KR20000048694A - 원격 조작용 전송 시스템 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 시스템 및 장치는 무인지역 내에서의 하중의 전달을 위해 기술된 것이다. 본 발명의 장치는 무인지역내의 소정의 바람직한 경로를 따르는 길다란 도관과, 상기 무인지역내의 환경으로부터 밀폐된 도관의 내부, 상기 길다란 도관내에서 이동할 수 있는 셔틀수단과 상기 도관을 따라 이 셔틀수단을 추진시키는 통합 내장형 구동수단, 상기 길다란 도관 외측에 위치되어 그것 상에 하중을 휴대하는 종속된 보기수단을 구비하여 구성되고, 상기 셔틀수단이 상기 종속된 보기수단에 대한 자기 커플링수단을 갖추어, 상기 보기수단이 상기 길다란 도관에 대해 상기 셔틀과 실질적으로 경계를 접하며 이동되고, 상기 셔틀수단이 정화의 필요성 없이 무인지역으로 접근 가능하도록 된 것이다.

Description

원격 조작용 전송 시스템 및 장치{TRANSPORTATION SYSTEM AND APPARATUS FOR REMOTE HANDLING}

무인지역내에서는, 때때로 하중이 원격으로 조작되거나 이동되어질 필요가 있다. 이러한 하중은 위험할 수 있고, 무인지역 내의 환경은 인체에 해로울 수 있다. 환경은 반드시 인체에 해롭지 않을 수 있으나 예컨대, 제약물질이나 전자적인 디바이스를 다루는 경우와 같이 기밀 유지상태내에 그것을 보존시키도록 무인으로 될 필요가 있다.

US-A-4 682 927에는 세정 전달장치가 공지되어 있는 바, 전자 디바이스의 제조를 위한 실리콘 웨이퍼의 가벼운 하중이 세정 터널을 경유하여 한쪽 크린룸으로부터 다른 쪽 크린룸으로 전송된다. 실리콘 웨이퍼는, 터널 내에서 휠상에서 회전하는 구동카트상에서 전송되는 바, 이 카트는 전기모터로부터의 자기 커플링에 의해 구동되고, 휠 구동 카트가 세정 터널 외측에 위치된다. 그러나, 가벼운 하중만이 고려된 것으로, 구동 휠 카트의 마찰은 상대적으로 고려되지 않았다.

원자력산업에서 위험물을 다루는 경우에 있어서는, 통상적인 전기모터 구동부를 채용하는 전송위닛 또는 "보기(bogy)"가 주로 사용되는 바, 모터로의 전기 공급은 보기가 이동됨에 따라 느슨하게 풀거나 케이블의 처짐을 죄는 엄빌리컬 케이블(umbilical cable) 및 릴장치에 의해 제공된다. 이러한 전송장치는 중요 구동부가 이동하는 보기상에 장착되고, 이에 따라 환경내의 오염에 노출되는 단점을 갖는다. 보기 구동부나 전원 공급부의 고장이 발생될 때, 유지 보수나 수리를 위한 구성요소의 수반되는 복구는 사람의 접촉 전에 수행되어야 하는 정화(淨化)과정에 기인하여, 많은 비용이 들게된다. 더욱이, 유인지역과 무인지역 사이의 경계면의 보존성을 보호하기 위해서, 복잡하고 비싼 플라스크로 된 장치가 고안되어 결점이 있는 구성요소를 복구하거나 정상적인 유지보수를 수행하도록 한다.

고준위 폐기물의 저장을 위한 소위 "케이브(cave)"내로 이동될 필요가 있는 하중의 중량은 대개 4 내지 5톤이고, 때때로는 10톤 이상이 된다.

GB-A-958 974호에는 터널 외부로의 자기 커플링 수단에 의해서, 방수터널내에서 이동하는 휠이 형성된 버킷(bucket)내에 장비나 생산물을 전송하기 위한 시스템이 나타내진다.

US-A-4 392 435호에는, 소위 선형모터 구동에 의해 밀폐된 터널내에서 물질을 전송하기 위한 수단이 나타내진다. 또한, 이 종래 기술은 터널내의 방사능 연료봉 물질의 부양 및 가공이 기재된다.

기본적으로 상기된 참조는, 유인지역 내에 존재하거나 유인지역을 거쳐 통과하는 밀폐된 방수터널 내의 "기밀유지가 필요(sterile)"하거나 해로운 물질의 봉쇄가 기재된다.

본 발명의 목적은, 예컨대 무인지역 내에서 해로운 물질을 위한 전송 시스템을 위한 장치를 제공하는 것인바, 보기와 같은 전송 모듈이 무인지역 내에서 고장날 수 있고 자주 유지보수할 필요가 있는 최소한의 활동 구성요소를 갖도록 된 것이다.

본 발명은 무인지역 및 환경에서 하중(荷重;load)의 이동의 제어를 위한 시스템에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 장치 및 시스템의 중요 구성요소와 그것들의 상대적인 배치를 도식적으로 나타낸 도면,

도 2는 도관의 단면형상의 다른 선택을 나타낸 도면,

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 제1실시예의 장치를 각각 도식적인 단면 및 부분적인 측면을 나타낸 도면,

도 4는 제2실시예의 도식적인 단면도,

도 5는 제3실시예의 도4와 유사한 도면,

도 6은 본 발명에 따른 제4실시예의 장치의 도식적인 단면도,

도 7은 도 6의 라인 7-7 상에서 도 6의 장치의 평면도,

도 8은 제5실시예의 도 6과 유사한 도면,

도 9는 도 8의 셔틀 및 보기의 구동장치의 도식적인 평면도,

도 10은 본 발명에 따른 장치의 제6실시예의 보기 구동셔틀의 부분 및 도관 의 섹션을 나타낸 도면,

도 11은 제6실시예의 장치를 통한 방사상 단면부를 나타낸 도면,

도 12는 도 10에 나타낸 셔틀과 연관된 보기 부양수단의 정면도,

도 13은 라인 13-13을 따른 도 12의 보기 부양수단의 평면도,

도 14는 제6실시예의 보기 부양수단에서 사용되는 전자석 배치를 상세하게 나타낸 도면,

도 15는 도 10 내지 도 14의 셔틀의 부양수단의 십자형상 배치를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따르면, 무인지역 내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템이 무인지역내의 소정의 바람직한 경로를 따르는 길다란 도관과, 상기 무인지역내의 환경으로부터 밀폐된 도관의 내부, 상기 길다란 도관내에서 이동할 수 있는 셔틀수단과 상기 도관을 따라 이 셔틀수단을 추진시키는 통합 내장형 구동수단, 상기 길다란 도관 외측에 위치되어 그것 상에 하중을 휴대하는 종속된 보기수단을 구비하여 구성되고, 상기 셔틀수단이 상기 종속된 보기수단에 대한 자기 커플링수단을 갖추어, 상기 보기수단이 상기 길다란 도관에 대해 상기 셔틀과 실질적으로 경계를 접하며 이동되고, 상기 셔틀수단이 정화의 필요성 없이 무인지역으로 접근 가능하도록 된 것이다.

예컨대, 무인지역은, 소위 크고 무거운 스테인리스스틸 드럼내에 저장되고 그라우트(grouted) 된 고준이 방사능 폐기물의 저장을 위한 "케이브"인 바, 몇몇 경우에는 대략 10톤의 무게가 나가며 때때로 케이브내로 이동될 필요가 있다.

셔틀수단은, 수리 및 유지보수를 위해 도관의 양 선단이나 한 선단에서 또는, 이 도관 선단들의 중간 위치에서 접근될 수 있다.

유인 및 무인지역은 충분한 보호특성을 갖춘 벽과 같은 적절한 접합면에 의해 분리될 수 있다. 도관의 선단은 접합면을 돌파함으로써, 유인지역으로부터 쉽게 접근될 수 있다. 방사능 물질의 저장을 위해 사용되는 무인지역에는, 셔틀이 접근되는 지역의 필요한 방사능 물질에 대한 소정의 방호가 물론 채용된다. 그러나, 적어도 환경이 사람들에게 해로운 경우에 있어서, 도관의 내부는 무인지역내의 환경으로부터 밀폐된다.

무인 및 유인지역의 환경은 상기된 바와 같이 서로에 대해 상호 밀폐되는 바, 무인지역에서 유독하거나 그렇지 않으면 해로운 물질이 조작되거나, 인체나 살아 있는 유기체의 존재가 들어오지 못하게 한다. 예컨대, 의학적인 물질을 다루는 "세정" 어셈블리 지역과 같은 무인지역의 경우에는, 무인지역이 포지티브 대기압을 갖출 수 있는 바, 예컨대 인접한 유인지역으로 공기의 총 유출을 야기시킨다.

무인지역은, 예컨대 바닥부상의 휠이나 바닥부상의 레일상의 플랜지가 형성된 휠과 같이 그 위에서 보기가 이동할 수 있는, 예컨대 콘크리트 또는 금속의 통상적인 수평 바닥부를 갖출 수 있다. 그러나, 이하에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 보기는 지지하는 휠상에서의 이동에 한정되지는 않는다. 도관은 원형, 직4각형, 타원형이나, 다이아몬드 형상과 같은 바람직한 단면형상을 갖춘 튜브일 수 있다. 그러나, 예컨대 곡선으로 형성됨으로써 보다 쉽게 다루어 질 수 있으므로, 많은 경우에 있어서는 원형 및 직4각형 섹션이 바람직하다. 도관은 무인지역의 바닥부 상이나 상부에 지지되거나, 바닥내에 매설되거나, 시트 금속 바닥부 아래에서 띄워지거나, 천장으로 부터 지지 될 수 있다.

그러나, 무인지역 또는 반대 방향으로의 오염 통로를 제공할 수 있음에 따라, 도관의 내부 체적이 무인지역 내의 환경에 접근되지 않게 하는 것이 바람직한 바, 이에 따라 도관이 위치되거나 배향된다. 유인지역의 환경이 부적당한 경우에 있어서는, 기본적으로 도관의 내부지역은 무인지역에 접근될 수 없도록 된다.

그러나, 예컨대 안전지역 내의 금속 마루 아래에 도관이 위치되는 곳에서는, 도관이 길이방향 길이의 적어도 부분을 따라 가동되는, 예컨대 슬롯을 갖추는 것이받아들여질 수 있는 바, 예컨대 전기공급을 위해 셔틀로의 접근이 제공될 수 있다. 이와 같은 설치에 있어서, 금속 바닥부는 도관 내부를 무인지역 내의 환경으로부터 분리시키거나 밀폐시키는 수단을 구비할 수 있다. 이러한 고려는, 이하 상세히 설명된다.

도관의 재료는, 예컨대 스테인리스스틸 등과 같은 비자기성인 것이 바람직하다.

도관은 소정의 바람직한 경로나 무인지역을 거치는 통로를 따르게 되고, 2개 이상의 도관이 접합되어 특별한 보기의 이동 방향을 변화시킬 수 있도록 하는 교차점을 갖출 수 있다.

기본적으로, 셔틀은 셔틀의 영향 아래에서 이동하는 수동장치인 보기에 구동수단을 제공하는 장치 및 시스템의 동적인 구성요소를 구비하여 구성된다. 도관내에서 셔틀의 이동수단은 문제되는 장치의 요구조건을 충족시키는 것이 될 수 있다. 하나의 실시예에 있어서, 이동을 제공하기 위해 셔틀은 도관의 내부 표면에 속박된휠을 운전하기 위한, 예컨대 내장형 전자 모터/기어박스를 갖출 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 셔틀은 슬라이더를 따른 부양 및/또는 이행(移行)을 제공하기 위한 선형모터를 갖추는 바, 수동 안내휠이나 슬라이더가 도관 내부로의 속박을 위해 제공된다.

그러나, 다른 실시예에 있어서, 셔틀은, 소위 자기 베어링에 의해 띄워지는 회전가능 샤프트의 띄움과 유사한 방법으로 전자석에 의해 생성된 흡인 자기력에 의해 도관내에서 띄워질 수 있는 바, 요구되는 위치로 셔틀을 유지시키기 위해 사용되는 도관이나 수동의 종동 롤러나 슬라이더내의 셔틀을 유지시키기 위해 유사한 제어시스템이 채용된다. 도관을 따른 이행은 통상의 전기모터/기어박스/휠구동부 또는 선형모터수단에 의해 영향받을 수 있다.

도관을 따른 셔틀의 이행이 선형모터 구동수단에의해 제공되는 경우에는, 알루미늄 반응판이 도관에 고정되거나, 그렇지 않으면 도관과 연관될 수 있다.

셔틀에 대한 전기적인 전력 공급 및/또는 제어신호는, 예컨대 엄빌리컬 케이블 및 연관된 릴장치에 의해 제공될 수 있거나, 도관의 내부에 위치되고 이것과 함께 셔틀상의 적당한 접촉수단과 연결되는 버스 바(bus bar)/전기 레일에 의해 공급될 수 있다.

도관은 함께 접합되어 바람직한 길이의 연장된 길다란 길이를 함께 형성하는 실질적으로 동일한 부분을 갖춘 모듈 형태로 이루어질 수 있다. 한편, 2개 이상의 도관이 접합된 노드나 접합점을 형성하는 부분은, 또한 하나의 선형이나 만곡된 섹션으로 공통 접합 배치를 갖춘 모듈형태로 제공될 수 있다. 이러한 모듈 섹션은, 예컨대 버스 바와 같은 전기공급 설비를 포함할 수 있다. 필요한 곳에서, 무인지역으로부터 도관 내부의 보존성을 유지시키기 위해, 접합 배치가 연관된 밀폐수단을 포함할 수 있다.

보기는, 예컨대 안내를 위한 레일상의 통상적인 휠상에서 지지되고 가동될 수 있다. 그러나, 보기는 전자기적인 부양수단에 의해 띄워질 수 있다. 앞서의 경우에 있어서, 예컨대 휠이 형성된 지지의 경우에는, 보기의 이동에 있어서 상대적으로 큰 마찰성분이 지워지는 곳에서, 결합력은 셔틀에 의해 보기를 이동시키기 위한 대응되는 상대적으로 높은 측면 성분을 필요로 한다. 따라서, 선형모터 구동부 및 커플링수단이 바람직하다. 보기의 전자기적인 띄움이나 부상이 영향 받는 곳에서 후자의 경우, 실질적으로 마찰이 없이 관성이 극복되므로, 보기의 이동을 위해 요구되는 대응되게 상대적으로 낮은 측면 힘 성분이 요구된다. 따라서, 선형모터수단으로부터 구분되는 전자기적인 띄움이나 부양에 의한 커플링이면 충분하다. 일반적으로, 전자석 흡인에 의해 생성되는 측면 력이 흡인력의 대략 10%이다. 보기의 띄움이나 부양을 선호하는 또 다른 이유는, 결과적으로 마찰이 없는 에어 갭이 안내 레일상에 떨어질 수 있고 휠 지지된 보기와 함께 사용될 수 있는 소정의 파편 상에 걸쳐 보기가 움직이도록 허락하기 때문이다. 더욱이, 휠 베이링과 휠 및 레일 접촉으로부터의 구르는 마찰 저항에 더하여, 무인지역 주위에서 움직이는 폐기물로부터 레일상에 쌓이는 파편에 기인하여 시간 의존성이 증가한다.

보기는 셔틀의 이동이 보기의 대응하는 이동을 유발시키도록 자기수단에 의해 셔틀에 이동가능하게 연동된다. 그러나, 이와 같은 자기수단은 실제에 있어서는 대안적인 장치를 구비하여 이루어진다. 예컨대, 보기는 선형 모터수단에 의해 셔틀과 연동될 수 있는 바, 보기는 반응판을 갖추고 셔틀을 선형모터 커플의 필요한 코일 권선을 갖는다. 보기는 선형 모터에 의해 부양됨으로써 셔틀 이동과 경계를 접하며 이동될 수 있다. 또한, 바람직한 위치나 고도 또는 배향으로 보기가 기계적으로 안내되거나 유지되도록 수동 휠, 라이더, 슬라이더 또는 자키 휠과 같은 다양한 부가적인 안내수단이 제공될 수 있다.

한편, 보기는 보기상의 영구자석이나 철 반응 코어와 반응하는 셔틀에 의해 운반되는 전자석에 의해 생성된 자기력에 의해 셔틀에 이동가능하게 결합될 수 있다. 상기된 바와 같이, 예컨대 레일과 협동하는 휠을 포함하는 기계적인 안내수단이 보기상에서 통합될 수 있다.

또 다른 실시예에 있어서, 보기는 흡인 자력에 의해 도관에 대해 띄워질 수 있다. 셔틀은 그 몸체에 대해 위치된 전자석과 통합되어, 보기를 부양할 수 있는 바, 제어는, 예컨대 회전 샤프트의 띄움을 위한 자기 베어링에서 채용되는 제어시스템과 유사한 제어시스템에 의해 제공될 수 있다.

상기된 다른 보기나 셔틀 및 도관 구성은 본 발명의 시스템 및 장치는 기술적으로 호환 가능한 수단의 소정 결합을 채용할 수 있다.

본 발명의 중요 장점은 보기만이 무인환경 내에서 소정의 부적절한 환경에 노출되고, 이 보기가 대부분의 실시예에서 최소한의 이동 부분으로 구성되며, 몇몇 실시예에서는 이동 가능한 셔틀 유닛 그 자체와 다른 이동부분이 없다는 것이다. 그러므로, 적은 브레이크 다운과 낮은 유지보수의 필요성에 기인하여 신회성이 향상되고, 비용이 저감된다. 그러나, 셔틀의 신뢰성이 원래되로일 지라도, 그럼에도 불구하고 셔틀을 위한 정화공정이 없고 유지 및/또는 수리를 위해 쉽게 접근할 수 있도록 되므로, 전송 및 조작 시스템의 유용성이 크게 향상된다. 특히, 본 발명의 장치는 신뢰할 수 없는 엄빌리컬 케이블 및 릴장치가 무인지역으로부터 제거된다.

보기상에서의 또는 보기로부터 제거되는 하중의 조작 및 위치조정은 무인영영 내에 위치되고 원격 제어되는 크래인 및/또는 조정장치에 의해 영향 받을 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 시스템 및 장치의 일반화된 도식적인 도면이 참조부호 10으로 나타내 진다. 무인지역은 참보부호 12로 가리켜 지고, 유인지역은 14로 가리켜 지는바, 두 지역이 경계면, 이 경우에 있어서는 벽(16)에 의해 분리된다. 도관(18)이 구비되는 바, 이 도관의 내부지역(20)은 유인지역(14)으로부터 접근될 수 있지만 무인지역(12)으로부터 접근될 수 없게 된다. 도관(18)의 내측에는 엠빌리컬 케이블(24; 전력 및 제어신호를 제공하기 위한 다른 수단이, 이하에서와 같이 기존 방식과 다르게 채용될 수 있다는 것을 명심하자.)을 통해 공급된 전력 및 제어신호의 결과로써 이동하는 이동가능한 셔틀(22)인 바, 케이블(24)은 그것의 다른 선단에 릴(reel)장치(26)를 구비한다. 케이블(24) 및 릴장치(26)는 유인지역(14)내에 있고, 유인지역(14)으로부터 접근될 수 있다. 셔틀(22)은 제어 및 자기수단하에서 보기(28)가 셔틀을 따르도록 야기시키기 위해, 도관(18)을 통해 셔틀을 움직이게 하는 수단을 갖는바, 이하 다양한 실시예에 따라 보다 상세하게 기재된다. 보기는, 일반적으로 참조부호 30으로 가리켜 지는 하중을 휴대하기 위해 무인지역(12)의 환경 내에서 움직인다.

도 2는 채용될 수 있는 기존 방식과 다른 도관의 단면형상을 나타낸다.

본 발명의 제1실시예가 도 3a 및 도 3b에 나타내진다. 이 실시예에 있어서, 셔틀(22)은 선형모터에 의해 도관(18)을 통한, 이행 중 부양되고 구동되는 몸체를 구비하여 구성된다. 셔틀의 부양을 위한 코일(60; 단지 하나만 나타내진다)은 셔틀의 각 선단에 위치되고, (코일(60)도 이행을 제공함에도 불구하고) 이행 이동을 위한 코일(62)이 코일(18)의 하단에 고정된 알루미늄 반응판(64)과 함께 구비된다. 또한, 셔틀은 보기의 이행을 위해 보기(28) 내에서 철심(70)과 연동되는 자력선(68)을 생성하는 자석(66)을 휴대한다. 보기(28)는 보기내의 알루미늄 반응판(76)과 협동하는 셔틀의 선형 모터코일(74)에 의해 지지된다 (한편, 선형모터(74)가 전자석을 대신하여 이행을 제공할 수 있다). 수동 안내휠(78)이 셔틀상에 제공된다. 그 축에 대한 셔틀의 바람직하지 않은 회전을 방지하지 위해서, 안내휠(78)은 도관의 내부 표면상의 홈이, 레일 또는 플랜지(도시되지 않았음) 등과 같은 형태와 협동할 수 있다. 보기(28)가 선형모터(74)에 의해 부양되고 지지됨에도 불구하고, 그 길이방향 축에 대한 보기의 회전이나 불안정성을 방지하기 위해, 예컨대 인접한 레일(도시되지 않았음)에 접촉하는, 예컨대 휠이나 슬라이더(도시되지 않았음)와 같은 부가적인 안내수단이 채용될 수 있다. 보기의 이동은 셔틀 상의 전자석(66)과 보기상의 철 코어(70)간의 자기적인 연동에 의한다.

도 4는 제2실시예를 나타내는 바, 셔틀(22)은 전자석(100,102)에 의해 제공된 자기 플럭스에 의해서 도관(18)과의 접촉 없이, 셔틀과 도관(18)의 하단 및 보기의 밑면에 각각 고정된 철 코어(104,106) 사이에서 지지된다. 2개 이상의 전자석(100,102) 세트가 셔틀 몸체의 축 길이를 따라 제공될 수 있다. "A" 및 "B"로 가리켜지는 에어 갭(air gap)은 크기에 따라 참조부호 110으로 가리켜지는 적당한 제어시스템에 의해 플럭스 밀도를 변화시킴으로써 동적으로 제어될 수 있는 바, 제어시스템을 위한 신호는, 예컨대 엄빌리컬 케이블(도시되지 않았음)을 따라 공급된다. 적당한 제어시스템은, 일반적으로 자기 베어링으로 알려진 회전 샤프트의 현가장치를 위한 기술에서 공지된 시스템을 기초로 할 수 있다.

보기의 지지 및 셔틀 및 보기의 이행은, 예컨대 제1실시예에서 기재된 선형모터와 같은 소정의 적당한 수단에 의할 수 있다.

도 5는 제3실시에를 나타내는 바, 도관(18)은 타원형상 단면을 갖추고, 셔틀 및 보기의 부양은 전자석에 의해 생성된 자기 플럭스 흡인력에 의해 영향받는다. 셔틀(22)내의 전자석(120)에 의해 생성된 자기 플럭스는 도관(18)의 상부 평면부에 고정된 철 코어(122)와 연동되고 그것에 흡인되어 셔틀이 부양된다. 또 다른 2개의 전자석(126,128)은 보기의 스커트부(skirt portion)에 삽입된 철 코어(130,132)의 효력에 의해 보기(28)를 상부방향으로 흡인한다. 도관(18)은 도관의 길이를 따라 이격된 기둥(140)에 의해 무인지역(12)의 바닥부(138) 상부에 지지된다. 보기 및 셔틀(22)에 대해서 내부 및 상부 방향으로의 총 합력을 생성할 수 있도록, 보기의 철 반응 코어(130,132)는 부분적으로 도관을 에워싼다. 앞서 기술된 실시예에 따른, 소위 자기적인 베어링을 위해 채용된 그러한 제어시스템은 자기 플럭스 밀도를 변화시킴으로써 셔틀과 도관 및 보기 사이의 거리를 제어하는데 사용될 수 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 장치의 제4실시예를 나타낸다. 장치는 스테인리스스틸 시트로 제작된 직4각형 도관(152)과, 이 도관(152) 내를 이동가능한 셔틀(154) 및, 실질적으로 셔틀을 갖춘 도관을 따라 도관에 대해 이동가능한 보기(156)를 구비하여 구성된다. 도 7의 평면도는 확실성을 손상하지 않는 범위내에서 자세한 부분을 생략하여 단순화시킨 도면이다. 도관(152)은 기둥(160)에 의해 바닥부(158) 상부에 지지된다. 셔틀(154)은 레일(166)상에서 플랜지가 형성된 휠(164)에 의해 안내되고 도관(152)의 기부에 고정된 반응판(168)을 갖춘 선형모터(162)를 구비하여 구성된다. 상부 및 하부 지지암(172,174) 각각에 의해 캔틸리버 형식으로 견고하게 지지된 4개의 전자석(170)은 휠이 형성된 선형모터 구동유닛에 의해 휴대된다. 보기(156)는 도관(152) 주위에 배치되고, 상부 프랫폼(176)과, 이 상부 플랫폼(176)으로부터 수직하게 의존하는 사이드 암(178) 및, 리턴폴(182)이 전자석(170)과 수직하게 일치하도록 도관(152)의 부분 아래로 연장되는 전자석(170)을 위한 리던폴(return pole)을 갖춘 짧은 수평암(180)을 구비한다. 강도를 증가시키기 위해 보강 브래킷(184,186)이 구비된다. 도관의 길이는 셔틀의 전체 길이보다 다소 길게 될 수 있으나, 플랫폼(176) 상에 위치된 무거운 부하에 기인하여 그것의 안정성이 손상되지 않게 한다. 도관 내측상의 버스 바(192;bus bar)는 그것 상의 픽업(194;pick-up)을 매개로 전력 및 제어신호를 보기에 공급한다. 도관(152)은 함께 결합되도록 적용되어 연장된 길이를 형성하는 유닛으로 이루어진 모듈인바, 예컨대 방사능 폐기물의 저장을 위한 "케이브(cave)"를 통한 바람직한 경로를 따른다. 완만한 곡선에 의한 방향변화가 도관내에 만들어질 수 있다. 정지시, 전자석이 작용하지 않을 때, 짧은 암(180)의 저면은 바닥부(158)에 안착된다. 동작시, 전자석(170)은 활성화되어 폴(182)을 흡인하여 보기를 바닥으로부터 올리도록 하고, 이것을 도식적으로 참조부호 198로 나타낸 피드백 루프 제어시스템에 의한 제어방식으로 띄우는 바, 이 시스템은 제어신호가 폴 피이스(182;pole piece)의 상면(206)과 도관(152)의 저면(208) 사이의 소정의 허용된 에어 갭(204)을 유지시킬 수 있는 근접센서(200,202)를 갖춘다. 보기(156) 및 하중(190)이 공기내에 띄우지므로, 보기를 움직이기 위한 마찰 성분이 실질적으로 없게 되고, 전자석(170)에 의해 생성된 수평력 성분이 보기 및 하중를 실질적으로 경계를 접하며 충분이 움직이게 한다. 수직 에어 갭(204)을 제어하는 근접센서(200,202)에 더하여, 또 다른 센서(210,212)가, 보기가 셔틀에 대해 그리고 셔틀 위에서 실질적으로 일정한 위치로 남도록 하는, 예컨대 자석(170)의 자기장의 수평성분이 보기 및 하중를 가속하고 느리게 하는 관성에 의해 초과되지 않는 그러한 비율로 셔틀의 가속 및 감속을 제어할 수 있다. 도관에 대한 보기의 측면 위치제어는 셔틀상에 탑재된 4개의 또 다른 전자석(216; 도 7에는 단지 하나만 보인다)과 보기상에 탑재된 리턴 폴 부분(218; 도 7에는 단지 하나만 보인다)에 의해 영향 받는다. 제어시스템(198)에 대한 피드백 루프내의 센서(220,222)는 보기와 도관 사이에서 실질적으로 일정한 에어 갭(224)을 유지시킨다.

도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 장치의 제5실시예(300)의 도식적인 단면 및 평면도를 나타낸다. 이 실시예에 있어서, 장치는 셔틀(304)를 포함하고 도관 주위 및 셔틀 상부에 보기(306)를 갖춘 도관(302)을 구비하여 구성된다. 본 실시예에서는, 셔틀(304)은 레일(312)상의 플랜지가 형성된 안내휠(310)상에서 가동되고 도관(302)의 내측 표면에 고정된 반응판(314)을 매개로 구동되는 선형 구동모터(308)을 갖춘다. 도관은 도관의 측면 외부의 바닥으로의 접근을 허락하도록 기둥(316)상에 탑재된다. 선형모터 구동유닛(322)은 셔틀(304)상의 지지구조(320)에 탑재된다. 보기(306)는 하중(326)을 수용하기 위한 상부 플랫폼(324)과, 상부 플랫폼(324)으로부터 수직하게 종속되는 사이드 암(328) 및, 도관의 측면 외측부 바닥에서 연장되고 그곳에 고정된 선형모터 반응유닛(332)을 갖춘 짧은 측방향 암(330)을 갖는다. 그러나, 본 실시예에 있어서는 보기(306)가 에어 갭에 의해 띄워지지 않고 바닥부(338)상의 안내레일(336)상에서 가동되는 플랜지가 형성된 휠(334)상에 지지된다. 레일상에서 휠 및 축에 의해 야기되는 증가된 마찰과 레일상에 떨어지는 파편에 기인하는 동작 마찰의 점진적인 증가는 선형 구동모터(322,332)에 의해 보기로 제공되는 좀더 강력한 구동력을 필요로 한다. 이 실시예는 어느 정도 단순화된 제어시스템이 사용되는 것을 가능하게 하지만, 보기가 셔틀과 실질적으로 경계를 접하며 움직이고 정지하도록 보장하는 센서(340,342)가 채용된다. 이 실시예에 있어서, 보기를 구동시키는 선형모터는 브레이크를 걸어 보기의 속도를 낮추는 동안 역회전 될 수 있다.

상기 실시예에 있어서, 보기에 대해 2개의 선형 구동모터가 사용되고, 하나의 선형 구동모터가 도관에 대해 셔틀을 구동시키도록 사용된다. 그러나, 상기 실시예에 있어서 그리고 도 6 및 도 7을 참조하여 기술된 실시예에 있어서는, 셔틀 선형모터 구동수단(168,308)은, 예컨대 기어박스 및 종동휠을 거쳐 셔틀을 구동하는 보다 통상적인 내장형 모터(on-board motor)로 대체될 수 있다.

도 10 내지 도 15는, 이하에 기재되는 본 발명에 따른 장치의 제6실시예(400)의 다양한 도면이다. 장치는 기둥(404)상에 지지된 실린더형상 도관(402)과, 이것 내의 셔틀(406) 및, 도 11에 도시된 바와 같이 도관 주위에 배치된 보기(408)를 구비하여 구성된다. 셔틀은 도관내에 고정된 반응판(414)을 매개로 구동되는 선형모터 구동부(412)를 갖춘 중심 구동차(410)와, 도관내의 셔틀의 회전을 방지하는 반응판상의 안내휠상에서 가동되는 구동차(410) 및, 구동차(410)의 전방 및 후방에 각각 위치되는 전자석 서스펜션유닛(420,422)을 구비하여 구성된다 (도 10은 도관(402)내에서 구동차(410)만을 나타내는 반면, 도 12는 그들 사이로 삽입된 구동차(410)를 갖는 부양유닛(420,422)을 나타낸다.). 서스팬션유닛(420,422)은 구성 및 기능에 있어서 실질적으로 동일하고, 각각 십자형상으로 배열된(각각 2개 또는 4개의 전자석을 나타낸 도 14 및 도 15에서 보다 상세히 나타내진다.) 4개의 전자석(424)을 구비한다. 또한 각 전자석(424)은 프래임(426)을 포함하고, 이것의 부분(428)은 삼각형의 단면형상이고 U-형상 전자석 폴 피이스의 브릿지부(bridge part)를 이루는 바, 삼각형(428) 섹센은 도 14 및 도 15에 보다 상세히 나타내진 바와 같이 스패이서(430)에 의해 분리되는 것과 함께, 4개의 전자석이 자리잡는 것을 허락한다. 전자석(424)을 위한 코일 권선은 참조부호 432에 의해 표시된다. 또한, 프래임(426)은 만곡된 전자석 폴부분 면(440)을 원통형상 도관(402)의 내부표면으로부터의 소정거리로 유지시키기 위해 축(438)상에서 회전하는 스패이서 자키 휠(436;spacer jockey wheels)을 포함한다. 전방(420) 및 후방(422) 서스팬션 유닛을 중앙 구동차(410)에 연결시키기 위해, 스트랩(444;strap)이 구비된다. 일반적으로, 참조부호 450으로 가리켜지는 제어시스템이 구동차(410)내에 구비되어, 보기(408)를 띄우기 위한 전자석에 분배력을 제공한다. 보기는 하중(462)을 수용하기 위한 상부플랫폼(460)과, 수직하게 종속된 암(464)과 짧은 수평 방향의 암(466)으로 이루어진 단단한 골격을 포함하는 바, 암은 강성의 증진을 위하여 크로스 피이스(468;cross piece)에 의해 지지된다. 또한, 크로스 피이스(468)에는 전자석(424)의 면(440)과 함께 실질적으로 방사상으로 배치된 그곳으로 고정된 전자석 리턴 폴 피이스(470)가 고정된다. 셔틀 및 도관에 대해 보기의 요구되는 방사 배향을 유지시키기 위해, 짧은 수평방향 암(466)은 기둥(404)과 협동하는 저 마찰 미끄럼판(472)과 함께 구비된다. 그러나, 일정한 갭 및 보기의 바람직한 배향을 결과적으로 유지시키기 위해서 미끄럼판이, 예컨대 자키 휠이나 전자석으로 대체될 수 있다. 선형 구동모터(412) 및 제어시스템(450)에 대한 전력은 구동차(410)상의 픽업(도시되지 않았음)으로 도관의 내측을 따라 가동되는 버스 바(476)를 매개로 공급된다. 전자석(424)의 제어는, 소위 자기 베어링에 의한 샤프트의 서스팬션을 위해 사용되는 제어 시스템의 공지된 타입에 의해서 될 수 있다. 보기는 전자석에 의해 생성된 자기장에 의해 띄워지므로, 셔틀과 실질적으로 경계를 접하는 보기의 마찰이 없는 이동을 위한 실질적으로 일정한 에어 갭을 생성한다.

도 6 및 도 7에 나타낸 실시예에서 기술된 타입의 센서 및 제어시스템이 제6실시예에서 채용될 수 있다. 전자석(424)에 의해 생성된 자기장의 수평성분은 무거운 하중과 함께 보기를 충분히 움직일 수 있다. 그러나, 보기는 상기된 바와 같이 전자석에 의해 띄워질 수 있으나, 셔틀과 함께의 이행은 셔틀 및 보기상의 분리 선형모터 및 반응유닛에 의해 영향 받을 수 있다. 동일한 것이 도 6 및 도 7에 나타낸 실시예에 적용될 수 있다.

무인지역 내의 환경에 노출된 도관의 외부 표면과 다른 본 발명의 시스템 및 장치의 구성 성분인 보기가 제한을 주려는 의도가 없는 상기 실시예로부터 실현될 수 있게된다. 보기는 실질적으로 빈번한 유지보수가 요구되거나 갑작스럽게 실패할 수 있는 소수의 이동부분을 포함한다.

Claims (21)

1. 무인지역내의 소정의 바람직한 경로를 따르는 길다란 도관과, 상기 무인지역내의 환경으로부터 밀폐된 도관의 내부, 상기 길다란 도관내에서 이동할 수 있는 셔틀수단과 상기 도관을 따라 이 셔틀수단을 추진시키는 통합 내장형 구동수단, 상기 길다란 도관 외측에 위치되어 그것 상에 하중을 휴대하는 종속된 보기수단을 구비하여 구성되고, 상기 셔틀수단이 상기 종속된 보기수단에 대한 자기 커플링수단을 갖추어, 상기 보기수단이 상기 길다란 도관에 대해 상기 셔틀과 실질적으로 경계를 접하며 이동되고, 상기 셔틀수단이 정화의 필요성 없이 무인지역으로 접근 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 무인지역내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
2. 제1항에 있어서, 유인 및 무인지역의 환경이 서로에 대해 상호 밀폐되는 것을 특징으로 하는 무인지역내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 도관은 원형과 직4각형 타원형 또는 다이아몬드형상으로부터 선택된 단면을 갖는 튜브인 것을 특징으로 하는 무인지역내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
4. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 도관이 무인지역의 바닥부상 또는 상부에서 지지되거나, 바닥부내에 매설되거나, 바닥부 아래에서 지지되는 것을 특징으로 하는 무인지역내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
5. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 도관의 내부 체적이 무인지역 내의 환경에 접근할 수 없는 것을 특징으로 하는 무인지역내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
6. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 도관의 재료가 비 자기적인 것을 특징으로 하는 무인지역 내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
7. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 보기의 이동방향을 변화시킬 수 있도록 2개 이상의 도관을 접합시키는 것을 특징으로 하는 무인지역 내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
8. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 셔틀이 이동을 제공하는 도관의 내부 표면과 연결되는 휠을 구동시키는 내장형 전기모터/기어박스를 갖춘 것을 특징으로 하는 무인지역 내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 셔틀은 부양을 제공하는 선형 모터를 제공하는 것을 특징으로 하는 무인지역 내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
10. 제1항 내지 제7항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 셔틀은 도관을 따른 이행을 제공하기 위한 선형모터를 갖춘 것을 특징으로 하는 무인지역 내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
11. 제1항 내지 제8항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셔틀이 도관내에서 띄워지는 것을 특징으로 하는 무인지역 내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
12. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 셔틀로의 전기 공급이 엄빌리컬 케이블에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 무인지역 내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 셔틀로의 전기 공급이 상기 도관내의 버스 바에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 무인지역 내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
14. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 도관이 함께 접합되어 연장된 길다란 길이를 형성하는 실질적으로 동일한 부분을 갖춘 모듈 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 무인지역 내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
15. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 셔틀이 선형 모터수단에 의해 보기와 연동된 것을 특징으로 하는 무인지역 내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
16. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 보기가 셔틀에 의해 휴대된 자석에 의해 생성되는 자기력에 의해 셔틀에 이동 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 무인지역 내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
17. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 보기가 셔틀내에 위치된 전자석에 의해 생성되는 흡인 자기력에 의해 도관에 대해 띄워지는 것을 특징으로 하는 무인지역 내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
18. 제17항에 있어서, 보기가 전자석에 의해 생성된 자기력에 의해 셔틀에 이동 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 무인지역 내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
19. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 보기가 휠상에 탑재된 것을 특징으로 하는 무인지역 내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
20. 제19항에 있어서, 보기가 선형모터 구동수단에 의해 셔틀에 결합된 것을 특징으로 하는 무인지역 내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.
21. 첨부된 상세한 설명 및, 도 1 또는 도 2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6과 도 7, 도 8과 도 9 또는, 도 10 내지 도 15를 참조하여 실질적으로 기술된 것을 특징으로 하는 무인지역 내에서 위험물 이동을 위한 전송 시스템.