KR102400934B1 - 준 휘발성 유기화합물 포집장치 및 포집방법 - Google Patents

준 휘발성 유기화합물 포집장치 및 포집방법 Download PDF

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Abstract

준 휘발성 유기화합물 포집장치 및 포집방법이 개시되어 있다.
개시된 준 휘발성 유기화합물 포집장치 및 포집방법 중, 포집장치는, 공기유입포트 및 공기배출포트가 구비되며, 피측정물이 투입되는 챔버; 상기 챔버 내부의 공기배출포트 측에 설치되어, 상기 피측정물에서 방산되는 준 휘발성 유기화합물이 흡착되는 흡착판; 상기 흡착판과 밀착되게 설치된 채 흡착판을 냉각시켜줌으로써 챔버 내부 온도와의 온도차에 의해 흡착판 표면에 응축수가 발생되도록 하는 냉각판; 및 상기 냉각판으로 냉매를 순환시켜주는 냉각기:를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

준 휘발성 유기화합물 포집장치 및 포집방법{Semi-volatile organic compounds collecting device and collecting method}
본 발명은 준 휘발성 유기화합물 포집장치 및 포집방법에 관한 것이다.
특히, 자동차 내장부품 등의 피측정물에서 방출되는 준 휘발성 유기화합물을 불순물이 배제된 액체 또는 고체 상태로 포집함으로써, 피측정물의 준 휘발성 유기화합물 방출량을 정확하게 측정할 수 있도록 한 준 휘발성 유기화합물 포집장치 및 포집방법에 관한 것이다.
자동차 내장재에서 발생되는 포름알데히드(Formaldehyde), 톨루엔(Toluene), 자일렌(Xylen) 등의 휘발성 유기화합물(VOC)은 자동차 실내공기를 오염시키는 주요 원인이 되고 있다.
최근에는 상기 휘발성 유기 화합물보다 끓는 점이 높은 준 휘발성 유기화합물(SVOC:Semi volatile organic compounds)에 의한 차내 오염에 대한 우려가 높아지고 있다. 준 휘발성 유기화합물의 대표적인 물질로 프탈산에스테르(Phthalic acid ester)류나 인산에스테르(Phosphoric acid ester)류를 들 수 있으며, 재료의 난연성, 가소성을 위해 자동차 내장재, 건축 마감재 및 가전제품 등에 주로 사용되고 있다.
이러한 준 휘발성 유기화합물은 높은 끓는 점으로 인하여 챔버 등 고체의 표면에 잘 부착되기 때문에 일반적인 챔버법을 이용한 방출량 측정이 어렵다. 또한 준 휘발성 유기화합물가스 상태로 실내공기 중에 존재하며, 실내 먼지들에 부착되어 알레르기, 천식 등 자동차 탑승자의 건강에 나쁜 영향을 미치는 오염물질로 보고되고 있다. 따라서, 차내의 준 휘발성 유기화합물 농도 및 방출량을 정확하게 측정할 필요가 있다.
도 1은 종래 일 실시예에 따른 준 휘발성 유기화합물 포집장치의 모식도이다.
도 1을 참조하면, 종래 준 휘발성 유기화합물 포집장치는, 일측과 타측에 공기공급포트(11) 및 공기배출포트(12)를 갖는 20 ~ 1000ℓ용량의 스테인레스 챔버(10)와, 상기 챔버의 내부에 설치된 채 피측정물을 고정하는 실 박스(seal box)(20)와, 상기 공기배출포트(12)에 연결된 채 챔버(10)로부터 배출되는 공기에 포함된 준 휘발성 유기화합물을 포집하는 포집관(30)으로 구성된다.
이러한 종래의 준 휘발성 유기화합물 포집장치는 챔버(10)를 항온상태에 두고, 기정 온습도(28℃, 50%RH)의 청정공기를 기정 환기 횟수에 따라 8시간 이상 공급한다. 그런 다음 챔버(10) 내의 온습도가 정상상태에 있음을 확인하고, 상기 챔버(10)로부터 방출되는 공기에 포함된 준 휘발성 유기화합물을 포집관(30)에 기체 상태로 포집 농축하며, 이를 도시하지 않은 분석장치에 의해 농도를 측정한다(blank 측정). 이때의 준 휘발성 유기화합물 농도를 챔버 내 블랭크 농도라고 한다.
다음, 챔버(10)의 바닥 표면 중앙에 피측정물이 장착된 실 박스(20)를 설치한 후, 앞서 설명된 블랭크 측정 때와 동일하게 통기를 실시하면서 지정된 시간이 경과된 후 준 휘발성 유기화합물의 농도를 측정한다. 이때의 준 휘발성 유기화합물 농도를 챔버 내 농도라고 한다.
최종적으로, 챔버 내 농도에서 챔버 내 블랭크 농도를 제하면 피측정물의 실제 준 휘발성 유기화합물 방출량을 얻을 수 있게 된다.
그러나, 상기한 종래의 준 휘발성 유기화합물 포집장치는 피측정물에서 방출되는 준 휘발성 유기화합물이 챔버(10)의 내벽에 부착되므로 포집량이 부족할 뿐만 아니라, 기체 상태로 포집하기 때문에 불순물이 포함될 수 있으므로 준 휘발성 유기화합물의 정확한 방출량을 측정하기 어려웠다.
특허문헌 1 : 일본공개특허공보 특개2010-38701호 특허문헌 2 : 공개특허공보 제2007-0003208호
본 발명의 목적은, 준 휘발성 유기화합물이 고체 표면에 잘 부착되는 것에 착안하여, 피측정물에서 방산되는 준 휘발성 유기화합물을 응축수가 맺힌 흡착판에 흡착시켜 포집함으로써 준 휘발성 유기화합물을 유실 없이 포집할 수 있고, 이물질이 배제된 순수한 준 휘발성 유기화합물만을 포집할 수 있으며, 나아가 준 휘발성 유기화합물의 정확한 방출량을 측정할 수 있도록 한 준 휘발성 유기화합물 포집장치 및 포집방법을 제공함에 있다.
본 발명은 상기한 목적에 따라, 공기유입포트 및 공기배출포트가 구비되며, 피측정물이 투입되는 챔버; 상기 챔버 내부의 공기배출포트 측에 설치되어, 상기 피측정물에서 방산되는 준 휘발성 유기화합물이 흡착되는 흡착판; 상기 흡착판과 밀착되게 설치된 채 흡착판을 냉각시켜줌으로써 챔버 내부 온도와의 온도차에 의해 흡착판 표면에 응축수가 발생되도록 하는 냉각판; 및 상기 냉각판으로 냉매를 순환시켜주는 냉각기:를 포함하는 준 휘발성 유기화합물 포집장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 상기 챔버는 항온챔버; 및 상기 항온챔버에 내장되되 항온챔버와 소정 간격으로 이격되게 내장되는 시험챔버;로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 흡착판은 유리재로 되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 상기 냉각판은, 스테인레스 또는 알루미늄으로 된 커버, 상기 커버의 내부에 굴곡형상으로 매립 설치된 채 냉각수가 순환되는 냉각 순환관으로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 시험챔버 내부의 공기유입포트 측에 설치되어, 공기유입포트로 유입되는 공기를 공기배출포트를 향해 송풍하여 주는 송풍팬을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 목적에 따라, 피측정물에서 방산되는 준 휘발성 유기화합물을 흡착하기 위한 흡착판을 냉각판에 의해 냉각시켜서, 상기 흡착판의 표면에 주변온도와의 온도차에 의해 응축수가 발생되도록 함으로써 준 휘발성 유기화합물이 응축수에 흡착되도록 한, 준 휘발성 유기화합물 포집방법이 제공된다.
본 발명은 피측정물에서 방산되는 준 휘발성 유기화합물을 응축수가 맺힌 흡착판에 흡착시켜 포집함으로써 준 휘발성 유기화합물을 유실 없이 포집할 수 있고, 또한, 순수한 준 휘발성 유기화합물만을 흡착할 수 있으므로 포집량 및 포집순도를 향상시켜서 후에 준 휘발성 유기화합물의 방출량을 정확하게 산출할 수 있다.
도 1은 종래 일 실시예에 따른 준 휘발성 유기화합물 포집장치의 모식도
도 2는 본 발명에 따른 준 휘발성 유기화합물 포집장치의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 준 휘발성 유기화합물 포집장치의 요부 확대도
도 4는 도 3의 결합상태도
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 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.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.
첨부된 도 2는 본 발명에 따른 준 휘발성 유기화합물 포집장치의 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 준 휘발성 유기화합물 포집장치의 요부 확대도, 도 4는 도 3의 결합상태도이다.
먼저, 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 준 휘발성 유기화합물 포집장치(100)는 챔버(110), 흡착판(120), 냉각판(130) 및 냉각기(140)를 포함한다.
챔버(110)는 피측정물(1)을 설치하는 박스형 케이스로서, 그 일측에는 챔버 내부로 청정공기를 공급하기 위한 공기유입포트(114)가 구비되고, 다른 일측에는 챔버 내부의 공기를 외부로 배출하기 위한 공기배출포트(115)가 구비된다.
또한, 상기 챔버(110)는 항온챔버(111) 및 상기 항온챔버(111)의 내부에 일정간격을 두고 형성되는 시험챔버(112)로 구성되어, 2중 챔버 구조를 갖는다. 상기 항온챔버(111)는 시험챔버(112)와의 사이에 공간부를 형성하여 공기층을 형성하거나, 또는 공간부에 단열재를 개재하여 시험챔버(112)가 단열되도록 함으로써, 시험챔버(112)의 내부가 일정한 온도를 유지할 수 있도록 하였다.
또한, 상기 챔버(110)는 피측정물(1)을 인입 및 인출하기 위한 도어(113)가 설치되며, 또한, 챔버(110) 내의 공기유입포트(114) 측에는 유입된 공기를 공기배출포트(115)를 송풍하기 위한 송풍팬(116)이 설치된다.
흡착판(120)은 도 3 및 4에서와 같이, 상기 챔버(110)의 내부의 공기배출포트(115) 측에 설치되며, 피측정물(1)에서 방산되는 준 휘발성 유기화합물을 흡착하는 역할을 한다.
앞서 설명하였듯이, 준 휘발성 유기화합물은 고체 표면에 잘 부착되는 성질이 있으므로 흡착판(120)의 소재로 금속이나 합성수지 또는 유리재 등을 적용할 수 있다. 그러나, 금속이나 합성수지는 준 휘발성 유기화합물과 화학적 반응이 발생할 수 있으므로 유리재로 적용하는 것이 가장 바람직하다.
냉각판(130)은 도 3 및 4에서와 같이, 상기 흡착판(120)을 냉각시켜서 흡착판(120)의 표면에 응축수가 발생되도록 하기 위한 것이다.
상기 냉각판(130)은 오염물질이 생성되지 않는 스테인레스 또는 알루미늄재로 된 판형 커버(131)와, 상기 커버(131)의 내부 전반에 걸쳐 굴곡형상으로 매립된 채 냉각수가 순환되는 냉각 순환관(132)으로 구성된다.
상기 냉각판(130)은 상기 흡착판(120)과의 밀착 결합을 위해, 일면 상부 및 하부에 적어도 3개 이상의 결속부재(133)가 구비된다. 여기서, 결속부재(133)는 클립, 나사, 버클 등 다양한 형태로 적용될 수 있다.
냉각기(140)는 상기 냉각판(130)으로 냉매를 순환시켜주는 역할을 하는 것으로, 상기 챔버(110)의 외부에 설치되며, 급수밸브(141) 및 배수밸브(142)를 갖는다.
상기 급수밸브(141)는 상기 냉각판(130)에 매립된 냉각 순환관(132)의 인렛포트와 냉매 공급관(151)을 매개로 연결되고, 상기 배수밸브(142)는 냉각 순환관(132)의 아웃렛 포트와 냉매 배출관(152)을 매개로 연결된다.
이러한 냉각기(140)는 냉각된 냉매를 상기 냉매 공급관(151)을 통해 냉각 순환관(132)으로 지속적으로 공급하고, 열교환된 냉매는 냉매 배출관(152)을 통해 회수한 후 재냉각하여 공급하는 순환과정을 거치게 된다.
이하, 본 발명의 작용을 설명한다.
챔버(110)의 내부에 흡착판(120)과 냉각판(130)이 밀착되게 설치된 상태에서 피측정물(1)을 인입하면 세팅이 완료된다.
이 상태에서 준 휘발성 유기화합물 포집장치(100)를 가동시키게 되면, 공기유입포트(114)를 통해 청정공기가 챔버(110)의 내부로 유입되고, 유입된 청정공기는 송풍팬(116)에 의해 공기배출포트(115)를 통해 배출된다.
이 과정에서, 피측정물(1)과 접촉된 공기에 포함된 준 휘발성 유기화합물은 고체에 잘 부착되는 성질이 있으므로 흡착판(120)에 거의 전량 흡착된다.
더욱이, 상기 흡착판(120)은 냉각판(130)과 면접촉되어 있어서 저온으로 냉각되고 있는 반면, 챔버(110) 내부는 고온 상태이므로 흡착판(120)은 온도차에 의해 응축수가 발생하게 된다.
이에 따라, 준 휘발성 유기화합물은 흡착판(120) 자체에 의해서도 흡착되지만 응축수에 의해서 더더욱 흡착율이 증가하게 되고, 순수한 준 휘발성 유기화합물만이 흡착된다.
이로써, 준 휘발성 유기화합물의 포집량 및 포집순도를 향상시킬 수 있어서 흡착판(120)에 흡착된 준 휘발성 유기화합물에 의한 방출량을 측정할 때, 정확한 방출량을 산출할 수 있게 된다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상을 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
1 : 피 측정물 100 : 준 휘발성 유기화합물 포집장치
110 : 챔버 111 : 항온챔버
112 : 시험챔버 113 : 도어
114 : 공기유입포트 115 : 공기배출포트
116 : 송풍팬 120 : 흡착판
130 : 냉각판 131 : 커버
132 : 냉각 순환관 133 : 결속부재
140 : 냉각기 141 : 급수밸브
142 : 배수밸브 151 : 냉매 공급관
152 : 냉매 배출관

Claims (6)

  1. 공기유입포트 및 공기배출포트가 구비되며, 피측정물이 투입되는 챔버;
    상기 챔버 내부의 공기배출포트 측에 설치되어, 상기 피측정물에서 방산되는 준 휘발성 유기화합물이 흡착되는 흡착판;
    상기 흡착판과 밀착되게 설치된 채 흡착판을 냉각시켜줌으로써 챔버 내부 온도와의 온도차에 의해 흡착판 표면에 응축수가 발생되도록 하는 냉각판; 및
    상기 냉각판으로 냉매를 순환시켜주는 냉각기; 를 포함하고,
    상기 챔버는,
    항온챔버; 및
    상기 항온챔버에 내장되되 상기 항온챔버와 소정 간격으로 이격되게 내장되어 공간부를 형성하고, 상기 공간부에 공기층이 형성되거나, 또는 단열재를 개재할 수 있는 시험챔버; 를 포함하고,
    상기 냉각판은 스테인레스 또는 알루미늄으로 된 커버의 내부에 굴곡형상으로 매립 설치된 채 냉각수가 순환되는 냉각 순환관으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 준 휘발성 유기화합물 포집장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡착판은 유리재인, 준 휘발성 유기화합물 포집장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 시험챔버 내부의 공기유입포트 측에 설치되어, 공기유입포트로 유입되는 공기를 공기배출포트를 향해 송풍하여 주는 송풍팬을 더 포함하는 준 휘발성 유기화합물 포집장치.
  6. 피측정물에서 방산되는 준 휘발성 유기화합물을 흡착하기 위한 흡착판을 냉각판에 의해 냉각시켜서, 상기 흡착판의 표면에 주변온도와의 온도차에 의해 응축수가 발생되도록 함으로써 준 휘발성 유기화합물이 상기 응축수에 흡착되도록 하는, 준 휘발성 유기화합물 포집장치를 이용한 준 휘발성 유기화합물 포집방법에 있어서,
    상기 준 휘발성 유기화합물 포집장치를 가동시키게 되면, 송풍팬에 의해 공기유입포트를 통해 청정공기가 챔버의 내부로 유입되고, 유입된 상기 청정공기가 공기배출포트를 통해 배출되도록 함으로써 준 휘발성 유기화합물이 상기 응축수에 흡착되도록 하는, 준 휘발성 유기화합물 포집방법.
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