KR100736920B1

KR100736920B1 - 에어로졸 희석장치

Info

Publication number: KR100736920B1
Application number: KR1020060033657A
Authority: KR
Inventors: 안강호
Original assignee: 안강호
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2007-07-06

Abstract

본 발명은 고농도의 에어로졸을 희석하기 위한 에어로졸 희석장치를 개시한다. 본 발명은 에어로졸 소스와 분리할 수 있도록 연결되어 있으며, 에어로졸 소스로부터 도입되는 에어로졸이 유동하는 도관과; 도관의 내측에 도관 전체를 차단할 수 있도록 장착되어 있고, 에어로졸 속에 함유되어 있는 입자들 중 일부 입자들이 통과되는 작은 구멍을 갖는 필터와; 도관의 외면에 필터의 하류를 따라 유동하는 에어로졸의 압력을 측정할 수 있도록 장착되어 있는 압력측정장치로 구성된다. 본 발명에 의하면, 에어로졸 소스와 연결되어 있는 도관에 에어로졸 속의 일부 입자들을 통과시켜 희석할 수 있는 필터가 장착되어 단순한 구조로 제작할 수 있으며, 간편하게 사용할 수 있다. 또한, 에어로졸의 희석을 위한 필터의 청소와 교환을 용이하게 실시할 수 있으며, 에어로졸 소스와 입자 측정기를 간단하게 직결하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

에어로졸 희석장치{APPARATUS FOR DILUTING AEROSOL}

도 1은 본 발명에 따른 에어로졸 희석장치의 구성을 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 에어로졸 희석장치에서 도관과 커버를 분리하여 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 에어로졸 희석장치에서 도관과 커버를 결합하여 나타낸 단면도이다.

♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

2: 에어로졸 4: 에어로졸 소스

10: 도관 18: 혼합실

20: 필터 22: 작은 구멍

30: 모세관 40: 커버

42: 와이어 50: 압력측정장치

52: 차압계 54: 압력계

60: 입자 측정기 62: 펌프

본 발명은 에어로졸 희석장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고농도의 에어로졸을 단순한 구조에 의하여 효과적으로 희석할 수 있는 에어로졸 희석장치에 관한 것이다.

에어로졸(Aerosol)은 공기 중에 부유하고 있는 입자(Particle)로 액체 입자 또는 고체 입자로 정의할 수 있으며, 입자의 물리적 상태에 따라 매연(Smoke), 먼지(Dust), 미스트(Mist), 흄(Fume) 등으로 세분할 수 있다. 이러한 에어로졸은 인체에 유해하고, 각종 산업현장에서 오염을 발생시키는 원인이 되고 있다. 따라서 에어로졸의 정확한 평가를 위하여 입자의 포집과 분석은 상당히 중요한 분야로 연구되고 있다.

디젤 차량, 소각로 등에서 배출되는 배기가스와 같은 고농도의 에어로졸은 전기적 저압력 임팩터(Electrical Low Pressure Impactor, ELPI), 응축미세입자농도 측정기(Ultrafine condensation particle counter), 주사이동입자 측정기(Scanning Mobility Particle Sizer, SMPS) 등의 입자 측정기에 의하여 직접적으로 측정하는 것은 거의 불가능하다. 따라서 고농도 입자의 측정을 위해서는 에어로졸의 샘플링(Sampling)과 희석을 실시해야만 한다.

한편, 종래기술의 에어로졸 희석장치는 에어로졸의 샘플링을 위하여 에어로졸의 유동을 유도하는 도관 안에 직경이 작은 샘플링 관을 위치시키고 있다. 에어로졸의 희석은 도관으로부터 에어로졸을 바이패스(Bypass)시킨 후, 필터링을 거쳐 샘플링 관의 에어로졸에 혼합시키거나 샘플링 관을 따라 유동되는 에어로졸에 외부로부터 희석용 공기를 공급하여 실시하고 있다.

그러나 종래기술의 에어로졸 희석장치는 도관과 샘플링 관을 따라 유동하는 에어로졸을 제어하기 위하여 여러 개소의 압력을 압력계 또는 차압계에 의하여 측정해야 하며, 에어로졸의 바이패스 라인과 희석용 공기의 공급을 위한 구조가 복잡하게 구성되어 고가이면서도 운전성이 낮은 문제가 있다. 또한, 도관의 내부에 위치되는 샘플링 관이 직경이 작고 길이가 비교적 긴 모세관(Capillary tube)으로 구성되어 있기 때문에 막힘이 발생할 경우 청소가 매우 곤란한 단점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 단순한 구조로 제작할 수 있으며, 간편하게 사용할 수 있는 에어로졸 희석장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 에어로졸의 희석을 위한 필터의 청소와 교환을 용이하게 실시할 수 있는 에어로졸 희석장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 에어로졸 소스와 입자 측정기를 간단하게 직결하여 사용할 수 있는 에어로졸 희석장치를 제공함에 있다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 에어로졸 소스와 분리할 수 있도록 연결되어 있으며, 에어로졸 소스로부터 도입되는 에어로졸이 유동하는 도관과; 도관의 내측에 도관 전체를 차단할 수 있도록 장착되어 있고, 에어로졸 속에 함유되어 있는 입자들 중 일부 입자들이 통과되는 작은 구멍을 갖는 필터와; 도관의 외면에 필터의 하류를 따라 유동하는 에어로졸의 압력을 측정할 수 있도록 장착되어 있는 압력측정장치로 이루어지는 에어로졸의 희석장치에 있다.

이하, 본 발명에 따른 에어로졸 희석장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 에어로졸 희석장치는 디젤 차량, 소각로 등 고농도의 에어로졸(2)을 발생하는 에어로졸 소스(Aerosol source: 4)의 배출관(6)과 분리할 수 있도록 연결되어 있는 도관(10)을 구비한다. 도관(10)은 에어로졸 소스(4)의 배출관(6)을 통하여 도입되는 에어로졸(2)을 그 내부로 유동한다. 도관(10)은 단면적이 상류에서 하류로 갈수록 감소되는 깔때기(12)로 구성되어 있다.

도관(10)의 내측에 필터(20)가 장착되어 있다. 필터(20)는 도관(10)의 상류단(14)과 근접하도록 장착되어 에어로졸(2)에 함유되어 있는 입자(P)들을 필터링한다. 필터(20)에는 입자(P)들 중 일부 입자(P1)들이 통과되는 작은 구멍(Pinhole: 22)이 형성되어 있다.

또한, 필터(20)의 하류에는 필터(20)의 필터링을 거친 공기와 작은 구멍(22)을 통과한 입자(P1)들이 혼합되어 희석되는 혼합실(18)이 형성되어 있다. 도 1과 도 2에 작은 구멍(22)은 필터(20)의 중앙에 1개가 형성되어 있는 것이 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 작은 구멍(22)의 갯수와 위치는 필요에 따라 적절하게 변경될 수 있다.

한편, 필터(20)의 작은 구멍(22)에는 모세관(30)이 장착되어 있으며, 이 모세관(30)은 금속으로 제작될 수 있다. 금속의 모세관(30)에 의해서는 필터(20)에 작은 구멍(22)을 형성하는 것보다 그 내경의 정밀도를 유지할 수 있다. 모세관(30)의 내경과 길이는 필요에 따라 적절하게 변경할 수 있다. 모세관(30)의 내경과 길이에 따라 모세관(30)을 통과하는 에어로졸(2)의 유량을 조절되고, 입자(P1)들의 희석비가 조절된다.

도 2와 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 에어로졸 희석장치는 도관(10)의 상류단(14)에 분리할 수 있도록 결합되어 있는 커버(40)를 구비한다. 커버(40)는 배출관(6)으로부터 도관(10)을 분리하였을 때 필터(20)의 보호를 위하여 상류단(14)에 결합된다. 커버(40)의 내면에는 모세관(30) 또는 필터(20)의 작은 구멍(22)에 끼워지는 가늘고 긴 와이어(42)가 장착되어 있다. 도관(10)의 상류단(14)에 커버(40)를 결합할 때 와이어(42)는 모세관(30)에 끼워져 잔류하는 입자(P1)들을 청소한다. 와이어(42)는 금속, 합성수지, 섬유 등 다양한 소재로 제작될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 모두 참조하면, 도관(20)의 외면에 혼합실(18)의 압력을 측정하는 압력측정장치(50)로 차압계(52) 또는 압력계(54)가 장착되어 있다. 필터(20)가 입자(P)들에 의하여 폐색되거나 모세관(30)이 입자(P1)들에 의하여 폐색되면, 차압계(52) 또는 압력계(54)에 의하여 측정되는 압력이 낮아진다. 이 경우, 작업자는 필터(20)를 새것으로 교환하거나 모세관(30)의 청소를 실시한다. 도관(10)의 하류단(16)은 에어로졸(2)의 흡입력을 발생하는 입자 측정기(60) 또는 펌프(62)와 연결되어 있다.

지금부터는, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 에어로졸 희석장치에 대 한 작용을 설명한다.

도 1을 참조하면, 작업자는 에어로졸 소스(4)의 배출관(6)에 도관(10)의 상류단(14)을 연결한 후, 도관(10)의 하류단(16)에 연결되어 있는 입자 측정기(60) 또는 펌프(62)를 작동시킨다. 입자 측정기(60)의 작동에 의하여 에어로졸(2)의 흡입력이 발생되면, 에어로졸 소스(4)의 배출관(6)을 통하여 배출되는 에어로졸(2)은 도관(10)에 도입된다.

계속해서, 도관(10)의 내측을 따라 유동되는 에어로졸(2)에 함유되어 있는 대부분의 입자(P)들은 필터(20)에 필터링되고, 일부 입자(P1)들은 모세관(30) 또는 작은 구멍(22)을 통과한다. 필터(20)의 필터링을 거친 공기와 모세관(30)을 통과하는 입자(P1)들은 혼합실(18)에서 혼합되어 희석된다. 혼합실(18)에서 희석된 에어로졸(2)은 하류의 입자 측정기(40)로 공급되고, 입자 측정기(40)는 에어로졸(2)에 함유되어 있는 입자(P1)들의 입경, 농도 등을 측정한다.

한편, 필터(20)가 입자(P)들에 의하여 폐색되면, 차압계(52) 또는 압력계(54)에 의하여 측정되는 혼합실(18)의 압력이 낮아진다. 작업자는 차압계(52) 또는 압력계(54)에 의하여 측정되는 혼합실(18)의 압력값이 기준값보다 낮아지면, 필터(20)를 청소하거나 새것으로 교환한다.

도 2와 도 3을 참조하면, 에어로졸 소스(4)의 배출관(6)으로부터 도관(10)을 분리하여 사용하지 않을 경우, 작업자는 도관(10)의 상류단(14)에 커버(40)를 결합하여 필터(20)가 손상되지 않게 한다. 도관(10)의 상류단(14)에 커버(40)가 결합되면, 커버(40)의 와이어(42)가 모세관(30)에 끼워져 모세관(30)에 잔류하는 입 자(P1)들을 제거한다. 이와 같은 와이어(42)에 의한 모세관(30)의 청소는 모세관(30)이 입자(P1)들에 의하여 막힌 경우 유용하게 실시할 수 있다.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 에어로졸 희석장치에 의하면, 에어로졸 소스와 연결되어 있는 도관에 입자들을 희석할 수 있는 필터가 장착되어 단순한 구조로 제작할 수 있으며, 간편하게 사용할 수 있다. 또한, 에어로졸의 희석을 위한 필터의 청소와 교환을 용이하게 실시할 수 있으며, 에어로졸 소스와 입자 측정기를 간단하게 직결하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims

에어로졸 소스와 분리할 수 있도록 연결되어 있으며, 상기 에어로졸 소스로부터 도입되는 에어로졸이 유동하는 도관과;

상기 도관의 내측에 상기 도관 전체를 차단할 수 있도록 장착되어 있고, 상기 에어로졸 속에 함유되어 있는 입자들 중 일부 입자들이 통과되는 작은 구멍을 갖는 필터와;

상기 도관의 외면에 상기 필터의 하류를 따라 유동하는 상기 에어로졸의 압력을 측정할 수 있도록 장착되어 있는 압력측정장치로 이루어지는 에어로졸의 희석장치.
제 1 항에 있어서, 상기 필터의 작은 구멍에 상기 일부 입자들이 통과되는 모세관이 장착되어 있는 에어로졸의 희석장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 필터는 상기 도관의 상류단에 근접하도록 장착되어 있고, 상기 도관의 상류단에 상기 필터의 보호를 위하여 분리할 수 있도록 장착되어 있는 커버를 더 구비하는 에어로졸의 희석장치.
제 3 항에 있어서, 상기 커버의 내면에는 상기 필터의 모세관에 끼워지는 와이어가 장착되어 있는 에어로졸의 희석장치.