KR20210108579A - 이온이동도 분광기용 공기정화 시브컨테이너 - Google Patents

이온이동도 분광기용 공기정화 시브컨테이너 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이온이동도 분광기의 하부에 외부공기를 건조시켜 내부로 순환시키는 건조공기순환부를 구비하여 오염되지 않고 습하지 않은 공기를 이온이동도 분광기의 내부로 쉽게 공급하고,건조공기순환부의 내부에 다수개의 분자체가 수용된 분자체수용부와 순환팬을 구비하여 순환팬의 작용으로 외부공기를 분자체로 통과시켜 습도 및 이물질을 쉽게 걸러내는 효과가 있다.

Description

이온이동도 분광기용 공기정화 시브컨테이너 { Air purification sieves container for ion mobility Spectrometer }
본 발명은 이온이동도 분광기용 공기정화 시브컨테이너에 관한 것으로서 보다 상세하게는 오염되지 않고 습하지 않은 공기를 이온이동도 분광기의 내부로 쉽게 공급되도록 이온이동도 분광기의 하부에 외부공기를 건조시켜 내부로 순환시키는 건조공기순환부가 구비되고, 순환팬의 작용으로 외부공기를 분자체로 통과시켜 습도 및 이물질이 걸러지도록 건조공기순환부의 내부에 다수개의 분자체가 수용된 분자체수용부와 순환팬이 구비된 이온이동도 분광기용 공기정화 시브컨테이너에 관한 것이다.
일반적으로 이온 이동도 분광기(Ion Mobility Spectrometer; IMS)는 공기 중의 유해 물질의 존재를 검출하는 것으로, 마약류, 폭발물, 유해 화학 물질의 감식에 이용되고 있다.
여기서, 이온 이동도 분광법을 활용하기 위해서는 전기장 조건에서 기체상의 물질의 화학적 실체를 특정하기 위해 분석의 선행조건으로 물질의 이온화를 위한 장치 또는 장비가 필수적으로 필요하다. 방사성 동위원소를 사용할 경우에는 별도의 외부 전력의 공급없이 물질의 이온화에 사용되는 약 20keV의 고에너지를 연속적으로 방출하여 이온을 형성하기 쉬우며, 이를 통하여 이온화를 시킨 후 생성된 양전자 및 전자 전이에 의한 시료 가스를 이온화하는 방법이다.
도 1은 종래 이온 이동도 분광기 단면 구조로서, 샘플링부, 이온화부, 이동도관 및 수집부를 포함한다. 상술한 도 1을 참조하면, 샘플링부(100)로 흡입된 시료 가스는 이온화부(200)에서 Ni-63와 같은 방사성 동위원소에서 방출되는 이온화원에 의해 이온화되고, 이온화된 시료는 내부에 길이 방향으로 전기장이 형성되어 있는 이동도관(300)의 내부로 유입된다.
이때, 유입된 시료 이온이 수집부(400)에 도달하게 되면 시료 이온의 전하량에 따라 발생된 검출전류를 스펙트럼화하고, 장비 내부의 조건에 따라 환산 이동도(reduced mobility)를 연산하여 분석 시료를 검출 및 식별하며 유해 화학 물질의 감식할 수 있게 된다.
이러한 종래의 기술문헌으로 국내등록특허 제10-1578091호가 개시되었다.
그러나, 종래의 이온 이동도 분광기는 상기 이동도관(300)의 내부에 습도가 상승하거나 이물질이 포함된 외부공기가 유입될 경우 이동도관(300)의 내부가 오염되고, 이온화작용을 감소시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명의 목적은 이온이동도 분광기의 하부에 외부공기를 건조시켜 내부로 순환시키는 건조공기순환부를 구비하여 오염되지 않고 습하지 않은 공기를 이온이동도 분광기의 내부로 쉽게 공급하고, 건조공기순환부의 내부에 다수개의 분자체가 수용된 분자체수용부와 순환팬을 구비하여 순환팬의 작용으로 외부공기를 분자체로 통과시켜 습도 및 이물질을 쉽게 걸러내는 이온이동도 분광기용 공기정화 시브컨테이너를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 이온이동도 분광기용 공기정화 시브컨테이너는 화학물질을 감식하는 이온이동도 분광기의 하부에 구비되어 공기를 정화하여 순환시키는 시브컨테이너로서 평판형상의 하부판과, 상기 하부판의 상면에 안착되며 정해진 높이로 연장된 본체벽과, 상기 본체벽의 상면에 안착된 상부판으로 이루어진 본체부와; 상기 본체부의 내부에 구비되며 외부공기를 건조시켜 상기 이온이동도 분광기의 내부로 정화공기를 순환시키는 건조공기순환부와; 상기 본체부의 내부에 구비되며 코로나 방전을 통하여 이온화된 이온을 제외한 나머지의 오염공기를 흡입한 후 외부로 배출하는 오염공기배출부;로 구성되고; 상기 건조공기순환부는 상기 본체부의 내부에 형성되며 상기 외부공기가 걸러지도록 다수개의 분자체가 수용되는 분자체수용부와, 상기 분자체수용부의 일측에 외부공기를 유입하도록 구비된 순환팬과, 상기 상부판의 일면에 상기 이온이동도 분광기의 내부와 연통되도록 천공된 한 쌍의 공기순환공으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 분자체수용부의 내부에는 상기 순환팬과 분자체가 접촉되는 것이 차단되도록 내부면이 천공된 메쉬망형태의 차단막이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 하부판이 일면에는 상기 분자체가 오염된 후 새로운 분자체로 교체되도록 교체커버부가 구비되고; 상기 교체커버부는 상기 하부판에 천공된 교체공과, 상기 교체공에 안착되는 링형상의 교체본체와, 상기 교체본체의 중심에 끼워지는 교체뚜껑으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 공기순환공의 상부에는 상기 이온이동도 분광기의 하면에 체결되도록 상부로 돌출된 순환공기어댑터가 형성되고, 상기 순환공기어댑터의 내부에는 이동하는 외부공기의 온도 및 습도를 센싱하는 순환센서가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 순환공기어댑터에는 상기 외부공기가 이동하는 이동공이 형성되고, 상기 순환공기어댑터의 하면에는 상기 이동공과 상기 공기순환공이 연결되도록 상부방향으로 요입된 이동홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 오염공기배출부는 상기 본체부의 내부에 형성되는 오염공기수용부와, 상기 오염공기수용부의 내측에 상기 이온이동도 분광기에서 배출된 오염공기를 흡입하는 다수개의 흡입팬과, 상기 본체벽의 일측면에 상기 흡입된 오염공기를 외부로 배출시키는 공기배출공으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명에 따른 이온이동도 분광기용 공기정화 시브컨테이너는 효과는 다음과 같다.
첫째, 이온이동도 분광기의 하부에 외부공기를 건조시켜 내부로 순환시키는 건조공기순환부를 구비함으로써, 오염되지 않고 습하지 않은 공기를 이온이동도 분광기의 내부로 쉽게 공급할 수 있어 오염공기 또는 습한공기를 통하여 이온이동도 분광기가 고장나는 것을 미연에 방지할 수 있고,
둘째, 건조공기순환부의 내부에 다수개의 분자체가 수용된 분자체수용부와 그 일측에 외부공기를 순환시키는 순환팬을 구비함으로써, 순환팬의 작용으로 외부공기를 분자체로 통과시켜 습도 및 이물질을 걸러내는 것과 더불어 외부공기를 순환시킬 수 있으며,
셋째, 분자체수용부의 내부에는 순환팬과 분자체가 접촉되는 것이 차단되도록 내부면이 천공된 메쉬망형태의 차단막을 구비함으로써, 순환팬과 분자체를 개별적으로 수용시킬 수 있고,
넷째, 하부판이 일면에 교체커버부를 구비함으로써, 분자체가 오염된 후 새로운 분자체로 편리하게 교체할 수 있으며,
다섯째, 공기가 흐르는 유로에 온도 및 습도를 센싱하는 순환센서를 구비함으로써, 내부에서 순환되는 공기의 온도 및 습도를 파악하여 분자체의 교체시기를 쉽게 파악할 수 있고,
여섯째, 순환공기어댑터의 하면에 이동공과 공기순환공이 연결되도록 상부방향으로 요입된 이동홈을 형성함으로써, 이동공과 공기순환공이 일직선상에 배치되지 못하도록 하여 공기가 이동속도를 저하시켜 작용시간을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공기청정기를 나타내 보인 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 이온이동도 분광기를 나타내 보인 정면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 시브컨테이너를 나타내 보인 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 시브컨테이너를 나타내 보인 분해사시도이며,
도 5는 본 발명에 따른 건조공기순환부의 공기흐름도를 나타내 보인 정면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 오염공기배출부의 공기흐름도를 나타내 보인 도면이고,
도 7은 본 발명의 이동홈을 나타내 보인 부분 분해사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 이온이동도 분광기용 공기정화 시브컨테이너는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 화학물질을 감식하는 이온이동도 분광기(I)의 하부에 구비되어 공기를 정화하여 순환시키는 시브컨테이너(1)로서 평판형상의 하부판(11)과, 상기 하부판(11)의 상면에 안착되며 정해진 높이로 연장된 본체벽(12)과, 상기 본체벽(12)의 상면에 안착된 상부판(13)으로 이루어진 본체부(10)와; 상기 본체부(10)의 내부에 구비되며 외부공기(A)를 건조시켜 상기 이온이동도 분광기(I)의 내부로 정화공기(DA)를 순환시키는 건조공기순환부(20)와; 상기 본체부(10)의 내부에 구비되며 코로나 방전을 통하여 이온화된 이온을 제외한 나머지의 오염공기(A1)를 흡입한 후 외부로 배출하는 오염공기배출부(30)로 구성된다.
이때, 상기 건조공기순환부(20)는 상기 본체부(10)의 내부에 형성되며 상기 외부공기(A)가 걸러지도록 다수개의 분자체(M)가 수용되는 분자체수용부(21)와, 상기 분자체수용부(21)의 일측에 외부공기(A)를 유입하도록 구비된 순환팬(22)과, 상기 상부판(13)의 일면에 상기 이온이동도 분광기(I)의 내부와 연통되도록 천공된 한 쌍의 공기순환공(23)으로 이루어진다.
한편, 상기 본체벽(12)의 상하면에는 상기 하부판(11)과 상부판(13)과의 접촉면이 밀착되도록 상하부로 요입된 패킹홈(14)이 형성되고, 상기 패킹홈(14)에는 탄성재질의 패킹(15)이 구비된 것이 바람직하다.
이때, 상기 공기순환공(23)은 상기 건조공기순환부(20)에서 건조된 정화공기(DA)가 배출되는 배출공과 상기 이온이동도 분광기(I)의 내부를 통과한 후 복귀하는 정화공기(DA)가 유입되는 유입공으로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 분자체수용부(21)의 내부에는 상기 순환팬(22)과 분자체(M)가 접촉되는 것이 차단되도록 내부면이 천공된 메쉬망형태의 차단막(24)이 구비된다.
한편, 상기 차단막(24)은 상기 하부판(11)과 상부판(13)을 관통하는 다수개의 막대구(미도시)를 이용하여 상기 본체벽(12)의 내측면을 가로지르며 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하부판(11)이 일면에는 상기 분자체(M)가 오염된 후 새로운 분자체(M)로 교체되도록 교체커버부(40)가 구비되고; 상기 교체커버부(40)는 상기 하부판(11)에 천공된 교체공(41)과, 상기 교체공(41)에 안착되는 링형상의 교체본체(42)와, 상기 교체본체(42)의 중심에 끼워지는 교체뚜껑(43)으로 이루어진다.
한편, 상기 교체본체(42)의 내주면과 교체뚜껑(43)의 외주면에는 상호 결합되도록 나사산이 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 공기순환공(23)의 상부에는 상기 이온이동도 분광기(I)의 하면에 체결되도록 상부로 돌출된 순환공기어댑터(25)가 형성되고, 상기 순환공기어댑터(25)의 내부에는 이동하는 외부공기(A)의 온도 및 습도를 센싱하는 순환센서(26)가 구비된다.
또한, 상기 순환공기어댑터(25)에는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 외부공기(A)가 이동하는 이동공(251)이 형성되고, 상기 순환공기어댑터(25)의 하면에는 상기 이동공(251)과 상기 공기순환공(23)이 연결되도록 상부방향으로 요입된 이동홈(252)이 형성된다.
한편, 상기 이동홈(252)은 상기 이동공(251)과 공기순환공(23)이 일직선상에 배치되지 못하도록 하여 공기가 이동속도를 저하시켜 작용시간을 향상시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 오염공기배출부(30)는 도 3 또는 도 6과 같이 상기 본체부(10)의 내부에 형성되는 오염공기수용부(31)와, 상기 오염공기수용부(31)의 내측에 상기 이온이동도 분광기(I)에서 배출된 오염공기(A1)를 흡입하는 다수개의 흡입팬(32)과, 상기 본체벽(12)의 일측면에 상기 흡입된 오염공기(A1)를 외부로 배출시키는 공기배출공(33)으로 이루어진다.
한편, 상기 흡입팬(32)은 상기 오염공기(A1)를 상기 공기배출공(33) 방향으로 이동시키는 흡입팬(32)과 더불어 상기 이동이동도 분광기(I)의 내부로 바람을 일으켜 내부 이물질을 세척하는 세척팬(미도시)이 추가적으로 구비되는 것도 바람직하다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 이온이동도 분광기용 공기정화 시브컨테이너의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에 따른 이온이동도 분광기용 공기정화 시브컨테이너는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 화학물질을 감식하는 이온이동도 분광기(I)의 하부에 구비되어 공기를 정화하여 순환시키는 시브컨테이너(1)이다.
즉, 상기 이온이동도 분광기(I)의 하부에 외부공기(A)를 건조시켜 상기 이온이동도 분광기(I)의 내부로 정화공기(DA)를 순환시키는 건조공기순환부(20)를 구비함으로써, 오염되지 않고 습하지 않은 공기를 상기 이온이동도 분광기(I)의 내부로 공급할 수 있어 이온이동도 분광기(I)의 고장을 방지할 수 있게 된다.
이때, 상기 건조공기순환부(20)는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 다수개의 분자체(M)가 수용된 분자체수용부(21)의 일측에 외부공기(A)를 유입하는 순환팬(22)을 구비함으로써, 상기 순환팬(22)의 작용으로 외부공기(A)를 상기 분자체(M)로 통과시켜 습도 및 이물질을 걸러낼 수 있게 된다.
여기서, 상기 분자체수용부(21)의 내부에는 상기 순환팬(22)과 분자체(M)가 접촉되는 것이 차단되도록 내부면이 천공된 메쉬망형태의 차단막(24)이 구비됨으로써, 상기 순환팬(22)과 분자체(M)를 개별적으로 수용시키고, 상기 매쉬망형태를 통하여 공기를 용이하게 통과시킬 수 있게 된다.
한편, 상기 하부판(11)이 일면에는 교체커버부(40)가 구비됨으로써, 상기 분자체(M)가 오염된 후 새로운 분자체(M)로 편리하게 교체할 수 있게 된다.
여기서, 상기 교체커버부(40)는 상기 하부판(11)에 천공된 교체공(41)과, 상기 교체공(41)에 안착되는 링형상의 교체본체(42)와, 상기 교체본체(42)의 중심에 끼워지는 교체뚜껑(43)으로 이루어짐으로써, 상기 교체뚜껑(43)을 상기 교체본체(42)에 체결 또는 분리하는 것으로 상기 분자체(M)를 쉽게 교체할 수 있게 된다.
그리고, 상기 공기순환공(23)의 상부에는 상기 이온이동도 분광기(I)의 하면에 체결되도록 상부로 돌출된 순환공기어댑터(25)가 형성되고, 상기 순환공기어댑터(25)의 내부에는 이동하는 외부공기(A)의 온도 및 습도를 센싱하는 순환센서(26)가 구비됨으로써, 내부에서 순환되는 공기의 온도 및 습도를 파악하여 상기 분자체(M)의 교체시기를 쉽게 파악할 수 있게 된다.
또한, 상기 순환공기어댑터(25)에는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 외부공기(A)가 이동하는 이동공(251)이 형성되고, 상기 순환공기어댑터(25)의 하면에는 상기 이동공(251)과 상기 공기순환공(23)이 연결되도록 상부방향으로 요입된 이동홈(252)이 형성됨으로써, 상기 이동공(251)과 공기순환공(23)이 일직선상에 배치되지 못하도록 하여 공기가 이동속도를 저하시켜 작용시간을 향상시킬 수 있게 된다.
그리고, 상기 본체부(10)의 내부에 도 6에 도시된 바와 같이 오염공기배출부(30)가 구비됨으로써, 코로나 방전을 통하여 이온화된 이온을 제외한 나머지의 오염공기(A1)를 흡입한 후 외부로 배출할 수 있게 된다.
이때, 상기 오염공기배출부(30)는 상기 본체부(10)의 내부에 형성되며 오염공기(A1)를 흡입하는 다수개의 흡입팬(32)을 통하여 상기 코로나 방전을 통하여 이온화된 이온을 제외한 나머지의 오염공기(A1)를 흡입하고 외부로 배출할 수 있게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
I : 이온이동도 분광기 A : 외부공기
DA : 정화공기 A1 : 오염공기
1 : 시브컨테이너 10 : 본체부
11 : 하부판 12 : 본체벽
13 : 상부판 20 : 건조공기순환부
21 : 분자체수용부 22 : 순환팬
23 : 공기순환공 24 : 차단막
25 : 순환공기어댑터 251 : 이동공
252 : 이동홈 26 : 순환센서
30 : 오염공기배출부 31 : 오염공기수용부
32 : 흡입팬 33 : 공기배출공
40 : 교체커버부 41 : 교체공
42 : 교체본체 43 : 교체뚜껑

Claims (6)

  1. 화학물질을 감식하는 이온이동도 분광기(I)의 하부에 구비되어 공기를 정화하여 순환시키는 시브컨테이너(1)에 있어서,
    평판형상의 하부판(11)과, 상기 하부판(11)의 상면에 안착되며 정해진 높이로 연장된 본체벽(12)과, 상기 본체벽(12)의 상면에 안착된 상부판(13)으로 이루어진 본체부(10)와;
    상기 본체부(10)의 내부에 구비되며 외부공기(A)를 건조시켜 상기 이온이동도 분광기(I)의 내부로 정화공기(DA)를 순환시키는 건조공기순환부(20)와;
    상기 본체부(10)의 내부에 구비되며 코로나 방전을 통하여 이온화된 이온을 제외한 나머지의 오염공기(A1)를 흡입한 후 외부로 배출하는 오염공기배출부(30);로 구성되고;
    상기 건조공기순환부(20)는 상기 본체부(10)의 내부에 형성되며 상기 외부공기(A)가 걸러지도록 다수개의 분자체(M)가 수용되는 분자체수용부(21)와, 상기 분자체수용부(21)의 일측에 외부공기(A)를 유입하도록 구비된 순환팬(22)과, 상기 상부판(13)의 일면에 상기 이온이동도 분광기(I)의 내부와 연통되도록 천공된 한 쌍의 공기순환공(23)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이온이동도 분광기용 공기정화 시브컨테이너.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분자체수용부(21)의 내부에는 상기 순환팬(22)과 분자체(M)가 접촉되는 것이 차단되도록 내부면이 천공된 메쉬망형태의 차단막(24)이 구비된 것을 특징으로 하는 이온이동도 분광기용 공기정화 시브컨테이너.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부판(11)이 일면에는 상기 분자체(M)가 오염된 후 새로운 분자체(M)로 교체되도록 교체커버부(40)가 구비되고;
    상기 교체커버부(40)는 상기 하부판(11)에 천공된 교체공(41)과, 상기 교체공(41)에 안착되는 링형상의 교체본체(42)와, 상기 교체본체(42)의 중심에 끼워지는 교체뚜껑(43)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이온이동도 분광기용 공기정화 시브컨테이너.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기순환공(23)의 상부에는 상기 이온이동도 분광기(I)의 하면에 체결되도록 상부로 돌출된 순환공기어댑터(25)가 형성되고, 상기 순환공기어댑터(25)의 내부에는 이동하는 외부공기(A)의 온도 및 습도를 센싱하는 순환센서(26)가 구비된 것을 특징으로 하는 이온이동도 분광기용 공기정화 시브컨테이너.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 순환공기어댑터(25)에는 상기 외부공기(A)가 이동하는 이동공(251)이 형성되고, 상기 순환공기어댑터(25)의 하면에는 상기 이동공(251)과 상기 공기순환공(23)이 연결되도록 상부방향으로 요입된 이동홈(252)이 형성된 것을 특징으로 하는 이온이동도 분광기용 공기정화 시브컨테이너.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 오염공기배출부(30)는 상기 본체부(10)의 내부에 형성되는 오염공기수용부(31)와, 상기 오염공기수용부(31)의 내측에 상기 이온이동도 분광기(I)에서 배출된 오염공기(A1)를 흡입하는 다수개의 흡입팬(32)과, 상기 본체벽(12)의 일측면에 상기 흡입된 오염공기(A1)를 외부로 배출시키는 공기배출공(33)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이온이동도 분광기용 공기정화 시브컨테이너.
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