KR20240022154A - 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광촉매 시료 성능 평가를 위한 장치로서, 평가 장치 내부에 시료 안착부 및 반응 공간이 형성된 홀더 모듈을 배치하여 광촉매 시료의 교체 및 유지·보수가 용이한 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치에 관한 것이다.
본 발명은 「소정의 길이와 폭과 두께를 갖도록 형성된 광촉매 시료의 공기정화 성능 평가 장치로써, 상면에서 하방향으로 함입된 수용 공간이 형성된 반응조, 상기 반응조의 수용 공간을 커버하는 투광판, 상기 반응조의 수용 공간에 수용되는 홀더 모듈, 상기 수용 공간에 연통되어 가스를 주입하는 주입구 및 상기 주입구의 맞은편에 구비되고 상기 수용 공간에 연통되어 가스를 배출하는 배출구를 포함하며, 상기 홀더 모듈은, 상기 홀더 모듈의 상면에서 하방으로 함입되어 형성된 반응 공간, 상기 홀더 모듈의 일면 하부에 상기 주입구와 연통되도록 형성되고 가스가 유입되는 주입로, 하부는 상기 주입로와 연통되고 상부는 반응 공간과 연통된 제1 수직슬릿, 상기 반응 공간의 바닥면에서 하방으로 재함입되어 형성된 재함입 공간에 광촉매 시료가 삽입 거치되는 안착부, 상기 주입로의 맞은편 하부에 상기 배출구와 연통되도록 형성되고 가스가 배출되는 배출로 및 상부는 상기 반응 공간과 연통되고 하부는 상기 배출로와 연통된 제2 수직슬릿을 포함하되, 상기 반응조의 수용 공간에 상기 홀더 모듈을 삽입하고, 상기 투광판으로 상기 수용 공간을 커버하여 상기 홀더 모듈의 상면에 밀착 고정할 때 상기 반응 공간의 상단부도 상기 투광판에 의하여 커버되도록 구성되고, 상기 반응조의 주입구를 통하여 주입된 가스는 상기 홀더 모듈에서 주입로, 제1 수직슬릿, 반응 공간, 제2 수직슬릿, 배출로, 배출구의 순서대로 이동하도록 구성된 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치」를 제공한다.

Description

범용 광촉매 시료 성능 평가 장치{Universal Photocatalytic Sample Performance Evaluation Device}

본 발명은 광촉매 시료의 성능 평가를 위한 장치로서, 평가 장치 내부에 시료 안착부 및 반응 공간이 형성된 홀더 모듈을 배치하여 광촉매 시료의 교체 및 유지·보수가 용이한 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치에 관한 것이다.

촉매(Catalyst)란 기본적으로 자신은 반응에 직접 참여하여 소모되지 않고, 반응속도를 빠르게 하거나 느려지도록 영향을 주는 물질이다. 특히, 이중에서도 광촉매(Photocatalyst)란 빛을 쪼여주었을 때 기존 광반응에 다른 메커니즘 경로를 제공하여 반응속도를 가속화하는 촉매를 말한다.

광촉매 상에서의 오염물질 분해 반응은 대부분 표면에서 생성된 하이드록실 라디칼(Hydroxyl Radical)의 강력한 산화력에 기인하지만, 전체적인 메커니즘은 하이드록실 라디칼뿐만 아니라 공유대 정공, 전도대 전자, 슈퍼 옥사이드 음이온(활성산소) 등이 관련되는 일련의 산화환원 표면반응이 복합적으로 작용하며, 이 과정에서 공기 혹은 물에 존재하는 유기물질, 악취물질, 바이러스, 박테리아 같은 세균 등 다양한 오염물질을 물과 이산화탄소로 분해된다.

일반적으로 광촉매의 공기정화 성능을 평가하는 표준화된 방법으로는 ISO 22197 시리즈(자외선) 또는 ISO 17168 시리즈(실내광)가 있다. 이러한 시험방법에서는 시료 표면에 일정 농도의 오염물질을 연속적으로 분포하여 광촉매 재료에 의해 오염물질이 산화 환원 반응을 통해 저감되는 정도를 파악하는 방식으로 광촉매 재료에 대한 성능을 평가할 수 있다.

광촉매 성능평가를 위하여 시료를 규정된 크기(100 mm x 50 mm x 5mm)를 광촉매 반응 평가 장치에 넣는 과정이 필요한데, ISO 22197 시리즈나 ISO 17168 시리즈에서는 시료 홀더에 대한 별도의 규정 없이, 반응장치 안에 시료를 직접 넣는 방법이 제시되었다. 하지만, 일반적으로 성능평가를 하고자 하는 시료가 보도블럭, 벽돌, 콘크리트, 도로경계석, 아스팔트 등 광촉매 건축자재임을 고려할 때, 가공된 시험편을 반응장치 안에 넣는 과정에서 시험편 부스러기가 반응장치 내부에 남아 다음 시험평가에 영향을 미치거나 이를 제거하는 과정에서 반응장치 전체를 다시 세척해야하는 문제가 자주 발생하고, 반응장치와의 접촉과정에서 시험편의 소실 및 반응장치의 긁힘에 의한 훼손이 우려된다.

또한, ISO 22197 시리즈와 ISO 17168 시리즈에서 규정하는 반응장치는 스테인레스 혹은 알루미늄 바디로 이루어진 반응장치 안에 표준 크기로 가공된 시료를 올려두는 방식으로 시험이 이루어지기 때문에, 규정된 크기를 조금이라도 벗어나는 시료에 대해서는 성능평가를 진행하는 것이 어렵다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 별도의 시료 홀더를 제작하여 규정 외의 두꺼운 형태의 시료를 평가할 수 있도록 반응조 내부 디자인을 고안하는 한편, 시료 홀더에 투광판과 별도 프레임을 부가한 이중 실링을 통해 유입된 표준가스의 유출 방지 및 이에 따른 신뢰도를 높이도록 구성하였다.

또한, 반응조의 상부가 투광판과 접함으로써 가스가 시료 표면으로 흘러갈 수 있도록 설계하여, 시료 홀더를 장착한 반응조 내부를 시험편 장착부와 가스 통로부로 이원화하도록 구성하여 원활한 성능 평가 실험을 진행할 수 있다.

특히, ISO 기준에 따르면 단일의 광촉매 시료로도 성능평가가 가능한 일반적인 광촉매 시료와는 달리, 단일의 시료로는 정확하게 평가할 수 없는 저효율 광촉매 시료의 경우 광촉매 시료 2개를 나란히 연속적으로 연결하여 성능 평가를 실시하도록 규정하고 있으나, 성능 평가 장치에 대한 상세한 기준은 제시되어 있지 않아, 균일하고 정확한 시험결과를 도출할 수 있고, 저효율 광촉매 시료를 시험할 수 있는 표준 규격의 광촉매 시료 성능 평가 장치가 필요한 실정이다.

기존의 광촉매 시료 성능 평가 장치는 시험자의 숙련도 및 경험에 따라 임의로 제작되었다. 특히, 기존에는 오염가스를 분산시키 위한 분산판을 투광판에 설치하여 시험 종료 후 평가 장치의 분리, 세척이 용이하지 않아 평가 장치의 재활용 시 이전 시험에 사용된 광촉매 시료의 부스러기나 잔존 가스에 의하여 시험 결과의 정확도가 떨어지는 문제점이 있었다.

1. 등록특허 10-2255615 "이중 구조형 접촉식 현장 광촉매 성능평가 장치" 2. 등록특허 10-2177152 "범용 건축자재 광촉매 성능평가 장치" 3. 등록특허 10-1973536 "광촉매 장치" 4. 등록특허 10-2325618 "광촉매 반응 공기 정화 열교환 환기장치"

본 발명은 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치에 관한 것으로, 주입된 오염가스를 반응 공간에 균일하게 분산시키며, 규격화된 홀더 모듈을 제공하여 실험에 소요되는 시간과 비용을 감소시키고, 채움판을 적층하여 함입깊이 조절이 가능하도록 구성되어 시편으로 가공이 어려운 블록, 벽돌 등의 광촉매 시료의 성능 평가를 도모하며, 복수개의 안착부를 직렬배치하여 단일의 시료평가가 가능하면서도 저효율 광촉매 시료의 성능 평가도 가능하도록 구성된 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 「소정의 길이와 폭과 두께를 갖도록 형성된 광촉매 시료의 공기정화 성능 평가 장치로써, 상면에서 하방향으로 함입된 수용 공간이 형성된 반응조, 상기 반응조의 수용 공간을 커버하는 투광판, 상기 반응조의 수용 공간에 수용되는 홀더 모듈, 상기 수용 공간에 연통되어 가스를 주입하는 주입구 및 상기 주입구의 맞은편에 구비되고 상기 수용 공간에 연통되어 가스를 배출하는 배출구를 포함하며, 상기 홀더 모듈은, 상기 홀더 모듈의 상면에서 하방으로 함입되어 형성된 반응 공간, 상기 홀더 모듈의 일면 하부에 상기 주입구와 연통되도록 형성되고 가스가 유입되는 주입로, 하부는 상기 주입로와 연통되고 상부는 반응 공간과 연통된 제1 수직슬릿, 상기 반응 공간의 바닥면에서 하방으로 재함입되어 형성된 재함입 공간에 광촉매 시료가 삽입 거치되는 안착부, 상기 주입로의 맞은편 하부에 상기 배출구와 연통되도록 형성되고 가스가 배출되는 배출로 및 상부는 상기 반응 공간과 연통되고 하부는 상기 배출로와 연통된 제2 수직슬릿을 포함하되, 상기 반응조의 수용 공간에 상기 홀더 모듈을 삽입하고, 상기 투광판으로 상기 수용 공간을 커버하여 상기 홀더 모듈의 상면에 밀착 고정할 때 상기 반응 공간의 상단부도 상기 투광판에 의하여 커버되도록 구성되고, 상기 반응조의 주입구를 통하여 주입된 가스는 상기 홀더 모듈에서 주입로, 제1 수직슬릿, 반응 공간, 제2 수직슬릿, 배출로, 배출구의 순서대로 이동하도록 구성된 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치」를 제공한다.

상기 홀더 모듈에는 두 개의 안착부가 가스의 진행방향을 따라 길이방향으로 이격하여 나란히 형성되고, 주입된 가스는 상기 두 개의 안착부에 각각 삽입 거치된 광촉매 시료와 순차적으로 반응하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 투광판의 둘레부를 수용하고 상기 반응조의 상면에 착탈가능하게 결합되도록 구성된 커버 프레임을 더 포함하고, 상기 커버 프레임과 상기 반응조의 상면이 상하로 체결되어, 상기 투광판이 상기 반응조의 상면을 밀착하여 커버할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 홀더 모듈은, 하단부에서 상방으로 함입되어 형성된 하부홈 및 일면에 형성된 함입면이 구비된 한 쌍의 외부 파츠; 및 상기 반응 공간 및 안착부가 형성된 한 쌍의 내부 파츠; 로 구분되고, 상기 한 쌍의 내부 파츠는 각각의 안착부가 길이방향으로 나란히 배치되도록 일측벽을 서로 접하여 조합되고, 상기 한 쌍의 외부 파츠는 상기 한 쌍의 내부 파츠가 조합된 벽면의 맞은편 벽면에 외부 파츠의 함입면이 접하도록 조합되어 상기 제1 수직슬릿 또는 제2 수직슬릿이 형성되고, 상기와 같이 조합된 홀더 모듈이 상기 반응조에 안치됨에 따라, 상기 주입구와 인접하는 상기 외부 파츠의 하부홈과 상기 반응조 바닥판의 조합으로 상기 주입로가 형성되고, 상기 배출구와 인접하는 상기 외부 파츠의 하부홈과 상기 반응조 바닥판의 조합으로 상기 배출로가 형성될 수 있다.

또한, 상기 안착부의 상기 재함입 공간에 일단 또는 다단으로 적층되어 배치된 하나 이상의 채움판을 더 포함하고, 상기 채움판의 적층에 따라 상기 재함입 공간의 함입깊이가 조절될 수 있다.

본 발명에 따르면 다음의 효과가 있다.

1. 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치의 홀더 모듈은 ISO 기준에 대응되도록 구성되고 재활용이 가능하므로, 매 실험마다 시료케이스를 제작하는데 소요되었던 시간과 비용을 줄일 수 있다.

2. 홀더 모듈이 분리형으로 제작되어 광촉매 시료를 성능 평가 장치에 용이하게 탈착할 수 있다.

3. 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치는 분리형으로 제작되어 세척, 건조, 수리 등 유지·보수가 용이하다.

4, 규격화된 두께의 시료가 아니더라도, 채움판의 적층에 따라 함입깊이를 조절하여 광촉매 시료를 거치한 홀더 모듈의 상면을 평활면으로 유지하여 정확한 시험결과를 도출할 수 있다.

5. 주입된 가스는 홀더 모듈의 수직슬릿을 통과하는 과정에서 벽과 충돌하여 적층되며 반응 공간으로 퍼져나가 자연히 분산되므로, 광촉매 시료의 표면에서 균일하게 반응하도록 유도할 수 있다.

6. 홀더 모듈과 투광판 및 반응조와 커버 프레임 사이에 고무 패킹을 구비하여 오염가스의 누출을 방지함으로써 실험결과의 신뢰성이 증가한다.

7. 모듈화된 홀더 모듈은 단순한 형태로 사출 성형이 가능하여 금형 제작 등의 제작비용을 절감할 수 있다.

8. 홀더 모듈이 안착부를 포함한 파츠로 탈착가능하도록 제작되어 단일의 시료평가가 가능하면서도 복수개의 안착부를 결합하여 측정이 가능하여 저효율 광촉매 시료의 성능 평가도 가능하도록 구성된다.

[도 1]은 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치를 도시한 것이다.
[도 2]는 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치의 단면과 가스 흐름을 도시한 것이다.
[도 3]은 본 발명에 따른 반응조를 도시한 것이다.
[도 4]는 본 발명에 따른 홀더 모듈, 반응조, 고무 패킹의 결합을 도시한 것이다.
[도 5]는 본 발명에 따른 커버 프레임과 커버 고무 패킹을 도시한 것이다.
[도 6]은 본 발명에 따른 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치의 결합을 순서대로 분리한 것을 도시한 것이다.
[도 7]은 서로 다른 깊이로 함입된 2개의 재함입 공간을 도시한 것이다.
[도 8]은 본 발명에 따른 채움판을 도시한 것이다.
[도 9]는 본 발명에 따른 채움판을 적층하여 함입깊이를 조절하는 것을 도시한 단면도이다.

본 발명은 「소정의 길이와 폭과 두께를 갖도록 형성된 광촉매 시료(S)의 공기정화 성능 평가 장치로써, 상면에서 하방향으로 함입된 수용 공간(11)이 형성된 반응조(10), 상기 반응조(10)의 수용 공간(11)을 커버하는 투광판(20), 상기 반응조(10)의 수용 공간(11)에 수용되는 홀더 모듈(30), 상기 수용 공간(11)에 연통되어 가스(G)를 주입하는 주입구(40) 및 상기 주입구(40)의 맞은편에 구비되고 상기 수용 공간(11)에 연통되어 가스(G)를 배출하는 배출구(50)를 포함하며, 상기 홀더 모듈(30)은, 상기 홀더 모듈(30)의 상면에서 하방으로 함입되어 형성된 반응 공간(31), 상기 홀더 모듈(30)의 일면 하부에 상기 주입구(40)와 연통되도록 형성되고 가스(G)가 유입되는 주입로(32), 하부는 상기 주입로(32)와 연통되고 상부는 반응 공간(31)과 연통된 제1 수직슬릿(33), 상기 반응 공간(31)의 바닥면에서 하방으로 재함입되어 형성된 재함입 공간(341)에 광촉매 시료(S)가 삽입 거치되는 안착부(34), 상기 주입로(32)의 맞은편 하부에 상기 배출구(50)와 연통되도록 형성되고 가스(G)가 배출되는 배출로(35) 및 상부는 상기 반응 공간(31)과 연통되고 하부는 상기 배출로(35)와 연통된 제2 수직슬릿(36)을 포함하되, 상기 반응조(10)의 수용 공간(11)에 상기 홀더 모듈(30)을 삽입하고, 상기 투광판(20)으로 상기 수용 공간(11)을 커버하여 상기 홀더 모듈(30)의 상면에 밀착 고정할 때 상기 반응 공간(31)의 상단부도 상기 투광판(20)에 의하여 커버되도록 구성되고, 상기 반응조(10)의 주입구(40)를 통하여 주입된 가스(G)는 상기 홀더 모듈(30)에서 주입로(32), 제1 수직슬릿(33), 반응 공간(31), 제2 수직슬릿(36), 배출로(35), 배출구(50)의 순서대로 이동하도록 구성된 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치」를 제공한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.

이하에서는 첨부된 도면과 함께 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

설명하기에 앞서, 본 발명에서는 방향을 설정함에 있어서, 상기 투광판(20)이 위치한 방향을 상면 또는 상부로 지칭하고, 상기 반응조(10)의 바닥면이 위치한 방향을 하면 또는 하부로 지칭한다. 또한, 가스(G)가 유입되는 방향을 전면 또는 전방으로 지칭하며, 가스(G)가 배출되는 방향을 후면 또는 후방으로 지칭한다.

또한, 광촉매 시료(S)를 기준으로 평면상 시료의 길이가 긴변(100 mm)의 방향을 길이방향, 짧은변(50 mm)의 방향을 폭방향으로 칭한다.

이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 설정한 것으로, 실제 사용 상태에서 방향을 설정함에 있어서 상기 실시예의 설정된 방향에 구애받지 않는 것을 명확히 한다.

[도 1]은 본 발명에 따른 홀더 모듈(30)에 광촉매 시료(S)가 거치된 상태를 도시한 것이다.

상기 광촉매 시료(S)는 공기를 여과하도록 광촉매가 혼입된 보도블럭, 벽돌, 콘크리트, 도로경계석, 아스팔트 등 건축자재로 구성되며, 소정의 길이와 폭과 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 광촉매 시료(S)는 정확한 성능 평가를 위하여 ISO 기준에 따라 100 mm x 50 mm x 5mm의 크기, 더욱 자세하게는 길이 99.5±0.5 mm, 폭 49.5±0.5mm로 제작되는 것이 바람직하다.

[도 3]은 상기 반응조(10)를 도시한 것이다.

상기 반응조(10)는 상면에서 하방향으로 함입된 수용 공간(11)이 형성된 것으로, 상기 홀더 모듈(30)이 수납되는 수용 공간(11)은 다양한 형상의 다면체로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 수용 공간(11)은 상기 반응조(10)의 바닥판 및 둘레면으로 둘러싸여 형성되고, 상방이 개방되어있어 상기 홀더 모듈(30)은 상방에서 삽입될 수 있다.

상기 반응조(10)의 바닥판 및 둘레면의 형태는 다양하게 구성할 수 있으나 본 발명의 도면에 도시된 실시예에서는 수용 공간(11)이 직육면체로 형성되고 상기 홀더 모듈(30)도 상기 수용 공간(11)에 대응하여 직육면체로 형성되었다.

상기 반응조(10)는 주입되는 가스(G)가 흡착되거나 가스(G)와 반응하지 않는 금속재질(알루미늄, 스테인레스 스틸 등), 플라스틱 재질(아크릴 수지 등)로 구성할 수 있다. 이는 평가 대상이 되는 광촉매 시료(S) 이외에, 상기 반응조(10)에 주입되는 가스(G)의 농도에 영향을 미칠 수 있는 요인을 최대한 제거하기 위함이다.

상기 수용 공간(11)은 상기 홀더 모듈(30)이 수용될 수 있다. 상기 수용 공간(11)은 상기 홀더 모듈(30)의 외곽부가 상기 수용 공간(11)의 둘레면과 밀착하여 배치될 수 있는 형태로 형성될 수 있다. 특히, 상기에서 설명된 바와 같이 상기 수용 공간(11)은 상기 홀더 모듈(30)을 안정적으로 배치하기 위하여 사각형의 평면을 가지도록 형성된 육면체로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 투광판(20)은 상기 반응조(10)의 수용 공간(11)을 커버 하도록 구성될 수 있다. 상기 투광판(20)은 빛이 조사될 때의 광촉매 성능 평가를 위해 필요한 것이며, 석영 유리, 붕규산 유리 등 빛이 투과하는 과정에서 에너지의 흡수가 최소화될 수 있는 재질로 제작하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 투광판(20) 상부에 일정거리 이격하여 일정한 광도로 빛을 투사하는 실험용 조명기구가 구비되어야 한다.

[도 2]는 상기 반응조(10)에 상기 홀더 모듈(30)이 함입된 것을 도시한 단면도이다.

상기 홀더 모듈(30)은 상기 반응조(10)의 수용 공간(11)에 배치되고, 상면에서 하방으로 함입되어 상기 광촉매 시료(S)를 수용하도록 구성될 수 있다. 상기 홀더 모듈(30)은 주입되는 가스(G)가 흡착되거나 가스(G)와 반응하지 않는 플라스틱 재질 등으로 구성될 수 있다.

일반적인 시료 홀더는 광촉매를 수용하는 수용체의 역할만을 수행하나, 본 발명에서 제공하는 상기 홀더 모듈(30)은 광촉매 시료(S)를 고정하는 것 뿐만 아니라, 상기 반응조(10), 투광판(20)과 결합함으로써 가스(G)의 주입로(32), 배출로(35), 반응 공간(31)이 일체형으로 형성되어 복잡한 실험절차와 과정을 생략하여 신속하게 실험을 진행할 수 있도록 구성된 것이다.

상기와 같은 기능을 수행하기 위하여 본 발명의 시료 홀더는 모듈형으로 구성되었으며, 이하 본 발명에서 제공하는 홀더 모듈(30)의 구조를 상세히 설명한다.

상기 홀더 모듈(30)은 사각형의 평면을 갖는 육면체로 형성될 수 있다.

본 발명의 도면에 도시된 실시예에서 반응조(10)의 수용 공간(11)은 직육면체로 형성되고, 홀더 모듈(30)은 상기 수용 공간(11)에 밀착하여 수용될 수 있도록 수용 공간(11)의 형태에 대응하여 직육면체로 형성된다.

또한, 상기 홀더 모듈(30)은 상기 수용 공간(11)의 높이와 동일하게 형성될 수 있다. 상기 투광판(20)은 상기 반응조(10)의 상면에 결합될 때, 상기 수용 공간(11)을 커버함과 동시에 상기 홀더 모듈(30)의 상면에 밀착하여 커버될 수 있다.

또한, 상기 홀더 모듈(30)은 상면의 둘레부를 따라 결합되는 고무 패킹(39)과 상기 고무 패킹(39)을 끼우는 패킹홈(391)을 구비하여 가스(G)의 외부 누출을 방지 할 수 있다.

상기 반응 공간(31)은 상기 홀더 모듈(30)이 하방으로 함입되어 형성된 공간으로, 가스(G)가 주입로(32)를 거쳐 반응 공간(31)까지 유입되었을 경우, 투광판(20)을 통하여 조사된 빛이 상기 광촉매 시료(S) 표면의 광촉매와 반응하여 광촉매 반응이 발생하는 공간이다. 또한, 상기 반응 공간(31)은 지속적인 실험을 위하여 주입된 가스(G)가 이동하는 통로로 구성될 수 있다. 상기 반응 공간(31)의 전방은 상기 제1 수직슬릿(33), 후방은 상기 제2 수직슬릿(36)과 연통되어, 주입된 가스(G)는 제1 수직슬릿(33) → 반응 공간(31) → 제2 수직슬릿(36)을 통하여 이동할 수 있다. 상기 반응 공간(31)은 상기 투광판(20)이 상기 반응조(10)와 결합할 때, 상기 투광판(20)과 상기 광촉매 시료(S) 및 반응조(10)의 둘레부로 감싸여 형성될 수 있다.

광촉매는 빛에 노출된 부분에서만 광촉매 반응이 발생하고 빛에 노출되지 않는 부분은 광촉매 반응이 발생하지 않는다. 따라서, 가스(G)를 빛에 노출되는 광촉매 시료(S)의 상단 표면으로 분포되도록 주입할 때, 공기 정화 성능을 가장 정확하게 측정할 수 있다. 그러므로, 상기 반응 공간(31)은 주입된 가스(G)가 최대한 광촉매 시료(S)의 상단 표면에 밀착하여 유동되도록 하기 위하여, 상기 반응 공간(31)의 높이는 4 mm ~ 8 mm 범위의 협소한 공간으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 주입로(32)는 상기 홀더 모듈(30)이 상기 반응조(10)에 안착되며 형성되는 공간으로, 상기 홀더 모듈(30)의 전면 하부에 형성될 수 있다. 상기 주입로(32)는 상기 주입구(40)와 연통되어 외부로부터 가스(G)가 유입되고, 유입된 가스(G)가 상기 제1 수직슬릿(33)으로 이동하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 주입로(32)의 단면은 사각형, 원형 등 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 가스(G)의 확산을 용이하게 하기 위하여 상기 주입로(32)의 단면은 사각형의 단면으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 가스(G)를 방향성 있게 확산시키기 위하여 상기 주입로(32)의 단면은 전면에서 후면방향으로 확공되도록 구성될 수 있다.

상기 제1 수직슬릿(33)은 상하 방향으로 길게 형성된 슬릿 형태로 형성될 수 있다. 상기 제1 수직슬릿(33)은 얇은 두께의 사각형의 단면을 가져 주입로(32)에서 이동된 가스(G)가 상방으로 이동함에 따라 얇은 사각 형태의 단면에 균등하게 퍼지도록 구성된 것으로, 상기 주입로(32)와 제1 수직슬릿(33)은 서로 직교하여 배치될 수 있다. 또한, 상기 주입로(32)에서 배출된 가스(G)는 제1 수직슬릿(33)의 내측면에 충돌한 뒤 적층되며 상방으로 이동하는데, 이동과정에서 가스(G)가 제1 수직슬릿(33)의 내부공간에 균일하게 퍼져 가스(G)의 균일한 분산이 이루어질 수 있다.

보다 자세하게 설명하면, 상기 제1 수직슬릿(33)은 하방으로는 주입로(32)와, 상방으로는 반응 공간(31)과 연통되어 가스(G)의 분산 및 흐름을 유도할 수 있다. 상기 주입구(40)로부터 압축되어 주입된 가스(G)는 적층되어 상방으로 이동하며 상기 주입로(32)의 단면 형태를 따라 분산되어 유입되고, 상기 제1 수직슬릿(33)의 내측면에 충돌하여 분산되며, 상방으로 이동함에 따라 슬릿형태의 단면에 균일하게 분산될 수 있다. 특히, 상기 주입로(32)의 단면이 전면에서 후면방향으로 확공되도록 구성된 경우, 가스(G)가 방향성 있게 확산되며 분산효과가 증대된다. 이에 따라, 관 형태의 단면을 가진 주입구(40)에서 주입된 가스(G)는 상기 주입로(32) 및 제1 수직슬릿(33)을 통과하면서 좁은 사각형의 단면형태를 따라 이동하여 상기 반응 공간(31)으로 균일하게 확산 될 수 있다. 따라서, 상기 제1 수직슬릿(33)의 사각형의 단면을 따라 넓게 분산되어 배출된 가스(G)는 연통된 상기 반응 공간(31)으로 이동하며 상면이 사각형의 평판 형태로 형성된 광촉매 시료(S)에 균일하게 분산되어 접하게 되므로 정확한 실험을 진행할 수 있다.

상기 안착부(34)는 상기 반응 공간(31)의 바닥면에서 하방으로 재함입되어 형성된 재함입 공간(341)에 광촉매 시료(S)가 삽입 거치되도록 구성될 수 있다. 상기 안착부(34)는 ISO 시리즈에서 지정된 시료의 크기에 따라 길이 100 ±0.5 mm, 폭 50 ±0.5 mm 의 크기로 형성될 수 있다. 또한, 상기 안착부(34)는 저효율 광촉매 시료(S)의 성능 평가를 위하여 복수개로 구비될 경우, 길이방향으로 연속되게 형성되어 가스(G)의 이동 통로가 좁고 긴 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 재함입 공간(341)은 상기 반응 공간(31)의 바닥면에서 하방으로 함입됨으로써 상기 광촉매 시료(S)가 삽입되는 공간으로 형성될 수 있다. 상기 재함입 공간(341)의 함입 깊이는 ISO에서 지정하는 시편으로 가공하여 평가할 경우에는 5 mm의 두께로 함입되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 재함입 공간(341)은 5 mm를 초과하는 깊이로 형성되어, 광촉매 시료(S)를 시편으로 가공하지 않아 두께가 5 mm를 초과하는 경우에도 실험이 가능하도록 구성될 수 있다.

이는 [도 7]을 참조하여 설명한다.

[도 7]은 서로 다른 함입 깊이로 형성된 재함입 공간(341)을 도시한 일 실시예이다.

[도 7]의 (a)의 재함입 공간(341)은 ISO에서 지정하는 광촉매 시료(S)의 두께인 5 mm로 함입되었고, (b)는 홀더 모듈(30)의 하단까지 함입되어 형성된 상태가 도시되어 있다.

[도 7]의 (b)는 벽돌, 블록과 같이 상당한 두께의 광촉매 시료(S)를 5mm로 맞추어 시편으로 성형하지 않고, 시료 자체를 사용할 수 있어, 시험에 소요되는 시간과 비용을 감소시킬 수 있다. 특히, 경도가 물러서 가공 중 파손될 우려가 있거나, 강도가 지나치게 단단하여 성형이 어려운 재질로 구성된 광촉매 시료(S)를 실험할 때 용이하다.

따라서, 본 발명에 따른 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치는 상기 광촉매 시료(S)가 5 mm의 규격화된 두께로 가공된 광촉매 시료에 한정된 것이 아니라, 다양한 두께의 광촉매 시료 실험을 용이하게 진행할 수 있도록 구성되었다.

상기 제2 수직슬릿(36)은 상하 방향으로 길게 형성된 슬릿 형태로 형성되고, 상부는 상기 반응 공간(31)과 연통되며 하부는 상기 배출로(35)와 연통될 수 있다. 상기 제2 수직슬릿(36)은 얇은 두께의 사각형의 단면을 가지고 상기 반응 공간(31)에서 배출된 가스(G)를 하방으로 이송시킬 수 있다.

상기 배출로(35)는 상기 홀더 모듈(30)이 상기 반응조(10)에 안착되며 형성되는 공간으로, 상기 홀더 모듈(30)의 후면 하부에 형성될 수 있다. 상기 배출로(35)는 상기 주입로(32)의 맞은편 하부에 형성되고, 상기 제2 수직슬릿(36)과 연통되어 상기 제2 수직슬릿(36)으로부터 이동한 가스(G)를 배출할 수 있다. 또한, 상기 배출로(35)의 단면은 사각형, 원형 등 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 배출구(50)를 향하여 가스(G)의 배출을 원활하게 유도하기 위하여 배출구(50) 방향으로 점진적으로 수렴하는 형태로 형성될 수 있다.

상기 주입구(40)는 상기 반응조(10)의 전면 하부에 형성되고, 상기 수용 공간(11)에 연통되어 가스(G)를 주입하도록 구성될 수 있다. 상기 홀더 모듈(30)이 상기 반응조(10) 내부에 배치될 경우, 상기 주입구(40)는 상기 주입로(32)와 연통되어 홀더 모듈(30) 내로 가스(G)가 분산하여 이동하도록 구성될 수 있다.

상기 배출구(50)는 상기 반응조(10)의 후면 하부에 형성되고, 상기 수용 공간(11)의 가스(G)를 최종적으로 배출하도록 구성될 수 있다. 상기 홀더 모듈(30)이 상기 반응조(10) 내부에 배치될 경우, 상기 배출구(50)는 상기 배출로(35)와 연통되어 홀더 모듈(30) 밖으로 가스(G)가 배출되도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치는, 상기 반응조(10)의 수용 공간(11)에 상기 홀더 모듈(30)을 삽입하고, 상기 투광판(20)으로 상기 수용 공간(11)을 커버하여 상기 홀더 모듈(30)의 상면에 밀착 고정할 때 상기 반응 공간(31)의 상단부도 상기 투광판(20)에 의하여 커버되도록 구성될 수 있다.

상기 구성으로, 본 발명은 상기 반응조(10)의 주입구(40)를 통하여 주입된 가스(G)가 상기 홀더 모듈(30)에서 주입로(32), 제1 수직슬릿(33), 반응 공간(31), 제2 수직슬릿(36), 배출로(35), 배출구(50)의 순서대로 이동하며, 가스(G)가 주입됨과 동시에 주입로(32), 제1 수직슬릿(33)의 단면과 충돌하며 골고루 분산되면서 광촉매 시료(S)의 상면에 가스(G)가 균일하게 반응하도록 구성되어 실험의 정확성을 높이고, 상단을 투광판(20)으로 커버함으로써 반응 공간(31)과 외부를 차단하여 실험의 정확성을 높이는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 저효율 광촉매 시료(S)의 반응성을 평가하는 경우, 저효율 광촉매 시료(S)는 복수개로 배치될 수 있다. 두 개의 저효율 광촉매 시료(S)로 시험할 경우, 광촉매 시료(S)를 직렬로 이격 배치하여 연속으로 가스(G)를 접하게 구성함으로써 가스(G)가 두 개의 광촉매 시료(S)에 차례대로 접하여 반응하도록 구성할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치는 단일의 광촉매(S) 시료의 측정뿐만 아니라, 효율이 낮은 광촉매 시료(S)의 경우에도 ISO의 기준에 맞춰 두 개의 광촉매 시료(S)에 연속으로 가스(G)를 균일하게 분산시켜 측정할 수 있도록 구성되었다.

만약, 안착부(34)를 직렬로 두 개 배치된 홀더 모듈(30)을 평가에 사용할 경우를 예로들어 설명하면, 광촉매 시료(S)가 단일로도 충분한 성능을 가진 일반적인 경우에 상기 두개의 안착부(34) 중 하나에 광촉매 시료(S)를 배치하고 광촉매 시료(S)가 배치되지 않은 안착부(34)는 재함입 공간(341)에 채움판(342)을 적층하여 반응 공간(31)의 바닥면을 평활하게 형성하여 측정을 진행하고, 광촉매 시료(S)가 저효율일 경우에는 상기 두개의 안착부(34)에 모두 저효율 광촉매 시료(S)를 배치하고 평가를 진행할 수 있어 하나의 평가 장치로 일반적인 광촉매 시료(S)와 저효율 광촉매 시료(S)를 모두 평가할 수 있다.

정리하자면, 상기 홀더 모듈(30)에는 단일 또는 복수개의 상기 안착부(34)가 가스(G)의 진행방향을 따라 길이방향으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 홀더 모듈(30)은 주입된 가스(G)가 상기 안착부(34)에 각각 삽입 거치된 광촉매 시료(S)와 순차적으로 반응하도록 구성될 수 있다. 상기 홀더 모듈(30)의 안착부(34)가 저효율 광촉매 시료(S)를 측정하기 위하여 복수개로 형성된 경우, 상기 홀더 모듈(30)은 주입된 가스(G)가 복수개의 광촉매 시료(S)를 연속적으로 통과시키도록 규정된 ISO의 기준을 만족할 수 있다. 특히, ISO의 기준에 따라 저효율 광촉매 시료(S)를 측정할 경우에는 홀더 모듈(30)에 두 개의 안착부(34)가 가스(G)의 진행방향을 따라 길이방향으로 형성되는 것이 바람직하다.

이는 [도 1] 및 [도 2]의 실시예를 참조하여 설명한다. 상기 홀더 모듈(30)에 두 개의 안착부(34)가 길이 방향으로 이격하여 나란히 형성되었다. 두 개의 안착부(34)에 광촉매 시료(S) 또한 나란히 거치되었다. 상기 주입로(32)로 주입된 가스(G)는 제1 수직슬릿(33)을 거쳐 이동하며, 연통된 반응 공간(31)으로 이동한다. 주입된 가스(G)는 상기 반응 공간(31)으로 이동하며, 두 개의 안착부(34)에 거치된 광촉매 시료(S)의 상부를 전방에서 후방으로 순차적으로 이동하면서 광촉매 시료(S)와 차례대로 반응할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이, ISO 기준에 따르면 단일의 시료로는 정확하게 평가할 수 없는 저효율 광촉매 시료(S)의 경우 광촉매 시료(S) 2개를 나란히 연속적으로 연결하여 성능 평가를 실시하도록 규정하고 있으나, 성능 평가 장치에 대한 상세한 기준은 제시되어 있지 않아 균일하고 정확한 시험결과를 도출하기에 어려움이 있었다. 하지만, 본 발명에 따른 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치는 광촉매 시료(S)를 길이 방향으로 이격 배치하여 저효율 광촉매 시료(S) 2개를 통과할 때의 광촉매 반응을 ISO의 규정에 맞춰 정확하게 측정이 가능하고, 구성부분의 분리가 가능하여 세척 및 잔존물 제거가 용이한 장점이 있다.

이는 [도 2]를 통해서도 확인할 수 있다.

두 개의 안착부(34)를 전방 안착부(34a), 후방 안착부(34b)로 구분하면,

주입된 가스(G)는 상기 주입로(32), 제1 수직슬릿(33)을 통해 이동하고, 반응 공간(31)으로 진입하여 전방 안착부(34a)에 거치된 광촉매 시료(S)를 거쳐 후방 안착부(34b)에 거치된 광촉매 시료(S)로 분산되며, 거치된 두 개의 광촉매 시료(S) 상부에서 순차적으로 광촉매 반응을 일으킨다. 그 후, 제2 수직슬릿(36)을 통해 이동한 가스(G)는 배출로(35)를 통해 배출구(50)로 배출 된다.

본 발명에 따른 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치는, 주입로(32), 배출로(35), 제1·2 수직슬릿(33, 36)이 좁은 사각형의 단면형태로 형성되어 사각형의 벽면에 충돌하며 넓게 분산되고, 또한 두 개의 상기 안착부(34a, 34b)도 길이 방향으로 이격 배치되어 좁고 길게 형성됨에 따라, 주입된 가스(G)는 광촉매 시료(S)의 상면에 밀착하여 광촉매 반응을 일으키면서 이동할 수 있다.

또한, 상기 투광판(20)의 둘레부를 수용하고 상기 반응조(10)의 상면에 착탈가능하게 결합되도록 구성된 커버 프레임(60)을 더 포함하고, 상기 커버 프레임(60)과 상기 반응조(10)의 상면이 상하로 체결되어, 상기 투광판(20)이 상기 반응조(10)의 상면을 밀착하여 커버할 수 있도록 구성되어 상기 반응 공간(31)을 기밀하게 형성하고 가스(G)의 유출을 방지할 수 있다.

또한, 상기 반응조(10)와 커버 프레임(60)의 사이에 구비된 커버 고무 패킹(70)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

[도 5]는 본 발명에 따른 커버 프레임(60)과 커버 고무 패킹(70)의 배치를 상태를 나타낸 사시도이며, [도 6]은 상기 커버 프레임(60), 커버 고무 패킹(70), 투광판(20), 고무 패킹(39), 홀더 모듈(30)이 함입된 반응조(10)를 도시한 것이다.

이를 참조하면, 상기 반응조(10)와 커버 프레임(60)은 서로 대응되도록 형성되며, 양 부재의 사이에 커버 고무 패킹(70)을 구비함으로써 상기 홀더 모듈(30)과 상기 투광판(20)의 결합·해체 반복에 의한 부재의 손상을 방지하고 일체성을 강화시켜 가스(G)의 누출을 방지할 수 있다.

[도 5] 및 [도 6]에는 상기 반응조(10) 둘레부의 상면을 따라 일정거리로 이격하여 형성된 하부 나사공(12) 및 커버 프레임(60)의 둘레부를 따라 일정거리로 이격되어 형성된 상부 나사공(61)이 도시되어 있다. 또한, 상기 커버 고무 패킹(70)을 둘레부를 따라 일정거리로 이격되어 형성된 커버 패킹 나사공(71)이 도시되어 있다.

상기 하부 나사공(12), 커버 패킹 나사공(71), 상부 나사공(61)은 서로 대응되도록 배치되어 각각의 나사공을 관통하도록 볼트형 체결부재를 삽입하고 체결하여 결합력과 밀폐성을 높일 수 있다. 상기 커버 고무 패킹(70)이 구비된 경우, 볼트형 체결부재는 상기 상부 나사공(61), 커버 패킹 나사공(71), 하부 나사공(12)을 순서대로 관통하여 상기 커버 프레임(60)을 상기 반응조(10)에 밀착하여 결합시킬 수 있다.

또한, 상기 반응조(10)와 상기 커버 프레임(60)의 사이에는 패킹 시트를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예 중 상기 홀더 모듈(30)의 상부에 상기 패킹 시트, 커버 고무 패킹(70) 및 커버 프레임(60)이 구비된 실시예를 예로 들어서 결합방식을 설명하자면, 상기 홀더 모듈(30)을 상기 반응조(10)의 수용 공간(11)에 안착한 뒤 상기 홀더 모듈(30)의 상단에 상기 패킹 시트를 배치하고, 상기 패킹 시트의 상단에 투광판(20)을 배치하고, 상기 투광판(20)의 테두리에 상기 커버 고무 패킹(70)을 배치한 뒤 상기 투광판(20)의 둘레부와 커버 고무 패킹(70)을 커버하도록 커버 프레임(60)을 덮은 뒤 볼트형 체결구로 체결하여 가스(G)가 누수되지 않도록 밀폐하여 결합할 수 있다.

상기 커버 프레임(60)의 측면은 상기 투광판(20), 패킹 시트 및 커버 고무 패킹(70)을 모두 수용할 수 있는 두께로 형성 될 수 있다.

또한, 상기 커버 프레임(60)과 투광판(20)을 일체로 구성할 수 있다. 상기 커버 프레임(60)의 중앙부에 투광판(20)을 일체로 결합하여 상기 반응조(10)의 상단에 일체화하여 탈착될 수 있도록 구성할 수 있다. 상기 커버 프레임(60)과 투광판(20)이 일체로 구성될 경우 상기 커버 프레임(60)과 투광판(20)의 연결부에 별도의 연질 패킹을 구비하여 가스(G) 누출을 최소화 할 수 있다.

또한, 상기 홀더 모듈(30)은, 하단부에서 상방으로 함입되어 형성된 하부홈(37) 및 일면에 형성된 함입면(38)이 구비된 한 쌍의 외부 파츠(30a, 30a') 및 상기 반응 공간(31) 및 안착부(34)가 형성된 한 쌍의 내부 파츠(30b, 30b')로 구분되고, 상기 한 쌍의 내부 파츠(30b, 30b')는 각각의 안착부(34)가 길이방향으로 나란히 배치되도록 일측벽을 서로 접하여 조합되고, 상기 한 쌍의 외부 파츠(30a, 30a')는 상기 한 쌍의 내부 파츠(30b, 30b')가 조합된 벽면의 맞은편 벽면에 외부 파츠의 함입면(38)이 접하도록 조합되어 상기 제1 수직슬릿(33) 또는 제2 수직슬릿(36)이 형성되고, 상기와 같이 조합된 홀더 모듈(30)이 상기 반응조(10)에 안치됨에 따라, 상기 주입구(40)와 인접하는 상기 외부 파츠(30a)의 하부홈(37)과 상기 반응조(10) 바닥판의 조합으로 상기 주입로(32)가 형성되고, 상기 배출구(50)와 인접하는 상기 외부 파츠(30a')의 하부홈(37)과 상기 반응조(10) 바닥판의 조합으로 상기 배출로(35)가 형성될 수 있다.

상기와 같이 조합된 홀더 모듈(30)이 상기 반응조(10)에 안치됨에 따라 제1 수직슬릿(33), 제2 수직슬릿(36), 주입로(32), 배출로(35)가 조합되어 형성될 경우 실험 전·후로 각 파츠들을 분리하여 세척하기 용이하다. 일체형으로 유로가 형성된 경우 좁은 유로의 내부를 세밀하게 세척하기 어려우나, 유로의 일부를 분리하여 내부를 세척할 경우 세밀한 세척이 가능하고 편리함 또한 증가한다. 위와 같이 제1 수직슬릿(33), 제2 수직슬릿(36), 주입로(32), 배출로(35)가 조합되어 형성될 경우 분리하여 세척이 가능하고, 조립과 분리가 편리한 장점이 있다.

상기 외부 파츠(30a)는 하단부에서 상방으로 함입되어 형성된 하부홈(37)과 일면에 형성된 함입면(38)을 구비할 수 있다.

상기 내부 파츠(30b)는 상기 반응 공간(31) 및 광촉매 시료(S)를 거치하는 안착부(34)가 형성될 수 있다. 상기 한 쌍의 내부 파츠(30b, 30b')는 각각의 안착부(34)가 길이방향으로 나란히 배치되도록 일측벽을 서로 접하도록 조합되고, 상기 한 쌍의 외부 파츠(30a, 30a')는 한 쌍의 내부 파츠(30b, 30b')가 조합된 벽면의 맞은편에 외부 파츠의 함입면(38)이 접하도록 배치될 수 있다. 상기의 조합으로 제1 수직슬릿(33) 또는 제2 수직슬릿(36)이 형성되며, 상기 주입로(32)와 연통되는 수직슬릿은 제1 수직슬릿(33)으로, 상기 배출로(35)와 연통된 수직슬릿은 제2 수직슬릿(36)으로 구분될 수 있다.

상기 홀더 모듈(30)을 구성하는 상기 내·외부 파츠(30a, 30b)는 복잡하지 않은 형태로 플라스틱 사출 성형이 용이하며, 규격화하여 제작할 수 있으므로 생산 비용을 절약할 수 있다. 또한, 형태가 복잡하지 않아 분리 후 세척이 간편하여 재사용이 용이하다.

상기 주입로(32), 제1·2 수직슬릿(33, 36) 및 배출로(35)를 밀폐된 관 형태로 형성하여 상기 반응조(10)와 일체화하는 경우, 실험 후 내부의 세척 및 파손 부위의 수리가 용이하지 않다. 본 발명에 따른 상기 내·외부 파츠(30a, 30b)로 분리되어 착탈 가능하도록 구성된 홀더 모듈(30)은 상기 주입로(32), 제1·2 수직슬릿(33, 36) 및 배출로(35)의 둘레부가 착탈 가능하도록 구성되어 내부의 세척 및 교체가 용이하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 안착부(34)의 상기 재함입 공간(341)에 일단 또는 다단으로 적층되어 배치된 하나 이상의 채움판(342)을 더 포함하고, 상기 채움판(342)의 적층에 따라 상기 재함입 공간(341)의 함입깊이가 조절되도록 구성될 수 있다.

[도 8]은 상기 채움판(342)을 도시한 것이다.

상기 채움판(342)은 상기 재함입 공간(341)에 삽입되어 일단 또는 다단으로 적층될 수 있다. 상기 채움판(342)의 크기는 상기 채움판(342)이 상기 재함입 공간(341)에 삽입되어야 하므로 광촉매 시료(S)의 크기와 비슷한 길이 99.5±0.5 mm, 폭 49.5±0.5 mm로 제작되는 것이 바람직하다. 상기 채움판(342)의 두께는 광촉매 시료(S)의 두께인 5 mm로 제작된 것을 기본형으로 구비할 수 있으나, 5 mm 이외에도 다양한 두께로 구비하여 채움판(342)의 적층에 따라 상기 재함입 공간(341)의 함입깊이가 조절되도록 구성할 수 있다.

이는 [도 7] 및 [도 9]를 참조하여 설명한다.

[도 7]의 (a)의 상기 홀더 모듈(30)은 재함입 공간(341)이 5mm 로 함입되어 규격화된 광촉매 시료(S)를 바로 안착시킬 수 있도록 구성되었다. (b)는 상기 재함입 공간(341)이 5mm 를 초과하는 깊이로 형성되어 규격화된 두께를 초과하는 광촉매 시료(S)를 삽입할 수 있도록 구성되었다.

[도 9]는 [도 7]의 (b)와 같이, 이미 함입깊이가 상대적으로 깊게 형성된 상기 재함입 공간(341)에 채움판(342)을 적층하여 내부를 채운 상태를 도시한 것이다.

[도 9]의 (a)는 상기 재함입 공간(341)에 일정한 두께로 형성된 복수개의 채움판(342)을 적층하였다. 상기 채움판(342)을 적층한 후의 재함입 공간(341)의 함입깊이는 삽입 거치할 광촉매 시료(S)의 두께에 대응되며, 광촉매 시료(S)를 채움판(342) 위에 거치하면 상기 홀더 모듈(30)의 상면이 평활면으로 형성되어 주입된 가스(G)가 홀더 모듈(30)의 제1 수직슬릿(33)을 통과한 후, 광촉매 시료(S)의 표면에서 균일하게 반응하도록 유도할 수 있다.

[도 9]의 (b)는 상기 재함입 공간(341)에 서로 다른 두께로 형성된 복수개의 채움판(342)을 적층하였다. 상기 채움판(342)을 적층한 후의 재함입 공간(341)의 함입깊이는 삽입 거치할 광촉매 시료(S)의 두께에 대응되며, 광촉매 시료(S)를 채움판(342) 위에 거치하면 상기 홀더 모듈(30)의 상면이 평활면으로 형성되어 주입된 가스(G)가 홀더 모듈(30)의 제1 수직슬릿(33)을 통과한 후, 광촉매 시료(S)의 표면에서 균일하게 반응하도록 유도할 수 있다.

상기와 같이 채움판(342)의 두께는 광촉매 시료(S)의 두께에 따라 다양하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 채움판(342)은 상기 재함입 공간(341)의 높이와 광촉매 시료(S)의 두께에 따라 배치되지 않거나 일단 또는 다단으로 적층되어 배치될 수 있다.

상기 재함입 공간(341)의 높이가 광촉매 시료(S)의 두께와 일치할 경우 상기 반응 공간(31)의 바닥면이 평활면으로 형성되므로 상기 채움판(342)을 필요로 하지 않으며, 상기 재함입 공간(341)의 높이가 광촉매 시료(S)의 두께보다 높을 경우, 상기 채움판(342)을 일단 또는 다단으로 적층 배치하여 상기 반응 공간(31)의 바닥면을 평활면으로 형성할 수 있다.

또한, 상기에서 설명한 바와 같이 저효율 광촉매 시료(S)의 성능 평가를 위하여 두 개의 안착부(34)가 구비되어 두 개의 재함입 공간(341)이 형성된 홀더 모듈에 한 개의 광촉매 시료(S)만 시험할 경우, 한 개의 재함입 공간(341)에는 광촉매 시료(S)를 삽입하거나 필요에 따라 채움판(342)과 함께 삽입하고, 나머지 재함입 공간(341)에는 함입깊이 전체를 채움판(342)으로 적층하여 상기 반응 공간(31)의 바닥면을 평활면으로 유지하여 시험할 수 있다.

이상에서 본 발명에 대하여 구체적인 실시예와 함께 상세하게 살펴보았다. 그러나 본 발명은 위의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니며 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위에서 수정 및 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이와 같은 수정 및 변형을 포함한다.

S : 광촉매 시료
G : 가스
10 : 반응조
11 : 수용 공간 12 : 하부 나사공
20 : 투광판
30 : 홀더 모듈
30a : 외부 파츠 30b : 내부 파츠
31 : 반응 공간
32 : 주입로
33 : 제1 수직슬릿
34 : 안착부
34a : 전방 안착부 34b : 후방 안착부
341 : 재함입 공간 342 : 채움판
35 : 배출로
36 : 제2 수직슬릿
37 : 하부홈
38 : 함입면
39 : 고무 패킹
391 : 패킹홈
40 : 주입구
50 : 배출구
60 : 커버 프레임
61 : 상부 나사공
70 : 커버 고무 패킹
71 : 커버 패킹 나사공

Claims (5)

1. 소정의 길이와 폭과 두께를 갖도록 형성된 광촉매 시료(S)의 공기정화 성능 평가 장치로써,
   상면에서 하방향으로 함입된 수용 공간(11)이 형성된 반응조(10);
   상기 반응조(10)의 수용 공간(11)을 커버하는 투광판(20);
   상기 반응조(10)의 수용 공간(11)에 수용되는 홀더 모듈(30);
   상기 수용 공간(11)에 연통되어 가스(G)를 주입하는 주입구(40); 및
   상기 주입구(40)의 맞은편에 구비되고 상기 수용 공간(11)에 연통되어 가스(G)를 배출하는 배출구(50); 를 포함하며,
   상기 홀더 모듈(30)은,
   상기 홀더 모듈(30)의 상면에서 하방으로 함입되어 형성된 반응 공간(31);
   상기 홀더 모듈(30)의 일면 하부에 상기 주입구(40)와 연통되도록 형성되고 가스(G)가 유입되는 주입로(32);
   하부는 상기 주입로(32)와 연통되고 상부는 반응 공간(31)과 연통된 제1 수직슬릿(33);
   상기 반응 공간(31)의 바닥면에서 하방으로 재함입되어 형성된 재함입 공간(341)에 광촉매 시료(S)가 삽입 거치되는 안착부(34);
   상기 주입로(32)의 맞은편 하부에 상기 배출구(50)와 연통되도록 형성되고 가스(G)가 배출되는 배출로(35); 및
   상부는 상기 반응 공간(31)과 연통되고 하부는 상기 배출로(35)와 연통된 제2 수직슬릿(36); 을 포함하되,
   상기 반응조(10)의 수용 공간(11)에 상기 홀더 모듈(30)을 삽입하고, 상기 투광판(20)으로 상기 수용 공간(11)을 커버하여 상기 홀더 모듈(30)의 상면에 밀착 고정할 때 상기 반응 공간(31)의 상단부도 상기 투광판(20)에 의하여 커버되도록 구성되고,
   상기 반응조의 주입구(40)를 통하여 주입된 가스(G)는 상기 홀더 모듈(30)에서 주입로(32), 제1 수직슬릿(33), 반응 공간(31), 제2 수직슬릿(36), 배출로(35), 배출구(50)의 순서대로 이동하도록 구성된 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치.
   
2. 제1항에서,
   상기 홀더 모듈(30)에는 두 개의 안착부(34a, 34b)가 가스(G)의 진행방향을 따라 길이방향으로 이격하여 나란히 형성되고,
   주입된 가스(G)는 상기 두 개의 안착부(34a, 34b)에 각각 삽입 거치된 광촉매 시료(S)와 순차적으로 반응하는 것을 특징으로 하는 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치.
   
3. 제1항에서,
   상기 투광판(20)의 둘레부를 수용하고 상기 반응조(10)의 상면에 착탈가능하게 결합되도록 구성된 커버 프레임(60);을 더 포함하고,
   상기 커버 프레임(60)과 상기 반응조(10)의 상면이 상하로 체결되어, 상기 투광판(20)이 상기 반응조(10)의 상면을 밀착하여 커버할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치.
   
4. 제1항에서,
   상기 홀더 모듈(30)은,
   하단부에서 상방으로 함입되어 형성된 하부홈(37) 및 일면에 형성된 함입면(38)이 구비된 한 쌍의 외부 파츠(30a, 30a'); 및
   상기 반응 공간(31) 및 안착부(34)가 형성된 한 쌍의 내부 파츠(30b, 3b'); 로 구분되고,
   상기 한 쌍의 내부 파츠(30b, 30b')는 각각의 안착부(34)가 길이방향으로 나란히 배치되도록 일측벽을 서로 접하여 조합되고,
   상기 한 쌍의 외부 파츠(30a, 30a')는 상기 한 쌍의 내부 파츠(30b, 30b')가 조합된 벽면의 맞은편 벽면에 외부 파츠(30a, 30a')의 함입면(38)이 접하도록 조합되어 상기 제1 수직슬릿(33) 또는 제2 수직슬릿(36)이 형성되고,
   상기와 같이 조합된 홀더 모듈(30)이 상기 반응조(10)에 안치됨에 따라,
   상기 주입구(40)와 인접하는 상기 외부 파츠(30a)의 하부홈(37)과 상기 반응조(10) 바닥판의 조합으로 상기 주입로(32)가 형성되고,
   상기 배출구(50)와 인접하는 상기 외부 파츠(30a')의 하부홈(37)과 상기 반응조(10) 바닥판의 조합으로 상기 배출로(35)가 형성되는 것을 특징으로 하는 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
   상기 안착부(34)의 상기 재함입 공간(341)에 일단 또는 다단으로 적층되어 배치된 하나 이상의 채움판(342);을 더 포함하고,
   상기 채움판(342)의 적층에 따라 상기 재함입 공간(341)의 함입깊이가 조절되는 것을 특징으로 하는 범용 광촉매 시료 성능 평가 장치.

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