KR100874760B1 - 핫셀 내의 조명기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핫셀(Hot Cell) 내의 조명기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 핫셀 내에 설치된 로봇팔로 램프의 교체작업을 용이하게 수행할 수 있도록 구성된 핫셀 내의 조명기기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 핫셀 내의 조명기기는 램프를 수용하도록 형성되는 본체; 상기 램프에 전원을 공급하도록 체결되는 램프소켓; 및 상기 본체에 고정되어 상기 램프소켓이 안착되는 형상의 램프홀더;를 포함하며, 상기 램프소켓은 전원케이블이 연결되며, 상기 램프홀더에는 상기 전원케이블이 수용되도록 하는 안내 그루브가 형성될 수 있다.

상기와 같은 구성의 핫셀 내의 조명기기에 의하여, 핫셀 내부에 설치된 로봇팔에 의해 램프 교체작업이 용이하게 수행된다. 따라서, 램프 교체작업시 작업자가 핫셀 내로 들어가지 않게 되므로, 작업자의 방사능 노출에 대한 안전성이 담보되는 효과가 있다.

램프, 램프소켓, 램프홀더, 핫셀, 조명기기

Description

핫셀 내의 조명기기{Lighting system used in hot cell}

본 발명은 핫셀(Hot Cell) 내의 조명기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 핫셀 내에 설치된 로봇팔로 램프의 교체작업을 용이하게 수행할 수 있도록 구성된 핫셀 내의 조명기기에 관한 것이다.

중성자 조사된 핵연료 및 조사시편 등은 강력한 방사능을 가지므로 이에 의한 시험자의 방사선 피폭을 피하기 위하여 방사능이 차폐되는 핫셀이라는 밀폐 공간에서 취급된다. 방사능으로 피복되는 핵연료 및 조사시편들을 취급 및 시험하기 위해서는 핫셀 내의 조명이 항상 정상적으로 가동되어야 한다. 그러나 램프는 영구적으로 사용하는 것이 아니므로, 일정한 사용시간 이후, 즉 램프의 수명이 다한 경우에는 새로운 램프로 교체하는 작업이 필요하다.

도 1은 핫셀 내에서 사용되는 종래의 조명기기를 도시한 것으로, 도 1(a)은 평면도를, 도 1(b)는 정면도를 나타낸다.

종래의 핫셀 내의 조명기기는 주램프(10), 보조램프(20), 상기 주램프(10)와 상기 보조램프(20)를 수용하는 하우징 본체(30), 상기 주램프(10)와 상기 보조램프(20)의 조명을 반사하는 반사판(32), 안전커버(34) 등으로 이루어진다.

상기 하우징 본체(30)는 주램프(10)에서 발산하는 빛이 핫셀 내부를 비추도록 전방으로 개방되어 있으며, 그 내측면에 주램프(10)에서 후방으로 발산하는 빛을 전방으로 반사시키는 반사판(32)과, 상기 하우징 본체(30)의 내부에 설치된 주램프(10)를 보호하기 위한 안전커버(34)가 구비되어 있다.

한편, 하우징 본체(30)에는 주램프(10)를 수용하도록 그 하부에 램프소켓(40)이 마련되어 있는데, 상기 램프소켓(40)은 하우징 본체(30)로부터 분리되지 않게 구성된다. 상기 램프소켓(40)은 일반적으로 애자로 이루어지며, 나사 결합에 의해 주램프(10)와 결합되는 구조를 갖는다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래의 핫셀 내의 조명기기에서, 수명이 다한 주램프(10)를 교체하려면, 램프소켓(40)에 나사 결합된 주램프(10)를 해제시키는 방향으로 회전시켜 분리하는 작업이 필요하다. 이러한 작업은 원격 조종되는 핫셀 내부의 로봇 팔에 의해 원격조종으로 수행되기에는 한계가 있고, 사실상 불가능하다.

따라서, 종래의 핫셀 내의 조명기기에서 주램프(10)의 수명이 다한 경우에는 작업자가 직접 고방사성 물질을 취급하는 핫셀 내부로 들어가 교체작업을 수행해야 한다.

또한, 장시간 조명 사용시 주램프(10)와 램프소켓(40)의 접촉부분이 주램프(10)에서 발생하는 열에 의해 눌러 붙게 되므로, 램프소켓(40)로부터 램프(10)를 분리하는 것이 쉽지 않은 경우가 대부분이다.

결국, 실제 교체작업에 있어서는 작업자가 직접 고방사성 물질을 취급하는 핫셀 내부로 들어가 하우징 본체(30)를 포함한 조명기기 전체를 교체할 수밖에 없 는 실정이었다.

이로 인하여, 종래의 핫셀 조명기기는 그 유지 및 보수작업시 작업자의 방사능 과다 피폭의 위험은 물론, 작업자의 핫셀 내 들어가기 위해 필요한 장비들이 모두 방사성 폐기물이 되므로 다량의 방사성 폐기물을 발생시킨다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 로봇팔에 의한 램프의 교체작업시 램프소켓이 램프홀더로부터 용이하게 탁찰되도록 하여, 작업자가 핫셀 내로 들어가지 않고 유지 및 보수작업을 할 수 있어 안전하며, 방사능 폐기물의 양을 줄일 수 있는 핫셀 내에 사용되는 조명기기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 핫셀 내의 조명기기는 램프를 수용하도록 형성되는 본체; 상기 램프에 전원을 공급하도록 체결되는 램프소켓; 및 상기 본체에 고정되어 상기 램프소켓이 안착되는 형상의 램프홀더;를 포함하며, 상기 램프소켓은 전원케이블이 연결되며, 상기 램프홀더에는 상기 전원케이블이 수용되도록 하는 안내 그루브가 형성될 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명에 따른 핫셀 내의 조명기기는 주램프와 상기 주램프에 전원을 공급하도록 하는 램프소켓을 구비하는 주램프 어셈블리; 상기 주램프 어셈블리의 교체시 조명을 공급하며, 보조램프와 상기 보조램프에 전원을 공급하도록 하는 램프소켓을 구비하는 보조램프 어셈블리; 상기 주램프 어셈블리와 보조램프 어셈블리가 안착되는 램프 안착부가 구비되는 본체; 및 상기 램프 안착부에 고정되어 상기 주램프 및 보조램프 어셈블리의 램프소켓이 각각 안착되는 램프 홀더를 포함할 수 있다.

상기와 같은 구성의 핫셀 내의 조명기기에 의하여, 상기와 같은 구성의 핫셀 내의 조명기기에 의하여, 핫셀 내부에 설치된 로봇팔에 의해 램프 교체작업이 용이 하게 수행된다. 따라서, 램프 교체작업시 작업자가 핫셀 내로 들어가지 않게 되므로, 작업자의 방사능 노출에 대한 안전성이 높아진다.

또한, 작업자가 램프 교체를 위해 핫셀 내부로 들어가지 않으므로, 내부에 들어갈 때 필요한 장비들을 절약할 수 있다.

또한, 조명기기 전체를 교체하지 않고, 램프 어셈블리만 교체함으로써 방사성 폐기물의 양을 줄일 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 핫셀 내의 조명기기의 사시도이다.

도 2를 참조하면, 핫셀 내의 조명기기(100)는 주램프 어셈블리(200), 보조램프 어셈블리(300), 상기 주램프 어셈블리(200)와 보조램프 어셈블리(300)를 수용하는 본체(170), 상기 주램프 어셈블리(200)와 보조램프 어셈블리(300)가 안착되는 램프홀더(240, 340), 및 상기 본체(170) 내의 상기 램프 어셈블리들(200, 300)을 보호하도록 상기 본체(170)의 전면을 개폐하는 안전커버(130)를 포함한다.

상기 주램프 어셈블리(200)는 조사 등의 시험시 주 조명 역할을 하는 주램 프(210)와 상기 주램프(210)에 전원을 공급하도록 체결되는 주램프소켓(220)으로 이루어진다.

또한, 상기 보조램프 어셈블리(300)는 상기 주램프 어셈블리(200)의 수명이 다하여 교체할 때 보조조명으로 사용되며, 보조램프(300)와 상기 보조램프(300)에 전원을 공급하도록 체결되는 보조램프소켓(320)으로 이루어진다.

상기 주램프(210)는 밝은 조명과 장시간 이용을 위해 나트륨증기 속에서 아크 방전에 의해 방사되는 빛을 이용하는 나트륨램프를 사용할 수 있다. 그리고, 상기 보조램프(310)는 비용절감을 위해 백열램프를 사용할 수 있다.

주램프소켓(220) 및 보조램프소켓(320)은 주램프(210)와 보조램프(310)가 나사결합이 되도록 내주면에 나사홈이 파인 애자(insulator)로 구성되며, 상기 램프(210, 310)에 전원을 인가하는 전원케이블(225, 335)을 포함하여 구성된다.

상기 램프소켓(220, 320)에는 상기 전원케이블(225, 335)이 간섭되지 않도록 개구부(228, 도3 참조)가 형성될 수 있다.

상기 본체(170)는 조명기기(100)의 전체 틀에 해당하는 것으로 상기 램프 어셈블리(200, 300)을 수용할 수 있는 형상으로 제공된다.

상기 본체(170)는 램프(210, 310)에서 발산하는 빛이 핫셀 내부를 조명할 수 있도록 전방이 개구되며, 그 높이와 폭은 수용되는 램프(210, 310)의 크기에 따라 조절된다.

여기서, 핫셀 내에서 사용되는 물품은 일반적으로 방사성 폐기물이 되는 것이므로, 핫셀 내의 로봇팔(400)로 램프의 교체작업을 수행할 수 있을 정도로 본 체(170)의 크기를 램프(210, 310)보다 약간 크게 제조하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본체(170)의 내측면은 램프(210, 310)에서 후방으로 발산하는 빛을 전방으로 반사시켜 핫셀 내의 조명을 더욱 효율적으로 유지하는 반사판(120)으로 제조될 수 있다. 반사판(120)의 재질은 알루미늄 또는 스테인레스 등의 빛을 반사시킬 수 있는 적당한 재질을 선택한다.

한편, 상기 본체(170)의 상부에는 조명기기(100)를 핫셀 내에 거치하거나 이동을 용이하게 하는 브라켓(140)이 구비된다. 즉, 본체(170) 상부에 구비된 브라켓(140)으로 상기 핫셀 조명기기를 핫셀 내의 적절한 위치, 예컨데 핫셀 내의 측벽 등에 거치할 수 있다.

상기 본체(170)의 하부에는 램프를 안착할 수 있는 편평한 램프 안착부(180)가 형성되며, 상기 램프 안착부(180)에 램프홀더(240, 340)가 고정된다.

상기 램프홀더(240, 340)는 램프의 개수에 대응하여 설치될 수 있고, 본 실시예에서는 주램프 어셈블리(200)와 보조램프 어셈블리(300)의 개수에 대응되도록 2개가 상기 램프 안착부(180)에 고정설치된다.

또한, 상기 본체는 내부에 설치된 램프(210, 310)를 보호하기 위하여 안전커버(130)를 구비할 수 있다.

상기 안전커버(130)는 철망 구조로 구성될 수 있으며, 일측단에는 본체(170)의 일측단에 마련된 힌지(150)에 결합되는 힌지돌기(132)를 구비한다.

상기 본체(170)의 타측단에는 안전커버(130)의 타측과 체결될 수 있도록 2개의 자석(160)이 구비되어 강(steel) 재료로 만들어지는 안전커버(130)와 자기적으 로 체결될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 주램프 어셈블리와 램프홀더의 개략적인 분해 사시도이며, 도 4는 도 3의 모습을 구체적으로 도시한 것으로, A는 도 3의 A방향에서 본 램프소켓의 저면도, B는 도 3의 B방향에서 본 램프홀더의 평면도, C는 도 3의 C 방향으로 본 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하여, 주램프 어셈블리(200)가 램프홀더(240)에 안착되는 모습을 설명한다.

주램프(210)의 하측에 형성되는 체결나사부(212)를 램프소켓(220)의 나사홈(222)에 돌려끼워 체결한다. 상기 체결나사부(212)에는 외부전원이 주램프(210)로 전달하는 전극(214)이 형성된다.

상기와 같은 주램프 어셈블리(200)는 램프 안착부(180)에 고정된 램프홀더(240)에 안착된다.

안착되는 모습을 더욱 상세히 나타내도록 도 3의 A 방향에서 본 램프소켓(220)의 모습은 도 4의 A에서, 도 3의 B방향에서 본 램프홀더(240)의 모습은 도 4의 B에서, 도 3의 C방향으로 절개한 단면은 도 4의 C에 도시된 것과 같다.

상기 램프소켓(220)의 고정돌기(226)는 상기 램프홀더(240)의 수용홈(246)에 수용되어 안착될 수 있다.

상기 램프홀더(240)는 램프 안착부(180)에 체결부(280)를 통하여 고정되는데, 견고한 고정을 위하여 램프 안착부(180)에 체결홀(284)를 내고 상기 체결홀(284)에 체결나사(282)를 끼워서 체결한다.

상기 수용홈(246)은 상기 체결나사와 상기 고정돌기(226) 모두가 수용될 수 있도록 깊이를 가지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 램프홀더(240)에 상기 램프소켓(220)을 더욱 안정적으로 안착시킬 수 있도록 상기 램프소켓(220)의 하측 외주면에는 돌출에지(227)가 형성되며, 상기 램프홀더의 하측 내주면에는 상기 돌출에지(227)가 수용되도록 하는 에지 그루브(247)가 형성될 수 있다.

상기 램프홀더(240)에 상기 램프소켓(220)이 수용됨에 따라 상기 램프소켓(220)에 연결된 전원케이블(225)이 상기 램프홀더(240)에서 간섭되는 것을 방지하기 위해 상기 램프홀더(240)에는 상기 전원케이블(225)이 수용되도록 하는 안내 그루브(242)가 형성될 수 있다.

상기 램프홀더(240)는 베이클라이트(bakelite) 수지재로 제조되는 것을 사용함으로써, 절연성이 매우 뛰어나며 부식되지 않는 특성으로 전선을 특히 용이하게 감쌀 수 있고, 여러가지 형태, 특히 원형으로 용이하게 변형, 가공할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 주램프 어셈블리의 램프홀더에서의 교체모습을 도시한 개략도이다.

주램프(210)의 수명이 다된 경우, 램프홀더(240)에 안착되는 주램프 어셈블리(200)를 핫셀 외부에서 핫셀 내의 로봇암(400)을 원격조종기를 이용하여 교체한다.

우선, 보조램프(310)에 전원을 인가하고 조명을 밝힌다. 그리고, 로봇암(400)을 이용하여 조명기기(100)의 안전커버(130)를 열고 램프홀더(240)에서 주 램프 어셈블리(200)를 로봇손(420)으로 부드럽게 쥐고 램프홀더(240)의 높이만큼 들은 후 주램프 어셈블리(200)를 본체(170)의 전면으로 당겨서 탈착시킨다. 교체된 주램프 어셈블리(200)는 폐기물통에 넣어 폐기한다.

그리고, 준비된 새로운 주램프 어셈블리(200)를 쥐어 램프홀더(240)에 장착시켜서 교체작업을 완성한다.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 주램프 어셈블리와 램프홀더의 개략적인 분해 사시도이며, 도 7은 도 6의 모습을 구체적으로 도시한 것으로, A는 도 6의 A방향에서 본 램프소켓의 저면도, B는 도 6의 B방향에서 본 램프홀더의 평면도, C는 도 6의 C 방향으로 본 단면도이다.

도 6 및 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 램프홀더(240)는 전면부가 절개되어 있어, 램프홀더(240)에 절개면(252)이 형성되며, 주램프 어셈블리(200)의 램프소켓(220)이 상기 절개된 전면부를 통하여 상기 램프홀더(240)에 안착 또는 탈착되는 것 이외에 제 1 실시예에서의 것과 동일하다.

따라서, 구체적인 구성의 설명은 제 1 실시예의 것으로 대신하도록 한다.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 주램프 어셈블리의 교체모습을 도시한 개략도이다.

제 2 실시예에 따른 주램프 어셈블리(200)의 교체작업 또한 제 1 실시예와 상당히 동일하다.

다만, 로봇손(420)으로 주램프 어셈블리(200)를 램프홀더(240)의 높이만큼 올릴 필요없이, 고정돌기(226)와 돌출에지(227)의 크기만큼만 들어올려 절개된 전 면부를 통하여 본체(170)의 전면으로 당겨서 탈착시킨다.

이를 통하여, 본체(170)의 크기를 줄여서, 본체(170)가 폐기물이 된 경우 그 폐기물의 양을 줄일 수 있다.

이와 같은 방식으로, 본 발명의 핫셀 조명기기의 램프 교체작업은 작업자가 직접 핫셀 내부에 들어가지 않고도 핫셀 내부에 설치된 로봇팔에 의해 전체 작업이 수행될 수 있다.

따라서, 램프 교체작업시 작업자의 방사능 과다 피폭의 위험이 발생하지 않으며, 또한 조명기기 전체를 교체하는 것이 아니라 주램프 어셈블리만을 교체함으로써 방사성 폐기물의 양을 줄일 수 있게 된다.

상기와 같은 구성의 핫셀 내의 조명기기에 의하여, 핫셀 내부에 설치된 로봇팔에 의해 램프 교체작업이 용이하게 수행된다. 따라서, 램프 교체작업시 작업자가 핫셀 내로 들어가지 않게 되므로, 작업자의 방사능 노출에 대한 안전성이 높아진다.

또한, 작업자가 램프 교체를 위해 핫셀 내부로 들어가지 않으므로, 내부에 들어갈 때 필요한 장비들을 절약할 수 있다.

또한, 조명기기 전체를 교체하지 않고, 램프 어셈블리만 교체함으로써 방사성 폐기물의 양을 줄일 수 있다.

도 1은 핫셀 내에서 사용되는 종래의 조명기기를 도시한 것으로, 도 1(a)는 평면도, 도 1(b)는 정면도.

도 2는 본 발명에 따른 핫셀 내의 조명기기의 사시도.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 주램프 어셈블리와 램프홀더의 개략적인 분해 사시도.

도 4는 도 3의 모습을 구체적으로 도시한 것으로, A는 도 3의 A방향에서 본 램프소켓의 저면도, B는 도 3의 B방향에서 본 램프홀더의 평면도, C는 도 3의 C 방향으로 본 단면도.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 주램프 어셈블리의 교체모습을 도시한 개략도.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 주램프 어셈블리와 램프홀더의 개략적인 분해 사시도.

도 7은 도 6의 모습을 구체적으로 도시한 것으로, A는 도 6의 A방향에서 본 램프소켓의 저면도, B는 도 6의 B방향에서 본 램프홀더의 평면도, C는 도 6의 C 방향으로 본 단면도.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 주램프 어셈블리의 교체모습을 도시한 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 조명기기 120: 반사판

170: 본체 180: 램프 안착부

200: 주램프 어셈블리 210: 주램프

220: 램프소켓 240: 램프홀더

300: 보조램프 어셈블리 310: 보조램프

320: 보조램프소켓 340: 보조램프홀더

Claims (12)

1. 램프를 수용하도록 형성되는 본체;

   상기 램프에 전원을 공급하도록 체결되는 램프소켓; 및

   상기 본체에 고정되어 상기 램프소켓이 안착되는 형상의 램프홀더;를 포함하며,

   상기 램프소켓은 전원케이블이 연결되며,

   상기 램프홀더에는 상기 전원케이블이 수용되도록 하는 안내 그루브가 형성되는 핫셀 내의 조명기기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 램프소켓에는 고정돌기가 형성되며,

   상기 램프홀더에는 상기 고정돌기가 수용되는 수용홈이 형성되는 핫셀 내의 조명기기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 수용홈을 통하여 상기 램프홀더가 상기 본체에 고정되도록 하는 체결부;를 더 포함하는 핫셀 내의 조명기기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 램프소켓의 하측 외주면에는 돌출에지가 형성되며,

   상기 램프홀더의 하측 내주면에는 상기 돌출에지가 수용되도록 하는 에지 그루브가 형성되는 핫셀 내의 조명기기.
5. 삭제
6. 램프를 수용하도록 형성되는 본체;

   상기 램프에 전원을 공급하도록 체결되는 램프소켓; 및

   상기 본체에 고정되어 상기 램프소켓이 안착되는 형상의 램프홀더;를 포함하며,

   상기 램프홀더의 전면부가 절개되어,

   상기 램프소켓이 상기 전면부를 통해 상기 램프홀더에 안착 또는 탈착되는 핫셀 내의 조명기기.
7. 제 1 항 내지 제4항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 램프홀더는 베이클라이트(bakelite) 수지제인 핫셀 내의 조명기기.
8. 주램프와 상기 주램프에 전원을 공급하도록 하는 램프소켓을 구비하는 주램프 어셈블리;

   상기 주램프 어셈블리의 교체시 조명을 공급하며, 보조램프와 상기 보조램프에 전원을 공급하도록 하는 램프소켓을 구비하는 보조램프 어셈블리;

   상기 주램프 어셈블리와 보조램프 어셈블리가 안착되는 램프 안착부가 구비되는 본체; 및

   상기 램프 안착부에 고정되어 상기 주램프 및 보조램프 어셈블리의 램프소켓이 각각 안착되는 램프 홀더를 포함하는 핫셀 내의 조명기기.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 램프소켓에는 고정돌기가 형성되며,

   상기 램프홀더에는 상기 고정돌기가 수용되는 수용홈이 형성되는 핫셀 내의 조명기기.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 램프소켓의 하측 외주면에는 돌출에지가 형성되며,

    상기 램프홀더의 하측 내주면에는 상기 돌출에지가 수용되도록 하는 에지 그루브가 형성되는 핫셀 내의 조명기기.
11. 제 8 항에 있어서,

    상기 램프홀더의 전면부가 절개되어,

    상기 램프소켓이 상기 전면부를 통해 상기 램프홀더에 안착 또는 탈착되는 핫셀 내의 조명기기.
12. 제 8 항에 있어서,

    상기 램프홀더는 베이클라이트(bakelite) 수지제인 핫셀 내의 조명기기.

Images