JPH04126511A - 大容量型円筒形フイルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、原子力施設等での換気空調設備の給排気系に
使用されるフィルタ設備に関するものである。

（従来の技術） 原子力施設等での換気空調設備の給排気系には、空気中
の放射性粉塵の除去を目的とした粒子フィルタが設備さ
れている。この粒子フィルタは、空気中の粉塵等を濾材
で捕集除去するものであるが、濾材の単一面積に通風で
きる処理風量は、性能上及び強度上からの限界がある。

すなわち、濾材の単一面積あたりに定格風量以上を通風
すると、粉塵等の捕集効率が低下し、所定の捕集効率を
満足できなくなる。また、単一面積に対する風圧も大き
くなるので、濾材の耐圧強度が保てなくなる。

従って、フィルタの処理風量を大きくするためには濾材
の通過面積を広くすることが考えられるが、一般的には
濾材をプリーツ状に折り込む方法が取られている。

このプリーツ状に折り込んだ濾材に対する空気の流し方
によるフィルタの区分としては、単純にプリーツ状に折
り込んだ濾材の上流側から下流側へと直線的に流す箱形
フィルタと、プリーツ状に折り込んだ濾材を円筒形に丸
め、その円筒の内部空胴側から円筒外周方向又はその逆
方向に流す円筒形フィルタがある。本発明は、一般的な
円筒形フィルタについて適用される。

従来の円筒形フィルタを原子力施設での換気空調設備の
給排気系に使用すると、次のような問題点があった。

原子力施設の拡大に伴い、換気空調設備の給排気系の処
理風量が増加した場合、フィルタの数を増加するしか方
法がなく、換気空調設備の増設によって設備費・運転費
の増大を招き、さらに放射性物質を捕集したフィルタが
放射性廃棄物となって増大し、それを保管するスペース
も増大する。

円筒形フィルタの改造について考えると、フィルタの大
型化は現存する収容設備の廃棄を必要とする。フィルタ
の外径寸法を変えずに捕集効率及び耐圧強度を所定の性
能のままで処理風量を大きくするためには、濾材のプリ
ーツ幅を大きくして濾材の通風面積を広げることが考え
られるが、構造上次の問題がある。

すなわち、プリーツ状の濾材の幅を大きくすると、外周
側の折り目の山と山のつなぎと内周側のそれとの間が長
くなり、濾材自体の耐圧強度が低下する。濾材の間に補
強用のセパレータを入れようとすると、濾材と濾材の間
が広がってしまい、プリーツ数が減少し、逆に濾材面積
を小さくしてしまう。

さらに、プリーツ状の濾材の幅を大きくすると、円周の
内部空胴部は口径を小さく狭められ、その内部空胴部の
上部又は下部開口も小さくなるため、フィルタ全体の圧
力損失が増大し、現有の送風設備では能力不足になって
しまう。

処理風量を現状の１．３〜１．５倍にしようとした場合
、圧力損失は２〜４倍になってしまい、前述した濾材の
耐圧強度の問題と合わせて、単にプリーツ幅を広げたり
濾材面積を大きくすることで処理風量の増加に対応する
ことはできないことになる。

フィルタに捕集した放射性の粉塵等が、フィルタの交換
や運搬時に再飛散すると汚染の拡大につながるので、現
在はポリエチレンの袋で梱包しているが、フィルタ単体
として粉塵を封じ込める構造は取られていない、フィル
タの汚染がひどい場合は、作業員の被曝低減のために遠
隔操作によるフィルタの交換や運搬が好ましい、従来の
円筒形フィルタには、ロボット等を用いた遠隔操作用の
アタッチメントは備えられていない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、フィルタの外径寸法を大きくすること
な（、しかも通風抵抗を増大させることなく通過風量を
増大させることにある。

本発明の他の目的は、フィルタ交換作業の際に作業員が
被曝を受けるのを防止すると共に放射性廃棄物が外部に
漏れ出すことを防止できるフィルタを提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段とその作用）本発明の前
述した目的は、プリーツ状に折り込んだ濾材を円筒形に
丸め、その円筒の内部空胴部から濾材を通り円筒外周方
向に放射性の粉塵等を含んだ空気を流し、その空気中の
粉塵等を濾材で捕集する円筒形フィルタであって、前記
濾材を内包するエレメントの内壁形状を空気流入口の開
口面積を大きくし空気出口側に向かって開口面積を小さ
くした略ベルマウス形状に形成し、かつ前記濾材のプリ
ーツ幅を大きくし濾材面積を増加した大容量型円筒形フ
ィルタによって達成される。

かかる構成に基づき、本発明のフィルタによれば、エレ
メントのベルマウス形状に沿って空気が流れるようにな
り、外径寸法を変えずに処理風量を大きくしてもフィル
タ全体の圧力損失を増大させることがなく、捕集性能を
低下させることもなく、捕集した粉塵等の再飛散を防止
することができる。アタッチメントを取付ければ、遠隔
操作でフィルタの交換や運搬を行なうことができるよう
になり、作業員の被曝を防止し、かつ放射性廃棄物の飛
散を防止することができる。

エレメントの内壁をベルマウス形状に形成する１つの方
法として、エレメントを複数のドーナツ状要素で積み重
ねて形成し、空気流入口の要素の内径が最大になり空気
流出口の要素の内径が最小となるように配置して、それ
らの内壁を略ベルマウス形状に形成することもできる。

この方法によれば、ベルマウス形状の形成が容易になる
。

また、濾材を内包するエレメントを縦形とし、エレメン
トの内部空胴部の上部より放射性の粉塵等を含んだ空気
を流入させ、その空気の流れを濾材のフィルタ内面側か
ら外面側へと案内するように配置し、さらに円筒上部に
遠隔操作用のアク。

チメントを取付ければ、作業員の被曝と放射性廃棄物の
飛散を防止できる構造が得られる。

本発明の他の特徴及び利点は、添付図面の実施例を参照
した以下の記載によって明らかとなろう。

（実施例） 第１図乃至第３図は本発明の好適な実施例による大容量
型円筒形フィルタ１０を表わしている。

フィルタ１０はプリーツ状に折り込んだ濾材１７を円筒
形に丸めて入口開口面積が大きくなるように成形し、同
様な形状に成形した内側金網（又はパンチングメタル）
１４及び外側金網（又はパンチングメタル）１５で補強
してエレメント２０を構成し、上部ケーシング１１及び
下部ケーシング１２間にシール剤１６で接着して挟み込
み、固定ボルト１３で固定して作られている。

粉塵等を含んだ空気は、円筒の内部空田部１８の上部開
口から流入し、内側金′ｆｉ４１４を経て濾材１７を通
り、ここで粉塵等は捕集除去され、清浄になった空気が
外側金網１５を遣って円筒外周方向へと排出される。

フィルタの圧力損失は、部分的に見ると、上部開口部圧
損、内部空胴部圧損、金網部圧…、濾材部圧損に分けら
れるが、最も影響の大きな部分は上部開口部圧損である
ことが判明した。従って、この上部開口部圧損を小さく
するためには流入開口部面積を大きくすれば良いことに
なる。これにより、上部開口部での空気の流入速度は遅
くなり、しかも空気は濾材側へと分散していくので、圧
力損失が著しく低下する。

実験によれば、プリーツ幅を広げる前の上部開口部圧損
は、フィルタ全体の約１割程度しかないので、フィルタ
全体の圧損に大きな影響を与えないが、プリーツ幅を広
げた後は、フィルタ全体の圧損が大きくなると共に上部
開口部圧損がフィルタ全体の約４割を占めるようになる
。ここで、流入口の開口面積を広げると、フィルタ全体
の圧損がプリーツ幅を広げる前より小さくなると共に、
上部開口部圧損はフィルタ全体の約１割程度に下がる。

フィルタ全体の圧損が小さくなるのは、上部開口部圧…
さえ下がれば、濾材面積は大きくなっているので、濾材
の単一面積に対する処理風量が軽減され、濾材の圧損が
大幅に凍ったためである。

ここで、フィルタ全体の圧損が小さくなった分だけ処理
風量を大きくでき、余裕が生まれることになる。

逆に言えば、処理風量を大きくしても圧力損失を増大さ
せないということになり、円筒形フィルタの大容量化が
回れる。

処理風量を大きくするため、濾材の通過面積を広げよう
とプリーツ幅を大きくすると、円筒の内部空胴部が小さ
くなり、フィルタ全体の圧力損失を増大させるが、その
流入口の開口面積を大きくすることにより、圧力損失の
増大をなくすことができる。

第２図において、フィルタｌＯには、遠隔操作でフィル
タ１０を吊り上げるためのアタッチメント１９が取付け
られており、さらにフィルタ１０をフィルタユニットに
装着するためのジヨイント部２１が取付けられており、
これらは後述する用途に用いられる。

第４図、第５図は、本発明の第２実施例による大容量型
円筒形フィルタ４０を表わしている。このフィルタ４０
は、プリーツ状に折り込んだ濾材を円筒形に丸めたもの
を積み上げることにより、その内面の形状を段付きの疑
似ベルマウス形状にしたものであり、第１図乃至第３図
の実施例に比べて製造が容易になるという利点がある。

図示の如く、最上段のエレメント４１はその内径が最も
大きく、第２段のエレメント４２はその次で、第３段か
ら第５段までのエレメント４３乃至４５の内径が最も小
さくなっている。従って、これらを積み上げたフィルタ
４５はその内面が段付きの疑似ベルマウス形状になって
いる。これにより、前述した第１実施例と同様の作用効
果が得られることになる。

各エレメントはその上端又は下端をプレートで補強し、
隣接エレメント間をシール剤で接着して、水平方向にだ
け流体を流すように構成する。エレメント４３乃至４５
は一体構造とすることもてきまた、各エレメントの内側
を図のような垂直ではなく下に行くに従って内径が小さ
くなるようなテーパ状に形成して、ベルマウス形状にさ
らに近似させることも可能である。

第６図は、本発明によるベルマウス状の内面形状を備え
たフィルタ５０の上面にさらに追加のへルマウスを付設
した実施例を表わしており、特定の適用例に対して応用
することができる。

第７図は、本発明によるフィルタの使用方法の例を表わ
しており、本発明によるフィルタ１０はフィルタユニッ
ト７０内に収納されている。フィルタ１０は、フィルタ
ユニット７０の上端に配置された蓋７４を開けて内部へ
と吊り下げられ、フィルタユニット７０の中央部分に設
けられた水平仕切板７３の中央の開口へと挿入される。

フィルタ１０のジヨイント部２１がガスケット７５上に
着座してシールされ、アタッチメント１９と蓋７４との
間を取付用ばね７８で連結して固定する。

ｌｌ７４とユニット７０との間はガスケット７７でシー
ルされる。

フィルタユニット７０の入ロア１から流入した粉塵等を
含んだ空気は、円筒形フィルタ１０によって粉塵等を捕
集除去され、清浄になった空気が出ロア２から排出され
る。この時、捕集された粉塵等は、濾材１７の円筒の内
面側で捕集除去されるから、その粉塵等が放射性の物質
であっても、円筒内部に封し込めてしまい、フィルタ使
用後の移動の際にも粉塵等が飛散し汚染が拡大すること
が防止される。

第８図及び第９図は、本発明によるフィルタを交換する
状況を表わしている。第７図における蓋７４が外され、
フィルタｌＯの上端にあるアタッチメント（ソケット側
）１９に連結可能なアタッチメント（プラグ側）８１を
下端に有する蓋８４が吊り具８６から吊り下げられてい
る。！８４の下面にはシール用のガスケット８５が付着
さセられている。

蓋８４を降下させていくと、蓋の下面に取付けられたア
タッチメント８１がフィルタ側のアタッチメント１９と
自動的に連結され、ガスケット８５によって蓋８４とフ
ィルタｌＯとが封止状態で連結される。従って、フィル
タ内部の放射性粉塵等は完全に封し込められ、この連結
部分から外に漏れ出すことがない、一体化された両者を
吊り上げていくと、第９図に示す状態になり、フィルタ
ｌＯはフィルタユニット７０から取り出される。

さらに、遠隔操作によってフィルタを別のフィルタに交
換することができるから、作業員が被曝を受けるのを防
止することができる。

（発明の効果） 以上詳細に説明した如く、本発明のフィルタによれば、
外径寸法を大きくすることなく、しかも通風抵抗を増大
させることなく通過風量を増大させることが可能になり
、フィルタ収納設備はそのまま継続使用できることにな
る。フィルタにアタッチメントを取付ければ、交換作業
の際に作業員が被曝を受けるのを防止することができ、
さらに放射性廃棄物が外部に漏れ出すことを防止できる
ことになる等、その技術的効果には極めて顕著なものが
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるフィルタの上面図で片側を断面で
表わしたもの、第２図はその正面図で片側を断面で表わ
したもの、第３図はその底面図で片側を断面で表わした
もの、第４図は他の実施例によるフィルタの上面図で片
側を断面で表わしたもの、第５図はその正面図で片側を
断面で表わしたもの、第６図はさらに他の実施例による
フィルタの正面図で片側を断面で表わしたもの、第７図
はフィルタを収容したユニットの概略縦断面図、第８図
はフィルタを吊り上げる前の状態を表わす概略縦断面図
、第９図はフィルタを吊り上げた後の状態を表わす概略
縦断面図である。 １０．４０・　・　・フィルタ １１．１２・・・ケーシング １４．１５・・・金網 １６・・・シール剤 １７・・・濾材 １８・・・空胴部 １９・・・アタッチメント ２０・　・　・エレメント ４１〜４５・　・　・エレメント 特許出願人　　　　新菱冷熱工業株式会社代理人　弁理
士　　二　宮　正　孝 第１図 第３図 第４図 第５図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プリーツ状に折り込んだ濾材を円筒形に丸め、その
   円筒の内部空胴部から濾材を通り円筒外周方向に放射性
   の粉塵等を含んだ空気を流し、その空気中の粉塵等を濾
   材で捕集する円筒形フィルタであって、 前記濾材を内包するエレメントの内壁形状を空気流入口
   の開口面積を大きくし空気出口側に向かって開口面積を
   小さくした略ベルマウス形状に形成し、 かつ前記濾材のプリーツ幅を大きくし濾材面積を増加し
   たことを特徴とする大容量型円筒形フィルタ。 ２、前記エレメントを複数のドーナツ状要素で積み重ね
   て形成し、空気流入口の要素の内径が最大になり空気流
   出口の要素の内径が最小となるように配置して、それら
   の内壁を略ベルマウス形状に形成して成る請求項１記載
   のフィルタ。 ３、前記濾材を内包するエレメントを縦形とし、エレメ
   ントの内部空胴部の上部より放射性の粉塵等を含んだ空
   気を流入させ、その空気の流れを濾材のフィルタ内面側
   から外面側へと案内するように配置し、さらに円筒上部
   に遠隔操作用のアタッチメントを取付けて成る請求項１
   記載のフィルタ。