KR20210012799A - 저농도 대기 오염 물질 농축 키트 - Google Patents

저농도 대기 오염 물질 농축 키트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저농도 대기 오염 물질 농축 키트에 관한 것으로, 저농도의 대기 오염 물질을 농축시킨 후 탈착하여 오염 물질의 성분 및 농도를 감지할 수 있는 농축 키트에 관한 것이다. 본 발명은 소정 공간이 형성된 함체 내부에 송풍팬, 흡착부, 센서가 구비되어 유기 화합물을 흡착부에 흡착하여 농축한 후, 일정 시간 이후에 탈착하여 센서가 대기오염물질 성분과 농도를 감지 가능하고, 함체의 상면에는 태양전지판이 설치되어 농축 키트를 동작시키기 위한 별도의 전력이 소비되지 않으며, 흡착을 위한 외기흡입부와 탈착을 위한 외기흡입부가 별도로 형성되어 공기의 유동 방향이 방해받지 않는 농축 키트의 제공을 목적으로 한다.

Description

저농도 대기 오염 물질 농축 키트 {Low Concentration Air Pollutants Detection Kit}
본 발명은 저농도 대기 오염 물질 농축 키트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저농도의 대기 오염 물질을 농축시킨 후 탈착하여 오염 물질의 성분 및 농도를 감지할 수 있는 농축 키트에 관한 것이다.
대기오염물질이란 대기의 물질 중에서 인공적 또는 천연적으로 발생한 것으로 생물이나 물질에 악영향을 끼치는 미량물질로 가스 상태의 오염물질과 분진으로 나눌 수 있다. 전자에는 아황산가스, 일산화탄소 등이 있으며, 후자에는 미량중금속, 규산, 유기물질 등이 있다. 대기오염물질은 현재 측정 기술로 측정할 수 있는 종류만으로도 200종류가 넘으며, 앞으로 미량 물질의 측정 방법이 진전되면 더 증가될 것이다. 분진에는 가스의 흡착도 있어 복잡한 오염 물질의 형태를 가지는 것이 많고, 대기 중에서 오염 물질이 서로 반응하여 새로운 오염 물질을 생성하기도 한다.
대기오염물질을 처리하기 위해서는 공기 중의 대기오염물질을 감지해야 하는데 종래의 감지 센서는 대부분 ppm 단위까지 감지 가능하며, ppb 또는 ppt 단위까지 감지하기 위해서는 고가의 센서가 요구된다. 종래의 감지 센서는 상기한 바와 같이 ppm 단위까지만 감지가 가능하기 때문에 공기 중에 미량의 대기오염물질이 존재할 경우 감지할 수 없다는 문제점이 있다.
선행문헌 대한민국 등록특허공보 제10-1907622호 ("능동적인 농축률 제어수단을 구비한 농축 촉매 연소 시스템", 2018.10.05.)에는 유기화합물을 연소시켜 처리할 때 유기화합물을 농축하여 연소 가능한 온도를 낮추기 위한 것으로, 유기화합물을 농축시켜 농도를 높이기 위함 것이다.
그러나, 상기한 선행문헌은 유기화합물을 농축하여 연소에 적합한 농도로 맞추기 위한 것으로, 유기화합물의 성분이 무엇인지 감지하는 기술적 특징은 전혀 개시하고 있지 않다. 유기화합물의 성분이 무엇인지 감지해야 해당 유기화합물이 어디서 발생했는지 추적하고, 유기화합물의 발생을 저감할 수 있는 해결책을 모색해야 한다. 따라서, 본 발명은 공기중에 존재하는 유기화합물의 농도에 관계없이 유기화합물을 일정 시간 농축하여 종래의 감지 센서로 포착 가능한 농도가 되도록 형성해 유기화합물의 성분을 감지할 수 있도록 하는 농축 키트를 제안하고자 한다.
1. 대한민국 등록특허공보 제10-1907622호 ("능동적인 농축률 제어수단을 구비한 농축 촉매 연소 시스템", 2018.10.05.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 소정 공간이 형성된 함체 내부에 송풍팬, 흡착부, 센서가 구비되어 대기 오염물질을 흡착부에 흡착하여 농축한 후, 일정 시간 이후에 탈착하여 센서가 대기오염물질의 성분 및 농도를 감지 가능한 농축 키트의 제공을 목적으로 한다.
또한, 함체의 상면에는 태양전지판이 설치되어 농축 키트를 동작시키기 위한 별도의 전력이 소비되지 않으며, 흡착을 위한 외기흡입부와 탈착을 위한 외기흡입부가 별도로 형성되어 공기의 유동 방향이 방해받지 않는 농축 키트의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 저농도 대기 오염 물질 농축 키트는, 내부 공간이 형성된 함체; 상기 함체 내부로 혼합공기가 유입되도록 상기 함체의 상단부 및 하단부에 형성되는 유입부; 상기 함체 내부의 혼합공기가 외부로 배출되도록 상기 함체의 상단부 및 하단부에 형성되는 배출부; 상기 함체 내부에 설치되어 상기 혼합공기의 대기 오염 물질이 흡착되는 농축부; 상기 농축부의 하부에 설치되어 회전 방향에 따라 상기 혼합공기의 대기 오염 물질이 상기 농축부에 흡착되거나, 탈착되도록 하는 팬; 및 상기 농축부의 상부에 설치되어 상기 농축부로부터 농축된 대기 오염 물질의 농도를 측정하고 종류를 감지하는 센서;를 포함하며, 상기 농축부는 상기 함체 내부 공간을 구획하도록 설치되어 상기 농축부의 상부는 제1구역, 상기 농축부의 하부는 제2구역으로 구분되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유입부는, 상기 함체의 상단부에 형성되어 상기 혼합공기가 상기 제1구역으로 유입되도록 하는 제1유입부, 상기 함체의 하부에 형성되어 상기 농축부에 흡착된 대기 오염 물질을 탈착시키기 위한 캐리어 가스가 상기 제2구역으로 유입되도록 하는 제2유입부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배출부는, 상기 함체의 하단부에 형성되어 상기 농축부를 통과하여 상기 제2구역에 위치하는 공기가 외부로 배출되도록 하는 제1배출부, 상기 함체의 상단부에 형성되어 상기 제1구역에 위치하는 상기 캐리어 가스 및 상기 농축부로부터 탈착된 대기 오염 물질을 포함하는 농축가스가 외부로 배출되도록 하는 제2배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 팬은, 상기 농축부에 대기 오염 물질이 흡착되도록 하는 회전 방향과 탈착되도록 하는 회전 방향은 반대인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 대기 오염 물질 농축 키트는, 상기 제1유입부, 상기 제2유입부, 상기 제1배출부 및 상기 제2배출부의 개폐 및 상기 팬의 회전 방향을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 대기 오염 물질 농축 키트는, 상기 함체의 외면에 설치된 태양전지판; 및 상기 태양전지판으로부터 생성된 에너지를 저장하는 배터리;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 대기 오염 물질 농축 키트는, 상기 농축부의 하단에 형성되어 대기 오염 물질이 통과할 수 없도록 하는 필터;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 저농도 대기 오염 물질 농축 키트를 이용한 대기 오염 물질 농축 방법은, 함체의 하단부에 설치된 팬을 회전시켜, 함체의 상단부에 형성된 유입부를 통해 상기 함체 상단부로 대기 오염 물질이 포함된 혼합공기가 유입되는 제1유입단계; 상기 제1유입단계에서 유입된 혼합공기에 포함된 대기 오염 물질이 농축부에 흡착되는 흡착 단계; 및 상기 농축부를 통과한 공기가 상기 함체의 하단부에 형성된 배출부를 통해 배출되는 제1배출단계;로 이루어지는 제1단위공정을 포함하고, 상기 팬을 상기 제1유입단계에서와 반대 방향으로 회전시켜 상기 함체의 하단부에 형성된 유입부를 통해 상기 함체 내부로 캐리어 가스가 유입되는 제2유입단계; 상기 제2유입단계에서 유입된 캐리어가스에 의해 상기 농축부에 흡착된 대기 오염 물질이 탈착되는 탈착 단계; 상기 대기 오염 물질 및 캐리어 가스를 포함하는 농축가스가 상기 함체의 상단부에 형성된 배출부를 통해 배출되는 제2배출단계; 및 센서가 상기 제2배출단계에서 배출되는 농축가스에 포함된 대기 오염 물질의 종류 및 농도를 측정하는 측정 단계;로 이루어지는 제2단위공정을 더 포함하되, 상기 제2단위공정은 상기 제1단위공정을 일정 시간 진행한 후 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 농축 방법은, 상기 제1단위공정을 진행한 시간이 미리 설정된 값 이상인지 판단하는 제1판단단계;를 더 포함하며, 상기 제1판단단계에서 제1단위공정을 진행한 시간 값이 미리 설정된 값 이상이라고 판단될 경우, 상기 함체의 상부에 형성된 유입구 및 상기 함체의 하부에 형성된 배출구를 닫고 상기 제2단위공정을 진행하며, 상기 제1판단단계에서 제1단위공정을 진행한 시간 값이 미리 설정된 값 미만이라고 판단될 경우, 상기 제1단위공정을 더 진행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 저농도 대기 오염 물질 농축 키트를 이용한 또 다른대기 오염 물질 농축 방법은, 함체의 하단부에 설치된 팬을 회전시켜, 함체의 상단부에 형성된 유입부를 통해 상기 함체 상단부로 대기 오염 물질이 포함된 혼합공기가 유입되는 제1유입단계; 상기 제1유입단계에서 유입된 혼합공기에 포함된 대기 오염 물질이 농축부에 흡착되는 흡착 단계; 및 상기 농축부를 통과한 공기가 상기 함체의 하단부에 형성된 배출부를 통해 배출되는 제1배출단계;로 이루어지는 제1단위공정을 일정 시간 연속적으로 진행한 후, 상기 팬을 상기 제1유입단계에서와 반대 방향으로 회전시켜 상기 함체의 하단부에 형성된 유입부를 통해 상기 함체 내부로 캐리어 가스가 유입되는 제2유입단계; 상기 제2유입단계에서 유입된 캐리어가스에 의해 상기 농축부에 흡착된 대기 오염 물질이 탈착되는 탈착 단계; 상기 대기 오염 물질 및 캐리어 가스를 포함하는 농축가스가 상기 함체의 상단부에 형성된 배출부를 통해 배출되는 제2배출단계; 및 센서가 상기 제2배출단계에서 배출되는 농축가스에 포함된 대기 오염 물질의 종류 및 농도를 측정하는 측정 단계;로 이루어지는 제2단위공정을 진행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 농축 방법은, 상기 제2단위공정을 진행한 후, 상기 센서가 측정한 데이터를 서버나 사용자의 단말기로 송신하는 데이터 송신 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 농축 방법은, 상기 데이터 송신 단계 이후, 상기 제1단위공정을 재진행하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 저농도 대기 오염 물질 농축 키트는, 소정 공간이 형성된 함체 내부에 송풍팬, 흡착부, 센서가 구비되어 대기오염물질을 흡착부에 흡착하여 농축한 후, 일정 시간 이후에 탈착하여 센서가 대기오염물질의 성분 및 농도를 감지 가능하기 때문에 경제적 효과가 있다. 또한, 함체의 상면에 형성된 태양전지판에 의해 별도의 전력이 소비되지 않아 에너지 사용을 절감할 수 있다는 효과가 있으며, 흡착을 위한 외기흡입부와 탈착을 위한 외기흡입부가 별도로 형성되어 공기의 유동 방향이 방해받지 않아 유기화합물의 흡착과 탈착이 용이하다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저농도 대기 오염 물질 농축 키트의 개략도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저농도 대기 오염 물질 농축 키트의 개략도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저농도 대기 오염 물질 농축 키트의 개략도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저농도 대기 오염 물질 농축 키트의 블록도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저농도 대기 오염 물질 농축 키트의 블록도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 저농도 대기 오염 물질 농축 키트를 이용한 대기 오염 물질 농축 방법 순서도
도 7은 본 발명의 일 실시예의 변형 예에 따른 저농도 대기 오염 물질 농축 키트를 이용한 대기 오염 물질 농축 방법 순서도
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저농도 대기 오염 물질 농축 키트의 개략도
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저농도 대기 오염 물질 농축 키트의 개략도를 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 내부 공간이 마련된 함체(100)가 형성되어 있으며, 함체(100) 내부에는 대기 오염 물질이 흡착되는 농축부(400)가 함체(100)의 내면과 접하도록 함체(100)의 길이 방향을 따라 형성되어 있고, 외부 공기가 유입되는 유입부(200) 및 함체(100) 내부 공기가 배출되는 배출부(300)가 복수 개 형성되어 있다. 또한, 대기 오염 물질의 농도를 측정하고 대기 오염 물질의 종류를 감지하는 센서(600)가 함체(100) 내부에 설치되어 있다. 농축부(400)의 하부에는 외부 공기의 유입과 배출을 위한 팬(500)이 형성되어 있으며, 함체(100)의 하부에는 농축 키트의 동작을 제어하는 제어부(700)가 형성되어 있다. 함체(100)의 일측에는 본 발명의 농축 키트를 동작시키는 데 필요한 전력을 제공하는 배터리(800)가 설치되어 있으며, 배터리(800)는 함체(100)의 상면에 설치된 태양 전지판(900)으로부터 생성된 에너지를 저장한다.
함체(100)는 농축부(400)를 기준으로 농축부(400)의 상부 공간은 제 1 구역(110), 하부 공간은 제 2 구역(120)으로 구분되며, 유입부(200)와 배출부(300)또한 형성된 위치에 따라 제 1 유입부(210), 제 2 유입부(220), 제 1 배출부(310) 및 제 2 배출부(320)로 구분된다. 이때, 함체(100)의 상단부에는 제 1 구역(110)과 연통되도록 형성되는 제 1 유입부(210), 제 2 배출부(320)가 설치되며, 함체(100)의 하단부에는 제 2 구역(120)과 연통되도록 형성되는 제 2 유입부(220)와 제 1 배출부(310)가 설치되는 것을 특징으로 한다. 상기한 바와 같이 각각의 유입부(200)와 배출부(300)가 구분되어 형성되어 외부 공기에 포함된 대기 오염 물질을 농축부(400)에 흡착부에 흡착시키는 유로와 농축부(400)에 흡착된 대기 오염 물질이 탈착되도록 하는 유로가 따로 형성되는 것을 특징으로 한다. 상기 공기의 흐름에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저농도 대기 오염 물질 농축 키트의 개략도를 도시하고 있다. 도 2는 대기 오염 물질이 농축부(400)에 흡착될 때를 도시한 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 구역(110)과 연통되어 형성된 제 1 유입부(210)를 통해 대기 오염 물질이 포함된 혼합공기(공기+대기 오염 물질)가 함체(100) 내부로 유입된다. 이때, 혼합공기가 함체(100) 내부로 용이하게 유입되도록 팬(500)이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 것이 바람직하다.
함체(100) 내부로 유입된 혼합공기는 농축부(400)를 통과하고, 농축부(400)를 통과하며 혼합공기에 포함된 대기 오염 물질은 농축부(400)에 흡착되고, 대기 오염 물질이 제거된 공기는 제 2 구역(120)과 연통되어 형성된 제 1 배출부(310)를 통해 외부로 배출된다. 이로 인해, 혼합공기에 대기 오염 물질이 센서에 감지되지 않을 만큼 포함되어 있더라도 미리 정해진 시간 동안 농축부(400)를 통과하며 흡착되어 농축부(400)의 대기 오염 물질 농도는 혼합공기에 포함된 대기 오염 물질의 농도보다 높아진다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저농도 대기 오염 물질 농축 키트의 개략도를 도시하고 있다. 도 3은 대기 오염 물질이 농축부(400)에 흡착될 때를 도시한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이 제 2 구역(120)과 연통되어 형성된 제 2 유입부(220)를 통해 농축부(400)에 흡착된 대기 오염 물질을 농축부(400)로부터 탈착하기 위한 캐리어 가스(외기)가 함체(100) 내부로 유입된다. 이때, 캐리어 가스가 함체(100) 내부로 용이하게 유입되도록 팬(500)이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 것이 바람직하나, 농축부(400)에 흡착될 때와는 반대 방향으로 회전하는 것이 바람직하다. 함체(100) 내부로 유입된 캐리어 가스는 농축부(400)를 통과하고, 농축부(400)를 통과하며 농축부(400)에 흡착된 대기 오염 물질이 농축부(400)로부터 탈착되도록 한다.
대기 오염 물질이 흡착된 농축부(400)는 각종 휘발성 대기오염물질을 흡착시킬 수 있는 재질의 흡착제를 포함할 수 있다. 상기 흡착제는 섬유질 또는 무기질의 필터일 수 있으며, 높은 비표면적과 작은 기공 크기를 다공성 필터가 바람직할 수 있다. 구체적으로, 상기 다공질 필터는 800 ㎡/g 이상의 비표면적을 가질 수 있으며, 50 nm 이하의 평균 기공 크기를 가질 수 있으며, 비한정적으로 2000 ㎡/g 이하의 비표면적을 가질 수 있고, 2 nm 이상의 평균 기공 크기를 가질 수 있다.
농축부(400)로부터 탈착된 대기 오염 물질과 캐리어 가스가 혼합된 농축 가스(농축부(400)로부터 탈착된 대기 오염 물질 + 캐리어 가스)는 제 2 배출부(320)를 통해 배출되며, 별도의 정화 과정을 거친 후 외부로 배출될 수 있다. 이때, 제 2 배출부(320) 인근에는 농축 가스의 대기 오염 물질 농도를 측정하고, 대기 오염 물질의 종류를 감지하는 센서(600)가 설치되어 있어, 농축 가스가 제 2 배출부(320)로 이동할 때 센서(600)에 의해 농축 가스가 감지된다. 대기 오염 물질은 농축부(400)에 흡착되어 혼합가스와 비교했을 때 상대적으로 고농도이기 때문에 센서(600)가 충분히 감지할 수 있다.
이때, 제 2 구역(120)에는 팬(500)이 설치되어 있기 때문에 제 2 유입부(220)로 유입된 캐리어 가스는 팬(500)이 회전하는 동력에 의해 유속이 빨라지고, 압력도 높아져 농축부(400)에 흡착된 대기 오염 물질을 더 쉽게 탈착시킬 수 있다.
탈착된 대기 오염 물질은 상기 센서(600)를 통해 감지될 수 있으며, 상기 센서(600)는 각종 대기오염물질을 감지할 수 있는 공지의 화학센서일 수 있다. 예를 들어, 산화물 반도체 재료를 사용하는 반도체식 가스센서, VOC를 전자와 충돌하여 이온화시켜 검출하는 이온화식 가스센서 또는 팔라듐, 백금 같은 촉매, 알루미나 담체를 이용한 접촉 연소식 가스센서가 예시될 수 있다. 구체적인 일 예로, 반도체식 가스센서는 SnO2, TiO2, ZrO 및 In2O3와 같은 금속 산화물을 이용한 센서일 수 있으며, 주위 가스의 흡착 및 탈착에 의해 발생하는 감지체의 표면반응을 이용하여 가스의 농도 및 종류를 측정하는 것일 수 있으나, 이에 제한받지 않는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저농도 대기 오염 물질 농축 키트의 블록도를 도시하고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 저농도 대기 오염 물질 농축 키트는 키트의 동작을 제어하는 제어부(700)가 설치되어 있으며, 제 1 유입부(210), 제 2 유입부(220), 제 1 배출부(310) 및 제 2 배출부(320)의 개폐를 제어한다.
혼합공기에 포함된 대기 오염 물질을 농축부(400)에 흡착시킬 때는 제 1 유입부(210) 및 제 1 배출부(310)를 열고, 제 2 유입부(220), 제 2 배출부(320)는 닫아 함체(100) 내부로 유입된 혼합가스가 제 1 유입부(210)→제 1 구역(110)→농축부(400)→제 2 구역(120)→제 1 배출부(310)를 순차적으로 통과하도록 하는 유로를 형성한다. 반대로, 농축부(400)로부터 대기 오염 물질을 탈착할 때는 제 1 유입부(210) 및 제 1 배출부(310)를 닫고, 제 2 유입부(220), 제 2 배출부(320)를 열어 함체(100) 내부로 유입된 캐리어 가스가 제 2 유입부(220)→제 2 구역(120)→농축부(400)→제 1 구역(110)→제 2 배출부(320)를 순차적으로 통과하도록 하는 유로를 형성한다. 이로 인해, 대기 오염 물질을 흡착할 때와 탈착할 때의 공기의 유동을 서로 간섭하지 않고 하나의 키트로 유로를 각각 형성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저농도 대기 오염 물질 농축 키트의 블록도를 도시하고 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 저농도 대기 오염 물질 농축 키트의 제어부(700)는 제 1 유입부(210), 제 2 유입부(220), 제 1 배출부(310) 및 제 2 배출부(320)의 개폐뿐만 아니라 팬(500)의 동작도 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 대기 오염 물질을 흡착할　때와 탈착할 때 팬(500)의 회전 방향이 반대 방향으로 회전하도록 제어하며, 센서(600)로부터 측정된 대기 오염 물질의 농도 값에 따라 캐리어 가스의 유입량을 제어하기 위해 팬(500)의 회전 속도를 제어할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 저농도 대기 오염 물질 농축 키트를 이용한 대기 오염 물질 농축 방법 순서도를 도시하고 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 저농도 대기 오염 물질 농축 키트를 이용한 대기 오염 물질 농축 방법은 먼저 대기 오염 물질을 포함하는 혼합공기가 제 1 유입부(210)를 통해 함체(100) 내부로 유입되는 제 1 유입 단계(S100), 혼합공기에 포함된 대기 오염 물질이 농축부(400)에 흡착되는 흡착 단계(S200), 농축부(400)를 통과하여 대기 오염 물질이 제거된 공기가 제 1 배출부(310)를 통해 외부로 배출되는 제 1 배출 단계(S300)를 진행하며 대기 오염 물질이 농축부(400)에 흡착된다. 상기한 바와 같은 대기 오염 물질 흡착 공정을 제1단위공정이라고 한다.
상기 제1단위공정 이후, 농축부(400)에 흡착된 대기 오염 물질을 탈착하기 위해 제 2 유입부(220)를 통해 캐리어 가스가 함체(100) 내부로 유입되는 제 2 유입 단계(S400), 제 2 유입 단계(S400)에서 유입된 캐리어 가스가 농축부(400)를 통과하며 농축부(400)에 흡착된 대기 오염 물질을 농축부(400)로부터 탈착시키는 탈착 단계(S500), 농축부(400)로부터 탈착된 대기 오염 물질과 농축부(400)를 통과한 캐리어 가스인 농축 가스가 제 2 배출부(320)를 통해 외부로 배출되는 제 2 배출 단계(S600)에 의해 대기 오염 물질이 농축부(400)로부터 탈착되며, 함체(100) 내부에 설치되되, 제 2 배출부(320) 인근에 설치되는 센서(600)가 제 2 배출 단계(S600)에서 배출되는 농축 가스에 포함된 대기 오염 물질의 농도를 측정하고 종류를 감지하는 측정 단계(S700)를 진행한다. 상기한 바와 같은 대기 오염 물질 탈착 및 대기 오염 물질 측정 및 종류 감지 공정을 제2단위공정이라고 한다. 상기 제1단위공정 및 상기 제2단위공정을 통해 외부 공기에 대기 오염 물질이 포함된 양이 센서에 감지되지 않을 만큼 저농도임에도 불구하고 용이하게 감지할 수 있다는 효과가 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예의 변형 예에 따른 저농도 대기 오염 물질 농축 키트를 이용한 대기 오염 물질 농축 방법 순서도를 도시하고 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 대기 오염 물질 농축 방법은 제1단위공정 이후에 제 1 판단 단계(S310)가 더 진행될 수 있다.
제 1 판단 단계(S310)는 농축부(400)에 대기 오염 물질이 충분히 흡착될 수 있도록 미리 설정된 시간이 경과했는지 판단하는 단계이다. 미리 설정된 시간이 경과했다고 판단될 경우, 제 1 유입부(210) 및 제 1 배출부(310)를 닫고 제2단위공정을 진행하며, 미리 설정된 시간이 경과하지 않았다고 판단될 경우, 제1단위공정을 계속 진행하는 것이 바람직하다. 이때, 기준 시간은 사용자가 자유롭게 변경할 수 있다.
또한, 제2단위공정 이후에 센서(600)가 측정 단계(S700)에서 수집한 데이터를 서버나 사용자의 단말기로 송신하는 데이터 송신 단계(S800)를 더 진행한다. 데이터 송신 단계(S800) 이후 본 발명의 저농도 대기 오염 물질 농축 키트는 다시 제1단위공정을 진행하여 반복 작업을 수행하는 것을 특징으로 한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저농도 대기 오염 물질 농축 키트의 개략도를 도시하고 있다. 도 8에 도시된 바와 같이 농축부(400)의 하부에는 대기 오염 물질은 통과할 수 없는 필터(410)가 더 설치되어 있다. 필터(410) 또한 농축부(400)와 마찬가지로 길이 방향 양 끝단이 함체(100)의 내면과 접촉하도록 설치되는 것이 바람직하다. 필터(410)는 대기 오염 물질이 통과할 수 없기 때문에 혼합공기가 농축부(400)에 머무르는 시간을 연장시켜 농축부(400)에 흡착되는 대기 오염 물질의 양을 늘릴 수 있다는 효과가 있다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
10 농축 키트
100 함체
110 제 1 구역
120 제 2 구역
200 유입부
210 제1유입부
220 제2유입부
300 배출부
310 제1배출부
320 제2배출부
400 농축부
410 필터
500 팬
600 센서
700 제어부
800 배터리
900 태양 전지판

Claims (12)

  1. 대기 오염 물질이 포함된 혼합공기의 대기 오염 물질을 농축시키기 위한 키트에 있어서,
    내부 공간이 형성된 함체;
    상기 함체 내부로 혼합공기가 유입되도록 상기 함체의 상단부 및 하단부에 형성되는 유입부;
    상기 함체 내부의 혼합공기가 외부로 배출되도록 상기 함체의 상단부 및 하단부에 형성되는 배출부;
    상기 함체 내부에 설치되어 상기 혼합공기의 대기 오염 물질이 흡착되는 농축부;
    상기 농축부의 하부에 설치되어 회전 방향에 따라 상기 혼합공기의 대기 오염 물질이 상기 농축부에 흡착되거나, 탈착되도록 하는 팬; 및
    상기 농축부의 상부에 설치되어 상기 농축부로부터 농축된 대기 오염 물질의 농도를 측정하고 종류를 감지하는 센서;
    를 포함하며,
    상기 농축부는 상기 함체 내부 공간을 구획하도록 설치되어 상기 농축부의 상부는 제1구역, 상기 농축부의 하부는 제2구역으로 구분되는 것을 특징으로 하는 저농도 대기 오염 물질 농축 키트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유입부는,
    상기 함체의 상단부에 형성되어 상기 혼합공기가 상기 제1구역으로 유입되도록 하는 제1유입부,
    상기 함체의 하부에 형성되어 상기 농축부에 흡착된 대기 오염 물질을 탈착시키기 위한 캐리어 가스가 상기 제2구역으로 유입되도록 하는 제2유입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 저농도 대기 오염 물질 농축 키트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 배출부는,
    상기 함체의 하단부에 형성되어 상기 농축부를 통과하여 상기 제2구역에 위치하는 공기가 외부로 배출되도록 하는 제1배출부,
    상기 함체의 상단부에 형성되어 상기 제1구역에 위치하는 상기 캐리어 가스 및 상기 농축부로부터 탈착된 대기 오염 물질을 포함하는 농축가스가 외부로 배출되도록 하는 제2배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 저농도 대기 오염 물질 농축 키트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 팬은,
    상기 농축부에 대기 오염 물질이 흡착되도록 하는 회전 방향과 탈착되도록 하는 회전 방향은 반대인 것을 특징으로 하는 저농도 대기 오염 물질 농축 키트.
  5. 제4항에 있어서, 상기 대기 오염 물질 농축 키트는,
    상기 제1유입부, 상기 제2유입부, 상기 제1배출부 및 상기 제2배출부의 개폐 및 상기 팬의 회전 방향을 제어하는 제어부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저농도 대기 오염 물질 농축 키트.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 대기 오염 물질 농축 키트는,
    상기 함체의 외면에 설치된 태양전지판; 및
    상기 태양전지판으로부터 생성된 에너지를 저장하는 배터리;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저농도 대기 오염 물질 농축 키트.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 대기 오염 물질 농축 키트는,
    상기 농축부의 하단에 형성되어 대기 오염 물질이 통과할 수 없도록 하는 필터;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저농도 대기 오염 물질 농축 키트.
  8. 함체의 하단부에 설치된 팬을 회전시켜, 함체의 상단부에 형성된 유입부를 통해 상기 함체 상단부로 대기 오염 물질이 포함된 혼합공기가 유입되는 제1유입단계;
    상기 제1유입단계에서 유입된 혼합공기에 포함된 대기 오염 물질이 농축부에 흡착되는 흡착 단계; 및
    상기 농축부를 통과한 공기가 상기 함체의 하단부에 형성된 배출부를 통해 배출되는 제1배출단계;로 이루어지는 제1단위공정을 포함하고,
    상기 팬을 상기 제1유입단계에서와 반대 방향으로 회전시켜 상기 함체의 하단부에 형성된 유입부를 통해 상기 함체 내부로 캐리어 가스가 유입되는 제2유입단계;
    상기 제2유입단계에서 유입된 캐리어가스에 의해 상기 농축부에 흡착된 대기 오염 물질이 탈착되는 탈착 단계;
    상기 대기 오염 물질 및 캐리어 가스를 포함하는 농축가스가 상기 함체의 상단부에 형성된 배출부를 통해 배출되는 제2배출단계; 및
    센서가 상기 제2배출단계에서 배출되는 농축가스에 포함된 대기 오염 물질의 종류 및 농도를 측정하는 측정 단계;
    로 이루어지는 제2단위공정을 더 포함하되,
    상기 제2단위공정은 상기 제1단위공정을 일정 시간 진행한 후 수행되는 것을 특징으로 하는 저농도 대기 오염 물질 농축 키트를 이용한 농축 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 농축 방법은,
    상기 제1단위공정을 진행한 시간이 미리 설정된 값 이상인지 판단하는 제1판단단계;
    를 더 포함하며,
    상기 제1판단단계에서 제1단위공정을 진행한 시간 값이 미리 설정된 값 이상이라고 판단될 경우, 상기 함체의 상부에 형성된 유입구 및 상기 함체의 하부에 형성된 배출구를 닫고 상기 제2단위공정을 진행하며,
    상기 제1판단단계에서 제1단위공정을 진행한 시간 값이 미리 설정된 값 미만이라고 판단될 경우, 상기 제1단위공정을 더 진행하는 것을 특징으로 하는 저농도 대기 오염 물질 농축 키트를 이용한 농축 방법.
  10. 함체의 하단부에 설치된 팬을 회전시켜, 함체의 상단부에 형성된 유입부를 통해 상기 함체 상단부로 대기 오염 물질이 포함된 혼합공기가 유입되는 제1유입단계;
    상기 제1유입단계에서 유입된 혼합공기에 포함된 대기 오염 물질이 농축부에 흡착되는 흡착 단계; 및
    상기 농축부를 통과한 공기가 상기 함체의 하단부에 형성된 배출부를 통해 배출되는 제1배출단계;로 이루어지는 제1단위공정을 일정 시간 연속적으로 진행한 후,
    상기 팬을 상기 제1유입단계에서와 반대 방향으로 회전시켜 상기 함체의 하단부에 형성된 유입부를 통해 상기 함체 내부로 캐리어 가스가 유입되는 제2유입단계;
    상기 제2유입단계에서 유입된 캐리어가스에 의해 상기 농축부에 흡착된 대기 오염 물질이 탈착되는 탈착 단계;
    상기 대기 오염 물질 및 캐리어 가스를 포함하는 농축가스가 상기 함체의 상단부에 형성된 배출부를 통해 배출되는 제2배출단계; 및
    센서가 상기 제2배출단계에서 배출되는 농축가스에 포함된 대기 오염 물질의 종류 및 농도를 측정하는 측정 단계;
    로 이루어지는 제2단위공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 저농도 대기 오염 물질의 검출 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 농축 방법은,
    상기 제2단위공정을 진행한 후,
    상기 센서가 측정한 데이터를 서버나 사용자의 단말기로 송신하는 데이터 송신 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저농도 대기 오염 물질의 검출 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 농축 방법은,
    상기 데이터 송신 단계 이후,
    상기 제1단위공정을 재진행하는 것을 특징으로 하는 저농도 대기 오염 물질의 검출 방법.
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