KR100487604B1 - 비래염분 포집성능 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해안의 조건중 가장 중요한 요소인 풍속과 비래염분 발생을 고려하여 실내에서 단시간에 포집기의 성능시험을 할 수 있는 비래염분 포집성능 시험장치에 관한 것이다.

본 발명은, 소정길이를 가지고 송풍을 제공하는 제1 송풍수단; 상기 제1 송풍수단의 토출부 하부에 설치되어 그로부터 유입되는 송풍공기에 압축공기의 빠른 흐름으로 염수를 흡인하여 염분에어졸을 발생시키는 염분에어졸 발생수단; 상기 염분에어졸 발생수단에 염수를 공급하며, 공급되는 염수를 계량하는 계측수단을 구비하는 염수공급수단; 및 상기 제1 송풍수단의 토출부에 연결되며, 상기 염분에어졸 발생수단에서 발생된 염분 에어졸을 실험대상 포집기측으로 이송하기 위한 경로를 제공하되, 그 입구와 상기 염분에어졸 발생수단 사이에 부분적인 와류를 발생시켜 염분에어졸이 고르게 분산되도록 하는 제2 송풍수단을 포함하는 비래염분 포집성능 시험장치를 제공한다.

Description

비래염분 포집성능 시험장치{A Test Device for sea salt aerosols measurement performance}

본 발명은 해안에서 발생하는 비래염분을 포집하는 장치의 성능시험을 실내에서 행할 수 있도록 한 비래염분 포집성능 시험장치에 관한 것으로, 특히 해안의 조건중 가장 중요한 요소인 풍속과 비래염분 발생을 고려하여 실내에서 단시간에 비래염분 포집기의 성능시험을 할 수 있는 비래염분 포집성능 시험장치에 관한 것이다.

일반적으로, 비래염분이라 함은 해안에서 파도의 부서짐에 의해 발생되는 염분이 바람을 타고 내륙으로 유입되는 것으로서, 해수에 직접 접하지 않은 콘크리트 구조물에 철근부식과 같은 염해를 일으키는 주요인으로서, 바람, 파고, 해안의 형상, 구조물의 위치등 여러가지 지역적 특성에 따라 그 양이 달라진다. 또한, 동일지역이라 할지라도 연차별로 차이가 있어 몇년간에 걸친 장기적인 측정이 행해져야만, 비로서 데이터로서의 역할을 할 수 있다. 따라서, 비래염분을 포집하는 포집기의 성능을 시험하여 포집데이터의 신뢰도를 높이는 것은 대단히 중요하다 하겠다.

일본의 경우, 비래염분 포집을 위한 포집기가 제안된 바 있고, 실제 측정에도 적용되어 사용되어지고 있다. 다만, 이들 포집기는 연구목적으로 사용되어진 것으로 특허 등은 이루어지지 않았다. 이들 중 대표적인 포집기는 거즈식과 스테인리스식이다. 거즈식은 10cm×10cm의 면적을 가진 거즈를 사용하여 포집을 하는 것으로 포집용량이 작아서 문제가 되었으며, 스테인리스식은 포집판을 스테인리스로 제작하였으며, 이 포집판 아래에는 물받이를 두어 포집량이 많은 경우에도 사용할 수 있도록 하였으나, 스테인리스 포집판의 포집성능이 떨어지는 단점이 있다.

그러나, 이들 포집기마다 제각각의 특색을 가지고 있어 현장에 설치되어지는 포집기의 종류에 따라 측정되어지는 비래염분의 양은 달라지게 된다. 국내에서는 현재 비래염분 측정을 행할 경우, 외국에서 제안된 모델을 그대로 적용하여 사용하지만, 이에 대한 성능검증은 실시되지 못하고 있는 실정이다. 결국, 측정 데이터의 신뢰도를 높이기 위해서는 포집기의 성능이 우수하여야 하지만, 이를 입증할 방법이 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 해안의 조건중 가장 중요한 요소인 풍속과 비래염분 발생을 고려하여 실내에서 단시간에 포집기의 성능시험을 할 수 있는 비래염분 포집성능 시험장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 소정길이를 가지고 송풍을 제공하는 제1 송풍수단; 상기 제1 송풍수단의 토출부 하부에 설치되어 그로부터 유입되는 송풍공기에 압축공기의 빠른 흐름으로 염수를 흡인하여 염분에어졸을 발생시키는 염분에어졸 발생수단; 상기 염분에어졸 발생수단에 염수를 공급하며, 공급되는 염수를 계량하는 계측수단을 구비하는 염수공급수단; 및 상기 제1 송풍수단의 토출부에 연결되며, 상기 염분에어졸 발생수단에서 발생된 염분 에어졸을 실험대상 포집기측으로 이송하기 위한 경로를 제공하되, 그 입구와 상기 염분에어졸 발생수단 사이에 부분적인 와류를 발생시켜 염분에어졸이 고르게 분산되도록 하는 제2 송풍수단을 포함하는 비래염분 포집성능 시험장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 비래염분 포집성능 시험장치는 풍속과 비래염분 발생을 고려하여 실내에서 단시간에 포집기의 성능시험을 신뢰적으로 이룰 수 있도록 구현한 것으로, 본 발명은 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 송풍장치(1), 제1 송풍로(2), 제2 송풍로(4), 염분에어졸 발생장치(3), 염수공급장치(5), 제어박스(6)로 크게 구성된다.

본 실시예에서의 송풍장치(1)는 해안에서 불어오는 바람을 모사하여 발생시키는 장치로서, 다익형 회전날개를 가지고 나란히 설치된 풍량이 큰 2대의 송풍기(11)와; 상기 송풍기(11)의 일측에 설치되어 풍속을 0∼10m/s내에서 자유롭게 설정할 수 있도록 제어하는 인버터(12)로 구성되어 있다.

상기 제1 송풍로(2)는 소정길이를 가지고 송풍기(11)의 토출구에 연결되어 송풍경로를 제공하되, 두대의 송풍기(11)에서 발생하는 바람을 균일하게 혼합하여 이송할 수 있도록 송풍기(11)의 토출구측에서부터 소정구간만큼 관폭이 감소된 병목구간을 가진다.

상기 염분에어졸 발생장치(3)는 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 제1 송풍로(2)의 토출단부 하단에 설치되며, 그와 연통하는 지지박스(30)와; 상기 지지박스(30)를 수평방향으로 가로질러 염수공급장치(5)에 장착되는 지지축(32)과; 상기 지지축(32)상에 소정 간격을 두고 설치된 분사노즐(31)과; 상기 분사노즐(31)에 압축공기를 제공하는 콤프레셔(37)와; 상기 분사노즐(31)에 일단이 장착되며 상기 콤프레셔(37)에서 제공된 압력에 의해 염수공급장치(5)로부터 염수를 양수하여 분사노즐(31)에 공급하는 염수흡입호스(34)와; 상기 지지축(32)의 단부에 장착된 각도기창(38a)과, 분사노즐(31)의 각도를 가리키는 분무각도침(38b)이 구비된 각도조절기(38)와; 상기 콤프레셔(37)의 압축공기호스(36)에 연결되어 압축공기 공급량을 조절하는 밸브(33)로 구성된다.

여기서, 상기 분사노즐(31)은 중앙, 좌,우에 3개의 노즐을 위치시키되, 도4에 도시된 바와 같이 각 분사노즐은 염수흡입호스(34)의 단부에 구비된 염수분사노즐(31a)과, 압축공기호스(36)의 단부에 구비된 압축공기 분사노즐(31b)로 구성되며, 상기 염수분사노즐(31a)과 압축공기 분사노즐(31b)가 서로 직각으로 만나도록 위치된 구조로 되어 있다. 또, 상기 각 분사노즐(31)마다 개별적으로 밸브(33)가 구비됨으로서 비래염분의 분사량을 좌,우 중앙부의 3단계로 나누어 조절하여 다양한 실험조건을 충족하게 하였다.

상기 염수공급장치(5)는 도5 및 도6에 도시된 바와 같이 지지박스(30)의 일측에 설치되며, 하부 일측 외주면에 염수(53)를 배출하기 위한 배출관(62b)과, 상기 배출(62b)상에 설치된 밸브(62a)가 구비된 염수탱크(62)와; 상기 지지박스(30)와 염수탱크(62) 사이에 설치되어 상기 염수탱크(62)에서 배출된 염수(53)를 공급받으며, 그 소정위치에 염수흡입호스(34)의 단부가 연결된 염수공급수조(52)와; 상기 염수흡입호스(34)의 단부에 설치되어 염수공급수조(52)내의 염수(53)에 포함된 이물질을 제거하는 이물질 혼입방지필터(35); 및 상기 염수공급수조(52)의 하부에 설치된 수조안착패널(51c)과, 전면에 중량측정창(51a) 및 리셋버튼(51b)이 구비되어 염수(53)를 계량하는 전자저울(51)로 구성된다.

상기 염수탱크(62)의 하부에 설치되는 제어박스(6)는 도6에 도시된 바와 같이 염수탱크(62)내의 염수온도를 조절하는 온도조절장치(63)와, 염분에어졸의 형성이 고르게 발생되도록 하는 압축공기 조절장치(64)와, 비래염분의 고른 분사 및 분사량 조절을 위해 공기압축 콤프레셔로부터 도입되는 공기의 압력을 조절하는 밸브(61b) 및 압력게이지(61a)로 구성되어, 요구되는 온도의 범위에서 고르게 분포된 염분에어졸이 분사되도록 콤퓨레셔, 염수탱크의 압력등 전반적인 기기의 동작을 제어한다.

상기 제2 송풍로(4)는 그의 유입부가 상기 제1 송풍로(2)의 토출부에 연결되어 그의 송풍력을 통해 염수를 이송하기 위한 경로를 제공하며, 상기 제2 송풍로(4)의 유입부 반대측부에는 다수의 실험대상 포집기(7)가 장착되어 염수를 포집한다. 본 실시예에서, 상기 실험대상 포집기(7)에 도달하는 풍속을 더욱 높이고자 할 경우, 도7에 도시된 바와 같이 상기 제2 송풍로(4)내에 유입구에서 소정구간만큼 관폭이 축소되어 염수가 중앙 포집기로 유입되도록 풍속을 조절하는 유도관(41)과; 상기 유도관(41)을 덮는 덮개(42)로 구성된 덕트(42)를 더 설치할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 도1b에 도시된 바와 같이 상기 제1 송풍로(1)와 제2 송풍로(4)가 소정위치에서 단차진 구조로 되어 있다. 즉, 상기 제2 송풍로(4)의 상하폭이 제1 송풍로(1)의 상하폭보다 작게 형성한 구조이다. 이 구조에 의해 염분 에어졸 발생장치(3)에서 발생하여 부유되는 염분입자를 제2 송풍로(4)로 이송시킬 때, 상기 제2 송풍로(4)로 진입하려는 송풍공기의 일부가 염분 에어졸 발생장치(3)의 전면벽에 부딪혀 하부로 향하는 와류를 형성함으로써 염분 에어졸 발생장치(3)내에 있는 염분을 고루 섞어주면서, 상기 제2 송풍로(4) 내부의 위치별로 염분이 고르게 분포시켜 이송되도록 함과 동시에 계속적으로 염분을 위쪽으로 부유시켜 줄 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용상태를 설명하면 다음과 같다.

도면에 도시된 바와 같이 먼저, 두대의 송풍기(11)가 가동을 하게 되면, 송풍이 시작됨과 동시에 인버터(12)에 의해 소정의 풍속으로 조정된다. 상기 두대의 송풍기(11)에서 발생된 송풍공기는 염분에어졸 발생장치(3)에 도달하기 전에 병목구간에서 서로 섞여져 풍속이 고른 상태로 이송된다.

한편, 상기 염분 에어졸 발생장치(3)에서는 염수탱크(62)의 밸브(62a)가 배방되고 배출관(62b)을 통해 염수(53)가 염수공급수조(52)로 유입된다. 이 상태에서, 상기 컴퓨레셔(37)로부터 제공되는 압축공기를 압축공기 호스(36)를 통해 지지축(32)에 구비된 분사노즐(31)의 압축공기 분사노즐(31b)에 공급되고, 상기 압축공기 분사노즐(31b)을 통해 분사되는 공기압력에 의해 염수공급수조(52)내의 염수(53)가 양수되어 염수흡입호스(34)에 연결된 분사노즐(31)의 염수분사노즐(31a)을 통해 제2 송풍로(4)측으로 분사된다.

상기와 같이 본사노즐을 통해 분사되는 염분에어졸의 분사량은 제어박스(6)의 제어에 의해 이루어진다. 즉, 상기 제어박스(6)내의 압력게이지(61a)와 밸브(61b)에 의해 컴퓨레셔(37)로부터 도입되는 공기의 압력을 조절하여 비래염분이 고르게 분사되도록 하며, 또 염수의 온도조절장치(63)와 압축공기 조절장치(64)를 제어하여 염분에어졸이 고르게 발생되도록 한다.

상기 염수공급수조(52)에서 공급되는 염수의 양은 전자저울(51)에 의해 정확히 측정되어 공급되며, 공급에 의해 감소되는 염수(53)의 양은 실험개시후 리셋버튼(51b)을 조작하여 영점을 맞춘 후 실험 종료시점에서 염소감소량을 중량측정장치(51a)에서 읽어 계산한다.

상기 분사노즐(31)은 지지박스(30)내에 좌, 우 중앙부에 각각 위치되고, 또 각 노즐에 조절밸브(33)가 연결되어 있으므로 상기 분사노즐(31)로 부터 분사되는 비래염분의 분사량을 개별적으로 조절함으로써 다양한 실험조건을 충족하게 된다. 또한, 상기 노즐(31)의 분사방향이 실험조건에 따라 각도조절기(38)에 의해 정밀하게 조절하되, 염분에어졸 발생장치(3)의 전면벽을 향하도록 위치시킨다. 이에 따라, 상기 분사노즐(31)에서 분사되는 염분중 수분이 많은 무거운 입자는 벽을 타고 흘러내리게 하여 상대적으로 작고, 가벼운 안개와 같은 형태의 염분에어졸이 형성되도록 하여 자연상태에 가까운 염분에어졸을 송풍공기를 매개로 제2 송풍로(4)에 이송되게 한다.

상기와 같은 일련의 과정을 거쳐 제2 송풍로(4)를 통해 이송되는 염분에어졸은 실험대상 포집기(7)에 자연스럽게 도달되는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환과 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기존의 비래염분 포집기나 새로이 개발된 포집기에 대한 성능 시험에 대하여 현장에서 수행할 경우 수개월이 소요되는 것을 실내에서 수시간내에 실시할 수 있으며, 조건에 따라 풍속이나 비래염분 발생량을 조절하여 여러가지 상황을 모사하여 시험할 수 있는 효과를 가진다.

도1a 및 도1b는 본 발명에 의한 비래염분 포집성능 시험장치의 일실시예 구성을 나타낸 평면도 및 측면도.

도2는 본 발명에 의한 비래염분 포집성능 시험장치의 개략적인 사시도.

도3은 본 발명의 요부인 염수에어졸 발생장치 및 염수 공급장치의 구성도.

도4는 본 발명의 요부인 염수에어졸 발생장치의 세부구성도.

도5는 본 발명의 요부인 염수공급장치의 세부구성도.

도6은 본 발명의 요부인 염수저장장치의 구성도.

도7은 본 발명의 요부인 제2 송풍로의 일부단면 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 송풍장치 2: 제1 송풍로

3: 염분에어졸 발생장치 4: 제2 송풍로

5: 염수공급장치 6: 제어박스

Claims (10)

1. 소정길이를 가지고 송풍을 제공하는 제1 송풍수단;

   상기 제1 송풍수단의 토출부 하부에 설치되어 그로부터 유입되는 송풍공기에 압축공기의 빠른 흐름으로 염수를 흡인하여 염분에어졸을 발생시키는 염분에어졸 발생수단;

   상기 염분에어졸 발생수단에 염수를 공급하며, 공급되는 염수를 계량하는 계측수단을 구비하는 염수공급수단; 및

   상기 제1 송풍수단의 토출부에 연결되며, 상기 염분에어졸 발생수단에서 발생된 염분 에어졸을 실험대상 포집기측으로 이송하기 위한 경로를 제공하되, 그 입구와 상기 염분에어졸 발생수단 사이에 부분적인 와류를 발생시켜 염분에어졸이 고르게 분산되도록 하는 제2 송풍수단

   을 포함하는 비래염분 포집성능 시험장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 송풍수단은

   송풍력을 제공하는 적어도 하나 이상의 송풍기; 및

   상기 송풍기에서 발생된 송풍의 이동경로를 제공하는 송풍로를 포함하되,

   상기 송풍로는 송풍기의 토출구측에서부터 소정구간만큼 지름이 감소된 병목구간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비래염분 포집성능 시험장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 실험대상 포집기에 도달하는 풍속을 증가시키기 위하여, 유입구에서 소정구간만큼 관경이 축소된 형상을 가지고 상기 제2 송풍수단의 경로 내부에 설치된 유도관을 더 포함하는 비래염분 포집성능 시험장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 염분에어졸 발생수단은

   제1 송풍로의 토출단부 하단에 설치되며, 그와 연통하는 지지박스;

   상기 지지박스를 수평방향으로 가로질러 염수공급수단에 장착되는 지지축;

   상기 지지축상에 소정 간격을 두고 설치된 분사노즐;

   상기 염수공급수단에 저장된 염수를 분사노즐측으로 유입시키기 위한 압축공기를 제공하며, 압축공기호스가 구비된 콤프레셔; 및

   상기 염수공급수단과 분사노즐을 연결하여 압축공기호스를 통해 제공된 압축공기를 매개로 염수공급수단의 염수를 분사노즐측으로 공급하는 염수흡입호스

   를 포함하는 비래염분 포집성능 시험장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 분사노즐은

   염수흡입호스의 단부에 구비된 염수분사노즐과, 압축공기호스의 단부에 구비된 압축공기 분사노즐을 포함하되,

   상기 염수분사노즐과 압축공기 분사노즐이 서로 직각으로 만나도록 위치된 것을 특징으로 하는 비래염분 포집성능 시험장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 지지축의 단부에 장착되어 분사노즐의 각도를 조절하는 각도조절기를 더 포함하는 비래염분 포집성능 시험장치.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 콤프레셔의 압축공기호스상에 연결되어 압축공기 공급량을 조절하는 밸브를 더 포함하는 비래염분 포집성능 시험장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 염수공급수단은

   상기 지지박스의 일측에 설치된 염수탱크;

   상기 지지박스와 염수탱크 사이에 설치되어 상기 염수탱크에서 배출된 염수를 공급받으며, 그 소정위치에 염수흡입호스의 단부가 연결된 염수공급수조;

   상기 염수흡입호스의 단부에 설치되어 염수공급수조내의 염수에 포함된 이물질을 제거하는 이물질 혼입방지필터; 및

   상기 염수공급수조의 하부에 설치되어 염수를 계량하는 계측수단

   을 포함하는 비래염분 포집성능 시험장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 송풍수단의 상하폭이 제1 송풍수단의 상하폭보다 작게 단차진 것을 특징으로 하는 비래염분 포집성능 시험장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    비래염분의 고른 분사 및 분사량 조절을 위해 전반적인 기기의 동작을 제어하는 제어수단을 더 포함하는 비래염분 포집성능 시험장치.