수소가스 실험의 안전을 위한 이귤레이터의 특성과 설계/제작

안녕하세요 대학교실험실, 기업부설연구소를 대상으로
맞춤형 실험장비 및 시제품을 맞춤제작하고 있는 에이비랩솔루션입니다.

 

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연구·개발을 위한 실험장비 맞춤 설계/제작

 

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1. 개요

• 이귤레이터는 기체의 압력을 조절하여 일정한 압력으로 공급하는 장비로, 특히 수소가스를 취급하는 연구실 및 산업 현장에서 중요한 역할을 한다.
• 수소는 인화성이 강하고 폭발 위험이 높기 때문에, 잔류 가스를 안전하게 처리하는 것이 필수적이다.
• 본 글에서는 수소가스 잔량을 태워서 내보내는 기능을 갖춘 이귤레이터의 원리와 활용 방안 및 수소가스 연구장비에 적용 가능한 이귤레이터의 제작에 대해 설명한다.

2. 수소가스 잔량 배출을 위한 이귤레이터의 원리

• 일반적인 이귤레이터는 고압의 기체를 저압으로 변환하여 안정적으로 공급하는 역할을 하지만, 수소가스 실험에서는 잔여 가스를 안전하게 제거하는 추가적인 기능이 필요하다.
• 수소가스 잔량 배출을 위한 이귤레이터는 다음과 같은 원리로 작동한다.

(1) 잔여 가스 배출 경로 설계

이귤레이터에는 일정량의 수소가스가 실험 후 잔류할 수 있다. 이를 방치할 경우 축적되어 폭발 위험을 증가시킬 수 있으므로, 잔여 가스를 안전하게 배출하는 경로가 필요하다. 이 기능이 포함된 이귤레이터는 가스 배출 포트 및 연소 장치를 포함하여, 가스를 안전하게 연소 후 방출할 수 있도록 설계된다.

(2) 자동 점화 시스템

이귤레이터는 잔여 수소가스를 자동으로 연소시키는 점화 시스템을 포함한다. 이 시스템은 다음과 같은 방식으로 작동한다.

• 배출되는 수소가스의 농도를 감지하는 센서를 활용하여 일정 농도 이상일 경우 자동 점화
• 촉매 기반 연소 방식 또는 전기 점화 방식 적용
• 연소 후 안전하게 공기 중으로 배출

(3) 과압 방지 및 안전 장치

이러한 이귤레이터는 추가적으로 과압 방지 밸브 및 안전 차단 시스템을 포함하여, 예상치 못한 압력 상승 시에도 안전하게 작동할 수 있도록 설계된다.

 

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수소가스 관련 연구실 실험 장비에 적용 가능한 맞춤형 이귤레이터

저희 에이비랩솔루션에서는 수소가스 사용하는 연구장비에 안전성을 확보할 수 있는 이귤레이터를 맞춤제작하여 공급하고 있습니다

 

(1) 맞춤 제작 가능 요소

• 실험 환경에 따른 압력 조절 범위 설정
• 자동 점화 및 연소 기능 추가
• 특정 실험 장비와의 호환성을 고려한 설계
• 안전 밸브 및 센서 통합을 통한 실시간 모니터링 기능 탑재

(2) 맞춤 제작 이점

• 연구 실험의 안전성 향상: 실험 중 예상치 못한 수소가스 축적을 방지
• 사용 편의성: 연구자의 요구에 맞춘 최적의 설계로 실험 과정 단순화

실험용 전기로 Furnace에 적용한 이귤레이터 제작설치 사례

 

 

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실험용 고온전기로(Furnace)

 

 

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적외선 전기로(Infrared Furnace)의 특성과 실험용 적외선 전기로

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Gas Flow Test Station, Plug Flow Reactor

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수소발생기 실험평가 장비

 

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참고문헌

1. Smith, J. (2020). Hydrogen Safety and Gas Regulation. Science Press.
2. Lee, K. & Park, H. (2021). Experimental Equipment for Hydrogen Research. Journal of Applied Sciences, 15(3), 102-115.
3. National Institute for Hydrogen Safety. (2022). Guidelines for Handling Hydrogen Gas in Laboratories. NIHS Publication.