WO2016175642A1 - 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기 - Google Patents

질소발생모듈을 포함하는 시료농축기 Download PDF

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WO2016175642A1
WO2016175642A1 PCT/KR2016/004629 KR2016004629W WO2016175642A1 WO 2016175642 A1 WO2016175642 A1 WO 2016175642A1 KR 2016004629 W KR2016004629 W KR 2016004629W WO 2016175642 A1 WO2016175642 A1 WO 2016175642A1
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nitrogen
sample
test tube
injection nozzle
fixture
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PCT/KR2016/004629
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Inventor
박종범
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박종범
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B9/00—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards
    • F26B9/06—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in stationary drums or chambers

Definitions

  • the present invention relates to a sample concentrator including a nitrogen generating module, and more particularly, by providing a nitrogen concentrating module integrally with the sample condenser, a general air compressor can be connected and used, so that a nitrogen generator is not required separately and convenience. It is possible to increase flow rate, save space, and to independently supply flow rate and pressure to a plurality of injection nozzles, and to selectively use only required injection nozzles.
  • the present invention relates to a sample concentrator comprising a nitrogen generating module which evaporates in time and prevents oxidation of a sample by supplying nitrogen.
  • dryers In general, dryers (concentrators) are generally used for drying industrial fabrics, crops, semiconductors, etc., and are the most important and basic instruments for experiments. They are used for drying (concentrating) experimental tools and non-combustible materials.
  • Hot air dryers using a hot air circulation as a representative method of such a dryer can be classified into a natural circulation or a forced circulation method.
  • the temperature In the dual natural circulation method, the temperature is generated by the natural convection phenomenon in which the specific gravity decreases when the air is heated, and the air rises. There is no moving particle inside the chamber, and it is used for drying a powder sample that requires a clean state. .
  • this natural circulation method has a disadvantage in that temperature distribution and precision are poor.
  • the forced circulation method is to circulate the heat generated by the heater to the inside of the chamber by using a fan (Fan), the temperature distribution is good, it is possible to dry the sample quickly.
  • the air forcedly circulated through the fan becomes a high temperature hot air as it passes through the heater to dry the sample and then exit the outside through the exhaust port at the top of the chamber.
  • the heat management structure was not efficient because the inflow of air containing moisture must be made.
  • the Republic of Korea Patent No. 10-0762370 removes the moisture generated during the drying process of the drying object through the dehumidification means, and sends the dry air to the blower in a state in which the moisture is removed, blown through the blower
  • the present invention discloses a drier which can effectively dry a dried object by heating the dried air with a heater and then sending the dried object to a dry object, but this requires a separate holder for a rod-shaped test tube used for experiments for drying a small amount of a sample. Even if the cradle is provided, since the entire space inside the dryer is dried using hot air, the energy efficiency is lowered, and oxygen and the sample may come into contact with the sample by oxidizing the hot air.
  • Patent Document 0001 Republic of Korea Registered Patent No. 10-0762370 (2007.09.20.)
  • the present invention has been invented to solve the problems of the prior art as described above, by providing a nitrogen concentrator module integrally to the sample concentrator, it is possible to use a common air compressor can be connected to use a nitrogen generator separately, convenience It can increase the space, save space, and supply the flow rate and pressure independently to the plurality of injection nozzles, so that only the required injection nozzles can be used selectively.
  • An object of the present invention is to provide a sample concentrator comprising a nitrogen generating module that evaporates inside and prevents oxidation of a sample by supplying nitrogen.
  • the present invention includes a nitrogen generating module
  • the sample condenser includes a glass window on the front door to observe the internal condition.
  • a rectangular housing having a fan for discharging the evaporated solvent thereon; In the housing
  • Tube fixture A line provided below the test tube fixture and formed to slide back and forth
  • Spray nozzle fixture Is formed in the back of the injection nozzle fixture and coupled to the rear of the shelf
  • a hatch provided to move the jet nozzle fixture up and down; The lathe and hatch
  • a control tool provided with an operation display window; It is provided in the lower portion of the control opening, compressed air therein
  • It includes a nitrogen membrane that separates the nitrogen if urgent, and removes the air pressure supplied to one side
  • a nitrogen generation module capable of supplying nitrogen to prevent oxidation of the sample; Nitrogen Bala
  • each of the nitrogen generated in the nitrogen generating module is provided between the fresh module and the injection nozzle, each of the nitrogen generated in the nitrogen generating module
  • It includes; a plurality of supply tubes for supplying independently to the injection nozzle of the.
  • the sample concentrator including the nitrogen generating module according to the present invention as described above is provided with a nitrogen generating module integrally with the sample concentrator, so that a general air compressor can be connected and used, so that a nitrogen generator is not required separately and the convenience is increased.
  • the test tube fixture is formed in a cascade.
  • the test tube is cross-arranged in the first fixture, which is the lower part, and the second fixture, which is the high part, and the center slit in the front.
  • the front door is equipped with a glass window, so that even during concentration, it is possible to visually observe the sample concentration state of all the test tubes.
  • the test tube fixtures are formed in a stepped manner, but the first fixture, which is the lower part, and the high height are formed.
  • the test tubes are cross-arranged, and the center slit is formed on the front,
  • the front door is equipped with a glass window, so it is possible to observe the sample concentration of all test tubes with the naked eye even during concentration.
  • the temperature sensor can maintain the set temperature constant and can be controlled to prevent overheating.
  • An injection hole is formed at the end, and four micro holes are cross-formed at a position 10 to 15 mm away from the end, so that the saturated steam formed on the inner wall of the test tube is also dried at the same time, thereby reducing the concentration rate.
  • the sample When high nitrogen is supplied, the sample may come into contact with oxygen when normal air is supplied to the sample.
  • the solenoid valves provided in the respective feed tubes are controlled to correspond to the respective injection nozzles. It is equipped with a plurality of light emitting switch to indicate the operating status of each injection nozzle, by supplying the flow rate and pressure to each injection nozzle independently, it can be adjusted individually without interference to the flow rate and pressure between the injection nozzles, It has the effect of lowering the loss rate, making the injection evenly and stably supplying, and supplying the flow rate and pressure to each of the plurality of injection nozzles independently, so that only the required injection nozzles can be selectively used.
  • 1 is a sample concentration containing a nitrogen generating module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a sample concentrator including a nitrogen generating module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a sample concentrator comprising a nitrogen generating module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a sample concentrator including a nitrogen generating module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a sample concentrator including a nitrogen generating module according to an embodiment of the present invention.
  • Partial perspective view showing a nitrogen generating module is shown.
  • Figure 6 is a partial perspective view showing the injection nozzle of the sample concentrator including the nitrogen generating module according to an embodiment of the present invention.
  • the sample concentrator including the nitrogen generating module will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
  • the sample concentrator including the nitrogen generating module according to the present invention is first provided with a glass window 11a for observing an internal state on the front door 11, and a fan for discharging the evaporated solvent on the upper side thereof. 12) is provided with a rectangular housing 10. Therefore, the concentration of the sample can be observed even during the concentration through the glass window (11a), and the solvent evaporated by the fan 12 safely Since it can be discharged, there is an effect that the solvent exposure can be minimized to the user.
  • the front door 11 is opened at one side of the front door 11.
  • the elastic support for preventing it from closing by itself may be further provided.
  • the housing 10 is provided with a test tube fixture 20 for fixing a plurality of test tubes 21 for receiving a sample to be concentrated.
  • the test tube fixture 20 is formed on the upper surface of the test tube insertion hole 22 is inserted into the test tube 21, the front surface is formed with a central slit 23 to check the concentration of the sample in the test tube 21.
  • the inside is provided with a heating port 24 that can be maintained at 15 ⁇ 80 °C by applying heat to the test tube 21, it is formed in a step, the first fixture 20a and the height of the low front is high
  • the second fixing fixture 20b which is the rear part, has the effect of making the test tube inserting holes 22 cross-form so that the test tubes 21 are cross-arranged so that all the test tubes 21 can be easily observed with the naked eye.
  • the temperature of the heating port 24 is set by the user in the range of 15 ⁇ 80 °C
  • the sample may be denatured.
  • the temperature of the heating port 24 in the range of 15 ⁇ 80 °C
  • the temperature sensor can be controlled by the temperature sensor to maintain a constant set temperature and to prevent overheating.
  • the test tube fixture 20 is provided with a shelf 30 formed to slide back and forth. At this time, both sides of the shelf 30 may be further provided with a rail so that the shelf 30 is slid, and the front surface of the shelf 30 is further provided with a handle so that the user can move the shelf 30 back and forth. Of course you can.
  • the test tube fixture 20 is moved forward so that the test tube 21 containing the sample can be easily inserted into the test tube fixture 20.
  • the test tube fixture 20, the upper part is provided with a plurality of injection nozzles 40 for injecting nitrogen into the test tube 21.
  • the injection nozzle 40 is formed with an injection hole 41 at the end,
  • micro holes 42 are cross-formed at a position 10 to 15 mm apart from the upper direction
  • Saturated steam formed on the inner wall of the test tube 21 can also be dried at the same time to reduce the concentration rate.
  • An injection nozzle fixture 50 for fixing the plurality of injection nozzles 40 at the same time is formed on the injection nozzle 40, and a rear portion of the injection nozzle fixture 50 is provided at the rear of the shelf 30. It is combined with the lifting hole 60 for moving the injection nozzle fixture 50 up and down.
  • the lifting hole 60 is controlled to move up and down by an electric motor, and the injection nozzle 40 by a sensor for detecting the position of the injection nozzle 40 and the height of the sample inside the test tube 21.
  • the end of can be configured not to contact the sample.
  • a control tool 70 is provided below the shelf 30 and the hatch 60 to support the shelf 30 and the hatch 60, but has an operation display window 71 for controlling the operation of the sample concentrator.
  • the control unit 70 may control the height and the moving speed of the injection nozzle 40 automatically or manually, and a timer 72 is provided on one side to set the time for supplying nitrogen to prevent excessive concentration.
  • the control unit 70 has a nitrogen membrane 81 for separating nitrogen by supplying compressed air therein, and controlling the air pressure supplied to one side and a reverse pressure at the time of restarting. It is provided with a solenoid valve to prevent the generation, there is provided a nitrogen generating module 80 that can supply nitrogen to prevent oxidation of the sample.
  • the compressed air can be supplied by connecting a general air compressor, of course. Therefore, since it can be used by connecting a general air compressor, there is an effect that can supply nitrogen without a separate nitrogen generator.
  • Non-neutral substances are released and only nitrogen is left, producing high-purity nitrogen.
  • the sample When the sample can be solved the problem that the sample can be oxidized in contact with the oxygen, it is effective to prevent the oxidation of the sample to increase the accuracy of the experimental results.
  • the nitrogen generating module 80 and the injection nozzle 40 It is provided with a plurality of supply tubes 90 for supplying the nitrogen generated in the nitrogen generating module 80 to each injection nozzle 40 independently.
  • the housing 10 is provided with a partition 13 on which the lower side is opened and downwards, and on the front of the partition 13 corresponds to each of the injection nozzles 40 to each of the supply tubes 90. Equipped with a plurality of light emitting switch 14 for controlling each of the provided solenoid valve and informing the operation state of each injection nozzle 40, it is possible to supply the flow rate and pressure to each injection nozzle 40 independently There is. Therefore, since the flow rate and pressure between the injection nozzles 40 can be adjusted individually without interference, there is an effect of lowering the loss rate of nitrogen and making the injection evenly and stably supplying. At this time, the vaporization by the partition 13 The collection space of the solvent and the moisture is generated to increase the discharge efficiency.
  • the sample concentrator including the nitrogen generating module configured as described above, when the user opens the front door 11 and pulls the shelf 30 inside the housing 10, the test tube fixture 20 is moved forward to contain the sample.
  • the test tube 21 can be easily inserted into the test tube fixture 20.
  • the plurality of injection nozzles 40 by the operation of the hatch 60 Combination fixed injection nozzle fixture 50 is moved, each injection nozzle 40 is entered into each test tube (21).
  • nitrogen generated from the compressed air supplied from the nitrogen generating module 80 to which the air compressor is connected is supplied to the injection nozzle 40 through the supply tube 90, and nitrogen is supplied into the test tube 21 to concentrate the sample. This is done.
  • each of the injection nozzles 40 can be independently controlled by the plurality of light emitting switches 14, and the evaporated solvent and water are discharged through the fan 12.
  • the sample concentrator including the nitrogen generating module By providing the nitrogen concentrator module 80 integrally with the sample concentrator, it is possible to connect and use a general air compressor, so that a nitrogen generator is not required separately, thereby increasing convenience and saving space. Flow rate and pressure can be supplied to each of the three injection nozzles 40 independently, so that only the required injection nozzles 40 can be selectively used.
  • the solvent is evaporated in a short time, and the oxidation of the sample can be prevented by supplying nitrogen instead of air mixed with oxygen.
  • heat and nitrogen may be simultaneously supplied to shorten the concentration time and significantly increase the concentration efficiency. There is.

Abstract

본 발명은 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기에 관한 것으로, 보다 상세하 게는 시료농축기에 질소발생모듈을 일체로 구비함으로써, 일반적인 에어컴프레서를 연결하여 사용할 수 있으므로 질소발생기가 별도로 필요하지 않고, 편리성을 증대 시키며, 공간을 절약할 수 있고, 또한 복수개의 분사노즐에 각각 독립적으로 유량 및 압력을 공급할 수 있어 필요한 분사노즐만 선택적으로 사용할 수 있으며, 분사 노즐을 통해 시료에 질소를 불어넣어 용매를 빠른시간내에 증발시켜주고, 질소를 공급함으로써 시료의 산화를 방지하는 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기에 관한 것이다. 본 발명인 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기는 전면도어에 내부 상태를 관찰할 수 있는 유리창이 구비되고, 상측에 증발된 용매를 배출하는 팬이 구비되는 사각형태의 하우징; 상기 하우징 내부에 구비되어, 농축하고자하는 시료를 수용하 는 복수개의 실험관을 고정하는 실험관고정구; 상기 실험관고정구 하부에 구비되어, 전후로 슬라이딩 되도록 형성된 선반; 상기 실험관고정구 상부에 구비되 어, 상기 실험관 내부로 질소를 분사하는 복수개의 분사노즐; 상기 분사노즐 상부 에 결합형성되어, 상기 분사노즐을 고정하는 분사노즐고정구; 상기 분사노즐고정구 의 후면부와 결합형성되되 상기 선반 뒤쪽에 구비되어, 상기 분사노즐고정구를 상 하로 이동시키는 승강구; 상기 선반 및 승강구 하부에 구비되어, 상기 선반 및 승강구를 지지하되 시료농축기의 작동을 제어하는 작동표시창이 구비된 제어구; 상기 제어구 하부에 구비되어, 내부에 압축공기를 공급하면 질소를 분리하는 질소 멤브 레인을 포함하고, 일측에 공급되는 공기압을 제어함과 동시에 재가동시 역압력이 발생하는 것을 방지하는 솔레노이드밸브가 구비되어, 시료의 산화를 방지하는 질소 를 공급할 수 있는 질소발생모듈; 상기 질소발생모듈 및 분사노즐 사이에 구비되어, 상기 질소발생모듈에서 발생된 질소를 각각의 분사노즐에 독립적으로 공 급하는 복수개의 공급튜브;를 포함한다.

Description

질소발생모듈을 포함하는 시료농축기
본 발명은 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시료농축기에 질소발생모듈을 일체로 구비함으로써, 일반적인 에어 컴프레서를 연결하여 사용할 수 있으므로 질소발생기가 별도로 필요하지 않고, 편리성을 증대시키며, 공간을 절약할 수 있고, 또한 복수개의 분사노즐에 각각 독립적으로 유량 및 압력을 공급할 수 있어 필요한 분사노즐만 선택적으로 사용할 수 있으며, 분사노즐을 통해 시료에 질소를 불어넣어 용매를 빠른시간내에 증발시켜주고, 질소를 공급함으로써 시료의 산화를 방지하는 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기에 관한 것이다.
일반적으로 건조기(농축기)는 산업상 직물, 농작물, 반도체 등의 건조에 전반적으로 사용되며, 학문적으로는 실험에서 가장 중요하고 기초적인 기구로서 실험도구 및 비가연성 물질의 건조(농축) 등에 사용된다.이러한 건조기의 대표적인 방식으로 열풍의 순환을 이용하는 열풍 건조기는 자연순환 또는 강제순환 방식으로 분류할 수 있다. 이중 자연순환 방식은 공기가 가열되면 비중이 작아져서 공기가 상승하는 자연 대류현상에 의해 온도전달이 발생하는 것으로서, 챔버 내부에 움직이는 입자가 없으며, 청정 상태를 필요로 하는 분말 시료의 건조 등에 이용된다. 하지만, 이러한 자연순환 방식은 온도분포도와 정밀도가 떨어진다는 단점이 있다.
반면에 강제순환 방식은 팬(Fan)을 이용하여 히터의 발생열을 챔버내부로 강제로 순환시키는 것으로, 온도 분포가 양호하여 시료를 빠르게 건조할 수 있다. 그러나 팬을 통해 강제로 순환되는 공기가 히터를 지나면서 고온의 열풍이 되어 시료를 건조시킨 후 챔버 상부의 배기구를 통해 외부로 빠져나가는 구조를 취하고 있는바, 상기 배기구를 빠져나간 공기의 양만큼 다시 습기를 머금은 공기의 유입이 이루어져야 하기 때문에 열관리 구조상 효율적이지 못했던 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-0762370호에서는 건조 대상물의 건조과정에서 발생하는 습기를 제습수단을 통해 제거하고 습기가 제거된 상태의 건조공기를 블로어로 보내고, 블로어를 통해 송풍된 공기를 가열기로 가열한 후 건조 대상물로 보내어 건조시킴으로써 건조 대상물을효과적으로 건조시킬 수 있는 건조기를 개시하고 있으나, 이는 미량의 시료를 건조하기 위한 실험에 쓰이는 봉형 실험관의 경우 별도의 거치대가 필요하며, 거치대가 구비된다 하더라도 열풍을 사용하여 건조기 내부의 공간부 전체가 건조되므로 에너지 효율성이 저하되고, 열풍을 이용함으로써 산소와 시료가 접촉되어 시료가 산화될 수 있다는 문제점이 있었다.
(특허문헌 0001) 대한민국 등록특허 제10-0762370호(2007.09.20.)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 시료농축기에 질소발생모듈을 일체로 구비함으로써, 일반적인 에어컴프레서를 연결하여 사용할 수 있으므로 질소발생기가 별도로 필요하지 않고, 편리성을 증대시키며, 공간을 절약할 수 있고, 또한 복수개의 분사노즐에 각각 독립적으로 유량 및 압력을 공급할 수 있어 필요한 분사노즐만 선택적으로 사용할 수 있으며, 분사노즐을 통해 시료에 질소를 불어넣어 용매를 빠른시간내에 증발시켜주고, 질소를 공급함으로써 시료의 산화를 방지하는 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 질소발생모듈을 포
함하는 시료농축기는 전면도어에 내부 상태를 관찰할 수 있는 유리창이 구비되고,
상측에 증발된 용매를 배출하는 팬이 구비되는 사각형태의 하우징; 상기 하우징 내
부에 구비되어, 농축하고자하는 시료를 수용하는 복수개의 실험관을 고정하는 실험
관고정구; 상기 실험관고정구 하부에 구비되어, 전후로 슬라이딩 되도록 형성된 선
반; 상기 실험관고정구 상부에 구비되어, 상기 실험관 내부로 질소를 분사하는 복
수개의 분사노즐; 상기 분사노즐 상부에 결합형성되어, 상기 분사노즐을 고정하는
분사노즐고정구; 상기 분사노즐고정구의 후면부와 결합형성되되 상기 선반 뒤쪽에
구비되어, 상기 분사노즐고정구를 상하로 이동시키는 승강구; 상기 선반 및 승강구
하부에 구비되어, 상기 선반 및 승강구를 지지하되 시료농축기의 작동을 제어하는
작동표시창이 구비된 제어구; 상기 제어구 하부에 구비되어, 내부에 압축공기를 공
급하면 질소를 분리하는 질소 멤브레인을 포함하고, 일측에 공급되는 공기압을 제
어함과 동시에 재가동시 역압력이 발생하는 것을 방지하는 솔레노이드밸브가 구비
되어, 시료의 산화를 방지하는 질소를 공급할 수 있는 질소발생모듈; 상기 질소발
생모듈 및 분사노즐 사이에 구비되어, 상기 질소발생모듈에서 발생된 질소를 각각
의 분사노즐에 독립적으로 공급하는 복수개의 공급튜브;를 포함한다.
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기는 시료농축기에 질소발생모듈을 일체로 구비함으로써, 일반적인 에어컴프레서를 연결하여 사용할 수 있으므로 질소발생기가 별도로 필요하지 않고, 편리성을 증대시키며, 공간을 절약할 수 있다는 효과가 있다.또한 실험관고정구가 계단식으로 형성되되, 높이가 낮은 앞부분인 제1고정구와 높이가 높은 뒷부분인 제2고정구에는 실험관이 교차배열되며, 전면에는 중앙슬릿이 형성되고, 전면도어에는 유리창이 구비되어 농축 중에도 육안으로 모든 실험관의 시료농축상태를 관찰할 수 있다는 효과가 있다.또한 실험관고정구가 계단식으로 형성되되, 높이가 낮은 앞부분인 제1고정구와 높이가 높은 뒷부분인 제2고정구에는 실험관이 교차배열되며, 전면에는 중앙슬릿이 형성되고, 전면도어에는 유리창이 구비되어 농축 중에도 육안으로 모든 실험관의 시료농축상태를 관찰할 수 있다는 효과가 있다. 또한 실험관고정구 내부에 히팅구를 구비함으로써, 실험관에 열을 가하여 농축시간을 단축시킬 수 있으며, 온도센서에 의해 설정온도를 일정하게 유지하고 과열되지 않도록 제어할 수 있다는 효과가 있다.또한 분사노즐이 끝단에 분사구가 형성되고, 끝단으로부터 상부방향으로 10 ~ 15㎜ 떨어진 위치에 4개의 미세홀이 교차형성되어, 실험관 내벽에 맺히는 포화증기도 동시에 건조하여 농축속도를 단축할 수 있다는 효과가 있다.이로써 히팅구에서 실험관 하부에 열을 가하고, 분사노즐에서 실험관 내부로 질소를 공급함으로써, 열과 질소를 동시에 공급하여 농축시간 단축 및 농축효율을 현저히 높일 수 있다는 효과가 있다.또한 분사노즐을 통해 시료에 질소를 불어넣어 용매를 빠른시간내에 증발시켜주고, 질소를 공급함으로써 시료의 산화를 방지할 수 있다는 효과가 있다.구체적으로 질소발생모듈에 질소 멤브레인(Hollow Fiber Membrane)을 포함함으로써, 공급된 압축공기 중 산소나 이산화탄소 같은 질소 외의 물질은
배출되고 질소만 남게되어, 순도 높은 질소를 생산할 수 있고, 이로써 시료에 순도
높은 질소를 공급하게 되면 시료에 일반 공기를 공급했을 때 시료가 산소와 접촉하
여 산화될 수 있다는 문제점을 해결할 수 있어, 시료의 산화를 방지하여 실험결과의 정확성을 높일 수 있다는 효과가 있다.또한 분사노즐 각각에 대응되어 공급튜브의 각각에 구비된 솔레노이 드밸브를 각각 제어하며 분사노즐 각각의 작동상태를 알려주는 복수개의 발광스위치를 구비하여, 각각의 분사노즐에 독립적으로 유량 및 압력을 공급함으로써, 분사노즐 간 유량과 압력에 간섭이 없고 개별적으로 조절할 수 있으므로, 질소의 손실률을 낮추고 분사가 고르게 이루어지며 안정적으로 공급할 수 있다는 효과가 있다.또한 복수개의 분사노즐에 각각 독립적으로 유량 및 압력을 공급하므로 필요한 분사노즐만 선택적으로 사용할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 질소발생모듈을 포함하는 시료농
축기를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기를
나타내는 정면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기를
나타내는 측단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기의
실험관고정구를 나타내는 부분사시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기의
질소발생모듈을 나타내는 부분사시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기의 분사노즐을 나타내는 부분사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 이들
실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위는이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.먼저 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기에 대해 살피면 아래와 같다.본 발명에 의한 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기는 먼저 전면도어(11)에 내부 상태를 관찰할 수 있는 유리창(11a)이 구비되고, 상측에 증발된 용매를 배출하는 팬(12)이 구비되는 사각형태의 하우징(10)을 포함한다.따라서 상기 유리창(11a)을 통해 농축 중에도 시료농축상태를 관찰할 수 있다는 효과가 있고, 상기 팬(12)에 의해 증발된 용매를 안전하게 배출할 수 있으므로 사용자에게 용매노출을 최소화할 수 있다는 효과가 있다.이때 상기 전면도어(11)의 일측에는 상기 전면도어(11)가 열린 상태
에서 저절로 닫히지 않도록 하기 위한 탄성지지대가 더 구비될 수 있음은 물론이다.상기 하우징(10) 내부에는 농축하고자하는 시료를 수용하는 복수개의 실험관(21)을 고정하는 실험관고정구(20)가 구비된다.이때 상기 실험관고정구(20)는 상면에는 상기 실험관(21)이 삽입되는 실험관삽입구(22)가 형성되고, 전면에는 상기 실험관(21) 내 시료의 농축정도를 확인할 수 있는 중앙슬릿(23)이 형성되며, 내부에는 상기 실험관(21)에 열을 가하여 15 ~ 80℃로 유지할 수 있는 히팅구(24)가 구비되고, 계단식으로 형성되되, 높이가 낮은 앞부분인 제1고정구(20a)와 높이가 높은 뒷부분인 제2고정구(20b)에는상기 실험관(21)이 교차배열되도록 상기 실험관삽입구(22)가 교차형성되어 육안으로 모든 실험관(21)의 관찰이 용이하도록 하는 효과가 있다. 이때 상기 히팅구(24)의 온도는 15 ~ 80℃의 범위에서 사용자가 설
정한 값에 따라 동일하게 유지되는데, 80℃를 초과하는 경우 시료가 변성될 수 있
다는 문제점이 있고, 15℃ 미만일 경우 농축효율이 저하될 수 있다는 문제점이 있
으므로, 상기 히팅구(24)의 온도를 15 ~ 80℃의 범위로 유지시키는 것이 바람직하
다. 이로써 상기 히팅구(24)에 의해 실험관(21)에 열을 가하여 농축시간을 단축시
킬 수 있으며, 온도센서에 의해 설정온도를 일정하게 유지하고 과열되지 않도록 제어할 수 있다는 효과가 있다.상기 실험관고정구(20) 하부에는 전후로 슬라이딩 되도록 형성된 선반(30)이 구비된다. 이때 상기 선반(30)의 양측에는 상기 선반(30)이 슬라이딩 되도록 레일을 더 구비할 수 있고, 상기 선반(30)의 전면에는 사용자가 상기 선반(30)을 전후로 이동시킬 수 있도록 손잡이를 더 구비할 수 있음은 물론이다. 이로써 사용자가 상기 선반(30)을 잡아당기면 동시에 실험관고정구(20)가 앞으로 이동되어 시료가 담긴 실험관(21)을 실험관고정구(20)에 용이하게 삽입할 수 있다는 효과가 있다.다음으로 상기 실험관고정구(20) 상부에는 상기 실험관(21) 내부로 질소를 분사하는 복수개의 분사노즐(40)이 구비된다.
이때 상기 분사노즐(40)은 끝단에 분사구(41)가 형성되고, 끝단으로
부터 상부방향으로 10 ~ 15㎜ 떨어진 위치에 4개의 미세홀(42)이 교차형성되어,
실험관(21) 내벽에 맺히는 포화증기도 동시에 건조하여 농축속도를 단축할 수 있다
는 효과가 있다. 이때 상기 미세홀(42)의 위치가 15㎜를 초과하면 실험관(21) 내벽
에 맺히는 포화증기의 건조가 어려울 수 있고, 10㎜ 미만이면 상기 분사구(41)의
위치와 가까워 분사구(41)에서 분사되는 질소의 압력이 낮아질 수 있다는 문제점이있다. 상기 분사노즐(40) 상부에는 상기 복수개의 분사노즐(40)을 동시에 고정하는 분사노즐고정구(50)가 결합형성되고, 상기 분사노즐고정구(50)의 후면부는 상기 선반(30) 뒤쪽에 구비되어 상기 분사노즐고정구(50)를 상하로 이동시키는 승강구(60)와 결합형성된다. 이로써 상기 분사노즐(40)이 상기 승강구(60)에 의해 상하로 이동되며, 실험관(21) 내부로 출입이 가능하게 된다. 이때 상기 승강구(60)는 전동 모터에 의해 상하로 이동이 제어되고, 상기 분사노즐(40)의 위치와 상기 실험관(21) 내부의 시료가 담긴 높이를 감지하는 센서에 의해 상기 분사노즐(40)의 끝단이 시료에 접촉되지 않도록 구성할 수 있음은 물론이다.
상기 선반(30) 및 승강구(60) 하부에는 상기 선반(30) 및 승강구(60)를 지지하되 시료농축기의 작동을 제어하는 작동표시창(71)이 구비된 제어구(70)가 구비된다. 이때 상기 제어구(70)는 상기 분사노즐(40)의 높이 및 이동속도를 자동 또는 수동으로 제어할 수 있고, 일측에 타이머(72)가 구비되어 질소를 공급하는 시간을 설정하여 과잉농축을 방지할 수 있다는 효과가 있다.상기 제어구(70) 하부에는 내부에 압축공기를 공급하면 질소를 분리하는 질소 멤브레인(81)을 포함하고, 일측에 공급되는 공기압을 제어함과 동시에 재가동시 역압력이 발생하는 것을 방지하는 솔레노이드밸브가 구비되어, 시료의 산화를 방지하는 질소를 공급할 수 있는 질소발생모듈(80)이 구비된다.이때 상기 압축공기는 일반적인 에어컴프레서를 연결하여 공급할 수 있음은 물론이다. 따라서 일반적인 에어컴프레서를 연결하여 사용할 수 있으므로,별도의 질소발생기 없이 질소를 공급할 수 있다는 효과가 있다.
이때 공급된 압축공기가 플렉시블한 상기 질소 멤브레인(81)(Hollow
Fiber Membrane)을 통과하게 되면, 공급된 압축공기 중 산소나 이산화탄소 같은 질
소 외의 물질은 배출되고 질소만 남게되어, 순도 높은 질소를 생산할 수 있다는 효
과가 있다. 또한 시료에 순도 높은 질소를 공급하게 되면 시료에 일반 공기를 공급
했을 때 시료가 산소와 접촉하여 산화될 수 있다는 문제점을 해결할 수 있어, 시료의 산화를 방지하여 실험결과의 정확성을 높일 수 있다는 효과가 있다.상기 질소발생모듈(80) 및 분사노즐(40) 사이에는 상기 질소발생모듈(80)에서 발생된 질소를 각각의 분사노즐(40)에 독립적으로 공급하는 복수개의공급튜브(90)가 구비된다.
또한 상기 하우징(10)은 내부 일측에 하부가 개방되고 하향하는 격벽(13)이 설치되며, 상기 격벽(13) 전면에는 상기 분사노즐(40) 각각에 대응되어 상기 공급튜브(90)의 각각에 구비된 솔레노이드밸브를 각각 제어하며 상기 분사노즐(40) 각각의 작동상태를 알려주는 복수개의 발광스위치(14)를 구비하여, 각각의 분사노즐(40)에 독립적으로 유량 및 압력을 공급할 수 있다는 효과가 있다. 따라서 상기 분사노즐(40) 간 유량과 압력에 간섭이 없고 개별적으로 조절할 수 있으므로,질소의 손실률을 낮추고 분사가 고르게 이루어지며 안정적으로 공급할 수 있다는 효과가 있다.이때 상기 격벽(13)에 의해 증발된 용매 및 수분의 포집 공간이 생성되어 배출효율을 높일 수 있다는 효과가 있다. 이로써 상기와 같이 구성된 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기는 사용자가 상기 전면도어(11)를 열고 하우징(10) 내부의 선반(30)을 잡아당기면 동시에 실험관고정구(20)가 앞으로 이동되어 시료가 담긴 실험관(21)을 실험관고정구(20)에 용이하게 삽입할 수 있다. 이후 실험의 목적에 맞도록 제어구(70)에서 히팅구(24)의 온도 및 타이머(72)를 통해 질소공급 시간을 설정해주면, 승강구(60)의작동에 의해 복수개의 분사노즐(40)이 결합고정된 분사노즐고정구(50)가 이동되며,각각의 분사노즐(40)이 각각의 실험관(21) 내부로 들어가게 된다. 이후 에어컴프레서가 연결된 질소발생모듈(80)에서 공급된 압축공기로부터 발생된 질소가 공급튜브(90)를 통해 분사노즐(40)로 공급되며, 실험관(21) 내부로 질소가 공급되어 시료의농축이 이루어진다. 이때 복수개의 발광스위치(14)에 의해 각각의 분사노즐(40)을독립적으로 제어할 수 있으며, 증발된 용매 및 수분은 팬(12)을 통해 배출된다.이러한 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기는 시료농축기에 질소발생모듈(80)을 일체로 구비함으로써, 일반적인 에어컴프레서를 연결하여 사용할 수 있으므로 질소발생기가 별도로 필요하지 않고, 편리성을 증대시키며, 공간을 절약할 수 있다는 효과가 있다.또한 복수개의 분사노즐(40)에 각각 독립적으로 유량 및 압력을 공급할 수 있어 필요한 분사노즐(40)만 선택적으로 사용할 수 있다는 효과가 있다. 또한 분사노즐(40)을 통해 시료에 질소를 불어넣어 용매를 빠른시간내에 증발시켜주고, 산소가 혼합된 공기가 아닌 질소를 공급함으로써 시료의 산화를 방지할 수 있다는 효과가 있다.또한 상기 히팅구(24)에서 실험관(21) 하부에 열을 가하고, 상기 분사노즐(40)에서 실험관(21) 내부로 질소를 공급함으로써, 열과 질소를 동시에 공급하여 농축시간 단축 및 농축효율을 현저히 높일 수 있다는 효과가 있다.
(부호의 설명)
10 : 하우징
11 : 전면도어 11a : 유리창
12 : 팬
13 : 격벽
14 : 발광스위치
20 : 실험관고정구
20a : 제1고정구 20b : 제2고정구
21 : 실험관
22 : 실험관삽입구
23 : 중앙슬릿
24 : 히팅구
30 : 선반
40 : 분사노즐
41 : 분사구
42 : 미세홀
50 : 분사노즐고정구
60 : 승강구
70 : 제어구
71 : 작동표시창
72 : 타이머
80 : 질소발생모듈
81 : 질소 멤브레인
90 : 공급튜브

Claims (5)

  1. 전면도어(11)에 내부 상태를 관찰할 수 있는 유리창(11a)이 구비되고, 상측
    에 증발된 용매를 배출하는 팬(12)이 구비되는 사각형태의 하우징(10);
    상기 하우징(10) 내부에 구비되어, 농축하고자하는 시료를 수용하는 복수개
    의 실험관(21)을 고정하는 실험관고정구(20);
    상기 실험관고정구(20) 하부에 구비되어, 전후로 슬라이딩 되도록 형성된 선
    반(30);
    상기 실험관고정구(20) 상부에 구비되어, 상기 실험관(21) 내부로 질소를 분
    사하는 복수개의 분사노즐(40);
    상기 분사노즐(40) 상부에 결합형성되어, 상기 분사노즐(40)을 고정하는 분
    사노즐고정구(50);
    상기 분사노즐고정구(50)의 후면부와 결합형성되되 상기 선반(30) 뒤쪽에 구
    비되어, 상기 분사노즐고정구(50)를 상하로 이동시키는 승강구(60);
    상기 선반(30) 및 승강구(60) 하부에 구비되어, 상기 선반(30) 및 승강구
    (60)를 지지하되 시료농축기의 작동을 제어하는 작동표시창(71)이 구비된 제어구
    (70);
    상기 제어구(70) 하부에 구비되어, 내부에 압축공기를 공급하면 질소를 분리
    하는 질소 멤브레인(81)을 포함하고, 일측에 공급되는 공기압을 제어함과 동시에 재가동시 역압력이 발생하는 것을 방지하는 솔레노이드밸브가 구비되어, 시료의 산
    화를 방지하는 질소를 공급할 수 있는 질소발생모듈(80);
    상기 질소발생모듈(80) 및 분사노즐(40) 사이에 구비되어, 상기 질소발생모
    듈(80)에서 발생된 질소를 각각의 분사노즐(40)에 독립적으로 공급하는 복수개의
    공급튜브(90);를 포함하는 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실험관고정구(20)는,
    상면에는 상기 실험관(21)이 삽입되는 실험관삽입구(22)가 형성되고, 전면에
    는 상기 실험관(21) 내 시료의 농축정도를 확인할 수 있는 중앙슬릿(23)이 형성되
    며, 내부에는 상기 실험관(21)에 열을 가하여 15 ~ 80℃로 유지할 수 있는 히팅구
    (24)가 구비되고, 계단식으로 형성되되, 높이가 낮은 앞부분인 제1고정구(20a)와
    높이가 높은 뒷부분인 제2고정구(20b)에는 상기 실험관(21)이 교차배열되도록 상기
    실험관삽입구(22)가 교차형성되어 모든 실험관(21)의 관찰이 용이하도록 하는 질소
    발생모듈을 포함하는 시료농축기.
  3. 제1항에 있어서,상기 분사노즐(40)은,
    끝단에 분사구(41)가 형성되고, 끝단으로부터 상부방향으로 10 ~ 15㎜ 떨어
    진 위치에 4개의 미세홀(42)이 교차형성되어, 실험관(21) 내벽에 맺히는 포화증기
    도 동시에 건조하여 농축속도를 단축하는 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징(10)은,
    내부 일측에 하부가 개방되고 하향하는 격벽(13)이 설치되며, 상기 격벽(13)
    전면에는 상기 분사노즐(40) 각각에 대응되어 상기 공급튜브(90)의 각각에 구비된
    솔레노이드밸브를 각각 제어하며 상기 분사노즐(40) 각각의 작동상태를 알려주는
    복수개의 발광스위치(14)를 구비하여, 각각의 분사노즐(40)에 독립적으로 유량 및
    압력을 공급할 수 있는 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어구(70)는,
    일측에 타이머(72)가 구비되어, 질소를 공급하는 시간을 설정하여 과잉농축
    을 방지하는 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기.
PCT/KR2016/004629 2015-04-30 2016-05-02 질소발생모듈을 포함하는 시료농축기 WO2016175642A1 (ko)

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