KR20230006302A - Sampling system for gaseous air pollutants in atmosphere and method for cleaning The same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 시료공기 포집장치 및 시료공기 포집장치의 세정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시료공기에 포함되어 있는 입자상 물질을 효과적으로 제거함과 함께 시료공기를 일정 시간 동안 안정적으로 포집할 수 있는 시료공기 포집장치 및 시료공기 포집장치를 구성하는 제반 구성요소를 효과적으로 세정할 수 있는 시료공기 포집장치의 세정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sample air collecting device and a cleaning method of the sample air collecting device, and more particularly, to a sample air capable of stably collecting sample air for a certain period of time while effectively removing particulate matter contained in the sample air. The present invention relates to a cleaning method of a sample air collecting device capable of effectively cleaning the collecting device and various components constituting the sample air collecting device.
대기오염을 유발하는 가스상 물질로 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 일산화탄소(CO), 오존(O3), 휘발성유기화합물(VOCs, volatile organic compounds) 등이 있다. 이러한 가스상 물질은 실내외 다양한 오염원으로부터 생성되어 인체 및 대기환경에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 이에 대한 정확한 분석이 필요하다. Gaseous substances that cause air pollution include nitrogen oxides (NO x ), sulfur oxides (SO x ), carbon monoxide (CO), ozone (O 3 ), and volatile organic compounds (VOCs). Since these gaseous substances are generated from various indoor and outdoor pollutants and directly affect the human body and the atmospheric environment, accurate analysis of them is required.
일반적으로, 가스상 물질이 포함된 시료공기를 포집하고 포집된 시료공기를 대상으로 가스상 물질에 대한 분석이 진행되는데, 포집된 시료공기에 가스상 물질 이외에 입자성 물질 예를 들어, PM2.5, PM10, TSP 등이 포함될 수 있다. 포집된 시료공기에 입자성 물질이 포함되어 있으면 가스상 물질이 입자성 물질에 침착되거나 입자성 물질이 분해되어 가스상 물질로 변환되는 등 시료공기의 성분을 변화시킬 수 있게 된다. 또한, 이러한 입자성 물질이 시료공기에 포함될 경우 분석장치의 모세관 막힘, 분석장치의 센서 감도 저하 등을 유발할 수 있다. 아울러, 대기 중에 포함된 입자성 물질은 별도의 분석방법을 통해 분석되는바, 가스상 물질에 대한 분석시 시료공기에서 입자성 물질을 걸러낼 필요가 있다. In general, sample air containing gaseous substances is collected, and analysis of gaseous substances is performed on the collected sample air. In addition to gaseous substances, particulate substances such as PM2.5, PM10, TSP and the like may be included. If the collected sample air contains particulate matter, the components of the sample air can be changed, such as deposition of gaseous material on the particulate material or decomposition of the particulate material and conversion into gaseous material. In addition, when such particulate matter is included in the sample air, it may cause clogging of the capillary tube of the analysis device and a decrease in sensor sensitivity of the analysis device. In addition, since the particulate matter contained in the air is analyzed through a separate analysis method, it is necessary to filter out the particulate matter from the sample air when analyzing the gaseous material.
한편, 가스상 물질 분석을 위한 시료공기 포집시, 시료공기에 대한 분석 신뢰성을 위해 단시간 포집 이외에 장시간 동안 일정 유량으로 안정적으로 시료공기를 채취하는 것이 가능해야 한다. On the other hand, when sample air is collected for gaseous material analysis, it must be possible to stably collect sample air at a constant flow rate for a long time in addition to short-time collection for reliability of analysis of the sample air.
가스상 물질이 포함된 시료공기의 채취를 위해 캐니스터(canister)가 널리 이용되고 있는데, 종래의 경우 캐니스터에 펌프를 연결하고 캐니스터 일측에 필터가 구비된 장치를 시료공기 포집에 이용하고 있다. 따라서, 시료공기를 장시간 동안 일정 유량으로 안정적으로 포집하는 것이 가능하지 않으며, 시료공기 내의 입자성 물질을 분리함에도 한계가 있다. 이와 함께, 캐니스터의 재사용시 캐니스터에 잔존하는 시료공기를 완전히 빼내야 되는데 종래의 장치로는 잔존 시료공기에 대한 배기가 가능하지 않다.A canister is widely used to collect sample air containing gaseous substances. In the conventional case, a pump is connected to the canister and a device having a filter on one side of the canister is used for sample air collection. Therefore, it is not possible to stably collect the sample air at a constant flow rate for a long time, and there is a limit to separating particulate matter in the sample air. In addition, when the canister is reused, the sample air remaining in the canister must be completely exhausted, but it is not possible to exhaust the remaining sample air with conventional devices.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 시료공기에 포함되어 있는 입자상 물질을 효과적으로 제거함과 함께 시료공기를 일정 시간 동안 안정적으로 포집할 수 있는 시료공기 포집장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a sample air collecting device that can stably collect sample air for a certain period of time while effectively removing particulate matter contained in sample air. there is.
또한, 본 발명은 시료공기 포집장치를 구성하는 캐니스터 및 밸브 구성 등 제반 구성요소를 효과적으로 세정할 수 있는 시료공기 포집장치의 세정방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a cleaning method of a sample air collecting device capable of effectively cleaning all components, such as a canister and a valve, constituting the sample air collecting device.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시료공기 포집장치는 시료공기 포집펌프의 동작에 의해 유입되는 시료공기를 대상으로 시료공기에 포함되어 있는 입자성 물질을 여과하는 필터장치; 흡인력을 인가하여 시료공기를 흡인하며, 흡인된 시료공기를 시료공기 배관으로 토출시키는 시료공기 포집펌프; 시료공기 배관 상에 구비되어 시료공기 포집펌프로부터 토출되는 시료공기의 압력을 일정 압력을 유지시키는 릴리즈밸브; 릴리즈밸브 후단의 시료공기 배관 상에 구비되어 시료공기의 압력을 조절하는 압력조절밸브; 및 시료공기 배관의 릴리즈밸브와 압력조절밸브를 순차적으로 통과한 시료공기를 포집하는 캐니스터;를 포함하여 이루어지며, 릴리즈밸브를 통과하는 시료공기의 압력이 릴리즈밸브에 의해 일정 압력으로 유지되는 상태에서, 압력조절밸브를 통해 압력조절밸브를 통과하는 시료공기의 압력을 조절하여 캐니스터에 포집되는 시료공기의 포집시간을 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above objects, a sample air collecting device according to the present invention includes a filter device for filtering particulate matter included in the sample air from the sample air introduced by the operation of the sample air collecting pump; a sample air collecting pump for sucking sample air by applying a suction force and discharging the sucked sample air to a sample air pipe; a release valve provided on the sample air pipe to maintain the pressure of the sample air discharged from the sample air collecting pump at a constant pressure; a pressure control valve provided on the sample air pipe at the rear end of the release valve to adjust the pressure of the sample air; And a canister for collecting the sample air that has sequentially passed through the release valve and the pressure control valve of the sample air pipe, in a state where the pressure of the sample air passing through the release valve is maintained at a constant pressure by the release valve , It is characterized in that the collection time of the sample air collected in the canister can be controlled by adjusting the pressure of the sample air passing through the pressure control valve through the pressure control valve.
상기 필터장치는 상부 연결관, 하부 연결관, 필터홀더, 필터 및 결합부재를 포함하여 구성되며, 상부 연결관과 하부 연결관은 결합되어 필터홀더가 장착되는 공간 및 시료공기가 유입되는 공간을 제공하며, 상부 연결관의 일단은 시료공기 포집펌프의 제 1 단과 연결되어 시료공기 포집펌프의 흡인력을 전달하고, 하부 연결관의 일단은 시료공기 유입구와 연결되며, 시료공기 포집펌프 제 1 단의 흡인력은 상부 연결관과 하부 연결관을 거쳐 시료공기 유입구에 전달되며, 상부 연결관과 하부 연결관이 결합되는 부위의 내부공간에 필터홀더가 장착되고, 필터홀더에 입자성 물질을 여과하는 필터가 구비되며, 상기 결합부재는 상부 연결관과 하부 연결관이 결합된 상태에서 상부 연결관과 하부 연결관이 결합되는 부위의 외면 상에 장착되어 상부 연결관과 하부 연결관의 결합상태를 강화시킨다. The filter device includes an upper connection pipe, a lower connection pipe, a filter holder, a filter, and a coupling member, and the upper connection pipe and the lower connection pipe are combined to provide a space in which the filter holder is mounted and a space in which sample air is introduced. One end of the upper connection pipe is connected to the first stage of the sample air collecting pump to deliver the suction force of the sample air collecting pump, and one end of the lower connecting pipe is connected to the sample air inlet and the suction force of the first stage of the sample air collecting pump The silver is delivered to the sample air inlet through the upper and lower connectors, and a filter holder is installed in the inner space where the upper and lower connectors are joined, and the filter holder is equipped with a filter for filtering particulate matter. The coupling member is mounted on an outer surface of a portion where the upper connector tube and the lower connector tube are coupled in a state in which the upper connector tube and the lower connector tube are coupled to reinforce the coupled state of the upper connector tube and the lower connector tube.
상기 상부 연결관은 고분자소재로 이루어지고, 상기 하부 연결관은 금속소재로 이루어져, 상부 연결관과 하부 연결관의 결합시 상부 연결관의 가요성으로 인해 상부 연결관과 하부 연결관 사이의 밀봉 상태가 강화된다. The upper connector pipe is made of a polymer material, and the lower connector pipe is made of a metal material. When the upper connector pipe and the lower connector pipe are coupled, the flexibility of the upper connector pipe results in a sealed state between the upper connector pipe and the lower connector pipe. is strengthened
릴리즈밸브의 후단에 구비되어 릴리즈밸브를 통과하는 시료공기의 압력을 계측하는 제 1 압력게이지와, 압력조절밸브의 후단에 구비되어 압력조절밸브를 통과하는 시료공기의 압력을 계측하는 제 2 압력게이지를 더 포함한다. A first pressure gauge provided at the rear end of the release valve to measure the pressure of the sample air passing through the release valve, and a second pressure gauge provided at the rear end of the pressure control valve to measure the pressure of the sample air passing through the pressure control valve more includes
상기 시료공기 포집펌프는 제 1 단과 제 2 단을 구비하며, 시료공기 포집펌프의 제 1 단은 필터장치의 상부 연결관과 연결되고 시료공기 포집펌프의 제 2 단은 시료공기 배관과 연결되며, 상기 시료공기 포집펌프는 제 1 단을 통해 시료공기를 흡인하고 흡입된 시료공기를 제 2 단을 통해 시료공기 배관에 토출시킨다. The sample air collecting pump has a first stage and a second stage, the first stage of the sample air collecting pump is connected to the upper connection pipe of the filter device, and the second stage of the sample air collecting pump is connected to the sample air pipe, The sample air collecting pump sucks sample air through a first stage and discharges the sucked sample air to a sample air pipe through a second stage.
릴리즈밸브와 압력조절밸브를 거쳐 캐니스터에 포집되는 과정에서 캐니스터에 시료공기가 채워질수록 압력조절밸브를 통과하는 시료공기의 압력은 릴리즈밸브를 통과하는 시료공기의 압력에 가깝게 되며, 캐니스터에 시료공기가 완전히 채워지게 되면 릴리즈밸브의 압력과 압력조절밸브의 압력은 동일하게 된다. In the process of being collected in the canister through the release valve and the pressure regulating valve, as the canister is filled with sample air, the pressure of the sample air passing through the pressure regulating valve becomes close to the pressure of the sample air passing through the release valve. When it is completely filled, the pressure of the release valve and the pressure of the pressure control valve become the same.
상기 필터장치의 하부에 사이클론이 더 구비될 수 있으며, 시료공기에 포함된 상대적으로 무거운 고형물은 사이클론에 중력낙하된다. A cyclone may be further provided at a lower portion of the filter device, and relatively heavy solids included in the sample air fall by gravity into the cyclone.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시료공기 포집장치의 세정방법은 시료공기 포집펌프의 제 1 단에 흡인력을 인가하여 캐니스터 및 시료공기 배관에 존재하는 잔존 시료공기를 흡인하여 시료공기 포집펌프의 제 2 단을 통해 토출시키는 단계; 세정가스를 시료공기 포집펌프의 제 1 단을 통해 토출시켜 시료공기 배관 및 캐니스터에 세정가스를 주입하는 단계; 및 시료공기 포집펌프의 제 1 단에 흡인력을 인가하여 캐니스터 및 시료공기 배관에 주입된 세정가스를 흡인하고, 흡인된 세정가스를 시료공기 포집펌프의 제 2 단을 통해 토출시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a cleaning method of a sample air collecting device according to the present invention applies a suction force to the first stage of the sample air collecting pump to suck in the remaining sample air present in the canister and the sample air pipe, thereby sucking the sample air collecting pump. discharging through a second end of the; injecting the cleaning gas into the sample air pipe and the canister by discharging the cleaning gas through the first stage of the sample air collecting pump; and applying a suction force to the first stage of the sample air collecting pump to suck the cleaning gas injected into the canister and the sample air pipe, and discharging the sucked cleaning gas through the second stage of the sample air collecting pump. characterized by being made.
상기 세정가스는 불활성가스 또는 공기이다. The cleaning gas is an inert gas or air.
본 발명에 따른 시료공기 포집장치 및 시료공기 포집장치의 세정방법은 다음과 같은 효과가 있다. The sample air collecting device and the cleaning method of the sample air collecting device according to the present invention have the following effects.
가스상 물질을 분석하기 위한 시료공기 포집시 시료공기로부터 입자성 물질을 효과적으로 분리할 수 있다. 또한, 캐니스터에 포집되는 시료공기의 포집시간을 선택적으로 제어하는 것이 가능하게 되어 다양한 시간 범위에서 시료공기를 채취할 수 있다. 이와 함께, 캐니스터를 포함한 시료공기 포집장치의 세정이 가능함에 따라 잔존 시료공기로 인한 분석 신뢰성 저하를 방지할 수 있다. When sample air is collected for analyzing gaseous substances, particulate matter can be effectively separated from the sample air. In addition, since it is possible to selectively control the collection time of sample air collected in the canister, sample air can be sampled in various time ranges. In addition, since the sample air collecting device including the canister can be cleaned, analysis reliability degradation due to residual sample air can be prevented.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시료공기 포집장치의 구성도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시료공기 포집장치의 세정방법을 설명하기 위한 순서도.
도 4a는 잔존 시료공기의 배출과정을 설명하기 위한 참고도.
도 4b는 세정가스의 주입과정을 설명하기 위한 참고도.
도 4c는 세정가스의 배출과정을 설명하기 위한 참고도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 시료공기 포집장치를 실제 제작한 사진.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터장치를 실제 제작한 사진. 1 is a block diagram of a sample air collecting device according to an embodiment of the present invention.
2a and 2b are configuration diagrams of a filter device according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a cleaning method of a sample air collecting device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4a is a reference diagram for explaining the discharge process of the remaining sample air.
Figure 4b is a reference diagram for explaining the injection process of the cleaning gas.
Figure 4c is a reference diagram for explaining the process of discharging the cleaning gas.
5 is a photograph of a sample air collecting device actually manufactured according to an embodiment of the present invention.
6a and 6b are photographs of actually manufacturing a filter device according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 가스상 오염물질 분석을 위한 시료공기 채취시 시료공기에 포함되어 있는 입자상 물질을 걸러냄으로써 가스상 물질의 분석 신뢰성을 높일 수 있는 시료공기 포집장치에 관한 기술을 제시한다. 또한, 본 발명은 다양한 시간 범위 내에서 일정 유량으로 시료공기의 채취가 가능하도록 하여 시료공기에 대한 다양한 샘플링을 구현하며, 이와 함께 시료공기 포집장치에 대한 세정이 가능한 기술을 제시한다. The present invention proposes a technique for collecting sample air that can increase the reliability of gaseous material analysis by filtering out particulate matter contained in sample air when sampling air for gaseous pollutant analysis. In addition, the present invention implements various sampling of the sample air by enabling sample air to be sampled at a constant flow rate within a variety of time ranges, and also proposes a technology capable of cleaning the sample air collecting device.
앞서 '발명의 배경이 되는 기술'에서 언급한 바와 같이, 종래의 캐니스터를 이용한 시료공기 포집장치는 캐니스터에 단순히 펌프가 연결된 형태임에 따라 시료공기의 포집시간을 조절하거나 잔존 시료공기에 대한 세정 프로세스 진행이 가능하지 않다. 또한, 입자성 물질의 분리를 위해 필터가 구비되나 개선의 여지가 크다. As mentioned above in the 'Technology Background of the Invention', the conventional sample air collecting device using a canister is in the form of simply connecting a pump to the canister, thereby adjusting the collection time of the sample air or cleaning process for the remaining sample air. Progress is not possible In addition, a filter is provided for separation of particulate matter, but there is great room for improvement.
본 발명은 최적의 기구적 구성을 통해 입자성 물질을 분리할 수 있으며, 압력조절을 통해 시료공기의 포집시간 범위를 제어할 수 있음과 함께 펌프 제어를 통해 시료공기 포집장치를 효과적으로 세정할 수 있는 기술을 제시한다. The present invention can separate particulate matter through an optimal mechanical configuration, control the collection time range of sample air through pressure control, and effectively clean the sample air collecting device through pump control. present a skill
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 시료공기 포집장치 및 시료공기 포집장치의 세정방법을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a sample air collecting device and a cleaning method of the sample air collecting device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 시료공기 포집장치는 필터장치(110), 시료공기 포집펌프(120), 릴리즈밸브(140), 제 1 압력게이지(141), 압력조절밸브(150), 제 2 압력게이지(151) 및 캐니스터(canister)(160)를 포함하여 이루어진다. Referring to FIG. 1, the sample air collecting device according to an embodiment of the present invention includes a
시료공기는 시료공기 포집펌프(120)의 동작에 의해 필터장치(110) 일측에 구비된 시료공기 유입구(10)를 통해 유입되어 릴리즈밸브(140), 압력조절밸브(150)를 거쳐 캐니스터(160)에 포집된다. 시료공기 포집펌프(120)와 캐니스터(160) 사이에는 시료공기가 이송되는 시료공기 배관(130)이 구비되며, 시료공기 배관(130)을 따라 릴리즈밸브(140), 제 1 압력게이지(141), 압력조절밸브(150), 제 2 압력게이지(151)가 순차적으로 구비되는 구조를 이룬다. 즉, 시료공기 포집펌프(120)의 동작에 의해 시료공기 유입구(10)를 통해 유입된 시료공기를 필터장치(110)를 통과하여 시료공기 배관(130)으로 공급되며 시료공기 배관(130)을 따라 구비된 릴리즈밸브(140), 압력조절밸브(150)를 거쳐 캐니스터(160)에 포집, 저장된다. The sample air is introduced through the
제 1 압력게이지(141)는 릴리즈밸브(140)의 후단에 구비되어 릴리즈밸브(140)를 통과하는 시료공기의 압력을 나타내며, 제 2 압력게이지(151)는 압력조절밸브(150)의 후단에 구비되어 압력조절밸브(150)를 통과하는 시료공기의 압력을 나타낸다. 릴리즈밸브(140)를 통과하는 시료공기 압력과 압력조절밸브(150)를 통과하는 시료공기 압력 사이의 압력차를 통해 캐니스터(160)에 포집되는 시료공기의 포집시간을 제어할 수 있는데 이에 대해서는 후술하기로 한다. The
상기 필터장치(110)는 시료공기에 포함되어 있는 입자성 물질 및 기타 고형성 이물질을 여과하는 장치이며, 또한 상기 필터장치(110)는 시료공기 포집펌프(120)의 흡인력을 시료공기 유입구(10)측으로 전달하여 시료공기 유입구(10)를 통한 시료공기의 흡인이 가능하도록 한다. 즉, 상기 필터장치(110)는 시료공기 포집펌프(120)의 흡인력을 통해 시료공기를 흡인함과 함께 흡인된 시료공기에 포함되어 있는 입자성 물질 및 이물질을 걸러내는 역할을 한다. The
시료공기의 흡인 및 입자성 물질의 여과를 위해 상기 필터장치(110)는 세부적으로, 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이 상부 연결관(111), 하부 연결관(112), 필터홀더(113), 필터 및 결합부재(114)로 구성된다. 상부 연결관(111)과 하부 연결관(112)은 결합되어 필터홀더(113)가 장착되는 공간 및 시료공기가 유입되는 공간을 제공한다. 상부 연결관(111)의 일단은 시료공기 포집펌프(120)와 연결되어 시료공기 포집펌프(120)의 흡인력을 전달하며, 하부 연결관(112)의 일단은 시료공기 유입구(10)와 연결된다. 따라서, 시료공기 포집펌프(120)의 흡인력은 상부 연결관(111)과 하부 연결관(112)을 거쳐 시료공기 유입구(10)에 전달된다. For suction of sample air and filtering of particulate matter, the
또한, 상부 연결관(111)과 하부 연결관(112)이 결합되는 부위의 내부공간에는 필터홀더(113)가 장착되며, 필터홀더(113)에는 필터(도시하지 않음)가 구비된다. 상기 필터홀더(113)는 필터가 장착되는 공간이 구비된 메쉬망 형태로 구성할 수 있다. In addition, a
상기 결합부재(114)는 상부 연결관(111)과 하부 연결관(112)이 결합된 상태에서 상부 연결관(111)과 하부 연결관(112)이 결합되는 부위의 외면 상에 장착되어 상부 연결관(111)과 하부 연결관(112)의 결합상태를 강화시키는 역할을 한다. 상부 연결관(111)과 하부 연결관(112)의 외면 상에는 나사선이 구비되어 결합부재(114)와 나사결합을 이룰 수 있다. The
상부 연결관(111)과 하부 연결관(112)이 결합된 상태에서 시료공기 유입구(10)를 통해 유입된 상부 연결관(111)과 하부 연결관(112)을 거쳐 시료공기 포집펌프(120)로 이동함에 따라, 상부 연결관(111)과 하부 연결관(112)의 결합부위에 대한 실링(sealing)이 매우 중요하다. 이를 위해 본 발명에서는 하부 연결관(112)과 결합부재(114)는 금속소재 예를 들어, SUS로 구성하고 상부 연결관(111)은 고분자소재 일 실시예로, 테플론으로 구성한다. 상부 연결관(111)이 고분자소재로 이루어지고 하부 연결관(112)이 금속소재로 이루어짐에 따라, 상부 연결관(111)과 하부 연결관(112)의 결합시 상부 연결관(111)의 가요성으로 인해 상부 연결관(111)과 하부 연결관(112) 사이의 실링이 강화된다. The sample
이와 같은 구조 하에, 시료공기 포집펌프(120)의 동작에 의해 시료공기 유입구(10)를 통해 유입된 시료공기는 상부 연결관(111)과 하부 연결관(112) 내의 공간을 거쳐 시료공기 포집펌프(120)의 제 1 단(121)으로 이동되며, 이 과정에서 시료공기에 포함되어 있는 입자성 물질 및 이물질은 필터에 의해 여과된다. 필터장치(110)를 통과한 시료공기 즉, 입자성 물질이 여과된 시료공기는 릴리즈밸브(140), 제 1 압력게이지(141), 압력조절밸브(150), 제 2 압력게이지(151)가 구비된 시료공기 배관(130)으로 유입되며 최종적으로 캐니스터(160)에 포집된다. Under this structure, the sample air introduced through the
한편, 상기 필터장치(110)의 하부에는 사이클론(20)이 더 구비될 수 있으며, 시료공기에 포함된 상대적으로 무거운 고형물은 사이클론(20)에 중력낙하되도록 하여 걸러낼 수 있다. Meanwhile, a
상기 시료공기 포집펌프(120)는 제 1 단(121)과 제 2 단(122)을 구비하며, 시료공기 포집펌프(120)의 제 1 단(121)은 필터장치(110)의 상부 연결관(111)과 연결되고 시료공기 포집펌프(120)의 제 2 단(122)은 시료공기 배관(130)과 연결된다. 상기 시료공기 포집펌프(120)는 제 1 단(121)을 통해 시료공기를 흡인하고 흡입된 시료공기를 제 2 단(122)을 통해 시료공기 배관(130)에 토출시킨다. 시료공기의 포집시 시료공기 포집펌프(120)의 제 1 단(121)은 흡인단으로 작용하고 제 2 단(122)은 토출단으로 작용하는데, 후술하는 시료공기 포집장치의 세정시에는 그 반대로 제 1 단(121)이 흡인단, 제 2 단(122)이 토출단으로 동작한다. 이에 대해서는 시료공기 포집장치의 세정방법에서 상세히 설명하기로 한다. The sample
상술한 바와 같이, 필터장치(110) 및 시료공기 포집펌프(120)의 제 1 단(121)과 제 2 단(122)을 거쳐 시료공기 배관(130)으로 유입된 시료공기는 릴리즈밸브(140), 제 1 압력게이지(141), 압력조절밸브(150), 제 2 압력게이지(151)를 통과하여 캐니스터(160)에 포집되는데, 상기 릴리즈밸브(140) 및 압력조절밸브(150)의 구성을 통해 캐니스터(160)에 포집되는 시료공기의 포집시간을 제어할 수 있다. As described above, the sample air introduced into the
상기 릴리즈밸브(140)는 릴리즈밸브(140)를 통과하는 시료공기의 압력을 일정하게 유지시키는 역할을 한다. 릴리즈밸브(140)는 수용압력 이상의 압력이 인가되면 수용압력 이상분의 압력은 외부로 방출하는 것이며, 시료공기 포집펌프(120)의 제 2 단(122)에 의해 인가되는 시료공기의 압력이 릴리즈밸브(140)의 수용압력보다 크면 그 차이만큼의 압력은 릴리즈밸브(140)에 의해 방출된다. 따라서, 시료공기 포집펌프(120)의 제 2 단(122)에 의해 인가되는 시료공기의 압력이 릴리즈밸브(140)의 수용압력보다 크더라도 릴리즈밸브(140)를 통과하는 시료공기의 압력은 릴리즈밸브(140)의 수용압력으로 유지된다. 이러한 원리로 릴리즈밸브(140)를 통과하는 시료공기의 압력을 일정하게 유지할 수 있다. 예를 들어, 시료공기 포집펌프(120)의 제 2 단(122)에 의해 인가되는 시료공기의 압력이 35psi이고, 릴리즈밸브(140)의 수용압력이 30psi이면 릴리즈밸브(140)를 통과하는 시료공기의 압력은 30psi로 유지된다. 또한, 릴리즈밸브(140)를 통과하는 시료공기의 압력은 제 1 압력게이지(141)에 의해 계측된다. The
상기 압력조절밸브(150)는 캐니스터(160)에 포집되는 시료공기의 압력을 조절하여 캐니스터(160)에 포집되는 시료공기의 포집시간을 조절한다. 캐니스터(160)는 일정 체적을 갖고 있음에 따라 시료공기의 압력에 따라 캐니스터(160)의 포집시간 즉, 캐니스터(160)를 시료공기로 가득 채우는 시간이 결정된다. 압력조절밸브(150)를 통과하는 시료공기의 압력이 클수록 캐니스터(160)의 포집시간을 짧아지고 시료공기의 압력이 작을수록 캐니스터(160)의 포집시간은 길어진다. 따라서, 압력조절밸브(150)를 통해 시료공기의 압력을 조절함으로써 캐니스터(160)에 포집되는 시료공기의 포집시간을 선택적으로 제어할 수 있게 된다. 이 때, 릴리즈밸브(140)를 통과한 시료공기가 압력조절밸브(150)를 통과하는 것임에 따라, 압력조절밸브(150)를 통과하는 시료공기의 압력은 릴리즈밸브(140)를 통과한 시료공기의 압력보다 클 수는 없으며 압력조절밸브(150)에 의해 조절되는 압력은 압력조절밸브(150)를 통과하는 시료공기의 압력보다 작게 조절된다. 예를 들어, 릴리즈밸브(140)를 통과하는 시료공기의 압력이 30psi이면 압력조절밸브(150)를 통과하는 시료공기의 압력은 그 보다 작은 10psi로 조절할 수 있다. The
이상 설명한 바와 같이, 릴리즈밸브(140)를 통해 릴리즈밸브(140)를 통과하는 시료공기의 압력을 일정하게 유지시킨 상태에서 압력조절밸브(150)를 통해 압력조절밸브(150)를 통과하는 시료공기의 압력을 조절함으로써 캐니스터(160)에 포집되는 시료공기의 포집시간을 제어할 수 있게 된다. As described above, the sample air passing through the
한편, 릴리즈밸브(140)와 압력조절밸브(150)를 거쳐 캐니스터(160)에 포집되는 과정에서 캐니스터(160)에 시료공기가 채워질수록 압력조절밸브(150)를 통과하는 시료공기의 압력은 릴리즈밸브(140)를 통과하는 시료공기의 압력에 가깝게 되며, 캐니스터(160)에 시료공기가 완전히 채워지게 되면 릴리즈밸브(140)의 압력과 압력조절밸브(150)의 압력 즉, 제 1 압력게이지(141)에 의해 계측되는 압력과 제 2 압력게이지(151)에 의해 계측되는 압력은 동일하게 된다. 이는 압력조절밸브(150)가 개방된 상태에서 캐니스터(160)가 시료공기로 채워짐에 따라 압력조절밸브(150)의 압력이 릴리즈밸브(140)의 압력에 가깝게 서서히 상승하여 압력의 평형 상태를 이루기 때문이다. Meanwhile, in the process of being collected in the
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 시료공기 포집장치 및 그 동작에 대해 설명하였다. 다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 시료공기 포집장치의 세정방법에 대해 설명하기로 한다. In the above, the sample air collecting device and its operation according to an embodiment of the present invention have been described. Next, a cleaning method of the sample air collecting device according to an embodiment of the present invention will be described.
캐니스터(160)에 시료공기가 채워지면 캐니스터(160)에 포집된 시료공기를 대상으로 가스상 물질에 대한 분석 과정이 진행되는데, 이 과정이 완료되고 신규의 시료공기를 포집하여 분석하기 위해서는 캐니스터(160)가 비워져야 한다. 그런데, 캐니스터(160)를 포함한 시료공기 포집장치에 기 포집된 시료공기가 잔존할 수 있으며, 신규의 시료공기를 포집하기 위해서는 잔존 시료공기의 배출이 요구된다. 잔존 시료공기는 캐니스터(160) 뿐만 아니라 시료공기 배관(130)과 필터장치(110)에 존재할 수 있다. When the
잔존 시료공기의 배출을 위해, 캐니스터(160)와 압력조절밸브(150)를 완전히 개방시킨 상태에서 시료공기 포집펌프(120)의 제 1 단(121)을 통해 흡인력을 인가하여 캐니스터(160) 및 시료공기 배관(130)에 존재하는 잔존 시료공기를 흡인한다(도 3의 S301 및 도 4a 참조). 시료공기 포집펌프(120)의 제 1 단(121)을 통해 흡인된 잔존 시료공기를 시료공기 포집펌프(120)의 제 2 단(122)을 통해 토출되어 필터장치(110)를 거쳐 외부로 배출된다(도 3의 S302 참조). 이 과정을 통해 캐니스터(160) 및 시료공기 배관(130)에 존재하는 잔존 시료공기를 외부로 배출시킬 수 있다. 앞서, 시료공기의 포집시에 시료공기 포집펌프(120)의 제 1 단(121)은 흡인단, 제 2 단(122)은 토출단으로 작용함을 기술하였는데, 잔존 시료공기의 배출시에는 제 2 단(122)이 흡인단, 제 1 단(121)이 토출단으로 작용한다. To discharge the remaining sample air, with the
잔존 시료공기가 배출된 상태에서, 세정가스를 이용한 플러싱 과정이 진행된다. 세정가스를 이용한 플러싱을 위해 시료공기 포집펌프(120)의 일측에 세정가스 공급탱크(30)가 구비된다. 캐니스터(160)와 압력조절밸브(150)가 개방된 상태에서 세정가스 공급탱크에 저장된 세정가스가 시료공기 포집펌프(120)의 제 2 단(122)을 통해 시료공기 배관(130)과 캐니스터(160)에 주입된다(도 3의 S303 및 도 4b 참조). 일정량의 세정가스가 주입된 상태에서 잔존 시료공기의 배출시와 마찬가지로 시료공기 포집펌프(120)의 제 2 단(122)을 통해 캐니스터(160) 및 시료공기 배관(130)에 주입된 세정가스를 흡인하고 시료공기 포집펌프(120)의 제 1 단(121)을 통해 외부로 토출시키면 플러싱 과정이 완료된다(도 3의 S304, S305 및 도 4c 참조). 이러한 플러싱 과정은 필요에 따라 복수번 반복할 수 있으며, 세정가스로는 질소, 아르곤과 같은 불활성가스 또는 깨끗한 공기를 이용할 수 있다.In the state where the remaining sample air is discharged, a flushing process using cleaning gas is performed. A cleaning
10 : 시료공기 유입구 20 : 사이클론
30 : 세정가스 공급탱크
110 : 필터장치 111 : 상부 연결관
112 : 하부 연결관 113 : 필터홀더
114 : 결합부재 120 : 시료공기 포집펌프
121 : 제 1 단 122 : 제 2 단
130 : 시료공기 배관 140 : 릴리즈밸브
141 : 제 1 압력게이지 150 : 압력조절밸브
151 : 제 2 압력게이지 160 : 캐니스터10: sample air inlet 20: cyclone
30: cleaning gas supply tank
110: filter device 111: upper connector
112: lower connector 113: filter holder
114: coupling member 120: sample air collecting pump
121: first stage 122: second stage
130: sample air pipe 140: release valve
141: first pressure gauge 150: pressure control valve
151: second pressure gauge 160: canister
Claims (9)
흡인력을 인가하여 시료공기를 흡인하며, 흡인된 시료공기를 시료공기 배관으로 토출시키는 시료공기 포집펌프;
시료공기 배관 상에 구비되어 시료공기 포집펌프로부터 토출되는 시료공기의 압력을 일정 압력을 유지시키는 릴리즈밸브;
릴리즈밸브 후단의 시료공기 배관 상에 구비되어 시료공기의 압력을 조절하는 압력조절밸브; 및
시료공기 배관의 릴리즈밸브와 압력조절밸브를 순차적으로 통과한 시료공기를 포집하는 캐니스터;를 포함하여 이루어지며,
릴리즈밸브를 통과하는 시료공기의 압력이 릴리즈밸브에 의해 일정 압력으로 유지되는 상태에서, 압력조절밸브를 통해 압력조절밸브를 통과하는 시료공기의 압력을 조절하여 캐니스터에 포집되는 시료공기의 포집시간을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 시료공기 포집장치.
A filter device for filtering particulate matter included in the sample air from the sample air introduced by the operation of the sample air collecting pump;
a sample air collecting pump for sucking sample air by applying a suction force and discharging the sucked sample air to a sample air pipe;
a release valve provided on the sample air pipe to maintain the pressure of the sample air discharged from the sample air collecting pump at a constant pressure;
a pressure control valve provided on the sample air pipe at the rear end of the release valve to adjust the pressure of the sample air; and
A canister for collecting sample air that has sequentially passed through the release valve and the pressure control valve of the sample air pipe;
While the pressure of the sample air passing through the release valve is maintained at a constant pressure by the release valve, the pressure of the sample air passing through the pressure control valve is adjusted through the pressure control valve to shorten the collection time of the sample air collected in the canister. A sample air collecting device characterized in that it can be controlled.
상부 연결관과 하부 연결관은 결합되어 필터홀더가 장착되는 공간 및 시료공기가 유입되는 공간을 제공하며,
상부 연결관의 일단은 시료공기 포집펌프의 제 1 단과 연결되어 시료공기 포집펌프의 흡인력을 전달하고, 하부 연결관의 일단은 시료공기 유입구와 연결되며, 시료공기 포집펌프 제 1 단의 흡인력은 상부 연결관과 하부 연결관을 거쳐 시료공기 유입구에 전달되며,
상부 연결관과 하부 연결관이 결합되는 부위의 내부공간에 필터홀더가 장착되고, 필터홀더에 입자성 물질을 여과하는 필터가 구비되며,
상기 결합부재는 상부 연결관과 하부 연결관이 결합된 상태에서 상부 연결관과 하부 연결관이 결합되는 부위의 외면 상에 장착되어 상부 연결관과 하부 연결관의 결합상태를 강화시키는 것을 특징으로 하는 시료공기 포집장치.
The method of claim 1, wherein the filter device is configured to include an upper connection pipe, a lower connection pipe, a filter holder, a filter and a coupling member,
The upper connector and the lower connector are combined to provide a space in which the filter holder is mounted and a space in which sample air is introduced,
One end of the upper connection pipe is connected to the first stage of the sample air collecting pump to transmit the suction force of the sample air collecting pump, and one end of the lower connecting pipe is connected to the sample air inlet, and the suction force of the first stage of the sample air collecting pump is transmitted to the upper portion. It is delivered to the sample air inlet through the connecting pipe and the lower connecting pipe,
A filter holder is mounted in the inner space where the upper connection pipe and the lower connection pipe are joined, and a filter for filtering particulate matter is provided in the filter holder,
The coupling member is mounted on the outer surface of the portion where the upper connector and the lower connector are coupled in a state in which the upper connector and the lower connector are coupled to strengthen the coupled state of the upper connector and the lower connector. Sample air collecting device.
The method of claim 2, wherein the upper connection pipe is made of a polymer material and the lower connection pipe is made of a metal material, so that when the upper connection pipe and the lower connection pipe are coupled, the upper connection pipe and the lower connection pipe are formed due to flexibility of the upper connection pipe. A sample air collecting device, characterized in that the sealing state between the connecting tubes is strengthened.
The method of claim 1, wherein a first pressure gauge is provided at the rear end of the release valve to measure the pressure of the sample air passing through the release valve, and a first pressure gauge is provided at the rear end of the pressure control valve to measure the pressure of the sample air passing through the pressure control valve. A sample air collecting device further comprising a second pressure gauge for measuring.
상기 시료공기 포집펌프는 제 1 단을 통해 시료공기를 흡인하고 흡입된 시료공기를 제 2 단을 통해 시료공기 배관에 토출시키는 것을 특징으로 하는 시료공기 포집장치.
The method of claim 1, wherein the sample air collecting pump has a first stage and a second stage, the first stage of the sample air collecting pump is connected to the upper connection pipe of the filter device, and the second stage of the sample air collecting pump is connected to the upper connection pipe of the filter device. connected to the air pipe,
The sample air collecting device, characterized in that the sample air collecting pump sucks the sample air through the first stage and discharges the sucked sample air to the sample air pipe through the second stage.
The method of claim 1, wherein the pressure of the sample air passing through the pressure regulating valve becomes closer to the pressure of the sample air passing through the release valve as the canister is filled with sample air in the process of being collected in the canister through the release valve and the pressure regulating valve. , The sample air collecting device, characterized in that when the canister is completely filled with sample air, the pressure of the release valve and the pressure of the pressure control valve become the same.
The sample air collecting device according to claim 1, wherein a cyclone may be further provided at the lower part of the filter device, and relatively heavy solids included in the sample air fall by gravity into the cyclone.
시료공기 포집펌프의 제 1 단에 흡인력을 인가하여 캐니스터 및 시료공기 배관에 존재하는 잔존 시료공기를 흡인하여 시료공기 포집펌프의 제 2 단을 통해 토출시키는 단계;
세정가스를 시료공기 포집펌프의 제 1 단을 통해 토출시켜 시료공기 배관 및 캐니스터에 세정가스를 주입하는 단계; 및
시료공기 포집펌프의 제 1 단에 흡인력을 인가하여 캐니스터 및 시료공기 배관에 주입된 세정가스를 흡인하고, 흡인된 세정가스를 시료공기 포집펌프의 제 2 단을 통해 토출시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시료공기 포집장치의 세정방법.
In the cleaning method of the sample air collecting device according to any one of claims 1 to 7,
applying a suction force to a first stage of the sample air collecting pump to suck in remaining sample air existing in the canister and the sample air pipe and discharging it through a second stage of the sample air collecting pump;
injecting the cleaning gas into the sample air pipe and the canister by discharging the cleaning gas through the first stage of the sample air collecting pump; and
A step of applying a suction force to the first stage of the sample air collecting pump to suck the cleaning gas injected into the canister and the sample air pipe, and discharging the sucked cleaning gas through the second stage of the sample air collecting pump; Cleaning method of the sample air collecting device, characterized in that.
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2021
- 2021-07-02 KR KR1020210087343A patent/KR102578293B1/en active IP Right Grant
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