KR100817536B1 - 상향추출 및 하향추출이 가능한 고성능 추출장치 - Google Patents

Abstract

추출관내에 별도의 시료통을 사용하지 않도록 경제성을 부가시키며, 필터가 막히는 현상을 자체적으로 해결하기 위해 상향추출모드와 하향추출모드를 수행할 수 있도록 수동 또는 자동으로 작동되는 고성능 추출장치가 개시된다. 본 발명에 따른 추출장치는 용매가 저장 및 가열되는 플라스크와, 용매증기가 이동되는 증기관통로와, 용매증기를 응축시키는 환류냉각기와, 응축된 증류용매가 모이는 저장용기와, 저장용기내의 증류용매를 통과시켜 시료를 추출하는 시료관과, 증기관통로의 하부측과 결합되면서 시료관의 상부측과 결합되어 연통시키는 연결관을 더 포함한다. 이때, 연결관의 상부로 결합되는 시료관옆가지의 상부면상에는 저장용기와 연결되면서 시료관옆가지의 하부 외측에 형성된 제2출입공과 연통되는 제5출입구가 형성되고, 제2출입공의 반대편상에는 제3출입공이 형성되며, 연결관의 상부측 외주면상에는 서로 반대방향으로 2개의 출입구가 형성되어 제2출입공 및 제3출입공과 선택적으로 연통되면서 제1출입구는 시료관의 상부로 연결되고 제2출입구는 시료관의 하부와 연결된다. 그리고 저장용기 및 제5출입구의 사이와 제2출입구 및 제3출입구의 사이에 결합되어 저장용기로부터 입력받은 용매를 선택적으로 제5출입구나 제2출입구나 제3출입구로 방향을 바꾸어 주는 밸브장치를 더 포함할 수도 있다.

Description

상향추출 및 하향추출이 가능한 고성능 추출장치 {A high performance extractor as possible with ascending and descending extraction}

본 발명은 추출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동 또는 수동으로 상향추출 및 하향추출이 가능하며 추출조건을 조절할 수 있는 고성능 추출장치에 관한 것이다.

일반적으로 실험실에서 가장 많이 사용하는 추출장치는 속슬렛장치(Soxhlet Extractor)이다. 이러한 속슬렛장치의 구성과 동작원리를 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

우선, 속슬렛장치는 고체시료에 용매를 연속으로 부으면서 그 용매에 용해되는 시료성분을 추출하는 장치이다. 이러한 속슬렛장치는 도 1에서 보는 바와 같이 작은 플라스크(10)에 용매를 넣고 시료를 거름종이통(Cellulose Thimble, 21)이나 유리거름재통(Glass Thimble, 22)에 담아 추출관(20)안에 넣어 추출하는데, 이 추출관(20)에는 사이판 역할을 하는 엽관(30)과, 용매증기가 환류냉각기(50)로 통하는 바이패스관(40)이 붙어있는 일체형 구조로 되어 있다.

이와 같은 속슬렛장치는 플라스크(10)를 가열하면, 그 안의 용매가 증발되어 바이패스관(40)을 거쳐 환류냉각기(50)로 올라가 응축되고, 응축된 증류용매가 거름종이통(21)이나 거름재통(22)의 시료에 직접 떨어져서 시료가 용매에 잠기고, 용매가 사이펀관(30)의 높이보다 높아지면 사이펀관(30)을 통하여 플라스크(10)로 회수되어 일회추출이 완료되는데, 플라스크(10)를 계속 가열하면 이 추출주기가 반복되어 추출은 계속된다.

그러나 상기와 같은 속슬렛장치는 추출관(20)에 흐르는 용매의 방향이 위에서 아래로 항상 일정하게 순환되는 구조로 되어 있다. 1회용 거름종이통(21)을 쓰는 방법은 경제성이 떨어지는 문제가 있고, 유리거름재통(22)을 쓰는 방법은 경제성이 떨어져 불리하고 유리거름재통(22)의 유리필터가 자주 막혀서 세척해야하는 불편으로 능률이 떨어지는 문제점이 있다. 이러한 단점들을 해결하는 방법으로 시료관(20)의 하단부에 유리필터를 장착하는 방법이 있으나 이 방법도 하향추출 고정방식으로 필터가 자주 막혀 세척해야하는 불편과 능률이 떨어지는 문제는 해결되지 않고 남아있다.

또한, 용매가 추출관(20)의 일정높이까지 차올라 사이펀관(30)으로 회수될 때에는 추출관(20)내의 용매가 한번에 전부 사이펀관(30)을 통해 플라스크(10)로 회수되기 때문에 추출관(20)안의 시료는 겨우 용매로 적셔진 상태가 한동안 지속되어 시료 전체가 용매에 잠기는 시간이 추출 1주기보다 짧아질 수밖에 없는 문제점도 있다. 이는 시료 전체가 항상 용매로 채워져 일정한 용매높이가 유지되는 연속추출방식보다 효율이 떨어지는 원인이 되고 있어 해결해야할 문제점으로 대두되고 있는 실정이다.

또한, 용매증기가 증류용매로 응축되기 위해 플라스크(10)에서 환류냉각기(50)로 올라가는 바이패스관(40)은 추출관(20) 옆으로 구부려져 돌아가는 구조로 되어 있고 외기에 바로 노출되어 있으며 구부러진 바이패스관(40)의 특성으로 인해 용매증기가 환류냉각기(50)로 올라가는 동안에 바이패스관(40)의 내부의 벽면에서 응축되어 플라스크(10)로 되돌아와 증류용매를 만들어내는 능률이 떨어지데 이는 추출능률을 저하시키는 문제점의 하나로 되어있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 추출관내에 별도의 시료통을 사용하지 않도록 경제성을 부가시키며, 필터가 막히는 현상을 자체적으로 해결하기 위해 상향추출모드와 하향추출모드로 조작 추출할 수 있도록 하고, 수동 또는 자동으로 작동되는 고성능 추출장치를 제공하는데 있다.

또 다른 과제로서, 시료와 추출용매의 특성에 따라 추출조건을 최적화시키는데 필요한 증류용매의 시료관내 흐름속도를 정밀하게 조절할 수 있고 이 증류용매가 시료관내에 흐르는 방향을 상향 또는 하향으로 쉽게 교체할 수 있는 고성능 추출장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은,

용매가 저장 및 가열되는 플라스크와, 용매증기가 이동되는 증기관통로와, 용매증기를 응축시키는 환류냉각기와, 응축된 증류용매가 모이는 저장용기와, 저장용기내의 증류용매를 통과시켜 시료를 추출하는 시료관을 포함하는 추출기에 있어서,

증기관통로의 하부측과 결합되면서 시료관의 상부측과 결합되어 연통시키는 연결관을 더 포함하며, 연결관의 상부로 결합되는 시료관옆가지의 상부면상에는 저장용기와 연결되면서 시료관옆가지의 하부 외측에 형성된 제2출입공과 연통되는 제5출입구가 형성되고, 제2출입공의 반대편상에는 제3출입공이 형성되며, 연결관의 상부측 외주면상에는 서로 반대방향으로 2개의 출입구가 형성되어 제2출입공 및 제3출입공과 선택적으로 연통되면서 제1출입구는 시료관의 상부로 연결되고 제2출입구는 시료관의 하부와 연결됨을 특징으로 하는 고성능 추출장치를 제공한다.

여기에서, 저장용기 및 제5출입구의 사이와 제2출입구 및 제3출입구의 사이에 결합되어 저장용기로부터 입력받은 용매를 선택적으로 제5출입구나 제2출입구나 제3출입구로 용매가 흐르는 방향을 바꾸어 주는 밸브장치를 더 포함할 수도 있다.

이때, 밸브장치는 등각 네 방향으로 연결되는 밸브공을 갖는 밸브몸체와, 밸브몸체의 내부에 회전가능하게 결합되는 밸브회전체와, 밸브공들 중 이웃한 한쌍의 밸브공을 연통시키는 호 형상의 제2유도관 및 제3유도관이 밸브회전체의 내부에 형성됨이 바람직하다.

또한, 밸브회전체의 내부에는 서로 마주보는 밸브공을 연통시키는 제1유도관이 형성될 수도 있다.

이때, 밸브회전체에는 모터에 의해 밸브회전체를 자동으로 회전시키는 통상 의 밸브조작기가 더 구비 될 수도 있다.

또는, 밸브회전체에는 일체로 된 수동조작용 레버가 형성될 수도 있다.

한편, 시료관의 상부에는 마개가 닫히면서 외측면에는 제1출입구와 연결되는 제4출입구가 형성되고, 마개의 외주면상에는 제4출입구와 연통되는 제1출입공이 형성될 수도 있다.

이때, 제1출입공 또는, 제2출입공의 양측에는 점점 좁아지는 쐐기 형상의 유량조절홈이 형성됨이 바람직하다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 고성능 추출기는 상향추출모드나 하향추출모드를 자유롭게 전환할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 수동모드와 자동모드를 모두 사용할 수 있어 시료와 용매의 특성에 따라 적당한 모드를 선택할 수 있다.

또한, 본 발명은 시료관 마개나 시료관 옆가지의 조인트 부분을 비틀어주어 중류용매가 시료관에 흐르는 유속을 쉽게 조절할 수 있는 이점이 있다.

그리고 본 발명은 별도로 용매 순환펌프를 쓰지 않고 저장용기에 모아지는 증류용매의 위치에너지만을 활용하여 용매가 순환되는 장점을 가지는데 이는 연결관에 형성된 압력 평형관에 의해 추출기 내부의 모든 공간부분 압력을 대기압과 평형상태를 유지시켜 증류용매의 위치에너지만 사용하여 상향추출모드를 구성한 특징을 가지고 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고성능 추출장치에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 고성능 추출장치는 수동으로 구성될 수도 있고, 밸브를 이용하여 자동으로 구성될 수도 있다.

먼저, 수동으로 구성되는 장치에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 고성능 추출장치의 수동구성을 나타낸 정면도이다.

도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 추출장치(100)는 용매가 저장되면서 가열하여 용매증기를 발생시키는 플라스크(110), 증기관통로(130)를 통하여 올라온 용매증기를 증류용매로 응축시키는 환류냉각기(120)), 플라스크(110)와 환류냉각기(120)의 사이에 용매증기가 통과하는 증기관통로(130)를 포함한다. 여기에서 증기관통로(130)는 직선의 이중관이며, 이 증기관통로(130)의 하부에는 플라스크(110)가 결합되고, 증기관통로(130)의 상부에는 환류냉각기(120)가 결합된다. 환류냉각기(120)는 통상의 속슬렛장치에서 사용되는 수냉식으로 용매증기를 응축시킨다.

이러한 증기관통로(130)는 용매증기가 환류냉각기로 올라갈 때에 외부 공기로 냉각되어 미리 응축되는 것을 방지하기 위해 이중관으로 형성되는데 이 이중관 내부는 진공관(131)이 되게 진공 처리하여 증기관통로(130)의 진공재킷(도시되지 않음)이 형성되게 한다.

한편, 증기관통로(130)와 환류냉각기(120)의 결합부위에는 증류용매 저장용기(140)가 더 형성된다. 저장용기(140)는 환류냉각기(120)에서 응축된 증류용매가 저장되는 곳으로, 증기관통로(130)가 저장용기(140)의 일정높이까지 더 연장된 형태로 결합된다. 그리고 저장용기(140)의 하부 일측에는 용매배출관(141)이 형성된다.

또한, 증기관통로(130)의 하부에는 진공관(131)과 연통되지 않는 공간재킷(134)이 형성되는데 이 재킷의 아래 부분은 플라스크(110)와 결합되는 조인트가 형성되고 중간부분의 한쪽에는 공간재킷(134)과 연결관(160)을 결합하는 증기관옆가지(135)가 형성된다. 그리고 증기관통로(130)의 아래쪽 하단부는 외측으로 경사지게 벌어진 형태로 만들어 증기용매가 증기관통로(130)로 잘 올라가고 증기관옆가지(135)로 들어가지 않도록 형성된다.

본 발명에 따른 고성능 추출장치(100)는 증기관통로(130) 공간재킷(134)의 일측 증기관옆가지(135)에 결합되는 시료관(150)을 더 포함한다. 이때, 증기관통로(130)에 시료관(150)이 결합되기 위해 증기관옆가지(135)와 시료관(150)의 사이에 연결관(160)으로 연결시킨다.

연결관(160)은 증기관통로(130)의 하부 공간재킷(134)에서 일측방향으로 돌출되어 연통되는 증기관옆가지(135)속에 삽입 결합된다. 그리고 연결관(160)은 상하부가 바이패스관(165)으로 연결되는데 이 바이패스관(165)은 연결관(160)으로 흘러들어오는 용매의 량이 연결관(160)을 통하여 흘러나가는 량보다 많을 때에 넘치는 용매를 플라스크(110)로 회수하고, 추출기 각 부분의 공간압력이 대기압과 같게 유지시켜주는 것으로 연결관(160)과 일체로 형성된다. 또한, 연결관(160)의 내부에는 필터(fb)가 내장된다.

한편, 연결관(160)의 상부의 외주면상에는 2개의 출입구(161, 162)가 형성된다. 이때, 제1출입구(161)및 제2출입구(162)는 서로 반대편으로 돌출되도록 형성된다. 바람직하게는 제1출입구(161)와 제2출입구(162)는 서로 120 ~ 180°의 사이각을 갖도록 형성된다.

이와 같이 형성된 연결관(160)의 상부에 시료관(150)이 결합된다.

시료관(150)은 내부에 시료를 담아 증류용매로 시료의 성분을 추출하는 곳으로, 상부가 개방된 병 형태이며, 상부의 어느 일측에 상기 연결관(160)의 입구에 결합되도록 연통된 시료관옆가지(155)가 형성된다. 시료관옆가지(155)는 옆으로 돌출되다가 상하 양측으로 직각이 되게 형성되는 것으로, 시료관(150)의 높이는 증기관통로(130)의 높이보다 낮게 형성됨이 바람직하다.

그리고 시료관(150)의 하부면상에는 용매가 입출되도록 직경이 좁아지는 제3출입구(151)가 형성되며, 제3출입구(151)의 위에는 시료의 미세한 가루가 통과할 수 없는 필터(fa)가 장착된다. 또한, 시료관(150)의 개방된 상부에는 마개(152)가 삽입되고, 시료관(150)의 상부측 외주면상에는 제4출입구(153)가 형성된다.

도 3은 시료관과 마개를 분리하여 내부 연결모습을 나타낸 도면이다.

도 3을 참고하면, 시료관(150)의 마개(152)는 시료관(150)의 상부쪽에 형성된 제4출입구(153)를 선택적으로 열고 닫을 수 있게 형성되는데, 마개(152)의 외주면이 시료관(150) 상부의 내주면에 밀착되게 형성되고, 마개(152)의 어느 일측 외주면상에는 제4출입구(153)와 연통되도록 제1출입공(154)이 형성된다. 따라서 마개(152)를 돌려 제4출입구(153)와 제1출입공(154)을 일치시키면 제4출입구(153)를 통해 들어온 용매가 제1출입공(154)을 통해 시료관(150)내로 유입되게 된다.

여기에서, 제1출입공(154)의 양옆으로 점점 좁아지는 쐐기형태의 제1유량조절홈(154a)이 형성된다. 따라서 마개(152)를 돌려 제4출입구(153)를 제1출입공(154)이 아닌 제1유량조절홈(154a)쪽으로 맞대면, 제4출입구(153)의 출구가 제1유량조절홈(154a)의 좁아진홈측에 연결되어 용매의 유량이 감소되므로 마개(152)를 돌리는 각도로 증류용매가 시료관에 들어는 유량을 조절을 할 수가 있게 된다.

도 4는 시료관옆가지와 연결관을 분리하여 내부 연결모습을 나타낸 도면이다.

도 4를 참고하면, 연결관(160) 상부의 입구에 삽입되는 시료관옆가지(155)의 상단부에는 제5출입구(156)가 형성되고, 시료관옆가지(155)의 하부측 외주면상에는 제5출입구(156)에서 연통되는 제2출입공(157)이 형성된다. 그리고 제2출입공(157)의 반대편상에는 제3출입공(158)이 형성되어 시료관옆가지(155)의 하부로 연통된다.

이때, 제2출입공(157)의 양옆에는 제1출입공(154)과 마찬가지로 제2유량조절홈(157a)이 쐐기형태로 형성되어 제2출입공(157)으로 유출되는 용매의 유량을 조절할 수 있게된다. 바람직하게는 제1출입공(154)은 용매가 외부에서 내부로 들어오는 통로이고, 제2출입공(157)은 용매가 내부에서 외부로 나가는 통로이다.

또한, 제3출입공(158)에도 제2출입공(157)과 같이 유량을 조절할 수 있는 쐐기형태의 제3유량조절홈(158a)이 형성되는데, 제3유량조절홈(158a)은 다른 유량조절홈과는 달리 한쪽으로 반만 형성되어 있다. 즉, 제3유량조절홈(158a)은 제2출입 구(162)쪽으로만 형성됨이 특징이다.

도 5는 시료관옆가지와 연결관의 상호작용을 보여주기 위한 평면 투시도이다.

도 5에서 보는 바와 같이 시료관옆가지(155)를 시계방향으로 회전시켜 제5출입구(156)와 연통된 제2출입공(157)을 제1출입구(161)와 연결하여 용매를 입출시키게 하고, 시료관옆가지(155)를 반시계방향으로 회전시키면, 제2출입공(157)이 제2출입구(162)와 연결되어 용매를 입출 시키게 된다.

이때, 제1출입구(161) 및 제2출입구(162)의 사이각도와 제2출입공(157) 및 제3출입공(158)의 사이각도는 서로 일치시키는 것이 바람직하다. 즉, 하기에서 설명하게 되겠지만, 제2출입공(157)을 제1출입구(161)에 일치시켜 하향모드로 추출할때에는 추출된 용매가 제2출입구(162)를 통해 회수되기 때문에 제2출입구(162)와 제3출입공(158)이 일치되도록 해야 되기 때문이다.

하기에는 전술한 바와 같이 형성된 수동으로 구성된 고성능 추출장치의 사용방법 및 작용에 대해 간략하게 설명한다.

본 발명에 따른 고성능 추출장치는 상향추출모드와 하향추출모드를 선택할 수 있다.

도 6은 하향추출모드를 나타낸 작동상태도이고, 도 7은 상향추출모드를 나타낸 작동상태도이다.

작동을 설명하기에 앞서 각 입출구의 연결에 대해 설명한다.

먼저, 도 6에서 보는 바와 같이 증류용매가 저장용기(140)에서 배출되는 용 매배출관(141)은 제5입출구(156)와 튜브로 연결되고, 제1입출구(161)는 제4입출구(153)와 튜브로 연결되고, 제2입출구(162)는 제3입출구(151)와 튜브로 연결된다.

[하향추출모드]

하향추출모드는 도 6에서 보는 바와 같이 시료관(150)을 시계방향으로 돌려 시료관옆가지(155)의 제2출입공(157)을 제1출입구(161)와 연통되도록 맞춘다.

이와 같은 상태에서 플라스크(110)를 가열하면, 용매증기는 증기관통로(130)를 타고 올라가 환류냉각기(120)에서 응축되어 증류용매가 저장용기(140)로 떨어지고, 저장용기(140)에 모아진 증류용매는 용매배출관(141)을 통해 시료관에 흘러간다.

용매의 순환경로는 용매배출관(141) => 제5출입구(156) => 제2출입공(157) => 제1출입구(161) => 제4출입구(153) => 제1출입공(154) => 시료관(150) => 제3출입구(151) => 제2출입구(162) => 제3출입공(158) => 연결관(160) => 증기관옆가지(135) => 플라스크(110)의 순서로 순환하여 추출된다.

이때, 시료관옆가지(155)를 반시계방향으로 조금씩 돌려주면 제2유량조절홈(157a) 및 제3유량조절홈(158a)에 의해 제2출입공(157) 및 제3출입공(158)의 출입구가 제2유량조절홈(157a) 및 제3유량조절홈(158a)이 좁아진 부분과 연결되어 용매의 유속이 감소됨으로 추출속도를 느리게 조절할 수 있게 된다.

마찬가지로 시료관(150)의 마개(152)를 시계방향이나 반시계방향으로 돌려주게 되면, 제1유량조절홈(154a)이 제1출입공(154)이 제일유량조절홈(154a)의 좁아진 어느 위치에 연결됨으로 마개(152)를 돌리는 각도로 증류용매가 시료관(150)에 유 입되는 유량을 조절할 수도 있다.

[상향추출모드]

상향추출모드는 도 7에서 보는 바와 같이 시료관(150)을 반시계방향으로 회전하여 제2출입공(157)을 제2출입구(162)와 통하도록 맞춘다.

용매의 순환경로는 용매배출관(141) => 제5출입구(156) => 제2출입공(157) => 제2출입구(162) => 제3출입구(151) => 시료관(150) => 시료관옆가지(155) => 연결관(160) => 증기관옆가지(135) => 플라스크(110)의 순서로 추출되는데 시료관옆가지(155)와 연결관(160)의 연결부 각도를 조정하여 증류용매가 제5출입구(156)로 들어가서 시료관(150)에 흐르는 유량을 조절한다.

다음은 자동으로 구성되는 고성능 추출장치에 대해 설명한다.

자동 추출장치는 전술한 수동 추출장치와 동일한 구성에서 용매의 흐름을 자동으로 제어하는 밸브장치를 더 포함한다.

도 8은 본 발명에 따른 고성능 추출장치의 자동구성을 나타낸 정면도이다.

도 8을 참고하면, 밸브장치(170)는 용매배출관(141)에서 배출되는 용매를 원하는 방향으로 보내주는 역할을 수행한다.

도 9a 및 도 9b는 도 8에 도시된 밸브장치를 나타낸 도면으로, 도 9a는 밸브를 나타낸 사시도이고, 도 9b는 밸브를 나타낸 내부 단면도이다.

즉, 밸브장치(170)는 도 8, 도 9a 및 도 9b에서 보는 바와 같이 상하좌우 네방향으로 밸브공(173, 174, 175, 176)이 형성된 밸브몸체(171)와, 밸브몸체(171)의 내부에 결합되어 방향을 전환시켜주는 밸브회전체(172)로 구성된다. 이때, 밸브회 전체(172)는 밸브몸체(171)의 내부에 결합되어 회전되게 되며, 밸브회전체(172)에는 세 개의 유도관이 형성된다.

먼저, 제1유도관(177)은 상하 종방향으로 관통되고, 제2유도관(178)은 제1유도관(177)의 일측에서 서로 인접한 어느 두개의 밸브공을 연결하도록 호 형상으로 형성되고, 제3유도관(179)은 제1유도관(177)의 타측에서 제2유도관(178)과 대칭되게 서로 인접한 어느 두개의 밸브공을 연결하도록 호 형상으로 형성된다.

그리고 밸브회전체(172)의 어느 일단에는 밸브조작기(180)의 제어를 받아 전기적으로 회전하도록 모터(도시되지 않음)를 갖는 통상의 구동수단이 결합된다.

바람직하게는, 밸브공들은 밸브몸체(171)의 외주면상에 90°간격으로 형성되고, 제2유도관(178) 및 제3유도관(179)은 입구와 출구가 밸브공들에 일치하도록 1/4원호 형상으로 되는 것이 가장 적당하다.

이때, 각 라인별 연결은 용매배출관(141)은 제1밸브공(173)과 튜브로 연결되고, 제2밸브공(174)은 제5출입구(156)와 튜브로 연결되고, 제3밸브공(175)은 제2출입구(162)와 튜브로 연결되고, 제4밸브공(176)은 제3출입구(151)와 튜브로 연결된다. 그리고 제1출입구(161)는 수동 구성과 마찬가지로 제4출입구(153)와 튜브로 연결된다.

한편, 자동 구성에서는 시료관옆가지(155)의 연결방향이 하향모드로 된 상태가 기본구성으로 된다.

하기에는 전술한 바와 같이 형성된 자동으로 구성된 고성능 추출장치의 사용방법 및 작동에 대해 간략하게 설명한다.

본 발명에 따른 자동 구성의 고성능 추출장치는 워밍업모드와 하향추출모드와 상향추출모드를 선택할 수 있다.

도 10은 자동 구성의 워밍업모드를 나타낸 작동상태도이고, 도 11은 자동 구성의 하향추출모드를 나타낸 작동상태도이고, 도 12는 자동 구성의 상향추출모드를 나타낸 작동상태도이다.

[워밍업모드]

워밍업은 환류냉각기(120)에 냉각수를 순환시키고 플라스크(110)를 가열하여 발생된 용매증기가 증기관통로(130)를 통하여 환류냉각기(120)로 올라가 응축된 증류용매가 저장용기(140)에 모아지고 이 증류용매가 워밍업모드의 순환라인을 돌아서 플라스크(110)로 되돌아오는 증류용매의 순환양이 추출할 시료의 추출에 적합한 수준이 되도록 일정시간동안 가동하여준다.

즉, 워밍업 단계는 도 10에서 보는 바와 같이 밸브장치(170)의 밸브회전체(172)를 일자형의 제1유도관(177)이 제1밸브공(173)에 일치하도록 돌려주어 용매배출관(141)에서 배출되는 용매가 제1밸브공(173) => 제3밸브공(175) => 제2출입구(162) => 제3출입공(158) => 연결관(160) => 증기관옆가지(135) => 플라스크(110)의 순서로 순환하도록 한다.

[하향추출모드]

시료의 하향추출을 위해서는 도 11에서 보는 바와 같이 밸브장치(170)의 밸브회전체(172)를 돌려 제3유도관(179)이 제1밸브공(173)에 연통되도록 하여 용매배출관(141)에서 배출되는 증류용매를 제1밸브공(173) => 제3유도관(179) => 제2밸브 공(174) => 제5출입구(156) => 제2출입공(157) => 제1출입구(161) => 제4출입구(153) => 제1출입공(154) => 시료관(150) => 제3출입구(151) => 제4밸브공(176) => 제2유도관(178) => 제3밸브공(175) => 제2출입구(162) => 제3출입공(158) => 연결관(160) => 증기관옆가지(135) => 플라스크(110)의 순서로 순환시킨다.

[상향추출모드]

시료의 상향추출을 위해서는 도 12에서 보는 바와 같이 밸브장치(170)의 밸브회전체(172)를 돌려 제2유도관(178)이 제1밸브공(173)에 연통되도록 하여 용매배출관(141)에서 배출되는 증류용매를 제1밸브공(173) => 제2유도관(178) => 제4밸브공(176) => 제3출입구(151) => 시료관(150) => 시료관옆가지(155) => 연결관(160) => 증기관옆가지(135) => 플라스크(110)의 순서로 순환시킨다.

위와 같은 자동구성의 하향추출모드나 하향추출모드에서도 증류용매가 시료관(150)에 흐르는 유량을 적당하게 조절하기 위해서 시료관(150)이나 시료관 마개(152)를 옆으로 돌려 제1유량조절홈(154a)이나, 제2유량조절홈(157a) 및 제3유량조절홈(178a)에 의해 증류용매가 시료관(150)에 흐르는 유량을 조절할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 자동구성의 추출장치에서는 밸브장치(170)의 밸브회전체(172)에 레버(172a)가 일체로 더 형성되어 있어 전기적인 모터에 의해서가 아니더라도 손으로 밸브회전체(172)를 돌려서 사용할 수도 있다.

한편, 연결관(160) 내부의 아래 부분에는 필터(fb)가 장착되어 있어서 이 연결관(160) 안에 고체상흡착제(SPE, Solid Phase Extraction)를 충전하여 흡착 상(Adsorbent Bed)을 쉽게 만들 수 있으므로 추출액에 함유된 불순물을 제거하는 정제처리를 추출과 동시에 이루어지는 조작으로 한꺼번에 할 수도 있는 장점을 가지고 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야에 숙련된 당 발명자는 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 속슬렛장치를 나타낸 도면이고,

도 2는 본 발명에 따른 고성능 추출장치의 수동 구성도이고,

도 3은 도 2에 도시된 시료관과 마개의 결합을 보인 분해사시도이고,

도 4는 도 2에 도시된 시료관과 연결관의 결합을 보인 분해사시도이고,

도 5는 시료관옆가지와 연결관의 상호작용을 보인 평면 투시도이고,

도 6은 본 발명에 따라 수동으로 구성된 추출장치의 하향추출모드를 나타낸 작동상태도이고,

도 7은 본 발명에 따라 수동으로 구성된 추출장치의 상향추출모드를 나타낸 작동상태도이고,

도 8은 본 발명에 따른 고성능 추출장치의 자동 구성도이고,

도 9a 및 도 9b는 도 8의 밸브를 도시한 것으로, 도 9a는 밸브의 사시도이고, 도 9b는 밸브의 내부를 보인 단면도이고,

도 10은 본 발명에 따라 자동으로 구성된 추출장치의 워밍업모드를 나타낸 작동상태도이고,

도 11은 본 발명에 따라 자동으로 구성된 추출장치의 하향추출모드를 나타낸 작동상태도이며, 그리고

도 12는 본 발명에 따라 자동으로 구성된 추출장치의 상향추출모드를 나타낸 작동상태도이다.

Claims (9)

1. 용매가 저장 및 가열되는 플라스크와, 용매증기가 이동되는 증기관통로와, 용매증기를 응축시키는 환류냉각기와, 응축된 증류용매가 모이는 저장용기와, 상기 저장용기내의 증류용매를 흐르게하여 시료를 추출하는 시료관을 포함하는 추출장치에 있어서,

   상기 증기관통로의 하부측과 결합되면서 상기 시료관의 상부측과 결합되어 연통시키는 연결관을 더 포함하며, 상기 연결관의 상부로 결합되는 시료관옆가지의 상부면상에는 상기 저장용기와 연결되면서 시료관옆가지의 하부 외측에 형성된 제2출입공과 연통되는 제5출입구가 형성되고, 상기 제2출입공의 반대편상에는 제3출입공이 형성되며, 상기 연결관의 상부측 외주면상에는 서로 반대방향으로 2개의 출입구가 형성되어 상기 제2출입공 및 제3출입공과 선택적으로 연통되면서 제1출입구는 상기 시료관의 상부로 연결되고 제2출입구는 상기 시료관의 하부와 연결됨을 특징으로 하는 고성능 추출장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 저장용기 및 제5출입구의 사이와 상기 제2출입구 및 제3출입구의 사이에 결합되어 저장용기로부터 입력받은 증류용매를 선택적으로 제5출입구나 제2출입구나 제3출입구로 방향을 바꾸어 주는 밸브장치를 더 포함함을 특징으로 하는 고성능 추출장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 밸브장치는 등각 네방향으로 연결되는 밸브공을 갖는 밸브몸체와, 상기 밸브몸체의 내부에 회전가능하게 결합되는 밸브회전체와, 상기 밸브공들 중 이웃한 한쌍의 밸브공을 연통시키는 호 형상의 제2유도관 및 제3유도관이 상기 밸브회전체의 내부에 형성됨을 특징으로 하는 고성능 추출장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 밸브회전체의 내부에는 서로 마주보는 밸브공을 연통시키는 제1유도관이 형성됨을 특징으로 하는 고성능 추출장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 밸브회전체에는 모터에 의해 상기 밸브회전체를 자동으로 회전시키는 통상의 밸브조작기가 구비됨을 특징으로 하는 고성능 추출장치.
6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 밸브회전체에는 일체로 된 수동조작용레버가 형성됨을 특징으로 하는 고성능 추출장치.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 시료관의 상부에는 마개가 닫히면서 외측면에는 상기 제1출입구와 연결되는 제4출입구가 형성되고, 상기 마개의 외주면상에는 상기 제4출입구와 연통되는 제1출입공이 형성됨을 특징으로 하는 고성능 추출장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제1출입공 또는, 제2출입공의 양측에는 점점 좁아지 는 쐐기 형상의 유량조절홈이 형성됨을 특징으로 하는 고성능 추출장치.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 연결관에는 정제용 고체상흡착제가 충전되어 정제용 흡착상이 됨을 특징으로 하는 고성능 추출장치.

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