KR102554434B1 - 폐기탄 처리장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

일 실시예는 폐기 대상인 폐기탄을 챔버부 내에서 안전하게 기폭하며 중화 처리를 현장에서 구현할 수 있는 폐기탄 처리장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다. 일 실시예에 따른 폐기탄 처리장치는 기폭해체 대상의 폐기탄이 놓이는 기폭해체 공간이 구비되는 밀폐형 구조를 가지며, 일측이 개폐되는 챔버부, 챔버부의 내부에 구비되어 챔버부의 길이방향을 따라 이동하며, 폐기탄을 지지하는 탄 홀더부, 챔버부의 일측에 밀폐형 개폐구조로 결합되어 폐기탄이 챔버부의 내부로 삽입되거나 또는 외부로 배출되는 통로를 개폐하는 해치부, 챔버부의 회전 구동력을 제공하여 챔버부를 미리 설정된 회전속도로 회전시키는 구동부, 그리고 챔버부의 회전 움직임을 지지하는 지지부를 포함한다.

Description

폐기탄 처리장치 및 방법{WASTE BOMB TREATMENT SYSTEM AND METHOD THEREOF}
폐기탄 처리장치 및 방법이 제공된다.
일반적으로, 화학무기 폐기는 단순한 독성 화합물 처리보다 어려울 뿐만 아니라, 여러 가지 특징을 갖는다. 먼저, 각국이 보유하고 있는 화학작용제가 다양하여 각각 상이한 폐기 방법이 요구된다. 그리고 화학작용제가 탄체에 주입되어 있을 경우, 탄체에서 화학작용제를 추출하는 것은 위험할 뿐 아니라 화학탄의 종류도 다양하여 적절한 추출방법을 찾기가 쉽지 않다. 또한, 오래된 화학탄이나 버려진 화학탄은 화학작용제의 부식성으로 인해 작용제 누출 위험이 있으므로, 그 취급이 곤란하다. 그리고 화학탄 저장시설들이 서로 떨어져 설치되어 있기 때문에, 저장시설별로 폐기시설을 운용하거나 이송해서 처리하는 것이 필요하다.
주요 국가별 예를 들면, 미국에서는 화학탄의 탄체에 화학작용제를 먼저 주입한 다음 탄을 만드는 방식이 사용되지만, 구소련이나 북한에서는 탄체를 만든 다음 독가스를 탄체에 주입하고 용접을 하는 방식이 사용된다. 미국 방식에 따른 화학탄은 그 조립 순서를 거꾸로 해서 화학탄이 해체될 수 있지만, 구소련이나 북한 방식에 따른 용접된 화학탄은 그 해체가 어려울 수 있다. 구소련이나 북한 방식에 따른 화학탄을 해체하기 위해서, 밀폐된 챔버 내에서 절단 후 중화제 주입을 통해 해체하는 방법이 가장 안전하고 손쉬운 방법이다. 이에 따라 향후 일체화된 화학탄 처리 방법을 위해, 화학탄 내의 화학작용제에 대한 안전한 반응기 역할을 할 수 있는 챔버 설계 및 제작기술의 개발이 요구되고 있다.
일 실시예는 폐기 대상인 폐기탄을 챔버부 내에서 안전하게 기폭하며 중화 처리를 현장에서 구현할 수 있는 폐기탄 처리장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 폐기탄 처리장치는 기폭해체 대상의 폐기탄이 놓이는 기폭해체 공간이 구비되는 밀폐형 구조를 가지며, 일측이 개폐되는 챔버부, 챔버부의 내부에 구비되어 챔버부의 길이방향을 따라 이동하며, 폐기탄을 지지하는 탄 홀더부, 챔버부의 일측에 밀폐형 개폐구조로 결합되어 폐기탄이 챔버부의 내부로 삽입되거나 또는 외부로 배출되는 통로를 개폐하는 해치부, 챔버부의 회전 구동력을 제공하여 챔버부를 미리 설정된 회전속도로 회전시키는 구동부, 그리고 챔버부의 회전 움직임을 지지하는 지지부를 포함한다.
폐기탄 처리장치는, 챔버부의 내부에서 폐기탄의 기폭해체 후, 챔버부의 내부로 중화제를 공급하여, 챔버 내부를 중화시키는 중화 처리부를 더 포함할 수 있다.
폐기탄 처리장치는, 챔버부의 내부에서 탄 홀더부를 감싸는 형상을 갖는 파편억제부를 더 포함할 수 있다.
탄 홀더부는 폐기탄을 챔버부의 내부로 슬라이딩 이동시키며, 폐기탄의 장착을 유도하는 ㄷ자형 가이드를 포함할 수 있다.
폐기탄 처리장치는, 파편억제부의 내측에 구비되어 탄 홀더부의 슬라이딩을 안내하는 이동 가이드부를 더 포함할 수 있다.
폐기탄 처리장치는, 현장처리 관련 제어동작을 수행하는 제어부로부터 공급되는 기폭 제어신호의 입력에 따라 챔버부의 내부에 놓인 폐기탄을 기폭시키는 기폭부를 더 포함할 수 있다.
폐기탄 처리장치는, 챔버부의 내부에서 폐기탄의 기폭시 발생하는 온도, 압력, 그리고 챔버부 변위량을 검출하는 감지부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 폐기탄 처리방법은 챔버부의 일측에 결합된 해치부를 개방 후 탄 홀더부를 인출하는 탄홀더 인출단계, 기폭해체 대상으로 준비된 폐기탄을 탄 홀더부에 탑재하는 폐기탄 탑재단계, 폐기탄에 선상성형작약을 장착하는 선상성형작약 장착단계, 챔버부 내에 구비된 파편억제부 내부로 폐기탄이 탑재된 탄 홀더부를 장입시키는 탄홀더 장입단계, 챔버부에서 개방된 해치부를 닫고 폐기탄의 폭발을 위한 점화선 및 뇌관을 연결하는 점화선 및 뇌관 연결단계, 선상성형작약 점화로 폐기탄을 해체하는 폐기탄 해체단계, 중화제 투입후 챔버부를 히팅 교반하는 중화제 처리단계, 챔버부의 내부에서 액체와 기체를 샘플링 처리하여 외부로 배출하는 샘플링 처리단계, 챔버부의 내부에 잔류하는 폐기액을 외부로 배출하는 폐기액 배출단계, 그리고 챔버부에서 닫힌 상태의 해치부를 개방 후 챔버부 내부에 잔류하는 부산물을 제거하는 부산물 제거단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 폐기 대상인 폐기탄을 챔버부 내에서 안전하게 기폭할 수 있으며, 폐기탄 해체 및 해체후 중화제 주입이 가능하여 중화 처리를 현장에서 구현할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 폐기탄 처리장치를 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 폐기탄 처리장치의 내부를 도시한 부분 단면도이다.
도 3은 도 2의 다른 각도에서 바라본 도면이다.
도 4는 챔버부의 접합면에 구비된 2중 오링의 밀폐구조를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 폐기탄 처리방법을 단계적으로 도시한 흐름도이다.
도 6은 도 5에서 폐기탄 장입과정을 구체적으로 구분하여 도시한 흐름도이다.
첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용된다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
그러면 일 실시예에 따른 폐기탄 처리장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 폐기탄 처리장치를 도시한 도면이며, 도 2는 일 실시예에 따른 폐기탄 처리장치의 내부를 도시한 부분 단면도이다. 그리고 도 3은 도 2의 다른 각도에서 바라본 도면이며, 도 4는 챔버부의 접합면에 구비된 2중 오링의 밀폐구조를 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 폐기탄 처리장치는 챔버부(100), 탄 홀더부(160), 해치부(110), 구동부(120), 그리고 지지부(102)를 포함한다. 이에 따라, 폐기탄(10)이 현장에서 바로 처리될 수 있으며, 폐기탄(10)이 챔버부(100) 내에서 안전하게 기폭될 수 있으며, 중화 처리도 현장에서 구현될 수 있다.
챔버부(100)는 기폭해체 대상의 폐기탄(10)이 내부에 보관되는 기폭해체 공간이 구비되는 밀폐형 구조로 형성된다. 챔버부(100)는 폐기탄(10)의 폭발시 발생되는 폭발충격에 대한 내구성을 가지며, 그 일측이 개폐된다. 여기서, 폐기탄(10)은 화학탄을 포함할 수 있다.
챔버부(100)는 ASME(American Society of Mechanical Engineers) 또는 KS(Korean Standard) 압력용기 기준에 충족되는 재질로 형성될 수 있다. 챔버부(100)의 재질은 오스테나이트계 결정 구조를 가진 내부식성 소재일 수 있으며, 이러한 소재를 사용함으로써, 화학물질 누출 시 챔버부(100) 재질이 부식되는 것이 방지될 수 있다. 예를 들어, 챔버부(100)는 내화학성 및 내부식성이 있는 SUS316급 재질이 사용될 수 있다.
폐기탄 처리장치는 챔버부(100) 내에 보관된 폐기탄(10)을 기폭시키는 기폭부를 더 포함할 수 있다. 기폭부는 현장처리 관련 제어동작을 수행하는 제어부로부터 공급되는 기폭 제어신호의 입력에 기초하여, 폐기탄(10)을 기폭시킬 수 있다. 여기서, 기폭부는 선상성형작약(170)(LSC ; Linear Shaped Charge)을 포함할 수 있다. 기폭부는 챔버부(100) 내의 폐기탄(10)을 챔버부(100) 외부의 제어부를 통해 기폭할 수 있도록 형성될 수 있다. 기폭부의 기폭 방식은 선상성형작약(170)에 맞추어 적용될 수 있으며, 기폭모듈은 5kw급 이상의 고전압 캐퍼시터 방전방식을 적용할 수 있다. 기폭부는, 챔버부(100) 내부에 설치되는 폐기탄(10)을 기폭시키기 위해 외부 제어부로부터 유선으로 연결시킬 수 있는 부품을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발파 시 안전을 고려하여 키 타입의 안전장치가 기폭부에 설치될 수 있으며, 단계별(카운트다운) 버튼이 기폭부에 구비될 수 있다. 그리고 기폭부는 이동이 가능한 랙 타입으로 형성될 수 있다.
폐기탄 처리장치는 챔버부(100) 내부에서 폐기탄(10)의 기폭시 발생하는 온도 및 압력을 검출하는 감지부를 더 포함할 수 있다. 감지부는 챔버부(100) 내부의 온도와 압력, 챔버부(100)의 변위량 등을 센싱하여 제어부를 통해 감지기능을 수행하며 유선으로 인터페이싱 및 운용할 수 있도록 구비될 수 있다. 감지부는 챔버부(100) 내부에서 폐기탄(10)의 기폭이 일어났을 때 발생하는 온도 및 압력, 챔버부(100)의 변위량에 대한 정보를 제공할 수 있는 온도센서, 압력센서, 그리고 스트레인 게이지를 포함할 수 있다. 온도센서, 압력센서, 그리고 스트레인 게이지의 안정성 확보를 위해, ASME를 이용한 구조 해석 및 오토다인(AUTODYN) 프로그램을 활용한 폭발해석을 통해 감지부의 위치 및 안정성을 확보할 필요가 있다. 잦은 센서의 파손이나 교체는 화학탄 특성상 작업자의 안전과 직결될 수 있다. 특히, 감지부의 경우 화학탄 해체 용액 및 액상 중화제의 직접적인 접촉에 의해 파손 및 오작동 가능성에 대한 고려가 요구된다. 따라서, 원격제어시스템과 연동하여 온도센서, 압력센서, 그리고 스트레인 게이지의 계측시스템을 최적화할 필요가 있다. 랩 뷰(Lab view) 프로그램 내 온도 및 압력, 그리고 챔버부(100)의 변위량 계측 시스템 및 데이터로 감지 시스템이 구축될 수 있다.
제어부는 랙 타입(Rack Type)으로 형성되어 폐기탄(10)의 현장처리와 관련된 모터, 펌프, 온도, 교반, 속도, 구동 등의 제어동작을 수행할 수 있다. 제어부는 제어패널, 노트북 등의 제어 컴퓨터로 구비될 수 있다. 제어부는 사용자에 의해 수동으로 제어되는 수동 운용모드를 포함할 수 있으며, 또는 프로그램에 의해 자동으로 제어되는 자동 운용모드를 포함할 수 있다. 제어부의 자동 운용이 불가한 경우, 랙 타입의 제어패널을 사용자가 수동으로 전원, 온도제어, 구동제어 등의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어패널은 전원모듈, 기폭모듈, 온도제어모듈, 구동제어모듈, 인터페이싱모듈 등을 포함할 수 있다. 현장처리장치의 특성상 제어부는 야외에서 시험을 고려한 통신 케이블의 연장 및 통신의 안정성을 고려할 필요가 있다. 예를 들어, 100~200m 통신 시 케이블 사양을 고려하여 증폭기 또는 중계기가 추가로 사용될 수 있다. 향후 현장처리장치의 체계 및 시험 개발을 고려한 체계적인 제어장치 구축 및 시스템 검증이 필요하다. 그리고 수동 운용모드와 자동 운용모드 간 연계 또는 연동이 가능하도록 제어부가 구현될 수 있다. 그리고 현장처리장치의 원격제어를 위한 디지털 제어 시스템이 구현될 수 있다.
예를 들어, 챔버부(100)는 선상성형작약(170) 및 155㎜ 화학탄 1발 기폭 시의 압력에 대한 내구성을 갖는 구조로 형성될 수 있다. 또한, 챔버부(100)는 탄 절개 시 155㎜ 화학탄 파편으로부터 파손이 방지되는 구조로 형성될 수 있다. 그리고 챔버부(100)는 내부에서 화학탄의 기폭 시 최대 320MPa급 압력에 대한 내구성을 갖도록 형성될 수 있다.
챔버부(100)는 챔버부(100) 형성시 두께에 대한 기폭과 압력에 따른 사전 모델링 및 충격과 고압 취약 부위에 대한 보강 설계에 기초하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 챔버부(100)의 가로세로 비율, 소성 변형량, 챔버부(100)의 회전 및 구동 등이 챔버부(100)의 설계에 반영될 수 있다. 또한, 설계 요소는 챔버부(100)의 두께, 충격방지봉에 대한 스펙, 그리고 화학물질 누출 차단에 대한 신뢰성을 포함할 수 있다. 이러한 챔버부(100)의 보강 설계는 ASME를 통한 설계와 오토다인 프로그램을 통한 폭발 시뮬레이션을 이용한 검증에 기반하여 이루어질 수 있다. 챔버부(100)는 폭발 거동 해석과 구조 또는 응력 해석을 통해 최적화 설계가 가능하다. 예를 들어, 화약 기폭 시 발생하는 압력 및 기폭 챔버 내부 벽면에 받는 등가응력과 기폭 챔버 변위량이 계산된다. 최대압력 및 최대 등가응력값을 적용하고 ASME(Sec.VIII Div.3)로 해석하여, 챔버부(100) 재질, 두께에 따른 최대 허용 응력이 계산될 수 있다.
챔버부(100)에서, 화학물질의 누출차단을 위해 해치부(110)와 연결되는 연결부는 밀폐형 구조로 형성될 수 있다. 여기서, 밀폐형 개폐구조는 챔버부(100)와 해치부(110)의 밀폐 접합면에 구비되는 2중 오링(104, O-ring)과 금속라이너(112)를 포함할 수 있다. 만약, 챔버부(100)와 해치부(110)의 연결부 밀폐가 되지 않는 경우, 화학물질 누출로 인하여 인명피해 등 문제가 발생할 수 있다. 금속가스켓, 비금속가스켓, 오링(104) 등이 연결부를 밀폐시킬 수 있는 실링재이다. 스파이럴운드 등 금속가스켓 및 비금속가스켓은 지속적인 개폐 시 변형되어 재사용이 불가능하다. 챔버부(100)와 해치부(110)가 결합할 때, 오링(104)은 약 8~30%의 압축을 받으며, 높은 압력에서 사용 시 압력 반대방향으로 오링(104)의 변형, 마모, 파손 등이 발생할 수 있다. 오링(104)은 일반적으로 해치부(110) 개폐에 의해 그 형상이 변형되지는 않지만, 현장처리장치 내부의 폭발압력에 의한 반복적인 밀림에 의해 그 형상이 변형되거나, 마모되거나 또는 파손될 수 있다. 이처럼, 변형, 마모, 파손 등이 발생한 오링(104)은 안전에 매우 위협적이다. 해치부(110) 개폐 시 금속라이너(112)와 오링(104)을 동시에 사용함으로써, 금속라이너(112)가 기폭으로 인한 오링(104)의 변형을 최소화하고 오링(104)이 화학물질이 누출되지 않도록 밀폐할 수 있다. 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 기폭 후 챔버부(100)의 가스 및 액체의 누출 차단을 위한 연결부의 밀폐를 위해, 2중의 오링(104) 구조와 금속라이너(112)가 사용될 수 있으며, 이에 따라 밀폐가 확실하게 유지될 수 있다. 이때 금속라이너(112)는 기폭 시 발생되는 폭압과 등가 응력이 직접적으로 2중의 오링(104)에 가해지지 않도록 만든다.
탄 홀더부(160)는 챔버부(100) 내부에 구비되어 챔버부(100)의 길이방향을 따라 이동하며, 폐기탄(10)의 거치를 지지할 수 있다. 탄 홀더부(160)는 폐기탄(10)을 챔버부(100)의 내부로 이동시킬 수 있는 슬라이드 방식으로 형성될 수 있다. 탄 홀더부(160)는 폐기탄(10)을 챔버의 내부로 슬라이딩 이동시키며, 폐기탄(10)의 안정된 장착을 위해 ㄷ자형 가이드를 포함할 수 있다. 탄 주입 시 작업자의 작업 효율이 중요하며, 뇌관 연결 작업은 작업자의 안전과 직접적인 관련이 있다. 작업자가 방탄복 및 화생방복을 착용하여, 그 움직임이 매우 둔감할 것으로 가정하면, 작업자는 정전기 발생을 방지하기 위해 제전장갑 착용이 필수이므로 작업자의 손도 매우 둔감할 수 있다. 이에 따라, 탄 홀더부(160)는 작업자의 작업효율을 높이기 위해, 적절한 무게를 갖는 슬라이드 방식을 가실 수 있으며, 작업자의 안전을 고려하여 형성될 수 있다. 중화제 주입 후 챔버부(100)의 회전을 고려하여, 탄 홀더부(160)가 고정될 수 있다. 탄 홀더부(160)를 고정시키기 위해 탄 홀더부(160)의 두께가 최적화될 수 있으며, 폐기탄(10)의 안정된 장착을 위해 ㄷ자형 가이드가 탄 홀더부(160)에 구비될 수 있다. 그리고 탄 홀더부(160)는 챔버부(100)의 회전 시 고정가능한 거치부를 포함할 수 있으며, 파손 시 파편억제부(150)로부터 교체 가능한 구조로 형성될 수 있다.
폐기탄 처리장치는 챔버부(100) 내에서 탄 홀더부(160)를 감싸는 형상을 갖는 파편억제부(150)를 더 포함할 수 있다. 파편억제부(150)는 폐기탄(10)이 챔버 내부에서 기폭시 폭발압력에 대한 내구성을 가지며, 파손 방지구조를 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 파편억제부(150)는, 챔버부(100)의 파손을 방지하기 위해 결합된 충격방지봉의 변형을 방지하고 교체 편리성이 용이한 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 폐기탄 처리장치는 파편억제부(150)의 내측에 구비되어 탄 홀더부(160)의 슬라이딩을 안내하는 이동 가이드부(152)를 더 포함할 수 있다. 탄 홀더부(160)는 챔버부(100) 내에서 파편억제부(150)와 연동하여 탈착식 또는 장착식을 가지며, 탄 홀더부(160)가 손상된 경우 교체가 가능하다.
해치부(110)는 챔버부(100)의 일측에 밀폐형 개폐구조로 결합되며, 폐기탄(10)이 챔버부(100) 내부에 삽입되거나 외부로 배출되는 통로를 개폐할 수 있다. 해치부(110)는 작업자의 안전을 위한 자동 개폐 시스템이 적용될 수 있다.
해치부(110)는 폐기탄(10)을 챔버부(100) 내부에 삽입하고 폐기탄(10)을 외부로 배출하기 위한 장치로 힌지(Hinge), 클램프(Clamp), 센서부, 그리고 포트들을 포함할 수 있으며, 적어도 7개의 구멍(Hole)을 포함할 수 있다. 해치부(110)에 설치된 클램프로 인하여 한쪽으로 폐기탄 처리장치의 무게가 편중될 수 있으므로, 무게중심을 고려한 설계가 필요하다. 그리고 작업자의 안전을 고려한 클램프 타입의 잠금장치는 자동화로 구현될 수 있다. 또한, 폐기탄 처리장치에 센서부를 적용하여, 각종 와이어(Wire) 사용으로 발생할 수 있는 와이어들 간의 꼬임이 방지될 수 있다. 해치부(110)는 기폭 또는 압력에 따른 사전 모델링 분석을 통해 충격 또는 고압 취약 부위를 보완하도록 형성될 수 있다. 해치부(110)의 재질은 오스테나이트계 결정 구조를 가진 내부식성 소재일 수 있으며, 이러한 소재를 사용함으로써, 화학물질 누출 시 해치부(110) 재질이 부식되는 것이 방지될 수 있다. 예를 들어, 해치부(110)는 내화학성 및 내부식성이 있는 SUS316급 재질이 사용될 수 있다. 해치부(110)에서 기폭 시 최대 응력이 발생하는 취약 지점으로서 운용을 위한 7개의 구멍과 보호장치(154)는 ASME를 통해 설계될 수 있으며, AUTODYN을 통한 폭발 시뮬레이션을 이용한 검증에 기반하여 설계될 수 있다. 그리고 해치부(110)는 화학물질의 누출차단을 위해 연결부와 밀폐되도록 설계될 수 있으며, 기폭 및 중화 시 해치부(110)가 열리지 않도록 해치부(110)는 힌지 및 클램프 형태, 톱니바퀴 형태 또는 동급 이상의 안전장치를 탑재할 수 있다.
센서부는 디지털 방식으로 구현될 수 있고, 온도 센서(0~150℃) 및 압력 센서(0~500 MPa)를 포함할 수 있다. 포트는 샘플링(Sampling) 포트 2개, 기폭 와이어(Detonation wire) 포트 1개, 스프레이(Spray) 포트 1개, 그리고 드레인(drain) 포트 1개를 포함할 수 있다. 해치부(110)의 화학물질 누출차단은 작업자의 안전을 위해 중요하며, 향후 체계 및 시험 개발 시 핵심 요소이므로, 응용연구 단계에서 해치부(110)의 화학물질 누출차단 기술에 대해 필수적으로 검증이 이루어져야 한다.
화약 기폭 시 폭발압력을 낮추고 기폭 후 가스의 외부 유출을 방지하기 위해 진공(약 100 mbar)상태에서 기폭이 이루어질 수 있다. 폐기탄 처리장치는 진공 라인(130, vacuum line)과 드레인 라인(140, drain line)을 구비할 수 있다. 해치부(110)의 손상을 방지하기 위해, 해치부(110) 내부에 보호장치(154)가 탑재될 수 있다. 폭발압력과 탄체 파편 거동 해석을 통해 보호장치(154)의 두께가 설계될 수 있으며, 이에 기초하여 해치부(110)가 형성될 수 있다. 해치부(110)는 기폭 와이어, 중화제 주입 및 화학물질 배출이 용이한 구조로 형성될 수 있다. 기폭 와이어 포트, 샘플링 포트, 스프레이 포트, 그리고 드레인 포트의 위치는, 필요에 따라 와이어들 간의 꼬임을 방지할 수 있도록 배치될 수 있다. 해치부(110)는 외부와 내부에 기폭 와이어를 연결하기 위한 고압 전용 피드스루를 구비할 수 있다. 예를 들어, 해치부(110)는 상부, 하부, 그리고 중앙에 샘플링 포트, 스프레이 포트, 드레인 포트 위치를 최적화하도록 설계될 수 있다. 또한, 해치부(110)는 챔버부(100)의 회전 시 케이블이 꼬이지 않도록 슬립링 회전방식을 가질 수 있다. 샘플링 포트, 스프레이 포트, 그리고 드레인 포트의 경우, 화학탄의 오염으로 인한 작업자의 안전에 대한 위험요인이 존재한다. 해치부(110)는 로드 록(Load Lock) 기능을 가져, 안전하게 개폐 작업을 구현할 수 있다.
구동부(120)는 챔버부(100)의 회전 구동력을 제공하여 챔버부(100)를 미리 설정된 회전속도로 회전시킨다. 일 실시예에 따른 폐기탄 처리장치는 챔버부(100) 내부로 중화제 공급이 필수적으로 요구되므로, 챔버부(100)가 360도 회전할 수 있어야 한다. 구동부(120)는 챔버부(100)의 회전속도가 0.1∼100 RPM 범위 내에서 가변하도록 조절될 수 있다.
구동부(120)는 물 기준, 챔버부(100) 부피의 2/3 용량을 구동할 수 있는 모터 용량으로 360도 회전할 수 있도록 구비될 수 있다. 또한, 구동부(120)는 회전 속도 1∼2 RPM 가변적으로 챔버부(100)를 회전시키는 동력을 제공한다. 구동부(120)는 교반 부위의 손상을 방지하기 위해 기폭 후 기어박스를 연결할 수 있도록 제작될 수 있으며, 챔버부(100) 하단에 보조구동을 위한 장치를 포함할 수 있다.
폐기탄 처리장치는 구동부(120)의 구동을 위해 전원부를 포함할 수 있다. 전원부는 입력전원으로 상전원(220 V/AC)을 사용할 수 있으며 운용에 필요한 AC 전원 또는 DC 전원을 변환하여 공급할 수 있다. 전원부는 100 kW급 이상 발전기(208-380 V/AC, 단상 또는 3상)를 포함할 수 있다. 챔버부(100)를 현장에서 손쉽게 적용하기 위한 전력 공급 시스템이 확보될 수 있다.
챔버부(100) 내에 화학작용제 투입 후 교반을 위하여, 챔버부(100)를 360도 회전시킬 필요가 있다. 중화제 혼합에 대한 신뢰성을 확보하기 위해, 챔버부(100) 회전에 대한 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서는 rpm 디스플레이 센서를 포함할 수 있다. 그리고 폐기탄 처리장치는 챔버부(100)의 회전 후 구동 종료를 위한 감속장치를 포함할 수 있으며, 챔버부(100)의 정위치를 위한 센서도 포함할 수 있다. 구동부(120)는 유압을 이용한 구동장치 상승과 하강 시스템을 포함할 수 있다. 구동부(120)는 충격에 의한 파손 예방 기능을 갖고, 최대 약 2rpm으로 회전 및 원격으로 구동을 제어하기 위한 모터를 포함할 수 있다. 구동부(120)의 구동모드는 기폭시와 중화제 투입시로 구분할 수 있다. 기폭시 구동모드는 챔버부(100)를 고정할 수 있으며, 중화제 투입시 구동모드는 챔버부(100)를 회전시킬 수 있다.
지지부(102)는 챔버부(100)의 회전 움직임을 지지하며, 폐기탄 처리장치의 전체적인 구조를 지지할 수 있다. 지지부(102)는 현장처리장치의 고정용 구조물을 포함할 수 있다. 지지부(102)는 현장처리장치의 무게와 중화 시 챔버부(100)의 회전을 고려하여 고정용 구조물 형태로 제작될 수 있다. 현장처리장치 고정용 구조물은 챔버부(100)의 회전 시 사용되는 터닝롤러와 일체형을 이루도록 제작될 수 있다. 그리고 지지부(102)는 현장 처리장치의 이동을 고려한 무게 및 높이를 고려하여 제작될 수 있다.
폐기탄 처리장치는 진동 및 소음 저감부를 포함할 수 있다. 진동 및 소음 저감부는 기폭 시 발생하는 진동 및 소음을 감소시키는 장치이다. 화학탄의 기폭으로 인해 발생하는 챔버부(100)의 진동 및 소음의 감소가 필요하다. 기폭 시 예상되는 진동에 의한 회전 구동장치 파손 및 얼라인(Align) 이탈로 인한 장비의 신뢰성이 진동 및 소음 저감부의 설계에 고려될 필요가 있다. 또한, 기폭 시 예상되는 소음 발생으로 인한 구동장치 진동을 감소시키기 위해, 진동 및 소음 저감부는 우레탄 롤러를 포함할 수 있다. 챔버부(100)를 포함하여 진동 및 소음 저감이 필요한 부분에는 고무 또는 우레탄 소재의 흡음재가 부착될 수 있다. 그리고 펌프 사양에 따라, 진동 및 소음 저감부는 소음기를 포함할 수 있다.
폐기탄 처리장치는, 챔버부(100) 내에서 폐기탄(10)의 기폭해체 후 중화제 공급으로 챔버 내부를 중화반응으로 처리하는 중화 처리부를 더 포함할 수 있다. 중화 처리부는 부산물처리 및 중화제 처리와 관련된 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 화학반응이 발생하지 않는 안전한 용기, 각종 케이블(전원, 통신 등), 호스류, 중화제 공급 및 액상폐기물 등 액상류 이동을 위한 펌프류(공급/배수의 정량펌프) 등을 포함할 수 있다. 중화 후 액상폐기물을 보관하고 운반하는 용기는 화학반응이 발생하지 않는 안전한 용기일 수 있다. 내부 압력 발생 시 외부로 배기가능한 UN 인증 위험물 저장 용기에 대해 관계기관과 긴밀한 협의 하에 상용제품 형태의 제품이 제작될 수 있다.
일 실시예에 따른 폐기탄 처리장치는 부대장비를 포함할 수 있다. 여기서, 부대장비는 가열 시스템을 포함할 수 있다. 가열 시스템은 주 가열 시스템과 부 가열 시스템을 포함할 수 있다. 주 가열 시스템은 스팀식 가열 장비를 포함할 수 있다. 주 가열 시스템은 25~50kw, 1HP급 보일러 및 챔버부(100) 내부에 중화제를 이송할 수 있는 정량펌프를 포함할 수 있다. 그리고 부 가열 시스템은 자켓형 밴드 히터를 포함할 수 있다. 부 가열 시스템의 경우 가열을 위한 열선은 챔버부(100)에 전류를 흐를 수 있게 만들 수 있으며, 이는 사고로 연결될 수 있는 매우 중요한 요소로 고려될 수 있다. 이에 따라 가열 시스템의 절연성에 대한 사전검토가 필수적으로 요구된다. 예를 들어, 가열 시스템은 절연성을 고려한 세라믹 히터를 포함할 수 있다.
그러면 일 실시예에 따른 폐기탄 처리방법에 대해 상세히 설명한다.
도 5는 일 실시예에 따른 폐기탄 처리방법을 단계적으로 도시한 흐름도이며, 도 6은 도 5에서 폐기탄 장입과정을 구체적으로 구분하여 도시한 흐름도이다.
일 실시예에 따른 폐기탄 처리방법은 탄홀더 인출단계(S502), 폐기탄 탑재단계(S504), 선상성형작약 장착단계(S506), 탄홀더 장입단계(S508), 점화선 및 뇌관 연결단계(S510), 폐기탄 해체단계(S520), 중화제 처리단계(S530), 샘플링 처리단계(S540), 폐기액 배출단계(S550), 그리고 부산물 제거단계(S560)를 포함한다.
탄 홀더 인출단계(S502)는 챔버부(100)의 일측에 결합한 해치부(110)를 개방 후 탄 홀더부(160)를 인출하는 단계이다. 해치부(110)가 챔버부(100)의 일측에 밀폐형 개폐구조로 결합된 상태에서, 해치부(110)가 개방되고, 챔버부(100) 내부에 구비된 탄 홀더부(160)가 슬라이딩 이동하면서 외부로 인출된다.
폐기탄 탑재단계(S504)는 기폭해체 대상의 준비된 폐기탄(10)을 탄 홀더부(160)에 탑재하는 단계이다. 탄 홀더부(160)에서 ㄷ자형 가이드 내측에 폐기탄(10)이 안착되도록 탑재된다.
선상성형작약 장착단계(S506)는 폐기탄(10)에 선상성형작약(170)을 장착하는 단계이다. 폐기탄(10)을 기폭하기 위해 폐기탄(10)에 선상성형작약(170)을 장착된다. 선상성형작약(170)은 폐기탄(10)의 길이방향을 따라 장착될 수 있다.
탄홀더 장입단계(S508)는 챔버부(100) 내에 구비된 파편억제부(150) 내부로 폐기탄(10)이 탑재된 탄 홀더부(160)를 장입시키는 단계이다. 폐기탄(10)에 선상성형작약(170)이 장착된 상태에서 탄 홀더부(160)가 챔버부(100) 내부로 이동한다. 탄 홀더부(160)는 파편억제부(150)에 슬라이딩 이동하여 챔버부(100) 내부로 장입된다.
점화선 및 뇌관 연결단계(S510)는 챔버부(100)에서 개방된 해치부(110)를 닫고 폐기탄(10)의 폭발을 위한 점화선 및 뇌관(금속선 폭발형(EBW ; Exploding Bridge Wire) 기폭관을 포함)을 연결하는 단계이다. 챔버부(100) 내부에 폐기탄(10)이 장입된 상태에서, 개방된 해치부(110)를 닫고 외부에서 폐기탄(10)의 기폭을 제어하기 위해, 제어부와 선상성형작약(170)이 점화선 및 뇌관으로 연결된다.
폐기탄 해체단계(S520)는 선상성형작약(170)을 기폭하여 폐기탄(10)을 해체하는 단계이다. 폐기탄(10)의 기폭모드에 따라 수동 또는 자동모드로 폐기탄(10)이 해체된다.
중화제 처리단계(S530)는 중화제 투입후 챔버부(100)를 히팅 교반하는 단계이다. 폐기탄(10)이 화학탄인 경우 챔버부(100) 내부는 중화제 공급으로 처리된다.
샘플링 처리단계(S540)는 챔버부(100) 내에서 액체와 기체를 샘플링 처리하여 외부로 배출하는 단계이다. 중화제 처리단계 이후 챔버부(100) 내부에 잔류하는 액체와 기체가 외부로 배출된다.
폐기액 배출단계(S550)는 챔버부(100) 내에 잔류하는 폐기액을 외부로 배출하는 단계이다.
부산물 제거단계(S560)는 챔버부(100)에서 닫힌 상태의 해치부(110)를 개방 후 챔버부(100) 내부에 잔류하는 부산물을 제거하는 단계이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10 ; 폐기탄 100 ; 챔버부
102 ; 지지부 104 ; 오링
110 ; 해치부 112 ; 금속라이너
120 ; 구동부 130 ; 진공 라인
140 ; 드레인 라인 150 ; 파편억제부
152 ; 이동 가이드부 154 ; 보호장치
160 ; 탄 홀더부 170 ; 선상성형작약

Claims (8)

  1. 기폭해체 대상의 폐기탄이 놓이는 기폭해체 공간이 구비되는 밀폐형 구조를 가지며, 일측이 개폐되는 챔버부,
    상기 챔버부의 내부에 구비되어 상기 챔버부의 길이방향을 따라 이동하며, 상기 폐기탄을 지지하는 탄 홀더부,
    상기 챔버부의 일측에 밀폐형 개폐구조로 결합되어 상기 폐기탄이 상기 챔버부의 내부로 삽입되거나 또는 외부로 배출되는 통로를 개폐하는 해치부,
    상기 챔버부의 회전 구동력을 제공하여 상기 챔버부를 미리 설정된 회전속도로 회전시키는 구동부, 그리고
    상기 챔버부의 회전 움직임을 지지하는 지지부
    를 포함하는 폐기탄 처리장치.
  2. 제1항에서,
    상기 챔버부의 내부에서 상기 폐기탄의 기폭해체 후, 상기 챔버부의 내부로 중화제를 공급하여, 챔버 내부를 중화시키는 중화 처리부를 더 포함하는 폐기탄 처리장치.
  3. 제1항에서,
    상기 챔버부의 내부에서 상기 탄 홀더부를 감싸는 형상을 갖는 파편억제부를 더 포함하는 폐기탄 처리장치.
  4. 제3항에서,
    상기 탄 홀더부는 상기 폐기탄을 상기 챔버부의 내부로 슬라이딩 이동시키며, 상기 폐기탄의 장착을 유도하는 ㄷ자형 가이드를 포함하는 폐기탄 처리장치.
  5. 제4항에서,
    상기 파편억제부의 내측에 구비되어 상기 탄 홀더부의 슬라이딩을 안내하는 이동 가이드부를 더 포함하는 폐기탄 처리장치.
  6. 제1항에서,
    현장처리 관련 제어동작을 수행하는 제어부로부터 공급되는 기폭 제어신호의 입력에 따라 상기 챔버부의 내부에 놓인 상기 폐기탄을 기폭시키는 기폭부를 더 포함하는 폐기탄 처리장치.
  7. 제1항에서,
    상기 챔버부의 내부에서 상기 폐기탄의 기폭시 발생하는 온도, 압력, 그리고 챔버부 변위량을 검출하는 감지부를 더 포함하는 폐기탄 처리장치.
  8. 챔버부의 일측에 결합된 해치부를 개방 후 탄 홀더부를 인출하는 탄홀더 인출단계,
    기폭해체 대상으로 준비된 폐기탄을 상기 탄 홀더부에 탑재하는 폐기탄 탑재단계,
    상기 폐기탄에 선상성형작약을 장착하는 선상성형작약 장착단계,
    상기 챔버부 내에 구비된 파편억제부 내부로 상기 폐기탄이 탑재된 상기 탄 홀더부를 장입시키는 탄홀더 장입단계,
    상기 챔버부에서 개방된 상기 해치부를 닫고 상기 폐기탄의 폭발을 위한 점화선 및 뇌관을 연결하는 점화선 및 뇌관 연결단계,
    선상성형작약을 기폭하여 상기 폐기탄을 해체하는 폐기탄 해체단계,
    중화제 투입후 상기 챔버부를 히팅 교반하는 중화제 처리단계,
    상기 챔버부의 내부에서 액체와 기체를 샘플링 처리하여 외부로 배출하는 샘플링 처리단계,
    상기 챔버부의 내부에 잔류하는 폐기액을 외부로 배출하는 폐기액 배출단계, 그리고
    상기 챔버부에서 닫힌 상태의 상기 해치부를 개방 후 상기 챔버부 내부에 잔류하는 부산물을 제거하는 부산물 제거단계
    를 포함하는 폐기탄 처리방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3515755B2 (ja) 2000-12-26 2004-04-05 神鋼テクノ株式会社 化学弾解体システムおよび化学弾解体方法
JP3672540B2 (ja) 2002-04-22 2005-07-20 神鋼テクノ株式会社 化学弾解体設備
JP3688564B2 (ja) 2000-07-24 2005-08-31 株式会社神戸製鋼所 化学爆弾解体設備
KR101488702B1 (ko) 2013-06-14 2015-02-04 국방과학연구소 고폭탄 폭발시험용 실내시험장의 방폭구조물
WO2016171794A1 (en) 2015-03-02 2016-10-27 Nostromo Holdings, Llc Low collateral damage bi-modal warhead assembly

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3688564B2 (ja) 2000-07-24 2005-08-31 株式会社神戸製鋼所 化学爆弾解体設備
JP3515755B2 (ja) 2000-12-26 2004-04-05 神鋼テクノ株式会社 化学弾解体システムおよび化学弾解体方法
JP3672540B2 (ja) 2002-04-22 2005-07-20 神鋼テクノ株式会社 化学弾解体設備
KR101488702B1 (ko) 2013-06-14 2015-02-04 국방과학연구소 고폭탄 폭발시험용 실내시험장의 방폭구조물
WO2016171794A1 (en) 2015-03-02 2016-10-27 Nostromo Holdings, Llc Low collateral damage bi-modal warhead assembly

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