KR20070105161A - 공기 수집 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 수집장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 환경으로부터 흡입 장치를 이용하여 일정 설정된 유량으로 수집된 기체 또는 액체 시료를 수집함에 있어 수집관로인 상부 집진조립체의 높이를 목적에 맞게 임의로 조정할 수 있고, 공기 수집을 위한 농축조의 내부를 일정온도로 유지할 수 있도록 농축조 항온 유지수단이 장착됨으로써, 환경으로부터 공기 수집 능력을 향상시킬 수 있는 공기 수집장치에 관한 것이다.

본 발명의 공기 수집장치는 내부에 농축조를 비롯하여 일련의 부품이 장착된 본체와, 상기 본체의 상부에 위치하여 외부환경 중의 생물학적 물질이 함유된 시료를 수집하는 상부 집진조립체와, 상기 상부 집진조립체를 상하로 이동시켜 공기 수집 높낮이를 자동으로 조절하는 상부 집진조립체 높이 조절수단과, 상기 농축조의 인접부에 설치되며 농축조 내의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 농축조 항온유지 수단을 포함하는 구성으로 이루어진다.

공기수집기, 포집수단, 오염물질 수집 수단, 생물학적 물질, 독성 생물학적 물질

Description

공기 수집 장치{AIR COLLECTING DEVICE}

도 1 은 본 발명에 따른 공기 수집장치의 구성을 도시한 도면,

도 2 는 본 발명의 상부 집진조립체의 상세도,

도 3 은 본 발명의 상부 집진조립체의 작동 상태를 도시한 도면,

도 4 는 본 발명의 농축조의 항온 유지수단의 측면도임.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 본체 2 : 상부 집진조립체

5 : 블로어 모터 6 : 농축조

7 : 농축조 항온 유지수단 14 : 작동 스위치

9 : 고정가드 11 : 밸트

25a,25b : 센서 26 : 가이드 레일

본 발명은 대기 중에 존재하는 생물학적 물질을 수집하는 공기 수집장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 대기 중의 환경으로부터 수집된 미지의 생물학적 물질을 농축할 수 있는 장치에 있어 수집의 높낮이를 상황에 맞게 일정 높이에 한 하여 조절이 가능하고, 대기의 온도에 관계없이 수집 중 농축조의 내부를 일정 온도로 유지시킬 수 있는 항온 유지수단이 구비됨으로써, 환경으로부터 공기 수집 능력을 향상시킬 수 있는 공기 수집장치에 관한 것이다.

최근 몇 년 사이 생물학적 균을 이용한 특정 및 불특정 다수에 대한 공격이 늘어가고 있다. 미국 등지에서 우체국에 미지의 백색 및 탄저균을 이용한 테러등으로 가스 마스크와 비상 치료제등의 수요가 급격하게 늘어가고 있으며 기존의 화학 무기 못지 않게 생물학적 물질을 이용한 공격에 대해 일반인들의 공포심이 가중되고 있다. 이 생물학적 물질을 이용한 무기는 불과 몇 달러로 수 만명의 목숨을 빼앗을 수도 있고, 제조 및 이동이 용이하며, 생물학 균의 특성에 따라 수 시간에서 수 일의 잠복기가 있어 자신도 모르는 사이에 수많은 사람에게 전파시키게 된다.

통상 사람의 주위에서 탄저나 조류 독감 등 인체에 매우 유해한 포자 또는 박테리아등이 존재하여도 어떠한 증상이 나타나기 전까지 이를 확인하기가 어렵다. 근래 이러한 유해포자나 박테리아 등의 잦은 발생으로 인하여 이를 대기중에 존재하는지 또, 존재하였을 경우 얼마나 빠르게 수집하고 탐지하는지에 대한 필요성이 끝없이 제시되고 있다. 이들 유해물질을 탐지하는 장치들을 이용하기 위하여 대기 중의 생물학적 시료를 수집하는 공기 수집장치가 필요하게 된다. 이러한 공기 수집 장치는 BIDS(Biological Integrated Detection System), CBMS(Chemical and Biological Mass Spectrometer) 등에도 필히 장착되어 탐지 장치의 첫 번째 과정을 수행하는 매우 중요한 부분이 된다.

그러나 이들 장치에 장착되어 있는 종래의 공기 수집장치는 수동적으로 포집 을 위한 상부 조립체를 설치를 하여야 하고, 높이 조절이 없이 일정하게 장착이 된다. 또한 설치를 하는데 시간이 소요될 뿐만 아니라 운용인원이 차량 밖으로 나가야 하기 때문에 생물학적 물질에 노출이 될 위험성도 가지게 된다.

만일 전쟁이나 생물학적 물질이 발병하게 되면 이를 즉각적으로 수분 이내에 수집 및 탐지하여야 하며 이를 통해 최대한 손실을 줄일 수 있게 된다. 따라서 임무를 수행 중에 있어서 일반적인 방법으로 작업할 필요 없이 자동으로 단 시간 내에 작동시킬 수 있으며 외부 온도에 관계없이 생물학적 물질의 최적 활동 온도로 농축조를 유지시키기 위한 새로운 시도의 공기 수집장치가 요구되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 생물학적 물질을 수집하는데 있어서 상황에 알맞은 높이로 상부 집진조립체를 자동으로 이동시키고, 외부의 온도와 상관없이 농축된 시료를 일정온도로 유지시켜 환경으로부터 생물학적 물질을 수집하기 위한 최적의 수집 조건을 제공함으로써 빠른 시간내에 유해 생물학적 물질을 탐지하는데 효율성을 높일 수 있는 공기 수집장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기 수집장치는 환경 중에 존재하는 생물학적 물질의 시료를 수집하기 위한 공기 수집장치로서, 내부에 농축조를 비롯하여 일련의 부품이 장착된 본체와, 상기 본체의 상부에 위치하여 외부환경 중의 생물학적 물질이 함유된 시료를 수집하는 상부 집진조립체와, 상기 상부 집진조립 체를 상하로 이동시켜 공기 수집 높낮이를 자동으로 조절하는 상부 집진조립체 높이 조절수단과, 상기 농축조의 인접부에 설치되며 농축조 내의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 농축조 항온유지 수단을 포함하여, 유해 생물학적 물질을 탐지의 효율성을 높일 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 상부 집진조립체의 높이 조절 수단으로 체인형 밸트, 스크류, 와이어 중의 어느 하나를 이용할 수 있으며, 상기 상부 집진조립체의 높이 조절수단에 사용되는 동력으로 상용 전원, 차량 전원, 발전기를 이용한 모터 구동과 에어 콤프레셔를 이용한 공압 중 어느 하나를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 상부 집진조립체의 높이 조절수단의 제어는 상하 스위치, 원격 조정, 컴퓨터에 의한 조정 중 어느 하나에 의해 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

상기에서, 생물학적 물질로는 단백질, 바이러스, 박테리아, 포자 중의 어느 하나가 될 수 있으며, 상기 농축조의 항온 유지수단으로 열선코일, 펠티에(peltier), 실리콘 히터, 히팅블럭 중의 어느 하나를 사용하도록 한다.

또한 상기 농축조의 항온 유지수단의 제어는 전자식 또는 기계식 장치에 의해 이루어지도록 하며, 본 발명의 상기 농축기에 농축된 생물학적 물질은 저부의 인출관을 통해 탐지 및 분석 장치로 이송되도록 한다.

이하, 본 발명에 따른 공기 수집장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 공기 수집장치의 구성을 도시한 도면으로, 도 1 의 (a) 는 공기 수집장치의 정면 내부 구조를 도시한 단면도이고, 도 1 의 (b) 는 정 면도, 도 1 의 (c)는 우측면도이며, 도 1 의 (d) 는 평면도이다.

또한, 도 2 는 본 발명의 공기 수집장치에서 상부 집진조립체의 상세도이다.

상기 도면을 함께 참조하면, 본 발명의 공기 수집장치는 내부에 농축조(6)를 비롯하여 일련의 부품이 장착된 본체(1)와, 상기 본체(1)의 상부에 위치하여 외부환경 중의 생물학적 물질 및 시료를 수집하는 상부 집진조립체(2)와, 상기 상부 집진조립체(2)를 상하로 이동시켜 공기의 수집 높낮이를 자동으로 조절되게 하는 상부 집진조립체 높이 조절수단과, 상기 농축조(6)의 인접부에 설치되며 농축조(6) 내의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 농축조 항온유지 수단(7)을 포함하는 구성으로 이루어진다.

본체(1) 상부에 위치한 본 발명의 상기 상부 집진조립체(2)는 체인형 밸트(11)에 의해 상하 방향으로 이동하며, 상기 밸트(11)는 본체(1)의 저부에 장착된 모터(10)에 의해 구동된다. 상기 밸트(11)는 본체(1)의 좌,우측에 각각 설치되어 있어 조절식 상부 집진 조립체(2)의 높낮이 조절이 균형있게 이루어지도록 하였으며, 체인형 밸트(11) 중간 부분에는 장력조절구(12)가 설치되어 체인형 밸트(11)의 늘어짐으로 인한 작동 손실을 줄이도록 한다. 이때 본 발명의 상부 집진조립체(2)의 높이 조절 수단으로 상기 예시된 체인형 밸트(11) 이외에 스크류나 와이어 등을 사용할 수도 있다.

또한 상기 상부 집진조립체(2)의 높이 조절수단에 사용되는 동력으로는 상용 전원, 차량 전원, 발전기를 이용한 모터 구동과 에어 콤프레셔를 이용한 공압 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

아울러, 본 발명의 상부 집진조립체(2)의 높이 조절수단의 제어는 상하 스위치, 원격 조정, 컴퓨터에 의한 조정 중 어느 하나에 의해 이루어지도록 할 수 있다.

도 3 은 본 발명의 상부 집진조립체의 상,하로 이동하는 동작 상태를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 상부 집진조립체(2)는 저부의 모터(10)와 연결된 체인형 밸트(11)의 회전이동에 의해 상하로 이동하게 된다. 앞서 설명한 바와 같이, 상부 집진조립체(2)는 이동중 체인형 밸트(11)의 늘어짐으로 인한 작동손실을 줄이기 위해 장력 조절구(12)가 설치되어 밸트(11)를 측방향에서 일정한 압력으로 눌러주도록 한다.

체인형 밸트(11)의 회전이동이 이루어지면 상부 집진조립체(2)의 저부에 위치한 연결부재(8), 예컨대 밸로우즈와 같은 신축성 있는 연결부재의 확장 및 신축이 이루어짐으로써 상부 집진조립체(2)의 상하 방향 이동이 용이하게 이루어지도록 한다.

본 발명의 조절식 상부 집진 조립체(2)의 높이 조절은 도 1 과 도 2 에 상세히 도시된 바와 같이, 공기 수집장치의 본체(1)에 설치되어 있는 수동 스위치(14)와 탐지 및 분석 장치(미도시)에서 프로그램으로 제어할 수 있도록 하였다.

또한, 일정 높이로 올라가거나 내려가게 되면 높이 제한센서(25a,25b)를 통해서 상부 집진 조립체(2)가 이탈하거나 오작동 하지 않도록 하였고, 가이드 레 일(26)을 설치하고 이를 따라 이탈이나 움직임을 최소화 할 수 있도록 고정 가드(9)를 설치하여 안전하고 신속한 작동이 이루어지도록 하였다.

본 발명의 공기 수집장치는 도 1 에 도시된 블로워 모터(5)를 통하여 공기 수집장치의 초기 목적에 맞도록 설계된 흡입 용량을 가지고 대기중의 공기를 수집하게 된다. 이는 1단 주유동(3)과 2단 주유동(4)을 지나치면서 원하고자 하는 크기의 입자만을 수집할 수 있게 된다. 이때 농축조(6)의 인입관(도4 의 22)으로 들어간 용액에 수집된 생물학적 시료가 용해되게 되며, 일정시간 동안 공기를 수집한 후에 탐지 장치의 이송 시스템을 이용하여 농축조(6)의 인출관(23)을 통해 탐지 및 분석 장치(미도시)로 이송하게 된다.

한편, 조절식 상부 집진 조립체(2)는 공기 수집장치 본체(1)의 최상단부에 위치하여 대기중의 공기에 부유중인 입자 중에서 목적하지 않은 입자를 제거하기 위한 필터(미도시)가 자체에 장착되어 있다.

또한 목적하고자 하는 생물학적 물질의 주요 크기가 5㎛ 안팎이고 10㎛ 이상의 시료는 분석에 어려움이 있으므로 관성 임펙터를 이용하여 10㎛ 이상의 입자는 제거를 하게 되게 된다.

여기에서 1단 주유동(3)과 2단 주유동(4)이 본체(1) 내의 소정위치에 설치되고, 저부의 블로워 모터(5)를 통하여 강력하게 흡입을 시키게 되면 1차 부유동인 농축조(6)에 목적하고자 하는 시료가 이미 농축조(6)에 투입된 용액과 섞여 녹아 들어가게 된다.

본 발명의 공기 수집장치의 농축조(6)의 인접부, 예컨대 농축조(6)의 외부에 는 농축조(6)의 내부 온도를 일정하게 유지하기 위한 농축조 항온 유지수단(7)이 설치되어 있으며, 농축조의 항온 유지수단(7)의 기능에 의해 수집된 생물학적 물질 및 시료를 농축하는 동안 활성에 대한 손실을 최소화 할 수 있게 된다

도 4 는 본 발명의 농축조 항온 유지수단(7)이 설치된 상태를 도시한 것으로, 그 측면을 나타낸 도면이다.

본 발명의 농축조(6)는 3개의 연결 관로가 있으며, 인입관(22)을 통하여 관성 임펙터를 통해 농축되어지는 시료를 농축조(6)로 보내주며, 농축이 끝난 후에는 탐지 및 분석 장치(미도시)로 이송시키기 위해 인출관(23)을 통하여 이송된다. 이때 농축조(6)의 부유 압력을 확인하기 위해 1차 부유관(21) 및 1차 주유동(도1 의 3)과 연결되어 있도록 하였다.

농축조(6)는 시료를 농축하는 동안 농축조(6) 외부에 설치되어 있는 항온 유지 수단(7)을 통해 항상 일정한 온도로 시료를 농축하게 설치되어 있다. 이는 외부의 온도가 높거나 낮든지에 상관없이 항시 일정하게 유지시킴으로서 생물학적 물질의 활성을 극대화시킴으로 인하여 보다 정확하고 신속한 탐지 및 분석을 할 수 있도록 한다. 이 농축조 항온 유지수단(7)의 제어는 하드웨어 프로그램에 의해 설정된 온도로 유지시키며, 이 온도는 원하는 온도로 설정이 가능하도록 하였다.

본 발명의 상기 농축조 항온 유지수단(7)으로는 열선코일, 펠티에(peltier), 실리콘 히터, 히팅블럭 중의 어느 하나를 사용할 수 있으며, 농축조 항온 유지수단(7)의 제어는 전자식 또는 기계식 장치에 의해 이루어지도록 할 수 있다.

이상에서, 본 발명에서 의미하는 시료, 생물학적 물질, 생화학적 시료의 의 미는 대기나 외부 공기로부터 수집된 시료로서 각종 단백질, 미생물, 바이러스, 세포, 박테리아, 포자 등과 같이 생물학적 물질을 함유하고 있거나, 함유할 것으로 의심이 되는 시료이며 이는 액체 혹은 기체 상태가 될 수도 있다. 특히, 인체에 유해한 독성을 가지는 물질을 함유하는 생물학적 물질이 포함된 것으로 여겨지는 시료나 물질을 의미한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 공기 수집장치는 인위적인 수작업 없이도 자동으로 본체 상부에 위치한 집진 조립체가 일정 거리 범위 내에서 높낮이를 조절할 수 있도록 함으로써, 대기 중의 생물학적 시료를 연속적으로 수집할 수 있고, 탐지 장치에서 생물학적 시료를 탐지하기 위한 시간을 단축시킬 수 있는 효과를 발휘한다.

그리고 농축조내의 온도가 일정하게 유지되도록 농축조 항온 유지수단이 구비됨으로써, 외부의 온도가 높거나 낮은 상태의 공기가 들어오더라도 생물학적 최적 활성 온도를 통하여 더욱더 민감하고 수집 효율을 높일 수 있는 효과를 발휘한다. 이에 의해 대기 중에 존재하는 생물학적 독성 화학 물질에 대한 조기 탐지 및 경보를 실시할 수 있게 된다.

Claims (8)

1. 환경 중에 존재하는 생물학적 물질 및 시료를 수집하기 위한 공기 수집장치로서,

   내부에 농축조를 비롯하여 일련의 부품이 장착된 본체와,

   상기 본체의 상부에 위치하여 외부환경 중의 생물학적 물질이 함유된 시료를 수집하는 상부 집진조립체와,

   상기 상부 집진조립체를 상하로 이동시켜 공기 수집 높낮이를 자동으로 조절하는 상부 집진조립체 높이 조절수단과,

   상기 농축조의 인접부에 설치되며 농축조 내의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 농축조 항온유지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 수집장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 집진조립체의 높이 조절 수단으로 체인형 밸트, 스크류, 와이어 중의 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 공기 수집장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 집진조립체의 높이 조절수단에 사용되는 동력으로 상용 전원, 차량 전원, 발전기를 이용한 모터 구동과 에어 콤프레셔를 이용한 공압 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 공기 수집장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 집진조립체의 높이 조절수단의 제어는 상하 스위치, 원격 조정, 컴퓨터에 의한 조정 중 어느 하나에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기 수집장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 생물학적 물질은 단백질, 바이러스, 박테리아, 포자 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 공기 수집장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 농축조의 항온 유지수단은 열선코일, 펠티에(peltier), 실리콘 히터, 히팅블럭 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 공기 수집장치.
7. 제 1 항에 있어서

   상기 농축조의 항온 유지수단의 제어는 전자식 또는 기계식 장치에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기 수집장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 농축기에 농축된 생물학적 물질은 저부의 인출관을 통해 탐지 및 분석 장치로 이송되도록 구성된 것을 특징으로 하는 공기 수집장치.

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