KR100748438B1 - 원자력 로봇 관절 내부 방사능 오염 방지용 겹막 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원자력 로봇 관절 내부 방사능 오염 방지용 겹막에 관한 것으로, 그 목적은 원자력 분야에서 사용되는 원자력 로봇 관절 등의 회전 부위에 방사선 오염물의 침투등을 방지하기 위한 겹(침)막(overlapping skirt)을 제공하는 데 있다.

본 발명의 구성은 원자력 로봇 관절과 같은 회전 또는 이동부위의 연결부위에 대한 밀봉 구조에 있어서, 고정자 외부를 감싸는 고정밀봉막과; 회전자를 감싸는 회전밀봉막으로 이루어진 겹막으로 구성하되, 이 고정밀봉막과 회전밀봉막은 고정자와 회전자의 연결부위에서 일정간격 이격된 상태로 서로를 향한 상태로 겹쳐지도록 한 겹침부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

겹막, 밀봉, 원자력로봇, 관절, 연결부위

Description

원자력 로봇 관절 내부 방사능 오염 방지용 겹막{Overlapped skirts protecting a joint of nuclear robot against radioactive material contamination}

도 1은 본 발명에 따른 회전 조인트의 양쪽에 고정된 겹막을 보인 단면 예시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 겹막이 장치된 실시예를 보인 사진이고,

도 3은 방사성 물질의 오염 발생이 예상되는 회전부위의 틈(gap)의 한 예를 보인 단면 예시도이고,

도 4는 종래 이 기술분야의 상하 이동형 마개 막의 실링부를 보인 단면도이고,

도 5는 종래 이 기술분야의 볼 조인트 보호기의 실링부를 보인 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 고정밀봉막 (2) : 회전밀봉막

(3) : 겹침부 (4) : 연결부위

(5) : 고정자 (6) : 회전자

(31,41) : 밴드(또는 벨트)

본 발명은 원자력 로봇 관절 내부 방사능 오염 방지용 겹막에 관한 것으로, 특히 회전하는 부위의 개구를 밀봉하는 겹막에 관한 것이다.

원자력 시설에서 사용되는 로봇은 방사능 물질의 오염(특히 회전 연결부위나 베어링 위치)으로부터 회피하기 어렵다.

그 이유는 이러한 개구부를 완전히 밀봉하기 어려울 뿐 아니라 이 위치에 존재하는 윤활유(lubricant)가 일반 먼지나 방사성 먼지를 잘 흡착하는 성질이 있기 때문이다.

일단 방사성 물질이 윤활유(lubricant) 물질에 섞이게 되면 제염이 어려울 뿐만 아니라 방사성 폐기물의 용량도 증가하게 된다.

따라서 방사성 물질로부터의 오염을 방지하거나 발생되는 방사성 폐기물의 부피를 최소화시킬 수 있는 조치가 필요하다.

도 3은 이와 같은 방사성 물질의 오염 발생이 예상되는 회전부위의 틈(gap)의 한 예를 보인 단면 예시도인데, 회전자(rotor)와 고정자(Stator)사이의 틈(gap)을 도시하고 있다.

상기 틈 부위는 결합된 구성부재들이 서로 회전하거나 이동하는 부위로 이러 한 이동 조인트를 막으로 감싸고 조인트에 따라서 가늘게 잘라서 사용하게 된다.

그러나 실제로 완전한 직선형태로 정교하게 자르기는 어렵다.

따라서 자른 선을 따라 많은 작은공간과 열린 부분이 존재하므로 결국 조인트나 베어링의 이러한 부분을 통해서 오염물이 침투하게 된다.

상기와 같이 회전부위나 이동부위의 밀봉에 관한 선행 기술을 찾아본 결과, 도 4와 도 5의 경우를 발견하였다.

도 4는 미국특허 등록 제5,525,047호에 나타낸 것으로 마개(304)의 연장식 실린터형 막(310)은 장착 또는 미장착 상태에서 작동할 때 챔버 내 압력변화나 펄스로부터 아래를 차단보호하기 위해 미끄러지면서 베어링 링을 받도록 한 구성이다.

즉, 플러그 막(skirt)으로써 와인 병의 뚜껑과 유사한 형태로 상하 이동형태로 이루어져 있다. 하나의 연장형 실린더 막은 압력의 변화나 펄스로부터 아래를 분리보호하기 위해 아래위로 움직인다. 상기 구성에서는 밀봉을 위해 하나의 막을 사용하였다.

따라서 사용 시간의 경과에 따라 오염물이 내부로 침투할 가능성이 높다.

도 5는 볼 조인트와 보호 커버에 대한 미국 특허 등록제 5,498,092호인데, 볼 조인트 보호기가 볼 또는 볼 집을 고무장화로부터 회전이동시키게 하는 구성이다. 즉, 이것은 모래로부터 유연한 보호 조인트와 다른 부장품을 보호하기 위한 것 이다. 이러한 구성은 자동차의 앞끝부분에 있는 볼 조인트용 고무 고정장치(boot)와 유사하다. 이것은 유연한 볼 조인트를 고무, 물, 그리고 다른 오염원으로부터 보호하는 것이다. 이러한 구성은 고무 고정장치로부터 볼이나 볼집의 회전 이동을 가능하게 한다.

하지만 하나의 고정장치이고, 또한 깊은 구석부분이 있는데 이것은 고정장치로부터 접촉 금속표면으로 이동 시 외부 물질의 오염을 유발할 수 있다는 문제점이 있다.

볼이 마모됨에 따라 단독 고정장치는 돌출하여 좁은 챔버를 형성하게 되고 여기에 외부 오염물이 부착될 수 있다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 원자력 분야에서 사용되는 원자력 로봇 관절 등의 회전 부위에 방사선 오염물의 침투등을 방지하기 위한 겹(침)막(overlapping skirt)을 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명 겹막은 서로 마주보면서 겹치는 두 장의 막으로 구성되어 있다.

각각의 막은 한쪽 부분은 각 조인트 부분에 벨트와 같은 고정장치로 움직이지 않도록 고정되어 있으며, 나머지 고정되지 않은 한쪽 부분은 다른 조인트 및 다 른 막을 향한 상태로 서로 겹치도록 되어 있다.

즉 고정되지 않은 두 막은 서로 다른 조인트를 싸면서 서로 겹쳐지도록 구성되어 있다. 이로 인해 두 아래의 조인트로 오염 물질이 불순물이 들어가는 것을 차단된다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 회전 조인트의 양쪽에 고정된 겹막을 보인 단면을 예시하고 있는데, 도시된 바와 같이 그 구성은 고정자 외부를 감싸는 고정밀봉막(1)과; 회전자를 감싸는 회전밀봉막(2)으로 이루어진 겹막으로 구성하되, 이 고정밀봉막(1)과 회전밀봉막(2)은 고정자(5)와 회전자(6)의 연결부위(4)에서 일정간격 이격된 상태로 서로를 향한 상태로 겹쳐지도록 한 겹침부(3)를 포함한다.

이와 같이 고정되지 않은 두 막은 서로 다른 조인트를 싸면서 서로 겹쳐지도록 구성되어 하부의 연결부위로 오염 물질이 불순물이 들어가는 것이 차단된다.

상기 고정밀봉막(1)과 회전밀봉막(2)은 고정자 및 회전자에 설치시 밴드(또는 벨트)(31,41)등의 고정수단으로 각각의 일측을 움직이지 않도록 고정하여 구성한다.

상기 겹침부는 회전밀봉막을 고정밀봉막이 덮고 있는 구조이다.

상기 겹침부는 회전밀봉막을 고정밀봉막이 사선형태로 내부 지름이 증가하면서 사선형태로 증가하는 회전밀봉막의 외부지름을 덮고 있는 구조이다.

상기 겹침부는 회전밍봉막의 겹침부는 사선구조로 이루어져 큰 지름을 가지는 고정밀봉막은 작은 지름을 가지는 회전밀봉막을 덮어쓰기 위해서 고정밀봉막의 내부 지름은 회전밀봉막의 바깥 지름보다 약간 커도록 구성한다. 하지만 그 차이가 거의 없어야 불순물의 침투가 방지될 수 있다.

상기 고정밀봉막과 회전밀봉막은 고정자 및 회전자가 서로 반대 방향으로 독립적으로 움직임이 가능하되, 강한 방수상태가 유지되도록 유연한 고무나 합성수지로 구성한다.

물론 상기 고정밀봉막이나 회전밀봉막의 상세한 설계는 다양한 조인트와 베어링의 형태에 따라 변환될 수 있음은 물론이다. 하지만 기본 개념, 원리, 그리고 기능은 동일하게 유지된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예이다.

(실시예)

도 2와 같이 두 녹색 밴드에 의해 각각의 회전 연결부위(조인트)에 고정된 두 겹쳐진 고정밀봉막(1)과 회전밀봉막(2)을 부착하였다. 두개의 막이 겹치는 위치는 고정자(5)와 회전자(6)가 연결되는 연결부위(4)이다.

이와 같이 고정자(5) 및 회전자(6)의 연결부위(조인트)에 고정밀봉막(1)과 회전밀봉막(2)으로 이루어진 겹막을 제작하여 부착한 다음 연결부위(조인트) 겹막 부위에 물을 뿌리면서 회전 시험을 반복하는 과정으로 겹침막의 조인트 보호기능을 시험하였다.

일정 시간 후(물이 내부로 침투하기 충분한 시간은 약 30분 정도이다.)에 겹막을 분해 제거하고 내부 조인트에서 수분의 침투 여부를 확인한 결과, 내부 조인트로 외부 수분이 침투되지 않았음을 확인하였다.

이러한 수분의 침투 확인을 위한 별도의 장비는 필요치 않다, 수분의 침투시 밝은 조명에 비추어 보면 반사되어 수분의 존재가 나타나게 되어 육안 관찰만으로도 충분하다.

이로써 본원 발명의 겹막은 회전 또는 이동 연결부위(조인트)를 성공적으로 보호한다는 결론을 내릴 수 있었다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 본 발명은 원자력 분야에서 사용되는 원자력 로봇 관절 등의 회전 부위에 방사선 오염물이 침투하는 것을 방지하고 제염을 용이하게 할 수 있다는 효과를 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

Claims (6)

1. 원자력 로봇 관절과 같은 회전 또는 이동부위의 연결부위에 대한 밀봉 구조에 있어서,

   고정자(5) 외부를 감싸는 고정밀봉막(1)과; 회전자(6)를 감싸는 회전밀봉막(2)으로 이루어진 겹막으로 구성하되, 이 고정밀봉막(1)과 회전밀봉막(2)은 고정자(5)와 회전자(6)의 연결부위(4)에서 일정간격 이격된 상태로 서로를 향한 상태로 겹쳐지도록 한 겹침부(3)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 원자력 로봇 관절 내부 방사능 오염 방지용 겹막.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 고정밀봉막(1)과 회전밀봉막(2)은 고정자(5) 및 회전자(6)에 설치시 밴드(또는 벨트)(31, 41)등의 고정수단으로 각각의 일측을 움직이지 않도록 고정하고 겹침부(3)는 고정하지 않은 것을 특징으로 하는 원자력 로봇 관절 내부 방사능 오염 방지용 겹막.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 겹침부(3)는 회전밀봉막(2)을 고정밀봉막(1)이 덮고 있는 구조인 것을 특징으로 하는 원자력 로봇 관절 내부 방사능 오염 방지용 겹막.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 겹침부(3)는 회전밀봉막(2)을 고정밀봉막(1)이 사선형태로 내부 지름이 증가하면서 사선형태로 증가하는 회전밀봉막(2)의 외부지름을 덮고 있는 구조인 것을 특징으로 하는 원자력 로봇 관절 내부 방사능 오염 방지용 겹막.
5. 제 1항 또는 4항에 있어서,

   상기 겹침부(3)는 회전밍봉막의 겹침부(3)는 사선구조로 이루어져 큰 지름을 가지는 고정밀봉막(1)은 작은 지름을 가지는 회전밀봉막(2)을 덮어쓰기 위해서 고정밀봉막(1)의 내부 지름은 회전밀봉막(2)의 바깥 지름보다 약간 크도록 이격하여 구성한 것을 특징으로 하는 원자력 로봇 관절 내부 방사능 오염 방지용 겹막.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 고정밀봉막(1)과 회전밀봉막(2)은 유연한 고무 또는 합성수지로 구성한 것을 특징으로 하는 원자력 로봇 관절 내부 방사능 오염 방지용 겹막.

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