KR20070003208A - 공기공급관이 구비된 오염물질 방출 시험챔버 - Google Patents

공기공급관이 구비된 오염물질 방출 시험챔버 Download PDF

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KR20070003208A
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Abstract

본 발명은 공기공급관이 구비된 오염물질 방출 시험챔버에 관한 것이다. 본 발명은 시험챔버 내부로 공기를 공급하기 위한 공기공급채널(213) 및 상기 시험챔버 내부의 공기를 외부로 배출하기 위한 공기배출채널(217)이 구비된 뚜껑부(210); 공기공급채널(213)의 일단에 수직하방으로 연통되어 시험챔버 내부로 공기를 공급하기 위한 공기공급관(215); 및 적어도 일단이 개방된 관모양의 형상으로써, 개방된 일단이 뚜껑부(210)와 밀폐되도록 설치되는 본체부(230)를 구비하고, 공기공급관(215)과 시료(240)와의 이격거리 및 공기공급관(215)으로부터 공급되는 공기의 유량 조절에 의하여 공기가 시료(240)의 표면에서 유동되는 유동면적을 조절할 수 있는 오염물질 방출 시험챔버를 제공한다.
시험챔버, 오염물질, 건축자재, 공기공급관

Description

공기공급관이 구비된 오염물질 방출 시험챔버{TEST CHAMBER FOR EMITTING POLLUTANTS WITH AIR SUPPLY PIPE}
도 1은 종래의 오염물질 방출 시험챔버의 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기공급관이 구비된 오염물질 방출 시험챔버의 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 온돌장치가 구비된 오염물질 방출 시험챔버의 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 오염물질 방출 시험챔버 및 종래의 시험챔버를 사용하여 오염물질의 방출농도를 시간에 따라 나타낸 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
210: 뚜껑부 213: 공기공급채널
215: 공기공급관 217: 공기배출채널
220: 고정용 링 230: 본체부
231: 상면테두리부 233: 하면테두리부
240: 실링부재 250: 밑판
본 발명은 오염물질 방출 시험챔버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축자재에서 방출되는 오염물질의 농도를 측정하기 위한 오염물질 방출 시험챔버에 관한 것이다.
최근 들어, 건물내 에너지 절감 및 에너지 효율을 높이기 위하여 건물 밀폐화가 강조되면서 단열재와 같은 건축자재의 사용으로 인하여 실내 공기질이 악화되고 있다.
뿐만 아니라, 경제수준의 향상으로 다양한 인테리어 용품의 사용량이 증가하면서 예상치 않은 오염물질이 방출되고 있다.
이러한 건축자재 등에서 방출되는 오염물질은 주로 유기화합물이나 포름알데하이드가 대부분을 차지하는데, 이들 오염물질 중에는 발암성 물질도 함유되어 있어 큰 문제가 되고 있다.
따라서, 건축자재 등에서 방출되는 오염물질의 양을 측정하여 건축자재에서 방출되는 오염물질의 양에 따라 건축자재의 등급을 나눔으로써 건축자재에 함유된 오염물질의 양을 간접적으로 규제하고 있다.
오염물질 방출량에 대한 데이터와 관련하여, ISO 규정에서는 건축자재에서 단기간 방출되는 오염물질의 양과 장기간 방출되는 오염물질의 양을 측정한 3일 및 28일 데이터를 요구하고 있으나, 우리나라에서는 오염물질의 농도를 측정하는데 너무 장기간이 소요된다는 점을 고려하여 7일 데이터를 요구하고 있다. ISO에서 요구하는 28일 시점의 데이터는 시료에서 방출되는 오염물질의 양이 거의 일정해지는 시점에서의 데이터이다.
건축자재에서 발생하는 오염물질의 방출량을 측정하기 위해서는 먼저 시료로부터 오염물질을 방출시켜야 하는데, 도 1은 종래의 오염물질 방출 시험챔버의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 오염물질 방출 시험챔버는 크게 시험챔버의 뚜껑부(110)와 본체부(130)로 이루어진다.
뚜껑부(110)에는 공기배출채널(111)이 형성되어 있고, 본체부(130)의 측면 하단부에는 공기공급채널(131)이 형성되어 있다.
뚜껑부(110)와 본체부(130) 사이에는 테플론과 같은 실링부재(120)를 더 설치하여 외부로부터 공기가 출입하는 것을 방지할 수 있다. 이때, 뚜껑부(110)와 실링부재(120) 및 본체부(130)는 체결수단(121)으로 체결된다.
외부의 공기공급장치(미도시)로부터 공급된 공기는 공기공급노즐(133)을 경유한 후 공기공급채널(131)을 통해 본체부(130)의 내부로 공급된다. 공기공급채널(131)의 일단은 본체부(130)의 내부에 설치된 공기공급관(135)과 연통된다.
한편, 공기공급관(135)에는 바닥면을 향한 통기공(136)이 형성되어 있어, 공기가 공기공급관(135)을 통해 유통하는 과정에서 통기공(136)을 통해 본체부(130)의 내부로 빠져나가게 된다. 통기공(136)은 본체부(130)의 바닥면을 향해 있으므로, 통기공(136)을 빠져 나오는 공기의 대부분은 본체부(130)의 바닥면과 충돌한 후 본체부(130)의 상단을 향해 흐르게 된다.
본체부(130)의 상단을 향해 흐르는 공기는 공기공급관(135)의 상단에 이격되 어 설치된 홀더플레이트(137)를 경유하게 된다. 홀더플레이트(137)에는 공기가 유통할 수 있는 홀(138)이 다수개 형성되어 있는데, 공기는 이러한 홀(138)을 경유해 본체부(130)의 상부로 흐르게 되며, 이 과정에서 홀더(holder)(139)에 장착된 시료를 경유하게 된다.
이때, 시료의 표면에서 방출되는 오염물질의 농도를 측정하기 위해 시료의 표면을 제외한 이면부나 측면부는 모두 알루미늄호일과 같은 것으로 밀봉한다. 따라서 흐르는 공기 중 일부만이 시료의 표면을 경유하면서 시료에서 방출되는 오염물질을 운반하게 된다.
이와 같이 시료를 경유한 공기 및 시료를 경유하지 않은 공기는 모두 공기배출채널(111)을 통해 외부로 배출되고, 배출된 공기는 공기배출노즐(113)을 경유해오염물질 농도측정장치(미도시)로 이동한다.
그러나, 이와 같이 구성되는 종래기술에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 종래의 시험챔버는 공기공급채널이 시험챔버의 측면부 하단에 형성되어 있어 공기가 시료 아래로부터 공급되며, 시료는 홀더에 길이방향으로 세워져 있으므로 공급된 공기 중 일부만이 시료의 표면을 경유하게 된다.
따라서 시료에서 방출되는 오염물질을 이동시킬 수 있는 공기의 양이 적어 시료에서 오염물질이 방출되는 속도가 늦어지게 되므로 오염물질의 농도를 측정하는데 장기간이 소요된다. 이와 같은 상황에서 우리나라는 7일 데이터를 요구할 수 밖에 없으므로, 국제적 기준인 ISO 규정에 부합하지 않는 자료를 제출해야 되는 문제점이 발생한다.
또한, 종래의 시험챔버는 소형챔버법에 사용되는 시험챔버의 용량이 20~1000리터이므로 사용상 및 설치상 불편이 따르고, 이를 항온조에 설치하여 실험할 경우 설치할 수 있는 시험챔버의 갯수가 제한되므로 시료에 함유된 오염물질의 농도를 측정함에 있어 장기간이 소요되는 문제점이 발생한다.
또한, 종래의 시험챔버는 본체부의 밑면이 폐쇄되어 있어 시료를 채취하여 실험할 수 밖에 없으므로 현장에서의 사용이 불가능한 문제점이 있다.
또한, 우리나라가 온돌문화권에 있다는 점을 고려해볼 때, 우리나라의 주거환경이 전혀 반영되지 아니한 종래의 시험챔버를 사용할 경우 실생활과 다른 조건하에서 시료에 함유된 오염물질의 농도를 측정해야 되는 문제점이 발생한다.
본 발명은 이상과 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 공급되는 공기의 대부분이 시료의 표면을 경유하게 함으로써 시료에서 오염물질을 빨리 방출시킬 수 있고, 이에 따라 비교적 적은 비용으로 ISO 규정에서 요구하는 데이터를 얻을 수 있는 오염물질 방출 시험챔버를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 시험챔버의 용량을 1리터까지 소형화시킴으로써 항온조내에 시험챔버를 설치하여 실험할 경우 종래보다 훨씬 많은 시험챔버를 설치할 여 짧은 시간 안에 시료에서 방출되는 오염물질의 농도를 측정할 수 있는 오염물질 방출 시험챔버를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 밑면이 개방된 관형상의 시험챔버를 사용하여 현 장에서 시험챔버를 직접 설치하여 시료로부터 방출되는 오염물질의 농도를 측정할 수 있는 현장사용이 가능한 오염물질 방출 시험챔버를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 시료가 안치된 밑판 하단부에 온돌장치를 설치한 상태에서 시료에서 방출되는 오염물질의 농도를 측정함으로써 우리나라의 주거환경을 반영한 오염물질의 농도를 측정할 수 있는 오염물질 방출 시험챔버를 제공함에 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 시험챔버 내부로 공기를 공급하기 위한 공기공급채널 및 시험챔버 내부의 공기를 외부로 배출하기 위한 공기배출채널이 구비된 뚜껑부; 공기공급채널의 일단에 수직하방으로 연통되어 시험챔버 내부로 공기를 공급하기 위한 공기공급관; 및 적어도 일단이 개방된 관모양의 형상으로써, 개방된 일단이 뚜껑부와 밀폐되도록 설치되는 본체부를 구비하고, 공기공급관과 시료와의 이격거리 및 공기공급관으로부터 공급되는 공기의 유량 조절에 의하여 공기가 시료표면으로 유동하는 유동면적이 조절되는 것을 특징으로 하는 오염물질 방출 시험챔버를 제공한다.
이러한 구성에 의하면, 공급되는 대부분의 공기가 시료의 표면을 경유하게 되고시료표면에서 공기가 유동하는 면적이 증가되어 보다 짧은 시간 안에 보다 많은 오염물질을 시료로부터 방출시킬 수 있다.
여기서, 상기 뚜껑부는 유리부재인 것이 바람직하며, 유리부재의 뚜껑부를 채용한 경우 뚜껑부의 상면에는 뚜껑부를 고정하기 위한 고정용 링을 더 설치하여 뚜껑부를 고정시킬 수 있다.
상기 공기배출채널은 바람직하게는 뚜껑부의 중앙에 형성되고, 공기공급채널은 공기배출채널에 대해 대칭적으로 형성되며, 더욱 바람직하게는 공기배출채널은 1개, 공기공급채널은 2개 내지 4개로 형성된다.
상기 본체부는 그 양단에서 연장된 상면테두리부와 하면테두리부를 더 구비할 수 있으며, 뚜껑부와 상면테두리부의 접촉면에는 실링부재를 더 구비하며, 뚜껑부와 상면테두리부는 체결수단에 의해 체결되는 것이 바람직하다.
또한, 바람직하게는 시료와 밀착되는 하면테두리부의 하단부에는 공기의 출입을 방지하기 위한 공기차폐부재가 더 구비된다.
또한, 바람직하게는 가 안치되는 밑판을 하면테두리부와 체결수단에 의해 체결되며 상면에 시료를 안치할 수 있는 밑판과 밑판의 하단부에 상기 밑판을 가열하기 위한 온돌장치가 더 구비될 수 있다.
이때, 상기 온돌장치는 알루미늄블럭 및 알루미늄블럭을 에워싸는 내열부재로 이루어지거나 맨틀히터며, 온돌장치의 온도는 40~70℃ 를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 우리나라의 주거환경을 반영한 상태에서 시료로부터 방출되는오염물질의 농도를 측정할 수 있어 보다 정확한 측정값을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기공급관이 구비된 오염물질 방 출 시험챔버의 단면도이다. 도 2에서는 양단이 개방된 본체부를 도시하였으나, 본체부의 양단 중 뚜껑부와 접촉하는 일단만 개방되어도 된다.
이하, 양단이 개방된 본체부가 채용된 시험챔버에 대해 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 오염물질 방출 시험챔버는 크게 뚜껑부(210), 본체부(230) 및 밑판(250)으로 이루어진다.
뚜껑부(210)에는 시험챔버 내부로 공기를 공급하기 위한 공기공급채널(213) 및 시험챔버 내부의 공기를 외부로 배출하기 위한 공기배출채널(217)이 형성된다. 공기공급채널(213)의 일단에는 공기공급노즐(211)이 연통되어 있고, 공기배출채널(213)의 일단에는 공기배출노즐(219)이 연통되어 있다.
공기공급채널(213)의 타단에는 공기공급채널(213)을 통해 유입된 공기를 시험챔버 내부로 공급하기 위한 공기공급관(215)이 연통되어 있다. 이때, 공기공급관(215)을 통해 본체부(230)의 내부로 유입된 공기는 시료표면을 경유하면서 오염물질과 함께 배출되는데, 공기가 유동하는 시료표면적이 넓을수록 시료표면에서 오염물질을 빠른 속도로 방출시킬 수 있다.
이때, 공기가 시료표면에서 유동하는 유동면적은 공기공급관(215)과 시료(240)와의 이격거리 및 공기공급관(215)으로부터 공급되는 유량조절에 의하여 조절된다.
따라서 공기가 시료표면에서 유동하는 면적을 최대화하기 위해 공기공급관(215)과 시료와의 이격거리 및 공기공급관(215)으로부터 공급되는 공기의 유량을 조절하는 것이 중요하다.
먼저, 공기공급관(215)과 시료와의 이격거리와 관련하여, 공기공급관(215)이 시료(240)로부터 많이 이격될수록 공기는 시험챔버 내에서 활발하게 유동하지만, 공기공급관(215)이 시료(240)로부터 너무 많이 이격되면 시료(240)의 표면을 경유하지 않고 바로 배출되는 공기의 양이 많아지게 된다. 따라서 이 경우 시료(240)표면을 경유하는 공기의 양이 적어지게 되고 결국 시료표면에서의 공기의 유동면적이 적어지게 된다.
반면, 공기공급관(215)을 시료(240) 가까이에 설치하여 시료(240)와의 이격거리를 작게 하면 시료(240)의 표면을 경유하지 않고 바로 배출되는 공기의 양은 적어지게 된다. 그러나, 공기공급관(215)과 시료(240)의 이격거리를 너무 짧게 할 경우, 오히려 공기가 시료표면에 국부적으로 공급되어 시료표면에서 넓게 유동하기 어렵게 된다.
따라서 공급된 공기가 시료표면에서 유동하는 유동면적을 최대화하기 위해서는 공기공급관(215)을 시료표면으로부터 적당하게 이격시켜 설치해야 한다.
또한, 공기공급관을 통해 공급되는 공기의 유량과 시료표면에서 공기가 유동하는 유동면적과의 관계를 살펴보면, 공기공급관(215)의 길이가 동일한 경우 공급되는 공기의 양이 많을수록 공기가 시료표면에서 유동하는 면적이 넓어지게 된다.
이때, 공기가 시료표면에서 유동하는 면적이 최대가 되도록 공기의 유량을 조절하는데, 공기의 유량 조절은 공기공급장치(미도시)에서 공급되는 공기를 제어밸브와 같은 조절수단을 통해 조절하는데, 본 발명이 적용되는 기술분야의 당업자라면 공기공급장치로부터 공급되는 공기의 유량 제어를 용이하게 이해할 것이다.
한편, 공기배출채널(217)은 적어도 하나 이상 형성되면 되지만, 오염물질이 이를 경유하여 외부로 배출되는 과정에서 공기배출채널(217)의 내벽에 흡착되는 것을 최소화하기 위하여 뚜껑부(210)의 중앙부에 하나만 형성되는 것이 바람직하다.
공기공급채널(213) 또한 적어도 하나 이상 형성되면 되지만, 장치의 간편성 및 시험챔버 내부에 공기를 골고루 공급하기 위해 공기배출채널(217)을 기준으로 2 내지 4개가 대칭적으로 형성되는 것이 바람직하다.
공기공급채널(213) 및 공기배출채널(217)이 형성되어 있는 뚜껑부(210)는 뚜껑부(210)의 내벽에 오염물질이 흡착되는 것을 최소화하기 위해 표면이 전해 연마된 스테인레스 강을 사용하거나 유리부재를 사용한다. 이때, 유리부재의 뚜껑부(210)를 사용하면, 시료(260)의 관찰이 용이하고, 시료의 특정 부위에 빛 등을 조사하여 오염물질의 방출량을 측정함으로써 시료(260)의 불량여부를 판단할 수 있다.
뚜껑부(210)가 유리부재로 이루어진 경우, 뚜껑부(210)를 본체부(230)에 밀착시켜 외부의 공기가 출입하는 것을 방지할 필요가 있으므로 뚜껑부(210)의 상면에 뚜껑부를 고정하기 위한 고정용 링(220)을 설치하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 뚜껑부(210)의 하단에는 본체부(230)가 구비되는데, 본체부(230)는 적어도 일단이 개방된 관모양의 형상으로써, 개방된 일단이 뚜껑부(210)와 밀폐되도록 설치된다. 상기 뚜껑부(210)와 밀폐되는 본체부(230)의 일단은 그 일단에서 연장된 상면테두리부(231)를 더 구비할 수 있다. 물론, 본체부(230)의 양단이 개방된 경우에는 그 양단에서 연장된 상면테두리부(231)와 하면테두리부(233)를 더 구비할 수 있다.
상기 본체부(230)는 반드시 원통형일 필요는 없지만, 오염물질이 본체부(230)의 내벽에 흡착되는 것을 최소화하기 위해 원통형으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 오염물질이 시험챔버의 내부에 흡착되는 것을 최소화하기 위해 본체부(230) 내부는 표면이 전해 연마된 스테인레스강을 사용하는 것이 바람직하다.
여기서 상기 본체부(230)의 내부는 대기압보다 약간 높은 상태이므로 제어되지 않는 외부의 공기가 유입되지 않도록 기밀상태를 유지하는 것이 중요하다. 따라서 뚜껑부(210)와 본체부(230)의 상면테두리부(231)의 접촉면에 태플론과 같은 실링부재(240)를 설치하고, 시료(260)와 접촉하는 본체부(230)의 하면테두리부(233)에는 고무패킹과 같은 공기차폐부재(미도시)를 설치하는 것이 바람직하다.
그리고, 뚜껑부(210)와 본체부(230)의 상면테두리부(231) 또는 고정용 링(220)이 뚜껑부(210) 상면에 설치된 경우에는 상기 고정용 링(220)과 본체부(230)의 상면테두리부(231)를 알루미늄 프렌치와 같은 체결수단(232)으로 체결하여 시험챔버의 기밀성을 강화시키는 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 본체부(230)의 하단이 개방되어 있으므로 현장에서 건축자재 위에 본 발명에 의한 오염물질 방출 시험챔버를 직접 설치하여 사용할 수 있다.
이때, 현장에서 건축자재 등과 같은 시료 위에 직접 본 발명에 의한 오염물질 방출 시험챔버를 설치하여 오염물질의 농도를 측정할 경우, 본 발명의 오염물질 방출 시험챔버가 건축자재위에 잘 고정될 수 있도록 고정장치가 구비된 스탠드를 사용하여 시험챔버를 건축자재 위에 고정시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 오염물질 방출 시험챔버는 본체부(230)의 하단에 시료(260)가 안치되는 밑판(250)을 더 구비하여 실험실에서도 사용할 수 있다.
따라서 본 발명에 의한 오염물질 방출 시험챔버는 양단이 개방된 본체부(230)의 경우, 밑판(250)을 구비하면 실험실용으로, 밑판(250)을 제거하면 현장용으로 사용가능하다.
이때, 외부의 공기가 시험챔버내로 출입하는 것을 방지하기 위해 시료와 밀착되는 본체부의 하면테두리부(233)에는 공기차폐부재(미도시)를 더 설치하고, 본체부의 하면테두리부(233)와 밑판(250)은 체결수단으로 체결하는 것이 바람직하다.
또한, 밑판(250)이 구비된 시험챔버의 하단에는 밑판(250)을 가열하기 위한 온돌장치가 더 구비될 수 있는데, 도 3은 본 발명에 의한 온돌장치가 구비된 오염물질 방출 시험챔버의 단면도이다. 도 3에서, 도 2와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 밑판(250)의 하단부에 알루미늄블럭(310)과 이를 에워싸는 내화벽돌과 같은 내열부재(320)로 이루어진 온돌장치를 더 구비할 수 있다.
이때, 알루미늄블럭(310)의 온도를 조절하는 온도조절장치를 더 설치하여 시료(260)가 안치된 밑판(250)의 온도를 조절함으로써, 온돌문화권에 있는 우리나라의 주거환경을 반영한 상태에서 시료(260)로부터 방출되는 오염물질의 농도를 측 정할 수 있게 된다. 알루미늄블럭(310)의 둘레에는 내화벽돌과 같은 내열부재(320)를 설치하여 가온된 알루미늄블럭(310)으로부터 열이 손실되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같은 온돌장치로(300)로는 맨틀히터와 같은 것을 사용할 수도 있다. 맨틀히터는 실험실에서 반응용기 등을 가열하고자 할 경우 많이 사용하는 것으로서, 맨틀히터내에 시험챔버를 설치한다. 이때 맨틀히터의 바닥면을 가온해주면 시료(260)가 안치된 밑판(250)의 온도가 올라가게 된다.
온도조절장치에 의해 온도가 조절되는 온돌장치(300)는 그 온도가 40~70℃를 유지하는 것이 바람직하다. 이는 우리나라의 경우, 바닥재 밑에 설치된 온돌의 온도가 대략 40~70℃이기 때문이다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 오염물질 방출 시험챔버의 동작에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
현장에서 사용할 경우에는 본 발명의 오염물질 방출 시험챔버로부터 밑판(250)을 제거한 후 원하는 건축자재 위에 고정시켜 사용하면 된다. 한편, 밑판(250)을 구비한 채 실험하고자 할 경우에는 시료(260)를 채취하여 밑판(250) 위에 안치시키게 되며, 이때 시료(260)는 밑판(250)의 크기로 준비한다.
이하, 밑판 및 온돌장치가 구비된 상태에서의 본 발명의 오염물질 방출 시험챔버의 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 온돌장치(300)를 40~70℃로 가온시킨다. 그리고 공기공급장치를 통해 시험챔버 내부로 공기를 공급한다. 공급된 공기는 공기공급노즐(211), 공기공급채널(213) 및 공기공급관(215)을 차례대로 경유하여 본체부(230)의 내부로 유입된다.
이때, 시료(240)에서 방출되고 있는 오염물질을 보다 짧은 시간안에 보다 많이 방출시키 위해서는 유입된 공기가 시료의 표면에서 유동되는 유동면적을 최대화시켜야 하므로 시료(240)로부터 공기공급관(215)을 소정 거리만큼 이격시켜 설치하고, 공급해주는 공기의 유량도 소정량으로 조절해야 한다.
즉, 공기의 유량이 일정한 경우 시료표면에서의 1㎝ 위 공기의 유동면적이 좁으면 시료표면을 유동하는 공기의 유동면적이 최대가 되도록 공기공급관(215)과 시료와의 이격거리를 상대적으로 작게 하고, 공기공급관(215)이 시료로부터 많이 이격되어 설치된 경우로서 시료표면에서의 공기의 유동면적이 충분히 넓지 않은 경우에는 공기공급장치로부터 더 많은 공기를 공급하여 시료표면에서의 공기의 유동면적을 최대화시킨다.
본 발명에 따른 오염물질 방출 시험챔버에서 공기의 흐름에 대한 시뮬레이션을 실시한 결과, 1리터 시험챔버에 직경이 15㎝ 인 시료(260)를 안치하여 시료로부터 0.1㎝ 이격되게 공기공급관(215)을 설치하고, 시료표면에서의 공기의 유속이 0.1~ 0.3m/s 를 유지하도록 공기의 유량을 조절하면 시료표면에서 공기가 유동하는 면적을 최대화할 수 있었다. 이때, 공기배출채널은 뚜껑부의 중앙부에 1개 형성되고, 공기공급채널 및 공기공급관은 공기배출채널을 중심으로 2개가 대칭적으로 형성되도록 하였다.
이로써, 공급된 공기 중 일부분만이 시료의 표면을 경유하는 종래의 시험챔버와 달리, 본 발명에 의한 오염물질 방출 시험챔버에 의하면 시료와 공기공급관의 이격거리를 조절하거나 공급되는 공기의 유량을 조절함으로써 시료의 표면을 유동하는 공기의 유동면적을 최대화하여 공급된 공기의 대부분이 시료의 표면을 경유하도록 할 수 있다.
따라서 본 발명에 의하면, 공급되는 공기의가 대부분이 시료의 표면을 경유하게 되므로, 공급된 공기 중 일부 공기만 시료의 표면을 경유하는 종래의 시험챔버와 달리 시료표면에서 오염물질을 보다 빨리 방출시킬 수 있다.
이와 같이 시료의 표면을 경유하는 공기가 많을수록 시료로부터 오염물질의 빠른 방출효과를 기대할 수 있는데, 이는 확산의 원리에 의해 설명될 수 있다.
즉, 공급된 공기의 대부분이 시료의 전 표면을 경유하면서 오염물질을 운반하게 되면, 오염물질의 농도가 높은 시료에서 계속적으로 오염물질이 방출되므로 결국 오염물질의 방출속도를 증가시킬 수 있게 된다.
이와 같이 확산의 원리에 의해 오염물질이 시료에서 방출된다는 점을 고려해볼 때, 본 발명에 의하면 시료의 표면을 유동하는 공기의 양이 종래의 시험챔버보다 훨씬 많아지게 되어 시료에서 보다 많은 오염물질을 보다 짧은 시간 안에 방출시킬 수 있게 되는 것이다.
한편, 시료(240)를 경유한 공기는 오염물질과 함께 공기배출채널(217) 및 공기배출노즐(219)을 통해 외부로 배출되고, 배출된 오염물질 및 공기는 오염물질의 농도를 측정하는 장치(미도시)로 이송된다.
본 발명에 의한 시험챔버를 사용할 경우 종래의 시험챔버에 비해 초기에 오염물질을 훨씬 많이 방출시킬 수 있고, 시료로부터 오염물질이 일정하게 방출되는 시점을 앞당길 수 있는데, 이를 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명에 의한 오염물질 방출 시험챔버 및 종래의 시험챔버를 사용하여 오염물질의 방출농도를 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 4의 그래프는 종래의 20리터 시험챔버와 본 발명에 의한 1리터 시험챔버를 사용하여 동일한 벽지에서 방출되는 오염물질의 농도를 시간에 따라 나타낸 것이다.
여기서, 1리터 시험챔버는 초기 1시간을 포함하여 1일부터 30일까지 총 36개의 시료를 채취하여 분석하였고, 20리터 시험챔버는 1일부터 30일까지 총 30개의 시료를 채취하여 분석하였다.
도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 시험챔버를 사용하면 초기에 많은 양의 오염물질이 방출되고, 시료를 장기간 방치할 경우 시료에서 방출되는 오염물질의 농도가 일정하게 되는데 이러한 일정 농도를 유지하는 시점도 훨씬 빨라지게 되므로 오염물질의 빠른 방출 효과를 기대할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 공급된 공기의 대부분이 시료의 표면을 경유하므로, 보다 짧은 시간 안에 보다 많은 오염물질을 시료로부터 방출시킬 수 있어 시료에 함유된 오염물질의 농도를 측정하는 시간을 대폭 단축시킬 수 있다.
또한, 밑판의 하단에 온돌장치를 구비할 경우 우리나라의 주거환경을 재연한 상태에서 오염물질의 농도를 측정할 수 있으므로 보다 정확한 조건하에서 시료에 함유된 오염물질의 농도를 측정할 수 있다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하며, 본 발명의 권리 범위는 상기한 상세한 설명에 의해 결정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 결정되어야 할 것이다.
본 발명에 의하면, 공급되는 공기의 대부분이 시료의 전 표면을 경유하게 되므로, 시료에서 오염물질이 방출되는 속도를 증가시킬 수 있어 시료에 함유된 오염물질의 농도를 측정하는 시간을 대폭 단축시킬 수 있게 된다.
또한, 이와 같이 시료에서 방출되는 오염물질의 방출 속도를 증가시킴으로써 ISO 규정에서 요구하는 3일 및 28일 데이터와 대응하는 데이터를 훨씬 짧은 시간 안에 얻을 수 있어, 국내기준 뿐만 아니라 ISO 규정에도 부합하는 자료를 제출할 수 있고, ISO 규정에서 요구하는 자료를 제출함에 있어서 소요되는 비용도 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 시험챔버의 용량을 1리터까지 소형화시킬 수 있으므로, 시험챔버의 제작 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 사용상의 편의성을 도모할 수 있고, 한 번에 여러 개의 시험챔버를 항온조내에 설치하여 오염물질의 농도를 측정할 수 있으므로 시료에 함유된 오염물질의 농도를 측정하는 시간을 단축시킬 수 있게 된다.
뿐만 아니라, 본 발명에 의하면, 본체부의 하단부가 개방되어 있으므로 시험챔버를 실제 현장에 설치된 건축자재 위에 직접 설치하여 사용할 수 있으므로, 사용이 간편할 뿐만 아니라 시료에 함유된 오염물질의 농도를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 밑판의 하면에 온돌장치를 더 구비하여 시료에 함유된 오염물질의 농도를 측정할 경우, 우리나라의 실내환경을 재연한 상태에서 오염물질을 방출시킬 수 있으므로 시료에 함유된 오염물질의 농도를 보다 정확하게 측정할 수 있다.

Claims (15)

  1. 시험챔버 내부로 공기를 공급하기 위한 공기공급채널 및 상기 시험챔버 내부의 공기를 외부로 배출하기 위한 공기배출채널이 구비된 뚜껑부;
    상기 공기공급채널의 일단에 수직하방으로 연통되어 상기 시험챔버 내부로 공기를 공급하기 위한 공기공급관; 및
    적어도 일단이 개방된 관모양의 형상으로써, 상기 개방된 일단이 상기 뚜껑부와 밀폐되도록 설치되는 본체부를 구비하고,
    상기 공기공급관과 시료와의 이격거리 및 상기 공기공급관으로부터 공급되는 공기의 유량 조절에 의하여 상기 공기가 상기 시료의 표면에서 유동되는 유동면적이 조절되는 것을 특징으로 하는 오염물질 방출 시험챔버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 뚜껑부는 유리부재인 것을 특징으로 하는 오염물질 방출 시험챔버.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 뚜껑부의 상면에는 상기 뚜껑부를 고정하기 위한 고정용 링이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 오염물질 방출 시험챔버.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기배출채널은 상기 뚜껑부의 중앙에 형성되고, 상기 공기공급채널은 상기 공기배출채널에 대해 대칭적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 오염물질 방출 시험챔버.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 공기배출채널은 1개이며, 상기 공기공급채널은 2개 내지 4개인 것을 특징으로 하는 오염물질 방출 시험챔버.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체부는 상기 본체부의 개방된 양단에서 연장된 상면테두리부와 하면테두리부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 오염물질 방출 시험챔버.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 뚜껑부와 상기 상면테두리부의 접촉면에 공기의 출입을 방지하기 위한 실링부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 오염물질 방출 시험챔버.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 뚜껑부와 상기 상면테두리부는 체결수단에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 오염물질 방출 시험챔버.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 시료와 밀착되는 상기 하면테두리부의 하단에는 공기의 출입을 방지하기 위한 공기차폐부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 오염물질 방출 시험챔버.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하면테두리부의 하단에는 시료가 안치되는 밑판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 오염물질 방출 시험챔버.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 밑판과 상기 하면테두리부를 체결하는 체결수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 오염물질 방출 시험챔버.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 밑판의 하단부에 상기 밑판을 가열하기 위한 온돌장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 오염물질 방출 시험챔버.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 온돌장치는 알루미늄블럭 및 상기 알루미늄블럭을 에워싸는 내열부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오염물질 방출 시험챔버.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 온돌장치는 맨틀히터인 것을 특징으로 하는 오염물질 방출 시험챔버.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 온돌장치의 온도는 40~70℃ 인 것을 특징으로 하는 오염물질 방출 시험챔버.
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