KR102011999B1 - Total organic carbon measuring device with oxidation pre-treatment unit integral fluid movement system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 산화·전처리 장치 일체형 유체이동 시스템을 적용한 총유기탄소 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전처리 장치, 반응기, 다채널밸브, 펌프 등이 하나의 바디에 일체로 구성된 일체형 유체 이동 시스템을 이용하여 수중 유기탄소를 용이하게 측정할 수 있도록 한 산화·전처리 장치 일체형 유체이동 시스템을 적용한 총유기탄소 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a total organic carbon measuring apparatus applying the oxidation and pretreatment unit integrated fluid transfer system, and more particularly, to an integrated fluid transfer system in which a pretreatment unit, a reactor, a multi-channel valve, a pump, and the like are integrally formed in one body. The present invention relates to a total organic carbon measuring device using a fluid transfer system integrated with an oxidation / pretreatment device that enables easy measurement of organic carbon in water.
일반적으로, 유기물질을 측정하기 위하여 가장 대표적인 지표인 총 유기탄소는 유기물이 갖추고 있는 탄소의 양을 측정하여 파악할 수 있다.In general, the total organic carbon, which is the most representative indicator for measuring organic substances, can be determined by measuring the amount of carbon possessed by organic substances.
기존의 유기물질을 측정하는 방식에 사용되는 생물화학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소요구량(COD)은 유기물의 직접적인 양을 판단하기에 한계가 있어, 총 유기탄소 분석을 통해 판단할 수 있다.Biochemical oxygen demand (BOD) and chemical oxygen demand (COD), which are used in the existing methods of measuring organic substances, are limited in determining the direct amount of organic matter, and can be determined through total organic carbon analysis.
이에, 수질 분석 등을 위하여 유기물의 측정 지표로서, 가장 대표적인 지표인 총 유기탄소(유기물이 갖추고 있는 탄소의 양)를 정확하게 측정할 수 있는 장치가 요구되고 있다.Accordingly, an apparatus capable of accurately measuring total organic carbon (the amount of carbon included in organic matter), which is the most representative indicator, is required as an indicator of measurement of organic matter for water quality analysis and the like.
기존의 유기탄소 측정장치는 시료 내에 포함된 유기탄소 외에 불필요한 무기탄소를 제거해주는 전처리 장치와, 수중의 다양한 유기탄소 물질을 전부 이산화탄소와 물로 산화시키기 위한 산화장치 및 반응기와, 산화된 이산화탄소를 측정부로 이송시키기 위한 펌프 등이 별개의 부품으로 구성되어 상호 연결됨에 따라 그 부피 및 크기가 매우 크고, 특히 유기탄소 측정 과정이 복잡해질 수 밖에 없는 문제점이 있다.Conventional organic carbon measuring device is a pretreatment device that removes unnecessary inorganic carbon in addition to organic carbon contained in the sample, an oxidizer and reactor for oxidizing various organic carbon materials in water to carbon dioxide and water, and the oxidized carbon dioxide as a measuring unit As the pump and the like for transporting are composed of separate parts and interconnected, the volume and size thereof are very large, and in particular, there is a problem that the organic carbon measurement process has to be complicated.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 시료에 포함된 유기탄소 외의 무기탄소를 제거하는 전처리 장치와, 유기탄소의 산화를 위한 반응기 및 산화제 공급수단과, 시료 및 산화제 등을 선택하여 반응기로 공급하거나 반응기 내에서 산화되어 얻어진 유기탄소 만을 측정부로 이송시킬 수 있도록 한 다채널밸브 및 펌프 등이 하나의 바디에 일체로 구성된 일체형 유체 이동 시스템을 이용하여 수중 유기탄소를 정확하게 측정할 수 있도록 한 산화·전처리 장치 일체형 유체이동 시스템을 적용한 총유기탄소 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, a pretreatment apparatus for removing inorganic carbon other than the organic carbon contained in the sample, a reactor and oxidant supply means for the oxidation of the organic carbon, the sample and the oxidant Precise measurement of organic carbon in water using an integrated fluid transfer system consisting of a multi-channel valve and a pump that can be fed to the reactor or transported only the organic carbon obtained by oxidation in the reactor to the measuring unit. It is an object of the present invention to provide a total organic carbon measurement apparatus employing an oxidative and pretreatment unit integrated fluid transfer system.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 바디프레임; 상부에는 무기탄소 제거용 스파저 밸브가 연결되고, 하부에는 다채널 밸브와 연결되는 유입구가 형성되며, 내부에는 기공을 갖는 플런저가 승하강 가능하게 내설된 구조로 구비되어, 상기 바디프레임의 일측부에 장착되는 실린지 펌프형 전처리 반응기; 상기 실린지 펌프형 전처리 반응기의 아래쪽에 위치되며 상기 바디프레임의 일측부에서 장착되는 것으로서, 상기 실린지 펌프형 전처리 반응기의 유입구와 연통되는 출구포트 및 다수의 유체통로가 방사상으로 관통 형성된 중공형의 밸브 바디와, 상기 다수의 유체통로 중 하나를 출구포트와 일치시키는 다수의 유체안내통로가 형성된 구조로 구비되어 상기 밸브 바디 내에 회전 가능하게 내설되는 로터로 구성된 다채널 밸브; 상기 다채널 밸브의 유체통로들 중 제1유체통로에 연결되는 시료 저장조; 상기 다채널 밸브의 유체통로들 중 제2유체통로에 연결되는 산주입 저장통; 상기 다채널 밸브의 유체통로들 중 제4유체통로에 연결되는 산화제 주입 저장통; 상기 다채널 밸브의 유체통로들 중 제5유체통로에 연결되는 유기탄소 배출라인; 운반가스 공급수단의 출구로부터 연장되어 상기 유기탄소 배출라인에 연결되는 운반가스 주입라인; 상기 운반가스 주입라인으로부터 분기되어 상기 다채널 밸브의 유체통로들 중 제3유체통로에 연결되는 운반가스 주입 분기라인; 상기 유기탄소 배출라인의 말단부에 연결되어, 운반가스 공급수단으로부터의 운반가스와 함께 이송된 유기탄소를 산화시키는 UV 산화장치; 상기 UV산화장치의 출구에 연결되어 산화 처리된 유기탄소에 포함된 수분을 1차로 제거하는 수분제거장치; 상기 수분제거장치의 출구에 연결되어 수분만을 선택적으로 통과시키는 멤브레인을 이용하여 수분을 2차로 제거하는 가스 드라이 튜브; 및 상기 가스 드라이 튜브로부터 배출되는 유기탄소를 검출하는 비분산 적외선 검출기; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 산화·전처리 장치 일체형 유체이동 시스템을 적용한 총유기탄소 측정 장치를 제공한다.The present invention to achieve the above object is a body frame; The upper part is connected to the sparger valve for inorganic carbon removal, the lower part is formed with an inlet port connected to the multi-channel valve, the inside of the plunger having a pore is provided in a structure that is capable of lifting up and down, one side of the body frame A syringe pump type pretreatment reactor mounted on the; Located below the syringe pump type pretreatment reactor and mounted on one side of the body frame, an outlet port and a plurality of fluid passages communicating with the inlet of the syringe pump type pretreatment reactor are radially penetrated. A multi-channel valve comprising a valve body and a rotor having a structure in which a plurality of fluid guide passages matching one of the plurality of fluid passages with the outlet port are rotatably installed in the valve body; A sample reservoir connected to a first fluid passage among fluid passages of the multi-channel valve; An acid injection reservoir connected to a second fluid passage among the fluid passages of the multi-channel valve; An oxidant injection reservoir connected to a fourth fluid passage among the fluid passages of the multichannel valve; An organic carbon discharge line connected to a fifth fluid passage among the fluid passages of the multichannel valve; A carrier gas injection line extending from an outlet of a carrier gas supply means and connected to the organic carbon discharge line; A carrier gas injection branch line branched from the carrier gas injection line and connected to a third fluid passage among fluid passages of the multichannel valve; A UV oxidizer connected to the distal end of the organic carbon discharge line and oxidizing the organic carbon transferred together with the carrier gas from the carrier gas supply means; A water removal device connected to an outlet of the UV oxidation device to primarily remove water contained in the oxidized organic carbon; A gas dry tube connected to an outlet of the water removal device to remove water secondly by using a membrane selectively passing water only; And a non-dispersed infrared detector for detecting organic carbon discharged from the gas dry tube. It provides a total organic carbon measurement device applying the oxidation and pre-treatment device integrated fluid transfer system comprising a.
바람직하게는, 상기 플런저의 승하강을 위한 구동수단으로서 상기 바디프레임의 타측 상부에 스크류 모터가 장착되고, 바디프레임의 내측부에는 스크류 모터의 축과 벨트로 연결되어 회전하는 스크류가 장착되며, 상기 스크류에는 베어링 이송체가 승강 가능하게 스크류 체결되고, 상기 플런저의 상부에는 스크류를 따라 이송하는 베어링 이송체와 연결되는 승강 플레이트가 장착된 것을 특징으로 한다.Preferably, a screw motor is mounted on an upper portion of the other side of the body frame as a driving means for raising and lowering the plunger, and an inner portion of the body frame is mounted with a screw connected to a shaft and a belt of the screw motor to rotate the screw. It is characterized in that the bearing conveying body is screw-mounted to be able to lift, the lifting plate which is connected to the bearing conveying body for conveying along the screw is mounted on the upper portion of the plunger.
바람직하게는, 상기 다채널 밸브의 로터를 회전시키기 위한 구동수단으로서, 상기 바디프레임의 타측 하부에는 로터의 축과 연결되는 스텝모터가 장착된 것을 특징으로 한다.Preferably, the driving means for rotating the rotor of the multi-channel valve, characterized in that the lower side of the other side of the body frame is mounted with a step motor connected to the shaft of the rotor.
또한, 상기 운반가스 주입라인에는 유기탄소 배출라인으로 공급되는 운반가스를 일정한 양으로 조절하는 유량 조절기가 장착된 것을 특징으로 한다.In addition, the carrier gas injection line is characterized in that it is equipped with a flow regulator for adjusting the carrier gas supplied to the organic carbon discharge line in a certain amount.
또한, 상기 운반가스 주입라인과 상기 운반가스 주입 분기라인 간의 분기 지점에는 제1의 3방향 밸브가 장착된 것을 특징으로 한다.In addition, a branch point between the carrier gas injection line and the carrier gas injection branch line is characterized in that the first three-way valve is mounted.
또한, 상기 운반가스 주입라인과 상기 유기탄소 배출라인 간의 연결 지점에는 제2의 3방향 밸브가 장착된 것을 특징으로 한다.In addition, a second three-way valve is mounted at the connection point between the carrier gas injection line and the organic carbon discharge line.
또한, 상기 가스 드라이 튜브의 출구측에는 유기탄소가 비분산 적외선 검출기로 이송되는 것을 보조하기 위하여 에어를 송풍시키는 에어펌프가 연결된 것을 특징으로 한다.In addition, the outlet side of the gas dry tube is characterized in that the air pump for blowing the air is connected to assist in transporting the organic carbon to the non-dispersed infrared detector.
바람직하게는, 상기 수분제거장치는 상부에 유기탄소 유입구 및 배출구가 형성되고, 하부에는 수분 저장공간이 형성되며, 수분 저장공간의 상단부에는 오버플로어 배출구가 형성된 구조로 구비된 것임을 특징으로 한다.Preferably, the water removal device is characterized in that the organic carbon inlet and outlet is formed in the upper portion, the water storage space is formed in the lower portion, the upper portion of the water storage space is characterized in that the structure is provided with an overflow outlet.
특히, 상기 가스 드라이 튜브는 메인 파이프와, 메인 파이프의 내경부에 이격되게 삽입되는 멤브레인과, 메인파이프의 하단부에 형성된 수분 배출구로 구성되어, 유기탄소에 포함된 수분이 멤브레인을 통과하여 수분 배출구로 배출되도록 한 것임을 특징으로 한다.In particular, the gas dry tube is composed of a main pipe, a membrane spaced apart from the inner diameter of the main pipe, and a water outlet formed in the lower end of the main pipe, the water contained in the organic carbon passes through the membrane to the water outlet Characterized in that it is to be discharged.
바람직하게는, 상기 다채널 밸브의 유체통로들 중 제6유체통로 및 제7유체통로에는 유기탄소 측정농도 교정을 위한 시료액통이 연결되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the sixth fluid passage and the seventh fluid passage of the fluid passages of the multi-channel valve is characterized in that the sample liquid for the organic carbon measurement concentration calibration is connected.
상기한 과제 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.The present invention provides the following effects through the problem solving means described above.
첫째, 시료에 포함된 유기탄소 외의 무기탄소를 제거하는 전처리 장치와, 유기탄소의 산화를 위한 반응기와, 시료 및 산화제 등을 선택하여 반응기로 공급하거나 반응기 내에서 산화되어 얻어진 유기탄소 만을 측정부로 이송시킬 수 있도록 다채널밸브 및 펌프 등이 하나의 바디 프레임에 일체로 구성되도록 함으로써, 구성이 단순화됨과 함께 매우 컴팩트한 유기탄소 측정 어셈블리를 제공할 수 있다.First, a pretreatment apparatus for removing inorganic carbon other than organic carbon included in a sample, a reactor for oxidizing organic carbon, a sample and an oxidant, and the like are supplied to the reactor or only the organic carbon obtained by oxidation in the reactor is transferred to the measuring unit. Multi-channel valves and pumps, etc. can be integrated into one body frame so that the configuration can be simplified, and a very compact organic carbon measurement assembly can be provided.
둘째, 전처리 장치 및 반응기, 다채널밸브, 펌프 등이 하나의 바디 프레임에 일체로 구성된 상태에서 시료에 포함된 유기탄소 외의 무기탄소를 제거하는 전처리 과정과, 유기탄소의 산화를 위한 반응과, 산화되어 얻어진 유기탄소 만을 측정부로 펌핑 이송시키는 일련의 과정이 신속하게 이루어질 뿐만 아니라, 수중 유기탄소를 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.Second, the pretreatment process to remove inorganic carbon other than the organic carbon contained in the sample in a state in which the pretreatment device, the reactor, the multi-channel valve, the pump, etc. are integrally formed in one body frame, the reaction for oxidation of the organic carbon, and oxidation As a result, a series of processes of pumping and transporting only the obtained organic carbon to the measurement unit are quickly performed, and there is an advantage of accurately measuring the organic carbon in water.
도 1은 본 발명에 따른 산화·전처리 장치 일체형 유체이동 시스템을 적용한 총유기탄소 측정 장치를 도시한 전체 구성도,
도 2 내지 4는 본 발명에 따른 산화·전처리 장치 일체형 유체이동 시스템을 적용한 총유기탄소 측정 장치의 구성 중 실린지 펌프형 전처리 반응기 및 다채널 밸브가 하나의 바디 프레임에 장착된 것을 나타낸 사시도,
도 5는 시료 내의 무기탄소가 pH에 따라 다양한 형태로 존재함을 도시한 그래프.1 is an overall configuration diagram showing a total organic carbon measuring apparatus applying the oxidation and pretreatment device integrated fluid transfer system according to the present invention,
2 to 4 is a perspective view showing that the syringe pump type pretreatment reactor and the multi-channel valve is mounted on one body frame of the total organic carbon measurement apparatus to which the oxidation and pretreatment device integrated fluid transfer system according to the present invention is applied.
Figure 5 is a graph showing that the inorganic carbon in the sample in various forms depending on the pH.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 시료에 포함된 유기탄소 외의 무기탄소를 제거하는 전처리 장치와 반응기, 시료 및 산화제 등을 선택하여 반응기로 공급하거나 반응기 내에서 산화되어 얻어진 유기탄소 만을 측정부로 이송시키기 위한 다채널 밸브 및 펌프 등이 하나로 조합된 일체형 유체이동 시스템을 적용한 총유기탄소 측정장치를 제공하고자 한 점에 주안점이 있다.The present invention is a pre-treatment device for removing inorganic carbon other than the organic carbon contained in the sample and a multi-channel valve and pump for selecting and supplying the reactor, the sample and the oxidizing agent to the reactor or only the organic carbon obtained by oxidation in the reactor to the measurement unit The main point is to provide a total organic carbon measurement device using an integrated fluid transfer system combined with one back.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 산화·전처리 장치 일체형 유체이동 시스템을 적용한 총유기탄소 측정 장치를 도시한 전체 구성도이고, 첨부한 도 2 내지 4는 본 발명에 따른 산화·전처리 장치 일체형 유체이동 시스템을 적용한 총유기탄소 측정 장치의 구성 중 실린지 펌프형 전처리 반응기 및 다채널 밸브가 하나의 바디 프레임에 일체로 장착된 것을 나타내고, 도 1 내지 도 4에서 도면부호 100은 실린지 펌프형 전처리 반응기를 지시한다.FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a total organic carbon measuring apparatus applying the oxidation and pretreatment device integrated fluid movement system according to the present invention, and FIGS. 2 to 4 are attached to the oxidation and pretreatment device integrated fluid movement according to the present invention. The syringe pump type pretreatment reactor and the multi-channel valve are integrally mounted in one body frame in the configuration of the total organic carbon measuring device to which the system is applied. In FIG. 1 to FIG. 4,
상기 실린지 펌프형 전처리 반응기(100)는 시료에 포함된 유기탄소 외의 무기탄소를 제거하는 전처리 장치의 기능과, 전처리 과정에서의 산화제와의 반응을 위한 반응기 기능과, 유기탄소를 측정부로 펌핑 이송시키기 위한 펌프 기능이 통합된 구조로 구비된 것이다.The syringe pump
이를 위해, 상기 실린지 펌프형 전처리 반응기(100)는 도 1에서 보듯이 상부에 무기탄소 제거용 스파저 밸브(110)가 연결되고, 하부에는 다채널 밸브(120)의 출구포트(116)와 연결되는 유입구(102)가 형성되며, 내부에는 기공을 갖는 플런저(104)가 승하강 가능하게 내설된 구조로 구비된다.To this end, the syringe pump
이렇게 구비된 상기 실린지 펌프형 전처리 반응기(100)는 도 2 및 도 3에서 보듯이 바디프레임(10)의 일측 상부에 장착된다.The syringe pump
또한, 상기 바디프레임(10)의 일측 하단부에는 다채널 밸브(110)가 장착된다.In addition, a
이에, 상기 바디프레임(10)에 실린지 펌프형 전처리 반응기(100) 및 다채널 밸브(110)가 하나의 어셈블리를 이루며 일체로 장착되는 상태가 된다.Thus, the syringe pump
상기 다채널 밸브(110)는 크게 중공의 밸브 바디(112)와, 이 밸브 바디(112) 내에 회전 가능하게 내설되는 로터(118)로 구분된다.The
보다 상세하게는, 상기 다채널 밸브(110)의 밸브 바디(112)는 실린지 펌프형 전처리 반응기(100)의 유입구(102)와 연통되는 출구포트(116) 및 다수의 유체통로(114-1 ~ 114-n)가 방사상으로 관통 형성된 구조로 구비되고, 상기 로터(118)는 다수의 유체통로(114-1 ~ 114-n) 중 하나를 출구포트(116)와 일치시키는 다수의 유체안내통로가 내부에 형성된 구조로 구비되어 상기 밸브 바디(112) 내에 회전 가능하게 내설된다.More specifically, the
특히, 상기 로터(118)의 내부에는 밸브 바디(112)의 유체통로(114-1 ~ 114-n) 중 하나와 출구포트(116) 간을 일치시키는 다수의 유체안내통로(미도시됨)가 독립적인 경로로 형성되며, 이에 상기 로터(118)가 소정의 각도로 회전하면 밸브 바디(112)에 형성된 다수의 유체통로(114-1 ~ 114-n) 중 하나가 다수의 유체안내통로(미도시됨) 중 하나에 의하여 출구포트(116)와 일치되는 상태가 된다.In particular, the
한편, 상기 플런저(104)의 승하강을 위한 구동수단으로서, 도 4에서 보듯이 상기 바디프레임(10)의 타측 상부에는 스크류 모터(20)가 장착되고, 바디프레임(10)의 내측부에는 스크류 모터(20)의 축과 벨트로 연결되어 회전하는 스크류(24)가 장착되며, 또한, 상기 스크류(24)에는 베어링 이송체(22)가 승강 가능하게 스크류 체결되고, 상기 플런저(104)의 상부에는 스크류(24)를 따라 이송하는 베어링 이송체(22)와 연결되는 승강 플레이트(106)가 장착된다.On the other hand, as a driving means for the lifting and lowering of the
이에, 상기 스크류 모터(20)의 회전 구동에 의하여 스크류(24)가 회전하면, 스크류(24)를 따라 베어링 이송체(22)가 승강하는 동시에 베어링 이송체(22)와 연결된 승강 플레이트(106) 및 이 승강 플레이트(106)와 연결된 반응기(100)의 플런저(104)가 승강하게 된다.Thus, when the
이러한 플런저(104)의 상승시 마치 주사기의 유체를 흡입하는 작동과 같이 반응기(100) 내로 시료, 산, 산화제 등이 주입되고, 반면 플런저(104)의 하강시 반응기(100) 내의 유기탄소, 산화제 등이 가압 펌핑에 의하여 배출된다.When the
또한, 상기 다채널 밸브(110)의 로터(118)를 회전시키기 위한 구동수단으로서, 상기 바디프레임(10)의 타측 하부에는 로터(118)의 축과 연결되는 스텝모터(30)가 장착되며, 이 스텝모터(30)의 구동에 의하여 로터(118)가 소정의 각도로 각회전을 하게 된다.In addition, as a driving means for rotating the
이때, 상기 다채널 밸브(110)의 유체통로(114-1 ~ 114-n)들 중 제1유체통로(114-1)에는 유기탄소 측정대상물인 시료를 상기 반응기(100)로 공급하기 위하여 시료가 저장된 시료 저장조(120)가 연결된다.At this time, the first fluid passage (114-1) of the fluid passage (114-1 ~ 114-n) of the
또한, 상기 다채널 밸브(110)의 유체통로들(114-1 ~ 114-n) 중 제2유체통로(114-2)에는 폭기 반응을 통하여 시료의 pH를 조절하고자 시료에 산을 반응기(100)로 주입하기 위한 산주입 저장통(122)이 연결된다.In addition, the second fluid passage (114-2) of the fluid passages (114-1 ~ 114-n) of the
또한, 상기 다채널 밸브(110)의 유체통로들(114-1 ~ 114-n) 중 제4유체통로(114-4)에는 반응기(100) 내에 잔존하는 유기탄소를 산화시키기 위하여 산화제를 주입하기 위한 산화제 주입 저장통(124)이 연결된다.In addition, an oxidant is injected into the fourth fluid passage 114-4 among the fluid passages 114-1 through 114-n of the
또한, 상기 다채널 밸브(110)의 유체통로들(114-1 ~ 114-n) 중 제5유체통로(114-5)에는 산화제를 포함하는 유기탄소를 반응기(100)로부터 UV 산화장치(140)로 배출시키기 위한 유기탄소 배출라인(126)이 연결된다.In addition, among the fluid passages 114-1 to 114-n of the
이때, 상기 반응기(100)로부터 배출되는 유기탄소는 독립적으로 자체 이송이 원활하지 않으므로, 유기탄소를 이송시키기 위한 운반가스(N2 또는 에어졸)가 필요하다.In this case, since the organic carbon discharged from the
이에, 상기 유기탄소 배출라인(126)에는 운반가스 주입라인(132)이 연결되고, 운반가스 주입라인(132)의 선단부에는 운반가스를 제공하는 운반가스 공급수단(130)이 연결된다.Thus, a carrier
즉, 상기 운반가스 공급수단(130)의 출구로부터 연장되는 운반가스 주입라인(132)이 유기탄소 배출라인(126)에 연결된다.That is, the carrier
특히, 상기 운반가스 주입라인(132)에는 상기 다채널 밸브(110)의 유체통로들(114-1 ~ 114-n) 중 제3유체통로(114-3)에 연결되는 운반가스 주입 분기라인(134)이 분기 연결되고, 상기 운반가스 주입라인(132)과 상기 운반가스 주입 분기라인(134) 간의 분기 지점에는 제1의 3방향 밸브(138)가 장착된다.In particular, the carrier
이에, 상기 제1의 3방향 밸브(138)가 운반가스 주입 분기라인(134)으로 오픈 작동됨과 함께 운반가스 공급수단(130)으로부터의 운반가스가 운반가스 주입라인(132)으로부터 분기된 운반가스 주입 분기라인(134)을 따라 다채널 밸브(110)의 유체통로들(114-1 ~ 114-n) 중 제3유체통로(114-3)를 통하여 반응기(100) 내로 공급될 수 있고, 이어서 반응기(100) 내의 플런저(104) 하강에 의하여 산화제를 포함하는 유기탄소가 운반가스에 의하여 유기탄소 배출라인(126)으로 용이하게 배출되며 이송될 수 있다.Accordingly, the first three-
한편, 상기 유기탄소 배출라인(126)의 말단부에는 운반가스 공급수단(130)으로부터의 운반가스와 함께 이송된 유기탄소를 산화시키는 UV 산화장치(140)가 연결된다.On the other hand, the
이때, 상기 운반가스 주입라인(132)에는 유기탄소 배출라인(126)으로 공급되는 운반가스를 일정한 양으로 조절하는 유량 조절기(136)가 장착되고, 상기 운반가스 주입라인(132)과 상기 유기탄소 배출라인(126) 간의 연결 지점에는 제2의 3방향 밸브(128)가 장착된다.At this time, the carrier
이에, 상기 제2의 3방향 밸브(128)가 UV 산화장치(140) 쪽으로 오픈되면 상기 반응기(100)로부터 배출되는 유기탄소가 유기탄소 배출라인(126)을 거쳐 UV 산화장치(140)로 용이하게 공급될 수 있다.Accordingly, when the second three-
바람직하게는, 상기 UV 산화장치(140)로 공급되는 유기탄소를 이송시키는 운반가스의 양이 부족할 경우 상기 제2의 3방향 밸브(128)가 운반가스 공급수단(130)으로부터 연장된 운반가스 주입라인(132) 쪽으로 오픈되어 운반가스가 유기탄소 배출라인(126)으로 더 공급되도록 함으로써, 유기탄소가 운반가스에 의하여 UV 산화장치(140)로 용이하게 공급될 수 있다.Preferably, when the amount of the carrier gas for transporting the organic carbon supplied to the
이때, 상기 유량 조절기(136)는 유기탄소 배출라인(126)으로 공급되는 운반가스의 양을 PID 제어(Proportional Integral Derivation Control)에 의하여 일정한 양(기준 양)으로 조절하게 된다.At this time, the
이에, 상기 UV 산화장치(140)로 산화제와 함게 공급된 유기탄소가 UV 산화장치(140)에 의하여 산화 처리된다.Thus, the organic carbon supplied with the oxidant to the
참고로, 총 유기탄소 물질은 다양한 형태로 존재하게 되는데 측정을 위해서는 하나의 형태로 변화시켜야 하므로 이를 위해 산화를 시키게 되는데, 산화를 거치면 수중의 다양한 유기탄소 물질은 전부 이산화탄소와 물로 산화되고, 이 산화된 이산화탄소의 양은 수중에 존재하는 유기탄소의 양과 비례하게 되며, 이러한 원리를 통해 수중의 총 유기탄소농도를 정량할 수 있다. For reference, the total organic carbon materials exist in various forms, but for measurement, they need to be changed into one form, so that they are oxidized for this purpose. After oxidation, various organic carbon substances in water are all oxidized to carbon dioxide and water. The amount of carbon dioxide produced is proportional to the amount of organic carbon present in the water, and this principle can be used to quantify the total organic carbon concentration in the water.
따라서, 유기탄소 산화를 위해서는 유기탄소 물질의 결합을 파괴하는 강력한 산화력을 가진 에너지가 필요하여, 상기 UV 산화장치(140)가 사용되는 것이다.Therefore, in order to oxidize the organic carbon, energy having a strong oxidizing power for breaking the bond of the organic carbon material is required, and thus, the
이때, 상기 UV 산화장치(40)에서 산화를 거친 후 운반기체를 통해 이송되는 이산화탄소(유기탄소)는 단순히 이산화탄소 뿐만 아니라 수분이 함께 섞여 비분산 적외선 검출기(170)로 이송되는 바, 이러한 수분은 측정 결과에 영향을 끼치거나 검출기에 응축되어 고장을 발생시키는 원인이 되기도 하므로, 비분산 적외선 검출기(170)로 이동되기 전에 2단계를 거쳐 수분 제거가 이루어지게 된다.At this time, the carbon dioxide (organic carbon) to be transported through the carrier gas after oxidation in the UV oxidizer 40 is not only carbon dioxide but also moisture is mixed together and transferred to the non-dispersed
이를 위해, 상기 UV 산화장치(140)의 출구에 산화 처리된 유기탄소에 포함된 수분을 1차로 제거하는 수분제거장치(150)가 연결되고, 상기 수분제거장치(150)의 출구에는 수분만을 선택적으로 통과시키는 멤브레인(162)을 이용하여 수분을 2차로 제거하는 가스 드라이 튜브(160)가 연결된다.To this end, a
보다 상세하게는, 상기 수분제거장치(150)는 상부에 유기탄소 유입구(152) 및 배출구(154)가 형성되고, 하부에는 수분 저장공간(156)이 형성되며, 수분 저장공간(156)의 상단부에는 오버플로어 배출구(158)가 형성된 구조로 구비되어, 유기탄소 유입구(152) 및 배출구(154)를 통하여 유기탄소가 운반가스와 함께 통과할 때, 수분이 낙하하여 1차로 제거되며 수분 저장공간(156)에 저장되고, 저장된 수분이 일정량 이상되면 오버플로어 배출구(158)를 통해 배출된다.In more detail, the
또한, 상기 가스 드라이 튜브(160)는 메인 파이프(164)와, 메인 파이프(164)의 내경부에 이격되게 삽입되는 멤브레인(162)과, 메인파이프(164)의 하단부에 형성된 수분 배출구(166)로 구성되어, 유기탄소에 포함된 수분만이 멤브레인(162)을 통과하여 수분 배출구(166)로 2차로 제거되며 배출된다.In addition, the gas
이렇게 수분이 제거된 유기탄소는 가스 드라이 튜브(160)로부터 배출되어 유기탄소를 검출하는 비분산 적외선 검출기(170)로 이송된 후, 유기탄소인 이산화탄소량이 측정된다.The organic carbon thus removed is discharged from the gas
여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 총유기탄소 측정 장치에 대한 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같다.Here, looking at the operating flow for the total organic carbon measuring device of the present invention made of the above configuration are as follows.
먼저, 상기 스텝모터(30)를 구동시켜서 다채널 밸브(110)의 로터(118)를 각회전시켜서, 상기 다채널 밸브(110)의 밸브 바디(112)에 형성된 유체통로(114-1 ~ 114-n)들 중 제1유체통로(114-1)가 로터(118)의 다수의 유체안내통로(미도시됨) 중 하나에 의하여 출구포트(116)와 일치되는 상태가 되도록 한다.First, the fluid passages 114-1 to 114 formed in the
이때, 상기 다채널 밸브(110)의 유체통로(114-1 ~ 114-n)들 중 제1유체통로(114-1)에는 유기탄소 측정대상물인 시료가 저장된 시료 저장조(120)가 연결된 상태이다.At this time, the first reservoir passage (114-1) of the fluid passage (114-1 ~ 114-n) of the
이어서, 상기 스파저 밸브(110)를 오픈시킨 상태에서 상기 스크류 모터(20)를 정방향으로 회전 구동시킴으로써, 스크류 모터(20)의 구동시 스크류(24)가 자전하는 동시에 스크류(24)를 따라 베어링 이송체(22)가 승강하게 되고, 이 베어링 이송체(22)와 연결된 승강 플레이트(106) 및 이 승강 플레이트(106)와 연결된 실린지 펌프형 전처리 반응기(100) 내의 플런저(104)가 상승하게 된다.Subsequently, by rotating the
이에, 상기 플런저(104)의 상승에 의하여 마치 주사기로 유체를 흡입하는 동작과 같이 상기 시료 저장조(120) 내의 시료가 제1유체통로(114-1) 및 출구포트(116)를 통과하여 상기 실린지 펌프형 전처리 반응기(100) 내에 충진된다.Accordingly, the sample in the
이때, 상기 실린지 펌프형 전처리 반응기(100)는 세라믹 재질의 원통형 몸체와 그 내부의 플런저(104)로 구성되며, 시료와 몸체 내부를 완전 압착시켜 리크를 없앨 수 있도록 테프론 재질의 에너자이즈드 링이 플런저(104)의 외경에 장착된다.At this time, the syringe pump-
바람직하게는, 상기 실린지 펌프형 전처리 반응기(100)는 세라믹 재질의 원통형 몸체의 외경부에는 히터(미도시됨)를 장착하여 고온 고압 산화장치로의 사용이 가능하고, 이를 통하여 추가적인 산화장치 없이 시료에 대한 산화를 동시에 진행할 수 있다. Preferably, the syringe pump
한편, 시료(수중)에 유기탄소 측정을 위해서는 방해 물질인 무기탄소를 제거해야 한다.On the other hand, in order to measure the organic carbon in the sample (in water), it is necessary to remove the inorganic carbon as an interfering substance.
즉, 수중의 무기탄소는 총 3가지 형태로서, 중탄산 이온(H++HCO3-), 탄산 이온(2H++CO3-), 이산화탄소 등으로 존재하게 되며, 중탄산 이온(H++HCO3-) 및 탄산 이온(2H++CO3-)과 같은 무기탄소는 유기탄소 측정에 방해 물질로 작용하게 되므로, 시료(수중)에 유기탄소 측정을 위해서는 방해 물질인 무기탄소를 반드시 제거해야 한다.That is, the inorganic carbon in the water in total three forms, it is present as bicarbonate ions (H + + HCO 3- ), carbonate ions (2H + + CO 3- ), carbon dioxide, etc., bicarbonate ions (H + + HCO 3 Inorganic carbon such as-) and carbonate ions (2H ++ CO 3- ) act as an interfering substance in the measurement of organic carbon, so it is necessary to remove the inorganic carbon as an interfering substance in order to measure the organic carbon in the sample (in water).
도 5를 참조하면, 무기탄소 제거를 위해서 수중의 pH를 2이하로 낮추면 수중의 모든 이온 형태(중탄산 이온(H++HCO3-) 및 탄산 이온(2H++CO3-)과 같은 무기탄소)는 전부 이산화탄소 분자로 변하게 되고, 이 변화된 무기탄소를 폭기시키게 되면 전부 대기 중으로 제거되고, 수중에는 유기탄소 물질만 잔류하게 된다. Referring to FIG. 5, when the pH of the water is lowered to 2 or less to remove inorganic carbon, inorganic ions such as all ionic forms (bicarbonate ions (H ++ HCO 3 −) and carbonate ions (2H ++ CO 3 −) in water ) Are all converted into carbon dioxide molecules, and when the aerated inorganic carbon is aerated, all are removed to the atmosphere, and only organic carbon remains in the water.
이에, 상기 반응기(100)로 pH 조절을 위한 산을 주입한다.Thus, the acid is injected into the
이를 위해, 상기 스텝모터(30)를 구동시켜서 다채널 밸브(110)의 로터(118)를 각회전시켜서, 상기 다채널 밸브(110)의 밸브 바디(112)에 형성된 유체통로(114-1 ~ 114-n)들 중 제2유체통로(114-2)가 로터(118)의 다수의 유체안내통로(미도시됨) 중 하나에 의하여 출구포트(116)와 일치되는 상태가 되도록 한다.To this end, by driving the
연이어, 상기와 같이 플런저(104)를 더 상승시키면 마치 주사기로 유체를 흡입하는 동작과 같이 상기 산주입 저장통(122) 내의 산이 제2유체통로(114-2) 및 출구포트(116)를 통과하여 상기 실린지 펌프형 전처리 반응기(100) 내에 충진된다.Subsequently, when the
이에, 상기 반응기(100) 내의 시료가 폭기 반응을 통하여 시료의 pH가 2이하로 조절됨과 함께 시료의 모든 이온 형태(중탄산 이온(H++HCO3-) 및 탄산 이온(2H++CO3-)과 같은 무기탄소)는 전부 이산화탄소 분자로 변하게 되고, 이 변화된 무기탄소가 폭기 반응에 의하여 전부 대기 중으로 제거되고, 시료에는 유기탄소 물질만 잔류하게 된다.Thus, the pH of the sample is adjusted to 2 or less through the aeration reaction of the sample in the
이때, 폭기 반응에 의하여 제거된 무기탄소는 플런저(104)에 달려 있는 튜브및 오픈 상태의 스파저 밸브(110)를 통하여 대기 중으로 배출된다.At this time, the inorganic carbon removed by the aeration reaction is discharged into the atmosphere through the tube and the
한편, 상기 반응기(100) 내에 잔존하는 총 유기탄소는 다양한 형태로 존재하게 되는데 측정을 위해서는 하나의 형태로 변화시켜야 하므로 이를 위해 산화를 시켜야 하고, 산화를 거치면 수중의 다양한 유기탄소 물질은 전부 이산화탄소와 물로 산화되며, 이 산화된 이산화탄소의 양은 수중에 존재하는 유기탄소의 양과 비례하게 되며, 이러한 원리를 통해 수중의 총 유기탄소농도를 정량할 수 있다.On the other hand, the total organic carbon remaining in the
이에, 상기 반응기(100) 내에 잔존하는 총 유기탄소를 UV 산화장치(140)로 배출시키기 전에 산화를 위한 산화제를 주입한다.Thus, before discharging the total organic carbon remaining in the
이를 위해, 상기 스텝모터(30)를 구동시켜서 다채널 밸브(110)의 로터(118)를 각회전시켜서, 상기 다채널 밸브(110)의 밸브 바디(112)에 형성된 유체통로(114-1 ~ 114-n)들 중 제4유체통로(114-4)가 로터(118)의 다수의 유체안내통로(미도시됨) 중 하나에 의하여 출구포트(116)와 일치되는 상태가 되도록 한다.To this end, by driving the
따라서, 상기와 같이 플런저(104)를 더 상승 구동시키면 산화제 주입 저장통(124)에 저장된 산화제가 제4유체통로(114-4) 및 출구포트(116)를 통하여 반응기(100) 내로 주입된다.Accordingly, when the
다음으로, 상기 반응기(100) 내에 잔존하는 유기탄소 및 산화제를 유기탄소 산화를 위해서 상기 UV 산화장치(140)로 배출 이송시킨다.Next, the organic carbon and the oxidant remaining in the
하지만, 상기 반응기(100)로부터 배출되는 유기탄소는 독립적으로 자체 이송이 원활하지 않으므로, 유기탄소를 이송시키기 위한 운반가스(N2 또는 에어졸)가 필요하다.However, since the organic carbon discharged from the
이를 위해, 상기와 같이 제1의 3방향 밸브(138)를 운반가스 주입 분기라인(134)으로 오픈 작동시킴과 함께 상기 스텝모터(30)를 구동시켜서 다채널 밸브(110)의 로터(118)를 각회전시켜서, 상기 다채널 밸브(110)의 밸브 바디(112)에 형성된 유체통로(114-1 ~ 114-n)들 중 제3유체통로(114-3)가 로터(118)의 다수의 유체안내통로(미도시됨) 중 하나에 의하여 출구포트(116)와 일치되도록 한 다음, 운반가스 공급수단(130)으로부터의 운반가스가 운반가스 주입라인(132)으로부터 분기된 운반가스 주입 분기라인(134)을 따라 다채널 밸브(110)의 유체통로들(114-1 ~ 114-n) 중 제3유체통로(114-3)를 통하여 반응기(100) 내로 공급되도록 한다.To this end, the first three-
다음으로, 상기 반응기(100) 내의 산화제를 포함하는 유기탄소가 산화제 운반가스를 매개로 UV 산화장치(140)로 이동되도록 한다.Next, the organic carbon including the oxidant in the
이를 위해, 상기 스텝모터(30)를 구동시켜서 다채널 밸브(110)의 로터(118)를 각회전시켜서, 상기 다채널 밸브(110)의 유체통로들(114-1 ~ 114-n) 중 유기탄소 배출라인(126)와 연결된 제5유체통로(114-5)가 출구포트(116)와 일치되도록 한다.To this end, the
이어서, 상기 상기 스크류 모터(20)를 역방향으로 회전 구동시킴으로써, 스크류 모터(20)의 구동에 의하여 스크류(24)가 자전하는 동시에 스크류(24)를 따라 베어링 이송체(22) 및 이와 연결된 승강 플레이트(106), 이 승강 플레이트(106)와 연결된 실린지 펌프형 전처리 반응기(100) 내의 플런저(104)가 하강하게 된다.Subsequently, by rotating the
연이어, 상기 반응기(100) 내의 플런저(104) 하강에 의한 가압 펌핑 작용에 의하여 산화제를 포함하는 유기탄소가 운반가스에 의하여 유기탄소 배출라인(126)으로 용이하게 배출되어 UV 산화장치(140)로 이송되어진다.Subsequently, the organic carbon containing the oxidant is easily discharged to the organic
한편, 상기와 같이 운반가스 주입라인(132)에는 유기탄소 배출라인(126)으로 공급되는 운반가스를 일정한 양으로 조절하는 유량 조절기(136)가 장착되고, 상기 운반가스 주입라인(132)과 상기 유기탄소 배출라인(126) 간의 연결 지점에는 제2의 3방향 밸브(128)가 장착된다.On the other hand, as described above, the carrier
이에, 상기 UV 산화장치(140)로 공급되는 유기탄소를 이송시키는 운반가스의 양이 부족할 경우 상기 제2의 3방향 밸브(128)가 운반가스 공급수단(130)으로부터 연장된 운반가스 주입라인(132) 쪽으로 오픈되어 운반가스가 유기탄소 배출라인(126)으로 더 공급되도록 함으로써, 유기탄소가 운반가스에 의하여 UV 산화장치(140)로 용이하게 공급될 수 있다.Thus, when the amount of the carrier gas for transporting the organic carbon supplied to the
이때, 상기 유량 조절기(136)는 유기탄소 배출라인(126)으로 공급되는 운반가스의 양을 PID 제어(Proportional Integral Derivation Control)에 의하여 일정한 양(기준 양)으로 조절하게 된다.At this time, the
다음으로, 상기 UV 산화장치(140)로 산화제와 함게 공급된 유기탄소가 UV 산화장치(140)에 의하여 산화 처리된다.Next, the organic carbon supplied with the oxidant to the
상기 UV 산화장치(140)는 시료 내 총 유기탄소를 산화시키는 역할을 하는 것으로서, 그 내부에 UV 램프가 장착되고, 주변이 유리 외벽을 통해 감싸여진 구조로 구비됨으로써, 시료가 UV 램프와 유리외벽 사이를 통과하게 된다. The
이때, 상기 UV 산화장치(140)의 구성 중 UV 램프와 외벽의 사이 거리는 UV 램프의 파장 에너지를 최고로 받을 수 있는 최적의 간격으로 설계되어 있어 유기탄소를 산화시키기 위한 최고의 직접 접촉 방식을 가지며, 파장은 산화력이 높은 185nm, 254nm 두 파장이 동시에 발생하여 UV 에너지는 물론 오존을 형성시켜 오존에 의한 추가적인 산화력을 얻을 수 있다.At this time, the distance between the UV lamp and the outer wall of the configuration of the
이에, 상기 UV 산화장치(140)를 거치면 유기탄소 물질은 전부 이산화탄소와 물로 산화되고, 이 산화된 이산화탄소의 양은 시료에 존재하는 유기탄소의 양과 비례하게 되며, 이러한 원리를 통해 수중의 총 유기탄소농도를 정량화시킬 수 있다.Thus, when the
한편, 상기 UV 산화장치(140)에서 산화를 거친 후 운반기체를 통해 이송되는 이산화탄소(유기탄소)는 단순히 이산화탄소 뿐만 아니라 수분이 함께 섞여 비분산 적외선 검출기(170)로 이송되는 바, 이러한 수분은 측정 결과에 영향을 끼치거나 검출기에 응축되어 고장을 발생시키는 원인이 되기도 하므로, 비분산 적외선 검출기(170)로 이동되기 전에 2단계를 거쳐 수분 제거가 이루어지게 된다.On the other hand, carbon dioxide (organic carbon) that is transported through the carrier gas after oxidation in the
이를 위해, 상기 수분제거장치(150)의 유기탄소 유입구(152) 및 배출구(154)를 통하여 유기탄소가 운반가스와 함께 통과할 때, 수분이 수분 저장공간(156)으로 낙하하여 1차로 제거되고, 저장된 수분이 일정량 이상되면 오버플로어 배출구(158)를 통해 배출된다.To this end, when the organic carbon passes along with the carrier gas through the
이어서, 상기 수분제거장치(150)를 통과한 유기탄소가 가스 드라이 튜브(160)의 메인 파이프(164) 내의 멤브레인(162) 내부를 통과하는 바, 유기탄소에 포함된 수분만이 멤브레인(162)을 통과하여 수분 배출구(166)로 배출되며 2차로 제거된다.Subsequently, the organic carbon passing through the
이렇게 수분이 제거된 유기탄소는 가스 드라이 튜브(160)로부터 배출되어 유기탄소를 검출하는 비분산 적외선 검출기(170)로 이송된 후, 유기탄소인 이산화탄소량이 측정된다.The organic carbon thus removed is discharged from the gas
이때, 상기 가스 드라이 튜브(160)의 출구측에는 유기탄소가 비분산 적외선 검출기(170)로 이송되는 것을 보조하기 위하여 에어를 송풍시키는 에어펌프(172)가 연결되는 바, 이 에어펌프(172)의 송풍력에 의하여 유기탄소가 용이하게 비분산 적외선 검출기(170)를 통과하게 된다.In this case, an
상기 비분산 적외선 검출기(170)는 산화로 발생된 이산화탄소를 측정할 수 있는 검출방식으로서 비분산 적외선 방식(NDIR, Non-dispersive infrared absorption)을 갖는 것으로서, 산화로 인하여 생성된 이산화탄소를 검출하는 장치로서, 크게 적외선 파장의 빛을 조사하는 광원과, 가스가 통과할 수 있는 유로, 그리고 적외선 파장을 검출할 수 있는 검출부로 구성되며, 이산화탄소만을 선택적으로 검출이 가능하여 넓은 영역에서 활용이 가능한 장점이 있다.The non-dispersive
이에, 상기 비분산 적외선 검출기(170)의 광원에서 조사되는 적외선 영역의 특정파장은 측정 기체(유기탄소)에 있는 이산화탄소 분자를 만나 흡수하게 되고, 그리하여 최종적으로 검출기(170)에서 검출되는 신호 값은 이산화탄소 농도에 반비례한 결과를 나타나며, 이러한 원리를 바탕으로 정량화된 총유기탄소 농도가 용이하게 측정된다.Accordingly, the specific wavelength of the infrared region irradiated from the light source of the non-dispersion
한편, 상기 다채널 밸브(110)의 유체통로들(114-1 ~ 114-n) 중 제6유체통로(114-6) 및 제7유체통로(114-7)에는 각각 유기탄소 측정농도 교정을 위하여 TOC 농도가 다른 시료가 저장된 시료액통(125)이 연결된다.On the other hand, the sixth fluid passage (114-6) and the seventh fluid passage (114-7) of the fluid passages (114-1 ~ 114-n) of the
따라서, 상기 시료액통(125)에 저장된 시료를 상기와 같은 과정을 통하여 순환시키면서 미리 시료 내의 유기탄소를 측정하여 기준 측정농도를 맞추어 놓을 수 있고, 이후에 실제 시료 내의 유기탄소를 측정할 때 위의 기준 측정농도와 비교하여 현재 측정 농도의 수준이 정확한 지 여부를 판단할 수 있고, 정확하지 않을 경우 유기탄소 측정 보정을 실시할 수 있게 해준다.Therefore, while circulating the sample stored in the sample
이상에서 본 바와 같이, 시료에 포함된 유기탄소 외의 무기탄소를 제거하는 전처리 장치와, 유기탄소의 산화를 위한 반응기와, 시료 및 산화제 등을 선택하여 반응기로 공급하거나 반응기 내에서 산화되어 얻어진 유기탄소 만을 측정부로 이송시킬 수 있도록 한 펌프 등을 상기한 바와 같이 하나의 바디 프레임(10)에 장착되는 실린지 펌프형 전처리 반응기(100) 및 다채널 밸브(110)로 통합시킴으로써, 유기탄소 측정을 위한 구성의 단순화를 실현함과 함께 매우 컴팩트한 유기탄소 측정 어셈블리를 제공할 수 있다.As seen above, a pretreatment apparatus for removing inorganic carbon other than organic carbon contained in a sample, a reactor for oxidizing organic carbon, a sample and an oxidant, and the like are supplied to the reactor or obtained by oxidizing in the reactor. By incorporating a pump or the like capable of transferring only the measurement unit to the syringe pump
또한, 상기 실린지 펌프형 전처리 반응기(100) 및 다채널 밸브(110)가 하나의 바디프레임(10)에 일체호 장착됨으로써, 시료에 포함된 유기탄소 외의 무기탄소를 제거하는 전처리 과정과, 유기탄소의 산화를 위한 반응과, 산화되어 얻어진 유기탄소 만을 측정부로 펌핑 이송시키는 일련의 과정이 신속하게 이루어질 뿐만 아니라, 수중 유기탄소를 정확하게 측정할 수 있다.In addition, the syringe pump-
한편, 스크류(24)의 둘레에는 금속표면의 부식현상을 방지하기 위하여 부식방지도포층이 도포될 수 있으며, 이러한 부식방지도포층은, 구아나디노 벤조이미다졸 20중량%, 옥시카르복시산엽 15중량%, 이미다졸린 티온 10중량%, 하프늄 15중량%, 유화몰리브덴(MoS2) 10중량%, 산화알루미늄 25중량%, 디글리시딜 아닐린 5중량%로 구성되며, 코팅두께는 7㎛로 형성할 수 있다.On the other hand, the anti-corrosion coating layer may be applied to the periphery of the
구아나디노 벤조이미다졸, 옥시카르복시산엽, 이미다졸린 티온 및 디글리시딜 아닐린은 부식 방지 및 변색 방지 등의 역할을 한다.Guanadino benzoimidazole, oxycarboxylic acid leaf, imidazoline thione, and diglycidyl aniline serve as corrosion protection and discoloration prevention.
하프늄은 내부식성이 있는 전이 금속원소로서 뛰어난 방수성, 내식성 등을 갖도록 역할을 한다.Hafnium is a corrosion-resistant transition metal element that serves to have excellent waterproofness and corrosion resistance.
유화몰리브덴은 코팅피막의 표면에 습동성과 윤활성 등을 부여하는 역할을 한다.Molybdenum emulsion plays a role of imparting slidability and lubricity to the surface of the coating film.
산화알루미늄은 내화도 및 화학적 안정성 등을 목적으로 첨가된다.Aluminum oxide is added for the purpose of fire resistance, chemical stability, and the like.
상기 구성 성분의 비율 및 코팅 두께를 상기와 같이 수치한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 부식방지 효과를 나타내었다.The reason for limiting the numerical value of the ratio and the coating thickness of the components as described above, the inventors analyzed through the test results several times, showed the optimum anti-corrosion effect at the ratio.
또한, 베어링 이송체(22)에는 오염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 오염 방지도포용 조성물이 도포된 오염방지도포층이 형성될 수 있다.In addition, the
상기 오염 방지 도포용 조성물은 암포디글리시네이트 및 솔비톨 에스테르가 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 암포디글리시네이트와 솔비톨 에스테르의 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이다.The antifouling coating composition includes ampodiglycinate and sorbitol ester in a 1: 0.01 to 1: 2 molar ratio, and the total content of ampodiglycinate and sorbitol ester is 1 to 10% by weight based on the total aqueous solution. to be.
상기 암포디글리시네이트 및 솔비톨 에스테르는 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 베어링 이송체(22)의 도포성이 저하되거나 도포 후에 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다.The ampodiglycinate and sorbitol esters are preferably in a molar ratio of 1: 0.01 to 1: 2. When the molar ratio is out of the above range, the applicability of the bearing
상기 암포디글리시네이트 및 솔비톨 에스테르는 전제 조성물 수용액중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 베어링 이송체(22)의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기 쉽다.1 to 10% by weight of the ampodiglycinate and sorbitol esters in the total composition aqueous solution are preferred. If less than 1% by weight, the applicability of the bearing
한편, 본 오염 방지 도포용 조성물을 베어링 이송체(22) 상에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 베어링 이송체(22) 상의 최종 도포막 두께는 500 ~ 2000Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1000 ~ 2000 Å이다. 상기 도포막의 두께가 500 Å미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2000 Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.On the other hand, it is preferable to apply | coat by the spray method as a method of apply | coating this antifouling coating composition on the
또한, 본 오염 방지 도포용 조성물은 암포디글리시네이트 0.1 몰 및 솔비톨 에스테르 0.05몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.In addition, the present antifouling coating composition may be prepared by adding 0.1 mol of ampodiglycinate and 0.05 mol of sorbitol ester to 1000 ml of distilled water, followed by stirring.
그리고, 제2의 3방향 밸브(128)와 유기탄소 배출라인(126)의 연결부위에는 기밀방지용 패킹이 구비될 수 있으며, 이 패킹의 원료 함량비는 고무 60중량%, 카아본블랙 33~36중량%, 산화방지제 2~5중량%, 촉진제인 유황 1~3중량%를 혼합한다.And, the connection portion of the second three-
카아본블랙은 내마모성을 증대시키는 것이므로 이를 첨가하되, 함유량이 33중량% 미만이면, 탄성과 내마모성이 줄어들며, 36중량%가 초과 되면 주 성분인 고무의 함량이 상대적으로 적게 되어 탄성력이 떨어질 우려가 있으므로, 33~36중량%를 혼합한다.Carbon black is added to increase the wear resistance, but if the content is less than 33% by weight, the elasticity and abrasion resistance is reduced, if the content exceeds 36% by weight, the rubber content of the main component is relatively small, there is a fear that the elastic force is lowered , 33 to 36% by weight.
산화방지제는 3C (N-PHENYL-N'-ISOPROPYL- P-PHENYLENEDIAMINE) 또는 RD(POLYMERIZED 2,2,4-TRIMETHYL-1,2- DIHYDROQUINOLINE)을 선택하여 2~5중량%를 첨가하는 것으로, 2중량% 미만이면, 제품이 산화가 되기 쉽고, 너무 많이 첨가하여 5중량%를 초과하면, 주 성분인 고무의 함량이 상대적으로 적게 되어 탄성력이 떨어질 우려가 있으므로, 또한 산화방지제의 가격이 비싸기 때문에 2~5중량%가 적정하다.Antioxidants add 2 to 5% by weight of 3C (N-PHENYL-N'-ISOPROPYL-P-PHENYLENEDIAMINE) or RD (
촉진제인 유황은 1~3중량%를 혼합한다. 1 중량% 미만은 성형시 가열공정에서 가황작용 효과가 미미하므로, 1 중량% 이상을 첨가한다. 3중량%를 초과하면, 주 성분인 고무의 함량이 상대적으로 적게 되어 탄성력이 떨어질 우려가 있으므로, 1 ~ 3중량%가 적정하다.Sulfur, an accelerator, is mixed with 1-3 wt%. Less than 1% by weight is a slight vulcanization effect in the heating step during molding, so 1% by weight or more is added. If it exceeds 3% by weight, the content of rubber, which is a main component, is relatively low, and there is a possibility that the elastic force may drop, so 1 to 3% by weight is appropriate.
따라서 본 발명은 여러 방향에 탄성을 갖는 합성고무로 보강되므로 패킹의 탄성, 인성 및 강성이 증대되므로 내구성이 향상되며, 이에 따라 패킹의 수명이 증대된다.Therefore, since the present invention is reinforced with synthetic rubber having elasticity in various directions, the elasticity, toughness and rigidity of the packing are increased, so that durability is improved, thereby increasing the life of the packing.
10 : 바디프레임 20 : 스크류 모터
22 : 베어링 이송체 24 : 스크류
30 : 스텝모터 100 : 실린지 펌프형 전처리 반응기
102 : 유입구 104 : 플런저
106 : 승강 플레이트 108 : 스파저 밸브
110 : 다채널 밸브 112 : 밸브 바디
114-1 ~ 114-n : 다수의 유체통로
114-1 : 제1유체통로 114-2 : 제2유체통로
114-3 : 제3유체통로 114-4 : 제4유체통로
114-5 : 제5유체통로 114-6 : 제6유체통로
114-7 : 제7유체통로 116 : 출구포트
118 : 로터 120 : 시료 저장조
122 : 산주입 저장통 124 : 산화제 주입 저장통
125 : 시료액통 126 : 유기탄소 배출라인
128 : 제2의 3방향 밸브 130 : 운반가스 공급수단
132 : 운반가스 주입라인 134 : 운반가스 주입 분기라인
136 : 유량 조절기 138 : 제1의 3방향 밸브
140 : UV 산화장치 150 : 수분제거장치
152 : 유기탄소 유입구 154 : 유기탄소 배출구
156 : 수분 저장공간 158 : 오버플로어 배출구
160 : 가스 드라이 튜브 162 : 멤브레인
164 : 메인파이프 166 : 수분 배출구
170 : 비분산 적외선 검출기 172 : 에어펌프10: body frame 20: screw motor
22: bearing carrier 24: screw
30: step motor 100: syringe pump type pretreatment reactor
102: inlet 104: plunger
106: elevating plate 108: sparger valve
110: multi-channel valve 112: valve body
114-1 to 114-n: Multiple fluid passages
114-1: First fluid passage 114-2: Second fluid passage
114-3: Third fluid passage 114-4: Fourth fluid passage
114-5: 5th fluid passage 114-6: 6th fluid passage
114-7: 7th fluid passage 116: exit port
118: rotor 120: sample reservoir
122: acid injection reservoir 124: oxidant injection reservoir
125: sample liquid container 126: organic carbon discharge line
128: second three-way valve 130: carrier gas supply means
132: carrier gas injection line 134: carrier gas injection branch line
136: flow regulator 138: first three-way valve
140: UV oxidation device 150: Moisture removal device
152: organic carbon inlet 154: organic carbon outlet
156: water storage 158: overflow outlet
160: gas dry tube 162: membrane
164: main pipe 166: water outlet
170: non-dispersive infrared detector 172: air pump
Claims (4)
상부에는 무기탄소 제거용 스파저 밸브(108)가 연결되고, 하부에는 다채널 밸브(110)와 연결되는 유입구(102)가 형성되며, 내부에는 기공을 갖는 플런저(104)가 승하강 가능하게 내설된 구조로 구비되어, 상기 바디프레임(10)의 일측부에 장착되는 실린지 펌프형 전처리 반응기(100);
상기 실린지 펌프형 전처리 반응기(100)의 아래쪽에 위치되며 상기 바디프레임(10)의 일측부에서 장착되는 것으로서, 상기 실린지 펌프형 전처리 반응기(100)의 유입구(102)와 연통되는 출구포트(116) 및 다수의 유체통로(114-1 ~ 114-n)가 방사상으로 관통 형성된 중공형의 밸브 바디(112)와, 상기 다수의 유체통로(114-1 ~ 114-n) 중 하나를 출구포트(116)와 일치시키는 다수의 유체안내통로가 내부에 형성된 구조로 구비되어 상기 밸브 바디(112) 내에 회전 가능하게 내설되는 로터(118)를 포함하는 다채널 밸브(110);
상기 다채널 밸브(110)의 유체통로(114-1 ~ 114-n)들 중 제1유체통로(114-1)에 연결되는 시료 저장조(120);
상기 다채널 밸브(110)의 유체통로들(114-1 ~ 114-n) 중 제2유체통로(114-2)에 연결되는 산주입 저장통(122);
상기 다채널 밸브(110)의 유체통로들(114-1 ~ 114-n) 중 제4유체통로(114-4)에 연결되는 산화제 주입 저장통(124);
상기 다채널 밸브(110)의 유체통로들(114-1 ~ 114-n) 중 제5유체통로(114-5)에 연결되는 유기탄소 배출라인(126);
운반가스 공급수단(130)의 출구로부터 연장되어 상기 유기탄소 배출라인(126)에 연결되는 운반가스 주입라인(132);
상기 운반가스 주입라인(132)으로부터 분기되어 상기 다채널 밸브(110)의 유체통로들(114-1 ~ 114-n) 중 제3유체통로(114-3)에 연결되는 운반가스 주입 분기라인(134);
상기 유기탄소 배출라인(126)의 말단부에 연결되어, 운반가스 공급수단(130)으로부터의 운반가스와 함께 이송된 유기탄소를 산화시키는 UV 산화장치(140);
상기 UV 산화장치(140)의 출구에 연결되어 산화 처리된 유기탄소에 포함된 수분을 1차로 제거하는 수분제거장치(150);
상기 수분제거장치(150)의 출구에 연결되어 수분만을 선택적으로 통과시키는 멤브레인(162)을 이용하여 수분을 2차로 제거하는 가스 드라이 튜브(160); 및
상기 가스 드라이 튜브(160)로부터 배출되는 유기탄소를 검출하는 비분산 적외선 검출기(170)를 포함하여 구성되고;
상기 플런저(104)의 승하강을 위한 구동수단으로서, 상기 바디프레임(10)의 타측 상부에 스크류 모터(20)가 장착되고, 바디프레임(10)의 내측부에는 스크류 모터(20)의 축과 벨트로 연결되어 회전하는 스크류(24)가 장착되며,
상기 스크류(24)에는 베어링 이송체(22)가 승강 가능하게 스크류 체결되고, 상기 플런저(104)의 상부에는 스크류(24)를 따라 이송하는 베어링 이송체(22)와 연결되는 승강 플레이트(106)가 장착되고;
상기 다채널 밸브(110)의 로터(118)를 회전시키기 위한 구동수단으로서, 상기 바디프레임(10)의 타측 하부에는 로터(118)의 축과 연결되는 스텝모터(30)가 장착된 것을 특징으로 하는 산화·전처리 장치 일체형 유체이동 시스템을 적용한 총유기탄소 측정 장치.
Body frame 10;
The inorganic carbon removal sparger valve 108 is connected to the upper part, and an inlet port 102 is formed to be connected to the multi-channel valve 110 at the lower part, and a plunger 104 having pores therein can be lifted and lowered. It is provided in a structure, the syringe pump type pretreatment reactor (100) mounted on one side of the body frame (10);
Located at the bottom of the syringe pump type pretreatment reactor 100 and mounted at one side of the body frame 10, an outlet port communicating with the inlet 102 of the syringe pump type pretreatment reactor 100 ( 116 and the hollow valve body 112 through which the plurality of fluid passages 114-1 through 114-n are radially penetrated, and one of the plurality of fluid passages 114-1 through 114-n as an outlet port. A multi-channel valve (110) including a rotor (118) rotatably installed in the valve body (112) provided with a structure formed therein with a plurality of fluid guide passages coinciding with 116;
A sample reservoir 120 connected to the first fluid passage 114-1 of the fluid passages 114-1 to 114-n of the multi-channel valve 110;
An acid injection reservoir 122 connected to the second fluid passage 114-2 of the fluid passages 114-1 to 114-n of the multichannel valve 110;
An oxidant injection reservoir 124 connected to the fourth fluid passage 114-4 of the fluid passages 114-1 through 114-n of the multichannel valve 110;
An organic carbon discharge line 126 connected to the fifth fluid passage 114-5 among the fluid passages 114-1 through 114-n of the multichannel valve 110;
A carrier gas injection line 132 extending from an outlet of the carrier gas supply unit 130 and connected to the organic carbon discharge line 126;
A carrier gas injection branch line branched from the carrier gas injection line 132 and connected to the third fluid passage 114-3 of the fluid passages 114-1 to 114-n of the multichannel valve 110 ( 134);
A UV oxidizer 140 connected to the distal end of the organic carbon discharge line 126 to oxidize the organic carbon transferred together with the carrier gas from the carrier gas supply unit 130;
A water removal device 150 connected to the outlet of the UV oxidation device 140 to primarily remove moisture contained in the oxidized organic carbon;
A gas dry tube 160 connected to an outlet of the water removing device 150 to remove water secondly using a membrane 162 selectively passing water only; And
And a non-dispersive infrared detector (170) for detecting organic carbon emitted from the gas dry tube (160);
As a driving means for raising and lowering the plunger 104, the screw motor 20 is mounted on the other side of the body frame 10, the shaft and the belt of the screw motor 20 on the inner side of the body frame 10 Is equipped with a rotating screw (24),
A bearing carrier 22 is screwed to the screw 24 so as to be lifted and lowered, and an elevating plate 106 connected to the bearing carrier 22 for feeding along the screw 24 to the upper portion of the plunger 104. Is mounted;
As a driving means for rotating the rotor 118 of the multi-channel valve 110, the other side lower portion of the body frame 10 is characterized in that the step motor 30 is connected to the shaft of the rotor 118 is mounted Total organic carbon measuring device using an oxidative pretreatment device integrated fluid transfer system.
상기 운반가스 주입라인(132)에는 유기탄소 배출라인(126)으로 공급되는 운반가스를 일정한 양으로 조절하는 유량 조절기(136)가 장착되고;
상기 운반가스 주입라인(132)과 상기 운반가스 주입 분기라인(134) 간의 분기 지점에는 제1의 3방향 밸브(138)가 장착되며;
상기 운반가스 주입라인(132)과 상기 유기탄소 배출라인(126) 간의 연결 지점에는 제2의 3방향 밸브(128)가 장착되고;
상기 가스 드라이 튜브(160)의 출구측에는 유기탄소가 비분산 적외선 검출기(170)로 이송되는 것을 보조하기 위하여 에어를 송풍시키는 에어펌프(172)가 연결되며;
상기 수분제거장치(150)는 상부에 유기탄소 유입구(152) 및 배출구(154)가 형성되고, 하부에는 수분 저장공간(156)이 형성되며, 수분 저장공간(156)의 상단부에는 오버플로어 배출구(158)가 형성된 구조로 구비되고;
상기 가스 드라이 튜브(160)는 메인 파이프(164)와, 메인 파이프(164)의 내경부에 이격되게 삽입되는 멤브레인(162)과, 메인파이프(164)의 하단부에 형성된 수분 배출구(166)로 구성되어, 유기탄소에 포함된 수분이 멤브레인(162)을 통과하여 수분 배출구(166)로 배출되도록 하며;
상기 다채널 밸브(110)의 유체통로들(114-1 ~ 114-n) 중 제6유체통로(114-6) 및 제7유체통로(114-7)에는 유기탄소 측정농도 교정을 위한 시료액통(125)이 연결되는 것을 특징으로 하는 산화·전처리 장치 일체형 유체이동 시스템을 적용한 총유기탄소 측정 장치.The method according to claim 1,
The carrier gas injection line 132 is equipped with a flow regulator 136 for controlling the carrier gas supplied to the organic carbon discharge line 126 in a predetermined amount;
A first three-way valve (138) is mounted at a branch point between the carrier gas injection line (132) and the carrier gas injection branch line (134);
A second three-way valve 128 is mounted at a connection point between the carrier gas injection line 132 and the organic carbon discharge line 126;
An air pump 172 is connected to an outlet side of the gas dry tube 160 to blow air to assist the organic carbon to be transferred to the non-dispersed infrared detector 170;
The moisture removal device 150 has an organic carbon inlet 152 and an outlet 154 formed at the upper portion, a water storage space 156 is formed at the bottom, and an overflow outlet (top) at the upper end of the water storage space 156. 158 is provided in a formed structure;
The gas dry tube 160 includes a main pipe 164, a membrane 162 inserted into an inner diameter portion of the main pipe 164, and a water outlet 166 formed at a lower end of the main pipe 164. To pass through the membrane 162 to the water outlet 166;
The sixth fluid passage (114-6) and the seventh fluid passage (114-7) of the fluid passages (114-1 ~ 114-n) of the multi-channel valve 110 for the sample liquid reservoir for calibration of the organic carbon measurement concentration Total organic carbon measurement device to which the fluid transfer system integrated with the oxidation and pretreatment device, characterized in that the 125 is connected.
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