KR20150080307A - 핫셀간 물질이송시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핫셀간 물질이송시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상호 구획 분리된 복수의 핫셀; 상기 각 핫셀을 연결하여 핫셀 상호간의 물질이송을 가능하게 하는 이송통로; 상기 이송통로를 열고 닫는 도어; 및 상기 이송통로에 배치되고, 상기 각 핫셀 상호간의 물질이송을 위하여 경사로를 형성하는 이송수단;을 포함하여 이루어진다.
즉 본 발명은 핫셀 상호간의 물질이동을 위하여 핫셀을 분리 구획하는 구획벽의 두께에 무관하게 핫셀 상호간의 공기 흐름에 의하여 부유된 방사성물질 또는 생물학적 오염물질에 의한 시설간 교차오염을 방지하고, 물질의 이송을 편리하게 할 수 있는 핫셀간 물질이송시스템을 제안하고자 한다.

Description

핫셀간 물질이송시스템{SYSTEM FOR MATERIAL TRANSFER BETWEEN HOT CELLS }

본 발명은 핫셀 상호간의 물질이동을 위하여 핫셀을 분리 구획하는 구획벽의 두께에 무관하게 핫셀 상호간의 공기 흐름에 의하여 부유된 방사성물질 또는 생물학적 오염물질에 의한 시설간 교차오염을 방지하고, 물질의 이송을 편리하게 할 수 있는 핫셀간 물질이송시스템에 관한 것이다.

종래의 이송시스템으로는 대한민국 등록특허 제10-1101242호(2011.12.26. 이하 '배경기술'이라 함) “불활성-공기 분위기 핫셀 간의 소형장치 및 소형물질 이송장치”가 개시되어 있다.

상기 배경기술은 핵물질을 취급하는 공기 분위기 핫셀과 불활성가스 분위기 핫셀 간의 소형장치 및 소형물질 이송시, 상기 불활성가스 분위기 핫셀 내의 산소 및 수분의 농도와 부압을 안정적으로 유지하면서, 원격조종기에 의해 유지보수가 용이하도록 구성되며, 구체적으로, 두 개의 핫셀들을 연통시키도록 상기 핫셀들 사이의 차폐벽에 관통되어 설치되며, 양단부에 개구부가 형성되고, 상기 개구부는 선택적으로 개폐되도록 구성되는 챔버; 소형장치 및 소형물질이 안착되며, 상기 챔버의 개구부가 개방시 상기 개구부를 출입하도록 상기 챔버에 설치된 카트; 및 상기 개구부의 출입을 위한 상기 카트의 이동이 이루어지도록 구성되는 구동부;를 포함하여 구성된다.

이 배경기술에 의하면 핵물질을 취급하는 불활성가스 분위기 핫셀과 공기 분위기 핫셀 간에 소형장치 및 소형물질을 상호간 이송할 경우, 산소와 수분의 농도를 엄격히 제한하여 운전되는 불활성 분위기 핫셀의 산소와 수분의 농도의 증가를 최소화할 수 있고, 원격 유지보수가 가능한 것으로 되어 있다.

그러나 이 배경기술은 물질이송을 위해 카트를 사용하고 있으나, 카트를 구동시키기 위한 장치가 복잡하여 설치가 어려울 뿐만 아니라, 유지보수가 어렵다는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

핫셀 상호간의 물질이동을 위하여 핫셀을 분리 구획하는 구획벽의 두께에 무관하게 핫셀 상호간의 공기 흐름에 의하여 부유된 방사성물질 또는 생물학적 오염물질에 의한 시설간 교차오염을 방지하고, 물질의 이송을 편리하게 하고자 하는 것을 하나의 목적으로 한다.

본 발명은 도어가 인터셀(inter-cell) 도어로 구성되어 있어 도어의 개폐를 쉽고 용이하게 할 수 있고, 핫셀 상호간의 공기흐름을 보다 완벽하게 차단할 수 있도록 밀착패드가 도입되어 기밀성을 향상시키고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

본 발명은 이송수단의 구조가 단순할 뿐만 아니라, 이에 의하여 유지보수가 쉽고 용이하며, 양방향으로 물질이송이 가능하도록 구성됨으로써 물질이송을 원활히 수행하고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

본 발명은 이송통로에 정화계통을 도입하여 핫셀 상호간에 공기오염을 방지함으로써 오염의 확산을 방지하고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

본 발명에 따른 핫셀간 물질이송시스템은 상호 구획 분리된 복수의 핫셀; 각 핫셀을 연결하여 핫셀 상호간의 물질이송을 가능하게 하는 이송통로; 이송통로를 열고 닫는 도어; 이송통로에 배치되고, 상기 각 핫셀 상호간의 물질이송을 위하여 경사로를 형성하는 이송수단;을 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 핫셀간 물질이송시스템은 핫셀 상호간의 물질이송이 쉽고 용이할 뿐만 아니라, 설치 용이성이 확보되고, 문제 발생 시, 간단히 보수나 교체가 가능하여 고방사선지역 또는 의약품제조 시설에서도 손쉽게 관리하고 보수할 수 있다.

또한 본 발명은 도어가 인터록 도어시스템으로 구성되어 있어 셀간 물질이송 시, 공기의 흐름을 차단하여 오염의 확산을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 별도의 정화계통을 설치하여 방사선 작업의 안정성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 핫셀간 물질이송시스템을 나타내는 사시도,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 핫셀간 물질이송시스템을 나타내는 개념 사시도,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 핫셀간 물질이송시스템의 제1 구현례를 나타내는 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 핫셀간 물질이송시스템의 제2 구현례를 나타내는 사시도.

이하에서는 본 발명에 따른 핫셀간 물질이송시스템을 첨부된 도면을 참조하여 보다 자세하게 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 핫셀간 물질이송시스템은

상호간에 분리 구획된 복수의 핫셀(10)과, 각 핫셀(10) 상호간의 물질이송을 가능하게 하는 이송통로(20)와, 이송통로(20)를 열고 닫는 도어(30)와, 이송통로(20)에 배치되어 핫셀(10) 상호간의 물질이송을 위해 경사로를 형성하는 이송수단(40)을 포함하여 구성된다.

먼저 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 핫셀(10)은

상호 인접하도록 설치되고, 구획벽(11)에 의하여 상호 분리되어 있다.

각 핫셀(10)은 도 1의 도시를 근거하여 구획벽(11)을 기준으로 좌측에 제1 핫셀(10A)이 배치되고, 우측에 제2 핫셀(10B)이 배치되나, 이는 편의에 의한 구분이므로 상호 반대로 배치되는 것이 가능하다.

그리고 각 핫셀(10A)(10B)에는 개폐도어(13)가 구비되어 있고, 이 개폐도어(13)에는 핫셀(10A)(10B) 내부를 주시할 수 있는 감시창(13a)이 형성되어 있다.

상기한 바와 같이 구성되는 핫셀(10A)(10B)은 상호간의 공기흐름에 의한 부유된 방사성물질 또는 생물학적 오염물질에 의한 핫셀간 교차오염을 방지하게 된다.

이하에서는 중성자가 조사된 물질, 방사성동위원소 또는 방사성의약품을 포함한 방사성물질을 활용한 연구개발 및 제품을 제조하는데 필요한 핫셀 시설의 구역간 구분을 명확히 할 수 있도록 버퍼존의 역할과, 물질이송을 가능하게 하는 이송통로에 대하여 기술하기로 한다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 이송통로(20)는

제1 및 제2 핫셀(10A)(10B)을 연결하여 물질이송을 가능하도록 구성된다.

먼저 이송통로(20)는 각 핫셀 측, 즉 제1 핫셀(10A) 바닥에 설치되는 제1 함체(21)와, 제2 핫셀(10B) 바닥에 설치되는 제2 함체(23)를 포함하고,

구획벽(11)을 통하여 제1 함체(21)와 제2 함체(23)를 연통하는 연결터널(25)로 구성된다.

그리고 각 함체(21)(23)는 박스 형태로 구성되고, 상면, 측면, 전면 또는 후면이 개구된 게이트(27)가 구비되어 이송물질의 투입 및/또는 인출이 가능하게 한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 도어(30)는

각 함체(21)(23)의 게이트(27)를 열고 닫을 수 있도록 구성되어 이송통로(20)를 통하여 각 핫셀(10A(10B) 상호간의 공기 교환을 차단하게 된다.

이울러 도어는 쉽고 열고 닫을 수 있도록 유압 또는 공압방식의 쇼크 업소버(31)(shock absorber)가 정착되고, 원격조작기(manipulator)나 또는 텅(tung)으로 쉽게 여닫을 수 있는 구조로 이루질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한 각 도어(30)의 하면 또는 케이트(27)의 주변, 또는 이들 모두에는 밀착패드(31)가 부착되어 있어 각 함체(21)(23)의 게이트(27)를 닫는 경우 각 함체 상면에 도어(30)가 밀착되어 기밀을 유지하게 된다.

이 밀착패드(33)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 게이트(27) 및 도어(30) 모두에 구비되어 있으나, 케이트 또는 도어 어느 한 쪽에만 구비되는 것도 가능하다.

또한 각 함체(21)(23)와 도어들(30)은 도어(30)의 밀착성과 편의성을 고려하여 다각형, 특히 사각형 형태나, 원형 형태로 제작이 가능하고, 필요에 따라서는 다양한 형태로 변형 제작이 가능하다.

이 경우 각 도어(30)는 비상시 또는 반드시 필요한 경우를 제외하고 정상운전 중에 동시에 열리지 않도록 인터록킹 도어시스템을 도입할 수 있도록 하는 것이 바람직하고,

이에 의하여 이송통로(20)에 오염물질이 유입되는 경우에도 핫셀(10) 상호간에 오염물질이 확산되어 교차오염을 방지할 수 있게 된다.

또한 각 도어(30)는 각 함체(21)(23)의 게이트(27) 위치에 따라 설치되는데, 이 경우 공간의 활용성을 고려하여 적합한 위치에 설치하는 것이 바람직하나,

공간의 효용성을 고려할 때 각 함체(21)(23)의 측면부에 설치된 형태가 바람직하다.

나아가 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 이송수단(40)은

이송통로(20) 내부에 배치되어 물질이송의 편의성을 향상시킬 수 있게 된다.

특히 이 이송수단(40)은 제1 함체(21)에서 제2 함체(23)로, 또는 제2 함체(23)에서 제1 함체(21)로 경사로를 형성하여 물질이 타고 내려가 핫셀(10A)(10B) 상호간의 물질이송을 가능하게 한다.

즉 이송수단(40)은 다수의 이송롤러(41a) 또는 평판부재(41b)(도 5의 (b) 참조) 또는 가이드 레일(미도시)이 장착되는 지지프레임(41)이 구비되고, 이 지지프레임(41)에 연결되어 경사로를 형성하는 제1 및 제2 지지부재(43A)(43B)로 구성된다.

이 지지부재(43A)(43B)에 의하여 경사로를 형성하는 방식은 다양하겠으나, 이하에서는 상기 세 가지의 서로 다른 구현례들을 기술하기로 한다.

먼저 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 제1 구현례로는 하나의 지지프레임(43)이 구비되고, 제1 지지부재(43A)가 지지프레임(41)의 중심부에 구비되어 지지프레임(41)의 시소(see-saw)운동을 가능하게 하여 양방향 경사로를 형성하는 것이 가능하다.

또한 지지프레임(41)의 시소구동방식은 이송물질이 어느 하나의 함체에 위치하는 지지프레임(41) 단부에 얹히는 경우 반대쪽의 함체, 즉 이송물질이 인출되는 함체에 위치하는 지지프레임(41) 단부에 이송물질보다 무거운 물체를 얹어 경사로를 형성하여 이송물질을 이송하는 방식의 도입이 가능하다.

또 다른 지지프레임(41)의 시소구동방식은 외부에서 운전이 가능한 레버(미도시)를 이용하거나, 또는 시소축, 즉 제1 지지부재(43A)에 레버를 부착하여 양방향 경사로가 형성될 수 있도록 하는 것이 가능하다.

이 경우 지지프레임(41)에 의한 시소 높이는 이송거리를 고려하여 일정각도 이상으로 유지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

다음으로 도 6에 도시된 바와 같이 제2 구현례로는 두 개의 지지프레임(41)이 구비되고, 각 지지프레임(41)의 반대쪽 단부에 제2 지지부재(43B)가 수직하게 연결되어 각 지지프레임(41)의 반대쪽 단부를 들어 올림으로써 각 지지프레임(41)이 반대방향으로 기울어질 수 있도록 하여 대향 경사로를 형성하는 것이 가능하다.

따라서 하나의 지지프레임(41)은 제1 함체(21)에서 제2 함체(23)를 향하는 경사로가 형성되고, 동시에 또 다른 지지프레임(41)은 제2 함체(23)에서 제1 함체(21)를 향하는 이동 경사로를 형성하게 됨으로써 핫셀(10A(10B) 상호간에 물질의 이송이 가능하게 된다.

이 경우 각 지지프레임(41)은 각 단부가 상호 연결되도록 구성되거나, 또는 상호간에 분리된 형태로 제작이 가능하다.

또한 각 지지프레임(41)에 의하여 형성된 대향 경사로에는 방사성물질의 이송 시, 다른 경사로로 방사성물질이 떨어지는 것을 방지하기 위해 각 지지프레임 사이에 칸막이(미도시)를 형성하여 물질이송 중 다른 지지프레임으로 물질이 떨어지는 것을 방지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

나아가 첨부된 도면에는 도시되지 않았지만, 지지부재에 가이드레일을 장착하고, 가이드레일(모노레일, 평형선로형 레일)을 따라 이송되도록 이송카트가 도입되는 것이 가능하다.

이 경우 상기 제1 및 제2 구현례와 같이 가이드레일이 양방향 경사로를 형성하거나, 또는 대향 경사로를 형성하여 이송카트의 이송이 원활히 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

나아가 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 이송수단(40)에는

도어(30)가 각 함체(21)(23)의 측면부에 배치되는 경우 도어(30)의 개방 시, 펼쳐져 경사로의 길이를 연장하도록 구성되는 익스텐션부(45)가 구비될 수 있다.

이 익스텐션부(45)는 도어(30)가 닫혀 있을 때에는 상방으로 접힌 상태로 함체(21)(23) 내부에 배치되어 있다가, 도어(30)가 열리는 경우 펼쳐져 경사로를 연장하여 물질이 흘러 내려올 수 있도록 함으로써 물질의 반출을 용이하게 한다.

이를 위해 익스텐션부(45)는 지지프레임(41)의 일단부 또는 양단부에 연결되는 연장프레임(45a)과, 지지프레임(41)과 연장프레임(45a)을 연결하는 힌지결합부(45b)로 구성된다.

이 익스텐션부(45)는 이송수단(40)의 제1 구현례의 경우에는 지지프레임(41)의 양단부에 형성될 수 있도록 하고, 제2 구현례의 경우에는 각 지지프레임(41)의 반대 단부에 형성될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

나아가 익스텐션부(45)에는 연장프레임(45a)에 연결되고, 상방으로 돌출된 형태의 받침벽(45c)을 설치하여 경사로를 타고 흘러 내려온 물질이 받침벽(45c)에 의하여 바닥으로 떨어지지 않도록 함으로써 물질의 손상을 방지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 지지프레임(41)은 다단으로 절첩이 가능하도록 절첩부(47)이 구비된다.

이 절첩부(47)는 지지프레임(41)이 여러 개소로 구성되고, 각 지지프레임(41)을 연결하는 링크부재(47a)로 구성되는데,

이때 각 링크부재(47a)의 양단부는 각 지지프레임(41)에 힌지 결합된다.

그리고 이송수단의 제2 구현례의 경우 제2 지지부재(43B)에도 지지프레임(41)과 제2 지지부재(43B)를 연결하는 링크부재(47a)가 장착되어 제2 지지부재(43B) 역시 절첩이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

따라서 각 지지프레임(41) 및/또는 제2 지지부재(43B)가 링크부재(47a)에 의하여 절첩이 가능하게 됨으로써 이송수단(40)의 보관 시, 부피 사이즈를 줄일 수 있어 보관이 쉽고 편리할 뿐만 아니라, 운반이나 이송이 편리해 취급용이성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한 이송수단(40)을 각 함체(21)(23)에 투입하는 경우 각 함체(21)(23)의 상부에서 이송수단(40)을 투입하게 되는데, 이때 이송수단(40)은 펼쳐진 상태로 투입되다가 각 함체(21)(23)의 바닥에 이송수단(40)의 하단부가 맞닿는 순간부터 링크부재(47a)에 의하여 이송수단(40)이 곡선 형태를 이루면서 투입됨으로써 이송수단(40)의 투입이 쉽고 용이하게 된다.

다만 이송수단(40)은 경사로를 형성하기 위해 일방향으로만 절첩이 이루어지고, 타방향으로는 절첩되지 않도록 하여야 할 필요가 있기 때문에 링크부재의 양단부 하부에 걸림부(미도시)를 형성하여 지지프레임 하면에 배치되도록 함으로써 절첩방향으로는 이송수단이 접히지만, 반대방향으로 접히지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또한 링크부재의 걸림부는 이송수단이 완전히 펼쳐져 경사로를 형성하는 경우 지지프레임의 하면을 지지함으로써 직선 경사로를 형성할 수 있도록 한다.

한편 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 물질이송 시, 핫셀(10A)(10B) 상호간에 공기오염을 방지하기 위해 이송통로(20) 내부의 공기가 오염된 경우 오염된 공기를 배출시키거나, 또는 정화할 수 있도록 정화계통(50)이 도입될 수 있다.

이 정화계통(50)은 이송통로(20)에 포트(51)를 연결하고, 펌프(53)를 이용하여 오염된 공기를 배출시키거나, 또는 배출된 오염된 공기를 정화필터(55)를 이용하여 정화한 후, 다시 이송통로(20) 유입되도록 하는 것이 가능하다.

이 경우 오염된 공기의 배출방향은 오염의 수준이나, 가능성이 높은 곳으로 배출될 수 있도록 하는 것이 바람직한데,

예컨대 방사성물질을 취급하는 구역에서는 취급 방사선준위가 높은 곳으로 이송되도록 구성하여 오염에 따른 확산이 방지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한 일반적이 핫셀의 경우에는 부압상태로 운전되므로 이송통로 내의 공기는 도어가 열린 쪽으로 흐르게 되므로 부압이 낮은 방사선준위를 갖는 곳으로부터 높은 곳으로 흐르도록 부압수준을 달리하여 구성하는 것이 가능하다.

다만 이 정화계통은 필요에 따라 설치가 가능한 것으로 각 시스템에 따라 선택적용이 가능하다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 핫셀간 물질이송시스템을 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 핫셀
10A : 제1 핫셀 10B : 제2 핫셀
11 : 구획벽 13 : 개폐도어
13a : 감시창
20 : 이송통로
21 : 제1 함체 23 : 제2 함체
25 : 연결통로 27 : 게이트
30 : 도어
31 : 쇼크 업소버 33 ; 밀착패드
40 : 이송수단
41 : 지지프레임 41a : 이송롤러
41b : 평판부재 43A : 제1 지지부재
43B : 제2 지지부재 45 : 익스텐션부
45a : 연장프레임 45b : 힌지결합부
45c : 받침벽 47 : 절첩부
47a : 링크부재
50 : 정화계통
51 : 포트 53 : 펌프
55 : 정화필터

Claims (10)

1. 상호 구획 분리된 복수의 핫셀;
   상기 각 핫셀을 연결하여 핫셀 상호간의 물질이송을 가능하게 하는 이송통로;
   상기 이송통로를 열고 닫는 도어; 및
   상기 이송통로에 배치되고, 상기 각 핫셀 상호간의 물질이송을 위하여 경사로를 형성하는 이송수단;
   을 포함하여 이루어진 핫셀간 물질이송시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 도어에는 개폐를 위해 유압 또는 공압방식의 쇼크 업소버(shock absorber)가 정착되어 있는 것을 특징으로 하는 핫셀간 물질이송시스템.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 도어에는 이송통로의 기밀유지를 위하여 밀착패드가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 핫셀간 물질이송시스템.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 이송수단은
   복수의 이송롤러 또는 평판부재 또는 가이드 레일이 장착되는 지지프레임과,
   상기 지지프레임의 중심부에 연결되어 지지프레임의 시소운동을 통하여 양방향 경사로를 형성하는 제1 지지부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 핫셀간 물질이송시스템.
   
5. 제 1 항에 있어서, 상기 이송수단은
   복수의 이송롤러 또는 평판부재 또는 가이드 레일이 장착되고, 상호 인접하여 배치되는 복수의 지지프레임과,
   상기 각 지지프레임의 반대 단부에 연결되어 대향 경사로를 형성하는 제2 지지부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 핫셀간 물질이송시스템.
   
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 도어는 상기 각 함체의 측면부에 배치되고,
   상기 이송수단은 상기 도어의 개방 시, 펼쳐져 경사로의 길이를 연장하는 익스텐션부가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 핫셀간 물질이송시스템.
   
7. 제 6 항에 있어서, 상기 익스텐션부는
   상기 지지프레임의 일단부 또는 양단부에 연결되는 연장프레임과,
   상기 지지프레임과 상기 연장프레임을 연결하는 힌지결합부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 핫셀간 물질이송시스템.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 익스텐션부의 연장프레임에는 이송물질을 받치기 위한 받침벽이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 핫셀간 물질이송시스템.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 이송수단은 다단 절첩을 가능하게 하는 절첩부가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 핫셀간 물질이송시스템.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 지지프레임은 분절된 형태로 분리되어 있고,
    상기 절첩부는 상기 각 지지프레임의 연결하는 링크부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 핫셀간 물질이송시스템.

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