KR101563199B1 - 삼중수소 제거 장치 및 제거 방법 - Google Patents

삼중수소 제거 장치 및 제거 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기체와 액체가 접촉할 때 두 상에 있는 물질이 서로 분자교환을 하는 분자원리를 이용하여 공기 내 삼중수소를 수조내로 유입시켜 흡입된 기포를 균일하게 방출함으로써 분자교환 매체인 물과의 접촉면을 최대화하고, 다수의 격벽을 통하여 공기의 흐름을 지연시키며, 분사노즐로 잔존하는 삼중수소를 제거함으로써 제거효율을 극대화함과 동시에 열의 발생을 감소시킬 수 있는 삼중수소 제거 장치를 제공한다.
본 발명은, 삼중수소를 포함하는 공기의 정화를 위한 액체가 저장된 수조탱크; 상기 수조탱크 상부에 위치하고, 상기 공기의 정화를 위한 액체가 저장되며, 상기 공기를 버블링 방식으로 인입시켜 정화를 수행하는 제1 정화조; 상기 제1 정화조 상부에 위치하고, 하부 일측에 형성된 제1 개구부를 통해 상기 제1 정화조와 연통되어 상기 제1 정화조를 통해 정화된 공기가 인입되며, 상기 제1 정화조를 통해 정화된 공기에 상기 수조탱크의 액체를 분사하여 정화하는 제2 정화조; 상기 공기를 기체 흡입관을 통해 흡입하여 상기 제1 정화조에 기체 이송관을 통해 인입시키는 흡입펌프; 및 상기 수조탱크 내의 액체를 액체 이송관을 통하여 상기 제2 정화조로 이송시키는 수조펌프를 포함하는 삼중수소 제거 장치를 제공한다.

Description

삼중수소 제거 장치 및 제거 방법{An apparatus for removing tritium from air and the method of using the same}
본 발명은 중수로형 원자력발전소에서 발생되는 공기 중 삼중수소를 제거하기 위한 삼중수소 제거 장비 및 제거 방법에 관한 것이다.
중수로형 원자력 발전소에서는 일반적으로 냉각재 및 감속재로 중수(D2O)를 사용하고 있으며, 이러한 중수는 원자로 운전 중 중성자와 결합하여 삼중수소화(TDO 또는 THO)되어 방사능을 갖게 된다. 따라서, 감속재 및 냉각재 계통 내의 중수는 삼중수소를 많이 내포하고 있어, 중수의 누설은 삼중수소 누설을 동반하게 되며, 저에너지 베타선을 방출하는 방사능물질인 삼중수소가 공기 중에서 증기(습분)상태로 존재하기 때문에, 작업종사자의 호흡작용이나 피부를 통하여 체내로 유입될 수 있다. 이와 같이 인체에 흡수된 삼중수소는 작업자에게 치명적인 영향을 줄 수 있으므로 중수로 발전소에서는 삼중수소에 의한 내부 피폭을 중요시하고 있다.
현재 중수로 원자력발전소에서 사용하고 있는 공기 중 삼중수소 제거설비는 각 지역별 삼중수소 및 습분을 동시에 제거하는 하나의 큰 계통(증수증기 회수계통)으로 구성되어 있으며, 제거 원리는 공기 중 습분(삼중수소 포함)을 건조제에 의해 흡착하였다가 건조제가 포화되었을 때 열을 이용하여 다시 건조제를 건조시켜 재사용하는 흡착 및 분리현상을 이용하는 것과 삼중수소가 포함된 공기를 물속으로 유입시켜 삼중수소를 제거하는 원리를 이용하는 설비이다.
그러나 상기 종래의 삼중수소 제거설비는 규모가 상대적으로 크고, 설비비용이 많이 소요되며, 증기상태로 공기 중에 포함된 삼중수소가 건조제에 흡착되어 제거 되는 수단으로 설치 위치가 고정되어 있으므로 삼중수소의 누설 장소에 적극적으로 대처할 수가 없어서 삼중수소의 효과적인 제거에는 미치지 못하는 어려움이 있다.
이러한 문제를 해결하고자, 대한민국 특허 제10-0323352호에 중수의 누설에서 발생되는 삼중수소를 물을 매체로 하여 제거하는 기술이 개시되었으나, 상기 기술은 기포발생기를 통해 방출되는 기포의 상태가 균일하지 못하며, 깔때기 모양의 흡입관은 능동적으로 중수누수 지역에 대처할 수는 있으나 고정화된 흡입관은 좁은 범위의 흡입이 어려우므로 긴 장비가동시간이 소요되는 단점이 있으며, 이로 인한 열 발생으로 장비 변형이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 목적은, 기체와 액체가 접촉할 때 두 상에 있는 물질이 서로 분자교환을 하는 분자원리를 이용하여 공기 내 삼중수소를 수조내로 유입시켜 흡입된 기포를 균일하게 방출함으로써 분자교환 매체인 물과의 접촉면을 최대화하고, 다수의 격벽을 통하여 공기의 흐름을 지연시키며, 분사노즐로 잔존하는 삼중수소를 제거함으로써 제거효율을 극대화함과 동시에 열의 발생을 감소시킬 수 있는 삼중수소 제거 장치를 제공함에 있다. 또한, 지역과 공간의 제한에서 벗어나 삼숭수소 누설 장소에 적극적으로 대처할 수 있도록 공기를 흡입시키는 기체 흡입관을 탈부착함으로써 장비의 가동시간을 최소화하며, 이동수단을 통해 장비전체의 이동이 자유롭도록 구성된 삼중수소 제거 장치 및 방법을 제공한다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 삼중수소 제거 장치는, 작업장 내의 삼중수소를 포함하는 공기의 정화를 위한 액체가 저장된 수조탱크; 상기 수조탱크 상부에 위치하고, 상기 공기의 정화를 위한 액체가 저장되며, 상기 공기를 버블링 방식으로 인입시켜 정화를 수행하는 제1 정화조; 상기 제1 정화조 상부에 위치하고, 하부 일측에 형성된 제1 개구부를 통해 상기 제1 정화조와 연통되어 상기 제1 정화조를 통해 정화된 공기가 인입되며, 상기 제1 정화조를 통해 정화된 공기에 상기 수조탱크의 액체를 분사하여 정화하는 제2 정화조; 상기 공기를 기체 흡입관을 통해 흡입하여 상기 제1 정화조에 기체 이송관을 통해 인입시키는 흡입펌프; 및 상기 수조탱크 내의 액체를 액체 이송관을 통하여 상기 제2 정화조로 이송시키는 수조펌프를 포함한다.
이때, 상기 액체는 물(H2O)일 수 있다.
상기 수조탱크에는, 상기 액체를 유입시키는 제1 유입관 및 상기 액체를 배출하는 제1 배출관이 구비될 수 있다.
상기 제1 정화조는, 상기 흡입펌프의 기체 이송관과 연결되어 제1 정화조의 내주면에 배치되고, 외부에 타공되어 형성된 다수개의 배출공을 통해 상기 기체 이송관을 통해 인입된 공기를 기포상태로 분사하는 기체 분사 노즐, 상기 액체가 유입되는 제2 유입관 및 상기 제1 정화조 내부의 액체를 외부로 배출하는 제2 배출관을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 유입관은, 상기 제1 정화조에 저장된 액체의 수면 높이보다 상부에 위치할 수 있다.
상기 제2 정화조는, 적어도 두개 이상의 격벽을 통해 적어도 두개 이상의 정화 공간으로 구분 될 수 있다.
상기 제2 정화조는, 3개의 격벽을 통해 3개의 정화 공간으로 구분될 수 있다. 이러한, 상기 제2 정화조 내부는, 상기 제1 개구부가 하부 일측에 형성된 제1 정화 공간, 상기 제1 정화 공간의 일면에 배치되는 제1 격벽을 통해 제1 정화 공간과 구분되는 제2 정화 공간 및 상기 제1 정화 공간의 타면에 배치되는 제3 격벽을 통해 제1 정화 공간과 구분되는 제3 정화 공간으로 형성되며, 상기 제2 정화 공간과 상기 제3 정화 공간 사이에는 제2 격벽이 배치될 수 있다.
상기 제1 격벽의 상부에는 제2 개구부가 형성되며, 상기 제2 격벽의 하부에는 제3 개구부가 형성될 수 있다.
상기 제2 정화 공간 및 제3 정화 공간 내부에는, 상기 수조펌프를 이용하여 인입된 수조탱크 내의 액체를 분사하는 액체 분사 노즐이 적어도 한개 이상 각각 구비될 수 있다.
상기 제3 정화 공간 상부에는, 정화필터 및 상기 정화필터를 이용하여 정화된 기체를 외부로 배출하는 배기구를 포함할 수 있다.
상기 제2 정화 공간 및 제3 정화 공간 하부에는, 상기 제1 정화조와 격리시키기 위한 구분판, 상기 구분판의 상부에 배치되고, 상기 제2 정화조에 분사된 액체를 다시 구분판으로 집속하는 배출판 및 상기 구분판에 집속된 액체를 배출시키는 제3 배출관을 포함할 수 있다.
이때, 상기 배출판에는, 적어도 한개 이상의 배출공이 형성될 수 있으며, 상기 구분판은, 액체를 제3 배출관으로 용이하게 집속하도록 소정의 경사각으로 기울어져 형성될 수 있고, 상기 제3 배출관은, 상기 수조탱크와 연결되어 상기 액체를 다시 수조탱크로 유입시킬 수 도 있다.
상기 기체 흡입관은, 상기 흡입펌프에 탈부착이 가능할 수 있다.
상기 삼중수소 제거 장치는, 이동수단을 추가로 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 흡입펌프의 기체 흡입관으로 흡입되는 작업장 내의 삼중수소를 포함하는 공기인 제1 기체가 기체 이송관을 통해 제1 정화조에 유입되는 단계, 유입된 제1 기체가 제1 정화조에 저장된 액체와 접촉하여 정화하는 1차 정화 단계, 상기 1차 정화가 수행된 제2 기체가 상승되어 제2 정화조의 제1 개구부를 통해 제2 정화조의 제1 정화 공간으로 유입되는 단계, 제 1 정화 공간으로 유입된 제2 기체가 제2 개구부를 통해 제2 정화 공간으로 유입되는 단계, 제2 정화 공간으로 수조탱크 내의 액체를 분사하여 정화하는 2차 정화 단계, 상기 2차 정화가 수행된 제3 기체가 제3 개구부를 통해 제3 정화 공간으로 유입되는 단계, 제3 정화 공간으로 수조탱크 내의 액체를 분사하여 정화하는 3차 정화 단계, 3차 정화가 수행된 제4 기체를 제3 정화 공간 상부에 위치하는 정화필터를 통해 정화하는 4차 정화 단계 및 4차 정화된 제5 기체를 배기구를 통해 배기하는 단계를 포함하는 삼중수소 제거 방법을 제공한다.
상기 제1 정화조에 유입되는 단계에서는, 버블방식을 통해 제1 기체가 기포상태로 유입될 수 있다.
상기 액체는 물(H2O)일 수 있다.
본 발명에 따른 삼중수소 제거 장치 및 제거 방법은, 공기 중 삼중수소를 수조내로 유입시켜 흡입된 기포를 균일하게 방출함으로써 분자교환 매체인 물과의 접촉면을 최대화하였으며, 다수의 격벽을 통하여 공기의 흐름을 지연시키며, 격벽의 분사노즐로 잔존하는 삼중수소를 제거하여 제거효율을 극대화할 수 있다. 또한, 지역과 공간의 제한에서 벗어나 삼중수소 누설 장소에 적극적으로 대처할 수 있도록 기체 흡입관이 탈부착 되도록 구성함으로써, 장비의 가동시간을 최소화하고 열 발생을 감소시킬 수 있다. 더불어, 장비 전체의 이동이 자유로워 중수 누설로 인한 공기중 삼중수소 확산을 작업현장에서 조기차단 및 제거할 수 있어 2차적인 작업종수자의 체내피폭을 최소화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 삼중수소 제거 장치의 외부 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제거 장치 내 공기의 이동 흐름을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 수조탱크 및 제1 정화조의 외부 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제2 정화조의 외부 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 제2 정화조의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 삼중수소 제거 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 아니 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 삼중수소 제거 장치의 외부 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제거 장치 내 공기의 이동 흐름을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 삼중수소 제거 장치는 작업장 내의 삼중수소를 포함하는 공기인 제1 기체의 정화를 위한 액체가 저장된 수조탱크(100), 상기 수조탱크(100) 상부에 위치하며 상기 제1 기체 정화를 위한 액체가 저장되어 유입되는 제1 기체를 버블링 방식으로 정화하는 제1 정화조(200), 상기 제1 정화조(200) 상부에 위치하며 상기 제1 정화조(200)를 통해 정화된 제2 기체에 상기 수조탱크(100)의 액체를 분사하여 정화하는 제2 정화조(300), 공기 중 삼중수소가 포함된 제1 기체를 기체 흡입관(410)을 통해 흡입하여 제1 정화조(200)에 기체 이송관(420)을 통하여 인입시키는 흡입펌프(400) 및 상기 수조탱크(100)의 액체를 액체 이송관(510)을 통하여 상기 제2 정화조(300)로 이송시키는 수조펌프(500)를 포함하여 구성된다. 또한, 본 발명의 삼중수소 제거 장치는 레일 또는 바퀴가 구비된 이동수단(600)을 포함하여 구성될 수 있으며, 흡입펌프(400)의 기체 흡입관(410)은 별도의 결합수단을 통해 흡입펌프(400)에 탈부착되도록 구성될 수 있다.
먼저, 기체 흡입관(410)을 통해 흡입펌프(400)로 흡입되는 제1 기체는 기체 이송관(420)을 통해 버블방식으로 제1 정화조(200)에 유입되며, 제1 정화조(200)에는 제1 기체의 정화를 위한 액체가 저장되어 있어, 유입된 제1 기체의 삼중수소 농도를 줄인다. 이어서, 상기 액체에 의해 정화된 제2 기체는 상승되어 제1 정화조(200)와 제2 정화조(200)가 연통되어 형성된 제1 개구부(310)를 통해 제2 정화조(300)로 유입되며, 유입된 제2 기체는 제2 정화조(300) 내부에 다수개의 격벽을 이용하여 형성된 이동경로를 통해 자연순환됨과 동시에 다수개의 노즐에서 분사되는 액체를 통해 정화되어 제2 정화조(300) 상부에 위치하는 배기구(350)를 통해 외부로 배기된다.
이에 따라, 본 발명의 삼중수소 제거 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 삼중수소가 포함된 공기를 정화를 위한 액체에 버블방식으로 유입됨으로써 분자교환 매체인 액체와의 접촉면을 최대화시킨 상태에서 1차 정화를 수행하며, 다수의 격벽을 이용하여 형성된 이동경로를 통해 이동함으로써 공기의 흐름을 지연시키고, 다수개의 노즐에서 분사되는 액체를 통해 2차 및 3차 정화를 수행하며, 정화필터를 통해 4차 정화된 공기가 외부로 배출됨에 따라 공기 내에 포함되어 있는 삼중수소를 완벽하게 제거할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에서는 수조탱크, 제1 정화조 및 제2 정화조를 원통형으로 구성하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 다각통형 등 다양한 형태로도 변경 가능하다. 또한, 외부에서 내부 상황을 볼 수 있도록 투명재질로 제작될 수도 있으며, 내구성이 강하여 누수방지에 강한 아크릴 재질 등으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 3은 도 1에 도시된 수조탱크 및 제1 정화조의 외부 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 수조탱크(100)에는 제1 기체의 정화를 위한 액체가 저장되며, 상기 액체를 유입시키는 제1 유입관(미도시) 및 상기 액체를 배출하는 제1 배출관(120)이 구비된다. 여기서 상기 액체는 바람직하게 물일 수 있다.
제1 정화조(200)는 상기 수조탱크(100) 상부에 위치하며, 제1 기체의 정화를 위한 액체가 채워진다. 또한, 제1 정화조(200)에는 흡입펌프(400)의 기체 이송관(420)과 연결되어 제1 정화조(200)의 내주면에 배치되고, 외부에 타공되어 형성된 다수개의 배출공(212)을 통해 흡입펌프(400)를 이용하여 인입된 제1 기체를 버블링 방식의 기포상태로 분사하는 기체 분사 노즐(210)과, 제1 기체의 정화를 위한 액체가 유입되는 제2 유입관(230) 및 제1 정화조 내부의 액체를 외부로 배출하는 제2 배출관(220)이 포함되어 구성된다. 이때, 제2 유입관(230)은 제1 정화조(200) 내부에 채워진 액체의 역류를 방지하기 위하여 채워진 액체의 수면 높이보다 상부에 위치하는 것이 바람직하다.
도 4는 도 1에 도시된 제2 정화조의 외부 사시도이며, 도 5는 도 1에 도시된 제2 정화조의 내부 공간을 나타내기 위한 측면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 정화조(400)는 제1 정화조(300)의 상부에 배치되며, 제2 정화조의 내부는 다수개의 격벽(322~326)을 통해 제1 정화조(300)에서 정화된 제2 기체가 하부 일측에 위치한 제1 개구부(310)를 통해 유입되는 제1 정화 공간(A), 상기 제1 정화 공간(A)의 일측에 배치되고, 상기 제1 정화 공간(A)의 제2 기체가 인입되어 정화되는 제2 정화 공간(B), 상기 제1 정화 공간(B) 타측에 배치되고, 상기 제2 정화 공간(B)에서 정화된 제3 기체를 정화하여 상부에 위치하는 배기구(350)를 통해 외부로 배출하는 제3 정화 공간(C)으로 형성된다.
제2 정화 공간(B)은, 제1 격벽(322)을 통해 제1 정화 공간(A)과 구분되며, 제2 격벽(324)을 통해 제3 정화 공간(C)과 구분된다. 또한, 제2 정화 공간(B)에는 수조펌프(500)의 액체 이송관(510)과 연결되어 제2 정화 공간(B) 내부에 길이방향으로 적어도 한개 이상 배치되고, 외부에 타공되어 형성된 다수개의 배출공(522)을 통해 수조펌프(500)를 이용하여 인입된 수조탱크(100) 내의 액체를 분사하는 제1 액체 분사 노즐(520)이 구비된다. 이에 따라, 제2 정화 공간(B)에서는 유입되는 제2 기체에 액체를 분사하여 2차 정화를 수행한다.
제3 정화 공간(C)은, 제2 격벽(324)을 통해 제2 정화 공간(B)과 구분되며, 제3 격벽(326)을 통해 제1 정화 공간(A)과 구분된다. 제3 정화 공간(C)에는 수조펌프(500)의 액체 이송관(510)과 연결되어 제3 정화 공간(C) 내부에 길이방향으로 적어도 한개 이상 배치되고, 외부에 타공되어 형성된 다수개의 배출공(532)을 통해 수조펌프(500)를 이용하여 인입된 수조탱크(100) 내의 액체를 분사하는 제2 액체 분사 노즐(530)이 구비된다. 또한, 제3 정화 공간(C)의 상부에는 정화된 제3 기체를 정화하는 정화 필터(340) 및 상기 정화 필터(340)를 이용하여 정화된 제4 기체를 외부로 배출하는 배기구(350)가 포함된다. 이때, 배기구(350)는 제3 정화 공간 내로 분사되는 액체가 분사력에 의해 배기구를 통해 외부로 튕겨 나오는 것을 방지하기 위하여 ㄱ자 형태로 꺽어 구부러져 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 제3 정화 공간(C)에서는 유입되는 제3 기체에 액체를 분사하여 3차 정화를 수행하며, 상부에 위치한 정화 필터(340)를 통해 4차 정화를 수행한다.
또한, 제2 정화조(300)의 하부에는 제2 정화 공간(B)과 제3 정화 공간(C)을 제1 정화조와 격리시키기 위한 구분판(330)과, 상기 구분판(330)의 상부에 배치되고, 상기 제1 액체 분사 노즐(520) 및 제2 액체 분사 노즐(530)에서 분사된 액체를 타공되어 적어도 한개 이상 형성된 배출공(332)을 통해 상기 구분판(330)으로 집속하는 배출판(334) 및 상기 구분판(330)에 집속된 액체를 상기 수조탱크(100)로 다시 배출시키거나 외부로 배출시키는 제3 배출관(336)을 포함할 수 있다. 이때, 구분판(330)은 분사된 액체가 상기 제3 배출관(336)으로 용이하게 집속되도록 소정의 경사각으로 기울어져 형성되는 것이 바람직하며, 제3 배출관(336)을 통해 제2 정화조(300)에서 사용된 액체가 다시 수조탱크(100)로 유입됨으로써 정화에 사용된 액체를 다시 재사용할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
제1 격벽(322)의 상부에는 제1 정화 공간(A)으로 유입된 제2 기체가 제2 정화 공간(B)으로 유입될 수 있도록 제2 개구부(312)가 형성되며, 제2 격벽(324)의 하부 일면에는 제2 정화 공간(B)에서 정화된 제3 기체가 제3 정화 공간(C)으로 유입될 수 있도록 제3 개구부(314)가 형성된다. 이에 따라, 제1 개구부(310)를 통해 유입된 제2 기체는 제1 격벽(322)의 상부에 위치한 제2 개구부(312) 통해 제2 정화 공간(B)으로 유입되며, 이는 다시 제2 격벽(324)의 하부에 위치한 제3 개구부(314)를 통해 제3 정화 공간(C)으로 유입됨으로써 제2 정화조 내 기체의 흐름이 상대적으로 지연된다. 따라서, 지연되는 기체흐름에 다수개의 노즐에서 분사되는 액체를 통해 2차 및 3차 정화가 수행되며, 정화필터(340)를 통해 4차 정화된 공기가 외부로 배출됨에 따라 공기 내에 포함되어 있는 삼중수소를 완벽하게 제거할 수 있게 된다.
본 발명의 일실시예에서는 3개의 격벽을 통해 제2 정화조를 3개의 정화 공간으로 나누었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 적어도 2개 이상의 격벽을 구비하여 적어도 2개 이상의 정화공간으로 나누어 기체의 흐름을 지연시키고, 이에 액체를 분사하여 정화될 수 있는 구조 및 형상이면 족하다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 삼중수소 제거 장치를 이용하여 본 발명의 일실시예에 따른 삼중수소 제거 방법에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 삼중수소 제거 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 삼중수소 제거 방법은 기체 흡입관을 통해 흡입펌프로 흡입되는 공기 중 삼중수소가 포함된 제1 기체가 기체 이송관을 통해 버블방식으로 제1 정화조에 유입된다(S610). 이때, 제1 정화조에는 제1 기체의 정화를 위한 액체가 저장되어 있어, 유입된 제1 기체의 삼중수소 농도가 줄어드는 1차 정화가 수행되며, 제1 기체가 정화를 위한 액체에 버블방식으로 유입됨으로써 분자교환 매체인 액체와의 접촉면을 최대화시킨 상태에서 1차 정화가 수행된다(S620). 여기서 상기 제1 기제 정화를 위한 액체는 바람직하게 물일 수 있다.
이어서, 1차 정화가 수행된 제2 기체는 상승되어 제2 정화조의 제1 개구부를 통해 제2 정화조의 제1 정화 공간으로 유입되며(S630), 제1 정화 공간으로 유입된 제2 기체는 제1 격벽의 상부에 위치한 제2 개구부를 통해 제2 정화 공간으로 유입된다(S640).
제2 정화 공간에는 수조탱크 내의 액체를 분사하는 제1 액체 분사 노즐을 구비되어 있어, 제2 개구부를 통해 유입되는 제2 기체에 액체를 분사하여 2차 정화를 수행한다(S650). 이를 위해, 수조탱크 내에는 작업장 내의 삼중수소를 포함하는 공기의 정화를 위한 액체가 저장되며, 상기 액체는 바람직하게 물일 수 있다.
다음으로 2차 정화가 수행된 제3 기체는 제2 격벽의 제3 개구부를 통해 제3 정화 공간으로 유입되며(S660), 제3 정화 공간에는 수조탱크 내의 액체를 분사하는 제2 액체 분사 노즐이 구비되어 있어, 제3 개구부를 통해 유입되는 제3 기체에 액체를 분사하여 3차 정화를 수행한다(S670).
이어서, 3차 정화가 수행된 제4 기체는 제3 정화 공간 상부에 위치하는 정화 필터를 통해 4차 정화가 수행되며(S680), 배기구를 통해 외부로 배기된다(S690).
이때, 제1 액체 분사 노즐 및 제2 액체 분사 노즐을 통해 분사된 액체는 제2 정화조 하부에 구비된 배출판을 통해 구분판으로 집속되며, 구분판에 집속된 액체는 제3 배출관을 통해 수조탱크로 다시 유입됨으로써, 수조탱크 내의 삼중수소를 포함하는 공기의 정화를 위한 액체를 순환하여 재사용 할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.
100 : 수조탱크 120 : 제1 배출관
200 : 제1 정화조 210 : 기체 분사 노즐
212, 332, 522, 532 : 배출공 220 : 제2 배출관
230 : 제2 유입관 300 : 제2 정화조
310 : 제1 개구부 312 : 제2 개구부
314 : 제3 개구부 322 : 제1 격벽
324 : 제2 격벽 326 : 제3 격벽
330 : 구분판 334 : 배출판
336 : 제3 배출관 340 : 정화 필터
350 : 배기구 400 : 흡입펌프
410 : 기체 흡입관 420 : 기체 이송관
500 : 수조펌프 510 : 액체 이송관
520 : 제1 액체 분사 노즐 530 : 제2 액체 분사 노즐
600 : 이동수단

Claims (21)

  1. 삼중수소를 포함하는 공기의 정화를 위한 액체가 저장된 수조탱크;
    상기 수조탱크 상부에 위치하고, 상기 공기의 정화를 위한 액체가 저장되며, 상기 공기를 버블링 방식으로 인입시켜 정화를 수행하는 제1 정화조;
    상기 제1 정화조 상부에 위치하고, 하부 일측에 형성된 제1 개구부를 통해 상기 제1 정화조와 연통되어 상기 제1 정화조를 통해 정화된 공기가 인입되며, 상기 제1 정화조를 통해 정화된 공기에 상기 수조탱크의 액체를 분사하여 정화하는 제2 정화조;
    상기 공기를 기체 흡입관을 통해 흡입하여 상기 제1 정화조에 기체 이송관을 통해 인입시키는 흡입펌프; 및
    상기 수조탱크 내의 액체를 액체 이송관을 통하여 상기 제2 정화조로 이송시키는 수조펌프를 포함하고,
    상기 제2 정화조는,
    3개의 격벽을 통해 3개의 정화 공간으로 구분되며,
    상기 제2 정화조 내부는,
    상기 제1 개구부가 하부 일측에 형성된 제1 정화 공간;
    상기 제1 정화 공간의 일면에 배치되는 제1 격벽을 통해 제1 정화 공간과 구분되는 제2 정화 공간; 및
    상기 제1 정화 공간의 타면에 배치되는 제3 격벽을 통해 제1 정화 공간과 구분되는 제3 정화 공간으로 형성되고,
    상기 제2 정화 공간과 상기 제3 정화 공간 사이에는 제2 격벽이 배치되며,
    상기 제2 정화 공간 및 제3 정화 공간 하부에는,
    상기 제1 정화조와 격리시키기 위한 구분판;
    상기 구분판의 상부에 배치되고, 상기 제2 정화조에 분사된 액체를 다시 구분판으로 집속하는 배출판; 및
    상기 구분판에 집속된 액체를 배출시키는 제3 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼중수소 제거 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 액체는 물(H2O)인 것을 특징으로 하는 삼중수소 제거 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수조탱크에는,
    상기 액체를 유입시키는 제1 유입관 및
    상기 액체를 배출하는 제1 배출관이 구비되는 것을 특징으로 하는 삼중수소 제거 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 정화조는,
    상기 흡입펌프의 기체 이송관과 연결되어 제1 정화조의 내주면에 배치되고, 외부에 타공되어 형성된 다수개의 배출공을 통해 상기 기체 이송관을 통해 인입된 공기를 기포상태로 분사하는 기체 분사 노즐;
    상기 액체가 유입되는 제2 유입관; 및
    상기 제1 정화조 내부의 액체를 외부로 배출하는 제2 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼중수소 제거 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2 유입관은,
    상기 제1 정화조에 저장된 액체의 수면 높이보다 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 삼중수소 제거 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 정화조는,
    적어도 두개 이상의 격벽을 통해 적어도 두개 이상의 정화 공간으로 구분되는 것을 특징으로 하는 삼중수소 제거 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 격벽의 상부에는 제2 개구부가 형성되며,
    상기 제2 격벽의 하부에는 제3 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 삼중수소 제거 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 정화 공간 및 제3 정화 공간 내부에는,
    상기 수조펌프를 이용하여 인입된 수조탱크 내의 액체를 분사하는 액체 분사 노즐이 적어도 한개 이상 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 삼중수소 제거 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제3 정화 공간 상부에는,
    정화필터 및 상기 정화필터를 이용하여 정화된 공기를 외부로 배출하는 배기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼중수소 제거 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 배기구는,
    ㄱ자 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 삼중수소 제거 장치.
  13. 삭제
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 배출판에는,
    적어도 한개 이상의 배출공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 삼중수소 제거 장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 구분판은,
    액체를 제3 배출관으로 용이하게 집속하도록 소정의 경사각으로 기울어져 형성된 것을 특징으로 하는 삼중수소 제거 장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 제3 배출관은,
    상기 수조탱크와 연결되어 상기 액체를 다시 수조탱크로 유입시키는 것을 특징으로 하는 삼중수소 제거 장치.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 기체 흡입관은,
    상기 흡입펌프에 탈부착이 가능한 것을 특징으로 하는 삼중수소 제거 장치.
  18. 제 1항에 있어서,
    상기 삼중수소 제거 장치는,
    이동수단을 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 삼중수소 제거 장치.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
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