KR102001303B1 - 에어로졸 샘플링 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에어로졸 샘플링 장치 및 이를 이용한 에어로졸을 샘플링하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치에는 에어로졸을 하전(charging)시키기 위한 대전부, 하전된 에어로졸을 포집하기 위한 집진부 및 에어로졸이 포함된 기체가 통과하는 채널부가 포함되고, 대전부 및 집진부는 채널부에 의해 연결되며, 채널부를 통해 집진부로 유입되는 기체는 집진부의 내부에서 스월(swirl)을 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

에어로졸 샘플링 장치 및 그 방법{THE AEROSOL SAMPLING APPARTUS AND METHOD}
본 발명은 에어로졸을 포집하고 샘플링하는 것에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에어로졸을 하전시키고 정전기적 인력을 이용하여 포집하여 수용액화함으로써 에어로졸을 샘플링하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
에어로졸은 기체 속에 고체 또는 액체의 미세 입자가 분산되어 부유하는 물질계를 말하는 것으로 연기, 먼지, 안개, 구름 등이 그 예이다. 에어로졸은 콜로이드 상태의 일종이라고 볼 수 있으나 보통의 콜로이드 용액에 비하면 불안정하고 응집을 일으키기 쉬우며, 명확한 틴달(Tyndall) 현상을 나타내고 빛을 잘 산란한다.
이러한 에어로졸은 각종 광공업, 사회 위생, 기상, 군사 등에 관련하여 여러가지 이슈를 야기하고 있다. 특히, 에어로졸은 근래 들어 우리나라에서 가장 문제가 대두되고 있는 미세먼지 문제와 연관되어 있다. 미세먼지는 눈에 보이지 않는 직경 10 마이크로미터 이하의 입자상 물질을 말하는 것으로, 화석연료가 연소될 때 또는 제조업, 자동차 매연 등의 배출 가스에서 나오며, 각종 폐질환을 유발하는 대기오염 물질이다.
이러한 미세먼지로 인한 각종 질병의 문제 등을 해결하기 위해서는 미세먼지를 포함한 에어로졸의 물리화학 및 생물학적 분석이 필요하고, 에어로졸의 분석을 위해서는 에어로졸을 포집하는 샘플링 기술의 개발이 필요하며 그 요구 또한 점점 커지고 있는 상황이다.
또한, 종래의 에어로졸 샘플링 기술은 주로 섬유상 필터 또는 멤브레인 필터를 이용하나, 이는 에어로졸을 포집한 이후 탈착의 어려움이 발생하여 분석 또는 소재(기능성 에어로졸의 샘플링)로의 활용에 제한적인 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0885868호 (2009.02.20.)
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 정전기적 인력을 이용하여 에어로졸을 포집함으로써, 에어로졸 포집 이후 탈착의 어려움이나 분석 또는 소재로의 활용을 개선하고자 하는데 목적이 있다.
또한, 포집한 에어로졸을 수용액화하여 샘플링 함으로써, 사용자가 샘플링 하고자 하는 에어로졸이 포집 과정에 있어서 손상되거나 손실되는 것을 최소화하는데 목적이 있다.
더불어, 에어로졸을 포집하여 이용하는 목적에 따라 사용할 수 있는 포집용 플레이트를 추가적으로 구성함으로써, 임플란트 등의 표면에 나노코팅을 용이하게 하는 등 에어로졸을 포집하여 다양하게 이용할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치에는 에어로졸을 하전(charging)시키기 위한 대전부, 하전된 에어로졸을 포집하기 위한 집진부 및 에어로졸이 포함된 기체가 통과하는 채널부가 포함되고, 대전부 및 집진부는 채널부에 의해 연결되며, 채널부를 통해 집진부로 유입되는 기체는 집진부의 내부에서 스월(swirl)을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대전부에는 접지부 및 에어로졸을 하전시키기 위한 전원이 공급되는 전원인가부가 포함되고, 접지부는 대전부의 내벽면을 따라 형성되며, 전원인가부는 대전부의 일측을 관통하여 삽입됨으로써 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대전부의 내부 공간으로 삽입되어 형성된 전원인가부에는 돌출된 팁이 포함되고, 돌출된 팁은 도전성 물질로 제조되거나 도전성 물질로 코팅될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 집진부에는 하전된 에어로졸이 포집되는 로드가 포함되며, 로드는 금속으로써 연마(polishing)되어 형성되고, 로드에는 하전된 에어로졸 중 사용자가 샘플링 하고자 하는 에어로졸과 반대 극성을 갖도록 전압이 인가되며, 정전기적 인력에 의해 샘플링 하고자 하는 에어로졸이 로드에 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로드는 집진부로부터 분리 또는 결합이 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로드에는 포집용 플레이트가 추가로 장착 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치를 이용하여 에어로졸을 샘플링하는 방법에는, 에어로졸이 에어로졸 샘플링 장치의 대전부를 통해 하전(charging)되는 단계, 하전된 에어로졸이 에어로졸 샘플링 장치의 채널부를 통해 에어로졸 샘플링 장치의 집진부로 유입되어 집진부의 로드에 포집되는 단계, 로드가 집진부로부터 분리되는 단계, 로드가 분산용액이 포함된 케이스 내부로 삽입되는 단계 및 케이스에서 로드에 포집된 에어로졸과 분산용액이 혼합되어 에어로졸이 수용액화되는 단계가 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대전부에는 접지부 및 에어로졸을 하전시키기 위한 전원이 공급되는 전원인가부가 포함되고, 접지부는 대전부의 내벽면을 따라 형성되며, 전원인가부는 대전부의 일측을 관통하여 삽입됨으로써 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대전부의 내부 공간으로 삽입되어 형성된 전원인가부에는 돌출된 팁이 포함되고, 돌출된 팁은 도전성 물질로 제조되거나 도전성 물질로 코팅될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하전된 에어로졸이 집진부의 로드에 포집되는 단계에서는, 로드에 하전된 에어로졸 중 사용자가 샘플링 하고자 하는 에어로졸과 반대 극성을 갖도록 전압이 인가되며, 정전기적 인력에 의해 샘플링 하고자 하는 에어로졸이 로드에 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로드에는 포집용 플레이트가 추가로 장착 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로드에 포집된 에어로졸과 분산용액의 혼합은 케이스에 초음파를 인가하거나 교반을 통해 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서 제공되는 에어로졸 샘플링 장치 및 그 방법에 따르면, 에어로졸을 대전시키고 정전기적 인력을 이용하여 에어로졸을 포집할 수 있도록 함으로써, 포집 과정에서 일어날 수 있는 손실을 최소화하고 사용자가 원하는 목적에 맞게 에어로졸을 포집하여 분석할 수 있다.
또한, 포집한 에어로졸을 분산용액과 혼합하여 수용액화하여 샘플링이 가능하므로 샘플링이 용이하고 샘플링된 에어로졸을 바탕으로 한 분석의 정확성을 향상시킬 수 있다.
또한, 집진장치 내에 포집용 플레이트가 추가적으로 장착이 가능하도록 함으로써, 에어로졸의 분석뿐만 아니라 에어로졸을 이용하는 목적에 따라 장치를 다양하게 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치의 대전부의 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치의 집진부의 예를 나타낸다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치의 대전부의 실제 모습의 예를 나타낸다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치의 집진부의 실제 모습의 예를 나타낸다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치의 집진부에 포함된 로드 및 포집용 플레이트의 실제모습의 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치를 이용한 에어로졸을 샘플링하는 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 (a) 에어로졸 샘플링 장치를 통해 에어로졸이 포집되는 모습, (b) 에어로졸 샘플링 장치에 포함된 집진부로부터 로드가 분리되는 모습, (c) 에어로졸 샘플링 장치에 포함된 집진부로부터 로드가 분리된 모습, (d) 분산용액이 담긴 케이스의 모습, (e) 에어로졸 샘플링 장치에 포함된 집진부의 로드가 케이스에 삽입되는 모습, (f) 케이스 내부에서 에어로졸과 분산용액이 혼합되는 모습, (g) 에어로졸과 분산용액이 혼합된 모습의 예를 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 소자를 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치(1000)의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치(1000)의 대전부(100)의 예를 나타내며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치(1000)의 집진부(200)의 예를 나타낸다.
또한, 도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치(1000)의 대전부(100)의 실제 모습의 예, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치(1000)의 집진부(200)의 실제 모습의 예 및 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치(1000)의 집진부(200)에 포함된 로드(210) 및 포집용 플레이트(211)의 실제모습의 예를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치(1000)에는 에어로졸을 하전(charging)시키기 위한 대전부(100), 하전된 에어로졸을 포집하기 위한 집진부(200) 및 에어로졸이 포함된 기체가 통과하는 채널부(300)가 포함되고, 대전부(100) 및 집진부(200)는 채널부(300)에 의해 연결되며, 채널부(300)를 통해 집진부(200)로 유입되는 기체는 집진부(200)의 내부에서 스월(swirl)을 형성할 수 있다.
도 1을 참조하면, 집진부(200)와 연결된 채널부(300)는 집진부(200)의 양측으로 서로 상이한 선상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 대전부(100)와 집진부(200)를 연결하는 채널부(300)가 집진부(200) 측면의 상측, 집진부(200)로부터 빠져나가는 기체가 통과하는 채널부(300)가 집진부(200) 반대측면의 하측에 서로 엇갈리도록 배치됨으로써, 에어로졸이 포함된 기체가 위에서 아래로 집진부(200)의 내벽면을 타고 흐르면서 이동하여 집진부(200)의 내부에서 스월을 형성할 수 있다.
도 2 및 도 4a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 대전부(100)에는 접지부(120) 및 에어로졸을 하전시키기 위한 전원이 공급되는 전원인가부(110)가 포함되고, 접지부(120)는 대전부(100)의 내벽면을 따라 형성되며, 전원인가부(110)는 대전부(100)의 일측을 관통하여 삽입됨으로써 형성될 수 있다. 즉, 접지부(120)는 대전부(100)의 내벽면을 따라 형성되므로, 내벽면의 형태에 따라 원, 사각형 등의 형태를 가질 수 있다. 또한, 전원인가부(110)는 대전부(100)의 일측을 관통하여 삽입됨과 동시에 전원이 공급되기 위해 대전부(100)의 외측에 일부분이 노출되어 형성될 수 있다.
도 2 및 도 4a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 대전부(100)의 내부 공간으로 삽입되어 형성된 전원인가부(110)에는 돌출된 팁(111)이 포함되고, 돌출된 팁(111)은 도전성 물질로 제조되거나 도전성 물질로 코팅될 수 있다. 즉, 전원인가부(110)의 돌출된 팁(111) 부분에만 도전성 물질이 존재할 수 있다. 다시 말해서, 전원인가부(110)의 로드(112) 부분은 부도체 물질로 제조되거나 부도체 물질로 코팅되어 있을 수 있고, 팁 부분에만 도전성 물질이 존재할 수 있다. 이와 같이, 팁 부분에만 도전성 물질이 존재하게 함으로써, 대전부(100) 내부로 삽입되어 노출되어 있는 전원인가부(110)의 로드(112) 부분 등에 하전된 에어로졸이 부착되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있다.
이러한 팁은 예를 들어, 봉, 원뿔 등의 형상일 수 있고 팁이 접지부(120)의 중심 부위에 인접하여 배치되도록 전원인가부(110)가 대전부(100)로 삽입되어 장착될 수 있다. 다시 말해서, 예컨대 원뿔 형상의 팁은 원뿔의 꼭짓점 부위가 접지부(120)의 중심 부위를 향하도록 하여 접지부(120)와 소정의 간격(예컨대, 수 마이크로미터 또는 수 밀리미터)만큼 이격되도록 배치될 수 있다.
팁과 접지부(120) 간의 높은 전압차이에 의한 코로나 방전(corona discharge)등에 의하여 하전된 에어로졸이 생성될 수 있다.
팁과 접지부(120)를 통하여 하전된 에어로졸은 팁으로부터 접지부(120)를 향하여 표류(drift)하다가 채널부(300)를 통하여 집진부(200)로 이동될 수 있다.
도 3 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진부(200)에는 하전된 에어로졸이 포집되는 로드(210)가 포함되며, 로드(210)는 금속으로써 연마(polishing)되어 형성되고, 로드(210)에는 하전된 에어로졸 중 사용자가 샘플링 하고자 하는 에어로졸과 반대 극성을 갖도록 전압이 인가되며, 정전기적 인력에 의해 샘플링 하고자 하는 에어로졸이 로드(210)에 부착될 수 있다.
정전기적 인력이란 반대 하전을 띤 입자들간의 인력을 말하는 것으로, 사용자가 샘플링 하고자 하는 에어로졸이 (+)전하로 하전되는 경우, 집진부(200)의 로드(210)에는 로드(210)가 (-)극성을 갖도록 전압이 인가되어, 집진부(200)의 로드(210)와 에어로졸 간의 정전기적 인력에 의해 (+)전하로 하전된 에어로졸이 로드(210)에 부착됨으로써, 샘플링 하고자 하는 에어로졸만이 선택적으로 포집될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진부(200)의 로드(210)를 중심으로 하여 주위로 전술한 스월(swirl)이 형성됨으로써, 에어로졸이 집진부(200)의 로드(210)에 닿는 표면적 및 시간을 늘릴 수 있다. 즉, 집진부(200)의 로드(210)는 집진부(200)의 내부의 중심에 배치될 수 있고 채널부(300)를 통해 유입된 에어로졸을 포함한 기체가 집진부(200)의 로드(210)를 중심으로 스월을 형성할 수 있다. 따라서, 기체가 형성한 스월에 의해 에어로졸이 집진부(200)의 로드(210)에 닿는 표면적 및 시간이 증가하여 에어로졸의 포집 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로드(210)는 집진부(200)로부터 분리 또는 결합이 가능할 수 있다. 즉, 집진부(200)의 로드(210)에 부착된 에어로졸을 샘플링하기 위해 집진부(200)의 로드(210)는 집진부(200)의 상단부 또는 하단부 중 적어도 하나로부터 분리 또는 결합을 할 수 있다.
예를 들어, 도 3의 (b)를 참조하면 집진부(200)의 로드(210)의 일단에 홈이 형성되고, 집진부(200)의 상단부 또는 하단부 중 적어도 하나에 돌출부가 형성되어 상호 분리 또는 결합이 가능할 수 있으며, 반대로 집진부(200)의 로드(210)의 일단에 돌출부가 형성되고, 집진부(200)의 상단부 또는 하단부 중 적어도 하나에 홈이 형성되어 상호 분리 또는 결합이 가능할 수 있다. 또한, 전술한 집진부(200)의 로드(210)의 홈 또는 집진부(200)의 상단부 또는 하단부 중 적어도 하나의 홈에 나선이 형성되어 로드(210)의 회전을 통해 상호 분리 또는 결합이 가능할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진부(200)의 상단부 또는 하단부 중 적어도 하나는 집진부(200)로부터 분리 또는 결합이 가능할 수 있다. 집진부(200)의 로드(210)뿐만 아니라 이와 분리 또는 결합이 가능한 집진부(200)의 상단부 또는 하단부 중 적어도 하나가 집진부(200)로부터 분리 또는 결합됨으로써, 집진부(200)의 로드(210)를 집진부(200)로부터 완전히 분리하여 부착된 에어로졸의 샘플링이 가능할 수 있다.
도 1 및 도 4c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로드(210)에는 포집용 플레이트(211)가 추가로 장착 가능할 수 있다. 이러한 포집용 플레이트(211)는 디스크 형상 등일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 포집용 플레이트(211)는 포집된 에어로졸을 곧바로 분석하거나 활용하기 위한 것으로, 포집용 플레이트(211) 상에는 투과전자현미경(Transmission Electron Moscope: TEM)의 그리드(grid), 슬라이드글라스, 기판, 임플란트용 나사 등이 놓여질 수 있다. 예를 들어, 포집용 플레이트(211) 상에 임플란트용 나사를 놓음으로써, 은 등의 금속 에어로졸을 임플란트용 나사의 표면에 용이하게 코팅할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치(1000)를 이용한 에어로졸을 샘플링하는 방법의 순서도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 (a) 에어로졸 샘플링 장치(1000)를 통해 에어로졸이 포집되는 모습, (b) 에어로졸 샘플링 장치(1000)에 포함된 집진부(200)로부터 로드(210)가 분리되는 모습, (c) 에어로졸 샘플링 장치(1000)에 포함된 집진부(200)로부터 로드(210)가 분리된 모습, (d) 분산용액이 담긴 케이스의 모습, (e) 에어로졸 샘플링 장치(1000)에 포함된 집진부(200)의 로드(210)가 케이스에 삽입되는 모습, (f) 케이스 내부에서 에어로졸과 분산용액이 혼합되는 모습, (g) 에어로졸과 분산용액이 혼합된 모습의 예를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 샘플링 장치(1000)를 이용하여 에어로졸을 샘플링하는 방법에는, 에어로졸이 에어로졸 샘플링 장치(1000)의 대전부(100)를 통해 하전(charging)되는 단계(S510), 하전된 에어로졸이 에어로졸 샘플링 장치(1000)의 채널부(300)를 통해 에어로졸 샘플링 장치(1000)의 집진부(200)로 유입되어 집진부(200)의 로드(210)에 포집되는 단계(S520), 로드(210)가 집진부(200)로부터 분리되는 단계(S530), 로드(210)가 분산용액이 포함된 케이스 내부로 삽입되는 단계(S540) 및 케이스에서 로드(210)에 포집된 에어로졸과 분산용액이 혼합되어 에어로졸이 수용액화되는 단계(S550)가 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대전부(100)에는 접지부(120) 및 에어로졸을 하전시키기 위한 전원이 공급되는 전원인가부(110)가 포함되고, 접지부(120)는 대전부(100)의 내벽면을 따라 형성되며, 전원인가부(110)는 대전부(100)의 일측을 관통하여 삽입됨으로써 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대전부(100)의 내부 공간으로 삽입되어 형성된 전원인가부(110)에는 돌출된 팁(111)이 포함되고, 돌출된 팁(111)은 도전성 물질로 제조되거나 도전성 물질로 코팅될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하전된 에어로졸이 집진부(200)의 로드(210)에 포집되는 단계(S520)에서는, 로드(210)에 하전된 에어로졸 중 사용자가 샘플링 하고자 하는 에어로졸과 반대 극성을 갖도록 전압이 인가되며, 정전기적 인력에 의해 샘플링 하고자 하는 에어로졸이 로드(210)에 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로드(210)에는 포집용 플레이트(211)가 추가로 장착 가능할 수 있다.
도 6의 (f)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로드(210)에 포집된 에어로졸과 분산용액의 혼합은 케이스에 초음파를 인가하거나 교반을 통해 이루어질 수 있다. 즉, 케이스 내부로 삽입된 로드(210)에 부착된 에어로졸은 초음파 인가 또는 교반에 의해 분산용액으로 떨어져나와 혼합되게 되고 이를 통해 사용자는 에어로졸을 수용액화하여 샘플링할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 전술한 바와 같이 로드에 포집된 에어로졸과 분산용액이 혼합되어 에어로졸이 수용액화되는 경우, 필터를 통해 에어로졸을 포집하여 샘플링하는 과정에서 발생하는 에어로졸의 손실을 최소화할 수 있으며, 용이하게 에어로졸을 샘플링할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법과 관련하여서는 전술한 장치에 대한 내용이 적용될 수 있다. 따라서, 방법과 관련하여, 전술한 장치에 대한 내용과 동일한 내용에 대하여는 설명을 생략하였다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 대전부
110: 전원인가부
111: 돌출된 팁
112: 전원인가부의 로드
120: 접지부
200: 집진부
210: 집진부의 로드
211: 포집용 플레이트
300: 채널부
1000: 에어로졸 샘플링 장치

Claims (12)

  1. 에어로졸 샘플링 장치에 있어서,
    상기 에어로졸을 하전(charging)시키기 위한 전원이 공급되는 전원인가부 및 접지부를 포함하는 대전부;
    상기 하전된 에어로졸을 포집하기 위한 로드를 포함하는 집진부; 및
    상기 에어로졸이 포함된 기체가 통과하는 채널부가 포함되고,
    상기 대전부 및 상기 집진부는 상기 채널부에 의해 연결되며,
    상기 접지부는 상기 대전부의 내벽면을 따라 상기 대전부의 내벽면과 일체로 형성되고, 상기 전원인가부는 상기 대전부의 상부를 관통하여 상기 대전부의 내부로 삽입됨으로써 형성되며,
    상기 전원인가부의 일단에는 상기 기체가 흐르는 방향에 맞추어 배치된 원추형의 돌출된 팁이 형성되고, 상기 돌출된 팁은 상기 접지부의 중심부와 이격되어 배치되며, 상기 돌출된 팁은 도전성 물질로 제조되거나 상기 도전성 물질로 코팅되어 상기 접지부와의 전압차를 통해 상기 에어로졸을 하전시키며,
    상기 로드는 상기 집진부의 내부 중심에 배치되며, 상기 채널부를 통해 상기 집진부로 유입되는 기체는 상기 집진부의 내부에서 상기 로드에 의해 스월(swirl)을 형성하고,
    상기 로드는 금속으로서 연마(polishing)되어 형성되고, 상기 로드에는 상기 하전된 에어로졸 중 사용자가 샘플링 하고자 하는 에어로졸과 반대 극성을 갖도록 전압이 인가되며, 정전기적 인력에 의해 상기 샘플링 하고자 하는 에어로졸이 상기 로드에 부착되며,
    상기 로드는 상기 집진부로부터 분리 또는 결합이 가능하고, 상기 로드의 측면 일 영역에는 디스크 형상의 포집용 플레이트가 추가로 장착 가능한 것을 특징으로 하는 에어로졸 샘플링 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
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  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 에어로졸 샘플링 장치를 이용하여 에어로졸을 샘플링하는 방법에 있어서,
    상기 에어로졸이 상기 에어로졸 샘플링 장치의 대전부를 통해 하전(charging)되는 단계;
    상기 하전된 에어로졸이 상기 에어로졸 샘플링 장치의 채널부를 통해 상기 에어로졸 샘플링 장치의 집진부로 유입되어 상기 집진부의 로드에 포집되는 단계;
    상기 로드가 상기 집진부로부터 분리되는 단계;
    상기 로드가 분산용액이 포함된 케이스 내부로 삽입되는 단계; 및
    상기 케이스에서 상기 로드에 포집된 에어로졸과 상기 분산용액이 혼합되어 상기 에어로졸이 수용액화되는 단계를 포함하되,
    상기 대전부에는 상기 에어로졸을 하전시키기 위한 전원이 공급되는 전원인가부 및 접지부가 포함되고, 상기 접지부는 상기 대전부의 내벽면을 따라 상기 대전부의 내벽면과 일체로 형성되고, 상기 전원인가부는 상기 대전부의 상부를 관통하여 상기 대전부의 내부로 삽입됨으로써 형성되며,
    상기 전원인가부의 일단에는 상기 에어로졸이 포함된 기체가 흐르는 방향에 맞추어 배치된 원추형의 돌출된 팁이 형성되고, 상기 돌출된 팁은 상기 접지부의 중심부와 이격되어 배치되며,
    상기 에어로졸이 하전되는 단계에서는, 도전성 물질로 제조되거나 상기 도전성 물질로 코팅된 돌출된 팁이 상기 접지부와의 전압차를 통해 상기 에어로졸을 하전시키며,
    상기 로드는 상기 집진부의 내부 중심에 배치되며, 상기 채널부를 통해 상기 집진부로 유입되는 기체는 상기 집진부의 내부에서 상기 로드에 의해 스월(swirl)을 형성하고,
    상기 하전된 에어로졸이 상기 집진부의 로드에 포집되는 단계에서는,
    상기 로드에 상기 하전된 에어로졸 중 사용자가 샘플링 하고자 하는 에어로졸과 반대 극성을 갖도록 전압이 인가되며, 정전기적 인력에 의해 상기 샘플링 하고자 하는 에어로졸이 상기 로드에 부착되며,
    상기 로드는 상기 집진부로부터 분리 또는 결합이 가능하고, 상기 로드의 측면 일 영역에는 디스크 형상의 포집용 플레이트가 추가로 장착 가능한 것을 특징으로 하는 에어로졸을 샘플링하는 방법.
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  12. 제7항에 있어서,
    상기 로드에 포집된 에어로졸과 상기 분산용액의 혼합은 상기 케이스에 초음파를 인가하거나 교반을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어로졸을 샘플링하는 방법.
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