KR102034666B1

KR102034666B1 - 방사성 물질 흡착 필터링 장치

Info

Publication number: KR102034666B1
Application number: KR1020180058271A
Authority: KR
Inventors: 김준형; 최연석; 권기현; 이선영
Original assignee: 제이더블유케미타운 주식회사
Priority date: 2018-05-23
Filing date: 2018-05-23
Publication date: 2019-10-28

Abstract

본 발명의 방사성 물질 흡착 필터링 장치는 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 방사성 물질을 발산하는 대상물(1)을 감싸도록 중공부(11)가 내부에 형성되어 있고, 상기 대상물(1)이 중공부(11) 내측으로 진입 가능하도록 개구부(12)가 중공부(11)와 연통되게 형성되어 있는 본체(10)와; 상기 본체(10)의 내벽면에 설치되어 있으며, 대상물(1)에서 발생하는 방사성 물질을 흡착하는 흡착필터(20)와; 상기 본체(10) 내부 또는 외부의 공기를 강제 순환시키는 공기순환장치(30);를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 방사성 물질이 발산되는 대상물을 감싸 설치되되, 내주면에 방사성 물질을 흡착하는 흡착필터가 설치되는 한편, 본체의 내부 공간 대기를 순환시키도록 이루어져 있어 작업자의 직접 피폭은 물론 대기를 통한 피폭까지 방지할 수 있게 되고, 특히, 공기순환장치는 방사성 물질이 포함된 대기가 최대한 개구부를 통해 유출되는 것을 방지하면서 본체 내주면에 설치된 흡착필터들이 고른 흡착율을 가질 수 있게 된다.

Description

방사성 물질 흡착 필터링 장치{Radioactivity Adsorption filtering apparatus}

본 발명은 의료기구 등의 사용시 발생하는 방사성 기체를 흡착 필터링할 수 있도록 한, 방사성 물질 흡착 필터링 장치에 관한 것이다.

최근 국내외에서 원자력 발전소 및 원자력 이용시설에서 사고가 빈번히 발생하고 있는데, 원자력 시설에서 사고가 발생하면 다량의 방사성 물질이 방출되고, 특히 I-131 및 Cs-137이 방출되어 사고 인근지역 뿐만 아니라 주변 수십km까지 방사성 물질이 검출되고 기류에 의하여 원거리 지역에까지 방사능이 검출되고 있다.

이러한 원자력발전소, 핵연료시설(저장 및 처리), 방사성동위원소 생산 및 이용시설 등에서 사고가 발생하면 다량의 I-131 및 Cs-137 등의 방사성 입자 및 가스를 방출하게 되어 환경 및 주민의 건강을 위협하게 된다.

따라서, 원자력 시설에서는 방사성 입자 및 가스를 제거한 후 대기로 방출하도록 규정되어 있는 바, 일반적으로 방사성 입자 및 가스처리기는, 원자력 시설에서 발생한 공기에서 습기를 제거하는 습분제거기와, 습기가 제거된 공기를 건조시키는 히팅코일과, 건조된 공기를 프리필터, 흡착제를 통해 방사성 입자 및 가스를 제거한 후 팬을 통해 외부로 방출하도록 구성되어 있다.

상기 프리필터는 공기중에서 비교적 큰 분진을 제거하고, 흡착제는 공기중에 포함된 유해가스나 방사성 유기요오드를 흡착 제거하는데 사용된다.

상기 프리필터로는 주로 HEPA필터를 사용하는데, HEPA필터는 원자력 시설에서 발생되는 방사성 입자를 함유한 공기중의 방사성 부유분진을 제거하는데 이용될 뿐만 아니라 정밀기기나 전자기기의 제조 분야 등에서 널리 이용되고 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 원자력 시설에 설치되는 방사성 입자 및 가스처리기는 그 크기가 매우 크고 설치와 운전비용이 고가이기 때문에 일반인이 사용하는 사무실이나 가정집, 대피소 등에서는 사용하기 어렵다고 하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 기술로, "방사성 입자 및 가스의 처리장치"(한국 등록실용신안공보 제20-0459117호, 특허문헌 1)에는 공기가 흡입되는 공기통로의 둘레에 필터, 흡착부가 교차로 설치되는 기술이 공개되어 있다.

상기 특허문헌 1은 원자력 시설의 공기 배출로나, 외기가 실내로 유입되는 통로에 설치되어 외부공기 중에 포함된 방사성 입자나 가스를 제거하여 일반 건물용으로도 사용할 수 있도록 하였다.

한편, 의료기기에서 발생하는 방사선 피폭량은 최소 0.02 mSv에서, 최대 10 mSv이며, 이러한 피폭량은 우라늄 광산에서 작업자가 피폭되는 수준에 준하는 수치와 동일하다.

PET CT는 양전자 단측촬영 이라는 핵의학 검사로서, 촬영시 촬영대상 (환자)뿐만 아니라, 작업자는 방사선에 노출되어 방사선원인 주입약물 F, C, O의 동위 원소에 의한 방사선 피폭량이 존재하게 된다.

또한, 최근에는 침대 매트리스에 방사성 물질인 라돈을 발생시키는 희토류가 포함되어 기준에 비해 훨씬 높은 피폭이 이루어지는 것으로 알려져 큰 문제가 되기도 하였다.

의료용 CT 촬영기의 경우 병원 내의 한정된 곳에 위치하고, 이로 인한 피폭은 대부분 촬영실의 작업자에 대해 이루어지게 된다.

따라서, 아무리 촬영실의 급배기 라인에 특허문헌 1과 같은 장치를 설치한다손 치더라도 근본적으로 작업의 피폭을 예방하기 어렵다.

이는 근래에 발생한 '라돈 침대'의 경우도 마찬가지로, 매트리스와 멀리 떨어져 있는 상태에서는 실질적인 방사선의 영향을 거의 받지 않게 된다.

한편, "방사선 촬영기의 엑스-레이 차단용 커버"(한국 등록특허공보 제10-1218378호, 특허문헌 2)에는 촬영장치를 감싸는 커버가 제시되어 있는 바, 특허문헌 2에서는 방사선이 외부 작업자에게 전달하는 것을 차폐시키는 차폐 기능이 제시되어 있다.

그러나, 특허문헌 2와 같이 단순히 방사선 차폐 커버 기능을 가진 제품의 경우 차폐 기능을 통한 직접적인 방사선 피폭만을 방지할 수 있을 뿐, 실내가 방사선 물질인 라돈이나 아이오딘에 접촉하는 것을 방지할 수는 없다.

KR 20-0459117 (2012.02.29) KR 10-1218378 (2012.12.26)

본 발명의 방사성 물질 흡착 필터링 장치는 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 방사성 물질이 발산되는 대상물을 감싸 설치되되, 내주면에 방사성 물질을 흡착하는 흡착필터가 설치되는 한편, 본체의 내부 공간 대기를 순환시키도록 이루어져 있어 작업자의 직접 피폭은 물론 대기를 통한 피폭까지 방지할 수 있도록 하려는 것이다.

특히, 공기순환장치는 방사성 물질이 포함된 대기가 최대한 개구부를 통해 유출되는 것을 방지하면서 본체 내주면에 설치된 흡착필터들이 고른 흡착율을 가질 수 있게 하려는 것이다.

본 발명의 방사성 물질 흡착 필터링 장치는 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 방사성 물질을 발산하는 대상물(1)을 감싸도록 중공부(11)가 내부에 형성되어 있고, 상기 대상물(1)이 중공부(11) 내측으로 진입 가능하도록 개구부(12)가 중공부(11)와 연통되게 형성되어 있는 본체(10)와; 상기 본체(10)의 내벽면에 설치되어 있으며, 대상물(1)에서 발생하는 방사성 물질을 흡착하는 흡착필터(20)와; 상기 본체(10) 내부 또는 외부의 공기를 강제 순환시키는 공기순환장치(30);를 포함하여 구성된다.

상기한 구성에 있어서, 상기 흡착필터(20)는 의료기구에서 발생하는 아이오딘, 토양에서 발생하는 라돈 중 어느 하나에 대해 흡착 성능을 갖는 것을 특징으로 한다.

더하여, 상기 공기순환장치(30)는, 상기 흡착필터(20)의 외주면과 접하여 설치되어 있되, 표면에 다수의 타공홀(31a)이 형성되어 흡착필터(20)를 통과한 공기가 타공홀을 통해 이동 가능하도록 구성되어 있는 내벽판(31)과; 상기 내벽판(31)과 이격되어 설치되어 내벽판(31)과의 사이로 공기가 이동하는 유로(32a)를 형성하는 외벽판(32)과; 상기 유로(32a)의 하단과 연통되도록 설치되어 있고, 유로(32a) 하부 내측으로 압축공기를 공급하여 압축공기로 하여금 유로(32a)를 따라 상방향으로 이동 가능하도록 하면서, 압축공기의 이동에 의해 타공홀(31a)을 통해 흡착필터(20)를 통과한 공기가 유로(32a)로 흡입되도록 하는 고압공기공급장치(33)와; 상기 유로(32a) 상단에 설치되어 흡입된 공기를 본체(10) 외부로 배출시키는 배기구(34);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해, 방사성 물질이 발산되는 대상물을 감싸 설치되되, 내주면에 방사성 물질을 흡착하는 흡착필터가 설치되는 한편, 본체의 내부 공간 대기를 순환시키도록 이루어져 있어 작업자의 직접 피폭은 물론 대기를 통한 피폭까지 방지할 수 있게 된다.

특히, 공기순환장치는 방사성 물질이 포함된 대기가 최대한 개구부를 통해 유출되는 것을 방지하면서 본체 내주면에 설치된 흡착필터들이 고른 흡착율을 가질 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 방사성 물질 흡착 필터링 장치의 일 예를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에서 공기순환장치의 일 예를 나타낸 단면 개략도.
도 3은 도 2에서 배관의 분배 상태를 나타낸 평면 개략도.
도 4는 도 2의 일 부위를 나타낸 상세도.

이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 방사성 물질 흡착 필터링 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 방사성 물질 흡착 필터링 장치는 크게 본체(10), 흡착필터(20), 공기순환장치(30)를 포함하여 구성되며, 도 1에는 전체적인 설치 형태의 일 예가 도시되어 있고, 도 2 내지 4에는 공기순환장치(30)의 일 구성 예가 도시되어 있다.

먼저, 본체(10)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 방사성 물질을 발산하는 대상물(1)을 감싸도록 중공부(11)가 내부에 형성되어 있고, 상기 대상물(1)이 중공부(11) 내측으로 진입 가능하도록 개구부(12)가 중공부(11)와 연통되게 형성되어 있다.

도면에서 대상물(1)은 CT본체(1b)와 베드(1a)로 이루어진 CT촬영기에서 베드(1a) 부분이 해당된다.

또, 도시되지는 않았으나 대상물(1)은 매트리스나 매트와 같은 생활용품이 될 수도 있고, 공기청정기, 에어컨 등과 같은 급배기형 가전제품, 세탁기, TV 등과 같은 일반 가전제품이 될 수도 있다.

흡착필터(20)는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 상기 본체(10)의 내벽면에 설치되어 있으며, 대상물(1)에서 발생하는 방사성 물질을 흡착하도록 이루어져 있다.

이러한 흡착필터(20)는 방사선 치료기와 같은 의료기구에서 주로 발생하는 방사성 물질인 아이오딘에 대해 흡착 성능을 갖거나, 생활용품이나 가전제품 제조에 사용되는 토양이나 희토류 등에서 발생하는 라돈과 같은 방사성 물질에서 발생하는 방사선을 흡착할 수 있는 성능을 가진 것이 바람직하다.

흡착필터(20)는 활성탄, 그리핀 등의 흡착제가 단독으로 충전된 형태가 될 수 있고, 또는 이들 흡착제의 일측 표면에 공지의 헤파필터가 설치된 구조로 이루어질 수 있다.

한편, 공기순환장치(30)는 상기 본체(10) 내부의 공기를 순환시키는 기능을 한다.

이를 위한 공기순환장치의 간단한 구성 예로는 본체(10) 일측에 설치되는 배기관과, 배기관으로 본체 내부 공기를 배출하는 배기팬으로 이루어질 수 있다.

그런데, 단순히 본체(10) 벽면에 흡착필터(20)가 설치되고, 본체(10) 일측에 배기관과 배기팬이 설치되는 경우 공기 흐름이 흡착필터(20)에서 본체(10) 내부 공간 및 배기관으로 이어지기 때문에 흡착필터(20)에서의 방사성 물질 흡착이 잘 이루어지지 못하게 된다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여, 본체(10) 벽면과 흡착필터(20)를 이격시켜 그 사이로 유로를 형성하고, 이 유로의 연장선상에 팬이 설치될 수 있다.

이러한 구성의 경우 팬이 작동하면 본체(10) 내부에서 흡착필터(20), 유로, 배기관으로 이어지는 공기 흐름이 발생하기 때문에 방사성 물질이 흡착필터(20)에서 흡착된 후 배기되는 과정이 이루어지게 된다.

그런데, 이러한 설계의 경우 본체(10) 내부에서의 공기 흐름이 본체(10)와 배기팬을 연결하는 직선상으로 이루어지는 바, 내부 공기들은 배기관 주변의 흡착필터(20)에 흡착되는 확률이 크고, 그 주변으로부터 멀리 떨어져 있는 흡착필터(20)에서는 방사성 물질의 흡착이 잘 이루어지지 못하게 되는 문제점이 있다.

도 2 내지 4에는 이러한 문제점을 해결하기 위한 구성 예가 도시되어 있다.

도면의 구성에서 공기순환장치(30)는 내벽판(31), 외벽판(32), 고압공기공급장치(33) 및 배기구(34)로 이루어져 있다.

먼저 내벽판(31)은 도시된 바와 같이 상기 흡착필터(20)의 외주면과 접하여 설치되어 있되, 표면에 다수의 타공홀(31a)이 형성되어 흡착필터(20)를 통과한 공기가 타공홀을 통해 이동 가능하도록 구성되어 있다.

이때, 본체(10)의 상단측에 위치한 내벽판(31)은 도면에 도시된 것처럼 뾰족한 형태로 곡면을 취하도록 형성되어 유로(32a)가 일정한 간격을 유지하도록 하고, 유체 흐름이 원할하게 이루어지도록 함이 바람직하다.

이때, 타공홀(31a)의 형상은 압축공기의 진행 방향 측으로 경사지게 형성되어 있음이 바람직하다 할 것이다.

외벽판(32)은 본체(10)의 내벽을 구성하는 것으로, 상기 내벽판(31)과 이격되어 설치되어 내벽판(31)과의 사이로 공기가 이동하는 유로(32a)를 형성한다.

이때, 외벽판(32)은 배기구(34)에 도달하는 표면이 도면과 같이 곡선형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

만일, 곡선형으로 이루어지지 않게 되면 유체 흐름에 방해가 발생하게 된다.

또한, 외벽판(32)은 종래와 같이 방사선 차폐 처리가 이루어질 수도 있다.

고압공기공급장치(33)는 공지의 컴프레셔로 이루어질 수 있는데, 일측이 본체(10) 외부의 공기를 흡입하도록 이루어져 있고, 타측은 상기 유로(32a)의 하단과 연통되도록 설치되어 있다.

이에 따라 고압공기공급장치(33)는 유로(32a) 하부 내측으로 외부로부터 빨아들여 압축한 압축공기를 공급하게 되고, 압축공기로 하여금 유로(32a)를 따라 상방향으로 이동하게 한다.

이러한 구조는 압축공기가 유로(32a) 내부에서 곡면상의 외벽판(32)을 타고 이동하면서 내벽판(31)에 형성되어 있는 타공홀(31a)들에는 마이너스 압력이 작용하게 되어 각 타공홀(31a)에서는 본체(10) 내측의 공기를 빨아들이는 힘이 작용하게 된다.

이에 따라 본체(10) 내부의 방사성 물질이 포함된 공기가 흡착필터(20)를 통과한 후 타공홀(31a)을 통해 유로(32a) 내부를 거쳐 배기구(34)로 이동하게 된다.

더불어, 본체(10)의 개구부(12)에도 자연히 마이너스 압력이 작용하게 되므로, 개구부(12)를 통해 방사성 물질이 외부로 유출되는 것은 자연히 방지할 수 있게 된다.

배기구(34)는 상기 유로(32a) 상단에 설치되어 흡입된 공기를 본체(10) 외부로 배출시키는 것으로, 배기구(34)의 단부는 건물 외부에 위치할 수도 있고, 방사성 물질 발생량이 적은 실내의 경우 실내까지만 연장되어 형성될 수도 있다.

도 3에는 컴프레셔와 같은 고압공기공급장치(33)의 출구측 배관 연결 상태가 평면도로 도시되어 있다.

도면을 살펴보면, 도 1과 같이 크기가 큰 CT촬영기와 같은 대상물(1)에 대해 고압공기를 공급할 때 각각의 타공홀(31a)에 발생하는 마이너스 압력을 극대화시키기 위해 유로(32a)를 평면상에서 여러 개로 나뉘어지도록 유로(32a) 길이 방향과 교차되는 방향으로 다수의 칸막이(35)가 설치되어 있고, 칸막이(35)들에 의해 분할된 각 유로(32a)의 단부마다 배기구(34)가 형성되는데, 이 배기구(34)들에서 배출되는 배기가 하나로 취합되도록 각 배기구(34)들과 연통된 배기덕트(34a)가 구비된다.

이상과 같은 구성에 의하면, 방사성 물질을 흡착필터(20)로 흡착함과 더불어, 본체(10) 내부에서의 공기 흐름을 방사성 물질의 흡착을 최대화하면서 흡착하는 동안 외부로 빠져나가 작업자에게 영향을 주는 것을 최소화할 수 있게 되어 직접적인 피폭 위험도를 낮춰주게 된다.

더하여, 본체(10)를 통해 기본적인 방사선 차폐를 방지하여 피폭 저감 효과를 가져올 수 있게 된다.

또, 본 발명의 방사선 흡착 필터 장치는 CT, 갑상선 압 치료용으로 아이오딘이 활용되는 의료기기, 매트리스 등과 같이 희토류 등 자연 방사성 물질 방출 광물이 포함된 각종 생활용품의 주변, 에어컨이나 공기청정기와 같은 장치 등 다양한 대상물 주변으로 설치할 수 있다 할 것이다.

1 : 대상물 1a : 베드
1b : CT본체 10 : 본체
11 : 중공부 12 : 개구부
20 : 흡착필터 30 : 공기순환장치
31 : 내벽판 31a : 타공홀
32 : 외벽판 32a : 유로
33 : 고압공기공급장치 34 : 배기구

Claims

방사성 물질 흡착 필터링 장치에 있어서,
방사성 물질을 발산하는 대상물(1)을 감싸도록 중공부(11)가 내부에 형성되어 있고, 상기 대상물(1)이 중공부(11) 내측으로 진입 가능하도록 개구부(12)가 중공부(11)와 연통되게 형성되어 있는 본체(10)와;
상기 본체(10)의 내벽면에 설치되어 있으며, 대상물(1)에서 발생하는 방사성 물질을 흡착하는 흡착필터(20)와;
상기 본체(10) 내부 또는 외부의 공기를 강제 순환시키는 공기순환장치(30);를 포함하여 구성되되,

상기 흡착필터(20)는 의료기구에서 발생하는 아이오딘, 토양에서 발생하는 라돈 중 어느 하나에 대해 흡착 성능을 가지며,

상기 공기순환장치(30)는,
상기 흡착필터(20)의 외주면과 접하여 설치되어 있되, 표면에 다수의 타공홀(31a)이 형성되어 흡착필터(20)를 통과한 공기가 타공홀을 통해 이동 가능하도록 구성되어 있는 내벽판(31)과;
상기 내벽판(31)과 이격되어 설치되어 내벽판(31)과의 사이로 공기가 이동하는 유로(32a)를 형성하는 외벽판(32)과;
상기 유로(32a)의 하단과 연통되도록 설치되어 있고, 유로(32a) 하부 내측으로 압축공기를 공급하여 압축공기로 하여금 유로(32a)를 따라 상방향으로 이동 가능하도록 하면서, 압축공기의 이동에 의해 타공홀(31a)을 통해 흡착필터(20)를 통과한 공기가 유로(32a)로 흡입되도록 하는 고압공기공급장치(33)와;
상기 유로(32a) 상단에 설치되어 흡입된 공기를 본체(10) 외부로 배출시키는 배기구(34);를 포함하여 구성되며,

상기 내벽판(31)은 상중앙이 뾰족한 형태로 이루어진 곡면으로 형성되어 있고,
상기 외벽판(32)은 내측 표면이 내벽판(31)과 일정한 거리를 유지한 채 곡면으로 형성되어 있으며,
상기 타공홀(31a)은 압축공기의 진행 방향 측으로 경사지게 형성되어,
압축공기가 유로(32a) 내부에서 곡면상의 외벽판(32)을 타고 이동하면서 내벽판(31)에 형성되어 있는 타공홀(31a)들에는 마이너스 압력이 작용하게 되어 각 타공홀(31a)에서는 본체(10) 내측의 공기를 빨아들이는 힘이 작용하게 되어, 본체(10) 내부의 방사성 물질이 포함된 공기가 흡착필터(20)를 통과한 후 타공홀(31a)을 통해 유로(32a) 내부를 거쳐 배기구(34)로 이동하게 되며, 본체(10)의 개구부(12)에 마이너스 압력이 작용하여 개구부(12)를 통해 방사성 물질이 외부로 유출되는 것을 방지하도록 이루어져 있고,

상기 유로(32a)가 평면상에서 여러 개로 나뉘어지도록 유로(32a) 길이 방향과 교차되는 방향으로 다수의 칸막이(35)가 설치되어 있고,
상기 배기구(34)는 칸막이(35)들에 의해 분할된 각 유로(32a)의 단부마다 형성되어 있고,
배기구(34)들에서 배출되는 배기가 하나로 취합되도록 각 배기구(34)들과 연통된 배기덕트(34a)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는,

방사성 물질 흡착 필터링 장치.
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