KR102466407B1 - 이동형 음압기 성능평가 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 성능평가될 이동형 음압기 및 압력계를 장착할 수 있도록 구성되고, 상기 이동형 음압기를 기준으로 전단부 및 후단부를 포함하는 시험덕트, 이때 상기 이동형 음압기에 의한 상기 시험덕트 내의 압력은 상기 압력계를 이용해 확인하고; 상기 시험덕트 내로 공급될 시험입자를 공급하도록 구성되는 시험입자공급부, 이때 시험입자는 KCl 입자를 포함하고; 상기 전단부 및 후단부에서 각각 시험입자의 농도를 측정하도록 구성되는 농도측정부; 및 상기 농도측정부에서 측정된 전단부 시험입자의 농도 및 후단부 시험입자의 농도에 기초하여 누설률을 산출하고, 산출된 누설률이 소정의 기준을 만족하는지 여부를 결정하는 성능평가부를 포함하는, 이동형 음압기 성능평가 장치에 관한 것이다. 이로써 이동형 음압기가 평가기준 및 인증체계에 부합하는지 여부를 쉽게 결정할 수 있다.
Description
본 발명은 이동형 음압기 성능평가 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 평가기준 및 인증체계에 적합한 이동형 음압기 성능평가 장치 및 방법에 관한 것이다.
전세계적으로 바이러스 및 병원균 위협이 증가하고 있으며, 국가간 교류가 활발해지면서 신종 전염병의 발생이 빈번해지고 있다. 특히 코로나19, SARS, 조류독감, 신종플루, 에볼라, MERS 등의 신종 전염병의 75%는 야생동물로부터 인체 감염 바이러스로 진화하여 국민의 건강을 위협하고 있다.
이러한 위협에 대응하여 300 병상 이상의 의료기관의 경우 음압병실의 확보가 의무화 되어 있으나, 실제 전염병 발생시 음압병상의 부족이 예상되며, 이에 대응하기 위하여 이동형 음압시설이 점진적으로 도입되고 있다.
이동형 음압병실, 선별진료소 등 관련 산업이 크게 형성 중에 있으나 헤파필터 설치에 따른 풍량 저하 및 소음 증가, 기밀도 저하에 따른 누설률 증가 등, 성능이 미달하는 제품들이 유통되고 있는 실정이다.
따라서, 이러한 문제들로 이동형 음압시설의 평가기준 및 인증 체계 그 자체 뿐만 아니라, 이러한 이동형 음압시설이 평가 기준 및 인증 체계에 부합하는지 여부를 용이하게 결정할 수 있는 성능평가 장치 및 방법에 대한 니즈가 있어 왔다.
이로써, 본 발명의 목적은 이동형 음압기의 평가기준 및 인증체계에 적합한 이동형 음압기의 성능평가 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적은, 본 발명의 제1 측면에 따라,
성능평가될 이동형 음압기 및 압력계를 장착할 수 있도록 구성되고, 상기 이동형 음압기를 기준으로 전단부 및 후단부를 포함하는 시험덕트, 이때 상기 이동형 음압기에 의한 상기 시험덕트 내의 압력은 상기 압력계를 이용해 확인하고;
상기 시험덕트 내로 공급될 시험입자를 공급하도록 구성되는 시험입자공급부, 이때 시험입자는 KCl 입자를 포함하고;
상기 전단부 및 후단부에서 각각 시험입자의 농도를 측정하도록 구성되는 농도측정부; 및
상기 농도측정부에서 측정된 전단부 시험입자의 농도 및 후단부 시험입자의 농도에 기초하여 누설률을 산출하고, 산출된 누설률이 소정의 기준을 만족하는지 여부를 결정하는 성능평가부를 포함하는,
이동형 음압기 성능평가 장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 시험입자공급부는, 시험입자를 발생시키도록 구성되는 시험입자발생부, 및 상기 전단부에 배치되고 또한 상기 전단부에 시험입자가 고르게 분포하도록 구성되는 시험입자확산부를 포함할 수 있다.
이때 상기 시험입자발생부는, 압축공기를 공급하는 압축공기공급부, 상기 압축공기와 함께 1 질량% KCl 수용액을 에어로졸 형태로 분무하는 분무 장치, 및 상기 분무 장치에 의해 생성되는 에어로졸로부터 수증기를 건조 및 제거하도록 구성되는 확산 건조기를 포함할 수 있고, 상기 시험입자확산부는, 상기 이동형 음압기 반대측으로 상기 시험입자를 살포하는 분사 장치, 상기 전단의 바닥에 배치되는 순환 팬, 및 다공판을 상기 전단부에서 상기 후단부로의 방향으로 차례로 포함할 수 있다.
상기 소정의 기준은 0.05% 이하이고, 상기 이동형 음압기는 헤파 필터를 포함할 수 있다.
이에 더하여, 상기 농도측정부는, 광산란식 자동 입자 계수기를 포함하고, 나아가 상기 농도측정부는, 상기 후단부의 시험입자의 농도를 측정하기 위해 적어도 5 개의 채취위치에서 채취된 농도의 평균을 계산할 수 있다.
나아가, 상기 목적은, 본 발명의 제2 측면에 따라,
상기와 같은 이동형 음압기 성능평가 장치를 이용한 성능평가 방법에 있어서,
성능평가될 이동형 음압기를 상기 시험덕트에 장착하는 단계;
상기 이동형 음압기에 의한 상기 시험덕트 내의 압력을 확인하는 단계;
상기 시험덕트 내로 공급될 시험입자를 공급하는 단계;
상기 전단부 및 후단부에서 각각 시험입자의 농도를 측정하는 단계; 및
상기 농도측정부에서 측정된 전단부 시험입자의 농도 및 후단부 시험입자의 농도에 기초하여 누설률을 산출하고, 산출된 누설률이 소정의 기준을 만족하는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는,
이동형 음압기 성능평가 방법에 의해 달성된다.
상기한 바와 같은 본 발명의 이동형 음압기 성능평가 장치 및 방법에 따르면 이동형 음압기가 평가기준 및 인증체계에 부합하는지 여부를 쉽게 결정할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명의 이동형 음압기 성능평가 장치 및 방법에 따르면 이로써 이동형 음압기의 평가기준 및 인증체계에 부합하는 이동형 음압기가 시장에 공급되게 되어 국민의 건강을 보전 및 증진시킬 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이동형 음압기의 정격풍량에 대한 성능평가 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 이동형 음압기의 정격풍량에 대한 성능평가 장치의 다른 예들을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 이동형 음압기의 소음치에 대한 성능평가 방법의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 이동형 음압기의 미세먼지 누설률에 대한 성능평가 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 이동형 음압기 성능평가 장치에 채용될 수 있는 광산란식 자동 입자 계수기의 일 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이동형 음압기의 정격풍량에 대한 성능평가 장치의 다른 예들을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 이동형 음압기의 소음치에 대한 성능평가 방법의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 이동형 음압기의 미세먼지 누설률에 대한 성능평가 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 이동형 음압기 성능평가 장치에 채용될 수 있는 광산란식 자동 입자 계수기의 일 구성도이다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 예시적 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
용어의 정의
- 이동형 음압기: 실내 공간의 압력을 외부보다 높은 양압 또는 낮은 음압의 상태로 유지시키기 위한 목적으로 실내에서 실외로 공기를 배출하는 이동형 송풍 장치로서 감염원 확산 방지를 위한 헤파필터가 설치된 장치.
- 이동형 양압기: 실내 공간의 압력을 외부보다 높은 양압 또는 낮은 음압의 상태로 유지시키기 위한 목적으로 실외에서 청정한 공기를 실내로 공급하는 이동형 송풍 장치로서 감염원 확산 방지를 위한 헤파필터 또는 역류방지댐퍼가 설치된 장치.
- 정격 풍량: 이동형 양/음압기를 정격 주파수, 및 정격 전압으로 운전하였을 때의 풍량. 풍량 조정장치가 있는 경우에 있어서는 최대 풍량을 지칭함. 이때 정격 전압은 안전을 위해 단상 교류 250V 또는 3상 교류 480V 이하인 것이 바람직한데, 예를 들어 단상 교류의 경우 220V, 3상 교류의 경우 220V, 380V, 440V, 220V/380V 겸용, 또는 380V/440V 겸용 중 어느 하나로 정할 수 있고, 정격 주파수는 60 Hz로 정할 수 있음.
- 정격 적용면적: 이동형 양/음압기를 정격 풍량으로 운전하였을 때의 적용면적.
- 헤파필터: 최소효율입경(Most Penetration Particle Size, MPPS)에 대해 99.95% 이상 또는 0.3 ㎛ 입경에 대해 99.97% 이상 입자를 포집하는 고성능 필터.
- 전원 장치: 이동형 양/음압기를 구성하고 있는 집진 필터 및 송풍기 등에 입력 전원을 공급하기 위한 전원부 및 제어부를 포괄하는 장치.
- 정격 미세먼지 누설률: 이동형 양/음압기가 정격 풍량으로 운전되는 경우에 획득되는 유입측 미세먼지 농도에 대한 토출측 미세먼지 농도 비를 지칭하고 백분율로 표시됨.
본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이, 예를 들어 이동 병실, 선별진료소 등 이와 유사한 장소에 설치되어 실내 공간의 압력을 외부보다 높은 양압 또는 낮은 음압의 상태로 유지하는 기능을 수행하는 이동형 양·음압기의 안전성 및 성능을 평가하기에 적합한 이동형 음압기의 성능평가 장치 및 방법에 관한 것으로서, 이때 이동형 음압기는 기본적으로 정격 전압이 단상 기기에서는 250 V 이하, 그 밖의 기기는 480 V 이하이며, KS C 60335-1(가정용 및 이와 유사한 전기기기의 안전성)에 의거 제품안전시험(전기안전형식승인 취득)을 통과한 제품인 것이 바람직할 것이다.
여기서, 이동형 음압기의 성능평가는 특별한 규정이 없는 한, 통상의 평온한 주변환경 조건이라고 볼 수 있는, 바람이 없는 상태에서, 온도 23 ± 5 ℃, 및 대기압 760 ± 20 mmHg 를 유지하는 장소에서 수행되는 것이 바람직하다. 특히 이동형 음압기의 미세먼지 누설률에 대한 성능평가시에는 이에 더하여 상대습도 55 ± 15 %의 범위에서 수행되는 것이 바람직하다.
이러한 이동형 음압기는 예를 들어 정격풍량, 소음치, 미세먼지 누설률 등에 대하여 그 성능이 평가될 수 있는데, 먼저 정격풍량에 대한 성능평가에 대해서는 도 1을 참조하여 설명한다. (여기서, 사실상 이동형 음압기에 대한 성능평가 장치 및 방법은 이동형 양압기에 그대로 적용될 수 있고, 이동형 음압기에 대한 성능평가 장치 방법에 대한 설명도 이동형 양압기에 그대로 적용될 수 있으므로, 이동형 음압기와 다른, 이동형 양압기에 대한 성능평가 장치 및 방법에 대한 설명이 특별히 필요치 않는 한, 별도의 설명은 생략한다.)
도 1은 본 발명에 따른 이동형 음압기의 정격풍량에 대한 성능평가 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 이동형 음압기의 성능평가 장치는, 적어도 성능평가될 이동형 음압기(1)를 장착할 수 있도록 구성되는 시험덕트(10), 이 시험덕트(10) 내에서 이 이동형 음압기에 내장된 송풍기(10a)에 의한 풍량을 측정하도록 구성되는 풍량측정장치(20), 및 상기 풍량측정장치(20)에서 측정된 풍량이 소정의 기준을 만족하는지 여부를 결정하는 성능평가부(40)를 포함한다. 이에 더하여, 이동형 음압기에 의해 송풍된 공기를 외부로 배출하기 위한 팬(30)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 풍량측정장치(20)는, 이에 한정되지는 않지만, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이, 시험 덕트 내에 삽입되는 오리피스 및 압력계로 구성되어, 오리피스 전후의 압력 차로부터 유량을 구하는 방식의 유량계인 오리피스 유량계일 수 있다. 이때 오리피스는, 예를 들어 KS B 6311(송풍기의 시험방법)에 따라, 측정하고자 하는 풍량에 따라서 교환될 수 있다.
이 이동형 음압기의 정격풍량에 대한 성능평가는, 이동형 음압기를 정격 주파수 및 정격 전압으로 운전하여 수행하는데, 이때 공기누설이 없도록 기밀하여야 하는 것은 필수적이고, 이렇게 측정된 풍량이, 예를 들어 표시된 정격풍량의 ±10% 이내인 경우에 있어서 성능평가를 통과한 이동형 음압기로서 시중에 유통될 수 있게 될 것이다.
나아가, 이 이동형 음압기의 성능평가 장치에는, 시험덕트 내의 압력을 확인하기 위한 압력계(60)가 추가적으로 설치될 수 있다. 이는 풍량측정 동안 이동형 음압기의 후단에서 대기압이 유지되는지 확인하기 위한 장치로서, 실제 적용에 있어서는, 압력계(60)를 설치하고 이동형 음압기(1)를 정격풍량으로 운전시키고, 송풍팬(30)을 조절하여 압력계(60)의 차압이 0이 되도록 한 후 이 상태에서 풍량측정장치(20)의 풍량을 측정한다.
이에 더하여, 이동형 음압기의 적용면적 역시 정격풍량에 기초하여 산출될 수 있는데, 이동형 음압기의 적용면적은, 실내에 설치하였을 때 시간당 6 회의 환기 조건을 나타낼 수 있는 실내의 면적으로 정의한다. 이때 실내의 천장높이는 2.4 m를 기준으로 한다. 적용면적은 다음의 공식으로 산출한다.
여기서, A는 적용면적(m2)이고, Q는 정격풍량(m3/min)이다.
이렇게 산출된 적용면적이, 정격풍량과 함께 표시될 수 있고, 사용자가 설치하고자 하는 적용면적에 맞는 이동형 음압기를 선택할 수 있는 하나의 기준으로 작용할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 이동형 음압기의 정격풍량에 대한 성능평가 장치의 다른 예들을 보여주는 도면이다. 이때 도 2의 (a) 및 (b)는, 도 1과 비교했을 때, 시험덕트(10) 상류측에 시험덕트의 전단부(10')가 마련되어 있고 이 전단부(10') 내에 공기의 흐름을 균일하게 하기 위한 다공판(50)이 장착되어 있는 것에서 차이가 있다(이 경우에 있어서 이로써 시험덕트(10)는 시험덕트의 후단부로 지칭될 수 있게 된다). 이러한 추가적인 구성은 성능평가하고자 하는 이동형 음압기에 유입되는 공기의 균일도, 온도 및/또는 압력 등을 제어하기에 더 적합할 수 있다.
도 2의 (a)는, 도 2의 (b)와 비교했을 때, 시험덕트의 전단부(10')의 공기유입구에 외부와 시험덕트의 전단부(10') 사이의 압력 차를 유지하기 위해 설치되는 차압유지댐퍼(6)가 장착되어 있는 것에서 차이가 있다.
한편, 이러한 차압유지댐퍼(6)가 장착되어 있는 상태에서, 시험덕트의 전단부(10')에 걸리는 압력을 달리하면서 시중에 유통되고 있는 각기 다른 5 종류의 이동형 음압기에 대하여 풍량을 측정해 보았다.
| A제품 | B제품 | C제품 | D제품 | E제품 | |||||
| 압력(Pa) | 풍량(m3/min) | 압력(Pa) | 풍량(m3/min) | 압력(Pa) | 풍량(m3/min) | 압력(Pa) | 풍량(m3/min) | 압력(Pa) | 풍량(m3/min) |
| 0.4 | 6.93 | 0.2 | 3.50 | - | - | 1.0 | 11.04 | 1.5 | 11.77 |
| 2.5 | 6.89 | 2.5 | 3.47 | 2.6 | 18.44 | 2.5 | 11 | 2.5 | 11.74 |
| 5.0 | 6.87 | 5.0 | 3.45 | 5.0 | 18.39 | 5.0 | 10.96 | 5.0 | 11.7 |
| 7.5 | 6.85 | 7.5 | 3.44 | 7.5 | 18.30 | 7.5 | 10.93 | 7.5 | 11.66 |
| 10.0 | 6.82 | 10.0 | 3.40 | 10.0 | 18.25 | 10.0 | 10.9 | 10.0 | 11.62 |
이로써, 시험덕트의 전단부(10')에 -2.5 내지 -10Pa 까지의 압력을 걸더라도 이로 인한 풍량 저하는 2% 이내인 것을 알 수 있으므로, 풍량 측정시 외부와 시험덕트의 전단부(10') 사이의 압력차를 유지하기 위해 차압유지댐퍼(6)를 장착하는 것은 사용자의 선택에 달려 있게 된다.
도 2의 (a)는, 도 2의 (b)와 비교했을 때, 시험덕트 내의 압력을 확인하기 위한 압력계(60)가 마련되는 것은 동일하나, 그 측정 위치에 있어서 차이가 있다.
이는 예를 들어 도 2의 (a)에서와 같이 이동형 음압기가 설치된 경우에 있어서 이동형 음압기의 전단에서 소정의 음압, 예를 들어 0 내지 10 Pa이 잘 유지되는지 확인하기 위해, 그 측정 위치를 이동형 음압기의 전단으로 지정할 수 있다. 이때 이동형 음압기의 전단에서의 음압은 예를 들어 차압유지댐퍼(6)로 조절할 수 있다. 이에 더하여 이동형 음압기의 후단에서의 압력은 0이 되도록 송풍팬(30)을 이용해 조절할 수 있으며, 이는 압력계(60) 또는 추가적인 압력계(60')를 이용해 확인할 수 있다.
이와 유사하게, 예를 들어 도 2의 (b)에서와 같이 이동형 양압기가 설치된 경우에 있어서 이동형 양압기의 후단에서 소정의 양압, 예를 들어 0 내지 10 Pa이 잘 유지되는지 확인하기 위해, 그 측정 위치를 이동형 양압기의 후단으로 지정할 수 있다. 이때 이동형 양압기의 전단에서의 압력은 0이 되도록 송풍팬(30)을 이용해 조절할 수 있으며, 이 또한 압력계(60) 또는 추가적인 압력계(60')를 이용해 확인할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 이동형 음압기의 소음치에 대한 성능평가 방법의 일 예를 보여주는 도면이다.
이동형 음압기의 소음치에 대한 성능평가는, 풍량에 대한 성능평가에서와 마찬가지로, 이동형 음압기를 정격 주파수 및 정격 전압으로 운전하여 수행하는데, 여기에 더하여 통상적으로 무향실에서 이동형 음압기의 공진 및 반향이 없는 받침대에 설치하여야 보다 정확한 소음치를 측정할 수 있을 것이다.
도 3을 참조하면, 이동형 음압기의 소음치에 대한 성능평가는, 적어도 성능평가하고자 하는 이동형 음압기를 기준으로 정면, 후면, 좌측, 우측 및 상부측 5 곳의 측정점에서 예를 들어 KS C 1502 또는 1505에 규정된 소음계를 이용해, 소음을 측정하여 수행되는 것이 바람직하다. 이때 이동형 음압기로부터 정면, 후면, 좌측, 우측 및 상부측 5 곳의 측정점까지의 거리는 1 m 인 것이 바람직하고, 기준이 되는 이동형 음압기의 위치는 가로 중심선, 세로 중심선을 기준으로 하여 정해질 수 있다.
이때 적어도 5 곳의 측정점에서 측정된 소음은, 최대값, 최소값, 평균값, 중간값 중 어느 하나를 대표값으로 하여 측정 소음치로서 사용될 수 있고, 평균값은 예를 들어, 산술 평균값 등일 수 있다. 이렇게 측정된 소음치는, 이에 한정되지는 않지만, 예를 들어 공기청정기 소음 기준 중 하나에 해당되는, 55 dB 이하인 경우에 있어서 성능평가를 통과한 이동형 음압기로서 시중에 유통될 수 있게 될 것이다.
다음으로, 미세먼지 누설률에 대한 성능평가에 대해서는 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 이동형 음압기의 미세먼지 누설률에 대한 성능평가 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 이동형 음압기의 성능평가 장치는, 성능평가될 이동형 음압기(1) 및 압력계(60)를 장착할 수 있도록 구성되고, 이 이동형 음압기(1)를 기준으로 전단부 및 후단부를 포함하는 시험덕트(10', 10); 이 시험덕트 내로 공급될 시험입자를 공급하도록 구성되는 시험입자공급부; 시험덕트의 전단부 및 후단부에서 각각 시험입자의 농도를 측정하도록 구성되는 농도측정부(70); 및 농도측정부에서 측정된 전단부 시험입자의 농도 및 후단부 시험입자의 농도에 기초하여 누설률을 산출하고, 산출된 누설률이 소정의 기준을 만족하는지 여부를 결정하는 성능평가부(74)를 포함한다.
여기서 시험덕트의 구성은, 도 4에 도시된 바와 같이, KS B 6740(클린룸용 에어필터 성능시험방법) 또는 KS B 6141(환기용 에어필터 유니트의 형식 1)에 상당하는 것으로, 상류측은 에어로졸 농도편차 ±10% 이내의 균일 농도의 에어로졸이 공급될 수 있는 것이라면, 벤튜리 형상에 한정되지 않고 혼합 오리피스/혼합 엘보우를 사용할 수 있고, 또는 상기에서 설명된 풍량에 대한 성능평가 장치에 채용되는 시험덕트를 활용할 수도 있다. 이에 더하여, 이동형 음압기에 의해 송풍된 공기를 외부로 배출하기 위한 팬(30), 공기의 흐름을 균일하게 하기 위한 다공판(50)이 장착될 수 있고, 선택적으로 도 2의 차압유지댐퍼(6) 대신 헤파필터 또는 이보다 고성능인 ULPA 필터(6')가 장착될 수 있다. 또한, 도 1 내지 도 2에서와 유사하게, 이동형 음압기(1)에 의한 시험덕트 내의 압력을 확인하기 위해 압력계(60)가 장착될 수 있다.
시험입자공급부는, 시험입자를 발생시키도록 구성되는 시험입자발생부(80), 및 시험덕트의 전단부에 배치되고 또한 시험덕트의 전단부에 시험입자를 고르게 분포시키도록 구성되는 시험입자확산부를 포함한다.
이때 시험입자발생부(80)는, 적어도 압축공기와 함께 1 질량% KCl 수용액을 에어로졸 형태로 분무하는 분무 장치(81), 및 분무 장치(81)에 의해 생성되는 에어로졸로부터 수증기를 건조 및 제거하도록 구성되는 확산 건조기(82)를 포함한다. 이에 더하여, 압축공기를 공급하는 압축공기공급부, 및 시험입자의 정전기를 중화시키기 위한 중화기(83)를 더 포함할 수 있다.
시험입자확산부에는, 시험입자의 고른 분포를 위해 적어도 이동형 음압기 반대측으로 시험입자를 살포하는 분사 장치(84), 시험덕트의 전단부의 바닥에 배치되는 순환 팬(85), 및 다공판(50)이 시험덕트의 전단부에서 후단부로의 방향으로 차례로 설치되어 있을 수 있다.
한편, 농도측정부(70)는, 시험덕트의 전단부 및 후단부에서 각각 시험입자의 농도를 측정하도록 구성되는데, 이를 위해 시험덕트의 전단부의 시험입자의 농도를 측정하기 위한 전단측정헤드(71), 시험덕트의 후단부의 시험입자의 농도를 측정하기 위한 후단측정헤드(72), 전단측정헤드(71) 또는 후단측정헤드(71) 중 어느 하나에서 채집된 입자의 개수를 측정하도록 조절되는 밸브(75), 및 전단측정헤드(71) 또는 후단측정헤드(71)에서 채집된 입자의 개수를 측정해서 개수농도를 산출하는 계수기(73)를 포함한다.
전단측정헤드(71)의 위치는 비교적 고른 입자농도에 기초하여 샘플링될 수 있도록 시험덕트 높이의 중간 및 성능평가될 이동형 음압기의 흡입부 바로 앞인 것이 바람직하다. 이와 유사하게, 후단측정헤드(72) 역시 비교적 고른 입자농도에 기초하여 샘플링될 수 있도록 시험덕트의 전단부에 비하여 충분히 긴 시험덕트의 후단부 높이의 중간 및 이동형 음압기로부터의 모든 배출입자를 에어로졸 혼합하여 샘플링할 수 있도록 이동형 음압기의 배출부로부터 충분히 먼 위치인 것이 바람직하다. 특히 시험덕트의 후단부가 충분히 길지 못하여 비교적 고른 입자농도에 기초하여 샘플링될 수 없는 경우에 있어서는, 적어도 5 개의 채취위치에서 채취된 농도의 평균을 계산하는 것이 바람직하다.
이때, 계수기(73)는, 광산란식 자동 입자 계수기인 것이 바람직하다.
여기서, 광산란식 자동 입자 계수기는, KS B 6336에 규정되어 있는 바와 같이, 연속적으로 공기를 흡인하여 그 중의 부유 미립자의 입자지름 및 개수를 측정해서 공기 중의 입자농도를 구하는 계수기로서, 도 5와 같이 적어도 광원(51), 공기 흡인계(52), 조사 및 집광을 위한 광학계(53), 광전 변환부(54), 파고 분석부(55), 내부 참조용 및 발생부(56) 및 시험용 입출력 단자(57a, 57b), 나아가 계수 결과를 표시하기 위한 표시부(58)를 포함할 수 있고, 그 측정 원리는 다음과 같다.
부유 미립자를 포함하는 일정 유량의 시료공기를 시료 흡인구로부터 흡인해서 안정화된 광원에 의한 조사 영역을 통과시킨다. 이때 개개의 부유 미립자에 의해 앞쪽 또는 옆쪽으로 산란되는 빛을 광전자증배관 등의 광전소자에 집광해서 펄스 상태의 전기신호로 변환한다.
펄스 신호의 파고치는 산란광량에 비례하고, 또 산란광량과 부유 미립자 지름이 일정한 관계에 있는 것을 이용해서 펄스 파고치의 분석에 의해서 입자지름을 선별하고, 또한 선별한 펄스의 개수를 계수함으로써 특정 입자지름보다 큰 미립자의 통과 개수를 구하고 일정한 측정시간 중의 흡인공기 부피와 선별된 미립자 수에 의해서 입자농도를 구한다.
여기서, 본 발명에서 채용가능한 광산란식 자동 입자 계수기는 0.1 또는 0.12 ㎛ 이상의 입자를 측정할 수 있는 것으로서, 특히 그 특정 입자지름을 0.3 ㎛로 할 수 있다.
성능평가부(74)는, 농도측정부(70)에서 측정된 전단부 시험입자의 농도 및 후단부 시험입자의 농도에 기초하여 누설률을 산출하고, 산출된 누설률이 소정의 기준을 만족하는지 여부를 결정하는데, 이는 아래에서 자세히 살펴보기로 한다.
이러한 이동형 음압기의 성능평가 장치를 이용해 미세먼지 누설률을 산출하여 성능평가하는 방법은 다음과 같다.
먼저, (1) 성능평가될 이동형 음압기를 시험덕트에 장착하는데, 이때는 이동형 음압기의 풍량에 대한 성능평가와 마찬가지로, 공기누설이 없도록 기밀하여야 하는 것은 필수적이다.
또한 (2) 성능평가될 이동형 음압기에 의한 시험덕트 내의 압력을 확인하는데, 이때, 이동형 음압기의 정격풍량으로 안정적으로 운전하면서 이동형 음압기의 후단에서 대기압이 잘 유지되는지 확인하여야 한다. 이를 모니터링하기 위해 도 1 및 도 2의 이동형 음압기의 풍량에 대한 성능평가 장치에서와 유사하게, 압력계(60)를 포함할 수 있다.
다음으로 (3) 시험덕트 내로 시험입자를 공급하는데, 이 시험입자는 0.3 ㎛ 크기의 입자에 상응하는 다분산의 고체상 염화칼륨(KCl) 입자를 사용하고, 특히 1 질량% KCl 수용액을 이용하여, 즉 순수(또는 증류수)에 시약등급의 염화칼륨을 용해시킨 수용액을 분무시켜 생성될 수 있다. 이때, 이동형 음압기의 정격풍량으로 안정적으로 운전하면서 시험입자 공급도 일정하게 안정되는지 확인하여야 한다. 이를 모니터링하기 위해 도 1 및 도 2의 이동형 음압기의 풍량에 대한 성능평가 장치에서와 유사하게, 이 시험덕트(10) 내에서 이 이동형 음압기에 내장된 송풍기(10a)에 의한 풍량을 측정하도록 구성되는 풍량측정장치(20)를 포함할 수 있고, 나아가 이 풍량측정장치(20)에서 측정된 풍량이 소정의 기준을 지속적으로 만족하는지 여부를 감시하는 풍량감시부(미도시)를 더 포함하거나 또는 이 풍량측정장치(20)에 기초하여 사용자가 이러한 판단을 할 수 있도록 구성할 수 있다.
이와 같이, 이동형 음압기의 풍량에 대한 성능평가와 미세먼지 누설률에 대한 성능평가는 별도의 성능평가 장치로서 구성할 수 있으나, 적어도 시험덕트 및 유량측정장치를 공유하는 하나의 통합된 성능평가 장치로서 구성할 수도 있다.
입자농도 공급이 안정된 것을 확인한 후, (4) 시험덕트의 전단부 및 후단부에서 각각 시험입자의 농도를 측정하는데, 상류측 및 하류측의 입자농도는 교대로 또는 동시에 측정할 수 있다. 교대로 측정하는 경우에는 동일하지 않은 타이밍에 측정해야 하므로 상류측 농도의 변동에 유의하고, 동시에 측정하는 경우에는 동일하지 않은, 다른 광산란식 자동입자 계수기를 이용하여 측정해야 하므로 필연적으로 내재하는 개별 기기 간의 오차를 보정하면 측정의 정확도를 더 높일 수 있다.
마지막으로, (5) 농도측정부에서 측정된 전단부 시험입자의 농도 및 후단부 시험입자의 농도에 기초하여 누설률을 산출하고, 산출된 누설률이 소정의 기준을 만족하는지 여부를 결정하게 되는데, 미세먼지 누설률은 이하의 식으로 산출한다.
여기서, L은 누설률(%), C o 는 후단부 시험입자의 농도(개/ml), C i 는 전단부 시험입자의 농도(개/ml)이다.
이렇게 측정된 미세먼저 누설률이, 예를 들어 0.05% 이하인 경우에 있어서 성능평가를 통과한 이동형 음압기로서 시중에 유통될 수 있게 될 것이다. 이때 0.05%의 기준은, 헤파필터의 기준이 0.03% 이하이고, 이에 실제 헤파필터를 장착하고 이동형 음압기의 성능을 평가할 때에 생기는 최소 누설률을 고려한 것이다.
요약하면, 본 발명의 이동형 음압기 성능평가 장치 및 방법에 따르면 이동형 음압기가 평가기준 및 인증체계에 부합하는지 여부를 쉽게 결정할 수 있다.
또한 본 발명의 이동형 음압기 성능평가 장치 및 방법에 따르면 이로써 이동형 음압기의 평가기준 및 인증체계에 부합하는 이동형 음압기가 시장에 공급되게 되어 국민의 건강을 보전 및 증진시킬 수 있게 된다.
일반적으로 본 명세서에서 사용된 용어는, 특히 청구항에서(예를 들어, 청구항의 본문) 일반적으로 "개방적인" 용어로 의도된다(예를 들어, "포함하는"은 "포함하나 이에 제한되지 않는"으로, "가지다"는 "적어도 그 이상으로 가지다"로, "포함하다"는 "포함하나 이에 제한되지 않는다"로 해석되어야 함) 도입된 청구항 기재에 대하여 특정한 개수가 의도되는 경우, 이러한 의도는 해당 청구항에서 명시적으로 기재되며, 이러한 기재가 부재하는 경우 이러한 의도는 존재하지 않는 것으로 이해된다.
본 발명의 특정 특징만이 본 명세서에서 도시되고 설명되었으며, 다양한 수정 및 변경이 당업자에 대하여 발생할 수 있다. 그러므로 청구항은 본 발명의 사상 내에 속하는 변경 및 수정을 포함하는 것으로 의도된다는 점이 이해된다.
1: 이동형 음압기 6: 차압유지댐퍼
10: 시험덕트 20: 풍량측정장치
30: 송풍 팬 50: 다공판
60: 압력계 70: 농도측정부
80: 시험입자발생부
10: 시험덕트 20: 풍량측정장치
30: 송풍 팬 50: 다공판
60: 압력계 70: 농도측정부
80: 시험입자발생부
Claims (9)
- 성능평가될 이동형 음압기 및 압력계를 장착할 수 있도록 구성되고, 상기 이동형 음압기를 기준으로 전단부 및 후단부를 포함하는 시험덕트, 이때 상기 전단부는 외부와 시험덕트 사이의 압력 차를 유지하기 위해 설치되는 차압유지댐퍼를 포함하고, 상기 후단부는 상기 이동형 음압기에 의해 송풍된 공기를 외부로 배출하기 위한 송풍팬을 포함하고, 상기 이동형 음압기에 의한 상기 시험덕트 내의 압력은 상기 차압유지댐퍼 및 상기 송풍팬을 이용해 조절가능하고 또한 상기 압력계를 이용해 확인가능하고;
상기 시험덕트 내로 공급될 시험입자를 공급하도록 구성되는 시험입자공급부, 이때 시험입자는 KCl 입자를 포함하고;
상기 전단부 및 후단부에서 각각 시험입자의 농도를 측정하도록 구성되는 농도측정부; 및
상기 농도측정부에서 측정된 전단부 시험입자의 농도 및 후단부 시험입자의 농도에 기초하여 누설률을 산출하고, 산출된 누설률이 소정의 기준을 만족하는지 여부를 결정하는 성능평가부를 포함하는,
이동형 음압기 성능평가 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 시험입자공급부는, 시험입자를 발생시키도록 구성되는 시험입자발생부, 및 상기 전단부에 배치되고 또한 상기 전단부에 시험입자가 고르게 분포하도록 구성되는 시험입자확산부를 포함하는,
이동형 음압기 성능평가 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 시험입자발생부는, 압축공기를 공급하는 압축공기공급부, 상기 압축공기와 함께 1 질량% KCl 수용액을 에어로졸 형태로 분무하는 분무 장치, 및 상기 분무 장치에 의해 생성되는 에어로졸로부터 수증기를 건조 및 제거하도록 구성되는 확산 건조기를 포함하는,
이동형 음압기 성능평가 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 시험입자확산부는, 상기 이동형 음압기 반대측으로 상기 시험입자를 살포하는 분사 장치, 상기 전단의 바닥에 배치되는 순환 팬, 및 다공판을 상기 전단부에서 상기 후단부로의 방향으로 차례로 포함하는,
이동형 음압기 성능평가 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소정의 기준은 0.05% 이하인,
이동형 음압기 성능평가 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 이동형 음압기는 헤파 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는,
이동형 음압기 성능평가 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 농도측정부는, 광산란식 자동 입자 계수기를 포함하는,
이동형 음압기 성능평가 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 농도측정부는, 상기 후단부의 시험입자의 농도를 측정하기 위해 적어도 5 개의 채취위치에서 채취된 농도의 평균을 계산하는,
이동형 음압기 성능평가 장치. - 제 6 항에 따른 이동형 음압기 성능평가 장치를 이용한 성능평가 방법에 있어서,
성능평가될 이동형 음압기를 상기 시험덕트에 장착하는 단계;
상기 이동형 음압기에 의한 상기 시험덕트 내의 압력을 확인하는 단계;
상기 시험덕트 내로 공급될 시험입자를 공급하는 단계;
상기 전단부 및 후단부에서 각각 시험입자의 농도를 측정하는 단계; 및
상기 농도측정부에서 측정된 전단부 시험입자의 농도 및 후단부 시험입자의 농도에 기초하여 누설률을 산출하고, 산출된 누설률이 소정의 기준을 만족하는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는,
이동형 음압기 성능평가 방법.
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| KR20220041277A (ko) | 2022-04-01 |
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