 냉각기(4b′)에 의해 냉각된 공기가 송풍기(4c′)에 의해 하방으로 이송될 때 배기 팬이 그에 인접하여 있으므로 냉각 공기가 배기팬에 의해 흡입되어 외부로 직접 배출하게 될 우려가 있음은 물론, 하방으로부터 유입되어 상향류를 형성하는 외기와 하방류를 형성하는 냉각된 공기의 흐름이 편향되어 있어 시약 보관용 냉장실(2′) 내에서의 국소적 온도 편차가 심하고 냉장 효율이 열등할 뿐만 아니라, 개방 순환형이므로 에너지 절약적이지 못하다는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 첫 번째 목적은 보관 시약의 품질 저하 및 역가 저하를 최소화할 수가 있는 개선된 구조의 냉장 시약장을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 두 번째 목적은 기본적으로 밀폐 순환형 구조를 채택함으로써 보다 에너지 절약적인 개선된 구조의 냉장 시약장을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 세 번째 목적은 내부 순환류의 흐름을 개선함으로써 시약 보관실 내부의 공기를 원활하고도 효과적으로 정화함과 동시에, 냉장 온도 편차를 최소화할 수가 있는 개선된 구조의 냉장 시약장을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 네 번째 목적은 외부로부터의 먼지 유입을 원천 차단함으로써 필터 수명의 연장이 가능한 개선된 구조의 냉장 시약장을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다섯 번째 목적은 사용자나 취급자가 문 개방 시 시약 보관용 냉장실 내부에 상대적으로 균일한 음압이 형성되어 시약 보관용 냉장실로부터 유해 가스나 악취가 실내로 유입될 염려가 거의 없는 개선된 구조의 냉장 시약장을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 여섯 번째 목적은 시약 보관용 냉장실의 제상제습시 인화성 또는 폭발성 시약에 의한 폭발이나 화재 위험성을 원천 제거한 안전성이 제고된 개선된 구조의 냉장 시약장을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일곱 번째 목적은 경우에 따라 부분 개방 순환 구조를 선택함으로써 방폭(防爆) 기능을 갖춘 개선된 구조의 냉장 시약장을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 여덟 번째 목적은 시약장의 내부 환경을 실시간으로 모니터링 가능함과 아울러, 현장 제어는 물론 원격 제어도 가능한 개선된 구조의 냉장 시약장을 제공하기 위한 것이다.
상기한 본 발명의 첫 번째 내지 다섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태에 따르면, 상호 평행하게 설치된 복수개의 시약 보관용 트레이(tray)와 투명창이 설치된 문을 갖는 시약 보관용 냉장실과; 냉각 장치실과, 송풍기 및 필터와 증발기가 설치되는 냉각 정화실로 구성되며 상기한 시약 보관용 냉장실 상방에 위치하는 하우징과; 상기한 시약 보관용 냉장실의 일측에 다수의 통공이 형성된 측면 격벽에 의해 분리 형성되며 상기한 냉각 정화실과 연통되는 제1 측부 닥트와; 상기한 시약 보관용 냉장실의 타측에 다수의 통공이 형성된 측면 격벽에 의해 분리 형성되는 제2 측부 닥트와; 일측 단부가 상기한 제2 측부 닥트의 상방과 연통되고 타측 단부가 상기한 냉각 정화실의 필터와 연통되는 상부 닥트로 구성되며: 상기한 필터 및 증발기에 의한 정화 냉각류가 송풍기에 의해 제1 측부 닥트를 통하여 하향류를 형성함과 아울러, 상기한 제1 측면 격벽의 다수의 통공을 통하여 각각의 트레이 상으로 수평류를 형성하는 한편, 트레이의 망상 바닥을 통하여 하향류를 형성하고, 이어서 시약 보관용 냉장실 내의 오염 가온류가 상기한 제2 측면 격벽의 다수의 통공을 통하여 제2 측부 닥트 내에서 상향류를 형성한 다음, 시약 보관용 냉장실 상부의 격리된 상부 닥트 내에서 수평류를 형성한 후, 상기한 필터 및 증발기에 의해 정화 냉각류로 변환되는 냉장 시약장이 제공된다.
상기한 본 발명의 첫 번째 내지 다섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 다른 바람직한 일 양태에 따르면, 상호 평행하게 설치된 복수개의 시약 보관용 트레이(tray)와 투명창이 설치된 문을 갖는 시약 보관용 냉장실과; 냉각 장치실과, 송풍기 및 필터와 증발기가 설치되는 냉각 정화실로 구성되며 상기한 시약 보관용 냉장실 상방에 위치하는 하우징과; 상기한 시약 보관용 냉장실의 일측방에 다수의 통공이 형성된 측면 격벽에 의해 분리 형성되며 상기한 냉각 정화실과 연통되는 측부 닥트와; 상기한 시약 보관용 냉장실의 후방에 다수의 통공이 형성된 배면 격벽에 의해 분리 형성되는 후부 닥트와; 일측 단부가 상기한 측부 닥트로부터이격된 위치의 후부 닥트 상방과 연통되고 타측 단부가 상기한 냉각 정화실의 필터와 연통되는 상부 닥트로 구성되며: 상기한 필터 및 증발기에 의한 정화 냉각류가 송풍기에 의해 측부 닥트를 통하여 하향류를 형성함과 아울러, 상기한 측면 격벽의 다수의 통공을 통하여 각각의 트레이 상으로 수평류를 형성하는 한편, 트레이의 망상 바닥을 통하여 하향류를 형성하고, 이어서 시약 보관용 냉장실 내의 오염 가온류가 상기한 배면 격벽의 다수의 통공을 통하여 후부 닥트 내에서 상향류를 형성한 다음, 시약 보관용 냉장실 상부의 격리된 상부 닥트 내에서 수평류를 형성한 후, 상기한 필터 및 증발기에 의해 정화 냉각류로 변환되는 냉장 시약장이 제공된다.
상기한 본 발명의 첫 번째 내지 다섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 바람직한 일 양태에 따르면, 상기한 필터가 제1 내지 제3 필터로 구성되고, 상기한 상부 닥트와 연통된 쪽으로부터 차례대로 제1 필터가 HEPA(High Efficiency Particulated Arrestor) 필터 또는 ULPA(Ultra Low Penetration Absolute) 필터이고, 제2 필터가 흡착제와 염기성 금속산화물 및 양쪽성 금속산화물로 된 제1형 펠릿과 염기성 금속산화물 및 산화제와 양쪽성 금속산화물로 된 제2형 펠릿과 염기성 금속산화물 및 양쪽성 금속산화물로 된 제3형 펠릿이 중량비로 1:1~5:3~10, 바람직하게는 1:2~4:5~7로 랜덤(random) 혼합된 베드(bead) 필터이며, 제3 필터가 활성탄 또는 활성 탄소 섬유 부직포로 이루어지는 카본 필터인 냉장 시약장이 제공된다.
상기한 본 발명의 첫 번째 내지 다섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 바람직한 일 양태에 따르면, 상기한 증발기가 필터의 하류(downstream)에 위치하는 냉장 시약장이 제공된다.
상기한 본 발명의 첫 번째 내지 다섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 바람직한 일 양태에 따르면, 상기한 제1 및 제2 측면 격벽 또는 배변 격벽에 형성되는 다수의 통공이 각각의 트레이 단(stage)에 형성되며, 각각의 트레이 단에 위치하는 통공의 총 면적이 상방으로부터 하방으로 갈수록 점진적으로 증대되도록 형성되어 있는 냉장 시약장이 제공된다.
상기한 본 발명의 여섯 번째 및 일곱 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태에 따르면, 상기한 냉각 장치실 내에 응축기와 팽창밸브 및 압축기와 환풍기가 설치되고, 제상제습 또는 보관 온도의 상승 제어 또는 방폭을 위한 부분 개방 구조로의 변환을 위한 개폐 밸브가 상부 닥트와 연통 가능하게 설치되어 있는 냉장 시약장이 제공된다.
상기한 본 발명의 여덟 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태에 따르면, 상기한 제반 양태에 따른 냉장 시약장에 있어서 시약 보관용 냉장실 내부의 유해 기체의 농도를 측정하는 가스 센서와 온도 센서 및 습도 센서와 풍속 센서를 포함하는 센서부와; 상기 센서부에서 측정된 검출 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 데이터 변환부와; 냉각 장치 및 송풍기의 동작 및 개폐 밸브의 개폐 여부를 자동 및/또는 수동으로 실시간 제어함과 동시에, 시약 보관용 냉장실 내의 운전 조건 설정 및 운전 상황에 관한 데이터를 디스플레이하며 현장 또는 원격한 퍼스컴을 통한 실시간 제어를 수행하고 비상 시 데이터 서버를 통하여 휴대폰 또는 퍼스컴에 해당 정보를 발신하기 위한 신호처리 및 제어를 수행하는 마이크로컨트롤러와; 상기 마이크로컨트롤러로부터 출력되는 데이터를 수신하여 디스플레이하고, 개폐 밸브의 개폐 여부를 결정하며, 냉각 장치 및 송풍기의 동작을 제어함과 아룰러, 터치 패드 또는 원격한 퍼스컴에서 입력되는 신호를 상기 마이크로컨트롤러에 출력하기 하기 위한 신호를 처리하는 디스플레이 컨트롤러와; 상기 디스플레이 컨트롤러에서 출력되는 신호를 디스플레이하는 터치패널을 포함하는 제어부가 더욱 포함되어, 시약 보관실 내의 온도 및 습도와 필터 효율, 그리고 풍속이 실시간으로 표시되고 터치 패드 또는 원격한 퍼스컴을 통하여 운전 제어 가능한 냉장 시약장이 제공된다.
본 발명에 따른 개선된 구조를 갖는 냉장 시약장은 보관 시약의 품질 저하 및 역가 저하를 최소화하기 위한 냉장 온도의 제어가 가능함은 물론, 내부 순환류의 흐름을 개선함으로써 시약 보관실 내부의 공기를 원활하고도 효과적으로 정화함과 동시에, 냉장 온도 편차를 최소화할 수가 있고, 기본적으로 밀폐 순환형 구조를 채택함으로써 외부로부터의 먼지 유입을 원천 차단하여 필터 수명의 연장이 가능함은 물론, 개방형 구조에 비하여 에너지 절약적이며, 사용자나 취급자의 문 개방 시 시약 보관용 냉장실 내부에 상대적으로 균일한 음압이 형성되어 시약 보관용 냉장실로부터 유해 가스나 악취가 실내로 유입될 염려가 거의 없고, 더욱이 경우에 따라 부분 개방 순환 구조를 선택할 수 있도록 함으로써 방폭 기능을 갖추고 있음은 물론, 시약 보관용 냉장실의 제상제습을 히터에 의하지 아니하고 응축기 및 압축기로부터 자연 발생하는 열류를 이용함으로써 인화성 또는 폭발성 시약에 의한 폭발이나 화재 위험성을 경제적으로 제거하여 안전성을 제고하고 있으며, 카트리지 형태의 필터를 적절한 수효로 선택하여 임의 적용할 수가 있어 사용 편의성이 높고, 시약장의 온도 및 습도와 유해 기체 농도와 풍속, 전원 입력 상태 등과 같은 제반 운전 조건 및 상태를 시약장의 디스플레이부에 표시해 줌과 동시에 자동 제어함은 물론, 원격한 관리자 또는 취급자의 퍼스컴을 통하여 표시해 줌과 동시에, 제반 운전 상태를 필요하다면 원격한 관리자 또는 취급자의 퍼스컴에 기록해 주게 되므로 시약 보관 및 관리의 최적화를 통한 역가(titer) 저하나 다운 그레이드(down grade)를 효과적으로 방지할 수가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 냉장 시약장의 외관 정면도이다.
도 2는 도 1의 문 개방 상태 정면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉장 시약장의 정단면도이다.
도 4a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉장 시약장의 정단면도이다.
도 4b는 도 4a의 일부 절결 측단면도이다.
도 5는 도 1의 본 발명에 따른 냉장 시약장에 적용되는 제어 시스템에 대한 블록도이다.
도 6은 종래 기술에 따른 냉장 시약장의 종단면도이다.
<부호의 설명>
1,1a : 본 발명에 따른 냉장 시약장
2 : (시약 보관용) 냉장실
21 : 문 22 : 윈도우
23 : 재치대 24 : 트레이(tray)
24a : 망상 바닥
3 : 하우징
31 : 정화실 도어 32: 단열 격벽
4 : 냉각 정화실
41: 송풍기 42: 필터 하우징
42a: 제1 필터 42b: 제2 필터
42c: 제3 필터 43: 개구
44: 증발기(열교환기) 45: 가이드
5: 냉각 장치실
51: 응축기 52: 팽창 밸브
53: 압축기 54,55: 파이프라인
56: 환풍기 57: 개폐 밸브
58: 환풍구 59: 필터
6,6a: 측부 닥트
61,61a: 측면 격벽 62,62a: 통공
7: 후부 닥트
71: 배면 격벽 72: 통공
8: 상부 닥트
81: 격벽 82: 바닥
9 : 제어부
91 : 상태 표시 램프 92 : 센서부
93 : 데이터 변환부 94 : 마이크로컨트롤러
95 : 디스플레이 컨트롤러 96 : 타이머
97 : 데이터 저장부 98 : 디스플레이부
99 : 데이터 서버 100 : 휴대폰
200 : 퍼스컴 300: 냉각장치
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 냉장 시약장(1)의 외관 정면도이고, 도 2는 도 1의 도어(21) 개방 상태 정면도로서, 그 전체적인 구성은 시약 보관용 냉장실(2)과 그 상방의 하우징(3)으로 이루어지며, 도어(21)에는 윈도우(22)가 설치되고, 시약 보관용 냉장실(2)에는 복수개의 재치대 (후술하는 도 3에서의 도면부호 23 참조)가 소정의 간격으로 상하 이격 설치되며, 상기한 재치대 상에는 서랍과 같이 전방으로 인출 가능하게 복수개의 트레이(tray)(24)가 놓여진다.
상기한 트레이(24)의 바닥은 냉각류가 하향류를 형성할 수 있도록 망상 바닥(24a)으로 형성되며, 상기한 윈도우(22)에의 김 서림을 방지하기 위하여 도어(21) 외측 프레임 내에 제습제상용 히터(미도시)를 설치하거나 또는 윈도우(22)의 외측 전면에 제습용 열선(미도시)을 붙이고 다시 그 표면을 보호 필름(미도시)으로 피복할 수도 있다.
도면 중 미설명 부호 9는 제어부(구체적으로는 상태 표시 램프)이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉장 시약장(1)의 정단면도로서, 그 전체적인 구성은 상호 평행하게 설치된 복수개의 시약 보관용 트레이(tray)(24)가 설치된 시약 보관용 냉장실(2)과, 냉각 정화실(4) 및 냉각 장치실(5)을 포함하고 상기한 시약 보관용 냉장실(2) 상방에 위치하는 하우징(3)과, 상기한 시약 보관용 냉장실(2)의 좌우측 및 상부에 각각 설치되는 제1 및 제2 측부 닥트(6,6a)와 상부 닥트(8)로 이루어진다.
상기한 하우징(3)의 한쪽에 배치되는 냉각 정화실(4) 내에는 송풍기(41) 및 필터(42a,42b,42c)와 증발기(열교환기)(44)가 설치되며, 도시된 예에서는 제1 내지 제3 필터(42a,42b,42c)가 상부 덕트(8)와 연통된 필터 하우징(42) 내에 카트리지 형태로 상하로 순차 적층되는 형태로 장착되고 그 상방에 증발기(44)가 위치하며 그에 인접한 측방에 송풍기(41)가 위치하나, 본 발명은 이러한 배치 형태에 한정되는 것은 아니며 상기한 증발기(44)가 필터(42a,42b,42c)의 하류(downstream)에 위치하는 배치라면 그 어느 것일도 무방하며, 예컨대, 상기한 제1 내지 제3 필터(42a,42b,42c)가 좌우로 배치되고 이어서 증발기(44)와 송풍기(41)가 배치되는 형태로 할 수도 있음은 물론이다.
또한 선택적으로는 도시된 바와 같이 가이드 플레이트(45)를 송풍기(41) 외측의 냉각 정화실(4) 상부 모서리에 경사지게 설치함으로써 정화 냉각류를 제1 측부 덕트(6) 내로 원활하게 하향 유도하도록 할 수도 있다.
상기한 하우징(3)의 다른 한쪽에 배치되는 냉각 장치실(5) 내에는 응축기(51)와 팽창 밸브(52) 및 압축기(53), 그리고 환풍기(56)가 배치된다.
또한 파이프라인(54)은 응축기(51)와 증발기(44)를 유체학적으로 연결하며, 파이프라인(55)은 증발기(44)와 압축기(53)를 유체학적으로 연결한다.
따라서 응축기(51)에 의해 응축된 냉매는 팽창 밸브(52)를 통하여 체적 팽창하면서 증발기(44) 중에서 기화하여 그 주변의 열을 뺏어 냉각시킨 다음, 가온된 냉매는 압축기(53)에 의해 압축된 후 다시 응축기(51)에서 액화된다.
상기한 냉각 정화실(4)과 냉각 장치실(5)은 단열 격벽(32)으로 구획되어 있으며, 파이프라인(54,55)은 단열 격벽(32)을 관통한다.
한편, 냉각 장치실(5)에는 환풍기(56)와 통풍공(58a)가 설치되어 응축기(51) 및 압축기(53)로부터 발생하는 열을 환풍구(58)를 통하여 하우징(3) 외부로 방출한다.
도시된 예에서는, 상기한 환풍기(56)의 하방에 제상제습 또는 보관 온도의 상승 제어 또는 방폭(防爆)을 위한 부분 개방 구조로의 변환을 위한 개폐 밸브(57)가 장착되어 필요에 따라 상기한 환풍기(56)에 의해 상기한 냉각 장치실(5) 내의 열류를 상부 덕트(8) 내로 도입할 수 있도록 연통 가능하게 구성되며, 개폐 밸브(57)의 상방에는 필터(59)가 장착된다.
여기서, 상기한 개폐 밸브(57)는 상기한 환풍기(56)의 내측에 위치하는 한 그 위치는 본 발명에 있어 임의 선택적이다.
상기한 제1 측부 닥트(6)는 시약 보관용 냉장실(2)의 일측에 다수의 통공(62)이 형성된 측면 격벽(61)에 의해 분리 형성되며 상부는 상기한 냉각 정화실(4)과 연통된다.
한편, 상기한 제2 측부 닥트(6a)는 상기한 시약 보관용 냉장실(2)의 타측에 다수의 통공(62a)이 형성된 측면 격벽(61a)에 의해 분리 형성되며, 상부는 상부 닥트(8)와 연통된다.
상기한 제1 및 제2 측부 닥트(6,6a)의 폭과 상부 닥트(8)의 높이는 엄격히 제한적인 것은 아니지만, 각각 3~20cm의 범위, 바람직하게는 5~15cm, 더욱 바람직하게는 5~10cm 정도로서 슬림(slim)하게 형성되며, 일반적으로 3cm 미만에서는 흐름 지체 현상이 일어날 우려가 있어 바람직하지 못하며, 역으로 20cm를 초과하면 냉장 시약장(1)의 크기에 비하여 시약 보관용 냉장실(2)의 시약 수용 능력을 현저히 저하시키게 되므로 역시 바람직하지 못하다.
여기서, 상기한 제1 및 제2 측면 격벽(61,61a)에는 각각 다수의 통공(62,62a)이 각각의 트레이(24) 단(stage) 마다 형성되며, 각각의 트레이(24) 단에 위치하는 통공(62,62a)의 총 면적은 상방의 단으로부터 하방의 단으로 갈수록 점진적으로 증대되도록 형성되며, 각 단 사이의 통공(62,62a)의 총면적 증대는 동일 직경을 가지는 통공(62,62a)의 수효 증가(예컨대, 각각의 통공(62,62a)의 직경이 25mm이고, 수평 및 수직으로 인접한 통공(62 및 62) 또는 통공(62a, 및 62a) 사이의 거리가 각각 60mm 및 40mm로 하고, 위쪽의 1단 및 2단은 13개를, 중앙의 3단 및 4단은 15개를, 그리고 아래쪽의 5단은 17개를 형성하며 도 4b 참조)에 의하거나, 또는 동일 수효로서 직경의 증가(예컨대, 각각의 통공(62,62a)의 인접 거리는 전술한 바와 동일하게 하되 위쪽의 1단 및 2단은 직경 25mm의 통공(62 또는 62a) 13개를, 중앙의 3단 및 4단은 직경 26mm의 통공(62 또는 62a) 13개를, 그리고 아래쪽의 5단은 직경 27mm의 통공(62 또는 62a) 13개를 동일한 수효로 형성)에 의해 이루어질 수 있으며, 이러한 사항은 송풍기 및 냉각 장치의 용량, 제1 및 제2 측부 닥트(6,6a)의 폭 및 길이, 시약 보관용 냉장실의 폭 및 길이, 트레이(24) 각단의 높이, 원하는 설계 냉장 온도 범위, 원하는 내부의 순환류 유속 등과 같은 다양한 파라메타에 의해 비교적 넓은 범위 내에서 적절히 결정될 수 있음은 물론이다.
한편, 전술한 바와 같이, 상부 닥트(8)는 일측 단부가 상기한 제2 측부 닥트(6a)의 상방과 연통되고 타측 단부는 상기한 냉각 정화실(4)의 필터(42a,42b,42c)와 연통되며, 상기한 필터(42a,42b,42c)와 인접한 부분에는 상부 닥트(8)로부터 필터(42a,42b,42c)로 오염 가온류가 원활히 도입될 수 있도록 격벽(81)이 설치될 수 있다.
시약 보관용 냉장실(2)과 냉각 정화실(4) 내에서의 공기 순환류의 흐름에 대하여 설명하면, 상부 닥트(8)로부터 유입되는 오염 가온류는 상기한 필터(42a,42b,42c) 및 증발기(44)에 의한 정화 냉각류(흐름 A)는 송풍기(41)에 의해 제1 측부 닥트(6)를 통하여 하향류(흐름 B)를 형성함과 아울러, 상기한 제1 측면 격벽(61)의 다수의 통공(62)을 통하여 각각의 트레이(24) 단(stage)으로 수평류(흐름 C)를 형성하는 한편, 각각의 트레이(24)의 망상 바닥(24a)을 통하여 하향류(흐름 D)를 형성하고, 시약 보관용 냉장실(2) 내의 오염 가온류는 상기한 제2 측면 격벽(61a)의 다수의 통공(62a)을 통하여 제2 측부 닥트(6a) 내에서 상향류(흐름 E)를 형성한 다음, 시약 보관용 냉장실(2) 상부의 격리 구획된 상부 닥트(8)를 통하여 수평류(흐름 F)를 형성한 후, 상기한 필터(42a,42b,42c)로 흡입되는 상향류(흐름 G)를 형성하고, 최종적으로 상기한 필터(42a,42b,42c) 및 증발기(44)에 의해 여과되고 열교환에 의해 냉각된 정화 냉각류(흐름 A)로 변환되어 송풍기(41)에 의해 이송된다.
한편, 제상제습 또는 보관 온도의 상승 제어 또는 방폭을 위하여 제어부(도 1에서의 도면부호 9 참조)에 의해 개폐 밸브(57)가 열리게 되면, 부분 개방 구조로 변환되어 상기한 환풍기(56)에 의해 상기한 냉각 장치실(5) 내의 응축기(51) 및 압축기(53)로부터 발생하는 냉각 장치실(5) 내의 열류가 필터(59)와 개폐 밸브(57)를 거쳐 상부 덕트(8) 내로 도입되며(점선 화살표 H 참조), 이러한 구조는 히터를 사용하지 않고 자체 내 열풍에 의해 제상제습 및 상승 온도로의 제어를 수행하는 것이므로 인화성 또는 폭발성 시약에 의한 위험 요소를 안전하게 제거할 수가 있다.
도시된 바와 같은 본 발명에 따른 냉장 시약장(1)의 시약 보관용 냉장실(2) 내부의 하부와 중앙부 및 상부에 위치하는 각각의 트레이의 수평류의 유속 차이는 최대 0.8m/sec이고, 바람직하게는 0.4m/sec 이하로 균일하게 유지되며, 시약 보관용 냉장실(2) 내부의 수평류의 유속은 0.5~1.5m/sec로 균일하게 유지된다.
상기한 시약 보관용 냉장실(2) 내부는 상기한 바와 같이 유속을 항상적으로 균일하게 유지함으로써 대기압 보다 0.4~0.8밀리바, 바람직하게는 0.4~0.6밀리바 정도 낮은 음압 상태로 설정되며, 따라서 사용자가 도어를 개방하더라도 시약 보관용 냉장실(2) 내부의 공기가 실내로 유입되지 않게 된다.
한편, 선택적으로 필요하다면, 상기한 제2 측부 닥트(6a), 바람직하게는 그 하단부에 봉형 송풍기(미도시)를 배치함으로써 냉장 시약장(1) 내부의 공기 순환 속도를 높일 수도 있음은 물론이다.
또한 본 발명에 따른 냉장 시약장(1)의 재질은 통상 금속재로 제작되며, 그 표면은 내약품성을 갖는 세라믹 또는 합성수지로 코팅 처리된다. 또한 도어(21)의 내주연부와 이에 당접하는 본체(도면부호 미부여)의 외주연부에는 완전 밀폐를 위한 엘라스토머(elastomer) 또는 탄성 수지 자석체와 같은 탄성 밀착재가 설치되며, 시약 보관용 냉장실(2) 내부를 육안 확인할 수 있도록 윈도우(22)는 유리, 아크릴, 폴리카보네이트 등과 같은 투명재로 형성된다.
또한 하우징(3)에는 후술하는 바와 같은 제어부(9)가 설치되고, 상기한 하우징(3)의 전면에는 별도의 도어(도면부호 미부여)를 설치하여 둠으로써 필터 하우징(42)의 교체나 청소 또는 냉각 정화실(4) 및 냉각 장치실(5)의 내부 설비에 대한 점검 및 수리 등의 작업을 용이하게 수행할 수 있도록 도록 하는 것이 바람직하다.
이어서, 본 발명에 따른 냉장 시약장(1)에 적용되는 필터(42a,42b,42c,59)에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 냉각 정화실(4)의 필터 하우징(42) 내에는 카트리지 형태로 된 제1 내지 제3 필터(42a,42b,42c)가 장착되며, 본 발명에 있어서는 제1 내지 제3 필터(42a,42b,42c)의 배치 순서는 제한적이지 아니하며 그 순서는 임의로 변경되더라도 무방하기는 하지만, 도시된 바에 따라 상부 닥트(8)와 연통된 쪽으로부터 순서대로 언급하면, 제1 필터(42a)는 HEPA(High Efficiency Particulated Arrestor) 필터 또는 ULPA(Ultra Low Penetration Absolute) 필터이고, 제2 필터(42b)는 흡착제와 염기성 금속산화물 및 양쪽성 금속산화물로 된 제1형 펠릿과 염기성 금속산화물 및 산화제와 양쪽성 금속산화물로 된 제2형 펠릿과 염기성 금속산화물 및 양쪽성 금속산화물로 된 제3형 펠릿이 중량비로 1:1~5:3~10, 바람직하게는 1:2~4:5~7로 랜덤(random) 혼합된 베드(bead) 필터이며, 제3 필터(42c)는 활성탄 또는 활성 탄소 섬유 부직포를 포함하는 카본 필터이다.
상기한 제1 필터(42a)는 당업계 공지이나, 이에 대해 부연하면, 상기한 HEPA 필터는 마이크로 유리 섬유로 제작되는 필터로서 0.3㎛ 입자 제어용으로서 사용되며 표준 디옥틸 프탈레이트(Dioctyl-phthalate) 계수법에 의한 포집 효율이 99.7% 이상, 바람직하게는 99.97% 이상인 것이 사용되며, 초기 압력 손실이 24~26mmAq이고 종기 압력 손실이 46~55mmAq 정도이며, 한편, ULPA 필터는 울트라마이크로 유리 섬유로 제작되는 필터로서 0.1~0.17㎛ 입자를 99.99% 이상, 바람직하게는 99.9995% 이상 포집할 수 있는 것이 사용되며, 초기 압력 손실이 25~27mmAq이고 종기 압력 손실이 50~58mmAq 정도이다.
본 발명에 있어서 제1 필터(42a)는 보관 시약의 종류, 설치 장소 및 목적하는 정화 정도 등에 따라 HEPA 필터 또는 ULPA 필터 중 어느 하나를 적절히 선택하여 사용할 수 있으나, 통상적인 용도로서는 비용 및 유지 보수 측면을 고려하여 HEPA 필터의 채택이 일반적일 수 있다.
상기한 제2 필터(42b)는 상기한 제1형 펠릿이 흡착제 50~65중량%와 염기성 금속산화물 15~30중량% 및 양쪽성 금속산화물 5~15중량%와, 바인더 5~15중량%로 구성되고, 상기한 제2형 펠릿이 염기성 금속산화물 25~40중량%와 산화제 25~40중량%와 양쪽성 금속산화물 25~40중량%와 바인더 5~15중량%로 구성되며, 상기한 제3형 펠릿이 염기성 금속산화물 50~70중량%와 양쪽성 금속산화물 20~40중량%와 바인더 5~15중량%로 구성되는 것이다.
여기서, 상기한 염기성 금속산화물은 Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O, MgO, CaO, SrO, BaO, CrO, Ti2O3, Cr2O3, MnO 및, Mn2O3로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물이고, 상기한 양쪽성 금속 산화물은 Al2O3, SnO2 및, PbO2로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물이며, 상기한 산화제는 KMnO4 , 또는 MnO2, 또는 PbO2이고, 상기한 흡착제는 활성탄이며, 상기한 바인더는 실리카 졸, CMC(Sodium Carboxy Methyl Cellulose), 또는 펄프 분말이다.
상기한 제1,2,3형 펠릿은 다수의 미세공이 천공된 카트리지 내에 전술한 바와 같은 중량비의 범위 내에서 랜덤하게 수용되어 제2 필터(42b)로서의 유동화 펠릿 베드를 형성한다.
보다 구체적으로 언급하면, 상기한 제1형 펠릿은 포어(pore) 체적이 1.91~2.17cc/g이고 비표면적(BET)이 920~970m2/g이며 압력 손실이 8.8~9.3 mmAq/(5cm 높이)이고, 상기한 제2형 펠릿은 포어 체적이 1.02~1.18cc/g이고 비표면적(BET)이 766~792m2/g이며 압력 손실이 7.6~8.4 mmAq/(5cm 높이)이며, 상기한 제3형 펠릿은 포어 체적이 1.57~1.69cc/g이고 비표면적(BET)이 788~823m2/g이며 압력 손실이 7.7~8.2 mmAq/(5cm 높이)이다.
제1 내지 제3형 펠릿으로의 펠릿화(pelletization)는 전술한 조성 성분들을 150~1200메시 정도로 볼 밀링 처리한 다음, 펠릿화기를 사용하여 원하는 소정의 형상 및 크기로 제조하며, 본 발명에 있어서 상기한 제1형, 제2형 및, 제3형 펠릿의 수분 함량은 최대 5중량% 이내이다.
상기한 제3 필터(42c)는 카본 필터로서, 활성탄과 염기성 금속 산화물이 첨가된 부직포 필터 또는 염기성 금속산화물이 첨가된 활성 탄소 섬유 부직포 필터이며, 활성탄과 염기성 금속 산화물이 첨가된 천연 섬유 또는 인조 섬유 부직포 필터인 경우 부직포에 활성탄 70~85중량%, 전술한 염기성 금속 산화물 10~25중량%, 공지의 바인더 3~8중량%를 균질하게 혼합 도포하여 고정시킨 것이며, 염기성 금속산화물이 첨가된 활성 탄소 섬유 부직포 필터인 경우에는 염기성 금속 산화물 80~95중량%와 바인더 5~20중량%를 균질하게 혼합 도포하여 고정시킨 것이 사용될 수 있다.
상업적으로 구입 가능한 활성 탄소 섬유 부직포의 일반적인 물리적 특성은 밀도 100~300g/m3, 두께 1~6mm, 밀도 0.04~0.1g/cm3의 범위이다.
이어서, 상기한 개폐 밸브(57)에 바로 인접한 상류(upstream) 또는 하류(downstream)에 장착되는 필터(59)는 프리필터(pre-filter), 또는 프리필터와 HEPA(High Efficiency Particulated Arrestor) 필터, 또는 프리필터와 ULPA(Ultra Low Penetration Absolute) 필터이다.
여기서, 프리필터는 당업계 공지의 필터로서 재사용 가능한 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 또는 폴리프로필렌(PP) 섬유의 부직 필터, 또는 다공성 스펀지 필터이거나, 또는 재사용 불가한 유리 섬유 필터일 수 있으며, 중량법 으로 60~85%의 상당히 큰 분진 포집효율을 가지며 초기 압력 손실이 5.5~8.5mmAq(H2O) 정도로 적은 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 제1 내지 제3 필터(42a,42b,42c) 및 필터(59)를 수용하는 카트리지의 종류와 두께 및 밀도는 시약 보관용 냉장실(2) 내에 보관되는 시약의 특성이나 성질, 예정된 필터 교환 주기, 냉장 시약장의 크기, 의도하는 보관 안정성의 정도, 채택된 송풍기의 용량, 제상제습 조건 및 사용 빈도 등과 같은 다양한 파라메터를 고려하여 전술한 바와 같은 풍속 및 음압 유지가 가능한 범위 내에서 적절히 선택하여 조합할 수 있으며 카트리지의 위치순서 또한 필요에 따라 적절히 위치 변환 가능함은 물론이다.
본 발명에 따른 냉장 시약장은 3~25℃, 바람직하게는 3~18℃, 더욱 바람직하게는 3~10℃의 범위로 제어 가능하다.
도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉장 시약장(1a)의 정단면도 및 일부 절결 측단면도로서, 도 3에 도시한 제1 실시예에 따른 냉장 시약장(1)의 경우와 비교하여 제2 측부 닥트(도 3에서의 도면부호 6a) 대신에 후부 닥트(7)를 설치한 것을 제외하고는 본질적으로 동일한 구조이므로 동일 부분에 대한 부연은 생략하기로 한다.
도 4a 및 도 4b에 도시한 냉장 시약장(1a)은 도 3에서의 냉장 시약장(1)이 가지는 제2 측부 닥트(6a)가 존재하지 않는 대신, 그 역할을 후부 닥트(7)에 의해 수행한다는 점을 제외하고는 다른 구성은 본질적으로 동일하다.
도시된 냉장 시약장(1a)의 구조에서 유의하여할 점은 측부 닥트(6)로부터 이격한 위치의 후부 닥트(7)의 상단 뒷부분(도면에서 우측 상단 쪽)만이 부분적으로 개방되어 상부 덕트(8)와 연통되어 있다는 점이며, 이러한 구조는 시약 보관용 냉장실(2) 전체의 온도 분포의 균질화를 달성함에 있어 중요하다.
도 4a 및 도 4b에 도시한 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉장 시약장(1a)에 있어서 시약 보관용 냉장실(2)과 냉각 정화실(4) 내에서의 공기 순환류의 흐름에 대하여 설명하면, 상부 닥트(8)로부터 유입되는 오염 가온류는 상기한 필터(42a,42b,42c) 및 증발기(44)에 의한 정화 냉각류(흐름 A)는 송풍기(41)에 의해 측부 닥트(6)를 통하여 하향류(흐름 B)를 형성함과 아울러, 측면 격벽(61)의 다수의 통공(62)을 통하여 각각의 트레이(24) 단(stage)으로 수평류(흐름 C)를 형성하는 한편, 각각의 트레이(24)의 망상 바닥(24a)을 통하여 하향류(흐름 D)를 형성하고, 시약 보관용 냉장실(2) 내의 오염 가온류는 후부 닥트(7)의 배면 격벽(71)의 다수의 통공(72)을 통하여 후부 닥트(7) 내에서 상향류(흐름 E)를 형성한 다음, 시약 보관용 냉장실(2) 상부의 격리 구획된 상부 닥트(8)를 통하여 수평류(흐름 F)를 형성한 후, 상기한 필터(42a,42b,42c)로 흡입되는 상향류(흐름 G)를 형성하고, 최종적으로 상기한 필터(42a,42b,42c) 및 증발기(44)에 의해 여과되고 열교환에 의해 냉각된 정화 냉각류(흐름 A)로 변환되어 송풍기(41)에 의해 이송된다.
한편, 제상제습 또는 보관 온도의 상승 제어 또는 방폭을 위한 개폐 밸브(57)의 개방 시에는 부분 개방 구조로 변환되어 환풍기(56)에 의해 열류가 필터(59)와 개폐 밸브(57)를 거쳐 상부 덕트(8) 내로 도입(점선 화살표 H 참조)됨 또한 전술한 바와 같다.
또한 후부 닥트(7)의 배면 격벽(71)의 다수의 통공(72)에 관한 기본 사항 역시 전술한 도 3에서의 제1 및 제2 측면 격벽에 관한 것과 실질적으로 동일하며, 냉장 시약장(1a)의 시약 보관용 냉장실(2) 내부의 유속 및 음압 범위 등 나머지 모든 사항은 도 3의 그것과 실질적으로 동일하므로 이에 부연 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 밀폐 순환형 시약장(1)에 적용되는 제어 부(9)에 대한 블록도로서, 도 5 및 도 6에 도시한 본 발명에 따른 밀폐 순환형 시약장(1a,1b)은 물론 전술한 변형예에도 공통적으로 적용될 수 있다.
상기한 제어부(9)는 본 발명에 따른 시약장(1,1a)에 있어서 시약 보관용 냉장실(2) 내부의 유해 기체의 농도를 측정하는 가스 센서(921)와 온도 센서(922) 및 습도 센서(923)와 풍속 센서(미도시)를 포함하는 센서부(92)를 포함하며, 상기 센서부(92)에서 측정된 검출 신호를 데이터 변환부(93)에서 각각의 아날로그-디지털 컨버터(931,932,933)에 의하여 디지털 신호로 변환하여 출력한 다음, 마이크로컨트롤러(94)는 상기한 디지털 신호에 기초하여 냉각 장치(도면부호 51,52,53,44) 및 송풍기(41)의 동작 및 개폐 밸브(57)의 개폐 여부를 자동 및/또는 수동으로 실시간 제어함과 동시에, 시약 보관용 냉장실(2) 내의 운전 조건 설정 및 운전 상황에 관한 데이터를 디스플레이하며 현장 또는 원격한 퍼스컴을 통한 실시간 제어를 수행하고 데이터 서버(99)를 통하여 휴대폰(100) 또는 퍼스컴(200)에 해당 정보를 발신하기 위한 신호처리 및 제어를 수행하며, 타이머(96)는 온도, 습도, 풍속, 유해 기체 농도 등과 같은 특정한 조건에 관한 운전 시간을 예약할 수 있도록 하며, 디스플레이 컨트롤러(95)는 상기한 마이크로컨트롤러(94)로부터 출력되는 데이터를 수신하여 디스플레이하고, 터치 패드(또는 터치 스크린)(982)로부터 입력되는 신호 또는 원격한 퍼스컴(200)으로부터 입력되는 제어 신호를 상기한 마이크로컨트롤러(94)에 출력하기 하기 위한 신호를 처리하고, 상기한 디스플레이 컨트롤러(95)에서 출력되는 신호는 디스플레이부(98)에 표시된다.
따라서, 시약 보관용 냉장실(2) 내의 온도 및 습도와 유해 기체 농도, 필터 효율, 그리고 풍속 등은 실시간으로 터치 패드(982) 또는 원격한 퍼스컴(200)을 통하여 실시간으로 표시되고 저장부(98)에 저장되며 또한 그로부터의 입력 신호에 따른 마이크로컨트롤러(94)의 작동에 의해 각종 운전 상태의 자동 제어 및/또는 실시간 제어가 가능하게 되며, 이상 작동 또는 정전 시에는 데이터 서버(99)를 통하여 사용자 또는 취급 관리자의 휴대폰(100)이나 퍼스컴(200)에 문자 메시지 또는 이메일에 의한 얼람(alarm) 기능을 수행하게 할 수도 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 구체예를 통하여 설명하였으나 당업자라면 본 발명의 사상 및 영역으로부터 일탈하는 일 없이도 다양한 변화 및 수정이 가능함은 물론이나 이 또한 본 발명의 영역 내이다.

Claims (18)

  1. 상호 평행하게 설치된 복수개의 시약 보관용 트레이(tray)를 갖는 시약 보관용 냉장실과;
    냉각 장치실과, 송풍기 및 필터와 증발기가 설치되는 냉각 정화실로 구성되며, 상기한 시약 보관용 냉장실 상방에 위치하는 하우징과;
    상기한 시약 보관용 냉장실의 일측에 다수의 통공이 형성된 측면 격벽에 의해 분리 형성되며 상기한 냉각 정화실과 연통되는 제1 측부 닥트와;
    상기한 시약 보관용 냉장실의 타측에 다수의 통공이 형성된 측면 격벽에 의해 분리 형성되는 제2 측부 닥트와;
    일측 단부가 상기한 제2 측부 닥트의 상방과 연통되고 타측 단부가 상기한 냉각 정화실의 필터와 연통되는 상부 닥트로 구성되며:
    상기한 필터 및 증발기에 의한 정화 냉각류가 송풍기에 의해 제1 측부 닥트를 통하여 하향류를 형성함과 아울러, 상기한 제1 측면 격벽의 다수의 통공을 통하여 각각의 트레이 상으로 수평류를 형성하는 한편, 트레이의 망상 바닥을 통하여 하향류를 형성하고, 이어서 시약 보관용 냉장실 내의 오염되고 가온된 공기가 상기한 제2 측면 격벽의 다수의 통공을 통하여 제2 측부 닥트 내에서 상향류를 형성한 다음, 시약 보관용 냉장실 상부의 격리된 상부 닥트 내에서 수평류를 형성한 후, 상기한 필터 및 증발기에 의해 정화 냉각류로 변환되는
    냉장 시약장.
  2. 상호 평행하게 설치된 복수개의 시약 보관용 트레이(tray)를 갖는 시약 보관용 냉장실과;
    냉각 장치실과, 송풍기 및 필터와 증발기가 설치되는 냉각 정화실로 구성되며, 상기한 시약 보관용 냉장실 상방에 위치하는 하우징과;
    상기한 시약 보관용 냉장실의 일측방에 다수의 통공이 형성된 측면 격벽에 의해 분리 형성되며 상기한 냉각 정화실과 연통되는 측부 닥트와;
    상기한 시약 보관용 냉장실의 후방에 다수의 통공이 형성된 배면 격벽에 의해 분리 형성되는 후부 닥트와;
    일측 단부가 상기한 측부 닥트로부터 이격된 위치의 후부 닥트 상방과 연통되고 타측 단부가 상기한 냉각 정화실의 필터와 연통되는 상부 닥트로 구성되며:
    상기한 필터 및 증발기에 의한 정화 냉각류가 송풍기에 의해 측부 닥트를 통하여 하향류를 형성함과 아울러, 상기한 측면 격벽의 다수의 통공을 통하여 각각의 트레이 상으로 수평류를 형성하는 한편, 트레이의 망상 바닥을 통하여 하향류를 형성하고, 이어서 시약 보관용 냉장실 내의 오염되고 가온된 공기가 상기한 배면 격벽의 다수의 통공을 통하여 후부 닥트 내에서 상향류를 형성한 다음, 시약 보관용 냉장실 상부의 격리된 상부 닥트 내에서 수평류를 형성한 후, 상기한 필터 및 증발기에 의해 정화 냉각류로 변환되는
    냉장 시약장.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 필터가 제1 내지 제3 필터로 구성되고, 상기한 상부 닥트와 연통된 쪽으로부터 차례대로 제1 필터가 HEPA(High Efficiency Particulated Arrestor) 필터 또는 ULPA(Ultra Low Penetration Absolute) 필터이고, 제2 필터가 흡착제와 염기성 금속산화물 및 양쪽성 금속산화물로 된 제1형 펠릿과 염기성 금속산화물 및 산화제와 양쪽성 금속산화물로 된 제2형 펠릿과 염기성 금속산화물 및 양쪽성 금속산화물로 된 제3형 펠릿이 중량비로 1:1~5:3~10으로 랜덤(random) 혼합된 베드(bead) 필터이며, 제3 필터가 활성탄 또는 활성 탄소 섬유 부직포로 이루어지는 카본 필터인 냉장 시약장.
  4. 제3항에 있어서,
    상기한 제2 필터에서
    상기한 제1형 펠릿이 흡착제 50~65중량%와 염기성 금속산화물 15~30중량% 및 양쪽성 금속산화물 5~15중량%와, 바인더 5~15중량%로 구성되고, 상기한 제2형 펠릿이 염기성 금속산화물 25~40중량%와 산화제 25~40중량%와 양쪽성 금속산화물 25~40중량%와 바인더 5~15중량%로 구성되며, 상기한 제3형 펠릿이 염기성 금속산화물 50~70중량%와 양쪽성 금속산화물 20~40중량%와 바인더 5~15중량%로 구성되고;
    상기한 염기성 금속산화물이 Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O, MgO, CaO, SrO, BaO, CrO, Ti2O3, Cr2O3, MnO 및, Mn2O3로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물이고; 상기한 양쪽성 금속 산화물이 Al2O3, SnO2 및, PbO2로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물이며; 상기한 산화제가 KMnO4 , 또는 MnO2, 또는 PbO2이고, 상기한 흡착제가 활성탄이며, 상기한 바인더가 실리카 졸, CMC(Sodium Carboxy Methyl Cellulose), 또는 펄프 분말이고;
    상기한 제1,2,3형 펠릿이 다수의 미세공이 천공된 카트리지 내에 수용되어 유동화 펠릿 베드를 형성하는
    냉장 시약장.
  5. 제4항에 있어서,
    상기한 제1형 펠릿은 포어(pore) 체적이 1.91~2.17cc/g이고 비표면적(BET)이 920~970m2/g이며 압력 손실이 8.8~9.3 mmAq/(5cm 높이)이고;
    상기한 제2형 펠릿은 포어 체적이 1.02~1.18cc/g이고 비표면적(BET)이 766~792m2/g이며 압력 손실이 7.6~8.4 mmAq/(5cm 높이)이며;
    상기한 제3형 펠릿은 포어 체적이 1.57~1.69cc/g이고 비표면적(BET)이 788~823m2/g이며 압력 손실이 7.7~8.2 mmAq/(5cm 높이)인
    냉장 시약장.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 증발기가 필터의 하류(downstream)에 위치하는 냉장 시약장.
  7. 제1항에 있어서, 상기한 제1 및 제2 측면 격벽에 형성되는 다수의 통공이 각각의 트레이 단(stage)에 형성되며, 각각의 트레이 단에 위치하는 통공의 총 면적이 상방으로부터 하방으로 갈수록 점진적으로 증대되도록 형성되어 있는 냉장 시약장.
  8. 제2항에 있어서, 상기한 측면 격벽 및 배면 격벽에 형성되는 다수의 통공이 각각의 트레이 단(stage)에 형성되며, 각각의 트레이 단에 위치하는 통공의 총 면적이 상방으로부터 하방으로 갈수록 점진적으로 증대되도록 형성되어 있는 냉장 시약장.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기한 각각의 트레이 단(stage)에 형성되는 통공의 총 면적의 증대가 동일 직경을 가지는 통공의 수효 증가 또는 동일 수효로서 직경의 증가에 의해 이루어지는 냉장 시약장.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 냉각 정화실의 일측 상단에 정화 냉각류를 하향 유도하기 위한 가이드 플레이트가 설치되고, 상기한 상부 닥트로부터 필터로의 오염 가온류의 도입을 원활히 하기 위한 격벽이 형성되어 있는 냉장 시약장.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 냉각 장치실 내에 응축기와 팽창밸브 및 압축기와 환풍기가 설치되고, 제상제습 또는 보관 온도의 상승 제어 또는 방폭(防爆)을 위한 부분 개방 구조로의 변환을 위한 개폐 밸브가 상부 닥트와 연통 가능하게 설치되어 있는 냉장 시약장.
  12. 제11항에 있어서, 상기한 개폐 밸브에 바로 인접한 상류(upstream) 또는 하류(downstream)에 프리필터(pre-filter), 또는 프리필터와 HEPA(High Efficiency Particulated Arrestor) 필터, 또는 프리필터와 ULPA(Ultra Low Penetration Absolute) 필터가 장착되어 있는 냉장 시약장.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 시약 보관용 냉장실이 전면에 윈도우가 설치된 도어를 가지며, 상기한 도어의 프레임 내부 또는 윈도우의 전면에 제습용 열선이 부착되고 보호 필름으로 피복되어 있는 냉장 시약장.
  14. 제11항에 있어서, 상기한 개폐 밸브가 환풍기 날개 하방에 위치하며, 상기한 개폐 밸브의 개방 시 상기한 환풍기에 의해 압축기 및 응축기로부터 발생한 열류(熱流)를 상기한 개폐 밸브를 통하여 상부 덕트 내로 유입시키는 냉장 시약장.
  15. 제1항에 있어서, 상기한 제2 측부 닥트의 하단부에 봉형 송풍기가 배치되어 있는 냉장 시약장.
  16. 제2항에 있어서, 상기한 측부 닥트 하부로부터 이격한 후부 닥트의 하단부에 봉형 송풍기가 배치되어 있는 냉장 시약장.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 측부 닥트의 폭과 상부 닥트의 높이가 각각 3~20cm이고, 상기한 시약 보관용 냉장실 내부의 하부와 중앙부, 그리고 상부에 위치하는 각각의 트레이의 수평류의 유속 차이가 최대 0.8m/sec이고, 시약 보관용 냉장실 내부의 유속이 0.5~1.5m/sec이며, 상기한 시약 보관용 냉장실 내부가 대기압 보다 0.4~0.8밀리바 낮은 음압 상태로 유지되는 냉장 시약장.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    시약 보관용 냉장실 내부의 유해 기체의 농도를 측정하는 가스 센서와 온도 센서 및 습도 센서와 풍속 센서를 포함하는 센서부와;
    상기 센서부에서 측정된 검출 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 데이터 변환부와;
    냉각 장치 및 송풍기의 동작 및 개폐 밸브의 개폐 여부를 자동 또는 수동으로 실시간 제어함과 동시에, 시약 보관용 냉장실 내의 운전 조건 설정 및 운전 상황에 관한 데이터를 디스플레이하며 현장 또는 원격한 퍼스컴을 통한 실시간 제어를 수행하고 비상 시 데이터 서버를 통하여 휴대폰 또는 퍼스컴에 해당 정보를 발신하기 위한 신호처리 및 제어를 수행하는 마이크로컨트롤러와;
    상기 마이크로컨트롤러로부터 출력되는 데이터를 수신하여 디스플레이하고, 개폐 밸브의 개폐 여부를 결정하며, 냉각 장치 및 송풍기의 동작을 제어함과 아룰러, 터치 패드 또는 원격한 퍼스컴에서 입력되는 신호를 상기 마이크로컨트롤러에 출력하기 하기 위한 신호를 처리하는 디스플레이 컨트롤러와;
    상기 디스플레이 컨트롤러에서 출력되는 신호를 디스플레이하는 터치패널을 포함하는 제어부를 더욱 포함하며:
    시약 보관실 내의 온도 및 습도와 필터 효율, 그리고 풍속이 실시간으로 표시되고 터치 패드 또는 원격한 퍼스컴을 통하여 운전 제어 가능한
    냉장 시약장.
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