KR200396830Y1 - 건축자재 유해물질 측정용 시험기의 배기 구조 - Google Patents

건축자재 유해물질 측정용 시험기의 배기 구조 Download PDF

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Abstract

본 고안은 건축자재 유해물질 측정용 시험기의 배기 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각종 건축자재로부터 방출되는 유해물질인 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds; VOC) 및 포름알데히드(Formaldehyde)의 방출량을 측정하기 위하여 공기를 발생시키는 에어공급기, 발생된 공기를 정화시키고 건공기와 습공기로 분기하는 정화공기공급기, 항온챔버로서 건공기와 습공기를 혼합하는 와류혼합코일, 공기의 온도와 습도 조절을 위한 온습도유니트, 정화된 공기가 인입되고 시료를 고정하는 시료챔버, 시료를 거쳐서 유해물질을 포함하여 배기되는 공기 중의 유해물질을 포집하기 위한 흡착관 및 정량의 공기를 흡입시키는 질량유량계(Mass Flow Controller; MFC) 펌프로 구성된 유해물질 측정용 시험기에 있어서, 시료챔버의 배기구를 기점으로 정화공기공급기의 질량유량계까지 연결된 배기관의 어느 일 지점이 연결된 유도관을 병렬하게 배치하되, 상기 배기구 상에 배기관 및 유도관을 선택적으로 개폐 가능하게 하는 방향전환밸브를 마련하고, 상기 유도관 상에 흡착관을 착탈 가능하게 하며 그 후방에 개폐밸브를 구성함으로써 흡착관으로 송기되는 공기의 압력 및 유량의 변화 없이 흡착관의 유해물질 흡착이 가능하게 함은 물론, MFC 펌프를 삭제하여 장치 설비비용을 절감할 수 있는 건축자재 유해물질 측정용 시험기의 배기 구조가 개시된다.

Description

건축자재 유해물질 측정용 시험기의 배기 구조{EXHAUST PIPE FOR MEASURING INSTRUMENT OF TOXIC SUBSTANCE OF BUILDING MATERIALS}
본 고안은 건축자재로부터 방출되는 유해물질인 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds; VOC) 및 포름알데히드(Formaldehyde)의 방출량을 측정하기 위하여 구성된 유해물질 측정용 시험기에 있어서, 시료챔버의 배기구를 기점으로 분기되어 정화공기공급기의 배기유량자동조절계까지 연결된 배기관의 어느 일 지점을 연결하여서 된 유도관을 병렬 배치하되, 상기 배기구 상에 배기관 및 유도관을 선택적으로 개폐 가능하게 하는 방향전환밸브를 마련하고, 상기 유도관 상에 흡착관을 착탈 가능하게 하며 그 후방에 개폐밸브를 구성함으로써 흡착관으로 송기되는 공기의 압력 및 유량의 변화 없이 흡착관의 유해물질 흡착이 가능하게 함과 동시에 MFC 펌프의 설치를 생략할 수 있는 건축자재 유해물질 측정용 시험기의 배기 구조에 관한 것이다.
사회가 고도로 산업화됨에 따라 인구의 도심 집중화 현상은 도시와 농촌간의 사회갈등을 비롯하여 도심의 난개발로 인한 환경오염 등 많은 사회적 문제를 낳고 있다.
또한, 인구의 도심 증가로 주택과 사무실을 위한 각종 건축물이 기하급수적으로 늘어나고 있으며 이에 따라 최근에는 각종 건축자재, 즉 건축용 합판, 바닥재, 벽지, 도료(페인트) 및 접착제 등에서 방출되는 유해물질이 각종 질병의 원인이 되고 있다.
유해물질의 하나인 휘발성유기화합물(VOC)은 여름철 도심 광화학 오존오염의 원인이자 인체에 유해하고 악취를 풍기는 대표적인 오염물질로서, 석유화학제품,유기용제 또는 기타물질로 정의되며, 산업체에서 많이 사용하는 용매에서 화학 및 제약공장이나 플라스틱 건조공정에서 배출되는 유기가스에 이르기까지 매우 다양하며 끓는점이 낮은 액체연료, 파라핀, 올레핀, 방향족 화합물 등 생활주변에서 흔히 사용하는 탄화수소류가 거의 VOC에 해당된다.
또한, 포름알데히드는 방부용·소독살균용으로 쓰이며 세균·바이러스·곰팡이 등의 생장을 저해하는 물질로서, 인체에 대한 독성이 매우 강하여 기억력 상실, 정신집중 곤란 등의 증상을 일으키거나 인체에 치명적 영향을 미친다.
이에 따라, 최근에는 각종 건축자재로부터 상기의 유해물질의 방출량을 측정, 관리 및 방출량의 기준을 정함으로써, 유해물질의 방출을 최소화하려는 방안이 활용되고 있는 바, 본 출원인은 도 1에 제시된 바와 같은 구성의 건축자재 유해물질 측정 시험기를 제안(특허출원번호 제 2004-0013446호)한 바 있다.
도 1을 참조한 건축자재 유해물질 측정용 시험기는, 외부 공기를 흡입하는 에어공급기(111), 흡입된 공기에 포함된 각종 이물질을 제거하여 정화하고 건공기와 습공기를 분기, 공급하는 정화공기공급기(110), 상기에서 얻어진 건/습공기를 혼합하는 와류혼합코일(150), 상기 혼합된 공기를 인입하여 센서(121)에 의해 온도 및 습도를 제어하고 이를 컨트롤러의 모니터링장치(122)에서 표시하도록 하는 온/습도유니트(120), 상기 온/습도유니트에서 제어된 공기가 공급 및 배출되게 하고 시험 시료를 저장한 시료챔버(130), 상기 시료챔버(130)의 내부와 연통되게 배관되어 질량유량계(Mass Flow Controller; MFC) 펌프(이하, 'MFC펌프'라 칭함)(141)의 작동으로 시료챔버 내의 공기를 강제 배출시킬 때 내부에 채워진 흡착물질에 유해물질을 포집하도록 한 흡착관(140)으로 구성된 것이다.
그러나, 도 1의 건축자재 유해물질 측정용 시험기에 있어서의 흡착관(140)은 유해물질을 포집하는 조건이 변화되어 정확한 측정값을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 흡착관(140)으로 공기를 유입시키기 위한 MFC 펌프를 필요로 하여 장치 설비비용이 많이 드는 문제점이 있다.
즉, 시료챔버(130)에 장착된 시료로부터 발생하는 유해물질이 함유된 공기는 초기에는 시료의 종류에 따라서 소정 시간동안 배기관(131)을 통해 정화공기공급기(110)로 송기되는데, 예컨대 시료가 페인트일 경우는 약 3일을 방출한 후에 시험을 하고, 건축자재(목재 또는 벽지)인 경우는 약 7일을 방출한 후에 흡착시험을 수행한다.
흡착시험을 수행하기 위해서는 밸브(142)를 개방함과 동시에 MFC 펌프(141)를 가동시켜서 측정에 필요한 정량의 공기를 흡착관(140)으로 유도하게 되는 바, 이때 흡착관(140)으로 유도되는 공기의 일부는 배기관(131)을 통해 송기될 수밖에 없는 구조이므로 흡착관(140)으로 유도되는 유량의 손실이 발생하고, 이는 압력의 변화로 이어져 결국, 흡착관(140)에 흡착되는 유해물질의 양에 오차가 발생하여 측정값 오차의 폭이 확대되는 결과를 초래하는 것이다.
더욱이, 종래의 시험기 구조는, 시료챔버(130)에서 배출되는 공기가 유입되는 경로가 정화공기공급기내의 배기유량자동조절계(110)과 MFC펌프(141) 측으로 송기되는 것이어서, 결국 시료챔버(130)로부터 방출되는 공기를 흡입하는 기능을 수행하는 MFC 펌프가 2개소에 설치되어 있으므로, 설비비용이 고가임은 물론, 그 구조가 복잡한 문제점이 있다.
이에 따라 본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 제1목적은 흡착관의 교체 여부에 관계없이 시험기의 공기 관로 상에 외부공기의 유입을 완전 차단함은 물론 흡착관 내부의 압력 변화가 발생하지 않게 함으로써 유해물질의 정확한 흡착이 가능하게 하여 측정값의 오차 범위를 최소화할 수 있는 건축자재 유해물질 측정용 시험기를 제공하는 것이다.
본 고안의 제2목적은 흡착관으로의 공기 유입을 위한 MFC 펌프를 생략할 수 있게 함으로써 시험기의 제조원가를 낮추어 범용화 될 수 있는 건축자재 유해물질 측정용 시험기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 각종 건축자재, 예컨대 합판, 바닥재, 벽지, 페인트, 접착제 등으로부터 방출되는 유해물질인 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds; VOC) 및 포름알데히드(Formaldehyde)의 방출량을 측정하기 위하여 도 1에서와 같이 공기를 발생시키는 에어공급기(111), 상기 에어공급기에서 발생된 공기를 정화시키고 건공기와 습공기를 분기, 공급하고 정량의 공기가 배출되도록 하는 정화공기공급기 및 배기유량자동조절계(110), 항온챔버(101)로서 건공기와 습공기를 혼합하는 와류혼합코일(150), 센서(121) 및 컨트롤러의 모니터링장치(122)를 갖추어 공기의 온도와 습도 조절을 수행하는 온습도유니트(120), 정화된 공기가 인입되고 시료를 고정하는 시료챔버(130), 시료를 거쳐서 유해물질을 포함하여 배기되는 공기 중의 유해물질을 포집하기 위한 흡착관(140) 및 정량의 공기를 흡입시키는 질량유량계(Mass Flow Controller; MFC) 펌프(141)로 구성된 유해물질 측정용 시험기에 있어서, 시료챔버의 배기구를 기점으로 정화공기공급기내의 배기유량자동조절계까지 연결된 배기관의 어느 일 지점에 대해 병렬하게 배치된 유도관을 구성하되, 상기 배기구 상에 배기관 및 유도관을 선택적으로 개폐 가능하게 하는 방향전환밸브를 마련하고, 상기 유도관 상에 흡착관을 탈착 가능하게 하며 그 후방에 개폐밸브를 구성함으로써 유해물질 측정을 위해 가동되는 별도의 MFC 펌프를 사용하지 않게 한 것에 그 특징이 있다.
이하, 첨부된 도면을 통하여 본 고안의 구체적인 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 고안의 건축자재 유해물질 측정용 시험기의 전체 구성을 개략적으로 보인 장치도로서, 이를 도 1의 장치와 대비하면, 시료챔버(130)의 공기 배출부분의 배관 구조는 방향전환밸브(10)와 개폐밸브(20)와 그 사이에 흡착관(140)이 연설되어 있으며, 유해물질의 시험을 위해 상기 흡착관(14)으로 공기를 빨아들이고자 할 경우에는 정화공기공급기내의 배기유량자동조절계(110) 내에 설치된 MFC 펌프(미도시)를 이용하면 되고, 이러한 MFC 펌프는 유해물질의 흡착을 위해서나 또는 시험 측정 전에 시료에서 발생하는 초기 유해물질을 배출하는 경우를 막론하고 모두 사용되며, 시료챔버(130)의 개수에 따라서 MFC 펌프의 수도 달라지게 된다.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 배기 구조의 일 사용상태를 보인 시료챔버의 전체 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 흡기구(129)를 통해 유입된 시료를 저장하고 있는 시료챔버(130)는 배기구(132)를 통해서 상기 시료로부터 방출된 유해물질이 함유된 공기를 배출시키고, 배기구(132)를 통과한 공기는 배기관(131)을 통해서 정화공기공급기 및 배기유량자동조절계(110)로 이송되거나 또는 흡착관(140)으로 송기되어 유해물질을 흡착하도록 하는 것으로서, 그 상세한 구조는 다음과 같다.
먼저, 배기구(132)는 일측으로 나뉘어지는 배기관(131) 및 제1유도관(21)을 상호 분기 구성되고, 배기구(132) 상부에는 사용자가 임의 조절이 가능한 방향전환밸브(10)를 구성하여 상기 분기된 배기관(131)과 제1유도관(21)으로의 공기 배출을 선택할 수 있게 마련되며, 상기 제1유도관(21)에는 흡착관(140)이 탈거가 가능하게 되어 있다.
상기 제1유도관(21)에서 흡착관(140) 연결부분의 후방에는 제1유도관(21)을 사용자가 임의적으로 개폐 가능하도록 하는 개폐밸브(20)가 구성되고, 개폐밸브(20) 후방으로 연결된 제2유도관(22)은 상기 배기관(131)의 어느 지점과 합류될 수 있도록 연결구(12)를 마련하고 있으며, 상기 연결구(12)의 후방으로 연장된 배기관(131)은 정화공기공급기(110)의 내부에 설치된 MFC 펌프(미도시)에 연결되어 있다.
상기 방향전환밸브(10)는 180도 회전이 가능하게 되어 있어서 배기관(131) 및 제1유도관(21)의 선택적 개폐가 가능하게 되고, 개폐밸브(20)는 90도 회전이 가능하여 제1유도관(21)을 개폐 가능하게 되며, 도면의 이해를 돕기 위해 방향전환밸브(10) 및 개폐밸브(20)의 형상을 화살표 형태로 도시하였다.
방향전환밸브(10)는 제1유도관(21) 및 배기관(131) 중 2개의 경로를 동시에 개방하지 않게 하고 어느 하나의 경로만을 개방할 수 있게 하는 것이 바람직하며, 이는 제1유도관(21)의 개방이 흡착관(140)에 의한 시험시에만 필요하기 때문이다.
예시된 상태의 공기의 흐름 경로를 보면, 배기구(132)를 통해 배출되는 공기를 배기관(131)을 개방하고 있는 방향전환밸브(10)에 의해서 배기관(131)으로 송기되는 한편, 개폐밸브(20)는 제1유도관(21)을 폐쇄하고 있어서 배기관(131)을 흐르는 공기가 제2유도관(22)을 통해서 흡착관(140)으로 역류하는 것을 방지하고 있으며, 이 상태는 흡착시험 전에 시료에서 방출하는 초기 오염물질을 시험 대상으로 하지 않고 그대로 방출하고자 한 상태일 수 있다.
도 4는 본 고안의 실시예에 따른 흡착관 연결의 일 사용상태를 보인 시료챔버의 부분 사시도(시료 흡착관 부착 후)로서, 흡착관(140)이 유해물질을 흡착하고 있는 상태를 보인 것이다.
도 4를 참조하면, 방향전환밸브(10)는 제1유도관(21)을 개방하고 있고, 개폐밸브(20)는 개방된 상태이다.
따라서, 배기구(132)로 배출되는 유해물질을 함유한 공기는 방향전환밸브(10)에 의해서 제1유도관(21)을 통해 흡착관(140)을 경유하고, 이때 개폐밸브(20)는 개방되어 있어서 흡착관(140)을 경유한 공기가 제2유도관(22) 및 연결구(12)를 차례로 경유하여 정화공기공급기(110) 내부에 있는 MFC펌프로 유입된다.
이때, 방향전환밸브(10)에 의해서 배기관(131)으로의 경로가 차단된 상태이므로, MFC펌프의 차단으로 인해 배기구(132)로부터 방출되는 공기는 전량 제1유도관(21)으로 유도되어 공기 유량의 손실 없이 흡착관(140)을 경유함으로써 흡착관(140)은 최적의 상태에서 오염물질의 흡착을 수행할 수 있다.
도 5는 본 고안의 실시예에 따른 흡착관 연결의 일 사용상태를 보인 시료챔버의 부분 사시도(시료 흡착관 제거 후)로서, 흡착관(140)을 제거 또는 교체하고 있는 상태를 보인 것이다.
도 5를 참조하면, 방향전환밸브(10)는 제1유도관(21)을 폐쇄하고 배기관(131)을 개방하고 있는 상태이며, 흡착관(140)은 제1유도관(21)으로부터 제거되었다.
제1유도관(21)에 설치된 흡착관(140)은 소정의 유해물질의 흡착을 수행하여 시험이 완료된 후에 다른 소정의 분석장치(미도시)에 의해서 흡착관(140)에 흡착된 유해물질의 농도 등을 검출할 수 있도록 하기 위해 도시된 바와 같이 제1유도관(21)으로부터 흡착관(140)이 제거되기도 하며, 또는 시험 완료 후 다음 시험을 위해 시료챔버(130) 및 시료챔버 내부에 위치하고 있던 시료홀더(미도시)를 클리닝하고자 할 때에도 제거된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 유해물질 측정용 시험기의 배기 구조에 의하면, 유해물질의 흡착을 위해 흡착관으로 공기를 유도하는 과정에서 유량의 변화나 손실이 발생하지 않게 되므로 유해물질의 정확한 흡착이 가능하게 되어 오염물질의 배출량 측정의 오차 범위를 최소화할 수 있게 된다.
게다가 시료챔버의 설치 개수에 맞도록 구비된 MFC 펌프가 외부에 별도로 마련되지 않고 정화공기공급기 내에 설치되어 있어서 하나의 MFC 펌프를 통해서 시험 측정 전에 초기 유해물질의 배출을 위해 필요로 하는 흡입력과, 유해물질 측정을 위해 흡착관으로 공기를 유입시키는 기능을 동시에 수행할 수 있게 되므로 에너지의 절감과, 설비비용의 감소 등을 구현할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 종래의 건축자재 유해물질 측정용 시험기의 전체 구성을 개략적으로 보인 장치도.
도 2는 본 고안의 건축자재 유해물질 측정용 시험기의 전체 구성을 개략적으로 보인 장치도.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 배기 구조의 일 사용상태를 보인 시료챔버의 전체 사시도.
도 4는 본 고안의 실시예에 따른 배기 구조의 일 사용상태를 보인 시료챔버의 부분 사시도.
도 5는 본 고안의 실시예에 따른 배기 구조의 일 사용상태를 보인 시료챔버의 부분 사시도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 방향전환밸브 20 : 개폐밸브
21 : 제1유도관 22 : 제2유도관
110 : 배기유량자동조절계 130 : 시료챔버
131 : 배기관 132 : 배기구
140 : 흡착관 141 : MFC펌프
111 : 에어공급기

Claims (2)

  1. 공기를 발생하는 에어공급기, 공기 정화를 위한 정화공기공급기, 공기의 온도와 습도를 제어하는 온습도유니트, 제어된 공기를 흡입/배출시키고 시료를 장착한 시료챔버, 상기 시료챔버에서 정화공기공급기를 연결하는 배기관, 상기 배기관에서 분기되어 유해물질을 포집하는 흡착관, 상기 시료챔버의 공기를 정량 흡입하는 MFC펌프로 구성된 유해물질 측정용 시험기에 있어서,
    상기 시료챔버의 배기구를 기점으로 분기되어 배기관의 어느 지점에서 연결되도록 유도관을 병렬 구성하되, 분기된 배기관과 유도관을 개폐하는 방향전환밸브가 구비되고, 상기 유도관 상에 흡착관이 탈착 가능하게 마련되며 그 후방에 개폐밸브가 형성되며, 상기 배기관은 정화공기공급기내에 질량유량조절계(MFC) 및 펌프에 연결된 것을 특징으로 하는 건축자재 유해물질 측정용 시험기의 배기 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 방향전환밸브는 배기관 또는 유도관의 어느 일측 방향만 개방하도록 형성된 것을 특징으로 하는 건축자재 유해물질 측정용 시험기의 배기 구조.
KR20-2005-0019533U 2005-07-05 2005-07-05 건축자재 유해물질 측정용 시험기의 배기 구조 KR200396830Y1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220155781A (ko) * 2021-05-17 2022-11-24 한국세라믹기술원 패시브 가스 시료 평가 장치

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KR20220155781A (ko) * 2021-05-17 2022-11-24 한국세라믹기술원 패시브 가스 시료 평가 장치
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