KR20070082634A - 흡착튜브 세척장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡착튜브 세척장치에 관한 것으로서, 내부에 시료를 채취하기 위한 흡착제가 있는 흡착튜브를 세척하는 세척장치에 있어서, 상기 세척장치는, 흡착튜브와 결합되어 흡착튜브내로 캐리어가스의 공급을 가능케 하는 피팅이 고정된 홀더와; 상기 홀더를 승강시키는 승강부와; 상기 승강부에 의해 상승된 흡착튜브를 가열하는 히팅부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하여, 다수의 흡착튜브를 자동으로 승강 및 히팅시키면서 세척함으로써 흡착튜브의 스크래치나 끼임을 방지하면서 편리하며 안전하고 신속하게 세척할 수 있게 된다.

흡착, 튜브, 세척, 피팅, 캐리어가스, VOC, 매몰히터

Description

흡착튜브 세척장치{A tube conditioner}

도 1은 종래의 흡착튜브 세척장치를 도시한 구성도이다.

도 2는 본 발명의 흡착튜브 세척장치를 도시한 일부 단면도이다.

도 3은 본 발명의 세척장치와 흡착튜브 및 피팅을 도시한 분리도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 흡착튜브 12 : 흡착제

20 : 피팅 22 : 너트

24 : 페룰(ferrule) 26 : 결합체

30 : 카트리지히터 32 : 세척공

100 : 세척장치 110 : 히팅부

112 : 가열로 114 : 매몰히터

120 : 홀더 130 : 피팅

132 : 너트 134 : 페룰(ferrule)

136 : O링 138 : 결합체

138a,138b : 나사산 140 : 승강부

142 : 액츄에이터

본 발명은 흡착튜브 세척장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시료 채취 전에 행해지는 흡착튜브의 세척시 흡착튜브를 간편하면서도 안전하고 신속하게 세척할 수 있도록 한 흡착튜브 세척장치에 관한 것이다.

일반적으로, 공기 또는 대기 오염도를 측정하기 위해서는 시료를 채집하는 에어 샘플링(Air Sampling) 작업이 선행되어야 한다.

이러한 시료 채취에는 여러가지 방법이 있는데, 대표적으로 백 샘플링(Bag Sampling: BS)이나 튜브 샘플링(Tube Sampling: TS)을 이용하는 방법이 있다.

상기 백 샘플링은 측정하고자 하는 대기 시료를 봉지를 사용하여 채취하는 방법으로 순간채취나 단기간 채취에 사용되는 것이 일반적이며, 상기 튜브 샘플링은 측정하고자 하는 대기시료를 튜브에 있는 흡착물질에 흡착시켜 채취하는 방법으로 장기간이나 연속적인 채취에 주로 사용됨으로써 환경 오염도 및 변화 등을 관측할 수 있다.

그 중에서도 휘발성 유기오염물질(Volatile Organic Compounds: VOC)의 농도를 분석하기 위한 시료채취방법으로는 백(Bag) 채취, 캐니스터(canister) 채취, 흡 착튜브 채취 등이 있으나, 그 중 흡착튜브 채취법은 농축효과가 크고 운반이나 보관이 용이하여 대기오염도 모니터링을 위해 많이 사용되고 있다.

특히, 흡착튜브 채취법에서 흡착튜브는 대개 튜브 샘플러(tube sampler)를 이용하여 시료를 채취하는데, 유속은 50mL/min 전후이고 채취간격은 원하는 대로 시간간격을 조절할 수 있으며, 흡착튜브의 재질은 brass 또는 sus로 제작하고 그 안에 원하는 물질 흡착을 위한 흡착제를 충진하여 넣는다.

흡착제의 종류는 여러 가지가 있어 채취물질의 특성에 따라 선택할 수 있어 싱글(single) 뿐만 아니라 2중 또는 3중으로 충진하여 사용한다.

충진된 흡착튜브는 시료채취 전이나 또는 시료채취 후 재사용시에는 클리닝(cleaning) 즉 세척작업을 거쳐야 하는데, 보통 열탈착 방법을 이용한다. 컨디셔닝(conditioning)이라고 하는 이 방법은 흡착튜브의 온도를 250∼350℃ 이상으로 하여 2시간 정도 가열한다. 그러면서 순수한 질소를 튜브에 유속 50mL/min 전후로 통과시킨다. 이런 과정을 거친 흡착튜브는 시료채취전까지 잘 밀봉하여 4℃ 온도에서 보관한다.

시료채취 현장에 도착하면 샘플러를 적절한 전원 또는 배터리에 연결한다. 일반적인 작동 테스트가 끝나면 준비된 흡착튜브를 샘플러에 장착한다. 타이머로 시간간격을 설정하고 시작하여 시료채취를 시작한다. 시료채취가 끝나면 샘플러 작동을 멈추고 전원을 차단한 후 장착된 흡착튜브를 빼낸다. 빼낸 흡착튜브는 캡(cap)을 씌워 밀봉상자에 넣고 분석하기 전까지 4℃ 온도에서 보관한다.

보관중인 흡착튜브를 분석하기 위해서 열탈착장치에 장착한다. 보통 여러개 의 흡착튜브를 장착하도록 설계되어 있다. 열탈착장치에 장착된 흡착튜브는 350℃로 가온되어 흡착제에 있는 VOC 물질을 탈착시킨다. 탈착된 VOC 물질은 가스크로마토그래피(Gas Chromatography: GC)에 주입되어 각 성분별로 분리되어 분석된다.

한편, 상기와 같이 사용되는 흡착튜브는 세척장치를 통해서 흡착튜브내의 잔존물을 세척하게 되는데, 이를 첨부도면 도 1에 도시하였다.

첨부도면 도 1은 종래의 흡착튜브 세척장치를 도시한 구성도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 세척장치는 블록형태의 금속재인 카트리지히터(30)로 이루어진다.

상기 카트리지히터(30)는 그 상면에 후술하는 흡착튜브(10)가 삽입되는 다수의 세척공(32)이 형성되어 있다.

상기 흡착튜브(10)는 그 양단부가 개구된 형태로서, 그 내부에는 물질 흡착을 위한 흡착제(12)가 삽입되어 있고, 그 표면은 스테인리스 스틸(SUS : Steel special Use Stainless)이나 알루미늄으로 표면처리되어 있다.

그리고, 상기 카트리지히터(30)의 세척공(32)에 삽입되는 흡착튜브(10)는 그 일단에 캐리어가스를 공급하기 위한 가스공급원(미도시)과의 연결을 위한 피팅(20)이 설치된다.

상기 피팅(20)은 흡착튜브(10)의 일단이 삽입되어 결합되는 너트(22)와, 상기 너트(22)에 나사 결합되는 중공의 결합체(26)와, 상기 결합체(26)와 너트(22) 사이에 개재된 테프론(Teflon) 재질로 이루어진 중공의 페룰(24)로 구성되어, 캐리 어가스의 누출을 방지한다.

한편, 상기와 같은 피팅(20)이 그 일단에 설치된 흡착튜브(10)는 카트리지히터(30)의 세척공(32)에 각각 삽입되어 대략 300℃ 이상으로 가열되고, 가스공급원에서 공급된 캐리어가스 즉 헬륨(He) 또는 질소(N₂)가스가 피팅(20)을 통해 흡착튜브(10)내로 유입되며, 유입된 캐리어가스가 흡착제(12)를 지나면서 흡착제(12)에 흡착되어 있던 잔존물을 밀어내면서 이동하여 흡착튜브(10)를 세척시키게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 흡착튜브 세척장치는, 금속재인 카트리지히터(30)의 세척공(32)에 각각의 흡착튜브(10)를 일일이 작업자가 직접 넣고 빼는데, 이때 금속인 카트리지히터(30)와 흡착튜브(10)간의 마찰로 인해 흡착튜브(10) 표면에 스크래치가 발생되는 문제점이 있었다.

그리고, 흡착튜브(10)가 카트리지히터(30)의 세척공(32)에 휜 상태로 삽입되거나 또는 삽입한 후 카트리지히터(30)의 가온으로 인해 히터(30)가 팽창하여 흡착튜브(10)가 약간이라도 휘게 되면, 흡착튜브(10)가 세척공(32)내에 꽉 끼이게 되므로 인해 흡착튜브(10)의 분리에 많은 어려움이 따르는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 세척과정을 거친 후, 카트리지히터(30)가 금속재로서 잘 식지 않기 때문에, 카트리지히터(30)에 흡착튜브(10)를 삽입한 채로 냉각될 때까지 장시간 기다려야 하는 번거로움이 있었다.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 다수의 흡착튜브를 자동으로 승강시키고 상승된 흡착튜브를 가열로에서 가열하여 세척함으로써 흡착튜브의 스크래치나 끼임을 방지하면서 안전하고 신속하게 세척할 수 있는 흡착튜브 세척장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 흡착튜브 세척장치는, 내부에 시료를 채취하기 위한 흡착제가 있는 흡착튜브를 세척하는 세척장치에 있어서, 상기 세척장치는, 흡착튜브와 결합되어 흡착튜브내로 캐리어가스의 공급을 가능케 하는 피팅이 고정된 홀더와; 상기 홀더를 승강시키는 승강부와; 상기 승강부에 의해 상승된 흡착튜브를 가열하는 히팅부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 히팅부는 그 내주면에 히터가 매몰되어 내장된 매몰히터를 갖는 가열로로 구성되고, 상기 승강부는 액츄에이터로 구성된다.

그리고, 상기 피팅은, 흡착튜브가 삽입되어 결합되는 너트와; 상기 너트에 나사 결합되는 중공의 결합체와; 상기 너트와 결합체 사이에 O링을 개재한 상태로 설치되는 금속재로 이루어진 중공의 페룰;을 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명을 설명하기에 앞서, 종래기술과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.

첨부도면 도 2는 본 발명의 흡착튜브 세척장치를 도시한 일부 단면도이고, 도 3은 본 발명의 세척장치와 흡착튜브 및 피팅을 도시한 분리도이다.

본 발명의 세척장치(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 크게 히팅부(110), 홀더(120), 승강부(140)로 대별되어 구성된다.

상기 홀더(120)는 세척장치(100)의 중앙부에 구성되고, 흡착튜브(10)와 결합되는 다수의 피팅(130)이 고정되게 설치된다.

상기 피팅(130)과 결합되는 흡착튜브(10)는 그 내부에 시료를 채취하기 위한 흡착제(12)가 내장되어 있고, 채취하고자 하는 시료 즉 물질에 따라 다양한 종류의 흡착제(12)로 구성할 수 있다.

또한, 상기 피팅(130)은 흡착튜브(10)내로 헬륨 또는 질소가스로 이루어진 캐리어가스의 공급을 가능케 한다.

즉, 상기 피팅(130)은 상기 흡착튜브(10)가 삽입되어 결합되는 너트(132)와, 상기 너트(132)에 나사 결합되는 중공의 결합체(138)와, 상기 너트(132)와 결합체(138) 사이에 O링(136)을 개재한 상태로 설치되는 금속재로 이루어진 중공의 페룰(134)로 이루어진다.

따라서, 상기와 같이 금속재인 너트(132)와 페룰(134) 및 결합체(138)의 연결부상에 고무재질인 O링(136)을 개재함으로써 가스의 누출을 확실히 차단할 수 있게 된다.

여기서, 상기 결합체(138)는 도 3에 도시된 바와 같이, 그 상,하부에 나사산(138a)(138b)이 형성되어 있기 때문에, 상부의 나사산(138a)은 전술한 바와 같이 너트(132)와 나사 결합되고, 하부의 나사산(138b)은 홀더(120)에 나사 결합되어 고정된다.

그리고, 상기 승강부(140)는 홀더(120) 하부의 세척장치(100)에 구성되어 홀더(120)를 승강시키기 위한 장치로서, 액츄에이터(142)로 구성된다.

상기 액츄에이터(142)의 일측에는 도시되지는 않았지만, 홀더(120)의 피팅(130)과 신축가능한 플렉시블한 호스로서 각각 연결되어 승강되는 흡착튜브(10)에 캐리어가스를 공급하는 가스공급원 즉 가스탱크가 설치됨이 바람직하다.

또한, 상기 히팅부(110)는 홀더(120) 상부의 세척장치(100)에 구성되어 상승된 흡착튜브(10)를 가열하는 장치이다.

상기 히팅부(110)는 가열로(112)로 구성되되, 상기 가열로(112)는 그 하면에 개구된 형태이고, 그 내주면에는 히터가 가열로(112)의 내부에 매몰된 매몰히터(114)가 설치된다.

그리고, 상기 가열로(112)는 로의 특성상 그 개구부 및 내부공간(가열공간)이 다수의 흡착튜브(10)가 간섭없이 자유롭게 출입할 수 있는 크기이지만, 바람직하게는 홀더(120)와 동일하거나 크게 형성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 흡착튜브 세척장치의 작동을 설명한다.

먼저, 흡착튜브(10)의 세척하고자 할 시는 사용한 흡착튜브(10)를 세척장치 (100)의 홀더(120)에 설치된 다수의 피팅(130)에 각각 결합한다.

이때, 세척장치(100)에는 콘트롤패널(미도시)을 통해서 세척시간, 세척온도 등과 같은 세척조건이 예입력된 상태이다.

상기와 같이 흡착튜브(10)를 홀더(120)의 피팅(130)에 결합한 후, 세척장치(100)를 작동시킨다.

그러면, 세척장치(100)의 하부에 구성된 승강부(140)의 액츄에이터(142)가 작동되면서 이에 연결된 피스톤을 통해 홀더(120)를 히팅부(110)인 가열로(112)측으로 상승시키게 된다.

한편, 상승된 홀더(120)에 의해 흡착튜브(10)가 가열로(112)내로 삽입되면 액츄에이터(142)의 작동이 정지되고, 가열로(112)에 매몰된 매몰히터(114)가 가온되면서 발열된다.

이때, 가열로(112)의 온도는 대략 300℃ 가 되고, 이와 같이 가열로(112)의 온도가 상승됨과 더불어 세척장치(100)의 하부에 설치된 가스공급원(미도시)을 통해 헬륨 또는 질소가스로 이루어진 캐리어가스가 홀더(120)의 피팅(130)을 통해 흡착튜브(10)내로 주입된다.

흡착튜브(10)내로 주입된 캐리어가스는 흡착제(12)를 지나면서 흡착제(12)에 흡착된 잔존물을 밀어내면서 이동되어 흡착튜브(10)를 세척하게 된다.

한편, 이와 같은 세척작동이 완료되면 액츄에이터(142)가 재작동되어 상승된 홀더(120)를 하강시킴으로써 흡착튜브(10)를 가열로(112)로부터 인출시켜 내고, 인출된 흡착튜브(10)는 공기 중에 그대로 방치된 상태로서 자연 냉각됨으로써 대략 3 ∼5분 정도가 경과되면 작업자가 직접 손으로 만질 수 있을 정도로 신속하게 냉각된다.

따라서, 가열로(112)의 가열공간이 충분히 넓어, 흡착튜브(10)의 출입시 가열로(112)와 흡착튜브(10)간의 간섭(끼임 등)이 해소되어, 흡착튜브(10)를 항상 새것과 같이 유지할 수 있게 된다.

그리고, 흡착튜브(10)가 가열로(112)에 자동으로 출입되기 때문에, 종래와 같이 작업자가 일일이 흡착튜브(10)를 히터(30)에 끼워넣어야 하는 불편함이 해소되어 편리하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 흡착튜브 세척장치에 의하면, 다수의 흡착튜브를 가열로측으로 자동으로 승강시켜 세척함으로써 편리한 장점이 있다.

그리고, 가열로의 내부공간(가열공간)이 충분히 넓게 확보됨으로써 가열로내로 출입되는 흡착튜브와 가열로 사이의 끼임 등과 같은 간섭이 해소되어, 스크래치의 발생이 미연에 방지되므로 인해 흡착튜브를 항상 새것과 같이 유지할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 세척된 흡착튜브가 가열로로부터 자동으로 하강하여 공기 중에 방치된 상태로서 신속하게 냉각되는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 내부에 시료를 채취하기 위한 흡착제가 있는 흡착튜브를 세척하는 세척장치에 있어서,

   상기 세척장치는, 흡착튜브와 결합되어 흡착튜브내로 캐리어가스의 공급을 가능케 하는 피팅이 고정된 홀더와;

   상기 홀더를 승강시키는 승강부와;

   상기 승강부에 의해 상승된 흡착튜브를 가열하는 히팅부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 흡착튜브 세척장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 히팅부는 그 내주면에 히터가 매몰되어 내장된 매몰히터를 갖는 가열로로 구성된 것을 특징으로 하는 흡착튜브 세척장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 승강부는 액츄에이터로 구성된 것을 특징으로 하는 흡착튜브 세척장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 피팅은, 흡착튜브가 삽입되어 결합되는 너트와;

   상기 너트에 나사 결합되는 중공의 결합체와;

   상기 너트와 결합체 사이에 O링을 개재한 상태로 설치되는 금속재로 이루어진 중공의 페룰;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 흡착튜브 세척장치.

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