KR102225664B1 - 저전력 방식의 청정공기 순환을 이용한 미세입자 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미세입자 검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부로부터 유입되는 공기의 주변으로 청정공기를 공급하여 광학장치의 오염을 막도록 하면서, 청정공기는 미세입자의 검출을 위해 외부로부터 유입되는 공기를 순환, 필터링하여 제공하도록 함으로써 장치의 소형화 및 간소화, 저전력의 구동이 가능하도록 하며, 하나의 순환펌프에 의해 외부공기의 유입 및 청정공기의 순환이 이루어지도록 함으로써, 소모되는 전력을 최소화할 수 있도록 하는 저전력 방식의 청정공기 순환을 이용한 미세입자 검출장치에 관한 것이다.

Description

저전력 방식의 청정공기 순환을 이용한 미세입자 검출장치{A Detecting Device for Fine Particles Using Circulation of Clean Air with Low-power}

본 발명은 미세입자 검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부로부터 유입되는 공기의 주변으로 청정공기를 공급하여 광학장치의 오염을 막도록 하면서, 청정공기는 미세입자의 검출을 위해 외부로부터 유입되는 공기를 순환, 필터링하여 제공하도록 함으로써 장치의 소형화 및 간소화, 저전력의 구동이 가능하도록 하며, 하나의 순환펌프에 의해 외부공기의 유입 및 청정공기의 순환이 이루어지도록 함으로써, 소모되는 전력을 최소화할 수 있도록 하는 저전력 방식의 청정공기 순환을 이용한 미세입자 검출장치에 관한 것이다.

생물학 테러는 제조가 용이하고 이동 및 살포가 간단하여 최근 위험성이 증대되고 있으며, 잠복기간 중 보균자의 대중교통, 고속 이동 수단에 의해 광범위한 전염이 가능하여 심리적 공황과 극심한 경제적 혼란으로 많은 피해를 발생시킨다.

최근 많은 국가에서 발생하고 있는 메르스(MERES), 중증 급성 호흡기 증후군(severe acute respiratory syndrome, SARS) 등에 의한 경제적, 사회적 파급효과에 알 수 있듯이 인위적인 테러에 의한 치명적인 세균 전염이 발생할 때 그 이상의 공황 상태를 부를 것으로 예측된다.

따라서 테러리스트에 의해 인위적으로 대기 중에 살포한 세균을 실시간으로 검출하여 이에 대응하는 조치를 취해야 하나 미세한 크기의 눈에 보이지 않은 입자로서 부유하기 때문에 확인이 불가능하여 별도의 검출장치가 필요하며, 이를 위해 아래 특허문헌과 같이 입자의 산란, 형광 특성을 이용하여 현장에서 생물입자를 검출할 수 있는 감시장비들이 개발되고 있다.

또한, 대기환경의 악화로 미세먼지, 황사 등에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이러한 비생물입자를 검출하기 위한 감시장비의 개발도 활발하게 이루어지고 있다.

그러나 감시장비에 유입되는 생물입자, 미세먼지 등의 미세입자들이 감시장비 내의 광학장치들을 오염시키고 이에 따른 고장 및 검출의 오류가 빈번하게 발생하는 문제가 있었다.

따라서, 감시장비로 유입되는 공기 주변을 청정공기가 둘러쌀 수 있도록 하는 시스 플로우(Sheath Flow) 방식이 적용되어 사용되고 있다.

다만, 기존의 시스 플로우 방식은 청정공기의 공급을 위해 별도의 공기유입수단과 동력장치, 유량조절수단 등을 사용해야 하고, 이에 따라 많은 동력이 소모되며 장치가 비대해져 소형의 휴대용 감시장비 제작에 어려움이 있었다.

(특허문헌)

등록특허공보 제10-1623787호(2016.05.18. 등록)"휴대용 생물입자 실시간 검출장치"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명은 외부로부터 유입되는 공기의 주변으로 청정공기를 공급하여 광학장치의 오염을 막도록 하면서, 청정공기는 미세입자의 검출을 위해 외부로부터 유입되는 공기를 순환, 필터링하여 제공하도록 함으로써 장치의 소형화 및 간소화, 저전력의 구동이 가능하도록 하는 미세입자 검출장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 하나의 순환펌프에 의해 외부공기의 유입 및 청정공기의 순환이 이루어지도록 함으로써, 소모되는 전력을 최소화할 수 있도록 하는 미세입자 검출장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 청정공기의 생성과 함께 순환펌프의 오염 또한 막을 수 있도록 하는 미세입자 검출장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 일정 유량의 청정공기만이 순환되어 외부공기를 둘러싸도록 함으로써, 저전력의 동작이 가능하면서 최적화된 청정공기의 공급이 지속적으로 유지될 수 있도록 하는 미세입자 검출장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 유량 조절을 위한 별도의 전력 사용이나 제어가 필요 없도록 하는 미세입자 검출장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 미세입자 검출장치는 미세입자 검출을 위한 외부공기가 유입되는 공기유입부와; 상기 공기유입부에서 유입되는 외부공기의 산란광 또는 형광을 측정하여 미세입자를 검출하는 광학측정부와; 상기 광학측정부를 통과하는 공기가 배출되는 공기배출부와; 상기 공기배출부에 의해 배출되는 공기에서 이물질을 제거하여 청정공기를 공기유입부에 제공하는 청정공기순환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 미세입자 검출장치에 있어서, 상기 청정공기순환부는 하나의 순환펌프에 의해 외부공기의 유입 및 청정공기의 순환이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 미세입자 검출장치에 있어서, 상기 청정공기순환부는 상기 공기배출부와 공기유입부를 연결하며, 공기배출부로부터 배출된 공기에서 이물질이 제거된 청정공기를 공기유입부로 제공하는 통로를 형성하는 공기순환관과; 상기 공기순환관 상에 형성되어 이물질을 제거하는 필터모듈과; 상기 필터모듈에 의해 생성된 청정공기 중 외부로 배출되는 유량과 공기유입부로 순환되는 유량을 일정하게 조절하는 유량조절수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 미세입자 검출장치에 있어서, 상기 필터모듈은 상기 순환펌프의 전단 및 후단에 각각 형성되는 제1필터와 제2필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 미세입자 검출장치에 있어서, 상기 유량조절수단은 상기 공기순환관 상에 연결되는 조절본체와, 상기 조절본체 내에 형성되어 필터모듈을 통과한 청정공기가 유입되는 청정공기유입로와; 상기 청정공기유입로에서 일측으로 분기되며, 청정공기유입로를 통해 유입되는 청정공기 중 일정 유량이 외부로 배출되는 외부배출로와; 상기 청정공기유입로에서 타측으로 분기되며, 청정공기유입로를 통해 유입되는 청정공기 중 외부배출로를 통과하지 못하는 나머지 청정공기가 상기 공기유입부로 순환되도록 하는 청정공기순환로와; 상기 외부배출로 상에 삽입되어 외부로 배출되는 청정공기의 유량을 조절하는 삽입조절모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 미세입자 검출장치에 있어서, 상기 삽입조절모듈은 상기 외부배출로의 일부를 폐쇄하는 오리피스 또는 조절나사로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 미세입자 검출장치에 있어서, 상기 삽입조절모듈은 상기 공기유입부를 통해 유입되는 외부공기와 청정공기순환로를 통해 공급되는 청정공기의 유량이 1 : 0.5 이상 1 : 0.8 이하가 되도록 외부배출로를 통과하는 유량을 조절하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 외부로부터 유입되는 공기의 주변으로 청정공기를 공급하여 광학장치의 오염을 막도록 하면서, 청정공기는 미세입자의 검출을 위해 외부로부터 유입되는 공기를 순환, 필터링하여 제공하도록 함으로써 장치의 소형화 및 간소화, 저전력의 구동이 가능하도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 하나의 순환펌프에 의해 외부공기의 유입 및 청정공기의 순환이 이루어지도록 함으로써, 소모되는 전력을 최소화할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 순환펌프의 전단 및 후단에서 공기를 필터링하도록 함으로써, 청정공기의 생성과 함께 순환펌프의 오염 또한 막을 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 일정 유량의 청정공기만이 순환되어 외부공기를 둘러싸도록 함으로써, 저전력의 동작이 가능하면서 최적화된 청정공기의 공급이 지속적으로 유지될 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 오리피스 또는 조절나사로 형성되는 삽입조절모듈을 통해 순환되는 청정공기의 유량을 일정하게 유지할 수 있도록 함으로써, 유량 조절을 위한 별도의 전력 사용이나 제어가 필요 없도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 방식의 청정공기 순환을 이용한 미세입자 검출장치의 구성도
도 2는 유량조절수단의 단면도
도 3은 도 2에 삽입되는 오리피스의 정면도(a) 및 단면도(b)
도 4는 삽입조절모듈의 실시예를 나타내는 참고도
도 5는 샘플유량과 청정공기유량의 비율에 따른 공기흐름의 안정화 정도를 나타내는 참고도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 방식의 청정공기 순환을 이용한 미세입자 검출장치에서 유량 조절의 일 예를 나타내는 참고도

이하에서는 본 발명에 따른 저전력 방식의 청정공기 순환을 이용한 미세입자 검출장치의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 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 있는 것을 의미한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 방식의 청정공기 순환을 이용한 미세입자 검출장치를 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 상기 미세입자 검출장치는 미세입자 검출을 위한 외부공기가 유입되는 공기유입부(2)와; 상기 공기유입부(2)에서 유입되는 외부공기의 산란광 또는 형광을 측정하여 미세입자를 검출하는 광학측정부(4)와; 상기 광학측정부(4)를 통과하는 공기가 배출되는 공기배출부(3)와; 상기 공기배출부(3)에 의해 배출되는 공기에서 이물질을 제거하여 청정공기를 공기유입부(2)에 제공하는 청정공기순환부(1);를 포함한다.

본 발명에 따른 미세입자 검출장치는 외부에서 유입되는 공기를 청정공기에 의해 둘러싸도록 하는 시스 플로우(Sheath Flow) 방식을 이용하여 외부 공기에 포함되는 생물입자, 미세먼지 등의 미세입자가 광학측정부(4)로 유입되어 고장 및 오류를 발생시키는 것을 차단하도록 한다. 특히, 상기 미세입자 검출장치는 외부에서 유입되는 공기를 그대로 이용하여 청정공기를 생성하도록 하고, 이를 공기유입부(2)로 공급하여 청정공기의 순환이 이루어지도록 함으로써 장치의 구성을 간소화하고 이를 통해 장치의 소형화가 가능하도록 한다. 뿐만 아니라 상기 미세입자 검출장치는 하나의 순환펌프(12)에 의해 외부 공기의 유입 및 청정공기의 순환이 이루어지도록 하여 미세입자 검출장치에서 소모되는 전력 또한 최소화될 수 있도록 한다. 또한, 상기 미세입자 검출장치는 일정한 청정공기의 유량이 순환되도록 하여 광학측정부(4)로 공급되는 공기의 안정화가 효율적으로 이루어질 수 있도록 하고, 공급되는 청정공기의 유량을 최적화하도록 하여 공기의 안정화와 함께 소모되는 전력을 더욱 줄일 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명에 따른 미세입자 검출장치는 소형화, 저전력화가 가능하여 휴대용 감시장비로서의 사용이 가능하게 된다.

참고로, 이하에서 미세입자는 세균, 포자, 효모 등을 포함하는 미생물 등의 생물입자와 먼지 등을 포함하는 비생물입자를 모두 포함하는 것으로 한다.

상기 청정공기순환부(1)는 상기 공기배출부(3)로부터 배출되는 공기를 필터링하여 청정공기를 생성하고, 생성된 청정공기를 공기유입부(2)로 공급하여 순환되도록 하는 구성으로, 일정한 유량의 청정공기가 공기유입부(2)로 공급될 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 청정공기순환부(1)는 공기순환관(11), 순환펌프(12), 필터모듈(13), 유량조절수단(14)을 포함할 수 있다.

상기 공기순환관(11)은 상기 공기배출부(3)와 공기유입부(2)를 연결하여 광학측정부(4)를 통과하는 공기를 정화하여 공기유입부(2)로 순환되는 통로를 형성하도록 한다. 또한, 상기 공기순환관(11)은 공기배출부(3)로부터 배출되는 공기를 정화하여 일부는 외부로 배출하고, 나머지 일부는 공기유입부(2)로 순환되도록 하여, 일정한 유량이 공기유입부(2)에 공급될 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 공기순환관(11)은 공기정화관(111), 외부배출관(112), 청정공기순환관(113)을 포함할 수 있다.

상기 공기정화관(111)은 상기 공기배출부(3)와 연결되어 공기배출부(3)로부터 배출되는 공기를 정화시키는 구성으로, 더욱 정확하게는 공기배출부(3)의 후술할 공기배출관(32)과 연결되도록 한다. 상기 공기정화관(111) 상에는 순환펌프(12)가 형성되어 공기배출부(3)로부터 공기를 흡입할 수 있도록 하며, 필터모듈(13)에 의해 흡입되는 공기의 정화가 이루어질 수 있도록 한다.

상기 외부배출관(112)은 공기정화관(111)에서 생성되는 청정공기 중 일부를 외부로 배출시키는 경로를 형성하는 구성으로, 공기정화관(111)과는 상기 유량조절수단(14)에 의해 연결되도록 한다. 상기 외부배출관(112)은 유량조절수단(14)의 일측에 연결되며, 청정공기 중 일정 유량이 외부로 배출되도록 한다.

상기 청정공기순환관(113)은 공기정화관(111)에서 생성되는 청정공기 중 일부를 공기유입부(2)로 공급하는 경로를 형성하는 구성으로, 외부배출관(112)을 통해 배출되는 청정공기의 나머지 일정 유량이 공기유입부(2)로 공급될 수 있도록 한다. 상기 청정공기순환관(113)은 외부배출관(112)과 반대 방향이 유량조절수단(14)의 타측에 연결될 수 있으며, 공기유입부(2)의 후술할 청정공기유입관(22)과 연결되어 외부 공기를 둘러싸도록 할 수 있다.

상기 순환펌프(12)는 공기순환관(11), 더욱 정확하게는 공기정화관(111) 상에 형성되어 공기배출부(3)로부터 공기를 흡입하고 청정공기를 순환시키는 동력을 제공하는 구성으로, 순환펌프(12)에 의한 동력에 의해 공기유입부(2)를 통한 외부 공기의 유입도 동시에 이루어질 수 있도록 한다. 상기 순환펌프(12)에 의한 동력에 의해 일정한 유량의 외부 공기가 공기유입부(2)를 통해 유입되고, 일정한 유량의 청정공기가 청정공기순환관(113)을 통해 공기유입부(2)로 공급될 수 있도록 하며, 상기 유량조절수단(14)에 의해서는 청정공기순환관(113)으로 순환되는 청정공기의 유량을 일정하게 조절할 수 있도록 하여, 공기유입부(2)로 유입되는 외부 공기의 유량(이하 '샘플유량' 이라 함)과 청정공기순환관(113)을 통해 공급되는 청정공기의 유량의 비율이 일정하게 유지될 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명은 하나의 순환펌프(12)에 의해 외부 공기의 유입 및 청정공기의 순환이 이루어질 수 있도록 하여 소모되는 전력을 줄이고 장치의 간소화 및 소형화가 이루어지도록 할 수 있으며, 광학측정부(4)의 오염을 방지하기 위한 청정공기의 최적 유량이 일정하게 공기유입부(2)로 제공될 수 있도록 하여 순환펌프(12)에 의해 소모되는 전력을 더욱 줄이도록 할 수 있다.

상기 필터모듈(13)은 상기 공기배출부(3)로부터 배출되는 공기에서 이물질을 제거하여 청정공기를 생성하는 구성으로, 생물입자, 미세먼지 등의 다양한 미세입자를 모두 제거할 수 있도록 한다. 상기 필터모듈(13)은 헤파필터로 형성될 수 있으며, 다양한 미세입자를 제거할 수 있는 다양한 필터 장치가 적용되도록 할 수 있다. 상기 필터모듈(13)은 공기정화관(111) 상에 형성되며, 바람직하게는 상기 순환펌프(12)의 전단 및 후단에 각각 제1필터(131)와 제2필터(132)가 형성되도록 할 수 있다. 상기 제1,2필터(131,132)는 동일한 구성을 가질 수 있으며, 순환펌프(12)의 전단 및 후단에 형성되도록 함으로써, 생물입자, 미세먼지 등 다양한 유해물질에 의해 순환펌프(12)의 오염을 막을 수 있으며, 순환펌프(12)에 의해 발생하는 미세한 먼지 등의 오염까지 차단하여 최적의 청정공기가 청정공기순환관(113)을 통해 공기유입부(2)로 제공될 수 있도록 한다.

상기 유량조절수단(14)은 상기 공기정화관(111)상에서 형성된 청정공기가 외부로 배출되는 유량을 조절하여, 일정 유량의 청정공기가 공기유입부(2)로 순환될 수 있도록 하는 구성으로, 도 2에 도시된 바와 같이 조절본체(141), 청정공기유입로(142), 외부배출로(143), 청정공기순환로(144), 삽입조절모듈(145)을 포함할 수 있다.

상기 조절본체(141)는 유량조절수단(14)의 외형을 형성하는 구성으로, 상기 공기정화관(111) 끝단에 연결되고, 일측으로는 상기 외부배출관(112)이, 타측으로는 청정공기순환관(113)이 연결되어 상기 공기정화관(111)을 통과하는 청정공기가 외부로 배출되거나 공기유입부(2)로 순환될 수 있도록 한다.

상기 청정공기유입로(142)는 조절본체(141) 내에 형성되며, 상기 공기정화관(111)과 연결되어 조절본체(141) 내로 공기정화관(111)을 통과하는 청정공기가 유입될 수 있도록 한다. 상기 청정공기유입로(142)는 니플의 형태로 형성되어 공기정화관(111)과 연결되도록 할 수 있으며, 끝단이 분기되어 상기 외부배출로(143) 및 청정공기순환로(144)와 연통되도록 한다.

상기 외부배출로(143)는 상기 청정공기유입로(142)의 끝단에서 일측으로 분기되어 외부배출관(112)과 연결되는 구성으로, 니플 형태로 형성되도록 할 수 있다. 또한, 상기 외부배출로(143) 상에는 삽입조절모듈(145)이 삽입되어 외부배출로(143)를 통과하는 청정공기의 유량이 일정하게 유지되도록 할 수 있으며, 이를 통해 청정공기순환로(144)를 통과하는 청정공기의 유량도 일정하게 유지될 수 있도록 한다.

상기 청정공기순환로(144)는 상기 청정공기유입로(142)의 끝단에서 타측으로 분기되어 청정공기순환관(113)과 연결되는 구성으로, 니플 형태로 형성되도록 할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 외부배출로(143)에는 삽입조절모듈(145)에 삽입되어 외부로 배출되는 청정공기의 유량이 일정하게 유지되므로, 상기 청정공기순환로(144)에는 외부배출로(143)를 통과하지 못하는 나머지 유량이 유입되어 상기 공기유입부(2)로 일정한 유량의 청정공기가 제공되도록 할 수 있다.

상기 삽입조절모듈(145)은 상기 외부배출로(143) 상에 삽입되어 외부배출로(143)를 통과하는 청정공기의 유량을 일정하게 유지하도록 하는 구성으로, 도 3에 도시된 바와 같이 일정 부분만이 개방되는 오리피스(145a)가 삽입되도록 하거나 도 4(b)에 도시된 바와 같이 조절나사(145b)를 삽입하도록 할 수 있다. 따라서, 상기 삽입조절모듈(145)은 오리피스(145a)의 개방되는 관통공(145a-1)의 크기를 조절하도록 하거나, 조절나사(145b)가 외부배출로(143)에 삽입되는 정도를 조절하여 외부배출로(143)를 통과하는 유량을 조절하도록 할 수 있다. 따라서, 상기 삽입조절모듈(145)은 상기 청정공기유입로(142)를 통해 유입되는 청정공기 중 일정 유량만이 외부배출로(143)를 통해 외부로 배출되도록 하며, 그 나머지는 청정공기순환로(144)를 통해 공기유입부(2)로 제공될 수 있도록 하여, 상기 공기유입부(2)로 공급되는 청정공기의 유량을 일정하게 유지하도록 할 수 있다.

상기 공기유입부(2)는 외부공기를 유입하여 광학측정부(4)로 공급하는 구성으로, 외부 공기를 둘러싸는 청정공기가 함께 공급될 수 있도록 한다. 따라서, 외부공기에 포함되는 미세입자들이 광학측정부(4)를 오염시키는 것을 막을 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 공기유입부(2)는 도 1에 도시된 바와 같이 외부 공기가 유입되는 외기유입관(21), 외부 공기를 둘러싸도록 청정공기가 유입되는 청정공기유입관(22), 외부공기와 청정공기를 함께 광학측정부(4)로 분사하는 공급노즐(23)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 청정공기유입관(22)은 외기유입관(21)을 둘러싸는 형태로 형성되어 외부 공기 주위를 청정공기가 둘러싸도록 할 수 있으며, 청정공기유입관(22)에는 청정공기순환관(113)이 연결되어 청정공기순환부(1)를 통과하는 청정공기가 유입될 수 있도록 한다.

상기 공기배출부(3)는 광학측정을 마친 공기가 광학측정부(4)로부터 배출되는 구성으로, 외부공기 및 청정공기가 함께 배출되도록 하며, 배출되는 공기는 모두 청정공기순환부(1)로 유입되어 이물질이 제거되고 청정공기의 생성 및 순환이 이루어질 수 있도록 한다. 이를 위해, 공기배출부(3)는 광학측정부(4)와 연통되어 외부공기 및 청정공기가 배출되는 배출노즐(31)과, 상기 배출노즐(31)과 연결되어 외부공기를 청정공기순환부(1)로 유입시키는 공기배출관(32)을 포함하며, 상기 공기배출관(32)은 공기정화관(111)과 연결되어 배출되는 공기를 정화시킬 수 있도록 한다.

상기 광학측정부(4)는 외부 공기에 포함되는 미세입자에 광원을 조사하여 산란광, 형광 등을 측정함으로써 미세입자의 크기, 개수 등을 검출하는 구성으로, 미세입자를 검출할 수 있는 다양한 광학 방식의 측정모듈이 적용될 수 있다. 상기 광학측정부(4)는 앞서 설명한 바와 같이 외부공기를 둘러싸는 청정공기의 공급을 통해 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있으며, 외부공기와 청정공기의 유량 비율을 일정하게 유지하여 전력 소모를 최소화하면서도 광학측정부(4)의 오염이 효과적으로 차단되도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 저전력 방식의 청정공기 순환을 이용한 미세입자 검출장치의 최적화된 청정공기 순환에 관하여 도 5 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 도 5는 외기유입관(21)을 통해 유입되는 외부공기의 샘플유량(S)과 청정공기유입관(22)을 통해 제공되는 청정공기의 유량(C)의 비율에 따라 광학측정부(4)를 통과하는 공기의 안정화 상태를 나태내는 것으로, 샘플유량(S)이 1.0일 때 청정공기의 유량(C)이 0.0 이거나 0.2 인 경우에는 미세입자가 이탈되는 것을 확인할 수 있고, 이렇게 이탈되는 입자는 광학측정부(4)로 유입되는 광학측정부(4)를 오염시키게 된다. 또한, 청정공기의 유량(C)은 도 5에 도시된 바와 같이 샘플유량(S) 1.0을 기준으로 0.5 이상은 되어야 이탈되는 입자 없이 안정화되는 것을 확인할 수 있으며, 0.8을 초과하는 경우에는 순환펌프(12)에 부담이 가중되어 소모되는 전력이 증가하게 된다. 따라서, 샘플유량(S)과 청정공기 유량(C)의 비율을 1 : 0.5 이상 1 : 0.8 이하로 하는 것이 청정공기에 의한 오염 방지 효과를 가지면서 전력 소모도 최소한으로 줄일 수 있는 범위라 할 수 있으므로, 저전력 휴대용 검출장치의 제작이 가능해진다.

도 6은 청정공기 순환의 일 예를 나타낸 것으로, 샘플유량(흡입유량)과 청정공기의 유량 비율이 1 : 0.7이 되도록 하고, 흡입유량이 1.0LPM, 청정공기 유량이 0.7LPM으로 가정하는 경우, 공기배출부(3)를 통해서는 총 1.7LPM의 유량이 배출되며, 상기 유량조절수단(14)은 삽입조절모듈(145)을 통해 외부배출로(143)와 청정공기순환로(144)로 1 : 0.7의 비율로 청정공기가 나누어질 수 있도록 하고, 청정공기순환관(113)을 통해서는 0.7LPM의 청정공기가 지속적으로 순환되어 공급된다. 따라서, 상기 공기유입부(2)를 통해서는 항상 외부공기와 청정공기가 1 : 0.7의 비율로 광학측정부(4)로 공급되어 저전력 방식의 청정공기 순환을 이용한 미세입자 검출장치를 구성하도록 할 수 있다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 청정공기순환부
11: 공기순환관 111: 공기정화관 112: 외부배출관
113: 청정공기순환관 12: 순환펌프 13: 필터모듈
131: 제1필터 132: 제2필터 14: 유량조절수단
141: 조절본체 142: 청정공기유입로 143: 외부배출로
144: 청정공기순환로 145: 삽입조절모듈 145a: 오리피스
145a-1: 관통공 145b: 조절나사
2: 공기유입부
21: 외기유입관 22: 청정공기유입관 23: 공급노즐
3: 공기배출부
31: 배출노즐 32: 공기배출관
4: 광학측정부

Claims (7)

1. 미세입자 검출을 위한 외부공기가 유입되는 공기유입부와; 상기 공기유입부에서 유입되는 외부공기의 산란광 또는 형광을 측정하여 미세입자를 검출하는 광학측정부와; 상기 광학측정부를 통과하는 공기가 배출되는 공기배출부와; 상기 공기배출부에 의해 배출되는 공기에서 이물질을 제거하여 청정공기를 공기유입부에 제공하는 청정공기순환부;를 포함하고,
   상기 청정공기순환부는,
   상기 공기배출부와 공기유입부를 연결하며, 공기배출부로부터 배출된 공기에서 이물질이 제거된 청정공기를 공기유입부로 제공하는 통로를 형성하는 공기순환관과; 상기 공기순환관 상에 형성되어 외부공기의 유입 및 청정공기의 순환이 이루어지도록 하는 단일의 순환펌프와; 상기 공기순환관 상에 형성되어 이물질을 제거하는 필터모듈과; 상기 필터모듈에 의해 생성된 청정공기 중 외부로 배출되는 유량과 공기유입부로 순환되는 유량을 일정하게 조절하는 유량조절수단;을 포함하며,
   상기 필터모듈은 상기 순환펌프의 전단 및 후단에 각각 형성되는 제1필터와 제2필터를 포함하고,
   상기 유량조절수단은,
   상기 공기순환관 상에 연결되는 조절본체와, 상기 조절본체 내에 형성되어 필터모듈을 통과한 청정공기가 유입되는 청정공기유입로와; 상기 청정공기유입로에서 일측으로 분기되며, 청정공기유입로를 통해 유입되는 청정공기 중 일정 유량이 외부로 배출되는 외부배출로와; 상기 청정공기유입로에서 타측으로 분기되며, 청정공기유입로를 통해 유입되는 청정공기 중 외부배출로를 통과하지 못하는 나머지 청정공기가 상기 공기유입부로 순환되도록 하는 청정공기순환로와; 상기 외부배출로 상에 삽입되어 외부로 배출되는 청정공기의 유량을 일정하게 조절하는 삽입조절모듈;을 포함하며,
   상기 삽입조절모듈은,
   상기 공기유입부를 통해 유입되는 외부공기와 청정공기순환로를 통해 공급되는 청정공기의 유량이 1 : 0.5 이상 1 : 0.8 이하가 되도록 외부배출로를 통과하는 유량을 일정하게 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 미세입자 검출장치.
   
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