KR100777435B1

KR100777435B1 - 핫셀 조명기기

Info

Publication number: KR100777435B1
Application number: KR1020060066187A
Authority: KR
Inventors: 김기하; 홍권표; 주용선; 김도식; 유병옥; 백상열; 오연우; 송웅섭
Original assignee: 한국원자력연구원
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2007-11-21

Abstract

중성자 조사된 핵연료 및 재료를 취급 및 시험하는 밀폐공간인 핫셀(Hot Cell)에서 사용되는 핫셀 조명기기가 제공된다.

본 발명에 따른 핫셀 조명기기는, 슬라이드홈이 형성된 하우징; 상기 슬라이드홈에 탈착 가능하게 결합되며, 슬라이드바와 상기 슬라이드바 상면에 마련된 애자를 포함하는 램프홀더; 및 상기 램프홀더에 결합된 램프;를 포함할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 램프 교체 작업 시 작업자의 방사능 과다 피폭의 위험이 발생하지 않으며, 방사성 폐기물의 양을 줄일 수 있다는 효과를 가진다.

램프(lamp), 램프홀더(lamp holder), 핫셀(hot cell), 교체(replacement)

Description

핫셀 조명기기{Lighting System for Hot Cell}

도 1은 핫셀 내에서 사용되는 종래의 핫셀 조명기기를 도시한 것으로, 도 1a은 평면도를, 도 1b는 정면도를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 핫셀 조명기기의 사시도이다.

도 3은 상기 핫셀 조명기기의 슬라이드홈에 탈착 가능하게 결합되는 램프홀더의 구성을 나타낸다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 하우징 200 : 램프홀더

300 : 램프 110 : 슬라이드홈

120 : 반사판 130 : 안전커버

140 : 브라켓 210 : 슬라이드바

220 : 애자 230 : 전원케이블

본 발명은 핫셀(Hot Cell) 조명기기에 관한 것으로, 더 상세하게는 작업자가 직접 핫셀 내부에 들어가지 않고도 핫셀 내부에 설치된 로봇팔에 의해 램프 교체작업이 수행될 수 있도록 구성된 핫셀 조명기기에 관한 것이다.

중성자 조사된 핵연료 및 재료는 고방사능 물질이므로 이에 의한 시험자의 방사선 피폭을 막기 위하여 방사능 차폐가 가능한 핫셀이라는 밀폐 공간에서 취급된다. 중성자 조사된 핵연료 및 재료를 취급 및 시험하기 위해서는 핫셀 내의 조명이 항상 정상적으로 가동되어야 한다. 그러나 램프는 영구적으로 사용하는 것이 아니므로, 일정한 사용시간 이후, 즉 램프의 수명이 다한 경우에는 새로운 램프로 교체하는 작업이 필요하다.

종래의 핫셀 조명기기는 램프(10), 램프홀더(20), 하우징 본체(30), 반사판(32), 안전커버(34) 등으로 이루어진다.

상기 하우징 본체(30)는 램프(10)에서 발산하는 빛이 핫셀 내부를 비추도록 전방으로 개방되어 있으며, 그 내측면에 램프(10)에서 후방으로 발산하는 빛을 전방으로 반사시키는 반사판(32)과, 하우징 내부에 설치된 램프(10)를 보호하기 위한 안전커버(34)가 구비되어 있다.

한편, 하우징 본체(30)에는 램프(10)를 수용하도록 그 하부에 램프홀더(20) 가 마련되어 있는데, 상기 램프홀더(20)는 하우징 본체(30)로부터 분리되지 않게 구성된다. 상기 램프홀더(20)는 일반적으로 애자로 이루어지며, 나사 결합에 의해 램프(10)와 결합되는 구조이다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래의 핫셀 조명기기에서, 수명이 다한 램프(10)를 교체하려면, 램프홀더(20)에 나사 결합된 램프(10)를 해제시키는 방향으로 회전시켜 분리하는 작업이 필요하다. 이러한 작업은 원격 조종되는 핫셀 내부의 로봇 팔에 의해 수행되기에는 한계가 있고, 사실상 불가능하다.

따라서, 종래의 핫셀 조명기기에서 램프(10)의 수명이 다한 경우에는 작업자가 직접 고방사성 물질을 취급하는 핫셀 내부로 들어가 교체작업을 수행해야 한다.

또한, 장시간 조명 사용시 램프(10)와 램프홀더(20)의 접촉부분이 램프(10)에서 발생하는 열에 의해 눌러 붙게 되므로, 램프홀더(20)로부터 램프(10)를 분리하는 것이 쉽지 않은 경우가 대부분이다.

결국, 실제 교체작업에 있어서는 작업자가 직접 고방사성 물질을 취급하는 핫셀 내부로 들어가 하우징 본체(30)를 포함한 조명기기 전체를 교체할 수밖에 없는 실정이었다.

이로 인하여, 종래의 핫셀 조명기기는 그 유지 및 보수작업시 작업자의 방사능 과다 피폭의 위험은 물론, 많은 양의 방사성 폐기물을 발생시킨다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 램프 교체작업시 작업자의 방사능 과다 피폭의 위험이 발생하지 않고, 방사능 폐기물의 양을 줄일 수 있는 핫셀 조명기기를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명이 구성에 의하면, 슬라이드홈이 형성된 하우징; 상기 슬라이드홈에 탈착 가능하게 결합되며, 슬라이드바와 상기 슬라이드바 상면에 마련된 애자를 포함하는 램프홀더; 및 상기 램프홀더에 결합된 램프;를 포함하는 핫셀 조명기기를 제공한다.

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상기 슬라이드바는 중공형으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 슬라이드바는 상기 램프에 전원을 인가하는 전원케이블을 안내하기 위한 안내홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 하우징은 램프에서 발산하는 빛을 전방으로 반사시키는 반사판이 내측 면에 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징은 내부에 설치된 램프를 보호하기 위한 안전커버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징은 핫셀 내의 거치를 위한 브라켓을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 핫셀 조명기기에 관한 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 핫셀 조명기기의 사시도이며, 도 3은 상기 핫셀 조명기기의 슬라이드홈(110)에 탈착 가능하게 결합되는 램프홀더(200)의 구성을 나타낸다.

본 발명의 핫셀 조명기기는 슬라이드홈(110)이 형성된 하우징(100), 램프홀더(200), 램프(300) 등으로 이루어진다.

상기 하우징(100)은 핫셀 조명기기의 전체 틀을 이루는 것으로, 램프홀더(200)와 램프(300)를 수용하도록 본체(170), 램프 안착부(180), 반사판(120), 안전커버(130), 브라켓(140) 등으로 구성된다.

상기 하우징(100)의 본체(170)는 램프(300)에서 발산하는 빛이 핫셀 내부를 비추도록 전방으로 개방되어 있으며, 그 높이와 폭은 수용되는 램프(300)의 크기에 따라 적절히 선택된다.

또한, 상기 하우징(100)은 반사판(120)이 내측면에 구비되는데, 이는 램프(300)에서 후방으로 발산하는 빛을 전방으로 반사시켜 핫셀 내의 조명을 더욱 효과적으로 하기 위함이다. 반사판(120)의 재질은 방사성 물질에 잘 견디는 알루미늄 또는 스테인리스 스틸 등의 빛을 반사시킬 수 있는 적당한 재질을 선택한다.

한편, 상기 하우징(100)의 본체(170) 상부에는 본 핫셀 조명기기를 핫셀 내에 거치하기 위한 브라켓(140)이 구비된다. 즉, 본체(170) 상부에 구비된 브라켓(140)에 의해 상기 핫셀 조명기기를 핫셀 내의 적절한 위치, 예컨대 핫셀 내의 측벽 등에 거치하는 것이 가능해진다.

상기 하우징(100)의 하부는 램프(300) 및 램프홀더(200)를 수용하는 램프 안착부(180)로 구성되는데, 상기 램프 안착부(180)에는 램프(300)가 결합된 램프홀더(200)가 탈착 가능하게 결합되도록 슬라이드홈(110)이 형성되어 있다.

상기 슬라이드홈(110)은 수용되는 램프(300)의 갯수에 대응하는 갯수로 램프 안착부(180)에 형성되는데, 일반적으로 핫셀 조명기기는 백열램프(백열전구)와 나트륨 증기 속에서 아크방전에 의해 방사되는 빛을 이용하는 나트륨램프(나트륨등)를 각각 1개씩 사용하므로, 도 2에 도시된 바와 같이 2개의 슬라이드홈(110)이 적절한 크기 및 간격으로 형성/배치된다.

상기 슬라이드홈(110)은 여러 가지의 형상을 가질 수 있으나, 제작 용이성 등을 고려하여 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 간단한 사각기둥 형상을 가지는 것이 바람직하다.

상기 슬라이드홈(110)은 램프홀더(200)의 탈착이 용이하도록 램프홀더(200)와의 공차가 유지되는데, 램프홀더(200)의 교체작업이 원격 조종되는 로봇 팔에 의해 수행된다는 점을 감안하여 충분한 공차를 갖도록 구성함이 바람직하다.

한편, 램프홀더(200)가 인입되는 슬라이드홈(110)의 상부에는 램프홀더(200)보다 작은 폭은 가지도록 날개(112)가 형성될 수 있다. 즉, 슬라이드홈(110)의 입구를 통해 인입된 램프홀더(200)의 상면 가장자리는 상기 날개(112)의 하면과 접촉하게 되고, 이로 인해 램프홀더(200)는 슬라이드홈(110) 내에 안정적으로 고정되어 외부충격 등에 의해 위쪽 방향으로 이탈되는 것이 방지된다.

다만, 램프홀더(200)가 인입되는 입구 쪽에는 상기 날개(112)가 형성되지 않도록 구성하는 것이 바람직한데, 이는 원격 조종되는 핫셀 내부의 로봇 팔을 사용하여 램프홀더(200)를 슬라이드홈(110)에 결합할 때 초기 인입이 용이하도록 하기 위함이다.

또한, 슬라이드홈(110)의 입구 바닥에는 전원케이블(230)이 슬라이드홈(110)과 간섭되지 않도록 개구부가 형성될 수 있다.

상기 램프홀더(200)는 슬라이드바(210), 상기 슬라이드바(210) 상면에 마련된 애자(220) 및 램프(300)에 전원을 인가하는 전원케이블(230)을 포함하여 구성된다.

상기 슬라이드바(210)는 슬라이드홈(110)에 탈착 가능하게 결합되도록 슬라 이드홈(110)과 대응하는 형상을 가지는데, 본 실시 예에서는 사각기둥의 형상으로 형성되어 있다.

또한, 상기 슬라이드바(210)는 램프(300)에 전원을 인가하는 전원케이블(230)이 내부를 관통하여 인출될 수 있도록 속이 빈 중공형으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 애자(220)는 슬라이드바(210) 상면에 마련되는데, 일반적으로 램프(300)와 나사 결합하는 구조로 형성된다. 상기 애자(220)가 결합되는 부분의 슬라이드바(210) 상면에는 전원케이블(230)을 인출하기 위한 케이블홀(미 도시)이 형성되어 있다.

따라서 애자(220)에 연결된 전원케이블(230)은 도 3에 도시된 바와 같이 케이블홀(미 도시)을 통해 슬라이드바(210) 내부를 관통하여 안내홀(212)을 통해 외부로 인출된다.

한편, 전술한 바와 같이, 안내홀(212)을 통과한 전원케이블(230)은 슬라이드홈(110)의 입구 바닥에 형성된 개구부로 인출되므로, 슬라이드홈(110)의 바닥과 간섭되지 않게 된다.

본 발명의 핫셀 조명기기의 하우징(100)은 내부에 설치된 램프(300)를 보호하기 위한 안전커버(130)를 구비할 수 있다.

상기 안전커버(130)는 도 3에 도시된 바와 같이 철망 구조로 일측에는 하우징(100)의 일측단에 마련된 힌지(150)에 결합되는 힌지돌기(132)를 구비한다.

상기 하우징(100)의 타측단에는 안전커버(130)의 타측과 체결될 수 있도록 2개의 자석(160)이 구비되어 강(steel) 재료로 만들어지는 안전커버(130)와 자기적으로 체결된다. 다르게는 하우징(100)의 자석(160)과 대응되는 위치의 안전커버(130)의 타측에 다른 극성의 자석(160)을 구비할 수도 있으며, 이 경우 안전커버(130)는 알루미늄 등의 자석(160)과 인력이 작용하지 않는 재료를 사용하여 제작될 수 있게 된다.

이하, 핫셀 내에 설치된 본 발명의 핫셀 조명기기의 램프(300) 및 램프홀더(200)를 교체하는 동작에 대해 상세히 설명하기로 한다.

램프(300)의 수명이 다하여 램프(300)를 교체해야 하는 경우, 그 교체작업은 핫셀 내부의 로봇팔에 의해 수행되는데, 작업자는 핫셀 외부에서 원격으로 로봇팔을 조종한다.

먼저, 핫셀 외부에서 로봇팔을 이용하여 핫셀 내의 조명기기 전체를 차폐창 앞으로 이동시킨다.

그 다음, 조명기기의 안전커버(130)를 열고 하우징(100)으로부터 램프(300)가 결합된 램프홀더(200)를 꺼낸 후, 콘센트로부터 전원플러그를 분리한다.

그 다음, 새로운 램프(300)가 결합된 램프홀더(200)를 슬라이드홈(110)에 장착시킨 후, 전원플러그를 콘센트에 연결한다.

마지막으로, 핫셀 내에서 교체한 램프(300)가 결합된 램프홀더(200)를 고체폐기물통에 넣어 폐기한다.

이와 같은 방식으로, 본 발명의 핫셀 조명기기의 램프(300) 교체작업은 작업자가 직접 핫셀 내부에 들어가지 않고도 핫셀 내부에 설치된 로봇팔에 의해 전체 작업이 수행될 수 있다.

따라서, 램프(300) 교체작업시 작업자의 방사능 과다 피폭의 위험이 발생하지 않으며, 또한 조명기기 전체를 교체하는 것이 아니라 램프(300)가 결합된 램프홀더(200)만을 교체함으로써 방사성 폐기물의 양을 줄일 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

이상과 같은 본 발명의 핫셀 조명기기는 작업자가 직접 핫셀 내부에 들어가지 않고도 핫셀 내부에 설치된 로봇팔에 의해 램프 교체작업이 수행되므로, 램프 교체작업시 작업자의 방사능 과다 피폭의 위험이 발생하지 않는다.

또한, 조명기기 전체를 교체하는 것이 아니라 램프가 결합된 램프홀더만을 교체함으로써 방사성 폐기물의 양을 줄일 수 있다는 효과를 가진다.

Claims

슬라이드홈이 형성된 하우징;

상기 슬라이드홈에 탈착 가능하게 결합되며, 슬라이드바와 상기 슬라이드바 상면에 마련된 애자를 포함하는 램프홀더; 및

상기 램프홀더에 결합된 램프;를

포함하는 핫셀 조명기기.
삭제
제1항에 있어서,

상기 슬라이드바는 중공형으로 형성된 것을 특징으로 하는 핫셀 조명기기.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 슬라이드바는 상기 램프에 전원을 인가하는 전원케이블을 안내하기 위한 안내홀이 형성된 것을 특징으로 하는 핫셀 조명기기.
제1항에 있어서,

상기 하우징은 램프에서 발산하는 빛을 전방으로 반사시키는 반사판이 내측면에 구비되는 것을 특징으로 하는 핫셀 조명기기.
제1항에 있어서,

상기 하우징은 내부에 설치된 램프를 보호하기 위한 안전커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핫셀 조명기기.
제1항에 있어서,

상기 하우징은 핫셀 내의 거치를 위한 브라켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핫셀 조명기기.