KR101462949B1 - 혼합수단을 구비하는 임팩터 성능 평가 시스템 - Google Patents

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홍유덕
박진수
안준영
김현재
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Abstract

본 발명은 임팩터 성능 평가 시스템에 관한 것으로, 에어로졸 입자를 별도의 믹싱 챔버에 공급하여 테스트 대상 임팩터를 통과시킨 후 임팩터에 포집된 에어로졸 입자 개수를 기준치와 비교하는 방식으로 임팩터에 대한 포집 효율을 측정함으로써, 임팩터에 대한 성능을 평가할 수 있으며, 별도의 믹싱 챔버에 저장되는 에어로졸 입자에 대한 분포 상태를 균일하게 하여 테스트 대상 임팩터를 통과하게 함으로써, 임팩터 포집 효율에 대한 측정 결과를 더욱 정확하게 얻을 수 있어 임팩터 성능 평가 시험에 대한 정확도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있는 임팩터 성능 평가 시스템을 제공한다.

Description

혼합수단을 구비하는 임팩터 성능 평가 시스템{Impactor Performance Evaluation System With Mixing Unit}
본 발명은 임팩터 성능 평가 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 에어로졸 입자를 별도의 믹싱 챔버에 공급하여 테스트 대상 임팩터를 통과시킨 후 임팩터에 포집된 에어로졸 입자 개수를 기준치와 비교하는 방식으로 임팩터에 대한 포집 효율을 측정함으로써, 임팩터에 대한 성능을 평가할 수 있으며, 별도의 믹싱 챔버에 저장되는 에어로졸 입자에 대한 분포 상태를 균일하게 하여 테스트 대상 임팩터를 통과하게 함으로써, 임팩터 포집 효율에 대한 측정 결과를 더욱 정확하게 얻을 수 있어 임팩터 성능 평가 시험에 대한 정확도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있는 임팩터 성능 평가 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 공정이나 LCD 공정과 같은 나노 수준의 고도 정밀 공정은 작업 설비 내에 오염 입자가 발생하게 되면, 치명적인 제품 불량으로 이어질 수 있으므로, 고도의 청결 상태가 유지될 수 있도록 클린룸과 같은 청정 설비 내에서 공정이 진행되고 있으며 이러한 설비에서는 오염 입자에 대한 실시간 감시 또한 매우 엄격하게 이루어지고 있다.
따라서, 이러한 설비에서는 설비 내의 오염 입자 측정을 위한 별도의 입자 측정 장치가 사용되고 있으며, 이러한 입자 측정 장치를 통해 실시간으로 설비 내의 특정 챔버에 대한 입자 분포 상태가 측정되고 있다.
이러한 입자 측정 장치는 임의의 측정 챔버 내의 입자의 분포 상태, 즉 입자의 크기 및 개수 등을 측정하는 것으로, 클린룸 설비 이외에도 대기 오염 입자의 분포 상태를 측정하거나 실험실 등에서 특정 입자의 분포 상태를 측정하기 위해 사용되는 등 매우 다양한 분야에 널리 사용되고 있다.
특히, 임팩터는 환경 오염 물질 중 대기 오염의 주원인인 미세 에어로졸 입자의 측정 및 제어에 많이 사용되는 장치이다. 임팩터라는 것은 미세 입자(10㎛ 이하의 입자)가 가지는 관성을 이용하여 미세 입자를 분리, 포집 및 측정하는 장치로서, 1970년대 환경 입자 연구가들에 의해 개발되어 사용되고 있다.
이러한 임팩터는 유로를 따라 이동하던 유동 입자들의 유로를 급변화시켜 입자들 각각이 가진 관성 크기를 이용하여 입자를 분리 및 포집한다. 즉, 관성이 작은 입자는 급변하는 유동의 흐름을 잘 따라가게 되고, 관성이 큰 입자는 유로를 벗어나게 되는데, 이러한 현상을 이용하여 임팩터는 유로를 벗어난 입자를 충돌판(impaction plate)에 충돌시켜 포집하게 된다.
이러한 임팩터에 대한 성능은 주로 포집 효율로 나타내게 된다. 포집 효율은 임팩터를 통과하는 유체에 포함된 전체 에어로졸 입자 중에 임팩터에 의해 포집된 에어로졸 입자가 얼마나 되는지에 대한 비율이다. 즉, 임팩터를 통과하는 유체에 포함된 전체 에어로졸 입자 개수 대비 임팩터에 의해 포집된 에어로졸 입자의 개수를 비율로 나타낸 값이다.
따라서, 이러한 임팩터의 성능을 측정하기 위해서는 별도의 임팩터 성능 평가 시스템이 필요한데, 현재 임팩터에 대한 성능을 평가할 수 있는 시스템은 아직까지 정확한 측정 결과를 제공할 만한 시스템이 마련되고 있지 않은 실정이다. 최근 대기 오염에 대한 관심이 더욱 부각되고 있는 상황에서 이러한 임팩터의 성능 평가 시스템에 대한 필요성은 더욱 증가하고 있으며, 그 시스템의 정확도 및 신뢰도가 더욱 중요시되고 있다.
국내공개특허 제10-2002-0084504호
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 에어로졸 입자를 별도의 믹싱 챔버에 공급하여 테스트 대상 임팩터를 통과시킨 후 임팩터에 포집된 에어로졸 입자 개수를 기준치와 비교하는 방식으로 임팩터에 대한 포집 효율을 측정함으로써, 임팩터에 대한 성능을 평가할 수 있으며, 더욱 정확한 측정 결과를 얻을 수 있고 에어로졸 입자의 농도를 변화시켜가며 다양한 방식으로 임팩터에 대한 성능 평가를 수행할 수 있는 임팩터 성능 평가 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 별도의 믹싱 챔버에 저장되는 에어로졸 입자에 대한 분포 상태를 균일하게 하여 테스트 대상 임팩터를 통과하게 함으로써, 임팩터 포집 효율에 대한 측정 결과를 더욱 정확하게 얻을 수 있어 임팩터 성능 평가 시험에 대한 정확도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있는 임팩터 성능 평가 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은, 입자를 크기별로 포집하는 임팩터에 대한 성능을 평가하는 임팩터 성능 평가 시스템으로서, 에어로졸 입자를 발생 공급하는 입자 공급 유닛; 상기 입자 공급 유닛으로부터 에어로졸 입자를 공급받을 수 있도록 상기 입자 공급 유닛과 연결되며, 일측에는 상기 임팩터가 연결될 수 있도록 샘플링 포트가 형성되는 믹싱 챔버; 상기 믹싱 챔버 내부에 분포하는 에어로졸 입자가 상기 샘플링 포트를 통해 배출되어 상기 임팩터를 통과하도록 상기 임팩터와 연결되어 상기 믹싱 챔버의 내부 공간을 흡입하는 흡입 펌프; 및 상기 입자 공급 유닛으로부터 공급된 에어로졸 입자를 상기 믹싱 챔버 내부 공간에서 균일한 분포로 혼합하는 혼합 수단을 포함하고, 상기 임팩터에 의해 포집된 에어로졸 입자의 개수를 기준치와 비교하여 상기 임팩터에 대한 성능을 평가하는 것을 특징으로 하는 임팩터 성능 평가 시스템을 제공한다.
이때, 상기 혼합 수단은 상기 믹싱 챔버 내부 공간에 클린 에어가 공급될 수 있도록 상기 믹싱 챔버의 일측에 형성되는 에어 인렛 포트; 및 상기 에어 인렛 포트와 연결되어 클린 에어를 공급하는 에어 공급기를 포함하고, 상기 에어 인렛 포트를 통해 공급되는 클린 에어를 통해 상기 입자 공급 유닛으로부터 공급되는 에어로졸 입자를 확산 분포시킬 수 있다.
또한, 상기 입자 공급 유닛은 상기 믹싱 챔버의 상부 공간에 에어로졸 입자를 공급할 수 있도록 장착되고, 상기 에어 인렛 포트는 상기 믹싱 챔버의 하부 공간에서 상부 방향으로 클린 에어를 공급하도록 장착될 수 있다.
또한, 상기 혼합 수단은 상기 믹싱 챔버의 상부 공간에 장착되는 확산판을 포함하고, 상기 입자 공급 유닛은 상기 입자 공급 유닛에 의해 공급되는 에어로졸 입자가 상기 확산판을 통과하여 상기 믹싱 챔버 내부 공간에 확산 공급되도록 장착될 수 있다.
또한, 상기 혼합 수단은 상기 믹싱 챔버의 상단 벽체 내부에 형성되어 상기 입자 공급 유닛으로부터 공급되는 에어로졸 입자가 유입되도록 상기 입자 공급 유닛과 연결되는 공급 유로; 및 상기 공급 유로로부터 상기 믹싱 챔버로 에어로졸 입자가 공급되도록 상기 공급 유로에 연통되게 상기 믹싱 챔버의 상단 벽체에 형성되는 다수개의 공급홀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 공급홀은 상기 믹싱 챔버의 상단 벽체의 전체 영역에 균일한 분포로 다수개 형성될 수 있다.
또한, 상기 믹싱 챔버의 상단 벽체 하단에는 상기 공급홀을 통해 공급되는 에어로졸 입자가 확산 공급되도록 확산판이 장착될 수 있다.
또한, 상기 임팩터와 상기 흡입 펌프 사이 구간에는 유동하는 에어로졸 입자의 개수를 측정할 수 있는 별도의 입자 계수기가 장착되고, 상기 입자 계수기에 의해 측정된 에어로졸 입자의 개수를 통해 상기 임팩터에 포집된 에어로졸 입자의 개수를 측정할 수 있다.
또한, 상기 믹싱 챔버에는 상기 샘플링 포트와는 별개로 상기 흡입 펌프에 연결되도록 별도의 기준 포트가 형성되고, 상기 기준 포트와 상기 흡입 펌프 사이 구간에는 유동하는 에어로졸 입자의 개수를 측정할 수 있는 별도의 입자 계수기가 장착되며, 상기 기준치는 상기 입자 계수기에 의해 측정된 에어로졸 입자의 개수를 측정하여 산정될 수 있다.
본 발명에 의하면, 에어로졸 입자를 별도의 믹싱 챔버에 공급하여 테스트 대상 임팩터를 통과시킨 후 임팩터에 포집된 에어로졸 입자 개수를 기준치와 비교하는 방식으로 임팩터에 대한 포집 효율을 측정함으로써, 임팩터에 대한 성능을 평가할 수 있으며, 더욱 정확한 측정 결과를 얻을 수 있고 에어로졸 입자의 농도를 변화시켜가며 다양한 방식으로 임팩터에 대한 성능 평가를 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 별도의 믹싱 챔버에 저장되는 에어로졸 입자에 대한 분포 상태를 균일하게 하여 테스트 대상 임팩터를 통과하게 함으로써, 임팩터 포집 효율에 대한 측정 결과를 더욱 정확하게 얻을 수 있어 임팩터 성능 평가 시험에 대한 정확도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 임팩터 성능 평가 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개념도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 임팩터 성능 평가 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개념도,
도 4는 도 3에 도시된 혼합 수단을 확대 도시한 일부 절개 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 임팩터 성능 평가 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임팩터 성능 평가 시스템은 입자를 크기별로 포집하는 임팩터(10)에 대한 성능 평가, 즉, 임팩터에 대한 포집 효율을 측정할 수 있는 시스템으로서, 입자 공급 유닛(200), 믹싱 챔버(100) 및 흡입 펌프(300)를 포함하여 구성된다.
입자 공급 유닛(200)은 에어로졸 입자를 발생시켜 믹싱 챔버(100)에 공급하는 구성으로, 믹싱 챔버(100)와 연결되는 입자 발생기(210)와, 입자 발생기(210)로부터 발생된 에어로졸 입자가 믹싱 챔버(100)로 공급되도록 입자 발생기(210)에 클린 에어를 공급하는 에어 공급기(220)를 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 입자 공급 유닛(200)은 다양한 방식으로 임팩터에 대한 포집 효율을 측정할 수 있도록 믹싱 챔버(100)로 공급되는 에어로졸 입자의 농도를 다양하게 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.
이를 위해 에어 공급기(220)로부터 공급되는 클린 에어의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브(230)가 구비될 수 있으며, 유량 조절 밸브(230)에 대한 동작 제어를 통해 믹싱 챔버(100)로 공급되는 에어로졸 입자의 농도를 조절할 수 있다.
예를 들면, 유량 조절 밸브(230)의 개도량을 증가시켜 클린 에어의 공급량을 증가시키면, 입자 발생기(210)로부터 믹싱 챔버(100)로 공급되는 에어로졸 입자의 공급량, 즉 농도가 증가하게 되고, 유량 조절 밸브(230)의 개도량을 감소시켜 클린 에어의 공급량을 감소시키면, 입자 발생기(210)로부터 믹싱 챔버(100)로 공급되는 에어로졸 입자의 공급량, 즉 농도가 감소하게 된다.
믹싱 챔버(100)는 입자 공급 유닛(200)으로부터 에어로졸 입자를 공급받을 수 있도록 입자 공급 유닛(200)과 연결되며, 내부에는 이러한 에어로졸 입자를 수용할 수 있도록 수용 공간이 형성된다. 이러한 믹싱 챔버(100)의 일측에는 믹싱 챔버(100)의 내부 압력이 일정하게 유지될 수 있도록 내부 공기를 배출하는 별도의 배기 포트(103)가 형성될 수 있으며, 배기 포트(103)의 끝단에는 에어로졸 입자의 외부 누출을 방지할 수 있도록 별도의 여과 필터(104)가 장착될 수 있다. 이러한 배기 포트(103)를 통해 믹싱 챔버(100)의 내부 압력이 일정하게 유지되면, 믹싱 챔버(100)에 에어로졸 입자의 공급이 원활하게 계속적으로 이루어질 수 있다. 또한, 믹싱 챔버(100)의 또 다른 일측에는 테스트 대상인 임팩터(10)가 연결될 수 있도록 샘플링 포트(101)가 형성된다.
흡입 펌프(300)는 믹싱 챔버(100) 내부에 분포하는 에어로졸 입자가 샘플링 포트(101)를 통해 배출되어 임팩터(10)를 통과하도록 임팩터(10)와 연결되어 믹싱 챔버(100)의 내부 공간을 흡입하도록 구성된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 흡입 펌프(300)는 임팩터(10)와 연결되고, 임팩터(10)는 샘플링 포트(101)를 통해 믹싱 챔버(100)와 연결된다.
이러한 구조에 따라 흡입 펌프(300)를 작동시키면, 흡입 압력이 임팩터(10) 및 샘플링 포트(101)를 통해 믹싱 챔버(100)에 전달된다. 이에 따라 믹싱 챔버(100)에 분포하는 에어로졸 입자는 유체와 함께 샘플링 포트(101)를 통해 임팩터(10)를 통과하게 되고, 임팩터(10)를 통과한 후 흡입 펌프(300)로 유입된다. 이때, 에어로졸 입자가 임팩터(10)를 통과하는 과정에서 임팩터(10)의 종류에 따라 특정 크기 이상의 에어로졸 입자는 임팩터(10)에 포집된다.
이와 같이 임팩터(10)에 포집되는 에어로졸 입자의 개수를 기준치와 비교하여 임팩터(10)에 대한 포집 효율, 즉 성능을 평가할 수 있다.
이때, 임팩터(10)와 흡입 펌프(300) 사이 구간에는 유동하는 에어로졸 입자의 개수를 측정할 수 있는 별도의 입자 계수기(400)가 장착되고, 입자 계수기(400)에 의해 측정된 에어로졸 입자의 개수를 통해 임팩터(10)에 포집된 에어로졸 입자의 개수를 측정할 수 있다. 입자 계수기(400)는 APS(Aerosol Particle Sizer) 장치가 사용될 수 있으며, 에어로졸 입자의 크기별 개수를 측정할 수 있는 장치로서, 관련 분야에서 널리 사용되고 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이와 같이 입자 계수기(400)를 통해 임팩터(10)를 통과한 이후의 구간에서 에어로졸 입자의 개수를 측정함으로써, 역으로 임팩터(10)에 포집된 에어로졸 입자의 개수가 얼마인지 측정할 수 있다.
한편, 기준치는 입자 공급 유닛(200)에 의해 공급되는 에어로졸 입자의 공급량을 기준으로 판단할 수도 있지만, 좀더 정확한 테스트 결과를 위해 믹싱 챔버(100) 내부 공간에 분포하는 에어로졸 입자를 임팩터(10)를 통과한 흐름과 동일한 유량으로 배출시키는 과정에서 측정된 에어로졸 입자의 개수를 측정하는 방식으로 기준치를 정할 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 믹싱 챔버(100)에 샘플링 포트(101)와는 별개로 흡입 펌프(300)에 연결되는 별도의 기준 포트(102)를 형성하고, 기준 포트(102)와 흡입 펌프(300) 사이 구간에는 유동하는 에어로졸 입자의 개수를 측정할 수 있는 별도의 입자 계수기(400)를 장착하며, 여기에 장착된 입자 계수기(400)에 의해 측정된 에어로졸 입자의 개수를 측정하는 방식으로 기준치를 정할 수 있다.
이때, 흡입 펌프(300)는 임팩터(10)와 연결된 흡입 펌프(300)가 적용되도록 하는 것이 바람직하며, 이를 통해 샘플링 포트(101)를 통해 임팩터(10)를 통과하는 유량과 기준 포트(102)를 통해 배출되는 유량이 동일하게 형성될 수 있다.
이러한 구조에 따라 흡입 펌프(300)를 작동시키면, 기준 포트(102)를 통해 믹싱 챔버(100) 내부에 분포하는 에어로졸 입자가 배출되고, 이와 같이 배출되는 에어로졸 입자의 개수는 해당 구간에 장착되는 입자 계수기(400)를 통해 측정된다. 이때, 측정된 에어로졸 입자의 개수는 믹싱 챔버(100) 내부 공간에 분포하는 에어로졸 입자의 농도에 따라 결정되며, 배출 과정에서 별도의 손실이 발생하지 않으므로, 배출되는 에어로졸 입자의 개수에 대한 기준치로 결정할 수 있다.
이에 반해 흡입 펌프(300)의 작동에 의해 샘플링 포트(101) 및 임팩터(10)를 통과하는 에어로졸 입자는 임팩터(10)를 통과하는 과정에서 임팩터(10)에 의해 일부 또는 전부 포집될 수 있는데, 이러한 임팩터(10)에서의 포집량은 임팩터(10)와 흡입 펌프(300) 사이에 연결되는 입자 계수기(400)의 측정 결과를 통해 알 수 있다.
예를 들면, 기준 포트(102)에 연결된 입자 계수기(400)에 의해 측정된 기준치가 100으로 측정되고, 임팩터(10)의 후단에 연결된 입자 계수기(400)에 의해 측정된 에어로졸 입자의 개수가 60인 경우라면, 임팩터(10)에 의해 포집된 에어로졸 입자의 개수는 40(100-60)임을 역으로 추론할 수 있다. 이 경우, 임팩터(10)의 포집 효율은 전체 에어로졸 입자의 개수 대비 포집된 에어로졸 입자의 개수 비율로 40/100, 즉 40%라고 판단할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 기준 포트(102)를 별도로 형성하여 기준치를 측정하는 방식으로 설명하였으나, 이와 달리 기준 포트(102) 없이 샘플링 포트(101)를 이용하여 기준치를 측정할 수도 있다. 즉, 먼저, 샘플링 포트(101)에 임팩터(10)를 연결하지 않고 흡입 펌프(300)를 작동시키게 되면, 입자 계수기(400)를 통해 기준치가 측정될 수 있고, 이후, 임팩터(10)를 장착한 이후, 흡입 펌프(300)를 작동시키게 되면, 입자 계수기(400)를 통해 전술한 바와 같이 임팩터(10)의 에어로졸 입자 포집 개수를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임팩터 성능 평가 시스템은 이상에서 설명한 방식으로 임팩터(10)의 포집 효율을 측정할 수 있다. 특히, 임팩터(10)에 포집된 에어로졸 입자의 개수를 기준치와 비교하여 임팩터(10)의 포집 효율을 판단할 수 있어 더욱 정확한 임팩터 성능 평가 결과를 얻을 수 있다.
한편, 임팩터에 대한 더욱 정확한 성능 평가 결과를 얻기 위해서는 임팩터(10)로 유입되는 에어로졸 입자가 균일한 분포로 유입될 수 있도록 믹싱 챔버(100) 내부 공간에서 에어로졸 입자가 균일하게 분포하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 임팩터 성능 평가 시스템은 입자 공급 유닛(200)으로부터 공급된 에어로졸 입자를 믹싱 챔버(100) 내부 공간에서 균일한 분포로 혼합하는 혼합 수단(M)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
혼합 수단(M)은 도 1에 도시된 바와 같이 입자 공급 유닛(200)으로부터 공급된 에어로졸 입자가 믹싱 챔버(100) 내부 공간에서 균일한 분포로 혼합될 수 있도록 클린 에어를 공급할 수 있는 에어 인렛 포트(510)를 포함하여 구성될 수 있다. 에어 인렛 포트(510)는 믹싱 챔버(100)의 일측에 형성될 수 있으며, 별도의 에어 공급기(220)와 연결되어 클린 에어를 공급할 수도 있으나, 전술한 입자 공급 유닛(200)의 에어 공급기(220)와 연결되어 클린 에어를 공급하도록 구성될 수도 있다.
이와 같이 에어 인렛 포트(510)를 통해 믹싱 챔버(100) 내부 공간에 클린 에어가 공급되면, 도 1에 도시된 바와 같이 입자 공급 유닛(200)으로부터 공급되는 에어로졸 입자와 에어 인렛 포트(510)를 통해 공급되는 클린 에어가 믹싱 챔버(100)의 내부 공간에서 서로 부딪히며 난류를 발생시키게 되고, 이에 따라 에어로졸 입자가 믹싱 챔버(100) 내부 공간에서 더욱 확산되어 상대적으로 균일한 분포를 나타내게 된다.
이때, 입자 공급 유닛(200)은 도 1에 도시된 바와 같이 믹싱 챔버(100)의 상부 공간에 에어로졸 입자를 공급할 수 있도록 장착되고, 에어 인렛 포트(510)는 믹싱 챔버(100)의 하부 공간에서 상부 방향으로 클린 에어를 공급하도록 장착될 수 있으며, 이를 통해 믹싱 챔버(100)의 내부 공간 중앙부에서 난류 발생이 활발하게 이루어지며, 이에 따라 더욱 원활하게 에어로졸 입자의 확산을 가능하게 한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 임팩터 성능 평가 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 4는 도 3에 도시된 혼합 수단을 확대 도시한 일부 절개 사시도이다.
도 2 및 도 3에는 도 1에서 설명한 바와 달리 또 다른 형태의 혼합 수단(M)이 도시되며, 그 외의 구성은 도 1에서 설명한 구성과 동일하므로, 이에 대한 내용은 설명의 중복 방지를 위해 생략한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 혼합 수단(M)은 도 2에 도시된 바와 같이 믹싱 챔버(100)의 상부 공간에 장착되는 확산판(520)을 포함하여 구성될 수 있다. 확산판(520)은 미세한 관통홀이 전체 면적에 걸쳐 고르게 형성된 형태로서, 예를 들면 복수개의 메쉬(mesh)를 적층한 형태로 적용될 수 있으며, 이를 통해 에어로졸 입자의 확산 혼합 정도를 더욱 향상시킬 수 있다. 이때, 확산판(520)은 입자 공급 유닛(200)에 의해 공급되는 에어로졸 입자가 확산판(520)을 통과하여 믹싱 챔버(100) 내부 공간으로 확산 공급되도록 배치되는 것이 바람직하다.
예를 들면, 입자 공급 유닛(200)은 도 2에 도시된 바와 같이 믹싱 챔버(100)의 내부 공간 상단부에 에어로졸 입자를 공급하도록 믹싱 챔버(100)의 상단부와 연결될 수 있고, 확산판(520)은 이러한 입자 공급 유닛(200)을 통해 믹싱 챔버(100)의 상단부로 공급된 에어로졸 입자가 통과하여 확산될 수 있도록 입자 공급 유닛(200)의 연결 부위로부터 하부에 위치하도록 장착될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 혼합 수단(M)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 믹싱 챔버(100)의 상단 벽체(110) 내부에 형성되어 입자 공급 유닛(200)으로부터 공급되는 에어로졸 입자가 유입되도록 입자 공급 유닛(200)과 연결되는 공급 유로(530)와, 공급 유로(530)로부터 믹싱 챔버(100)로 에어로졸 입자가 공급되도록 공급 유로(530)에 연통되게 믹싱 챔버(100)의 상단 벽체(110)에 형성되는 다수개의 공급홀(540)을 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 믹싱 챔버(100)의 상단 벽체(100)의 내부에는 공급 유로(530)가 형성되고, 이러한 공급 유로(530)에는 상단 벽체(100)의 전체 영역에 걸쳐 균일한 분포로 배치되는 공급홀(540)이 다수개 형성되며, 입자 공급 유닛(200)으로부터 공급된 에어로졸 입자는 공급 유로(530) 및 공급홀(540)을 통해 믹싱 챔버(100)의 내부 공간에 더욱 균일하게 확산된 상태로 공급된다.
또한, 믹싱 챔버(100)의 상단 벽체(110) 하단에는 공급홀(540)을 통해 공급되는 에어로졸 입자가 한번 더 확산 공급되도록 확산판(520)이 더 장착될 수 있으며, 이때, 확산판(520)은 공급홀(540)을 통해 공급되는 에어로졸 입자가 원활하게 통과하며 확산될 수 있도록 믹싱 챔버(100)의 상단 벽체(110)에 이격된 상태로 하향 위치하도록 장착될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 임팩터 100: 믹싱 챔버
101: 샘플링 포트 102: 기준 포트
103: 배기 포트 104: 여과 필터
200: 입자 공급 유닛 210: 입자 발생기
220: 에어 공급기 230: 유량 조절 밸브
300: 흡입 펌프 400: 입자 계수기
510: 에어 인렛 포트 520: 확산판
530: 공급 유로 540: 공급홀

Claims (9)

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  5. 입자를 크기별로 포집하는 임팩터에 대한 성능을 평가하는 임팩터 성능 평가 시스템으로서,
    에어로졸 입자를 발생 공급하는 입자 공급 유닛;
    상기 입자 공급 유닛으로부터 에어로졸 입자를 공급받을 수 있도록 상기 입자 공급 유닛과 연결되며, 일측에는 상기 임팩터가 연결될 수 있도록 샘플링 포트가 형성되는 믹싱 챔버;
    상기 믹싱 챔버 내부에 분포하는 에어로졸 입자가 상기 샘플링 포트를 통해 배출되어 상기 임팩터를 통과하도록 상기 임팩터와 연결되어 상기 믹싱 챔버의 내부 공간을 흡입하는 흡입 펌프; 및
    상기 입자 공급 유닛으로부터 공급된 에어로졸 입자를 상기 믹싱 챔버 내부 공간에서 균일한 분포로 혼합하는 혼합 수단
    을 포함하고, 상기 임팩터에 의해 포집된 에어로졸 입자의 개수를 기준치와 비교하여 상기 임팩터에 대한 성능을 평가하며,
    상기 혼합 수단은
    상기 믹싱 챔버의 상단 벽체 내부에 형성되어 상기 입자 공급 유닛으로부터 공급되는 에어로졸 입자가 유입되도록 상기 입자 공급 유닛과 연결되는 공급 유로; 및
    상기 공급 유로로부터 상기 믹싱 챔버로 에어로졸 입자가 공급되도록 상기 공급 유로에 연통되게 상기 믹싱 챔버의 상단 벽체에 형성되는 다수개의 공급홀
    을 포함하고, 상기 믹싱 챔버의 상단 벽체 하부에는 상기 공급홀을 통해 공급되는 에어로졸 입자가 확산 공급되도록 확산판이 장착되며,
    상기 임팩터와 상기 흡입 펌프 사이 구간에는 유동하는 에어로졸 입자의 개수를 측정할 수 있는 별도의 입자 계수기가 장착되고,
    상기 입자 계수기에 의해 측정된 에어로졸 입자의 개수를 통해 상기 임팩터에 포집된 에어로졸 입자의 개수를 측정하며,
    상기 믹싱 챔버에는 상기 샘플링 포트와는 별개로 상기 흡입 펌프에 연결되도록 별도의 기준 포트가 형성되고,
    상기 기준 포트와 상기 흡입 펌프 사이 구간에는 유동하는 에어로졸 입자의 개수를 측정할 수 있는 별도의 입자 계수기가 장착되며,
    상기 기준치는 상기 기준 포트와 상기 흡입 펌프 사이 구간에 연결된 입자 계수기에 의해 측정된 에어로졸 입자의 개수를 측정하여 산정되는 것을 특징으로 하는 임팩터 성능 평가 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 공급홀은 상기 믹싱 챔버의 상단 벽체의 전체 영역에 균일한 분포로 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 임팩터 성능 평가 시스템.
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