KR102287493B1 - 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치로서, 유입부(300)로부터 유입된 액상 시료를 연소시키는 가열부(110)를 갖는 몸체부(100); 및 상기 몸체부(100) 내부에서 상하 방향으로 배치되며, 상호 연통되는 복수개의 이동통로부로 구비된 이동통로부(200)를 포함하며, 상기 이동통로부(200)는 상기 유입부(300)를 통해 제1 이동통로부(210)로 유입된 액상 시료가 하강이동되면서 기체상태인 기상 시료로 변화되며, 상기 기상 시료는 제2 이동통로부(220)에서 상승이동되며, 제3 이동통로부(230)에서 하강이동되어 배출되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 TOC측정시스템에 사용되는 열연소 산화반응장치에 관한 것이다. 구체적으로는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치에 관한 것이다.
총 유기탄소(TOC, Total Organic Carbon)는 유기성 분자에 공유결합 되어 있는 모든 탄소원자를 의미하며 BOD, COD와 함께 수중 유기물오염의 지표로서 사용된다. 기존에는 유기물질 측정지표로서 COD를 사용하였으나, 최근 TOC로 전환되는 추세이다.
BOD, COD와 달리 분석시간이 15분 내로 빠르고 유기물의 산화상태와 무관하며 유기적으로 결합된 성분들은 측정되지 않는 장점을 가지고 있다. 난분해성물질의 측정도 가능하고 독성물질에 의한 영향도 받지 않는다. 기기분석법이기 때문에 재현성이 높고 미량의 유기물질도 분석이 가능하다.
수중 탄소의 형태는 크게 총 탄소(Total Carbon, TC)로 나타낸다. 이중 유기물에 근원한 탄소를 TOC(Total Organic Carbon)라 하고, 무기물에 근원한 탄소를 무기탄소(Total Inorganic Carbon)라 한다.
TOC는 입자의 크기와 존재형태에 따라 용존상과 입자상으로 구분하여 용존유기탄소(DOC, dissolved organic carbon)와 입자성 유기탄소(POC, particulate organic carbon)로 나누어진다.
POC는 생물존재 여부에 따라 조류에 의한 입자성 유기탄소(AOC, algal particulate organic carbon)와 비생물성 입자성 유기탄소(NPOC, non-living particulate organic carbon)로 나눌 수 있다.
TOC 측정에 있어서 가장 중요한 사항은 측정 시료를 산화 시켜 CO2 Gas로 변환하여 측정하는 방법이다. 이러한 방법은 고온 산화방법을 채택한 건식 측정방법과 자외선(UV)조사를 통한 산화방식을 채택한 습식 측정방법으로 구분될 수 있다.
본 발명은 고온 산화방법을 이용한 건식 측정방법중에서도 1,200℃의 고온을 이용한 측정방식을 사용하는 기술에 관한 것이다.
종래의 고온 산화방법의 경우, 액상 시료의 가스화가 충분히 못한 문제점이 있었고, 또한, 염분으로 이동통로가 막히는 문제점이 있었다.
본 발명에 따른 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치는 다음과 같은 해결과제를 가진다.
첫째, 액상 시료가 가열로를 통과하면서 더욱 충분한 기화가 되도록 한다.
둘째, 액상 시료의 기화 과정에 추가적인 에너지를 불필요하게 한다.
셋째, 응결된 염분에 의해 이동통로가 막히지 않도록 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
본 발명은 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치로서, 유입부로부터 유입된 액상시료를 연소시키는 가열부를 갖는 몸체부; 및 상기 몸체부 내부에서 상하 방향으로 배치되며, 상호 연통되는 복수개의 이동통로부로 구비된 이동통로부를 포함하며, 상기 이동통로부는 상기 유입부를 통해 제1 이동통로부로 유입된 액상 시료가 하강이동되면서 기체상태인 기상 시료로 변화되며, 상기 기상 시료는 제2 이동통로부에서 상승이동되며, 제3 이동통로부에서 하강이동되어 배출될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 각 이동통로부는 전체 길이가 동일 직경으로 구비될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 유입부는 제1 이동통로부의 상측에 구비된 유입구와 연통되도록 구비될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 유입부는 시료유입부, 에어 유입부 및 세척수 유입부를 포함하며, 시료, 에어 및 세척수 중 적어도 하나가 유입될 수 있다.
본 발명에 있어서, 제1 이동통로부의 외측 일부는 상기 가열부로 둘러싸인 구조로 구비될 수 있다.
청구항 5에 있어서,제1 이동통로부에서 가열부에 대응되는 내부위치에는 세라믹볼이 충전될 수 있다.
본 발명에 있어서, 제2 이동통로부의 직경은 제1 이동통로부의 직경보다 작은 직경인 것이 가능하다.
본 발명에 있어서, 제3 이동통로부의 직경은 제2 이동통로부의 직경보다 작은 직경인 것이 가능하다.
본 발명에 있어서, 제2 이동통로부의 유출구에는 유량센서부와 이동방향조절부가 구비될 수 있다.
본 발명에 있어서, 제3 이동통로부는 제2 이동통로부의 직경보다 작은 직경인 제3-1 이동통로부, 제2 이동통로부의 직경과 동일한 직경인 제3-2 이동통로부 및 제2 이동통로부의 직경보다 작은 직경인 제3-3 이동통로부로 구비되어, 상기 이동방향조절부에 의해 개폐가 조절될 수 있다.
본 발명에 있어서, 유량센서부의 측정값은 연산제어부로 전송되며, 연산제어부는 이동방향조절부를 제어하는 것이 가능하다.
본 발명에 있어서, 제1 이동통로부의 하측에 구비된 유출구는 제2 이동통로부의 유입구 및 세척수배출부와 분지 구조로 연통될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 세척수 배출부(420) 내부에 구비된 세척수 조절밸브 및 상기 제2 이동통로부의 유입구 내부에 구비된 기상시료 조절밸브를 갖는 것이 가능하다.
본 발명에 있어서, 상기 유입부는 시료유입부, 에어 유입부 및 세척수 유입부를 포함하며, 상기 세척수 조절밸브가 폐쇄되고, 상기 기상시료 조절밸브가 개방되면, 시료 및 에어가 유입될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 유입부는 시료유입부, 에어 유입부 및 세척수 유입부를 포함하며, 상기 세척수 조절밸브가 개방되고, 상기 기상시료 조절밸브가 폐쇄되면, 세척수가 유입될 수 있다.
본 발명에 있어서, 제3 이동통로부에서 배출된 기상 시료는 제습부로 이동될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제습부에서 배출된 기상 시료는 CO2 센서부로 이동될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 CO2 센서부는 유량센서부를 더 포함하는 것이 가능하다.
본 발명은 유입부로부터 유입된 액상시료를 연소시키는 가열부를 갖는 몸체부; 및 상기 몸체부 내부에서 상하 방향으로 배치되며, 상호 연통되는 복수개의 이동통로부로 구비된 이동통로부를 포함하며, 하강이동되는 복수개의 이동통로부와 상승이동되는 복수개의 이동통로부가 상호 연통되며, 유입시 및 유출시에 하강이동되도록 구비되어, 유입된 액상 시료는 최초 이동통로부에서 하강이동되면서 기체 상태인 기상 시료로 변화되며, 기상 시료는 상승이동 및 하강이동을 순차적으로 반복하며, 최후 이동통로부에서 하강이동되어 배출될 수 있다.
본 발명에 따른 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 복수개의 이동통로부 구성을 통하여, 액상 시료가 가열로를 통과하면서 더욱 충분한 기화가 되는 효과가 있다.
둘째, 동일한 열원의 에너지를 활용함으로써, 액상 시료의 기화 과정에 추가적인 에너지가 불필요한 효과가 있다.
셋째, 별도의 염분 배출구조를 구비함으로써, 응결된 염분에 의해 이동통로가 막히지 않도록 배출하는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 열연소 산화반응장치 및 주변 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 열연소 산화반응장치의 몸체부의 투사도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 열연소 산화반응장치의 몸체부 및 이동통로부의 사시도 및 종단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 복수개의 이동통로부의 작동원리를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 이동방향 조절부에 의해 제2 이동통로부에서 복수의 제3 이동통로부로 이동되는 작동원리를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 열연소 산화반응장치의 몸체부의 투사도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 열연소 산화반응장치의 몸체부 및 이동통로부의 사시도 및 종단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 복수개의 이동통로부의 작동원리를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 이동방향 조절부에 의해 제2 이동통로부에서 복수의 제3 이동통로부로 이동되는 작동원리를 설명하는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지는 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명과 관련하여, TOC 측정 사항을 위주로 설명하면 다음과 같다.
먼저, TOC의 측정은 유입수에서 초음파 파쇄장치를 거쳐 일차적으로 입자를 파쇄한 후에 TIC 분리 산화조에 시료를 담는다.
다음으로, TIC 분리 산화조에 HCL(염산 또는 황산 2%)을 투입 한 후에 공기를 불어넣어서, 시료에 함유된 TOC외의 성분(TIC,DOC,VOC 등)을 모두 대기중으로 방출한다.
그리고 일정 시간을 거친 후 TIC 분리 산화조에서 정밀 정량 주사기 펌프로 일정량을 채취하여 준비된 가열로(열연소 산화반응장치)에 단계별로 정밀 제어하여 주입한다.
다음으로, 가열로에 주입된 시료는 1,200℃에서 모두 산화되어 Gas형태로 변환되어 열 교환기를 거친 후 Filter System을 거쳐 NDIR 검출기로 보내어진다.
다음으로, NDIR 검출기로 도달한 Gas중에서 CO2 성분을 측정 하여 TOC Data로 변환한다
본 발명은 기존의 단일 이송파이프(세라믹 파이프 등)를 이용한 방법이 아닌 복수개의 이송파이프를 이용하여 TOC 측정의 정확성 개선 및 염분에 의한 막힘 현상등을 개선하고자 한다.
본 발명은 서로 다른 직경의 복수개의 이동통로부(이송파이프)를 상하 방향으로 상호 이격되게 구성하는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 각 이동통로부의 숫자만큼 가열연소 과정이 추가될 수 있다. 나아가, 이러한 추가적인 가열연소 과정은 최초 투입된 열에너지만으로 진행하므로, 열에너지의 추가 소비는 발생되지 않는 특징이 있다. 이로써, 액상 시료의 완전한 연소가 구현가능할 것이다.
나아가, 예로 800도 이상의 온도에서 녹는 염분으로 통로가 막히는 문제도 개선하고자 한다.
본 발명은 복수개의 이동통로부를 구비할 수 있는데, 본 명세서 및 도면에서는 3개의 이동통로부가 구비된 실시예를 중심으로 설명하고자 한다. 다만, 3개의 이동통로부에 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아님을 명확히 하고자 한다.
본 발명에서는 현장에서 채집하여 열연소 산화반응장치에 유입되는 물질을 '액상 시료'라고 지칭하며, 액상 시료가 가열되면서 산화반응을 하면서 열연소된 연소가스를 '기상 시료'로 지칭하고자 한다.
본 발명에서 연산제어부는 컴퓨터를 이용한 제어수단을 의미하며, 유입부의 작동을 제어하는 기능, 각종 센서부의 측정값을 수신하고 기 설정된 기준으로 판단하는 기능, 밸브의 개폐를 제어하는 기능, 필요한 유량을 산출하여 제3 이동통로부 중 하나를 선택하게 하는 기능, 미선택된 제3 이동통로부의 이동을 폐쇄시키는 기능 등 컴퓨터로 수행가능한 다양한 기능을 수행할 수 있다.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명을 설명하고자 한다. 참고로, 도면은 본 발명의 특징을 설명하기 위하여, 일부 과장되게 표현될 수도 있다. 이 경우, 본 명세서의 전 취지에 비추어 해석되는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명에 따른 열연소 산화반응장치 및 주변 구성도이다.
본 발명에 따른 열연소 산화반응장치는 유입부(300)로부터 액상 시료를 유입받으며, 산화반응을 마친 후 제습부(500)와 센서부(600)에 순차적으로 이동된다.
도 2는 본 발명에 따른 열연소 산화반응장치의 몸체부의 투사도이다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 열연소 산화반응장치의 몸체부 및 이동통로부의 사시도 및 종단면도이다.
본 발명에 따른 열연소 산화반응장치는 몸체부(100)와 복수개의 이동통로부(200)를 포함한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 열연소 산화반응장치는 유입부(300)로부터 유입된 액상 시료를 연소시키는 가열부(110)를 갖는 몸체부(100); 및 상기 몸체부(100) 내부에서 상하 방향으로 배치되며, 상호 연통되는 복수개의 이동통로부로 구비된 이동통로부(200)를 포함한다.
본 실시예는 3개의 이동통로부(300)를 구비하는 실시예이다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 이동통로부(200)는 상기 유입부(300)를 통해 제1 이동통로부(210)로 유입된 액상 시료가 하강이동되면서 기체상태로 변화되며, 상기 기상 시료는 제2 이동통로부(220)에서 상승이동되며, 제3 이동통로부(230)에서 하강이동되어 배출될 수 있다.
상기 각 이동통로부는 전체 길이가 동일 직경으로 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 유입부(300)는 제1 이동통로부(210)의 상측에 구비된 유입구(211)와 연통되도록 구비될 수 있다. 유입부(300)는 시료유입부(310), 에어 유입부(320) 및 세척수 유입부(330)를 포함하며, 시료, 에어 및 세척수 중 적어도 하나가 유입될 수 있다.
유입부의 작동은 연산제어부를 통해 제어될 수 있다.
본 발명에 있어서, 제1 이동통로부(210)의 외측 일부는 상기 가열부(110)로 둘러싸인 구조로 구비될 수 있다.
본 발명에 있어서, 제1 이동통로부(210)에서 가열부(110)에 대응되는 내부위치에는 세라믹볼이 충전될 수 있다.
가열부(110)에 의해 세라믹볼이 가열되며, 제1 이동통로부(210)에 유입된 액상 시료는 가열되어 뜨거운 세라믹볼의 표면과 열접촉되면서 산화 연소과정이 진행되어 기체상태로 변화된다.
기존에는 유입부를 통해 제1 이동통로부(210)로 유입된 액상 시료가 산화반응을 하면서 연소되어 기체상태로 되어 배출되면, 배출가스를 바로 제습부(500) 내지 센서부(600)로 이동시켜 CO2 센서부에서 측정을 하는 방식이었다.
하지만, 이 경우, 완전한 연소가 이루어지지 않은 문제점이 있었고, 이로 인해 측정값의 정확성 및 재현성이 저하되는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명은 제1 이동통로부(210)에서 배출되는 기상 시료를 동일한 몸체부 내부에 배치된 또 다른 이동통로부(들)로 이동시켜, 몸체부가 가진 열에너지를 이용하여 추가적으로 기상 시료를 연소시키는 구성을 제시한다.
도 4는 본 발명에 따른 복수개의 이동통로부의 작동원리를 설명하는 도면이다.
먼저, 첫번째 이동통로인 제1 이동통로부(210)를 설명하고자 한다.
제1 이동통로부(210)에서 액상 시료는 위에서 아래방향으로 유입되는 것이 바람직하다. 액상 시료가 가진 중량 및 운반가스(에어)를 이용하여 아래 방향으로 이동되는 물성을 그대로 이용하는 것이 적절하기 때문이다.
한편, 열연소로 기체 상태가 된 기상 시료는 위로 상승하려는 물성을 가진다. 하지만, 복수개의 이동통로부 및 운반가스(에어)에 편승하여 일정한 유체 통로를 형성하여 기상 시료가 위로 역류하는 것을 방지하게 된다. 이때, 정밀제어되는 유량 제어기를 통해 운반가스인 에어(air)를 기 설정된 압력으로 주입하여, 기상 시료가 역류하지 않고 전진하게 한다. 여기서, 주입되는 에어는 산화반응에 영향을 주지 않도록 구비될 수 있다.
다음으로, 두번째 이동통로인 제2 이동통로부(220)를 설명하고자 한다.
제1 이동통로부(210)의 유출구(212)에서 제2 이동통로부(220)의 유입구(221)로 기상 시료가 이동된다.
제1 이동통로부(210)는 내부에 세라믹볼이 충전되는 구성 등으로 인하여, 직경이 크게 구비되는 것이 일반적이다. 이에 비해 제2 이동통로부(220)의 직경은 제1 이동통로부(210)의 직경보다 작은 직경인 것이 바람직하다.
제2 이동통로부(220)의 직경이 제1 이동 통로부(210)의 직경보다 작으면, 기상 시료의 상승속도는 증가될 수 있다. 이미 일정한 수준으로 기체 상태가 된 기상 시료이므로, 이동속도를 증가시키면서 재가열을 통한 재연소를 하게 되는 것이다.
한편, 제2 이동통로부(220)에는 제1 이동통로부(210)와는 달리 별도의 가열부(110)가 구비되지 않는 것이 적절하다. 이는 제1 이동통로부(210)에 구비된 가열부(110)의 열에너지를 재활용하는 관점에서 적절하다.
다만, 필요시 제2 이동통로부(220)에도 별도의 가열부를 더 구비하는 것도 가능할 것이다.
다음으로, 세번째 이동통로인 제3 이동통로부(230)를 설명하고자 한다.
기상 시료는 제2 이동통로부(220)에서 상승이동되면서 재연소된 후, 유출구(220)을 통해 제3 이동통로부(230)의 유입구(331)로 이동된다.
제3 이동통로부(230)에서는 하강이동하면서 가열부(110)의 열에너지를 재활용하여 재연소를 추가로 수행하게 된다.
본 실시예에서 제3 이동통로부(230)는 마지막 이동통로이며, 열연소가 마지막으로 수행되는 영역이다. 또한, 후속 공정의 센서부에서 요구되는 일정량의 지속적 공급도 수행되는 영역이다.
이에, 본 발명에 따른 제3 이동통로부(230)는 다음과 같은 실시예로 구분될 수 있다.
제1 실시예로서, 제3 이동통로부(230)의 직경이 제2 이동통로부(220)의 직경보다 작은 직경인 실시예이다.
제1 실시예는 상승하는 물성을 가진 고온의 기상 시료를 용이하게 하강이동시키기 위하여, 제2 이동통로부(220)보다 작은 직경으로 제3 이동통로부(230)의 직경을 구비하는 실시예이다.
제1 실시예에서는 최초에 유입되는 에어(air)의 압력을 조절하여, 최종적으로 배출되는 유량을 제어가능할 것이다.
가장 작은 직경을 가진 제3 이동통로부(230)를 기상 시료는 가열부의 열로 발생되는 내부의 대류공기(아래에서 위로 발생)와 이동하는 시료 가스(상부에서 하부로 이동)로 인해 약간의 시간 지체로 좀더 많은 가열 시간으로 인해 완전한 산화를 유도 할 수 있을 것이다.
제2 실시예는 제3 이동통로부(230)를 3가지 유형으로 구비하고, 상황에 따라 적절한 곳으로 기상 시료를 이동시키는 실시예이다(도 5 참조).
제2 실시예의 경우, 제2 이동통로부(220)의 유출구(220)에는 유량센서부(620)와 이동방향조절부(400B)가 구비될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제3 이동통로부(230)는 제2 이동통로부(220)의 직경보다 작은 직경인 제3-1 이동통로부(230a), 제2 이동통로부(220)의 직경과 동일한 직경인 제3-2 이동통로부(230b) 및 제2 이동통로부(220)의 직경보다 작은 직경인 제3-3 이동통로부(230c)로 구비되어, 상기 이동방향조절부(400B)에 의해 개폐가 조절될 수 있다.
유량센서부(620)의 측정값은 연산제어부로 전송되며, 연산제어부는 이동방향조절부(400B)를 제어될 수 있다.
만약, CO2 센서부를 포함하는 측정부에서 신속하고 지속적인 기상 시료의 공급이 필요한 상태이면, 연산제어부는 이동방향조절부(400B)를 제어하여, 기상 시료가 제3-3 이동통로부(230c)로 이동되게 할 수 있을 것이다.
만약, CO2 센서부를 포함하는 측정부에 기상 시료의 공급이 충분한 상태이면, 공급시간이 다소 지체되어도 되는 상태이니, 제3-1 이동통로부(230a)로 시동시켜, 최대한 연소를 더 수행하게 할 수 있을 것이다.
이러한 제어판단은 측정장치인 CO2 센서부에 포함된 유량센서부(620)의 측정값을 연산제어부가 수신하고, 또한, 제2 이동통로부(220)의 유출구(220) 쪽에 구비된 유량센서부(620)의 측정값을 연산제어부가 수신하여, 기 설정된 기준에 따라 제어하게 될 것이다.
한편, 본 발명은 염분의 응결에 따른 세척구조를 구비하는 특징을 가진다.
본 발명에 있어서, 제1 이동통로부(210)의 하측에 구비된 유출구(212)는 제2 이동통로부(220)의 유입구(221) 및 세척수 배출부(420)와 분지 구조로 연통될 수 있다.
세척수 배출부(420) 내부에 구비된 세척수 조절밸브(410) 및 상기 제2 이동통로부의 유입구(221) 내부에 구비된 기상 시료 조절밸브(430)를 가질 수 있다(도 4 참조).
본 발명에 따른 유입부(300)는 시료유입부(310), 에어 유입부(320) 및 세척수 유입부(330)를 포함한다.
세척 미작동 모드의 경우, 세척수 조절밸브(410)가 폐쇄되고, 기상 시료 조절밸브(430)가 개방되면, 시료 및 에어가 유입된다. 이러한 상태에서는 기상 시료의 이동이 수행된다.
세척 작동 모드의 경우, 세척수 조절밸브(410)가 개방되고, 기상 시료 조절밸브(430)가 폐쇄되면, 세척수가 유입된다. 이러한 상태에서는 기상 시료가 제2 이동통로부(220)로 이동되지 않고, 세척수에 의해 제1 이동통로부(210)의 유출구(212) 부근에 응결된 염분을 세척하고, 세척된 염분과 세척수는 별도의 세척수 배출부(420)로 배출된다.
세척수(물)는 제1 이동통로부(210)의 내부에 충전된 세라믹볼 등도 지나가게 되므로, 세척과정 전에 액상 시료와 에어 공급은 미리 차단되는 것이 바람직하다.
염분 세척 제거 후에 다시 액상 시료와 에어를 공급하면, 기상 시료의 흐름이 보다 원활하게 되어, 측정이 보다 원활하게 수행될 수 있을 것이다.
본 발명에 있어서, 제3 이동통로부(230)에서 배출된 기상 시료는 제습부(500)로 이동되어, 기상 시료에 함유된 수분을 제거하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 제습부(500)에서 배출된 기상 시료는 CO2 센서부(610)로 이동되어, TOC 측정이 수행될 수 있다.
본 발명에 있어서, CO2 센서부(610)는 유량센서부(620)를 더 포함할 수 있다.
전술한 내용에서는 3개의 이동통로부를 구비한 실시예를 중심으로 본 발명을 설명하였다. 하지만, 본 발명은 3개의 이동통로부에 국한되지 않는다.
본 발명에 따른 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치는 유입부(300)로부터 유입된 액상 시료를 연소시키는 가열부(110)를 갖는 몸체부(100); 및 상기 몸체부(100) 내부에서 상하 방향으로 배치되며, 상호 연통되는 복수개의 이동통로부로 구비된 이동통로부(200)를 포함한다.
본 실시예에서 하강이동되는 복수개의 이동통로부와 상승이동되는 복수개의 이동통로부가 상호 연통되며, 유입시 및 유출시에 하강이동되도록 구비된다.
본 실시예에서 유입된 액상 시료가 최초 이동통로부에서 하강이동되면서 기체 상태인 기상 시료로 변화되며, 기상 시료는 상승이동 및 하강이동을 순차적으로 반복하며 최후 이동통로부에서 하강이동되어 배출될 수 있다.
예를 들어, 하강하는 2개의 이동통로부와 상승하는 1개의 이동통로부로 구현될 수 있다. 또한, 하강하는 3개의 이동통로부와 상승하는 2개의 이동통로부로 구현될 수도 있을 것이다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 몸체부 110 : 가열부
200 : 이동통로부
210 : 제1 이동통로부
211 : 유입구 212 : 유출구
220 : 제1 이동통로부
221 : 유입구 222 : 유출구
230 : 제1 이동통로부
231 : 유입구 232 : 유출구
300 : 유입부 310 : 시료 유입부
320 : 에어 유입부 330 : 세척수 유입부
400 : 밸브 조절부 410 : 세척수 조절밸브
420 : 세척수 배출부 430 : 기상 시료 조절밸브
400B : 이동방향조절부
500 : 제습부
600 : 센서부
610 : CO2 센서부 620 : 유량 센서부
200 : 이동통로부
210 : 제1 이동통로부
211 : 유입구 212 : 유출구
220 : 제1 이동통로부
221 : 유입구 222 : 유출구
230 : 제1 이동통로부
231 : 유입구 232 : 유출구
300 : 유입부 310 : 시료 유입부
320 : 에어 유입부 330 : 세척수 유입부
400 : 밸브 조절부 410 : 세척수 조절밸브
420 : 세척수 배출부 430 : 기상 시료 조절밸브
400B : 이동방향조절부
500 : 제습부
600 : 센서부
610 : CO2 센서부 620 : 유량 센서부
Claims (19)
- 유입부로부터 유입된 액상시료를 연소시키는 가열부를 갖는 몸체부; 및
상기 몸체부 내부에서 상하 방향으로 배치되며, 상호 연통되는 복수개의 이동통로부로 구비된 이동통로부를 포함하며,
상기 이동통로부는 상기 유입부를 통해 제1 이동통로부로 유입된 액상 시료가 하강이동되면서 기체상태인 기상 시료로 변화되며, 상기 기상 시료는 제2 이동통로부에서 상승이동되며, 제3 이동통로부에서 하강이동되어 배출되는 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 각 이동통로부는 전체 길이가 동일 직경으로 구비되는 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 유입부는 제1 이동통로부의 상측에 구비된 유입구와 연통되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 유입부는 시료유입부, 에어 유입부 및 세척수 유입부를 포함하며, 시료, 에어 및 세척수 중 적어도 하나가 유입되는 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치. - 청구항 1에 있어서,
제1 이동통로부의 외측 일부는 상기 가열부로 둘러싸인 구조로 구비되는 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치. - 청구항 5에 있어서,
제1 이동통로부에서 가열부에 대응되는 내부위치에는 세라믹볼이 충전된 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치. - 청구항 1에 있어서,
제2 이동통로부의 직경은 제1 이동통로부의 직경보다 작은 직경인 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치. - 청구항 1에 있어서,
제3 이동통로부의 직경은 제2 이동통로부의 직경보다 작은 직경인 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치. - 청구항 1에 있어서,
제2 이동통로부의 유출구에는 유량센서부와 이동방향조절부가 구비되는 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치. - 청구항 9에 있어서,
제3 이동통로부는 제2 이동통로부의 직경보다 작은 직경인 제3-1 이동통로부, 제2 이동통로부의 직경과 동일한 직경인 제3-2 이동통로부 및 제2 이동통로부의 직경보다 작은 직경인 제3-3 이동통로부로 구비되어, 상기 이동방향조절부에 의해 개폐가 조절되는 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치. - 청구항 10에 있어서,
유량센서부의 측정값은 연산제어부로 전송되며, 연산제어부는 이동방향조절부를 제어하는 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치. - 청구항 1에 있어서,
제1 이동통로부의 하측에 구비된 유출구는 제2 이동통로부의 유입구 및 세척수배출부와 분지 구조로 연통되는 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 세척수 배출부 내부에 구비된 세척수 조절밸브 및 상기 제2 이동통로부의 유입구 내부에 구비된 기상시료 조절밸브를 갖는 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치. - 청구항 13에 있어서,
상기 유입부는 시료유입부, 에어 유입부 및 세척수 유입부를 포함하며,
상기 세척수 조절밸브가 폐쇄되고, 상기 기상시료 조절밸브가 개방되면, 시료 및 에어가 유입되는 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치. - 청구항 13에 있어서,
상기 유입부는 시료유입부, 에어 유입부 및 세척수 유입부를 포함하며,
상기 세척수 조절밸브가 개방되고, 상기 기상시료 조절밸브가 폐쇄되면, 세척수가 유입되는 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치. - 청구항 1에 있어서,
제3 이동통로부에서 배출된 기상 시료는 제습부로 이동되는 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치. - 청구항 16에 있어서,
상기 제습부에서 배출된 기상 시료는 CO2 센서부로 이동되는 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치. - 청구항 17에 있어서,
상기 CO2 센서부는 유량센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치. - 유입부로부터 유입된 액상시료를 연소시키는 가열부를 갖는 몸체부; 및
상기 몸체부 내부에서 상하 방향으로 배치되며, 상호 연통되는 복수개의 이동통로부로 구비된 이동통로부를 포함하며,
하강이동되는 복수개의 이동통로부와 상승이동되는 복수개의 이동통로부가 상호 연통되며, 유입시 및 유출시에 하강이동되도록 구비되어,
유입된 액상 시료는 최초 이동통로부에서 하강이동되면서 기체 상태인 기상 시료로 변화되며, 기상 시료는 상승이동 및 하강이동을 순차적으로 반복하며, 최후 이동통로부에서 하강이동되어 배출되는 것을 특징으로 하는 상호 연통된 복수개의 이동통로부를 갖는 열연소 산화반응장치.
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