KR20180076340A - 건축자재 또는 자동차 내장재에서 발생되는 오염물질 측정용 챔버 시스템 - Google Patents

건축자재 또는 자동차 내장재에서 발생되는 오염물질 측정용 챔버 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 내부에 다층 선반이 형성되어 있는 하우징 내에 수용되는, 건축자재 또는 자동차 내장재에서 발생되는 오염물질 측정용 챔버 시스템에 있어서, 시료를 수용하는 챔버 본체; 상기 챔버 본체와 착탈식으로 결합되는 상부 캡; 상기 챔버 본체 내부에 위치되고, 상기 챔버 본체의 저면으로부터 이격되어 외주면이 상기 챔버 본체의 내주면과 결합된 다공성 베이스판; 상기 챔버 본체의 하측에 위치되어 캐리어 가스를 수용하는 유입 노즐; 및 상기 유입 노즐로부터 상기 챔버 본체의 외측으로 연장 형성된 캐리어 가스 유입관을 포함하는 시험 챔버와, 상기 캐리어 가스의 온도를 특정 값으로 유지시키는 온도 유지 장치를 포함하는 오염물질 측정용 챔버 시스템를 제공한다.

Description

건축자재 또는 자동차 내장재에서 발생되는 오염물질 측정용 챔버 시스템 {CHAMBER SYSTEM FOR MEASURING POLLUTANT WHICH IS EMITTED FROM BUILDING MATERIALS OR CAR INTERIOR MATERIALS}
본 발명은 건축자재 및 자동차 내장재에서 발생되는 오염물질 측정용 챔버 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시험 챔버로 유입되는 캐리어 가스의 온도를 조절하여 시험 챔버 내부의 온도를 상온으로 고정시킬 수 있는 건축자재 및 자동차 내장재에서 발생되는 오염물질 측정용 챔버 시스템에 관한 것이다.
최근, 환경에 대한 관심이 높아지는데 더하여, 이른바 새집 증후군과 같이, 인체에 해로운 환경호르몬과 같은 유해물질의 존재가 밝혀지면서, 이러한 유해물질의 검출에 대한 규제가 점차 강화되고 있다.
더 상세하게는, 우리나라에서는, 실내 및 차량 공기 질 개선을 위하여 환경부에서 2005년 5월에 환경부 고시 제 2008-73 호로서 "실내 공기질 공정시험기준"을 고시하여 건축자재에 대한 오염물질 방출량을 한정하였고, 또한, 2011년 8월에는, "자동차 실내공기 제 1부 : 실차 시험 챔버 - 자동차 실내의 휘발성 유기화합물의 측정 방법 및 규정", KSI ISO12219-1, 기술표준원 고시 제2011-0282호에 제시된 바와 같이, 자동차 실내의 오염물질 농도를 측정하는 시험 방법 및 규정이 표준화된 바 있으며, 아울러, 국제 표준화를 위해, "자동차 실내 내장재 부품에서 발생하는 오염물질의 방출 시험방법(ISO/WD 12219-5)"의 개발이 진행되고 있다.
여기서, 상기한 바와 같이, 건축물이나 차량의 실내 등의 공간에 대하여, 휘발성 유기화합물이나 포름알데히드 등과 같은 오염물질 방출에 대한 원인 규명 및 이에 대하여 각각의 모듈부품이나 단위부품 및 원소재 간의 상관 관계를 파악하고, 그러한 내용에 근거하여 국내 및 해외의 각종 규제 및 인증 기준을 만족하는 제품을 생산하기 위하여는, 각각의 부품이나 소재에 대하여 유해물질의 방출량을 정확히 측정하는 것이 매우 중요하다.
이를 위해, 종래, 자동차 내장재와 같은 부품이나 건축자재 등의 오염물질 방출량을 측정하기 위해, 시험용 챔버 내에 해당 부품이나 자재를 시료로서 위치시키고, 챔버 내의 공기를 채취하여 오염물질의 농도를 측정하는 방식으로 오염물질의 방출량을 측정하는 방법이 많이 사용되어 왔다.
더 상세하게는, 오염물질의 방출량을 측정하는 방법은, 크게 나누어, ISO 12219-4에 제시된 바와 같은 동적 시험모드(dynamic mode) 측정방식과, ISO 12219-5에 제시된 바와 같은 정적 시험모드(static mode) 측정방식이 있다.
여기서, 먼저, 상기한 동적 모드는, 시험 챔버 내에 시료를 장착하고 공기가 통하는 상태에서, 즉, 밀폐된 실내가 아닌 환기가 이루어지는 환경을 상정하여 오염물질의 발생량을 측정하는 것이고, 반면, 정적 모드는, 시험 챔버 내에 시료를 장착하고 공기가 통하지 않는 상태에서, 즉, 밀폐된 실내 환경을 상정하여 오염물질의 발생량을 측정하는 것이다.
이와 같은 측정방식에 따라, 오염물질의 방출량을 정확하게 측정하기 위해서는 시험 챔버 내로 유입되는 공기의 온도를 일정하게 고정시키는 것이 매우 중요하다.
이를 위해, 종래에는 시험 챔버를 비롯한 각종 측정 장비들을 외부와 격리된 하우징에 위치시키고 이 하우징 내부의 온도를 일정하게 유지하는 방식이 사용되었다.
보다 상세하게는, 하우징 내의 온도를 일정하게 유지시키고, 열전달을 이용하여 하우징 내부에 위치되는 시험 챔버 내부의 온도 역시 일정하게 유지되도록 하는 시스템이었다.
그러나, 이러한 종래의 온도 유지 방식에 따르면, 대형 하우징 내부 전체의 온도를 일정하게 유지시켜야하기 때문에 소모되는 에너지량도 컸고, 무엇보다도 시험 챔버 내부의 온도는 간접적으로 조절되는 것이어서 신뢰성이 매우 낮았다.
특히, 시험 챔버 내부로 유입되는 캐리어 가스의 온도와 시험 온도 사이의 편차가 클 경우에는, 캐리어 가스로 인해 시험 온도가 고정되지 못함에 따라, 시험 값이 부정확하다는 문제점이 존재하였다.
따라서, 캐리어 가스의 유입에도 시험 챔버 내부의 온도를 유지시킬 수 있는 향상된 기술의 필요성이 대두되고 있다.
한국 등록특허 제10-0645516호(2006.11.06.)
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 시험 챔버로 유입되는 캐리어 가스의 온도를 조절하여 시험 챔버 내부의 온도를 상온으로 고정시킬 수 있는 건축자재 및 자동차 내장재에서 발생되는 오염물질 측정용 챔버 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면은 내부에 다층 선반이 형성되어 있는 하우징 내에 수용되는, 건축자재 또는 자동차 내장재에서 발생되는 오염물질 측정용 챔버 시스템에 있어서, 시료를 수용하는 챔버 본체; 상기 챔버 본체와 착탈식으로 결합되는 상부 캡; 상기 챔버 본체 내부에 위치되고, 상기 챔버 본체의 저면으로부터 이격되어 외주면이 상기 챔버 본체의 내주면과 결합된 다공성 베이스판; 상기 챔버 본체의 하측에 위치되어 캐리어 가스를 수용하는 유입 노즐; 및 상기 유입 노즐로부터 상기 챔버 본체의 외측으로 연장 형성된 캐리어 가스 유입관을 포함하는 시험 챔버와, 상기 캐리어 가스의 온도를 특정 값으로 유지시키는 온도 유지 장치를 포함하는 오염물질 측정용 챔버 시스템을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 온도 유지 장치는, 일측은 폐쇄되고, 타측은 개방되도록 형성되고, 내부에 상기 캐리어 가스를 저장하는 항온 베슬; 상기 항온 베슬의 타측으로 삽입되어 상기 항온 베슬 내부를 통과하는 U자형 열선; 상기 항온 베슬의 타측에 결합되어서, 상기 U자형 열선을 가이드하고 상기 항온 베슬 내부로의 외기 유입을 차단하는 실링 부재; 상기 항온 베슬 내부로 캐리어 가스를 유입받는 유입관; 및 일단은 상기 항온 베슬과 연결된 상태에서 상기 항온 베슬 외측으로 연장되어, 타단은 상기 캐리어 가스 유입관과 연결된 캐리어 가스 분기관을 포함하는 열 분배 장치인 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 온도 유지 장치는, 상기 U자형 열선의 온도를 측정하는 온도 측정부; 상기 온도 측정부에서 측정된 U자형 열선의 온도를 입력값으로 하여, 피드백 제어를 통해 온도를 유지시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 온도 유지 장치는, 상기 U자형 열선의 온도가 설정 값 이상이 되는 경우, 상기 U자형 열선으로 공급되는 에너지를 차단시키는 셧다운 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 온도 유지 장치는, 상기 온도 측정부에 의해 측정된 U자형 열선의 온도가 시각적으로 인식될 수 있게 표시하는 온도 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템일 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 온도 유지 장치는, 상기 캐리어 가스 유입관의 외측면을 감싸도록 형성된 열선이되, 상기 열선은 이중 나선 코일인 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템일 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 온도 유지 장치는, 상기 열선의 온도를 측정하는 온도 측정부; 상기 온도 측정부에서 측정된 열선의 온도를 입력값으로 하여, 피드백 제어를 통해 온도를 유지시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템일 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 온도 유지 장치는, 상기 열선의 온도가 설정 값 이상이 되는 경우, 상기 열선으로 공급되는 에너지를 차단시키는 셧다운 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템일 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 온도 유지 장치는, 상기 온도 측정부에 의해 측정된 열선의 온도가 시각적으로 인식될 수 있게표시하는 온도 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 상부 캡에는 상방으로 돌출 형성된 배출 노즐이 형성되고, 상기 상부 캡의 저면은 시료를 거친 캐리어 가스가 상기 배출 노즐로 향하도록 하는 오리피스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 챔버 본체의 상단부 외주에는 상기 상부 캡과 결합되고, 외기의 유입을 차단하는 실링 링이 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 링 형상의 패킹 부재로서, 일측이 개방된 패킹 부재 바디는 상기 상부 캡과 상기 챔버 본체가 결합된 상태에서, 상기 상부 캡과 상기 챔버 본체의 상단부 외주를 동시에 수용할 수 있도록 종단면이 ㄷ자 형상이고, 상기 패킹 부재 바디 상에는 하나 이상의 조인트가 형성되고, 개방된 상기 일측에는 가압부가 형성되어 있는 패킹 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 다공성 베이스판은 상기 유입 노즐보다 상방에 위치됨으로써, 유입된 캐리어 가스가 상기 다공성 베이스판 상부에 위치되는 시료를 통과할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 시험 챔버 내부로 유입되는 캐리어 가스의 온도를 직접 조절할 수 있어서, 시험 챔버 내부의 온도를 시험이 수행되는 최적 온도인 상온으로 고정 시킬 수 있다.
그리고, 열 분배 장치 및/또는 열선을 이용하여 시험 챔버 내부의 온도를 고정 시킴으로써, 시험 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상부 캡의 저면에는 오리피스부가 포함되어, 시료를 거친 캐리어 가스가 배출 노즐을 향해 원활하게 모여 난류 또는 와류에 의한 기류 적체가 최소화 될 수 있다.
나아가, 링 형상의 패킹 부재에 의해 상부 캡과 챔버 본체의 상단부 외주를 동시에 수용하고 가압함으로써, 캐리어 가스의 릭 (leak) 현상을 최소화시킬 수 있고, 이에 따라 시험 결과에 대한 신뢰성 역시 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 챔버 시스템이 하우징 내부에 수용된 상태를 나타내는 정면도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 의한 시험 챔버의 종단면 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 의한 열 분배 장치의 개략도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 의한 패킹 부재의 상측면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 챔버 시스템(C) 이 하우징 (10) 내부에 수용된 상태를 나타내는 정면도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 의한 시험 챔버 (100) 의 종단면 개략도이다.
도 1 및 도 2 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 챔버 시스템 (C) 은 건축자재 또는 자동차 내장재에서 발생되는 오염물질 측정용 챔버 시스템 (C) 으로서, 내부에 다층 선반 (12) 이 형성되어 있는 하우징 (10) 내에 수용될 수 있다.
하우징 (10) 은 바닥판, 측판 및 상판을 비롯한 몸체부를 형성하는 하우징 베이스 (11), 하우징 베이스 (11) 내부에서 소정 간격을 두고 다층으로 배치되는 선반 (12), 도어 (13), 도어 (13) 의 일부에 형성되는 관측창 (14), 도어 (13) 의 일측 모서리부에 형성되는 손잡이부 (15) 를 포함한다.
하우징 베이스 (11), 선반 (12), 도어 (13) 및 손잡이부 (15) 는 금속재, 플라스틱재 등일 수 있으며, 내식성, 내오염성을 갖는다.
관측창 (14) 은 하우징 (10) 외부의 관찰자가 도어 (13) 를 개방하지 않은 상태에서도 하우징 (10) 내부의 작동 환경을 관찰할 있는 광투과성 재질로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 투명 플라스틱, 아크릴, 강화유리 등일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 챔버 시스템 (C) 은 시험 챔버 (100) 를 포함한다.
시험 챔버 (100) 는 챔버 본체 (110), 상부 캡 (120), 다공성 베이스판 (130), 유입 노즐 (140), 캐리어 가스 유입관 (150) 및 챔버 내측 유입관 (160) 을 포함한다.
챔버 본체 (110) 는 하부는 폐쇄되고 상부는 개방된 원통 형상일 수 있고, 시료를 수용한다.
챔버 본체 (110) 의 상단부 외주에는 실링 링 (111) 이 결합될 수 있다.
이러한 실링 링 (111) 은 상부 캡 (120) 과 결합됨으로써 외기의 유입을 차단한다.
실링 링 (111) 의 재질은 시일 (Seal) 성 향상을 위해 탄성 복원력이 있는 재질일 수 있고, 바람직하게는 고무, 플라스틱, 실리콘 등일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 테프론일 수 있다.
상부 캡 (120) 은 챔버 본체 (110) 의 개방부에서 챔버 본체 (110) 와 착탈식으로 결합될 수 있다.
이와 같이, 착탈식으로 결합되는 상부 캡 (120) 의 구조로서 챔버 본체 (110) 내부로 시료를 쉽게 투입할 수 있음과 동시에, 상부 캡 (120) 과 챔버 본체 (110) 사이로부터의 캐리어 가스 유출이 방지될 수 있고, 또한 상부 캡 (120) 과 챔버 본체 (110) 사이로의 외기 유입 역시 방지될 수 있다.
따라서, 신속한 시험 수행이 가능하고 시험 결과의 신뢰성이 향상된다.
상부 캡 (120) 은 배출 노즐 (121), 배출관 (122), 오리피스부 (123) 및 결합홈 (124) 를 포함한다.
배출 노즐 (121) 은 상부 캡 (120) 에서 상방으로 돌출되게 형성될 수 있다.
그리고, 배출관 (122) 은 배출 노즐 (121) 과 연결되어 배출 노즐 (121) 로부터 상방으로 연장되게 형성될 수 있다.
오리피스부 (123) 는 상부 캡 (120) 의 저면에서, 상부 캡 (120) 의 가장자리부터 배출 노즐 (121) 을 향해 완만한 곡선을 이루는 형태로 형성될 수 있다.
이러한 오리피스부 (123) 를 통해, 시료를 거친 캐리어 가스가 배출 노즐 (121) 로 향한다.
즉, 챔버 본체 (110) 내부의 캐리어 가스가 특정 공간에서 난류 또는 와류를 형성하여 적체되지 않고 배출 노즐 (121) 을 향해 원활하게 모여 배출된다.
따라서, 측정 값이 특정 순간에 펄스파 형상으로 튐에 따라 오류가 발생되거나, 시험 오차가 발생되는 현상이 현저히 감소된다.
결합홈 (124) 은 챔버 본체 (110) 의 실링 링 (111) 에 대응되는 형상으로 형성되어, 실링 링 (111) 과 결합될 수 있다.
결합홈 (124) 의 내측면은 실링 링 (111) 과 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
다공성 베이스판 (130) 은 챔버 본체 (110) 내부에 위치되고, 챔버 본체 (110) 의 저면으로부터 소정간격 이격될 수 있다.
그리고, 다공성 베이스판 (130) 의 외주면은 챔버 본체 (110) 의 내주면과 결합되어 다공성 베이스판 (130) 에 의해 시료가 지지될 수 있다.
다공성 베이스판 (130) 은 평판 형상에 복수의 홀 (131) 이 형성된 것일 수 있다.
다공성 베이스판 (130) 은 유입 노즐 (140) 보다 상방에 위치될 수 있다.
이로써, 유입된 캐리어 가스가 기체의 확산에 따른 자연스러운 흐름으로 다공성 베이스판 (130) 의 상부에 위치되는 시료를 통과할 수 있어, 시료로부터 방출되는 오염물질이 원활하고 효과적으로 측정될 수 있다.
유입 노즐 (140) 은 챔버 본체 (110) 의 하측에 위치될 수 있고, 캐리어 가스를 수용한다.
유입 노즐 (140) 은 캐리어 가스 유입관 (150) 과 장착 또는 분리가 쉽게 이루어지도록 챔버 본체 (110) 의 외측으로 형성될 수 있다.
캐리어 가스 유입관 (150) 은 유입 노즐 (140) 로부터 챔버 본체 (110) 의 외측으로 연장되게 형성될 수 있으며, 시험 단계에 따라 유입 노즐 (140) 과 장착 또는 분리될 수 있다.
챔버 내측 유입관 (160) 은 캐리어 가스 유입관 (150) 과 연결되어 챔버 본체 (110) 내측으로 연장되게 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 챔버 시스템 (C) 은 캐리어 가스의 온도를 특정 값으로 유지시키는 온도 유지 장치를 포함한다.
이로써, 시험 챔버 (100) 내부로 유입되는 캐리어 가스의 온도를 직접 조절할 수 있어서, 시험 챔버 (100) 내부의 온도를 상온으로 고정 시킬 수 있다.
또한, 시험 챔버 (100) 내부의 온도를 고정 시킴으로써, 시험 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 온도를 직접 조절한다는 것은 캐리어 가스 자체에 열 에너지를 공급한다는 것을 의미한다.
이하에서는, 온도 유지 장치의 일 실시예로서 열 분배 장치 (300) 와 열선 (400) 에 대해 설명하도록 한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 의한 열 분배 장치 (300) 의 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 온도 유지 장치는 열 분배 장치 (300) 일 수 있다.
열 분배 장치 (300) 는 항온 베슬 (310), U자형 열선 (320), 실링 부재 (330), 유입관 (340) 및 캐리어 가스 분기관 (350) 을 포함한다.
항온 베슬 (310) 은 일측은 폐쇄되고, 타측은 개방되도록 형성될 수 있고, 내부에 캐리어 가스를 저장한다.
U자형 열선 (320) 은 항온 베슬 (310) 의 타측으로 삽입되어 항온 베슬 (310) 내부를 통과하도록 형성될 수 있다.
실링 부재 (330) 는 항온 베슬 (310) 의 타측에 결합되어서, U자형 열선 (320) 을 가이드하고 항온 베슬 (310) 내부로의 외기 유입을 차단한다.
유입관 (340) 은 일단이 항온 베슬 (310) 과 연결되고, 유입관 (340) 을 통해 항온 베슬 (310) 내부로 캐리어 가스가 유입된다.
유입관 (340) 상에는 유입관 밸브 (341) 가 형성되어 캐리어 가스의 유입이 조절될 수 있다.
캐리어 가스 분기관 (350) 은 일단이 항온 베슬 (310) 과 연결된 상태에서 항온 베슬 (310) 의 외측으로 연장되게 형성될 수 있고, 타단은 시험 챔버 (100) 에 포함된 캐리어 가스 유입관 (150) 과 연결될 수 있다.
열 분배 장치 (300) 의 작동에 관하여 설명하면, 유입관 밸브 (341) 가 개방상태일 때, 유입관 (340) 을 통해 캐리어 가스가 유입되고 항온 베슬 (310) 내부에 캐리어 가스가 일시적으로 저장되면서 캐리어 가스는 U자형 열선 (320) 에서 발생되는 열 에너지를 흡수하여 소정 온도까지 가열된다.
캐리어 가스의 온도가 소정 온도에 도달되면, 캐리어 가스 분기관 밸브 (351) 가 개방되고 캐리어 가스 분기관 (350) 을 통해 캐리어 가스는 항온 베슬 (310) 로부터 각 캐리어 가스 유입관 (150) 으로 배출된다.
이처럼, 캐리어 가스 자체를 직접 가열함으로써, 에너지 소모가 최소화 되면서도, 설정된 시험 챔버 (100) 내부의 온도와 캐리어 가스의 온도차로 인해 시험 챔버 (100) 내부의 온도가 급격하게 변화되는 것이 방지된다.
시험 과정 전반을 상정하여 보다 구체적으로 설명하면, 소정 값 (예: 상온인 25℃) 으로 가열된 캐리어 가스는 항온 베슬 (310) 로부터 캐리어 가스 분기관 (350) 을 거쳐 캐리어 가스 유입관 (150) 을 통해 시험 챔버 (100) 내부로 유입된다. 그 후, 기체의 확산에 따라 캐리어 가스는 다공성 베이스판 (130) 상방에 위치되는 시료를 통과한다.
그리고, 통과 후의 캐리어 가스는 상부 캡 (120) 의 배출 노즐 (121) 과 배출관 (122) 을 거쳐 캐리어 가스 분석 장비 (미도시) 로 향하고, 이에 의해 시험 결과 값이 도출된다.
이 때, 캐리어 가스는 열 분배 장치 (300) 를 거쳐 이미 시험에 적합하도록 설정된 소정 온도로 가열되어 시험 챔버 (100) 내부로 유입되기 때문에, 유입된 캐리어 가스는 시험에서 상정하고 있는 온도를 변화시키지 않는다.
따라서, 시험 오차가 현저히 감소되고 시험 결과의 신뢰성이 더욱 향상된다.
일 실시예에 의하면, 온도 유지 장치는 U자형 열선 (320) 의 온도를 측정하는 온도 측정부와 온도 측정부에서 측정된 U자형 열선 (320) 의 온도를 입력값으로 하여, 피드백 제어를 통해 온도를 유지시키는 제어부를 더 포함한다.
바람직하게는 상기 제어부는 열 분배 장치 (300) 와 전기적으로 연결된 상태에서 제어 모듈 (200, 도 1 참조) 내에 구비될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 온도 유지 장치는 U자형 열선 (320) 의 온도가 설정 값 이상이 되는 경우, U자형 열선 (320) 으로 공급되는 에너지를 차단시키는 셧다운 장치를 더 포함한다.
바람직하게는 상기 셧다운 장치는 열 분배 장치 (300) 와 전기적으로 연결된 상태에서 제어 모듈 (200, 도 1 참조) 내에 구비될 수 있다.
셧다운 장치는 순간적인 동작에 의해, U자형 열선 (320) 으로 공급되는 에너지를 차단시키는 장치일 수 있다.
이로써, U자형 열선 (320) 의 과열로 인해 캐리어 가스가 설정 온도 값 이상으로 가열되는 것을 방지할 수 있을 뿐만아니라, 챔버 시스템 (C) 의 안전성이 확보될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 온도 유지 장치는 상기 온도 측정부에 의해 측정된 U자형 열선 (320) 의 온도가 시각적으로 인식될 수 있게 표시하는 온도 표시부를 더 포함한다.
바람직하게는 상기 온도 표시부는 열 분배 장치 (300) 와 전기적으로 연결된 상태에서 제어 모듈 (200, 도 1 참조) 내에 구비될 수 있다.
이로써, 사용자에게 현재 유입되는 캐리어 가스의 온도를 실시간으로 제공할 수 있다.
다시 도 2 로 돌아가면, 온도 유지 장치는 열선 (400) 일 수 있다.
열선 (400) 은 캐리어 가스 유입관 (150) 의 외측면을 감싸도록 형성될 수 있으며, 이중 나선 코일일 수 있다.
열선 (400) 의 작동에 관하여 설명하면, 열선 (400) 은 캐리어 가스 유입관 (150) 내부의 캐리어 가스에 열 에너지를 공급함으로써, 캐리어 가스를 소정 온도까지 가열시킬 수 있다.
이처럼, 캐리어 가스 자체를 직접 가열함으로써, 에너지 소모가 최소화 되면서도, 설정된 시험 챔버 (100) 내부의 온도와 캐리어 가스의 온도차로 인해 시험 챔버 (100) 내부의 온도가 급격하게 변화되는 것이 방지된다.
시험 과정 전반을 상정하여 보다 구체적으로 설명하면, 소정 값 (예: 상온인 25℃) 으로 가열된 캐리어 가스는 캐리어 가스 유입관 (150) 을 통해 시험 챔버 (100) 내부로 유입된다. 그 후, 기체의 확산에 따라 캐리어 가스는 다공성 베이스판 (130) 상방에 위치되는 시료를 통과한다.
그리고, 통과 후의 캐리어 가스는 상부 캡 (120) 의 배출 노즐 (121) 과 배출관 (122) 을 거쳐 캐리어 가스 분석 장비 (미도시) 로 향하고, 이에 의해 시험 결과 값이 도출된다.
이 때, 캐리어 가스는 열선 (400) 에 의해 이미 시험에 적합하도록 설정된 소정 온도로 가열되어 시험 챔버 (100) 내부로 유입되기 때문에, 유입된 캐리어 가스는 시험에서 상정하고 있는 온도를 변화시키지 않는다.
따라서, 시험 오차가 현저히 감소되고 시험 결과의 신뢰성이 더욱 향상된다.
일 실시예에 의하면, 온도 유지 장치는 열선 (400) 의 온도를 측정하는 온도 측정부와 온도 측정부에서 측정된 열선 (400) 의 온도를 입력값으로 하여, 피드백 제어를 통해 온도를 유지시키는 제어부를 더 포함한다.
바람직하게는 상기 제어부는 열선 (400) 과 전기적으로 연결된 상태에서 제어 모듈 (200, 도 1 참조) 내에 구비될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 온도 유지 장치는 열선 (400) 의 온도가 설정 값 이상이 되는 경우, 열선 (400) 으로 공급되는 에너지를 차단시키는 셧다운 장치를 더 포함한다.
바람직하게는 상기 셧다운 장치는 열선 (400) 과 전기적으로 연결된 상태에서 제어 모듈 (200, 도 1 참조) 내에 구비될 수 있다.
셧다운 장치는 순간적인 동작에 의해, 열선 (400) 으로 공급되는 에너지를 차단시키는 장치일 수 있다.
이로써, 열선 (400) 의 과열로 인해 캐리어 가스가 설정 온도 값 이상으로 가열되는 것을 방지할 수 있을 뿐만아니라, 챔버 시스템 (C) 의 안전성이 확보될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 온도 유지 장치는 상기 온도 측정부에 의해 측정된 열선 (400) 의 온도가 시각적으로 인식될 수 있게 표시하는 온도 표시부를 더 포함한다.
바람직하게는 상기 온도 표시부는 열선 (400) 과 전기적으로 연결된 상태에서 제어 모듈 (200, 도 1 참조) 내에 구비될 수 있다.
이로써, 사용자에게 현재 유입되는 캐리어 가스의 온도를 실시간으로 제공할 수 있다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 의한 패킹 부재의 상측면도이다.
도 2 및 도 4 를 참조하면, 패킹 부재 (170) 는 링 형상일 수 있고, 패킹 부재 바디 (171), 조인트 (172), 조인트 (173), 돌출부 (174), 힌지 (175), 볼트부 (176) 및 회전가압부재 (177) 를 포함한다.
패킹 부재 바디 (171) 는 일측이 개방된 형상일 수 있다.
패킹 부재 바디 (171) 는 상부 캡 (120) 과 챔버 본체 (110) 가 결합된 상태에서, 상부 캡 (120) 과 챔버 본체 (110) 의 상단부 외주를 동시에 수용할 수 있도록 종단면이 ㄷ자 형상일 수 있다.
즉, 상부 캡 (120) 의 결합홈 (124) 이 챔버 본체 (110) 외주면의 실링 링 (111) 과 결합한 상태일 때, 결합홈 (124) 상면에서부터 상부 캡 (120) 외주면을 따라 실링 링 (111) 의 저면까지를 감싸도록 장착될 수 있다.
패킹 부재 바디 (171) 상에는 하나 이상의 조인트 (172, 173) 가 형성될 수 있다.
이로써, 사용자의 패킹 부재 (170) 장착 용이성을 향상시킬 수 있다.
패킹 부재 (170) 의 개방된 일측에는 돌출부 (174) 가 형성될 수 있고, 돌출부 (174) 는 개방된 패킹 부재 바디 (171) 가 외주측으로 절곡된 형상일 수 있다.
일측 돌출부 (174) 에는 힌지 (175) 및 힌지 (175) 를 축으로 회전 가능한 볼트부 (176) 가 형성될 수 있다.
그리고, 볼트부 (176) 의 외면에는 나사산 (176a) 이 형성될 수 있다.
또한, 타측 돌출부 (174) 에는 볼트부 (176) 와 결함됨으로써 패킹 부재 (170) 의 개방된 일측의 간격을 좁혀 향상된 가압력을 지속적으로 부여할 수 있는 회전가압부재 (177) 가 위치될 수 있다.
회전가압부재 (177) 는 탄성을 가진 재질일 수 있으며, 바람직하게는 테프론, 금속재질, 고무재질 등일 수 있다.
회전가압부재 (177) 의 내주면에는 나사산 (176a) 과 대응되는 형상의 나사산이 형성될 수 있다.
이러한, 링 형상의 패킹 부재 (170) 에 의해 상부 캡 (120) 과 챔버 본체 (110) 의 상단부 외주를 동시에 수용하고 가압함으로써, 캐리어 가스의 릭 (leak) 현상을 최소화시킬 수 있고, 이에 따라 시험 결과에 대한 신뢰성 역시 더욱 향상시킬 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 하우징 (10)
100 : 시험 챔버 (100)
110 : 챔버 본체 (110)
120 : 상부 캡 (120)
130 : 다공성 베이스판 (130)
140 : 유입 노즐 (140)
150 : 캐리어 가스 유입관 (150)
160 : 챔버 내측 유입관 (160)
170 : 패킹 부재 (170)
200 : 제어 모듈 (200)
300 : 열 분배 장치 (300)
310 : 항온 베슬 (310)
320 : U자형 열선 (320)
330 : 실링 부재 (330)
340 : 유입관 (340)
350 : 캐리어 가스 분기관 (350)
400 : 열선 (400)

Claims (13)

  1. 내부에 다층 선반이 형성되어 있는 하우징 내에 수용되는, 건축자재 또는 자동차 내장재에서 발생되는 오염물질 측정용 챔버 시스템에 있어서,
    시료를 수용하는 챔버 본체;
    상기 챔버 본체와 착탈식으로 결합되는 상부 캡;
    상기 챔버 본체 내부에 위치되고, 상기 챔버 본체의 저면으로부터 이격되어 외주면이 상기 챔버 본체의 내주면과 결합된 다공성 베이스판;
    상기 챔버 본체의 하측에 위치되어 캐리어 가스를 수용하는 유입 노즐; 및
    상기 유입 노즐로부터 상기 챔버 본체의 외측으로 연장 형성된 캐리어 가스 유입관을 포함하는 시험 챔버와,
    상기 캐리어 가스의 온도를 특정 값으로 유지시키는 온도 유지 장치를 포함하는 오염물질 측정용 챔버 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 유지 장치는,
    일측은 폐쇄되고, 타측은 개방되도록 형성되고, 내부에 상기 캐리어 가스를 저장하는 항온 베슬;
    상기 항온 베슬의 타측으로 삽입되어 상기 항온 베슬 내부를 통과하는 U자형 열선;
    상기 항온 베슬의 타측에 결합되어서, 상기 U자형 열선을 가이드하고 상기 항온 베슬 내부로의 외기 유입을 차단하는 실링 부재;
    상기 항온 베슬 내부로 캐리어 가스를 유입받는 유입관; 및
    일단은 상기 항온 베슬과 연결된 상태에서 상기 항온 베슬 외측으로 연장되어, 타단은 상기 캐리어 가스 유입관과 연결된 캐리어 가스 분기관을 포함하는 열 분배 장치인 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 온도 유지 장치는,
    상기 U자형 열선의 온도를 측정하는 온도 측정부;
    상기 온도 측정부에서 측정된 U자형 열선의 온도를 입력값으로 하여, 피드백 제어를 통해 온도를 유지시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 온도 유지 장치는,
    상기 U자형 열선의 온도가 설정 값 이상이 되는 경우, 상기 U자형 열선으로 공급되는 에너지를 차단시키는 셧다운 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 온도 유지 장치는,
    상기 온도 측정부에 의해 측정된 U자형 열선의 온도가 시각적으로 인식될 수 있게 표시하는 온도 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 유지 장치는,
    상기 캐리어 가스 유입관의 외측면을 감싸도록 형성된 열선이되,
    상기 열선은 이중 나선 코일인 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 온도 유지 장치는,
    상기 열선의 온도를 측정하는 온도 측정부;
    상기 온도 측정부에서 측정된 열선의 온도를 입력값으로 하여, 피드백 제어를 통해 온도를 유지시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 온도 유지 장치는,
    상기 열선의 온도가 설정 값 이상이 되는 경우, 상기 열선으로 공급되는 에너지를 차단시키는 셧다운 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 온도 유지 장치는,
    상기 온도 측정부에 의해 측정된 열선의 온도가 시각적으로 인식될 수 있게표시하는 온도 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 캡에는 상방으로 돌출 형성된 배출 노즐이 형성되고,
    상기 상부 캡의 저면은 시료를 거친 캐리어 가스가 상기 배출 노즐로 향하도록 하는 오리피스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버 본체의 상단부 외주에는 상기 상부 캡과 결합되고, 외기의 유입을 차단하는 실링 링이 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    링 형상의 패킹 부재로서,
    일측이 개방된 패킹 부재 바디는 상기 상부 캡과 상기 챔버 본체가 결합된 상태에서, 상기 상부 캡과 상기 챔버 본체의 상단부 외주를 동시에 수용할 수 있도록 종단면이 ㄷ자 형상이고,
    상기 패킹 부재 바디 상에는 하나 이상의 조인트가 형성되고,
    개방된 상기 일측에는 가압부가 형성되어 있는 패킹 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 다공성 베이스판은 상기 유입 노즐보다 상방에 위치됨으로써, 유입된 캐리어 가스가 상기 다공성 베이스판 상부에 위치되는 시료를 통과할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 오염물질 측정용 챔버 시스템.
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