KR0123767Y1 - 개스주입장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 개스주입장치에 관한 것으로서, 개스분석기의 일측에 개스주입장치를 별도 설치하여 이곳을 통해 샘플개스나 개스분석기로 주입되도록 하고, 개스주입장치에는 레귤레이터와 유량계를 설치하여 개스분석기로 주입되는 샘플개스의 압력과 유량이 일정하게 유지되도록 하는 동시에 온도조절기를 설치하여 개스주입장치의 내부온도를 항상 일정하게 유지할 수 있도록 한 개스주입장치를 제공하고자 한 것이다.

Description

개스주입장치

제1도는 종래의 개스분석기를 나타내는 구성도.

제2도는 본 고안에 따른 개스주입장치를 나타내는 구성도.

제3도는 6-포트밸브의 온(On) 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 개스분석기 11 : 오븐

12 : 6-포트밸브 13 : 검출기

14 : 샘플개스주입관 15 : 샘플루프

16 : 개스배출구 17 : 캐리어개스주입관

18 : 칼럼 20 : 펌프

21 : 솔레노이드밸브 22 : 레귤레이터

23 : 유량계 24 : 표준개스주입관

25 : 열전대 26 : 교반팬

27 : 히터 28 : 온도조절기

30 : 제어반 31 : 타이머

본 고안은 개스주입장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 개스분석기(Gas chromatography)로 주입되는 개스의 압력과 유량을 항상 일정하게 유지시킬 수 있는 개스주입장치에 관한 것이다.

일반적으로 개스분석기는 흡착체나 흡수체를 사용하여 개스에 대한 흡착, 흡수 능력의 차이를 조사하고, 그 차이를 이용하여 다성분개스의 각 성분을 성분마다 분리하여 측정하는 장치이다.

첨부도면 제1도는 종래의 개스분석기를 나타내고 있으며, 여기서는 개스를 주입하는 장치가 개스분석기 내에 포함되어 있는 것을 볼 수 있다.

즉, 상기 개스분석기(10)는 칼럼(18)을 포함하는 오븐(11)과, 6-포트밸브(12) 및 검출기(13)로 크게 구성되어 있으며, 6-포트밸브(12)에는 샘플개스주입관(14) 및 개스배출관(16)과 샘플루프(15)가 각각 연결되고, 칼럼(18)에는 캐리어개스주입관(17)과 검출기(13)가 각각 연결된다.

이러한 개스분석기(10)로 샘플개스를 분석하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 일정량의 샘플개스가 채워져 있는 샘플백(도시되지 않음)을 샘플개스주입관(14)의 입구에 연결하고, 샘플백을 손으로 누르거나 펌프 등을 이용하여 샘플루프(15) 내에 샘플개스를 채운다.

계속해서, 개스분석기를 작동시키면 6-포트밸브(12)가 첨부도면 제3도에 도시한 바와 같은 온상태가 되고, 이와 동시에 캐리어개스주입관(17)을 통해 주입되는 캐리어개스가 샘플루프(15)에 채워져 있는 샘플개스를 밀고 칼럼(18)으로 들어가 분리가 이루어진다.

따라서, 이미 농도를 알고 있는 표준개스와 샘플개스의 분석결과를 비교하여 농도를 계산하고, 검출기(13)를 통해 계기상에 나타내면 샘플개스의 분석이 완료되는 것이다.

그러나, 개스의 성분을 정확하게 분석하기 위해서는 개스분석기로 주입되는 샘플개스와 표준개스의 압력이 일정해야 하는데, 샘플백을 손으로 눌러서 압력을 가하거나 펌프를 이용하여 샘플개스를 주입하면 샘플루프내의 개스압력을 일정하게 유지할 수 없기 때문에 샘플개스의 농도도 일정하게 유지할 수 없으며, 또 개스분석기로 주입되는 표준개스의 압력이 너무 높으면 샘플개스를 표준개스와 동일한 압력으로 만들 수 없으므로 분석시 오차가 발생할 수 있는 문제점이 있는 것이다.

또한, 개스는 온도에 의해서도 농도가 변하기 때문에 샘플루프를 일정한 온도하에서 유지되도록 해야 하는데, 개스분석기의 내부에서 샘플루프와 오븐이 근접되어 있기 때문에 오븐의 온도에 따라서도 분석치가 틀려지는 문제점이 있는 것이다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 개스분석기의 일측에 개스주입장치를 별도 설치하여 이곳을 통해 샘플개스가 개스분석기로 주입되도록 하고, 개스주입장치에는 레귤레이터와 유량계를 설치하여 개스분석기로 주입되는 샘플개스의 압력과 유량이 일정하게 유지되도록 하는 동시에 온도조절기를 설치하여 개스주입장치의 내부온도를 항상 일정하게 유지할 수 있도록 한 개스주입장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 샘플개스주입관(14) 및 개스배출관(16), 샘플루프(15), 캐리어개스주입관(17)을 가지면서 개스분석기(10)의 칼럼(18) 측으로 연결되는 6-포트밸브(12)를 포함하는 개스주입장치에 있어서, 상기 샘플개스주입관(14) 상에는 펌프(20) 및 솔레노이드밸브(21)로 구성된 주입부와 레귤레이터(22)와 유량계(23)로 구성된 조절부가 설치되는 동시에 상기 솔레노이드밸브(21)에는 별도의 표준개스주입관(24)이 연결되어 샘플개스나 표준개스가 일정한 압력과 유량으로 6-포트밸브(12)로 주입될 수 있도록 하고, 상기 6-포트밸브(12)의 주위에는 열전대(25), 교반팬(26), 히터(27), 온도조절기(28)로 구성된 제어부를 설치하여 샘플개스나 표준개스가 일정한 온도로 유지될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 제2도는 본 고안에 따른 개스주입장치를 나타내는 구성도로서, 개스분석기(10)의 칼럼(18)으로 개스를 보내기 위해 설치되는 개스주입장치는 크게 표준개스 및 샘플개스를 주입해주는 주입부와, 이곳을 통해 주입된 개스의 압력 및 유량을 조절해주는 조절부와, 이 조절부를 거쳐 유입된 개스를 일시적으로 저장했다가 캐리어개스를 이용하여 개스분석기(10)의 칼럼(18)으로 보내주는 공급부로 이루어져 있다.

상기 주입부는 강제압송수단인 펌프(20)와 방향전환밸브인 솔레노이드밸브(21)로 구성되어 있다.

상기 펌프(20)와 솔레노이드밸브(21)는 직렬로 연결되어 있으며, 펌프(20)에는 샘플개스주입관(14)이 연결되고 솔레노이드밸브(21)에는 표준개스주입관(24)이 연결된다.

상기 조절부는 레귤레이터(22)와 유량계(23)로 구성되어 있다.

상기 레귤레이터(22)와 유량계(23)는 앞뒤로 배치되면서 서로 연결되어 있으며, 레귤레이터(22)는 상기 솔레노이드밸브(21) 측과 연결되고 유량계(23)는 6-포트밸브(12)가 갖는 포트 중에서 어느 1개의 포트와 연결된다.

상기 공급부는 6-포트밸브(12)와 샘플루프(15)로 구성되어 있다.

상기 샘플루프(15)의 입구와 출구는 6-포트밸브(12)에 있는 2개의 포트에 각각 연결되며, 6-포트밸브(12)의 유로전환작동에 따라 일정량의 샘플개스 또는 표준개스를 저장하고 있게 된다.

상기 6-포트밸브(15)는 모두 6개의 포트를 갖는 유로전환밸브로서, 2개의 포트는 상기 유량계(23) 측과 개스배출관(16) 측으로 연결되어 있고, 또 2개의 포트는 상기 샘플루프(15)와 각 입출구측으로 연결되어 있으며, 나머지 2개의 포트는 캐리어개스주입관(17) 측과 칼럼(18) 측으로 각각 연결되어 있다.

특히, 상기 펌프(20), 솔레노이드밸브(21), 6-포트밸브(12)는 개스분석기(10)의 제어반(30)으로부터 온/오프신호를 받아 작동되도록 되어 있으며, 별도의 타이머(31)에 의해 이때의 작동이 제어될 수 있도록 되어 있다.

또한, 본 고안에서는 개스주입장치의 내부온도를 항상 일정하게 유지해 줄 수 있는 제어부를 갖추고 있다.

즉, 상기 제어부는 개스주입장치의 내부온도를 검지할 수 있는 열전대(25)와, 이 열전대(25)로부터 신호를 받아 히터(27)와 교반팬(26)을 가동시켜주는 온도조절기(28)로 구성되어 있으며, 상기 주입부, 조절부, 공급부가 배치되어 있는 개스주입장치의 내부에 설치된다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.

개스분석기(10)와 개스주입장치를 작동시키기 위하여 제어반(30)을 조작하면 이와 동시에 타이머(31)가 작동하고, 타이머(31)에 1차로 셋팅된 시간이 경과하면 펌프(20)와 솔레노이드밸브(21)가 작동되기 시작하는데, 먼저 펌프(20)는 샘플개스주입관(14)으로 부터 샘플개스를 흡입하고, 이렇게 흡입된 개스를 다시 솔레노이드밸브(21) 측으로 배출한다.

이때, 솔레노이드밸브(21)는 표준개스주입관(24) 쪽의 유로를 차단하는 동시에 조절부측의 유로를 개방하여 펌프(20)를 통해서 흡입된 샘플개스가 레귤레이터(22)로 보내질 수 있게 된다.

계속해서, 주입부를 거친 샘플개스는 조절부의 레귤레이터(22)와 유량계(23)를 차례로 통과하게 되는데, 먼저 샘플개스는 미리 적정압력으로 조정되어 있는 레귤레이터(22)를 통과하면서 일정압력을 가지는 동시에 유량계(23)를 통과하면서 일정유량으로 조절된다.

따라서, 일정압력과 일정유량의 샘플개스가 샘플루프(15) 내에 채워져 있게 되는 동시에 나머지는 개스배출관(16)을 통해 배출되어지게 된다.

한편, 상기 타이머(31)에 2차로 셋팅된 시간이 경과하면 6-포트밸브(12)가 온상태로 작동되면서 첨부도면 제3도에 도시한 바와 같이 유로를 전환하게 되고, 이와 동시에 캐리어개스주입관(17)으로부터 캐리어개스가 주입되면서 샘플루프(15)에 채워져 있던 샘플개스를 밀고 개스분석기(10)의 칼럼(18)으로 들어가게 되므로서, 샘플개스에 대한 분석이 이루어지게 되는 것이다.

그리고, 표준개스의 분석도 상기와 같은 과정을 통해 이루어지나 이 경우에는 상기 펌프(20)의 작동이 이루어지지 않으며, 상기 솔레노이드밸브(21)는 샘플개스가 주입되는 쪽을 차단하면서 표준개스가 주입되는 쪽을 개방하게 된다.

또한, 조절부의 레귤레이터(22)나 유량계(23)를 통과한 표준개스도 샘플개스의 경우와 마찬가지로 일정압력과 일정유량으로 조절될 수 있게 된다.

특히, 상기 레귤레이터(22)를 높은 압력으로 조정해 놓으면 보다 많은 양의 샘플개스가 주입될 수 있으므로 개스의 검출한계를 더욱 넓힐 수 있게 된다.

한편, 본 고안에 따르면 개스주입장치의 내부온도를 항상 일정한 상태로 유지하기 위하여 제어부가 설치되는데, 개스주입장치의 내부온도가 적정온도범위를 벗어나면 열전대(25)가 이를 검지하고, 이때 검지된 신호를 온도조절기(28)로 보내면 온도조절기(28)는 히터(27)와 교반팬(26)을 가동시켜 온도를 조절할 수 있게 된다.

예를 들면, 개스주입장치의 내부온도가 적정온도보다 하락되었을 경우에는 히터(27)가 가동되고 히터(27)에 의해 가열된 공기는 교반팬(26)에 의해 개스주입장치의 내부를 골고루 순환하면서 온도를 올려줄 수 있게 되며, 이러한 제어를 통해 내부의 온도가 적정온도까지 도달하게 되면, 열전대(25)의 검지신호에 따라 온도조절기(28)가 오프되면서 이때의 조절된 적정온도로 유지될 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 고안은 샘플개스와 표준개스의 압력과 유량을 일정하게 유지할 수 있는 동시에 온도 또한 일정한 상태로 유지할 수 있게 함으로써, 정확한 개스분석기록을 얻을 수 있는 장점이 있는 것이다.

Claims (1)

1. 샘플개스주입관(14) 및 개스배출관(16), 샘플루프(15), 캐리어개스주입관(17)을 가지면서 개스분석기(10)의 칼럼(18) 측으로 연결되는 6-포트밸브(12)를 포함하는 개스주입장치에 있어서, 상기 샘플개스주입관(14) 상에는 펌프(20) 및 솔레노이드밸브(21)로 구성된 주입부와 레귤레이터(22)와 유량계(23)로 구성된 조절부가 설치되는 동시에 상기 솔레노이드밸브(21)에는 별도의 표준개스주입관(24)이 연결되어 샘플개스나 표준개스가 일정한 압력과 유량으로 6-포트밸브(12)로 주입될 수 있도록 하고, 상기 6-포트밸브(12)의 주위에는 열전대(25), 교반팬(26), 히터(27), 온도조절기(28)로 구성된 제어부를 설치하여 샘플개스나 표준개스가 일정한 온도로 유지될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 개스주입장치.