JPH0416207A - 濾過器 - 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、ボイラーの汽水循環系統における復水中のク
ラットを捕集・除去するための濾過器に関し、特に、火
力発電所や原子力発電所等の発電プラント用ホイラーの
汽水循環系統に適した構造の濾過器に関する。

［従来の技術］ 発電プラント用ボイラーの汽水循環系統に使用される水
は、腐食あるいはスケールなどに起因するクラッドによ
る障害を避けるへく、適正な水質を維持することか必要
であり、復水中のクラットを捕集・除去するための濾過
器か設けられている。

ところで、発電プラント用ボイラーのへ水循環系統にお
ける濾過器においては、特に最近になって発電プラント
の高効率運転か要求され、濾過器に対してもより高い性
能か要求されている。

そこで、本発明者等は、高性能の濾過器を開発すへく種
々研究し、先に特開昭６３−１０７７１１号（特願昭６
１−２５１８３４号）により・１セラミックス多孔体よ
りなる単数又は複数個のエレメントから構成されている
ことを特徴とするボイラー復水中のクラット除去用濾過
器−に係る発明を提案している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記発明に係るボイラー復水中のクラッ
ド除去用濾過器は、例えば第４図に示す如く、フィルタ
ー３６が、ボイラー復水の上流側と下流側を画成する支
持体３１．３２にパツキン３３．３４を使用して固定さ
れており、この濾過器の耐熱性はパツキン３３．３４の
耐熱性能により左右されるため、特に高温のボイラー復
水を濾過することが困難であった。そして、第５図の系
統図に示すように、濾過器４８は通常汽水循環系統にお
いて全体の循環量のたかだか３０％程度しか占めない低
圧タービン４３からの循環水の濾過にしか適用できず、
濾過液は未濾過液と再び混じり合うため、クラッドは系
全体からみると一部しか除去されないことになる。

しかも、ボイラーの汽水循環系統における腹水中におけ
るクラッドは、主に給・復水系の腐食によって生成した
マグネタイトであり、前記マグネタイトは、酸性から弱
アルカリ性の水中では、温度の上昇とともに溶解度が減
少するという特性を有しているため、低温の低圧復水加
熱器４６のマグネタイト被膜から鉄成分が溶解し、温度
上昇による溶解度の減少から、多くの場合、脱気器出口
ないし高圧復水加熱器４７付近で飽和に達し、高圧復水
加熱器４７の高温域、節炭器およびボイラー４１では過
飽和となり、マグネタイトか堆積することになる。

このことから、給・復水系では、低圧及び高圧復水加熱
器４６．４７の水側を通過する時に腐食生成物濃度が増
加する。

従って、ボイラーの汽水循環系統では、脱気器出口及び
高圧復水加熱器４７の出口に濾過器４８を設置すること
が好ましい。

また、給水加熱器ドレンが腐食生成物の発生源として大
きな比重を占めるため、給水加熱器ドレンを対象として
濾過を行うことが有効である。

そこで本発明者等は、本発明者等が先に提案したボイラ
ー復水中のクラッド除去用濾過器の耐熱性をさらに向上
させるべく鋭意研究した結果、特に高温のボイラー復水
中のクラッドを除去することのできる構造の濾過器を新
規に知見するに到り、本発明を完成した。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、フィルターと、フィルターを支持する支持体
とを備えた濾過器において、前記フィルターおよび支持
体は、多孔質炭化珪素焼結体であり、前記フィルターと
支持体とは、炭化珪素質接着材層によって接着されてな
ることを特徴とする濾過器である。

なお、前記接着材層は、珪素粉末と炭素粉末の混合物を
加熱して生成させた炭化珪素であることが好適である。

［作用コ 以下、本発明の濾過器を詳細に説明する。

本発明の濾過器は、フィルター及び支持体が多孔質炭化
珪素焼結体であり、前記フィルターと支持体とが、炭化
珪素質接着材層によって接着されてなることを特徴とす
る濾過器であることが必要である。

前記フィルター及び支持体を多孔質炭化珪素焼結体とす
る理由は、フィルター及び支持体の気孔内に炭化珪素質
接着材層かアンカーを形成するため、極めて強固に接着
することかできるからである。

尚、前記支持体は、フィルターに比較して数倍から数十
倍の厚さとすることにより、支持体の気孔径の数分の一
程度までのクラッドであれば捕捉することが可能であり
、特に支持体の気孔径をフィルターの気孔径よりも小さ
くする必要は無い。

更に、フィルター、支持体及び接着材層の全てを炭化珪
素とすることにより、耐熱性に極めて優れるばかりでな
く、熱膨張率が同じであることから、耐熱衝撃性にも極
めて優れており、濾過液を高温状態のまま処理できる。

前記接着材層は、珪素粉末と炭素粉末の混合物を加熱し
て生成させた炭化珪素であることが好ましい。

その理由は、珪素粉末と炭素粉末の混合物を加熱して生
成させた炭化珪素は、焼結時の寸法変化がな（、しかも
フィルターに比較して緻密な炭化珪素であるからである
。

更にまた、本発明によれば、比較的環れやすいフィルタ
ーを強固な支持体に接着して一体とすることにより、取
扱い性を改善することができる利点も有している。

次に本発明の濾過器を一実施態様を示す図面によって詳
細に説明する。

第２図に示すように、本発明の濾過器Ａは、系統水の流
入口２、及び流出口３を有する容器Ｉが管板Ｐによって
流入側と流出側とに画成されてなるものであり、前記管
板Ｐ上にはフィルターユニッ）Ｕが複数個設置されてい
る。

前記フィルターユニットＵは、第１図（ａ）又は第１図
（ｂ）に示す如く支持体６の保持孔１４にフィルター１
１の上端部が接着材層ＩＯにより接着されてなる。また
、前記フィルター１１は、第１図（ａ）に示す如く両端
が開口しているパイプ１５の下端部を炭化珪素焼結体か
らなる封止プラグ１３により閉塞したものであるか、あ
るいは第１図（ｂ）に示すように一端が閉塞してなる有
底パイプ１６であってもよい。これらフィルター１１は
、流入側及び流出側において密度か異なる多孔質体によ
る多層構造をなし、流出側よりも流入側が高密度に形成
されている。

尚、前記パイプ１５からなるフィルター１１の下端部は
、第１図（ｃ）に示す如く、前記支持体６と同様の素材
からなる支持体５の保持孔１２に、支持体６に対するの
と同様にして接着材層１０により接着固定することがで
きる。そして、前記フィルター１１の下端部を、支持体
５の保持孔１２内において炭化珪素焼結体からなる封止
プラグ１３によって閉塞してもよい。

次に、本発明のフィルター１１と支持体６との接着方法
について簡単に説明する。

フィルター１１と支持体６の接着面を研磨処理した後、
前記接着面に珪素粉末と炭素粉末の混合物からなる接着
材組成物を塗布し、次いでフィルター１１と支持体６を
組み合わせた状態で１５００〜２２００°Ｃの範囲の焼
成温度で加熱焼成した後、常温まで降温して接着される
。

前記接着材組成物は、平均粒径が１０μｍ以下の珪素粉
末と平均粒径が１０μｍ以下の炭素粉末の混合物である
ことが有利であり、Ｓｉ／Ｃモル比が０．８〜１．２の
範囲内であることが有利である。

平均粒径が１０μｍ以下の珪素粉末と平均粒径が１０μ
ｍ以下の炭素粉末の混合物であることか有利である理由
は、接着材層の気孔をフィルターの気孔に比較して極め
て小さくできるからであり、なかでも平均粒径が０．１
〜１μｍの珪素粉末と平均粒径が０．　１〜１μｍの炭
素粉末の混合物であることが好適である。

またＳｉ／Ｃモル比が０．８〜１．２の範囲内であるこ
とが有利である理由は、未反応物を残留させることなく
接着できるからであり、なかでもほぼｌであることが好
適である。

次に、本発明の濾過器を使用した系統水循環経路の一例
を第３図に示す系統図によって説明する。

本発明の濾過器Ａを使用した系統水循環経路は、第３図
に示す如くであるが、大部分は従来技術と同一であると
ころから同一符号を付すに留めて説明の重複を極力避け
、本発明の濾過器Ａを使用した系統水循環経路の特徴部
分のみを述べる。

第３図に示す如く本発明の濾過器Ａは、高圧復水加熱器
４７の下流側に配置され、低圧復水加熱器４６及び高圧
復水加熱器４７から流れる高温の系統水のクラッドを濾
過し、この濾過液はボイラー４１に圧送される。

即ち、本発明の濾過器Ａは、フィルター１１と支持体６
とが同素材であるところの炭化珪素によって接着されて
いるため、極めて高温の系統水の通過路に配置すること
が可能となる。

従って、両組水加熱器４６．４７にて加熱された高温の
系統水は、第２図に示した如き濾過器Ａの流入口２より
濾過器Ａ内に進入し、フィルターユニットＵのフィルタ
ー１１によって濾過されて流出口３から下流側に圧送さ
れる。これにより、循環路内を流れる系統水は確実にク
ラッドか除去された後、ボイラー４１に帰還され、濾過
効率は極めて優れたものとなる。

以下、本発明を実施例によって説明する。

［実施例１］ 先ず第１に、本発明の濾過器を構成する多孔質炭化珪素
焼結体よりなるフィルターの製造方法について説明する
。

出発原料として使用した炭化珪素粉末は、９５重量％が
β型結晶よりなり、０．４重量％の遊離炭素、０．２重
量％の酸素を主として含有し、かつ０．２８μｍの平均
粒径を宵していた。

前記炭化珪素粉末１００重量部に対し、ポリビニルアル
コール５重量部、水３００重量部を配合し、ボールミル
中で５時間混合した後乾燥した。

この乾燥混合物に水を添加して混捏した後、適量採取し
て押し出し成形を行い、第１図（ａ）に示す如き中空パ
イプ状のフィルター１１の形に加工した。

得られた成形体を黒鉛製坩堝に装入しタンマン型焼成炉
を使用して１気圧のアルゴンガス雰囲気中で焼成した。

焼成は２５°Ｃ／分の割合で２０００℃まで昇温し、こ
の温度で６時間保持した。

得られた焼結体は、平均気孔径が２．２μｍ、気孔率か
４３％の多孔質体であった。

次いで、この多孔質体の外周部に前記炭化珪素粉末１０
０重量部とポリ上ニルアルコール１０重量部と水１００
重量部とをホールミル中で５時間混合した粘稠なスラリ
ーを塗布し、膜厚０．０４ｍｍの炭化珪素膜を形成した
後乾燥し、再びタンマン炉中に装入して１気圧のアルゴ
ンカス雰囲気中で２．５℃／分の割合で１８００℃まで
昇温し、この温度で１時間保持して焼成した。

このようにして得られた中空パイプ状のフィルター１１
は、外周部に平均気孔径０．４μｍの微細気孔を有する
炭化珪素薄膜が強固に結合されていた。

第２に、本発明の濾過器を構成する多孔質炭化珪素焼結
体よりなる支持体６の製造方法について説明する。

前記顆粒化した乾燥混合物を適量採取してラバープレス
成形を行い、第１図（ａ）に示す如き板状の支持体６の
形に加工した。得られた成形体を黒鉛製坩堝に装入しタ
ンマン型焼成炉を使用して■気圧のアルゴンカス雰囲気
中て焼成した。焼成は、２．５℃７／分の割合て１８０
０℃まて昇温し、この温度で６時間保持した。

得られた焼結体は、平均気孔径か０．７μｍ、気孔率が
４０％の多孔質体であった。

第３に、本発明の濾過器を構成する多孔質炭化珪素焼結
体よりなるフィルター１１と支持体６の接着方法につい
て説明する。

前記中空パイプ状のフィルター１１と支持体６とを第１
図（ａ）に示すように組合せ、さらに封止プラグ１３を
フィルター１１の下端部に嵌め込み、接着部に平均粒径
か０．６μｍの珪素粉末４０重量部と、平均粒径が０．
８μｍの炭素粉末３６重量部と、ポリビニルアルコール
３重量部とを混合したペースト状の混合物を充填し、タ
ンマン型焼成炉を使用してＩ気圧のアルゴンガス雰囲気
中で焼成して接着した。焼成は２．５°Ｃ／分の割合て
１８００℃まて昇温し、この温度で１時間保持すること
により行った。

（実施例２） 前記実施例１と同様であるが、出発原料としてほぼ１０
０％α型結晶からなる市販の炭化珪素粉末を使用して多
孔質炭化珪素焼結体よりなるフィルターを製造した。

前記市販の炭化珪素粉末は、平均粒径が０．３１μｍ、
遊離炭素含有量か０．　３重量％、酸素含有量か０．３
重量％てあった。

本実施例で得られた炭化珪素質接着材層１０によって接
着されてなるフィルター１１と支持体６とを第２図に示
すような濾過器Ａに設置して、第３図に示す如き系統図
の高温側の復水濾過器として使用したところ、いずれも
極めて優れた性能を発揮することか確認された。

［効果］ 以上詳述したように、本発明の濾過器は極めて高温の液
体の濾過に使用することができるという優れた効果を発
揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）はそれぞれ本発明の
濾過器における炭化珪素質接着材層にょって接着された
フィルターと支持体とを示す断面図、第２図は本発明の
濾過器の内部を示す断面図、第３図は本発明の濾過器を
使用した系統水の循環経路を示す系統図、第４図及び第
５図は従来例を示すものであり、うち第４図は濾過器の
内部を示す断面図、第５図は系統水の循環経路を示す系
統図である。 ６・・・支持体、１０・・・炭化珪素質接着材層、１１
・・・フィルター、Ａ・・・濾過器。 特許出願人　イビデン　株式会社 株式会社　荏原製作所 代　理　人　弁理士　　恩田博宣（ほか１名）第１ （ｂ） 第２回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フィルター（１１）と、このフィルター（１１）を
   支持する支持体（６）とを備えた濾過器（Ａ）において
   、 前記フィルター（１１）及び支持体（６）は、多孔質炭
   化珪素焼結体であり、前記フィルター（１１）と支持体
   （６）とは、炭化珪素質接着材層（１０）によって接着
   されてなることを特徴とする濾過器。 ２、前記炭化珪素質接着材層（１０）は、珪素粉末と炭
   素粉末の混合物を加熱して生成させた炭化珪素である請
   求項１に記載の濾過器。