KR200492724Y1 - 불소 측정 장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은, 스팀의 공급량 및 세기와 불소의 양을 측정하고자 하는 시료의 가열 온도가 동시에 자동으로 제어되도록 하여 증류 공정시의 시료의 가열 온도를 최대한 안정적으로 일정하게 유지함으로써, 별도의 수작업 없이도 불소 측정시의 정확도를 크게 향상시킬 수 있는 불소 측정 장치를 제공한다.
Description
본 고안은 스팀의 공급량 및 세기와 불소의 양을 측정하고자 하는 시료의 가열 온도가 동시에 자동으로 제어되도록 하여 증류 공정시의 시료의 가열 온도를 최대한 안정적으로 일정하게 유지함으로써, 별도의 수작업 없이도 불소 측정시의 정확도를 크게 향상시킬 수 있는 불소 측정 장치에 관한 것이다.
토양, 수질, 대기 중에 불소 오염은 현재 전세계적으로 커다란 문제가 되고 있고 점점 환경기준과 대상이 강화되는 실정이다. 우리 주변을 보더라도 작은 섬유 공장에서도 관리를 받게 되는 실정이고 이미 광물을 사용하는 산업현장은 모두 관리 대상이 되고 있다.
특히 토양과 물 속에 포함되어 있는 불소의 함량을 측정하여 오염 정도를 확인하기 위한 불소 측정 장치가 일부 개시되어 있다. 종래의 토양과 물 속에 포함된 불소를 측정하는 장치는 시료를 분석하기 전에 먼저 시료를 증류하여 시료 내에 포함된 측정 방해 물질을 제거하게 된다.
이러한 증류 공정시 불소의 양을 보다 정확하게 측정하기 위해서는 증류 공정시의 설정되는 온도를 계속하여 일정하게 유지하는 것이 중요하고, 이때 상기 온도가 정확히 유지되지 않으면 시료에 포함된 불소의 손실이 증가하여 측정된 불소의 수치 정확도가 저하되는 문제가 생길 수 있다.
이때, 증류 공정시의 온도를 제어하는데 영향을 주는 것으로서, 히터의 온도, 스팀의 세기 및 시료에 포함된 미지의 물질에 의한 반응 등이 있다.
종래의 불소 측정 장치는 스팀의 양을 고정시키고 히터의 온도만을 제어하는 방식으로 증류 공정시의 온도를 유지하였다. 그러나, 이러한 방법만으로는 증류 공정시의 온도를 유지하는데 한계가 있어 검사자가 원하는 수준의 불소 측정시의 정확도를 제공하지 못하므로, 이에 대한 다른 해결수단이 요구되는 실정이다.
본 고안의 목적은, 불소의 양을 측정하기 전에 진행하는 증류 공정시의 가열 온도를 최대한 일정하게 유지되도록 하여, 시료에 포함된 불소의 손실을 최소화하여 불소 측정시의 정확도를 향상시킬 수 있도록 한 불소 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 일 측면은, 격벽을 사이에 두고 제1 수용공간과 제2 수용공간으로 구분되는 몸체를 포함하고, 상기 제1 수용공간에 설치되는 것으로서, 일측에 물 공급관이 연결되어 물 공급량을 제어하는 제1 솔레노이드 밸브; 제1 연결관을 통해 상기 제1 솔레노이드 밸브와 연결되는 흡입 모터; 상기 제1 수용공간의 상부에 설치되고, 제2 연결관을 통해 상기 흡입 모터로부터 공급된 물을 가열하여 스팀을 배출시키는 스팀 발생기; 상기 제1 스팀 배출관의 단부가 상단에 연결되고, 하단에 연결되는 제1 폐스팀 배출관, 상단에 연결되는 고순도스팀 배출관, 상기 제1 폐스팀 배출관과 연결되어 폐스팀의 배출량을 제어하는 제2 솔레노이드 밸브, 및 상기 제2 솔레노이드 밸브와 연결되어 폐스팀을 외부로 배출하는 제2 폐스팀 배출관을 포함하는 스팀 선별기; 및 상기 고순도스팀 배출관과 연결되고 제2 수용공간으로 노출되는 스팀 공급관을 가지며, 고순도의 스팀을 공급량과 세기를 제어하면서 상기 스팀 공급관을 통해 공급하는 제3 솔레노이드 밸브; 를 포함하고, 상기 제2 수용공간에 설치되는 것으로서, 내부에 시료와 상기 스팀 공급관에 의해 고순도의 스팀(steam)이 각각 투입되어 제1 화합물이 마련되도록 하고, 내부에 위치하도록 온도계가 장착되는 제1 튜브; 상면에 제1 튜브가 배치되고, 상기 온도계와 전기적으로 접속되어 상기 제1 튜브의 내부 온도 변화에 따라 상기 제1 튜브의 내부에 마련된 제1 화합물을 일정한 온도로 가열하도록 가열 온도가 제어되는 제2 히터; 상기 제1 튜브와 연통되어 상기 제2 히터에 의해 가열되어 발생되는 불소 기체가 이동되도록 하는 제1 유리관; 상단에 냉각수 투입구가 연결되고 하단에 냉각수 배출구가 연결되는 제2 유리관과, 상기 제2 유리관의 내부에 배치되되 일단이 상기 제1 유리관과 연통되고 타단이 상기 제2 유리관의 하측으로 돌출되는 기체 이동관을 포함하여, 상기 제1 유리관으로부터 이동되는 불소 기체가 상기 기체 이동관의 외측에 흐르는 냉각수에 의해 냉각되도록 하는 냉각기; 및 상기 기체 이동관의 타단에 연결되어 상기 냉각기에 의해 냉각되어 발생되는 응축수를 수거하고, 응축수의 수위를 감지할 수 있게 내부에 위치하도록 수위 센서가 장착되는 제2 튜브; 를 포함하고, 상기 제1 솔레노이드 밸브, 상기 제2 솔레노이드 밸브 및 상기 제3 솔레노이드 밸브의 개방 상태와 상기 제2 히터의 가열 온도가 작업자가 설정한 고순도 스팀의 공급 세기 및 제1 튜브의 내부 온도에 따라 자동으로 제어되도록 하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불소 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 불소 측정 장치는, 상기 제어부와 전기적으로 연결되고, 작업자가 흡입 펌프로의 물 공급량, 고순도 스팀의 공급 세기, 폐스팀의 배출 세기 및 제1 튜브의 내부 온도를 각각 설정할 수 있도록 하는 콘트롤패널을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 스팀 발생기는, 상기 제1 수용공간의 상부에 설치되는 브라켓; 상기 브라켓에 상단이 지지되고 제2 연결관을 통해 상기 흡입 모터와 연결되는 물 배출관; 상기 브라켓에 상기 물 배출관을 소정 간격을 두고 봉지하도록 설치되고 상기 물 배출관으로부터 배출되는 물을 수용하는 물 수용튜브; 상기 브라켓에 상기 물 수용튜브의 둘레를 소정 간격을 두고 코일 형태로 감싸도록 설치되고 상기 물 수용튜브에 수용되는 물을 가열하는 제1 히터; 상기 물 수용튜브와 연통되도록 상기 브라켓에 연결되는 제1 스팀 배출관; 및 상기 물 수용튜브와 상기 제1 히터를 소정 간격을 두고 봉지하도록 상기 브라켓에 설치되는 외부튜브; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 제1 튜브의 내부에 시약이 더 투입되고, 상기 시약은 과염소산, 란탄용액, 란탄알리자린콤프렉손용액, 수산화나트륨용액, 아세트산암모늄용액, 암모니아수, 염산용액, 인산, 페놀프탈레인이 포함된 에탄올용액 및 황산 적어도 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 제1 튜브는 일측에 넥을 가지고, 상기 넥의 입구를 밀폐하도록 온도계가 장착될 수 있고, 상기 제2 튜브는 일측에 넥을 가지고, 상기 넥의 입구를 밀폐하도록 수위센서가 장착될 수 있다.
본 고안의 일 실시 예에 의하면, 증류 공정시 제2 히터의 온도가 작업자가 설정한 수준으로 자동으로 유지되도록 하고, 이와 동시에 제1 튜브로 제공되는 고순도의 스팀의 양과 세기가 작업자가 설정한 수준으로 자동으로 유지되도록 하여, 증류 공정시의 시료의 가열 온도를 최대한 안정적으로 일정하게 유지함으로써, 별도의 수작업 없이도 불소 측정시의 수치 정확도를 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시 예에 의한 불소 측정 장치의 제1 수용공간을 나타낸 구조도이다.
도 2는 본 고안의 일 실시 예에 의한 불소 측정 장치의 제2 수용공간을 나타낸 구조도이다.
도 2는 본 고안의 일 실시 예에 의한 불소 측정 장치의 제2 수용공간을 나타낸 구조도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 설명한다. 그러나, 본 고안의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 고안의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 고안의 실시 예는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 고안을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 고안의 일 실시 예에 의한 불소 측정 장치의 제1 수용공간을 나타낸 구조도이고, 도 2는 본 고안의 일 실시 예에 의한 불소 측정 장치의 제2 수용공간을 나타낸 구조도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시 예에 의한 불소 측정 장치는, 물 속에 포함된 불소를 측정하기 위한 것으로서, 지표수, 지하수, 폐수 등에 적용할 수 있으며, 몸체(10)를 포함하고, 몸체(10)는 격벽(1)을 사이에 두고 후방과 전방으로 각각 구분되는 제1 수용공간(2)과 제2 수용공간(3)을 포함한다.
또한, 본 실시 예의 불소 측정 장치는, 후술하는 제1 솔레노이드 밸브, 제2 솔레노이드 밸브 및 제3 솔레노이드 밸브의 개방 상태와 제2 히터의 가열 온도가 작업자가 설정한 고순도 스팀의 공급 세기 및 후술하는 제1 튜브의 내부 온도에 따라 자동으로 전기적 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함한다.
이때, 상기 제어부는 제2 수용공간(3)이 마련된 몸체(10)의 전면에 마련된 콘트롤패널(300)과 연결될 수 있다. 콘트롤패널(300)은 입력패널(320)과 모니터창(310)을 가질 수 있으며, 이러한 콘트롤패널(300)을 이용하여 작업자는 후술하는 흡입 펌프로의 물 공급량, 고순도 스팀의 공급 세기, 폐스팀의 배출 세기 및 제1 튜브의 내부 온도 등을 각각 설정할 수 있다.
따라서, 콘트롤패널(300)을 통해 입력된 정보에 따라 제어부가 제1 솔레노이드 밸브, 제2 솔레노이드 밸브 및 제3 솔레노이드 밸브의 개방 상태와 제2 히터의 가열 온도를 제어하게 된다. 상기 모니터창(310)은 작업자가 입력하는 정보는 물론 불소 측정 장치 구동시 발생하는 각종 오류를 표시하는 상태표시부로서의 기능도 수행할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서 콘트롤패널은 제2 수용공간(3)이 마련된 몸체(10)의 전면에 마련되는 것으로 도시하여 설명하고 있지만, 본 고안이 이에 한정되는 것은 아니며, 스마트 폰이나 외부 컴퓨터 또는 단말기 등을 제어부와 유선 또는 무선 통신으로 연결하여, 이러한 외부 장치가 콘트롤패널의 역할을 대신하도록 구성할 수 있다.
또한, 도시하지 않았지만, 불소 측정 장치의 몸체(10)에는 외부전원과의 전기적 연결을 위한 전원선이 더 구비될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 수용공간(2)에는, 제1 솔레노이드 밸브(21), 흡입 모터(40), 스팀 발생기, 스팀 선별기(70) 및 제3 솔레노이드 밸브(22)가 설치된다.
제1 솔레노이드 밸브(21)는 제1 수용공간(2)의 하부에 설치될 수 있고 일측에 외부의 수원으로 물이 공급될 수 있도록 물 공급관(31)이 연결된다. 이때, 상기 제어부는 물 공급관(31)으로부터 공급되는 물의 양과 세기가 작업자가 미리 설정한 대로 자동으로 일정하게 유지될 수 있도록 제1 솔레노이드 밸브(21)의 개방 상태를 온/오프로 제어하게 된다.
즉, 공급되는 물의 양과 세기가 크면 제1 솔레노이드 밸브(21)를 오프하고, 공급되는 물의 양과 세기가 작으면 제1 솔레노이드 밸브(21)를 온으로 전환하는 것이다. 도면부호 51은 상기 제어부의 일부를 구성하는 모듈(50a)과 제1 솔레노이드 밸브(21)를 전기적으로 연결하는 전선을 나타낸다.
이때, 물 공급관(31)과 제1 솔레노이드 밸브(21) 사이에는 3방향 연결관(31a)이 배치될 수 있다. 3방향 연결관(31a)에는 물 공급관(31)과 제1 솔레노이드 밸브(21)가 연결되고 남은 하나의 연결구에는 연결될 수 있도록 제3 연결관(37)이 결합될 수 있다.
흡입 모터(40)는 제1 솔레노이드 밸브(21)와 제1 연결관(32)을 통해 연결되고 흡입 모터(40)의 일측에는 제2 연결관(33)이 연결될 수 있다. 이러한 흡입 모터(40)는 물 공급관(31)과 제1 솔레노이드 밸브(21)를 거치면서 공급되는 물을 일측에 연결된 제2 연결관(32)을 통해 제1 수용공간(2)의 상부에 설치된 스팀 발생기로 공급하기 위해 펌핑하는 역할을 하게 된다. 도면부호 52는 상기 제어부의 일부를 구성하는 모듈(50a)과 흡입 펌프(40)를 전기적으로 연결하는 전선을 나타낸다.
상기 스팀 발생기는 바람직하게 제1 수용공간(2)의 상부에 고정 설치되는 제1 및 제2 브라켓(62, 63), 제1 브라켓(62)에 상단이 지지되는 물 배출관(64), 물 수용튜브(61), 제1 히터(65), 제1 스팀 배출관(34) 및 외부튜브(60)를 포함한다. 이러한 스팀 발생기는 물 배출관(64), 물 수용튜브(61), 제1 히터(65) 및 외부튜브(60)가 제1 브라켓(62)의 하면에 지지되어 고정 설치되는 구조로 이루어질 수 있다.
여기서 제1 브라켓(62)은 제1 수용공간(2)에 스팀 발생기를 고정하기 위한 것이고, 제2 브라켓(63)은 제2 연결관(33)과 제1 스팀 배출관(34)을 연결하기 위한 것이다. 또한, 본 실시 예에서는 브라켓이 2개로 구분되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 필요시 브라켓은 1개로 구성할 수 있다.
제2 브라켓(63)의 상면에는 흡입 모터(40)로부터 연장되는 제2 연결관(33)이 연결된다. 이때 제2 연결관(33)의 단부는 제2 및 제1 브라켓(63, 62)을 차례로 관통하여 제1 브라켓(62)의 하면에 수직으로 고정 설치되는 물 배출관(64)과 연통되어 결과적으로 물 배출관(64)과 흡입 모터(40)가 서로 연결될 수 있다.
이러한 물 배출관(64)은 상하단이 개방된 일자 형상의 유리관으로서 제2 연결관(33)을 통해 공급되는 물을 하단의 개방된 부분을 통해 물 수용튜브(61) 내에 배출하는 역할을 하게 된다.
물 수용튜브(61)는 물 배출관(64) 보다 큰 직경과 길이를 갖도록 이루어져 물 배출관(64)을 소정 간격을 두고 봉지하도록 제1 브라켓(62)에 설치되고, 물 배출관(64)의 하단으로부터 배출되는 물을 수용하는 용기의 역할을 하게 된다.
제1 히터(65)는 물 수용튜브(61)의 둘레를 소정 간격을 두고 코일 형태로 감싸도록 제1 브라켓(62)에 설치된다. 이때, 바람직하게 물 배출관(64)과 물 수용튜브(61)의 하단이 제1 히터(65) 보다 하측으로 더 돌출되게 형성될 수 있다.
이러한 제1 히터(65)가 작동하면 물 수용튜브(61)에 수용되는 물을 일정 온도 이상으로 가열하여 스팀을 만들 수 있다. 제1 히터(65)는 전선(53a, 54a)을 통해 제어부의 일부를 구성하는 모듈(50b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도면부호 53과 54는 전선(53a, 54a)과 제1 히터(65)를 전기적으로 각각 연결하는 플러그를 나타낸다.
제1 스팀 배출관(34)은 제2 브라켓(63)의 상면에 물 수용튜브(61)와 연통되도록 연결되어 제1 히터(65)에 의해 생성되어 물 수용튜브(61)의 내부에서 상부에 위치하는 스팀이 물 수용튜브(61)의 외부로 배출되도록 하는 역할을 하게 된다.
외부튜브(60)는 제1 히터(65) 보다 큰 직경을 가지고 물 수용튜브(61) 보다 긴 길이를 갖도록 이루어져 물 수용튜브(61)와 제1 히터(65)를 소정 간격을 두고 봉지하도록 제1 브라켓(62)에 설치된다. 이러한 외부튜브(60)는 외부 충격으로부터 물 수용튜브(61)와 제1 히터(65)를 보호하고 물 수용튜브(61) 내에 이물질이 투입되는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.
스팀 선별기(70)는, 상단에 스팀 발생기(70)로부터 생성된 스팀을 공급하는 제1 스팀 배출관(34)의 단부가 연결되고, 하단에는 폐스팀을 배출하기 위한 제1 폐스팀 배출관(36)의 일단부가 연결된다. 또한, 스팀 선별기(70)의 상단에는 폐스팀이 제거된 고순도의 스팀을 배출하기 위한 고순도스팀 배출관(35)이 연결된다.
이와 같이 구성된 스팀 선별기(70)는 제1 스팀 배출관(34)을 통해 공급된 스팀 중에서 불순물이 포함되어 밀도가 높은 폐스팀은 스팀 선별기(70)의 내측 하부에 위치하도록 하고, 불순물을 포함하지 않는 고순도의 스팀은 스팀 선별기(70)의 내측 상부에 위치하도록 한다.
그리고, 제1 수용공간(2)의 하부에는 제2 솔레노이드 밸브(23)가 설치되는데, 제2 솔레노이드 밸브(23)와 스팀 선별기(70)는 제1 폐스팀 배출관(36)에 의해 서로 연결된다. 또한, 제2 솔레노이드 밸브(23)에는 제2 폐스팀 배출관(36a)의 일단부가 연결되고, 이때 제2 폐스팀 배출관(36a)의 타단부는 불소 측정 장치의 외부로 노출되도록 길게 연장될 수 있다.
따라서, 스팀 선별기(70)의 하부에 위치하는 폐스팀은 제1 폐스팀 배출관(36)을 통해 배출되도록 하고, 이때 제2 솔레노이드 밸브(23)가 제2 폐스팀 배출관(36a)을 통해 외부로 배출되는 폐스팀의 배출량을 제어하면서 스팀 선별기(70) 내에 수용된 고순도 스팀의 수위도 함께 조절할 수 있다.
제3 솔레노이드 밸브(22)는 제1 수용공간(2)의 상부에 설치되고, 고순도스팀 배출관(35)과 연결되고 몸체(10)의 전방의 제2 수용공간(3)으로 노출되는 스팀 공급관(131)을 가진다. 이에 고순도의 스팀을 스팀 공급관(131)을 통해 제2 수용공간(3) 쪽으로 보내되 고순도 스팀의 공급량과 세기를 적절히 제어하는 역할을 하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제2 수용공간(3)에는, 제1 튜브(120), 제2 히터(110), 제1 유리관(150), 냉각기 및 제2 튜브(180)가 설치된다.
제1 튜브(120)는 내부에 스팀 공급관(131)의 단부가 위치하여 별도의 방법으로 내부에 투입된 시료와 스팀 공급관(131)을 통해 투입된 고순도의 스팀이 화학 반응을 일으키면서 제1 화합물이 마련되도록 하는 역할을 하게 된다. 도면부호 131a는 스팀 공급관(131)을 제1 유리관(150)에 밀폐되게 고정하는 마개를 나타낸다.
또한, 제1 튜브(120)의 내부에 시약이 더 투입될 수 있다. 상기 시약은 과염소산, 란탄용액, 란탄알리자린콤프렉손용액, 수산화나트륨용액, 아세트산암모늄용액, 암모니아수, 염산용액, 인산, 페놀프탈레인이 포함된 에탄올용액 및 황산 적어도 하나 이상일 수 있다.
이때, 스팀 공급관(131)으로부터 투입되는 고순도의 스팀은 앞서 설명한 바와 같이 제3 솔레노이드 밸브(22)에 의해 스팀의 양과 세기가 적절히 제어될 수 있다. 또한, 제1 튜브(120)는 일측에 추가로 넥(neck; 121)을 가지며, 이 넥(121)을 통해 제1 튜브(120)의 내부에 온도측정부(142)가 위치하도록 온도계(140)가 장착된다.
이때, 온도계(140)의 손잡이부(141)는 넥(121)의 입구에 넥(121)의 입구를 밀폐하는 형태로 고정될 수 있다. 또한, 온도계(140)는 전선(212)에 의해 제어부와 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 제1 수용공간(2)에서 온도계(140)의 전선(212)과 연결되는 전선은 생략하였지만 온도계(140)의 전선(212)은 적절하게 연결되어 제어부의 모듈과 연결될 수 있다.
제2 히터(110)는 상면에 제1 튜브(120)의 저면이 밀착되게 배치되도록 하고, 작동시 제1 튜브(120)에 마련된 제1 화합물을 가열하여 제1 튜브(120) 내부에 불소 기체를 생성하는 역할을 하게 된다. 이때, 제2 히터(110)의 상면은 석영(quartz)로 이루어져 강산, 알칼리 및 고온에서도 안전하게 작업이 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 제2 히터(110)는 온도계(140) 및 제어부와 전기적으로 접속되어 제1 튜브(120)의 내부 온도를 감지하면 제1 튜브(120)의 내부 온도의 변화에 따라 제1 튜브(120)의 내부에 마련된 제1 화합물을 일정한 온도로 가열하도록 가열 온도가 자동으로 제어될 수 있다. 제2 히터(110)의 가열 온도는 최대 400℃를 초과하지 않도록 제어된다. 도면부호 211은 제1 히터(110)를 제어부와 전원에 연결하기 위한 전선을 나타낸다. 한편, 제1 수용공간(2)에서 제1 히터(110)의 전선(211)과 연결되는 전선은 생략하였지만 적절하게 연결되어 제어부의 모듈과 연결될 수 있다.
제1 유리관(150)은 제1 튜브(120)의 상측에 제1 튜브(120)와 연통되도록 설치되고, 제2 히터(110)의 가열에 의해 발생되는 불소 기체를 냉각기로 이동시킨다. 또한, 도면부호 131a는 필요시 스팀의 공급을 수동으로 차단할 수 있는 개폐밸브를 나타낸다.
상기 냉각기는 제2 유리관(190)과 기체 이동관(162)을 포함한다.
제2 유리관(190)은 상단에 냉각수 투입구(191)가 연결되고 하단에 냉각수 배출구(192)가 연결되어 제2 유리관(190)의 내부로 냉각수를 투입하고 사용된 냉각수는 냉각수 배출구(12)를 통해 배출된다. 기체 이동관(162)은 제2 유리관(190)의 내부에 배치되되 일단(161)이 제1 유리관(150)과 연통되도록 연장되고 타단은 제2 유리관(190)의 하측으로 길게 돌출된다. 이때, 도면부호 191a와 192b는 냉각수 투입구(191)와 냉각수 배출구(192)를 수동으로 차단할 수 있는 개폐밸브를 나타낸다.
따라서, 제1 유리관(150)으로부터 이동되는 불소 기체가 기체 이동관(162)을 따라 제2 튜브(180) 쪽으로 흐르는 과정에서 기체 이동관(162)의 외측에 흐르는 냉각수에 의해 냉각되는 것이다.
이때, 기체 이동관(162)은 냉각수와 접촉하는 하부가 코일 형태로 이루어져 냉각수와의 접촉 면적 및 접촉되는 시간을 늘림으로써 냉각 효과가 향상되도록 구성될 수 있다. 도면부호 161a는 필요시 불소 기체의 이동을 수동으로 차단할 수 있는 개폐밸브를 나타낸다.
제2 튜브(180)는 제2 수용공간(3)의 하부에 기체 이동관(162)의 타단(163)과 연결되도록 설치된다. 제2 튜브(180)는 냉각기에 의해 냉각되어 발생되는 응축수를 수거하는 것으로서, 일측에 추가로 넥(181)이 형성되어 이 넥(181)을 통해 제2 튜브(180)의 내부에 수위측정부(172)가 위치하여 제2 튜브(180) 내부에 수거된 응측수의 수위를 감지할 수 있도록 수위센서(170)가 장착된다.
이때, 수위센서(170)의 손잡이부(171)는 넥(181)의 입구에 넥(181)의 입구를 밀폐하는 형태로 고정될 수 있다. 또한, 수위센서(170)는 전선에 의해 제어부와 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 제1 수용공간(2)에서 수위센서(170)의 전선(213)과 연결되는 전선은 생략하였지만 수위센서(170)의 전선(213)은 적절하게 연결되어 제어부의 모듈과 연결될 수 있다.
위와 같이 구성되는 본 실시 예의 불소 측정 장치의 작동 구조에 대해 구체적으로 설명하면, 먼저 물 공급관(31)을 통해 유입된 물은 제1 솔레노이드 밸브(21)에 의해 공급량이 제어되면서 흡입 모터(40)에 의해 스팀 발생기의 물 수용튜브(61)로 공급된다.
다음으로, 상기 스팀 발생기의 물 수용튜브(61)에서 제1 히터(650에 의해 가열되어 스팀이 된 후, 이 스팀이 제1 스팀 배출관(34)을 통해 배출되어 스팀 선별기(70)로 이동된다.
다음으로, 스팀 선별기(70)에서는 이물질이 포함되어 하측에 위치하게 되는 폐스팀과 폐스팀의 상측에 위치하게 되는 고순도의 스팀으로 구분되어, 스팀 선별기(70)의 하측에 배치된 폐스팀은 제2 솔레노이드 밸브(23)에 의해 배출량이 조절되면서 제1 및 제2 폐스팀 배출관(36, 36a)을 통해 외부로 배출되어 제거된다.
그리고, 스팀 선별기(70)의 상측에 배치되는 고순도의 스팀은 고순도스팀 배출관(35)을 통해 제3 솔레노이드 밸브(22)로 이동된다. 이때, 제3 솔레노이드 밸브(22)에 의해 고순도 스팀의 공급량이 자동으로 일정하게 제어됨으로써, 후술하는 제1 튜브(120) 내에서의 불소 기체 생성시 제1 튜브(120)의 내부 온도가 일정하게 안정적으로 유지되어 불소의 양이 보다 정확하게 되는 것이다.
다음으로, 고순도스팀 배출관(35)을 통해 유입된 고순도의 스팀이 제1 튜브(120)로 공급됨과 동시에 제1 튜브(120)에는 시료가 투입된다.
이후, 제1 튜브(120)에 장착된 온도계(140)를 이용하여 제1 튜브(120)의 내부 온도를 감지하여 제1 튜브(120)의 내부 온도를 자동으로 일정하게 제어할 수 있도록 제2 히터(110)를 구동한다. 이렇게 별도의 수작업 없이도 제1 튜브(120)의 내부 온도를 일정하게 안정적으로 제어하면 불소 기체 생성시 불소의 양이 보다 정확해질 수 있다.
다음으로, 제2 히터(110)에 의해 제1 튜브(120)의 내부에서 불소 기체가 발생하게 되고, 이 불소 기체는 제1 유리관(150)을 거쳐 냉각기의 기체 이동관(191)으로 이동된다. 이때, 제2 유리관(190)에 냉각수 투입구(192)로부터 냉각수가 투입되어 기체 이동관(162)을 통해 이동하는 불소 기체를 냉각시켜 응축수를 만들게 된다.
그리고, 이와 같은 공정을 통해 발생되는 응축수는 제2 튜브(180)에 수거되는데, 이때 제2 튜브(180)에 장착된 수위센서(170)에 의해 수거되는 응축수의 수위를 감지할 수 있다.
또한, 본 실시 예의 불소 측정 장치는 전체적으로 밀폐된 구조 내에서 스팀과 시료 및 각종 물질이 이동하고 반응하게 되므로 유독가스 등이 배출되지 않아 검사자가 안전하게 작업을 할 수 있게 된다.
본 고안은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 고안의 범위에 속한다고 할 것이다.
1: 격벽
2: 제1 수용공간
3: 제2 수용공간
10: 몸체
21: 제1 솔레노이드 밸브
22: 제3 솔레노이드 밸브
23: 제2 솔레노이드 밸브
31: 물 공급관
31a: 3방향 연결관
34: 제1 스팀 배출관
35: 고순도스팀 배출관
36: 제1 폐스팀 배출관
36a: 제2 폐스팀 배출관
40: 흡입 모터
60: 외부튜브
61: 물 수용튜브
62: 제1 브라켓
63: 제2 브라켓
64: 물 배출관
65: 제1 히터
70: 스팀 선별기
110: 제2 히터
120: 제1 튜브
131: 스팀 공급관
140: 온도계
150: 제1 유리관
162: 기체 이동관
170: 수위 센서
180: 제2 튜브
190: 제2 유리관
191: 냉각수 투입구
192: 냉각수 배출구
300: 콘트롤패널
2: 제1 수용공간
3: 제2 수용공간
10: 몸체
21: 제1 솔레노이드 밸브
22: 제3 솔레노이드 밸브
23: 제2 솔레노이드 밸브
31: 물 공급관
31a: 3방향 연결관
34: 제1 스팀 배출관
35: 고순도스팀 배출관
36: 제1 폐스팀 배출관
36a: 제2 폐스팀 배출관
40: 흡입 모터
60: 외부튜브
61: 물 수용튜브
62: 제1 브라켓
63: 제2 브라켓
64: 물 배출관
65: 제1 히터
70: 스팀 선별기
110: 제2 히터
120: 제1 튜브
131: 스팀 공급관
140: 온도계
150: 제1 유리관
162: 기체 이동관
170: 수위 센서
180: 제2 튜브
190: 제2 유리관
191: 냉각수 투입구
192: 냉각수 배출구
300: 콘트롤패널
Claims (5)
- 격벽을 사이에 두고 제1 수용공간과 제2 수용공간으로 구분되는 몸체를 포함하고,
상기 제1 수용공간에 설치되는 것으로서,
일측에 물 공급관이 연결되어 물 공급량을 제어하는 제1 솔레노이드 밸브;
제1 연결관을 통해 상기 제1 솔레노이드 밸브와 연결되는 흡입 모터;
상기 제1 수용공간의 상부에 설치되고, 제2 연결관을 통해 상기 흡입 모터로부터 공급된 물을 가열하여 스팀을 배출시키는 스팀 발생기;
제1 스팀 배출관의 단부가 상단에 연결되고, 하단에 연결되는 제1 폐스팀 배출관, 상단에 연결되는 고순도스팀 배출관, 상기 제1 폐스팀 배출관과 연결되어 폐스팀의 배출량을 제어하는 제2 솔레노이드 밸브, 및 상기 제2 솔레노이드 밸브와 연결되어 폐스팀을 외부로 배출하는 제2 폐스팀 배출관을 포함하는 스팀 선별기; 및
상기 고순도스팀 배출관과 연결되고 제2 수용공간으로 노출되는 스팀 공급관을 가지며, 고순도의 스팀을 공급량과 세기를 제어하면서 상기 스팀 공급관을 통해 공급하는 제3 솔레노이드 밸브; 를 포함하고,
상기 제2 수용공간에 설치되는 것으로서,
내부에 시료와 상기 스팀 공급관에 의해 고순도의 스팀(steam)이 각각 투입되어 제1 화합물이 마련되도록 하고, 내부에 위치하도록 온도계가 장착되는 제1 튜브;
상면에 제1 튜브가 배치되고, 상기 온도계와 전기적으로 접속되어 상기 제1 튜브의 내부 온도 변화에 따라 상기 제1 튜브의 내부에 마련된 제1 화합물을 일정한 온도로 가열하도록 가열 온도가 제어되는 제2 히터;
상기 제1 튜브와 연통되어 상기 제2 히터에 의해 가열되어 발생되는 불소 기체가 이동되도록 하는 제1 유리관;
상단에 냉각수 투입구가 연결되고 하단에 냉각수 배출구가 연결되는 제2 유리관과, 상기 제2 유리관의 내부에 배치되되 일단이 상기 제1 유리관과 연통되고 타단이 상기 제2 유리관의 하측으로 돌출되는 기체 이동관을 포함하여, 상기 제1 유리관으로부터 이동되는 불소 기체가 상기 기체 이동관의 외측에 흐르는 냉각수에 의해 냉각되도록 하는 냉각기; 및
상기 기체 이동관의 타단에 연결되어 상기 냉각기에 의해 냉각되어 발생되는 응축수를 수거하고, 응축수의 수위를 감지할 수 있게 내부에 위치하도록 수위 센서가 장착되는 제2 튜브; 를 포함하고,
상기 제1 솔레노이드 밸브, 상기 제2 솔레노이드 밸브 및 상기 제3 솔레노이드 밸브의 개방 상태와 상기 제2 히터의 가열 온도가 작업자가 설정한 고순도 스팀의 공급 세기 및 제1 튜브의 내부 온도에 따라 자동으로 제어되도록 하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불소 측정 장치. - 제1항에 있어서, 상기 제어부와 전기적으로 연결되고, 작업자가 흡입 펌프로의 물 공급량, 고순도 스팀의 공급 세기, 폐스팀의 배출 세기 및 제1 튜브의 내부 온도를 각각 설정할 수 있도록 하는 콘트롤패널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불소 측정 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 스팀 발생기는, 상기 제1 수용공간의 상부에 설치되는 브라켓; 상기 브라켓에 상단이 지지되고 제2 연결관을 통해 상기 흡입 모터와 연결되는 물 배출관; 상기 브라켓에 상기 물 배출관을 소정 간격을 두고 봉지하도록 설치되고 상기 물 배출관으로부터 배출되는 물을 수용하는 물 수용튜브; 상기 브라켓에 상기 물 수용튜브의 둘레를 소정 간격을 두고 코일 형태로 감싸도록 설치되고 상기 물 수용튜브에 수용되는 물을 가열하는 제1 히터; 상기 물 수용튜브와 연통되도록 상기 브라켓에 연결되는 제1 스팀 배출관; 및 상기 물 수용튜브와 상기 제1 히터를 소정 간격을 두고 봉지하도록 상기 브라켓에 설치되는 외부튜브; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 불소 측정 장치. - 제1항에 있어서, 상기 제1 튜브의 내부에 시약이 더 투입되고, 상기 시약이 과염소산, 란탄용액, 란탄알리자린콤프렉손용액, 수산화나트륨용액, 아세트산암모늄용액, 암모니아수, 염산용액, 인산, 페놀프탈레인이 포함된 에탄올용액 및 황산 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 불소 측정 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 튜브는 일측에 넥을 가지고, 상기 넥의 입구를 밀폐하도록 온도계가 장착되며,
상기 제2 튜브는 일측에 넥을 가지고, 상기 넥의 입구를 밀폐하도록 수위센서가 장착되는 것을 특징으로 하는 불소 측정 장치.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2020190003555U KR200492724Y1 (ko) | 2019-08-27 | 2019-08-27 | 불소 측정 장치 |
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|---|---|---|---|
| KR2020190003555U KR200492724Y1 (ko) | 2019-08-27 | 2019-08-27 | 불소 측정 장치 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114112565A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-03-01 | 洛阳泰纳克高温仪器设备有限公司 | 一种氟离子化学分析的氢氟酸滴定试样的自动制取装置 |
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| KR101796187B1 (ko) * | 2017-05-31 | 2017-11-10 | 동문이엔티(주) | 분해관 리프팅 장치를 포함하는 증류 시스템 |
-
2019
- 2019-08-27 KR KR2020190003555U patent/KR200492724Y1/ko active IP Right Grant
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| CN114112565A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-03-01 | 洛阳泰纳克高温仪器设备有限公司 | 一种氟离子化学分析的氢氟酸滴定试样的自动制取装置 |
| CN114112565B (zh) * | 2021-10-13 | 2024-03-29 | 洛阳泰纳克高温仪器设备有限公司 | 一种氟离子化学分析的氢氟酸滴定试样的自动制取装置 |
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