KR102382582B1 - 미세먼지 발생장치를 구비한 미세먼지 테스트 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 집진기, 공기청정기, 자동차 에어필터 등 실내, 외에서 발생하는 미세먼지에 대한 효과적인 차단이 가능한지를 테스트하기 위한, 미세입자 발생장치를 갖는 테스트 장치에 관한 것으로, 미세먼지를 테스트하기 위한 미세먼지 테스트 챔버(1)와, 미세먼지를 보관하고, 상기 미세먼지 테스트 챔버(1)에 미세먼지를 공급하기 위한 미세먼지 발생기(2)와, 상기 테스트 챔버(1) 내의 온도 및 습도를 조절하기 위한 온도 습도 조절 모듈(3)과, 상기 테스트 챔버(1), 미세먼지 발생기(2) 및 온도 및 습도 조절 모듈(3)의 구동을 제어하는 제어기(4)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 발생장치를 구비한 미세먼지 테스트 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 집진기, 공기청정기, 자동차 에어필터 등 실내, 외에서 발생하는 미세먼지에 대한 효과적인 차단이 가능한지를 테스트하기 위한, 미세입자 발생장치를 갖는 미세먼지 테스트 장치에 관한 것이다.
최근에는, 이상 기후 및 산업화 등으로 황사 및 미세입자(미세먼지) 발생 회수가 증가하고 있다. 미세입자(미세먼지)는 지름이 1㎛보다 작은 미세먼지(PM10)와, 지름이 2.5㎛보다 작은 미세먼지 (PM2.5)로 나뉘며, 이중 PM10이 사람의 머리카락 지름 (50~70㎛)보다 약 1/5 ~ 1/7 정도로 작은 크기라면, PM2.5는 머리카락의 약 1/20 ~ 1/30에 불과할 정도로 매우 작아 눈에 보이지 않는다. 이는 농작물의 잎의 기공을 막거나, 비닐하우스의 투과율을 저하시켜 작물 생육 환경에 큰 악영향을 미치고 있다.
현재 실내, 외에서 발생하는 분진에 대한 효과적인 차단이 가능한지를 테스트하기 위한, 미세입자 발생 장치로는, 국내 KS 2 6385: 2015, SPS-K131 002-0132: 2018 등에 의해 규격화되어 있으며, 해외에는 JIS 2 9927, JIS 2 9908, JIS Z 4812, UL-586, MIL-F-51068, 1SHR1E 52.1 등에 의해 규격화되어 있다.
종래 공기청정기의 공기 정화 능력 시험장치로는, 등록특허공보 제10-2158448호(2020. 09. 15. 등록)에는, 공기청정기의 정화능력 시험장치에 관한 것으로서, 출입을 위한 도어가 설치되고, 시험체인 공기청정기가 배치되는 챔버와; 챔버의 측벽에 설치되어 공기를 흡기하기 위한 챔버흡기부와; 챔버흡기부에서 흡기된 공기를 기준온도 및 기준습도를 가지는 기준공기로 변환하여 배기하는 에어핸들링유닛과; 에어핸들링유닛에서 배기된 상기 기준공기를 안내하는 안내덕트와; 안내덕트에서 안내되는 기준공기를 상기 챔버로 공급하는 챔버배기부와; 공기청정기의 공기 정화능력을 테스트하기 위한 시험입자를 발생하여 챔버 내부로 공급하는 시험입자발생장치와; 챔버 내에서 상기 공기청정기의 운전 전과 운전 후의 시험입자 농도의 변화값을 측정하는 시험입자 농도측정부(80)를 포함하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 등록특허공보 제10-2155995호(2020. 09. 08. 등록)에는, 공기청정기의 공기 정화능력 시험방법에 관한 것으로서, 공기청정기를 챔버 내부 중앙 바닥에 위치시키는 공기청정기 배치단계와; 에어핸들링유닛의 팬, 히팅부, 냉각부 및 가습부를 작동시킴으로써, 챔버흡기부를 통하여 흡기되는 공기를 23 ± 5℃ 의 기준온도, 55 ± 15% 의 기준습도 조건의 기준공기로 변환시킨 후, 상기 챔버배기부를 통하여 챔버 내부로 순환시키는 시험 준비단계와; 챔버 내에 잔류하는 배경입자 농도를 측정하여, 배경입자가 3 × 105개/㎥ 이하의 되는 시험배경환경을 파악하는 하는 배경입자 농도측정단계와; 시험입자발생장치 및 실링팬을 작동하여 챔버 내부로 시험입자를 투입함과 동시에 투입된 시험입자의 농도를 균일하게 하는 시험입자 투입단계와; 챔버 내의 시험입자 농도를 측정하여, 시험입자 농도가 1~3 x 108 개/㎥ 가 되는 시험개시시점을 파악하는 시험입자 농도측정단계와; 시험개시시점이 되면, 공기청정기(Q)를 운전시키는 공기청정기 시험단계;를 포함하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 미세입자 발생장치에 대해서는, 공개특허공보 제10-2015-0144887호(2015. 12. 29. 공개)에는, 증발장치에서 불활성기체의 유동에 탄화수소 연료를 기체 상태로 혼합한 후 불활성 기체 및 연료 혼합기를 고온로에 공급함으로써 PM 매연입자를 발생시키는 열분해를 이용한 PM 발생장치에 관한 것으로서, 증발부와; 상기 증발부에 연결되는PM 발생부;를 포함하고, 상기 PM 발생부는, 상기 열분해용 연료가 주입되는 주입부와; 상기 주입부에 연통되는 튜브와; 상기 튜브가 내삽되는 히팅부와; 상기 히팅부가 내삽되는 하우징;을 포함하되, 상기 증발부에서 상기 PM발생부로 공급된 유체는 상기 하우징에서 열분해되며, 상기 열분해용 연료 및 상기 히팅부의 작동 분위기 중 어느 하나 이상을 제어함으로써 상기 열분해 정도가 제어되어, 상기 튜브의 단부로 PM이 방출되는 기술이 개시되어 있다.
또한, 공개특허공보 제10-2018-0085646호(2018. 07. 27. 공개)에는, 전기 가열을 통하여 미세 입자를 발생시키는 장치에 있어서 온도 센서를 구비하는 미세 입자 발생 장치에 관한 것으로, 사용자의 흡입 행위에 의해 미세 입자가 흡입될 수 있도록 미세 입자를 발생시키는 미세 입자 발생 장치에 있어서, 전기에 의해 발열하며, 일정 온도 이상 가열시 기화하는 물질(기화 물질)이 포함된 기화재를 가열하여 미세 입자를 발생시키는 전자 히터;를 포함하고 전자 히터는 세라믹 재질의 본체; 본체의 상면과 하면에 각각 형성된 전기전도성 패턴;을 포함하고 상기 전기전도성 패턴은 별도의 전원공급부와 각각 연결되는 기술이 개시되어 있다.
Lee, C. H., S. N. Oh, 2020. Effect of Atmospheric Humidity on Fine Dust Measurement Using the Light Scattering Method. Journal of Korean Society Hazard Mitigation 20(1): 391~399 (In Korean)
본 발명은, 상기 선행기술문헌 등에 기재된 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것이다.
본 발명은, 현재 상용화 제품에서 활용되고 있는 톱니바퀴와 모터를 이용한 미세먼지 발생장치 및 공급장치에 있어서, 미세먼지가 기기에 작용하여 미세먼지 피딩 중에 고장을 일으키는 등의 문제점을 제거하고자 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 비교적 저비용으로 미세먼지를 발생시키고, 테스트할 수 있는 장치를 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 미세먼지 발생장치로부터 발생되는 미세먼지를 PM2.5 및 PM10으로 한정하여, 무거운 입자에 의한 영향을 받지 않을 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 계절별 온, 습도 환경 등을 설정하여 실험할 수 있는 테스트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 초음파식 습도 조절 체계 사용시에 발생하는 미세먼지 노이즈가 발생하지 않도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 비닐 온실과 같은 투과성 재료에 흡착된 미세먼지를 재현하여 재료의 투과율 분석에 활용하고, 나아가 이를 통해서 미세먼지 발생에 따른 비닐 온실 내 작물 생장 변화를 구명하고자 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 구성으로 이루어지는 것으로, [1] 미세먼지를 테스트하기 위한 미세먼지 테스트 챔버(1)와, 미세먼지를 보관하고, 상기 미세먼지 테스트 챔버(1)에 미세먼지를 공급하기 위한 미세먼지 발생기(2)와, 상기 테스트 챔버(1) 내의 온도 및 습도를 조절하기 위한 온도 및 습도 조절 모듈(3)과, 상기 테스트 챔버(1), 미세먼지 발생기(2) 및 온도 및 습도 조절 모듈(3)의 구동을 제어하는 제어기(4)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 발생장치를 구비한 미세먼지 테스트 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, [2] 상기 [1]에 있어서, 상기 테스트 챔버(1)에는, 테스트 챔버 내의 미세먼지 및 온도, 습도를 측정하는 미세먼지 및 온도, 습도 센서(11)와, 테스트 챔버(1) 내의 조명을 조절하는 조명장치(12)와, 테스트 챔버(1) 내로 측정기기를 제공하기 위한 체인지 박스(14)를 더 설치하고, 상기 미세먼지 발생기(2)에서 발생하는 미세먼지를 유입시키는, PM2.5 유입구(15) 및 PM10 유입구(16)가 설치되는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 발생장치를 구비한 미세먼지 테스트 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 [3] 상기 [1]에 있어서, 상기 미세먼지 발생기(2)는, 먼지 공급부(21)와 먼지 분류부(22)로 이루어지며, 상기 먼지 공급부(21)는, 에어 컴프레서(211)로부터 공급되는 공기를 솔레노이드 밸브(212)를 통해 공급하고, 상기 솔레노이드 밸브(212)를 통과한 공기는 에어 레귤레이터(213)를 거쳐 먼지 시료통(214)으로 공급되도록 조절되며, 상기 먼지 분류부(22)는, 상기 먼지 시료통(214)으로부터 공급되는 먼지 중에서 PM2.5를 상기 테스트 챔버(1)로 공급하는 PM2.5공급구(221)와, PM10을 상기 테스트 챔버(1)로 공급하는 PM10공급구(222)와, 상기 테스트 챔버(1)로 공급되는 미세먼지 이외의 먼지를 수용하는 먼지 축적부(223)로 이루어지며, 상기 먼지 축적부(223)에 수용되는 먼지는 상기 먼지 시료통(214)과 먼지 분류부(22) 사이로 피드백 되는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 발생장치를 구비한 미세먼지 테스트 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 [4] 상기 [1]에 있어서, 상기 온도 및 습도 조절 모듈(3)은, 온도 조절 모듈(31)과 습도 조절 모듈(32)로 이루어지고, 상기 온도 조절 모듈(31)과 습도 조절 모듈(32)에 의하여 온도와 습도가 조절된 공기를 상기 테스트 챔버(1)로 공급하는 온, 습도 조절 공기 공급구(33)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 발생장치를 구비한 미세먼지 테스트 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 [5] 상기 [2]에 있어서, 상기 온도 및 습도 조절 모듈(3)에서 조절된 온도와 습도가 조절된 공기는, 온, 습도 조절 공기 공급부(33)를 통하여 상기 테스트 챔버(1)로 공급되며, 상기 테스트 챔버(1)의 일측에는 상기 온, 습도 조절 공기 공급부(33)로부터 공급되는 온도와 습도가 조절된 공기를 받아들이는 온, 습도 조절 공기 유입구(17)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 발생장치를 구비한 미세먼지 테스트 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 [6] 상기 [1] 내지 [5] 중의 어느 하나에 있어서, 상기 테스트 챔버(1), 미세먼지 발생기(2) 및 온도 및 습도 조절 모듈(3)을 제어하는 제어기(4)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 발생장치를 구비한 미세먼지 테스트 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 [7] 상기 [6]에 있어서, 상기 온도 및 습도 조절 모듈(3)의 습도 조절 모듈(32)는, 자연기화식 가습 모듈로, 다공성 구조를 갖는 필터를 갖는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 발생장치를 구비한 미세먼지 테스트 장치에 관한 것이다.
본 발명은 상기와 같은 구성으로 이루어지는 것이므로, 현재 상용화 제품에서 활용되고 있는 톱니바퀴와 모터를 이용한 미세먼지 발생장치 및 공급장치에 있어서, 미세먼지가 기기에 작용하여 미세먼지 피딩 중에 고장을 일으키는 등의 문제점을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명은, 비교적 저비용으로 미세먼지를 발생시키고, 테스트할 수 있는 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 미세먼지 발생장치로부터 발생되는 미세먼지를 PM2.5 및 PM10으로 한정하여, 무거운 입자에 의한 영향을 받지 않을 수 있다.
또한, 본 발명은, 계절별 온, 습도 환경 등을 설정하여 실험할 수 있는 테스트 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 초음파식 습도 조절 체계 사용시에 발생하는 미세먼지 노이즈가 발생하지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은, 비닐 온실과 같은 투과성 재료에 흡착된 미세먼지를 재현하여 재료의 투과율 분석에 활용하고, 나아가 이를 통해서 미세먼지 발생에 따른 비닐 온실 내 작물 생장 변화를 구명할 수 있다.
도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 나타내는 개념도
도 2는 본 발명의 먼지 공급 및 온도 제어 방법을 나타내는 개념도
도 3은 본 발명의 테스트 챔버의 정면도 및 측면도
도 4는 본 발명의 미세먼지 발생기를 나타내는 개념도
도 5는 본 발명의 미세먼지 발생기의 정면도 및 상면도
도 6은 본 발명의 온도 및 습도 조절 모듈의 개념도
도 7은 본 발명의 제어기의 개념도
도 8a는 초음파 가습 모듈 작동시의 테스트 챔버(1) 내 PM2.5, PM10의 측정 상태를 나타내는 표
도 8b는 자연 기화식 가습 모듈(32) 작동시의 테스트 챔버(1) 내 PM2.5, PM10의 측정 상태를 나타내는 표
도 2는 본 발명의 먼지 공급 및 온도 제어 방법을 나타내는 개념도
도 3은 본 발명의 테스트 챔버의 정면도 및 측면도
도 4는 본 발명의 미세먼지 발생기를 나타내는 개념도
도 5는 본 발명의 미세먼지 발생기의 정면도 및 상면도
도 6은 본 발명의 온도 및 습도 조절 모듈의 개념도
도 7은 본 발명의 제어기의 개념도
도 8a는 초음파 가습 모듈 작동시의 테스트 챔버(1) 내 PM2.5, PM10의 측정 상태를 나타내는 표
도 8b는 자연 기화식 가습 모듈(32) 작동시의 테스트 챔버(1) 내 PM2.5, PM10의 측정 상태를 나타내는 표
본 발명을 설명함에 있어 종래기술과 동일한 기술 구성에 대하여는 동일한 명칭을 그대로 부여하여 설명한다.
본 발명은 미세먼지를 테스트하기 위한 테스트 챔버(1)와, 미세먼지를 보관하고, 상기 미세먼지 테스트 챔버(1)에 미세먼지를 공급하기 위한 미세먼지 발생기(2)와, 상기 테스트 챔버(1)의 온도, 습도를 조절하기 위한 온도 습도 조절 모듈(3)과, 상기 테스트 챔버(1), 미세먼지 발생기(2) 및 온도 습도 조절 모듈(3)의 구동을 제어하는 제어기(4)로 이루어지는 것으로, 아래에서는 상기 각각의 구성들에 대해서 도면을 살펴보면서 구체적으로 설명한다.
[테스트 챔버(1)]
본 발명의 테스트 챔버(1)는, 미세먼지를 테스트하기 위하여 미세먼지를 공급받고, 미세먼지 처리장치인 집진기, 공기청정기 등에 사용되는 필터 등의 테스트 또는 비닐 등 각종 재료 들에 대한 투과율 테스트 등 다양한 테스트를 하기 위한 구성이다.
도 1 내지 도 3에 나타나 있는 것과 같이, 상기 테스트 챔버(1)는, 내부에 미세먼지 및 온도, 습도 센서(11), 조명장치(12), 글로브 장착부(13) 및 체인지 박스(14)를 가지며, 아래에서 설명하는 미세먼지 발생기(2)로부터 공급받는 PM2.5 및PM10을 받아들이는 PM2.5유입구(15) 및 PM10 유입구(16)를 가지며, 또한 아래에서 설명하는 온도 및 습도 조절 모듈(3)로부터 공급되는 온, 습도 조절 공기를 받아들이는 온, 습도 조절 공기 유입구(17)로 이루어진다.
본 발명의 미세먼지 테스트 장치의 사용자는 상기 글로부 장착부(13)에 장착된 글로브를 장착하고 상기 테스트 챔버(1)에 양 손을 넣어 테스트 챔버 내부의 시편을 만지면서 분석할 수 있다.
상기 테스트 챔버(1)에 설치되는 체인지 박스(14)는, 서랍형으로 형성하고, 뚜껑을 부착하여, 테스트 챔버(1) 내의 미세먼지가 테스트 챔버(1) 외부로 새어 나갈 수 없게 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 체인지 박스(14)에는, 조도계 등의 측정 기기를 넣어 사용자가 테스트 챔버(1) 내에서 측정 기기를 활용하여 미세먼지를 직접 테스트 할 수 있다. 예를들어, 비닐 온실의 투과성 재료에 흡착된 미세먼지를 재현하여 재료의 투과율 분석 등에 활용하게 된다.
상기 미세먼지 및 온도, 습도 센서(11)에 의해 측정된 미세먼지에 관한 정보는, 아래에서 설명하는 제어기(4)에 저장된다. 이때 상기 미세먼지 및 온도, 습도 센서(11)와 제어기(4)는 유, 무선 통신을 이용하여 정보를 전달하게 된다.
또한, 상기 테스트 챔버(1)는, 아래에서 설명하는 미세먼지 발생기(2)와, 온도, 습도 조절 모듈(3)로부터 공급되는 미세먼지와 온도, 습도가 조절된 공기가 유입되는 온, 습도 조절 공기 유입구(17)를 더 가진다.
상기와 같은 구성으로 이루어지는 테스트 챔버(1)에는, 집진기, 공기청정기, 자동차 에어필터 등의 필터를 배치하고 이들 구성들에 대한 미세먼지 차단 효과 등을 측정할 수도 있다.
또한, 상기 미세먼지 발생기(2)로부터 공급받는 PM2.5 및 PM10을 받아들이는 PM2.5유입구(15) 및 PM10유입구(16)는, 아래에서 설명하는 PM2.5공급부(221) 및 PM10공급부(222)와, PM2.5공급관(미도시) 및 PM10공급관(미도시)에 의하여 연결된다.
[미세먼지 발생기(2)]
본 발명의 미세먼지 발생기(2)는, 미세먼지를 발생시키기 위한 것으로, 미세먼지 발생기(2)에 의하여 발생된 미세먼지는, 앞에서 설명한 테스트 챔버(1)로 공급된다.
도 1, 도 4 및 도 5에 나타내고 있는 것과 같이, 상기 미세먼지 발생기(2)는, 먼지공급부(21)와 먼지 분류부(22)로 나누어지며, 상기 먼지 분류부(22)로부터 상기 테스트 챔버(1)로 PM2.5 및 PM10의 먼지를 나누어 공급하게 된다.
도 4 및 도 5에 나타내고 있는 것고 같이, 상기 먼지 공급부(21)는, 에어컴프레서(211), 솔레노이드 밸브(212), 에어 레귤레이터(213), 먼지 시료통(214)으로 나누어진다.
상기 에어컴프레서(211)에서 생성된 공기는, 솔레노이드 밸브(212)의 원격 제어를 통하여 에어 레귤레이터(213) 측으로의 공기의 흐름을 제어하게 되며, 에어 레귤레이터에서 일정한 풍량을 공급하는 것에 의하여 상기 먼지 시료통(214)에 보관되어 있는 먼지를 먼지 분류부(22) 측으로 공급하게 된다. 이때 상기 에어 컴프레서(211), 솔레노이드 밸브(212), 에어 레귤레이터(213)의 ON/OFF 및 풍량 조절은 아래에서 설명하는 제어기(4)에 의해 이루어지며, 상기 제어기(4)에 의한 제어는 유, 무선 통신에 의하여 이루어진다.
도 4 및 도 5에 나타내고 있는 것과 같이, 상기 먼지 분류부(22)는, PM2.5공급부(221), PM10공급부(222) 및 상기 PM2.5공급부와 상기 PM10공급부로 테스트 챔버(1)로 공급되지 못한 PM2.5, PM10 및 PM10을 초과하는 일반먼지가 쌓이는 먼지 축적부(223)로 나누어진다.
상기 에어 레귤레이터(213)에 의해 공급되는 먼지는, 상기 먼지 분류부(22)에서 PM2.5공급부(221) 및 PM10공급부(222)를 통해서 상기 테스트 챔버(1)로 공급되며, 상기 PM2.5공급부(221) 및 PM10공급부 (222)를 통해서 테스트 챔버(1)로 공급되지 못하는 먼지는, PM10을 초과하는 굵은 입경의 일반먼지와 함께 상기 먼지 분류부(22)의 하측에 형성된 먼지 축적부(223)에 쌓이게 되는 것이다.
또한. 상기 PM2.5공급부(221) 및 PM10공급부(222)에는, 각각 PM2.5필터(2211) 및 PM10필터(2221)를 설치하는 것에 의하여, PM2.5와 PM10을 구분하여 상기 테스트 챔버(1)로 공급하게 된다.
상기 먼지 축적부(223)에는 PM2.5, PM10 및 PM10을 초과하는 굵은 입경의 일반먼지가 축적되는 것으로, 도 4에 나타내고 있는 것과 같이, 상기 먼지 축적부(223)에 저장된 먼지는, 상기 먼지 공급부(21)의 먼지 시료통(214)과 상기 먼지 분류부(22) 사이로 피드백 가능하게 설치한다.
또한, 상기 PM2.5공급부(221) 및 PM10공급부(222) 각각에는, 상기 테스트 챔버로 PM2.5 및 PM10을 공급하기 위한 PM2.5공급관(미도시) 및 PM10공급관(미도시)을 설치한다.
[온도 및 습도 조절 모듈(3)]
본 발명의 온도 습도 조절 모듈(3)은, 상기 테스트 챔버(1)의 아래쪽에 설치하는 것으로 온도 조절 모듈(31), 습도 조절 모듈(32), 냉기 배출구(33) 및 온기 및 습도 조절 공기 배출구(34)로 이루어진다.
도 6에 나타내고 있는 것과 같이, 상기 온도 조절 모듈(31)은 펠티어 소자를 활용하며, 습도 조절 모듈(32)은 자연 기화식 가습 모듈을 활용하는 것이 바람직하다,
상기 온도 조절 모듈(31)은, 에어컨이나 냉장고에서 흔히 사용되는 펠티어 소자를 활용한다. 펠티어 소자는 인가 전압의 극성 방향에 따라 냉각부와 발열부가 바뀔 수 있으며, 열의 흐름도 바뀌게 되는 것이다.
상기 습도 조절 모듈(32)는, 자연 기화식으로 예를들어, 티슈볼형 필터를 이용하는 것이 바람직하다.
가습장치로 초음파를 이용하게 되면, 30만~2500만/초의 진동을 통해 물분자 덩어리를 때려 미세한 알갱이 형태로 만든다. 이렇게 만들어진 물 알갱이들은 2.5㎛ 이상의 입자 크기를 갖게 되어, 미세먼지가 없더라도 상기 물 알갱이를 미세먼지로 오인 계측하게 된다. 따라서 정밀한 계측 환경을 만들기 위해서는 반드시 본 발명의 자연 기화식의 습도 조절 모듈(32)을 사용하여야 한다,
본 발명의 자연 기화식 습도 조절 모듈(32)은, 물에 잘 젖으며 표면적이 매우 넓은 필터를 사용하게 된다. 빨래가 마르는 현상과 같이 자연히 물분자가 공기 중에 떨어져나가는 현상을 기반으로 하는데, 필터의 소재는 펠트, 레이온, Wick 등을 이용하여 표면적 대비 물분자를 많이 머금을 수 있고, 부피에 비해 표면적이 매우 넓은 다공성 구조를 가지도록 제작되어, 한꺼번에 많은 물분자가 떨어져나갈 수 있도록 한다. 이런 현상으로 인해 떨어져 나가는 물분자는 0.0001~0.0004㎛ 크기의 매우 작은 입경을 갖게 되므로, 실제로 광산란 센서를 이용해 미세먼지를 측정할 경우, 그 크기가 매우 작아 측정이 되지 않는다.
도 8은 본 테스트 장치에서 미세먼지를 발생시키지 않고 단지 가습모듈만을 작동시켰을때 나타나는 현상을 시계열로 표현한 것으로써, 도 8a는 초음파 가습 모듈 작동시의 테스트 챔버(1) 내 PM2.5, PM10의 측정 상태를, 도 8b는 자연 기화식 가습 모듈(32) 작동시의 테스트 챔버(1) 내 PM2.5, PM10의 측정 상태를 나타내는 것이다. 초음파 가습 모듈을 이용한 가습 방법은 생성되는 물 입자가 광산란 방식의 미세먼지 측정 센서에서 오인 계측되는 현상이 나타나며, 실제로 미세먼지가 발생되지 않았음에도 가습 모듈의 작동으로 인해 많은 미세먼지가 발생된 것으로 잘못 판단할 수 있음을 보여준다.
그러나, 자연 기화식의 습도 조절 모듈(32)을 장착하여 가습시의 환경 변화를 측정한 경우 PM2.5, PM10은 전혀 측정되지 않고, 단순히 습도만 높아지는 것을 알 수 있다. 이는 발생된 물 입자가 매우 작아서 미세먼지 측정 센서에서 오인 계측이 일어나지 않는 것을 보여주는 것이다.
또한, 제습은 앞에서 설명한 펠티어 소자를 활용하여 열전 현상을 이용하여 공기 중의 수분을 응결시키는 방법을 이용하여 하게 된다. 이때는 공기 순환을 위한 팬의 소음을 제외하면 소음도 거의 발생하지 않는다. 다만 공기 중의 온도도 함께 낮아지므로, 제습 후에는 다시 기온을 높여줄 필요가 있다.
본 발명의 온도 및 습도 조절 모듈(3)은 상기 테스트 챔버(1)의 아래 쪽에 설치하고, 상기 온도 조절 모듈(31)과 습도 조절 모듈(32)에 의하여 냉기와 온기를 구분 공급하며, 구체적으로는 냉기는 냉기 배출구(33)에 의하여 공급되고, 온기 및 습도가 조절된 공기는 온기 및 습도 조절 공기 배출구(34)에 의하여 온도 및 습도가 조절된 공기는, 테스트 챔버(1)의 온, 습도 조절 공기 유입구(17)로 유입된다.
이때에도, 상기 온도 및 습도 등의 조절은, 아래에서 설명하는 제어기에 의하여 제어하게 된다.
[제어기(4)]
본 발명의 제어기(4)는, 미세먼지 발생기(2)에서 발생되는 PM2.5, PM10 등의 미세먼지의 공급을 제어하며, 온도 및 습도 조절 모듈(3)의 온도, 습도를 조절하여, 테스트 챔버(1) 내의 환경을 전체적으로 제어한다. 또한, 장치에의 전원 공급 제어, 데이터 표시 등의 제어 기능도 하게 된다.
위에서 설명한 것과 같이, 본 발명에 대한 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의하여 이루어졌지만, 상기 실시예는 바람직한 실시예를 설명한 것으로, 상기 실시예만으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 보호범위는 상기 청구범위 및 균등 개념으로 이해되어야 한다.
1 : 테스트 챔버
11: 미세먼지 및 온도, 습도 센서
12 : 조명장치
13 : 글로브 장착부
14 : 체인지 박스
15 : PM2.5 유입구
16 : PM10 유입구
17 : 온, 습도 조절 공기 유입구
2 : 미세먼지 발생기
21 : 먼지 공급부
211 : 에어 컴프레서
212 : 솔레노이드 밸브
213 : 에어 레귤레이터
214 : 먼지 시료통
22 : 먼지 분류부
221 : PM2.5공급부
2211 : PM2.5필터
222 : PM10공급부
2221 : PM10필터
223 : 먼지 축적부
3 : 온도 및 습도 조절 모듈
31 : 온도 조절 모듈
32 : 습도 조절 모듈
33 : 온, 습도 조절 공기 공급구
4 : 제어기
11: 미세먼지 및 온도, 습도 센서
12 : 조명장치
13 : 글로브 장착부
14 : 체인지 박스
15 : PM2.5 유입구
16 : PM10 유입구
17 : 온, 습도 조절 공기 유입구
2 : 미세먼지 발생기
21 : 먼지 공급부
211 : 에어 컴프레서
212 : 솔레노이드 밸브
213 : 에어 레귤레이터
214 : 먼지 시료통
22 : 먼지 분류부
221 : PM2.5공급부
2211 : PM2.5필터
222 : PM10공급부
2221 : PM10필터
223 : 먼지 축적부
3 : 온도 및 습도 조절 모듈
31 : 온도 조절 모듈
32 : 습도 조절 모듈
33 : 온, 습도 조절 공기 공급구
4 : 제어기
Claims (7)
- 미세먼지를 테스트하기 위한 미세먼지 테스트 챔버(1)와,
미세먼지를 보관하고, 상기 미세먼지 테스트 챔버(1)에 미세먼지를 공급하기 위한 미세먼지 발생기(2)와,
상기 테스트 챔버(1) 내의 온도 및 습도를 조절하기 위한 온도 및 습도 조절 모듈(3)과,
상기 테스트 챔버(1), 미세먼지 발생기(2) 및 온도 및 습도 조절 모듈(3)의 구동을 제어하는 제어기(4)로 이루어지며,
상기 미세먼지 발생기(2)는,
먼지 공급부(21)와 먼지 분류부(22)로 이루어지며,
상기 먼지 공급부(21)는, 에어 컴프레서(211)로부터 공급되는 공기를 솔레노이드 밸브(212)를 통해 공급하고, 상기 솔레노이드 밸브(212)를 통과한 공기는 에어 레귤레이터(213)를 거쳐 먼지 시료통(214)으로 공급되도록 조절되며,
상기 먼지 분류부(22)는,
상기 먼지 시료통(214)으로부터 공급되는 먼지 중에서 PM2.5를 상기 테스트 챔버(1)로 공급하는 PM2.5공급구(221)와, PM10을 상기 테스트 챔버(1)로 공급하는 PM10공급구(222)와, 상기 테스트 챔버(1)로 공급되는 미세먼지 이외의 먼지를 수용하는 먼지 축적부(223)로 이루어지며,
상기 먼지 축적부(223)에 수용되는 먼지는 상기 먼지 시료통(214)과 먼지 분류부(22) 사이로 피드백 되는 것을 특징으로 하는,
미세먼지 발생장치를 구비한 미세먼지 테스트 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 테스트 챔버(1)에는,
테스트 챔버 내의 미세먼지 및 온도, 습도를 측정하는 미세먼지 및 온도, 습도 센서(11)와,
테스트 챔버(1) 내의 조명을 조절하는 조명장치(12)와,
테스트 챔버(1) 내로 측정기기를 제공하기 위한 체인지 박스(14)를 더 설치하고,
상기 미세먼지 발생기(2)에서 발생하는 미세먼지를 유입시키는, PM2.5유입구(15) 및 PM10유입구(16)가 설치되는 것을 특징으로 하는,
미세먼지 발생장치를 구비한 미세먼지 테스트 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 온도 및 습도 조절 모듈(3)은,
온도 조절 모듈(31)과 습도 조절 모듈(32)로 이루어지고,
상기 온도 조절 모듈(31)과 습도 조절 모듈(32)에 의하여 온도와 습도가 조절된 공기를 상기 테스트 챔버(1)로 공급하는 냉기 배출구(33) 및 온기 및 습도 조절 공기 배출구(34)로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
미세먼지 발생장치를 구비한 미세먼지 테스트 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 온도 및 습도 조절 모듈(3)에서 조절된 온도와 습도가 조절된 공기는, 냉기 배출구(33) 및 온기 및 습도 조절 공기 배출구(34)를 통하여 상기 테스트 챔버(1)로 공급되며,
상기 테스트 챔버(1)의 일측에는 상기 냉기 배출구(33) 및 온기 및 습도 조절 공기 배출구(34)로부터 공급되는 온도와 습도가 조절된 공기를 받아들이는 온, 습도 조절 공기 유입구(17)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는,
미세먼지 발생장치를 구비한 미세먼지 테스트 장치.
- 제1항, 제2항, 제4항, 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 테스트 챔버(1), 미세먼지 발생기(2) 및 온도 및 습도 조절 모듈(3)을 제어하는 제어기(4)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는,
미세먼지 발생장치를 구비한 미세먼지 테스트 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 온도 및 습도 조절 모듈(3)의 습도 조절 모듈(32)는, 자연기화식 가습 모듈로, 다공성 구조를 갖는 필터를 갖는 것을 특징으로 하는,
미세먼지 발생장치를 구비한 미세먼지 테스트 장치.
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