KR102024191B1 - 가스절약형 수분제거장치 및 이를 이용한 수분제거방법 - Google Patents

가스절약형 수분제거장치 및 이를 이용한 수분제거방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스절약형 수분제거장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 농경지에서 발생되는 가스의 성분 분석시, 나피온(Nafion) 막을 이용한 수분제거장치를 통과하면서 수분이 제거된 가스를 재사용하는 가스절약형 수분제거장치에 관한 것이다.
특히, 본 발명에 따르면, 나피온 막의 외부로 빠져나오는 수분의 제거를 위하여 공급되는 건조 공기(질소 또는 드라이에어) 로 상기 제습이 완료된 시료(분석이 완료된 시료)를 사용함으로써, 추가적으로 사용되는 가스의 사용량을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 잦은 가스공급수단의 교체 등의 번거로움을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

가스절약형 수분제거장치 및 이를 이용한 수분제거방법{A moisture removal apparatus for saving the amount of gas and method using the same}
본 발명은 가스절약형 수분제거장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 농경지에서 발생되는 가스의 성분 분석시, 나피온(Nafion) 막을 이용한 수분제거장치를 통과하면서 수분이 제거된 가스를 재사용하는 가스절약형 수분제거장치에 관한 것이다.
지구온난화(Global warming)란, 지구 표면의 평균온도가 상승하는 현상으로 땅이나 물에 있는 생태계가 변화하거나 해수면이 올라가서 해안선이 달라지는 등 기온이 올라감에 따라 발생하는 문제를 포함한다.
이러한 현대 온난화의 원인은 온실가스의 증가에 있다고 보는 견해가 지배적이다. 산업 발달에 따라 석유와 석탄 같은 화석연료를 사용하고 농업 발전을 통해 숲이 파괴되면서 온실효과의 영향이 커졌다는 의견이 다수이다.
온난화 현상을 일으키는 데에는 수증기가 가장 큰 역할을 하고 있지만, 가장 중요한 요인으로 꼽히는 온실가스는 이산화탄소가 대표적이며, 이외에도 아산화질소, 염화플루오린화탄소(프레온, CFC), 메탄 등이 온실효과를 일으키는 기체로 널리 알려져 있다.
상기한 온실가스 중 아산화질소 및 메탄은 화석연료를 태울 때에도 발생하지만, 농작물에 살포되는 비료나 농작물이 분해될 때에도 발생하게 된다. 예를 들어, 온실가스 기여도를 이산화탄소 1이라고 했을 때, 메탄은 약 23배, 아산화질소는 약 300배 수준이다. 따라서, 농경지의 대표적인 온실가스인 메탄과 아산화질소의 발생량을 파악하는 것은 매우 중요하다고 할 수 있다.
이와 관련하여, 일반 대기 중에 메탄은 약 2ppm, 아산화질소는 약 320ppb 가 존재하며, 이를 일반 측정센서를 이용하여 분석하는 것은 매우 어려운 일이다. 분석에는 일반적으로 가스크로마토그래프가 사용되며, 메탄은 GC-FID(GC with Flame Lonization Detector), 아산화질소는 GC-ECD(GC-Electron Capture Detector)가 사용된다.
그러나, 토양에서 발생되는 가스는 일정량의 수분을 포함하고 있는데, 이 수분이 분석용 분리관으로 유입될 경우 장기적으로 분석에 상당한 영향을 미칠 수 있으며, 구체적으로, GC 분석에서 바탕선(base line)의 증가는 물론 분석시간의 불안정성 등을 증가시켜 가스 발생량의 정확한 파악을 어렵게 한다.
따라서, 농경지에서 발생되는 가스의 성분 분석시, 수분을 용이하게 제거하기 위하여 나피온 건조기(Nafion drayer)을 이용한 수분제거장치가 개발되어왔다. 한편, 상기 나피온 건조기는 나피온 막(Nafion mebrane)을 포함하는 것으로, 수분이 포함된 시료가 나피온 막을 통과할 때, 시료 성분은 그대로 통과하며 수분만을 배출시켜주는 원리를 이용한 막이다(도 1 참조).
그러나, 상기 나피온 건조기는 막의 외부로 빠져나오는 수분의 제거를 위해 별도의 고순도 질소나 드라이에어 가스 등을 공급해 주어야 한다. 이러한 경우, 현장용 분석장비는 대부분 무인 온라인 자동화 시스템으로 구성되어 있어 가스소모가 많은 경우 이를 주기적으로 교체해 주어야 하는 번거로움과 경제성 그리고 연구원의 투입과 같이 생산성이 많이 떨어지게 되는 문제점이 있다.
따라서, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 수분제거장치의 개발이 필요한 실정이다.
한국 등록특허 제10-0992876호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 농경지에서 발생되는 가스의 성분 분석시, 시료의 수분을 용이하게 제거할 수 있는 수분제거장치를 제공하고자 한다. 특히, 나피온 막의 외부로 빠져나오는 수분의 제거를 위해 공급되는 질소 또는 드라이에어 가스소모를 감소시킬 수 있는 가스절약형 수분제거장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에서,
시료가 저장되는 시료저장부;
상기 시료저장부로부터 시료가 이송되어 시료 내부의 수분이 외부의 건조 가스와 열교환되어 시료 중의 수분이 외부로 배출되도록 하되, 상기 건조 가스가 주입되는 가스 주입구가 형성된 제습부;
제습이 완료된 시료를 흡입하여 시료의 성분을 분석하는 분석부; 및
상기 분석부와 가스 주입구를 서로 연결하여, 제습이 완료된 시료를 상기 제습부로 순환시키는 순환관;을 포함하는 수분제거장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서,
분석하고자 하는 시료를 제습부로 공급하는 단계;
제습이 완료된 시료를 분석부에서 분석하는 단계;
분석이 완료된 시료를 상기 제습부의 가스 주입구로 공급하여 순환시키는 단계;를 포함하며,
상기 분석이 완료된 시료는 상기 제습부에서 퍼지 가스로 사용되는 것을 특징으로 하는 수분제거방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수분제거장치는 제습이 완료된 시료를 제습부로 순환시킴으로써 제습시 추가적으로 사용되는 가스의 사용량을 줄일 수 있는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 나피온 막의 외부로 빠져나오는 수분의 제거를 위하여 공급되는 건조 공기(질소 또는 드라이에어) 로 상기 제습이 완료된 시료(분석이 완료된 시료)를 사용함으로써, 추가적으로 사용되는 가스의 사용량을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 잦은 가스공급수단의 교체 등의 번거로움을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 나피온(Nafion) 건조기(수분제거장치)의 수분 배출 과정을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수분제거장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수분제거장치의 제습부에서 나피온(Nafion) 막의 수분 배출 과정을 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수분제거장치의 개념도이다.
본 발명은 가스절약형 수분제거장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 농경지에서 발생되는 가스의 성분 분석시, 나피온(Nafion) 막을 이용한 수분제거장치를 통과하면서 수분이 제거된 가스를 재사용하는 가스절약형 수분제거장치에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 일 실시예에서,
시료가 저장되는 시료저장부;
상기 시료저장부로부터 시료가 이송되어 시료 내부의 수분이 외부의 건조 가스와 열교환되어 시료 중의 수분이 외부로 배출되도록 하되, 상기 건조 가스가 주입되는 가스 주입구가 형성된 제습부;
제습이 완료된 시료를 흡입하여 시료의 성분을 분석하는 분석부; 및
상기 분석부와 가스 주입구가 연결되어, 제습이 완료된 시료를 상기 제습부로 순환시키는 순환관;을 포함하는 수분제거장치를 제공한다.
상기 순환관은 분석부에서 분석이 완료된 시료 내의 수분을 감지하는 수분센서부; 및 상기 수분센서부에서 측정되는 신호에 따라 상기 제습이 완료된 시료를 순환관을 통해 상기 제습부로 유입되도록 하거나 외부로 배출되도록 하는 가스배출수단;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 순환관은 상기 가스 주입구의 순환관과 연결되는 부분에 설치되는 밸브; 및 상기 밸브에 연결되어 건조가스를 공급하는 가스공급수단;를 추가로 포함하며, 상기 수분센서부의 신호에 따라서 상기 제습이 완료된 시료를 상기 제습부로 유입되도록 하거나 상기 가스공급수단의 건조가스를 상기 제습부로 유입하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 수분센서부는 상기 제습이 완료된 시료 내의 상대습도가 50% 미만인 경우, 상기 제습이 완료된 시료를 제습부로 공급할 수 있으며, 상기 제습이 완료된 시료 내의 상대습도가 50% 이상인 경우, 상기 제습이 완료된 시료를 가스배출수단을 통해 외부로 배출되며, 상기 가스공급수단의 건조 건조 가스를 제습부로 유입할 수 있다.
이때, 상기 제습부는 나피온 건조기일 수 있다.
아울러, 본 발명은 일 실시예에서,
분석하고자 하는 시료를 제습부로 공급하는 단계;
제습이 완료된 시료를 분석부에서 분석하는 단계;
분석이 완료된 시료를 상기 제습부의 가스 주입구로 공급하여 순환시키는 단계;를 포함하며,
상기 분석이 완료된 시료는 상기 제습부에서 퍼지 가스로 사용되는 것을 특징으로 하는 수분제거방법을 제공한다.
특히, 수분센서부에서 분석이 완료된 시료 내의 수분의 상대습도를 측정하여, 상기 제습이 완료된 시료를 순환관을 통해 상기 제습부로 유입되도록 하거나 외부로 배출되도록 하며, 상기 수분센서부의 신호에 따라서 상기 제습이 완료된 시료를 상기 제습부로 유입되도록 하거나 상기 가스공급수단의 건조가스를 상기 제습부로 유입할 수 있다.
본 발명에서 “제습”이라 함은 농경지(논, 밭, 과수원 등)에서 발생하는 가스 등을 모니터링하기 위하여 저장된 시료에 있는 수증기의 절대량을 제거하는 것을 의미한다.
한편, “시료”라 함은 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부에서 분석하고자 하는 가스를 의미하는 것으로, 논, 밭, 과수원 등의 농경지에서 발생하는 가스를 의미할 수 있다. 구체적으로, 농경지의 온실가스를 측정하기 위한 가스로, 메탄, 아산화질산 등을 포함하는 가스를 의미할 수 있다.
본 발명에서 “제습이 완료된 시료”는 상기 농경지에서 발생하는 가스 등을 모니터링하기 위하여 저장된 시료가 제습과정을 거친 후의 시료를 의미하는 것으로, 상기 시료에 있는 수증기의 절대량이 제거된 시료, 즉 수분이 제거된 시료를 의미한다.
아울러, “분석이 완료된 시료”는 상기 제습이 완료된 시료를 분석부로 공급한 후의 시료를 의미하는 것으로, 농경지에서 발생하는 가스를 제습한 후, 상기 제습이 완료된 제습이 완료된 시료의 성분 분석을 실시한 시료를 의미한다.
한편, 본 발명에서 “건조 가스”는 제습부에 주입되는 가스를 의미하는 것으로, 상기 건조 가스는 건조하고자 하는 시료와 열교환되어 시료중의 수분이 외부로 배출되도록 하는 가스를 의미한다. 특히, 본 발명에서 건조 가스는 제습부의 가스 주입구를 통해서 주입되는 가스를 의미하며, 이는 제습 및 분석이 완료된 시료가 순환되어 제습부로 공급되는 가스를 의미할 수 있으며, 외부의 가스공급수단에서 공급하는 건조가스(질소 또는 드라이에어 가스)를 의미할 수 있다.
본 발명에서 “퍼지 가스(purge gas)”는 제습부에서 시료 내부의 수분이 외부의 건조 가스와 열교환되어 시료 중의 수분이 외부로 배출될 때 사용하는 가스를 의미하는 것으로, 통상적으로는 가스 스팀, 질소, 공기 등을 사용할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 제습부에서 건조 가스와 열교환되어 시료 중의 수분이 외부로 배출될 때 순화류 중의 불요 성분이 축적되는 것을 방지하기 위하여 순환료의 일부를 간헐적 또는 방출시키는 과정을 퍼지라 하고, 퍼지에 의해 방출되는 기체를 퍼지 가스라 한다.
본 발명에서 “상대 습도(relative humidity)”라 함은 공기 속의 수증기 압력이 현재 기압의 포화 증기압의 몇%에 해당하는가를 나타내는 수치를 의미하는 것으로, 통상적으로 말하는 습도는 이것을 가리킬 수 있다. 공기 속의 수증기 압력을 P, 그 온도에서의 포화 증기압을 P 0 으로 하면 상대 습도는 (P/P0)×100[%]일 수 있다. 특히, 본 발명에서는 순환관을 통과하는 제습이 완료된 시료 내의 습도를 상대습도라 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적 이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석 되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 발명으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석 되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수분제거장치의 개념도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수분제거장치의 제습부에서 나피온(Nafion) 막의 수분 배출 과정을 도시한 개념도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수분제거장치의 개념도이다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 수분제거장치를 상세히 설명한다.
본 발명은 가스절약형 수분제거장치(10)에 관한 것으로, 농경지에서 발생되는 가스의 성분 분석시, 나피온(Nafion) 막을 이용한 제습부(200)를 통과하면서 수분이 제거된 가스를 재사용하는 가스절약형 수분제거장치(10)에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 나피온 막의 외부로 빠져나오는 수분의 제거를 위하여 공급되는 건조 공기(질소 또는 드라이에어) 로 상기 제습이 완료된 시료(분석이 완료된 시료)를 사용함으로써, 추가적으로 사용되는 가스의 사용량을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 잦은 가스공급수단의 교체 등의 번거로움을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
즉, 상기 제습이 완료된 시료를 다시 제습부(200)로 공급함으로써, 상기 제습이 완료된 시료는 일종의 퍼지 가스(gurge gas)역할을 할 수 있는 것이다.
본 발명의 수분제거 장치는 시료저장부(100), 제습부(200), 분석부(300), 수분측정부(400) 및 순환관(500)을 포함하여 구성된다. 한편, 순환관(500)은 제습부(200)로부터 유출되는 시료를 다시 제습부(200)로 공급하기 위한 관으로, 분석부(300)와 수분센서부(400)는 상기 순환관(500)과 연통되어 설치될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 수분제거장치(10)는
시료가 저장되는 시료저장부(100);
상기 시료저장부(100)로부터 시료가 이송되어 시료 내부의 수분이 외부의 건조 가스와 열교환되어 시료 중의 수분이 외부로 배출되도록 하되, 상기 건조 가스가 주입되는 가스 주입구(210)가 형성된 제습부(200);
제습이 완료된 시료를 흡입하여 시료의 성분을 분석하는 분석부(300); 및
상기 분석부(300)와 가스 주입구(210)가 연결되어, 제습이 완료된 시료를 상기 제습부(200)로 순환시키는 순환관(500);을 포함하여 구성된다.
시료저장부(100)는 분석 등의 작업을 위하여 시료가 저장되는 공간이다. 구체적으로, 논, 밭, 과수원 등의 농경지에서 발생하는 가스를 포집하고, 상기 포집한 가스를 저장하는 공간을 의미할 수 있으며, 농경지에서 가스를 포집하고 저장하기 용이한 형태라면 어떠한 형태여도 무관하며, 통상적으로 사용되는 시료저장부(100)를 사용할 수 있다.
시료저장부(100)로부터 공급되는 시료는 제습부(200)를 통과하게 되는데, 상기 제습부(200)는 이송된 시료와 공급되는 건조 가스가 열교환되어 시료 중의 수분이 외부로 배출되도록 함으로써 수분을 제거하는 장치로서, 상기 제습부(200)의 구체적인 예로서, 건조 공기를 이용하는 나피온 건조장치(Nafion dryer) 일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수분제거장치(10)의 제습부(200)에서 나피온(Nafion) 막의 수분 배출 과정을 도시한 개념도이다.
도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제습부(200)(또는 나피온 건조장치)를 설명하면, 나피온 건조장치는 건조 가스를 공급하여 이송된 시료(농경지에서 발생하는 가스)가 열교환되어 시료 내부의 수분이 외부로 배출되도록 하는 장치이며, 상기 온도를 조절하는 수분제거수단은 이중관 형태의 공간을 시료가 통과하도록 하고 외부에서 냉각함으로써 수분이 하부에 포집되도록 하고 포집된 수분이 일정량 이상이거나 특정 시간마다 밸브를 개방하여 수분이 배출되도록 하는 장치일 수 있다.
여기서, 수분을 포함한 공기는 상기 가스 주입구(210)와 이격되어 형성되어 있는 가스 배출구(220)를 통해 배출된다.
한편, 상기 제습부(200)에 열교환하기 위하여 공급되는 건조 가스는 외부의 가스공급수단(520)으로부터 공급되거나 또는 후술하게되는 제습이 완료된 가스를 순환시켜 공급할 수 있다. 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
아울러, 상기 제습부(200)에서 건조한 시료는 분석부(300)로 이송되며, 상기 시료를 분석부(300)로 공급하기 위하여 제습부(200)의 후단에 흡입펌프가 형성될 수 있으며, 추가적으로 제습부(200)가 더 구비되는 경우에, 상기 흡입펌프는 최종 제습부(200)와 분석부(300) 사이에 형성될 수 있다.
상기 흡입펌프는 흡입압력이 항상 작용하는 것이 아니므로, 분석부(300)로 공급되는 시료의 공급량에 오류가 발생될 수 있으므로, 상기 흡입펌프 후단에는 레귤레이터가 구비되어 상기 분석부(300)로 공급되는 시료의 공급 압력을 일정하게 할 수 있다.
또한, 유량제어수단을 포함할 수 있으며, 상기 유량제어수단은 분석부(300)로 공급되는 시료량을 제어하는 구성으로, 분석부(300) 전단에 위치하며, MFC(Mass Flow Control)의 다양한 종류가 이용될 수 있다. 이로써, 분석부(300)에 공급되는 시료의 양을 일정하게 조절함으로써 분석 오류를 방지하여 분석의 신뢰성을 높이고 연속 분석이 가능할 수 있다.
아울러, 분석부(300)의 내부에는 GC(Gas Ghromatograph), TGA(Trace Gas Analyzer)가 설치되어 이송되는 시료(가스) 속에 포함된 온실가스의 종류와 양을 분석할 수 있다.
특히, 분석부(300)로 이송되는 시료는 수분이 제거된 제습이 완료된 시료로 분석의 불안정성 등을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
GG는 기체 크로마토그래피(Ghromatography)법을 이용하여 여러 화합물들이 혼합되어 있는 가스를 분석하는 것으로서, 칼럼을 이용하여 시간에 따라 혼합물을 각각의 구성 성분들로 분리한다. 그리고, 그 분리된 각각의 화합물을 다양한 검출기로 측정하여 농도를 계산하는 기기이다. 칼럼을 이용하여 분리하는 시간이 필요하기 때문에 GC는 실시간 분석에 사용될 수는 없지만, 수동 및 자동분석이 모두 가능하고, 분석하는데 필요한 샘플량이 적기 때문에 활용도가 높다.
기체 크로마토그래피 분석법에 적합하기 위해서는 화합물이 충분한 휘발성과 열적 안정성을 지니고 있어야 한다. 기체 크로마토그래피의 이동상은 순도 높은 기체를 사용하며, 주사기 또는 외부 시료처리장치에 의해서 주입된 시료를 칼럼과 검출기로 이동시킨다. 주입된 시료들은 주입기(일반적으로 시료의 끓는점보다 20℃ 정도 높게 설정)에 의해 기체화되며 칼럼으로 보내진다. 기체화된 시료들은 칼럼 고정상과의 물리적, 화학적 성질과 오븐의 온도에 의해 고유의 이동속도를 가지고 칼럼을 통과하게 된다. 각각 분리되어 나온 시료들은 검출기를 통해 전기적 신호로 변환이 되고, 이를 그래프로 표현한 것을 크로마토그램이라고 한다. 시료들은 서로 다른 고유의 이동속도를 가지므로 이를 통해 정성분석이 가능하며, 각 시료들의 피크 면적을 통해 정량분석 또한 가능하다.
한편, TGA는 미세 가스 분석기로서 레이저로부터 발생한 빛을 각 화합물들이 흡수되는 정도를 측정하여 그 화합물의 농도를 계산하는 분석기기이다. 이 시스템에서 측정 대상인 CH4와 N2O는 특정 파장의 빛을 흡수하므로, 흡수되는 정도를 측정하면 CH4와 N2O의 농도를 계산할 수 있다. TGA는 지속적으로 흐르는 측정가스에 레이저 빛을 쬐어 실시간으로 농도를 측정할 수 있으며, 일정시간 간격으로 각 장소의 CH4와 N2O의 농도를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 사용되는 TGA의 광학 소스는 80~140K에서 동작하는 Lead-Salt Tunable Diode Laser이다. 레이저 발생용 다이오드는 LN2(Liquid Nitrogen) Laser Dewar에 담긴 액체 질소에 의해 냉각되고 있으며 두 개의 레이저 발생용 다이오드를 장착할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제습이 완료된 시료를 분석할 수 있으며, 분석이 완료된 시료는 순환관(500)을 통하여 제습부(200)로 순환시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수분제거장치(10)의 개념도이다. 이하에서는 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 순환관(500) 및 제습이 완료된 시료의 순환과정을 상세하게 설명하도록 한다.
먼저, 순환관(500)은 분석부(300)에서 분석이 완료된 시료 내의 수분을 감지하는 수분센서부(400)를 포함한다. 수분센서부(400)는 통상적인 습도센서를 의미할 수 있으며, 상기 분석이 완료된 시료 내의 상대습도를 측정하는 습도센서 일 수 있다.
아울러, 상기 수분센서부(400)와 연통되어 후술하게 되는 가스배출수단 및 밸브를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 수분센서부(400)로부터 측정된 습도가 특정 습도 범위에 속하는 경우에만 상기 가스배출수단 또는 밸브에 작동신호를 전송하여 시료의 이송방향을 결정할 수 있다. 보다 상세한 설명은 후술하도록 한다.
본 발명의 순환관(500)은 가스배출수단을 추가로 포함한다.
가스배출수단은 순환관(500)에 설치되되, 습도센서와 후술하게되는 밸브 사이에 형성되어, 상기 습도센서 및 밸브와 연통되어 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 수분센서부(400)에서 측정되는 신호에 따라 상기 제습이 완료된 시료를 순환관(500)을 통해 제습부(200)로 유입되도록 하거나 외부로 배출되도록할 수 있으며, 보다 구체적으로, 제어부는 상기 수분센서부(400)에서 측정되는 수분의 상대습도 정보를 전송받아 상기 습도 정보가 설정 습도에 속하는지 판단하여, 설정 습도에 속하는 경우에는 제습부(200)로 유입되도록 하고, 설정 습도에 속하지 않는 경우에는 가스배출수단의 개방 작동 신호를 전송할 수 있다.
일 예로, 제습이 완료된 시료 내의 상대 습도가 50% 미만인 경우 제어부는 상기 제습이 완료된 시료를 순환관(500)을 통하여 제습부(200)로 공급할 수 있으며, 제습이 완료된 시료 내의 상대 습도가 50% 이상인 경우, 상기 제습이 완료된 시료를 가스배출수단을 통해 외부로 배출할 수 있다.
이에 더하여, 가스 주입구(210)의 순환관(500)과 연결되는 부분에 밸브가 설치될 수 있으며, 상기 밸브는 건조가스를 공급하는 가스공급수단이 추가로 포함할 수 있다.
즉, 상기 가스공급수단으로부터 공급되는 건조가스는 제습부(200)에 전달되는 퍼지 가스를 의미하며, 상기 가스공급수단은 가스 저장부와 밸브를 연결하는 가스 라인을 더 포함할 수 있다.
상기 밸브는 상술한 제어부와 연결되어, 제습이 완료된 시료 내의 상대 습도에 따라 밸브의 개폐 등을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 밸브는 통상적인 솔레노이드 밸브(Solenoid valve)일 수 있다. 솔레노이드 밸브는 코일에 전기가 통하면 플런저가 올라가 열리고, 전기가 차단되면 플런저 무게에 의하여 자동적으로 닫히는 밸브로, 시료의 이동, 정지 및 이동 방향 등을 변환하는 목적으로 시료의 흐름을 제어하기 위하여 사용될 수 있다. 참고로, 이러한 시료의 흐름은 상술한 바와 같이, 수분센서부(400) 및 제어부와 연결되어, 제어부가 상기 수분센서부(400)에서 신호를 받아 밸브의 작동을 제어할 수 있다.
특히, 상기 수분센서부(400)에서 측정되는 신호에 따라 상기 제습이 완료된 시료를 순환관(500)을 통해 제습부(200)로 유입되도록 하거나 또는 밸브에 연결되는 가스공급수단으로부터 건조가스(퍼지가스)를 공급받을 수 있다.
보다 구체적으로, 제어부는 수분센서부(400)에서 측정되는 제습이 완료된 시료의 상대습도 정보를 전송받아 상기 습도 정보가 설정 습도에 속하는지 판단하여, 설정 습도에 속하는 경우에는 제습이 완료된 시료를 제습부(200)로 유입되도록 하고, 설정 습도로 속하지 않는 경우에는 상기 밸브에 추가 연결된 가스공급수단의 건조가스를 상기 제습부(200)로 유입하도록 밸브의 개방 작동 신호를 전송할 수 있다.
일 예로, 제습이 완료된 시료 내의 상대 습도가 50% 미만인 경우 제어부는 상기 제습이 완료된 시료를 순환관(500)을 통하여 제습부(200)로 공급할 수 있으며, 제습이 완료된 시료 내의 상대 습도가 50% 이상인 경우, 상기 제습이 완료된 시료를 가스배출수단을 통해 외부로 배출하게 되며, 가스공급수단의 건조가스를 유입할 수 있다.
10: 수분제거장치
100: 시료저장부
200: 제습부
210: 가스 주입구 220: 가스 배출구
300: 분석부
400: 수분센서부
500: 순환관
510: 밸브 520: 가스공급수단
530: 흡입펌프

Claims (9)

  1. 시료가 저장되는 시료저장부;
    상기 시료저장부로부터 시료가 이송되어 시료 내부의 수분이 외부의 건조 가스와 열교환되어 시료 중의 수분이 외부로 배출되도록 하되, 상기 건조 가스가 주입되는 가스 주입구가 형성된 제습부;
    제습이 완료된 시료를 흡입하여 시료의 성분을 분석하는 분석부; 및
    상기 분석부와 가스 주입구를 서로 연결하여, 제습이 완료된 시료를 상기 제습부로 순환시키는 순환관;을 포함하며,
    상기 순환관은
    분석부에서 분석이 완료된 시료 내의 수분을 감지하는 수분센서부; 및
    상기 수분센서부에서 측정되는 신호에 따라 상기 제습이 완료된 시료를 순환관을 통해 상기 제습부로 유입되도록 하거나 외부로 배출되도록 하는 가스배출수단;을 포함하고,
    상기 시료는 농경지에서 발생하는 가스이며,
    상기 제습부는 나피온 막을 포함하고, 이중관 형태이며,
    상기 이중관 형태의 공간을 시료가 통과하고, 외각(outer shell)에 건조 가스를 공급하여 이송된 시료가 나피온 막을 통해 열교환되어 시료 내부의 수분이 외부로 배출되도록 하는 것인 수분제거장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 순환관은
    상기 가스 주입구의 순환관과 연결되는 부분에 설치되는 밸브; 및
    상기 밸브에 연결되어 건조가스를 공급하는 가스공급수단;를 추가로 포함하며,
    상기 수분센서부의 신호에 따라서 상기 제습이 완료된 시료를 상기 제습부로 유입되도록 하거나 상기 가스공급수단의 건조가스를 상기 제습부로 유입하는 것을 특징으로 하는 수분제거장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수분센서부는
    상기 제습이 완료된 시료 내의 상대습도가 50% 미만인 경우, 상기 제습이 완료된 시료를 제습부로 공급하는 것을 특징으로 하는 수분제거장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 수분센서부는
    상기 제습이 완료된 시료 내의 상대습도가 50% 이상인 경우, 상기 제습이 완료된 시료를 가스배출수단을 통해 외부로 배출되며, 상기 가스공급수단의 건조 가스를 제습부로 유입하는 것을 특징으로 하는 수분제거장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 따른 수분제거장치를 이용한 수분제거방법으로서,
    분석하고자 하는 시료를 제습부로 공급하는 단계;
    제습이 완료된 시료를 분석부에서 분석하는 단계;
    분석이 완료된 시료를 상기 제습부의 가스 주입구로 공급하여 순환시키는 단계;를 포함하며,
    상기 분석이 완료된 시료는 상기 제습부에서 퍼지 가스로 사용되는 것을 특징으로 하는 수분제거방법.
  8. 제7항에 있어서,
    수분센서부에서 분석이 완료된 시료 내의 수분의 상대습도를 측정하여, 상기 제습이 완료된 시료를 순환관을 통해 상기 제습부로 유입되도록 하거나 외부로 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 수분제거방법.
  9. 제7항에 있어서,
    수분센서부의 신호에 따라서 상기 제습이 완료된 시료를 상기 제습부로 유입되도록 하거나 가스공급수단의 건조가스를 상기 제습부로 유입하는 것을 특징으로 하는 수분제거방법.
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