KR101720859B1 - 고정식 방사능 자동 제염 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정식 방사능 자동 제염 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사능에 오염된 오염물을 밀폐된 차폐부스 내에 넣고 드라이아이스 펠릿을 통해 제염작업을 실시하는 고정식 방사능 자동 제염 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고정식 방사능 자동 제염 장치는 내부공간을 가지며, 일측에 도어가 형성되어 있고, 도어를 닫았을 때, 내외부가 차단되는 차폐부스와, 상기 차폐부스의 내부에 설치되며, 제염작업 대상물을 지지하는 지지부와, 상기 차폐부스의 내벽에 설치되어 상기 지지부에 안착된 제염작업 대상물을 향해 드라이아이스 펠릿을 분사하는 분사유닛을 구비한다.

Description

고정식 방사능 자동 제염 장치{AUTOMATIC RADIOACTIVE DECONTAMINATION APPARATUS}

본 발명은 고정식 방사능 자동 제염 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사능에 오염된 오염물을 밀폐된 차폐부스 내에 넣고 드라이아이스 펠릿을 통해 제염작업을 실시하는 고정식 방사능 자동 제염 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 원자력 관련시설에서 사용하고 수명을 다하여 폐기해야 하는 원자로 장치나 장비들 중에는 방사능에 오염된 것들이 대부분이다.

이와 같이 방사능에 오염된 건축물, 설비, 기계장치, 구조물 등은 단순히 매립하거나 소각하지 못하고 반드시 방사능을 제거하는 제염 및 절단 등의 감용처리를 한 뒤 원자력법 및 환경법상의 규정에 따라 처리되어야 하고, 이러한 규정에 따라 종래에 많은 제염처리들이 수행되어 왔다.

가장 간단하면서 많이 적용되는 방식은 수작업이다. 즉, 방사선에 오염된 장치나 장비들의 제염을 사람이 직접 수행하는 방법이다. 그러나 이러한 수작업에 의한 제염은, 그 과정이 비효율적이고 미세한 틈새에 낀 오염물질의 제거에는 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 제염과정에서 작업자의 신체오염 및 작업장 주변의 오염 확산이 발생되는 단점이 있었다.

상기와 같이 수작업에 의한 제염과정은 제염 대상 장치를 제염통에 넣고 상기 제염통에 온수와 제염액을 일정한 비율로 채운다. 그리고 장치에 낀 오염 물질이 분리되도록 공기구의 오염정도에 따라 약 1~3시간 정도 유지한다.

일정시간이 경과 후, 상기 장치를 빼내어 작업대 위에 올려놓고 제염지와 브러시 등을 사용하여 오염물질을 제염한 후 흐르는 물로 2~3차에 걸쳐 제염을 실시한다. 그러나, 상기와 같은 수작업에 의한 제염은 과다한 작업 소요시간과 제염 과정에서 발생하는 폐액 증가 및 굴곡부, 홀, 만곡부에 대한 제염은 어려운 실정이었다.

관련 선행기술문헌으로서, 특허문헌 1인 일본특허공보 제5584706호는 금속제 부품 중 방사능으로 오염된 표면을 화학적으로 제염하는 방법을 개시하고 있으며, 특허문헌 2인 한국등록특허 제10-0583142호는 고방사화된 설비를 저비용 고효율로 게척하고, 오염물질을 포집하며 방사능 피폭량을 줄일 수 있도록 압축공기를 제공하는 압축 공기 제공부를 포함하는 증기발생기 수실의 방사능 오염물질 제거용 물리적 제염기기를 개시하고 있다.

그러나 이들 선행문헌을 비롯한 다수의 문헌에 의하더라도 방사능 물질에 오염될 대상 물질에 대해 오염물 표면 전체에 높은 제염 효율을 갖는 고정식 방사능 자동 제염 장치를 제안하지 못하고 있다.

일본특허공보 제5584706호: 방사능으로 오염된 표면의 제염 방법 한국등록특허 제10-0583142호: 증기발생기 수실의 방사능 오염물질 제거용 물리적 제염기기 한국특허공보 제10-0638400호: 방사성 오염물 제염 장치

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 방사능에 오염된 오염물에 드라이아이스 펠릿을 분사하여 제염작업을 실시할 수 있으며, 특히 제염 작업 중 오염물의 누출을 방지하고, 오염물의 표면 전체에 효율적으로 드라이아이스 펠릿을 분사함으로써 제염 효율을 높일 수 있는 고정식 방사능 자동 제염 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 고정식 방사능 자동 제염 장치는 내부공간을 가지며, 일측에 도어가 형성되어 있고, 도어를 닫았을 때, 내외부가 차단되는 차폐부스와, 상기 차폐부스의 내부에 설치되며, 제염작업 대상물을 지지하는 지지부와, 상기 차폐부스의 내벽에 설치되어 상기 지지부에 안착된 제염작업 대상물을 향해 드라이아이스 펠릿을 분사하는 분사유닛을 구비한다.

고정식 방사능 자동 제염 장치는 상기 차폐부스 내부 영상을 촬영하는 카메라와, 상기 차폐부스 내부에서 방사능 오염도를 측정하는 방사능 센서를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 지지부는 안착된 제염작업 대상물이 제염작업을 위해 드라이아이스 펠릿이 분사되는 동안 회전할 수 있도록 고정부재와, 상기 고정부재의 상부에 회전 가능하게 결합되고 상면에 상기 제염작업 대상물이 안착되는 회전판과, 상기 회전판을 회전시기기 위한 회전구동부를 구비하고, 상기 분사유닛은 상기 차폐부스 내에서 상기 도어가 형성되어 있는 일측을 제외한 나머지 벽면 및 상기 차폐부스의 천장면에 형성되며, 상기 분사유닛은 상기 차폐부스의 벽면 또는 천장면에 설치되어 있는 가이드부재와, 상기 가이드부재를 따라 주행 가능한 주행부재와, 상기 주행부재를 상기 가이드부재를 따라 이동시키는 주행구동부와, 상기 주행부재에 설치되어 상기 지지부에 안착된 제염작업 대상물을 향해 드라이아이스 펠릿을 분사하는 분사노즐을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 차폐부스의 내부와 연통되며, 제염작업 후 차폐부스에서 토출되는 공기에 포함된 오염물을 여과하기 위한 필터유닛을 더 구비하되, 상기 필터유닛은 헤파필터(Hepa filter)와 차콜필터(Charcoal filter)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 고정식 방사능 자동 제염 장치는 제염 작업 중 방사능 오염물의 외부 유출을 차단할 수 있으며, 드라이아이스 펠릿의 분사가 제염 작업 대상물의 표면 전체에 효율적으로 이루어질 수 있어서 제염작업의 효율이 높으며 제염 누락 부분이 최소화될 수 있다.

본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명으로 인한 효과가 전술된 사항에 국한되지 아니하고 폭넓게 인정될 수 있음을 인지할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 고정식 방사능 자동 제염 장치의 일 실시예를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 고정식 방사능 자동 제염 장치의 펠릿 분사유닛 및 지지부를 도시한 부분 발췌도,
도 3은 도 1의 고정식 방사능 자동 제염 장치의 구성을 도시한 구성도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 고정식 방사능 자동 제염 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 고정식 방사능 자동 제염 장치(100)는 내부공간을 갖는 차폐부스(110)와, 차폐부스(110)에 설치되는 지지부(120)와 분사유닛(130), 카메라(140), 방사능 센서(150) 및 차폐부스(110)에서 배출되는 공기 중에 포함된 오염물을 제거하기 위한 필터유닛(160)을 포함한다.

상기 차폐부스(110)는 소정의 내부공간을 갖는 육면체 형상이며, 일측면에는 내부공간으로 제염작업 대상물을 인입하거나 인출하기 위한 도어(111)가 형성되어 있다.

상기 도어(111)는 닫힘 상태일 때 차폐부스(110)의 내부공간과 외부를 완벽하게 차단하여 제염 작업 중 제염작업 대상물로부터 탈락한 방사능 오염물이 차폐부스(110)의 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있게 형성되어 있다.

상기 지지부(120)는 차폐부스(110)의 내부공간 바닥면 중앙에 마련되어 있다. 지지부(120)는 후술하는 분사유닛(130)으로부터 분사되는 드라이아이스 펠릿이 제염작업 대상물의 전면에 고루 분사될 수 있도록 제염작업 대상물을 회전시킬 수 있도록 형성되어 있다.

즉, 지지부(120)는 차폐부스(110)의 바닥면에 고정되어 있는 고정부재(121)와, 상기 고정부재(121)의 상부에 회전 가능하게 결합된 회전판(122)과, 회전판(122)을 회전구동시키기 위한 회전구동부(123)를 포함한다.

상기 고정부재(121)는 원통형의 형상으로 차폐부스(110)의 바닥면으로부터 상방으로 소정길이 연장되어 있다. 고정부재(121)의 내부는 비어있으며, 회전구동부(123)가 고정부재(121)의 내부에 마련된다.

상기 회전판(122)은 상면에 제염작업 대상물을 안착시킬 수 있도록 형성되어 있는데, 본 실시예에서는 상기 회전판(122)이 단순한 평면 형상으로 형성되어 있으나, 필요에 따라서는 회전판(122)에 제염작업 대상물을 고정하기 위한 별도의 클램핑 수단을 더 구비할 수도 있다.

회전구동부(123)는 상술한 것처럼 회전판(122)을 고정부재(121)에 대하여 회전 구동시키기 위한 것으로, 회전판(122)으로부터 하방으로 연장되는 회전축(124)과, 회전축(124)에 형성된 종동기어(125)와, 고정부재(121)의 내측에 마련되어 있는 회전구동모터(127)와, 회전구동모터(127)에 결합된 구동기어(126)를 포함한다.

상기 구동기어(126)가 종동기어(125)와 치합되어 있어서, 회전구동모터(127)의 구동에 의해 회전축(124)이 회전하게 되며, 회전축(124)과 회전판(122)이 결합되어 있어서 회전판(122) 역시 회전이 이루어진다.

도시되어 있지는 않지만 상기 회전판(122)의 하부에 고정부재(121)에 대하여 회전판(122)을 회전 가능하도록 지지하기 위한 회전롤러가 더 구비될 수도 있다.

아울러 본 실시예에서는 상기 회전구동모터(127)의 구동력을 전달하기 위한 동력전달 수단으로서, 평기어들이 적용되었으나, 이와는 달리 웜과 웜휠 또는 베벨기어가 적용될수도 있다.

아울러 회전력을 제공하기 위한 구동수단이 모터가 아닌 공압 또는 유압실린더 등의 액추에이터가 적용될 수도 있으며, 이 경우 랙과 피니언을 통해 동력 전달이 이루어지도록 회전구동부(123)를 형성할 수도 있다.

상기 분사유닛(130)은 제염작업 대상물을 향해 드라이아이스 펠릿을 분사하기 위한 것으로서, 차폐부스(110)의 내부벽면과 천장면에 형성되어 있다.

분사유닛(130)은 벽면 또는 천장면에 설치되어 있는 가이드부재(131)와, 가이드부재(131)를 따라 주행 가능한 주행부재(133), 주행부재(133)를 이동시키는 주행구동부(135) 및 주행부재(133)에 설치되어 드라이아이스 펠릿을 분사하는 분사노즐(138)을 포함한다.

가이드부재(131)는 차폐부재의 내부 벽면이나 천장면에 소정길이 연장되도록 형성되어 있는데, 후술하는 주행구동부(135)의 설치를 위한 내부 공간이 마련되어 있고, 차폐부스(110)의 내부공간을 향해 노출된 일측면에는 주행부재(133)의 이동이 가능하도록 길이방향을 따라 연장된 슬릿(132)이 형성되어 있다.

상기 주행부재(133)는 가이드부재(131)에 형성된 슬릿(132)을 따라 주행할 수 있도록 되어 있으며, 후술하는 분사노즐(138)을 지지한다.

주행구동부(135)는 주행부재(133)를 가이드부재(131)의 길이방향을 따라 이동시키기 위한 것으로서, 가이드부재(131)의 내부에서 길이방향을 따라 연장되어 있는 회전스크류(136)와, 상기 회전스크류(136)를 회전시키기 위한 주행구동모터(137)를 포함한다.

상기 회전스크류(136)는 가이드부재(131)의 내측에서 필로우블럭에 의해 회전 가능하게 지지되고, 주행부재(133)에 상기 회전스크류(136)와 나사결합되는 두 개의 결합부(134)가 마련되어 있다. 따라서 상기 주행구동모터(137)에 의해 회전스크류(136)가 회전하면 주행부재(133)가 가이드부재(131)를 따라 이동하게 된다.

본 실시예의 경우 주행구동부(135)로 주행구동모터(137)와 스크류가 적용되었으나, 이와는 달리 액추에이터에 의해 주행부재(133)가 가이드부재(131)의 길이방향을 따라 이동하도록 형성될 수도 있다.

아울러 본 실시예에서는 상기 가이드부재(131)가 벽면에 형성된 경우 바닥면과 나란한 방향으로 연장되어 있으나, 가이드부재(131)의 연장방향은 이에 한정되지 않고 경사진 방향으로 연장될 수도 있다.

상기 지지부(120)는 제염작업 대상물을 회전시킬 수 있고, 드라이아이스 펠릿을 분사하기 위한 분사유닛(130)은 분사노즐(138)이 가이드부재(131)의 길이방향을 따라 이동하면서 드라이아이스 펠릿을 분사할 수 있으므로 제염작업 대상물의 전체 표면에 대하여 제염작업이 고루 진행될 수 있다.

상기 카메라(140)는 차폐부스(110)의 내부 일측에 설치되어 있으며, 제염작업이 진행되는 동안 차폐부스(110)의 내부 영상을 촬영하여 전송함으로써 관리자가 차폐부스(110) 내부에서 제염작업의 진행상황을 확인할 수 있고, 필요에 따라 회전판(122)의 회전과, 각 분사유닛(130)의 분사노즐(138)의 위치를 임의로 조절하여 드라이아이스 펠릿의 분사위치를 제어할 수도 있다.

그리고 차폐부스(110)에는 방사능 센서(150)도 마련되어 있어서 제염작업 대상물의 투입 후 제염작업의 진행에 따른 방사능 오염도를 수치화하여 출력할 수 있다. 상기 방사능 센서(150)의 측정결과를 직접 확인할 수 있도록 상기 차폐부스(110)의 외부 일측에 방사능 센서(150)의 측정값을 표시하기 위한 별도의 디스플레이(151)가 마련된다.

상기 필터유닛(160)은 제염작업 후 차폐부스(110)의 내부 공기를 배출시키는 과정에서 공기 중에 포함된 오염물을 제거하기 위한 것이다.

필터유닛(160)은 차폐부스(110)의 내부공간과 연통되는 배출구(미도시)와 연결되어 있으며, E-필터(161)와 헤파필터(162)(Hepa filter) 및 차콜필터(163)(Charcoal filter)가 순차적으로 배열되어 형성되어 있다.

제염작업 중간 또는 제염작업의 완료 후 차폐부스(110) 내부의 공기를 배출시키면 공기중에 포함된 방사능 오염물이 E-필터(161)와 헤파필터(162) 및 차콜필터(163)를 순차적으로 통과하면서 걸러지게 된다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 고정식 자동 제염 장치(100)는 드라이아이스 펠릿의 분사를 통해 제염작업을 실시하는 과정에서 제염작업 대상물을 지지하는 지지부(120)가 회전하고, 드라이아이스 펠릿을 분사하는 분사노즐(138)이 이동할 수 있기 때문에 제염작업 대상물의 전체 표면에 대하여 효율적인 제염작업이 이루어질 수 있으며, 제염 작업 중 작업자가 방사능 오염물에 노출되는 문제를 최소화할 수 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

100; 고정식 방사능 자동 제염 장치
110; 차폐부스 111; 도어
120; 지지부 121; 고정부재
122; 회전판 123; 회전구동부
124; 회전축 125; 종동기어
126; 구동기어 127; 회전구동모터
130; 분사유닛 131; 가이드부재
132; 슬릿 133; 주행부재
134; 결합부 135; 주행구동부
136; 회전스크류 137; 주행구동모터
138; 분사노즐 140; 카메라
150; 방사능 센서 151; 디스플레이
160; 필터유닛 161; E-필터
162; 헤파필터 163; 차콜필터

Claims (6)

1. 내부 공간을 가지며, 일측에 도어가 형성되어 있고, 상기 도어를 닫았을 때, 내외부가 차단되는 차폐부스; 상기 차폐부스의 내부에 설치되며, 제염작업 대상물을 지지하는 지지부; 및 상기 차폐부스의 내벽에 설치되어 상기 지지부에 안착된 제염작업 대상물을 향해 드라이아이스 펠릿을 분사하는 분사유닛을 포함하는, 고정식 방사능 자동 제염 장치로서,
   상기 분사유닛은,
   상기 차폐부스의 벽면 또는 천장면에 설치되는 가이드부재;
   상기 가이드부재를 따라 주행 가능한 주행부재;
   상기 가이드부재의 내부에서 길이방향을 따라 연장되는 회전스크류, 와 상기 회전스크류를 회전시키는 주행구동모터를 포함함으로써, 상기 주행부재를 상기 가이드부재를 따라 이동시키는 주행구동부; 및
   상기 주행부재에 설치되어 상기 지지부에 안착된 제염작업 대상물을 향해 드라이아이스 펠릿을 분사하는 분사노즐을 포함하고,
   상기 지지부는,
   안착된 제염작업 대상물이 제염작업을 위해 드라이아이스 펠릿이 분사되는 동안 회전할 수 있도록 고정부재;
   상기 고정부재의 상부에 회전 가능하게 결합되고 상면에 상기 제염작업 대상물이 안착되는 회전판;
   상기 회전판의 상부에 마련되어 상기 제염작업 대상물을 고정하기 위한 클램핑 부재;
   상기 회전판의 하부에 마련되어 상기 고정부재에 대해 상기 회전판을 회전가능하도록 지지하는 회전롤러; 및
   상기 회전판을 회전시키기 위한 회전구동부를 포함하는,
   고정식 방사능 자동 제염 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 차폐부스 내부 영상을 촬영하는 카메라; 및
   상기 차폐부스 내부에서 방사능 오염도를 측정하는 방사능 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   고정식 방사능 자동 제염 장치.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 분사유닛은 상기 차폐부스 내에서 상기 도어가 형성되어 있는 일측을 제외한 나머지 벽면 및 상기 차폐부스의 천장면에 형성된 것을 특징으로 하는,
   고정식 방사능 자동 제염 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 차폐부스의 내부와 연통되며, 제염작업 후 차폐부스에서 토출되는 공기에 포함된 오염물을 여과하기 위한 필터유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는,
   고정식 방사능 자동 제염 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 필터유닛은 헤파필터(Hepa filter) 및 차콜필터(Charcoal filter)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   고정식 방사능 자동 제염 장치.
   

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