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공기호흡기용 공기충전기의 고순도 필터 시스템에 관한 연구
성시민(Si-Min Sung),양정모(Jung-Mo Yang),박태율(Tae-yul Park),지대준(Dae-Jun Ji),오재성(Jaesung Oh),임우섭(Woo-Sub Lim),정재한(Jae-Han Jung) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회논문지 Vol.35 No.5
공기충전기를 통해 충전되는 공기는 불순물이 없고 순수해야 하므로, 수분, oil, 탄화물 등의 이물질을 제거해주는필터의 역할이 매우 중요하다. 이러한 필터의 수명은 약 50 h이며, 이 수명을 초과한다면 정화기능이 급격히 감소하므로 주기적으로 교체해야 한다. 하지만 필터를 교체하는 과정에서 경제적, 환경적 문제가 발생하므로 본 연구에서는 필터의 수명 연장(60 h)과 정화기능 강화에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 필터 이전에 이물질 자동배출장치를 설치하였다. 이 장치의 성능을 확인하기 위하여 배출액, 배출 및 수집장치 최대 소음, 필터 수명을 실험 및의뢰분석을 통해 확인하였다. 배출액을 확인하여 자동배출장치의 오염물 배출기능 및 구조의 적합성을 검증하였다. 또한, 최대 소음은 공기충전기 4면 모두 성능 기준인 80 dB 이하로 성능 확인하였다. 최종적으로, 60 h 사용 후 충전된 공기의 질을 분석하였으며, 분석한 모든 수치가 성능 기준 범위 내에 있는 것으로 확인되었다. The air charged through the air charger must be pure and free from impurities; hence, the role of a filter that removes pollutants, such as moisture, oil, and carbides is very important. The lifespan of the filter is approximately 50 h, and if exceeded, the purification function decreases rapidly. Therefore, it must be replaced periodically. However, economic and environmental problems occur in the process of replacing the filter. This study investigated the extension of the filter lifespan (60 h) and enhancement of the purification function. An auto drain system was installed. The pollutant discharge, maximum noise, and lifespan were confirmed through experiments and commissioned inspections to check the performance. The compatibility of the pollutant discharge function and the structure of the auto drain system was verified by checking the discharge of pollutants. In addition, the maximum noise was certified to be less than 80 dB according to the performance-standard. Finally, the charged air quality was analyzed after 60 h of use, and all the analyzed values were confirmed to be within the performance-standard range.
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공기충전기의 필터 수명 연장을 위한 냉각형 수분제거기에 관한 연구
정재한(Jae-Han Jung),성시민(Si-Min Sung),양정모(Jung-Mo Yang),박태율(Tae-yul Park),지대준(Dae-Jun Ji),임우섭(Woo-Sub Lim),오재성(Jaesung Oh) 한국화재소방학회 2022 한국화재소방학회논문지 Vol.36 No.6
공기충전기의 정화필터 수명은 기온 20∼25 ℃, 습도 30∼40% Rh 조건에서는 50 h의 유효 수명을 가지고 있다. 그러나 기온 30∼40 ℃, 습도 60∼90% Rh 조건에서는 유효 수명이 20∼30% 이상 감소한다. 습도 증가에 따른 필터 의 수명 감소는 필터 교체 주기 빈도를 확대시켜 경제적, 환경적 문제까지 야기한다. 따라서 본 연구에서는 환경적 영향을 최소화시킬 수 있는 냉각형 수분제거기에 관하여 연구를 수행하여 필터 수명을 150 h까지 연장하고자 한다. 본 연구에서는 최종 필터 직전에 냉각형 수분제거기를 제작 및 설치하였다. 최적의 냉각시스템을 개발하기 위하여 기초 실험을 실시하였고, 열전달 문제점을 파악하였다. 이를 개선한 수분제거기를 연구 개발하여 수분 한계수치(25 mg/m3) 도달 시간 및 필터 수명을 측정하였으며, 최종적으로 한국소방산업기술원(KFI)에 공기질 의뢰분석을 통해 성능을 확인하였다. 자체 실험을 진행하여 84 h까지 필터 수명이 연장되었다. 최종적으로 150 h까지 가동시킨 공기충전기의 공기질을 분석하였으며, 분석한 모든 수치가 성능 기준 범위 내에 있는 것으로 확인되었다. The life of the purification filter of an air charger is reduced by more than 20-30% under the conditions of 30-40 ℃ temperature and 60-90% Rh. Therefore, this study intends to extend the filter life to 150 h by conducting a study on a cooling type water eliminator that can minimize the environmental impact. In this study, a cooling type water eliminator is manufactured before the final filter. The moisture eliminator is developed to measure the time to reach the moisture level (25 mg/m3) and filter life. Finally, the performance is confirmed through air quality request analysis from the Korea Fire Institute (KFI). The filter life is extended up to 84 h by conducting a self-experiment. Finally, the air quality operated up to 150 h is analyzed. All the analyzed values are confirmed to be within the performance standard range.
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