KR102414354B1 - 임핀저 시료 포집장치 - Google Patents

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KR102414354B1 KR1020220023318A KR20220023318A KR102414354B1 KR 102414354 B1 KR102414354 B1 KR 102414354B1 KR 1020220023318 A KR1020220023318 A KR 1020220023318A KR 20220023318 A KR20220023318 A KR 20220023318A KR 102414354 B1 KR102414354 B1 KR 102414354B1
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Abstract

임핀저 시료 포집장치가 개시된다. 개시된 임핀저 시료 포집장치는, 오염물질을 포함하는 흡입된 공기가 통과하며 공기를 포집하는 임핀저 임핀저와 연결되어 임핀저를 통과한 공기의 수분을 흡수하는 트랩을 포함하며, 임핀저는, 제1 흡입관으로부터 연장되어 공기가 이동하는 버블링관, 버블링관의 일단이 삽입되며 공기의 오염물질을 포집하는 시료가 담긴 바이알, 바이알의 상부에 배치되며, 시료를 통과한 공기가 배출되는 제1 배출관을 가지는 관통 플라스크 및 관통 플라스크와 바이알 사이에 배치되어 관통 플라스크와 바이알을 연결하는 연결부재를 포함하고, 바이알은 연결부재와 선택적으로 분리 가능하도록 연결된다.

Description

임핀저 시료 포집장치{IMPINGER SAMPLE COLLECTION DEVICE}
본 개시는 사용 편의성과 기밀성이 개선된 임핀저 시료 포집장치에 관한 것이다.
화석연료를 사용하는 공장과 발전소, 그리고 산업폐기물과 생활쓰레기 등을 소각 처리하는 소각장에서 배출되는 공기는 다양한 종류의 오염물질을 포함한다.
이러한 오염물질, 예컨대 배출공기에 포함된 먼지류, 질소산화물, 아황산가스, 염화수소, 다이옥신 등은 인체에 직접적인 악영향을 미칠 뿐만 아니라 환경을 오염시키는 원인이 된다.
이에 따라, 사용자는 오염물질을 포함하는 공기를 포집하여 공장과 발전소의 공기 질을 측정하며, 측정 결과물을 기초로 공정 상에서 발생하는 오염물질을 관리하게 된다.
오염물질을 포함하는 공기를 포집은 오염물질을 포함하는 공기를 액상의 시료를 통과하도록 하여, 시료 내에 녹이는 장치를 통해 측정하고 있다.
이러한 시료는 임핀저라고 칭하는 장치 내에 사용자가 직접 주입하고, 설치된 임핀저에 공기를 통과시켜 포집한 후, 임핀저 내에 오염물질이 녹은 시료를 사용자가 직접 추출하는 방식으로 수행되었다.
그러나, 이러한 임핀저를 이용하여 시료를 채취하는 과정에서 시료가 오염되어 공기의 오염도 측정결과에 대한 신뢰성이 떨어지거나, 사용자가 임핀저 내에 시료를 채우거나, 채취하는 작업의 숙련도가 요구된다는 점의 문제점이 발생하였다.
아울러, 오염물질을 포함하는 공기가 임핀저를 포함하는 장치 내를 이동함에 있어, 공기가 누설되는 문제점도 발생하였다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1412002호(2014.06.27)
본 개시는 사용 편의성과 기밀성이 개선된 임핀저 시료 포집장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 개시는, 오염물질을 포함하는 흡입된 공기가 통과하며 상기 공기를 포집하는 임핀저 및 상기 임핀저와 연결되어 상기 임핀저를 통과한 상기 공기의 수분을 흡수하는 트랩을 포함하며, 상기 임핀저는, 제1 흡입관으로부터 연장되어 상기 공기가 이동하는 버블링관, 상기 버블링관의 일단이 삽입되며 상기 공기의 오염물질을 포집하는 시료가 담긴 바이알, 상기 바이알의 상부에 배치되며, 상기 시료를 통과한 상기 공기가 배출되는 제1 배출관을 가지는 관통 플라스크 및 상기 관통 플라스크와 상기 바이알 사이에 배치되어 상기 관통 플라스크와 상기 바이알을 연결하는 연결부재를 포함하고, 상기 바이알은 상기 연결부재와 선택적으로 분리 가능하도록 연결된 임핀저 시료 포집장치를 제공한다.
상기 연결부재는, 상기 관통 플라스크와 선택적으로 체결되는 제1 체결부, 상기 바이알과 선택적으로 연결되는 제2 체결부 및 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 사이에 배치되고 상기 버블링관이 관통하며, 상기 시료를 통과한 공기가 통과하는 배출공간을 포함하고, 상기 관통 플라스크는, 상기 제1 체결부와 연결되는 연결부 및 상기 제1 배출관과 상기 연결부 사이에 배치되어 상기 시료를 통과한 공기의 압력을 조절하는 조절공간을 형성하는 조절부를 포함할 수 있다.
상기 임핀저는, 상기 공기가 흡입되어 상기 오염물질을 포집하는 제1 임핀저 및 상기 제1 임핀저와 연결되어 상기 제1 임핀저를 통과한 공기의 오염물질을 포집하는 제2 임핀저를 포함하고, 상기 트랩은, 상기 제2 임핀저와 연결된 제1 트랩 및 상기 제1 트랩과 연결된 제2 트랩을 포함하고, 상기 트랩을 통과한 공기의 유량을 측정하는 유량계, 상기 공기의 흡입력을 제공하는 펌프 및 상기 임핀저 시료 포집장치에 내재되어 상기 유량계 및 상기 펌프를 제어하는 프로세서를 더 포함할 수 있다.
상기 연결부재는, 상기 연결부재의 내주면에 상기 제2 체결부의 하부에 회전 가능하도록 배치되며, 상기 바이알과 접촉하여 상기 바이알을 고정하는 고정부재, 상기 배출공간 내에 배치되어 상기 버블링관이 삽입되는 기밀부재, 상기 연결부재 내부에 형성되고 상기 기밀부재와 인접하게 배치되어 상기 시료를 통과한 공기가 이동하는 이동공간 및 상기 제2 체결부와 상기 이동공간 사이에 배치되어, 상기 바이알과 접촉하여 상기 이동공간을 선택적으로 개방하는 개방부재를 포함하고, 상기 고정부재는, 상기 바이알과 접촉하여 상기 고정부재를 회전시키는 제1 부분, 상기 제1 부분과 대향되도록 배치되어 상기 바이알을 고정하는 고정부가 배치된 제2 부분 및 상기 연결부재 내부에 배치되어 상기 제1 부분을 제1 방향으로 가압하는 제1 탄성부를 포함할 수 있다.
상기 개방부재는, 상기 바이알과 접촉하여 상기 개방부재는 회전시키는 제3 부분, 상기 제3 부분과 대향되도록 배치되며 상기 이동공간을 개폐하는 제4 부분 및 상기 연결부재 내부에 배치되어 상기 제3 부분을 제1 방향으로 가압하는 제2 탄성부를 포함하고, 상기 고정부재는 상기 제2 부분의 외주면을 둘러싸도록 배치되어 상기 고정부재는 제2 방향으로 선택적으로 가압하는 기밀라인 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 유량계의 통해 측정된 상기 공기의 유량을 기초로, 상기 기밀라인의 길이를 결정하고, 상기 결정된 길이를 기초로 상기 기밀라인의 길이를 조절할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 임핀저 시료 포집장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 트랩을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 임핀저를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 연결부재를 나타낸 사시도와 단면도이다.
도 5 내지 도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 임핀저 시료 포집장치의 동작을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 연결부재를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 개시의 다른 실시예에 따른 연결부재에 관통 플라스크와 바이알이 결합된 것을 나타낸 단면도이다.
본 개시의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 개시가 완전하도록 하며, 본 개시가 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은` 과장되거나 축소될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "상에" 있다거나 "접하여" 있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "바로 상에" 있다거나 "직접 접하여" 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "～사이에"와 "직접 ～사이에" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
본 개시의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하에서는, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 개시의 일 실시예에 따른 임핀저 시료 포집장치(1)에 대해 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 임핀저 시료 포집장치(1)를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 트랩(200)을 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 임핀저(100)를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 연결부재(130)를 나타낸 사시도와 단면도이다.
임핀저 시료 포집장치(1)는 사용자가 오염상태를 알고자하는 공기를 시료(T)를 통과시키면서 해당 시료(T) 내에 오염물질을 포집하고, 포집된 시료(T)를 바탕으로 공기의 오염 정도를 측정할 수 있다.
임핀저 시료 포집장치(1)는, 오염물질을 포함하는 흡입된 공기가 통과하며 공기를 포집하는 임핀저(100), 임핀저(100)와 연결되어 임핀저(100)를 통과한 공기의 수분을 흡수하는 트랩(200), 유량계(미도시) 및 펌프(미도시)를 포함하는 본체(3)를 포함할 수 있다.
본체(3)는 임핀저 시료 포집장치(1)의 외형을 형성하며, 본체(3)의 일측에 상호간 연결된 제1 임핀저(100-1), 제2 임핀저(100-2), 제1 트랩(200-1) 및 제2 트랩(200-2)이 배치되고, 제2 트랩(200-2)과 연결되고, 제2 트랩(200-2)을 통과한 공기의 유량을 측정하는 유량계 및 공기의 흡입력을 제공하는 펌프를 포함할 수 있다.
도 2를 참조할 때, 트랩(200)은 임핀저(100)와 연결되어 임핀저(100)를 따라 이동하는 공기에 존재하는 수분을 흡수하거나, 임핀저 시료 포집장치(1)를 이동하는 공기가 역류되는 것을 방지할 수 있다.
트랩(200)은 제2 임핀저(100-2)와 연결된 제1 트랩(200-1) 및 제1 트랩(200-1)과 연결된 제2 트랩(200-2)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 트랩(200-1) 및 제2 트랩(200-2) 상호간 동일한 구조를 가지고 있으므로 하나의 구조를 중심으로 설명한다.
트랩(200)은 연결관(2)과 연결되어 공기가 이동하는 유입관(201), 유입관(201)과 연결되어 트랩관(204) 내부로 연장 형성된 이동관(203), 이동관(203)을 둘러싸며 상부에 수분을 흡수하는 흡수재(205)가 배치된 트랩관(204), 트랩관(204)의 상부에 배치되어 트랩관(204)을 통과한 공기가 이동하는 유출관(202)을 포함할 수 있다.
유입관(201)은 연결관(2)과 연결되어 연결관(2)으로부터 이동하는 공기가 유입될 수 있다.
예를 들어, 제1 트랩(200-1)일 경우, 유입관(201)은 제2 임핀저(100-2)로부터 이동된 공기가 유입될 수 있다. 아울러, 제2 트랩(200-2)일 경우, 유입관(201)은 제1 트랩(200-1)으로부터 이동된 공기가 유입될 수 있다.
이동관(203)은 트랩관(204) 내부로 길게 연장되어 형성될 수 있으며, 공기의 역류를 방지하기 위해 직경이 작을 수 있다. 이동관(203)은 유입관(201)과 일체로 형성되어 유입관(201)으로부터 이동된 공기가 트랩관(204)으로 배출되는 경우, 다시 이동관(203) 내부로 들어오는 것이 방지될 수 있다.
트랩관(204)은 이동관(203)을 포함하며 내부에 흡수재(205)가 배치될 수 있다. 트랩관(204)은 이동관(203)으로부터 이동한 공기가 흡수재(205)를 통과하기 전에 공기의 압력이 조절될 수 있다.
즉, 트랩관(204)은 이동하는 공기에 수분을 제거하기 위해서는 흡수재(205)가 필수적이나, 흡수재(205)의 차압 효과로 인해 공기가 이동하는 유압 및 압력일 감소할 수 있다.
이에 따라, 공기가 역류하거나 공기의 이동을 위해 펌프에 과도한 전력일 소비되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 직경이 작은 이동관(203), 이동관(203)에서 배출된 공기가 일정부분 압력이 조절될 수 있도록 이동관(203)보다 큰 직경을 가지는 트랩관(204)의 구조를 통해 공기에 수분을 제거하고 역류하는 것을 방지할 수 있다.
흡수재(205)는 트랩관(204)의 내부에 배치되어 유출관(202)을 통해 배출하는 공기에 대해 수분을 제거할 수 잇다. 즉, 공기는 임핀저(100)에 배치된 시료(T)를 통과함에 따라 시료(T)에서 증발된 수분이 공기를 따라 함께 이동할 수 있다.
이러한 수분은 수분들이 모여 연결관(2)을 막는 등 임핀저 시료 포집장치(1)의 안정적인 작동을 방해할 수 있다. 이에 따라, 흡수재(205)는 트랩관(204) 내부에 배치되어 흡수재(205)를 통과하는 공기에 대해 수분을 제거할 수 있다.
예를 들어, 흡수재(205)는 실리카겔, 솜 등 수분을 흡수할 수 있는 재질이면 다양한 재료를 포함할 수 있다.
임핀저(100)는 오염물질을 포함하는 흡입된 공기가 임핀저(100)에 배치된 시료(T)를 통과함에 따라 시료(T) 내에 오염물질을 포집할 수 있다.
예를 들어, 임핀저(100)는 공기가 흡입되어 오염물질을 포집하는 제1 임핀저(100-1) 및 제1 임핀저(100-1)와 연결되어 제1 임핀저(100-1)를 통과한 공기의 오염물질을 포집하는 제2 임핀저(100-2)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 임핀저(100-1) 및 제2 임핀저(100-2)는 동일한 구조를 가지고 있으므로 하나의 구조를 중심으로 설명한다.
도 3을 참조할 때, 임핀저(100)는, 제1 흡입관(101)으로부터 연장되어 공기가 이동하는 버블링관(140), 버블링관(140)의 일단이 삽입되며 공기의 오염물질을 포집하는 시료(T)가 담긴 바이알(120), 바이알(120)의 상부에 배치되며, 시료(T)를 통과한 공기가 배출되는 제1 배출관(102)을 가지는 관통 플라스크(110) 및 관통 플라스크(110)와 바이알(120) 사이에 배치되어 관통 플라스크(110)와 바이알(120)을 연결하는 연결부재(130)를 포함할 수 있다.
버블링관(140)은 연결관(2)과 연결된 제1 흡입관(101)으로부터 유입된 공기가 이동할 수 있으며, 버블링관(140)의 일단으로부터 공기가 배출될 수 있다.
버블링관(140)의 일단은 바이알(120)의 액상의 시료(T) 내부에 배치될 수 있다. 이에 따라, 버블링관(140)의 일단으로부터 배출된 공기는 시료(T)를 통과함에 따라 버블이 발생할 수 있다.
버블링관(140)은 직경이 작은 미세관으로 형성되고 제1 흡입관(101)과 일체로 형성될 수 있다. 이에 따라, 버블링관(140)을 통과한 공기는 역류가 방지될 수 있다.
아울러, 버블링관(140)은 관통 플라스크(110)를 관통하여 하부에 배치된 일단이 바이알(120)의 시료(T) 내에 삽입되도록 길게 연장 형성될 수 있다.
바이알(120)은 오염물질을 포집하는 시료(T)가 담길 수 있으며, 연결부재(130)를 통해 관통 플라스크(110)와 선택적으로 결합될 수 있다.
여기서, 시료(T)는 오염물질을 포집하는 다양한 액상물질을 포함할 수 있다. 오염물질은 자상물질인 먼지, 비산먼지, 카드뮴, 납, 크롬, 구리, 니켈, 아연, 매연, 가스상물질인 암모니아, 일산화탄소, 염화수소, 염소, 황산화물, 질소산화물, 이황화탄소, 포름 알데히드, 황화수소, 불소화합물, 시안화수소, 브롬화합물, 벤젠, 페놀화합물, 비 소화합물, 수은화합물 등 다양한 화학물질을 포함할 수 있다.
바이알(120)은 연결부재(130)와 선택적으로 분리 가능하도록 연결될 수 있다. 구체적으로, 바이알(120)은 연결부재(130)의 제2 체결부(132)와 연결되도록 바이알(120)의 상단에 형성된 결합부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합부는 나사산을 포함할 수 있다.
바이알(120)의 시료(T)가 담길 수 있는 형상이면 다양할 수 있다.
아울러, 바이알(120)의 유입구의 직경은 버블링관(140)의 외경보다 클 수 있다. 이에 따라, 바이알(120)의 내부에 버블링관(140)이 삽입됨과 동시에 시료(T)를 통과한 공기가 바이알(120)의 유입구를 통해 관통 플라스크(110)로 이동할 수 있다.
관통 플라스크(110)는 버블링관(140)이 관통되어 내부에 배치되며 연결부재(130)를 통해 바이알(120)과 연결될 수 있다. 이에 따라, 관통 플라스크(110)는 시료(T)를 통과한 공기가 연결부재(130)를 통해 관통 플라스크(110) 내부로 유입될 수 있다.
구체적으로, 관통 플라스크(110)는, 제1 체결부(131)와 연결되는 연결부(112) 및 제1 배출관(102)과 연결부(112) 사이에 배치되어 시료(T)를 통과한 공기의 압력을 조절하는 조절공간(113)을 형성하는 조절부(111)를 포함할 수 있다.
연결부(112)는 관통 플라스트 하단에 형성되어 연결부재(130)의 제1 체결부(131)와 선택적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 연결부(112)는 나사산을 포함할 수 있다.
조절공간(113)은 시료(T)를 통과한 공기가 연결부재(130)를 통과해 유입될 수 있다. 이때, 시료(T)를 통과한 공기 내에는 수분이 일부 증발되어 전체 압력이 변화되거나, 상대적으로 직경이 작은 제1 배출관(102)으로 배출되기에 압력이 일부 상승할 수 있다.
이에 따라, 조절공간(113)은 상승한 압력으로 인해 공기가 역류하거나 공기의 이동을 위해 펌프에 과도한 전력일 소비되는 문제를 방지할 수 있다.
예를 들어, 조절공간(113)은 대략 구의 형상을 포함할 수 있다.
유량계는 제2 트랩(200-2)에서 배출되는 공기가 이동하는 연결관(2) 상에 배치되어 연결관(2)을 이동하는 공기의 유량을 측정할 수 있다. 유량계는 프로세서와 연결되어 연결관(2)을 따라 이동하는 공기의 유량 정보를 프로세서로 전달할 수 있다.
펌프는 제2 트랩(200-2)에서 배출되는 공기가 이동하는 연결관(2)의 일단에 배치되어 연결관(2)을 따라 이동하는 공기의 흡입력을 제공할 수 있다. 즉, 펌프는 임핀저 시료 포집장치(1) 내에 이동하는 공기를 유동시키는 구동력을 제공할 수 있다.
아울러, 펌프는 프로세서와 연결되어 프로세서의 제어에 의해 임핀저 시료 포집장치(1)를 이동하는 공기의 유량을 조절할 수 있다.
프로세서는 본체(3)의 내부에 내재되며 펌프 및 유량계와 연결되어 임핀저 시료 포집장치(1)의 전체적인 동작을 제어할 수 있다.
여기서, 프로세서(미도시)는 수중 구조물(R) 클리닝 장치(1)의 내부에 배치되어, 수중 구조물(R) 클리닝 장치(1)의 전반적인 제어를 수행할 수 있다.
프로세서는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), controller, 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
즉, 프로세서는 임핀저 시료 포집장치(1)에 내재되어 유량계 및 펌프를 제어할 수 있다.
도 4를 참조할 때, 연결부재(130)는 관통 플라스크(110)와 바이알(120) 사이에 배치되어 관통 플라스크(110)와 바이알(120)을 상호간 선택적으로 연결할 수 있다.
구체적으로, 연결부재(130)는 관통 플라스크(110)와 선택적으로 체결되는 제1 체결부(131), 바이알(120)과 선택적으로 연결되는 제2 체결부(132) 및 제1 체결부(131)와 제2 체결부(132) 사이에 배치되고 버블링관(140)이 관통하며, 시료(T)를 통과한 공기가 통과하는 배출공간(133)을 포함할 수 있다.
제1 체결부(131)는 연결부재(130)의 내측 상부에 배치되어 관통 플라스크(110)의 하단에 형성된 연결부(112)와 연결될 수 있다. 아울러, 제1 체결부(131)는 관통 플라스크(110)의 연결부(112)와 상보적인 형상일 수 있다.
예를 들어, 제1 체결부(131)는 나사산을 포함할 수 있다.
제2 체결부(132)는 연결부재(130)의 내측 하부에 배치되어 바이알(120)의 상단에 형성된 결합부와 연결될 수 있다. 아울러, 제2 체결부(132)는 바이알(120)의 결합부와 상보적인 형상일 수 있다.
배출공간(133)은 제1 체결부(131)와 제2 체결부(132) 사이에 배치되며, 버블링관(140)의 외경보다 큰 직경을 가질 수 있다. 이에 따라, 버블링관(140)이 배출공간(133)을 관통하도록 배치됨과 동시에 시료(T)를 통과한 공기가 배출공간(133)을 통과하여 관통 플라스크(110)로 유입될 수 있다.
아울러, 연결부재(130)는 배출공간(133)을 둘러싸도록 배치되고 제1 체결부(131)와 제2 체결부(132) 사이에 배치된 돌출부(134)를 포함할 수 있다. 돌출부(134)는 제1 체결부(131)와 제2 체결부(132) 사이의 경계를 나타낼 수 있다.
또한, 돌출부(134)는 관통 플라스크(110) 및 바이알(120)과 접촉하여 관통 플라스크(110) 및 바이알(120)의 간섭을 통해 사용자는 연결부재(130)와 관통 플라스크(110) 및 바이알(120)의 연결 상태를 알 수 있다.
이하에서는, 도 5 내지 도 6을 참조하여, 본 개시의 일 실시예 따른 임핀저 시료 포집장치(1)의 동작에 대해 설명한다.
먼저, 임핀저 시료 포집장치(1)는 사용자의 작동에 의해 펌프가 작동하며, 연결관(2)을 통해 외부의 오염물질을 포함하는 공기가 임핀저 시료 포집장치(1)로 유입될 수 있다.
다음으로, 연결관(2)을 통해 유입된 오염물질을 포함하는 공기는 제1 임핀저(100-1), 제2 임핀저(100-2), 제1 트랩(200-1), 제2 트랩(200-2)을 순차적으로 통과하게 된다.
오염물질을 포함하는 공기는 임핀저(100) 내의 액상의 시료(T)를 통과하게 되며, 오염물질은 시료(T) 내에 용해되어 포집될 수 있다.
구체적으로, 임핀저(100) 내에 유입된 공기는 버블링관(140)을 따라 이동하게 되며 버블링관(140)의 일단이 배치된 시료(T) 내부로 배출된다. 이에 따라, 오염물질을 포함하는 공기는 액상의 시료(T)를 통과하게 되며, 오염물질이 시료(T) 내에 지속적으로 용해될 수 있다.
다음으로, 사용자는 충분한 시간 내에 오염물질을 포집하여 시료(T)의 교체가 필요하거나, 오염물질의 포집이 끝난 경우, 연결부재(130)로부터 바이알(120)을 분리할 수 있다.
이후, 사용자는 오염물질이 포집된 바이알(120)만을 별도 검사장치에 활용하여 공기의 오염물질을 검출할 수 있으며, 새로운 시료(T)가 든 바이알(120)을 연결부재(130)에 연결하여 지속적인 오염물질 포집을 수행할 수 있다.
따라서, 기존의 제1 흡입관(101) 및 제1 배출관(102)을 연결을 해제하여 임핀저(100)를 분리하고 임핀저(100)를 기울여 임핀저(100) 내부에 시료(T)를 별도의 용기에 따라내는 방식인 것을 고려할 때, 본 개시의 일 실시예에 따른 임핀저(100)는 시료(T)가 든 바이알(120)만을 간단하게 교체하여, 임핀저(100)에서 시료(T)를 추출하는 과정에서 시료(T)가 오염되는 것을 방지함과 동시에 사용자의 편의가 크게 증대될 수 있다.
아울러, 새로운 포집을 위해 시료(T)를 임핀저(100) 내에 유입시키는 경우에도, 기존의 임핀저(100)는 이전 포집과정에서의 오염물질이 기 포집된 시료(T)가 남아 있어 새로운 시료(T)가 섞이는 문제가 발생할 수 있으나, 본 개시의 일 실시예에 따른 임핀저(100)는 시료(T)가 든 바이알(120)만을 간단하게 교체하여, 기존의 오염물질이 포집된 시료(T)와 새로운 시료(T)가 섞이는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.
이하에서는, 도 7 내지 도 8을 참조하여, 본 개시의 다른 실시예에 따른 연결부재(130)의 구조와 동작에 대해 설명한다.
여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부재번호를 사용하였으며, 중복되는 설명은 생략한다. 예를 들어, 임핀저(100), 바이알(120)의 구조는 전술한 구조와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
본 개시의 다른 실시예에 따른 연결부재(130')는 연결부재(130')의 내주면에 제2 체결부(132)의 하부에 회전 가능하도록 배치되며, 바이알(120)과 접촉하여 바이알(120)을 고정하는 고정부재(135), 배출공간(133) 내에 배치되어 버블링관(140)이 삽입되는 기밀부재(137), 연결부재(130) 내부에 형성되고 기밀부재(137)와 인접하게 배치되어 시료(T)를 통과한 공기가 이동하는 이동공간(138) 및 제2 체결부(132)와 이동공간(138) 사이에 배치되어, 바이알(120)과 접촉하여 상기 이동공간(138)을 선택적으로 개방하는 개방부재(136)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 고정부재(135)는 바이알(120)과 접촉하여 고정부재(135)를 회전시키는 제1 부분(135a), 제1 부분(135a)과 대향되도록 배치되어 바이알(120)을 고정하는 고정부(135d)가 배치된 제2 부분(135b) 및 연결부재(130) 내부에 배치되어 제1 부분(135a)을 제1 방향(R1)으로 가압하는 제1 탄성부(135c)를 포함할 수 있다.
고정부재(135)는 제1 부분(135a)과 제2 부분(135b)이 일체로 형성될 수 있으며, 제1 회전축(Q1)을 중심으로 제1 부분(135a)과 제2 부분(135b)이 일체로 회전할 수 있다.
고정부재(135)는 연결부재(130')의 내주면을 따라 기 설정된 간격을 두고 복수 개가 배치될 수 있다.
제1 부분(135a)은 바이알(120)과 선택적으로 접촉할 수 있다.
제2 부분(135b)은 제1 부분(135a)과 일체로 형성되며 제1 부분(135a)의 바이알(120)과의 간섭에 의해 제2 부분(135b)이 회전할 수 있다. 제2 부분(135b)의 내측에는 고정부(135d)가 배치되어 바이알(120)의 외주면과 접촉하여 바이알(120)을 고정시킬 수 있다.
여기서, 고정부(135d)는 일정 이상의 마찰력을 가지는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 고정부(135d)는 고무, 고분자 화합물 등을 포함할 수 있다.
제1 탄성부(135c)는 고정부재(135)를 제1 방향(R1)으로 지속적으로 가압할 수 있다. 여기서, 제1 방향(R1)은 연결부재(130')의 내주면에서 외주면을 향하는 방향을 의미할 수 있다.
이에 따라, 고정부재(135)가 연결부재(130')의 외주면을 향해 지속적으로 가압되므로, 바이알(120)이 삽입되는 경우, 고정부재(135)의 제2 부분(135b)의 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
기밀부재(137)는 돌출부(134)의 내주면을 따라 배치될 수 있으며, 버블링관(140)만이 통과하여 시료(T)를 통과한 공기가 후술하는 연결부재(130')의 내부에 형성된 이공간으로만 이동하도록 할 수 있다.
즉, 전술한 기밀부재(137) 및 버블링관(140)의 외주면에 의해 전술한 배출공간(133)을 막힐 수 있다.
예를 들어, 기밀부재(137)는 고무, 고분자 화합물 등을 포함할 수 있다.
이에 따라, 기밀부재(137)는 시료(T)를 통과한 공기가 이동공간(138)으로만 이동하도록 가이드할 수 있으며, 직경이 작은 버블링관(140)과 접촉하여 버블링관(140)을 안정적으로 고정시킬 수 있다.
이동공간(138)은 연결부재(130')의 내부에 형성되어 시료(T)를 통과한 공기가 이동할 수 있다. 이동공간(138)은 기밀부재(137)를 중심으로 대칭적으로 형성될 수 있다.
개방부재(136)는 바이알(120)의 연결부재(130')의 체결에 따라 이동공간(138)을 선택적으로 개폐할 수 있다.
구체적으로, 개방부재(136)는, 바이알(120)과 접촉하여 개방부재(136)는 회전시키는 제3 부분(136a), 제3 부분(136a)과 대향되도록 배치되며 이동공간(138)을 개폐하는 제4 부분(136b) 및 연결부재(130') 내부에 배치되어 상기 제3 부분(136a)을 제1 방향(R1)으로 가압하는 제2 탄성부(136c)를 포함할 수 있다.
개방부재(136)는 제3 부분(136a)과 제4 부분(136b)이 일체로 형성될 수 있으며, 제2 회전축(Q2)을 중심으로 제3 부분(136a)과 제4 부분(136b)이 일체로 회전할 수 있다.
개방부재(136)는 연결부재(130')의 내주면을 따라 기 설정된 간격을 두고 복수 개가 배치될 수 있다.
제3 부분(136a)은 바이알(120)과 선택적으로 접촉할 수 있다.
제4 부분(136b)은 제3 부분(136a)과 일체로 형성되며 제3 부분(136a)의 바이알(120)과의 간섭에 의해 제4 부분(136b)이 회전할 수 있다. 제4 부분(136b)은 이동공간(138) 상에 배치되어 이동공간(138)을 선택적으로 개폐할 수 있다.
제2 탄성부(136c)는 개방부재(136)를 제1 방향(R1)으로 지속적으로 가압할 수 있다. 이에 따라, 바이알(120)이 안정적인 위치까지 삽입되거나 연결되지 않는 경우, 개방부재(136)가 이동공간(138)을 폐쇄할 수 있다.
이에 따라, 고정부재(135)는 바이알(120)의 연결정도에 비례하여 바이알(120)의 외주면과의 접촉이 증대하게 되므로 바이알(120)을 안정적으로 고정시킬 수 있다.
따라서, 연결부재(130')와 바이알(120)의 연결이 제대로 되지 않거나 많은 유량의 공기가 통과하는 경우, 버블링의 진동으로 인해 체결이 약해지는 것을 방지하여 오염물질의 안정적인 포집을 구현할 수 있다.
또한, 포집 과정에서 외부의 충격이 있는 경우에도 바이알(120)을 기 설정된 위치에 안정적으로 고정시킬 수 있다.
아울러, 직경이 작은 버블링관(140)을 기밀부재(137)가 안정적으로 고정시킨 상태에서, 개방부재(136)는 바이알(120)이 연결부재(130')와 안정적으로 연결되는 경우에만 이동공간(138)을 개방하여 공기의 이동을 작동시킴으로써, 바이알(120)의 안정적인 연결에 따라 임핀저 시료 포집장치(1)를 구동시킬 수 있다.
따라서, 바이알(120)의 연결이 해제되는 경우, 이동공간(138)이 막힌 상태이므로 시료(T)에 대한 과도한 버블이 발생할 수 있으며, 사용자는 시료(T)의 외관을 통해 바이알(120)의 연결상태를 직관적으로 알 수 있다.
다음으로, 고정부재(135)는 제2 부분(135b)의 외주면을 둘러싸도록 배치되어 고정부재(135)는 제2 방향(R2)으로 선택적으로 가압하는 기밀라인(150)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 제2 방향(R2)은 제1 방향(R1)과 대향되는 방향을 의미할 수 있다.
기밀라인(150)은 제2 부분(135b)의 외주면을 둘러싸도록 배치되어 프로세서의 제어에 의해 기밀라인(150)의 길이가 조절될 수 있다. 여기서, 기밀라인(150)은 본체(3) 내부에 배치되어 풀리, 도르레 등의 구조와 연결되어 길이가 조절될 수 있다.
프로세서는, 유량계의 통해 측정된 공기의 유량을 기초로, 기밀라인(150)의 길이를 결정하고, 결정된 길이를 기초로 기밀라인(150)의 길이를 조절할 수 있다.
예를 들어, 유량계를 통해 측정된 공기의 유량이 클수록 기밀라인(150)의 길이를 짧게 함으로써, 제2 부분(135b)이 바이알(120)의 가압하는 가압력을 상승시킬 수 있다.
따라서, 많은 양 또는 짧은 시간 내에 오염물질의 포집이 필요한 경우, 사용자는 유량을 증대시켜 오염물질을 포집할 수 있다. 이에 따라, 증대된 유량에 따라 기밀라인(150)의 길이를 조절함으로써, 바이알(120)의 기밀성을 증대시킴과 동시에 공기가 바이알(120)과 연결부재(130')의 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 개시의 다양한 실시예를 각각 개별적으로 설명하였으나, 각 실시예들은 반드시 단독으로 구현되어야만 하는 것은 아니며, 각 실시예들의 구성 및 동작은 적어도 하나의 다른 실시예들과 조합되어 구현될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위상에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
1: 임핀저 시료 포집장치 2: 연결관
3: 본체 100: 임핀저
200: 트랩

Claims (5)

  1. 오염물질을 포함하는 흡입된 공기가 통과하며 상기 공기를 포집하는 임핀저; 및
    상기 임핀저와 연결되어 상기 임핀저를 통과한 상기 공기의 수분을 흡수하는 트랩;을 포함하며,
    상기 임핀저는,
    제1 흡입관으로부터 연장되어 상기 공기가 이동하는 버블링관;
    상기 버블링관의 일단이 삽입되며 상기 공기의 오염물질을 포집하는 시료가 담긴 바이알;
    상기 바이알의 상부에 배치되며, 상기 시료를 통과한 상기 공기가 배출되는 제1 배출관을 가지는 관통 플라스크; 및
    상기 관통 플라스크와 상기 바이알 사이에 배치되어 상기 관통 플라스크와 상기 바이알을 연결하는 연결부재;를 포함하고,
    상기 바이알은 상기 연결부재와 선택적으로 분리 가능하도록 연결되며,
    상기 연결부재는,
    상기 관통 플라스크와 선택적으로 체결되는 제1 체결부;
    상기 바이알과 선택적으로 연결되는 제2 체결부; 및
    상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 사이에 배치되고 상기 버블링관이 관통하며, 상기 시료를 통과한 공기가 통과하는 배출공간;을 포함하고,
    상기 관통 플라스크는,
    상기 제1 체결부와 연결되는 연결부; 및
    상기 제1 배출관과 상기 연결부 사이에 배치되어 상기 시료를 통과한 공기의 압력을 조절하는 조절공간을 형성하는 조절부;를 포함하고,
    상기 임핀저는,
    상기 공기가 흡입되어 상기 오염물질을 포집하는 제1 임핀저; 및
    상기 제1 임핀저와 연결되어 상기 제1 임핀저를 통과한 공기의 오염물질을 포집하는 제2 임핀저;를 포함하고,
    상기 트랩은,
    상기 제2 임핀저와 연결된 제1 트랩; 및
    상기 제1 트랩과 연결된 제2 트랩;을 포함하고,
    상기 트랩을 통과한 공기의 유량을 측정하는 유량계;
    상기 공기의 흡입력을 제공하는 펌프; 및
    상기 임핀저 시료 포집장치에 내재되어 상기 유량계 및 상기 펌프를 제어하는 프로세서;를 더 포함하며,
    상기 연결부재는,
    상기 연결부재의 내주면에 상기 제2 체결부의 하부에 회전 가능하도록 배치되며, 상기 바이알과 접촉하여 상기 바이알을 고정하는 고정부재;
    상기 배출공간 내에 배치되어 상기 버블링관이 삽입되는 기밀부재;
    상기 연결부재 내부에 형성되고 상기 기밀부재와 인접하게 배치되어 상기 시료를 통과한 공기가 이동하는 이동공간; 및
    상기 제2 체결부와 상기 이동공간 사이에 배치되어, 상기 바이알과 접촉하여 상기 이동공간을 선택적으로 개방하는 개방부재;를 포함하고,
    상기 고정부재는,
    상기 바이알과 접촉하여 상기 고정부재를 회전시키는 제1 부분;
    상기 제1 부분과 대향되도록 배치되어 상기 바이알을 고정하는 고정부가 배치된 제2 부분; 및
    상기 연결부재 내부에 배치되어 상기 제1 부분을 제1 방향으로 가압하는 제1 탄성부;를 포함하는 임핀저 시료 포집장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 개방부재는,
    상기 바이알과 접촉하여 상기 개방부재는 회전시키는 제3 부분;
    상기 제3 부분과 대향되도록 배치되며 상기 이동공간을 개폐하는 제4 부분; 및
    상기 연결부재 내부에 배치되어 상기 제3 부분을 제1 방향으로 가압하는 제2 탄성부;를 포함하고,
    상기 고정부재는 상기 제2 부분의 외주면을 둘러싸도록 배치되어 상기 고정부재는 제2 방향으로 선택적으로 가압하는 기밀라인 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 유량계의 통해 측정된 상기 공기의 유량을 기초로, 상기 기밀라인의 길이를 결정하고,
    상기 결정된 길이를 기초로 상기 기밀라인의 길이를 조절하는 임핀저 시료 포집장치.



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