KR101530276B1 - 물 성분분석용 샘플링장치 - Google Patents

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KR101530276B1
KR101530276B1 KR1020140062154A KR20140062154A KR101530276B1 KR 101530276 B1 KR101530276 B1 KR 101530276B1 KR 1020140062154 A KR1020140062154 A KR 1020140062154A KR 20140062154 A KR20140062154 A KR 20140062154A KR 101530276 B1 KR101530276 B1 KR 101530276B1
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Abstract

휴대성이 향상되고 전력 소모가 감소하도록, 케이스와, 케이스 내부에 설치되고 수 시료가 이송되는 유로를 형성하는 시료이송라인과, 케이스에 지지되고 수 시료를 시료이송라인을 통해 이송시키기 위한 시료이송펌프와, 케이스 내부에 설치되고 수 시료가 시료이송라인을 통해 이송되는 도중에 경유하도록 반투막으로 이루어진 가습관을 구비하며 건조공기가 가습관을 가로질러 이송됨에 따라 건조공기의 습도가 증가하여 습윤공기로 전환되도록 설치되는 가습부와, 공기를 제습하여 건조공기를 형성하는 제습부와, 케이스 내부에 설치되고 제습부에 의해 제습된 건조공기가 가습부를 경유하여 이송되는 유로를 형성하는 공기이송라인과, 케이스에 지지되고 공기이송라인을 통해 공기를 이송하도록 설치되는 공기이송펌프를 포함하여 이루어지는 물 성분분석용 샘플링장치를 제공한다.

Description

물 성분분석용 샘플링장치{Sampling Device for Water Analysis Ingredient}
본 발명은 물 성분분석용 샘플링장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물(water)의 화학적 구성성분 분석을 위한 시료를 채취하도록 구성한 물 성분분석용 샘플링장치에 관한 것이다.
일반적으로 물은 생물의 생존에 없어서는 안 되는 중요한 것이며, 화학적으로서의 물은 수소와 산소가 결합된 화합물을 말한다.
순수한 물(화학식 H2O)은 실험실에서 인위적으로 만들 수 있고, 자연상태에서 존재하는 바닷물, 강물, 지하수, 우물물, 빗물, 수증기, 눈, 얼음 등은 항상 미량의 다른 원소를 포함하게 된다. 그러나 물리적 측정이 정밀해짐에 따라 순수한 물의 조성이 문제가 되어 수소의 동위원소 1H, D와 산소의 동위원소 16O, 17O, 18O이 확인되었으며, 각종 혼합물임이 알려졌다.
최근에는 물분석의 중요성이 부각되고 있으며, 천연의 물은 이들의 대상이 되는 원수(原水)에 따라서 분석법에 차이가 있다. 일반용수는 물의 물리적, 화학적 및 생물학적 특성을 시험하고 폐수 및 처리폐수는 화학분석, 농도 및 생물학적 상태를 시험한다. 수질시험법에서 음료수 검사방법은 수도법에 의한 수질기준, 수질검사방법, 건강진단 및 위생상 조치에 관한 규정, 수질검사 방법에 의하며 환경보전법에 의한 배출수 허용기준 및 피해지역 항목의 시험은 따로 규정이 없는 한 공정시험법 등에 의하도록 되어 있다.
한편, 액체의 성분 분석을 위한 샘플링방법 중에는 가열히터 또는 마이크로파를 이용하여 액체를 가열함에 따라 증발된 시료를 분석하는 방법이 있다.
공개특허공보 제10-2000-0046625호 액체 시료의 증발장치에는 마이크로파를 이용하여 액체 시료를 가열시켜 증발하는 내용이 개시된다.
그러나 상기와 같은 종래 액체 시료의 증발장치는 액체를 증발시키기 위해 마이크로파가 이용됨에 따라 상용 전력이 필요하고 전자파의 차폐구조가 필요하므로 전력소모가 크고 구조가 복잡하며 휴대용으로 제조하기 어렵다.
본 발명은 상기와 같은 문제점에 조감하여 이루어진 것으로서, 반투막으로 이송되는 물과 건조공기를 교차 이송시킴에 따라 형성된 습윤공기를 물의 성분 분석을 위한 시료로 이용하게 되므로, 전력의 소모가 감소하고 휴대 가능한 구조로 제조 가능하며 인체에 유해함이 없이 간편하고 편리하게 시료를 채취하는 것이 가능한 물 성분분석용 샘플링장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 제안하는 물 성분분석용 샘플링장치는 케이스와, 상기 케이스 내부에 설치되고 수 시료가 이송되는 유로를 형성하는 시료이송라인과, 상기 케이스에 지지되고 상기 수 시료를 상기 시료이송라인을 통해 이송시키기 위한 시료이송펌프와, 상기 케이스 내부에 설치되고 상기 수 시료가 상기 시료이송라인을 통해 이송되는 도중에 경유하도록 반투막으로 이루어진 가습관을 구비하고 건조공기가 상기 가습관을 가로질러 이송됨에 따라 건조공기의 습도가 증가하여 습윤공기로 전환되도록 설치되는 가습부와, 공기를 제습하여 상기 건조공기를 형성하는 제습부와, 상기 케이스 내부에 설치되고 상기 제습부에 의해 제습된 건조공기가 상기 가습부를 경유하여 이송되는 유로를 형성하는 공기이송라인과, 상기 케이스에 지지되고 상기 공기이송라인을 통해 공기를 이송하도록 설치되는 공기이송펌프를 포함하여 이루어진다.
상기 케이스 내부에는 난방을 위한 히터가 더 설치되는 것도 가능하다.
상기 가습부는 내부에 밀폐공간이 형성되는 몸체와, 상기 몸체의 밀폐공간으로 건조공기를 유입시키도록 설치되는 입구통로와, 상기 몸체의 밀폐공간으로부터 습윤공기를 배출시키도록 설치되는 출구통로와, 상기 몸체의 밀폐공간 내부에서 상기 입구통로와 출구통로 사이를 가로질러 설치되는 가습관를 포함하여 이루어진다.
상기 제습부는 한쪽에 대기가 유입되는 입구가 형성되고 한쪽에는 건조공기가 유출되는 출구가 형성되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되고 대기로부터 수분을 제거하도록 설치되는 제습제를 포함하여 이루어진다.
상기 공기이송라인은 상기 제습부와 가습부를 연결하는 건조공기관과, 상기 가습부와 공기이송펌프를 연결하는 습윤공기관과, 상기 건조공기관으로부터 분기하여 설치되고 상기 건조공기가 이송되는 유로를 형성하며 상기 가습부를 우회하여 상기 습윤공기관과 합류하는 보조건조공기관과, 상기 보조건조공기관으로 이송되는 건조공기의 이송량을 제어하는 미터링밸브를 포함하여 이루어진다.
그리고 본 발명은 상기 시료이송라인의 가습부 후방으로부터 분기하여 설치되는 드레인관과, 상기 시료이송라인과 드레인관의 분기점에 설치되고 시료이송라인과 드레인관 중 하나를 선택적으로 개방하는 방향제어밸브와, 상기 드레인관에 설치되는 드레인펌프와, 상기 드레인관에 설치되는 수분제거트랩을 포함하여 이루어진다.
본 발명의 실시예에 따른 물 성분분석용 샘플링장치에 의하면, 물이 이송되는 반투막의 가습관과 건조공기를 교차 이송시킴에 따라 건조공기에 수분이 함유되면서 형성된 습윤공기를 물의 성분 분석을 위한 시료로 이용 가능하게 되므로, 전력 소모가 감소하고 휴대 가능한 구조로 제조 가능하며 인체에 유해함이 없이 간편하게 시료를 채취하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 물 성분분석용 샘플링장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 물 성분분석용 샘플링장치의 케이스를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 물 성분분석용 샘플링장치에 있어서 가습부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 물 성분분석용 샘플링장치에 있어서 가습부를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4의 A-A선 단면도이다.
도 6은 도 4의 B-B선 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 물 성분분석용 샘플링장치에 있어서 제습부를 나타내는 부분단면도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 물 성분분석용 샘플링장치에 있어서 가습부의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 물 성분분석용 샘플링장치를 나타내는 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 물 성분분석용 샘플링장치를 나타내는 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 물 성분분석용 샘플링장치를 나타내는 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제5실시예에 따른 물 성분분석용 샘플링장치를 나타내는 평면도이다.
다음으로 본 발명에 따른 물 성분분석용 샘플링장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하에서 동일한 기능을 하는 기술요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고, 중복 설명을 피하기 위하여 반복되는 상세한 설명은 생략한다.
이하에 설명하는 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 효과적으로 보여주기 위하여 예시적으로 나타내는 것으로, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위하여 해석되어서는 안 된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 물 성분분석용 샘플링장치는 도 1~도 3에 나타낸 바와 같이, 케이스(10), 시료이송라인(20), 시료이송펌프(28), 가습부(30), 제습부(40), 공기이송라인(50) 그리고 공기이송펌프(58)를 포함한다.
도면에서 점선화살표는 공기의 이동방향을 나타내고, 실선화살표는 성분 분석이 행해지는 물(이하, "수 시료"라고 함)의 이동방향을 나타낸 것이다.
상기 케이스(10)는 대략 사각박스형상으로 이루어진다.
상기 케이스(10)는 상기 시료이송라인(20), 시료이송펌프(28), 가습부(30), 제습부(40), 공기이송라인(50), 공기이송펌프(58) 등이 설치될 수 있는 설치공간을 갖는 본체(11)와 상기 본체(11)에 분리 가능하게 결합 설치되고 상기 설치공간을 감싸덮도록 형성되는 덮개(12)로 이루어지는 것이 가능하다.
상기 케이스(10)의 윗면에는 손잡이(14)가 설치될 수 있다.
상기 시료이송라인(20)은 상기 케이스(10) 내부에 설치되고 수 시료가 이송되는 유로를 형성한다.
상기 시료이송라인(20)은 입구 및 출구를 상기 케이스(10)의 바깥쪽으로 설치 가능하다.
상기 시료이송펌프(28)는 상기 케이스(10)의 내부에 설치되고 수 시료를 상기 시료이송라인(20)을 통해 이송시키도록 설치된다.
상기 가습부(30)는 상기 케이스(10) 내부에 설치되고 수 시료가 상기 시료이송라인(20)의 입구로부터 출구로 이송되는 도중에 경유하도록 반투막으로 이루어지는 가습관(36)을 구비하며 건조공기가 상기 가습관(36)을 가로질러 이송됨에 따라 건조공기의 습도가 증가하여 습윤공기로 전환되도록 설치된다.
상기 가습부(30)는 도 4~도 6에 나타낸 바와 같이, 내부에 밀폐공간(32)이 형성되는 몸체(31)와, 상기 몸체(31)의 밀폐공간(32)으로 건조공기를 유입시키도록 설치되는 입구통로(34)와, 상기 몸체(31)의 밀폐공간(32)으로부터 습윤공기를 배출시키도록 설치되는 출구통로(35)와, 상기 몸체(31)의 밀폐공간(33) 내부에서 상기 입구통로(34)와 출구통로(35) 사이를 가로질러 설치되는 가습관(36)를 포함하여 이루어진다.
상기 몸체(31)는 원통형상 등의 통형상으로 이루어지는 것이 가능하다.
그리고 상기 몸체(31)는 밀폐공간(32)을 구비하기 위한 홈이 형성된 부분과 홈을 밀폐하기 위한 부분으로 나누어 형성되고 두 부분을 서로 나사 결합시키는 것이 가능하다.
상기 입구통로(34)와 출구통로(35)는 일직선상으로 나란하게 배치된다.
상기 입구통로(34)와 출구통로(35)는 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 밀폐공간(32) 주위 둘레를 따라 일정 간격을 두고 일직선상으로 나란하게 2개소 이상 설치되는 것도 가능하다.
상기 입구통로(34)와 출구통로(35)가 2개소 이상 설치되는 경우 상기 가습관(36)에 직각방향 및 사선방향으로 각각 설치되는 것도 가능하다.
상기 입구통로(34)와 출구통로(35)가 사선방향으로 설치되면 상기 입구통로로 유입되어 이송되는 건조공기가 상기 가습관(36)과 교차시 가습관(36) 내의 수 시료 이송구간과 교차하는 구간이 증가하면서 습윤공기가 형성되는 양을 증가시키는 것이 가능하다.
상기에서 입구통로(34)로 유입되는 건조공기가 가습관과 교차하며 이송될 때 상기 가습관(36) 내부의 수 시료는 증발되면서 가습관(36) 외부로 수분을 방출하고 방출된 수분은 건조공기에 함유되면서 습윤공기를 형성하게 된다.
상기 입구통로(34)와 출구통로(35)를 2개소 이상에 설치시 사용하지 않는 입구통로(34)와 출구통로(35)는 폐쇄시킨다.
상기 제습부(40)는 상기 케이스(10)의 내부에 설치되고 대기(공기)를 제습하여 건조공기를 형성하도록 설치된다.
상기 제습부(40)는 도 7에 나타낸 바와 같이, 한쪽에 대기(공기)가 유입되는 입구가 형성되고 한쪽에는 건조공기가 유출되는 출구가 형성되는 하우징(41)과, 상기 하우징(41)의 내부에 설치되고 대기로부터 수분을 제거하도록 설치되는 제습제(42)를 포함하여 이루어진다.
상기 제습부(40)는 상기 건조공기가 대략 0~0.2% 정도의 수분을 함유하도록 설치된다.
상기 제습제(42)는 실리카겔, 염화칼슘, 숯 등이 사용 가능하다.
상기 공기이송라인(50)은 상기 제습부(40)에 의해 제습된 건조공기가 상기 가습부(30)를 경유하며 이송되는 유로를 형성한다.
예를 들면, 상기 공기이송라인(50)은 상기 제습부(40)의 하우징(41)에 형성되는 출구와 가습부(30)의 몸체(31)에 형성되는 입구통로(34)를 관로로 연결하여 이루어진다.
상기 공기이송펌프(38)는 상기 케이스(10)의 내부에 설치되고 상기 공기이송라인(50)을 통해 공기를 이송하도록 설치된다.
그리고 본 발명의 제2실시예에 따른 물 성분분석용 샘플링장치는 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 공기이송라인(50)이 상기 가습부(30)와 제습부(40)를 연결하는 건조공기관(51)과, 상기 제습부(40)와 공기이송펌프(58)를 연결하는 습윤공기관(52)과, 상기 건조공기관(51)으로부터 분기하여 설치되고 상기 건조공기가 이송되는 유로를 형성하며 상기 가습부(30)를 우회하여 상기 습윤공기관(52)과 합류하는 보조건조공기관(54)을 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
상기 공기이송라인(50)에는 상기 보조건조공기관(54)으로 이송되는 건조공기의 이송량을 제어하는 미터링밸브(56)가 설치된다.
상기 미터링밸브(56)는 상기 건조공기관(51)으로 이송되는 건조공기와 보조건조공기관(54)으로 이송되는 건조공기의 유량(이송량)을 분배하여 상기 습윤공기관(52)을 통해 배출되는 습윤공기의 습도를 제어하는 것이 가능하다.
즉 미터링밸브(56)는 상기 건조공기관(51)으로 이송되는 건조공기의 일부를 상기 보조건조공기관(54)으로 이송시키고 그에 따라 상기 습윤공기관(52)을 통해 배출되는 습윤공기의 습도를 낮추는 등 습도 조절이 가능하다.
그리고 본 발명의 제3실시예에 따른 물 성분분석용 샘플링장치는 도 10에 나타낸 바와 같이, 상기 시료이송라인(20)의 가습부(30) 후방으로부터 분기하여 설치되는 드레인관(60)과, 상기 시료이송라인(20)과 드레인관(60)의 분기점에 설치되고 시료이송라인(20)과 드레인관(60) 중 하나를 선택적으로 개방하는 방향제어밸브(62)와, 상기 드레인관(60)에 설치되는 드레인펌프(64)와, 상기 드레인관(60)으로 이송되는 수분을 제거하도록 설치되는 수분제거트랩(63)을 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
상기 방향제어밸브(62)는 상기 시료이송관(20)의 유로와 드레인관(60)의 유로를 선택적으로 개폐한다.
즉 시료이송관(20)의 유로를 개방하는 경우 드레인관(60)의 유로를 폐쇄하고, 시료이송관(20)의 유로를 폐쇄하는 경우 드레인관(60)의 유로를 개방한다.
상기 드레인펌프(64)는 진공펌프가 사용되고 상기 드레인관(60)의 끝부분에 설치된다.
상기 드레인펌프(64)는 상기 방향제어밸브(62)가 상기 드레인관(60)의 유로를 개방시 드레인관(60)에 흡입력을 발생시키고 그에 따라 상기 시료이송관(20) 및 가습관(36)에 잔존하는 수분을 드레인관(60)으로 흡입시킨다.
상기 수분제거트랩(66)은 상기 가습관(36)에 잔존하는 수분이 드레인관(60)으로 흡입되어 이송됨에 따라 드레인펌프(64)의 앞쪽에서 수분을 제거하게 된다.
상기 수분제거트랩(66)은 내부가 밀폐된 통형상으로 이루어지고 상기 드레인관(60)의 중앙부가 단절되게 설치된 상태에서 단절된 부분을 연통시키도록 설치된다.
상기에서 드레인관(60) 및 방향제어밸브(62), 드레인펌프(64), 수분트랩(66)은 수 시료에 대한 샘플링이 끝난 후 시료이송관(20)에 잔존하는 수 시료를 제거하여 향후 샘플링을 행하기 위한 다른 수 시료와 혼합되는 것을 방지하기 위해 사용된다.
예를 들면, 제1의 장소에 있는 물의 성분분석을 위해 샘플링을 시행할 때는 시료이송관(20)의 유로는 개방하고 드레인관(60)의 유로는 폐쇄하게 되고, 이어서 제2의 장소에 있는 물의 성분분석을 위한 샘플링을 시행하는 경우 시료이송관(20)의 유로는 폐쇄하고 드레인관(60)의 유로는 개방한다.
그리고 본 발명의 제4실시예에 따른 물 성분분석용 샘플링장치는 도 11에 나타낸 바와 같이, 상기 케이스(10) 내부에서 난방을 행하도록 설치되는 히터(70)를 더 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
상기 히터(70)는 전열히터 등을 사용하여 이루어진다.
상기와 같이 케이스(10) 내부에 히터(70)를 설치하면 샘플링을 행할 때 일정한 온도조건을 유지시키는 것이 가능하다.
그리고 본 발명의 제5실시예에 따른 물 성분분석용 샘플링장치는 도 12에 나타낸 바와 같이, 각각 상기 케이스(10)에 지지되고 상기 시료이송라인(20)의 입구 및 출구에 각각 설치되는 시료저장탱크(80)를 더 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
10 : 케이스 11 : 본체
12 : 덮개 14 : 손잡이
20 : 시료이송라인 28 : 시료이송펌프
30 : 가습부 31 : 몸체
32 : 밀폐공간 34 : 입구통로
35 : 출구통로 36 : 가습관
40 : 제습부 41 : 하우징
42 : 제습제 50 : 공기이송라인
51 : 건조공기관 52 : 습윤공기관
54 : 보조건조공기관 56 : 미터링밸브
58 : 공기이송펌프 60 : 드레인관
62 : 방향제어밸브 64 : 드레인펌프
66 : 수분제거트랩 70 : 히터

Claims (7)

  1. 케이스와,
    상기 케이스 내부에 설치되고 수 시료가 이송되는 유로를 형성하는 시료이송라인과,
    상기 케이스에 지지되고 상기 수 시료를 상기 시료이송라인을 통해 이송시키기 위한 시료이송펌프와,
    상기 케이스 내부에 설치되고 수 시료가 상기 시료이송라인을 통해 이송되는 도중에 경유하도록 반투막으로 이루어진 가습관을 구비하며 건조공기가 상기 가습관을 가로질러 이송됨에 따라 건조공기의 습도가 증가하여 습윤공기로 전환되도록 설치되는 가습부와,
    공기를 제습하여 상기 건조공기를 형성하는 제습부와,
    상기 케이스 내부에 설치되고 상기 제습부에 의해 제습된 건조공기가 상기 가습부를 경유하여 이송되는 유로를 형성하는 공기이송라인과,
    상기 케이스에 지지되고 상기 공기이송라인을 통해 공기를 이송하도록 설치되는 공기이송펌프를 포함하는 물 성분분석용 샘플링장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가습부는 내부에 밀폐공간이 형성되는 몸체와, 상기 몸체의 밀폐공간으로 건조공기를 유입시키도록 설치되는 입구통로와, 상기 몸체의 밀폐공간으로부터 습윤공기를 배출시키도록 설치되는 출구통로와, 상기 몸체의 밀폐공간 내부에서 상기 입구통로와 출구통로 사이를 가로질러 설치되는 상기 가습관를 포함하는 물 성분분석용 샘플링장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기이송라인은 상기 제습부와 가습부를 연결하는 건조공기관과, 상기 가습부와 공기이송펌프를 연결하는 습윤공기관과, 상기 건조공기관으로부터 분기하여 설치되고 상기 건조공기가 이송되는 유로를 형성하며 상기 가습부를 우회하여 상기 습윤공기관과 합류하는 보조건조공기관과, 상기 보조건조공기관으로 이송되는 건조공기의 이송량을 제어하는 미터링밸브를 포함하는 물 성분분석용 샘플링장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 시료이송라인의 가습부 후방으로부터 분기하여 설치되는 드레인관과,
    상기 시료이송라인과 드레인관의 분기점에 설치되고 시료이송라인과 드레인관 중 하나를 선택적으로 개방하는 방향제어밸브와,
    상기 드레인관에 설치되는 드레인펌프와,
    상기 드레인관에 설치되는 수분제거트랩을 포함하는 물 성분분석용 샘플링장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제습부는 한쪽에 대기가 유입되는 입구가 형성되고 한쪽에는 건조공기가 유출되는 출구가 형성되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되고 대기로부터 수분을 제거하도록 설치되는 제습제를 포함하는 물 성분분석용 샘플링장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 케이스 내부에서 난방을 행하도록 설치되는 히터를 더 포함하는 물 성분분석용 샘플링장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    각각 상기 케이스에 지지되고 상기 시료이송라인의 입구 및 출구에 각각 설치되는 시료저장탱크를 더 포함하는 물 성분분석용 샘플링장치.
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