KR20220166718A - 트랙형 미세먼지 시험장치 - Google Patents

트랙형 미세먼지 시험장치 Download PDF

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KR20220166718A
KR20220166718A KR1020220063381A KR20220063381A KR20220166718A KR 20220166718 A KR20220166718 A KR 20220166718A KR 1020220063381 A KR1020220063381 A KR 1020220063381A KR 20220063381 A KR20220063381 A KR 20220063381A KR 20220166718 A KR20220166718 A KR 20220166718A
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duct unit
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조영태
김석
김도혁
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창원대학교 산학협력단
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Abstract

개시된 본 발명에 의한 트랙형 미세먼지 시험장치는, 내부에 대기 환경과 유사한 시험 환경이 조성되는 트랙형 덕트부, 덕트부의 내부에 공기와 미세먼지를 공급하여 시험 환경을 모사시키는 모사부, 덕트부 내부의 미세먼지를 필터링하는 필터부 및, 덕트부 내부의 미세먼지의 감소율을 센싱하는 센싱부를 포함하며, 필터부는 덕트부 내부를 주행하거나 자세 고정되는 시험체에 마련된다. 이러한 구성에 의하면, 실제 대기 환경과 유사한 덕트부 내부의 공기의 미세먼지를 필터링하는 필터부의 성능 변화를 시간에 따라 확인할 수 있다.

Description

트랙형 미세먼지 시험장치{TRACK TYPE APPARATUS FOR TEST FINE DUST}
본 발명은 트랙형 미세먼지 시험장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 3차원 격자구조를 가지는 필터의 시간에 따른 미세먼지 포집 성능을 시험할 수 있는 트랙형 미세먼지 시험장치에 관한 것이다.
공기 중의 먼지와 같은 입자를 제거하는 에어 필터의 경우, 등급에 따라 0.3㎛의 입자에 대해 대략 85~99.99% 이상의 포집 성능을 가지며, 이러한 에어 필터를 헤파 필터로 정의한다. 이러한 공기 정화용 필터의 경우, 수명 향상을 위해 입자가 상대적으로 큰 먼지를 제거하기 위한 프리 필터, 복합 필터 등으로 조대 입자를 필터링함으로써, 내부의 필터 수명을 향상시킨다.
또한, 필터는 수 ㎛ 이하의 얇은 섬유들이 비주기적으로 상호 엮여져 마련됨으로써, 컨트롤할 수 없는 구조를 가진다. 그로 인해, 필터는 공기 중 입자를 필터링하는 시간이 경과할수록 필터의 포집 성능이 하향되며, 필터에 의한 압력강하 등으로 인하여 에너지 효율 저하가 발생된다. 현재까지 제공되는 필터의 경우, 초미세입자(PM2.5) 및 미세입자(PM10) 뿐만 아니라, 10㎛ 이상의 조대 입자까지 모두 포집하여, 실내가 아닌 외부에서 사용될 경우에는 짧은 수명과 함께 재사용이 어려운 단점이 있다.
이에 따라, 근래에는 필터의 사용성을 향상시키기 위해, 필터의 성능을 확인하기 위한 다양한 연구가 제안되고 있는 추세이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1671011호 대한민국 공개특허공보 제10-2022-0038884호
본 발명의 목적은 실제 대기 환경과 유사한 시험 환경을 모사하여 3차원 격자구조를 가지는 필터의 미세먼지 포집 성능을 실시간으로 시험할 수 있는 트랙형 미세먼지 시험장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 트랙형 미세먼지 시험장치는, 내부에 대기 환경과 유사한 시험 환경이 조성되는 트랙형 덕트부, 상기 덕트부의 내부에 공기와 미세먼지를 공급하여 상기 시험 환경을 모사시키는 모사부, 상기 덕트부 내부의 미세먼지를 필터링하는 필터부 및, 상기 덕트부 내부의 상기 미세먼지의 감소율을 센싱하는 센싱부를 포함하며, 상기 필터부는 상기 덕트부 내부를 주행하거나 자세 고정되는 시험체에 마련된다.
또한, 상기 덕트부는 상기 시험체가 타원 방향으로 주행하거나, 상기 공기가 타원 방향으로 유동되도록 횡방향 단면이 타원인 밀폐형 덕트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 덕트부는 무정전 투명 아크릴 재질로 마련되며, 내부로 진입 가능한 출입 도어가 적어도 하나 마련되는 밀폐형 덕트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 모사부는 상기 덕트부의 내부에 에어로졸을 주입하는 에어로졸 발생기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 덕트부의 내부에는 상기 공기를 유동시키는 팬이 마련되며, 상기 시험체가 상기 덕트부의 내부에 고정된 상태에서 상기 센싱부가 센싱 동작되면, 상기 팬이 동작될 수 있다.
또한, 상기 모사부는, 상기 덕트부의 내부에 상기 미세먼지가 포함되지 않은 클린 공기(Clean Air)를 공급하는 제1모사부재, 상기 덕트부로부터 배출된 상기 공기를 상기 제1모사부재로 공급하는 제2모사부재 및, 상기 제1모사부재와 연결되어, 상기 덕트부의 내부로 상기 미세먼지를 공급하는 제3모사부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 필터부는 상기 시험체에 대해 경사지게 마련된 지지체에 부착되는 필터 필름을 포함하며, 상기 필터 필름은 3차원 격자구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 필터 필름은 벽 육각형(Wall Hexagon, WH), 벽 기둥 육각형(Wall Pillar Hexagon, WPH) 및 기둥 육각형(Pillar Hexagon, PH) 중 적어도 어느 하나의 형상으로 마련될 수 있다.
또한, 상기 센싱부는 상기 덕트부 내부의 공기를 흡입하여, 상기 미세먼지의 농도를 카운팅하는 더스트 카운터(Dust Counter)를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 측면에 의한 트랙형 미세먼지 시험장치는, 시험체가 주행하거나 고정되는 시험 공간이 내부에 마련되는 트랙형 덕트부, 상기 덕트부 내부의 상기 시험 공간을 대기 환경으로 모사시키는 모사부, 상기 시험체에 마련되어, 상기 덕트부 내부의 미세먼지를 필터링하는 3차원 격자구조를 가지는 필터부 및, 상기 덕트부 내부의 상기 미세먼지의 감소율을 센싱하는 센싱부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 덕트부는 횡방향 단면이 타원인 밀폐형 덕트를 포함하고, 상기 덕트는 무정전 투명 아크릴 재질로 마련되며, 내부로 진입 가능한 출입 도어가 적어도 하나 마련될 수 있다.
또한, 상기 모사부는 상기 덕트부의 내부에 에어로졸을 주입하는 에어로졸 발생기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 덕트부의 내부에는 공기를 유동시키는 팬이 마련되며, 상기 시험체가 상기 덕트부의 내부에 고정된 상태에서 상기 센싱부가 센싱 동작되면, 상기 팬이 동작될 수 있다.
또한, 상기 모사부는, 상기 덕트부의 내부에 정화된 클린 공기(Clean Air)를 공급하는 제1모사부재, 상기 덕트부로부터 배출된 상기 공기를 상기 제1모사부재로 공급하는 제2모사부재 및, 상기 제1모사부재와 연결되어, 상기 덕트부의 내부로 상기 미세먼지를 공급하는 제3모사부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 필터부는 상기 시험체에 대해 경사지게 마련된 지지체에 부착되는 필터 필름을 포함할 수 있다.
또한, 상기 필터부는 벽 육각형(Wall Hexagon, WH), 벽 기둥 육각형(Wall Pillar Hexagon, WPH) 및 기둥 육각형(Pillar Hexagon, PH) 중 적어도 어느 하나의 형상으로 마련되는 필터 필름을 포함할 수 있다.
또한, 상기 센싱부는 상기 덕트부 내부의 공기를 흡입하여, 상기 미세먼지의 농도를 카운팅하는 더스트 카운터(Dust Counter)를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 실제 대기 환경과 유사한 시험 환경을 트랙형 덕트부의 내부에 모사하여, 3차원 격자구조를 가지는 필터부의 성능을 실시간으로 시험할 수 있다. 그로 인해, 시간에 따른 필터부의 성능 변화를 확인할 수 있어, 필터부 성능 평가 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 필터부가 덕트부의 내부에 고정되거나, 시험체에 부착된 상태로 덕트부의 내부를 주행하면서 미세먼지의 포집 성능을 시험함으로써, 실제 필터부의 대기 환경과 유사하게 시험 조건을 조성할 수 있다. 그로 인해, 필터부의 성능 시험에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 일 실시예에 의한 트랙형 미세먼지 시험장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 일 실시예에 의한 트랙형 미세먼지 시험장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 일 실시예에 의한 트랙형 미세먼지 시험장치의 변형예를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 트랙형 미세먼지를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 트랙형 미세먼지 시험장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 및 다른 실시예에 의한 트랙형 미세먼지 시험장치를 이용하여 미세먼지의 포집 정도를 개략적으로 나타낸 그래프이다. 그리고,
도 7은 본 발명의 일 및 다른 실시예에 의한 트랙형 미세먼지 시험장치의 3차원 격자구조를 가지는 필터부의 시간에 따른 미세먼지 포집 정도를 개략적으로 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 그와 같은 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 사상은 실시예를 이루는 구성요소의 부가, 변경 및 삭제 등에 의해서 다르게 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 발명의 사상에 포함되는 것이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 트랙형 미세먼지 시험장치(1)는 덕트부(10), 모사부(20), 필터부(30) 및 센싱부(40)를 포함한다.
참고로, 본 발명에서 설명하는 트랙형 미세먼지 시험장치(1)는 대기 환경을 모사하여 공기 중의 먼지 등과 같은 미세 입자들을 필터링하는 필터의 성능을 시험하여 평가하기 위한 장치이다.
덕트부(10)는 내부에 실제 대기 환경과 유사한 시험 환경이 모사된다. 이러한 덕트부(10)는 시험체(T)가 타원 방향으로 주행 가능하도록 횡방향 단면이 타원인 밀폐형 덕트(11)를 포함한다. 여기서, 덕트(11)는 내부를 시험자가 육안으로 직접 확인이 용이하도록, 투명 재질로 마련됨이 좋다. 보다 바람직하게는, 덕트(11)는 무정전 투명 아크릴 재질로 마련됨이 좋다.
모사부(20)는 덕트부(10)의 내부에 공기와 미세먼지를 공급하여 대기 환경을 모사시킨다. 이를 위해, 모사부(20)는 덕트부(10)의 내부에 미세먼지와 같은 입자가 혼합된 에어로졸(A)을 발생시켜 공급하는 에어로졸 발생기(Aerosol generator)를 포함할 수 있다. 여기서, 모사부(20)는 도 1 및 도 2의 도시와 같이, 제1연결라인(21)을 통해 발생된 에어로졸(A)을 덕트(11)의 내부 공간으로 직접 주입할 수 있다.
필터부(30)는 덕트부(10)의 내부에서 주행하거나 고정되는 시험체(T)에 마련된다. 필터부(30)는 도 2의 도시와 같이, 시험체(T)에 대해 소정 경사각도(θ)로 경사지게 설치되며, 3차원 격자구조를 가지는 필터 필름을 포함한다. 여기서, 필터부(30)는 도 2에 확대 도시된 바와 같이, 시험체(T)에 마련된 지지체(31)에 부착됨으로써, 시험체(T)에 대해 소정 경사각도(θ)로 경사진 상태가 지지될 수 있다.
필터부(30)는 시험체(T)에 대해 15°, 30°, 45° 또는 60°의 경사각도(θ)를 가지고 경사지게 설치될 수 있으나, 한정사항은 아니다. 이러한 필터부(30)의 시험체(T)에 대한 경사각도(θ)는 모사되는 시험 환경의 조건에 따라 다양하게 가변 가능하다.
한편, 본 실시예에서는 시험체(T)가 도 1 및 도 2의 도시와 같이, 덕트(11)의 내부를 주행 가능한 모형 자동차인 것으로 예시하나, 이에 꼭 한정되지 않는다.
센싱부(40)는 덕트부(10) 내부의 미세먼지를 센싱한다. 이러한 센싱부(40)는 덕트부(10)의 덕트(11) 내부 미세먼지를 카운팅하는 더스트 카운터(Dust counter)를 포함한다. 이러한 센싱부(40)는 모사부(20)에 의해 덕트(11) 내부에 모사된 시험 환경내에 포함된 미세먼지가 필터부(30)에 의해 필터링된 정도를 카운팅한다.
보다 구체적으로, 센싱부(40)는 필터부(30)가 부착된 시험체(T)의 주행으로 인해, 덕트부(10)의 내부의 미세먼지 농도의 감소율을 실시간으로 센싱한다. 여기서, 센싱부(40)는 11/min의 용량으로 시간에 따라 덕트부(10) 내부의 공기를 흡입하여 미세먼지를 카운팅함으로써, 시간에 따른 흡입된 공기에 포함된 미세먼지의 감소율을 확인한다. 또한, 센싱부(40)는 미세먼지 감소율을 토대로, 필터부(30)의 시간에 따른 필터링 성능 감소율을 측정하게 된다.
참고로, 센싱부(40)는 도 1과 같이, 센싱라인(41)을 통해 덕트(11)의 내부와 연결되어, 덕트(11) 내부의 미세먼지를 포함한 공기를 흡입하여, 미세먼지를 카운팅할 수 있다. 그러나, 꼭 이에 한정하는 것은 아니며, 센싱부(40)가 덕트(11)의 내부에 직접 설치되어, 내부의 미세먼지의 정도를 카운팅할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 의한 트랙형 미세먼지 시험장치(1)의 시험 방법을 도 1 및 도 2를 참고하여 설명하면, 다음과 같다.
우선, 모사부(20)가 에어로졸(A)을 발생시켜 덕트부(10)의 내부로 공급함으로써, 실제 대기 환경인 대기 조건과 유사한 시험 환경을 모사시킨다. 이때, 덕트부(10) 내부의 시험 환경에서의 미세먼지 농도는 대략 1.5 내지 1.7mg/cm3 정도일 수 있으나, 한정 사항은 아니다. 즉, 덕트부(10) 내부에서의 미세먼지 농도는 0 내지 10mg/cm3 과 같이, 미세먼지의 농도가 낮거나 높은 다양한 범위 내에서 다양하게 구현 가능하다.
그 후, 시험체(T)인 모형 자동차에 필터부(30)를 소정 각도(θ) 경사지게 붙인 후, 주행시킨다. 여기서, 모사부(20)는 제1연결라인(21)을 통해 에어로졸(A)을 시험체(T)의 주행방향(D)에 마주하는 방향으로 유입시킴으로써, 시험체(T)에 마련된 필터부(30)의 미세먼지 포집을 유도함이 좋다.
이렇게 시험체(T)가 덕트(11) 내부를 주행함으로써, 3차원 격자구조를 가지는 필터 필름을 포함하는 필터부(30)가 미세먼지를 포집하여 필터링한다. 이와 같이, 필터부(30)에 의해 덕트부(10) 내부의 미세먼지가 필터링됨으로써, 시간에 따른 공기 중 미세먼지의 농도는 저감된다. 이러한 시간에 따른 미세먼지의 감소율을 센싱부(40)가 센싱함으로써, 시험 환경내에서 필터부(30)의 성능을 실시간 시험한다.
도 3을 참고하면, 도 1에 도시된 일 실시예에 의한 트랙형 미세먼지 시험장치(1)의 변형예가 도시된다. 도 3에 도시된 변형예에 의한 트랙형 미세먼지 시험장치(1)는 시험체(T)가 주행하지 않고, 고정된 상태로 시간에 따른 미세먼지의 감소율을 센싱부(40)가 센싱한다. 이때, 센싱부(40)가 센싱 동작되면, 덕트부(10) 내부에 마련된 팬(12)이 덕트부(10) 내부 공기의 유동을 발생시킴으로써, 유동되는 공기 중 포함된 미세먼지를 고정된 시험체(T)에 마련된 필터부(30)가 필터링한다.
보다 구체적으로, 에어로졸 발생기를 포함하는 모사부(20)가 덕트부(10)의 내부에 미세먼지 농도를 대략 1.5 내지 1.7mg/cm3 정도로 조성하여 시험 환경을 형성시킨다. 그 후, 경사지게 필터부(30)가 부착된 시험체(T)는 고정되고, 내부의 팬(12)이 임의의 일정한 공기 유동을 발생시킨다. 이렇게 고정된 시험체(T)를 경유하는 공기의 흐름에 따라 시험체(T)에 마련된 필터부(30)에 미세먼지가 포집됨으로써, 공기 중 미세먼지가 저감된다. 이러한 덕트부(10) 내부의 시간에 따른 미세먼지 감소율을 센싱부(40)가 카운팅한다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 트랙형 미세먼지 시험장치(100)를 개략적으로 도시한 사시도가 도시된다.
도 4의 도시와 같이, 다른 실시예에 의한 트랙형 미세먼지 시험장치(100)는 덕트부(110), 모사부(120), 필터부(130) 및 센싱부(140)를 포함한다.
덕트부(110)는 내부에 시험 환경이 마련되는 트랙형으로 마련된다. 이러한 덕트부(110)는 일 실시예와 마찬가지로, 내부를 육안으로 확인할 수 있는 무정전 투명 아크릴 재질의 덕트(111)를 포함한다. 이때, 덕트(111)의 부피, 길이 등은 도시된 예로만 한정되지 않으며, 시험 조건에 따라 변경 가능하다.
한편, 덕트부(110)는 도 4의 도시와 같이, 내부로 진입 가능한 출입 도어(112)가 적어도 하나 마련된다. 본 실시예에서는 도 4의 도시와 같이, 3개의 출입 도어(112)가 마련되는 것으로 예시하나, 한정 사항은 아니다. 이러한 출입 도어(112)는 자세히 도시되지 않았으나, 사용자에 의해 덕트(111)의 내부를 개방시키거나 폐쇄시키도록, 움직임 가능하다.
모사부(120)는 제1 내지 제3모사부재(121)(122)(123)를 포함하여, 덕트부(10) 내부를 대기 환경과 유사한 시험 환경을 모사시킨다.
제1모사부재(121)는 덕트부(110)의 내부에 미세먼지가 포함되지 않은 정화된 클린 공기(Clean Air)(CA)를 공급한다. 제1모사부재(121)는 제1라인(124)을 통해 내부에서 발생된 클린 공기(CA)를 덕트부(10)의 내부로 공급한다. 이때, 제1라인(124)의 일측은 제1모사부재(121)와 연결되고, 타측은 덕트부(10)의 덕트(111)에 마련된 출입 도어(112)를 통해 덕트(111)의 내부로 진입한다. 그로 인해, 제1라인(124)은 일측으로부터 제1모사부재(121)와 연결되어 클린 공기(CA)를 덕트(111)의 내부로 직접 주입하여 공급하게 된다.
제2모사부재(122)는 제1모사부재(121) 및 덕트부(10)와 연결되어, 덕트부(110)의 내부로부터 배출된 공기(A)를 제1모사부재(121)로 공급한다. 보다 구체적으로, 제2모사부재(122)는 덕트부(110) 내부의 공기(A)를 제1모사부재(121)로 공급하고, 제1모사부재(121)를 공기(A)를 정화시켜 클린 공기(CA)로 덕트부(110)의 내부로 다시 공급한다. 이러한 제2모사부재(122)는 덕트부(110)와 제2라인(125)을 통해 공기(A)를 흡입하여, 제2모사부재(122)로 제3라인(126)을 통해 흡입한 공기(A)를 공급하는 일종의 에어 블로워(Air blower)이다.
정리하면, 도 5의 도시와 같이, 덕트부(110)의 내부를 유동하는 공기(A)는 제2라인(125)을 통해 제2모사부재(122)로 흡입된 후에, 제2모사부재(122)와 제3라인(126)을 통해 연결된 제1모사부재(121)로 공급된다. 제1모사부재(121)로 유입된 공기(A)는 클린 공기(CA)로 정화되어, 제1라인(124)을 통해 다시 덕트부(110)로 공급되게 된다. 이로 인해, 공기(A) 중 미세먼지의 감소율을 측정하는 시험 동작 중에는, 덕트부(110)의 내외로 공기(A)가 지속적으로 순환될 수 있다.
제3모사부재(123)는 제1모사부재(121)와 연결되어, 덕트부(110)의 내부로 미세먼지(P)를 공급하는 일종의 입자 발생기이다. 제3모사부재(123)는 제4라인(127)을 통해 제1모사부재(121)와 연결됨으로써, 제1모사부재(121)로부터 덕트부(110)로 유입되는 클린 공기(CA)에 미세먼지(P)를 포함시킨다.
참고로, 제1 내지 제3모사부재(121)(122)(123)를 포함하는 모사부(120)는 일 실시예와 마찬가지로, 1.5 내지 1.7mg/cm3의 미세먼지(P) 농도를 모사시킬 수 있다. 그러나, 다른 실시예에 의한 모사부(120)에 의해 모사되는 공기(A) 중 미세먼지(P)의 농도는 한정사항이 아니며, 시험 조건에 따라 변경 가능함은 당연하다.
필터부(130)는 덕트부(110)의 내부에서 주행하거나 고정되는 시험체(T)에 마련되어, 미세먼지(P)를 포집하여 필터링한다. 필터부(130)는 앞서 설명한 일 실시예와 마찬가지로, 3차원 격자구조를 가지는 필터 필름을 포함하며, 지지체(31)(도 2 참조)에 부착되어 시험체(T)에 대해 소정 경사각도(θ)로 경사지게 설치된다. 이러한 필터부(130)의 구성은 앞서 설명한 일 실시예와 유사한 구성을 가지므로, 자세한 도시 및 설명은 생략한다.
센싱부(140)는 덕트부(110) 내부의 미세먼지(P)의 감소율을 센싱한다. 이러한 센싱부(140)는 센싱라인(141)을 통해 덕트부(110)의 내부와 연결되어, 덕트부(110) 내부의 미세먼지 농도 변화를 센싱한다. 이러한 센싱부(140)의 구성 또한, 일 실시예와 유사하므로, 자세한 설명은 생략한다.
참고로, 다른 실시예에 의한 트랙형 미세먼지 시험장치(100)는 도 5에 표시된 제1 내지 제3위치(P1)(P2)(P3)에서의 유속을 m/s(최소/최대)로 계산하면, 각각 4.45/8.98m/s, 4.77/9.34 m/s 및 4.77/9.25 m/s이다. 또한, 도 5에 표시된 제1 내지 제3위치(P1)(P2)(P3)에서의 유속을 Km/h(최소/최대)로 계산하면, 각각 16/32 Km/h, 17/33.7 Km/h 및 17/33.3 Km/h으로 상호 유사하다. 즉, 트랙부(110)의 내부에서 유동되는 클린 공기(CA)에 미세먼지(P)가 포함된 공기(A)의 유속은 트랙부(110)의 위치에 상관없이 상호 유사하다.
한편, 다른 실시예에 의한 트랙형 미세먼지 시험장치(100) 또한, 시험체(T)가 고정된 상태로 미세먼지의 농도 변화를 시험할 경우, 트랙부(110)의 내부에 팬(12)(도 3 참조)이 설치되어 공기(A)의 유동을 유도할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 다른 실시예에 의한 트랙형 미세먼지 시험장치(100)의 시험 동작을 도 5를 참고하여 설명한다.
도 5와 같이, 덕트부(110)의 내부의 공기(A)는 제2라인(125)을 통해 제2모사부재(122)로 흡입되어 제3라인(126)을 통해 제1모사부재(121)로 유입된다. 제1모사부재(121)는 공기(A)를 정화시켜 클린 공기(CA)를 제1라인(124)을 통해 덕트부(110)의 내부로 공급한다. 이때, 제3모사부재(123)는 미세먼지(P)를 발생시켜 제1모사부재(121)로 제공함으로써, 덕트부(110)의 내부에는 클린 공기(CA)와 함께 미세먼지(P)가 함께 포함된 대기 환경과 유사한 공기(A)의 상태로 유입된다.
모사부(120)에 의해 덕트부(110)의 내부가 대기 환경과 유사한 시험 환경으로 모사되면, 시험체(T)가 필터부(130)와 함께 덕트부(110)의 내부를 주행한다. 이렇게 시험체(T)가 주행함으로써, 덕트부(110) 내부의 공기(A) 중 미세먼지(P)가 필터부(130)에 포집되어 필터링됨으로써, 덕트부(110)의 내부 미세먼지(P) 농도가 감소된다. 이러한 미세먼지(P)의 감소율은 센싱부(140)에 의해 센싱됨으로써, 덕트부(110) 내부의 미세먼지(P)의 실시간 농도 변화가 카운팅된다.
참고로, 도 5에서는 시험체(T)가 덕트부(110)의 내부를 주행하여 미세먼지(P)의 농도 감소율을 센싱하는 것으로 예시하였으나, 시험체(T)가 덕트부(110)의 내부에서 필터부(130)와 함께 고정되는 변형 시험 방법도 가능하다. 이 경우, 덕트부(110)의 내부에 공기(A)의 유동을 유도하기 위한 팬(12)(도 3 참조)이 설치될 수 있다.
도 6은 시간에 따른 덕트부(110) 내부의 미세먼지 농도의 감소율을 개략적으로 도시된 그래프이다. 보다 구체적으로, 도 6의 그래프는, 미세먼지(P)가 PM10과 PM2.5의 KCl 미세입자를 1.5~1.7mg/cm3의 농도로 덕트부(110)의 내부 환경을 조성하고, 필름형 필터부(130)가 부착된 시험체(T)를 덕트부(110)의 내부에서 주행시켜 시간에 따른 미세먼지 농도 변화를 확인한 결과이다. 센싱부(140)는 1l/min의 용량으로 시간에 따라 덕트부(110) 내부의 공기(A)를 흡입하며 측정하였으며, 그 결과 도 6과 같은 미세먼지 감소율을 확인할 수 있다. 이러한 미세먼지 감소율로 인해, 시험체(T)에 부착된 필터부(130)의 성능 감소율도 도 7과 같이 확인된다.
한편, 필터부(130)의 3차원 격자구조는 도 7의 도시와 같이, 벽 육각형(Wall Hexagon, WH), 벽 기둥 육각형(Wall Pillar Hexagon, WPH) 및 기둥 육각형(Pillar Hexagon, PH) 등 같은 다양한 3차원 형상을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1, 100: 트랙형 미세먼지 시험장치
10, 110: 덕트부
20, 120: 모사부
30, 130: 필터부
40, 140: 센싱부
T: 시험체
A: 공기
P: 미세먼지

Claims (17)

  1. 내부에 대기 환경과 유사한 시험 환경이 조성되는 트랙형 덕트부;
    상기 덕트부의 내부에 공기와 미세먼지를 공급하여 상기 시험 환경을 모사시키는 모사부;
    상기 덕트부 내부의 미세먼지를 필터링하는 필터부; 및
    상기 덕트부 내부의 상기 미세먼지의 감소율을 센싱하는 센싱부;
    를 포함하며,
    상기 필터부는 상기 덕트부 내부를 주행하거나 자세 고정되는 시험체에 마련되는 트랙형 미세먼지 시험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 덕트부는 상기 시험체가 타원 방향으로 주행하거나, 상기 공기가 타원 방향으로 유동되도록 횡방향 단면이 타원인 밀폐형 덕트를 포함하는 트랙형 미세먼지 시험장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 덕트부는 무정전 투명 아크릴 재질로 마련되며, 내부로 진입 가능한 출입 도어가 적어도 하나 마련되는 밀폐형 덕트를 포함하는 트랙형 미세먼지 시험장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모사부는 상기 덕트부의 내부에 에어로졸을 주입하는 에어로졸 발생기를 포함하는 트랙형 미세먼지 시험장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 덕트부의 내부에는 상기 공기를 유동시키는 팬이 마련되며,
    상기 시험체가 상기 덕트부의 내부에 고정된 상태에서 상기 센싱부가 센싱 동작되면, 상기 팬이 동작되는 트랙형 미세먼지 시험장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 모사부는,
    상기 덕트부의 내부에 상기 미세먼지가 포함되지 않은 클린 공기(Clean Air)를 공급하는 제1모사부재;
    상기 덕트부로부터 배출된 상기 공기를 상기 제1모사부재로 공급하는 제2모사부재; 및
    상기 제1모사부재와 연결되어, 상기 덕트부의 내부로 상기 미세먼지를 공급하는 제3모사부재;
    를 포함하는 트랙형 미세먼지 시험장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필터부는 상기 시험체에 대해 경사지게 마련된 지지체에 부착되는 필터 필름을 포함하며,
    상기 필터 필름은 3차원 격자구조를 가지는 트랙형 미세먼지 시험장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 필터 필름은 벽 육각형(Wall Hexagon, WH), 벽 기둥 육각형(Wall Pillar Hexagon, WPH) 및 기둥 육각형(Pillar Hexagon, PH) 중 적어도 어느 하나의 형상으로 마련되는 트랙형 미세먼지 시험장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는 상기 덕트부 내부의 공기를 흡입하여, 상기 미세먼지의 농도를 카운팅하는 더스트 카운터(Dust Counter)를 포함하는 트랙형 미세먼지 시험장치.
  10. 시험체가 주행하거나 고정되는 시험 공간이 내부에 마련되는 트랙형 덕트부;
    상기 덕트부 내부의 상기 시험 공간을 대기 환경으로 모사시키는 모사부;
    상기 시험체에 마련되어, 상기 덕트부 내부의 미세먼지를 필터링하는 3차원 격자구조를 가지는 필터부; 및
    상기 덕트부 내부의 상기 미세먼지의 감소율을 센싱하는 센싱부;
    를 포함하는 트랙형 미세먼지 시험장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 덕트부는 횡방향 단면이 타원인 밀폐형 덕트를 포함하고,
    상기 덕트는 무정전 투명 아크릴 재질로 마련되며, 내부로 진입 가능한 출입 도어가 적어도 하나 마련되는 트랙형 미세먼지 시험장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 모사부는 상기 덕트부의 내부에 에어로졸을 주입하는 에어로졸 발생기를 포함하는 트랙형 미세먼지 시험장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 덕트부의 내부에는 공기를 유동시키는 팬이 마련되며,
    상기 시험체가 상기 덕트부의 내부에 고정된 상태에서 상기 센싱부가 센싱 동작되면, 상기 팬이 동작되는 트랙형 미세먼지 시험장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 모사부는,
    상기 덕트부의 내부에 정화된 클린 공기(Clean Air)를 공급하는 제1모사부재;
    상기 덕트부로부터 배출된 상기 공기를 상기 제1모사부재로 공급하는 제2모사부재; 및
    상기 제1모사부재와 연결되어, 상기 덕트부의 내부로 상기 미세먼지를 공급하는 제3모사부재;
    를 포함하는 트랙형 미세먼지 시험장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 필터부는 상기 시험체에 대해 경사지게 마련된 지지체에 부착되는 필터 필름을 포함하는 트랙형 미세먼지 시험장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 필터부는 벽 육각형(Wall Hexagon, WH), 벽 기둥 육각형(Wall Pillar Hexagon, WPH) 및 기둥 육각형(Pillar Hexagon, PH) 중 적어도 어느 하나의 형상으로 마련되는 필터 필름을 포함하는 트랙형 미세먼지 시험장치.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 센싱부는 상기 덕트부 내부의 공기를 흡입하여, 상기 미세먼지의 농도를 카운팅하는 더스트 카운터(Dust Counter)를 포함하는 트랙형 미세먼지 시험장치.
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