KR100972119B1 - 대기 부유진 포집 시스템 - Google Patents

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이길우
박창수
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D46/00Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/02Particle separators, e.g. dust precipitators, having hollow filters made of flexible material
    • GPHYSICS
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    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/24Suction devices

Abstract

본 발명은 직육면체 형상의 하우징(3)의 상부 및 상부 외부에 연장되어 설치된 에어유입구지지대(2)와, 상기 에어유입구지지대(2)의 상부에 설치된 에어유입구(1)와, 상기 하우징(3)의 중간부에 설치된 랙마운트(12)와, 상기 랙마운트(12)의 하부이며, 하우징(3)의 하부에 설치된 브로워 및 모터(13)와, 상기 브루워 및 모터(13)와 연결되어 하우징(3)의 하부일측을 관통하여 설치된 에어배출구(14)로 구성된 대기 부유진 포집 시스템에 관한 것이다.
포집장치. 방사능탐사. 대기부유진 포집장치.

Description

대기 부유진 포집 시스템{High volume air sampling system for radioactivity monitoring}
본 발명은 대기의 입자들과 기체상을 효과적으로 포집할 수 있는 대기 부유진 포집장치 및 포집방법을 포함하는 대기 부유진 포집 시스템에 관한 것이다.
2006년 10월9일 실시된 북한 지하핵실험을 계기로 우리나라 주변국의 핵활동 혹은 원전사고 시 방사능위험을 조기에 탐지하는 조기경보체제가 강화되기 시작하였다.
항공기를 이용한 공중탐사의 기술개발은 미국 및 유럽 등 선진국에서는 방사능 공중탐사 기술을 정기적인 방재훈련에 적용하고 있으며, 탈취 및 분실된 방사성물질의 위치 파악에도 활용되고 있으나,
일반적으로 대기오염물질은 기상조건에 따라 확산 및 분산되며, 대기 중에서 여러 가지 화학반응을 통해 변환되기도 하면서 장거리 이동을 하거나 지표면으로 침강된다.
대기환경 현상을 입체적이고 효과적으로 연구하기 위해서 대기오염물질의 측정 또한 중요한 관측시스템중 하나인 것임에도 불구하고, 공중탐사기술은 국내외적 으로 미미한 실정이다.
예를 들면, 국내특허등록공보 등록번호 제10-0237138호에는 상부캡(10)과 하우징상부(20), 하우징하부(30)가 수직상으로 결합된 구성과, 상부캡(10)의 둘레에는 하향의 공기유입구(11)가 형성되고 중앙부에 원통형 방충망(12)이 결합되는 구성, 하우징항부(20)의 중앙부에는 홉퍼형의 수렴공간부(2 1)와 가속노즐(22)이 형성된 구성, 그리고 하우징하부(30)의 상부에는 선별공간부( 31)가 형성되며 그 아래에 큰 입자포집트랩(33)이 현가되고 하부에 작은입자 흡입구(35)로 구성된 대기중 부유분진 측정기용 도입부가 공개되어 있으며,
미국특허공보 제6,184,531호에는 기계의 틀에 설치된 여과기가 있고, 그 기계의 틀은 여과기의 상류로 거슬러 올라가는 공기입구와 여과기의 하류로 내려가는 공기출구를 갖고 있으며, 어디에 있는 기류가 그것을 통과하며, 공기입구는 기류를 받아들이고, 여과기는 공중의 미립자 방사성핵종을 모으고, 공기출구를 통과하여 기류를 여과한다. 개선된 점은 실시간 집계를 할 때 감마가 여과된 기류 안에 있는 여과기의 아래에 장착된 게르마늄 다이오드를 탐지하는 것으로서, 공기가 흐르고 있는 동안 여과기에 여과기 그리고 획일한 미립자 방사성 핵종 침전을 흘러 관통하는 감마 검출 게르마늄 다이오드는 여과기의 하측에 최대 집계 탐지를 위해 최소 거리 간격을 두도록 구성된 공중의 미립자 방사성핵종을 수집, 분석하는 것이 개선된 장치가 공개되어 있음을 알 수 있다.
상기와 같은 종래의 발명들은 여과된 장치내에서 실시간으로 공중의 미립자 방사성 핵종을 수집분석하는 장치로서, 오차의 범위가 크고 정밀하지 않고, 고장률이 많아 실제로 사용하기 어려운 문제점을 해결하고자, 대기중에 방사능 오염여부를 정밀 분석할 수 있는 대기 부유진 포집장치를 개발하는 것이 본 발명이 해결하고자 하는 과제인 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 노즐을 통해 유입된 대기중 부유진을 포집하도록 다수개, 다종류의 필터를 장착한 장치인 대기방사능탐사를 위한 대기 부유진 포집 시스템을 제공하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 과제해결 수단인 것이다.
본 발명은 대기환경 현상을 연구하는데 있어 여과된 장치내에서 실시간으로 공중의 미립자 방사성 핵종을 수집분석이 용이하고, 오차의 범위가 적어 정밀하며, 고장률이 적어 방사능 오염여부를 정밀 분석 계측의 효율과 정확성을 향상시켜 보다 질 좋은 정보를 얻는 장점이 있는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 직육면체 형상의 하우징(3)의 상부 및 상부 외부에 연장되어 설치된 에어유입구지지대(2)와, 상기 에어유입구 지지대(2)의 상부에 설치된 에어유입구(1)와, 상기 하우징(3)의 중간부에 설치된 랙마운트(12)와, 상기 랙마운트(12)의 하부이며, 하우징(3)의 하부에 설치된 브로워 및 모터(13)와, 상기 브루워 및 모터(13)와 연결되어 하우징(3)의 하부일측을 관통하여 설치된 에어배출구(14)로 구성된 대기 부유진 포집 시스템에 관한 것이다.
대기부유진 포집장비의 기본 구성은 상업용 원자력발전소의 공기정화장치(Air Cleaning Unit, ACU)와 유사하며, 환경부고시 대기오염공정시험방법(2005년) 규정에 근거하여 공기시료채취계통으로 구성되어 있으며,
대기부유진 포집장비는 포집장치(또는 시료채취장치)와, 측정장치로 구성되며,
본 발명에 사용되는 대기부유진 포집장치는 항공기에 탑재하여 사용하고,
필터는 입자상 부유진의 포집에 효과적인 HEPA 필터와 기체상 방사성 요오드의 흡착을 위한 활성탄 필터로 구성된다.
각 구성요소들은 분해 및 조립이 가능하며, 각각의 필터들도 착탈이 가능한 카트리지식으로 제작된다.
본 발명의 에어유입구(1)(Air Inlet Holder)는 에어 쌤플링을 위한 흡입 홀더와, 빗물 및 해충 등이 들어오지 않도록 카바 및 망으로 구성되며, 옥외용이므로 내환경성, 내화학성 등이 있는 재질로 제작하며, 에어유입구지지대(2)는 에어유입구(1)의 하부에 위치되어, 에어 샘플링을 위한 흡입 홀더의 분리형 다단 지지대이 며 장비의 이동이나 흡입 높이를 교정하고자 할 때 사용되며 퀵콘넥타 타입으로 제작되어 탈부착이 용이하고, 하우징(3)은부식성이 적고 가벼운 재질의 내외장재로 이루어져야 하며, 발열통풍이 잘되어야하며 방수 및 외부 열 차단 등이 잘되도록 설계 제작되어야한다.
본 발명에서 사용되는 필터 및 하우징(4)은 필터는 흡입되는 에어중에 포함된 조대입자를 포집하기 위해 이용되는 전처리필터이며, 필터하우징은 탈부착이 쉽도록 설계 및 제작하며 기밀성이 우수한 제품을 사용하며,
활성탄필터 및 하우징(5)은 방사성 옥소 등을 포집하기 위하여 사용된다.
본 발명의 터빈유량계(6)(Turbine Flow Meter)는 흡입되는 유량의 측정 및 흡입총량을 측정하기 위한 터빈 타입 유량계이며, 내구성 및 내환경성 등이 우수한 제품을 사용하고, 전원스위치(7)는 장비의 전원 On/Off 스위치이며 정전 후 재전원 공급시 에도 작동 되도록 LOCK 기능이 있는 제품을 사용하며 품질보증이 확인된 제품이어야 하며, 브로워스위치(8)는 브로워모터의 작동을 조절하며, 흡입유량을 일시 중단할 때 사용되며 토글 타입으로 한다.
본 발명의 디지털타이머(9)는 장비의 가동시간의 측정하기 위해 사용되며 정전보상 기능 있는 제품이어야 하며 여러 범위(시간. 분. 초)를 사용할 수 있어야하며 정해진 시간 후 장비의 On/Off를 할 수 있도록 신호접점이 있는 제품으로 하며, 유체비율메터(Flow Rate Meter)(10)는 순간유량을 표시하기 위한 메타이며, 3 1/2 표시 기능 있는 제품으로 하고, 총유량계(11)(Flow Total Meter)는 총 유량을 표시하기 위한 메타이며, 6단위까지 표시되는 제품으로 하며 정전시에도 내장 밧데리를 이용 총 유량을 알 수 있으며, 랙마운트(12)(Rack Mount)는 단일 유니트로 제작되어 확인과 조작이 쉬워야 하며 점검 및 정비가 용이하도록 제작하여야 하며, 브로워 및 모터(13)는 유량을 흡입하고 배출하기 위해 사용되며 장시간 사용하여도 소음, 진동, 역류 등이 없어야 하며 에어배출구(14)를 통해 장치 내에 흡입된 에어가 배출되고, 콘트롤박스(15)에서 장비의 전기적 조절을 위한 전체 컨트롤 박스이며 타이머컨트롤, 모타컨트롤, 유량컨트롤을 하는 역할을 한다.
이하 본 발명을 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1 본 발명의 대기 부유진 포집 장치 전체도, 도2 본 발명의 대기 부유진 포집 장치 정면 상세도, 도3 및 도4 본 발명의 대기 부유진 포집 장치 측단면 상세도, 도5 본 발명의 대기 부유진 포집 장치 배면 상세도를 도시한 것이며, 에어유입구(1), 에어유입구지지대(2), 하우징(3), 필터 및 하우징(4), 활성탄필터 및 하우징(5), 터빈유량계(6), 전원스위치(7), 브로워스위치(8), 디지털타이머(9), 유체비율메터(Flow Rate Meter)(10), 총유량계(11), 랙마운트(12), 브로워 및 모터(13), 에어배출구(14), 콘트롤박스(15)를 나타낸 것임을 알 수 있다.
구조를 살펴보면, 도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 대기 부유진 포집 시스템은 직육면체 형상의 하우징(3)의 상부 및 상부 외부에 연장되어 설치된 에어유입구지지대(2)와, 상기 에어유입구지지대(2)의 상부에 설치된 에어유입구(1)와, 상기 하우징(3)의 중간부에 설치된 랙마운트(12)와, 상기 랙마운트(12)의 하부이며, 하우징(3)의 하부에 설치된 브로워 및 모터(13)와, 상기 브루워 및 모터(13)와 연결되어 하우징(3)의 하부일측을 관통하여 설치된 에어배출구(14)로 구성되며,
상기 하우징(3)은 상부에 일부 설치된 에어유입구지지대(2)와, 상기 에어유입구지지대(2)의 하부에 연결된 필터 및 하우징(4)과, 상기 필터 및 하우징(4)의 하부에 설치된 활성탄필터 및 하우징(5)과, 상기 활성탄필터 및 하우징(5)의 하부에 설치된 터빈유량계(6)와,
상기 터빈유량계(6)의 하부에 설치된 랙마운트(12)와, 상기 랙마운트(12)의 하부이며, 하우징(3)의 하부에 설치된 브로워 및 모터(13)와, 상기 브루워 및 모터(13)와 연결되어 하우징(3)의 하부일측을 관통하여 설치된 에어배출구(14)로 구성되어 있고,
상기 랙마운트(12)는 하우징(3)의 중간부에 위치되며, 상부 일측에 설치된 전원스위치(7)와, 상기 전원스위치(7)의 하부에 설치된 브로워스위치(8)와, 상기 전원스위치(7)의 일측에 설치된 디지털타이머(9)와, 상기 전원스위치(7)의 다른 일측에 설치된 유체비율메터(Flow Rate Meter)(10)와, 상기 유체비율메터(Flow Rate Meter)(10)의 하부에 설치된 총유량계(11)와, 후면하부 일측에 설치된 콘트롤박스(15)로 구성된 구조임을 알 수 있다.
사용상태를 설명하면, 본 발명의 대기 부유진 포집 시스템을 일정장소에 설치한 다음, 전원을 온시킨 후에, 콘트롤박스(15) 및 브로워스위치(8)를 온시키면, 브로워 및 모터(13)가 작동되기 시작함과 동시에,
에어유입구(1)를 통해 에어가 유입된 다음, 필터 및 하우징(4)을 통과하면서, 흡입되는 에어중에 포함된 조대입자를 포집한 후에, 1차 여과된 에어는 필터 및 하우징(4)의 하부에 설치된 활성탄필터 및 하우징(5)을 통과하면서, 방사성 옥소등을 포집한 후에, 터빈유량계(6)를 통과하면서 흡입되는 유량의 측정 및 흡입총량을 측정하고, 또 유체비율메터(Flow Rate Meter)(10)에 의해 에어의 순간유량을 측정함과 동시에 총유량계(11)(Flow Total Meter)에 의해 에어의 총 유량을 측정한 다음, 에어배출구(14)를 통해 에어를 배출하여 대기 부유진 포집 시스템을 작동시키는 방법인 것이다.
이때 콘트롤박스(15)는 전기적 조절을 위한 전체 컨트롤 박스로서, 디지털타이머, 브러워 및 모터와 그 스위치, 유입되는 유량등을 조절하도록 하는 장치인 것이다.
도1 본 발명의 대기 부유진 포집 장치 전체도
도2 본 발명의 대기 부유진 포집 장치 정면 상세도
도3 및 도4 본 발명의 대기 부유진 포집 장치 측단면 상세도
도5 본 발명의 대기 부유진 포집 장치 배면 상세도
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
에어유입구(1), 에어유입구지지대(2), 하우징(3), 필터 및 하우징(4), 활성탄필터 및 하우징(5), 터빈유량계(6), 전원스위치(7), 브로워스위치(8), 디지털타이머(9), 유체비율메터(Flow Rate Meter)(10), 총유량계(11), 랙마운트(12), 브로워 및 모터(13), 에어배출구(14), 콘트롤박스(15).

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 직육면체 형상의 하우징(3)의 상부 및 상부 외부에 연장되어 설치된 에어유입구지지대(2)와, 상기 에어유입구지지대(2)의 상부에 설치된 에어유입구(1)와, 상기 하우징(3)의 중간부에 설치된 랙마운트(12)와, 상기 랙마운트(12)의 하부이며, 하우징(3)의 하부에 설치된 브로워 및 모터(13)와, 상기 브루워 및 모터(13)와 연결되어 하우징(3)의 하부일측을 관통하여 설치된 에어배출구(14)로 구성된 대기 부유진 포집 시스템에 있어서,
    상기 하우징(3)은 상부에 일부 설치된 에어유입구지지대(2)와, 상기 에어유입구지지대(2)의 하부에 연결된 필터 및 하우징(4)과, 상기 필터 및 하우징(4)의 하부에 설치된 활성탄필터 및 하우징(5)과, 상기 활성탄필터 및 하우징(5)의 하부에 설치된 터빈유량계(6)와, 상기 터빈유량계(6)의 하부에 설치된 랙마운트(12)와, 상기 랙마운트(12)의 하부이며, 하우징(3)의 하부에 설치된 브로워 및 모터(13)와, 상기 브루워 및 모터(13)와 연결되어 하우징(3)의 하부일측을 관통하여 설치된 에어배출구(14)를 포함하여 구성되어 있음을 특징으로 하는 대기 부유진 포집 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 랙마운트(12)는 하우징(3)의 중간부에 위치되며, 상부 일측에 설치된 전원스위치(7)와, 상기 전원스위치(7)의 하부에 설치된 브로워스위치(8)와, 상기 전원스위치(7)의 일측에 설치된 디지털타이머(9)와, 상기 전원스위치(7)의 다른 일측에 설치된 유체비율메터(10)와, 상기 유체비율메터(10)의 하부에 설치된 총유량계(11)와, 후면하부 일측에 설치된 콘트롤박스(15)를 포함하여 구성되어 있음을 특징으로 하는 대기 부유진 포집 시스템.
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