KR20170105990A - 미세먼지 측정용 항온 항습기 - Google Patents
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Abstract
온도 및 습도조절이 용이하도록, 한쪽 측면에 출입구가 형성되는 챔버와, 챔버 내부에 설치되고 미세먼지가 포집되는 필터가 적재되는 필터카세트와, 챔버 내부의 온도 및 습도를 측정하는 온습도센서와, 챔버의 위쪽 공간에 설치되는 냉방장치와, 챔버의 아래쪽 공간에 설치되는 난방장치와, 챔버 내부의 습도를 낮추도록 설치되는 흡습장치를 포함하여 이루어지는 미세먼지 측정용 항온 항습기를 제공한다.
Description
본 발명은 미세먼지 측정기준에 따른 최적의 온도 및 습도조건이 유지되어 측정오차가 감소하도록 한 미세먼지 측정용 항온 항습기에 관한 것이다.
미세먼지는 여러 가지 복합적인 성분을 가진 대기 중 부유 물질이다. 미세먼지의 노출은 호흡기 및 심혈관계 질환의 발생과 관련이 있으며 사망률도 증가시키는 것을 보고되고 있다.
환경부는 지난 1995년 1월부터 10㎛ 이하의 미세먼지(PM 10)를 새로운 대기오염물질로 규제하고 있으며, 2015년 1월부터 2.5㎛ 이하의 초미세먼지(PM 2.5)에 대한 규제를 시행하고 있다. 환경부는 2013년 8월부터 미세먼지 시범예보를 거쳐 2014년 2월부터 미세먼지 예ㆍ경보제를 전면적으로 시행하고 있으며, 초미세먼지에 대해서는 2014년 5월 시범예보를 거쳐 2015년 1월부터 시행하고 있다.
미세먼지 측정 기술은 광산란법(Light scatteringmethod), 베타선(Beta gauge)측정법, 중량법 등이 있다. 광산란법은 산란광의 양을 측정하고 그 값으로부터 입자상 물질의 농도를 구하는 방법이다. 베타선측정법은 필터에 포집된 미세먼지에 베타선을 통과시켜 미세먼지 통과시 발생하는 베타선의 변화량을 통해 미세먼지 농도를 측정하는 방법이다. 중량법은 필터에 공기를 여과시켜 포집된 미세먼지의 중량을 측정하는 방법이다.
중량법이나 베타선측정법은 온도와 습도가 측정값에 많은 영향을 주므로 정확한 측정값을 얻기 위해서는 최적의 온도 및 습도 조건이 요구된다.
한국등록특허 제1131616호에는 공기질 또는 분진 입자에 포함된 수분 습도에 의한 오차를 최소화할 수 있는 공기질 및 분진입자 측정기의 수분 제거장치가 개시된다. 공기질 및 분진입자 측정기의 수분 제거장치는 수분제거기를 구비한 수분여과부에 의해 공기질로부터 수분을 흡수 여과한 후 계측기로 방출시키도록 구성된다.
수분제거기는 베이스 원형통 내부에 위치한 흡습제에 습기를 흡수시키고 히팅소자로 베이스 원형통을 가열하여 흡습제에 흡수된 수분을 증발시키도록 구성된다.
그런데, 수분제거기는 공기질이 매번 일정한 면적을 갖는 흡습제와 접촉하므로 습도를 정확하게 제어하기 어렵다.
본 발명은 습도와 온도를 동시에 조절하는 것이 가능하고, 습도 조절시 측정된 습도에 따라 공기와 접촉되는 흡습제의 면적을 조절하는 것이 가능하므로, 신속하고 정확하게 습도를 조절하는 것이 가능한 미세먼지 측정용 항온 항습기를 제공하는 데, 그 목적이 있다.
본 발명이 제안하는 미세먼지 측정용 항온 항습기는 한쪽 측면에 출입구가 형성되는 챔버와, 상기 챔버 내부에 설치되고 미세먼지가 포집되는 필터가 적재되는 필터카세트와, 상기 챔버의 위쪽 공간에 설치되는 냉방장치와, 상기 챔버의 아래쪽 공간에 설치되는 난방장치와, 상기 챔버 내부의 온도 및 습도를 측정하는 온습도센서와, 상기 챔버 내부의 습도를 낮추도록 설치되는 흡습장치를 포함하여 이루어진다.
상기 냉방장치는 열전소자를 사용하여 이루어진다.
상기 난방장치는 전열선을 사용하여 이루어진다.
상기 흡습장치는 상기 챔버로부터 이송되는 공기 중의 수분이 흡수되는 제1흡습기구와, 상기 제1흡습기구에서 이송되는 공기 중의 수분이 흡수되는 제2흡습기구와, 상기 제2흡습기구에서 이송되는 공기 중의 수분이 흡수되는 제3흡습기구와, 상기 챔버 내부의 공기가 상기 제1흡습기구로 이송되는 제1이송관과, 상기 제1이송관으로 이송되는 공기를 단속하는 제1밸브와, 상기 제1흡습기구로부터 제2흡습기구로 공기가 이송되는 제2이송관과, 상기 제2이송관으로 이송되는 공기를 단속하는 제2밸브와, 상기 제2흡습기구로부터 제3흡습기구로 공기가 이송되는 제3이송관과, 상기 제3이송관으로 이송되는 공기를 단속하는 제3밸브와, 상기 제3흡습기구로부터 챔버로 공기가 이송되는 제4이송관과, 상기 제4이송관에 연결되는 펌프와, 상기 제2이송관과 제3이송관을 연결하는 제1바이패스관과, 상기 제1바이스패관으로 이송되는 공기를 단속하는 제1바이패스밸브와, 상기 제3이송관과 제4이송관을 연결하는 제2바이패스관과, 상기 제2바이패스관으로 이송되는 공기를 단속하는 제2바이패스밸브를 포함하여 이루어진다.
상기 제1흡습기구 및 제2흡습기구, 제3흡습기구는 각각 통형상으로 형성되고 내부에는 흡습제가 구비된다.
상기 제1밸브, 제2밸브, 제3밸브, 제1바이패스밸브, 제2바이패스밸브는 각각 솔레노이드밸브로 이루어진다.
본 발명은 상기 온습도센서에서 측정된 온도와 습도에 따라 상기 냉방장치와 난방장치, 흡습장치를 제어하는 컨트롤러를 더 포함하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 미세먼지 측정용 항온 항습기에 의하면, 온도 및 습도조절이 가능하고 습도가 정확하고 신속하게 조절되므로 중량측정법이나 베타선측정법 등으로 미세먼지 측정시 최적의 조건으로 필터가 관리되어 측정오차가 감소되고 측정속도 및 정확도를 향상시키는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정용 항온 항습기를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정용 항온 항습기의 챔버를 나타내는 평면단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정용 항온 항습기의 흡습장치를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정용 항온 항습기의 제어회로를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정용 항온 항습기의 챔버를 나타내는 평면단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정용 항온 항습기의 흡습장치를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정용 항온 항습기의 제어회로를 나타내는 블럭도이다.
다음으로 본 발명에 따른 미세먼지 측정용 항온 항습기의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하에서 동일한 기능을 하는 기술요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고, 중복 설명을 피하기 위하여 반복되는 상세한 설명은 생략한다.
이하에 설명하는 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 효과적으로 보여주기 위하여 예시적으로 나타내는 것으로, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위하여 해석되어서는 안 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 측정용 항온 항습기는 도 1에 나타낸 바와 같이, 챔버(10), 필터카세트(20), 온습도센서(30), 냉방장치(40), 난방장치(50) 그리고 흡습장치(60)를 포함한다.
상기 챔버(10)의 한쪽 측면에는 도 2에 나타낸 바와 같이, 미세먼지가 포집되는 필터(2)를 반입 또는 반출하기 위한 출입구(12)가 형성된다.
상기 챔버(10)는 상기 출입구(12)를 개폐할 수 있도록 도어(14)를 구비한다.
상기 필터카세트(20)는 상기 챔버(10) 내부에 1개 또는 여러 개가 설치되고 복수의 필터(2)가 적재되게 복수의 적재공간(22)이 형성된다.
상기 온습도센서(30)는 상기 챔버(10) 내부의 온도 및 습도를 측정한다.
상기 냉방장치(40)는 상기 온습도센서(30)에 의해 측정되는 온도가 설정온도보다 낮은 경우 냉각되어 챔버(10) 내부의 온도를 낮춘다.
상기 냉방장치(40)는 열전소자를 사용하여 이루어지고 상기 챔버(10)의 위쪽 공간에 설치된다.
상기 난방장치(50)는 상기 온습도센서(30)에 의해 측정되는 온도가 설정온도보다 높은 경우 가열되어 챔버(10) 내부의 온도를 높인다.
상기 난방장치(50)는 전열선을 사용하여 이루어지고 상기 챔버(10)의 아래쪽 공간에 설치된다.
상기 흡습장치(60)는 상기 온습도센서(30)에 의해 측정되는 습도가 설정습도보다 높은 경우 공기 중의 수분을 흡수하여 습도를 낮추도록 설치된다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 냉방장치(40)와 난방장치(50), 흡습장치(60)는 컨트롤러(C)로 제어가 가능하다.
현재 대기오염공정시험법에 규정되어 있는 미세먼지측정기준은 온도 20℃, 습도 35％이며, 컨트롤러(C)는 일정 오차 범위 내에서 챔버(10) 내부의 항온항습이 유지되도록 한다.
상기 흡습장치(60)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1흡습기구(61), 제2흡습기구(70) 그리고 상기 제2흡습기구(70)를 포함한다.
상기 제1흡습기구(61), 제2흡습기구(70) 그리고 상기 제3흡습기구(80)는 각각 내부로 공기가 통과될 때 공기 중의 수분을 흡수하도록 구성된다.
일 예로, 상기 제1흡습기구(61), 제2흡습기구(70) 및 제3흡습기구(80)는 각각 통형상으로 형성되고 내부에는 흡습제(미도시)를 구비한다. 흡습제는 염화칼슘, 실리카겔, 활성알루미나, 제올라이트, 제올라이트, 활성탄 등이 사용 가능하다.
상기 제1흡습기구(61)는 상기 챔버(10)로부터 이송되는 공기 중의 수분이 흡수되도록 상기 챔버(10)와 제1이송관(62)으로 연결된다.
상기 제1이송관(62)에는 이송되는 공기를 단속하는 제1밸브(V1)가 설치된다.
상기 제2흡습기구(70)는 상기 제1흡습기구(61)에서 이송되는 공기 중의 수분이 흡수되도록 상기 제1흡습기구(61)와 제2이송관(72)으로 연결된다.
상기 제3흡습기구(80)는 상기 제2흡습기구(72)에서 이송되는 공기 중의 수분이 흡수되도록 제2흡습기구(70)와 제3이송관(82)으로 연결된다.
상기 제3흡습기구(80)를 통과한 공기는 제4이송관(84)을 통해 챔버(10)로 이송된다.
상기 제4이송관(84)에는 제3흡습기구(80)쪽에서 챔버(10)쪽으로 공기 흐름을 형성하는 펌프(P)가 설치된다.
상기 펌프(P)는 상기 컨트롤러(C)에 의해 동작이 제어된다.
상기 흡습장치(60)는 상기 챔버(10) 내부의 습도에 따라 제1흡습기구(61)를 통과하여 이송되는 공기가 제2흡습기구(70)와 제3흡습기구(80)를 우회하여 챔버(10)로 이송되도록 구성될 수도 있고, 제3흡습기구(80)를 우회하여 챔버(10)로 이송되도록 구성될 수 있다.
이를 위해, 흡습장치(60)는 제2밸브(V2), 제3밸브(V3), 제1바이패스관(90), 제1바이패스밸브(V4), 제2바이패스관(92) 그리고 제2바이패스밸브(V5)를 더 포함한다.
상기 제2밸브(V2)는 상기 제2이송관(72)을 통해 제2흡습기구(70)로 이송되는 공기를 단속한다.
상기 제3밸브(V3)는 상기 제3이송관(82)을 통해 제3흡습기구(80)로 이송되는 공기를 단속한다.
상기 제1바이패스관(90)은 상기 제2이송관(72)과 제3이송관(82)을 연결한다.
제1바이패스밸브(V4)는 상기 제1바이스패관(90)에 설치되어 이송되는 공기를 단속한다.
상기 제2바이패스관(92)은 상기 제3이송관(82)과 제4이송관(84)을 연결한다.
상기 제2바이패스밸브(V5)는 상기 제2바이패스관(92)으로 이송되는 공기를 단속한다.
상기 제1밸브(V1), 제2밸브(V2), 제3밸브(V3), 제1바이패스밸브(V4), 제2바이패스밸브(V5)는 각각 솔레노이드밸브로 이루어지고 컨트롤러(C)에 의해 개폐가 이루어진다.
상기 컨트롤러(C)는 설정된 기준습도와 온습도센서에서 측정되는 습도 차에 따라 펌프(P)의 작동을 제어하는 한편, 제1밸브(V1), 제2밸브(V2), 제3밸브(V3), 제1바이패스밸브(V4), 제2바이패스밸브(V5)를 개폐하여 흡습량을 조절한다.
즉 습도가 기준습도를 만족하여 습도조절이 필요없는 경우 펌프(P)의 가동을 정지시키고 제1밸브(V1)를 폐쇄하여 흡습이 이루어지지 않도록 한다.
그리고 챔버(10) 내부의 습도가 기준습도보다 높아 기준습도 초과분이 5％이하인 경우(일 예로서, 측정된 습도가 36~40％ 범위인 경우) 펌프(P)를 가동시키고 제1밸브)V1), 제1바이패스밸브(V4), 제2바이패스밸브(V5)를 개방하며 나머지 밸브는 폐쇄시켜 제1흡습기구(61)를 통한 흡습을 행한다.
또한, 기준습도 초과분이 10％이하인 경우(일 예로서, 측정된 습도가 41~45％ 범위인 경우) 펌프(P)를 가동시키고, 제1밸브(V1), 제2밸브(V2), 제2바이패스밸브(V5)를 개방하며 나머지 밸브를 폐쇄시켜 제1흡습기구(61) 및 제2흡습기구(70)를 통한 흡습을 행한다.
나아가, 기준습도 초과분이 15％ 초과한 경우(일 예로서, 측정된 습도가 46％ 이상인 경우) 펌프(P)를 가동시키고, 제1밸브(V1), 제2밸브(V2), 제3밸브(V3)를 개방하고 제1바이패스밸브(V4), 제2바이패스밸브(V5)를 폐쇄시켜 제1흡습기구(61) 및 제2흡습기구(70), 제3흡습기구(80)를 통한 흡습을 행한다.
상기와 같이 흡습장치(60)를 제어하게 되면, 기준습도 초과분에 따라 정밀하고 신속하게 수분 흡수량을 제어하는 것이 가능하므로 효율적이고 정확한 항온항습이 가능하다.
2 : 필터 10 : 챔버
12 : 출입구 14 : 도어
20 : 필터카세트 30 : 온습도센서
40 : 냉방장치 50 : 난방장치
60 : 흡습장치 61 : 제1흡습기구
62 : 제1이송관 70 : 제2흡습기구
72 : 제2이송관 80 : 제3흡습기구
82 : 제3이송관 84 : 제4이송관
90 : 제1바이패스관 92 : 제2바이패스관
12 : 출입구 14 : 도어
20 : 필터카세트 30 : 온습도센서
40 : 냉방장치 50 : 난방장치
60 : 흡습장치 61 : 제1흡습기구
62 : 제1이송관 70 : 제2흡습기구
72 : 제2이송관 80 : 제3흡습기구
82 : 제3이송관 84 : 제4이송관
90 : 제1바이패스관 92 : 제2바이패스관
Claims (5)
- 한쪽 측면에 출입구가 형성되는 챔버와,
상기 챔버 내부에 설치되고 미세먼지가 포집되는 필터가 적재되는 필터카세트와,
상기 챔버 내부의 온도 및 습도를 측정하는 온습도센서와,
상기 챔버의 위쪽 공간에 설치되는 냉방장치와,
상기 챔버의 아래쪽 공간에 설치되는 난방장치와,
상기 챔버 내부의 습도를 낮추도록 설치되는 흡습장치를 포함하고,
상기 흡습장치는 상기 챔버로부터 이송되는 공기 중의 수분이 흡수되는 제1흡습기구와, 상기 제1흡습기구에서 이송되는 공기 중의 수분이 흡수되는 제2흡습기구와, 상기 제2흡습기구에서 이송되는 공기 중의 수분이 흡수되는 제3흡습기구와, 상기 챔버 내부의 공기가 상기 제1흡습기구로 이송되는 제1이송관과, 상기 제1이송관으로 이송되는 공기를 단속하는 제1밸브와, 상기 제1흡습기구로부터 제2흡습기구로 공기가 이송되는 제2이송관과, 상기 제2이송관으로 이송되는 공기를 단속하는 제2밸브와, 상기 제2흡습기구로부터 제3흡습기구로 공기가 이송되는 제3이송관과, 상기 제3이송관으로 이송되는 공기를 단속하는 제3밸브와, 상기 제3흡습기구로부터 챔버로 공기가 이송되는 제4이송관과, 상기 제4이송관에 설치되는 펌프와, 상기 제2이송관과 제3이송관을 연결하는 제1바이패스관과, 상기 제1바이스패관으로 이송되는 공기를 단속하는 제1바이패스밸브와, 상기 제3이송관과 제4이송관을 연결하는 제2바이패스관과, 상기 제2바이패스관으로 이송되는 공기를 단속하는 제2바이패스밸브를 포함하는 미세먼지 측정용 항온 항습기. - 청구항 1에 있어서,
상기 냉방장치는 열전소자를 사용하여 이루어지고,
상기 난방장치는 전열선을 사용하여 이루어지는 미세먼지 측정용 항온 항습기. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1흡습기구, 제2흡습기구 및 제3흡습기구는 각각 통형상으로 형성되고 내부에 흡습제를 구비하는 미세먼지 측정용 항온 항습기. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1밸브, 제2밸브, 제3밸브, 제1바이패스밸브 및 제2바이패스밸브는 각각 솔레노이드밸브로 이루어지는 미세먼지 측정용 항온 항습기. - 청구항 1에 있어서,
상기 온습도센서에서 측정된 온도와 습도에 따라 상기 냉방장치 및 난방장치, 흡습장치를 제어하는 컨트롤러를 더 포함하는 미세먼지 측정용 항온 항습기.
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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2016
- 2016-03-11 KR KR1020160029498A patent/KR20170105990A/ko active IP Right Grant
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