KR20050065761A - 방사능 입자 제거용 금속박막필터 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방사능 입자 제거용 금속박막필터 조립체에 관한 것으로, 공기의 이동통로 상에 배치되며 여러 개의 관통 구멍(1a)이 관통 형성된 지지판(1)과, 상기 관통 구멍(1a)에 끼워 장착된 고정바스켓(2)과, 상기 고정바스켓(2)에 장착되고 포토에칭에 의해 미세한 기공(4a)이 가공된 금속박막(4)을 원통형 형상으로 형성시킨 집진필터(3)를 포함함을 특징으로 하며, 이에 의하면 포토에칭으로 여러 개의 미세한 구멍을 형성시킨 금속박막을 사용하여 내구성이 우수하고 재사용이 가능한 효과를 갖는다.

Description

방사능 입자 제거용 금속박막필터 조립체{Metal filter assembly for radioactive particles}

본 발명은 방사능 입자 제거용 금속박막필터 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포토에칭으로 여러 개의 미세한 구멍을 형성시킨 금속박막을 사용하여 내구성이 우수하고 재사용이 가능하도록 된 방사능 입자 제거용 금속박막필터 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 원자력시설에서의 원자로 및 재처리 공장의 운전, 핵연료 가공과 방사화학 공정 등에서 발생되는 방사능 입자 및 에어로졸은 현장 작업자의 피폭 문제를 유발할 뿐만 아니라 대기로 배출되는 경우 심각한 환경오염을 유발시키는 것이기 때문에 방사능 입자 및 에어로졸을 제거하여 방사능 농도를 최소화하는 것이 매우 중요하다.

현재, 방사능 입자 및 에어로졸 제거를 위하여 필터가 널리 사용되며, 대개 원자력 발전소 내 공기정화 및 급배기 설비에 필터가 적용된다.

종래의 필터는 유리 섬유나 종이 재질의 HEPA(High Efficiency Particulate Air) 필터로서, 이는 클린룸(Clean room)에 사용되도록 개발되었으며, 제조공정이 간단하고 원가가 저렴하여 원자력시설에도 보급되어 널리 사용되고 있다.

그리고, 상기 HEPA 필터는 1.4 기압 이하의 압력, 100℃ 이하의 온도, 60% 이하의 상대습도 조건의 환경에서 우수한 효과를 발휘하며, 원자력시설에 사용된 HEPA 필터는 방사능 폐기물로 처리된다.

그러나, 원자력시설의 화재, 오동작, 지진 등에 의한 폭발 및 누설 등과 같은 설비사고로 고온, 고압, 고습 등의 극한 조건이 형성되는 경우, 종래의 HEPA 필터는 쉽게 파손되어 방사능 오염에 의한 피해가 발생될 수 있는 문제점을 가지며, 또한 한 번 사용된 HEPA 필터의 재사용이 불가능하여 일정 시간이 경과하면 필터를 교체하여야 하는바, 특히 원자력 급배기 시설의 유지 관리비용 중 85% 이상이 필터 교체에 소요되는 것으로 유지 및 관리에 과도한 비용이 필요한 문제점을 가질 뿐만 아니라, 방사능 폐기물이라는 2차 환경오염의 문제를 초래하는 것으로, 이를 보완하기 위한 대체 필터가 절실히 요구되고 있는 실정이었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 포토에칭으로 여러 개의 미세한 구멍을 형성시킨 금속박막을 사용하여 원자력시설에서 발생할 수 있는 고온, 고압, 고습 등의 극한 조건에서도 쉽게 파손되지 않아 사용상의 안정성이 확보될 수 있고, 재사용이 가능하여 방사능 폐기물의 2차 환경오염의 문제를 유발시키지 않도록 된 방사능 입자 제거용 금속박막필터 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은, 원자력시설의 방사능 입자를 걸러 제거하도록 사용되는 방사능 입자 제거용 필터조립체 있어서, 공기의 이동통로 상에 배치되며 여러 개의 관통 구멍이 관통 형성된 지지판과, 상기 관통 구멍에 끼워 장착된 고정바스켓과, 상기 고정바스켓에 장착되고 포토에칭에 의해 미세한 기공이 가공된 금속박막을 원통형 형상으로 형성시킨 집진필터를 포함함을 특징으로 하는 방사능 입자 제거용 금속박막필터 조립체를 마련함에 의한다.

또한, 본 발명은, 원자력시설의 방사능 입자를 걸러 제거하도록 사용되는 방사능 입자 제거용 필터조립체 있어서, 공기의 이동통로 상에 배치되며 사각틀 형상을 갖도록 형성된 프레임과, 상기 프레임의 내부에 장착되고 포토에칭에 의해 미세한 기공이 가공된 금속박막을 여러 겹으로 절첩시킨 형상으로 형성시킨 집진필터를 포함함을 특징으로 하는 방사능 입자 제거용 금속박막필터 조립체를 마련함에 의한다.

또한, 본 발명의 집진필터는 일정한 간격을 갖도록 타공된 기공이 서로 어긋나도록 2장 이상의 금속박막이 겹쳐 배치된 것임을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도1은 본 발명에 따른 방사능 입자 제거용 금속박막필터 조립체의 일실시예를 나타낸 사시도로서, 금속필터(3)가 원자력시설의 국소 집진배기장치에 적용된 예이다.

소정 두께를 갖는 원판 형상의 지지판(1)에 여러 개의 관통 구멍(1a)이 관통 형성되고, 이 관통 구멍(1a)의 각각에 고정바스켓(2)이 끼워 장착되며, 상기 고정바스켓(2)은 일측 끝단이 개방되고 타측 끝단이 폐쇄된 원통형 형상을 갖도록 형성된다.

또한, 상기 고정바스켓(2)의 내부에 포토에칭에 의해 미세한 기공이 가공된 금속박막으로 원통형 형상을 갖게 제작된 집진필터(3)가 장착된다.

보다 상세하게는 상기 집진필터(3)에 이용되는 금속박막(4)에는 도4에 도시된 것처럼 포토에칭 등의 방법에 의해 미세한 기공(4a)이 형성되고, 이 금속박막(4)은 500㎛, 바람직하게는 200㎛ 이하의 두께를 갖는다.

그리고, 상기 금속박막(4)은 탄소강, 알루미늄, 동, 인코넬 등의 스테인레스강 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 사용조건에 따라 도장, 주석도금 및 아연도금처리를 하여 사용될 수 있고, 특히 고온의 경우에는 내구성의 향상을 위하여 니켈, 크롬, 알루미늄, 동 등으로 표면 처리하여 사용될 수 있다.

특히, 상기 금속박막(4)에 형성된 미세한 기공(4a)은 일정한 패턴, 즉 일정한 간격을 갖도록 타공되어 2장 이상 겹쳐진 상태로 사용될 수 있으며, 2장의 금속박막(4)이 겹쳐진 상태가 도5에 도시된다.

이렇게 금속박막(4)이 2장 겹쳐지고, 일측 금속박막(4)의 기공(4a)과 타측 금속박막(4)의 기공(4a)이 서로 어긋나게 배치되면, 관통부위(4b)의 크기가 기공(4a)의 크기에 비하여 작게 형성되며, 이는 기공(4a)을 통과하는 미세한 크기의 이물질도 관통부위(4b)를 통과하지 못하고 걸러질 수 있다.

도2는 본 발명에 따른 방사능 입자 제거용 금속박막필터 조립체의 다른 실시예를 나타낸 사시도로서, 금속필터(3')가 원자력시설의 급배기 공조장치에 적용된 예이다.

사각틀 형상의 프레임(5)이 구비되고, 포토에칭에 의해 미세한 기공이 가공된 금속박막으로 제작된 집진필터(3')가 상기 프레임(5)의 내부에 장착된다.

상기 집진필터(3')는 도4에 도4에 도시된 것처럼 포토에칭 등의 방법에 의해 미세한 기공(4a)이 형성된 금속박막(4)을 이용하여 여러 겹으로 절첩된 형상을 가지며, 이러한 형태는 판형으로 이루어진 것보다 필터링 면적이 증대되고 집진 능력이 향상된다.

또한, 상기한 것처럼 금속박막(4)의 기공(4a)을 일정한 패턴을 갖도록 타공하고 2장 이상 겹쳐진 상태로 사용하여 관통부위(4b)의 크기 조절에 의해 더 작은 크기의 이물질을 걸러낼 수 있도록 구성할 수 있다.

도3은 본 발명의 금속박막필터 조립체가 국소집진배기장치에 적용된 경우로서, 장치를 이루는 본체(6)의 일측 저부에 형성된 유입배관(7)을 통해 방사능 입자가 포함된 오염공기가 유입되고, 이러한 오염공기는 본체(6)의 내부 상측에 설치된 금속필터(3)를 통과하면서 방사능 입자는 금속필터(3)에 의해 걸러지고 청정한 공기만 상부로 배출된다.

일정시간 경과된 후, 금속필터(3)의 표면에 방사능 입자가 누적되면, 상기 금속필터(3)의 상부에 위치되도록 본체(6)의 내부에 설치된 고압노즐(8)을 통해 고압공기를 분사하며, 이러한 고압공기에 의하여 금속필터(3)의 표면에 부착되어 있던 방사능 입자가 본체(6)의 하부에 설치된 수집통(9)으로 낙하되며, 이는 금속필터(3)의 표면을 깨끗하여 재사용될 수 있게 된다.

마찬가지로, 급배기공조장치에 적용되는 경우에도 금속필터를 고압공기의 분사에 의해 깨끗하게 하거나, 금속필터를 장치에서 분리하여 세척함으로써 재사용이 가능하다.

상기한 구성으로 된 본 발명의 작용을 설명한다.

본 발명의 금속박막필터 조립체는 주로 방사능이 누출될 수 있는 각종 연구소나 원자력 발전시설 등에 적용하여 사용 가능하다.

본 발명의 금속박막필터 조립체를 이루는 금속필터(3)(3')는 금속박막(4)으로 제작되기 때문에 국소집진배기장치나 급배기공조장치에 사용될 경우, 종래의 유리나 종이로 제작되는 HEPA 필터에 비하여 내구성이 우수하며, 이는 화재, 오동작, 지진 등에 의한 폭발 및 누설 등의 중대사고 발생시 충격으로 인하여 고온, 고압, 고습의 극한 조건이 발생하더라도 금속필터(3)(3')가 파손되지 않고 제기능을 발휘하므로 방사능의 누출을 방지할 수 있다.

한편, 현재까지 금속박막에 형성시킬 수 있는 미세한 구멍의 크기는 대략 30㎛ 정도까지이며, 그 이하의 크기로 미세한 구멍을 형성시키는 것은 널리 알려진 기술로는 곤란하거나 과도한 비용이 드는 것으로 알려져 있다.

따라서, 본 발명은 미세한 구멍이 형성된 금속박막을 2장 이상 겹쳐서 사용함으로써 도5에 도시된 것처럼 기공(4a)보다 작은 크기의 관통부위(4b)를 형성시켜 보다 작은 크기의 이물질도 걸러낼 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 방사능 입자 제거용 금속박막필터에 의하면, 포토에칭 등에 의해 미세한 기공이 형성된 금속박막으로 제작되는 금속필터를 사용하여 미세한 크기의 방사능 입자를 제거함으로써 종래의 것에 비하여 내구성이 우수하고, 설비 사고 등에 의한 고온, 고압, 고습의 극한 조건이 발생된 경우에도 파손되지 않아 방사능 누출을 방지할 수 있는 우수한 효과를 갖는다.

게다가, 고압공기 등에 의해 세척이 가능하여 재사용이 용이함으로써 유지관리비를 절감할 수 있는 우수한 효과를 갖는다.

도1은 본 발명에 따른 방사능 입자 제거용 금속박막필터 조립체의 일실시예를 나타낸 사시도;

도2는 본 발명에 따른 방사능 입자 제거용 금속박막필터 조립체의 다른 실시예를 나타낸 사시도;

도3은 본 발명에 따른 금속박막필터 조립체를 국소 집진배기장치에 적용한 경우를 나타낸 개략도;

도4는 본 발명에 사용되는 금속박막을 나타낸 상세도;

도5는 본 발명에 사용되는 금속박막을 2겹으로 겹친 상태를 나타낸 설명도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1 : 지지판 1a : 관통 구멍

2 : 고정바스켓 3, 3' : 집진필터

4 : 금속박막 4a : 기공

5 : 프레임

Claims (4)

1. 원자력시설의 방사능 입자를 걸러 제거하도록 사용되는 방사능 입자 제거용 필터조립체 있어서,

   공기의 이동통로 상에 배치되며 여러 개의 관통 구멍(1a)이 관통 형성된 지지판(1)과,

   상기 관통 구멍(1a)에 끼워 장착된 고정바스켓(2)과,

   상기 고정바스켓(2)에 장착되고 포토에칭에 의해 미세한 기공(4a)이 가공된 금속박막(4)을 중공 파이프 형상으로 형성시킨 집진필터(3)를 포함함을 특징으로 하는 방사능 입자 제거용 금속박막필터 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 집진필터(3)는 일정한 간격을 갖도록 타공된 기공(4a)이 서로 어긋나도록 2장 이상의 금속박막(4)이 겹쳐 배치된 것임을 특징으로 하는 방사능 입자 제거용 금속박막필터 조립체.
3. 원자력시설의 방사능 입자를 걸러 제거하도록 사용되는 방사능 입자 제거용 필터조립체 있어서,

   공기의 이동통로 상에 배치되며 사각틀 형상을 갖도록 형성된 프레임(5)과,

   상기 프레임(5)의 내부에 장착되고 포토에칭에 의해 미세한 기공(4a)이 가공된 금속박막(4)을 여러 겹으로 절첩시킨 형상으로 형성시킨 집진필터(3')를 포함함을 특징으로 하는 방사능 입자 제거용 금속박막필터 조립체.
4. 제3항에 있어서, 상기 집진필터(3')는 일정한 간격을 갖도록 타공된 기공(4a)이 서로 어긋나도록 2장 이상의 금속박막(4)이 겹쳐 배치된 것임을 특징으로 하는 방사능 입자 제거용 금속박막필터 조립체.