KR100767190B1 - 염수분무장치 및 이를 포함하는 염수분무 시험 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 염수분무장치에 관한 것으로서, 상기 염수분무장치는 피시험체가 위치하는 시험챔버; 및 상기 시험 챔버 내부에 마련되며, 상기 피시험체에 오리피스 방식에 의해 염수를 분무하는 다수의 노즐;을 포함하여, 피시험체에 균일하게 염수를 분무시킬 수 있게 된다.

염수, 분무량, 오리피스 방식, 공기 포화기

Description

염수분무장치 및 이를 포함하는 염수분무 시험 시스템{SALT WATER SPRAYING APPARATUS AND SALT WATER SPRAYING TEST SYSTEM HAVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 염수분무 시스템을 개략적으로 도시한 모식도,

도 2는 도 1에 도시된 시험챔버를 개략적으로 도시한 평면도,

도 3은 도 2의 요부를 개략적으로 도시한 단면도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

20; 기체공급부 21; 에어컴프레서

22; 전자변 24, 26; 제1 및 제2감압변

25; 에어클리너 27; 공기 포화기

28; 기체공급관 30; 염수공급부

31; 정수기 32; 염수생성탱크

33; 염수저장탱크 40; 시험챔버

44; 노즐 44a; 염수분무노즐

44b; 기체분사노즐 34a, 45; 제1 및 제2염수공급관

27a, 33a, 40a; 히터

본 발명은 피시험체에 염수를 균일하게 분무할 수 있는 염수분무장치 및 이를 포함하는 염수분무 시험 시스템에 관한 것이다.

외부에 노출되어 운용되는 대부분의 군수품이나 민수품은 온도나 기후의 변화에 민감하지 않아야 한다. 즉 외부 환경 변화에 대한 내구성이 우수하여야 하는데, 이를 위하여 완성된 제품의 내구성 평가가 필수적이다. 제품의 염수부식 저항성을 테스트하기 위하여 가속 부식시험방법으로서 염수분무 시험이 이용되고 있다. 염수분무 시험의 경우 군수품 등의 무기체계는 대부분 MIL-STD-810F 규격에 따라 시험되고 있으며, 민수품은 대한민국 시험규격 KSD-9502에 따라 시험되고 있다.

염수분무 시험은 일반적으로 피시험체를 염수분무 시험 챔버 내부에 위치시키고 일정 시간이 경과 후에 부식정도를 관찰함으로써 피시험체의 내식성을 평가하며, 시험 중에 시험온도와 단위시간당 염수 분무량 등을 설정하도록 되어 있다.

시험 챔버 내에 염수를 분무하는 염수분무부가 마련되며, 상기 염수분무부는 통상 가습기의 분무방식과 유사한 초음파를 이용한 진동 방식 내지 전기적 방식에 의해 복수의 노즐을 통해 염수를 피시험체에 분무한다.

그러나, 이러한 분무방식에 의해 염수를 분무할 경우, 분무되는 염수량이 매우 적을 뿐만 아니라, 각 노즐마다 분무되는 염수량의 편차가 발생한다. 이러한 각 노즐당 염수량의 편차는 피시험체의 위치에 따라 낙하되는 염수입자량의 편차를 초래한다. 이러한 편차는 시험체상의 백청 또는 적청의 발생면적 차이를 가져오게 되 어 중대한 시험오차를 야기할 수 있는 소지가 된다.

또한, 상술한 바와 같은 진동 또는 전기적 분무방식에 의할 경우, 염수량의 조절이 어려워 피시험체마다 노출되는 염수량이 달라지게 된다. 즉, 피시험체마다 염수시험의 오차가 발생하게 되어 염수시험의 정확성 및 신뢰성의 저하를 초래한다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 피시험체에 균일하게 염수를 분무할 수 있는 염수분무장치 및 이를 포함하는 염수분무 시험 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 염수시험의 정확성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 염수분무장치 및 이를 포함하는 염수분무 시험 시스템을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 염수분무장치는, 피시험체가 위치하는 시험챔버; 및 상기 시험 챔버 내부에 마련되며, 상기 피시험체에 오리피스방식에 의해 염수를 분무하는 다수의 노즐;을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 각 노즐은, 염수를 분무하기 위한 염수분무노즐; 및 상기 염수분무노즐에 기체를 분사시켜 염수를 상기 염수분무노즐의 외부로 분사시키며 상기 염수분무노즐로부터 분사된 염수를 상기 피시험체에 분무시키는 기체분사노즐;을 포함한다. 상기 염수 분사 방향과 상기 기체 분사 방향은 실질적으로 수직인 것이 바람직하다. 또한, 상기 시험챔버 내부의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있도록 상기 시험챔버의 내부에는 히터가 마련된다.

한편, 상술한 바와 같은 목적은, 피시험체가 위치하는 시험챔버; 상기 피시험체에 염수를 분무할 수 있도록 상기 시험챔버에 마련된 다수의 노즐; 상기 노즐에 염수를 공급하기 위한 염수공급부; 및 상기 노즐이 염수를 분무할 수 있도록 상기 노즐에 기체를 공급하기 위한 기체공급부;를 포함하며, 상기 노즐은, 상기 염수공급부로부터 공급된 염수를 외부로 분사시키기 위한 염수분무노즐; 및 상기 염수분무노즐에 기체를 분사시켜 염수를 상기 염수분무노즐의 외부로 분사시키며 상기 염수분무노즐로부터 분사된 염수를 상기 피시험체에 분무시키는 기체분사노즐;을 포함하는 염수분무 시험 시스템에 의해서도 달성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 염수공급부는, 물을 정화시키기 위한 정수기; 상기 정수기에 의해 정화된 물로부터 염수를 생성하는 염수생성탱크; 상기 염수생성탱크를 통과한 염수가 자중에 의해 낙하되어 저장되는 염수저장탱크; 및 상기 염수저장탱크와 상기 염수분무노즐을 연결하는 염수공급관;을 포함하며, 상기 기체공급부는, 압축공기를 생성하기 위한 에어컴프레서; 상기 에어컴프레서에 의해 압축된 공기를 선택적으로 이동시키기 위한 전자변; 상기 전자변을 통과한 압축공기를 감압시키기 위한 적어도 하나의 감압변; 및 상기 기체분사노즐과 연결되며, 상기 감압변을 통과한 공기를 포화시키기 위한 공기 포화기;를 포함한다.

상기 시험챔버와 상기 염수저장탱크 및 상기 공기 포화기 각각에는 각각의 온도를 일정하게 유지하기 위한 히터가 마련된다.

이하, 도면을 참조하여 일실시예에 따른 염수분무장치와 이를 포함하는 염수 분무 시험 시스템에 대하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 염수분무 시험 시스템은, 시험챔버(40), 상기 시험챔버(40)내에 마련된 다수의 노즐(44), 염수공급부(30) 및 기체공급부(20)를 포함한다.

상기 시험챔버(40)는 피시험체가 놓여지는 곳으로서, 일정한 규모의 군수품이나 민수품을 수용할 수 있도록 일정한 규모이상으로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 다수의 노즐(44)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 시험챔버(40)의 내부에 위치되며, 염수분무부(43)에 일정 간격 이격되게 마련된다. 각 노즐(44)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2염수공급관(45)의 일단에 마련되는 염수분무노즐(44a)과, 상기 염수분무노즐(44a)과 수직한 방향으로 배치되며 기체공급관(28)의 일단에 마련되는 기체분사노즐(44b)을 포함한다. 상기와 같은 구조에 의해, 기체분사노즐(44b)로부터 공기와 같은 기체가 분사되면, 상기 염수분무노즐(44a)은 압력강화가 발생한다. 이러한 압력강하에 의해 제2염수공급관(45)의 염수는 염수분무노즐(44a)을 통해 외부로 분사된다. 그리고 분사된 염수는 상기 분사되는 기체에 의해 분무되어 시험챔버(40) 내부에 분무된다. 시험챔버(40)의 내부에 분무된 염수는 피시험체에 고르게 분사된다. 즉, 각 노즐(44)은 오리피스 방식에 의해 염수를 분무하게 된다. 따라서, 기체분사노즐(44b)로부터 분사되는 기체의 분사압력을 조절함으로써, 염수분무노즐(44a)에서 분사되는 염수량을 정밀하게 조절할 수 있게 된다. 염수의 량을 정밀하게 조절함으로써, 염수시험마다 피시험체에 분사되는 총 염수의 양을 일정하게 유지할 수 있고, 총 염수의 양을 일정하게 유지함으로서 염수 시험의 정확성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 오리피스 방식으로 염수를 분사함으로써, 각 노즐(44)로부터 분무되는 염수의 양을 균일하게 유지할 수 있게 되어, 규모가 큰 피시험체의 위치에 따른 염수량의 편차를 줄일 수 있게 된다.

여기서, 상기 시험챔버(40)와 상기 다수의 노즐(44)을 포함하는 염수분무장치로 정의될 수도 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 염수분무장치는 피시험체가 놓여지는 시험챔버(40)와, 상기 시험챔버(40) 내에 마련되어 상기 피시험체에 염수를 분사하는 복수의 노즐(44)을 포함한다.

한편, 시험챔버(40)의 내부에는 분무되는 염수의 양을 측정하기 위한 2개의 채집관(46)이 배치된다. 하나의 채집관(46)은 염수분무부(43)로부터 근접한 거리에 놓여지고, 다른 하나의 채집관(46)은 염수분무부(43)로부터 가장 먼 거리에 놓여진다. 상기 채집관(46)에 의해 채집된 염수는 채집염수측정기(47)로 보내진다. 채집염수측정기(47)는 투명한 용기로되어 있어서, 채집된 염수의 량을 육안으로 확인할 수 있게 된다.

상기 염수공급부(30)는 상기 노즐(44)에 염수를 공급하기 위한 것으로서, 정수기(31), 염수생성탱크(32) 및 염수저장탱크(33)를 포함한다.

상기 정수기(31)는 시험의 정확성을 위해 물에 포함된 불필요한 성분들을 제거한다.

상기 염수생성탱크(32)는 상기 정수기(31)에 의해 정화된 물에 염분을 용해시켜 염수를 생성한다.

상기 염수저장탱크(33)는 상기 염수생성탱크(32)로부터 생성된 염수를 저장하기 위한 것으로서, 상기 염수생성탱크(32)보다 하부에 존재하여 자중에 의해 상기 염수생성탱크(32)에서 상기 염수저장탱크(33)로 염수가 이동할 수 있게 된다.

한편, 상기 염수저장탱크(33)에는 저장된 염수를 일정한 온도로 유지하기 위한 히터(33a)가 마련된다. 이러한 염수저장탱크(33)는 시험챔버(40)의 내부에 마련된 염수분무부(43)에 연결된다. 보다 상세하게는 상기 염수저장탱크(33)는 시험챔버(40)의 내부에 마련된 노즐탱크(42)와 제1염수공급관(34a)에 의해 연결된다.

상기 노즐탱크(42)는 상기 다수의 염수분무노즐(44a)과 제2염수공급관(45)에 의해 연결된다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 노즐탱크(42)는 상기 제2염수공급관(45)에 의해 상기 염수분무부(43)에 연결되며, 상기 염수분무부(43)가 각 염수분무노즐(44a)에 연결된다. 도 3은 발명을 보다 명확하게 이해할 수 있도록 개념적으로 도시한 것으로서, 상술한 바와 같은 염수분무부(43)와 염수분무노즐(44a)의 연결 상태가 생략된 도면이다.

상기 기체공급부(20)는, 에어컴프레서(21), 전자변(22), 오일필터(23), 제1감압변(24), 에어클리너(25), 제2감압변(26) 및 공기 포화기(27)를 포함한다.

상기 에어컴프레서(21)는 공기를 압축하여 이송시키기 위한 것으로서, 일반적인 펌프가 이용될 수 있다.

상기 전자변(22)은 상기 에어컴프레서(21)에 의해 압축된 공기를 선택적으로 통과시키기 위한 것으로서, 상기 전자변(22)의 ON/OFF에 의해 압축된 공기가 상기 오일필터(23)로 이송 여부가 결정된다. 이러한 전자변(22)은 상기 에어컴프레 서(21)의 ON/OFF와 연동되게 설계될 수 있으며, 이러한 경우 상기 전자변(22)이 OFF된 경우 상기 에어컴프레서(21)도 OFF되고, 상기 전자변(22)이 ON된 경우, 상기 에어컴프레서(21)가 ON되도록 제어된다.

상기 오일필터(23)는 상기 전자변(22)을 통과한 기체가 통과되며, 상기 오일필터(23)를 통과한 기체는 상기 제1감압변(24)을 통과하게 된다.

상기 제1감압변(24)은 상기 제2감압변(26)과 함께 압축된 공기를 순차적으로 감압하기 위한 것이다. 상기 감압변들(24, 26)은 시스템의 설계에 따라 하나의 감압변만이 사용될 수도 있으나, 시스템의 안정성을 위해 복수의 감압변이 사용되는 것이 바람직하다.

상기 에어클리너(25)는 상기 제1 및 제2감압변(24)(26)의 사이에 마련되며, 보다 정밀한 시험을 위해 공기에 포함된 먼지등의 오물을 제거한다.

상기 공기 포화기(27)는 상기 에어클리너(25)에 의해 정화된 공기가 유입되며, 그 내부에는 상기 정수기(31)를 통과한 물이 채워져 있어서, 유입된 공기를 포화상태의 공기로 만든다. 이와 같이 공기를 포화공기로 만드는 이유는 시험챔버(40)의 내부가 습한 상태에서 진행될 경우, 부식 가속도가 상승시킬 수 있는 점에서 가능한 시험챔버(40)의 내부의 습도를 높여야하기 때문이다. 즉, 습도가 높은 공기가 시험챔버(40)의 내부에 유입되어야 하기 때문이다.

또한, 각 피시험체별도 동일한 조건에서 염수시험을 하기 위해서는 상기 시험챔버(40)의 온도는 일정하게 유지되어야 한다. 따라서, 상기 공기 포화기(27)의 내부에는 히터(27a)가 마련되며, 이러한 히터(27a)에 의해 일정한 온도를 유지한 채로 공기가 시험챔버(40)로 유입되어 시험챔버(40) 내부의 온도를 일정하게 유지할 수 있게 된다.

상기 공기 포화기(27)를 통과한 포화된 공기는 기체공급관(28)에 의해 다수의 기체분사노즐(44b)로 분기되게 연결된다.

이하, 염수분무 시험 시스템의 동작에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 공기 흐름을 보면, 외부공기가 에어컴프레서(21)에서 처음 압축된 다음, 에어컴프레서(21)를 통과한 압축 공기가 전자변(22)을 통과하여 5 - 7 atg 정도의 압축공기가 되어서 오일필터(23) 및 제1감압변(24)을 통과한다. 제1감압변(24)을 통과한 공기는 감압이 되어 2 - 3atg 정도로 떨어진다. 감압된 공기는 에어클리너(25)를 통과하여 제2감압변(26)을 통과하게 된다. 제2감압변(26)을 통과한 공기는 1atg 정도로 감압된다. 제2감압변(26)은 외부에서 조절이 가능하게 레바로 되어 있어서 수동조작으로 게이지 압력을 조절하여 노즐에서 분사되는 염수의 양을 제어할 수 있다. 제2감압변(26)을 통과한 공기는 공기 포화기(27)로 들어간다. 공기 포화기(27)에서 기포가 발생하고 히터가 작동함에 의해서 포화된 공기는 시험챔버(40)의 벽체(41)를 통과하여 기체분사노즐(44b)으로 분배되고 각 기체분사노즐(44b)에서 포화된 공기가 분출된다.

한편, 염수의 흐름을 살펴보면, 정수기(31)를 통과한 물이 분기점에서 공기 포화기(27) 쪽과 염수저장탱크(33) 쪽으로 각각 흐른다. 공기 포화기(27) 쪽으로 흐른 물은 공기 포화기(27)에서 공기와 만나게 된다. 또한, 염수생성탱크(32) 쪽으로 흐른 물은 염수생성탱크(32)에서 염분과 교반되어 염수로 만들어진다. 염수생성 탱크(32)에서 염수는 중력차에 의하여 염수저장탱크(33)로 흐르게 되고 염수저장탱크(33)에서 시험챔버(40)의 벽체(41)를 통과하여 노즐탱크(42) 및 염수분사노즐(44)로 흐르게 된다.

다음으로, 본 발명에 따른 염수분무 시험 시스템을 이용한 염수분무 시험과정을 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시 예에서는 피시험체를 48시간 염수분무에 노출시킨 후, 48시간 건조를 수행하였다. 분무되는 염수량은 채집관(46)을 통하여 각 위치에 따라 그리고 시간에 따라 편차 없이 균일한 양으로 분무되는 것을 확인한다. 염수 분무시 시험챔버(40) 내부 온도는 35± 2℃를 유지하여 피시험체의 실제 사용 환경과 유사한 조건을 유지한다. 사용된 염수의 농도는 5± 1%wt를 유지하였고, 염수 분무량은 각 채집관(46)에서 수평 채집면적 80cm에 대하여 1 - 3 ml/시간이 되도록 유지하였다.

피시험체의 종류에 따라 염수 분무와 건조를 반복적으로 수행하였다. 염수 분무의 반복적인 시험 과정 중, 피시험체를 육안으로 검사하여 그 변화를 관찰하였으며, 최종적인 분무 과정이 완료된 후 피시험체의 물리적 및 전기적 점검을 수행하여 부식 테스트 결과를 확인하였다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의하면, 오리피스 방식에 의해 염수를 분무함으로써, 분무되는 염수의 유량을 증가시킬 수 있게 되고, 염수의 유량이 증가됨으로써 비교적 큰 규모의 피시험체 염수시험이 가능하게 된다.

또한, 기체의 분사압력을 조절함으로써, 분무되는 염수량을 용이하고 정밀하게 조절할 수 있을 뿐만 아니라 모든 피시험체에 동일한 양의 염수를 분무할 수 있게 되어 염수시험의 정밀성을 향상시킬 수 있다.

또한, 각 노즐의 염수분무량을 일정하게 유지할 수 있게 되어, 피시험체의 모든 위치에서 동일한 양의 염수가 분무된다. 따라서 염수시험의 정확성을 더욱 향상시킬 수 있다.

한편, 포화상태의 공기를 이용함으로써, 시험챔버 내부의 습도를 높일 수 있고, 이에 의해 보다 효율적인 염수시험이 가능해진다.

Claims (8)

1. 피시험체가 위치하는 시험챔버;

   상기 시험 챔버 내부에 마련되며, 상기 피시험체에 오리피스 방식에 의해 염수를 분무하는 다수의 노즐;

   상기 시험챔버 내에 서로 이격되어 있으며, 상기 시험챔버 내부로 분무되는 염수의 양을 측정하기 위한 한쌍의 채집관; 및

   상기 채집관에서 채집된 염수가 이동되며, 채집된 염수의 양을 측정하기 위한 채집염수측정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 염수분무장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 각 노즐은,

   염수를 분무하기 위한 염수분무노즐; 및

   상기 염수분무노즐에 기체를 분사시켜 염수를 상기 염수분무노즐의 외부로 분사시키며 상기 염수분무노즐로부터 분사된 염수를 상기 피시험체에 분무시키는 기체분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 염수분무장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 염수분무노즐과 상기 기체분사노즐은 상기 염수분무노즐의 염수 분사 방향과 상기 기체분사노즐의 기체 분사 방향이 서로 교차하도록 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 염수분무장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 시험챔버 내부의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있도록 상기 시험챔버의 내부에는 히터가 마련된 것을 특징으로 하는 염수분무장치.
5. 피시험체가 위치하는 시험챔버;

   상기 피시험체에 염수를 분무할 수 있도록 상기 시험챔버에 마련된 다수의 노즐;

   상기 노즐에 염수를 공급하기 위한 염수공급부; 및

   상기 노즐이 염수를 분무할 수 있도록 상기 노즐에 기체를 공급하기 위한 기체공급부;

   상기 시험챔버 내에 서로 이격되어 있으며, 상기 시험챔버 내부로 분무되는 염수의 양을 측정하기 위한 한쌍의 채집관; 및

   상기 채집관에서 채집된 염수가 이동되며, 채집된 염수의 양을 측정하기 위한 채집염수측정기를 포함하며,

   상기 노즐은,

   상기 염수공급부로부터 공급된 염수를 외부로 분사시키기 위한 염수분무노즐; 및

   상기 염수분무노즐에 기체를 분사시켜 염수를 상기 염수분무노즐의 외부로 분사시키며 상기 염수분무노즐로부터 분사된 염수를 상기 피시험체에 분무시키는 기체분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 염수분무 시험 시스템.
6. 제5항에 있어서,

   상기 염수공급부는,

   물을 정화시키기 위한 정수기;

   상기 정수기에 의해 정화된 물로부터 염수를 생성하는 염수생성탱크;

   상기 염수생성탱크를 통과한 염수가 자중에 의해 낙하되어 저장되는 염수저장탱크; 및

   상기 염수저장탱크와 상기 염수분무노즐을 연결하는 염수공급관을 포함하며,

   상기 기체공급부는,

   압축공기를 생성하기 위한 에어컴프레서;

   상기 에어컴프레서에 의해 압축된 공기를 선택적으로 이동시키기 위한 전자변;

   상기 전자변을 통과한 압축공기를 감압시키기 위한 적어도 하나의 감압변; 및

   상기 기체분사노즐과 연결되며, 상기 감압변을 통과한 공기를 포화시키기 위한 공기 포화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 염수분무 시험 시스템.
7. 제6항에 있어서,

   상기 시험챔버와 상기 염수저장탱크 각각에는 상기 시험챔버 내부와 상기 염수저장탱크에 저장된 염수의 온도를 일정하게 유지하기 위한 히터가 마련된 것을 특징으로 하는 염수분무 시험 시스템.
8. 제6항에 있어서, 상기 공기 포화기에는 공기의 온도를 일정하게 유지하기 위한 히터가 구비된 것을 특징으로 하는 염수분무 시험 시스템.

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